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车辆的制动控制装置

文献发布时间:2023-06-19 13:27:45


车辆的制动控制装置

技术领域

本公开涉及车辆的制动控制装置。

背景技术

在专利文献1中,记载有通过一个电动马达调整车辆的四个轮缸的压力(液压)的制动控制装置。在专利文献2中,记载有在车辆的四个车轮设置有被电动马达驱动的电动制动装置,并且仅在前轮设置轮缸,并通过主缸加压的制动控制装置。另外,在专利文献3中,记载有通过主缸调整前轮的制动转矩,并通过电动马达调整后轮的制动转矩的制动控制装置。

然而,目前,电动汽车、混合动力汽车等通过电动马达驱动的车辆开始普及。另外,面向未来,正在进行能够自动驾驶的车辆的研究/开发。其中,在制动控制装置中,也期望电动化。

专利文献1:日本特开2012-106582号

专利文献2:日本特开2004-351965号

专利文献3:日本特开2014-051197号

发明内容

本发明的目的在于提供一种在电动化的制动控制装置中,确保装置的冗余性,并能够实现小型/轻量化的装置。

车辆的制动控制装置具备:“前轮电动马达(MTf),通过控制车辆的前轮(WHf)的轮缸(WCf)的液压(Pwf),调整上述前轮(WHf)的制动转矩(Tqf)”;“第一电动马达(MTk),调整上述车辆的右后轮(WHk)的制动转矩(Tqk)”;以及“第二电动马达(MTl),调整上述车辆的左后轮(WHl)的制动转矩(Tql)”。在车辆的制动控制装置中,上述前轮电动马达(MTf)具有两个系统线圈(CLx、CLy),上述第一电动马达、上述第二电动马达(MTk、MTl)具有一个系统线圈(CLk、CLl)。

车辆的制动控制装置具备控制器(ECU),上述控制器(ECU)控制上述前轮电动马达(MTf)、上述第一电动马达(MTk)、以及上述第二电动马达(MTl)。而且,上述控制器(ECU)具有:“对上述前轮电动马达(MTf)的两个系统线圈(CLx、CLy)中的一侧系统线圈通电的一侧前轮驱动电路(DFx)”、“对上述前轮电动马达(MTf)的两个系统线圈(CLx、CLy)中的另一侧系统线圈通电的另一侧前轮驱动电路(DFy)”、“对上述第一电动马达(MTk)的一个系统线圈(CLk)通电的第一后轮驱动电路(DRk)”、以及“对上述第二电动马达(MTl)的一个系统线圈(CLl)通电的第二后轮驱动电路(DRl)”。

根据上述结构,通过电动马达调整车辆的四个车轮的制动转矩。在前轮WHf中,通过两个系统的马达线圈CLx、CLy、以及对这些线圈中的每一个通电的一侧前轮驱动电路DFx、另一侧前轮驱动电路DFy确保冗余性。另外,在后轮WHr中,通过具有一个系统的马达线圈CLk的第一电动马达MTk、以及具有一个系统的马达线圈CLl的第二电动马达MTl,调整右后轮WHk的制动转矩Tqk、以及左后轮WHl的制动转矩Tql。虽然第一电动马达MTk、第二电动马达MTl的马达线圈CLk、CLl是一个系统,但由于在左右后轮设置有分别独立的电动马达MTk、MTl,所以作为后轮制动转矩Tqr确保了冗余性。因此,在制动控制装置SC中,在确保冗余性的基础上,整体被简化,实现小型/轻量化。

附图说明

图1是用于说明制动控制装置SC的实施方式的整体结构图。

图2是用于对前轮致动器YP的第一例进行说明的示意图。

图3是用于对与前轮致动器YP的第一例对应的控制器ECU进行说明的示意图。

图4是用于对包含后轮控制器ECW的后轮致动器EMk、EMl的实施方式进行说明的示意图。

图5是用于对前轮致动器YP的第二例进行说明的示意图。

图6是用于对与前轮致动器YP的第二例对应的控制器ECU进行说明的示意图。

具体实施方式

<构成部件等的符号、符号末尾的下标>

在以下的说明中,如“WH”等,标注有同一符号的构成部件、运算处理、信号等具有同一功能。标注在各车轮所涉及的符号末尾的下标“i”~“l”是表示它与哪个车轮相关的总括符号。具体而言,“i”表示右前轮,“j”表示左前轮,“k”表示右后轮,“l”表示左后轮。例如,在四个旋转部件KT中,记作右前轮旋转部件KTi、左前轮旋转部件KTj、右后轮旋转部件KTk、以及左后轮旋转部件KTl。进一步,可以省略符号末尾的下标“i”~“l”。在省略了下标“i”~“l”的情况下,符号表示四个车轮的统称。例如,“WH”表示各车轮。

符号的末尾的下标“f”、“r”是表示在车辆的前后方向上,它与哪个方向相关的总括符号。具体而言,“f”表示前轮(=下标“i、j”),“r”表示后轮(=下标“k、l”)。例如,在车轮WH中,记作前轮WHf(=WHi、WHj)、以及后轮WHr(=WHk、WHl)。进一步,可以省略下标“f”、“r”。

