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Patent Searching and Data


Title:
BRAKE SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/147964
Kind Code:
A1
Abstract:
Braking force change and deceleration change during regenerative cooperative control are suppressed. A brake system is provided with a master pressure generation device (200), a wheel pressure generation device (300), and a regenerative braking device (18) for operating brake calipers (21a-d) of respective brakes, and a brake control device (100) for controlling the actuators (200, 300, 18).  The brake control device (100) is provided with a braking force calculation unit (111) for obtaining a frictional braking force outputted by the brake calipers (21a-d) and a regenerative braking force outputted by the regenerative braking device (18) and a communication control unit (112) for outputting braking force signals corresponding to the respective braking forces to the respective actuators (200, 300, 18), and controls the braking forces on the basis of pedal reaction force and the amount of displacement of a piston for pressurizing a master cylinder.

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Inventors:
NASU SHINGO (JP)
MIYAJIMA AYUMU (JP)
INNAMI TOSHIYUKI (JP)
NISHINO KIMIO (JP)
UENO KENTARO (JP)
Application Number:
PCT/JP2009/059499
Publication Date:
December 10, 2009
Filing Date:
May 25, 2009
Export Citation:
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Assignee:
HITACHI LTD (JP)
NASU SHINGO (JP)
MIYAJIMA AYUMU (JP)
INNAMI TOSHIYUKI (JP)
NISHINO KIMIO (JP)
UENO KENTARO (JP)
International Classes:
B60T8/17; B60L7/24
Foreign References:
JP2001180464A2001-07-03
JP2005329740A2005-12-02
JP2005198479A2005-07-21
Attorney, Agent or Firm:
HIRAKI YUSUKE (JP)
Yusuke Hiraki (JP)
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Claims:
 ペダルと、液圧を発生するアクチュエータと、を備えたブレーキシステムにおいて、ペダル反力に基づいて制動力を制御することを特徴とするブレーキシステム。
 請求項1に記載されたブレーキシステムにおいて、ペダル反力と、マスタシリンダを加圧するピストンの変位量と、に基づいて制動力を制御することを特徴とするブレーキシステム。
 請求項1に記載されたブレーキシステムにおいて、ペダル反力と、アクチュエータが発生する液圧と、に基づいて制動力を制御することを特徴とするブレーキシステム。
 請求項2に記載されたブレーキシステムにおいて、ペダル反力と、マスタシリンダを加圧するピストンの変位量と、に基づく制動力特性を記憶した制御装置を備えることを特徴とするブレーキシステム。
 請求項3に記載されたブレーキシステムにおいて、ペダル反力と、アクチュエータが発生する液圧と、に基づく制動力特性を記憶した制御装置を備えることを特徴とするブレーキシステム。
 ペダルとマスタ圧発生装置とホイール圧発生装置とを備えた液圧制動装置と、回生制動装置と、を備えたブレーキシステムにおいて、
 ペダル反力と、マスタシリンダを加圧するピストンの変位量と、に基づいて総制動力を調整することにより、車速の低下に応じて回生制動から摩擦制動に移行する際に、前記総制動力が略一定となるようにしたことを特徴とするブレーキシステム。
 請求項6に記載されたブレーキシステムにおいて、
 車速及び/又はギアポジションに基づいて最大回生制動力を算出する手段と、車速に基づいて回生制動力制限を算出する手段とを備えて、
 前記最大回生制動力が前記回生制動力制限より大きい場合には、前記回生制動力制限を回生制動力とし、前記最大回生制動力が前記回生制動力制限より小さい場合には、前記最大回生制動力を回生制動力とし、
 前記総制動力が前記回生制動力より大きい場合には、前記回生制動装置が前記回生制動力を出力し、前記総制動力と前記回生制動力の差分を前記摩擦制動装置が出力し、他方、前記総制動力が前記回生制動力より小さい場合には、前記回生制動装置のみで前記総制動力を出力することを特徴とするブレーキシステム。
 請求項1に記載されたブレーキシステムを搭載した自動車。
 請求項6に記載されたブレーキシステムを搭載した自動車。
Description:
ブレーキシステム

 本発明は、マスタシリンダを倍力するア チュエータの動作を制御することにより、 両の減速度を制御するブレーキシステムに する。

 液圧ブレーキと回生ブレーキとの協調制 を行うブレーキシステムとしては、例えば 特許文献1に記載されているように、ブレー キペダルとアクチュエータが電気的に接続さ れたBBW(Brake-By-Wire)を備えたものが知られてい る。

 このようなブレーキシステムは、例えば 作動油を加圧して制動力を発生する摩擦制 アクチュエータと、回生によって制動力を 生させる回生制動アクチュエータを制御す 制御装置を備え、その制御装置は、ブレー ペダルのストローク量や車速などに応じて 摩擦制動アクチュエータと回生制動アクチ エータで発生させる制動力配分を決定し、 アクチュエータへ制御信号を出力するもの ある。

 また、特許文献2には、電動アクチュエータ を倍力源として利用する自動車のブレーキ機 構に用いられる電動倍力装置が記載されてい る。

特開2005-329740号公報

特開2007-191133号公報

 特許文献1に記載されたブレーキシステム は、ブレーキペダルとアクチュエータが電気 的に接続されているため、余計な反力などを ブレーキペダルへ出力しないことが可能であ る。しかしながら、特許文献1のブレーキシ テムは、負圧ブースタを用いたコンベンシ ナルなブレーキシステムと比較して製造コ トが高く、またブレーキペダルと油圧を発 する機構が電気的に接続されているので信 性が低い。

