JP2007210426A - ブレーキ装置のブレーキ液充填構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＢＢＷ式のブレーキ装置において、その液路にブレーキ液を充填する際にエアの混入を最小限に抑える。
【解決手段】 ＢＢＷ式のブレーキ装置の液路１７ａ〜１７ｐにブレーキ液を充填すべく、その液路１７ａ〜１７ｐの内部をリザーバ３１のポートＰ３から真空引きしたとき、制動力発生手段１７Ｆ，１７Ｒの液室２４に負圧が発生しても、前記負圧によるピストン２１の前進をスプリング３３の弾発力で阻止し、ピストン２１によるシリンダ２０の第２ポートＰ２の閉塞を防止することができる。これにより、シリンダ２０の第１、第２ポートＰ１，Ｐ２を連通させ、液路１７ａ〜１７ｐの全体を真空引きしてエアの混入を最小限に抑え、液路１７ａ〜１７ｐへのブレーキ液の充填を確実に行うことができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、正常時に電気的な制動力発生手段により車輪を制動し、制動力発生手段が作動不能になる異常時に運転者のブレーキ操作によりマスタシリンダが発生するブレーキ液圧で車輪を制動するブレーキ装置に関し、特にその液路にブレーキ液を充填するための構造に関する。

ブレーキ液圧を発生する動力液圧源が作動可能な正常時には、運転者がブレーキペダルを踏むことでブレーキ液圧を発生するマスタシリンダと車輪を制動する液圧ブレーキとの連通をマスタシリンダカット弁で遮断した状態で、動力液圧源が発生するブレーキ液圧で液圧ブレーキを作動させ、また動力液圧源が作動不能になる異常時には、マスタシリンダカット弁を開弁してマスタシリンダが発生するブレーキ液圧で液圧ブレーキを作動させ、かつ前記正常時にマスタシリンダが発生するブレーキ液圧をストロークシミュレータで吸収してブレーキペダルのストロークを可能にする、いわゆるＢＢＷ（ブレーキ・バイ・ワイヤ）式のブレーキ装置が、下記特許文献１により公知である。
特開２０００−１２７８０５号公報

ところで、この種のＢＢＷ式のブレーキ装置の制動力発生手段が、シリンダに摺動自在に嵌合するピストンをアクチュエータを駆動してブレーキ液圧を発生する構造になっている場合、液路にブレーキ液を充填すべく該液路の内部を真空引きしたときに、その負圧によって制動力発生手段のシリンダ内でピストンが移動してシリンダのポートを塞いでしまう可能性があった。このような場合、真空引きを行っても前記液路が制動力発生手段の位置で遮断されてしまい、液路全体のエアを完全に真空引きできなくなってブレーキ液にエアが混入する問題があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、ＢＢＷ式のブレーキ装置において、その液路にブレーキ液を充填する際にエアの混入を最小限に抑えることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、運転者のブレーキ操作によりブレーキ液圧を発生するマスタシリンダと、マスタシリンダおよびホイールシリンダを接続する液路に設けられて異常時に開弁する踏力遮断弁と、運転者のブレーキ操作に応じて車輪を制動する制動力を電気的に発生する制動力発生手段とを備えたブレーキ装置のブレーキ液充填構造であって、前記制動力発生手段は、シリンダと、このシリンダに摺動自在に嵌合するピストンと、このピストンをブレーキ液圧を発生する前進方向に駆動するアクチュエータと、前記ピストンを後退方向に付勢する弾発手段と、前記シリンダおよび前記ピストン間に形成された液室と、この液室を前記ホイールシリンダに連通させる第１ポートと、前記液室を前記マスタシリンダに連通させるとともに、前記ピストンの前進に伴って閉塞される第２ポートとを備え、ブレーキ液の充填時に前記液路のエアを真空引きした後にブレーキ液を充填するものにおいて、前記弾発手段の弾発力を、前記真空引きによって前記ピストンが前記シリンダ内を前進しても、前記ピストンによって前記第２ポートが閉塞されない大きさに設定したことを特徴とするブレーキ装置のブレーキ液充填構造が提案される。

