JP2013193619A - 車両用制動装置 - Google Patents

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Abstract


【課題】製造コストの上昇を招くことなく、電磁弁の作動特性を設定することができる車両用制動装置を提供する。
【解決手段】本発明の車両用制動装置は、電磁弁531を閉弁させた上で、パイロット圧発生部41、42により所定圧のパイロット圧を発生させた後に、入力電力を時間経過に伴って電磁弁の開弁側に変化させて、アキュムレータ圧検出部75により検出されるアキュムレータ圧が最初に閾アキュムレータ圧以下となった入力電力に基づいて、電磁弁における当該電磁弁への入力電力と当該電磁弁のマスタシリンダ14、15側及びホイルシリンダ541〜544側の差圧との関係である作動特性を設定する作動特性設定手段6を備える。
【選択図】 図1

Description

本発明は、運転者によるブレーキ操作量に応じて車両に付与する制動力を制御する車両用制動装置に関する。
特開2008−87617号公報(特許文献1)には、運転者によるブレーキ操作量に応じて車両に付与する制動力を制御する車両用制動装置が記載されている。車両用制動装置は、例えば、ホイルシリンダにブレーキ液を供給するマスタシリンダを備えている。そして、ホイルシリンダとマスタシリンダの間には、両者間に所定の差圧を発生させるための電磁弁が設けられている。電磁弁は、供給される電力に応じてブレーキ液の流れを制御するものである。この電磁弁の作動特性(開弁電流や開弁電力と差圧との関係)を設定する一方法は、例えば特開2004−237982号公報(特許文献2)に開示されている。この方法では、電磁弁の上下流側の圧力を直接測定して作動特性を設定している。
特開2008−87617号公報 特開2004−237982号公報
しかしながら、上記方法では、電磁弁の上下流側の少なくとも一方に圧力を直接測定する圧力センサを設けなければならず、製造コストの面で問題があった。
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、製造コストの上昇を招くことなく、電磁弁の作動特性を設定することができる車両用制動装置を提供することを目的とする。
請求項1に記載の発明は、マスタピストンを駆動室内の駆動圧により駆動させてマスタ室内にマスタ圧を発生させる液圧発生装置と、前記マスタ室に接続されたホイルシリンダと、前記液圧発生装置と前記ホイルシリンダとの間に設けられ、前記液圧発生装置と前記ホイルシリンダとの間のブレーキ液の流れを入力電力に応じて制御する電磁弁と、を備える車両用制動装置であって、ポンプと、前記ポンプにより吐出されたブレーキ液を蓄圧するアキュムレータと、を有して構成される高圧力源と、所望のパイロット圧を発生させるパイロット圧発生部と、前記アキュムレータと前記パイロット圧発生部と前記駆動室とに接続され、前記アキュムレータ内のアキュムレータ圧を基に前記パイロット圧に応じた液圧を前記駆動室内に発生させる機械式レギュレータと、前記アキュムレータ圧を検出するアキュムレータ圧検出部と、前記電磁弁を閉弁させた上で、前記パイロット圧発生部により所定圧のパイロット圧を発生させた後に、前記入力電力を時間経過に伴って前記電磁弁の開弁側に変化させて、前記アキュムレータ圧検出部により検出されるアキュムレータ圧が最初に閾アキュムレータ圧以下となった入力電力に基づいて、前記電磁弁における当該電磁弁への入力電力と当該電磁弁の前記マスタシリンダ側及び前記ホイルシリンダ側の差圧との関係である作動特性を設定する作動特性設定手段と、を備える。
請求項2に記載の発明は、請求項1において、前記駆動室内の駆動圧を検出する駆動圧検出部を備え、前記作動特性設定手段は、前記駆動圧検出部により検出される駆動圧が所定の閾駆動圧以下となった以後に、前記アキュムレータ圧が最初に前記閾アキュムレータ圧以下となった入力電力に基づいて前記電磁弁の作動特性を設定する。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2において、前記作動特性設定手段は、前記高圧源の制御により前記アキュムレータ圧を所定の設定圧よりも高くした上で、前記電磁弁の作動特性の設定を開始する。
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3の何れか一項において、前記作動特性設定手段は、前記高圧源の制御により前記アキュムレータ圧を上昇させた後、所定時間経過後に、前記電磁弁の作動特性の設定を開始する。
請求項1に記載の液圧発生装置、ホイルシリンダ、電磁弁、高圧力源、パイロット圧発生部、及び機械式レギュレータを備える車両用制動装置では、電磁弁の開弁に伴ってマスタピストンが移動すると、機械式レギュレータが駆動圧をパイロット圧に応じた液圧に維持すべくアキュムレータ内のブレーキ液を消費する。その結果、アキュムレータ圧が低下する。この点に着目し、請求項1に記載の発明では、アキュムレータ圧を利用して電磁弁の作動特性を設定するようにしている。これにより、新たなセンサ等の装置を加えることなく、従来技術と比較すると、電磁弁の上下流側の圧力を直接測定する圧力センサを加えることなく、電磁弁の作動特性を設定することができる。そのため、製造コストの削減が可能となる。
アキュムレータ圧は、ポンプによるブレーキ液の吐出以外に温度変化等によっても変化する。また、上述した車両用制動装置では、電磁弁の開弁に伴って、アキュムレータ圧が低下する前に、駆動圧が一時的に低下する。この点に着目し、請求項2に記載の発明では、電磁弁開弁時における駆動圧の低下を検出してからアキュムレータ圧の低下を検出するようにしている。これにより、温度変化等によるアキュムレータ圧の低下を電磁弁の開弁に伴うアキュムレータ圧の低下として誤検出することを抑制できるため、精度良く作動特性を設定することができる。
