JP6040097B2 - 車両用ブレーキシステム - Google Patents
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Description
また、車両用ブレーキ装置を制御する制御手段には、それぞれの液圧系統におけるブレーキ液圧の計測値がフィードバックされ、制御手段は、フィードバック制御によって、好適なブレーキ液圧が発生するようにスレーブシリンダを制御する。
そして、一方の液圧系統にブレーキ液のリーク(漏洩)が発生したと判定したとき、制御手段は、リークが発生していない他方の液圧系統に配設される液圧センサからフィードバックされる計測値を利用したフィードバック制御によって、好適なブレーキ液圧をスレーブシリンダに発生させる。
一方、液圧センサが配設されない液圧系統にブレーキ液のリークが発生した場合、液圧センサによる正確なブレーキ液圧の計測は可能である。したがって、液圧系統におけるブレーキ液圧の計測値を制御手段にフィードバックするフィードバック制御は可能である。
例えば、制御手段は、スレーブシリンダのアクチュエータの動作量の目標値(目標動作量)をブレーキ操作部(ブレーキペダル)の操作量に応じて演算する。そして制御手段は、アクチュエータの動作量の計測値を制御手段にフィードバックするフィードバック制御で、アクチュエータを制御する。
しかしながら、アクチュエータの動作に対してスレーブシリンダで発生するブレーキ液圧に誤差が生じると、アクチュエータが精度よく動作しても、スレーブシリンダは好適なブレーキ液圧を発生させることができない。
例えば、温度変化によって生じるブレーキ液の粘度の変化やブレーキ液の体積の変化によって、アクチュエータの動作に対してスレーブシリンダで発生するブレーキ液圧に誤差が生じる場合がある。
したがって、供給液圧計測手段が備わらない液圧系統にリークが発生していても、供給液圧計測手段が備わる液圧系統にリークが発生していなければ、制御手段は、液圧フィードバック制御を実行し、ブレーキ操作部の操作量に応じた液圧を精度よく発生させることができる。
目標液圧が小さい範囲は、ブレーキ操作部の操作前期に対応するため、ブレーキ液のリークが発生してブレーキ操作部の操作量に応じた液圧を精度よく発生できない状態であっても、ブレーキ操作部の操作前期にはアクチュエータを急速に動作させることができる。したがって、ブレーキ液のリークが発生している状態でも、ブレーキ操作部の操作前期に、ブレーキ作動部に供給する液圧を急速に高めることができ、好適な制動力を車両に作用させることができる。
つまり、本実施形態の車両用ブレーキシステム10は、モータシリンダ装置16で発生したブレーキ液圧が、各ホィールシリンダ32FR,32RL,32RR,32FL(ブレーキ作動部)に供給されて、各車輪(右側前輪WFR,左側後輪WRL,右側後輪WRR,左側前輪WFL)に制動力が付与される構成である。
また、プライマリピストン40bのセカンダリピストン40a側の端部からセカンダリピストン40aの摺動方向に沿ってガイドロッド48aが延設され、セカンダリピストン40aは、ガイドロッド48aにガイドされて摺動する。
そして、セカンダリピストン40aとプライマリピストン40bはガイドロッド48aで連結されて直列に配置される。ガイドロッド48a,48bの詳細は後記する。
さらに、セカンダリピストン40aの外周に摺接する一対のカップシール44Sa,44Sbは、セカンダリピストン40aの摺動方向に第2リリーフポート52aを挟んで配置される。また、プライマリピストン40bの外周に摺接する一対のカップシール44Pa,44Pbは、プライマリピストン40bの摺動方向に第1リリーフポート52bを挟んで配置される。
第1圧力室56bと第2圧力室56aの間は、一対のカップシール44Sa,44Sbによって液密に封じられる。また、第2圧力室56aのブレーキペダル12側は、一対のカップシール44Pa,44Pbによって液密に封じられる。
