本發明要求申請日為2014年9月5日,申請號為JP特愿2014—180963的申請的優先權,通過參照其整體,將其作為構成本申請的一部分的內容而引用。
技術領域
本發明涉及多個制動裝置設置于車輛上的制動裝置系統,本發明涉及能抑制制動裝置的溫度上升的技術。
背景技術:
作為制動器的隔熱方法,人們提出有下述的技術。
(1).在摩擦墊的內面上設置隔熱件的盤制動器(專利文獻1)。
(2).在活塞與摩擦墊之間夾持隔熱件的制動器(專利文獻2)。
(3).電動制動裝置,該電動制動裝置包括:滾珠絲杠螺母,其通過電動機的驅動力而旋轉;滾珠絲杠軸,其在滾珠絲杠螺母的內部,經由多個滾珠,可進退地螺合,在該電動制動裝置中,上述滾珠采用熱傳導率低的部件(專利文獻3)。
(4).采用行星滾柱螺紋的電動制動裝置(專利文獻4)。
已有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:JP特開昭58—057526號公報
專利文獻2:JP實開昭62—146027號公報
專利文獻3:JP特開2003—254364號公報
專利文獻4:JP特開2006—194356號公報
技術實現要素:
發明要解決的課題
像專利文獻1~4那樣的將車輛的運動能量轉換為摩擦能量的摩擦制動裝置中,制動裝置抵抗所產生的摩擦熱的耐久性的確保是重要的課題。在專利文獻1、2那樣的液壓制動裝置中,如果制動盤的發熱傳遞給制動流體,溫度過度上升,則具有制動油中的水分達到沸點,產生氣阻的可能性。
由此,在專利文獻1、2中,提出于摩擦墊上設置隔熱件的技術,但是在提高隔熱性的場合,具有隔熱件的裝載空間、耐久性、成本等成為課題的情況。
在專利文獻3、4那樣的電動制動裝置中,具有裝載于該電動制動裝置中的電動機、傳感器等的電氣部件的耐熱性成為課題的情況。另外,具有比如,對于電動機,因來自制動電動機的熱傳遞而其溫度上升的情況,必須按照降低相對于電動機線圈的電動機轉矩的銅損的方式設計,具有因電動機的尺寸增大造成的裝載空間的增加、成本增加等問題的情況。
由此,在專利文獻3中,人們提出有通過熱傳遞率低的部件構成電動促動器的滾珠絲杠中的滾珠的技術,但是,使低的熱傳導率、耐久性的確保以及成本的降低均成立是困難的。
本發明的目的在于提供一種制動裝置系統,其中,多個制動裝置裝載于車輛上,其可降低從制動盤到制動卡鉗的熱傳導率,確保制動裝置的耐久性,另外可謀求成本的降低。
用于解決課題的技術方案
在下面,為了容易理解,為方便起見,參照實施方式的標號而進行說明。
本發明的制動裝置系統為下述的制動裝置系統,其中,在車輛中設置多個制動裝置,該制動裝置包括:制動盤5;摩擦墊6,該摩擦墊6與該制動盤5接觸,產生制動力;摩擦墊驅動機構Mk,該摩擦墊驅動機構Mk使該摩擦墊6與上述制動盤5接觸;控制裝置7,該控制裝置7通過該摩擦墊驅動機構Mk而控制制動力,
在上述控制裝置7中設置有:
制動時等判斷機構30,該制動時等判斷機構30判斷上述摩擦墊6與各制動裝置的上述制動盤5接觸,上述車輛是處于制動時還是停止維持中;
熱傳導抑制機構35,該熱傳導抑制機構35在通過該制動時等判斷機構30而判斷上述車輛處于制動時或停止維持中時,降低上述多個制動裝置中的一部分制動裝置帶來的制動力,降低向上述摩擦墊驅動機構Mk的制動摩擦熱的熱傳導率。
按照該方案,通過制動操作機構29的操作,控制裝置7經由摩擦墊驅動機構Mk控制制動力。摩擦墊驅動機構Mk通過使摩擦墊6與制動盤5接觸來產生制動力。該摩擦墊驅動機構Mk設置于制動卡鉗Bk上。在車輛的行駛時,通過摩擦墊驅動機構Mk,從制動開始時起,進行通常的制動動作,然后,比如,在車速為零或零附近的低速時,制動時等判斷機構30判斷摩擦墊6與各制動盤5接觸,車輛是處于制動還是停止維持中。