前轮WHf的电气系统所涉及的符号末尾的下标“x”、“y”是表示在两个独立的电气系统中,它与哪个系统相关的符号。具体而言,在两个电气系统中,“x”表示一侧系统,“y”表示另一侧系统。例如,在电动马达MT的线圈CL中,记作一侧系统马达线圈CLx、以及另一侧系统马达线圈CLy。可以省略符号末尾的下标“x”、“y”。在省略了下标“x”、“y”的情况下,各符号表示统称。例如,“CL”表示各系统的马达线圈。

<车辆的制动控制装置的第一实施方式>

参照图1的整体结构图,对本发明所涉及的制动控制装置SC的实施方式进行说明。在搭载制动控制装置SC的车辆中,前轮WHf的制动转矩Tqf经由工作液体(制动液BF)产生,但在产生后轮WHr的制动转矩Tqr时,不使用制动液BF。即,前轮WHf具备液压式制动装置,后轮WHr具备电气-机械式制动装置(EMB:Electric-Mechanical Brake)。

在车辆设置有制动操作部件BP、旋转部件KT、前轮轮缸WCf、主储液器RV、主缸MC以及制动操作量传感器BA。

制动操作部件(例如,制动踏板)BP是驾驶员为了使车辆减速而操作的部件。通过操作制动操作部件BP,从而调整车轮WH的制动转矩Tq,在车轮WH产生制动力。具体而言,在车辆的车轮WH固定旋转部件(例如,制动盘)KT。而且,以夹住旋转部件KT的方式配置制动钳。

在前轮WHf中,在制动钳设置有轮缸WCf。通过前轮轮缸WCf内的制动液BF的压力(制动液压)Pwf增加,从而摩擦部件(例如,刹车片)按压于旋转部件KT。由于旋转部件KT和车轮WH被固定为一体旋转,所以通过此时产生的摩擦力,在前轮WHf产生制动转矩Tqf(摩擦制动力)。而且,通过制动转矩Tqf,在前轮WHf产生制动力。

主储液器(也称为“大气压储存器”)RV是工作液体用的罐,在其内部储藏有制动液BF。主缸MC经由制动杆RD等与制动操作部件BP机械连接。作为主缸MC,采用了单一型的主缸。在主缸MC的内部,通过主活塞PA形成有主缸室(液压室)Rm。在制动操作部件BP未被操作的情况下,主缸MC的液压室Rm与主储液器RV处于连通状态。

若制动操作部件BP被操作,则主缸MC内的主活塞PA被向前进方向Ha推动,主缸室Rm与储存器RV隔断。若进一步增加制动操作部件BP的操作,则主活塞PA向前进方向Ha移动,主缸室Rm的体积减少,制动液(工作流体)BF从主缸MC排出。若制动操作部件BP的操作减少,则主活塞PA向后退方向Hb移动,主缸室Rm的体积增加,制动液BF朝向主缸MC返回。

通过制动操作量传感器BA,检测由驾驶员进行的制动操作部件(制动踏板)BP的操作量Ba。具体而言,作为制动操作量传感器BA,采用检测主缸室Rm内的液压(主缸液压)Pm的主缸液压传感器PM、检测制动操作部件BP的操作位移Sp的操作位移传感器SP、以及检测制动操作部件BP的操作力Fp的操作力传感器FP中的至少一个传感器。换句话说,操作量传感器BA是主缸液压传感器PM、操作位移传感器SP以及操作力传感器FP的统称,操作量Ba是主缸液压Pm、操作位移Sp以及操作力Fp的统称。

主缸MC与轮缸WCf通过主缸流体路径HM以及轮缸流体路径HWf(=HWi、HWj)连接。在这里,流体路径是供作为工作液体的制动液BF移动的路径,适用于制动配管、流体单元的流路、软管等。主缸流体路径HM的一个端部与主缸MC(特别是,主缸室Rm)连接。主缸流体路径HM通过分岔部Bw分岔为两个,并与轮缸流体路径HWf连接。轮缸流体路径HWf的端部与前轮轮缸WCf(=WCi、WCj)连接。在主缸MC、轮缸WCf以及各流体路径HM、HWf充满制动液BF。

《制动控制装置SC》

制动控制装置SC包括主缸阀VM、行程模拟器SS、模拟器阀VS、主缸液压传感器PM、前轮致动器YP、后轮致动器EMr(=EMk、EMl)以及控制器ECU。此外,在流体路径HM、HWf中,将接近主缸MC的一侧称为“上部”,将接近轮缸WCf的一侧称为“下部”。

主缸阀VM(也称为“隔断阀”)设置于主缸流体路径HM。隔断阀VM是具有打开位置和关闭位置的常开型的电磁阀(开/关阀)。在“开/关阀”中,选择性地实现打开位置和关闭位置。在制动控制装置SC启动时,隔断阀VM成为关闭位置,主缸MC与轮缸WCf成为隔断状态(非连通状态)。

