JP2016002776A - 車両用制動システム - Google Patents

Abstract

【課題】バイ・ワイヤ・ブレーキで遮断弁として用いる常開弁においてセルフロックが発生するのを防止する。
【解決手段】差圧検出部２０１は、第１液圧センサＰｐ、第２液圧センサＰｍの検出値に基づいて差圧を検出する。遮断圧設定部２０２は、マスタカットバルブ６０ａ（６０ｂ）が閉弁可能な最大差圧である遮断圧を設定する。比較部２０３は、差圧検出部２０１で検出した差圧と、遮断圧設定部２０２で設定する遮断圧とを比較する。この比較で、前者が後者より大きな状態が所定時間以上継続した場合は、バックアップ制御部２０４が、バックアップ制御を行う。すなわち、前者が後者より大きな状態が所定時間以上継続した場合は、そうでない場合よりも、モータ７２の作動を低減し、通電を停止してマスタカットバルブ６０ａ（６０ｂ）を開弁させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両用制動システムに関する。

車両の制動装置として用いられる所謂バイ・ワイヤ・ブレーキにおいては、マスタシリンダと、バイ・ワイヤ・ブレーキを駆動するアクチュエータとなるスレーブシリンダとの間の連通路に、マスタカットバルブと呼ばれる遮断弁が設けられている（特許文献１などを参照）。マスタカットバルブは、常開弁であり、運転者がブレーキペダルを操作すると通電されて閉弁し、運転者がブレーキペダルを踏んだときのマスタシリンダの液圧（油圧）は、正常時には、マスタカットバルブより下流側（スレーブシリンダ側）には伝達されない。その代り、ブレーキペダルストロークセンサで検出したブレーキペダルのストローク量などに基づいてスレーブシリンダが駆動し、バイ・ワイヤ・ブレーキとしての動作を行う。

特開２０１４−１９２４３号公報

しかしながら、マスタカットバルブは、内蔵のスプリングの付勢力により常開を維持している。そして、マスタカットバルブより下流のスレーブシリンダ側における液圧が当該スプリングの付勢力よりも大きくなってしまうと、マスタカットバルブが開かなくなってしまう現象であるセルフロックが発生するおそれがある。そして、セルフロックが発生すると、マスタカットバルブより下流側（スレーブシリンダ側）に残圧が生じ、ブレーキの引きずりによる燃費の悪化などの不具合が発生する。
本発明の課題は、バイ・ワイヤ・ブレーキで遮断弁として用いる常開弁を適切に作動させることである。

本発明は、マスタシリンダと、前記マスタシリンダと連通されて液圧を発生させるアクチュエータと、閉弁することで前記マスタシリンダと前記アクチュエータとの間の経路を遮断し、前記マスタシリンダ側の液圧が開弁方向に作用する常開弁と、前記常開弁より前記アクチュエータ側の液圧を検出する第１液圧センサと、少なくとも前記第１液圧センサで検出する液圧が前記常開弁の閉弁状態を維持できる予め定められた遮断圧以上のときには、そうでないときよりも前記アクチュエータの作動を低減し、また、前記常開弁を開弁させる制御を行う第１制御部と、を備えることを特徴とする車両用制動システムである。
本発明によれば、常開弁の不適切な作動の発生を未然に防止することができる。

この本発明において、前記常開弁より前記マスタシリンダ側の液圧を検出する第２液圧センサを備え、前記第１制御部は、前記第２液圧センサの検出した液圧と前記第１液圧センサの検出した液圧との差圧が所定圧以上となったときに、前記アクチュエータの作動の低減および前記常開弁の開弁を行うようにしてもよい。
本発明によれば、常開弁の不適切な作動の発生を未然に防止することができる。

前記の本発明において、前記遮断圧を前記常開弁の駆動電圧に応じて設定する遮断圧設定部を備えるようにしてもよい。
本発明によれば、不用意に第１制御部による制御が行われることを防止することができる。

前記の本発明において、前記アクチュエータが初期位置の状態にあり、また、前記常開弁が非通電状態にある場合に、前記第１液圧センサの検出する液圧が当該常開弁の開放圧以上であるときには、そうでないときよりも前記アクチュエータの作動を低減し、かつ、前記常開弁を開弁させる制御を行う第２制御部を備えるようにしてもよい。
本発明によれば、常開弁の不適切な作動の発生を解消することができる。

