JP2008100631A - ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＢＢＷ式ブレーキ装置においてマスタシリンダとストロークシミュレータとの間に配置される開閉弁を不要にして部品点数の削減を図る。
【解決手段】 スレーブシリンダ２３の作動時にピストン３８Ｂは第１ポート４０Ｂを越える位置に前進して第１、第２ポート４０Ｂ，４９Ｂを連通させるので、マスタシリンダ１１が送出するブレーキ液を第１、第２ポート４０Ｂ，４９Ｂを経てストロークシミュレータ２６に供給することができる。またスレーブシリンダ２３の非作動時にピストン３８Ｂは第１、第２ポート４０Ｂ，４９Ｂの連通を遮断するので、マスタシリンダ１１が発生したブレーキ液圧は、ストロークシミュレータ２６に吸収されることなくホイールシリンダ２０，２１に伝達され、フェールセーフ機能が発揮される。このように、スレーブシリンダ２３のピストン３８Ｂの位置に応じてストロークシミュレータ２６の作動および不作動を切り換えることができるので、従来必要であった開閉弁が不要になる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、運転者の制動操作によりブレーキ液圧を発生するマスタシリンダと、電気的に制御可能なアクチュエータによりブレーキ液圧を発生するスレーブシリンダとを備えたブレーキ装置に関する。

運転者の制動操作を電気信号に変換して電気的液圧発生手段を作動させ、この電気的液圧発生手段が発生するブレーキ液圧でホイールシリンダを作動させる、いわゆるＢＢＷ（ブレーキ・バイ・ワイヤ）式ブレーキ装置が、下記特許文献１により公知である。

一般に、この種のＢＢＷ式ブレーキ装置では、電気的液圧発生手段が正常に機能しているときには、マスタシリンダが送出するブレーキ液をストロークシミュレータで吸収することで、ブレーキペダルのストロークを許容して運転者にとって違和感の無いブレーキフィーリングを得るとともに、電気的液圧発生手段に異常が発生したときには、マスタシリンダとストロークシミュレータとの連通を遮断し、マスタシリンダが発生したブレーキ液圧で制動を行うことで、フェールセーフ機能を発揮させるようになっている。
特許第３２０５５７０号公報

ところで上記従来のＢＢＷ式ブレーキ装置では、電気的液圧発生手段の正常時にマスタシリンダとストロークシミュレータとを連通させ、また電気的液圧発生手段の異常時にマスタシリンダとストロークシミュレータとの連通を遮断する開閉弁が必要であるため、その開閉弁の分だけ部品点数が増加する問題があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、ＢＢＷ式ブレーキ装置においてマスタシリンダとストロークシミュレータとの間に配置される開閉弁を不要にして部品点数の削減を図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、運転者の制動操作によりブレーキ液圧を発生するマスタシリンダと、車輪を制動する制動力を発生するホイールシリンダと、マスタシリンダおよびホイールシリンダに連通する液室に摺動自在に嵌合するピストンを、電気的に制御可能なアクチュエータにより前進駆動してブレーキ液圧を発生させるスレーブシリンダと、スレーブシリンダの作動時にマスタシリンダが発生するブレーキ液圧を吸収するストロークシミュレータとを備えたブレーキ装置において、スレーブシリンダの液室はマスタシリンダに連なる前側の第１ポートとストロークシミュレータに連なる後側の第２ポートとを備え、スレーブシリンダの作動時にピストンは第１ポートを越える位置に前進して第１ポートおよび第２ポートを連通させ、スレーブシリンダの非作動時にピストンは第１ポートおよび第２ポート間に位置することを特徴とするブレーキ装置が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、リザーバに連なるマスタシリンダの吸入ポートが閉じる前に、スレーブシリンダのピストンが液室の第１ポートを越える位置に前進することを特徴とするブレーキ装置が提案される。

尚、実施の形態の後部ピストン３８Ａおよび前部ピストン３８Ｂは本発明のピストンに対応し、実施の形態の後部液室３９Ａおよび前部液室３９Ｂは本発明の液室に対応し、実施の形態の前部入口ポート４０Ｂは本発明の第１ポートに対応し、実施の形態の前部サプライポート４９Ｂは本発明の第２ポートに対応する。

