JP2007223430A - Brake device for in-wheel motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車輪を回転駆動するモータをホイール内に備えるインホイールモータ車用のブレーキ装置に関する。 The present invention relates to a brake device for an in-wheel motor vehicle equipped with a motor for rotating the wheel in the wheel.
従来から、マスタシリンダからの液圧で作動される液圧式ブレーキ機構にパーキングブレーキ機構としての機械式ブレーキ機構を併設してブレーキ装置において、カム溝を形成したカムシャフトをキャリパに設け、このカムシャフトをブレーキレーバーで回動し、前記カム溝に係合させた従動ロッドを駆動することにより摩擦パッドを機械的に押動して制動作用を行う技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
ところで、近年では、車輪を回転駆動するモータをホイール内に備えるインホイールモータ車が開発されている。このインホイールモータ車においては、モータを車輪の駆動源として機能させるのみならず、油圧ポンプと協働してブレーキ油圧発生源としても機能させる構成が有用である。 In recent years, in-wheel motor vehicles have been developed that include a motor for rotating the wheel in the wheel. In this in-wheel motor vehicle, a configuration is useful in which the motor not only functions as a wheel drive source but also functions as a brake hydraulic pressure generation source in cooperation with the hydraulic pump.
しかしながら、かかる構成では、モータの回転出力が低下する低車速域では、それに伴って油圧ポンプが出力できる油圧が低下するので、例えば停車に必要な制動力が十分得られないという問題点がある。 However, in such a configuration, in a low vehicle speed range in which the rotational output of the motor decreases, the hydraulic pressure that can be output by the hydraulic pump decreases accordingly, and thus there is a problem that a braking force necessary for stopping the vehicle cannot be sufficiently obtained.
そこで、本発明は、油圧ポンプの出力する油圧が低下した場合にも必要な制動力を発生することができるインホイールモータ車用のブレーキ装置の提供を目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a brake device for an in-wheel motor vehicle that can generate a necessary braking force even when the hydraulic pressure output from the hydraulic pump decreases.
上記目的を達成するため、第1の発明は、車輪を回転駆動するモータをホイール内に備えるインホイールモータ車用のブレーキ装置において、
モータの出力軸に接続され、モータの回転出力により作動する油圧ポンプと、
車輪に作用する摩擦部材と、前記油圧ポンプに連通される油圧シリンダと、前記油圧シリンダ内に設けられ、前記油圧シリンダ内に導かれる油圧の作用により、車輪に対して摩擦部材を押圧するピストンとを含み、前記摩擦部材に対するピストンの押圧力により車輪に制動力を付与する油圧ブレーキ機構と、
前記油圧シリンダ内に導かれる油圧を制御する油圧制御手段と、
前記油圧ブレーキ機構に対して設けられ、前記摩擦部材を押圧した状態で前記ピストンをロックするロック機構と、を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first invention provides a brake device for an in-wheel motor vehicle including a motor for rotating the wheel in the wheel.
A hydraulic pump connected to the output shaft of the motor and operated by the rotational output of the motor;
A friction member that acts on the wheel, a hydraulic cylinder that communicates with the hydraulic pump, and a piston that is provided in the hydraulic cylinder and that presses the friction member against the wheel by the action of hydraulic pressure guided into the hydraulic cylinder; A hydraulic brake mechanism that applies a braking force to a wheel by a pressing force of a piston against the friction member;
Hydraulic control means for controlling the hydraulic pressure introduced into the hydraulic cylinder;
A locking mechanism that is provided to the hydraulic brake mechanism and locks the piston while pressing the friction member.
第2の発明は、第1の発明に係るにおいて、
前記ロック機構は、
前記ピストンの外周面に凹設される溝部と、
前記溝部に嵌合して前記ピストンをロックする係止部を有し、前記油圧シリンダの周壁に形成された穴を介して前記油圧シリンダ内に進入又は前記油圧シリンダ内から退出するよう作動され、進入位置で前記係止部が前記溝部に嵌合されて前記ピストンのロック状態を形成し、退出位置で前記係止部が前記溝部から離反して前記ピストンのアンロック状態を形成する係止部材とを含み、
前記ロック機構の作動状態では、前記係止部材が前記進入位置に向けて付勢された状態が形成され、前記ピストンがロック位置に至った際に前記係止部が前記溝部に嵌合して前記ロック状態が実現されることを特徴とする。これにより、簡易な構成でロック機構を実現することができる。
The second invention relates to the first invention,
The locking mechanism is
A groove formed in the outer peripheral surface of the piston,
It has a locking part that fits into the groove part and locks the piston, and is operated to enter or exit from the hydraulic cylinder through a hole formed in the peripheral wall of the hydraulic cylinder, A locking member in which the locking portion is fitted into the groove portion at the entry position to form a locked state of the piston, and the locking portion is separated from the groove portion at the retracted position to form an unlocked state of the piston. Including
In the operating state of the locking mechanism, a state is formed in which the locking member is biased toward the entry position, and when the piston reaches the lock position, the locking portion is fitted into the groove portion. The locked state is realized. Thereby, a lock mechanism is realizable with a simple structure.
第3の発明は、第1又は2の発明に係るにおいて、
前記油圧ブレーキ機構は、前記ピストンを第1ピストンとして、第2ピストンを更に含み、
前記第2ピストンは、前記第1ピストンと同一方向に移動可能であり、該移動方向に沿って収縮可能な弾性体を介して前記第1ピストンに接続され、
前記第1ピストンがロック位置にあるとき、第2ピストンは、前記弾性体の反発力の作用により、前記摩擦部材を押圧することを特徴とする。これにより、部品精度の影響を受け難い態様で適切な制動力を、第1ピストンのロック状態において発生することができる。
The third invention relates to the first or second invention,
The hydraulic brake mechanism further includes a second piston using the piston as a first piston,
The second piston is movable in the same direction as the first piston, and is connected to the first piston via an elastic body that can contract along the moving direction,
When the first piston is in the locked position, the second piston presses the friction member by the action of the repulsive force of the elastic body. As a result, an appropriate braking force can be generated in a locked state of the first piston in a manner that is not easily affected by the component accuracy.
第4の発明は、第1〜3の発明に係るにおいて、
前記ロック機構は、車両が停止する前段階で作動されることを特徴とする。これにより、ピストンのロック状態において発生する制動力により車両の停止を実現することができる。
The fourth invention relates to the first to third inventions,
The lock mechanism is actuated at a stage before the vehicle stops. As a result, the vehicle can be stopped by the braking force generated when the piston is locked.
第5の発明は、第1〜4の発明に係るにおいて、
前記ロック機構は、停車状態において作動状態が維持されることを特徴とする。これにより、ピストンのロック状態において発生する制動力により車両の停止を維持することができる。
The fifth invention relates to the first to fourth inventions,
The lock mechanism is maintained in an operating state when the vehicle is stopped. Thereby, the stop of the vehicle can be maintained by the braking force generated in the locked state of the piston.
第6の発明は、第1〜5の発明に係るにおいて、
前記ロック機構は、車両が発進する段階で作動状態が解除されることを特徴とする。これにより、車両の発進時に、ロック機構の影響を受けることのない適切な加速を保証することができる。
The sixth invention relates to the first to fifth inventions,
The lock mechanism is released from the operating state when the vehicle starts. As a result, it is possible to ensure appropriate acceleration without being affected by the lock mechanism when the vehicle starts.
第7の発明は、第1〜6の発明に係るにおいて、
前記ピストンのロック位置は、前記ピストンの移動ストローク内における最大移動位置よりも手前に設定されることを特徴とする。これにより、ロック機構の非作動状態で、ピストンのロック状態において発生する制動力よりも大きな制動力の発生が可能となり、緊急制動等に対応することができる。
In a seventh invention according to the first to sixth inventions,
The piston locking position is set before the maximum movement position in the movement stroke of the piston. Accordingly, it is possible to generate a braking force larger than the braking force generated in the locked state of the piston when the lock mechanism is not operated, and it is possible to cope with emergency braking or the like.
