JP2010089599A - 車両用ブレーキ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】BBW式ブレーキ装置のスレーブシリンダによる制動中にABS装置が作動した場合、そのことをブレーキペダルの操作反力によって運転者に報知できるようにする。
【解決手段】マスタシリンダ11およびホイールシリンダ16,17,20,21間に配置されたスレーブシリンダ23は、ブレーキペダル12の操作力あるいは操作量に応じて電気的にブレーキ液圧を発生し、ABS装置24の作動時には前記制動力を減少、保持および増加させて車輪のロックを防止する。ABS装置24の作動中にマスタシリンダ11とストロークシミュレータ26との間に配置された反力許可弁25を開閉制御することにより運転者がブレーキペダル12から受ける操作反力を増減させるので、マスタシリンダ12が発生するブレーキ液圧で制動を行っていないにも関わらず、ブレーキペダル12の操作反力の増減によってABS装置が作動中であることを運転者に報知することができる。
【選択図】図1

Description

本発明は、運転者の制動操作を電気信号に変換して電気的制動力発生手段を作動させるBBW(ブレーキ・バイ・ワイヤ)式ブレーキ装置に、ABS(アンチロック・ブレーキ・システム)機能を持たせた車両用ブレーキ装置に関する。
運転者がブレーキペダルを操作する操作力(あるいは操作量)を電気信号に変換し、この電気信号に基づいて電動モータを有するスレーブシリンダを作動させ、スレーブシリンダ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式ブレーキ装置において、スレーブシリンダとホイールシリンダとの間に、ホイールシリンダに伝達されるブレーキ液圧を減圧、保持および増圧可能なABS装置を備えるものが、下記特許文献1により公知である。
特開2008−174005号公報
ところで、BBW式ブレーキ装置でない通常のブレーキ装置では、ABS装置が作動するとホイールシリンダのブレーキ液圧の変動がマスタシリンダに伝達されるため、マスタシリンダに接続されたブレーキペダルが振動して運転者にABS装置が作動中であることを報知することができる。
しかしながら、BBW式ブレーキ装置では、スレーブシリンダが作動不能になってマスタシリンダが発生するブレーキ液圧で直接制動を行う異常時を除いて、ホイールシリンダとマスタシリンダとの連通が遮断されているため、ABS装置が作動してもブレーキペダルに振動が伝達されることがなく、運転者はABS装置が作動中であることを認識できない可能性がある。
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、BBW式ブレーキ装置の電気的制動力発生手段による制動中にABS装置が作動した場合、そのことを制動操作子の操作反力によって運転者に報知できるようにすること目的とする。
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、運転者により操作される制動操作子と、前記制動操作子の操作によりブレーキ液圧を発生するマスタシリンダと、前記マスタシリンダが発生するブレーキ液圧を受容可能なストロークシミュレータと、前記マスタシリンダおよび前記ストロークシミュレータ間に配置された開閉弁と、前記制動操作子の操作力あるいは操作量に応じて電気的に制動力を発生する電気的制動力発生手段と、車輪のロックを防止すべく前記電気的制動力発生手段が発生する制動力を減少、保持および増加可能なABS装置とを備え、前記ABS装置の作動中に前記開閉弁を開閉制御することにより、運転者が前記制動操作子から受ける操作反力を増減させることを特徴とする車両用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、運転者により操作される制動操作子と、前記制動操作子の操作によりブレーキ液圧を発生するマスタシリンダと、前記マスタシリンダが発生するブレーキ液圧を受容可能なストロークシミュレータと、前記マスタシリンダおよび前記ストロークシミュレータ間に配置された開閉弁と、前記制動操作子の操作力あるいは操作量に応じて電気的に制動力を発生する電気的制動力発生手段と、車輪のロックを防止すべく前記電気的制動力発生手段が発生する制動力を減少、保持および増加可能なABS装置とを備え、前記ABS装置の作動中に前記開閉弁を閉弁制御することにより、運転者が前記制動操作子から受ける操作反力を増加させることを特徴とする車両用ブレーキ装置が提案される。
尚、実施の形態のブレーキペダル12は本発明の制動操作子に対応し、実施の形態のスレーブシリンダ23は本発明の電気的制動力発生手段に対応し、実施の形態のVSA装置24は本発明のABS装置に対応し、実施の形態の反力許可弁25は本発明の開閉弁に対応する。