行程模拟器(也仅称为“模拟器”)SS是为了使制动操作部件BP产生操作力Fp而设置的。换言之,制动操作部件BP的操作特性(操作力Fp相对于操作位移Sp的关系)通过模拟器SS形成。在模拟器SS的内部,具备活塞以及弹性体(例如,压缩弹簧)。若制动液BF在模拟器SS内移动,则活塞被流入的制动液BF推动。由于通过弹性体对活塞在阻止制动液BF流入的方向上施加力,所以形成制动操作部件BP被操作的情况下的操作力Fp。

模拟器SS在隔断阀VM的上部与主缸MC(换句话说,主缸室Rm)连接。在主缸室Rm与模拟器SS之间设置模拟器阀VS。模拟器阀VS是具有打开位置和关闭位置的常闭型的电磁阀(开/关阀)。若制动控制装置SC被启动,则模拟器阀VS成为打开位置,主缸MC与模拟器SS成为连通状态。此外,在主缸室Rm的容量比轮缸WCf的容量充分大的情况下,也可以省略模拟器阀VS。

在隔断阀VM的上部设置主缸液压传感器PM,以检测主缸室Rm的液压(主缸液压)Pm。主缸液压传感器PM相当于操作量传感器BA,主缸液压Pm相当于操作量Ba。

前轮致动器YP经由连通流体路径HY在隔断阀(主缸阀)VM的下部(即,隔断阀VM与轮缸WCf之间的合流部)Bu与主缸流体路径HM连接。前轮致动器YP被前轮电动马达MTf驱动,调节隔断阀VM的下部的液压Pp。此时,对隔断阀VM进行通电,成为关闭位置。结果是,根据液压Pp控制轮缸WCf的液压(制动液压)Pwf。液压Pp被称为“调整液压”。设置调整液压传感器PP,以检测调整液压Pp。检测出的调整液压Pp被输入至控制器ECU。

在连通流体路径HY设置连通阀VR。连通阀VR是具有打开位置和关闭位置的常闭型的电磁阀(开/关阀)。若制动控制装置SC被启动,则连通阀VR成为打开位置,前轮致动器YP与轮缸WCf成为连通状态。

模拟器阀VS、隔断阀VM以及连通阀VR分别在电气上包含有两个系统的绕组(线圈)。各个阀线圈通过控制器ECU的一侧、另一侧的前轮驱动电路DFx、DFy通电。换句话说,模拟器阀VS、隔断阀VM以及连通阀VR在电气上被二重化。

主缸流体路径HM在分岔部Bw被分岔为轮缸流体路径HWi、HWj。在前轮WHf,从分岔部Bw到下部的结构相同。在轮缸流体路径HWf(=HWi、HWj)设置入口阀VIf(=Vii、VIj)。作为入口阀VIf,采用常开型的开/关电磁阀。

在入口阀VIf的下部(即,入口阀VIf与轮缸WCf之间),与减压流体路径HGf(=HGi、HGj)连接。另外,减压流体路径HGf与返回流体路径HR连接,最终与主储液器RV连接。在减压流体路径HGf设置出口阀VOf(=VOi、VOj)。作为出口阀VOf,采用常闭型的开/关电磁阀。

为了减少前轮轮缸WCf内的液压Pwf,通过防抱死制动控制等,将入口阀VIf设为关闭位置,将出口阀VOf设为打开位置。制动液BF从入口阀VIf的流入被阻止,而轮缸WCf内的制动液BF流出到主储液器RV,制动液压Pwf减少。另外,为了增加制动液压Pwf,将入口阀VIf设为打开位置,将出口阀VOf设为关闭位置。制动液BF向主储液器RV的流出被阻止,而由前轮致动器YP调节后的调整液压Pp被导入轮缸WCf,制动液压Pwf增加。进一步,为了保持轮缸WCf内的液压(制动液压)Pwf,入口阀VIf以及出口阀VOf均成为关闭位置。换句话说,通过控制电磁阀VIf、VOf,能够独立地调整前轮WHf的液压Pwf(即,前轮制动转矩Tqf)。

在车辆的后轮WHr(=WHk、WHl)具备后轮致动器EMr(=EMk、EMl)。在后轮致动器EMr设置后轮电动马达MTr(=MTk、MTl)。在后轮致动器EMr中,通过后轮电动马达MTr直接控制后轮制动转矩Tqr(=Tqk、Tql),而不利用制动液BF的压力。具体而言,后轮电动马达MTr的旋转动力被转换为直线动力,摩擦部件按压旋转部件KTr(=KTi、KTj),产生后轮制动转矩Tqr。

控制器(也称为“电子控制单元”)ECU包括安装有微处理器MP、和多个驱动电路DF、DR的电路基板、以及被编程为微处理器MP的控制算法。通过控制器ECU,基于各种信号(Ba等)控制电动马达(MTf等)以及电磁阀(VM等)。具体而言,基于微处理器MP内的控制算法,来运算用于控制电磁阀VM、VR、VS、VI、VO的电磁阀驱动信号Vm、Vr、Vs、Vi、Vo。同样地,运算用于控制电动马达MT的马达驱动信号Mt。而且,基于这些驱动信号(Vm、Mt等)驱动多个电磁阀、电动马达。