第8の発明は、第1〜7の発明に係るにおいて、
前記ロック機構は、車速が所定値以上でブレーキペダルの操作が検出された場合には、作動が禁止されることを特徴とする。これにより、緊急制動等のように、ピストンのロック状態において発生する制動力よりも大きな制動力が必要な場面で、ピストンのロック状態が実現されるのが防止される。
The eighth invention relates to the first to seventh inventions,
The lock mechanism is prohibited from operating when a vehicle speed is equal to or higher than a predetermined value and an operation of a brake pedal is detected. This prevents the piston from being locked in a scene where a braking force greater than the braking force generated in the piston locked state is required, such as emergency braking.
本発明によれば、油圧ポンプの出力する油圧が低下した場合にも必要な制動力を発生することができるインホイールモータ車用のブレーキ装置が得られる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the brake device for in-wheel motor vehicles which can generate | occur | produce a required braking force even when the hydraulic pressure which a hydraulic pump outputs falls can be obtained.
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明によるインホイールモータ車用のブレーキ装置の実施例1が適用された車輪の主要部を示す断面図である。尚、以下の説明では、1つの車輪について説明するが、他の車輪については、特に言及しない限り、同様の構成であってよい。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing a main part of a wheel to which a first embodiment of a brake device for an in-wheel motor vehicle according to the present invention is applied. In the following description, one wheel will be described, but the other wheels may have the same configuration unless otherwise specified.
本明細書及び添付の特許請求の範囲において、用語「ホイール内」とは、ホイール10のリム内周面10aより囲繞される略円柱形の空間を意味する。但し、ある部品がホイール内に配置される等の表現は、必ずしも当該部品の全体がホイール内に配置されることを意味せず、部分的にホイール内からはみ出す構成を除外するものではない。
In the present specification and the appended claims, the term “in the wheel” means a substantially cylindrical space surrounded by the rim inner
インホイールモータ車においては、図1に示すように、ホイール内に駆動用モータ60及びプラネタリギア80が配置される。
In an in-wheel motor vehicle, as shown in FIG. 1, a
モータ60は、ステータコア61と、ステータコイル62と、ロータ63とを含む。ステータコア61は、ケース32に固定される。ステータコイル62は、ステータコア61に巻回される。モータ60が三相モータである場合、ステータコイル62は、U相コイル、V相コイルおよびW相コイルからなる。ロータ63は、ステータコア61およびステータコイル62の内周側に配置される。
プラネタリギア80は、プラネタリギア80はモータ60の回転の減速機構を構成し、サンギア軸81と、サンギア82と、ピニオンギア83と、プラネタリキャリア84と、リングギア85と、ピン86とを含む。
The
サンギア軸81は、モータ60のロータ63と連結される。サンギア軸81は、ベアリング73,74により回転自在に支持される。サンギア82は、サンギア軸81に連結される。ピニオンギア83は、サンギア82と噛合い、ピン86の外周に配設されたベアリング77により回転自在に支持される。プラネタリキャリア84は、ピニオンギア83に連結され、シャフト110にスプライン嵌合される。プラネタリキャリア84は、ベアリング76により回転自在に支持される。リングギア85は、ケース32に固定される。モータ60のロータ63が回転すると、ピニオンギア83が自転しながらサンギア82回りを公転する。この自転分により、モータ60のロータ63の回転が、プラネタリギア80を介してシャフト110に減速して伝達されることになる。
Sun
尚、本発明は、モータ60の構成や減速機構について特定するものではなく、如何なるモータ60の構成や減速機構に対しても適用可能である。例えばモータは、図示のようなインナーロータ式のモータである必要はなく、アウターロータ式のモータであってもよい。また、モータ60の回転出力は、例えばプラネタリーギアユニットからなる変速機構を介して出力されるものであってもよい。
The present invention does not specify the configuration of the
シャフト110は、車軸を構成し、ホイールハブ20およびプラネタリキャリア84にスプライン嵌合され、モータ60の回転出力に伴って回転する。シャフト110には、内部にオイル通路111およびオイル孔112が形成される。シャフト110の端部(車両内側の端部)には、オイルポンプ90が配設される。オイルポンプ90の入力軸(回転軸)は、シャフト110に回転不能に接続される。尚、オイルポンプ90の入力軸は、シャフト110と一体であってもよい。
The
オイルポンプ90は、オイル溜130に溜まったオイルをオイル通路120を介して汲み上げ、その汲み上げたオイルをオイル通路111へ供給する。オイル通路111のオイルは、シャフト110回転時の遠心力により、オイル孔112を介してプラネタリギア80へと供給される。例えば、図示の例では、オイル通路121が、プラネタリギア80のピン86の内部に設けられる。これにより、プラネタリギア80の冷却及び潤滑が実現される。尚、このようにしてプラネタリギア80へと供給されたオイルは、オイル溜130に戻される。このようにして、本実施例では、モータ60の回転出力を利用してモータ60内に油を循環させる油循環機構が構成される。
The
尚、本発明は、特に油循環機構の詳細について特定するものではなく、モータ60の回転出力を利用してモータ60内に油を循環させる機構であれば、オイルポンプの構成や循環路の構成は如何なるものであってもよい。例えば、図示の例では、オイルポンプ90は、ギアポンプで構成されているが、外接歯車ポンプ、内接歯車ポンプ(クレセントの有無を問わず)等如何なる種類のギアポンプであってもよく、また、ベーンポンプ等の他のタイプのポンプであってもよい。
The present invention does not particularly specify the details of the oil circulation mechanism, and any oil pump configuration or circulation path configuration may be used as long as it is a mechanism that circulates oil in the
ケース32には、ボールジョイント140,150が固定される。アッパーアーム170は、一方端がボールジョイント140に連結され、他方端が車体200に固定される。ロアアーム180は、一方端がボールジョイント150に連結され、他方端が車体に固定される。そして、アッパーアーム170およびロアアーム180は、他方端が矢印6の方向に自在に回転できるように車体に固定される。また、バネ190が車体とロアアーム180との間に設けられる。これにより、車輪は車体に懸架される。尚、本発明は、特に油懸架機構について特定するものではなく、図示のようなマルチリンク式のサスペンションに限らず、ストラット式サスペンション等の他の形式のサスペンションが採用されてもよい。
Ball joints 140 and 150 are fixed to the case 32. The
インホイールモータ車においては、図1に示すように、ホイール内に油圧ブレーキ機構が配設される。図示の例の油圧ブレーキ機構は、ディスクブレーキ装置からなり、ブレーキロータ40とブレーキキャリパ50とを含む。尚、本発明は、ホイール内のスペースに依存するが、油圧ブレーキ機構であれば、ドラムブレーキ等のような他の種類の油圧ブレーキ機構にも適用可能である。
In an in-wheel motor vehicle, as shown in FIG. 1, a hydraulic brake mechanism is disposed in the wheel. The hydraulic brake mechanism in the illustrated example includes a disc brake device and includes a
