JP5691428B2 - 電動ブレーキ制御システム - Google Patents
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Description
前記ブレーキペダルは、ブレーキ操作時、ドライバーのペダル踏力を加える。
前記電動ブースタは、ブレーキ操作時、電動モータの回転力を、ボールねじ機構を介して軸方向のアシスト推力に変換する。
前記マスターシリンダは、前記ペダル踏力に前記電動ブースタによるアシスト推力を加えた力により液圧ピストンを押し、マスターシリンダ圧を発生させる。
前記カットバルブは、前記マスターシリンダから各輪に設けられたホイールシリンダに至る液路の途中位置に設けられ、液路の開閉制御を行う。
前記電動ブレーキ制御手段は、ブレーキ操作時、前記電動モータが既にフル電流域の電流を消費している全負荷点であると判断され、かつ、ペダル保持状態であると判断されたとき、全負荷点保持条件が成立したとし、前記マスターシリンダの下流に配置した前記カットバルブにより液路を閉じ、前記電動モータへの印加電流を下げ、前記ボールねじ機構のボールねじ可動シャフトをアシスト方向とは逆方向に戻す。
すなわち、全負荷点のペダル保持状態において、マスターシリンダの下流の液路を閉じることで、ボールねじ可動シャフトの戻し制御が行われたとしても、液路を閉じたときのマスターシリンダ圧(出力液圧)が維持される。これに伴いペダル踏力の変動が抑えられ、安定したペダル保持状態が確保される。
そして、電動モータへの印加電流を下げ、ボールねじ可動シャフトを戻すことで、消費電流を下げた分だけ再踏み込みのときに使用できるモータ電流を確保しつつ、再踏み込みのときにボールねじ機構の動摩擦状態を実現するための助走区間が確保される。つまり、次の再踏み込みに備え、再踏み込み時における踏力−液圧特性の横流れの原因である“モータ電流不足”と“ボールねじ機構の静止”を取り除くことができる状態を予め作り出して待機する。
この結果、全負荷点にてブレーキペダルを保持するブレーキ操作の際、ペダル保持状態からの再踏み込みに備えつつ、出力液圧の低下を抑えることで、全負荷点におけるペダルフィーリングを改善することができる。
図1は、電動車両(電気自動車、ハイブリッド車、等)に適用された実施例1の電動ブレーキ制御システムを示す。以下、図1に基づき全体システム構成を説明する。
この等倍制御の実行中は、ABSブレーキ液圧アクチュエータ8のカットバルブ84,84は、図1に示すように開いた状態である。
ここで、全負荷点は、電動モータ30が既にフル電流域(例えば、40A域)の電流を消費している状態であるか否かにより判断する。ペダル保持状態は、ペダルストロークセンサ70からのペダルストローク信号が変化しないままで、所定のペダル保持判断時間を経過したか否かにより判断する。そして、全負荷点であり、かつ、ペダル保持状態と判断されたとき、全負荷点保持条件が成立したとする。
ここで、電動モータ30への印加電流を低下させる指令は、ボールねじ機構36のボールねじ可動シャフト36cをアシスト方向とは逆方向に戻すストロークを生じさせる指令とする。
まず、「比較例の課題」の説明を行う。続いて、実施例1の電動ブレーキ制御システムにおける作用を、「ブレーキ操作時における全負荷点までの電動ブレーキ制御作用」、「全負荷点ペダル保持状態における電動ブレーキ制御作用」、「全負荷点ペダル保持状態における皿バネ作用」、「ペダル再踏み込み状態における電動ブレーキ制御作用」に分けて説明する。
特開2009−154814号公報に示される電動倍力装置を比較例とする。
比較例の電動倍力装置の特徴は、ボールねじ機構を静止させると、それまでの動摩擦状態から静摩擦状態に切り替わるため、ボールねじ機構による回転動作から直線動作への変換効率が低下する。つまり、ボールねじ機構を静止させた状態から動き出すまでは、静摩擦状態であることより、ボールねじ機構が動いている動摩擦状態での電流より大きな電流を必要とする。