ここで、アキュムレータの特性として、アキュムレータ圧が大きくなるほど、蓄積量の変化量に対するアキュムレータ圧の変化量が大きくなることが知られている。そこで、請求項3に記載の発明では、アキュムレータ圧を所定の設定圧よりも高くした上で電磁弁の作動特性の設定を開始するようにしている。これにより、少しの蓄積量の変化で大きな圧力変化が得られるため、精度良く作動特性を設定することができる。
また、アキュムレータ圧を上昇させた直後は、アキュムレータの温度変化によってアキュムレータ圧が変化する。そこで、請求項4に記載の発明では、アキュムレータ圧を上昇させた後、所定時間経過後に、電磁弁の作動特性の設定を開始するようにしている。このように、アキュムレータの温度変化によるアキュムレータ圧の変化が収まった後に、作動特性の設定を開始することにより、温度変化に伴うアキュムレータ圧の低下を電磁弁の開弁に伴うアキュムレータ圧の低下として誤検出することを抑制することができるため、より精度良く作動特性を設定することができる。
本実施形態の車両用制動装置の構成を示す部分断面説明図である。 本実施形態のレギュレータの構成を示す部分断面説明図である。 入力弁を説明するための概念図である。 本実施形態の作動特性設定制御に関するフローチャートである。 本実施形態における入力弁の開弁付近のタイムチャートである。 本実施形態における作動特性設定制御全体のタイムチャートである。 アキュムレータの特性を説明するための説明図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図は概念図であり、細部構造の寸法まで規定するものではない。
本実施形態の車両用制動装置は、図1に示すように、主に、マスタシリンダ1と、反力発生装置2と、離間ロック弁22と、反力弁3と、サーボ圧発生装置(「液圧発生装置」に相当する)4と、ブレーキ装置5と、ブレーキECU6と、ブレーキECU6と通信可能な各種センサ72〜75と、を備えている。なお、本実施形態では、公知のハイブリッドECU(図示なし)がブレーキECU6に接続されている。
(マスタシリンダ1)
マスタシリンダ1は、ブレーキ液をブレーキ装置5に提供するものであり、主に、メインシリンダ11と、カバーシリンダ12と、入力ピストン13と、第一マスタピストン14と、第二マスタピストン15と、を有している。
メインシリンダ11は、一端に開口を有し他端に底面を有する有底略円筒状のシリンダである。以下、マスタシリンダ1については、メインシリンダ11の開口側を後方、メインシリンダ11の底面側を前方として説明する。メインシリンダ11は、内部に、メインシリンダ11の開口側と底面側とを分離するための内壁部111を有している。内壁部111中央には、軸方向(前後方向)に貫通する貫通孔111aが形成されている。
また、メインシリンダ11の内部には、内壁部111よりも前方に、内径が小さくなっている部位112(前方側)、113(後方側)が存在する。つまり、小径部位112、113は、メインシリンダ11内周面の軸方向の一部全周から突出している。メインシリンダ11内部には、後述する両マスタシリンダ14、15が軸方向に摺動可能に配置されている。なお、内部と外部とを連通させるポート等については後述する。
カバーシリンダ12は、略円筒状のシリンダ部121と、カップ状のカバー部122と、を有している。シリンダ部121は、メインシリンダ11の後端側に配置され、メインシリンダ11の開口に同軸的に嵌合されている。シリンダ部121の前方部位121aの内径は、後方部位121bの内径よりも大きい。また、前方部位121aの内径は、内壁部111の貫通孔111aの内径よりも大きい。
カバー部122は、メインシリンダ11の開口及びシリンダ部121の後端側開口を塞ぐように、メインシリンダ11の後端部及びシリンダ部121の外周面に組み付けられている。カバー部122の底壁には貫通孔122aが形成されている。カバー部122は、軸方向に伸縮可能な弾性部材からなり、底壁が後方に付勢されている。
入力ピストン13は、ブレーキペダル10の操作に応じてカバーシリンダ12内を摺動するピストンである。入力ピストン13は、前方に底面を有し後方に開口を有する有底略円筒状のピストンである。入力ピストン13の底面を構成する底壁131は、入力ピストン13の他の部位よりも径が大きくなっている。入力ピストン13は、底壁131がシリンダ部121の前方部位後端に位置するように配置されている。入力ピストン13は、シリンダ部121の後方部位121bに軸方向に摺動可能且つ液密的に配置されている。
入力ピストン13の内部には、ブレーキペダル10の操作ロッド10a及びピボット10bが設置されている。操作ロッド10aは、入力ピストン13の開口及びカバー部材122の貫通孔122aを通って外部に突出し、ブレーキペダル10に接続されている。操作ロッド10aは、ブレーキペダル10の操作に連動して移動し、ブレーキペダル10踏み込み時にはカバー部122を軸方向に押し潰しながら前進する。操作ロッド10aの前進に伴って、入力ピストン13も前進する。
第一マスタピストン14は、メインシリンダ11内に軸方向に摺動可能に配置されている。具体的に、第一マスタピストン14は、第一本体部141と、突出部142と、からなっている。第一本体部141は、メインシリンダ11内において、内壁部111の前方側に同軸的に配置されている。第一本体部141は、前方に開口を有し後方に底壁141aを有する有底略円筒状に形成されている。つまり、第一本体部141は、底壁141aと、周壁部141bと、からなっている。
底壁141aは、内壁部111の前方でメインシリンダ11に軸方向に摺動可能且つ液密的に配置されている。周壁部141bは、底壁141aよりも小径の円筒状に形成され、底壁141a前方端面中央から前方に同軸的に延伸している。周壁部141bの前方部位は、小径部位112に軸方向に摺動可能且つ液密的に配置されている。周壁部141bの後方部位は、メインシリンダ11の内周面から離間している。
突出部142は、第一本体部141の底壁141a端面中央から後方に突出した円柱状の部位である。突出部142は、内壁部111の貫通孔111aに、軸方向に摺動可能且つ液密的に配置されている。突出部142の後方部位は、貫通孔111aを介してシリンダ部121内部に位置している。突出部142の後方部位は、シリンダ部121内周面と離間している。突出部142の後端面は、入力ピストン13の底壁131と所定距離だけ離間している。第一マスタピストン14は、バネ等からなる付勢部材143により後方に付勢されている。