本発明によれば、バイ・ワイヤ・ブレーキで遮断弁として用いる常開弁において不適切な作動が発生するのを防止することができる。

本発明の一実施形態にかかる車両用制動システムの概要を表す構成図である。 本発明の一実施形態にかかる車両用制動システムのマスタカットバルブの概略構成を示す説明図である。 本発明の一実施形態にかかる車両用制動システムのＥＣＵの電気的な接続を示すブロック図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。
［車両用制動システム１０の概略構成］
図１は、本実施形態にかかる車両用制動システム１０の概要を表す構成図である。
車両用制動システム１０は、車両の摩擦制動力を発生するための装置である。車両用制動システム１０は、ブレーキペダル１２の操作により運転者が入力した踏力をブレーキ液の液圧（油圧）に変換するマスタシリンダ３４などを備えた入力装置１４、マスタシリンダと連通され、マスタシリンダ３４で発生したブレーキ液圧に応じて、または、そのブレーキ液圧とは無関係にブレーキ液圧を発生させて、バイ・ワイヤ・ブレーキを駆動するアクチュエータとなるスレーブシリンダ装置１６、車両挙動安定化装置（ＶＳＡ（登録商標）装置など）１８、ディスクブレーキ機構３０ａ〜３０ｄなどを備える。スレーブシリンダ装置１６は、モータ７２の駆動力を受けてブレーキ液圧を発生させる第１及び第２スレーブピストン７７ａ，７７ｂを備える。

なお、配管２２ａ〜２２ｆには、各部のブレーキ液圧を検出するブレーキ液圧センサＰｍ，Ｐｐ，Ｐｈが設けられている。また、ＶＳＡ装置１８は、ブレーキ液加圧用のポンプ７３を備える。
スレーブシリンダ装置１６には（ＶＳＡ装置１８を介して）、図示しない車両の右側前輪に設けられたディスクブレーキ機構３０ａで液圧により摩擦制動力を発生させるホイールシリンダ３２ＦＲと、左側後輪に設けられたディスクブレーキ機構３０ｂに液圧により摩擦制動力を発生させるホイールシリンダ３２ＲＬと、右側後輪に設けられたディスクブレーキ機構３０ｃに液圧により摩擦制動力を発生させるホイールシリンダ３２ＲＲと、左側前輪に設けられたディスクブレーキ機構３０ｄに液圧により摩擦制動力を発生させるホイールシリンダ３２ＦＬと、が接続される。

［車両用制動システム１０の基本動作］
次に、車両用制動システム１０の基本動作について説明する。
車両用制動システム１０では、スレーブシリンダ装置１６やバイ・ワイヤの制御を行う制御系（後述のＥＣＵ２００など）の正常作動時において、運転者がブレーキペダル１２を踏むと、いわゆるバイ・ワイヤ式のブレーキシステムがアクティブになる。具体的には、正常作動時の車両用制動システム１０では、運転者がブレーキペダル１２を踏むと（図示しないブレーキペダルストロークセンサで検出）、それぞれマスタカットバルブと呼ばれる第１遮断弁６０ａおよび第２遮断弁６０ｂが、マスタシリンダ３４と各車輪を制動するディスクブレーキ機構３０ａ〜３０ｄ（ホイールシリンダ３２ＦＲ，３２ＲＬ，３２ＲＲ，３２ＦＬ）との連通を遮断した状態で、スレーブシリンダ装置１６が、モータ７２の駆動により発生するブレーキ液圧を用いてディスクブレーキ機構３０ａ〜３０ｄを作動させて、各車輪を制動する。

また、正常作動時は、マスタカットバルブ（第１遮断弁）６０ａおよびマスタカットバルブ（第２遮断弁）６０ｂが遮断される一方、第３遮断弁６２が開弁され、ブレーキ液は、マスタシリンダ３４からストロークシミュレータ６４に流れ込むようになり、第１遮断弁６０ａおよび第２遮断弁６０ｂが遮断されていても、ブレーキ液が移動し、ブレーキペダル１２操作時にはストロークが生じ、ペダル反力が発生するようになる。

