JP6935711B2 - 車両の制動制御装置 - Google Patents
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Description
本発明は、車両の制動制御装置に関する。
特許文献1には、「バイ・ワイヤ・ブレーキ・システムを適用した車両用制動システムにおいて、バックアップの際における制動力の低下を防止する」ことを目的に、「通信ネットワークの異常等の故障が車両用制動システムで発生したときは、第1、第2遮断弁を開いて、スレーブシリンダとマスタシリンダとを連通させる。また、モータの駆動により、第1、第2スレーブピストンを現在の位置を維持するように制御する。その後、ブレーキペダルの操作が解除された際には、当該モータの動作を停止する」ことが記載されている。
特許文献1に記載の装置では、スレーブシリンダが、電気的アクチュエータとなるモータの動力でボールねじ軸を駆動し、このボールねじ軸の駆動に基づき第1、第2スレーブピストンによってブレーキ液圧を発生させる。第1、第2スレーブピストンは、それぞれコイルばねにより、後退方向に付勢されている。ボールねじ軸は、モータの動力により前進方向に駆動されて、コイルばねの付勢力に抗して第1、第2スレーブピストンを前進方向に移動し、これによりブレーキ液圧を発生させる。つまり、該装置では、タンデム型のスレーブシリンダが採用され、スレーブシリンダの中心軸上にボールねじが設けられ、ボールねじによって電気モータの回転動力がスレーブピストンの直線動力に変換されて、制動液圧が発生される。構造上、シリンダの長手方向の寸法が長くなるため、その短縮が望まれている。
本発明の目的は、車両の制動制御装置において、長手方向の寸法が短縮され、車両への搭載性が高いものを提供することである。
本発明に係る車両の制動制御装置は、車両の制動操作部材(BP)の操作に応じて、前記車両の車輪(WH)に備えられたホイールシリンダ(CW)内の制動液(BF)の液圧(Pw)を調整するものであり、『電気モータ(MC、MZ、MD)によって発生された液圧を調整して調整液圧(Pc)とする調圧ユニット(YC)』と、『マスタシリンダ(CM)、及び、マスタピストン(PM)にて構成され、「前記ホイールシリンダ(CW)に接続されたマスタ室(Rm)」、及び、「前記調整液圧(Pc)が導入され、前記マスタ室(Rm)によって前記マスタピストン(PM)に加えられる第1後退力(Fb)に対向する第1前進力(Fa)を前記マスタピストン(PM)に付与するサーボ室(Rs)」を有するマスタユニット(YM)』と、『バイパスシリンダ(CB)、及び、バイパスピストン(PB)にて構成され、「前記ホイールシリンダ(CW)に接続されたバイパス室(Rb)」、及び、「前記調整液圧(Pc)が導入され、前記バイパス室(Rb)によって前記バイパスピストン(PB)に加えられる第2後退力(Fd)に対向する第2前進力(Fc)を前記バイパスピストン(PB)に付与する調圧室(Rc)」を有するバイパスユニット(YB)』と、を備える。
マスタシリンダCMの容積は、発生すべき最大制動力で定まり、マスタシリンダCMの内径は、マニュアル制動時の操作力Fpによって定まる。2つの条件が満足されるためには、マスタシリンダCMは、小径、且つ、軸方向に長いものが必要とされる。上記構成によれば、マスタユニットYMに加え、バイパスユニットYBによって、制動液BFがホイールシリンダCWに供給される。このため、小径のマスタシリンダCMが採用される場合であっても、制動液BFの流量が確保され、マスタシリンダCMの長手方向の寸法が短縮され得る。
本発明に係る車両の制動制御装置は、前記第1前進力(Fa)に対向する第1弾性力を前記マスタピストン(PM)に付与するマスタ弾性体(SM)と、前記第2前進力(Fc)に対向する第2弾性力を前記バイパスピストン(PB)に付与するバイパス弾性体(SB)と、を備える。そして、前記調整液圧(Pc)がゼロから増加する場合に、前記バイパスピストン(PB)が移動される前に、前記マスタピストン(PM)が移動されるよう、前記バイパス弾性体(SB)の特性と前記マスタ弾性体(SM)の特性との関係が設定されている。
上記構成によれば、先ず、マスタピストンPMが、前進方向Haに移動され、リザーバRVとマスタ室Rmとの連通が遮断され、マスタシリンダ室Rmの液密状態が達成される。その後、バイパスピストンPBが前進方向Hcに動き始める。このため、バイパスユニットYBからの制動液BFは、リザーバRVに移動されることなく、効率的に、ホイールシリンダCWに供給される。
<構成部材等の記号、及び、記号末尾の添字>
以下の説明において、「ECU」等の如く、同一記号を付された構成部材、演算処理、信号、特性、及び、値は、同一機能のものである。各種記号の末尾に付された添字「i」〜「l」は、それが何れの車輪に関するものであるかを示す包括記号である。具体的には、「i」は右前輪、「j」は左前輪、「k」は右後輪、「l」は左後輪を示す。例えば、4つの各ホイールシリンダにおいて、右前輪ホイールシリンダCWi、左前輪ホイールシリンダCWj、右後輪ホイールシリンダCWk、及び、左後輪ホイールシリンダCWlと表記される。更に、記号末尾の添字「i」〜「l」は、省略され得る。添字「i」〜「l」が省略された場合には、各記号は、4つの各車輪の総称を表す。例えば、「WH」は各車輪、「CW」は各ホイールシリンダを表す。
以下の説明において、「ECU」等の如く、同一記号を付された構成部材、演算処理、信号、特性、及び、値は、同一機能のものである。各種記号の末尾に付された添字「i」〜「l」は、それが何れの車輪に関するものであるかを示す包括記号である。具体的には、「i」は右前輪、「j」は左前輪、「k」は右後輪、「l」は左後輪を示す。例えば、4つの各ホイールシリンダにおいて、右前輪ホイールシリンダCWi、左前輪ホイールシリンダCWj、右後輪ホイールシリンダCWk、及び、左後輪ホイールシリンダCWlと表記される。更に、記号末尾の添字「i」〜「l」は、省略され得る。添字「i」〜「l」が省略された場合には、各記号は、4つの各車輪の総称を表す。例えば、「WH」は各車輪、「CW」は各ホイールシリンダを表す。
各種記号の末尾に付された添字「1」、「2」は、2つの制動系統において、それが何れの系統に関するものであるかを示す包括記号である。具体的には、「1」は第1系統、「2」は第2系統を示す。例えば、マスタシリンダ室において、第1マスタシリンダ室Rm1、及び、第2マスタシリンダ室Rm2と表記される。更に、記号末尾の添字「1」、「2」は省略され得る。添字「1」、「2」が省略された場合には、各記号は、2つの各制動系統の総称を表す。例えば、「Rm」は、各制動系統におけるマスタシリンダ室を表す。
2つの制動系統において、前後型が採用される場合において、各種記号の末尾に付された添字「f」、「r」は、2つの制動系統において、それが前後輪の何れの系統に関するものであるかを示す包括記号である。具体的には、「f」は前輪系統、「r」は後輪系統を示す。例えば、ホイールシリンダにおいて、前輪ホイールシリンダCWf、及び、後輪ホイールシリンダCWrと表記される。更に、記号末尾の添字「f」、「r」は省略され得る。添字「f」、「r」が省略された場合には、各記号は、2つの各制動系統の総称を表す。例えば、「CW」は、前後の制動系統におけるホイールシリンダを表す。
制動制御装置SCの作動が適正状態であり、制動制御装置SCによって行われる制動が、「制御制動」と称呼される。制動制御装置SCの作動が不調状態である場合において、運転者の操作力のみによる制動が、「マニュアル制動」と称呼される。従って、マニュアル制動では、制動制御装置SCは利用されない。
<本発明に係る車両の制動制御装置の第1の実施形態>
図1の全体構成図を参照して、本発明に係る制動制御装置SCの第1の実施形態について説明する。一般的な車両では、2系統の流体路が採用され、冗長性が確保されている。ここで、流体路は、制動制御装置の作動液体である制動液BFを移動するための経路であり、制動配管、流体ユニットの流路、ホース等が該当する。流体路の内部は、制動液BFが満たされている。なお、流体路において、リザーバRVに近い側(ホイールシリンダCWから遠い側)が、「上流側」、又は、「上部」と称呼され、ホイールシリンダCWに近い側(リザーバRVから遠い側)が、「下流側」、又は、「下部」と称呼される。
図1の全体構成図を参照して、本発明に係る制動制御装置SCの第1の実施形態について説明する。一般的な車両では、2系統の流体路が採用され、冗長性が確保されている。ここで、流体路は、制動制御装置の作動液体である制動液BFを移動するための経路であり、制動配管、流体ユニットの流路、ホース等が該当する。流体路の内部は、制動液BFが満たされている。なお、流体路において、リザーバRVに近い側(ホイールシリンダCWから遠い側)が、「上流側」、又は、「上部」と称呼され、ホイールシリンダCWに近い側(リザーバRVから遠い側)が、「下流側」、又は、「下部」と称呼される。
第1の実施形態では、2系統の流体路のうちの前輪系統は、前輪ホイールシリンダCWi、CWj(「CWf」とも記載)に接続される。また、2系統の流体路のうちの後輪系統は、後輪ホイールシリンダCWk、CWl(「CWr」とも記載)に接続される。つまり、2系統の流体路として、所謂、前後型(「H型」ともいう)のものが採用されている。
車両は、駆動用の電気モータGNを備えたハイブリッド車両、又は、電気自動車である。駆動用の電気モータGNは、エネルギ回生用のジェネレータ(発電機)としても機能する。例えば、駆動用モータGNは、前輪WHfに備えられる。制動制御装置SCでは、所謂、回生協調制御(回生制動と摩擦制動との協調)が実行される。制動制御装置SCを備える車両には、制動操作部材BP、ホイールシリンダCW、リザーバRV、及び、車輪速度センサVWが備えられる。
制動操作部材(例えば、ブレーキペダル)BPは、運転者が車両を減速するために操作する部材である。制動操作部材BPが操作されることによって、車輪WHの制動トルクが調整され、車輪WHに制動力が発生される。具体的には、車両の車輪WHには、回転部材(例えば、ブレーキディスク)KTが固定される。そして、回転部材KTを挟み込むようにブレーキキャリパが配置される。
ブレーキキャリパには、ホイールシリンダCWが設けられている。ホイールシリンダCW内の制動液BFの圧力(制動液圧)Pwが増加されることによって、摩擦部材(例えば、ブレーキパッド)が、回転部材KTに押し付けられる。回転部材KTと車輪WHとは、一体的に回転するよう固定されているため、このときに生じる摩擦力によって、車輪WHに制動トルク(摩擦制動力)が発生される。
リザーバ(大気圧リザーバ)RVは、作動液体用のタンクであり、その内部に制動液BFが貯蔵されている。大気圧リザーバRVの内部は、仕切り板SKによって、2つの部位Ru、Rdに区画されている。マスタリザーバ室Ruはマスタシリンダ室Rmに接続される。また、調圧リザーバ室Rdは、第1リザーバ流体路HRによって、調圧ユニットYCに接続されている。リザーバRV内に制動液BFが満たされた状態では、制動液BFの液面は、仕切り板SKの高さよりも上にある。このため、制動液BFは、仕切り板SKを超えて、マスタリザーバ室Ruと調圧リザーバ室Rdとの間を自由に移動することができる。一方、リザーバRV内の制動液BFの量が減少し、制動液BFの液面が仕切り板SKの高さよりも低くなると、マスタリザーバ室Ru、及び、調圧リザーバ室Rdは、夫々、独立した液だめとなる。
各車輪WHには、車輪速度Vwを検出するよう、車輪速度センサVWが備えられる。車輪速度Vwの信号は、車輪WHのロック傾向(過大な減速スリップ)を抑制するアンチスキッド制御等に採用される。車輪速度センサVWによって検出された各車輪速度Vwは、下部コントローラECLに入力される。コントローラECLでは、車輪速度Vwに基づいて、車体速度Vxが演算される。
≪制動制御装置SC≫
制動制御装置SCは、マスタシリンダCMに近い側の上部流体ユニットYU、及び、ホイールシリンダCWに近い側の下部流体ユニットYLにて構成される。上部流体ユニットYUは、上部コントローラECUによって制御され、制動制御装置SCに含まれる流体ユニットである。
制動制御装置SCは、マスタシリンダCMに近い側の上部流体ユニットYU、及び、ホイールシリンダCWに近い側の下部流体ユニットYLにて構成される。上部流体ユニットYUは、上部コントローラECUによって制御され、制動制御装置SCに含まれる流体ユニットである。
上部流体ユニットYUは、操作量センサBA、操作スイッチST、マスタユニットYM、調圧ユニットYC、回生協調ユニットYK、及び、上部コントローラECUにて構成される。
制動操作部材BPには、操作量センサBAが設けられる。操作量センサBAによって、運転者による制動操作部材(ブレーキペダル)BPの操作量Baが検出される。操作量センサBAとして、制動操作部材BPの操作変位Spを検出するよう、操作変位センサSPが設けられる。また、制動操作部材BPの操作力Fpを検出する操作力センサFPが設けられ得る。また、操作量センサBAとして、ストロークシミュレータSS内の液圧(シミュレータ液圧)Psを検出するよう、シミュレータ液圧センサPSが設けられる。従って、制動操作量Baとして、シミュレータ液圧Ps、制動操作変位Sp、及び、制動操作力Fpのうちの少なくとも1つが検出される。制動操作量Baは、車両減速の指示信号であり、上部コントローラECUに入力される。
制動操作部材BPには、操作スイッチSTが設けられる。操作スイッチSTによって、運転者による制動操作部材BPの操作の有無が検出される。制動操作部材BPが操作されていない場合(即ち、非制動時)には、制動操作スイッチSTによって、操作信号Stとしてオフ信号が出力される。一方、制動操作部材BPが操作されている場合(即ち、制動時)には、操作信号Stとしてオン信号が出力される。制動操作信号Stは、コントローラECUに入力される。
[マスタユニットYM(シングル型)]
マスタユニットYMによって、マスタシリンダ室Rmを介して、前輪ホイールシリンダCWf内の液圧(前輪制動液圧)Pwfが調整される。マスタユニットYMは、マスタシリンダCM、及び、マスタピストンPM、及び、マスタ弾性体SMを含んで構成される。
マスタユニットYMによって、マスタシリンダ室Rmを介して、前輪ホイールシリンダCWf内の液圧(前輪制動液圧)Pwfが調整される。マスタユニットYMは、マスタシリンダCM、及び、マスタピストンPM、及び、マスタ弾性体SMを含んで構成される。