請求項１の構成によれば、スレーブシリンダの作動時にピストンは第１ポートを越える位置に前進して第１ポートおよび第２ポートを連通させるので、マスタシリンダが送出するブレーキ液を第１ポートから第２ポートを経てストロークシミュレータに供給し、運転者にとって違和感の無いブレーキフィーリングを得ることができる。またスレーブシリンダの非作動時にピストンは第１ポートおよび第２ポート間に位置するので、マスタシリンダが発生したブレーキ液圧は、ストロークシミュレータに吸収されることなくホイールシリンダに伝達され、スレーブシリンダが作動不能になってもホイールシリンダを支障無く作動させることができる。このように、スレーブシリンダのピストンの位置に応じてストロークシミュレータの作動および不作動を切り換えるので、従来ストロークシミュレータに連なる液路に設けられていた開閉弁が不要になり、その開閉弁の分だけ部品点数を削減してコストダウンに寄与することができる。

また請求項２の構成によれば、マスタシリンダがブレーキ液圧を発生する前に、スレーブシリンダのピストンが液室の第１ポートを越える位置に前進して第１ポートおよび第２ポートを連通させるので、マスタシリンダが送出するブレーキ液をストロークシミュレータに確実に供給できるだけでなく、スレーブシリンダがブレーキ液圧を発生する前にマスタシリンダが発生したブレーキ液圧がホイールシリンダに伝達されるのを防止することができる。

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４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ＡＢＳ非作動時の液圧回路図、図２は図１に対応するＡＢＳ作動時時の液圧回路図、図３は図１の要部拡大図、図４は図３に対応する作用説明図である。

図１に示すように、タンデム型のマスタシリンダ１１は、運転者がブレーキペダル１２を踏む踏力に応じたブレーキ液圧を出力する二つの液室１３Ａ，１３Ｂを備える。リザーバ５０にそれぞれ吸入ポート５１Ａ，５１Ｂを介して連通する二つの液室１３Ａ，１３Ｂには、ブレーキペダル１２により作動する二つのピストン５２Ａ，５２Ｂがそれぞれ摺動自在に嵌合する。

一方の液室１３Ａは液路Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ，Ｐｅを介して例えば左前輪および右後輪のディスクブレーキ装置１４，１５のホイールシリンダ１６，１７に接続されるとともに、他方の液室１３Ｂは液路Ｑａ，Ｑｂ，Ｑｃ，Ｑｄ，Ｑｅを介して例えば右前輪および左後輪のディスクブレーキ装置１８，１９のホイールシリンダ２０，２１に接続される。

液路Ｐａ，Ｐｂ間に常開型電磁弁である遮断弁２２Ａが配置され、液路Ｑａ，Ｑｂ間に常開型電磁弁である遮断弁２２Ｂが配置され、液路Ｐｂ，Ｑｂと液路Ｐｃ，Ｑｃとの間にスレーブシリンダ２３が配置され、液路Ｐｃ，Ｑｃと液路Ｐｄ，Ｐｅ；Ｑｄ，Ｑｅとの間にＡＢＳ装置２４が配置される。

スレーブシリンダ２３のアクチュエータ３１は、電動モータ３２の出力軸に設けた駆動ベベルギヤ３３と、駆動ベベルギヤ３３に噛合する従動ベベルギヤ３４と、従動ベベルギヤ３４により作動するボールねじ機構３５とを備える。スレーブシリンダ２３のシリンダ本体３６の内部に一対のリターンスプリング３７Ａ，３７Ｂで後退方向に付勢された一対の後部、前部ピストン３８Ａ，３８Ｂが摺動自在に配置されており、後部ピストン３８Ａの前面に後部液室３９Ａが区画されるとともに、前部ピストン３８Ｂの前面に前部液室３９Ｂが区画される。

図１および図３から明らかなように、後部液室３９Ａは、後部入口ポート４０Ａおよび後部出口ポート４１Ａを介してそれぞれ液路Ｐｂ，Ｐｃに連通するとともに、前部液室３９Ｂは、前部入口ポート４０Ｂおよび前部出口ポート４１Ｂを介してそれぞれ液路Ｑｂ，Ｑｃに連通する。

後部ピストン３８Ａの前端には後部第１カップシールＣ１が前向き（前進時にシール機能を発揮するように）に設けられ、後部ピストン３８Ａの後端には後部第２カップシールＣ２が前向きに設けられる。また前部ピストン３８Ｂの前端には前部第１カップシールＣ３が前向きに設けられ、前部ピストン３８Ｂの後端には前部第２カップシールＣ４が後向き（後進時にシール機能を発揮するように）に設けられる。更に、前部第２カップシールＣ４の直前には、前部第３カップシールＣ５が前向きに設けられる。