ブレーキロータ40は、内周端がネジ3,4によってホイールハブ20の外周端に固定され、外周端がブレーキキャリパ50内を通過するように配置される。ブレーキキャリパ50は、ケース32に固定される。ブレーキキャリパ50は、ピストン51と、ホイルシリンダ55と、ブレーキパッド52,53とを含む。ブレーキパッド52,53は、ブレーキロータ40の外周端を挟み込む。
The
本実施例による油圧ブレーキ機構は、ピストン51の移動を所定位置でロックするように作動するロック機構700を備える。ロック機構700の構成及び作用については、後に図4を参照して説明する。
The hydraulic brake mechanism according to this embodiment includes a
ブレーキオイルがホイルシリンダ55に供給されると、ピストン51は、紙面右側へ移動し、ブレーキパッド52を紙面右側へ押す。ブレーキパッド52がピストン51によって紙面右側へ移動すると、それに応答してブレーキパッド53が紙面左側へ移動する。これにより、ブレーキパッド52,53は、ブレーキロータ40の外周端を挟み込み、車輪にブレーキがかけられる。
When the brake oil is supplied to the
本実施例による油圧ブレーキ機構は、オイルポンプ90を油圧発生源として動作するように構成されている。具体的には、ホイルシリンダ55とオイルポンプ90の吐出口との間には、オイル通路300が設定される。オイル通路300は、図示のようにブレーキホース等を介してホイルシリンダ55に連通されてよい。これにより、プラネタリギア80の冷却及び潤滑のための油循環機構で用いるオイルを利用して、車輪に制動力を付与することが可能となる。また、制動力の発生に必要な油圧は、油循環機構用のオイルポンプ90を利用して生成されるので、新たなポンプを設定することなく、車輪に制動力を付与することが可能となる。即ち、オイルポンプ90を油循環機構と油圧ブレーキ機構とで共用することで、限られたホイール内のスペースを効率的に用いて、ホイール内に油圧ブレーキ機構の油圧発生源を設定することができる。
The hydraulic brake mechanism according to the present embodiment is configured to operate using the
オイル通路300には、後述する冷却カット弁400、増圧リニア弁410及び減圧リニア弁420(図2参照)が設けられる。尚、図示の例では、冷却カット弁400(図1のビューでは見えない)、増圧リニア弁410及び減圧リニア弁420を含むユニットは、オイルポンプ90の径方向外側に隣接して配置されているが、オイルポンプ90の車両内側に隣接して配置されてもよく、また、オイルポンプ90を含む一体のユニットで構成されてもよい。オイル通路300には、また、逆止弁310が設けられてよい。逆止弁310は、オイルポンプ90からホイルシリンダ55に向かうオイルの流れのみを許容する一方向弁である。
The
図2は、本実施例のインホイールモータ車用のブレーキ装置の主要回路を示す図である。図2に示すように、オイルポンプ90の吐出口は、冷却カット弁400を介してオイル通路111に接続される。冷却カット弁400は、常態が開であるノーマルオープンバルブである。冷却カット弁400が開状態のとき、上述の如く、オイルポンプ90の吐出口から供給されるオイルは、モータ60の冷却ないしプラネタリギア80の潤滑のために用いられる。
FIG. 2 is a diagram showing a main circuit of the brake device for the in-wheel motor vehicle of the present embodiment. As shown in FIG. 2, the discharge port of the
オイルポンプ90の吐出口は、オイル通路300により増圧リニア弁410を介して車輪のブレーキキャリパ50のホイルシリンダ55に接続される。増圧リニア弁410は、常態が閉であるノーマルクローズドバルブである。増圧リニア弁410は、後述する制御装置500から駆動信号を供給されると、その駆動信号の大きさに応じて開度を増加させるリニア制御弁である。従って、増圧リニア弁410に供給する駆動電流に基づいて、ホイルシリンダ55へ流入するブレーキフルードの量をリニアに制御することができる。これにより、ホイルシリンダ55の油圧は、増圧リニア弁410の開度の増加量に比例して増加される。
The discharge port of the
増圧リニア弁410とホイルシリンダ55との間には、減圧リニア弁420が接続される。減圧リニア弁420は、ホイルシリンダ55とオイル溜(リザーバータンク)130とを接続する。減圧リニア弁420は、常態が閉であるノーマルクローズドバルブである。減圧リニア弁420は、主にホイルシリンダ55の油圧を減少させるために開弁される。
A pressure reducing
ホイルシリンダ55の前段には、油圧センサ430が設けられる。油圧センサ430は、ホイルシリンダ55内の油圧(ホイルシリンダ圧)を検出するために設けられる。また、オイルポンプ90と増圧リニア弁410との間には、油圧センサ432が設けられる。油圧センサ432は、オイルポンプ90により生成される油圧(ポンプ圧)を検出するために設けられる。
An
図3は、本実施例のインホイールモータ車用のブレーキ装置に対する制御装置500の機能ブロック図である。制御装置500は、図示しないバスを介して互いに接続されたCPU、ROM、及びRAM等からなるマイクロコンピュータとして構成されている。ROMには、CPUが実行するプログラムやデータが格納されている。
FIG. 3 is a functional block diagram of the
制御装置500には、CAN(Controller Area Network)や高速通信バス等の適切なバスを介して、モータ60の回転駆動を制御するECU等の各種制御装置や、油圧センサ430,432や、ブレーキ操作量検出手段600、車輪速センサ610やアクセル開度センサ620等の各種センサが接続される。また、制御装置500には、制御対象部品である冷却カット弁400、増圧リニア弁410及び減圧リニア弁420が電気的に接続される。
The
ブレーキ操作量検出手段600は、ブレーキペダルの操作量(操作ストローク)に応じた信号を出力するストロークセンサや、ブレーキ踏力に応じた信号を出力する踏力センサであってよい。或いは、マスタシリンダを有する構成の場合には、ブレーキ操作量検出手段600は、マスタシリンダ圧に応じた信号を出力するマスタ圧センサであってよい。複数のセンサ(例えばストロークセンサ及びマスタ圧センサ等)を有する場合、ブレーキ操作量検出手段600は、これらの信号から多数決の原理でブレーキ操作量を決定してもよい。これにより、ストロークセンサ及びマスタ圧センサ等の一部に異常が生じた場合にも、ブレーキ操作量を適正に検出することができる。 The brake operation amount detection means 600 may be a stroke sensor that outputs a signal corresponding to the operation amount (operation stroke) of the brake pedal, or a pedaling force sensor that outputs a signal corresponding to the brake pedaling force. Alternatively, in the case of a configuration having a master cylinder, the brake operation amount detection means 600 may be a master pressure sensor that outputs a signal corresponding to the master cylinder pressure. When a plurality of sensors (for example, a stroke sensor and a master pressure sensor) are provided, the brake operation amount detection means 600 may determine the brake operation amount based on the majority rule from these signals. Thereby, even when an abnormality occurs in a part of the stroke sensor, the master pressure sensor, or the like, the brake operation amount can be properly detected.
制御装置500は、図3に示すように、ブレーキ操作判定部510及びブレーキ操作時制御部530を備える。
As shown in FIG. 3, the
ブレーキ操作判定部510は、ブレーキ操作量検出手段600の検出結果に基づいて、ブレーキペダルの操作の有無を検出する。
The brake
ブレーキ操作時制御部530は、ブレーキ操作判定部510の判定結果、ブレーキペダルが操作されたと判定された場合に、動作する。ブレーキペダルが操作されたと判定されると、通常走行時制御部520は冷却カット弁400を閉弁する。冷却カット弁400が閉弁されると、オイルポンプ90の吐出口から吐出されるオイルは、オイル通路300により車輪のブレーキキャリパ50のホイルシリンダ55に供給可能な状態となる。