マスタシリンダCMは、底部を有するシリンダ部材である。マスタピストンPMは、マスタシリンダCMの内部に挿入されたピストン部材であり、制動操作部材BPの操作に連動して移動可能である。マスタシリンダCMの内部は、マスタピストンPMによって、3つのチャンバ(液圧室)Rm、Rs、Roに区画されている。
マスタシリンダCMの第1内周部Mcには、溝部が形成され、該溝部に、2つのシールSLがはめ込まれる。2つのシールSLによって、マスタピストンPMの外周部(外周円筒面)Mpと、マスタシリンダCMの第1内周部(内周円筒面)Mcと、が封止されている。マスタピストンPMは、マスタシリンダCMの中心軸Jmに沿って、滑らかに移動可能である。
マスタシリンダ室(単に、「マスタ室」ともいう)Rmは、「マスタシリンダCMの第1内周部Mc、第1底部(底面)Mu」と、マスタピストンPMの第1端部Mvと、によって区画された液圧室である。マスタ室Rmには、マスタシリンダ流体路HMが接続され、下部流体ユニットYLを介して、最終的には、前輪ホイールシリンダCWfに接続される。なお、第1の実施形態では、マスタシリンダCMには、後輪ホイールシリンダCWrのためにはマスタシリンダ室は設けられていない。該マスタシリンダCMは、「シングル型」と称呼される。
マスタピストンPMには、つば部(フランジ)Tmが設けられる。つば部Tmによって、マスタシリンダCMの内部は、サーボ液圧室(単に、「サーボ室」ともいう)Rsと後方液圧室(単に、「後方室」ともいう)Roとに仕切られている。つば部Tmの外周部にはシールSLが設けられ、つば部TmとマスタシリンダCMの第2内周部Mdとが封止(シール)されている。サーボ室Rsは、「マスタシリンダCMの第2内周部Md、第2底部(底面)Mt」と、マスタピストンPMのつば部Tmの第1面Msと、によって区画された液圧室である。マスタ室Rmとサーボ室Rsとは、マスタピストンPMを挟んで、相対するように配置される。サーボ室Rsには、前輪調圧流体路HCfが接続され、調圧ユニットYCから調整液圧Pcが導入(供給)される。
後方室(後方液圧室)Roは、マスタシリンダCMの第2内周部Mdと、段付部Mzと、マスタピストンPMのつば部Tmの第2面Moと、によって区画された液圧室である。後方液圧室Roは、中心軸Jmの方向において、マスタ液圧室Rmとサーボ液圧室Rsとに挟まれ、それらの間に位置する。後方室Roには、シミュレータ流体路HSが接続される。後方室Roによって、上部流体ユニットYU内の制動液BFの液量が調節される。
マスタピストンPMの第1端部Mvには、窪み部Mxが設けられる。該窪み部Mxと、マスタシリンダCMの第1底部Muとの間には、マスタ弾性体(例えば、圧縮ばね)SMが設けられる。マスタ弾性体SMは、マスタシリンダCMの中心軸Jmの方向に、マスタピストンPMをマスタシリンダCMの第2底部Mtに対して押し付けている。非制動時には、マスタピストンPMの段付部MyとマスタシリンダCMの第2底部Mtとが当接している。この状態でのマスタピストンPMの位置が、「マスタユニットYMの初期位置」と称呼される。
2つのシールSL(例えば、カップシール)の間で、マスタシリンダCMには貫通孔Acが設けられる。貫通孔Acは、補給流体路HUを介して、マスタリザーバ室Ruに接続される。また、マスタピストンPMの第1端部Mvの近傍には、貫通孔Apが設けられる。マスタピストンPMが初期位置にある場合には、貫通孔Ac、Ap、及び、補給流体路HUを介して、マスタ室Rmは、リザーバRV(特に、マスタリザーバ室Ru)と連通状態にされる。
マスタ室Rmは、その内圧(「マスタシリンダ液圧」であり、「マスタ液圧」ともいう)Pmによって、中心軸Jmに沿った後退方向Hbの付勢力Fb(「第1後退力」という)を、マスタピストンPMに対して付与する。サーボ室(サーボ液圧室)Rsは、その内圧(即ち、導入された調整液圧Pc)によって、後退力Fbに対向する付勢力Fa(「第1前進力」という)を、マスタピストンPMに付与する。つまり、マスタピストンPMにおいて、サーボ室Rs内の液圧Pv(=Pc)による前進力Faとマスタ室Rm内の液圧(マスタ液圧)Pmによる後退力Fbとは、マスタシリンダCMの中心軸線Jmの方向で互いに対抗し(向き合い)、静的には均衡している。
例えば、つば部Tmの第1面Msの受圧面積(即ち、サーボ室Rsの受圧面積)rsは、マスタピストンPMの第1端部Mvの受圧面積(即ち、マスタ室Rmの受圧面積)rmと等しくなるように設定されている。この場合、サーボ室Rs内に導入された液圧Pc(結果、サーボ液圧Pv)と、マスタ室Rm内の液圧Pmとは、定常状態では同一である。このとき、第1前進力Fa(=Pc×rs)と、第1後退力Fb(=Pm×rm(+マスタ弾性体SMの弾性力))とは釣り合っている。
制動操作部材BPが操作されると、調圧ユニットYCによって調整液圧Pcが上昇される。調整液圧Pcがサーボ室Rs内に供給され、サーボ室Rs内の液圧(サーボ液圧)Pvが増加される。サーボ液圧Pvによって発生する前進方向(図中で左方向)Haの力(第1前進力)Faが、マスタ弾性体SMの取付荷重(セット荷重)よりも大きくなると、マスタピストンPMは、中心軸Jmに沿って移動される。この前進方向Haへの移動によって、貫通孔ApがシールSLを通過すると、マスタ室Rmは、リザーバRV(特に、マスタリザーバ室Ru)から遮断され、マスタ室Rmが液密状態にされる。更に、調整液圧Pcが増加されると、マスタ室Rmの体積は減少し、制動液BFは、マスタシリンダCMから、前輪ホイールシリンダCWfに向けて、マスタ液圧Pmで圧送される。マスタピストンPMには、マスタ液圧Pm(=Pwf)によって、後退方向Hbの力(第1後退力)Fbが作用している。サーボ室Rsは、後退力Fbに対抗(対向)するよう、サーボ液圧Pv(=Pc)によって、前進方向Haの力(第1前進力)Faを発生する。このため、調整液圧Pcの増減に応じて、マスタ液圧Pmが増減される。
制動操作部材BPが戻されると、調圧ユニットYCによって調整液圧Pcが減少される。そして、サーボ液圧Pvが、マスタ室液圧Pm(=Pwf)よりも小さくなり、マスタピストンPMは後退方向(図中で右方向)Hbに移動される。制動操作部材BPが非操作状態にされると、圧縮ばねSMの弾性力によって、マスタピストンPM(特に、段付部My)は、マスタシリンダCMの第2底部Mtに接触する位置(初期位置)にまで戻される。
[調圧ユニットYC(還流型)]
調圧ユニットYCによって、マスタ室Rm内の液圧Pm、及び、後輪ホイールシリンダCWr内の液圧(後輪制動液圧)Pwrが調整される。調圧ユニットYCは、電動ポンプDC、調圧流体路HC、逆止弁GC、電磁弁UC、及び、調整液圧センサPCを備えている。調圧ユニットYCでは、電動ポンプDCが吐出する制動液BFが、電磁弁UCによって調整液圧Pcに調節される。調整液圧Pcは、マスタユニットYM(特に、サーボ室Rs)、及び、後輪ホイールシリンダCWrに付与される。
調圧ユニットYCによって、マスタ室Rm内の液圧Pm、及び、後輪ホイールシリンダCWr内の液圧(後輪制動液圧)Pwrが調整される。調圧ユニットYCは、電動ポンプDC、調圧流体路HC、逆止弁GC、電磁弁UC、及び、調整液圧センサPCを備えている。調圧ユニットYCでは、電動ポンプDCが吐出する制動液BFが、電磁弁UCによって調整液圧Pcに調節される。調整液圧Pcは、マスタユニットYM(特に、サーボ室Rs)、及び、後輪ホイールシリンダCWrに付与される。
還流用電動ポンプDCは、1つの還流用電気モータMC、及び、1つの還流用流体ポンプQCの組によって構成される。還流電動ポンプDCでは、還流用電気モータ(単に、「還流モータ」ともいう)MCと還流用流体ポンプ(単に、「還流ポンプ」ともいう)QCとが一体となって回転するよう、電気モータMCと流体ポンプQCとが固定されている。還流電動ポンプDC(特に、還流モータMC)は、制御制動時に、ホイールシリンダCWの液圧(制動液圧)Pwを調整するための動力源である。上部電気モータMCは、駆動信号Mcに基づいて、上部コントローラECUによって制御される。
例えば、電気モータMCとして、3相ブラシレスモータが採用される。ブラシレスモータMCには、そのロータ位置(回転角)Kaを検出する回転角センサKAが設けられる。回転角(実際値)Kaに基づいて、ブリッジ回路のスイッチング素子が制御され、電気モータMCが駆動される。つまり、3つの各相(U相、V相、W相)のコイルの通電量の方向(即ち、励磁方向)が、順次切り替えられ、ブラシレスモータMCが回転駆動される。
還流ポンプQCの吸込口Qsには、第1リザーバ流体路HRが接続されている。また、流体ポンプQCの吐出口Qtには、調圧流体路HCが接続されている。電動ポンプDC(特に、流体ポンプQC)の駆動によって、制動液BFが、第1リザーバ流体路HRから、吸込口Qsを通して吸入され、吐出口Qtから調圧流体路HCに排出される。例えば、調整流体ポンプQCとしてギヤポンプが採用される。
調圧流体路HCには、逆止弁GC(「チェック弁」ともいう)が介装される。例えば、流体ポンプQCの吐出部Qtの近くに、逆止弁GCが設けられる。逆止弁GCによって、制動液BFは、第1リザーバ流体路HRから調圧流体路HCに向けては移動可能であるが、調圧流体路HCから第1リザーバ流体路HRに向けての移動(即ち、制動液BFの逆流)が阻止される。つまり、電動ポンプDCは、一方向に限って回転される。
電磁弁UCは、調圧流体路HC、及び、第1リザーバ流体路HRに接続される。調圧電磁弁UCは、通電状態(例えば、供給電流)に基づいて開弁量(リフト量)が連続的に制御されるリニア型の電磁弁(「比例弁」、又は、「差圧弁」ともいう)である。調圧電磁弁UCは、駆動信号Ucに基づいて、上部コントローラECUによって制御される。電磁弁UCとして、常開型の電磁弁が採用される。
制動液BFは、第1リザーバ流体路HRから、流体ポンプQCの吸込口Qsを通して汲み上げられ、吐出口Qtから排出される。そして、制動液BFは、逆止弁GCと電磁弁UCとを通り、第1リザーバ流体路HRに戻される。換言すれば、第1リザーバ流体路HR、及び、調圧流体路HCによって、還流路(制動液BFの流れが、再び元の流れに戻る流体路)が形成され、この還流路に、逆止弁GC、及び、電磁弁UCが介装される。
電動ポンプDCが作動している場合には、制動液BFは、破線矢印(A)で示すように、「HR→QC(Qs→Qt)→GC→UC→HR」の順で還流している。調圧電磁弁UCが全開状態にある場合(常開型であるため、非通電時)、調圧流体路HC内の液圧(調整液圧)Pcは低く、略「0(大気圧)」である。調圧電磁弁UCへの通電量が増加され、電磁弁UCによって還流路が絞られると、調整液圧Pcは増加される。該調圧方式が、「還流型」と称呼される。調圧ユニットYCでは、調整液圧Pcを検出するよう、調圧流体路HC(特に、逆止弁GCと調圧弁UCとの間)に調整液圧センサPCが設けられる。
調圧ユニットYCでは、制動操作量Baと予め設定された特性(演算マップ)に基づいて、還流電動ポンプDCが回転駆動される。そして、調整液圧センサPCの検出結果(調整液圧Pc)に基づいて、調圧電磁弁UCが制御されて、調圧流体路HC内の液圧Pcが調整される。具体的には、目標液圧Ptが達成されるよう、還流電動ポンプDC(特に、上部電気モータMC)の回転数Naが制御され、電動ポンプDC(特に、流体ポンプQC)からの制動液BFの流れ(流量)が発生される。調圧電磁弁UCによって、制動液BFの流れが絞られ、最終的に、目標液圧Ptが達成される。即ち、調圧電磁弁UCのオリフィス効果によって調整液圧Pcの調節が行われる。
調圧流体路HCは、部位Bnにて、前輪調圧流体路HCf、及び、後輪調圧流体路HCrに分岐(分流)される。前輪調圧流体路HCfは、サーボ室Rsに接続され、サーボ室Rsに調整液圧Pcが導入される。また、後輪調圧流体路HCrは、下部流体ユニットYLに接続され、最終的には、後輪ホイールシリンダCWr(CWk、CWl)に接続される。従って、調整液圧Pcは、後輪ホイールシリンダCWrに導入される。後輪ホイールシリンダCWrの液圧Pwrは、マスタシリンダCMを介さず、直接、調圧ユニットYCによって制御される。このため、マスタシリンダCMの中心軸Jm方向の寸法が短縮化され得る。
[回生協調ユニットYK]
回生協調ユニットYKによって、摩擦制動と回生制動との協調制御が達成される。つまり、回生協調ユニットYKによって、制動操作部材BPは操作されているが、制動液圧Pwが発生しない状態が形成され得る。回生協調ユニットYKは、入力シリンダCN、入力ピストンPN、入力弾性体SN、第1開閉弁VA、第2開閉弁VB、ストロークシミュレータSS、及び、シミュレータ液圧センサPSにて構成される。
回生協調ユニットYKによって、摩擦制動と回生制動との協調制御が達成される。つまり、回生協調ユニットYKによって、制動操作部材BPは操作されているが、制動液圧Pwが発生しない状態が形成され得る。回生協調ユニットYKは、入力シリンダCN、入力ピストンPN、入力弾性体SN、第1開閉弁VA、第2開閉弁VB、ストロークシミュレータSS、及び、シミュレータ液圧センサPSにて構成される。
入力シリンダCNは、マスタシリンダCMに固定された、底部を有するシリンダ部材である。入力ピストンPNは、入力シリンダCNの内部に挿入されたピストン部材である。入力ピストンPNは、制動操作部材BPに連動するよう、クレビス(U字リンク)を介して、制動操作部材BPに機械的に接続されている。入力ピストンPNには、つば部(フランジ)Tnが設けられる。入力シリンダCNのマスタシリンダCMへの取付面と、入力ピストンPNのつば部Tnとの間には、入力弾性体(例えば、圧縮ばね)SNが設けられる。入力弾性体SNは、中心軸Jmの方向に、入力ピストンPNのつば部Tnを入力シリンダCNの底部に対して押し付けている。
非制動時には、マスタピストンPMの段付部MyがマスタシリンダCMの第2底部Mtに当接し、入力ピストンPNのつば部Tnが入力シリンダCNの底部に当接している。非制動時には、入力シリンダCNの内部にて、マスタピストンPM(特に、端面Mq)と入力ピストンPN(特に、端面Rv)との隙間Ksは、所定距離ks(「初期隙間」という)にされている。即ち、各ピストンPM、PNが最も後退方向Hbの位置(各ピストンの「初期位置」という)にある場合(即ち、非制動時)に、マスタピストンPMと入力ピストンPNとは、所定距離ksだけ離れている。ここで、所定距離ksは、回生量Rgの最大値に対応している。回生協調制御が実行される場合には、隙間(「離間変位」ともいう)Ksは、調整液圧Pcによって制御(調節)される。