請求項1または請求項2の構成によれば、運転者が制動操作子を操作すると、マスタシリンダが異常時のバックアップ用のブレーキ液圧を発生し、そのブレーキ液圧が開弁した開閉弁を介してストロークシミュレータに受容されることで、制動操作子のストロークを可能にするとともに違和感の無い操作反力を発生させることができる。電気的制動力発生手段は、制動操作子の操作力あるいは操作量に応じて電気的に制動力を発生し、ABS装置の作動時には前記制動力を減少、保持および増加させて車輪のロックを防止する。
このとき、特に請求項1の構成によれば、ABS装置の作動中に開閉弁を開閉制御することにより、運転者が制動操作子から受ける操作反力を増減させるので、マスタシリンダが発生するブレーキ液圧で制動を行っていないにも関わらず、前記制動操作子の操作反力の増減によってABS装置が作動中であることを運転者に報知することができる。
また特に請求項2の構成によれば、ABS装置の作動中に開閉弁を閉弁制御することにより、運転者が制動操作子から受ける操作反力を増加させるので、マスタシリンダが発生するブレーキ液圧で制動を行っていないにも関わらず、前記操作反力の増加によってABS装置が作動中であることを運転者に報知することができる。
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3は本発明の第1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回路図、図2は図1に対応する異常時の液圧回路図、図3はABS制御時の運転者への報知作用を説明するタイムチャートである。
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圧室13A,13Bを備えており、一方の液圧室13Aは液路Pa,Pb,Pc,Pd,Pe(第1系統)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、他方の液圧室13Bは液路Qa,Qb,Qc,Qd,Qe(第2系統)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VSA(ビークル・スタビリティ・アシスト)装置24が配置される。
液路Qaから分岐する液路Ra,Rbには、常閉型電磁弁である反力許可弁25を介してストロークシミュレータ26が接続される。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側に形成された液圧室30が液路Rbに連通する。
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と、そ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の後部および前部に、それぞれリターンスプリング37A,37Bで後退方向に付勢された後部ピストン38Aおよび前部ピストン38Bが摺動自在に配置されており、後部ピストン38Aおよび前部ピストン38Bの前面にそれぞれ後部液圧室39Aおよび前部液圧室39Bが区画される。
後部液圧室39Aは後部入力ポート40Aを介して液路Pbに連通するとともに、後部出力ポート41Aを介して液路Pcに連通し、また前部液圧室39Bは前部入力ポート40Bを介して液路Qbに連通するとともに、前部出力ポート41Bを介して液路Qcに連通する。
しかして、図1において、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を介して後部および前部ピストン38A,38Bが前進し、液路Pb,Qbに連なる後部および前部入力ポート40A,40Bが閉塞された瞬間に後部および前部液圧室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および前部出力ポート41A,41Bを介して液路Pc,Qcに出力することができる。
VSA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の第1系統を制御する第1ブレーキアクチュエータ51Aと、右前輪および左後輪のディスクブレーキ装置18,19の第2系統を制御する第2ブレーキアクチュエータ51Bとに同じ構造のものが設けられる。
以下、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の第1系統の第1ブレーキアクチュエータ51Aについて説明する。
第1ブレーキアクチュエータ51Aは、上流側に位置するスレーブシリンダ23の後部出力ポート41Aに連なる液路Pcと、下流側に位置する左前輪および右後輪のホイールシリンダ16,17にそれぞれ連なる液路Pd,Peとの間に配置される。
