JP2015160481A - 車両用ブレーキ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】より応答性良くブレーキ液を供給できるリザーバを備えた車両用ブレーキ装置を提供する。
【解決手段】ポンプ19などの吸入口側にブレーキ液供給用のリザーバ70を備える。リザーバ70については、第1室のブレーキ液圧が所定圧以下となると、容量可変部によってリザーバ室の第1室の体積を可変できる構造とする。これにより、ポンプ19の作動時には、第1室のブレーキ液圧の低下によって容量可変部73が容易に弾性変形してブレーキ液が吸い出される。このため、作動開始して直ぐからポンプ19、39にブレーキ液が供給される。
【選択図】図1

Description

本発明は、ブレーキ液を用いて液圧制動力を発生させる車両用ブレーキ装置に関するものである。
従来より、車両用ブレーキ装置に備えたブレーキ液圧制御用アクチュエータを用いて、ブレーキ液圧制御を行うものが種々提案されている。この種の車両用ブレーキ装置では、ブレーキ液圧制御用アクチュエータに備えられたポンプを駆動し、マスタシリンダ(以下、M/Cという)側からブレーキ液を吸入してホイールシリンダ(以下、W/Cという)側に吐出することでW/Cの加圧を可能としている。これにより、ブレーキペダルが踏み込まれていないときに自動的にW/Cを加圧したり、W/C圧をブレーキペダルの踏み込み以上に高めるなどのブレーキ液圧制御を行うことが可能となる。
近年、この種の車両用ブレーキ装置において、自動ブレーキなどのような非常時対応を含めて、広範囲の温度条件下においてブレーキ液圧制御用アクチュエータの駆動に基づく制動性能が得られるようにすることが求められている。
しかしながら、M/Cからポンプまでの配管長が長い場合など、ポンプがM/Cからブレーキ液を吸入吐出する際の抵抗となって、応答性良くW/C圧を上昇させることができなくなる。特に、低温下においては、ブレーキ液の粘性が高くなるため、ポンプがM/Cからブレーキ液を吸入吐出する際の抵抗が大きくなる。
このため、特許文献1に記載の車両用ブレーキ装置では、ポンプの吸入口側にリザーバを追加し、ポンプ動作開始の初期時においてはリザーバからブレーキ液が供給されるようにすることで、応答性良くW/C圧を上昇させられるようにしている。
特表2010−500211号公報
しかしながら、特許文献1のように、ピストンがリザーバ室内を摺動することでブレーキ液が吐き出されるようなリザーバを用いた場合、摺動抵抗が大きく、低温下での作動においては応答性が良くないという問題が発生する。
本発明は上記点に鑑みて、より応答性良くブレーキ液を供給できるリザーバを備えた車両用ブレーキ装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、ポンプ(19、39)の吸入吐出動作によってM/C(13)から吸入したブレーキ液をW/C(14、15、34、35)に向けて吐出することで、W/Cの加圧を行う車両用ブレーキ装置であって、W/C内のブレーキ液の排出を行う第1リザーバ(20、40)とは別に、ポンプの吸入口に接続され、リザーバ室(71)を有すると共に、該リザーバ室内をブレーキ液が充填される第1室(71a)と外気が導入される第2室(71b)とに区画すると共に、第1室内のブレーキ液圧が所定圧以下になると第1室によるブレーキ液の収容量を減少させるように弾性変形する容量可変部(73)を有する第2リザーバ(70、80)を備えることを特徴としている。
このような構成の第2リザーバを備えているため、ポンプ作動開始初期時にM/C側からのブレーキ液の吸入が不十分な場合には、ポンプは第2リザーバからのブレーキ液供給に基づいて、ブレーキ液の吸入吐出動作を行うことができる。例えば、低温時のように、ブレーキ液の粘性抵抗が大きくてM/C側からのブレーキ液の供給が不十分なときには、第1室のブレーキ液圧が所定圧以下となる。第2室の圧力と第1室の圧力との圧力差により、第2リザーバが容量可変となっており、第1室の体積を可変できる構造とされていることから、第1室のブレーキ液圧の低下によって容量可変部が容易に弾性変形してブレーキ液が吸い出される。このため、作動開始して直ぐからポンプにブレーキ液が供給される。したがって、より応答性良くブレーキ液を供給できる第2リザーバを備えた車両用ブレーキ装置とすることが可能となる。
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。