ここで、第一本体部141の底壁141a後方端面、内壁部111前方端面、メインシリンダ11内周面、及び突出部142外周面によりサーボ室(「駆動圧室」に相当する)1Aが区画されている。また、内壁部111後方端面、入力ピストン131外表面、シリンダ部121の前方部位121a内周面、及び突出部142外表面により第一反力室1Bが区画されている。また、底壁141aの前方端面、小径部位112後端面(シール部材91を含む)、周壁部141bの外周面、及びメインシリンダ11内周面により第二反力室1Cが区画されている。
第二マスタピストン15は、メインシリンダ11内において、第一マスタピストン14の前方側に同軸的に配置されている。第二マスタピストン15は、前方に開口を有し後方に底壁151を有する有底略円筒状に形成されている。つまり、第二マスタピストン15は、底壁151と、底壁151と同径の周壁部152と、からなっている。底壁151は、第一マスタピストン14の前方で、小径部位112、113間に配置されている。底壁151を含む第二マスタピストン15の後方部位は、メインシリンダ11の内周面から離間している。周壁部152は、円筒状であって、底壁151から前方に同軸的に延伸している。周壁部152は、小径部位113に軸方向に摺動可能且つ液密的に配置されている。第二マスタピストン15は、バネ等からなる付勢部材153により後方に付勢されている。
ここで、第二マスタピストン15外側表面、第一マスタピストン14前端面、第一マスタピストン内側表面、小径部位112前端面(シール部材92を含む)、小径部位113後端面(シール部材93を含む)、及び小径部位112、113間のメインシリンダ11内周面により第一マスタ室1Dが区画されている。また、メインシリンダ11内底面111d、第二マスタピストン15前端面、第二マスタピストン15内側表面、小径部位113前端面(シール部材94を含む)、及びメインシリンダ11内周面により第二マスタ室1Eが区画されている。
マスタシリンダ1には、内部と外部を連通するポート11a〜11iが形成されている。ポート11aは、メインシリンダ11のうち内壁部111より後方に形成されている。ポート11bは、ポート11aと軸方向の同様の位置に、ポート11aに対向して形成されている。ポート11aとポート11bは、メインシリンダ11内周面とシリンダ部121の外周面との間の空間を介して連通している。ポート11aは配管161に接続されている。ポート11bは、リザーバ171に接続されている。つまり、ポート11aは、リザーバ171と連通している。
また、ポート11bは、シリンダ部121及び入力ピストン13に形成された通路18により第一反力室1Bに連通している。通路18は、入力ピストン13が前進すると遮断される。つまり、入力ピストン13が前進すると、第一反力室1Bとリザーバ171とは遮断される。
ポート11cは、ポート11aより前方に形成され、第一反力室1Bと配管162とを連通させている。ポート11dは、ポート11cより前方に形成され、サーボ室1Aと配管163とを連通させている。ポート11eは、ポート11dより前方に形成され、第二反力室1Cと配管164とを連通させている。
ポート11fは、小径部位112の両シール部材91、92間に形成され、リザーバ172とメインシリンダ11内部とを連通させている。ポート11fは、第一マスタピストン14に形成された通路144を介して第一マスタ室1Dに連通している。通路144は、第一マスタピストン14が前進するとポート11fと第一マスタ室1Dが遮断されるように、シール部材92の若干後方位置に形成されている。
ポート11gは、ポート11fより前方に形成され、第一マスタ室1Dと配管51とを連通させている。ポート11hは、小径部位113の両シール部材93、94間に形成され、リザーバ173とメインシリンダ11内部とを連通させている。ポート11gは、第二マスタピストン15に形成された通路154を介して第二マスタ室1Eに連通している。通路154は、第二マスタピストン15が前進するとポート11gと第二マスタ室1Eが遮断されるように、シール部材94の若干後方位置に形成されている。ポート11iは、ポート11hより前方に形成され、第二マスタ室1Eと配管52とを連通させている。
また、マスタシリンダ1内には、適宜、Oリング等のシール部材(図面黒丸部分)が配置されている。シール部材91、92は、小径部位112に配置され、第一マスタピストン14の外周面に液密的に当接している。同様に、シール部材93、94は、小径部位113に配置され、第二マスタピストン15の外周面に液密的に当接している。また、入力ピストン13とシリンダ部121との間にもシール部材が配置されている。
ストロークセンサ72は、ブレーキペダル10のストローク量(操作量)を検出するセンサであり、検出結果をブレーキECU6に送信する。
(反力発生装置2)
反力発生装置2は、ストロークシミュレータ21を備えている。ストロークシミュレータ21は、ブレーキペダル10の操作に応じて第一反力室1B及び第二反力室1Cに反力圧を発生させる装置である。一般的に、ストロークシミュレータ21は、シリンダ211にピストン212が摺動可能に嵌合され、圧縮スプリング213によって前方に付勢されたピストン212の前面側にパイロット液室214が形成されて構成されている。ストロークシミュレータ21は、配管164及びポート11eを介して第二反力室1Cに接続され、配管164を介して離間ロック弁22及び反力弁3に接続されている。
(離間ロック弁22)
離間ロック弁22は、常閉型の電磁弁であり、ブレーキECU6により開閉が制御される。離間ロック弁22は、配管164と配管162とに接続され、両配管162、164とを連通/遮断させる。離間ロック弁22は、第一反力室1Bと第二反力室1Cとを連通/遮断させるための弁である。離間ロック弁22により第一反力室1Bと第二反力室1Cとの間が遮断されると、第一反力室1Bが液密となることで第一マスタピストン14が入力ピストン13と共に移動する状態(以下、離間ロック状態という)となる。