後部ピストン３８Ａの中間部には後部第１、第２カップシールＣ１，Ｃ２に挟まれた後部リザーバ室３８ａが形成されており、この後部リザーバ室３８ａに後部サプライポート４９Ａが連通する。後部入口ポート４０Ａおよび後部サプライポート４９Ａは、共に液路Ｐｂを介してマスタシリンダ１１の一方の液室１３Ａに連通する。

前部ピストン３８Ｂの中間部には前部第１、第３カップシールＣ３，Ｃ５に挟まれた前部リザーバ室３８ｂが形成されており、この前部リザーバ室３８ｂに前部サプライポート４９Ｂが連通する。前部サプライポート４９Ｂは前部入口ポート４０Ｂから独立しており、液路Ｒを介してストロークシミュレータ２６に連通する。ストロークシミュレータ２６はシリンダ２７にスプリング２８で付勢されたピストン２９を摺動自在に嵌合させたもので、ピストン２９の反スプリング２８側に形成された液室３０が液路Ｒに連通する。

後部液室３９Ａは前向きの後部第１カップシールＣ１と後向きの前部第２カップシールＣ４とに挟まれて液密が確保され、また後部ピストン３８Ａの後部リザーバ室３８ａからの後方への液漏れは前向きの後部第２カップシールＣ２により阻止される。

図３に示すように、スレーブシリンダ２３の非作動時に後部ピストン３８Ａの後部第１カップシールＣ１は後部入口ポート４０Ａの直後方に位置しており、図４に示すように、後部ピストン３８Ａが僅かに前進すると後部第１カップシールＣ１が後部入口ポート４０Ａを通過して後部液室３９Ａにブレーキ液圧が発生する。また図３に示すように、スレーブシリンダ２３の非作動時に前部ピストン３８Ｂの前部第１カップシールＣ３は前部入口ポート４０Ｂの直後方に位置しており、図４に示すように、前部ピストン３８Ｂが僅かに前進すると前部第１カップシールＣ３が前部入口ポート４０Ｂを通過して前部液室３９Ｂにブレーキ液圧が発生する。

しかして、電動モータ３２を一方向に駆動すると、駆動ベベルギヤ３３、従動ベベルギヤ３４およびボールねじ機構３５を介して後部、前部ピストン３８Ａ，３８Ｂが前進し、液路Ｐｂ，Ｑｂに連なる後部、前部入口ポート４０Ａ，４０Ｂが閉塞された瞬間に後部、前部液室３９Ａ，３９Ｂにブレーキ液圧を発生させ、そのブレーキ液圧を後部、前部出口ポート４１Ａ，４１Ｂを介して液路Ｐｃ，Ｑｃに出力することができる。

図１に示すように、ＡＢＳ装置２４の構造は周知のもので、左前輪および右後輪のディスクブレーキ装置１４，１５の系統と、右前輪および左後輪のディスクブレーキ装置１８，１９の系統とに同じ構造のものが設けられる。その代表として左前輪および右後輪のディスクブレーキ装置１４，１５の系統について説明すると、液路Ｐｃと液路Ｐｄ，Ｐｅとの間に一対の常開型電磁弁よりなるインバルブ４２，４２が配置され、インバルブ４２，４２の下流側の液路Ｐｄ，Ｐｅとリザーバ４３との間に常閉型電磁弁よりなるアウトバルブ４４，４４が配置される。リザーバ４３と液路Ｐｃとの間に、一対のチェックバルブ４５，４６に挟まれた液圧ポンプ４７が配置されており、この液圧ポンプ４７は電動モータ４８により駆動される。

遮断弁２２Ａ，２２Ｂ、スレーブシリンダ２３およびＡＢＳ装置２４の作動を制御する不図示の電子制御ユニットには、マスタシリンダ１１が発生するブレーキ液圧を検出する液圧センサＳａと、ディスクブレーキ装置１８，１９に伝達されるブレーキ液圧を検出する液圧センサＳｂと、各車輪の車輪速を検出する車輪速センサ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について説明する。

システムが正常に機能する正常時には、図３に示すように、常開型電磁弁よりなる遮断弁２２Ａ，２２Ｂが消磁されて開弁する。この状態で液路Ｑａに設けた液圧センサＳａが運転者によるブレーキペダル１２の踏み込みを検出すると、スレーブシリンダ２３のアクチュエータ３１が作動して後部、前部ピストン３８Ａ，３８Ｂが前進することで、後部、前部液室３９Ａ，３９Ｂにブレーキ液圧が発生する。このブレーキ液圧はＡＢＳ装置２４の開弁したインバルブ４２…を介してディスクブレーキ装置１４，１５，１８，１９のホイールシリンダ１６，１７，２０，２１に伝達され、各車輪を制動する。