また、セカンダリピストン40aはブレーキペダル12とプッシュロッド42を介して連結され、ブレーキペダル12の動作にともなってシリンダチューブ38内を変位する。さらに、プライマリピストン40bは、セカンダリピストン40aの変位によって第2圧力室56aに発生する液圧によって変位する。つまり、プライマリピストン40bはセカンダリピストン40aに応動して変位する。
つまり、ストロークシミュレータ64は、第1圧力室56bから導出されるブレーキ液の液圧に応じた反力を発生し、この反力をマスタシリンダ34を介してブレーキペダル12に与えるように構成される。
本実施形態においてボールねじ構造体80は、ギヤ機構78とともにアクチュエータハウジング172の機構収納部173aに収納される。
そして、略円筒状を呈するシリンダ本体82の開放された端部(開放端)がハウジング本体172Fとハウジングカバー172Rからなるアクチュエータハウジング172に嵌合してシリンダ本体82とアクチュエータハウジング172が連結され、モータシリンダ装置16が構成される。
なお、本実施形態においては、電動モータ72とアクチュエータ機構74(ボールねじ軸80a等)を含んでアクチュエータとし、ボールねじ軸80aの動作量(変位)をアクチュエータの動作量とする。
そして、出力軸72bの回転駆動がギヤ機構78を介してボールねじ構造体80に伝達されるように構成される。
なお、第2及び第1スレーブピストン88a,88bの間には、第2リターンスプリング96aが配設され、第1スレーブピストン88bとシリンダ本体82の側端部と間には、第1リターンスプリング96bが配設される。
この構成によって、シリンダ本体82の内部に充填されるブレーキ液がガイドピストン90cによってシリンダ本体82に封入され、アクチュエータハウジング172の側に流れ込まないように構成されている。
なお、ガイドピストン90cとスレーブカップシール90bの間には、後記するリザーバポート92aと連通する第2背室94aが形成される。
なお、ガイドピストン90cがシリンダ本体82に取り付けられる方法は限定するものではなく、例えば、図示しないサークリップで取り付けられる構成とすればよい。
VSA装置18は、導入ポート26a(26b)と第1共通液圧路112との間に配置されたノーマルオープンタイプのソレノイドバルブからなるレギュレータバルブ116と、前記レギュレータバルブ116と並列に配置され導入ポート26a(26b)側から第1共通液圧路112側へのブレーキ液の流通を許容する(第1共通液圧路112側から導入ポート26a(26b)側へのブレーキ液の流通を阻止する)第1チェックバルブ118と、第1共通液圧路112と第1導出ポート28a(第4導出ポート28d)との間に配置されたノーマルオープンタイプのソレノイドバルブからなる第1インバルブ120と、前記第1インバルブ120と並列に配置され第1導出ポート28a(第4導出ポート28d)側から第1共通液圧路112側へのブレーキ液の流通を許容する(第1共通液圧路112側から第1導出ポート28a(第4導出ポート28d)側へのブレーキ液の流通を阻止する)第2チェックバルブ122と、第1共通液圧路112と第2導出ポート28b(第3導出ポート28c)との間に配置されたノーマルオープンタイプのソレノイドバルブからなる第2インバルブ124と、前記第2インバルブ124と並列に配置され第2導出ポート28b(第3導出ポート28c)側から第1共通液圧路112側へのブレーキ液の流通を許容する(第1共通液圧路112側から第2導出ポート28b(第3導出ポート28c)側へのブレーキ液の流通を阻止する)第3チェックバルブ126とを備える。
さらに、VSA装置18に代えて、ABS機能のみを搭載するABS装置が接続される構成であってもよい。
本実施形態に係る車両用ブレーキシステム10は、基本的に以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。