 特許文献2に記載されたブレーキシステム は、ブレーキペダルと摩擦制動アクチュエー タが機械的に接続されており、負圧ブースタ を用いたコンベンショナルなブレーキシステ ムの構造を踏襲しているため、特許文献1の レーキシステムと比較して製造コストが低 、信頼性が高い。しかし、特許文献2のブレ キシステムは、ブレーキペダルと摩擦制動 クチュエータが機械的に接続されているた 、回生協調制御時に摩擦制動アクチュエー の液圧変化の影響を受け易く、ブレーキペ ルの反力が変化し易い。ドライバの多くは ダル踏力でブレーキペダルの操作を行って るため、ペダル反力が変化するとそれに伴 てペダルストローク量が変動する。特許文 2では、ペダル踏力やインプットロッドの変 位量に基づいて摩擦制動アクチュエータの出 力を決定しているために、減速度が変動する 。このペダル反力や減速度の変動はドライバ の意思とは異なるものであるため、各変動を 低減もしくは抑制する必要がある。

 本発明は、ドライバの意図しない減速度 変動を抑制することができるブレーキ制御 術を提供することを目的とする。

 上記目的を解決するため、本発明のブレ キシステムは、ペダルと、液圧を発生する クチュエータと、を備えたブレーキシステ において、ペダル反力に基づいて制動力を 御することを特徴とする。

 また、本発明のブレーキシステムは、上 の特徴に加えて、マスタシリンダを加圧す ピストンの変位量と、に基づいて制動力を 御することを特徴とする。

 また、本発明のブレーキシステムは、ペ ル反力と、アクチュエータが発生する液圧 、に基づいて制動力を制御することを特徴 する。

 また、本発明のブレーキシステムは、ペ ル反力と、マスタシリンダを加圧するピス ンの変位量と、に基づく制動力特性を記憶 た制御装置を備えることを特徴とする。

 また、本発明のブレーキシステムは、ペ ル反力と、アクチュエータが発生する液圧 、に基づく制動力特性を記憶した制御装置 備えることを特徴とする。

 更に、本発明のブレーキシステムは、ペ ルとマスタ圧発生装置とホイール圧発生装 とを備えた液圧制動装置と、回生制動装置 、を備えたブレーキシステムにおいて、ペ ル反力と、マスタシリンダを加圧するピス ンの変位量と、に基づいて総制動力を調整 ることにより、車速の低下に応じて回生制 から摩擦制動に移行する際に、前記総制動 が略一定となるようにしたことを特徴とす 。

 更に、本発明のブレーキシステムは、上 の特徴に加えて、車速及び/又はギアポジシ ョンに基づいて最大回生制動力を算出する手 段と、車速に基づいて回生制動力制限を算出 する手段とを備えて、前記最大回生制動力が 前記回生制動力制限より大きい場合には、前 記回生制動力制限を回生制動力とし、前記最 大回生制動力が前記回生制動力制限より小さ い場合には、前記最大回生制動力を回生制動 力とし、前記総制動力が前記回生制動力より 大きい場合には、前記回生制動装置が前記回 生制動力を出力し、前記総制動力と前記回生 制動力の差分を前記液圧制動装置が出力し、 他方、前記総制動力が前記回生制動力より小 さい場合には、前記回生制動装置のみで前記 総制動力を出力することを特徴とする。

 そして、本発明の自動車は、上記したい れかのブレーキシステムを搭載したことを 徴とする。

 本発明によれば、回生ブレーキから液圧 レーキへの移行期における制動力変動や減 度変動を抑制することができるので、その 果、液圧ブレーキと回生ブレーキを搭載し ハイブリッド車、電気自動車等の車両のブ ーキ操作を安定して容易に操作することが きる。

本発明を適用した車両の構成を示す説 図である。 本発明に係るブレーキシステムの機能 成を示す説明図である。 本発明に係るマスタ圧発生装置とホイ ル圧発生装置の構成を示す説明図である。 本発明に係るブレーキシステムの基本 作を示すフローチャートである。 本発明に係るブレーキシステムにおい 、車速とギアポジションに基づいて回生制 装置が出力する最大の回生制動力を示すグ フである。 本発明に係るブレーキシステムにおい 、車速に基づいて回生制動装置が出力する 生制動力の制限を示すグラフである。 本発明に係るブレーキシステムにおい 、インプットロッド変位量に基づいてマス 圧発生装置が出力する摩擦制動力を示すグ フである。 本発明に係るブレーキシステムにおい 、摩擦制動力と回生制動力が略等しい場合 、図4のフローチャートを実行した時の理想 出力を示すグラフである。 本発明に係るブレーキシステムにおい 、摩擦制動力と回生制動力が略等しい場合 、図4のフローチャートに従ってマスタ圧発 生装置200と回生制動装置18を制御した時の実 の出力を示すグラフである。 本発明に係るブレーキシステムにおい て、摩擦制動力と回生制動力が略等しい場合 に、図4のフローチャートに従ってホイール 発生装置300と回生制動装置18を制御した時の 実際の出力を示すグラフである。 本発明に係るブレーキシステムに用い られる、ペダル反力とピストン変位量に基づ いてブレーキシステムが出力する総制動力特 性を示すグラフである。 本発明に係るブレーキシステムの動作 を示すフローチャートである。 本発明に係るブレーキシステムにおい て、摩擦制動力と回生制動力が略等しい場合 に、図11の総制動力特性と図12のフローチャ トに従ってマスタ圧発生装置200と回生制動 置18を制御した時の実際の出力を示すグラフ である。 本発明に係るブレーキシステムに用い られる、ペダル反力とホイール圧発生装置300 が増減する液圧に基づいてブレーキシステム が出力する総制動力特性を示すグラフである 。 本発明に係るブレーキシステムにおけ る、摩擦制動力と回生制動力が略等しい場合 に、図14の総制動力特性と図12のフローチャ トに従ってホイール圧発生装置300と回生制 装置18を制御した時の実際の出力を示すグラ フである。

10:車両、15a、15b、15c、15d:車輪、16:ブレー ペダル、17:蓄電装置、18:回生制動装置、20a 20b、20c、20d:ディスクロータ、21a、21b、21c、2 1d:ブレーキキャリパ、31:ブレーキセンサ、100 :ブレーキ制御装置、110:CPU、111:制動力算出部 、112:通信制御部、200:マスタ圧発生装置、201: マスタ圧制御器、210:マスタ圧発生機構、300: イール圧発生装置、301:ホイール圧制御器、 310:ホイール圧発生機構