図４に示すように、スレーブシリンダ２３の後部、前部ピストン３８Ａ，３８Ｂが僅かに前進すると、後部、前部入口ポート４０Ａ，４０Ｂが閉塞されて液路Ｐｂ，Ｑｂと後部、前部液室３９Ａ，３９Ｂとの連通が遮断されるため、マスタシリンダ１１が発生したブレーキ液圧はディスクブレーキ装置１４，１５，１８，１９に伝達されることはない。

このとき、マスタシリンダ１１の一方の液室１３Ａはスレーブシリンダ２３の密閉された後部リザーバ室３８ａに連通していて容積が変化しないため、マスタシリンダ１１の他方の液室１３Ｂから送出されたブレーキ液が、液路Ｑａ、液路Ｑｂ、前部入口ポート４０Ｂ、前部リザーバ室３８ｂ、前部サプライポート４９Ｂおよび液路Ｒを介してストロークシミュレータ２６の液室３０に供給され、そのピストン２９をスプリング２８に抗して移動させることで、ブレーキペダル１２のストロークを許容するとともに擬似的なペダル反力を発生させて運転者の違和感を解消することができる。

そして液路Ｑｃに設けた液圧センサＳｂで検出したスレーブシリンダ２３によるブレーキ液圧が、液路Ｑａに設けた液圧センサＳａで検出したマスタシリンダ１１によるブレーキ液圧に応じた大きさになるように、スレーブシリンダ２３のアクチュエータ３１の作動を制御することで、運転者がブレーキペダル１２に入力する踏力に応じた制動力をディスクブレーキ装置１４，１５，１８，１９に発生させることができる。

尚、運転者がブレーキペダル１２を踏んでマスタシリンダ１１の他方の液室１３Ｂがブレーキ液圧を発生する前に、つまりマスタシリンダ１１のピストン５２Ｂがリザーバ５０に連なる吸入ポート５１Ｂを通過する前に、スレーブシリンダ２３の前部ピストン３８Ｂの前部第１カップシールＣ３が前部入口ポート４０Ｂを越える位置に前進し、前部入口ポート４０Ｂおよび前部サプライポートＰ４９Ｂを連通させるので、マスタシリンダ１１が送出するブレーキ液をストロークシミュレータ２６に確実に供給できるだけでなく、スレーブシリンダ２３がブレーキ液圧を発生する前にマスタシリンダ１１が発生したブレーキ液圧がホイールシリンダ２０，２１に伝達されるのを防止することができる。

上述した制動中に、車輪速センサＳｃ…の出力に基づいて何れかの車輪のスリップ率が増加してロック傾向になったことが検出されると、図２に示すように、常開型電磁弁よりなる遮断弁２２Ａ，２２Ｂを励磁して閉弁するとともにスレーブシリンダ２３を作動状態に維持し、この状態でＡＢＳ装置２４を作動させて車輪のロックを防止する。

即ち、所定の車輪がロック傾向になると、その車輪のディスクブレーキ装置のホイールシリンダに連なるインバルブ４２を閉弁してスレーブシリンダ２３からのブレーキ液圧の伝達を遮断した状態で、アウトバルブ４４を開弁してホイールシリンダのブレーキ液圧をリザーバ４３に逃がす減圧作用と、それに続いてアウトバルブ４４を閉弁してホイールシリンダのブレーキ液圧を保持する保持作用とを行うことで、車輪がロックしないように制動力を低下させる。

その結果、車輪速度が回復してスリップ率が低下すると、インバルブ４２を開弁してホイールシリンダのブレーキ液圧が増加させる増圧作用を行うことで、車輪の制動力を増加させる。この増圧作用により車輪が再びロック傾向になると、前記減圧、保持、増圧を再び実行し、その繰り返しにより車輪のロックを抑制しながら最大限の制動力を発生させることができる。その間にリザーバ４３に流入したブレーキ液は、液圧ポンプ４７により上流側の液路Ｐｃ，Ｑｃに戻される。

上述したＡＢＳ制御を実行している間、遮断弁２２Ａ，２２Ｂが閉弁状態に維持されることで、ＡＢＳ装置２４の作動による液圧変化がキックバックとなってマスタシリンダ１１からブレーキペダル１２に伝達されるのを防止することができる。

さて、電源の失陥等によりスレーブシリンダ２３が作動不能になると、スレーブシリンダ２３が発生するブレーキ液圧に代えて、マスタシリンダ１１が発生するブレーキ液圧による制動が行われる。

