JP6325493B2 - 車両用制動装置 - Google Patents
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Description
液圧制動力発生装置BFは、図1に示すように、マスタシリンダ1と、反力発生装置2と、第1制御弁22と、第2制御弁23と、サーボ圧発生装置(「駆動部」に相当する)4と、アクチュエータ5と、ホイールシリンダ541〜544と、各種センサ71〜76と、を備えている。マスタシリンダ1とサーボ圧発生装置4は、「液圧発生部」に相当する。
マスタシリンダ1は、ブレーキペダル10の操作量に応じて作動液をアクチュエータ5に供給する部位であり、メインシリンダ11、カバーシリンダ12、入力ピストン13、第1マスタピストン14、および第2マスタピストン15等により構成されている。ブレーキペダル10は、運転手がブレーキ操作可能なブレーキ操作手段であれば良い。
反力発生装置2は、ブレーキペダル10が操作されたとき操作力に対抗する反力を発生する装置であり、ストロークシミュレータ21を主にして構成されている。ストロークシミュレータ21は、ブレーキペダル10の操作に応じて第1液圧室1Bおよび第2液圧室1Cに反力液圧を発生させる。ストロークシミュレータ21は、シリンダ211にピストン212が摺動可能に嵌合されて構成されている。ピストン212は圧縮スプリング213によって後方に付勢されており、ピストン212の後面側に反力液圧室214が形成される。反力液圧室214は、配管164およびポート11eを介して第2液圧室1Cに接続され、さらに、反力液圧室214は、配管164を介して第1制御弁22および第2制御弁23に接続されている。
第1制御弁22は、非通電状態で閉じる構造の電磁弁であり、ブレーキECU6により開閉が制御される。第1制御弁22は、配管164と配管162との間に接続されている。ここで、配管164はポート11eを介して第2液圧室1Cに連通し、配管162はポート11cを介して第1液圧室1Bに連通している。また、第1制御弁22が開くと第1液圧室1Bが開放状態になり、第1制御弁22が閉じると第1液圧室1Bが密閉状態になる。したがって、配管164および配管162は、第1液圧室1Bと第2液圧室1Cとを連通するように設けられている。
第2制御弁23は、非通電状態で開く構造の電磁弁であり、ブレーキECU6により開閉が制御される。第2制御弁23は、配管164と配管161との間に接続されている。ここで、配管164はポート11eを介して第2液圧室1Cに連通し、配管161はポート11aを介してリザーバ171に連通している。したがって、第2制御弁23は、第2液圧室1Cとリザーバ171との間を非通電状態で連通して反力液圧を発生させず、通電状態で遮断して反力液圧を発生させる。
サーボ圧発生装置4は、減圧弁41、増圧弁42、圧力供給部43、およびレギュレータ44等で構成されている。減圧弁41は、非通電状態で開く常開型の電磁弁(常開弁)であり、ブレーキECU6により流量(又は圧力)が制御される。減圧弁41の一方は配管411を介して配管161に接続され、減圧弁41の他方は配管413に接続されている。つまり、減圧弁41の一方は、配管411、161、およびポート11a、11bを介してリザーバ171に連通している。減圧弁41は、閉弁することで、後述する第1パイロット室4Dから作動液が流出することを阻止する。なお、リザーバ171とリザーバ434とは、図示していないが連通している。リザーバ171とリザーバ434が同一のリザーバであっても良い。