 以下、本発明に係る実施形態について、 1~図15を用いて説明する。

 本実施形態は、本発明をFF(エンジン前置 前輪駆動方式)車両に適用した例であるが、 これに限られるものではなく、本発明は、4WD 車両(4輪駆動方式)やFR車両(エンジン前置き後 輪駆動方式)等の車両にも適用可能である。

 第一の実施形態に係る車両10は、図1に示 ように、エンジン11と、トルクコンバータ12 と、トランスミッション13と、ドライブシャ ト14,19と、車輪15a~dと、ブレーキペダル16と ディクスロータ20a~dと、ブレーキキャリパ21 a~dと、ブレーキ制御装置100と、ブレーキキャ リパ21a~dを動作させるための油圧を発生する スタ圧発生装置200と、同じくブレーキキャ パ21a~dを動作させるための油圧を発生する イール圧発生装置300と、蓄電装置17と、後輪 15c,15dに制動力を加える回生制動装置18と、を 備えている。

 エンジン11は、燃焼室内の混合気を爆発 せて、動力を発生させる内燃機関である。 発により得られるピストンの運動は、コン ッドを介してクランクシャフトの回転運動 変換される。クランクシャフトは、トルク ンバータ12、トランスミッション13、ドライ シャフト14を介して、前輪15a,15bに動力を伝 する。

 トルクコンバータ12は、エンジン11とトラ ンスミッション13との間に設けられている。 のトルクコンバータ12は、油などの作動流 を利用することにより、エンジン11から出力 される回転トルクを断続的にトランスミッシ ョン13へ伝達するクラッチとしての機能と、 の回転トルクを増大させてトランスミッシ ン13へ伝達する機能とを有する。

 トランスミッション13は、トルクコンバ タ12とドライブシャフト14との間に設けられ 例えば、前進5段(第1速~第5速)、後進1段の各 変速段に対応する複数のギアなどを有する。

 ドライブシャフト14は、トランスミッシ ン13と前輪15a,15bとを連結する回転軸で、エ ジン11の回転駆動力を前輪15a及び15bへ伝達す る。

 ブレーキペダル16は、ドライバが車両10を 減速させるときに操作するものである。ドラ イバの踏力は、このブレーキペダル16を介し マスタ圧発生装置200へ伝達される。マスタ 発生装置200で発生した油圧は、ホイール圧 生装置300を介して、ブレーキキャリパ21a~d 伝わり、このブレーキキャリパ21a~dを動作さ せる。ホイール圧発生装置300は、マスタ圧発 生装置200で発生した油圧をそのままブレーキ キャリパ21a~dへ伝えるか、又は、さらに増圧 てからブレーキキャリパ21a~dへ伝える。

 ブレーキは、ディクスロータ20a~dと、ブ ーキキャリパ21a~dと、を有して構成される。 各ディクスロータ20a~dは、各車輪15a~dに対し 固定され、各車輪15a~dと一体的に回転する。 各ブレーキキャリパ21a~dは、図示しないが、 リンダ、ピストン、パッド等から構成され いる。シリンダ内のピストンは、マスタ圧 びホイール圧発生装置200、300からの作動油 よって移動し、このピストンに連結された ッドをディスクロータ20a~dに押圧する。こ パッドがディクスロータ20a~dを押圧すること により、ディクスロータ20a~dとの間に摩擦力 発生する。この摩擦力は、各車輪15a~dに対 て制動力として働き、更に各車輪15a~dと路面 との間に制動力が発生する。

 回生制動装置18は、左右の後輪15c,15dのそ ぞれから伸びるドライブシャフト19に接続 れ、制動過程においてドライブシャフト19の 回転により発電し、発生した電力を蓄電装置 17に供給するが、これと同時に、発電時の回 抵抗は、左右の後輪15c,15dに制動力を与える 。

 蓄電装置17には、図2に示すように、蓄電 置の電圧を検出するための電圧計36が設け れており、この電圧計36は、他のセンサと同 様に、ブレーキ制御装置100のインタフェース 101と接続されている。

 本実施形態では、以上で説明した車両の 成要素のうち、ブレーキペダル16と、ディ スロータ20a~dと、ブレーキキャリパ21a~dと、 スタ圧発生装置200と、ホイール圧発生装置3 00と、ブレーキ制御装置100と、後述のブレー センサと、回生制動装置18とで、ブレーキ ステムを構成している。

 ブレーキ制御装置100は、図2に示すように 、コンピュータであり、各種演算処理を行う CPUと、外部と信号の受送信を行うインタフェ ース101と、CPUが実行する各種プログラムやデ ータ等が予め記憶されているROM102と、CPUのワ ークエリアとなるRAM103と、を有している。

 CPUは、機能的には各種センサからの情報 基づいて目標の減速度を求める制動力算出 段111と、制動力算出手段111が算出した目標 速度や各種センサからの情報に基づいて、 擦制動と回生制動の制動力配分を定める通 制御手段112と、外部との間での通信を制御 る通信制御部と、を有している。これらの 機能部111,112は、いずれもROM102に記憶されて いるプログラムをCPU110が実行することで機能 する。

 各種センサとしては、ブレーキセンサ31 、車両10の車速を検出する車速センサ32と、 両10の前後方向に発生している加速度を検 する前後加速度センサ33と、各車輪15a~dの速 を検出する車輪速センサ34と、トランスミ ション13のギアポジションを検出するギアポ ジションセンサ35と、がある。以上の各セン は、いずれも、ブレーキ制御装置100のイン フェース101に接続されている。