熱傳導抑制機構35在判定上述車輛處于制動或停止維持中時,降低多個制動裝置中的一部分制動裝置的制動力,降低向上述摩擦墊驅動機構Mk,即,制動卡鉗Bk的制動摩擦熱的熱傳導率。關于最佳的制動力的平衡、降低各制動裝置的制動力的旋轉,也可根據比如四輪汽車的場合的車速和減速度、前后的制動平衡、制動盤5的體積、制動裝置的體積等,來推算并確定制動盤5的溫度上升的程度。
在制動裝置采用液壓制動裝置的場合,通過能降低向制動卡鉗Bk的制動摩擦熱的熱傳導率,可抑制制動盤5和摩擦墊6的摩擦導致的發熱(制動摩擦熱)傳遞給制動流體的情況。于是,制動流體可防止溫度過度上升的情況,可防止氣阻。另外,由于不必要求像已有技術那樣在摩擦墊內面上設置隔熱件,故不必要求確保隔熱件的裝載空間,另外可謀求成本的降低。
在制動裝置采用電動制動裝置Db的場合,由于可抑制制動盤5和摩擦墊6的摩擦導致的發熱(制動摩擦熱)傳遞給電動制動裝置Db的電動促動器的情況,故可減輕該電動促動器的熱負荷。像上述那樣,按照本方案,可降低作為制動盤和摩擦墊6的摩擦導致的發熱的制動摩擦熱向制動卡鉗的熱傳導率,確保制動裝置的耐久性,另外可謀求成本的降低。
上述熱傳導抑制機構35也可具有下述功能:在通過上述一部分制動裝置來降低制動力的期間,通過其它的制動裝置彌補該制動力的降低量,使全部的制動裝置的制動力的總和保持在與不使上述一部分制動裝置的制動力降低的場合相同的值。即使在像這樣,降低一部分制動裝置的制動力的情況下,仍通過使全部的制動裝置帶來的制動力的總和保持一定,由此可防止制動距離變得不希望的長的情況。
上述熱傳導抑制機構35在上述車輛的速度為閾值以下的場合,降低上述一部分制動裝置帶來的制動力。上述閾值可根據實驗、模擬等的結果,任意地確定為零或零附近。如果車輛為零或零附近的低速,則可減少對車輛的性能、運動特性的影響。熱傳導抑制機構35能在對車輛的性能、運動性能的影響小的條件下,降低一部分制動裝置的制動力。
上述車輛也圍繞與作用于車輛上的重力的方向相垂直的平面上的重心點的四個象限的各自象限中,設置一個以上的制動裝置,該制動裝置7按照在實施上述熱傳導抑制機構35的動作時,因制動裝置的動作而產生的上述車輛的回旋力矩為預先確定的值以下的方式,設定各制動裝置的制動力。上述預先確定的值通過比如試驗、模擬等的結果而確定。
在車輛行駛中,如果僅僅使分別設置在上述四個象限中的制動裝置中的設置于任意一個象限中的制動裝置動作,則車輛會產生不希望的回轉力矩。于是,按照車輛的回轉力矩為預先確定的值以下的方式,設定各制動裝置的制動力,由此可極力地抑制因制動裝置的動作造成的車輛的回轉力矩,可謀求車輛性能的穩定。
也可分別設置溫度推算機構37,該溫度推算機構37推算該各制動裝置的制動盤5或摩擦墊6的溫度,上述控制裝置7在通過任意的溫度推算機構37而推算出的溫度為閾值以上時,實施上述熱傳導抑制機構35的動作。可通過試驗、模擬等方式來把握制動時的各制動裝置的溫度上升,能根據該已把握的結果設定上述閾值。
上述摩擦墊驅動機構Mk也可包括:電動機2;直線運動機構4,該直線運動機構4將該電動機2的旋轉運動轉換為上述摩擦墊6的直線運動。在此場合,熱傳導抑制機構35降低向摩擦墊驅動機構Mk的制動摩擦熱的熱傳導率,由此,可重新進行降低電動機2的電動機控制的銅損的設計,謀求電動機尺寸的小型化。由此,可減少電動機2的裝載空間。另外,由于直線運動機構4不必為耐熱性高的部件,故可謀求成本的降低。
權利要求書和/或說明書和/或附圖中公開的至少兩個結構中的任意的組合均包含在本發明中。特別是,權利要求書中的各項權利要求的兩個以上的任意的組合也包含在本發明中。
附圖說明