アクチュエータ5は、マスタ圧が発生する第1マスタ室1D及び第2マスタ室1Eと、ホイールシリンダ541〜544の間に配置されている。アクチュエータ5と第1マスタ室1Dとは配管51により連通され、アクチュエータ5と第2マスタ室1Eは配管52により連通されている。アクチュエータ5は、ブレーキECU6の指令に基づいて、ホイールシリンダ541〜544に供給される作動液圧を調整する。本実施形態のアクチュエータ5は、制動時に車輪がロックするのを防止するABS(アンチロックブレーキシステム)を構成している。概念的に、アクチュエータ5は、少なくとも、ホイールシリンダ541〜544内の作動液が排出されるリザーバ533と、マスタ室1D、1Eとホイールシリンダ541〜544との間に設けられている入口弁(後述の保持弁531に相当する)と、ホイールシリンダ541〜544とリザーバ533との間に設けられている出口弁(後述の減圧弁532に相当する)と、を有するアンチロックブレーキシステムである。アクチュエータ5は、ホイールシリンダ541〜544に対応した4チャンネルで構成されている。4チャンネルの各構成は互いに同様である。したがって、アクチュエータ5については、1つのチャンネルについて説明し、他のチャンネルについては説明を省略する。
ブレーキECU6は、電子制御ユニットであり、マイクロコンピュータを有している。マイクロコンピュータは、バスを介してそれぞれ接続された入出力インターフェース、CPU、RAM、ROM、不揮発性メモリー等の記憶部を備えている。ブレーキECU6は、各種センサ71〜76と接続され、各電磁弁22、23、41、42、モータ433、及びアクチュエータ5等を制御する。ブレーキECU6には、ストロークセンサ71から運転者によりブレーキペダル10の操作量(ストローク量)が入力され、ブレーキストップスイッチ72から運転者によるブレーキペダル10の操作の有無が入力され、圧力センサ73から第2液圧室1Cの液圧又は第1液圧室1Bの液圧が入力され、圧力センサ74からサーボ室1Aに供給されるサーボ圧が入力され、圧力センサ75からアキュムレータ431のアキュムレータ液圧が入力され、車輪速度センサ76から各車輪5FR,5FL,5RR,5RLの速度が入力される。
ここで、ブレーキECU6のブレーキ制御について説明する。ブレーキ制御は、通常の液圧制動力の制御である。すなわち、ブレーキECU6は、第1制御弁22に通電して開弁し、第2制御弁23に通電して閉弁した状態とする。第2制御弁23が閉状態となることで第2液圧室1Cとリザーバ171とが遮断され、第1制御弁22が開状態となることで第1液圧室1Bと第2液圧室1Cとが連通する。このように、ブレーキ制御は、第1制御弁22を開弁させ、第2制御弁23を閉弁させた状態で、減圧弁41及び増圧弁42を制御してサーボ室1Aのサーボ圧を制御するモードである。減圧弁41及び増圧弁42は、第1パイロット室4Dに流入出させる作動液の流量を調整する弁装置ともいえる。このブレーキ制御において、ブレーキECU6は、ストロークセンサ71で検出されたブレーキペダル10の操作量(入力ピストン13の移動量)またはブレーキペダル10の操作力(例えば、圧力センサ73で検出される液圧)から、運転者の要求制動力を算出する。そして、要求制動力に基づいて目標サーボ圧が設定され、圧力センサ74で測定されたサーボ圧である実サーボ圧を目標サーボ圧に近づけるように減圧弁41及び増圧弁42が制御される。
目標サーボ圧には、不感帯が設定されている。不感帯は、目標サーボ圧を中央にプラス側とマイナス側で同じ幅を有している。ブレーキECU6は、ブレーキ制御において、実サーボ圧(圧力センサ74で計測された液圧)が不感帯の範囲内に入ると、実質的に目標サーボ圧に達したとして液圧制御を行う。つまり、ブレーキECU6は、実サーボ圧が不感帯の範囲内に位置する限りは、目標サーボ圧が変化しても、実サーボ圧を目標サーボ圧に追従させる制御を行わない。換言すると、ブレーキECU6は、サーボ室(「制御対象室」に相当する)1Aの液圧である実サーボ圧が、目標サーボ圧(サーボ圧の目標値)に基づいて設定される不感帯内にある場合に、サーボ圧発生装置4の駆動力を維持する。実サーボ圧が不感帯内にある場合、サーボ圧を保持しようとする保持制御が為され、実サーボ圧が不感帯の上限より高い場合、サーボ圧を減圧しようとする減圧制御が為され、実サーボ圧が不感帯の下限より低い場合、サーボ圧を増圧しようとする増圧制御が為される。サーボ圧発生装置4の駆動力は、サーボ圧(又はパイロット圧)といえる。目標サーボ圧は、運転者のブレーキ操作に応じて決定されるサーボ圧の目標値である。