一方、車両用制動システム１０では、スレーブシリンダ装置１６などが不作動である異常時において、運転者がブレーキペダル１２を踏むと、既存の油圧式のブレーキシステムがアクティブになる。具体的には、異常時の車両用制動システム１０では、運転者がブレーキペダル１２を踏むと、マスタカットバルブ６０ａおよびマスタカットバルブをそれぞれ開弁状態とし、かつ、第３遮断弁６２を閉弁状態として、マスタシリンダ３４で発生するブレーキ液圧をディスクブレーキ機構３０ａ〜３０ｄ（ホイールシリンダ３２ＦＲ，３２ＲＬ，３２ＲＲ，３２ＦＬ）に伝達して、ディスクブレーキ機構３０ａ〜３０ｄ（ホイールシリンダ３２ＦＲ，３２ＲＬ，３２ＲＲ，３２ＦＬ）を作動させて各車輪を制動する。すなわち、この場合は、車両用制動システム１０をコンベンショナルブレーキとして動作させることができる。
その他の入力装置１４、スレーブシリンダ装置１６、ＶＳＡ装置１８の構成や動作は公知であるため、詳細な説明は省略する。

［マスタカットバルブの構成について］
図２は、マスタカットバブルの概略構成を示す説明図である。前記のとおり、マスタカットバルブ６０ａおよびマスタカットバルブ６０ｂ（両者は同じ構成である）は、運転者がブレーキペダル１２を踏んだときなどに閉じる常開弁である。マスタカットバルブ６０ａ（６０ｂ）は、それぞれ前記の配管２２ａ（２２ｄ）のマスタシリンダ３４側（ブレーキ液の上流側）である上流側配管２２ａ１（２２ｄ１）と、スレーブシリンダ１６側（ブレーキ液の下流側）である下流側配管２２ａ２（２２ｄ２）との間にそれぞれ介装されている。

マスタカットバルブ６０ａ（６０ｂ）の内部には、図２において上下方向に移動可能な可動コア１０１と、この可動コア１０１の先端部に設けられてマスタカットバルブ６０ａ（６０ｂ）を開閉する弁子１０２とが設けられている。すなわち、可動コア１０１は、その軸方向に移動することでマスタカットバルブ６０ａ（６０ｂ）を開閉する。また、マスタカットバルブ６０ａ（６０ｂ）の内部にはバネ１０３が設けられていて、このバネ１０３は、弁子１０２でマスタカットバルブ６０ａ（６０ｂ）を開くように可動コア１０１を図２で矢印１１１方向に付勢している。さらに、マスタカットバルブ６０ａ（６０ｂ）には弁子１０２を駆動する励磁コイル１０４が設けられている。符号１０５は弁子１０２を受ける弁座である。

マスタカットバルブ６０ａ（６０ｂ）は、励磁コイル１０４が通電されずに駆動されていないときには、通常は、バネ１０３で弁子１０２が矢印１１１側に付勢されて開弁されている。また、マスタカットバルブ６０ａ（６０ｂ）は、マスタシリンダ３４側の液圧が開弁方向に作用する。一方、励磁コイル１０４に通電されると、弁子１０２は電磁力によりバネ１０３の弾性力に抗して図２の矢印１１２方向に移動して、マスタカットバルブ６０ａ（６０ｂ）は閉じる。

ここで、マスタシリンダ３４側（ブレーキ液の上流側）と、スレーブシリンダ１６側（ブレーキ液の下流側）との液圧の差を、以下では単に「差圧」と呼ぶことにする。そして、マスタカットバルブ６０ａ（６０ｂ）が非通電状態にあるときは、開放圧（非通電状態でマスタカットバルブ６０ａ（６０ｂ）を開放できる最大差圧）により自己開弁することによりマスタカットバルブ６０ａ（６０ｂ）は開弁して、前記のように車両用制動システム１０をコンベンショナルブレーキとして動作させることができる。

しかし、マスタカットバルブ６０ａ（６０ｂ）が非通電状態であっても（運転者がブレーキペダル１２の踏み込みを開放しても）、スレーブシリンダ１６側（下流側）の液圧によるセルフシール力が前記の開放圧より大きい状態になると、マスタカットバルブ６０ａ（６０ｂ）は通電停止でも自己開弁できない状態であるセルフロック（矢印１１２の方向に弁子１０２がロックする）の状態に陥る。このセルフロックの状態では、ブレーキ液の液圧がスレーブシリンダ１６側（ブレーキ液の下流側）で残存するため、車両においてはブレーキの引きずりによる燃費の悪化などの不具合を生じることになる。