ブレーキ操作時において、全負荷点に達するまでは、図3のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3へと進み、ステップS2にて等倍制御が実行される。そして、ステップS3にて全負荷点でペダル保持状態であると判断されるまで、ステップS2→ステップS3へと進む流れが繰り返され、等倍制御の実行が維持される。
ブレーキ操作時、全負荷点でペダル保持状態を検出すると、図3のフローチャートにおいて、ステップS3からステップS4→ステップS5→ステップS6へと進む。そして、ステップS4にてカットバルブ84,84を閉じる指令が出力され、ステップS5にて電動モータ30への印加電流を低下する指令が出力される。そして、ステップS6にてペダル再踏み込み状態と判断されるまで、ステップS5→ステップS6へと進む流れが繰り返され、電動モータ30への印加電流を低下する指令の出力が維持される。
この全負荷点ペダル保持状態のとき、図9の右方向にインプットピストン14の受圧面積とプライマリ液圧を掛け合わせた液圧反力が作用するが、プライマリ液圧を一定圧に維持することで、液圧反力の変動が解消される。したがって、変動する液圧反力をペダル踏力により受け持つときのようなペダル操作違和感をドライバーに与えることなく、ペダル踏力の変動を抑えた安定したペダル保持状態が確保される。特に、全負荷点にてペダル保持状態を検出すると、ボールねじ可動シャフト36cをブレーキペダル10側(リヤ側)に戻す制御を行うが、このボールねじ可動シャフト36cの戻し動作に対しても、プライマリ液圧の変動が抑えられ、安定したペダル保持状態が確保される。
したがって、全負荷点にてブレーキペダル10を保持するブレーキ操作の際、ペダル保持状態からの再踏み込みに備えつつ、出力液圧の低下を抑えることで、全負荷点におけるペダルフィーリングが改善される。
上記のように、ブレーキペダル10の踏み込み位置を保持しつつ、ボールねじ機構36のボールねじ可動シャフト36cを戻す動作を行うと、ボールねじ可動シャフト36cとプライマリピストン51が離れる。その結果、ボールねじ可動シャフト36cが受け持っていた液圧反力を、全てペダル踏力で受け持つことになるため、ドライバーのペダル踏力が急に高まるし、ペダル踏力ではカバーできないことがある。
この構成により、ボールねじ可動シャフト36cの戻しによりペダル踏力が急上昇するのが抑えられるばかりでなく、ボールねじ可動シャフト36cの戻し量が増加しても、ペダル踏力の変動が小さく抑えられる。
したがって、全負荷点ペダル保持状態で、ボールねじ可動シャフト36cとプライマリピストン51が離れるボールねじ可動シャフト36cの戻し制御を行うにもかかわらず、ペダル踏力が変化するのが抑制される。
全負荷点でペダル保持状態から、ペダル再踏み込みを検出すると、図3のフローチャートにおいて、ステップS6からステップS7→ステップS8→ステップS9へと進む。ステップS7にてカットバルブ84,84を開く指令を出力し、ステップS8にて電動モータ30への印加電流の上昇指令を出力する。そして、フルストロークに到達したと判断されるまで、ステップS8→ステップS9へと進む流れが繰り返され、電動モータ30への印加電流の上昇指令の出力が維持される。
したがって、全負荷点でのペダル保持状態からの再踏み込みにかかわらず、予め確保してあるモータ電流を用いてボールねじ機構36を動摩擦状態とすることで、踏力−液圧特性の横流れが改善される。
実施例1の電動ブレーキ制御システムにあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
ブレーキ操作時、電動モータ30の回転力を、ボールねじ機構36を介して軸方向のアシスト推力に変換する電動ブースタ3と、
前記ペダル踏力に前記電動ブースタ3によるアシスト推力を加えた力により液圧ピストン(プライマリピストン51、セカンダリピストン52)を押し、マスターシリンダ圧を発生させるマスターシリンダ5と、