另外,控制器ECU可以分割为前轮WHf所涉及的前轮控制器ECB、以及后轮WHr所涉及的后轮控制器ECW(该结构可称作“分割结构”)。在该情况下,在控制器ECU中,前轮控制器ECB和后轮控制器ECW经由车载通信总线BS网络连接。从车载的电源(蓄电池等)对控制器ECU供给电力。

<前轮致动器YP的第一例>

参照图2的示意图(未图示VI、VO),对前轮致动器YP的第一例进行说明。在图中,示出制动控制装置SC的工作中的状态。换句话说,对开/关电磁阀VS、VM、VR进行通电,电磁阀VS、VR被开阀,电磁阀VM被闭阀。因此,主缸室Rm与模拟器SS连接,制动操作部件BP的操作特性由模拟器SS形成。此外,在图中,在控制器ECU中,采用上述分割结构(ECB和ECW)。

前轮致动器YP包括由前轮控制器ECB(控制器ECU的一部分)驱动的前轮电动马达MTf、减速器GS、旋转/直线运动转换机构(例如,丝杠机构)NJ、调压活塞PK、调压缸CK以及复位弹簧SK。前轮致动器YP在隔断阀VM与前轮轮缸WCf的主缸室Rm之间(隔断阀VM的下部Bk),经由连通阀VR与主缸流体路径HM连接。

前轮电动马达MTf是前轮致动器YP的驱动源。通过电动马达MTf的旋转动力,来调节隔断阀VM的下部的液压(调整液压)Pp。电动马达MTf由前轮控制器ECB驱动。

从车载的电源(蓄电池BT等)对前轮控制器ECB供给电力。例如,蓄电池被二重化为一侧蓄电池BTx、另一侧蓄电池BTy。控制器ECB包含微处理器MP、一侧前轮驱动电路DFx、另一侧前轮驱动电路DFy而构成。

在微处理器MP编程有驱动前轮驱动电路DFx、DFy的开关元件(MOS-FET、IGBT等功率半导体器件)的控制算法。微处理器MP与通信总线BS连接,在与后轮控制器ECW等之间共享信息。此外,在微处理器MP中,也为了确保其冗余性,而进行二重化。

如排出部(A)所示,前轮电动马达MTf包含两个系统的绕组组CLx、CLy而构成。一侧马达绕组组(也称为“一侧马达线圈”)CLx通过控制器ECB的一侧驱动电路DFx通电。另外,另一侧马达绕组组(也称为“另一侧马达线圈”)CLy通过控制器ECB的另一侧驱动电路DFy通电。因此,电动马达MTf通过一侧驱动电路DFx以及另一侧驱动电路DFy中的至少一个驱动。由于在电动马达MTf中采用冗余(二重系统)的结构,所以即使“一侧马达线圈CLx、一侧驱动电路DFx或其所涉及的部件”、以及“另一侧马达线圈CLy、另一侧驱动电路DFy或其所涉及的部件”中的任意一个工作状态不佳,电动马达MTf也能够工作。换句话说,前轮电动马达MTf通过两个系统的马达线圈CLx、CLy在电气上二重化。

例如,作为电动马达MTf,采用三相无刷马达。在无刷马达MTf设置检测马达的转子位置(旋转角)Ka的旋转角传感器KA。在一侧马达线圈CLx以及另一侧马达线圈CLy分别形成三相(U相、V相、W相)的线圈组(绕组组)。基于旋转角(实际值)Ka,依次切换两个三相马达线圈CLx、CLy的通电方向(即,励磁方向),旋转驱动无刷马达MTf。此外,为了确保冗余性,旋转角传感器KA也可以采用两组检测部。

实际的旋转角Ka能够通过公知的方法(例如,进行120度通电检测感应电压过零的方法、利用中性点电位的方法、利用dq旋转坐标模型的推断感应电压的方法、对αβ固定坐标模型应用扩展卡尔曼滤波器的方法、利用状态观察器的方法)来推断。因此,在推断运算旋转角Ka的情况下,也可以省略旋转角传感器KA。

减速器GS包括小径齿轮SG以及大径齿轮DG。通过减速器GS,电动马达MTf的旋转动力被减速,并传递至丝杠机构NJ。具体而言,小径齿轮SG被固定于电动马达MT的输出轴Jm。小径齿轮SG与大径齿轮DG啮合。以大径齿轮DG的旋转轴Jk与丝杠机构NJ的螺栓部件BL的旋转轴Jk一致的方式固定大径齿轮DG和螺栓部件BL。即,在减速器GS中,来自电动马达MTf的旋转动力被输入至小径齿轮SG,该旋转动力被减速并从大径齿轮DG输出至丝杠机构NJ。

丝杠机构(旋转/直线运动转换机构)NJ包括螺栓部件BL以及螺母部件NT。通过丝杠机构NJ,减速器GS的旋转动力转换为调压活塞PK的直线动力。具体而言,螺栓部件BL与大径齿轮DG同轴固定,通过螺栓部件BL的旋转,与其螺合的螺母部件NT移动。通过调压活塞PK被螺母部件NT推动,转换为调压活塞PK的直线动力。在这里,由于螺母部件NT的旋转运动被销部件KY约束,所以螺母部件NT在大径齿轮DG的旋转轴Jk(调压缸CK的中心轴线)的方向上移动。而且,调压活塞PK被螺母部件NT按压。作为丝杠机构NJ,采用梯形螺纹等“滑动螺钉”。另外,作为丝杠机构NJ,可以采用滚珠丝杠等“滚动螺钉”。