圧力センサ73は、主に反力室1B、1Cの圧力(反力圧)を検出するセンサであり、配管164に接続されている。圧力センサ73は、離間ロック弁22が開状態の場合、両反力室1B、1Cの圧力を検出し、離間ロック弁22が閉状態の場合、第二反力室1Cの圧力を検出する。
(反力弁3)
反力弁3は、常開型の電磁弁であり、ブレーキECU6により開閉が制御される。反力弁3は、配管164と配管161とに接続され、両配管161、164とを連通/遮断させる。反力弁3は、反力室1B、1Cとリザーバ171とを連通/遮断させるための弁である。
(サーボ圧発生装置4)
サーボ圧発生装置4は、主に、減圧弁(「パイロット圧発生部」に相当する)41と、増圧弁(「パイロット圧発生部」に相当する)42と、圧力供給部(「高圧力源」に相当する)43と、レギュレータ(「機械式レギュレータ」に相当する)44と、を備えている。
減圧弁41は、常開型の電磁弁であり、ブレーキECU6により流量が制御される。減圧弁41の一方は配管411を介して配管161に接続され、減圧弁41の他方は配管413に接続されている。つまり、減圧弁41の一方は、配管411、161、及びポート11a、11bを解してリザーバ171に連通している。増圧弁42は、常閉型の電磁弁であり、ブレーキECU6により流量が制御されている。増圧弁42の一方は配管421に接続され、増圧弁42の他方は配管422に接続されている。
圧力供給部43は、ブレーキECU6の指示に基づいて、レギュレータ44に高圧のブレーキ液を提供する手段である。圧力供給部43は、主に、アキュムレータ431と、液圧ポンプ432と、モータ433と、リザーバ434と、を有している。
アキュムレータ431は、液圧ポンプ432により発生した液圧を蓄圧するものである。アキュムレータ431は、配管431aにより、レギュレータ44、圧力センサ75、及び液圧ポンプ432と接続されている。液圧ポンプ432は、モータ433及びリザーバ434と接続されている。液圧ポンプ432は、リザーバ434に溜まったブレーキ液を、モータ433が駆動することでアキュムレータ431に供給する。圧力センサ75(「アキュムレータ圧検出部」に相当する)は、アキュムレータ431の圧力(アキュムレータ圧)を検出する。
アキュムレータ圧が所定値以下に低下したことが圧力センサ75によって検出されると、ブレーキECU6からの制御信号に基づいてモータ433が駆動され、液圧ポンプ432は、アキュムレータ431にブレーキ液を供給してアキュムレータ431に圧力エネルギーを補給する。
レギュレータ44は、一般的なレギュレータに対して、主にサブピストン446を加えたものである。つまり、レギュレータ44は、図2に示すように、主に、シリンダ441と、ボール弁442と、付勢部443と、弁座部444と、制御ピストン445と、サブピストン446と、を備えている。
シリンダ441は、一方(図面右側)に底面をもつ略有底円筒状のシリンダケース441aと、シリンダケース441aの開口(図面左側)を塞ぐ蓋部材441bと、で構成されている。なお、図面上、蓋部材(441b)は断面コの字状に形成されているが、本実施形態では、蓋部材441bを円柱状とし、シリンダケース441aの開口を塞いでいる部位を蓋部材441bとして説明する。シリンダケース441aには、内部と外部を連通させる複数のポート4a〜4hが形成されている。
ポート4aは、配管431aと接続している。ポート4bは、配管422と接続している。ポート4cは、配管163と接続している。ポート4dは、配管411を介して配管161に接続している。ポート4eは、リリーフバルブ423を介して配管422に通じる配管424に接続している。ポート4fは、配管413に接続している。ポート4gは、配管421に接続している。ポート4hは、配管51から分岐した配管511に接続されている。
ボール弁442は、ボール型の弁であり、シリンダ441内部において、シリンダケース441aの底面側(以下、シリンダ底面側とも称する)に配置されている。付勢部443は、ボール弁442をシリンダケース441aの開口側(以下、シリンダ開口側とも称する)に付勢するバネ部材であって、シリンダケース441aの底面に設置されている。弁座部444は、シリンダケース441aの内周面に設けられた壁部材であり、シリンダ開口側とシリンダ底面側を区画している。弁座部444の中央には、区画したシリンダ開口側とシリンダ底面側を連通させる貫通路444aが形成されている。弁部材444は、付勢されたボール弁442が貫通路444aを塞ぐ形で、ボール弁442をシリンダ開口側から保持している。
ボール弁442、付勢部443、弁座部444、及びシリンダ底面側のシリンダケース441aの内周面で区画された空間を第一室4Aとする。第一室4Aは、ブレーキ液で満たされており、ポート4aを介して配管431aに接続され、ポート4bを介して配管422に接続されている。
制御ピストン445は、略円柱状の本体部445aと、本体部445aよりも径が小さい略円柱状の突出部445bとからなっている。本体部445aは、シリンダ441内において、弁座部444のシリンダ開口側に、同軸的且つ液密的に、軸方向に摺動可能に配置されている。本体部445aは、図示しない付勢部材によりシリンダ開口側に付勢されている。本体部445aのシリンダ軸方向略中央には、両端が本体部445a周面に開口した周方向(図面上下方向)に延びる通路445cが形成されている。通路445cの開口の配置位置に対応したシリンダ441の一部内周面は、ポート4dが形成されているとともに、凹状に窪み、本体部445aとにより第三室4Cを形成している。
突出部445bは、本体部445aのシリンダ底面側端面の中央からシリンダ底面側に突出している。突出部445bの径は、弁座部444の貫通路444aよりも小さい。突出部445bは、貫通路444aと同軸上に配置されている。突出部445bの先端は、ボール弁442からシリンダ開口側に所定間隔離れている。突出部445bには、突出部445bのシリンダ底面側端面中央に開口したシリンダ軸方向に延びる通路445dが形成されている。通路445dは、本体部445a内にまで延伸し、通路445cに接続している。