根據參照附圖的下面的優選的實施形式的說明,會更清楚地理解本發明。但是,實施形式和附圖用于單純的圖示和說明,不應用于確定本發明的范圍。本發明的范圍由后附的權利要求書確定。在附圖中,多個附圖中的同一部件標號表示同一或相應部分。
圖1為表示本發明的實施方式的制動裝置系統的結構的概況圖;
圖2為該制動裝置系統中的各制動裝置的主要部分的縱向剖視圖;
圖3為該制動裝置系統的控制系統的方框圖;
圖4為表示相對該制動裝置系統中的摩擦墊的按壓力的,表示熱傳導率的相關性的圖(a)和表示制動力的相關性的圖(b);
圖5(a)~圖5(c)為該制動裝置系統中的熱傳導抑制機構的制動時的相對時間的各特性的動作概念圖;
圖6A為表示在四輪的各輪上裝載制動裝置的例子的圖;
圖6B為表示圖6A的四輪汽車的制動時的,車速和制動力的動作的圖;
圖7為分階段地表示該制動裝置系統的制動力的動作的流程圖。
具體實施方式
根據圖1~圖7,對本發明的實施方式的制動裝置系統進行說明。圖1為以概況方式表示在作為車輛的四輪汽車的各車輪Ha、Hb、Hc、Hd上分別裝載制動裝置的制動裝置系統的結構的圖。在本例子中,各制動裝置采用電動制動裝置Db。該電動制動裝置Db包括:制動盤5、制動卡鉗Bk、與控制裝置7。
像圖2所示的那樣,制動卡鉗Bk包括:摩擦墊6,該摩擦墊6與制動盤5接觸,產生制動力;摩擦墊驅動機構Mk,該摩擦墊驅動機構Mk使該摩擦墊6與制動盤5接觸。控制裝置7控制摩擦墊驅動機構Mk,控制制動力。像圖1所示的那樣,該車輛在圍繞與作用于車輛上的重力的方向相垂直的平面上的重心點P1的四個象限(第I象限,第II象限,第III象限,第IV象限)的各自象限中,設置制動裝置Db的制動卡鉗Bk等。
首先,對制動卡鉗Bk進行說明。像圖2所示的那樣,該制動卡鉗Bk包括:外殼1;上述摩擦墊驅動機構Mk;上述摩擦墊6;以及圖示之外的停車制動用的鎖定機構。摩擦墊驅動機構Mk包括:電動機2;減少該電動機2的旋轉速度的減速機構3;以及經由減速機構3而將電動機2的旋轉轉換為摩擦墊6的直線運動的直線運動機構4。電動機2支承于外殼1上。在外殼1的內部,組裝有直線運動機構4,該直線運動機構4通過電動機2的輸出,將制動力從摩擦墊6負載給制動盤5。外殼1的開口端由外罩8而覆蓋。
對直線運動機構4進行說明。直線運動機構4包括:旋轉軸9,該旋轉軸9通過電動機2而旋轉驅動;轉換機構部10,該轉換機構部10將該旋轉軸9的旋轉運動轉換為直線運動;約束部11、12。轉換機構部10包括:直線運動部14、軸承部件15、環狀的推力板16、推力軸承17、滾動軸承18、托架19、滑動軸承20、21以及多個行星滾柱22。
在外殼1的內周面上,以止轉并且于軸向自由移動的方式支承圓筒狀的直線運動部14。在直線運動部14的內周面上設置螺旋突起,該螺旋突起向徑向內方以規定距離而突出并呈螺旋狀形成。在該螺旋突起上嚙合多個行星滾柱22。
在外殼1內的直線運動部14的軸向一端側,設置軸承部件15。該軸承部件15包括:于徑向外方而延伸的法蘭部與輪轂部。在該輪轂內部嵌合多個滾動軸承18,在這些滾動軸承18的內圈內徑面上嵌合旋轉軸9。旋轉軸9經由多個滾動軸承18,自由旋轉地支承于軸承部件15上。
在直線運動部14的內周上,設置有可以旋轉軸9為中心而旋轉的托架19。托架19包括于軸向而相互面對地設置的盤。接近軸承部件15的盤稱為內側盤,另一盤稱為外側盤。在外側盤中的面臨內側盤的側面上,設置有從該側面的外周緣部向軸向突出的間隔調整部件。由于該間隔調整部件調整多個行星滾柱22的間隔,故該間隔調整部件以等間隔隔開地于圓周方向上多個地設置。通過這些間隔調整部件,兩個盤一體地設置。