调压活塞PK被插入至调压缸CK的内孔,形成活塞/气缸的组合。具体而言,通过“调压缸CK的内周面、底面”以及“调压活塞PK的端面”形成液压室Rk(称为“调压室”)。调压室Rk经由连通流体路径HY与主缸流体路径HM连接。通过调压活塞PK移动,从而调压室Rk的体积发生变化。此时,由于连通阀VR成为打开位置,且隔断阀VM成为关闭位置,所以制动液BF不移动到主缸室Rm,而是相对于轮缸WCf移动。

若电动马达MTf被向正转方向旋转驱动,则调压室Rk的体积减少,制动液BF从调压缸CK向轮缸WCf移动。由此,调整液压Pp(即,制动液压Pwf)增加,且前轮制动转矩Tqf增加。另一方面,若电动马达MTf被向反转方向旋转驱动,则调压室Rk的体积增加,制动液BF从轮缸WCf返回到调压缸CK。由此,调整液压Pp(=Pwf)减少,且前轮制动转矩Tqf减少。在连通流体路径HY设置调整液压传感器PP,以检测调整液压Pp。此外,在调压室Rk内设置复位弹簧(弹性体)SK,在停止对电动马达MTf的通电的情况下,调压活塞PK返回到其初始位置。

<与前轮致动器YP的第一例对应的控制器ECU等的结构>

参照图3的示意图,对与前轮致动器YP的第一例对应的控制器ECU(特别是,前轮驱动电路DFx、DFy)、前轮电动马达MTf、隔断阀VM、连通阀VR以及模拟器阀VS的结构进行说明。

从电源(蓄电池)BTx、BTy对前轮控制器ECB(控制器ECU的一部分)供给电力。通过控制器ECB,驱动电动马达MTf、隔断阀VM、连通阀VR以及模拟器阀VS。控制器ECB包含微处理器MP以及前轮驱动电路DFx、DFy而构成。在微处理器MP编程有用于控制电动马达MTf、隔断阀VM、连通阀VR以及模拟器阀VS的算法。

为了提高制动控制装置SC的信赖度,微处理器MP被二重化。另外,驱动电动马达MTf、隔断阀VM、连通阀VR以及模拟器阀VS的电路被冗余化为驱动电路DFx、DFy。进一步,为了使电动马达MTf、电磁阀VM、VR、VS小型化,驱动电路DFx、DFy包含升压电路SH(DC/DC转换器)。通过升压电路SH,电动马达MTf、电磁阀(VM等)的驱动电压高于蓄电池BT等的电压(电源电压)。另外,通过升压电路SH,可以仅增加电动马达MTf的驱动电压,电磁阀的驱动电压保持电源电压。进一步,也可以省略一侧前轮驱动电路DFx、另一侧前轮驱动电路DFy的升压电路SH(即,控制器ECB不包含升压电路SH)。

在一侧前轮驱动电路DFx、另一侧前轮驱动电路DFy,通过开关元件(MOS-FET、IGBT等功率半导体器件)形成三相(U相、V相、W相)的电桥电路,以驱动前轮电动马达MTf。基于马达驱动信号Mt,控制前轮驱动电路DFx、DFy的各开关元件的通电状态,并控制电动马达MTf的输出。进一步,前轮驱动电路DFx、DFy包含驱动隔断阀VM、连通阀VR以及模拟器阀VS的电路。各电磁阀基于驱动信号Vm、Vr、Vs,来控制(驱动)它们的线圈的励磁状态(通电状态)。

前轮电动马达MTf包含两个系统的绕组组(线圈)CLx、CLy而构成。两个系统线圈中的一侧前轮马达线圈CLx通过一侧前轮驱动电路DFx通电。另外,两个系统线圈中的另一侧前轮马达线圈CLy通过另一侧前轮驱动电路DFy通电。因此,前轮电动马达MTf通过两个前轮驱动电路DFx、DFy中的至少一个来驱动。由于在前轮电动马达MTf中采用冗余(二重系统)的结构,所以即使“一侧前轮马达线圈CLx、一侧前轮驱动电路DFx或其所涉及的部件”以及“另一侧轮马达线圈CLy、另一侧前轮驱动电路DFy或其所涉及的部件”中的任意一个成为工作状态不佳,前轮电动马达MTf也能够工作。换句话说,前轮电动马达MTf通过具有两个系统线圈CLx、CLy,从而在电气化上被二重化。