ここで、ブレーキECU6による不感帯拡大制御について説明する。本実施形態の車両用制動装置は、サーボ圧がマスタ圧の変動に応じて変動し、アクチュエータ5の作動に伴ってマスタ圧に脈動が生じる構成である。ブレーキECU6は、機能として、上述のブレーキ制御を行う制御部61と、剛性情報取得部62と、不感帯設定部63と、摩擦係数推定部64と、を備えている。制御部61は、上述のように、実サーボ圧と、目標サーボ圧及び不感帯とに基づいて、減圧弁41及び増圧弁42を制御する。
本実施形態のように、サーボ圧がマスタ圧の変動に応じて変動し、アクチュエータ5の作動に伴ってマスタ圧に脈動が生じる車両用制動装置の場合、マスタ圧の脈動に対応して実サーボ圧が脈動し、当該脈動する実サーボ圧が不感帯外となる度に、実サーボ圧を目標サーボ圧に近づけるためにサーボ圧発生装置4が作動される。つまり、マスタ圧の脈動の周期に反応して、減圧制御及び増圧制御が短時間の間に繰り返され、減圧弁41及び増圧弁42が作動過多になる可能性がある。マスタ圧の脈動は、アクチュエータ5の調圧動作(ここではABS制御)に応じて発生する。例えば、アクチュエータ5は、各ホイールシリンダ541〜544に対して独立してホイール圧を調整可能であるため、例えば、あるホイール圧は減圧制御し、その他のホイール圧は増圧制御するなども可能である。これにより、マスタ圧の脈動の周期はより短くなり、従来の構成ではそれに応じて減圧弁41及び増圧弁42の作動周期も短くなる。
本発明の車両用制動装置は、上記実施形態に限られない。例えば、ブレーキECU6が記憶している制御部61の制御対象室(ここではサーボ室1A、第1パイロット室4D、又はそれらを含む系)の剛性の特性(PV特性)は、図8に示すように、全体的に曲線で表されるものであっても良い。また、第1パイロット室4Dにダンパ機構Zが設けられていなくても良い。また、車両用制動装置は、レギュレータ44を備えていなくても良い。この場合、例えば、サーボ室1Aに対して、直接的に、減圧弁41及び増圧弁42に相当する弁装置が設けられる。この場合、ブレーキECU6には、例えばサーボ室1Aの剛性の特性が記憶される。また、レギュレータ44の構成は、ボール弁442を用いた構成に限られず、例えばスプール弁を用いた構成であっても良い。
本実施形態の車両用制動装置は、以下のように記載することができる。すなわち、本実施形態の車両用制動装置は、マスタピストン14、15を駆動する駆動部4を有する液圧発生部1、4と、液圧発生部1、4とホイールシリンダ541〜544との間に設けられ、マスタ室1D、1E内の液圧であるマスタ圧を調圧してホイールシリンダ541〜544に出力するアクチュエータ5と、制御対象室1A内の液圧である制御対象圧が、制御対象圧の目標値に基づいて設定される不感帯内である場合に、駆動部4の駆動力を維持する制御部61と、を備え、制御対象圧がマスタ圧の変動に応じて変動し、アクチュエータ5の作動に伴ってマスタ圧に脈動が生じる車両用制動装置であって、制御対象室1Aの剛性に関連する剛性情報を取得する剛性情報取得部62と、剛性情報取得部62により取得されている剛性情報に基づいて、制御対象室1Aの剛性が高いほど、又は制御対象室1Aの剛性が高くなる蓋然性が高いほど、不感帯を広く設定する不感帯設定部63と、を備える。