內側盤通過嵌合于其與旋轉軸9之間的滑動軸承20而自由旋轉地支承。在外側盤上,于中心部形成軸插入孔,滑動軸承21嵌合于該軸插入孔中。外側盤通過滑動軸承21,自由旋轉地支承于旋轉軸9上。在旋轉軸9的兩端部,設置有約束部11、12,該約束部11、12承受推力荷載,對旋轉軸9的軸向位置進行約束。各約束部11、12由比如通過墊片等形成的止動片構成。在旋轉軸9的兩端部,設置有這些約束部11、12的抽出阻止用的止動圈。
在托架19上,于周向而間隔開地設置多個滾柱軸23。各滾柱軸23的兩端部跨于內側盤、外側盤而支承。即,在兩個盤上,分別形成由長孔形成的多個軸插入孔,各滾柱軸23的兩端部插入各軸插入孔中,這些滾柱軸23在各軸插入孔的范圍內于徑向而自由移動地支承。在多個滾柱軸23中的軸向兩端部分別掛設彈性環24,該彈性環24使這些滾柱軸23于徑向內方偏置。
行星滾柱22以自由旋轉的方式支承于各滾柱軸23上,各行星滾柱22介設于旋轉軸9的外周面與直線運動部14的內周面之間。通過跨于多個滾柱軸23而掛設的彈性環24的偏置力,將各行星滾柱22按壓于旋轉軸9的外周面上。旋轉軸9旋轉,由此,與該旋轉軸9的外周面接觸的各行星滾柱22因接觸摩擦而旋轉。在行星滾柱22的外周面上,形成與直線運動部14的螺旋突起嚙合的螺旋槽。
減速機構3為減小電動機2的旋轉速度,將其傳遞給固定于旋轉軸9上的輸出齒輪25的機構,上述減速機構3包括多個齒輪排(在圖中未示出)。在本例子中,減速機構3通過上述齒輪排,依次減小安裝于電動機2的圖示之外的電動機軸上的輸入齒輪(在圖中未示出)的旋轉速度,可將其傳遞給輸出齒輪25。上述停車用的鎖定機構按照以下方式構成:可在阻止直線運動機構4的制動力松弛動作的鎖定狀態和允許該直線運動機構4的制動力松弛動作的非鎖定狀態切換。如果該鎖定機構處于鎖定狀態,則停止電動機2的輸出,處于停車制動狀態。
圖3為該制動裝置系統的控制系統的方框圖。該制動裝置系統的控制裝置7包括:ECU26、逆變裝置27、以及車速檢測機構28。作為逆變裝置27的上級控制機構的ECU26,例如采用控制車輛整體的電子控制單元。ECU26包括:制動力指令機構26a與制動時等判斷機構30。
制動力指令機構26a對應于與作為制動操作機構29的制動踏板的操作量相對應而變化的傳感器29a的輸出,采用通過軟件、硬件而實現的LUT(Look Up Table,查詢表格),或存儲于軟件的數據庫(Library)中的規定的轉換函數、與其等效的硬件等,產生而輸出構成目標的制動力的指令值。制動時等判斷機構30判斷摩擦墊6(圖2)與各制動裝置的制動盤5(圖2)接觸,是處于該車輛的車速為零或零附近的低速時的制動還是制動維持中。即,制動時等判斷機構30根據比如傳感器29a的輸出、電流檢測機構34而檢測出的電動機電流,通過運算而求出相應的制動力推算值。上述傳感器29a的輸出、電動機電流、制動力推算值的關系預先通過實驗、模擬等的結果而確定。
制動時等判斷機構30求出上述制動力推算值,并且判斷通過車速檢測機構28而檢測出的車速是否為閾值以下(包括車速零)。制動時等判斷機構30由能進行相應的制動力推算值的運算的硬件電路或軟件函數而構成,具體來說,采用通過軟件或硬件而實現的LUT、或存儲于軟件的數據庫中的規定的轉換函數、以及與其等效的硬件等(在下面稱為“具體化模型”),接收傳感器29的輸出、檢測出的上述電動機電流和上述車速的輸入,進行是處于車輛的車速為低速時的制動還是處于制動(或停止)維持中的判斷,以及車輛的車速是否為閾值以下的判斷。
逆變裝置27包括:相對各電動機2而設置的電源電路部31;控制該電源電路部31的電動機控制部32;上述電流檢測機構34。另外,由于上述的多個逆變裝置27分別由同一結構構成,故在圖3中,沒有記載多個,而僅僅示出一個逆變裝置27,關于其它的逆變裝置27予以省略。電動機控制部32由具有處理器的計算機與具有在該計算機中運行的程序的ROM(Read Only Memory(只讀存儲器))以及RAM(Random Access Memory(隨機存儲器))、協處理器(Co-Processor)等的電子電路構成。電動機控制部32根據由制動力指令機構26a而提供的制動力的指令值與由后述的熱傳導抑制機構35而輸出的值,轉換為通過電壓值而表示的電流指令,將該電流指令提供給電源電路部31。電動機控制部32具有將與電動機2有關的各檢測值、控制值等的各信息輸出給ECU26的功能。