常开型的隔断阀VM包含两个绕组(线圈)CMx、CMy而构成。一侧主缸阀线圈CMx通过一侧前轮驱动电路DFx通电,另一侧主缸阀线圈CMy通过另一侧前轮驱动电路DFy通电。常闭型的模拟器阀VS包含两个绕组(线圈)CSx、CSy而构成。一侧模拟器阀线圈CSx通过一侧前轮驱动电路DFx通电,另一侧模拟器阀线圈CSy通过另一侧前轮驱动电路DFy通电。常闭型的连通阀VR包含两个绕组(线圈)CRx、Cry而构成。一侧连通阀线圈CRx通过一侧前轮驱动电路DFx通电,另一侧连通阀线圈Cry通过另一侧前轮驱动电路DFy通电。因此,电磁阀VM、VS、VR通过前轮驱动电路DFx、DFy中的至少一个来驱动。与前轮电动马达MTf同样地,电磁阀VM、VS、VR也在电气上被二重化。此外,在主缸MC的容量(体积)充分大,省略模拟器阀VS的情况下,省略模拟器阀VS所涉及的部件。

如以上说明的那样,在前轮WHf中,通过两个系统的马达线圈CLx、CLy、两个系统的主缸阀线圈CMx、CMy、两个系统的模拟器阀线圈CSx、CSy、两个系统的连通阀线圈CRx、Cry、以及对这些线圈中每一个进行通电的一侧前轮驱动电路DFx、另一侧前轮驱动电路DFy,在电气上二重化。在上述结构中,由于未进行基于多个构成部件(MTf等)的二重化,所以作为整体,维持制动控制装置SC的小型/轻量,并且在确保前轮制动转矩Tqf时,确保冗余性。

<后轮致动器EMr>

参照图4,对包含后轮控制器ECW(控制器ECU的一部分)的后轮致动器EMr(第一后轮致动器EMk、第二后轮致动器EMl)进行说明。在制动控制装置SC中,通过后轮电动马达MTr(第一电动马达MTk、第二电动马达MTl),不经由制动液BF来进行后轮WHr(第一后轮WHk、第二后轮WHl)的制动转矩Tqr(=Tqk、Tql)的产生以及调整。由于右后轮WHk和左后轮WHl是相同的结构,所以对右后轮WHk进行说明。此外,[]内的符号是与左后轮WHl对应的记载。

在右后轮WHr,也与前轮WHf同样地设置旋转部件KT、摩擦部件MS。右后轮致动器EMk包括制动钳CP、右后轮电动马达MTk(相当于“第一电动马达”)、后轮控制器ECW、蓄电池BTk、减速器GS、旋转/直线运动转换机构NJ、制动活塞PN以及按压力传感器FB。制动钳CP被设置为夹住右后轮WHk的旋转部件KTk。在制动钳CP内置有电动马达MTk等。

电动马达MTk是用于调整右后轮WHk的制动转矩Tqk的动力源。在右后轮电动马达MTk,与前轮电动马达MTf不同,包含一个系统的马达线圈CLk。在采用无刷马达作为电动马达MTk的情况下,通过如排出部(B)所示的三相线圈CLk,驱动电动马达MTk。

在制动钳CP内设置有后轮控制器ECW,以驱动右后轮电动马达MTk。后轮控制器ECW包含微处理器MP以及右后轮驱动电路DRk。在微处理器MP编程有控制算法,以控制右后轮驱动电路DRk(相当于“第一后轮驱动电路”)。此外,通信总线BS连接为与控制器ECB、左后轮WHl的后轮控制器ECW共享信息(信号)。通过右后轮驱动电路DRk,驱动右后轮马达线圈CLk,控制对右后轮马达MTk的通电量。

在制动钳CP内设置右后轮蓄电池BTk。蓄电池BTk经由电力线PL从车体侧的蓄电池BT进行电力供给,进行充电。通过蓄电池BTk,对控制器ECW(最终,对电动马达MTk)供给电力。可以省略蓄电池BTk。在该情况下,通过电力线PL,从车体侧的蓄电池BT对控制器ECW直接供电。

后轮电动马达MTk的旋转输出与参照图2说明的前轮致动器YP相同,经由减速器GS以及旋转/直线运动转换机构(丝杠机构)NJ转换为制动活塞PN的推力(空心箭头的方向的力)。制动活塞PN将摩擦部件(制动片)MS按压于旋转部件(制动盘)KT。此时,通过在摩擦部件MS与旋转部件KT之间产生的摩擦力,在右后轮WHk产生制动转矩Tqk。在右后轮致动器EMk设置按压力传感器FB,以检测摩擦部件MS按压旋转部件KT的力亦即按压力Fb。

以上,对右后轮WHk的致动器EMk进行了说明。对于左后轮WHl的致动器EMl,在上述说明中,将下标“k”代替为下标“l”相当于左后轮致动器EMl的说明。因此,左后轮电气制动器MTl(相当于“第二电动马达”)由左后轮驱动电路DRl(相当于“第二后轮驱动电路”)来控制。

前轮WHf所涉及的构成要素(YP、ECB等)搭载于车体侧,但后轮致动器EMr(=EMk、EMl)搭载于车轮侧。因此,在后轮致动器EMr中,为了提高搭载性,小型/轻量特别重要。在后轮致动器EMr中,与前轮WHf(=WHi、WHj)用的前轮电动马达MTf不同,在电气上是一个系统。在后轮电动马达MTr(即,第一电动马达MTk、第二电动马达MTl)、以及控制器ECW(控制器ECU的一部分)内的后轮驱动电路DRr(即,第一后轮驱动电路DRk、第二后轮驱动电路DRl)中,不采用电气二重化。这基于后轮WHr中的制动转矩Tqr的产生通过左右的后轮致动器EMr二重化。通过上述结构,在后轮WHr中,能够确保搭载性,并且实现对于制动转矩Tqr的确保的冗余性。