本体部445aのシリンダ底面側端面、突出部445bの外表面、シリンダ441の内周面、弁座部444、及びボール弁442によって区画された空間を第二室4Bとする。第二室4Bは、通路445c、445d、及び第三室4Cを介してポート4d、4eに連通している。
サブピストン446は、サブ本体部446aと、第一突出部446bと、第二突出部446cとからなっている。サブ本体部446aは、略円柱状に形成されている。サブ本体部446aは、シリンダ441内において、本体部445aのシリンダ開口側に、同軸的且つ液密的、軸方向に摺動可能に配置されている。
第一突出部446bは、サブ本体部446aより小径の略円柱状であり、サブ本体部446aのシリンダ底面側の端面中央から突出している。第一突出部446bは、本体部445aのシリンダ開口側端面に当接している。第二突出部446cは、第一突出部446bと同形状であり、サブ本体部446aのシリンダ開口側の端面中央から突出している。第二突出部446cは、蓋部材441bと当接している。
サブ本体部446aのシリンダ底面側の端面、第一突出部446bの外表面、制御ピストン445のシリンダ開口側の端面、及びシリンダ441の内周面で区画された空間をパイロット圧室4Dとする。パイロット圧室4Dは、ポート4f及び配管413を介して減圧弁41に連通し、ポート4g及び配管421を介して増圧弁42に連通している。減圧弁41及び増圧弁42が制御されることで、パイロット圧室4Dに所定のパイロット圧が発生する。レギュレータ44により、サーボ圧は、アキュムレータ圧を基にし、パイロット圧に応じた液圧となる。
一方、サブ本体部446aのシリンダ開口側の端面、第二突出部446cの外表面、蓋部材441b、及びシリンダ441の内周面で区画された空間を第四室4Eとする。第四室4Eは、ポート4h及び配管511、51を介してポート11gに連通している。各室4A〜4Eは、ブレーキ液で満たされている。圧力センサ74(「駆動圧検出部」に相当する)は、サーボ室1Aの圧力(サーボ圧)を検出するためのセンサであり、配管163に接続されている。
(ブレーキ5)
マスタシリンダ圧を発生する第一マスタ室1D、第二マスタ室1Eには、配管51、52、ABS53を介してホイルシリンダ541〜544が連通されている。ホイルシリンダ541〜544は、車輪5FR〜5RLのブレーキ5を構成している。具体的には、第一マスタ室1Dのポート11g及び第二マスタ室1Eのポート11iには、それぞれ配管51、52を介して、公知のABS(Antilock Brake System)53が連結されている。ABS53には、車輪5FR〜5RLを制動するブレーキ装置を作動させるホイルシリンダ541〜544が連結されている。
ここで、ABS53について、4輪のうち1つ(5FR)の構成について説明し、他の構成については同様であるため説明を省略する。ABS53は、入力弁(「電磁弁」に相当する)531、減圧弁532、リザーバ533、ポンプ534、及びモータ535を備えている。入力弁531は、常開型の電磁弁であり、ブレーキECU6により開閉が制御される。入力弁531は、一方が配管52に接続され、他方がホイルシリンダ541及び減圧弁532に接続されるよう配置されている。
さらに詳細に、本実施形態における入力弁531は、供給される電力に応じて、流路を遮断する力(例えば開口に対し弁部材をマスタシリンダ1側へ付勢する力)が変化する電磁弁であり、供給電力が大きいほど当該遮断力が大きくなる。マスタシリンダ1側からホイルシリンダ541〜544側に加わる力(すなわちマスタシリンダ1側とホイルシリンダ541〜544側との差圧)が、流路を遮断する力を超えると、入力弁531は開弁する。このように入力弁531は、供給電力と入力弁531のマスタシリンダ1側及びホイルシリンダ541〜544側の差圧との関係である作動特性(IP特性)を有し、マスタシリンダ1とホイルシリンダ541〜544の間のブレーキ液の流れを供給電力に応じて制御する。なお、入力弁531には、自身と逆向きに逆止弁zが設けられている。
入力弁531は、概念的に説明すると、図3に示すように、弁部材5aと、弁座部材5bと、バネ5cと、可動鉄心5dと、ソレノイド5eと、固定鉄心5fと、を有している。弁部材5aは、可動鉄心5dの先端に接続され、弁座部材5bが形成する貫通孔を塞ぐ部材である。弁座部材5bは、配管52上において、マスタシリンダ1側(図3下側)とホイルシリンダ541〜544側(図3右側)とを連通させる貫通孔を形成する部材である。バネ5cは、弁座部材5bと可動鉄心5dとの間に配置され、可動鉄心5dを弁座部材5bから離れる方向に付勢する付勢部材である。可動鉄心5dは、ソレノイド5eの通電に応じて駆動され、弁部材5aを弁座部材5bに押し付ける部材である。ソレノイド5eは、供給電力に基づいて電磁力を発生させ、可動鉄心5dを弁座部材5bに押し付ける方向に力を加える部材である。ソレノイド5eは、供給電力に応じて、可動鉄心5d及び弁部材5aを弁座部材5b側に駆動させる。固定鉄心5fは、可動鉄心5dの後方(図3上側)に配置された部材である。入力弁531(ソレノイド5e)への供給電力が増加すると、可動鉄心5dによる弁部材5aを弁座部材5bに押し付ける力が大きくなり、反対に供給電力が減少すると、当該押し付ける力は小さくなる。したがって、供給電力を徐々に減少させていくと、ある時点で可動鉄心5dを付勢する電磁力が上記差圧及びバネ5cの付勢力に負け、押し戻されて弁部材5aが弁座部材5bから離れる。つまり、供給電力を徐々に減少させていくと、ある時点で入力弁531が上記差圧に負けて開状態となる。この際の供給電力が当該差圧における開弁電力である。入力弁531が開状態となると、ブレーキ液が高圧のマスタシリンダ1側からホイルシリンダ541〜544側に流れる。これにより、マスタ圧が減少し、サーボ圧によりマスタピストン14、15が前進する。