電源電路部31包括:逆變器31b,該逆變器31b將圖示之外的電池等的電源的直流電轉換為用于電動機2的驅動的三相的交流電;PWM控制部31a,該PWM控制部31a控制該逆變器31b。電動機2由三相的同步電動機等構成。逆變器31b由多個半導體開關元件(在圖中沒有示出)構成,PWM控制部31a對已輸入的電流指令進行脈沖幅度調制,將開關指令提供給上述各半導體開關元件。
電動機控制部32包括:作為基本的控制部的電動機驅動控制部36。該電動機驅動控制部36按照由制動力指令機構26a而提供的制動力的指令值與從熱傳導抑制機構35而輸出的值,轉換為基于電壓值的電流指令,將由電流指令構成的電動機動作指令值提供給電源電路部31的PWM控制部31a。具體來說,電動機驅動控制部36采用上述具體化模型,接受制動力的指令值和從熱傳導抑制機構35輸出的值的輸入,能對由電流指令構成的電動機運算指令值進行運算并將其輸出給PWM控制部31a的硬件電路或軟件函數構成。另外,電動機驅動控制部36相對制動力的指令值,從電流檢測機構34獲得從逆變器31b流過電動機2的電動機電流,進行電流反饋控制。另外,電動機驅動控制部36從電動機旋轉角檢測機構33而獲得電動機2的轉子(在圖中沒有示出)的旋轉角,按照進行與轉子旋轉角相對應的有效的電動機驅動的方式,將電流指令提供給PWM控制部31a。
在電動機控制部32中設置熱傳導抑制機構35。該熱傳導抑制機構35在通過制動時等判斷機構30,求出制動力推算值,并且判定通過車速檢測機構28而檢測出的車速為預先確定的車速以下時,降低多個制動裝置中的一部分制動裝置帶來的制動力,降低作為制動盤5(圖2)與摩擦墊6(圖2)的摩擦導致的發熱的制動摩擦熱向摩擦墊驅動機構Mk(圖2)的熱傳導率。熱傳導抑制機構35具體來說,采用上述具體化模型,由接受來自制動時等判斷機構30的制動力推算值與車速的判斷結果的輸入,能相對規定的制動裝置,輸出降低制動力的指令的硬件電路或軟件函數構成。
圖4(a)為表示該制動裝置系統中的摩擦墊6(圖2)的按壓力,與作為制動盤5(圖2)和摩擦墊6(圖2)之間的摩擦導致的發熱的制動摩擦熱向摩擦墊驅動機構Mk(圖2)的熱傳導率的相關性的圖。圖4(b)為表示該摩擦墊的按壓力與制動力的相關性的圖。另外,如果輪胎與路面的摩擦系數為μ,則在考慮后述的摩擦墊摩擦系數等的同時,摩擦墊6(圖2)的按壓力與該摩擦系數μ的乘積構成制動力。
像圖4(a)所示的那樣,在摩擦墊6(圖2)的按壓力為零的狀態的初始狀態,由于僅僅產生經由摩擦墊6(圖2)內的間隙的空氣的熱傳導和輻射熱,故處于熱傳導率低的狀態。如果通過制動操作機構29(圖3)的操作,按壓摩擦墊6(圖2),則各部件之間的接觸面積增加,熱傳導率上升。
此時,對于熱傳導率,人們一般知道,在摩擦墊6(圖2)的按壓力(接觸面的面壓)低的狀態,線性強,伴隨按壓力的增加,非線性變強。該特性主要依賴于上述各部件的材質、面粗糙度。即,由于該非線性,就多個接觸面存在的熱傳導率線路來說,在多個制動裝置的按壓力的總和(或平均值)一定的場合,像在后面所描述的那樣,呈現上述多個接觸面的按壓力越均勻,則平均的熱傳導率越高,越不均勻,則平均的熱傳導率越低的傾向。