電源が失陥すると、常開型電磁弁よりなる遮断弁２２Ａ，２２Ｂは自動的に開弁し、常開型電磁弁よりなるインバルブ４２…は自動的に開弁し、常閉型電磁弁よりなるアウトバルブ４４…は自動的に閉弁する。この状態では、図３に示すように、スレーブシリンダ２３の後部、前部ピストン３８Ａ，３８Ｂは後退位置に保持され、前部ピストン３８Ｂの前部第１カップシールＣ３が前部入口ポート４０Ｂおよび前部サプライポートＰ４９Ｂ間の連通を阻止するので、マスタシリンダ１１の液室１３Ａ，１３Ｂにおいて発生したブレーキ液圧は、ストロークシミュレータ２６に吸収されることなく、遮断弁２２Ａ，２２Ｂ、スレーブシリンダ２３の後部、前部液室３９Ａ，３９Ｂおよびインバルブ４２…を通過して各車輪のディスクブレーキ装置１４，１５，１８，１９のホイールシリンダ１６，１７，２０，２１を作動させ、支障なく制動力を発生させることができる。

このように、スレーブシリンダ２３の前部ピストン３８Ｂの位置に応じてストロークシミュレータ２６の作動および不作動を切り換えることができるので、従来ストロークシミュレータに連なる液路に設けられていた開閉弁が不要になり、その開閉弁の分だけ部品点数を削減してコストダウンに寄与することができる。

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、実施の形態ではストロークシミュレータ２６をスレーブシリンダ２３の前部液室３９Ｂ側に接続しているが、それをスレーブシリンダ２３の後部液室３９Ａ側に接続しても同様の作用効果を達成することができる。

また実施の形態のブレーキ装置はＡＢＳ装置２４を備えているが、本発明はＡＢＳ装置２４を持たないブレーキ装置に対しても適用可能である。

車両用ブレーキ装置のＡＢＳ非作動時の液圧回路図 図１に対応するＡＢＳ作動時の液圧回路図 図１の要部拡大図 図３に対応する作用説明図

符号の説明

１１ マスタシリンダ
１６ ホイールシリンダ
１７ ホイールシリンダ
２０ ホイールシリンダ
２１ ホイールシリンダ
２３ スレーブシリンダ
２６ ストロークシミュレータ
３１ アクチュエータ
３８Ａ 後部ピストン（ピストン）
３８Ｂ 前部ピストン（ピストン）
３９Ａ 後部液室（液室）
３９Ｂ 前部液室（液室）
４０Ｂ 前部入口ポート（第１ポート）
４９Ｂ 前部サプライポート（第２ポート）
５０ リザーバ
５１Ｂ 吸入ポート

Claims (2)

1. 運転者の制動操作によりブレーキ液圧を発生するマスタシリンダ（１１）と、
   車輪を制動する制動力を発生するホイールシリンダ（１６，１７，２０，２１）と、
   マスタシリンダ（１１）およびホイールシリンダ（１６，１７，２０，２１）に連通する液室（３９Ａ，３９Ｂ）に摺動自在に嵌合するピストン（３８Ａ，３８Ｂ）を、電気的に制御可能なアクチュエータ（３１）により前進駆動してブレーキ液圧を発生させるスレーブシリンダ（２３）と、
   スレーブシリンダ（２３）の作動時にマスタシリンダ（１１）が発生するブレーキ液圧を吸収するストロークシミュレータ（２６）と、
   を備えたブレーキ装置において、
   スレーブシリンダ（２３）の液室（３９Ｂ）はマスタシリンダ（１１）に連なる前側の第１ポート（４０Ｂ）とストロークシミュレータ（２６）に連なる後側の第２ポート（４９Ｂ）とを備え、スレーブシリンダ（２３）の作動時にピストン（３８Ｂ）は第１ポート（４０Ｂ）を越える位置に前進して第１ポート（４０Ｂ）および第２ポート（４９Ｂ）を連通させ、スレーブシリンダ（２３）の非作動時にピストン（３８Ｂ）は第１ポート（４０Ｂ）および第２ポート（４９Ｂ）間に位置することを特徴とするブレーキ装置。
2. リザーバ（５０）に連なるマスタシリンダ（１１）の吸入ポート（５１Ｂ）が閉じる前に、スレーブシリンダ（２３）のピストン（３８Ｂ）が液室（３９Ｂ）の第１ポート（４０Ｂ）を越える位置に前進することを特徴とする、請求項１に記載のブレーキ装置。

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