第1ブレーキアクチュエータ51Aは左前輪および右後輪のホイールシリンダ16,17に対して共通の液路52および液路53を備えており、液路Pcおよび液路52間に配置された可変開度の常開型電磁弁よりなるレギュレータバルブ54と、このレギュレータバルブ54に対して並列に配置されて液路Pc側から液路52側へのブレーキ液の流通を許容するチェックバルブ55と、液路52および液路Pe間に配置された可変開度の常開型電磁弁よりなるインバルブ56と、このインバルブ56に対して並列に配置されて液路Pe側から液路52側へのブレーキ液の流通を許容するチェックバルブ57と、液路52および液路Pd間に配置された可変開度の常開型電磁弁よりなるインバルブ58と、このインバルブ58に対して並列に配置されて液路Pd側から液路52側へのブレーキ液の流通を許容するチェックバルブ59と、液路Peおよび液路53間に配置された可変開度の常閉型電磁弁よりなるアウトバルブ60と、液路Pdおよび液路53間に配置された可変開度の常閉型電磁弁よりなるアウトバルブ61と、液路53に接続されたリザーバ62と、液路53および液路52間に配置されて液路53側から液路52側へのブレーキ液の流通を許容するチェックバルブ63と、このチェックバルブ63および液路52間に配置されて液路53側から液路52側へブレーキ液を供給するポンプ64と、このポンプ64を駆動する電動モータ65と、チェックバルブ63およびポンプ64の中間位置と液路Pcとの間に配置された常閉型電磁弁よりなるサクションバルブ66とを備える。
尚、前記電動モータ65は、第1、第2ブレーキアクチュエータ51A,51Bのポンプ64,64に対して共用化されているが、各々のポンプ64,64に対して専用の電動モータ65,65を設けることも可能である。
マスタシリンダ11の他方の液圧室13Bから延びる液路Qaにブレーキ液圧を検出する液圧センサSaが設けられ、VSA装置24の他方の入口側の液路Qcにスレーブシリンダ23が発生するブレーキ液圧を検出する液圧センサSbが設けられ、四輪のそれぞれに車輪速センサSc…が設けられる。
次に、上記構成を備えた本発明の第1の実施の形態の作用を説明する。
システムが正常に機能する正常時には、図1に示すように常開型電磁弁よりなる遮断弁22A,22Bが消磁されて開弁し、常閉型電磁弁よりなる反力許可弁25が励磁されて開弁する。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の電動モータ32が作動して後部および前部ピストン38A,38Bが前進することで、後部および前部液圧室39A,39Bにブレーキ液圧が発生する。このブレーキ液圧はVSA装置24の開弁したインバルブ56,56;58,58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。
スレーブシリンダ23の後部および前部ピストン38A,38Bが僅かに前進すると、液路Pb,Qbと後部および前部液圧室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の他方の液圧室13Bが発生したブレーキ液圧は開弁した反力許可弁25を介してストロークシミュレータ26の液圧室30に伝達され、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。
このとき、液路Qcに設けた液圧センサSbが検出したブレーキ液圧が、液路Qaに設けた液圧センサSaで検出したブレーキ液圧に応じた値になるようにスレーブシリンダ23の作動を制御することにより、運転者がブレーキペダル12に加える踏力に応じた制動力をホイールシリンダ16,17;20,21に発生させることができる。
次に、VSA装置24の作用を説明する。
運転者が制動を行うべくブレーキペダル12を踏んだときには、電動モータ65が作動を停止し、レギュレータバルブ54,54が消磁して開弁し、サクションバルブ66,66が消磁して閉弁し、インバルブ56,56;58,58が消磁して開弁し、アウトバルブ60,60;61,61が消磁して閉弁する。従って、作動中のスレーブシリンダ23の後部および前部出力ポート41A,41Bから出力されたブレーキ液圧は、レギュレータバルブ54,54から開弁状態にあるインバルブ56,56;58,58を経てホイールシリンダ16,17;20,21に供給され、四輪を制動することができる。