入力シリンダCN内にあるマスタピストンPM(端部Mq)の直径dmと、制動操作部材BPが操作された場合に入力シリンダCN内に侵入する入力ピストンPNの直径dnとが等しくなるように設定される。つまり、直径dmによる断面積amと、直径dnによる断面積anとが一致している。後述するように、マニュアル制動は、入力シリンダCNの内部が流体ロックされて実現される。マニュアル制動が行われると、「dm=dn(am=an)」であるため、入力シリンダCN内への入力ピストンPNの侵入体積が、入力シリンダCN外へのマスタピストンPMの退出体積に一致されて、各ピストンPN、PMが前進方向Haに移動される。つまり、入力ピストンPNの変位Hnと、マスタピストンPMの変位Hmとが一致するとともに、運転者によって、入力ピストンPNに加えられた力Fnが、そのまま、マスタピストンPMに作用する力Fmとされる(つまり、「Hn=Hm、Fn=Fm」)。
入力シリンダCNは、第2リザーバ流体路HTを介して、リザーバRV(特に、調圧リザーバ室Rd)に接続される。第2リザーバ流体路HTは、その一部を第1リザーバ流体路HRと共用することができる。しかし、第1リザーバ流体路HRと第2リザーバ流体路HTとは、別々にリザーバRVに接続されることが望ましい。流体ポンプQCは、第1リザーバ流体路HRを介して、リザーバRVから制動液BFを吸引するが、このとき、第1リザーバ流体路HRには、気泡が混じることが生じ得る。このため、入力シリンダCN等に、気泡が混入することを回避するよう、第2リザーバ流体路HTは、第1リザーバ流体路HRと共通部分を有さず、第1リザーバ流体路HRとは別個に、リザーバRVに接続される。
第2リザーバ流体路HTには、2つの開閉弁VA、VBが直列に設けられる。第1、第2開閉弁VA、VBは、開位置(連通状態)と閉位置(遮断状態)とを有する2位置の電磁弁(「オン・オフ弁」ともいう)である。第1、第2開閉弁VA、VBは、駆動信号Va、Vbに基づいて、上部コントローラECUによって制御される。第1開閉弁VAとして常閉型の電磁弁が、第2開閉弁VBとして常開型の電磁弁が、夫々採用される。
第2リザーバ流体路HTは、第1開閉弁VAと第2開閉弁VBとの間の接続部Bsにて、シミュレータ流体路HSに接続される。換言すれば、シミュレータ流体路HSの一方端は後方室Roに接続され、他方端は部位Bsに接続される。シミュレータ流体路HSには、ストロークシミュレータ(単に、「シミュレータ」ともいう)SSが設けられる。シミュレータSSによって、回生協調制御が実行され、第1開閉弁VAが開位置、第2開閉弁VBが閉位置にされた場合に、制動操作部材BPの操作力Fpが発生される。シミュレータSSの内部には、ピストン、及び、弾性体(例えば、圧縮ばね)が備えられる。入力シリンダCNから制動液BFがシミュレータSSに移動され、流入する制動液BFによりピストンが押される。ピストンには、弾性体によって制動液BFの流入を阻止する方向に力が加えられる。弾性体によって、制動操作部材BPが操作される場合の操作力Fpが形成される。
シミュレータSS内の液圧(シミュレータ液圧)Psを検出するよう、シミュレータ流体路HSには、シミュレータ液圧センサPSが設けられる。シミュレータ液圧センサPSは、上述した制動操作量センサBAの1つである。検出されたシミュレータ液圧Psは、制動操作量Baとして、コントローラECUに入力される。
マスタピストンPMの移動に伴う体積変化が吸収されるよう、マスタピストンPMの端部Mqの断面積amと、つば部Tmの第2面Moの面積aoとが等しく設定されている。回生協調制御が実行される場合、第1開閉弁VAは開位置であり、第2開閉弁VBは閉位置であるため、入力室Rnと後方室Roとは、第2リザーバ流体路HT、及び、シミュレータ流体路HSによって接続されている。マスタピストンPMが前進方向Haに移動されると、該移動分だけ入力室Rn内の体積が増加されるが、「am=ao」であるため、体積増加分の制動液BFは、全て後方室Roから入力室Rnに移動される。換言すれば、マスタピストンPMの移動に伴う液量の収支には過不足がない。従って、シミュレータSSへ流入する、又は、シミュレータSSからの流出する、制動液BFの量(体積)は、入力ピストンPNの移動のみに因る。
[バイパスユニットYB]
マスタユニットYMをバイパスするように、マスタユニットYMに対して並列に、バイパスユニットYBが設けられる。ホイールシリンダCWへの制動液BFの供給は、2つのユニットYM、YBによって行われる。調圧流体路HCが部位Bbにて分岐され、バイパスユニットYBに接続される。また、バイパスユニットYBには、バイパス流体路HBが接続され、バイパス流体路HBの端部は、部位Bmにて、マスタシリンダ流体路HMに接続される。従って、バイパスユニットYBには、調整液圧Pcが導入(供給)されるとともに、その出力は、バイパス流体路HBを介して、前輪ホイールシリンダCWfに導入される。バイパスユニットYBの詳細な構成については後述する。調整液圧Pcに調節された制動液BFは、マスタユニットYM(特に、サーボ室Rs)に付与される。加えて、調整液圧Pcは、バイパスユニットYBにも付与され、前輪ホイールシリンダCWfに出力される。つまり、調圧ユニットYCからの制動液BFは、マスタユニットYM、及び、バイパスユニットYBを通して、前輪ホイールシリンダCWfに移動される。これにより、マスタユニットYMに必要とされる制動液BFの量(体積)が低減されるため、マスタユニットYMの小型化が達成され得る。
マスタユニットYMをバイパスするように、マスタユニットYMに対して並列に、バイパスユニットYBが設けられる。ホイールシリンダCWへの制動液BFの供給は、2つのユニットYM、YBによって行われる。調圧流体路HCが部位Bbにて分岐され、バイパスユニットYBに接続される。また、バイパスユニットYBには、バイパス流体路HBが接続され、バイパス流体路HBの端部は、部位Bmにて、マスタシリンダ流体路HMに接続される。従って、バイパスユニットYBには、調整液圧Pcが導入(供給)されるとともに、その出力は、バイパス流体路HBを介して、前輪ホイールシリンダCWfに導入される。バイパスユニットYBの詳細な構成については後述する。調整液圧Pcに調節された制動液BFは、マスタユニットYM(特に、サーボ室Rs)に付与される。加えて、調整液圧Pcは、バイパスユニットYBにも付与され、前輪ホイールシリンダCWfに出力される。つまり、調圧ユニットYCからの制動液BFは、マスタユニットYM、及び、バイパスユニットYBを通して、前輪ホイールシリンダCWfに移動される。これにより、マスタユニットYMに必要とされる制動液BFの量(体積)が低減されるため、マスタユニットYMの小型化が達成され得る。
特に、マニュアル制動での操作力Fpを低減するためには、マスタシリンダCMの内径が小さくされる必要がある。しかしながら、マスタシリンダCMには、或る程度の容積が必要とされるため、マスタシリンダCMは、長手方向(中心軸Jmの方向)に延ばされることとなる。バイパスユニットYBによって、マスタシリンダCMに必要とされる容量が低減されるため、マスタシリンダCMの短縮化が図られる。
[上部コントローラECU]
上部コントローラ(「電子制御ユニット」ともいう)ECUは、マイクロプロセッサMP等が実装された電気回路基板と、マイクロプロセッサMPにプログラムされた制御アルゴリズムにて構成されている。上部コントローラECUによって、制動操作量Ba、操作信号St、及び、調整液圧Pcに基づいて、電気モータMC、及び、3種類の異なる電磁弁VA、VB、UCが制御される。具体的には、マイクロプロセッサMP内の制御アルゴリズムに基づいて、各種電磁弁VA、VB、UCを制御するための駆動信号Va、Vb、Ucが演算される。同様に、電気モータMCを制御するための駆動信号Mcが演算される。そして、駆動信号Va、Vb、Uc、Mcに基づいて、電磁弁VA、VB、UC、及び、電気モータMCが駆動される。
上部コントローラ(「電子制御ユニット」ともいう)ECUは、マイクロプロセッサMP等が実装された電気回路基板と、マイクロプロセッサMPにプログラムされた制御アルゴリズムにて構成されている。上部コントローラECUによって、制動操作量Ba、操作信号St、及び、調整液圧Pcに基づいて、電気モータMC、及び、3種類の異なる電磁弁VA、VB、UCが制御される。具体的には、マイクロプロセッサMP内の制御アルゴリズムに基づいて、各種電磁弁VA、VB、UCを制御するための駆動信号Va、Vb、Ucが演算される。同様に、電気モータMCを制御するための駆動信号Mcが演算される。そして、駆動信号Va、Vb、Uc、Mcに基づいて、電磁弁VA、VB、UC、及び、電気モータMCが駆動される。
上部コントローラECUは、車載通信バスBSを介して、下部コントローラECL、及び、他システムのコントローラ(電子制御ユニット)とネットワーク接続されている。回生協調制御を実行するよう、上部コントローラECUから駆動用のコントローラECDに回生量Rg(目標値)が、通信バスBSを通して送信される。「回生量Rg」は、駆動用モータ(回生用ジェネレータでもある)GNによって発生される回生制動の大きさを表す状態量(目標値)である。回生制動は、回生量の目標値Rgに基づいて、駆動用コントローラECDによって回生用ジェネレータGNが制御され、発生される。各コントローラECU、ECL、ECDには、車載の発電機AL、及び、蓄電池BTから電力が供給される。
上部コントローラECUには、電磁弁VA、VB、UC、及び、電気モータMCを駆動するよう、駆動回路DRが備えられる。駆動回路DRには、電気モータMCを駆動するよう、スイッチング素子(MOS−FET、IGBT等のパワー半導体デバイス)によってブリッジ回路が形成される。モータ駆動信号Mcに基づいて、各スイッチング素子の通電状態が制御され、電気モータMCの出力が制御される。また、駆動回路DRでは、電磁弁VA、VB、UCを駆動するよう、駆動信号Va、Vb、Ucに基づいて、それらの通電状態(即ち、励磁状態)が制御される。なお、駆動回路DRには、電気モータMC、及び、電磁弁VA、VB、UCの実際の通電量を検出する通電量センサが設けられる。例えば、通電量センサとして、電流センサが設けられ、電気モータMC、及び、電磁弁VA、VB、UCへの供給電流が検出される。
非制動時(例えば、制動操作部材BPの操作が行われていない場合)には、電気モータMC、及び、電磁弁VA、VB、UCへの通電は行われない。このため、電気モータMCは停止され、第1開閉弁VAは閉位置、第2開閉弁VBは開位置、調圧弁UCは開位置にある。
制動制御装置SCが適正作動する状態にある場合の制御制動時には、コントローラECUによって、先ず、第1、第2開閉弁VA、VBに通電が行われ、第1開閉弁VAが開位置に、第2開閉弁VBが閉位置にされる。第1開閉弁VAの開位置によって、入力室Rnと後方室Roとが流体接続されるとともに、シミュレータSSが入力室Rnに接続される。また、第2開閉弁VBの閉位置によって、シミュレータSSとリザーバRVとの接続が遮断される。制動操作部材BPの操作によって入力ピストンPNが前進方向Haに移動され、該移動によって入力室Rnから流出する液量が、シミュレータSSに流入し、制動操作部材BPの操作力Fpが形成される。
制御制動時には、コントローラECUによって、操作量Baに基づいて、電動ポンプDC(特に、電気モータMC)、及び、電磁弁UCが制御される。具体的には、電動ポンプDCによって、第1リザーバ流体路HRを通して、リザーバRVから制動液BFが汲み上げられ、調圧流体路HCに吐出される。そして、吐出された制動液BFは、電磁弁UCによって絞られ、調整液圧Pcに調節される。調整液圧Pcは、前輪調圧流体路HCfを介して、サーボ室Rsに導入(供給)される。調整液圧Pcによって、マスタピストンPMは前進方向Haに移動され、マスタ室Rmから、制動液BFが前輪ホイールシリンダCWf(CWi、CWj)に向けて圧送される。なお、サーボ室Rsの受圧面積rsと、マスタ室Rmの受圧面積rmとが等しい場合には、調整液圧Pcと等しいマスタ液圧Pmが前輪ホイールシリンダCWfに付与される。また、調整液圧Pcは、後輪調圧流体路HCrを通して、後輪ホイールシリンダCWr(CWk、CWl)に導入される。
制動制御装置SCの作動が不調状態にある場合のマニュアル制動時には、第1、第2開閉弁VA、VBには通電が行われない。従って、第1開閉弁VAが閉位置に、第2開閉弁VBが開位置にされる。第1開閉弁VAの閉位置によって、入力室Rnは流体ロックの状態(密封状態)にされ、入力ピストンPNとマスタピストンPMとが、相対移動できないようにされる。また、第2開閉弁VBの開位置によって、後方室Roは、第2リザーバ流体路HTを通して、リザーバRVに流体接続される。このため、マスタピストンPMの前進方向Haの移動によって、後方室Roの容積は減少されるが、容積減少に伴う液量は、リザーバRVに向けて排出される。制動操作部材BPの操作に連動して、入力ピストンPNとマスタピストンPMとが一体となって移動され、マスタ室Rmから制動液BFが圧送される。
[下部流体ユニットYL]
下部流体ユニットYLは、下部コントローラECLによって制御される。下部コントローラECLには、車輪速度Vw、ヨーレイトYr、操舵角Sa、前後加速度Gx、横加速度Gy、等が入力される。例えば、下部流体ユニットYLでは、車輪速度Vwに基づいて、車輪WHの過度の減速スリップ(例えば、車輪ロック)を抑制するよう、アンチスキッド制御が実行される。また、ヨーレイトYrに基づいて、車両の過度なオーバステア挙動、アンダステア挙動を抑制する車両安定化制御(所謂、ESC)が行われる。つまり、下部流体ユニットYLでは、上記信号(Vw等)に基づいて、各輪独立の制動制御が実行される。上部コントローラECUと下部コントローラECLとは、通信バスBSによって通信可能な状態で接続され、センサ信号、演算値が共有されている。上部流体ユニットYUと下部流体ユニットYLとは、マスタシリンダ流体路HM、及び、後輪調圧流体路HCrを介して接続される。