<前轮致动器YP的第二例>

参照图5的示意图(未图示VI、VO)对前轮致动器YP的第二例进行说明。图中为制动控制装置SC工作时,对电磁阀VS、VM、VR进行通电,示出控制器ECU的分割结构(ECU=ECB+ECW)。在前轮致动器YP的第一例中,前轮电动马达MTf的旋转动力被转换为调压缸CK内的调压活塞PK的直线动力(推力),调整调整液压Pp(=Pwf)。在前轮致动器YP的第二例中,通过前轮电动马达MTf的旋转动力,形成制动液BF的环流(循环的制动液BF的流动),通过调压阀UA调节调整液压Pp(=Pwf)。

如上所述,标注有同一符号的构成部件等为同一功能的结构。对于标注在各车轮所涉及的符号末尾的下标“i”~“l”而言,“i”表示右前轮,“j”表示左前轮,“k”表示右后轮,“l”表示左后轮。另外,对于符号末尾的下标“f”、“r”而言,“f”表示前轮(=下标“i、j”),“r”表示后轮(=下标“k、l”)。对于前轮的电气系统所涉及的符号末尾的下标“x”、“y”而言,“x”表示一侧系统,“y”表示另一侧系统。可以省略下标“i”~“l”、“f”、“r”、“x”、“y”。在省略了这些下标的情况下,各符号表示统称。以下,以与第一例的不同点为中心进行说明。

通过前轮致动器YP调整前轮轮缸WCf的液压(制动液压)Pwf。前轮致动器YP具备电动泵(=MTf+HP)、循环流体路径HK、逆止阀GC、调压阀UA以及调整液压传感器PP。在前轮致动器YP中,电动泵排出的制动液BF被调压阀UA调节为调整液压Pp。调节了调整液压Pp后的制动液BF被经由连通阀VR供给至前轮轮缸WCf。

电动泵由前轮电动马达MTf以及流体泵HP构成。在电动泵中,将电动马达MTf和流体泵HP固定为电动马达MTf与流体泵HP一体旋转。电动马达MTf基于驱动信号Mt由前轮控制器ECB控制。

在流体泵HP中,吸入部Qs和排出部Qt经由循环流体路径HK连接。在流体泵HP的吸入部Qs连接有储存器流体路径HR。因此,制动液BF从主储液器RV通过储存器流体路径HR被吸入到吸入部Qs,并从排出部Qt排出至循环流体路径HK。在循环流体路径HK设置逆止阀GC(也称为“检查阀”)。

若驱动前轮电动马达MTf,则如虚线箭头所示,制动液BF按照“(a)→(b)→(c)→(d)→(a)”的顺序在循环流体路径HK中流动。在循环流体路径HK设置调压阀UA。调压阀UA是基于通电状态(例如,供给电流)连续地控制开阀量(升程量)的线性电磁阀(也称为“比例阀”或“差压阀”)。调压阀UA基于驱动信号Ua由控制器ECB控制。作为调压阀UA,可采用常开型的电磁阀。通过利用调压阀UA节流制动液BF的流动(环流),来进行调整液压Pp的调节(所谓的,调压阀UA的节流效应)。为了检测调整液压Pp,而设置调整液压传感器PP。

循环流体路径HK中的调压阀UA与逆止阀GC之间(c)经由连通流体路径HY连接到主缸流体路径HM中的隔断阀VM的下部Bk。在连通流体路径HY设置常闭型的连通阀VR。在制动时,对连通阀VR通电,主缸流体路径HM与循环流体路径HK处于连通状态。因此,轮缸WCf的制动液压Pwf(结果是,前轮制动转矩Tqf)通过前轮致动器YP调节为调整液压Pp。

此外,常闭型的连通阀VR用于在完全断电的情况下,手动制动(仅通过驾驶员的操作力Fp进行的制动)制动液压Pwf。因此,连通阀VR也可以代替设置于连通流体路径HY,而如用虚线所示的那样设置于循环流体路径HK。

<与前轮致动器YP的第二例对应的控制器ECU等的结构>

参照图6的示意图,对与前轮致动器YP的第二例对应的控制器ECU(特别是,前轮驱动电路DFx、DFy)、前轮电动马达MTf、隔断阀VM、连通阀VR、模拟器阀VS以及调压阀UA的结构进行说明。在第二例的控制器ECU结构中,为了通过调压阀UA节流制动液BF的环流,来调整调整液压Pp,而对第二例的控制器ECU结构添加调压阀UA。对于其它部分,基本上与第一例的控制器ECU的结构相同。