減圧弁532は、常閉型の電磁弁であり、ブレーキECU6により開閉が制御される。減圧弁532は、一方がホイルシリンダ541及び入力弁531に接続され、他方がリザーバ533に接続されている。減圧弁532が開状態となると、ホイルシリンダ541とリザーバ533が連通する。
リザーバ533は、ブレーキ液を貯蔵するものであり、減圧弁532、及びポンプ534を介して配管52に接続されている。ポンプ534は、吸い込み口がリザーバ533に接続され、吐出口が逆止弁zを介して配管52に接続されるよう配置されている。ここでの逆止弁zは、ポンプ534から配管52(第二マスタ室1E)への流れを許容し、その逆方向の流れを規制する。ポンプ534は、ブレーキECU6の指令に応じたモータ535の作動によって駆動されている。ポンプ535は、ABS制御の減圧モード時においては、ホイルシリンダ541内のブレーキ液又はリザーバ533内に貯められているブレーキ液を吸い込んで第二マスタ室1Eに戻している。なお、ポンプ534が吐出したブレーキ液の脈動を緩和するために、ポンプ534の上流側にはダンパ(図示せず)が配設されている。
ABS53は、車輪速度を検出する車輪速度センサ(図示せず)を備えている。車輪速度センサにより検出された車輪速度を示す検出信号はブレーキECU6に出力されるようになっている。
このように構成されたABS53において、ブレーキECU6は、マスタシリンダ圧、車輪速度の状態、及び前後加速度に基づき、各電磁弁531、532の開閉を切り換え制御し、モータ535を必要に応じて作動してホイルシリンダ541に付与するブレーキ液圧すなわち車輪5FRに付与する制動力を調整するABS制御(アンチロックブレーキ制御)を実行する。ABS53は、マスタシリンダ1から供給されたブレーキ液を、ブレーキECU6の指示に基づいて、量やタイミングを調整してホイルシリンダ5FR〜5RLに供給する供給液圧供給装置である。
後述するリニアモードでは、サーボ圧発生装置4のアキュムレータ431から送出された液圧が増圧弁42及び減圧弁41によって制御されてサーボ圧がサーボ室1Aに発生することにより、第一マスタピストン14及び第二マスタピストン15が前進して第一マスタ室1D及び第二マスタ室1Eが加圧される。第一マスタ室1D及び第二マスタ室1Eの液圧はポート11g、11iから配管51、52及びABS53を経由してホイルシリンダ541〜544へマスタシリンダ圧として供給され、車輪5FR〜5RLに液圧制動力が付与される。
(ブレーキECU6)
ブレーキECU6は、電子制御ユニットであり、各種センサ(例えば72〜75)と通信し、各電磁弁22、3、41、42、531、532、及びモータ433、535などを制御する。ブレーキECU6は、リニアモードとREGモード(レギュレータモード)の2つの制御モードを記憶している。リニアモードは、通常のブレーキ制御であり、離間ロック弁22を開弁させ、反力弁3を閉弁させた状態で、減圧弁41及び増圧弁42を制御してサーボ室1Aのサーボ圧を制御するモードである。REGモードは、減圧弁41、増圧弁42、離間ロック弁22、及び反力弁3を非通電状態にするモード、又は故障等により非通電状態(常態維持)になったときのモードである。
(ブレーキ操作時の作動)
ここで、ブレーキ操作時の作動について説明する。ブレーキペダル10が踏まれると、入力ピストン13が前進し、通路18が遮断されてリザーバ171と第一反力室1Bは遮断される。
上記リニアモードでは、反力弁3が閉状態に制御され、離間ロック弁22が開状態に制御されているため、両反力室1B、1Cは、互いに連通するとともにリザーバ171から遮断されている。この場合、ストロークシミュレータ21は、両反力室1B、1Cに、ストローク量に応じた反力圧を発生させる。第一反力室1B及び第二反力室1Cに反力圧が発生したとしても、その反力圧は第一マスタピストン14の後端面(突出部142後方端面)と前方端面(底壁141a前方端面)の両面に作用するため、マスタピストンはサーボ圧により駆動される。
一方、REGモードでは、反力弁3が開状態に制御され、離間ロック弁22が閉状態に制御されるため、第一反力室1Bは液密となり、第二反力室1Cはリザーバ171に連通されている。そのため、第一マスタピストン14は、ブレーキペダル10に対する操作力(踏力)により駆動される。
(作動特性設定制御)
ここで、ブレーキECU6による入力弁531の作動特性を設定するための制御について説明する。本実施形態では、異なる2つの差圧において、それぞれの開弁電流を取得することで作動特性を推定・設定する。図4に示すように、入力弁531を境にしてマスタシリンダ1側とホイルシリンダ541〜544側との差圧をΔP1に制御する(第1差圧制御:A)。開弁電流は、当該差圧において入力弁531が開弁する最大の供給電流、あるいは当該差圧において入力弁531が閉弁している最小の供給電流といえる。
第1差圧制御(A)において、まず、ブレーキECU6は、入力弁531を開状態とする(S101)。そして、ブレーキECU6は、減圧弁41及び増圧弁42を制御して、サーボ圧を大気圧に制御する(S102)。そして、ブレーキECU6は、電力供給手段(図示せず)に命令し、入力弁531に電力(入力電力)を供給し、入力弁531を閉状態とする(S103)。このときの入力電力は、差圧ΔP1でも入力弁531が開弁しない十分な電力である。なお、本明細書において、「入力電力」は、入力される電力、一定電圧下で入力される電流、及び一定電流下で入力される電圧の何れかを意味する。すなわち、「入力電力」は、入力される電力に関する値であっても良い意味で用いている。本実施形態では、ブレーキECU6は、一定電圧下において、入力弁531への電流値(入力電流)を増減させて、所定差圧ΔP1に対する入力弁531の開弁電流I1を取得する。
続いて、ブレーキECU6は、減圧弁41及び増圧弁42を制御して、サーボ圧を所定圧Ps1に制御する(S104)。これにより、マスタピストン14、15が駆動し、マスタ圧が上昇し、所望の差圧ΔP1が発生する。なお、サーボ圧とマスタ圧の比が1:1の場合、ブレーキECU6は、所定圧Ps1を所望の差圧ΔP1に制御する(Ps1=ΔP1)。