下部流体ユニットYLは、下部コントローラECLによって制御される。下部コントローラECLには、車輪速度Vw、ヨーレイトYr、操舵角Sa、前後加速度Gx、横加速度Gy、等が入力される。例えば、下部流体ユニットYLでは、車輪速度Vwに基づいて、車輪WHの過度の減速スリップ(例えば、車輪ロック)を抑制するよう、アンチスキッド制御が実行される。また、ヨーレイトYrに基づいて、車両の過度なオーバステア挙動、アンダステア挙動を抑制する車両安定化制御(所謂、ESC)が行われる。つまり、下部流体ユニットYLでは、上記信号(Vw等)に基づいて、各輪独立の制動制御が実行される。上部コントローラECUと下部コントローラECLとは、通信バスBSによって通信可能な状態で接続され、センサ信号、演算値が共有されている。上部流体ユニットYUと下部流体ユニットYLとは、マスタシリンダ流体路HM、及び、後輪調圧流体路HCrを介して接続される。
下部流体ユニットYLには、下部電動ポンプDL、「前輪、後輪低圧リザーバRLf、RLr」、「前輪、後輪チャージオーバ弁UPf、UPr」、「前輪、後輪入力液圧センサPQf、PQr」、「インレット弁VI」、及び、「アウトレット弁VO」にて構成される。
下部電動ポンプDLは、1つの下部電気モータML、及び、2つの下部流体ポンプQLf、QLrにて構成される。下部電気モータMLは、下部コントローラECLによって、駆動信号Mlに基づいて制御される。電気モータMLによって、2つの下部流体ポンプQLf、QLrが一体となって回転され、駆動される。そして、電動ポンプDLの前輪、後輪流体ポンプQLf、QLrによって、前輪、後輪チャージオーバ弁(単に、「チャージ弁」ともいう)UPf、UPrの上流部Bof、Borから制動液BFが汲み上げられ、前輪、後輪チャージ弁UPf、UPrの下流部Bpf、Bprに吐出される。前輪、後輪流体ポンプQLf、QLrの吸込み側には、前輪、後輪低圧リザーバRLf、RLrが設けられる。
リニア調圧弁UCと同様に、チャージ弁UP(UPf、UPrの総称)として、常開型のリニア調圧弁(通電状態によって開弁量が連続的に制御される電磁弁)が採用される。リニア調圧弁UPは、下部コントローラECLによって、駆動信号Up(Upf、Upr)に基づいて制御される。
前輪流体ポンプQLfが駆動されると、「Bof→RLf→QLf→Bpf→UPf→Bof」の還流(循環する制動液BFの流れ)が形成される。マスタシリンダ流体路HMに設けられた前輪チャージ弁UPfによって、前輪チャージ弁UPfの下流部の液圧(前輪出力液圧)Ppfが調節される。流体ポンプQLfによって、前輪チャージ弁UPfの上流部Bofから下流部Bpfに向けたて、制動液BFが移動され、前輪チャージ弁UPf(開弁部の絞り)によって、上流部の入力液圧Pqfと下流部の出力液圧Ppfとの間の差圧(Ppf>Pqf)が調整される。
同様に、後輪流体ポンプQLrの駆動によって、「Bor→RLr→QLr→Bpr→UPr→Bor」の還流が形成される。後輪調圧流体路HCrに設けられた、後輪チャージ弁UPrによって、後輪チャージ弁UPrの下流部の液圧(後輪出力液圧)Pprが調節される。つまり、流体ポンプQLrによって、後輪チャージ弁UPrの上部Borから下部Bprに制動液BFが移動され、後輪チャージ弁UPrによって、上部液圧(入力液圧)Pqrと下部液圧(出力液圧)Pprとの間の差圧(Ppr>Pqr)が調整される。
前後輪の入力液圧Pqf、Pqrを検出するよう、入力液圧センサPQf、PQrが設けられる。検出された液圧信号Pqは、下部コントローラECLに入力される。なお、2つの入力液圧センサPQf、PQrのうちの少なくとも1つは省略可能である。
マスタシリンダ流体路HMは、前輪チャージ弁UPfの下流側の前輪分岐部Bpfにて、各前輪ホイールシリンダ流体路HWi、HWjに分岐(分流)される。同様に、後輪調圧流体路HCrは、後輪チャージ弁UPrの下流側の後輪分岐部Bprにて、各後輪ホイールシリンダ流体路HWk、HWlに分岐される。
ホイールシリンダ流体路HWには、インレット弁VI、及び、アウトレット弁VOが設けられる。インレット弁VIとして、常開型のオン・オフ電磁弁が採用される。また、アウトレット弁VOとして、常閉型のオン・オフ電磁弁が採用される。電磁弁VI、VOは、下部コントローラECLによって、駆動信号Vi、Voに基づいて制御される。インレット弁VI、及び、アウトレット弁VOによって各輪の制動液圧Pwが独立して制御され得る。
インレット弁VI、及び、アウトレット弁VOにおいて、各車輪WHに係る構成は同じであるため、右前輪WHiに係る構成を例に説明する。右前輪用のホイールシリンダ流体路HWi(部位Bpfと右前輪ホイールシリンダCWiとを結ぶ流体路)には、常開型のインレット弁VIiが介装される。ホイールシリンダ流体路HWiは、インレット弁VIiの下流部にて、常閉型のアウトレット弁VOiを介して、低圧リザーバRLfに流体接続される。例えば、アンチスキッド制御において、ホイールシリンダCWi内の液圧Pwiを減少するためには、インレット弁VIiが閉位置にされ、アウトレット弁VOiが開位置される。制動液BFのインレット弁VIiからの流入が阻止され、ホイールシリンダCWi内の制動液BFは、低圧リザーバRLfに流出し、制動液圧Pwiは減少される。また、制動液圧Pwiを増加するため、インレット弁VIiが開位置にされ、アウトレット弁VOiが閉位置される。制動液BFの低圧リザーバRLfへの流出が阻止され、前輪チャージ弁UPfを介した出力液圧が、ホイールシリンダCWiに導入され、右前輪制動液圧Pwiが増加される。
<バイパスユニットYB(シングル型)>
図2の概略図を参照して、バイパスユニットYBについて説明する。バイパスユニットYBは、バイパスシリンダCB、バイパスピストンPB、及び、バイパス弾性体SBにて構成される。
図2の概略図を参照して、バイパスユニットYBについて説明する。バイパスユニットYBは、バイパスシリンダCB、バイパスピストンPB、及び、バイパス弾性体SBにて構成される。
図2において、中心軸線Jbの上部の状態は、バイパスピストンPBが最も後退方向Hd(図では、右方向)の位置(「初期位置」という)にある場合を示す。また、中心線Jbの下部の状態は、バイパスピストンPBが最も前進方向Hc(図では左方向)の位置(「限界位置」という)にある場合を示す。バイパスピストンPBは、マスタシリンダCM内で、初期位置から限界位置までの間の距離bsに亘って、変位することができる。
バイパスシリンダCBは、底部を有するシリンダ部材である。バイパスピストンPBは、バイパスシリンダCBの内部に挿入されたピストン部材である。バイパスシリンダCBの内周部Bcには、溝部が形成され、該溝部に2つのシールSLがはめ込まれる。2つのシールSLによって、バイパスピストンPBの外周部(外周円筒面)Bpと、バイパスシリンダCBの内周部(内周円筒面)Bcと、が封止されている。バイパスピストンPBは、バイパスシリンダCBの中心軸Jbに沿って、滑らかに移動可能である。シールSLとして、カップシール(「U字パッキン」ともいう)が採用される。
バイパスシリンダCBの内部は、バイパスピストンPBによって、2つのチャンバ(液圧室)Rb、Rcに分離される。バイパス室Rbは、バイパスシリンダCBの内周部Bc、第1底部(底面)Buと、バイパスピストンPBの第1端部Brと、によって区画された液圧室である。バイパス室Rbには、バイパス流体路HBが接続される。バイパス流体路HBは、部位Bmにてマスタシリンダ流体路HMに接続され、最終的にはホイールシリンダCWに接続されている。従って、バイパス室Rbの内圧Pbは、マスタ液圧Pmに一致する。ここで、バイパス室Rbの受圧面積(第1端部Brの中心軸Jbに垂直な断面積)は、値「rb」である。
調圧室Rcは、バイパスシリンダCBの内周部Bc、第2底部(底面)Btと、バイパスピストンPBの第2端部Bqと、によって区画された液圧室である。バイパス室Rbと、調圧室Rcとは、バイパスピストンPBを挟み込むように、相対して形成される。換言すれば、バイパスシリンダCBの中心軸線Jbにおいて、バイパスピストンPBに対して、調圧室Rcとバイパス室Rbとは、夫々が反対側に位置する。従って、調圧室RcによってバイパスピストンPBに加えられる前進方向Hcの力(「第2前進力」という)Fcと、バイパス室RbによってバイパスピストンPBに加えられる後退方向Hdの力(「第2後退力」という)Fdとは、バイパスシリンダCBの中心軸線Jbの方向で互いに向き合い、対抗している。
調圧室Rcには、前輪調圧流体路HCfが接続される。従って、調圧室Rcには、調圧ユニットYCによって調整された圧力(調整液圧)Pcが導入される。ここで、調圧室Rcの受圧面積(第2端部Bqの中心軸Jbに対して垂直な断面積)は、値「rc」である。例えば、バイパス室Rbの受圧面積rbと、調圧室Rcの受圧面積rcとが等しく設定され得る。
バイパスシリンダCBの第1底部BuとバイパスピストンPBとの間にはバイパス弾性体(例えば、圧縮ばね)SBが設けられる。バイパス弾性体SBは、バイパスシリンダCBの中心軸Jb方向に、バイパスピストンPBをバイパスシリンダCBの第2底部Btに対して押し付けている。非制動時には、第2端部Bqと第2底部Btとが当接し、バイパスピストンPBは初期位置にある。以上で説明したバイパスユニットYBは、バイパス室Rbが、1つであるため、「シングル型」と称呼される。
バイパスユニットYBの諸元と、マスタユニットYMの諸元との関係について説明する。
バイパス弾性体SBの特性とマスタ弾性体SMの特性との関係が、「制御制動が開始される場合に、バイパスピストンPBが移動される前に、マスタピストンPMが移動されるよう」に設定される。各弾性体SM、SBの特性は、取付荷重(「セット荷重」ともいう)に基づく。具体的には、「バイパス弾性体SBの取付荷重sbを、調圧室Rcの受圧面積rcで除した値(「取付圧力」という)wb」が、「マスタ弾性体SMの取付荷重smを、サーボ室Rsの受圧面積rsで除した値wm」よりも大きくなるように設定される。ここで、「取付荷重」とは、弾性体SM、SBが機械(例えば、マスタユニットYM、バイパスユニットYB)に組み付けられた場合に、弾性体SM、SBに対して加えられる力(荷重)である。各取付荷重sm、sbは、ピストン部材PM、PBの初期位置における各弾性体(例えば、圧縮コイルばね)SM、SBの付勢力であり、「初期荷重」とも称呼される。
バイパス弾性体SBの特性とマスタ弾性体SMの特性との関係が、「制御制動が開始される場合に、バイパスピストンPBが移動される前に、マスタピストンPMが移動されるよう」に設定される。各弾性体SM、SBの特性は、取付荷重(「セット荷重」ともいう)に基づく。具体的には、「バイパス弾性体SBの取付荷重sbを、調圧室Rcの受圧面積rcで除した値(「取付圧力」という)wb」が、「マスタ弾性体SMの取付荷重smを、サーボ室Rsの受圧面積rsで除した値wm」よりも大きくなるように設定される。ここで、「取付荷重」とは、弾性体SM、SBが機械(例えば、マスタユニットYM、バイパスユニットYB)に組み付けられた場合に、弾性体SM、SBに対して加えられる力(荷重)である。各取付荷重sm、sbは、ピストン部材PM、PBの初期位置における各弾性体(例えば、圧縮コイルばね)SM、SBの付勢力であり、「初期荷重」とも称呼される。
各弾性体SM、SBが無荷重状態である場合には、夫々が自由長さ(「自由高さ」ともいう)を有する。これらが各ユニットYM、YBに組み付けられると、自由長さ(自由高さ)は、取付長さ(取付高さ)にまで縮められる。自由長さと取付長さとの差によって、弾性体SM、SBが、各ピストンPM、PBに対して付与する後退方向Hb、Hdの付勢力が取付荷重(「セット荷重」ともいう)sm、sbである。なお、弾性体が、圧縮コイルばねである場合には、用語として、「長さ」に代えて、「高さ」が用いられる(「JIS B0103 ばね用語」を参照)。
「取付圧力」は、取付荷重がピストン受圧面積(断面積)で除算された値であるため、ピストンに作用する圧力が、取付圧力を上回ると、ピストンの移動が開始される。つまり、調整液圧Pcが取付圧力wmよりも大きくなった時点で、マスタピストンPMは前進方向Haへの移動を開始する。同様に、調整液圧Pcが、取付圧力wbを超過した時点で、バイパスピストンPBは前進方向Hcへ動き始める。
バイパス弾性体SBの取付圧力wb(=sb/rc)が、マスタ弾性体SMの取付圧力wm(=sm/rs)よりも大きく設定される。このため、マスタピストンPM、及び、バイパスピストンPBの夫々が、初期位置で静止している状態で、調整液圧Pcが「0」から増加される場合には、先ず、マスタピストンPMが前進方向Haに動き始め、その後に、バイパスピストンPBが、前進方向Hcに移動される。つまり、制御制動の開始時には、マスタピストンPMが移動されて、マスタ室Rmとマスタリザーバ室Ruとの連通が遮断された後に、バイパスピストンPBが移動される。
もし、マスタ室Rmとマスタリザーバ室Ruとの連通が遮断される前に、先に、バイパスピストンPBの移動が開始されると、バイパス室Rbからの制動液BFは、マスタシリンダ流体路HM、及び、マスタ室Rmを介して、リザーバRVに移動されてしまう。このような状況を回避し、バイパスユニットYBからホイールシリンダCWに向けて効率的に制動液BFを圧送するため、バイパス弾性体SBの取付圧力wbが、マスタ弾性体SMの取付圧力wmよりも大きく設定されている。
マスタピストンPM、及び、バイパスピストンPBが、同時に移動するよう、調圧室Rcの受圧面積rcに対するバイパス室Rbの受圧面積rbの比(「面積比」という)Ab(=rb/rc)が、サーボ室Rsの受圧面積rsに対するマスタ室Rmの受圧面積rmの比Am(=rm/rs)に等しくなるように設定される。例えば、マスタユニットYMの面積比Am、及び、バイパスユニットYBの面積比Abが、共に、「1」に設定される(即ち、「rm=rs」、且つ、「rb=rc」)。
バイパスユニットYBの作動と、マスタユニットYMの作動との関係について説明する。
非制動時には、マスタユニットYMでは、マスタピストンPMが、マスタ弾性体SMによって後退方向Hbに押圧され、その初期位置にある。同様に、バイパスユニットYBでは、バイパスピストンPBが、バイパス弾性体SBによって後退方向Hdに押され、その初期位置にある。ここで、マスタ弾性体SMの取付圧力wmは、バイパス弾性体SBの取付圧力wbよりも低い値に設定されている。
非制動時には、マスタユニットYMでは、マスタピストンPMが、マスタ弾性体SMによって後退方向Hbに押圧され、その初期位置にある。同様に、バイパスユニットYBでは、バイパスピストンPBが、バイパス弾性体SBによって後退方向Hdに押され、その初期位置にある。ここで、マスタ弾性体SMの取付圧力wmは、バイパス弾性体SBの取付圧力wbよりも低い値に設定されている。