从电源(蓄电池)BTx、BTy对前轮控制器ECB(控制器ECU的一部分)供给电力。通过控制器ECB,驱动前轮电动马达MTf、隔断阀VM、连通阀VR、模拟器阀VS以及调压阀UA。控制器ECB包含被二重化的微处理器MP以及驱动电路DFx、DFy而构成。进一步,为了使电动马达MTf、电磁阀VM、VR、VS、UA小型化,前轮驱动电路DFx、DFy包含升压电路SH(DC/DC转换器)。

在一侧前轮驱动电路DFx、另一侧前轮驱动电路DFy形成三相电桥电路,基于马达驱动信号Mt来控制电动马达MTf的输出。驱动电路DFx、DFy包含驱动电磁阀VM、VR、VS、UA的电路,基于驱动信号Vm、Vr、Vs、Ua来控制线圈的励磁状态。

前轮电动马达MTf包含两个系统线圈CLx、CLy,被二重化。一侧前轮马达线圈CLx通过一侧前轮驱动电路DFx通电,另一侧前轮马达线圈CLy通过另一侧前轮驱动电路DFy通电。换句话说,前轮电动马达MTf由两个前轮驱动电路DFx、DFy中的至少一个驱动。

常开型的隔断阀VM包含两个线圈CMx、CMy,被二重化。一侧主缸阀线圈CMx通过驱动电路DFx通电,另一侧主缸阀线圈CMy通过驱动电路DFy通电。常闭型的模拟器阀VS包含两个线圈CSx、CSy,被二重化。一侧模拟器阀线圈CSx通过驱动电路DFx通电,另一侧模拟器阀线圈CSy通过驱动电路DFy通电。常闭型的连通阀VR包含两个绕组(线圈)CRx、CRy,被二重化。一侧连通阀线圈CRx通过驱动电路DFx通电,另一侧连通阀线圈Cry通过驱动电路DFy通电。常闭型的调压阀UA包含两个线圈CAx、CAy,被二重化。一侧调压阀线圈CAx通过驱动电路DFx通电,另一侧调压阀线圈Cay通过驱动电路DFy通电。因此,电磁阀VM、VS、VR、UA由驱动电路DFx、DFy中的至少一个驱动。与前轮电动马达MTf相同,电磁阀VM、VS、VR、UA也在电气上二重化。此外,在主缸MC的容量(体积)充分大,可省略模拟器阀VS的情况下,可省略模拟器阀VS所涉及的部件。

如以上说明的那样,在第二例的前轮致动器YP中,也通过两个系统的前轮马达线圈CLx、CLy、两个系统的主缸阀线圈CMx、CMy、两个系统的模拟器阀线圈CSx、CSy、两个系统的连通阀线圈CRx、Cry、两个系统的调压阀线圈CAx、CAy以及对这些线圈中的每一个通电的一侧前轮驱动电路DFx、另一侧前轮驱动电路DFy,在电气上二重化。在上述结构中,由于未进行基于多个构成部件(MTf等)的二重化,所以在维持制动控制装置SC的小型/轻量的基础上,在确保前轮制动转矩Tqf时,确保冗余性。

<作用/效果>

在制动控制装置SC中,前轮制动转矩Tqf(=Tqi、Tqj)通过经由制动液BF的制动液压Pwf来调节。另一方面,后轮制动转矩Tqr未利用制动液BF,而通过两个后轮电动马达MTk、MTl来调节。制动液压Pwf(=Pwi、Pwj)通过一个前轮电动马达MTf调整。因此,前轮电动马达MTf具有两个系统线圈CLx、CLy。与此相对,后轮制动转矩Tqr(=Tqk、Tql)分别通过第一电动马达MTk、第二电动马达MTl来调整。在后轮WHr中,由于通过两个电动马达(第一电动马达、第二电动马达)MTk、MTl二重化,所以第一电动马达MTk、第二电动马达MTl分别具有一个系统线圈CLk、CLl。前轮电动马达MTf、第一电动马达MTk以及第二电动马达MTl由控制器ECU控制。控制器ECU包含“对前轮电动马达MTf的两个系统线圈CLx、CLy中的一侧通电的一侧前轮驱动电路DFx”、“对前轮电动马达MTf的两个系统线圈CLx、CLy中的另一侧通电的另一侧前轮驱动电路DFy”、“对第一电动马达MTk的一个系统线圈CLk通电的第一后轮驱动电路DRk”、以及“对第二电动马达MTl的一个系统线圈CLl通电的第二后轮驱动电路DRl”而构成。

根据上述结构,通过电动马达MT调整四个车轮WH的制动转矩Tq。前轮WHf所涉及的构成要素(MTf等)在电气上被二重化,但后轮WHr的一个轮所涉及的构成要素(MTk等)在电气上一重。这基于在后轮WHr中,左右电独立。通过该结构,在电动化的制动控制装置SC中,在确保装置的冗余性的基础上,实现小型/轻量化。

此外,在上述的说明中,控制器ECU被分割为前轮控制器ECB和后轮控制器ECW。代替于此,后轮控制器ECW也可以是包含于设置于车体侧的前轮控制器ECB的结构。在该情况下,控制器ECB(=ECU)包含被冗余化的微处理器MP以及驱动电路DFx、DFy、DRk、DRl(参照图1)。即使是该结构,也起到上述同样的效果。

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