The brake
以後、ブレーキ操作時制御部530は、ブレーキペダルの操作が終了するまで、通常のブレーキ制御と同様の態様で、増圧リニア弁410及び減圧リニア弁420の開閉状態を制御して、ブレーキペダルの操作量に応じた制動力を発生させる。即ち、ブレーキ操作時制御部530は、増圧リニア弁410及び減圧リニア弁420の開度を調整することで、ホイルシリンダ圧を任意の液圧に制御する。
Thereafter, the brake
このように、本実施例によれば、オイルポンプ90の発生する油圧を利用して、ブレーキ操作量に応じたホイルシリンダ圧を発生することで、通常ブレーキ制御を実現することができる。また、通常ブレーキ制御中に車輪のロック傾向が生じた場合に、車輪のスリップ率が所定値を越えないように各輪のホイルシリンダ圧を増減させることで、アンチロックブレーキシステム(ABS)の機能を実現することができる。更に、自動ブレーキ制御の要求に応じて各輪のホイルシリンダ圧を適宜制御することで、トラクションコントロール(TRC)の機能、車両姿勢制御(VSC)、その他のブレーキ制御を実現することができる。
Thus, according to the present embodiment, normal brake control can be realized by using the hydraulic pressure generated by the
また、本実施例では、上述の如く、油循環機構で用いられるオイルポンプ90を油圧ブレーキ機構の油圧発生源として利用することで、油圧発生源として通常的に用いられるブレーキアクチュエータのポンプ系(ポンプ、モータ、アキュムレータ)を廃止することが可能となる。但し、本発明は、この種のポンプ系を設定する構成を完全に除外するものではなく、例えばオイルポンプ90から吐出された高圧のブレーキオイルを蓄えるアキュムレータが、オイルポンプ90と増圧リニア弁410の間に設けられてもよい。
In this embodiment, as described above, the
図4は、本実施例によるロック機構700を備える油圧ブレーキ機構の主要断面を概略的に示す図であり、図4(A)は、ピストン51のアンロック状態を示し、図4(B)は、ピストン51のロック状態を示す。尚、図4は、図1のX部の部分図に相当し、車両外側の構成の一部(ブレーキパッド53側の構成、例えばブレーキキャリパ50のつめ部等)が図面上省略されている。また、車両内側のブレーキパッド52の構成についても、裏金やシム等が図面上省略されている。
FIG. 4 is a diagram schematically showing a main cross section of a hydraulic brake mechanism including a
図4に示す例では、ロック機構700は、ピストン51の外周面に凹設される環状溝51aと、環状溝51aに嵌合してピストン51の移動をロックする係止部材710と、を含む。尚、ピストン51の外周面には、環状のシール706が設けられる。これにより、ピストン51は、ピストン移動方向Yに沿って、ホイルシリンダ55内における液密状態を維持した移動(摺動)が可能となる。
In the example shown in FIG. 4, the
係止部材710は、ソレノイド714により電磁的に作動される磁性体のプランジャにより実現される。係止部材710は、ホイルシリンダ55の径方向に設けられ、ホイルシリンダ55の周壁に形成された穴55aを介してホイルシリンダ55内に進入又はホイルシリンダ55内から退出するよう作動される。進入位置では、係止部材710の先端部712(係止部)が環状溝51aに嵌合されてピストン51のロック状態が形成される。また、退出位置では、係止部材710の先端部712が環状溝51aから離反してピストン51のアンロック状態が形成される。
The locking
係止部材710は、図4に示すように、スプリング716により進入位置に向けて付勢されている。ソレノイド714が通電されると、係止部材710がスプリング716の力に抗して退出位置へと吸引されて、図4(A)に示すような、ピストン51のアンロック状態が形成される。ソレノイド714に対する通電が解除されると、係止部材710は、スプリング716により進入位置に向けて付勢された状態となる。この状態において、この状態において、ピストン51が移動し、環状溝51aの位置が、ピストン移動方向Yで、穴55aの位置(係止部材710の位置)に対応した際、進入位置に向けて付勢されている係止部材710が環状溝51aに嵌る。これにより、図4(B)に示すようなピストン51のロック状態が実現される。
As shown in FIG. 4, the locking
このような構成においては、ソレノイド714が通電されている状態では、係止部材710が退出位置へと吸引されているので、ピストン51が移動して環状溝51aの位置が穴55aの位置に対応した場合であっても、ピストン51のロック状態は実現されない。また、ソレノイド714が通電されていない状態であっても(即ちロック機構700が作動した状態であっても)、ピストン51が移動して環状溝51aと穴55aの位置が対応しない限り、ピストン51のロック状態は実現されない。
In such a configuration, when the
本実施例では、ブレーキパッド52を押圧した位置でピストン51をロックすることで、ピストン51がロック状態にあるときに制動力が発生するようにする。以下、ピストン51がロック状態にあるときに発生する制動力を「ロック時制動力」ともいう。また、ピストン51がロック位置にあるときのホイルシリンダ圧を、「ロック位置シリンダ圧」という。
In this embodiment, the
ピストン51のロック位置(穴55aの位置)は、ロック時制動力により停車させることができるようにないし当該停車状態を維持できるように設定される。即ち、ピストン51のロック位置は、ロック時制動力が、停車に必要な制動力ないし停車状態を維持できるような制動力(以下、これを「停車制動力」という)に対応するように、決定される。
The lock position of the piston 51 (the position of the
ピストン51のロック状態が一旦実現されると、ソレノイド714が通電されてロック状態が解除されるまで、ブレーキパッド52,53がブレーキロータ40の外周端を押圧して挟み込んだ状態が維持され、ロック時制動力(停車制動力)の発生状態が維持される。この状態は、ホイルシリンダ55内の油圧の大きさに無関係に維持される。即ち、ホイルシリンダ55内の油圧が低下した場合であっても、ロック状態が解除されない限り、一定のロック時制動力が発生した状態が維持される。
Once the locked state of the
図5は、本実施例のロック機構700により実現される制動力補充・維持機能を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a braking force supplement / maintenance function realized by the
図5には、オイルポンプ90の生成するポンプ油圧により発生可能な制動力と車速(V)との関係が実線にて示され、停車制動力が破線にて示されている。図5に示すように、ポンプ油圧(又はポンプ吐出量)は、車速(V)と略比例した関係を有する。即ち、ポンプ油圧は、モータ60の回転速度(又はモータ60の回転数)に依存する。これは、オイルポンプ90は、上述の如くモータ60の回転出力により動作されるためである。このため、モータ60の回転出力が低くなる低車速領域では、モータ60の回転出力の低下に伴って、生成可能なポンプ油圧(又は吸入可能な油量)が不足し、ポンプ油圧だけでは必要な制動力を得られない虞がある。即ち、ポンプ油圧より発生可能な制動力が停車制動力に満たなくなり、ポンプ油圧だけでは、停車状態を実現ないし維持することが困難となる。
In FIG. 5, the relationship between the braking force that can be generated by the pump hydraulic pressure generated by the
これに対して、本実施例では、モータ60の回転出力の低下に伴ってポンプ油圧が低下した場合にも、ロック機構700によるピストン51のロック状態を形成して停車制動力(ロック時制動力)を発生することができる。例えば、図5(B)に示すように、ピストン51を、停車制動力を発生できるような適切なロック位置でロックすることで、車速がVmin未満である低車速領域においても、停車制動力を確保することができる。これにより、モータ60の回転出力が低くなる低車速領域においても、停車状態を実現することが可能となり、また、停車状態を維持することも可能となる。
On the other hand, in the present embodiment, even when the pump hydraulic pressure is reduced as the rotational output of the
図6は、停車状態から次の停車状態に至るまでの過程で、本実施例による制御装置500(ブレーキ操作時制御部530)により実現される主要処理の一実施例を示すフローチャートである。 FIG. 6 is a flowchart showing an embodiment of main processing realized by the control device 500 (brake operation time control unit 530) according to the present embodiment in the process from the stop state to the next stop state.