制動操作部材BPが操作されると、調圧ユニットYCによって調整液圧Pcが、「0」から増加される。調整液圧Pcが、マスタ室Rmとマスタリザーバ室Ruとの接続が遮断される液圧(遮断液圧)p1にまで増加される。マスタユニットYMには、値「p1×rs」の前進方向Haの力(第1前進力)Faが作用する。この力Faは、取付荷重smよりも大きいため、マスタピストンPMは、前進方向Haに移動される。これにより、貫通孔ApがシールSLを通過し、マスタ室Rmは、マスタリザーバ室Ruから遮断される。一方、バイパスピストンPBには、値「p1×rc」の前進方向Hcの力(第2前進力)Fcが作用する。「wb>wm」に設定されているため、前進力Fc(=p1×rc)は、取付荷重sbよりも小さい。このため、バイパスピストンPBは、移動されず、初期位置を維持する。
調整液圧Pcが更に増加され、値p2(>p1)に達すると、バイパスピストンPBには、値「p2×rc」の前進力Fcが作用する。「Fc>sb」となり、バイパスピストンPBは、前進方向Hcへ移動され始める。バイパス弾性体SBの取付圧力wbが、マスタ弾性体SMの取付圧力wmよりも大きく設定されるため、制御制動の開始時(調整液圧Pcが「0」から上昇する時)に、マスタピストンPMの移動が開始された後に、バイパスピストンPBの移動が開始される。マスタピストンPMの前進によって、マスタ室RmとリザーバRVとの連通が遮断された後に、バイパスピストンPBの移動が開始されるため、バイパスユニットYBを介した制動液BFが、効率的にホイールシリンダCWに伝達され得る。
バイパスピストンPBは、制動液圧Pwによって、バイパス室Rbから、後退方向Hdの力(第2後退力)Fbを受ける。制動操作部材BPが戻されると、調圧ユニットYCによって調整液圧Pcが減少される。そして、調整液圧Pcが、制動液圧Pwよりも小さくなると、各ピストンPM、PBは後退方向Hb、Hdに移動される。制動操作部材BPが非操作状態になると、各弾性体(圧縮コイルばね)SM、SBの弾性力によって、各ピストンPM、PBの初期位置にまで、夫々、戻される。このとき、マスタ室RmとリザーバRVとは、連通状態にされ、マスタ室Rm、バイパス室Rb内の液圧Pm、Pbは、「0」に戻される。
マスタシリンダ室Rmの容積(即ち、マスタシリンダCMの内径と長さ)は、制動装置の剛性(例えば、キャリパの剛性、摩擦材の剛性、制動配管の剛性)によって定まる。制御制動において、摩擦材と回転部材KTとの間の摩擦係数が低下した場合(例えば、フェード現象が生じた場合)にも、車輪WHが最大制動力を発揮できるように、マスタ室Rmの容量が設定される。一方、マニュアル制動においては、運転者によって発生される、制動操作部材BPの操作力Fpが適正範囲に収まるよう、マスタシリンダCMは、相対的に小径にされる必要がある。小径のマスタシリンダCMで、容積確保を達成するには、マスタシリンダCMを長くされなければならい。結果、装置の車両への搭載性が低下する。
本発明では、ホイールシリンダCWに制動液BFを圧送するために、マスタユニットYM(特に、マスタシリンダCM)とは並行に、バイパスユニットYBが設けられる。制御制動時には、マスタユニットYMに加え、バイパスユニットYBを介して、制動液BFがホイールシリンダCWに移動される。これにより、マスタシリンダCMの容量が低減され、装置は長手方向(中心軸Jmの方向)に短縮化される。また、マスタシリンダCMとして、小径のものが採用され得るため、マニュアル制動での操作力Fpが、適正にされ得る。なお、マニュアル制動時には、マスタ液圧Pmによって、バイパスピストンPBは、第2底部Btに押圧されて初期位置とされ、バイパスユニットYBは作動しない。
マスタピストンPMの移動可能な範囲は限られている。同様に、バイパスピストンPBの移動可能な範囲は所定距離bs(初期位置から限界位置までの変位)に限定される。従って、各ユニットYM、YBによって、調圧ユニットYCとホイールシリンダCWとが流体的に分離され、調圧ユニットYCとホイールシリンダCWとの間で制動液BFが移動されない。例えば、ホイールシリンダCWの周辺にて流体路の失陥が生じた場合、該失陥にて失われる制動液BFの量が限定される。
<回生協調制御を含む調圧制御の処理>
図3の制御フロー図を参照して、調圧制御の処理について説明する。「調圧制御」は、調整液圧Pcを調整するための、電気モータMC、及び、電磁弁UCの駆動制御である。該制御のアルゴリズムは、コントローラECU内にプログラムされている。
図3の制御フロー図を参照して、調圧制御の処理について説明する。「調圧制御」は、調整液圧Pcを調整するための、電気モータMC、及び、電磁弁UCの駆動制御である。該制御のアルゴリズムは、コントローラECU内にプログラムされている。
ステップS110にて、制動操作量Ba、操作信号St、調整液圧Pc、及び、回転角Kaが読み込まれる。操作量Baは、操作量センサBA(例えば、シミュレータ液圧センサPS、操作変位センサSP、操作力センサFP)によって検出される。操作信号Stは、制動操作部材BPに設けられた操作スイッチSTによって検出される。調整液圧Pcは、調圧流体路HCに設けられた調整液圧センサPCによって検出される。モータ回転角Kaは、電気モータMCに設けられた回転角センサKAによって検出される。
ステップS120にて、制動操作量Ba、及び、制動操作信号Stのうちの少なくとも1つに基づいて、「制動操作中であるか、否か」が判定される。例えば、操作量Baが、所定値bo以上である場合には、ステップS120は肯定され、処理は、ステップS130に進む。一方、「Ba<bo」である場合には、ステップS120は否定され、処理は、ステップS110に戻される。ここで、所定値boは、制動操作部材BPの遊びに相当する、予め設定された定数である。また、操作信号Stがオンである場合には、ステップS130に進み、操作信号Stがオフである場合には、ステップS110に戻る。
ステップS130にて、常閉型の第1開閉弁VAが開位置にされ、常開型の第2開閉弁VBが閉位置にされる。これにより、入力液圧室Rnと後方液圧室Roとが接続される。また、シミュレータSSが、入力室Rnに接続されるとともに、リザーバRVからは遮断される。
ステップS140にて、操作量Baに基づいて、目標減速度Gtが演算される。目標減速度Gtは、車両の減速における減速度の目標値である。目標減速度Gtは、演算マップZgtに従って、操作量Baが「0」から所定値boの範囲では、「0」に決定され、操作量Baが所定値bo以上では、操作量Baが増加するに伴い、「0」から単調増加するよう演算される。
ステップS150にて、目標減速度Gtに基づいて、回生量Rg(目標値)が決定される。例えば、目標減速度Gtが、所定回生量rg未満である場合には、回生量Rg(車両減速度に対応した値)が、目標減速度Gtに一致するように決定される。一方、目標減速度Gtが、所定回生量rg以上である場合には、回生量Rgが、所定回生量rgに一致するように決定される。ここで、所定回生量rgは、定数として、予め設定されている。また、所定回生量rgは、回生用ジェネレータGN、或いは、蓄電池BTの状態に基づいて設定され得る。演算結果(「Rg=Gt」、又は、「Rg=rg」)は、通信バスBSを介して、上部コントローラECUから駆動用コントローラECDに送信される。コントローラECDでは、目標値Rgが達成されるように、ジェネレータGNの制御が行われる。
ステップS160にて、目標減速度Gt、及び、回生量Rgに基づいて、目標液圧Pt(調整液圧Pcの目標値)が決定される。例えば、目標減速度Gtが、所定回生量rg未満であり、「Rg=Gt」である場合には、目標液圧Ptが「0」に演算される。つまり、車両減速には、摩擦制動が採用されず、回生制動のみによって、目標減速度Gtが達成される。目標減速度Gtが、所定回生量rg以上である場合には、目標減速度Gtから所定回生量rgが減算された値が、液圧に変換されて、目標液圧Ptが演算される。つまり、目標減速度Gtのうちで、所定回生量rgに相当する分が、回生制動(ジェネレータGNにて発生される制動力)よって達成され、残り(「Gt−rg」)が摩擦制動(回転部材KTと摩擦材との摩擦にて発生される制動力)よって達成されるよう、目標液圧Ptが決定される。
ステップ170にて、目標液圧Ptに基づいて、目標回転数Ntが演算される。目標回転数Ntは、電気モータMCの回転数の目標値である。目標回転数Ntは、演算マップZntに従って、目標液圧Ptが増加するに伴い単調増加するよう演算される。上述したように、調整液圧Pcは、調圧電磁弁UCのオリフィス効果によって発生される。オリフィス効果を得るためには、或る程度の流量が必要となるため、目標回転数Ntには所定の下限回転数noが設けられる。下限回転数noは、液圧発生において、最低限必要な値(予め設定された定数)である。なお、目標回転数Ntは、制動操作量Baに基づいて、直接、演算されてもよい。何れの場合であっても、目標回転数Ntは、制動操作量Baに基づいて決定される。
ステップS180にて、電気モータMCにおいて、回転数に基づくサーボ制御(目標値に、実際値を素早く追従させる制御)が実行される。例えば、回転数サーボ制御として、目標回転数Nt、及び、実回転数Naに基づいて、上部電気モータMCの回転数フィードバック制御が実行される。ステップS180では、モータ回転角(検出値)Kaに基づいて、回転角Kaが時間微分されて、モータ回転速度(単位時間当りの実回転数)Naが演算される。そして、電気モータMCの回転数が制御変数とされて、電気モータMCへの通電量(例えば、供給電流)が制御される。具体的には、回転数の目標値Ntと実際値Naとの偏差hN(=Nt−Na)に基づいて、回転数偏差hNが「0」となるよう(つまり、実際値Naが目標値Ntに近づくよう)、電気モータMCへの通電量が微調整される。「hN>nx」の場合には、電気モータMCへの通電量が増加され、電気モータMCは増速される。一方、「hN<−nx」の場合には、電気モータMCへの通電量が減少され、電気モータMCは減速される。ここで、所定値nxは、予め設定された定数である。
ステップS190にて、電磁弁UCにおいて、液圧に基づくサーボ制御が実行される。例えば、液圧サーボ制御として、目標液圧Pt、及び、調整液圧Pc(検出値)に基づいて、調圧電磁弁UCの液圧フィードバック制御が実行される。該フィードバック制御では、調圧流体路HC内の制動液BFの圧力Pcが制御変数とされて、常開・リニア型の電磁弁UCへの通電量が制御される。目標液圧Ptと調整液圧Pcとの偏差hP(=Pt−Pc)に基づいて、液圧偏差hPが「0」となるよう(つまり、調整液圧Pcが目標液圧Ptに近づくよう)、電磁弁UCへの通電量が調整される。「hP>px」の場合には、電磁弁UCへの通電量が増加され、電磁弁UCの開弁量が減少される。一方、「hP<−px」の場合には、電磁弁UCへの通電量が減少され、電磁弁UCの開弁量が増加される。ここで、所定値pxは、予め設定された定数である。
<バイパスユニットYBの他の構成例(段付き構成)>
図4の概略図を参照して、バイパスユニットYBの他の構成例について説明する。図2を参照して説明したバイパスユニットYBでは、円筒形のバイパスピストンPBが採用され、調圧室Rcに受圧面積rcとバイパス室Rbの受圧面積rbとが同一に設定された。他の構成例では、バイパスピストンPBが異なる2つの直径を有し、面積rcが、面積rbよりも大きく設定される。該バイパスピストンPBは、「段付きピストン」と称呼される。段付きピストンの採用(「段付き構成」という)によって、制動初期において、制動液圧Pwの加圧応答性が向上される。
図4の概略図を参照して、バイパスユニットYBの他の構成例について説明する。図2を参照して説明したバイパスユニットYBでは、円筒形のバイパスピストンPBが採用され、調圧室Rcに受圧面積rcとバイパス室Rbの受圧面積rbとが同一に設定された。他の構成例では、バイパスピストンPBが異なる2つの直径を有し、面積rcが、面積rbよりも大きく設定される。該バイパスピストンPBは、「段付きピストン」と称呼される。段付きピストンの採用(「段付き構成」という)によって、制動初期において、制動液圧Pwの加圧応答性が向上される。
バイパスユニットYBのバイパスピストンPBは、大径外周部Pd(直径dd)と、小径外周部Pe(直径de)とを有する。大径外周部の円筒面Pdには、2つの環状溝が形成され、夫々の溝には、シールSL(例えば、カップシール)がはめ込まれている。小径外周部の円筒面Peには、1つの環状溝が形成され、該溝には、シールSOが設けられている。ここで、シールSOとして、カップシール(「U字パッキン」という)が採用される。従って、シールSOは、シール状態において、方向性を有する。
バイパスシリンダCBの内周部は、バイパスピストンPB(具体的には、シールSL、SO)と摺接するように、2つの異なる内径を有する。バイパスピストンPBの大径外周部Pdに対応するのが、バイパスシリンダCBの大径内周部Bdであり、バイパスピストンPBの小径外周部Peに対応するのが、バイパスシリンダCBの小径内周部Beである。
バイパスシリンダCBの内部は、3つのチャンバ(液圧室)Rc、Rb、Rhに区画される。調圧室Rc(受圧面積rc)は、バイパスピストンPBの第2端部Bq(直径dd)、バイパスシリンダCBの大径内周部Bd、及び、バイパスシリンダCBの第2底部Btにて形成される。バイパス室Rb(受圧面積rb)は、バイパスピストンPBの第1端部Br(直径de)、バイパスシリンダCBの小径内周部Be、及び、バイパスシリンダCBの第1底部Buにて形成される。調圧室Rcは、調整液圧Pcによって、第2前進力Fcを、バイパスピストンPBに付与する。バイパス室Rbは、その内圧Pb(=Pm)によって、第2後退力Fdを、バイパスピストンPBに付与する。そして、第2前進力Fcと第2後退力Fdとは、互いに対向している。
バイパスシリンダCB内には、液圧室Rc、Rbの他に、バイパスピストンPBの小径外周部Pe、バイパスピストンPBの段付き部Pg、バイパスシリンダCBの大径内周部Bd、及び、バイパスシリンダCBの段付き部Bgに囲まれた、補助室Rhが形成される。補助室Rhは、第1貫通孔Adを介して、リリーフ室Rqに接続される。