就圖4(b)所示的摩擦墊的按壓力和制動力的相關性來說,如果摩擦墊的摩擦系數(稱為摩擦墊摩擦系數)一定,則基本上摩擦系數μ與面壓的乘積為制動力,于是,上述相關性呈現線性的關系。作為例子,針對某摩擦墊按壓力F,具有規定的偏差,并且平均值與F一致的摩擦墊按壓力F1、F2(F=(F1+F2)/2)像圖4(a)所示的那樣,相對按壓力F時的熱傳導率H,在F1、F2時的熱傳導率方面描述的平均值(H1+H2)/2)降低。另一方面,針對制動力,像圖4(b)所示的那樣,按壓力F時的制動力D與F1、F2時的平均制動力基本一致。
圖5為該制動裝置系統中的熱傳導抑制機構的制動時的動作概念圖。本例子表示從某車速起而制動時的制動動作的一個例子。下面參照圖3進行說明。圖5的制動裝置A、B分別為比如四輪汽車中的前輪的制動裝置、后輪制動裝置那樣的要求按壓力不同的動作的制動裝置。
像圖5(a)所示的那樣,從制動開始時到構成上述閾值的車速,進行通常的制動動作。在此場合,由于制動時等判斷機構30判定通過車速檢測機構28所檢測出的車速大于閾值,故不進行熱傳導抑制機構35的控制。在此場合,電動機驅動控制部36按照制動力的指令值,轉換為電壓值的電流指令,將由電流指令構成的電動機動作指令值提供給PWM控制部31a。
如果車速為閾值以下,則進行本實施方式的動作。即,制動時等判斷機構30根據車速檢測機構28的檢測值而判定該情況,由此,熱傳導抑制機構35像圖5(b)、圖5(c)所示的那樣,降低一部分制動裝置A的制動力,降低熱傳導率。并且,控制裝置7按照全部的制動裝置A、B的總制動力(通過圖5(b)的虛線而表示)保持一定的方式使另一制動裝置B的制動力上升。
根據此時圖4(a)所示的熱傳導率的關系,各制動力越不均勻(即,不一致),平均的熱傳導率越低。由此,像圖5(b)所示的那樣,在多個制動裝置A、B中,如果交替地進行降低制動裝置A的制動力,并且使另一制動裝置B的制動力上升的動作和其相反的動作,則像圖5(c)所示的那樣,最終地,傳遞作為制動盤5(圖2)和摩擦墊6(圖2)的摩擦導致的發熱的制動摩擦熱的熱量(參照圖5(c)的虛線)通過本實施方式的動作而降低。
上述的車速的閾值可任意地確定,比如,如果車速為零或零附近的低速(比如,數km/h),則可減小對車輛的性能、運動特性的影響。此時,一般在因制動盤5(圖2)和摩擦墊6(圖2)的摩擦而產生的熱能量的制動裝置整體的溫度變化達到平衡點之前,要求至少數分鐘以上,相對該情況,制動時間極短,為數秒的程度。由此,人們認為,獲得充分的降低制動裝置的熱傳導率的目的的效果。
最佳的各制動力的平衡、各制動裝置的熱傳導抑制機構35帶來的制動力控制的旋轉也可通過下述方式而確定,該方式為:比如,在四輪汽車的場合,根據車速和減速度、前后的制動平衡、制動盤5(圖2)的體積、制動裝置的體積等,推算而確定制動盤5(圖2)的溫度上升的程度。
圖6A為表示在四輪的各輪上裝載制動裝置Db的例子的圖。圖6B為表示圖6A的四輪汽車的制動時的車速和制動力A~D的動作的圖。另外,給出了該四輪汽車的駕駛員所要求的制動力伴隨時間的推移而一定的場合。
制動時的各制動盤5的溫度T根據制動盤的初始溫度T0、各制動盤5的制動力Fx、全部制動力F、車輛的運動能量變化量ΔE、制動盤5的熱容量Cx,按照下述式而確定:
T=T0+(ΔE·(Fx+F)/Cx)
另外,根據從制動盤5到制動促動器(或制動流體)等的溫度、制動盤的溫度、圖4(a)所示的熱傳導率的關系、制動促動器的熱容量,確定所傳遞的熱量。實際上,由于難以進行全部的熱流的模型化這一點,以及不必要求到嚴密的溫度控制這一點,故也可預先通過試驗等而把握制動時的各制動裝置Db的溫度上升,預先確定降低熱傳導抑制機構35的制動力的順序等。