ここで、入力電流を段階的に低下させるために、ブレーキECU6は、低下の段階数(回数)をカウントする(kにk+1を代入する)(S301)。そして、ブレーキECU6は、入力弁531への入力電流Ih(k)をΔIだけ低減させる(Ih(k)=Ih(k−1)−ΔI)(S302)。ブレーキECU6は、入力電流を低減させるとともに、圧力センサ74によりサーボ圧Psdを検出する(S303)。そして、ブレーキECU6は、サーボ圧Psdが所定の閾サーボ圧Psth1以下であるか否かを判定する(S304)。Psd>Psth1であれば(S304:No)、カウントを増やす(S301)。
Psd≦Psth1であれば(S304:Yes)、ブレーキECU6は、圧力センサ75によりアキュムレータ圧Padを検出する(S305)。そして、ブレーキECU6は、アキュムレータ圧Padが所定の閾アキュムレータ圧Path1以下であるか否かを判定する(S306)。Pad>Path1であれば(S306:No)、S301に戻る。Pad≦Path1であれば(S306:Yes)、当該入力電流Ih(k)を、差圧ΔP1に対する開弁電流I1として記憶する(S307)。そして、k<k0であれば(S308:No)S301に戻り、k≧k0であれば(S308:Yes)、差圧をΔP2にするための第2差圧制御(B)を実行する。ここでのk0は、入力電流が0となる回数である。つまり、k≧k0で入力弁531の入力電流は0となる。
ここで、開弁電流I1の取得に関するタイミングチャートについて説明する。図5に示すように、入力電流Ihが段階的に下がっていくと、I1になったところでマスタ圧が低下しホイルシリンダ圧が上昇している(t11)。これは、入力弁531が開弁し、高圧側のマスタ室1D、1Eから低圧側のホイルシリンダ541〜544にブレーキ液が流入したことに起因する。そして、マスタ圧の一時的な低下に伴って、マスタピストン14、15が前進し、マスタ圧の低下とほぼ同時に(少し遅れて)サーボ圧Psdも一時的に低下する。上記現象が入力弁531の開弁によるものであれば、サーボ圧Psdは、Psth1以下まで低下する(t12)。
サーボ圧が低下すると、ブレーキECU6は、元のサーボ圧に維持すべく、減圧弁41及び増圧弁42を制御してパイロット圧を上昇させる。その結果、アキュムレータ431から配管431a及びポート4bを介して第二室4B内にブレーキ液が供給されるため、サーボ圧Psdの一時的な低下に遅れてアキュムレータ圧Padは低下する。上記現象が入力弁531の開弁によるものであれば、アキュムレータ圧Padは、Path1以下まで低下する(t13)。
このように、アキュムレータ圧Padが閾アキュムレータ圧Path1以下になれば入力弁531が開弁していると判断できるが、さらにその前にサーボ圧Psdが閾サーボ圧Psth1以下となっていることを検出することで、より確実な開弁判定が可能となる。アキュムレータ圧Padの検出のみで作動特性を設定する場合、差圧ΔP1に対する開弁電流I1は、最初にS306で記憶されると、その後の電流低下段階(S308:No)では上書きされないように設定される。本装置によれば、入力弁531の上流側及び下流側の液圧を直接測定する圧力センサは必要なく、既存の圧力センサ75(及び74)を用いて作動特性を設定することができる。
図4に示すように、第2差圧制御(B)において、ブレーキECU6は、まずサーボ圧が大気圧になるように減圧弁41及び増圧弁42を制御する(S201)。続いて、ブレーキECU6は、電力供給手段に入力弁531に所定の電流を供給させ、入力弁531を閉状態にする(S202)。そして、ブレーキECU6は、サーボ圧を所定圧Ps2に制御し、差圧をΔP2にする(S203)。
その後、ブレーキECU6は、S301〜S308と同様の制御を行う。すなわち、ブレーキECU6は、入力電流低下回数nをカウントし(S309)、入力電流Ih(n)をΔIだけ低下させる(Ih(n)=Ih(n−1)−ΔI)(S310)。そして、ブレーキECU6は、圧力センサ74が示すサーボ圧Psdを検出して(S311)、閾サーボ圧Psth2と比較する(S312)。Psd>Psth2であれば(S312:No)S309に戻り、Psd≦Psth2であれば(S312:Yes)、圧力センサ75が示すアキュムレータ圧Padを検出する(S313)。そして、ブレーキECU6は、アキュムレータ圧Padと閾アキュムレータ圧Path2とを比較する(S314)。Pad>Path2であれば(S314:No)S309に戻り、Pad≦Path2であれば(S314:Yes)、ブレーキECU6は、当該入力電流Ih(n)を、差圧ΔP2に対する開弁電流I2として記憶する(S315)。そして、ブレーキECU6は、入力電流を0まで低下させる(S316)。
これにより、ブレーキECU6は、差圧ΔP1に対する開弁電流I1、及び差圧ΔP2に対する開弁電流I2を取得する。ブレーキECU6は、この2つの結果(P1、I1)及び(P2、I2)に基づいて、入力弁531の作動特性を推定し、推定された作動特性を入力弁531の作動特性として記憶・設定する(S317)。ブレーキECU6は、入力弁531の作動特性を設定する作動特性設定手段を兼ねている。
このように、本実施形態によれば、既存の圧力センサにより入力弁531の作動特性を設定することができる。本実施形態によれば、入力弁531付近に新たにセンサを設ける必要がなく、製造コストの削減が可能となる。なお、各閾値(閾圧)については、差圧ごとに設定されている。
図6は、作動特性設定制御全体のタイミングチャートである。図5は、図6におけるt4付近のタイミングチャートである。図6に示すように、t1では、入力弁531が開状態で、サーボ圧Psdが大気圧となっている。t2では、入力弁531に所定の入力電流が供給され、入力弁531が閉状態となっている。t3では、サーボ圧Psdが所定圧Ps1に制御されている。t4では、サーボ圧Psdが一時的に低下して閾サーボ圧Psth1以下となり(図5参照)、ホイルシリンダ圧が上昇している。t5では、サーボ圧Psdが再び大気圧に制御されている。t6では、再び入力弁531に所定の入力電流が供給され、入力弁531が閉状態となっている。t7では、サーボ圧Psdが所定圧Ps2に制御されている。t8では、サーボ圧Psdが一時的に低下して閾サーボ圧Psth2以下となり(図5参照)、ホイルシリンダ圧が上昇している。