リリーフ室Rqは、その内圧Poが所定圧(リリーフ圧)poになった場合に、該内圧Poを解放するとともに、リリーフ室Rq内が負圧(大気圧未満)にならないよう、バルブユニットYVが設けられる。具体的には、バルブユニットYVは、球体BL、座面Sb、及び、圧縮ばねBVにて、リリーフ弁として機能する。リリーフ室液圧Poが、所定圧po未満の状態では、圧縮ばねBVによって、球体BLが、貫通孔Axが設けられた座面Sb(円錐面)に押し付けられ、リリーフ室RqとリザーバRVとの連通は、遮断されている。液圧Poが、所定圧po以上になると、液圧Poによって、球体BLが押され、球体BLと座面Sbとの間に隙間が生じる。これにより、制動液BFは、リリーフ室RqからリザーバRVに移動され、液圧Poにおいて、上限値poが設けられる。
バルブユニットYVには、リザーバRVに接続された吸込孔Auが設けられる。吸込孔Auの端部には、吸込弁VCが設けられる。吸込弁VCは、リリーフ室RqからリザーバRVへの制動液BFの移動は遮断するが、リザーバRVからリリーフ室Rqへの制動液BFの移動は許容する(吹き出し図を参照)。リリーフ室Rq(即ち、補助室Rh)内の圧力が、大気圧未満(負圧)にならないよう、吸込弁VCを介して、リザーバRVから制動液BFが供給される。
非制動時(「Pc=0」のとき)には、バイパスピストンPBは、バイパス弾性体SBによって、後退方向Hdに押圧され、初期位置(第2端部Bqと第2底部Btとが接触するバイパスピストンPBの位置)にされている。この状態で、リリーフ室Rqとバイパス室Rbとが連通するように、バイパスシリンダCBには第2貫通孔Aaが設けられる。従って、非制動時には、液圧室Rb、Rq、Rhの内圧は、「0(大気圧)」にされている。
制御制動が開始され、調整液圧Pcが、「0」から増加されると、調圧室Rcによって、バイパスピストンPBに対して、前進力Fcが付与される。これにより、バイパスピストンPBは前進し、シールSOによって、第2貫通孔Aaが塞がれる。更に、調整液圧Pcが増加されると、補助室Rhの容積が減少され、補助室Rh内の液圧Phが増加される。シールSOは、封止方向に方向性を有する。つまり、シール部材SOは、一方向には封止するが、他方向には封止しない。具体的には、シール部材SOは、バイパス室Rbからの液圧Pb(=Pm)は保持するが、補助室Rhからの液圧Phは保持しない。このため、バイパスピストンPBの前進に伴って、「Ph>Pb」の状態になると、補助室Rh内の制動液BFは、シールSOの外周リップ部と小径内周部Beとの間を通って、バイパス室Rbに移動される。つまり、調整液圧Pcが増加される場合に、補助室Rhからバイパス室Rbに制動液BFの補給が行われる。補助室Rhによる制動液BFの補給が、「ファストフィル」と称呼される。このファストフィルにより、ホイールシリンダCWに、より多量の制動液BFが、迅速に供給されるため、制動液圧Pwの上昇において、その応答性が向上され得る。
制御制動が終了され、調整液圧Pcが「0」に向けて戻される場合には、バイパスピストンPBが後退方向Hdに移動され、補助室Rhの容積が増加される。この場合には、バルブユニットYVの吸込弁VCを介して、リザーバRVから補助室Rhに、制動液BFが供給される。
バイパスユニットYBの段付き構成においても、上記と同様に、バイパス弾性体SBの取付圧力wb(取付荷重sbを調圧室Rcの受圧面積rcで除した値)が、マスタ弾性体SMの取付圧力wm(取付荷重smをサーボ室Rsの受圧面積rsで除した値)よりも大きく設定される。このため、制御制動が開始される場合に、バイパスピストンPBが移動される前に、マスタピストンPMが移動され、制動液BFが、効率的に、バイパスユニットYBからホイールシリンダCWに移動され得る。
バイパスユニットYBの面積比Ab(調圧室Rcの受圧面積rcに対するバイパス室Rbの受圧面積rbの比)と、マスタユニットYMの面積比Am(サーボ室Rsの受圧面積rsに対するマスタ室Rmの受圧面積rmの比)が一致するように設定される。ここで、バイパスユニットYBには、段付き構成が採用されるため、「rc>rb」であり、面積比Abは「1」未満である。従って、マスタユニットYMでも、「rs>rm」に設定され、面積比Amが「1」未満にされている。「Ab=Am」に設定されるため、マスタピストンPM、及び、バイパスピストンPBが、同期して作動され得る。つまり、何れか一方のピストンが先に限界まで移動され、その後に、他方のピストンの移動が開始されることがない。
<車両の制動制御装置SCの第2の実施形態>
図5の全体構成図を参照して、本発明に係る車両の制動制御装置SCの第2の実施形態について説明する。上述したように、同一記号を付された構成部材、演算処理、信号、特性、及び、値は、同一機能のものである。各種記号末尾の添字「i」〜「l」では、「i」が右前輪、「j」が左前輪、「k」が右後輪、「l」が左後輪を示す。記号末尾の添字「i」〜「l」は、省略され得る。この場合、各記号は、4つの各車輪の総称を表す。加えて、各種記号末尾の添字「1」、「2」は、2つの制動系統において、「1」が第1系統、「2」が第2系統を示す。記号末尾の添字「1」、「2」は省略され得る。この場合、各記号は、2つの各制動系統の総称を表す。前後型流体路が採用される場合、各種記号末尾の添字「f」、「r」は、「f」が前輪系統、「r」が後輪系統を示す。記号末尾の添字「f」、「r」は省略され得る。この場合、各記号は、2つの各制動系統の総称を表す。制動制御装置SCによって行われる制動が、「制御制動」であり、運転者の操作力のみによる制動が、「マニュアル制動」である。
図5の全体構成図を参照して、本発明に係る車両の制動制御装置SCの第2の実施形態について説明する。上述したように、同一記号を付された構成部材、演算処理、信号、特性、及び、値は、同一機能のものである。各種記号末尾の添字「i」〜「l」では、「i」が右前輪、「j」が左前輪、「k」が右後輪、「l」が左後輪を示す。記号末尾の添字「i」〜「l」は、省略され得る。この場合、各記号は、4つの各車輪の総称を表す。加えて、各種記号末尾の添字「1」、「2」は、2つの制動系統において、「1」が第1系統、「2」が第2系統を示す。記号末尾の添字「1」、「2」は省略され得る。この場合、各記号は、2つの各制動系統の総称を表す。前後型流体路が採用される場合、各種記号末尾の添字「f」、「r」は、「f」が前輪系統、「r」が後輪系統を示す。記号末尾の添字「f」、「r」は省略され得る。この場合、各記号は、2つの各制動系統の総称を表す。制動制御装置SCによって行われる制動が、「制御制動」であり、運転者の操作力のみによる制動が、「マニュアル制動」である。
第1の実施形態では、シングル型のマスタシリンダCM、還流型の調圧ユニットYC、及び、シングル型のバイパスユニットYBが採用された。更に、2系統流体路として、前後型が利用された。第2の実施形態では、これらに代えて、タンデム型のマスタシリンダCM、タンデム型のバイパスユニットYBが採用されるとともに、調圧ユニットYCとして、アキュムレータが利用される(「アキュムレータ型」という)。また、2系統流体路として、所謂、ダイアゴナル型(X型ともいう)が採用されている。なお、2系統流体路として、前後型(H型ともいう)のものでもよい。
以下、第1の実施形態との相違点を中心に説明する。なお、回生協調ユニットYKについては、第1の実施形態と同じであるため、説明は省略される。
[マスタユニットYM(タンデム型)]
マスタシリンダCMは、タンデム型であり、第1、第2マスタピストンPS1、PS2によって、その内部が、第1、第2マスタシリンダ室(第1、第2マスタ室)Rm1、Rm2に分けられている。大気圧リザーバRVの内部は、仕切り板SKによって、3つの部位Ru1、Ru2、Rdに区画されている。第1マスタリザーバ室Ru1は第1マスタシリンダ室Rm1に、第2マスタリザーバ室Ru2は第2マスタシリンダ室Rm2に、夫々、接続される。また、調圧リザーバ室Rdは、リザーバ流体路HRによって、調圧ユニットYCに接続されている。
マスタシリンダCMは、タンデム型であり、第1、第2マスタピストンPS1、PS2によって、その内部が、第1、第2マスタシリンダ室(第1、第2マスタ室)Rm1、Rm2に分けられている。大気圧リザーバRVの内部は、仕切り板SKによって、3つの部位Ru1、Ru2、Rdに区画されている。第1マスタリザーバ室Ru1は第1マスタシリンダ室Rm1に、第2マスタリザーバ室Ru2は第2マスタシリンダ室Rm2に、夫々、接続される。また、調圧リザーバ室Rdは、リザーバ流体路HRによって、調圧ユニットYCに接続されている。
第1、第2マスタ室Rm1、Rm2の受圧面積は、値「rm」で同じである。つまり、第1、第2マスタピストンPS1、PS2の直径は等しい。第1、第2マスタ室Rm1、Rm2には、第1、第2マスタシリンダ流体路HM1、HM2が接続される。第1マスタシリンダ流体路HM1は、ホイールシリンダCWi、CWlに接続される。また、第2マスタシリンダ流体路HM2は、ホイールシリンダCWj、CWkに接続される。つまり、2系統流体路として、ダイアゴナル型流体路が採用されている。
第1マスタ室Rm1内には、第1マスタピストンPM1に対して、後退方向Hbの付勢力を加える、第1マスタ弾性体SM1が設けられる。また、第2マスタ室Rm2内には、第2マスタピストンPM2に対して、後退方向Hbの付勢力を加える、第2マスタ弾性体SM2が設けられる。第1、第2マスタピストンPM1、PM2が、最も後退方向Hbの位置(即ち、マスタピストンPMの初期位置)にある場合には、マスタ室Rm1、Rm2は、補給流体路HU、及び、貫通孔Ac、Apを介して、リザーバRV(特に、マスタリザーバ室Ru)に接続されている。制御制動が開始されると、サーボ室Rs(受圧面積rs)に、調整液圧Pcの導入が開始される。サーボ室Rsによる前進力Faが、第1、第2マスタ弾性体SM1、SM2の取付荷重sm1、sm2よりも大きくなると、マスタピストンPMが前進方向Haに移動され始める。マスタピストンPMの前進移動によって、貫通孔Apが、マスタ室Rm内に侵入し、マスタ室Rmとマスタリザーバ室Ruとの連通が遮断される。これにより、マスタ室Rmが液密状態にされる。
サーボ室Rsは、調整液圧Pcによって、前進方向Haの付勢力(第1前進力)Faを、第1マスタピストンPM1に付与する。また、第1マスタ室Rm1は、その内圧(第1マスタ液圧)Pm1によって、後退方向Hbの付勢力(第1後退力)Fbを、第1マスタピストンPM1に対して付与する。ここで、第1前進力Faと第1後退力Fbとは対向している。
サーボ室Rsは、調整液圧Pcによって、第1前進力Faを、第2マスタピストンPM2に対して、第1マスタ室Rm1、及び、第1マスタ弾性体SM1を介して、間接的に付与する。第2マスタ室Rm2は、第2マスタ液圧Pm2によって、第1後退力Fbを、第2マスタピストンPM2に直接的に付与する。ここでも、第1前進力Faと第1後退力Fbとは、マスタシリンダCMの中心軸線Jmの方向で互いに向き合っている。
[調圧ユニットYC(アキュムレータ型)]
調圧ユニットYCによって、調整液圧Pcが調整される。調圧ユニットYCは、電動ポンプDZ、アキュムレータAZ、アキュムレータ液圧センサ(「蓄圧センサ」ともいう)PZ、増加調圧弁UA、減少調圧弁UB、及び、調整液圧センサPCにて構成される。調圧ユニットYCは、アキュムレータが利用される「アキュムレータ型」である。
調圧ユニットYCによって、調整液圧Pcが調整される。調圧ユニットYCは、電動ポンプDZ、アキュムレータAZ、アキュムレータ液圧センサ(「蓄圧センサ」ともいう)PZ、増加調圧弁UA、減少調圧弁UB、及び、調整液圧センサPCにて構成される。調圧ユニットYCは、アキュムレータが利用される「アキュムレータ型」である。
調圧ユニットYCには、アキュムレータAZ内に加圧された制動液BFが蓄えられるよう、蓄圧電動ポンプDZが設けられる。蓄圧電動ポンプDZは、1つの蓄圧電気モータMZ、及び、1つの蓄圧流体ポンプQZの組によって構成される。蓄圧電動ポンプDCでは、電気モータMZと流体ポンプQZとが一体となって回転するよう、電気モータMZと流体ポンプQZとが固定されている。蓄圧電動ポンプDZ(特に、蓄圧電気モータMZ)は、アキュムレータAZ内の液圧(アキュムレータ液圧)Pzを高圧に維持するための動力源である。蓄圧電気モータMZは、コントローラECUによって回転駆動される。例えば、電気モータMZとして、ブラシ付モータが採用される。
蓄圧流体ポンプQZから吐出された制動液BFは、アキュムレータAZに蓄えられる。アキュムレータAZには、アキュムレータ流体路HZが接続され、アキュムレータAZと増加調圧弁UAとが接続される。アキュムレータAZ内に蓄えられた液圧(アキュムレータ液圧)Pzを検出するよう、アキュムレータ流体路HZには、蓄圧センサPZが設けられる。アキュムレータAZから制動液BFが逆流しないよう、蓄圧流体ポンプQZの吐出部には、逆止弁GZが設けられる。
アキュムレータ液圧Pzが所定範囲内に維持されるよう、コントローラECUによって、蓄圧電動ポンプDZ(特に、蓄圧電気モータMZ)が制御される。具体的には、アキュムレータ液圧Pzが、下限値(所定値)pl未満の場合には、電気モータMZが所定回転数で駆動される。また、アキュムレータ液圧Pzが、上限値(所定値)pu以上の場合には、電気モータMZは停止される。ここで、下限値pl、及び、上限値puは、予め設定された所定の定数であり、「pl<pu」の関係にある。従って、アキュムレータAZ内の液圧Pzは、下限値plから上限値puの範囲に維持される。
調圧ユニットYCには、常閉型の増加調圧弁UA、及び、常開型の減少調圧弁UBが設けられる。増加調圧弁UAと減少調圧弁UBとの間が、調圧流体路HCによって接続される。また、減少調圧弁UBは、リザーバ流体路HRに接続される。増加、減少調圧弁UA、UBは、通電量(例えば、供給電流)に基づいて開弁量が連続的に制御されるリニア型の電磁弁(比例弁)である。調圧弁UA、UBは、駆動信号Ua、Ubに基づいて、コントローラECUによって制御される。
調整液圧Pcが調節される場合には、増加調圧弁UAに通電が行われ、アキュムレータ流体路HZを介して、アキュムレータAZから調圧流体路HCに制動液BFが流入される。また、調整液圧Pc(実際値)に基づいて、減少調圧弁UBに通電が行われ、調整液圧Pcが調節される。第1の実施形態と同様に、調整液圧Pcを検出するよう、調整液圧センサPCが設けられる。
調圧流体路HCは、部位Bbにて、2つに分流され、一方は、マスタユニットYM(特に、サーボ室Rs)に、他方は、バイパスユニットYB(特に、調圧室Rc)に接続される。従って、調整液圧Pcは、サーボ室Rs、及び、調圧室Rcに加えられる。