由于像圖6B所示的那樣,一般來說制動力強的前制動裝置Db(A與B)的溫度上升有大于后制動裝置Db(C與D)的傾向,故從左右的前制動裝置Db起,每次一個輪地進行熱傳導抑制機構35的本實施方式的動作。從車速基本為零的時刻起,按照A→B→C→D的順序,交替地通過熱傳導抑制機構35減小制動力,降低熱傳導率。此時,按照全部的制動裝置Db的制動力的總和相等的方式,使減小制動力的制動裝置Db以外的其它的制動裝置Db的制動力上升。
圖7為分階段地表示該制動裝置系統的制動力的動作的流程圖。與圖3和圖6A所說明的那樣。比如,如果開啟車輛的電源,則開始本處理,制動時等判斷機構30判斷全部制動力F是否大于零(步驟S1)。在判定為否時(步驟S1:否),對各制動裝置的制動力的減壓時間進行初始化處理(cnt=0)(步驟S4)。然后,制動時等判斷機構30將構成后述的步驟S3中的選擇分支(Bid)的作為制動器ID的id_a記錄于圖中未示出的記錄機構中(步驟S5),然后,結束本處理。此外,采用制動裝置A、B、C、D的制動力FA、FB、FC、FD,得出F=FA+FB+FC+FD。
在判定全部制動力大于零時(步驟S1:是),制動時等判斷機構30判斷車速v是否為零或零附近的低速(步驟S2)。在判斷為否時(步驟S2:否),轉到步驟S4。在判斷車速v為零或零附近的低速時(步驟S2:是),控制裝置7核對記錄于上述記錄機構中的選擇分支(步驟S3)。
在記錄構成選擇分支的制動器ID的id_a時,熱傳導抑制機構35使制動裝置A的制動力FA減為零(步驟S6),使制動裝置B、C、D的制動力FB、FC、FD分別增加減壓前的制動力FA的1/3(步驟S7)。然后,熱傳導抑制機構35判斷減壓時間(cnt)是否超過減壓制動力FA的設定時間tA(步驟S8)。在判斷為否時(步驟S8:否),制動時等判斷機構30使減壓制動力FA的時間的計數器(cnt)進行加法運算(步驟S10),結束本處理。
在判定超過設定時間tA時(步驟S8:是),制動時等判斷機構30將作為步驟S3的選擇分支的,作為制動器ID的id_b預先記錄于上述記錄機構中(步驟S9)。接著,制動時等判斷機構30對各制動裝置的制動力的減壓時間進行初始化處理(cnt=0)(步驟S11),然后,結束本處理。
在下面,步驟S2之前省略,對步驟S3之后的部分進行說明。在將作為步驟S3的選擇分支的,作為制動器ID的id_b記錄于上述記錄機構中時,熱傳導抑制機構35使制動裝置B的制動力FB減為零(步驟S12),使制動裝置A、B、C的制動力FA、FC、FD分別為減壓前的制動力FB的1/3(步驟S13)。然后,熱傳導抑制機構35判斷減壓時間是否超過了減少制動力FB的設定時間tB(步驟S14)。
在判斷為否時(步驟S14:否),使減壓制動力FB的時間的計數器進行加法運算(步驟S16),結束本處理。在判斷超過了設定時間tB時(步驟S14:是),制動時等判斷機構30將作為步驟S3的選擇分支的,作為制動器ID的id_c記錄于上述記錄機構中(步驟S15)。然后,制動時等判斷機構30對各制動裝置的制動力的減壓時間進行初始化處理(cnt=0)(步驟S17),然后,結束本處理。
在將構成步驟S3的選擇分支的,作為制動器ID的id_c記錄于上述記錄機構中時,熱傳導抑制機構35使制動裝置C的制動力FC減壓為零(步驟S18),分別將減壓前的制動力FC的1/3與制動裝置A、B、D的制動力FA、FB、FD相加(步驟S19)。然后,熱傳導抑制機構35判斷減壓時間是否超過了減少制動力FC的設定時間tC(步驟S20)。
在判斷為否時(步驟S20:否),使減少制動力FC的時間的計數器進行加法運算(步驟S22),結束本處理。在判斷超過設定時間tC時(步驟S20:是),制動時等判斷機構30將作為步驟S3中的選擇分支的,作為制動器ID的id_d記錄于上述記錄機構中(步驟S21)。然后,對制動力的減壓時間進行初始化處理(cnt=0)(步驟S23),然后,結束本處理。