図6を参照するに、停車状態では、例えばアクセル開度センサ620の出力信号に基づいてアクセルペダルの踏み込みが検出されるまで(ステップ110のYES判定まで)、ソレノイド714が通電されていない非通電状態が形成される(ステップ100)。即ち、停車状態では、ロック機構700の作動状態が維持されるので、ピストン51のロック状態が維持され、その結果、ロック時制動力(停車制動力)の発生状態が維持される。
Referring to FIG. 6, in the stop state, for example, the
アクセルペダルの踏み込みが検出されると(ステップ110のYES判定)、ソレノイド714が一定時間だけ通電される(ステップ120)。これにより、係止部材710がピストン51の環状溝51aから抜けて退出位置へ吸引され、ピストン51のロック状態が解除される。尚、停車状態では後述の如くホイルシリンダ55内の油圧が減圧されているため、係止部材710がピストン51の環状溝51aから抜け出した後は、ピストン51はブレーキパッド52から離反する側(図4の左側)に移動する。即ち、係止部材710がピストン51の環状溝51aから抜け出すと、ピストン51は図4の左側に移動し、それに伴いロック時制動力の発生状態が解除される。ホイルシリンダ55内の油圧が低い状態でロック状態が解除されると、ブレーキロータ40の外周端にブレーキパッド52,53が押圧されず、ブレーキロータ40は自由に回転できる。これにより、アクセルペダルの踏み込みに応じた車両の発進及び走行が可能となる。
When depression of the accelerator pedal is detected (YES in step 110), the
また、係止部材710がピストン51の環状溝51aから一旦抜け出すと、その後、ソレノイド714が非通電にされても、ブレーキ操作によりピストン51が移動して環状溝51aと穴55aの位置が対応しない限り、ピストン51のロック状態は実現されない。このため、本ステップ120におけるソレノイド714への通電は一定時間だけ実行されればよい。
In addition, once the locking
その後、ブレーキ操作判定部510によりブレーキペダルの踏み込みが検出されると(ステップ130のYES判定)、先ず、ソレノイド714への通電が開始・維持される(ステップ140)。また、冷却カット弁400が閉弁される。冷却カット弁400が閉弁されると、オイルポンプ90の生成するポンプ油圧をオイル通路300によりホイルシリンダ55に供給可能な状態となる。
Thereafter, when depression of the brake pedal is detected by the brake operation determination unit 510 (YES determination in step 130), first, energization to the
ステップ150では、ブレーキ操作量検出手段600から得られるブレーキ操作量(例えばブレーキ踏力)に基づいて、目標制動力が計算される。
In
ステップ160では、計算された目標制動力に基づいて、目標制動油圧が演算される。
In
ステップ170では、車速(又はモータ60の回転数等)に基づいて、当該車速に対応した制御弁(増圧リニア弁410及び減圧リニア弁420)の流量が推定(演算)される。
In
ステップ180では、演算された目標制動油圧と、推定された制御弁の流量とに基づいて、制御弁の目標バルブ開度が演算される。即ち、推定された制御弁の流量で供給されるオイルにより目標制動油圧が実現されるようなバルブ開度が、目標バルブ開度として演算される。
In
ステップ190では、目標バルブ開度に対応した駆動電流(ソレノイド電流値)が決定される。このようにして決定された駆動電流は、制御弁に供給される。制御装置500から駆動信号を供給されると、その駆動信号の大きさに応じて開度が制御弁において実現される。
In
このステップ150〜ステップ190までの通常ブレーキ制御は、車速が所定閾値Aより小さくなるまで(ステップ200のYES判定まで)、繰り返し実行される。即ち、車速が所定閾値A以上の車速領域では、十分大きなモータ60の回転出力が確保できるため、ポンプ油圧だけで制動力が賄われる。尚、所定閾値Aの設定方法については後述する。
The normal brake control from
その後、車速が所定閾値Aより小さくなると(ステップ200のYES判定)、車速が、所定閾値Bより小さくなるまで、ブレーキ操作時制御部530による制駆動力調整制御(ステップ210からステップ240の処理)が繰り返し実行される。所定閾値Bは、停車制動力を確保できなくなる車速の限界値Vmin(図5参照)を用いて、
閾値B=Vmin+ソレノイド応答時間Ts×車両最大減速度
とされてもよい。
Thereafter, when the vehicle speed becomes lower than the predetermined threshold A (YES determination at step 200), the braking / driving force adjustment control by the brake operation time control unit 530 (processing from
Threshold B = Vmin + solenoid response time Ts × vehicle maximum deceleration may be used.
制駆動力調整制御によれば、ブレーキ踏力の如何に拘らず、ホイルシリンダ圧が、ロック位置シリンダ圧よりも大きい目標駐車制動油圧となるように制御されると共に、制動力が、当該ホイルシリンダ圧の増大分を相殺するように制御され、その結果、ブレーキ踏力に応じた制動力が実現される。 According to the braking / driving force adjustment control, the wheel cylinder pressure is controlled to be a target parking brake hydraulic pressure that is larger than the lock position cylinder pressure regardless of the brake depression force, and the braking force is controlled by the wheel cylinder pressure. As a result, a braking force corresponding to the brake depression force is realized.
具体的には、車速が所定閾値Aより小さくなると、ブレーキ踏力に応じて制御されているホイルシリンダ圧が、目標駐車制動油圧より小さいか否かが判断される(ステップ210)。ホイルシリンダ圧が目標駐車制動油圧より大きい場合は、ステップ150に戻る。ホイルシリンダ圧が目標駐車制動油圧より小さい場合には、目標制動油圧を目標駐車制動油圧にする(ステップ220)。即ち、目標制動油圧を補正して、目標制動油圧=目標駐車制動油圧とする。 Specifically, when the vehicle speed becomes smaller than the predetermined threshold A, it is determined whether or not the wheel cylinder pressure controlled according to the brake pedal force is smaller than the target parking brake hydraulic pressure (step 210). If the wheel cylinder pressure is greater than the target parking brake hydraulic pressure, the routine returns to step 150. If the wheel cylinder pressure is smaller than the target parking brake oil pressure, the target brake oil pressure is set to the target parking brake oil pressure (step 220). That is, the target braking hydraulic pressure is corrected so that target braking hydraulic pressure = target parking braking hydraulic pressure.
ステップ230では、上記ステップ220での目標制動油圧の補正を補うべく、目標駆動力が演算される。即ち、目標駆動力=目標制動力−目標駐車制動力(但し、目標駐車制動力=目標駐車制動油圧に対応する制動力)。ステップ240では、目標駆動力を発生する電流が、モータ60に供給される。これにより、制駆動力の相殺により、ブレーキ踏力に応じた制動力が発生されるので、運転者に違和感を感じさせないブレーキ制御を実現することができる。
In
車速が所定閾値Bより小さくなると(ステップ250のYES判定)、ソレノイド714に対する通電が停止される(ステップ260)。制駆動力調整制御では、上述の如くホイルシリンダ圧は、ロック位置シリンダ圧よりも大きい目標駐車制動油圧に保持されるよう制御されているが、図5を参照して上述した如く、車速が限界値Vmin(図5参照)より小さくなると、上述の如くポンプ油圧によりロック位置シリンダ圧を生成することが不能となる。従って、車速が所定閾値Bより小さくなると、上述のピストン51のロック状態が実現されるように、直ちにソレノイド714に対する通電が停止される。これにより、ピストン51をロック位置でロックすることができるので、車速が限界値Vminより小さくなって上述の如くポンプ油圧によりロック位置シリンダ圧を生成することが不能となった場合であっても、ロック時制動力を発生させて、停車制動力を得ることができる。
When the vehicle speed becomes smaller than the predetermined threshold B (YES in step 250), the energization to the
尚、上記ステップ220においては、ホイルシリンダ圧は、ロック位置シリンダ圧よりも大きい目標駐車制動油圧になるように制御されている(即ちピストン51の環状溝51aの位置が、穴55aの位置よりも、ブレーキパッド52に近くなるような目標駐車制動油圧に、制御されている。これにより、車速が所定閾値Bより小さくなり、ピストン51がブレーキパッド52から離れる方向に移動して制動力が停下していく過程において、ソレノイド714に対する通電停止後に、ピストン51の環状溝51aが穴55aの位置を確実に通り過ぎるようにすることができる。即ち、ソレノイド714に対する通電停止後から、係止部材710がピストン51の環状溝51aに嵌るまでの時間(即ち係止部材710の応答時間Ts)の影響を受けることなく、ソレノイド714に対する通電停止により確実に上述のピストン51のロック状態を実現することができる。
In
このようにロック機構700が作動状態にされると、上述の如く車速が所定閾値Bより小さくなり、ホイルシリンダ圧がロック位置シリンダ圧まで下降した際、ピストン51のロック状態が実現され、以後、停車制動力に対応したロック時制動力の発生状態が維持される。
When the
その後、車速がゼロになり車両が停車状態に至ると(ステップ270のYES判定)、一定時間後に制御弁が全開される。即ち、ホイルシリンダ圧が完全に減圧される。この場合、ピストン51のロック状態が実現されているので、ピストン51がブレーキパッド52から離れる方向に移動して制動力が低下することはない。尚、一定時間は、係止部材710の応答時間を考慮して適切に決定される。また、係止部材710の位置(進入位置又は退出位置)を検出するセンサを有する構成においては、係止部材710が進入位置にあることが検出された場合(即ちピストン51のロック状態が検出された場合)に、制御弁を全開にすることとしてもよい。
Thereafter, when the vehicle speed becomes zero and the vehicle stops (YES determination at step 270), the control valve is fully opened after a certain time. That is, the wheel cylinder pressure is completely reduced. In this case, since the locked state of the
図7は、図6のフローチャートに対応した各種操作量ないし出力等の変化態様を示すタイミングチャートである。 FIG. 7 is a timing chart showing changes in various operation amounts and outputs corresponding to the flowchart of FIG.