前記マスターシリンダ5から各輪に設けられたホイールシリンダ9FL,9FR,9RL,9RRに至る液路(プライマリ液圧配管61、セカンダリ液圧配管62)の途中位置に設けられ、液路(プライマリ液圧配管61、セカンダリ液圧配管62)の開閉制御を行うカットバルブ84,84と、
前記電動モータ30でのアシスト限界点である全負荷点にてペダル保持状態を検出すると、前記マスターシリンダ5の下流に配置した前記カットバルブ84,84により液路(プライマリ液圧配管61、セカンダリ液圧配管62)を閉じ、前記電動モータ30への印加電流を下げ、前記ボールねじ機構36のボールねじ可動シャフト36cをアシスト方向とは逆方向に戻す電動ブレーキ制御手段(図3のステップS3〜ステップS5)と、
を備える。
このため、全負荷点にてブレーキペダル10を保持するブレーキ操作の際、ペダル保持状態からの再踏み込みに備えつつ、出力液圧の低下を抑えることで、全負荷点におけるペダルフィーリングを改善することができる。
このため、(1)の効果に加え、全負荷点ペダル保持状態で、ボールねじ可動シャフト36cとプライマリピストン51が離れるボールねじ可動シャフト36cの戻し制御を行うにもかかわらず、ペダル踏力が変化するのを抑制することができる。
このため、(1)または(2)の効果に加え、全負荷点でのペダル保持状態からの再踏み込みにかかわらず、予め確保してあるモータ電流を用いてボールねじ機構36を動摩擦状態とすることで、踏力−液圧特性の横流れを改善することができる。
1 ドライバー操作入力部材
10 ブレーキペダル
3 電動ブースタ
30 電動モータ
36 ボールねじ機構
36a ボールねじ固定シャフト
36b ボール
36c ボールねじ可動シャフト
38 皿バネ(弾性体)
5 マスターシリンダ
51 プライマリピストン(液圧ピストン)
52 セカンダリピストン(液圧ピストン)
61 プライマリ液圧配管(液路)
62 セカンダリ液圧配管(液路)
7 ブレーキコントローラ
8 ABSブレーキ液圧アクチュエータ
84,84 カットバルブ
9FL 前輪左ホイールシリンダ
9FR 前輪右ホイールシリンダ
9RL 後輪左ホイールシリンダ
9RR 後輪右ホイールシリンダ
Claims (3)
- ブレーキ操作時、ドライバーのペダル踏力を加えるブレーキペダルと、
ブレーキ操作時、電動モータの回転力を、ボールねじ機構を介して軸方向のアシスト推力に変換する電動ブースタと、
前記ペダル踏力に前記電動ブースタによるアシスト推力を加えた力により液圧ピストンを押し、マスターシリンダ圧を発生させるマスターシリンダと、
前記マスターシリンダから各輪に設けられたホイールシリンダに至る液路の途中位置に設けられ、液路の開閉制御を行うカットバルブと、
ブレーキ操作時、前記電動モータが既にフル電流域の電流を消費している全負荷点であると判断され、かつ、ペダル保持状態であると判断されたとき、全負荷点保持条件が成立したとし、前記マスターシリンダの下流に配置した前記カットバルブにより液路を閉じ、前記電動モータへの印加電流を下げ、前記ボールねじ機構のボールねじ可動シャフトをアシスト方向とは逆方向に戻す電動ブレーキ制御手段と、
を備えることを特徴とする電動ブレーキ制御システム。 - 請求項1に記載された電動ブレーキ制御システムにおいて、
前記電動ブースタは、前記ボールねじ可動シャフトと前記液圧ピストンとの間に、荷重が増えるほどバネ定数が小さくなる弾性体を介在させた
ことを特徴とする電動ブレーキ制御システム。 - 請求項1または請求項2に記載された電動ブレーキ制御システムにおいて、
前記電動ブレーキ制御手段は、全負荷点でのペダル保持状態からの再踏み込みを検出すると、ペダル再踏み込みに連動して前記カットバルブにより閉じている液路を開放し、前記電動モータへの印加電流を上げ、前記ボールねじ機構のボールねじ可動シャフトをアシスト方向に進めて前記液圧ピストンを押し出す
ことを特徴とする電動ブレーキ制御システム。
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