在將構成步驟S3的選擇分支的,作為上述制動器ID的id_d記錄于上述記錄機構中時,使制動裝置D的制動力FD減壓到零(步驟S24),分別將減壓前的制動力FD的1/3與制動裝置A、B、C的制動力FA、FB、FC相加(步驟S25)。接著,在判定減壓時間沒有超過減壓制動力FD的設定時間tD時(步驟S26:否),使減壓制動力FD的時間的計數器進行加法運算(步驟S28),結束本處理。在判定減壓時間超過設定時間tD時(步驟S26:是),將作為步驟S3的選擇分支的,作為制動器ID的id_a記錄于上述記錄機構中(步驟S27),對制動力的減壓時間進行初始化處理(cnt=0)(步驟S29),然后,結束本處理。
按照以上說明的制動裝置系統,熱傳導抑制機構35在判斷上述車輛處于制動或停止維持中時,降低多個制動裝置中的一部分制動裝置帶來的制動力,降低向上述摩擦墊驅動機構Mk,即,制動卡鉗Bk的制動摩擦熱的熱傳導率。由此,由于可抑制制動盤5(圖2)和摩擦墊6(圖2)的摩擦導致的發熱傳遞給制動裝置Db的電動機2等的情況,故可減輕電動機2等的熱負荷。
接著,熱傳導抑制機構35通過其它的制動裝置而彌補一部分制動裝置帶來的制動力的降低,使全部的制動裝置帶來的制動力的總和保持一定。即使在像這樣,降低一部分制動裝置的制動力的情況下,仍可通過使全部的制動裝置帶來的制動力的總和保持一定,防止制動距離不希望地變長的情況。
對另一實施方式進行說明。還可像圖3的虛線所示的那樣,分別設置溫度推算機構37,該溫度推算機構37推算各制動裝置的制動盤或摩擦墊的溫度,控制裝置7在制動時等判斷機構30的判斷結果為車輛的速度為零或零附近,并且通過任何的溫度推算機構37而推算出的溫度為閾值以上時,實施熱傳遞抑制機構35的動作。作為溫度推算機構37,可采用比如熱敏電阻等。通過試驗、模擬等方式,預先把握制動時的各制動裝置的溫度上升,能根據該已把握的結果設定上述閾值。在該場合,可根據各制動裝置的制動盤5或摩擦墊6的溫度,精細地進行制動力的抑制控制。熱敏電阻等設置于制動卡鉗Bk上。
還可在車輛于圍繞與作用于車輛上的重力的方向相垂直的平面上的重心點的四個象限的各自象限中,設置一個以上的制動裝置的方案中,該控制裝置7按照在實施上述熱傳導抑制機構35的上述實施方式的動作時,按照因制動裝置的動作造成而產生的上述車輛的回旋力矩為預先確定的值以下的方式,設定各制動裝置的制動力。在該場合,在車輛行駛中,可謀求極力地抑制制動裝置的動作所造成的車輛的回轉力矩,謀求車輛性能的穩定。
制動裝置系統不限于電動式,也可比如在通過管而對各輪施加主液壓缸的液壓的液壓制動系統等中,采用ABS促動器這樣的由閥、泵構成的液壓控制促動器。
在上述實施方式中,給出使制動力減小到零附近的例子,但是,比如,在具有基本的制動裝置的制動力大,超過其它的制動裝置的最大制動力的可能性的場合等的情況下,也可對應于狀況,改變減小制動力的量。另外,給出對減小的制動力的量進行3等分,使其它的制動力上升的例子,但是,也可為比如優選地使用一般最大制動力較大的前制動裝置,或與此相反,優選地使用一般溫度上升較小的后制動裝置等的其它的制動裝置中的制動力增加量不同的方法。
如上面所述,在參照附圖的同時,對優選的實施形式進行了說明,但是,如果是本領域的技術人員,閱讀本說明書而會在顯然的范圍內容易地想到各種變更和修正方式。于是,這樣的變更和修正方式解釋為根據后附的權利要求書確定的本發明的范圍內的方式。
標號的說明:
標號2表示電動機;
標號4表示直線運動機構;
標號5表示制動盤;
標號6表示摩擦墊;
標號7表示控制裝置;
標號30表示制動時等判斷機構;
標號35表示熱傳導抑制機構;
標號37表示溫度推算機構;
標號Mk表示摩擦墊驅動機構。