図7(A)は、アクセルペダルの操作量の変化態様を示し、図7(B)は、ブレーキペダルの操作量の変化態様を示し、図7(C)は、ホイルシリンダ圧の変化態様を示し、図7(D)は、車速の変化態様を示し、図7(E)は、制御弁(増圧リニア弁410及び減圧リニア弁420)の開度の変化態様を示し、図7(F)は、ソレノイド714に対する駆動電流(ソレノイド電流)の変化態様を示し、図7(G)は、ピストン51の位置(ホイルシリンダ変位)の変化態様を示し、図7(H)は、モータ60の駆動トルク(目標駆動力)の変化態様を示す。
FIG. 7 (A) shows how the accelerator pedal operation amount changes, FIG. 7 (B) shows how the brake pedal operation amount changes, and FIG. 7 (C) shows how the wheel cylinder pressure changes. 7 (D) shows a change mode of the vehicle speed, FIG. 7 (E) shows a change mode of the opening degree of the control valve (the pressure increasing
図7(A)に示すように、停車状態である時刻t=t0からアクセルペダルの踏み込みより車両が発進して走行される。それに伴い、図7(H)に示すように、モータ60の駆動トルクがアクセルペダルの踏み込み量に応じた目標制動力に基づいて制御される。その後、時刻t=t1にて、図7(B)に示すように、停車状態に至るためのブレーキペダルの踏み込みが開始されると、それに伴って図7(D)に示すように車速が低下していく。また、ブレーキペダルの踏み込みが開始されると、図7(F)に示すように、ソレノイド714が通電され、図7(E)に示すように、ブレーキペダルの踏み込み量に応じた目標制動力に基づいて制御弁の開度が制御される。
As shown in FIG. 7 (A), the vehicle starts and travels when the accelerator pedal is depressed from time t = t0 when the vehicle is stopped. Accordingly, as shown in FIG. 7H, the driving torque of the
時刻t=t2にて、図7(D)に示すように車速が所定閾値Aを下回ると、図7(E)に示すように、目標駐車制動油圧を目標制動力として制御弁の開度が制御され、図7(C)に示すようにホイルシリンダ圧が目標駐車制動油圧まで高められる。それに伴い、図7(H)に示すように、モータ60の駆動トルクが、相殺のための目標制動力(目標駆動力=目標制動力−目標駐車制動力)に基づいて制御される。
At time t = t2, when the vehicle speed falls below a predetermined threshold A as shown in FIG. 7D, the opening degree of the control valve is set with the target parking braking oil pressure as the target braking force as shown in FIG. 7E. As a result, the wheel cylinder pressure is increased to the target parking brake hydraulic pressure as shown in FIG. Accordingly, as shown in FIG. 7H, the driving torque of the
時刻t=t3にて、図7(D)に示すように車速が所定閾値Bを下回ると、図7(F)に示すように、ソレノイド714の通電が停止される。そして、車速が低下して、時刻t=t4にて、ホイルシリンダ圧がロック位置シリンダ圧まで下降した際、ピストン51のロック状態が実現され、以後、図7(G)に示すように、ピストン51の位置がロックされる。従って、以後、図7(C)に示すようにホイルシリンダ圧が低下していくが、駐車時制動力(停止制動力)が発生した状態が維持される。時刻t=t6で停車が実現され、停車時に運転者によりブレーキペダルの踏み込みが再度強められて停車状態が維持される。そして、ブレーキペダルの踏み込み量が増加して、時刻t=t8にて、ブレーキペダルの踏み込み量に応じた目標制動力が目標駐車制動力と一致した際、モータ60の駆動トルクによる出力がゼロとなる。尚、モータ60の駆動トルクは、停車が実現された時刻t=t6にて、ゼロにされてもよい。時刻t=t6から一定時間後の時刻t=t9にて、制御弁が全開され、図7(C)に示すように、ホイルシリンダ圧がリザーバー圧へと至る。
When the vehicle speed falls below the predetermined threshold B as shown in FIG. 7D at time t = t3, the energization of the
図8は、図7と同様、図6のフローチャートに対応した各種操作量ないし出力等の変化態様を示すタイミングチャートである。図8は、上記ステップ210においてホイルシリンダ圧が目標駐車制動油圧以上であると判断された場合についての変化態様を示す。この場合も、同様に、停車直前の時刻t=t4にて、ホイルシリンダ圧がロック位置シリンダ圧まで下降した際、ピストン51のロック状態が実現され、以後、図8(G)に示すように、ピストン51の位置がロックされる。
FIG. 8 is a timing chart showing changes of various operation amounts and outputs corresponding to the flowchart of FIG. FIG. 8 shows how the wheel cylinder pressure is determined to be greater than or equal to the target parking brake hydraulic pressure in
以上のように本実施例によれば、車両停止の直前に、ロック機構700を作動させることにより、ロック機構700により発生されるロック時制動力により、車両を停止させることができる。また、停車状態でソレノイド714に対する通電停車状態を維持することで、ピストン51のロック状態が維持されるので、停車状態を維持することができる。この結果、停車状態を維持するために用いられるパーキングブレーキ機構を廃止又は簡素化することも可能となる。
As described above, according to the present embodiment, by operating the
また、本実施例では、車速が所定閾値A以上の車速領域では、上述の如くソレノイド714が通電され、係止部材710が吸引された状態が維持される。従って、ブレーキ操作によりピストン51の環状溝51aが穴55aの位置を越えて更に移動しても、係止部材710が環状溝51aに嵌ることはなく、ピストン51のロック状態が実現されることはない。これにより、車速が所定閾値A以上の車速領域では、ロック状態で生成されるロック時制動力(停車制動力)よりも高い制動力の発生が可能であり、高い制動力が必要とされる緊急制動時等にも対応することができる。
In the present embodiment, in the vehicle speed region where the vehicle speed is equal to or higher than the predetermined threshold A, the
また、本実施例では、車速が所定閾値Aより小さい車速領域では、上述の如くブレーキ操作時制御部530による制駆動力調整制御が実行される。この制駆動力調整制御は、上述の如く必要以上に高めたホイルシリンダ圧を制動力により相殺するものである。従って、エネルギ効率の観点からは、所定閾値Aは、可能な限り小さい方が望ましい。一方、所定閾値Aを小さくしすぎると、車速が所定閾値Bを下回るまでに、ロック位置シリンダ圧よりも大きなホイルシリンダ圧を発生させて、ピストン51をロック位置よりもブレーキパッド52に近い側に移動させておくことが不能となる(この結果、その後、車速が増加しない限り、ピストン51のロック状態を実現することが不能となる)。この観点から、所定閾値Aは、ロック位置シリンダ圧よりも大きなホイルシリンダ圧を発生させることができる車速の下限値に設定されてよい。所定閾値Aは、例えば、所定閾値Bを用いて、
A=所定閾値B+ポンプ昇圧時間Tp×車両減速度
とされてもよい。ここで、ポンプ昇圧時間Tpは、車制動油圧よりも大きなホイルシリンダ圧を発生させるのに要するオイルポンプ90の作動時間であり、その時点のホイルシリンダ圧や車速に応じて変化する。一方、車両減速度が大きい場合はポンプ昇圧時間Tpが減る関係となるので、(ポンプ昇圧時間Tp×車両減速度)の値は、各種条件下で最大となるときの値が用いられてよい。
In the present embodiment, in the vehicle speed region where the vehicle speed is smaller than the predetermined threshold A, the braking / driving force adjustment control by the brake operation
A = predetermined threshold B + pump boost time Tp × vehicle deceleration may be used. Here, the pump pressurization time Tp is an operation time of the