セルフロックは部品の故障ではないため、運転者のブレーキペダル１２の操作によりマスタシリンダ３４側（上流側）で液圧を発生させた場合は、差圧が低下して開放圧以下になればマスタカットバルブ６０ａ（６０ｂ）は開弁可能となる。しかし、この場合に、セルフロック状態でバイ・ワイヤ・ブレーキの液圧の制御を継続すれば、ブレーキペダル１２の操作の際にスレーブシリンダ１６側（下流側）の液圧が上昇するため、運転者の操作によるマスタカットバルブ６０ａ（６０ｂ）の自己開弁の可能性は大きく減少する。
そこで、以下では、前記のセルフロックの発生可能性が高い状態、または、セルフロックの発生を検出した場合に、当該状態を解消する制御の内容について説明する。

［バックアップ制御について］
図３は、ＥＣＵ２００の電気的な接続を示すブロック図である。ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２００は、所謂ＥＳＢ（Electric Servo Brake）−ＥＣＵであり、車両用制動システム１０によるバイ・ワイヤ・ブレーキ動作などの制御を行う。特に、ＥＣＵ２００には、前記ブレーキ液圧センサＰｍ，Ｐｐ，Ｐｈのうち、マスタカットバルブ６０ａ（６０ｂ）よりスレーブシリンダ１６側（下流側）の液圧を検出するブレーキ液圧センサ（第１液圧センサ）Ｐｐ、および、マスタカットバルブ６０ａ（６０ｂ）よりマスタシリンダ３４側（上流側）の液圧を検出するブレーキ液圧センサ（第２液圧センサ）Ｐｍの検出値が入力される。また、ＥＣＵ２００は、バイ・ワイヤ・ブレーキを駆動するアクチュエータとなるスレーブシリンダ１６のモータ７２を駆動する駆動回路２１１と、マスタカットバルブ６０ａ（６０ｂ）の励磁コイル１０４を駆動する駆動回路２１２とを備えている。

ＥＣＵ２００において、第１制御部２０５は、少なくとも第１液圧センサＰｐで検出するスレーブシリンダ１６側（下流側）の液圧がマスタカットバルブ６０ａ（６０ｂ）の閉弁状態を維持できる遮断圧以上か否かを判断する。そして、遮断圧以上のときには、そうでないときよりもモータ７２の作動を低減し（または停止し）、また、励磁コイル１０４への通電を停止してマスタカットバルブ６０ａ（６０ｂ）を開弁させるバックアップモードに移行するバックアップ制御を行う。

より具体的には、第１制御部２０５は、差圧検出部２０１、遮断圧設定部２０２、比較部２０３、および、バックアップ制御部２０４を備えている。差圧検出部２０１は、第１液圧センサＰｐ、第２液圧センサＰｍの検出値に基づいて差圧を検出する。遮断圧設定部２０２は、マスタカットバルブ６０ａ（６０ｂ）が励磁コイル１０４で発生する磁界により閉弁可能な最大差圧である所定圧（遮断圧）を設定する。比較部２０３は、差圧検出部２０１で検出した差圧と、遮断圧設定部２０２で設定する遮断圧とを比較する。そして、比較部２０３で、差圧検出部２０１で検出した差圧と、遮断圧設定部２０２で設定する遮断圧とを比較して、前者が後者より大きな状態が所定時間以上継続した場合は、バックアップ制御部２０４が、バックアップ制御を行う。すなわち、バックアップ制御部２０４は、前者が後者より大きな状態が所定時間以上継続した場合は、そうでない場合よりも、モータ７２の作動を低減し（または停止し）、また、励磁コイル１０４への通電を停止してマスタカットバルブ６０ａ（６０ｂ）を開弁させるバックアップモードに移行するバックアップ制御を行う。なお、バックアップモードで、モータ７２の作動を停止し、励磁コイル１０４への通電を停止してマスタカットバルブ６０ａ（６０ｂ）を開弁させる場合には、車両用制動システム１０は、前記のコンベンショナルブレーキとして動作する。

すなわち、制御中に遮断圧以上の差圧（マスタシリンダ３４側（上流側）の液圧が高い状態）が発生すると、一度、マスタカットバルブ６０ａ（６０ｂ）は開弁して、ブレーキ液がマスタシリンダ３４側（上流側）からスレーブシリンダ１６側（下流側）に流れ、これにより差圧が減少するとマスタカットバルブ６０ａ（６０ｂ）は閉弁する。そして、前記のマスタカットバルブ６０ａ（６０ｂ）の開弁中に上流側から下流側に流れるブレーキ液の液量が一定量より多いと、スレーブシリンダ１６側（下流側）の液圧が高まり、その後の閉弁後にセルフロックが発生するおそれがある。
そこで、差圧（スレーブシリンダ１６側（下流側）の液圧が高い場合）が遮断圧より大きな状態が所定時間以上継続した場合にバックアップモードに移行することで、セルフロックの発生を未然に防止することができる。