運転者がブレーキペダル12を踏んでいないときには、サクションバルブ66,66を励磁して開弁した状態で電動モータ65でポンプ64,64を駆動すると、スレーブシリンダ23側からサクションバルブ66,66を経て吸入されてポンプ64,64で加圧されたブレーキ液が、レギュレータバルブ54,54およびインバルブ56,56;58,58に供給される。従って、レギュレータバルブ54,54を励磁して開度を調整することで液路52,52のブレーキ液圧を調圧するとともに、そのブレーキ液圧を励磁により所定の開度に開弁したインバルブ56,56;58,58を介してホイールシリンダ16,17;20,21に選択的に供給することで、運転者がブレーキペダル12を踏んでいない状態でも、四輪の制動力を個別に制御することができる。
従って、第1、第2ブレーキアクチュエータ51A,51Bにより四輪の制動力を個別に制御し、旋回内輪の制動力を増加させて旋回性能を高めたり、旋回外輪の制動力を増加させて直進安定性能を高めたりすることができる。
また衝突を回避するために運転者がブレーキペダル12を急激に踏んだときには、スレーブシリンダ23が発生するブレーキ液圧がポンプ64,64によって更に増圧され、その増圧されたブレーキ液圧でホイールシリンダ16,17;20,21に最大限の制動力を発生させる。即ち、レギュレータバルブ54,54を励磁して閉弁し、かつサクションバルブ66,66を励磁して開弁した状態で電動モータ65でポンプ64,64を駆動すると、スレーブシリンダ23が発生したブレーキ液圧はサクションバルブ66,66を経てポンプ64,64に吸入され、そこで更に加圧された状態でインバルブ56,56;58,58を経てホイールシリンダ16,17;20,21に供給されることで、運転者のブレーキ操作をアシストして衝突回避のための大きな制動力を発生することができる。
また運転者がブレーキペダル12を踏んでの制動中に、例えば左前輪が低摩擦係数路を踏んでロック傾向になったことを車輪速センサSc…の出力に基づいて検出した場合には、第1ブレーキアクチュエータ51Aの一方のインバルブ58を励磁して閉弁するとともに、一方のアウトバルブ61を励磁して開弁することで、左前輪のホイールシリンダ16のブレーキ液圧をリザーバ62に逃がして所定の圧力まで減圧した後、アウトバルブ61を消磁して閉弁することで、左前輪のホイールシリンダ16のブレーキ液圧を保持する。その結果、左前輪のホイールシリンダ16のロック傾向が解消に向かうと、インバルブ58を消磁して開弁することで、スレーブシリンダ23の後部出力ポート41Aからのブレーキ液圧を左前輪のホイールシリンダ16に供給して所定の圧力まで増圧することで、制動力を増加させる。
この増圧によって左前輪が再びロック傾向になった場合には、前記減圧→保持→増圧を繰り返すことにより、左前輪のロックを抑制しながら制動距離を最小限に抑えるABS(アンチロック・ブレーキ・システム)制御を行うことができる。
以上、左前輪のホイールシリンダ16がロック傾向になったときのABS制御について説明したが、右後輪のホイールシリンダ17、右前輪のホイールシリンダ20、左後輪のホイールシリンダ21がロック傾向になったときのABS制御も同様にして行うことができる。
上述したVSA制御を実行している間、運転者がブレーキペダル12を踏まずにスレーブシリンダ23が作動していない場合は、VSA装置24とマスタシリンダ11とがスレーブシリンダ23を介して連通した状態になるため、遮断弁22A,22Bを励磁して閉弁状態にすることで、VSA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。
★ところで、運転者がブレーキペダル12を踏んでスレーブシリンダ23が発生したブレーキ液圧で制動を行っているときにVSA装置24がABS機能を発揮すると、VSA装置24の作動による液圧変化が作動中のスレーブシリンダ23の閉鎖された後部および前部入力ポート40A,40Bにおいて遮断されるため、マスタシリンダ11に伝達されることはない。その結果、マスタシリンダ11に接続されたブレーキペダル12にVSA装置24の作動による液圧変化が振動として伝達されることはなく、運転者はABS制御中であること、つまり車輪がロック傾向にあることに気付かない可能性がある。
そこで本実施の形態では、図3に示すように、通常は開弁状態に維持される反力許可弁25を開閉制御することで、マスタシリンダ11とストロークシミュレータ26とを短い周期(例えば、100mse)で交互に連通および遮断する。その結果、ブレーキペダル12のストロークは階段状に増加し、ブレーキペダル12のペダル反力は振動しながら増加する。これにより、運転者はABS制御中であることを確実に認識し、スリップし易い路面での安全な運転を心がけることができる。
尚、本実施の形態では、ABS制御中を通して反力許可弁25を開閉制御するようになっているが、ABS制御が開始されてから所定時間だけ(運転者がABS制御が開始されたことに気付く時間だけ)反力許可弁25を開閉制御しても良い。