また、本実施例では、車速(モータ60の回転数)に基づいて減圧リニア弁420の流量を推定し、当該推定結果に基づいて減圧リニア弁420の開度を制御し、車速に基づいてロック機構700のソレノイド714に対する通電制御(ON/OFF制御)を実現するので、油圧センサ432,430を省略した簡易な構成で、ポンプ油圧に基づくブレーキ制御と共にソレノイド714に対する通電制御を実現することができる。但し、例えば油圧センサ430の出力値を用いてより精度良く上述のソレノイド714に対する通電制御を行うことも可能である。例えば、車速が所定閾値Aより小さくなり、且つ、油圧センサ430の出力値に基づくホイルシリンダ圧が、ロック位置シリンダ圧より僅かに大きい値よりも小さくなった際に、ソレノイド714に対する通電を停止することとしてもよい。この場合も、油圧センサ432を省略した簡易な構成で、ポンプ油圧に基づくブレーキ制御と共にソレノイド714に対する通電制御を実現することができる。
In this embodiment, the flow rate of the pressure reducing
図9は、実施例2によるロック機構700’を備える油圧ブレーキ機構の主要断面を示す図である。尚、図9は、図1のX部の部分図に相当し、車両外側の構成の一部(ブレーキキャリパ50のつめ部等)が図面上省略されている。尚、以下で説明する実施例2特有の構成以外については、上述の実施例1と同様の構成であってよい。
FIG. 9 is a diagram illustrating a main cross section of a hydraulic brake mechanism including a
実施例2によるロック機構700’は、ピストン51が2つのピストン51a,51bにより実現されている点が、実施例1によるロック機構700に対して主に異なる。即ち、ロック機構700’は、ピストン51a,51bの2重構造を有する。第2ピストン51aと第1ピストン51bとの間には、押圧スプリング708が設けられる。押圧スプリング708は、第2ピストン51aと第1ピストン51bとの間に設けられたリテーナ709により保持される。リテーナ709は、第2ピストン51aに対してピストン移動方向Yで移動可能に設けられる。
The lock mechanism 700 'according to the second embodiment is mainly different from the
第1ピストン51bの外周面には、凹設される環状溝51aが形成される。尚、第1ピストン51bの外周面とホイルシリンダ55の内周面との間は、環状のシール706により封止される。これにより、第1ピストン51bは、ピストン移動方向Yに沿って、ホイルシリンダ55内における液密状態を維持した移動(摺動)が可能となる。
A
係止部材710は、実施例1と同様、環状溝51aに嵌合可能な先端部712を有する。係止部材710は、第1ピストン51bの移動をロックする機能を有する。係止部材710は、実施例1と同様、ソレノイド714により電磁的に作動されるプランジャにより実現される。係止部材710は、ホイルシリンダ55の径方向に設けられ、ホイルシリンダ55の周壁に形成された穴55aを介してホイルシリンダ55内に進入又はホイルシリンダ55内から退出するよう作動される。進入位置では、係止部材710の先端部712(係止部)が環状溝51aに嵌合されて第1ピストン51bのロック状態が形成される。また、退出位置では、係止部材710の先端部712が環状溝51aから離反して第1ピストン51bのアンロック状態が形成される。
As in the first embodiment, the locking
係止部材710は、図9に示すように、スプリング716により進入位置に向けて付勢されている。ソレノイド714が通電されると、係止部材710がスプリング716の力に抗して退出位置へと吸引されて、図9(A)に示すような、第1ピストン51bのアンロック状態が形成される。ソレノイド714に対する通電が解除されると、係止部材710は、スプリング716により進入位置に向けて付勢された状態となる。この状態において、第1ピストン51bが移動し、環状溝51aの位置が、ピストン移動方向Yで、穴55aの位置(係止部材710の位置)に対応した際、進入位置に向けて付勢されている係止部材710が環状溝51aに嵌る。これにより、図9(B)に示すような第1ピストン51bのロック状態が実現される。
As shown in FIG. 9, the locking
このような構成においては、ソレノイド714が通電されている状態では、係止部材710が退出位置へと吸引されているので、第1ピストン51bが移動して環状溝51aの位置が穴55aの位置に対応した場合であっても、第1ピストン51bのロック状態は実現されない。また、ソレノイド714が通電されていない状態であっても(即ちロック機構700が作動した状態であっても)、第1ピストン51bが移動して環状溝51aと穴55aの位置が対応しない限り、第1ピストン51bのロック状態は実現されない。
In such a configuration, when the
また、ブレーキ操作に応じてブレーキオイルがホイルシリンダ55に供給され、ホイルシリンダ圧が増加すると、押圧スプリング708が撓み始める。この結果、第1ピストン51bは、紙面右側へ移動し、第2ピストン51aを押圧スプリング708を介して紙面右側へ押す。ブレーキパッド52が第2ピストン51aによって紙面右側へ移動すると、それに応答してブレーキパッド53が紙面左側へ移動する。これにより、ブレーキパッド52,53は、ブレーキロータ40の外周端を挟み込み、車輪にブレーキがかけられる。
Further, when brake oil is supplied to the
第1ピストン51bのロック位置は、押圧スプリング708が撓んだ(縮んだ)状態となる位置に設定される。従って、第1ピストン51bがロック状態にあるときの、押圧スプリング708の反発力により、第2ピストン51aがブレーキパッド52を押圧して、制動力が発生される。押圧スプリング708の構成(バネ特性や長さ)及び第1ピストン51bのロック位置は、第1ピストン51bがロック状態にあるときに発生する制動力(ロック時制動力)が、実施例1と同様、停車に必要な制動力ないし停車状態を維持できるような制動力(=停車制動力)となるように、決定される。
The lock position of the first piston 51b is set to a position where the
第1ピストン51bのロック状態が一旦実現されると、ロック状態が解除されるまで、ブレーキパッド52,53がブレーキロータ40の外周端を押圧して挟み込んだ状態が維持され、ロック時制動力の発生状態が維持される。この状態は、ホイルシリンダ55内の油圧の大きさに無関係に維持される。即ち、ホイルシリンダ55内の油圧が低下した場合であっても、ロック状態が解除されない限り、一定のロック時制動力が発生した状態が維持される。
Once the locked state of the first piston 51b is realized, the
このように本実施例2によれば、上述の実施例1と同様、モータ60の回転出力の低下に伴ってポンプ油圧が低下した場合にも、ロック機構700によるピストン51のロック状態を形成して停車制動力(ロック時制動力)を発生することができる。例えば、第1ピストン51bを、停車制動力を発生できるような適切なロック位置でロックすることで、車速がVmin未満である低車速領域においても、停車制動力を確保することができる。これにより、モータ60の回転出力が低くなる低車速領域においても、停車状態を実現することが可能となり、また、停車状態を維持することも可能となる。
As described above, according to the second embodiment, as in the first embodiment, the
また、本実施例2では、ホイルシリンダ55のピストンを2重構造にし、押圧スプリング708を介してブレーキパッド52を押圧する構成を用いることで、上述の実施例1に対して、部品点数が増加し構造が複雑化するものの、第1ピストン51bのストローク量が全体として増加し、部品精度や組みつ付け精度の影響によりロック時制動力の大きさが個体毎に変動するのを低減することができる。
Further, in the second embodiment, the number of parts is increased as compared with the first embodiment described above by using a structure in which the piston of the
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and substitutions can be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. Can be added.
例えば、上述の実施例では、本発明によるインホイールモータ車用のブレーキ装置をディスクブレーキとして構成した場合を説明しているが、本発明は、ドラムブレーキのようなその他の油圧ブレーキ機構に対しても適用可能である。 For example, in the above-described embodiment, the case where the brake device for an in-wheel motor vehicle according to the present invention is configured as a disc brake has been described, but the present invention is not limited to other hydraulic brake mechanisms such as a drum brake. Is also applicable.