 ブレーキセンサ31は、ドライバの要求ブ ーキ力を検出するセンサであり、図3に示す うに、ブレーキペダル16に連結されている ンプットロッド214の変位量を検出するスト ークセンサである。なお、ブレーキセンサ31 としては、ストロークセンサを複数個組み合 わせてもよい。これにより、一つのセンサか らの信号が途絶えた場合にも、残りのセンサ によってドライバのブレーキ要求が検出され 認知されるため、フェールセーフを確保する ことができる。また、ブレーキセンサ31とし は、ブレーキペダル16に加わる踏力を検出 る踏力センサや、この踏力センサとストロ クセンサとを組み合わせたものとしてもよ 。

 マスタ圧発生装置200は、ブレーキ制御装 100から駆動制御信号を受信するマスタ圧制 器201と、このマスタ圧制御器201により制御 れるマスタ圧発生機構210と、を有している

 また、ホイール圧発生装置300は、ブレー 制御装置100から駆動制御信号を受信するホ ール圧制御器301と、このホイール圧制御器3 01により制御されるホイール圧発生機構310と を有している。

 マスタ圧発生機構210は、図3に示すように 、戻しバネ収納シリンダ211と、内部が作動油 で満たされるマスタシリンダ212と、マスタシ リンダ212内に供給する作動油が溜められてい るリザーバタンク213と、一方の端部がブレー キペダル16に連結され他方の端部がマスタシ ンダ212内に臨んでいる第一の加圧手段とし のインプットロッド214と、第二の加圧手段 してのモータ加圧機構220と、を備えている

 リザーバタンク213は、図示しない隔壁に って内部が仕切られて、二つの液室を有す 。各液室は、マスタシリンダ212内の後述の 液室215、216と接続されている。

 モータ加圧機構220は、マスタ圧制御器201 らの駆動信号で駆動する加圧モータ221と、 圧モータ221の回転トルクを増幅する減速機 230と、回転力を並進力に変える回転-並進変 換機構240と、回転-並進変換機構240に接して 線移動する可動部材250と、この可動部材250 押されてマスタシリンダ212内にプライマリ 室215を形成するプライマリピストン251と、 スタシリンダ212内にセカンダリ液室216を形 するセカダリピストン252と、戻しバネ収納 リンダ211内に配され、回転-並進変換機構240 押された可動部材250を元の位置の方向に戻 うとする戻しバネ255と、を有する。

 減速機構230は、加圧モータ221の回転トル をその減速比分だけ増幅させるものである 減速の方式としては、歯車減速やプーリ減 等が適当であるが、本実施形態では、加圧 ータ221の回転軸に取り付けられている駆動 プーリ231と、従動側プーリ232と、これらの に掛け渡されているベルト233と、を備える ーリ減速方式を採用している。なお、加圧 ータ221の回転トルクが十分に大きく、減速 よるトルクの増幅が必要でない場合には、 速機構230を設けずに、加圧モータ221と回転- 並進変換機構240とを直結してもよい。これに より、減速機構230の介在に起因して発生する 、信頼性、静粛性、搭載性等に係る諸問題を 回避することができる。

 回転-並進変換機構240は、加圧モータ221の 回転動力を並進動力に変換して、可動部材250 を介してプライマリピストン251を押圧するも のである。変換機構としては、ラックピニオ ン、ボールネジ等が適当であるが、本実施形 態では、従動側プーリ232により回転するボー ルネジナット241と、このボールネジナット241 の回転運動により並進運動するボールネジ軸 242と、を備えるボールネジ方式を採用してい る。

 インプットロッド214は、その一方の端部 ブレーキペダル16に連結され、他方の端部 マスタシリンダ212内のプライマリ液室215内 臨んでいる。ブレーキペダル16が踏み込まれ てインプットロッド214が直進移動すると、プ ライマリ液室215内の作動油圧が上がって、セ カンダリピストン252が押圧され、セカンダリ 液室216内の作動油圧も上昇する。この結果、 プライマリ液室215とホイール圧発生機構310と をつなぐ第一マスタ配管261、及びセカンダリ 液室216とホイール圧発生機構310とをつなぐ第 二マスタ配管262に作動油が供給され、この作 動油は、ホイール圧発生装置300を介して、各 ブレーキキャリパ21a~dへ送られる。このため モータ加圧機構220が故障等により正常に作 しない場合でも、所定のブレーキ力を確保 ることができる。

 また、上述したように、ブレーキペダル1 6が踏み込まれると、プライマリ液室215内の 動油圧が上がるため、この液圧がブレーキ ダル反力として作用する。したがって、本 施形態の構造を採用することにより、ブレ キペダル反力を生成するバネ等の機構が不 となる。これにより、ブレーキシステムの 型・軽量化に寄与することができる。

 加圧モータ221は、マスタ圧制御器201から 駆動信号に基づいて動作し、所望の回転ト クを発生する。加圧モータ221としては、DC ータ、DCブラシレスモータ、ACモータ等が可 であるが、制御性、静粛性、耐久性の点に いて、DCブラシレスモータが最も望ましい この加圧モータ221は、位置センサを備え、 の位置センサからの位置信号がマスタ圧制 器201に入力されるように構成されている。 れにより、マスタ圧制御器201は、位置セン から位置信号に基づいて加圧モータ221の回 角を算出し、更に、回転-並進変換機構240の 進量、すなわちプライマリピストン251の変 量を算出することができる。

 この加圧モータ221の回転トルクは、減速 構230により増幅されて回転-並進変換機構240 のボールネジナット241を回転させ、このボー ルネジナット241の回転によりボールネジ軸242 が並進運動し、可動部材250を介してプライマ リピストン251を押圧する。

 また、可動部材250において、ボールネジ 242とは反対側に、戻しバネ255の一端が接し おり、この戻しバネ255の他端は、戻しバネ 納シリンダ211の内壁と接触している。その め、ボールネジ軸242の推力とは逆方向の力 、可動部材250を介してボールネジ軸242に作 する。これにより、加圧モータ221が駆動し プライマリピストン251が押圧されて、マス 圧(マスタシリンダ212内の圧力)が加圧され いる状態において、この加圧モータ221が故 等により停止し、ボールネジ軸242の戻し制 が不能になった場合でも、戻しバネ255の弾 力によってボールネジ軸242が初期位置に戻 れ、マスタシリンダ圧を概ね零付近まで低 させることができる。その結果、加圧モー 221の故障によるブレーキ力の引きずりを回 することができる。