尚、実施の形態の電動モータ２２は本発明のアクチュエータに対応し、実施の形態のスプリング３３は本発明の弾発手段に対応する。

請求項１の構成によれば、制動力発生手段が作動可能な正常時には、踏力遮断弁を閉弁してマスタシリンダおよびホイールシリンダ間の連通を遮断した状態で、制動力発生手段により車輪を制動することができる。制動力発生手段が作動不能な異常時には、踏力遮断弁を開弁してマスタシリンダおよびホイールシリンダ間を連通させた状態で、運転者のブレーキ操作により作動するマスタシリンダが発生するブレーキ液圧をホイールシリンダに供給して車輪を制動することができる。

液路にブレーキ液を充填すべく該液路を真空引きしたとき、制動力発生手段の液室に負圧が発生しても、前記負圧によるピストンの前進を弾発手段の弾発力で阻止し、ピストンによるシリンダの第２ポートの閉塞を防止することができる。これにより、液路の全体を真空引きしてエアの混入を最小限に抑え、液路へのブレーキ液の充填を確実に行うことができる。

以下、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。

図１〜図３は本発明の実施の形態を示すもので、図１は車両用ブレーキ装置の正常時の液圧系統図、図２は図１に対応する異常時の液圧系統図、図３は制動力発生手段のシリンダおよびピストンの縦断面図である。

図１に示すように、タンデム型のマスタシリンダ１０は、運転者がブレーキペダル１１を踏む踏力に応じたブレーキ液圧を出力する第１、第２出力ポート１２ａ，１２ｂを備えており、第１出力ポート１２ａは例えば左前輪および右後輪のディスクブレーキ装置１３，１４に接続されるとともに、第２出力ポート１２ｂは例えば右前輪および左後輪のディスクブレーキ装置に接続される。図１には、第１出力ポート１２ａに連なる一方のブレーキ系統だけが図示されており、第２出力ポート１２ｂに連なる他方のブレーキ系統は図示されていないが、一方および他方のブレーキ系統の構造は実質的に同一である。以下、第１出力ポート１２ａに連なる一方のブレーキ系統について説明する。

マスタシリンダ１０の第１出力ポート１２ａと前輪のディスクブレーキ装置１３のホイールシリンダ１５とが液路１７ａ〜１７ｆで接続されるとともに、液路１７ｃ，１７ｄ間から分岐する液路１７ｇ〜１７ｊが後輪のディスクブレーキ装置１４のホイールシリンダ１６に接続される。

液路１７ｂ，１７ｃ間に常開型電磁弁である踏力遮断弁１８が配置され、液路１７ｄ，１７ｅ間に前輪の制動力発生手段１９Ｆが配置される。制動力発生手段１９Ｆ（図３参照）は、液路１７ｄ，１７ｅ間に配置されたシリンダ２０を備えており、そのシリンダ２０に摺動自在に嵌合するピストン２１は電動モータ２２により減速機構２３を介して駆動されるもので、ピストン２１の前面に形成された液室２４にブレーキ液圧を発生させることができる。ピストン２１はスプリング３３の弾発力で後退方向に付勢される。

シリンダ２０の前端に形成された第１ポートＰ１は、液路１７ｅに常時連通する。またシリンダ２０の側壁には液路１７ｄに連通する第２ポートＰ２が形成される。ピストン２１の前部には径方向に貫通する通孔２１ａが形成されており、このピストン２１が摺動自在に嵌合するシリンダ２０の内壁面に前後一対のシール部材３４，３５が設けられる。ピストンが図３に示す後退位置にあるとき、第２ポートＰ２は通孔２１ａおよび液室２４を介して第１ポートＰ１に連通するが、電動モータ２２でピストン２１が僅かに前進して通孔２１ａが前側のシール部材３４を通過すると、第２ポートＰ２および第１ポートＰ１の連通が遮断されて液室２４にブレーキ液圧が発生する。