[バイパスユニットYB(タンデム型)]
第2に実施形態では、タンデム型マスタシリンダCMが採用されるため、これに対応して、1つの調圧室Rc、及び、2つのバイパス室Rb1、Rb2を有するバイパスユニットYBが採用される。バイパスユニットYBは、バイパスシリンダCB、「第1、第2バイパスピストンPB1、PB2」、及び、「第1、第2バイパス弾性体SB1、SB2」にて構成される。
第2に実施形態では、タンデム型マスタシリンダCMが採用されるため、これに対応して、1つの調圧室Rc、及び、2つのバイパス室Rb1、Rb2を有するバイパスユニットYBが採用される。バイパスユニットYBは、バイパスシリンダCB、「第1、第2バイパスピストンPB1、PB2」、及び、「第1、第2バイパス弾性体SB1、SB2」にて構成される。
バイパスシリンダCBの内部に、2つのバイパスピストンPB1、PB2が、バイパスシリンダCBの中心軸Jbと同軸で配置される。バイパスシリンダCBの内周部と、第1、第2バイパスピストンPB1、PB2の外周部とはシールSLによって封止される。バイパスシリンダCBは、第1、第2バイパスピストンPB1、PB2によって、3つのチャンバ(液圧室)Rc、Rb1、Rb2に区画される。液圧室Rc、Rb1、Rb2は、中心軸Jb上において、直列に配置される。該バイパスユニットYBは、「タンデム型」と称呼される。
バイパスシリンダCBの一方側底部、バイパスシリンダCBの内周部、及び、第2バイパスピストンPB2の一方側端部によって、第2バイパス室Rb2が形成される。第2バイパス室Rb2は、第2バイパス流体路HB2を介して、第2マスタシリンダ流体路HM2に接続される。第2バイパスピストンPB2の他方側端部、バイパスシリンダCBの内周部、及び、第1バイパスピストンPB1の一方側端部によって、第1バイパス室Rb1が形成される。第1バイパス室Rb1は、第1バイパス流体路HB1を介して、第1マスタシリンダ流体路HM1に接続される。また、第1バイパスピストンPB1の他方側端部、バイパスシリンダCBの内周部、及び、バイパスシリンダCBの他方側底部によって、バイパス室Rcが形成される。調圧室Rcは、調圧流体路HCが接続される。
第1、第2バイパス室Rb1、Rb2は、同一の受圧面積rbを有し、調圧室Rcは、受圧面積rcを有する。例えば、面積rbと面積rcとは、等しく設定され得る。調圧室Rcは、第1、第2バイパスピストンPB1、PB2に対して、前進方向Hcの力Fc(=Pc×rc)を付与する。第1、第2バイパス室Rb1、Rb2は、第1、第2バイパスピストンPB1、PB2に対して、後退方向Hdの力Fd(=Pm×rb)を付与する。
具体的には、調圧室Rcは、調整液圧Pcによって、前進方向Hcの付勢力(第2前進力)Fcを、第1バイパスピストンPB1に付与する。また、バイパス室Rb1は、その内圧Pb1(=Pm1)によって、後退方向Hdの付勢力(第2後退力)Fdを、第1バイパスピストンPB1に対して付与する。ここで、第2前進力Fcと第2後退力Fdとは対向している。
調圧室Rcは、調整液圧Pcによって、第2前進力Fcを、第2バイパスピストンPB2に、第1バイパス室Rb1、及び、第1バイパス弾性体SB1を介して、間接的に付与する。第2バイパス室Rm2は、その内圧Pb2(=Pm2)によって、第2後退力Fdを、第2バイパスピストンPB2に付与する。ここでも、第2前進力Fcと第2後退力Fdとは、バイパスシリンダCBの中心軸線Jbの方向で互いに向き合っている。
第1の実施形態と同様に、制御制動の開始時に、バイパスピストンPBの移動前に、マスタピストンPMの移動が開始されるよう、各弾性体(例えば、圧縮コイルばね)SM1、SM2、SB1、SB2の取付荷重に基づいて、バイパス弾性体SBの特性とマスタ弾性体SMの特性との関係が設定される。具体的には、「バイパス弾性体SBの取付圧力wb(取付荷重sbを受圧面積rbで除した値)」が、「マスタ弾性体SMの取付圧力wm(取付荷重smを受圧面積rsで除した値)」よりも大きくなるように設定される。
更に、各ピストンPM1、PM2、PB1、PB2が、同期して移動されるよう、マスタユニットYMの面積比Am(サーボ室Rsの受圧面積rsに対するマスタ室Rmの受圧面積rmの比率)と、バイパスユニットYBの面積比Am(調圧室Rcの受圧面積rcに対するバイパス室Rbの受圧面積rbの比率)とが同じになるよう、各ユニットYM、YBの各諸元が決定される。
第1の実施形態と同様に、直列配置型のバイパスユニットYBにおいても、マスタユニットYMとは並行に、バイパスユニットYBが設けられ、マスタユニットYM、及び、バイパスユニットYBによって、ホイールシリンダCWに制動液BFが供給される。これにより、マスタシリンダCMの短縮化と、マニュアル制動の操作力Fpとが、好適に両立され得る。
<バイパスユニットYBの他の配置例(シングル型の並列配置)>
図6の概略図を参照して、2つのシングル型バイパスユニットYBの配置例について説明する。第2の実施形態のバイパスユニットYBでは、第1、第2バイパスピストンPB1、PB2が同軸Jb上に、直列に配置された。これに代えて、2つのシングル型のバイパスユニットYBが、並列に配置される。
図6の概略図を参照して、2つのシングル型バイパスユニットYBの配置例について説明する。第2の実施形態のバイパスユニットYBでは、第1、第2バイパスピストンPB1、PB2が同軸Jb上に、直列に配置された。これに代えて、2つのシングル型のバイパスユニットYBが、並列に配置される。
図2を参照して説明したバイパスユニットYBと同じ構成の、2つのバイパスユニットYB1、YB2が、第1、第2バイパス流体路HB1、HB2を介して、第1、第2マスタシリンダ流体路HM1、HM2に接続される。第1、第2中心軸Jb1、Jb2上において、第1、第2バイパス室Rb1、Rb2と、第1、第2調圧室Rc1、Rc2とは、第1、第2バイパスピストンPB1、PB2を挟んで、相対するように配置される。
調圧流体路HCは、部位Bbにて、第1、第2調圧流体路HC1、HC2に分岐される。そして、第1、第2調圧流体路HC1、HC2は、第1、第2バイパスユニットYB1、YB2の第1、第2調圧室Rc1、Rc2に、夫々、接続される。調圧流体路HC内の液圧Pcは、第1、第2調圧流体路HC1、HC2を通して、第1、第2調圧室Rc1、Rc2に加えられる。並列配置されたシングル型バイパスユニットYBにおいても、上記同様の効果を奏する。
<調圧ユニットYCの他の構成例(電動シリンダ型)>
図7の概略図を参照して、調圧ユニットYCの他の構成例について説明する。図1を参照して還流型の調圧ユニットYCを、図5を参照してアキュムレータ型の調圧ユニットYCについて説明した。これらに代えて、調圧ユニットYCの第3の構成例では、調圧用の電気モータMDによって、調圧シリンダCD内に設けられた調圧ピストンPDが押圧される。これにより、調整液圧Pcの調圧が行われる。該調圧方式が、「電動シリンダ型」と称呼される。なお、電動シリンダ型の調圧ユニットYCでは、流体ポンプ、及び、調圧弁は利用されない。
図7の概略図を参照して、調圧ユニットYCの他の構成例について説明する。図1を参照して還流型の調圧ユニットYCを、図5を参照してアキュムレータ型の調圧ユニットYCについて説明した。これらに代えて、調圧ユニットYCの第3の構成例では、調圧用の電気モータMDによって、調圧シリンダCD内に設けられた調圧ピストンPDが押圧される。これにより、調整液圧Pcの調圧が行われる。該調圧方式が、「電動シリンダ型」と称呼される。なお、電動シリンダ型の調圧ユニットYCでは、流体ポンプ、及び、調圧弁は利用されない。
調圧ユニットYCは、調圧用の電気モータMD、減速機GS、回転・直動変換機構(ねじ機構)NJ、押圧部材PO、調圧シリンダCD、調圧ピストンPD、及び、戻し弾性体SDにて構成される。
調圧用電気モータ(調圧モータ)MDは、調圧ユニットYCが制動液圧Pwを調整(増減)するための動力源である。調圧モータMDは、コントローラECUによって、駆動信号Mdに基づいて駆動される。例えば、調圧モータMDとして、ブラシレスモータが採用され得る。
減速機GSは、小径歯車SK、及び、大径歯車DKにて構成される。ここで、大径歯車DKの歯数は、小径歯車SKの歯数よりも多い。従って、減速機GSによって、電気モータMDの回転動力が減速されて、ねじ機構NJに伝達される。具体的には、小径歯車SKが、電気モータMDの出力軸に固定される。大径歯車DKが、小径歯車SKとかみ合わされ、大径歯車DKの回転軸がねじ機構NJのボルト部材BTの回転軸と一致するように、大径歯車DKとボルト部材BTとが固定される。即ち、減速機GSにおいて、電気モータMDからの回転動力が小径歯車SKに入力され、それが減速されて大径歯車DKからねじ機構NJに出力される。
ねじ機構NJにて、減速機GSの回転動力が、押圧部材POの直線動力Feに変換される。押圧部材POにはナット部材NTが固定される。ねじ機構NJのボルト部材BTが大径歯車DKと同軸に固定される。ナット部材NTの回転運動はキー部材KYによって拘束されるため、大径歯車DKの回転によって、ボルト部材BTと螺合するナット部材NT(即ち、押圧部材PO)が大径歯車DKの回転軸の方向に移動される。即ち、ねじ機構NJによって、調圧モータMDの回転動力が、押圧部材POの直線動力Feに変換される。
押圧部材POによって、調圧ピストンPDが移動される。調圧ピストンPDは、調圧シリンダCDの内孔に挿入され、ピストンとシリンダとの組み合わせが形成されている。具体的には、調圧ピストンPDの外周には、シールSLが設けられ、調圧シリンダCDの内孔(内部の円筒面)との間で液密性が確保される。即ち、調圧シリンダCDと調圧ピストンPDとによって区画される液圧室(調圧シリンダ室)Raが形成される。
調圧ユニットYCの調圧シリンダ室Re内には、戻し弾性体(圧縮ばね)SDが設けられる。戻し弾性体SDによって、調圧モータMDへの通電が停止された場合に、調圧ピストンPDが初期位置(制動液圧のゼロに対応する位置)に戻される。具体的には、調圧シリンダCDの内部にストッパ部Spが設けられ、調圧モータMDの出力が「0」の場合には、戻し弾性体SDによって調圧ピストンPDがストッパ部Spに当接する位置(初期位置)にまで押し付けられる。
調圧シリンダ室Reは、調圧流体路HCに接続されている。調圧ピストンPDが中心軸方向に移動されることによって、調圧シリンダ室Reの体積が変化する。これによって、調整液圧Pcが調整される。具体的には、調圧モータMDが正転方向に回転駆動されると、調圧シリンダ室Reの体積が減少するように調圧ピストンPDが、前進方向(図では左方向)Heに移動され、調整液圧Pcが増加されて、制動液BFが調圧シリンダCDから調圧流体路HCに排出される。一方、調圧モータMDが逆転方向に回転駆動されると、調圧シリンダ室Reの体積が増加するように調圧ピストンPDが、後退方向(図では右方向)Hgに移動され、調整液圧Pcが減少されて、制動液BFが、調圧流体路HCを介して調圧シリンダ室Re内に戻される。調圧モータMDが正転、又は、逆転方向に駆動されることによって、調整液圧Pcが調整(増減)される。上記同様、調圧流体路HCには、調整液圧Pcを検出するよう、調整液圧センサPCが設けられる。
調圧モータMDは、目標液圧Pt、及び、調整液圧Pc(検出値)に基づいて制御される。先ず、目標液圧Ptに基づいて、目標液圧Ptが「0」から増加するに従って、指示通電量Isが、「0」から単調増加するように演算される。そして、目標液圧Ptと調整液圧Pcとの偏差hPに基づいて、補償通電量Iuが演算される。「hP>py(所定値)」の場合には、液圧偏差hPの増加に応じて、補償通電量Iuは正符号の値(調圧モータMDの正転方向に対応)として増加される。「hP<−py(所定値)」の場合には、液圧偏差hPの減少に応じて、補償通電量Iuは負符号の値(調圧モータMDの逆転方向に対応)として減少される。「−py≦hP≦py」の場合には、「Iu=0」に演算される。ここで、所定値pyは、予め設定された定数である。
最終的には、指示通電量Is、及び、補償通電量Iuに基づいて、目標通電量Itが決定される。調整液圧Pcの調圧制御において、指示通電量Isはフィードフォワード成分であり、補償通電量Iuはフィードバック成分である。例えば、指示通電量Isと補償通電量Iuとが合算されて、目標通電量Itが演算される。目標通電量Itは、調圧モータMDへの通電量の目標値であり、目標通電量It、及び、実通電量Ia(検出値)に基づいて、通電量(電流)フィードバック制御が実行される。ここで、実通電量Iaは、調圧モータMDの駆動回路に設けられた通電量センサ(電流センサ)IAによって検出される。
<回生協調ユニットYKの他の構成例>
図8の概略図を参照して、回生協調ユニットYKの他の構成例について説明する。回生協調ユニットYKの他の構成例について説明する。図1、及び、図5を参照して説明した回生協調ユニットYKでは、マスタピストンPMの直径dmと、入力ピストンPNの直径dnとが等しくなるように設定された。これに代えて、マスタピストンPMの直径dmが入力ピストンPNの直径dnよりも大きくなるように設定され得る。
図8の概略図を参照して、回生協調ユニットYKの他の構成例について説明する。回生協調ユニットYKの他の構成例について説明する。図1、及び、図5を参照して説明した回生協調ユニットYKでは、マスタピストンPMの直径dmと、入力ピストンPNの直径dnとが等しくなるように設定された。これに代えて、マスタピストンPMの直径dmが入力ピストンPNの直径dnよりも大きくなるように設定され得る。
上述したように、入力シリンダCNは、マスタシリンダCMに取付面Rxで固定される。入力シリンダCNには、その内部で摺接するよう、入力ピストンPNが挿入される。入力ピストンPNは、クレビス等によって、制動操作部材BPに機械的に接続され、制動操作部材BPに連動する。入力ピストンPNには、つば部Tnが形成され、つば部Tn、及び、入力シリンダCNの取付面Rxの間には、圧縮ばね(入力弾性体)SNが設けられる。入力弾性体SNによって、つば部Tnは、中心軸Jmに沿って、後退方向Hbに押圧されている。非制動時には、つば部Tnは、入力シリンダCNの底部Rtに当接している。該状態は、入力ピストンPNが最も後退方向Hbにされる位置(入力ピストンPNの初期位置)である。