また、本実施形態における電気信号は、例えば、電動モータ72を駆動する電力や電動モータ72を制御するための制御信号である。
また、制御手段150は、ブレーキ操作量に応じたブレーキ液圧の目標値(運転者の要求するブレーキ液圧であり、本実施形態では目標液圧になる)を演算する。さらに、制御手段150は、圧力センサPpから入力(フィードバック)される計測信号に基づいて、ホィールシリンダ32FR,32RL,32RR,32FLに供給されるブレーキ液圧(計測値)を演算する。そして、制御手段150は、ホィールシリンダ32FR,32RL,32RR,32FL(ブレーキ作動部)に供給されるブレーキ液圧が目標液圧に近づくように、モータシリンダ装置16を制御(フィードバック制御)する。
なお、ブレーキ操作量を目標液圧に変換する液圧設定マップMP0は、実験計測やシミュレーション等によって予め設定されているものを利用すればよい。
または、制御手段150が、ブレーキ操作量に対応する目標液圧を示す関数を利用して目標液圧を演算する構成であってもよい。
したがって、第1液圧系統70bにリークが発生すると、制御手段150は、圧力センサPpが計測する計測値に基づいた液圧フィードバック制御の実行が不可能になる。
そのため、車両用ブレーキシステム10は、第1液圧系統70bおよび第2液圧系統70aにブレーキ液のリークが発生しているか否かを判定するリーク判定手段を備える。
本実施形態においては、制御手段150が、ボールねじ軸80aの動作量と圧力センサPpから入力される計測信号に基づいて、第1液圧系統70bおよび第2液圧系統70aにおけるリークの発生を判定可能に構成される。
また、制御手段150は、ボールねじ軸80aの実際の動作量(実動作量)と、決定した目標動作量と、の偏差を演算する。そして、制御手段150は、この偏差をゼロに近づけるようにモータシリンダ装置16(電動モータ72)を制御してボールねじ軸80aを目標動作量だけ動作(変位)させる。なお、制御手段150は、モータシリンダ装置16の電動モータ72の回転角度に基づいてボールねじ軸80aの実動作量を検出する構成とすればよい。または、ボールねじ軸80aの動作量を計測するセンサ(図示せず)が備わる構成であってもよい。
したがって、第1スレーブピストン88bと第2スレーブピストン88aでは、第1液圧室98bに配設される第1スレーブピストン88bのほうが変位に対する抵抗が小さくなる。このため、第1スレーブピストン88bが第2スレーブピストン88aよりも変位しやすい状態になる。
したがって、ボールねじ軸80aの動作量に応じたブレーキ液圧がモータシリンダ装置16に発生せず、運転者がブレーキペダル12を踏み込み操作してから制動力が発生するまでタイムラグが生じてブレーキフィールが低下する。
したがって、第1スレーブピストン88bと第2スレーブピストン88aでは、第2液圧室98aに配設される第2スレーブピストン88aのほうが変位に対する抵抗が小さくなる。このため、第2スレーブピストン88aが第1スレーブピストン88bよりも変位しやすい状態になる。
したがって、第2液圧系統70aにリークが発生した場合もボールねじ軸80a(図1参照)の動作量に応じたブレーキ液圧がモータシリンダ装置16(図1参照)に発生せず、運転者がブレーキペダル12を踏み込み操作してから制動力が発生するまでタイムラグが生じてブレーキフィールが低下する。
そのため、制御手段150(リーク判定手段)は、第1液圧系統70bと第2液圧系統70aのどちらにリークが発生しているかを判定可能に構成される。
例えば、制御手段150は、図3の(a)に示す特性に基づいて、第1液圧系統70bと第2液圧系統70aのリークの発生を判定する。
一方、圧力センサPpが配設されない第2液圧系統70a(図1参照)にリークが発生すると、図3の(a)に破線で示すように、ボールねじ軸80a(図1参照)の動作量ACTstが所定の閾値(第1閾値SCth1)を超えた時点で圧力センサPpの計測値が増加する。これは、前記したように、第2液圧系統70aにリークが発生した場合、規制手段100(図1参照)が第1スレーブピストン88b(図1参照)に当接した後に第1液圧系統70bにブレーキ液が供給されて、第1液圧系統70bにおけるブレーキ液圧が上昇するためである。