また、遮断圧を設定する遮断圧設定部２０２は、駆動回路２１２によるマスタカットバルブ６０ａ（６０ｂ）の駆動電圧に応じて、当該遮断圧を様々に設定することができる。
例えば、マスタカットバルブ６０ａ（６０ｂ）の駆動電圧が高い場合には遮断圧が高くなるので、この場合には遮断圧設定部２０２で設定する遮断圧を下げることで、セルフロックを防止することができる。
また、マスタカットバルブ６０ａ（６０ｂ）の駆動電圧が低い場合には遮断圧が低くなるので、この場合には遮断圧設定部２０２で設定する遮断圧を上げることで不必要にバックアップモードに移行することを防止することができる。

第２制御部２２１は、バイ・ワイヤ・ブレーキのアクチュエータとなるスレーブシリンダ１６が初期位置の状態にあり（スレーブシリンダ１６のストロークが０の状態）、スレーブシリンダ１６側（下流側）の液圧が最大限に減圧された状態のときは、次の判断を行う。すなわち、第２制御部２２１は、マスタカットバルブ６０ａ（６０ｂ）が非通電状態で、かつ、第１液圧センサＰｐで検出するスレーブシリンダ１６側（下流側）の液圧が前記の開放圧（マスタカットバルブ６０ａ（６０ｂ）が非通電状態のときに、マスタカットバルブ６０ａ（６０ｂ）を開弁できる最大差圧）以上になっていないかを判断する。当該条件を満たすときは、セルフロックが発生しているので、そうでない場合よりも、モータ７２の作動を低減し（または停止し）、また、励磁コイル１０４への通電を停止してマスタカットバルブ６０ａ（６０ｂ）を開弁させるバックアップモードに移行するバックアップ制御を行う。この場合も、車両用制動システム１０は、前記のコンベンショナルブレーキとして動作する。
この場合には、モータ７２の作動を低減（または停止）して、マスタカットバルブ６０ａ（６０ｂ）を開弁させる方向に制御することで、差圧を低減し、セルフロックの発生を解消することができる。

１０ 車両用制動システム
１６ スレーブシリンダ（アクチュエータ）
３４ マスタシリンダ
６０ａ，６０ｂ マスタカットバルブ（常開弁）
２０２ 遮断圧設定部
２０５ 第１制御部
２２１ 第２制御部
Ｐｐ 第１液圧センサ
Ｐｍ 第２液圧センサ

Claims (4)

1. マスタシリンダと、
   前記マスタシリンダと連通されて液圧を発生させるアクチュエータと、
   閉弁することで前記マスタシリンダと前記アクチュエータとの間の経路を遮断し、前記マスタシリンダ側の液圧が開弁方向に作用する常開弁と、
   前記常開弁より前記アクチュエータ側の液圧を検出する第１液圧センサと、
   少なくとも前記第１液圧センサで検出する液圧が前記常開弁の閉弁状態を維持できる予め定められた遮断圧以上のときには、そうでないときよりも前記アクチュエータの作動を低減し、また、前記常開弁を開弁させる制御を行う第１制御部と、
   を備えることを特徴とする車両用制動システム。
2. 前記常開弁より前記マスタシリンダ側の液圧を検出する第２液圧センサを備え、
   前記第１制御部は、前記第２液圧センサの検出した液圧と前記第１液圧センサの検出した液圧との差圧が所定圧以上となったときに、前記アクチュエータの作動の低減および前記常開弁の開弁を行うことを特徴とする請求項１に記載の車両用制動システム。
3. 前記遮断圧を前記常開弁の駆動電圧に応じて設定する遮断圧設定部を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用制動システム。
4. 前記アクチュエータが初期位置の状態にあり、かつ、前記常開弁が非通電状態にある場合に、前記第１液圧センサの検出する液圧が当該常開弁の開放圧以上であるときには、そうでないときよりも前記アクチュエータの作動を低減し、また、前記常開弁を開弁させる制御を行う第２制御部を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかの一項に記載の車両用制動システム。

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