 プライマリピストン251が押圧されると、 ライマリ液室215内の作動油圧が上昇し、こ により、セカンダリピストン252が押圧され セカンダリ液室216内の作動油圧も上昇する この結果、プライマリ液室215とホイール圧 生機構310とをつなぐ第一マスタ配管261、及 セカンダリ液室216とホイール圧発生機構310 をつなぐ第二マスタ配管262に、作動油が供 され、この作動油がホイール圧発生装置300 介して、各ブレーキキャリパ21a~dへ送られ 。すなわち、ドライバの踏力によりインプ トロッド214が押圧された場合でも、加圧モ タ221の駆動でプライマリピストン251が押圧 れた場合でも、マスタ配管261,262及びホイー 圧発生装置300を介して、作動油が各ブレー キャリパ21a~dへ送られる。

 本実施形態では、プライマリピストン251 セカンダリピストン252を設けるタンデム方 を採用している。その理由は、マスタシリ ダ212からの油漏れがあった場合でも、ある 度のマスタ圧を確保するためである。例え 、仮にプライマリ液室215で油漏れがあった 合には、プライマリピストン251が、図3に示 す構成により、セカンダリピストン252を直接 に押圧することにより、セカンダリ液室216の 作動油圧の上昇を確保することができる。

 本実施形態では、ドライバのブレーキ操 によるインプットロッド214の変位量に応じ 、プライマリピストン251を変位させること 、インプットロッド214によるプライマリ液 215の作動油圧の加圧を更に増幅することが きる。その増幅比(以下「倍力比」という。 )は、インプットロッド214とプライマリピス ン251の変位量の比、インプットロッド214の 面積(以下「AIR」という。)とプライマリピス トン251の断面積(以下「APP」という。)の比等 よって決定される。特に、インプットロッ 214の変位量と同量だけプライマリピストン2 51を変位させる場合、倍力比は、(AIR+APP)/AIRと して、一意に定まる。すなわち、必要な倍力 比に基づいて、AIRとAPPを設定し、インプット ロッド214の変位量に等しくなるようにプライ マリピストン60の変位量を制御することによ 、常に一定の倍力比を得ることができる。 お、インプットロッド214の変位量は、ブレ キセンサ31によって検出され、プライマリ ストン251の変位量は、加圧モータ221の位置 ンサの信号に基づいてマスタ圧制御器201に って算出される。

 ホイール圧発生機構310は、マスタ圧発生 構210から各ブレーキキャリパ21a~dへの作動 の供給を制御するゲートOUT弁310a,310bと、マ タ圧発生機構210から後述のポンプへの作動 の供給を制御するゲートIN弁311a,311bと、ゲー トOUT弁310a,310bを通過した作動油及びポンプか らの作動油の各ブレーキキャリパ21a~dへの供 を制御するIN弁312a~dと、ブレーキキャリパ21 a~dにかかる作動油圧を減圧制御するOUT弁313a~d と、マスタ圧発生機構210からゲートIN弁311a,31 1bを介して供給された作動油を昇圧するポン 314a,314bと、ポンプ314a,314bを駆動するポンプ ータ315と、マスタ圧を検出するマスタ圧セ サ316と、リザーバタンク317a,317bと、を備え いる。

 上記のホイール圧発生機構310として、ア チロックブレーキ制御用の液圧制御ユニッ 、車両挙動安定化制御用の液圧制御ユニッ 、ブレーキバイワイヤ用の液圧制御ユニッ 等を採用することができる。

 このホイール圧発生機構310は、FL(前左)輪 用ブレーキキャリパ21aとRR(後右)輪用ブレー キャリパ21dへ供給する作動油圧を制御する 一ブレーキ系統と、FR(前右)輪用ブレーキキ リパ21bとRL(後左)輪用ブレーキキャリパ21cへ 供給する作動油圧を制御する第二ブレーキ系 統とを有する。

 第一ブレーキ系統には、ゲートOUT弁310aと 、ゲートIN弁311aと、IN弁312a,312dと、OUT弁313a,31 3dと、リザーバタンク317aが属している。また 、第二ブレーキ系統には、ゲートOUT弁310bと ゲートIN弁311bと、IN弁312b,312cと、OUT弁313b,313c と、リザーバタンク317bが属している。第一 レーキ系統のゲートOUT弁310a及びゲートIN弁31 1aには、マスタ圧発生器210のプライマリ液室2 15に接続されている第一マスタ配管261が接続 れ、第二ブレーキ系統のゲートOUT弁310b及び ゲートIN弁311bには、マスタ圧発生器210のセカ ンダリ液室216に接続されている第二マスタ配 管262が接続されている。

 このように、二つのブレーキ系統を設け ことにより、一方のブレーキ系統が失陥し 場合にも、正常なもう一方のブレーキ系統 よって、対角二輪分のブレーキ力が確保さ るため、車両の挙動が安定に保たれる。

 ゲートOUT弁310a,310b、ゲートIN弁311a,311b、IN 弁312a~d、OUT弁313a~dは、いずれもソレノイドを 有し、そのソレノイドへの通電によって弁の 開閉を行う電磁式のものである。各弁の開閉 制御は、ホイール圧制御器301により制御され る。ゲートOUT弁310a,310bとIN弁312a~dは、これら 弁への電流断で開状態となり、電流入で閉 態となる弁であり、ゲートIN弁311a,311bとOUT 313a~dは、これらの弁への電流断で閉状態と り、電流入で開状態となる弁である。

 ポンプ314a,314bとしては、プランジャポン 、トロコイドポンプ、ギヤポンプ等が適当 あるが、静粛性の点においては、ギヤポン が最も望ましい。ポンプモータ315は、ホイ ル圧制御器301からの駆動信号に基づいて動 し、ポンプモータ315に連結されたポンプ314a ,314bを駆動する。ポンプモータ315としては、D Cモータ、DCブラシレスモータ、ACモータ等が 当であるが、制御性、静粛性、耐久性の点 おいては、DCブラシレスモータが最も望ま い。