よって、第1閾値SCth1は、第1スレーブピストン88bに当接するまでの規制手段100の移動距離に基づいた設計値として設定される。
リーク判定領域Lk1は、例えば、第1液圧系統70bにリークが発生している場合でも、例えば誤差として生じる圧力センサPpの計測値の上限値(Pmax)よりも低い領域に設定される。このようなリーク判定領域Lk1は、車両用ブレーキシステム10(図1参照)の構成や圧力センサPpの精度によって設定される特性値であり、実験計測やシミュレーションによって予め設定される値とすればよい。
リーク判定領域Lk1は、例えば、ボールねじ軸80aの動作量ACTstが第1閾値SCth1以上で「1MPa」以下の領域のように設定される。
なお、制御手段150は、例えば、ブレーキペダル12が踏み込み操作されたときにリーク判定手順を実行して、第1液圧系統70bと第2液圧系統70aのリークを判定する。
また、制御手段150は、圧力センサPpが計測する計測値が所定の上限値Pmax以下の場合(ステップS2→No)、つまり、ブレーキ液圧の計測値がリーク判定領域Lk1内の場合、ボールねじ軸80aの動作量ACTstが第2閾値SCth2より大きくなるまで待機する(ステップS4→No)。
そして、制御手段150は、圧力センサPpの計測値が所定の上限値Pmaxより大きい場合(ステップS5→Yes)、つまり、ブレーキ液圧の計測値がリーク判定領域Lk1外の場合、第2液圧系統70aにリークが発生したと判定する(ステップS6)。一方、制御手段150は、圧力センサPpの計測値が所定の上限値Pmax以下の場合(ステップS5→No)、つまり、ブレーキ液圧の計測値がリーク判定領域Lk1内の場合、第1液圧系統70bにリークが発生したと判定する(ステップS7)。
このため、ブレーキペダル12の踏み込み前期時において、ブレーキ操作量の変化に対してボールねじ軸80aが急速に動作するように目標動作量が設定されることが好ましく、本実施形態の車両用ブレーキシステム10は、図4に示すような動作量設定マップMP1を備える。
以下、最大動作量StMaxの半分の動作量を特定動作量StHと称する。また、ボールねじ軸80a(図1参照)の動作量が特定動作量StHのときにモータシリンダ装置16(図1参照)に発生する、所定の中間液圧を特定液圧Pxと称する。なお、特定液圧Pxは、モータシリンダ装置16の設計値として決定される液圧である。
このような特定動作量StHが、最大動作量StMaxの半分より大きいと(例えば、一点鎖線で示すSta)、目標液圧が特定液圧Pxより大きい範囲で、目標液圧の変化に対する目標動作量の変化量が小さくなりすぎ、制御手段150(図1参照)は、目標液圧の変化に対応して精度よくボールねじ軸80aを制御できなくなる。
一方、特定動作量StHが最大動作量StMaxの半分より小さいと(例えば、一点鎖線で示すStb)、ブレーキペダル12(図1参照)の踏み込み前期(目標液圧が特定液圧Pxより小さい範囲)においてブレーキ液圧を急速に高める効果が小さくなり、車輪(右側前輪WFR,左側後輪WRL,右側後輪WRR,左側前輪WFL)に付与される制動力の遅れを軽減する効果が小さくなる。
さらに、動作量設定マップMP1は、ボールねじ軸80aの最大動作量StMaxの半分である特定動作量StHよりも小さい動作量が目標動作量となる目標液圧の範囲(ブレーキペダル12の踏み込み前期時)では、特定動作量StHよりも大きい動作量が目標動作量となる目標液圧の範囲(ブレーキペダル12の踏み込み後期時)よりも目標液圧の変化に対する目標動作量の変化量が大きくなるように設定されている。