また、剛性情報取得部62は、剛性情報として、制御対象圧に関連する対象圧情報を取得し、不感帯設定部63は、対象圧情報に基づいて、制御対象圧が高いほど不感帯を広く設定する。
また、アクチュエータ5は、アンチロックブレーキシステム(ABS)を構成し、剛性情報取得部62は、剛性情報として、走行路面の摩擦係数に関連する路面情報を取得し、不感帯設定部63は、路面情報に基づいて、摩擦係数が低いほど不感帯を広く設定する。
また、不感帯設定部63は、マスタ圧とホイールシリンダ内の液圧であるホイール圧との偏差が大きいほど、不感帯を広く設定する。また、不感帯設定部63は、マスタ圧とホイールシリンダ内の液圧であるホイール圧との偏差が小さいほど、不感帯を狭く設定する。
12:カバーシリンダ、 13:入力ピストン、
14:第1マスタピストン、 15:第2マスタピストン、
1A:サーボ室(制御対象室)、 1B:第1液圧室、 1C:第2液圧室、
1D:第1マスタ室、 1E:第2マスタ室、 10:ブレーキペダル、
171:リザーバ、 2:反力発生装置、 22:第1制御弁、
23:第2制御弁、 4:サーボ圧発生装置(駆動部、液圧発生部)、 41:減圧弁、
42:増圧弁、 431:アキュムレータ、 44:レギュレータ、
445:制御ピストン、 4D:第1パイロット室、 5:アクチュエータ、
531:保持弁、 532:減圧弁、 533:リザーバ、
541、542、543、544:ホイールシリンダ、
5FR、5FL、5RR、5RL:車輪、 BF:液圧制動力発生装置、
6:ブレーキECU、 61:制御部、 62:剛性情報取得部、
63:不感帯設定部、 64:摩擦係数推定部、
71:ストロークセンサ、 72:ブレーキストップスイッチ、
73、74、75:圧力センサ、 76:車輪速度センサ、 8:加速度センサ、
Z:ダンパ機構
Claims (4)
- マスタピストンを駆動する駆動部を有する液圧発生部と、
前記液圧発生部とホイールシリンダとの間に設けられ、マスタ室内の液圧であるマスタ圧を調圧して前記ホイールシリンダに出力するアクチュエータと、
制御対象室内の液圧である制御対象圧が、前記制御対象圧の目標値に基づいて設定される不感帯内である場合に、前記駆動部の駆動力を維持する制御部と、
を備え、
前記制御対象圧が前記マスタ圧の変動に応じて変動し、前記アクチュエータの作動に伴って前記マスタ圧に脈動が生じる車両用制動装置であって、
前記制御対象室の単位容積変化に必要な圧力変化である剛性に関連する剛性情報を取得する剛性情報取得部と、
前記剛性情報取得部により取得されている前記剛性情報に基づいて、前記制御対象室の剛性が高いほど、又は前記制御対象室の剛性が高くなる蓋然性が高いほど、前記不感帯を広く設定する不感帯設定部と、
を備え、
前記制御対象室の剛性は、前記制御対象圧が高いほど高くなり、
前記アクチュエータは、アンチロックブレーキシステムを構成し、
前記剛性情報取得部は、前記剛性情報として、前記制御対象室の剛性が高くなる蓋然性の判断材料である、走行路面の摩擦係数に関連する路面情報を取得し、
前記不感帯設定部は、前記路面情報に基づいて、前記摩擦係数が低いほど前記不感帯を広く設定する車両用制動装置。 - 前記剛性情報取得部は、前記剛性情報として、前記制御対象圧に関連する対象圧情報を取得し、
前記不感帯設定部は、前記対象圧情報に基づいて、前記制御対象圧が高いほど前記不感帯を広く設定する請求項1に記載の車両用制動装置。 - 前記不感帯設定部は、前記マスタ圧と前記ホイールシリンダ内の液圧であるホイール圧との偏差が大きいほど、前記不感帯を広く設定する請求項1又は2に記載の車両用制動装置。
- 前記不感帯設定部は、前記マスタ圧と前記ホイールシリンダ内の液圧であるホイール圧との偏差が小さいほど、前記不感帯を狭く設定する請求項1又は2に記載の車両用制動装置。
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