 マスタ圧センサ316は、マスタ圧発生機構2 10のセカンダリ液室216に接続されている第二 スタ配管262に接続されている。このマスタ センサ316で検出されたマスタ圧は、ホイー 圧制御器301に送られる。なお、このマスタ センサ316の個数とその設置位置は、制御性 フェールセーフ等の見地から、適宜、決定 るのがよい。

 次に、ホイール圧発生機構310の動作につ て説明する。なお、以下では、第一ブレー 系統のみの動作について説明し、第二ブレ キ系統の動作については、第一ブレーキ系 の動作と同じであるため、その説明を省略 る。

 まず、マスタ圧発生機構210で昇圧された 動油圧を、更に昇圧することなく、そのま FL輪用ブレーキキャリパ21aとRR輪用ブレーキ キャリパ21dへ送る場合について説明する。こ の場合、ゲートIN弁311aとOUT弁313a,313dが閉状態 で、ゲートOUT弁310aとIN弁312a,312dが開状態であ る。

 マスタ圧発生機構210から第一マスタ配管2 61を経て送られてきた作動油は、ゲートOUT弁3 10aとIN弁312a,312dを経て、ブレーキキャリパ21a, 21dへ送られる。すなわち、マスタ圧発生機構 210からの作動油は、ポンプ314aで昇圧される となく、ブレーキキャリパ21a、21dへ供給さ る。

 本実施形態では、前記したとおり、ゲー OUT弁310a,310bとIN弁312a~dとが、これらの弁へ 電流断で開状態となり、ゲートIN弁311a,311bと OUT弁313a~dとが、これらの弁への電流断で閉状 態となる。この電流断時の各弁の状態は、マ スタ圧発生機構210からの作動油がポンプ314a 昇圧されることなく、ブレーキキャリパ21a,2 1dへそのまま供給されるときの各弁の状態と じである。このため、電源系統が故障して 弁に電流を供給できなくなっても、マスタ 発生機構210から作動油をブレーキキャリパ2 1a,21dへ送ることができる。すなわち、ホイー ル圧発生機構310が故障しても、マスタ圧発生 機構210によりブレーキキャリパ21a,21dへ送る 動油の圧力を制御することができる。

 次に、マスタ圧発生機構210で昇圧された 動油圧を、ポンプ314aで更に昇圧してから、 FL輪用ブレーキキャリパ21aとRR輪用ブレーキ ャリパ21dへ送る場合について説明する。こ 場合、ゲートIN弁311aとIN弁312a、312dが開状態 、ゲートOUT弁310aとOUT弁313a,313dが閉状態であ る。

 マスタ圧発生機構210から第一マスタ配管2 61を経て供給される作動油は、ゲートIN弁311a 経てポンプ314aに送られ、ここで昇圧される 。ポンプ314aで昇圧された作動油は、IN弁312a,3 12dを経て、ブレーキキャリパ21a,21dへ送られ 。なお、マスタ圧発生機構210が故障してマ タ圧発生機構210から作動油が供給されない 合でも、作動油をポンプ314aからブレーキキ リパ21a,21dへ送ることができる。この場合、 ゲートIN弁311aとゲートOUT弁310aは閉状態とな 。

 以上説明したように、本実施形態では、 スタ圧発生装置200とホイール圧発生装置300 のうち、一方が欠陥しても、他方の出力を げない構成となっている。

 次に、ブレーキキャリパ21a,21dにかかる作 動油圧を減圧する場合について説明する。こ の場合、OUT弁313a,313dが開状態で、他の弁は状 況に応じて開又は閉状態であるが、IN弁312a,31 2dは基本的に閉状態である。

 ブレーキキャリパ21a,21d内に溜まっている 作動油は、それぞれOUT弁313a,313dを経て、リザ ーバタンク317aに流入する。なお、リザーバ ンク317a内の作動油は、マスタ圧発生機構210 らの作動油をポンプ314aで昇圧する際に利用 される。

 次に、図4に示すフローチャートに従って 、ブレーキ制御装置100の動作について説明す る。

 ステップS1において、ブレーキ制御装置10 0の通信制御部112は、所定時間毎に、各セン 等から各種車両環境情報を取得し、これをRA M103に格納する。ここで、所定時間は、ミリ コンド単位である。各センサ等としては、 述したブレーキセンサ31、車速センサ32、前 加速度センサ33、車輪速センサ34、ギアポジ ションセンサ35、電圧計36に加えて、マスタ 制御器201、ホイール圧制御器301がある。各 ンサ31~36は、基本的に、イグニッションオン の際には、常時、検出値を出力しており、イ ンタフェース101は、各センサ31~36からの出力 所定時間毎に受信する。また、マスタ圧制 器201は、基本的にイグニッションオンの際 は、常時、マスタシリンダ内の液圧とプラ マリピストン251の変位量を検出しており、 ンタフェース101はこれを受信する。なお、 センサ31~36からの各種車両環境情報は、車 環境情報の変化を把握するために、予め定 られた回数分をRAM103に保持する。

 次に、ステップS2において、制動力算出 111がステップS1で取得した車速やギアポジシ ョンに基づいて、最大回生制動力Fr_maxを算出 する。最大回生制動力は、回生制動装置18で 生することができる最大の回生制動力であ 、車速やギアポジションに基づいて決まる 最大回生制動力を求める方法としては、例 ば、図5に示すテーブルデータを予めROM102に 記憶させておき、これを参照することで求め ることができる。

 次に、ステップS3において、ステップS1で 取得した車速に基づいて、回生制動力制限Fr_ limitを算出する。回生制動装置18は、車輪15c,1 5dの速度の低下に伴って発電効率が著しく低 する。そのため、発電効率が低下する車速 下では回生制動力を制限する。