本実施形態では、ブレーキECU6が圧力供給部43を制御してアキュムレータ圧Padを上昇させた後(t1におけるアキュムレータ圧より若干大きい圧力)、所定時間経過後に、作動特性設定制御を開始する。アキュムレータ431は、蓄圧直後はモータ433等の影響により高温状態となっている。この温度が時間経過により低下すると、アキュムレータ431の容量が変化し、アキュムレータ圧が低下する現象が起こり得る(ポリトロープ変化)。したがって、所定時間経過後に、作動特性設定制御を開始することで、より正確に作動特性を設定できる。所定時間は、アキュムレータ圧を所定圧に上昇させてからアキュムレータ圧がほぼ一定で安定するまでの時間である。
また、本実施形態では、作動特性設定制御開始前において、アキュムレータ圧を上昇させて所定の設定圧より高い圧力で安定させる。当該設定圧は、図7に示すように、設定圧以下の圧力領域よりも設定圧より高い圧力領域の方が、アキュムレータ431内の蓄積量(ブレーキ液量)の変化に対するアキュムレータ圧の変化量が大きくなる圧力に設定されている。このように、アキュムレータ431の特性を利用することにより、アキュムレータ431の少しの蓄積量の変化がアキュムレータ圧を大きく変化させることとなり、精度良く蓄積量変化が検出される。なお、設定圧やポリトロープ変化は、実験により算出することができる。また、作動特性設定制御は、車両出荷前や、車検時などに行われる。本実施形態によれば、経年劣化等により作動特性が変化した場合も適切に対応できる。
<変形態様>
本発明は、上記実施形態に限られない。例えば、図4に示す作動特性設定制御のS102及びS201において、ブレーキECU6は、サーボ圧を大気圧でなく所定の圧力に制御しても良い。すなわち、S102において、ブレーキECU6は、サーボ圧を所定圧Pw1に制御する。そしてS104では、例えばサーボ圧に対するマスタ圧の比が1:1の場合、制御される所定圧Ps1は、Ps1=Pw1+ΔP1となる。同様に、S201において、ブレーキECU6は、サーボ圧を所定圧Pw2に制御する。これによっても、上記実施形態同様の効果が発揮される。
また、測定する差圧は1つであっても良いが、2以上の異なる差圧において、それぞれの開弁電流を取得することでより正確な作動特性が算出できる。また、圧力センサ74(サーボ圧)を用いず、圧力センサ75(アキュムレータ圧)のみで開弁電流を取得しても良い。また、本発明は、反力室1B、1Cが1つで構成された車両用制動装置であっても良い。
1:マスタシリンダ、
11:メインシリンダ、12:カバーシリンダ、
13:入力ピストン、
14:第一マスタピストン、15:第二マスタピストン、
1A:サーボ室(駆動圧室)、
1B:第一反力室、1C:第二反力室、
1D:第一マスタ室、1E:第二マスタ室、
2:反力発生装置、22:離間ロック弁、3:反力弁、
4:サーボ圧発生装置(液圧発生装置)、
41:減圧弁、42:増圧弁、43:圧力供給部(高圧力源)、
431:アキュムレータ、432:液圧ポンプ、
5:ブレーキ、 51a、52a:切替弁、 531:入力弁(電磁弁)
541、542、543、544:ホイルシリンダ、
5FR、5FL、5RR、5RL:車輪、
6:ブレーキECU(作動特性設定手段)、
74:圧力センサ(駆動圧検出部)、
75:圧力センサ(アキュムレータ圧検出部)

Claims (4)

  1. マスタピストン(14、15)を駆動室(1A)内の駆動圧により駆動させてマスタ室(1D、1E)内にマスタ圧を発生させる液圧発生装置(4)と、前記マスタ室に接続されたホイルシリンダ(541、542、543、544)と、前記液圧発生装置と前記ホイルシリンダとの間に設けられ、前記液圧発生装置と前記ホイルシリンダとの間のブレーキ液の流れを入力電力に応じて制御する電磁弁(531)と、を備える車両用制動装置であって、
    ポンプ(432)と、前記ポンプにより吐出されたブレーキ液を蓄圧するアキュムレータ(431)と、を有して構成される高圧力源(43)と、
    所望のパイロット圧を発生させるパイロット圧発生部(41、42)と、
    前記アキュムレータと前記パイロット圧発生部と前記駆動室とに接続され、前記アキュムレータ内のアキュムレータ圧を基に前記パイロット圧に応じた液圧を前記駆動室内に発生させる機械式レギュレータ(44)と、
    前記アキュムレータ圧を検出するアキュムレータ圧検出部(75)と、
    前記電磁弁を閉弁させた上で、前記パイロット圧発生部により所定圧のパイロット圧を発生させた後に、前記入力電力を時間経過に伴って前記電磁弁の開弁側に変化させて、前記アキュムレータ圧検出部により検出されるアキュムレータ圧が最初に閾アキュムレータ圧以下となった入力電力に基づいて、前記電磁弁における当該電磁弁への入力電力と当該電磁弁の前記マスタシリンダ側及び前記ホイルシリンダ側の差圧との関係である作動特性を設定する作動特性設定手段(6)と、
    を備える車両用制動装置。
  2. 前記駆動室内の駆動圧を検出する駆動圧検出部(74)を備え、
    前記作動特性設定手段(6)は、前記駆動圧検出部により検出される駆動圧が所定の閾駆動圧以下となった以後に、前記アキュムレータ圧が最初に前記閾アキュムレータ圧以下となった入力電力に基づいて前記電磁弁の作動特性を設定する請求項1に記載の車両用制動装置。
  3. 前記作動特性設定手段(6)は、前記高圧力源の制御により前記アキュムレータ圧を所定の設定圧よりも高くした上で、前記電磁弁の作動特性の設定を開始する請求項1又は2に記載の車両用制動装置。
  4. 前記作動特性設定手段(6)は、前記高圧源の制御により前記アキュムレータ圧を上昇させた後、所定時間経過後に、前記電磁弁の作動特性の設定を開始する請求項1〜3の何れか一項に記載の車両用制動装置。
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