また、上述した実施例では、ソレノイド714をロック機構700のアクチュエータとして用いているが、形状記憶合金や人口筋肉等を含め、電気的に制御可能なものであれば他の形式のアクチュエータが用いられてもよい。
In the above-described embodiment, the
また、上述した実施例では、ソレノイド714が通電されていない状態が、ロック機構700の作動状態に対応しているが、逆であってよい。即ち、係止部材710に対するスプリング716の付勢方向を逆にし、ソレノイド714の通電時に、ソレノイド714の吸引力により係止部材710を進入位置に向けて付勢させてもよい。
In the above-described embodiment, the state where the
また、上述した実施例では、ロック時制動力が停車制動力に対応するように設定しているが、本発明はこれに限られない。例えば、ブレーキパッド52,53に所定の磨耗等が生じた場合にもロック時制動力により停車又は停車状態の維持が実現可能なように、ロック時制動力は、停車制動油圧+αとなるように設定されてもよい。
In the above-described embodiment, the locking braking force is set to correspond to the stopping braking force, but the present invention is not limited to this. For example, when the
また、上述した実施例では、ホイルシリンダ55内に導かれる油圧を制御する油圧制御手段として、増圧リニア弁410及び減圧リニア弁420が用いられているが、ABS等の制御が不要な場合には、増圧リニア弁410及び減圧リニア弁420の何れか一方のみで油圧制御手段を構成してもよい。
In the above-described embodiment, the pressure increasing
また、実施例1及び実施例2によるロック機構700は、例えば図10に示すように、ポンプ油圧に加えてマスタシリンダ圧を用いて、ホイルシリンダ圧を制御する構成に対しても適用可能である。
Further, the
図10は、マスタシリンダ圧を用いるインホイールモータ車用のブレーキ装置の主要回路を示す図である。マスタシリンダ900には、ブレーキペダル920が連結されている。マスタシリンダ900はその内部に液圧室905を備えている。液圧室905には、ブレーキ踏力に応じたマスタシリンダ圧が発生する。マスタシリンダ900は、通常の車両(インホイールモータ車で無い車両)と同様、ブレーキペダル920の前側に(ブレーキブースタの前側に)配置されてよい。液圧室905にはマスタ通路915が接続される。マスタ通路915は、マスタカット弁910を介して、ホイルシリンダ55に接続されている。この際、マスタ通路915は、オイル通路300におけるオイルポンプ90と増圧リニア弁410との間の位置に接続される。マスタカット弁910は、常態が開であるノーマルオープンバルブである。尚、マスタカット弁910は、増圧リニア弁410及び減圧リニア弁420と同様、ホイール内に配設されてよいし、通常の車両と同様、エンジンルーム等に配置されてもよい。マスタカット弁910は、例えば車両の全輪(典型的には、4輪)のうちの所定の1輪に対してのみ設定されてもよく、或いは、所定の2輪又は3以上の輪に対してそれぞれ別個独立に設定されてもよい。所定の2輪に対してそれぞれ設定される場合、マスタシリンダの液圧室が2つ設定され、それぞれの液圧室が、同様のマスタカット弁を介して、対応する車輪のホイルシリンダに連通されればよい。マスタ通路915には、また、シミュレータカット弁940を介してストロークシミュレータ930が接続されてよい。シミュレータカット弁940は、常態でマスタ通路915とストロークシミュレータ930とを遮断状態とし、制御装置500からオン信号を供給されることにより、これらを導通状態とする常閉の電磁開閉弁である。ストロークシミュレータ930は、シミュレータカット弁940が開弁された状況下で、マスタシリンダ900の液圧室905に発生するマスタシリンダ圧に応じた量のブレーキオイルをその内部に流入させるように構成されている。シミュレータカット弁940は、マスタカット弁910が閉弁状態にある場合に、開弁状態とされる。これにより、マスタシリンダ圧に応じた量のブレーキオイルが液圧室905からストロークシミュレータ930に流入される。従って、マスタカット弁910が閉弁された状態で、ブレーキ踏力に応じたペダルストロークが発生される。マスタカット弁910が開弁状態にある場合、オイルポンプ90の生成するポンプ油圧と、マスタシリンダ900で生成されるマスタシリンダ圧とをホイルシリンダ55に供給可能な状態となる。この状態では、オイルポンプ90の生成するポンプ油圧と、マスタシリンダ900で生成されるマスタシリンダ圧とを用いて、ホイルシリンダ圧を制御することが可能である。このマスタシリンダ圧は、フェール時に利用されてもよいし、車速が低下した際に利用されてもよい。
FIG. 10 is a diagram showing a main circuit of a brake device for an in-wheel motor vehicle that uses a master cylinder pressure. A
40 ブレーキロータ
50 ブレーキキャリパ
51 ピストン
51a 環状溝
55 ホイルシリンダ
55a 穴
52,53 ブレーキパッド
60 モータ
61 ステータコア
62 ステータコイル
63 ロータ
80 プラネタリギア
81 サンギア軸
82 サンギア
83 ピニオンギア
84 プラネタリキャリア
85 リングギア
86 ピン
90 オイルポンプ
110 シャフト
111,120,121 オイル通路
112 オイル孔
130 オイル溜
140,150 ボールジョイント
170 アッパーアーム
180 ロアアーム
190 バネ
300 オイル通路
400 冷却カット弁
410 増圧リニア弁
420 減圧リニア弁
500 制御装置
510 ブレーキ操作判定部
530 ブレーキ操作時制御部
600 ブレーキ操作量検出手段
610 車輪速センサ
620 アクセル開度センサ
700 ロック機構
706 シール
708 押圧スプリング
710 係止部材
712 先端部(係止部)
714 ソレノイド
716 スプリング
40
714 Solenoid 716 Spring
Claims (8)
モータの出力軸に接続され、モータの回転出力により作動する油圧ポンプと、
車輪に作用する摩擦部材と、前記油圧ポンプに連通される油圧シリンダと、前記油圧シリンダ内に設けられ、前記油圧シリンダ内に導かれる油圧の作用により、車輪に対して摩擦部材を押圧するピストンとを含み、前記摩擦部材に対するピストンの押圧力により車輪に制動力を付与する油圧ブレーキ機構と、
前記油圧シリンダ内に導かれる油圧を制御する油圧制御手段と、
前記油圧ブレーキ機構に対して設けられ、前記摩擦部材を押圧した状態で前記ピストンをロックするロック機構と、を備えることを特徴とする、ブレーキ装置。 In a brake device for an in-wheel motor vehicle equipped with a motor for rotating the wheel in the wheel,
A hydraulic pump connected to the output shaft of the motor and operated by the rotational output of the motor;
A friction member that acts on the wheel, a hydraulic cylinder that communicates with the hydraulic pump, and a piston that is provided in the hydraulic cylinder and that presses the friction member against the wheel by the action of hydraulic pressure guided into the hydraulic cylinder; A hydraulic brake mechanism that applies a braking force to a wheel by a pressing force of a piston against the friction member;
Hydraulic control means for controlling the hydraulic pressure introduced into the hydraulic cylinder;
A brake device comprising: a lock mechanism that is provided to the hydraulic brake mechanism and locks the piston while pressing the friction member.
前記ピストンの外周面に凹設される溝部と、
前記溝部に嵌合して前記ピストンをロックする係止部を有し、前記油圧シリンダの周壁に形成された穴を介して前記油圧シリンダ内に進入又は前記油圧シリンダ内から退出するよう作動され、進入位置で前記係止部が前記溝部に嵌合されて前記ピストンのロック状態を形成し、退出位置で前記係止部が前記溝部から離反して前記ピストンのアンロック状態を形成する係止部材とを含み、
前記ロック機構の作動状態では、前記係止部材が前記進入位置に向けて付勢された状態が形成され、前記ピストンがロック位置に至った際に前記係止部が前記溝部に嵌合して前記ロック状態が実現される、請求項1に記載のブレーキ装置。 The locking mechanism is
A groove formed in the outer peripheral surface of the piston,
It has a locking part that fits into the groove part and locks the piston, and is operated to enter or exit from the hydraulic cylinder through a hole formed in the peripheral wall of the hydraulic cylinder, A locking member in which the locking portion is fitted into the groove portion at the entry position to form a locked state of the piston, and the locking portion is separated from the groove portion at the retracted position to form an unlocked state of the piston. Including
In the operating state of the locking mechanism, a state is formed in which the locking member is biased toward the entry position, and when the piston reaches the lock position, the locking portion is fitted into the groove portion. The brake device according to claim 1, wherein the locked state is realized.
前記第2ピストンは、前記第1ピストンと同一方向に移動可能であり、該移動方向に沿って収縮可能な弾性体を介して前記第1ピストンに接続され、
前記第1ピストンがロック位置にあるとき、第2ピストンは、前記弾性体の反発力の作用により、前記摩擦部材を押圧する、請求項1又は2に記載のブレーキ装置。 The hydraulic brake mechanism further includes a second piston using the piston as a first piston,
The second piston is movable in the same direction as the first piston, and is connected to the first piston via an elastic body that can contract along the moving direction,
3. The brake device according to claim 1, wherein when the first piston is in a locked position, the second piston presses the friction member by an action of a repulsive force of the elastic body.
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