 回生制動力制限Fr_limitを求める方法とし は、例えば、図6に示すテーブルデータを予 ROM102に記憶させておき、これに参照するこ で求めることができる。図6は車速Vsから車 Veにかけて徐々に回生制動力制限を小さく 、車速Veにおいて回生制動力制限を0にする のである。この車速Vsから車速Veまでの期間 、回生制動力と以下で説明する摩擦制動力 が切替わる期間である。なお、車速Vsおよ 車速Veは回生制動装置18の性能に基づいて決 る。

 また、回生制動力Fr_limitは、電圧計36が示 す電圧値が所定の電圧値に達した場合、すな わち蓄電装置17の蓄電量が所定量に達した場 には回生制動装置18が発電する電力を蓄電 ることができなくなるため、車速Vの大きさ 関わらず、回生制動力Fr_limitを0にする。た し、蓄電装置17の種類によっては、前記方 では蓄電装置17の寿命低下が生じる可能性が あるため、所定の蓄電量から回生制動力Fr_lim itを徐々に0に減少させる方法を採用してもよ い。

 次に、ステップS4において、最大回生制 力Fr_maxと回生制動力制限Fr_limitの大きさを比 較する。最大回生制動力Fr_maxが、回生制動力 制限Fr_limit以上である場合、ステップS5にお て、回生制動力制限以下の制動力を出力す ために回生制動力FrにFr_limitを代入する。最 回生制動力Fr_maxが、回生制動力制限Fr_limit り小さい場合には、ステップS6において、最 大回生制動力が回生制動力制限以下であるた め、回生制動力FrにFr_maxを代入する。

 次に、ステップS7において、ステップS1で 取得したインプットロッド214の変位量に基づ いて、摩擦制動力Ffを算出する。摩擦制動力 、マスタ圧発生装置200とホイール圧発生装 300が動作することにより、各車輪15a~dに働 制動力である。摩擦制動力を求める方法と ては、例えば、図7に示すテーブルデータを めROM102に記憶させておき、これを参照する とで求めることができる。なお、図7は、乾 いたアスファルト路(路面μ=0.9)で計測した特 である。

 次に、ステップS8において、摩擦制動力Ff と回生制動力Frの大きさを比較する。摩擦制 力Ffが回生制動力Frより大きい場合、ドライ バの要求する制動力(摩擦制動力)が回生制動 を超えているため、ステップS9において、 スタ圧制御器201とホイール圧制御器301へ送 する摩擦制動力の出力指令値FfoにはFf-Frを、 他方、回生制動装置18へ送信する回生制動力 出力値FroにはFrを代入する。

 摩擦制動力Ffが回生制動力Fr以下である場 合、回生制動力Frのみで摩擦制動力Ff分の制 力を出力可能であるため、ステップS10にお て、摩擦制動力の出力指令値Ffoには0を、回 制動力の出力値FroにはFfを代入する。そし 、ステップS11において、通信制御部112が、 スタ圧発生装置200、ホイール圧発生装置300 回生制動装置18に対して、現時点の制動力に 応じた制動力信号を出力する。摩擦制動力Ffo は、マスタ圧発生装置200またはホイール圧発 生装置300へ出力され、基本的にはマスタ圧発 生装置200へ出力される。回生制動力Froは、回 生制動装置18へ出力される。

 以下では、摩擦制動力Ffoがマスタ圧発生 置200に、回生制動力Froが回生制動装置18に 力される場合について説明する。

 図4に示されたフローチャートを実行した 場合、例えば図8に示す出力が得られる。図8 、摩擦制動力と回生制動力の大きさが等し 、インプットロッド変位量が変動しないと た場合の出力である。車速Vsから車速Veにか けて回生制動力制限の減少に伴って回生制動 力が減少し、回生制動力の減少分を補うよう に摩擦制動力が増加する。図8に示す場合で 、インプットロッド変位量が変動しない、 なわち指令値が変動しないため、摩擦制動 と回生制動力を合わせた総制動力は全領域 一定となる。

 しかしながら、図4のフローチャートに従 って、マスタ圧発生装置200と回生制動装置18 を、又はホイール圧発生装置300と回生制動 置18とを制御すると、現実には、図9及び図1 0に示すような変動が生じる。図9は、図4のフ ローチャートに従って、マスタ圧発生装置200 と回生制動装置18とを制御した結果を示し、 10は、図4のフローチャートに従って、ホイ ル圧発生装置300と回生制動装置18とを制御 た結果を示す。このような変動が生じる原 は、摩擦制動力を発生させる際に生じるマ タシリンダ内の液圧やバネ反力、摺動抵抗 どの変動に伴うブレーキペダルの反力変動 ある。

 図9及び図10に示す例は、いずれも一定の 力でブレーキペダルを踏んでいる場合であ 。図9に示す例の場合、回生制動から摩擦制 動へ切替わる期間においてペダル反力が減少 し、ペダル変位量が増加し、インプットロッ ド変位量が増加して摩擦制動力の指令値が増 加するので、総制動力と減速度に変動が生じ る。

 また、図10に示す例の場合には、回生制 から摩擦制動へ切替わる期間において、ペ ル反力が増加し、ペダル変位量が減少し、 ンプットロッド変位量が減少し、摩擦制動 の指令値が減少し、総制動力と減速度に変 が生じることとなる。

 上記の問題に対処する方法として、マス 圧発生装置200と回生制動装置18の制御方法 ついて、次に説明する。

 まず、例えば、図11に示されたペダル反 から、インプットロッド変位量Xirとプライ リピストン変位量Xppの関係に基づいて、摩 制動力と回生制動力の和である総制動力を める方法がある。この方法は、回生制動か 摩擦制動へ切替わる期間におけるペダル反 とプライマリピストン変位量の変動を考慮 たものであり、摩擦制動力を出力するため プライマリピストンが変位すると総制動力 増加する特性へ変化するところ、プライマ ピストンが変位するとペダル反力が減少す ため、総制動力を減少させる。