同様に、液路１７ｈ，１７ｉ間に後輪の制動力発生手段１９Ｒが配置され。る後輪の制動力発生手段１９Ｒの構造は、上述した前輪の制動力発生手段１９Ｆの構造と同一である。

液路１７ａ，１７ｂ間から分岐する液路１７ｋ〜１７ｎの下流端に接続されたストロークシミュレータ２５は、シリンダ２６にスプリング２７で付勢されたピストン２８を摺動自在に嵌合させたもので、ピストン２８の反スプリング２７側に形成された液室２９が液路１７ｎに連通する。液路１７ｍ，１７ｎ間には、常閉型電磁弁である反力許可弁３０が配置される。また液路１７ｇ，１７ｈ間から分岐する液路１７ｏ，１７ｐがマスタシリンダ１０のリザーバ３１に連通しており、その液路１７ｏ，１７ｐ間に常閉型電磁弁である大気弁３２が配置される。

踏力遮断弁１８、反力許可弁３０、大気弁３２および制動力発生手段１９Ｆ，１９Ｒの電動モータ２２，２２の作動を制御する不図示のＢＢＷ電子制御ユニットには、マスタシリンダ１０が発生するブレーキ液圧を検出する液圧センサＳａと、前輪のディスクブレーキ装置１３に伝達されるブレーキ液圧を検出する液圧センサＳｂと、後輪のディスクブレーキ装置１４に伝達されるブレーキ液圧を検出する液圧センサＳｃとが接続される。

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。

図１に示す正常時には、図示せぬＢＢＷ電子制御ユニットからの指令で踏力遮断弁１８、反力許可弁３０および大気弁３２のソレノイドが励磁され、踏力遮断弁１８が閉弁してマスタシリンダ１０およびディスクブレーキ装置１３，１４間の連通を遮断し、反力許可弁３０が開弁してマスタシリンダ１０およびストロークシミュレータ２５間を連通させ、かつ大気弁３２が開弁する。この状態で運転者がブレーキペダル１１を踏み込んでマスタシリンダ１０がブレーキ液圧を発生すると、踏力遮断弁１８で閉塞された液路１７ｋのブレーキ液圧を液圧センサＳａが検出する。ＢＢＷ電子制御ユニットは、液圧センサＳａが検出したブレーキ液圧と同じ液圧を液路１７ｆ，１７ｊに発生させるべく、前輪および後輪の制動力発生手段１９Ｆ，１９Ｒを作動させる。

その結果、前輪の制動力発生手段１９Ｆの電動モータ２２の駆動力が減速機構２３を介してピストン２１に伝達され、シリンダ２０の液室２４に発生したブレーキ液圧が液路１７ｅ，１７ｆを介してディスクブレーキ装置１３のホイールシリンダ１５に伝達されて前輪が制動される。このとき、液路１７ｆのブレーキ液圧を液圧センサＳｂで検出し、そのブレーキ液圧が液路１７ｋの液圧センサＳａで検出したブレーキ液圧に一致するように電動モータ２２の作動がフィードバック制御される。

同様に、後輪の制動力発生手段１９Ｒの電動モータ２２の駆動力が減速機構２３を介してピストン２１に伝達され、シリンダ２０の液室２４に発生したブレーキ液圧が液路１７ｉ，１７ｊを介してディスクブレーキ装置１４のホイールシリンダ１６に伝達されて後輪が制動される。このとき、液路１７ｊのブレーキ液圧を液圧センサＳｃで検出し、そのブレーキ液圧が液路１７ｋの液圧センサＳａで検出したブレーキ液圧に一致するように電動モータ２２の作動がフィードバック制御される。

尚、シリンダ２０内のピストン２１が電動モータ２２によって僅かに前進すると、液室２４と液路１７ｄ（あるいは液路１７ｈ）との連通が絶たれるため、シリンダ２０が発生したブレーキ液圧が液路１７ｏ，１７ｐ間に設けた大気弁３２を介してリザーバ３１に逃げる虞はない。