次に、図4に基づいて本発明の第2の実施の形態を説明する。
第1の実施の形態は、ABS制御中に反力許可弁25を開閉制御するものであるが、第2の実施の形態ではABS制御が開始されると反力許可弁25を開弁状態から閉弁状態に切り換えるようになっている。これにより、マスタシリンダ11とストロークシミュレータ26との連通が完全に遮断され、ブレーキペダル12がストローク不能になることで、運転者は違和感を感じてABS制御中であることを認識することができる。
尚、本実施の形態において、ABS制御中を通して反力許可弁25を閉弁する代わりに、ABS制御が開始されてから所定時間だけ(運転者がABS制御が開始されたことに気付く時間だけ)反力許可弁25を閉弁しても良く、またABS制御の増圧時に開弁して保持・減圧時に閉弁しても良い。
また、電源が失陥すると、図2に示すように、常開型電磁弁よりなる遮断弁22A,22Bは自動的に開弁し、常閉型電磁弁よりなる反力許可弁25は自動的に閉弁し、常開型電磁弁よりなるインバルブ56,56;58,58は自動的に開弁し、常閉型電磁弁よりなるアウトバルブ60,60;61,61は自動的に閉弁する。この状態では、マスタシリンダ11の二つの液圧室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の後部および前部液圧室39A,39Bおよびインバルブ56,56;58,58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。
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、実施の形態のブレーキ装置はVSA機能およびABS機能の両方を有するVSA装置24を備えているが、VSA機能を有さずにABS機能だけを有するABS装置を備えていても良い。
また本発明のブレーキ操作子は実施の形態のブレーキペダル12に限定されず、ブレーキレバーであっても良い。
また本発明の電気的制動力発生手段は実施の形態のスレーブシリンダ23に限定されず、電動モータで駆動されるポンプでブレーキ液圧を発生するものや、電動モータの駆動力で機械的にブレーキパッドを駆動するものであっても良い。
第1の実施の形態の車両用ブレーキ装置の正常時の液圧回路図 図1に対応する異常時の液圧回路図 ABS制御時の運転者への報知作用を説明するタイムチャート 第2の実施の形態に係る、前記図3に対応する図
符号の説明
11 マスタシリンダ
12 ブレーキペダル(制動操作子)
23 スレーブシリンダ(電気的制動力発生手段)
24 VSA装置(ABS装置)
25 反力許可弁(開閉弁)
26 ストロークシミュレータ

Claims (2)

  1. 運転者により操作される制動操作子(12)と、
    前記制動操作子(12)の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、
    前記マスタシリンダ(11)が発生するブレーキ液圧を受容可能なストロークシミュレータ(26)と、
    前記マスタシリンダ(11)および前記ストロークシミュレータ(26)間に配置された開閉弁(25)と、
    前記制動操作子(12)の操作力あるいは操作量に応じて電気的に制動力を発生する電気的制動力発生手段(23)と、
    車輪のロックを防止すべく前記電気的制動力発生手段(23)が発生する制動力を減少、保持および増加可能なABS装置(24)とを備え、
    前記ABS装置(24)の作動中に前記開閉弁(25)を開閉制御することにより、運転者が前記制動操作子(12)から受ける操作反力を増減させることを特徴とする車両用ブレーキ装置。
  2. 運転者により操作される制動操作子(12)と、
    前記制動操作子(12)の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、
    前記マスタシリンダ(11)が発生するブレーキ液圧を受容可能なストロークシミュレータ(26)と、
    前記マスタシリンダ(11)および前記ストロークシミュレータ(26)間に配置された開閉弁(25)と、
    前記制動操作子(12)の操作力あるいは操作量に応じて電気的に制動力を発生する電気的制動力発生手段(23)と、
    車輪のロックを防止すべく前記電気的制動力発生手段(23)が発生する制動力を減少、保持および増加可能なABS装置(24)とを備え、
    前記ABS装置(24)の作動中に前記開閉弁(25)を閉弁制御することにより、運転者が前記制動操作子(12)から受ける操作反力を増加させることを特徴とする車両用ブレーキ装置。
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