また、非制動時には、マスタピストンPMの段付部Myが、マスタシリンダCMの第2底部Mtに当接されている。このとき、マスタピストンPMの端部Mqは、入力シリンダCNの内部に入っている。該状態が、マスタピストンPMが最も後退方向Hbにされる位置(マスタピストンPMの初期位置)である。非制動時(つまり、各ピストンPN、PMが共に初期位置にある場合)には、マスタピストンPMの端部Mqと、入力ピストンPNの端部Rvとの隙間Ksは、初期隙間ks(所定値)である。
入力シリンダCN内にあるマスタピストンPMの直径は、直径dmであり、断面積は所定値amである。また、制動操作部材BPが操作されたときに、入力シリンダCN内に侵入する入力ピストンPNの直径は、所定値dnであり、断面積は所定値anである。ここで、直径dm(即ち、面積am)が、直径dn(即ち、面積an)よりも大きくなるように設定され得る(dm>dn、am>an)。
マニュアル制動は、第1開閉弁VAが閉位置にされ、入力シリンダCNが流体ロックされること(つまり、制動液BFが封じ込められること)によって実現される。流体ロックによって、入力シリンダCNの入力室Rn内の制動液BFの量は一定に維持される。入力ピストンPNに力Fnが作用し、前進方向Haに移動されると、入力シリンダCN(入力室Rn)内の液圧が増加される。各ピストンの受圧面積において、面積amが面積anよりも大であるため、マスタピストンPMに作用する力Fmは、入力ピストンPNの力Fnよりも大きくなる。具体的には、入力面積anに対する出力面積amの比(面積比「am/an」)を、力Fnに乗じたものが、力Fmとして出力される(Fm=Fn×(am/an))。また、入力シリンダCN内の制動液BFの体積は一定であるため、マスタピストンPMの移動量(変位)Hmは、入力ピストンPNの移動量(変位)Hnよりも小さい。つまり、入力シリンダCNが封じ込められることによって、入力ピストンPNとマスタピストンPMとが「てこ」として作動する。
上述したように、マスタシリンダ室Rmに必要とされる容積(即ち、マスタシリンダCMの内径と長さ)は、制動装置の剛性(例えば、キャリパの剛性、摩擦材の剛性、制動配管の剛性)に基づく。制御制動において、摩擦材の摩擦係数が低下した場合でも、車輪WHが最大制動力を発揮できるように、マスタ室Rmの容量が設定される。一方、マニュアル制動の適正な操作力Fpを確保するため、マスタシリンダCMの小径化が必要とされる。
上記のように、「am>an」に設定されることにより、中心軸Jmの方向において、操作力Fpによって発生された力(入力ピストン推力)Fnが、力(マスタピストン推力)Fm(=Fn×(am/an))に増幅される。このため、操作力Fpが一定の条件下では、「am=an」の場合に比較して、マスタシリンダCMの直径が大きくされ得る。結果、容量一定の条件で、マスタシリンダCMの長手方向の寸法が低減可能となる。
<作用・効果>
本発明に係る制動制御装置SCは、車両の制動操作部材BPの操作に応じて、車両の車輪WHに備えられたホイールシリンダCW内の制動液BFの液圧Pwを調整する。制動制御装置SCには、調圧ユニットYC、マスタユニットYM、及び、バイパスユニットYBにて構成される。調圧ユニットYCによって、電気モータMC、MZ、MDにて発生された液圧が調整液圧Pcに調整される。
本発明に係る制動制御装置SCは、車両の制動操作部材BPの操作に応じて、車両の車輪WHに備えられたホイールシリンダCW内の制動液BFの液圧Pwを調整する。制動制御装置SCには、調圧ユニットYC、マスタユニットYM、及び、バイパスユニットYBにて構成される。調圧ユニットYCによって、電気モータMC、MZ、MDにて発生された液圧が調整液圧Pcに調整される。
マスタユニットYMは、マスタシリンダCM、マスタピストンPM、及び、マスタ弾性体SMにて構成される。マスタピストンPMは、制動操作部材BPの操作に連動して移動可能である。マスタシリンダCMの内部には、マスタ室Rm、及び、サーボ室Rsが設けられている。マスタ室Rmは、ホイールシリンダCWに接続される。また、サーボ室Rsには、調整液圧Pcが導入(供給)される。サーボ室Rsによって、マスタ室RmにてマスタピストンPMに加えられる第1後退力Fbに対向(対抗)する第1前進力Faが、マスタピストンPMに対して付与される。
バイパスユニットYBは、バイパスシリンダCB、バイパスピストンPB、及び、バイパス弾性体SBにて構成される。バイパスシリンダCBの内部には、バイパス室Rb、及び、調圧室Rcが設けられている。バイパス室Rbは、マスタ室Rmと同様に、ホイールシリンダCWに接続される。また、調圧室Rcは、サーボ室Rsと同様に、調整液圧Pcが導入(付与)される。調圧室Rcによって、バイパス室RbにてバイパスピストンPBに加えられる第2後退力Fdに対向(対抗)する第2前進力Fcが、バイパスピストンPBに付与される。
マスタシリンダCMの容積は、発生すべき最大制動力で決定され、マスタシリンダCMの内径は、マニュアル制動時の操作力Fpによって定まる。該条件が満足されるためには、マスタシリンダCMは、小径、且つ、軸方向に長いものが必要とされる。しかし、マスタユニットYMに加え、マスタユニットYMに並列に設けられたバイパスユニットYBによって、制動液BFがホイールシリンダCWに移動される。このため、小径のマスタシリンダCMが採用される場合であっても、制動液BFの流量が確保され、マスタシリンダCMの長手方向(軸方向)の長さが短縮され得る。結果、制動制御装置SCが小型化され、車両への搭載性が向上され得る。
マスタ弾性体SMによって、マスタピストンPMには、第1前進力Faに対向する第1弾性力が付与される。また、バイパス弾性体SBによって、バイパスピストンPBには、第2前進力Fcに対向する第2弾性力が付与される。そして、調整液圧Pcが「0(ゼロ)」から増加する場合に、バイパスピストンPBが移動される前に、マスタピストンPMが移動されるよう、バイパス弾性体SBの特性とマスタ弾性体SMの特性との関係が設定される。
上記特性は、マスタ弾性体SMの取付荷重sm、及び、バイパス弾性体SBの取付荷重sbに基づく。具体的には、「バイパス弾性体SBの取付荷重sbを、調圧室Rcの受圧面積rcで除した取付圧力wb」が、「マスタ弾性体SMの取付荷重smを、サーボ室Rsの受圧面積rsで除した取付圧力wmよりも大きくなるように設定される。これにより、バイパスピストンPBが前進方向Hcに動き始める前に、マスタピストンPMが先に、前進方向Haに移動され、リザーバRVとマスタ室Rmとの連通が遮断され、液密状態にされる。結果、バイパスユニットYBから、ホイールシリンダCWに効率的に制動液BFが供給され得る。
「サーボ室Rsの受圧面積rsとマスタ室Rmの受圧面積rmとの面積比Am(=rm/rs)」と、「調圧室Rcの受圧面積rcとバイパス室Rbの受圧面積rbとの面積比Ab(=rb/rc)」とが同じ値に設定される。このため、調整液圧Pcによって、マスタピストンPMとバイパスピストンPBとが同期して移動され得る。
バイパスピストンPBは、大径外周部Pdと小径外周部Peとを有する。同様に、バイパスシリンダCBは、大径内周部Bdと小径内周部Beとを有する。そして、バイパスシリンダCBには、2つの液圧室Rc、Rbに加え、小径外周部Pe、及び、大径内周部Bdにて、補助室Rhが形成される。調整液圧Pcが「0(ゼロ)」から増加される場合に、補助室Rhからバイパス室Rbに、一方向に限って封止可能なシール部材SOを介して、制動液BFが移動される。増圧時に、補助室Rhによって、制動液BFが、バイパス室Rbに補充されるため、制動液圧Pwの増圧応答性が向上され得る。
回生協調ユニットYKは、制動操作部材BPに連動する入力ピストンPN、及び、マスタシリンダCMに固定された入力シリンダCNにて構成される。回生協調ユニットYKの入力シリンダCN内では、マスタピストンPM、及び、入力ピストンPNは、中心軸Jmにおいて、隙間(離間変位)Ksだけ離れている。制御制動(制動制御装置SCによる制動)において、隙間Ksによって、制動操作部材BPが操作されているが、ホイールシリンダCWの液圧Pwが「0」のままで、摩擦制動力が発生しない状況が形成され得る。隙間Ksは、調整液圧Pcによって制御され、調整液圧Pcの調節によって、回生協調制御が達成される。
マスタピストンPMの直径dm(入力シリンダCN内に含まれる部分)が、入力ピストンPNの直径dn(制動操作部材BPが操作された場合に入力シリンダCN内に移動される部分)よりも大きく設定される。従って、入力シリンダCN内において、マスタピストンPMの断面積amは、入力ピストンPNの断面積anよりも大きい。
回生協調ユニットYKでは、「am>an、dm>dn」に設定されているため、マニュアル制動において、入力ピストンPNに作用する力(入力ピストン推力)Fnが増加されて、マスタピストン推力Fmとして、マスタピストンPMに伝達される。このため、マスタシリンダCM(特に、マスタ室Rm)の内径が大きく設定されても、マニュアル制動時の操作力Fpが適正化され得る。従って、マスタシリンダCMの短縮化が図られ得る。
<他の実施形態>
以下、他の実施形態について説明する。他の実施形態においても、上記同様の効果(マスタシリンダCMにおける容量確保と小径化との両立、バイパスユニットYBによる効率的な制動液BFの移動、制動液圧Pwの応答性向上、等)を奏する。
以下、他の実施形態について説明する。他の実施形態においても、上記同様の効果(マスタシリンダCMにおける容量確保と小径化との両立、バイパスユニットYBによる効率的な制動液BFの移動、制動液圧Pwの応答性向上、等)を奏する。
上記の第1実施形態では、「シングル型マスタシリンダCM+シングル型バイパスユニットYB+還流型調圧ユニットYC」の構成(図1参照)が例示された。第2実施形態では、「タンデム型マスタシリンダCM+タンデム型バイパスユニットYB+アキュムレータ型調圧ユニットYC」の構成(図5参照)が例示された。調圧ユニットYCの例として、「電動シリンダ型調圧ユニットYC」の構成(図7参照)が例示された。バイパスユニットYBの例として、並列配置されたシングル型の構成(図6参照)が示された。これらの要素は、組み合わせ自由である。従って、制動制御装置SCの構成として、表1の一覧表に示した9組のうちの1つが採用される。なお、シングル型マスタユニットYMが採用される場合には、前後型流体路が採用される。一方、タンデム型マスタユニットYMの場合には、2系統流体路は、ダイアゴナル型、及び、前後型のうちの何れか一方である。
上記の何れの構成例においても、バイパスユニットYBとして、段付き型のもの(図4参照)が採用可能である。また、上記の何れの構成例においても、図8に示す、回生協調ユニットYKが利用可能である。
上記実施形態では、車両が、駆動用モータを有する電気自動車、又は、ハイブリッド車両とされた。これに代えて、駆動用モータを持たない一般的な内燃機関(ガソリンエンジン、ジーゼルエンジン)を有する車両にも、制動制御装置SCが適用され得る。制動制御装置SCは、制動液圧Pwの応答性が高いため、例えば、高応答な衝突被害軽減ブレーキ(所謂、AEB)が要求される車両にも適している。ジェネレータGNを有さない車両では、回生制動は発生されないため、制動制御装置SCにおいて、回生協調制御は不要であり、実行されない。つまり、車両は、制動制御装置SCによる摩擦制動のみによって減速される。なお、調圧制御では、「Gt=Rg=0」として制御が実行される。
上記実施形態では、リニア型の電磁弁UC、UA、UBには、通電量に応じて開弁量が調整されるものが採用された。例えば、電磁弁UC、UA、UBは、オン・オフ弁ではあるが、弁の開閉がデューティ比で制御され、液圧が線形に制御されるものでもよい。
上記実施形態では、ディスク型制動装置(ディスクブレーキ)の構成が例示された。この場合、摩擦部材はブレーキパッドであり、回転部材はブレーキディスクである。ディスク型制動装置に代えて、ドラム型制動装置(ドラムブレーキ)が採用され得る。ドラムブレーキの場合、キャリパに代えて、ブレーキドラムが採用される。また、摩擦部材はブレーキシューであり、回転部材はブレーキドラムである。
上記実施形態では、上部流体ユニットYUと、下部流体ユニットYLとが別体として構成された。上部流体ユニットYUと下部流体ユニットYLとは、一体として構成され得る。この場合、下部コントローラECLは、上部コントローラECUに含まれる。
BP…制動操作部材、CW…ホイールシリンダ、YC…調圧ユニット、DC…電動ポンプ(QC+MC)、UC…調圧電磁弁(常開・リニア型)、YM…マスタユニット、CM…マスタシリンダ、PM…マスタピストン、SM…マスタ弾性体、Rm…マスタ室、Rs…サーボ室、YB…バイパスユニット、CB…バイパスシリンダ、PB…バイパスピストン、SB…バイパス弾性体、Rc…調圧室、Rb…バイパス室、YK…回生協調ユニット、CN…入力シリンダ、PN…入力ピストン、ECU…コントローラ、BA…操作量センサ、PC…調整液圧センサ。
Claims (2)
- 車両の制動操作部材の操作に応じて、前記車両の車輪に備えられたホイールシリンダ内の制動液の液圧を調整する車両の制動制御装置であって、
電気モータによって発生された液圧を調整して調整液圧とする調圧ユニットと、
マスタシリンダ、及び、マスタピストンにて構成され、
「前記ホイールシリンダに接続されたマスタ室」、及び、「前記調整液圧が導入され、前記マスタ室によって前記マスタピストンに加えられる第1後退力に対向する第1前進力を前記マスタピストンに付与するサーボ室」を有するマスタユニットと、
バイパスシリンダ、及び、バイパスピストンにて構成され、
「前記ホイールシリンダに接続されたバイパス室」、及び、「前記調整液圧が導入され、前記バイパス室によって前記バイパスピストンに加えられる第2後退力に対向する第2前進力を前記バイパスピストンに付与する調圧室」を有するバイパスユニットと、
を備えた、車両の制動制御装置。 - 請求項1に記載の車両の制動制御装置であって、
前記第1前進力に対向する第1弾性力を前記マスタピストンに付与するマスタ弾性体と、
前記第2前進力に対向する第2弾性力を前記バイパスピストンに付与するバイパス弾性体と、
を備え、
前記調整液圧がゼロから増加する場合に、
前記バイパスピストンが移動される前に、前記マスタピストンが移動されるよう、前記バイパス弾性体の特性と前記マスタ弾性体の特性との関係が設定された、車両の制動制御装置。
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