ところで、上述した正常時には、電源の失陥のような異常状態が発生しない限り踏力遮断弁１８は閉弁状態に保持されるため、従来はディスクブレーキ装置１３，１４のブレーキパッドが摩耗してシリンダ２０，２０およびディスクブレーキ装置１３，１４間の液路１７ｅ，１７ｆあるいは液路１７ｉ，１７ｊの容積が増加しても、その分のブレーキ液をリザーバ３１から補給することができず、しかもホイールシリンダ１５，１６の引きずりを低減することができないという問題が発生する可能性がある。

しかしながら、シリンダ２０，２０内でピストン２１，２１が後退すると、液室２４，２４が開弁した大気弁３２を介してリザーバ３１に連通するため、ディスクブレーキ装置１３，１４のブレーキパッドの摩耗により不足するブレーキ液をリザーバ３１から補給するとともに、制動力の解放時におけるホイールシリンダ１５，１６の引きずりを低減することができる。

また正常時に運転者がブレーキペダル１１を踏んでマスタシリンダ１０がブレーキ液圧を発生すると、そのブレーキ液圧がストロークシミュレータ２５の液室２９に伝達されてピストン２８がスプリング２７の弾発力に抗して移動することで、ブレーキペダル１１の踏込みに対する反力を発生させることができる。これにより、実際には電動モータ２２，２２の駆動力でディスクブレーキ装置１３，１４を作動させているにも関わらず、運転者の踏力でディスクブレーキ装置１３，１４を作動させているのと同等の操作フィーリングを得ることができる。

一方、バッテリ外れ等により電源が失陥したような異常時には、図２に示すように踏力遮断弁１８が開弁してマスタシリンダ１０およびディスクブレーキ装置１３，１４間が連通し、反力許可弁３０が閉弁してマスタシリンダ１０およびストロークシミュレータ２５間の連通が遮断され、かつ大気弁３２が閉弁してマスタシリンダ１０およびリザーバ３１間の連通が遮断される。その結果、運転者がブレーキペダル１１を踏み込んでマスタシリンダ１０が発生したブレーキ液圧は、開弁した踏力遮断弁１８および制動力発生手段１９Ｆを介して前輪のディスクブレーキ装置１３のホイールシリンダ１５に伝達され、また開弁した踏力遮断弁１８および制動力発生手段１９Ｒを介して後輪のディスクブレーキ装置１４のホイールシリンダ１６に伝達され、前輪および後輪が制動される。

これと同時に、反力許可弁３０の閉弁によりストロークシミュレータ２５とマスタシリンダ１０との連通が遮断されるため、ストロークシミュレータ２５は機能を停止する。その結果、ブレーキペダル１１のストロークが不必要に増加して運転者に違和感を与えるのを防止することができ、しかもマスタシリンダ１０が発生したブレーキ液圧はストロークシミュレータ２５に吸収されることなくホイールシリンダ１５，１６に伝達され、高い応答性で制動力を発生させることができる。

しかして、電源が失陥して踏力遮断弁１８、反力許可弁３０、大気弁３２および制動力発生手段１９Ｆ，１９Ｒが作動不能になっても、運転者がブレーキペダル１１を踏んでマスタシリンダ１０が発生したブレーキ液圧で前輪および後輪のホイールシリンダ１５，１６を支障なく作動させることができ、これにより異常時に前輪および後輪を制動して車両をより安全に停止させることができる。

ところで、ブレーキ装置の液路１７ａ〜１７ｐにブレーキ液を充填するとき、液路１７ａ〜１７ｐにエアが残っているとブレーキ液を充分に充填できないため、予め液路１７ａ〜１７ｐのエアを真空引きした後にブレーキ液を充填するようになっている。エアの真空引きおよびブレーキ液の充填は、図１および図２に示す一方のブレーキ系統に対してはマスタシリンダ１０のリザーバ３１に開口する一方のポートＰ３を介して行われ、図示せぬ他方のブレーキ系統に対してはマスタシリンダ１０のリザーバ３１に開口する他方のポートＰ４を介して行われる。