 そうすると、例えば、回生制動時の回生 動力と総制動力が略等しい場合、回生制動 ら摩擦制動へ切替わる期間以降のプライマ ピストンの変位やペダル反力の変動に対し 、総制動力は変動しないため、結果的に減 度の変動を抑制することができる。なお、 実施例では、図11に示されたテーブルを用 て総制動力を求めているが、総制動力を求 る方法として、これに限られるものではな 、例えば数式から求めるようにしてもよい

 次に、図12に示されたフローチャートに って、図11に示された総制動力特性を用いた ブレーキ制御装置100の動作について説明する 。

 図12のフローチャートにおいて、ステッ S1からステップS6、ステップS11における動作 、図4のフローチャートと基本的に同一であ る。

 ステップS12において、摩擦制動力と回生 動力を合わせたブレーキシステム全体の制 力である総制動力Ftを求める。

 総制動力Ftを求める方法としては、例え 、図11に示されたテーブルデータを予めROM102 に記憶させておき、これを参照することで求 めることができる。

 図11は、ペダル反力に対して出力する総 動力を示したものであり、インプットロッ 変位量Xirとプライマリピストン変位量Xppの 係によって複数の特性がある。ペダル反力 、第一の実施形態と同様に、マスタシリン 内の液圧、バネ反力、摺動抵抗などによっ 変化するので、マスタシリンダ内の液圧P、 ンプットロッドの断面積Air、バネ反力Fk、 動抵抗などの反力FoからF=P・Air+Fk+Foで求める ことができる。インプットロッドの断面積Air 、バネ反力Fk、摺動抵抗などの反力Foは、い れもブレーキシステムの仕様によって決ま 。また、回生制動を行わない摩擦制動の際 は、インプットロッドとプライマリピスト の変位によって発生する液圧の倍力比は、 時一定となるように、インプットロッド変 量Xirとプライマリピストン変位量Xppの大き が略等しいXir=Xppの特性を使用し、この特性 初期特性として使用する。なお、図11に示 れた関係は、乾いたアスファルト路(路面μ=0 .9)で計測した特性である。

 次に、図12に示されたフローチャートの テップS13において、総制動力Ftと回生制動力 Frの大きさを比較する。総制動力Ftが回生制 力Frより大きい場合、回生制動力では出力で きない制動力を摩擦制動力で出力する必要が あるため、ステップS14において、マスタ圧制 御器201へ送信する摩擦制動力の出力指令値Ffo にFt-Frを、回生制動装置18へ送信する回生制 力の出力値FroにはFrを代入する。

 これに対し、総制動力Ftが回生制動力Fr以 下である場合、回生制動力Frのみで総制動力F t分の制動力を出力可能であるため、ステッ S15において、摩擦制動力の出力指令値Ffoに 0を、回生制動力の出力値FroにはFtを代入す 。

 図11に示された総制動力特性と、図12に示 されたフローチャートに従ってマスタ圧発生 装置200と回生制動装置18を制御した場合、例 ば、回生制動中の回生制動力と総制動力が 等しい場合には、総制動力を求めるステッ S12において、初期に選択される図11の特性 、前述のようにXir=Xppの特性であるが、回生 動力が総制動力より大きい場合には摩擦制 力を0にする必要があるため、必然的にXppは Xirより小さくなり、本例のように回生制動中 の回生制動力と総制動力が略等しい場合には 、Xpp=0の特性が選択される。

 回生制動から摩擦制動へ切替わる期間に ると、回生制動力が総制動力より小さくな 、摩擦制動力を発生する必要が生じるため Xppは0より大きくなり、Xpp=0よりXir=Xppに近い 特性を使用する。この時、ペダル反力が変化 しない場合には総制動力が増加してしまうが 、本ブレーキシステムではペダル反力が減少 するため、総制動力が回生制動から摩擦制動 へ切替わる期間の前後で変化せず、結果的に 図13に示すように減速度の変動を抑制するこ ができる。

 次に、図10に示した総制動力と減速度の 動を抑制する別の方法として、ホイール圧 生装置300と回生制動装置18の制御方法につい て説明する。

 ホイール圧発生装置300を制御する場合、 えば、図14に示されたペダル反力から、ホ ール圧発生装置300が増減させる液圧Pxに基づ いて、摩擦制動力と回生制動力の和である総 制動力を求める方法がある。この方法では、 回生制動から摩擦制動へ切替わる期間におけ るペダル反力とホイール圧発生装置300が増減 させる液圧Pxの変動を考慮したものであり、 擦制動力を出力するためにホイール圧発生 置300が増圧すると総制動力が減少する特性 変化するようにするが、ホイール圧発生装 300が増圧するとペダル反力が増加するため 総制動力が増加する。

 そのため、例えば、回生制動時の回生制 力と総制動力が略等しい場合、回生制動か 摩擦制動へ切替わる期間以降のホイール圧 生装置300が増減させる液圧やペダル反力の 動に対して、総制動力は変動しないため、 果的に減速度の変動を抑制することができ 。なお、本実施例では図14に示されたテー ルを用いて総制動力を求めているが、総制 力を求める方法としては、このようなテー ルに限定されるものではなく、例えば、数 から求めるようにしてもよい。

 なお、ホイール圧発生装置300の制御方法 ついては、総制動力の求め方がマスタ圧発 装置200の制御方法の場合と異なるのみで、 の他については図12に示されたフローチャ トに基本的に従う。

 図14に示された総制動力特性を用いて、 12に示されたフローチャートに従ってホイー ル圧発生装置300と回生制動装置18を制御する 合、図15に示すように、ペダル反力が変動 ても、総制動力と減速度の変動を抑制する とができる。

 なお、本実施例では制動力を発生するす 装置が、マスタ圧発生装置200と、ホイール 発生装置300と、回生制動装置18と、から構 されているが、マスタ圧発生装置200は、エ ジン11の負圧を利用した負圧ブースタであっ てもよく、またホイール圧発生装置300は、単 なる液圧配管や車輪のロックを防ぐABS(Anti-loc k Brake System)であってもよい。