さらに、第2液圧系統70aにリークが発生しても、第1液圧系統70bにリークが発生していなければ、圧力センサPpから制御手段150(図1参照)にフィードバックされるブレーキ液圧の計測値に基づいた液圧フィードバック制御で、モータシリンダ装置16(図1参照)が制御される。したがって、モータシリンダ装置16で発生するブレーキ液圧に、ボールねじ軸80a(図1参照)の動作に対する誤差が生じても、その誤差の影響を受けることなく、ブレーキ操作量に応じた正確なブレーキ液圧が発生する車両用ブレーキシステム10とすることができる。したがって、本実施形態の車両用ブレーキシステム10は、ブレーキ液のリークが発生した場合であっても、ブレーキ作動部(ホィールシリンダ32FR,32RL,32RR,32FL)に供給されるブレーキ液圧の精度の低下が軽減される。
例えば、本実施形態では、制御手段150(図1参照)は、図4に示す動作量設定マップMP1を参照して目標液圧に対するボールねじ軸80a(図1参照)の目標動作量を決定する構成とした。この構成に替えて、制御手段150が、目標液圧と目標動作量の関係を示す関数を利用して、目標液圧に対する、ボールねじ軸80aの目標動作量を決定する構成としてもよい。
この場合の関数は、例えば、図4に示す動作量設定マップMP1を関数化したものであり、目標液圧が特定液圧Pxより小さい範囲では、目標液圧が特定液圧Pxより大きい範囲よりも目標液圧の変化に対する目標動作量の変化量が大きい関数とすればよい。
16 モータシリンダ装置(液圧発生手段)
70a 第2液圧系統(液圧系統)
70b 第1液圧系統(供給液圧計測手段が備わる液圧系統)
72 電動モータ(アクチュエータ)
74 アクチュエータ機構(アクチュエータ)
80a ボールねじ軸(アクチュエータ)
150 制御手段(リーク判定手段)
Pp 圧力センサ(供給液圧計測手段,リーク判定手段)
Claims (2)
- アクチュエータの動作でブレーキ液を加圧してブレーキ操作部の操作量に応じた液圧を発生し、発生した前記液圧を独立した2系統からなる液圧系統を介してブレーキ作動部に供給する液圧発生手段と、
前記ブレーキ操作部の操作量に応じた目標液圧に基づいて前記アクチュエータを制御する制御手段と、
一方の前記液圧系統に備わり、当該液圧系統で前記ブレーキ作動部に供給される前記液圧を計測した計測値を前記制御手段にフィードバックする供給液圧計測手段と、
前記液圧系統に前記ブレーキ液のリークが発生しているか否かを前記アクチュエータの動作量と前記液圧の計測値に基づいて判定するリーク判定手段と、を有し、
前記制御手段は、
前記目標液圧と、前記供給液圧計測手段からフィードバックされる前記計測値と、に基づいた液圧フィードバック制御を実行して、前記液圧発生手段で発生する前記液圧が前記目標液圧に近づくように前記アクチュエータを制御する車両用ブレーキシステムにおいて、
前記供給液圧計測手段が備わる前記液圧系統に前記リークが発生していると前記リーク判定手段が判定した場合、前記制御手段は、前記液圧フィードバック制御から、前記目標液圧に対応する前記アクチュエータの目標動作量に基づいて前記アクチュエータを制御する目標動作量制御に切り替え、
前記制御手段は、
前記目標動作量制御の実行時に、
前記アクチュエータの動作量が最大動作量の半分のときに前記液圧発生手段に発生する所定の中間液圧より前記目標液圧が小さい範囲では、前記中間液圧より前記目標液圧が大きい範囲よりも、前記目標液圧の変化に対する前記目標動作量の変化量が大きいという前記目標液圧と前記目標動作量の相関関係に基づいて、前記目標液圧に対応する前記目標動作量を演算することを特徴とする車両用ブレーキシステム。 - 前記制御手段は、
前記供給液圧計測手段が備わる前記液圧系統に前記リークが発生していないと前記リーク判定手段が判定した場合には、前記目標動作量制御に切り替えることなく前記液圧フィードバック制御を実行することを特徴とする請求項1に記載の車両用ブレーキシステム。
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