リザーバ３１のポートＰ３から真空引きを行うと、制動力発生手段１９Ｆのピストン２１の通孔２１ａを介して液室２４が大気圧よりも低く減圧されるため、大気圧との差圧によってピストン２１がシリンダ２０内を前進し（図３の矢印Ａ参照）、ピストン２１の通孔２１ａが前側のシール部材３４を通過した瞬間に、第２ポートＰ２と液室２４との連通が遮断されてしまう可能性がある。このようになると、リザーバ３１のポートＰ３からいくら真空引きを行っても、液室２４の第１ポートＰ１に連なる液路１７ｅ，１７ｆおよびホイールシリンダ１５を真空引きすることができなくなり、その後にリザーバ３１のポートＰ３からブレーキ液を充填しても液路１７ａ〜１７ｐにエアが残留することになる。

しかしながら、本実施の形態によれば、リザーバ３１のポートＰ３から真空引きを行うことで制動力発生手段１９Ｆの液室２４が大気圧以下に減圧され、ピストン２１が前進方向（図３の矢印Ａ方向）に付勢されても、液室２４内に配置されたスプリング３３の弾発力が前記ピストン２１の前進を阻止することで、液室２４が第２ポートＰ２から遮断されるのを防止し、液路１７ａ〜１７ｐ全体のエアを確実に真空引きしてブレーキ液を完全に充填することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施の形態ではリザーバ３１のポートＰ３，Ｐ４からエアの真空引きおよびブレーキ液の充填を行っているが、液路１７ａ〜１７ｐの任意の位置から真空引きおよびブレーキ液の充填を行うことができる。

車両用ブレーキ装置の正常時の液圧系統図 図１に対応する異常時の液圧系統図 制動力発生手段のシリンダおよびピストンの縦断面図

符号の説明

１０ マスタシリンダ
１５ ホイールシリンダ
１６ ホイールシリンダ
１７ａ〜１７ｊ 液路
１８ 踏力遮断弁
１９Ｆ 制動力発生手段
１９Ｒ 制動力発生手段
２０ シリンダ
２１ ピストン
２２ 電動モータ（アクチュエータ）
２４ 液室
３３ スプリング（弾発手段）
Ｐ１ 第１ポート
Ｐ２ 第２ポート

Claims (1)

1. 運転者のブレーキ操作によりブレーキ液圧を発生するマスタシリンダ（１０）と、
   マスタシリンダ（１０）およびホイールシリンダ（１５，１６）を接続する液路（１７ａ〜１７ｊ）に設けられて異常時に開弁する踏力遮断弁（１８）と、
   運転者のブレーキ操作に応じて車輪を制動する制動力を電気的に発生する制動力発生手段（１９Ｆ，１９Ｒ）と、
   を備えたブレーキ装置のブレーキ液充填構造であって、
   前記制動力発生手段（１９Ｆ，１９Ｒ）は、シリンダ（２０）と、このシリンダ（２０）に摺動自在に嵌合するピストン（２１）と、このピストン（２１）をブレーキ液圧を発生する前進方向に駆動するアクチュエータ（２２）と、前記ピストン（２１）を後退方向に付勢する弾発手段（３３）と、前記シリンダ（２０）および前記ピストン（２１）間に形成された液室（２４）と、この液室（２４）を前記ホイールシリンダ（１５，１６）に連通させる第１ポート（Ｐ１）と、前記液室（２４）を前記マスタシリンダ（１０）に連通させるとともに、前記ピストン（２１）の前進に伴って閉塞される第２ポート（Ｐ２）とを備え、
   ブレーキ液の充填時に前記液路（１７ａ〜１７ｊ）のエアを真空引きした後にブレーキ液を充填するものにおいて、
   前記弾発手段（３３）の弾発力を、前記真空引きによって前記ピストン（２１）が前記シリンダ（２０）内を前進しても、前記ピストン（２１）によって前記第２ポート（Ｐ２）が閉塞されない大きさに設定したことを特徴とするブレーキ装置のブレーキ液充填構造。
   

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