本発明の第1実施形態にかかる車両用ブレーキ装置1の概略構成を示した図である。 図1に示す車両用ブレーキ装置1に備えられたリザーバ70の詳細構造を示した断面図である。 ポンプ19の動作前におけるリザーバ70の様子を示した断面図である。 ポンプ19の動作中におけるリザーバ70の様子を示した断面図である。 他の実施形態で説明するリザーバ70の詳細構造を示した断面図である。
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
(第1実施形態)
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。本発明の一実施形態にかかる車両用の車両用ブレーキ装置について説明する。図1は、本実施形態にかかる車両用ブレーキ装置1の基本構成を示した液圧回路図である。ここでは前後配管の液圧回路を構成する車両に本発明にかかるブレーキ装置1を適用した例について説明するが、X配管などの車両についても適用可能である。
図1において、ドライバがブレーキ操作部材としてのブレーキペダル11を踏み込むと、倍力装置12にて踏力が倍力され、ブレーキ液圧の発生源となるM/C13に配設されたマスタピストン13a、13bを押圧する。これにより、これらマスタピストン13a、13bによって区画されるプライマリ室13cとセカンダリ室13dとに同圧のM/C圧が発生する。M/C圧は、ブレーキ液圧制御用アクチュエータ50を通じて各W/C14、15、34、35に伝えられる。このM/C13には、プライマリ室13cおよびセカンダリ室13dそれぞれと連通する通路を有するマスタリザーバ13eが備えられている。
ブレーキ液圧制御用アクチュエータ50は、第1配管系統50aと第2配管系統50bとを備えた構成とされ、ブレーキ配管を形成した図示しないアルミ製などのブロックに各種部品が組み付けられることで一体化されている。第1配管系統50aは、右後輪RRと左後輪RLに加えられるブレーキ液圧を制御するリア系統、第2配管系統50bは、左前輪FLと右前輪FRに加えられるブレーキ液圧を制御するフロント系統とされる。
なお、各系統50a、50bの基本構成は同様であるため、以下では第1配管系統50aについて説明し、第2配管系統50bについては説明を省略する。
第1配管系統50aは、上述したM/C圧を左後輪RLに備えられたW/C14および右後輪RRに備えられたW/C15に伝達し、W/C圧を発生させる主管路となる管路Aを備える。
また、管路Aには、管路Aを連通状態と差圧状態に制御することで、上流側となるM/C13側の第1管路と下流側となるW/C14、15側の第2管路との間の差圧を制御する第1差圧制御弁16が備えられている。この第1差圧制御弁16は、ドライバがブレーキペダル11の操作を行う通常ブレーキ時(衝突回避などの自動ブレーキ制御や横滑り防止制御などの車両運動制御が実行されていない時)には連通状態となるように弁位置が調整されている。そして、第1差圧制御弁16に備えられるソレノイドコイルに電流が流されると、第1差圧制御弁16は、流された電流値が大きいほど大きな差圧状態となるように弁位置が調整される。
この第1差圧制御弁16が差圧状態のときには、W/C14、15側のブレーキ液圧がM/C圧よりも所定以上高くなった際にのみ、W/C14、15側からM/C13側へのみブレーキ液の流動が許容される。このため、常時W/C14、15側がM/C13側よりも所定圧力以上高くならないように維持される。また、第1差圧制御弁16に対して並列に逆止弁16aが備えられている。
そして、管路Aは、この第1差圧制御弁16よりも下流になるW/C14、15側において、2つの管路A1、A2に分岐する。管路A1にはW/C14へのブレーキ液圧の増圧を制御する第1増圧制御弁17が備えられ、管路A2にはW/C15へのブレーキ液圧の増圧を制御する第2増圧制御弁18が備えられている。
第1、第2増圧制御弁17、18は、連通・遮断状態を制御できるノーマルオープン型の2位置電磁弁により構成されている。具体的には、第1、第2増圧制御弁17、18は、第1、第2増圧制御弁17、18に備えられるソレノイドコイルへの制御電流がゼロとされる時(非通電時)には連通状態に制御される。また、第1、第2増圧制御弁17、18は、ソレノイドコイルに制御電流が流される時(通電時)に遮断状態に制御される。
管路Aにおける第1、第2増圧制御弁17、18および各W/C14、15の間と調圧リザーバ20とを結ぶ減圧管路としての管路Bには、第1減圧制御弁21と第2減圧制御弁22とがそれぞれ配設されている。これら第1、第2減圧制御弁21、22は、連通・遮断状態を制御できるノーマルクローズ型の2位置電磁弁により構成されている。具体的には、第1、第2減圧制御弁21、22は、第1、第2減圧制御弁21、22に備えられるソレノイドコイルへの制御電流がゼロとされる時(非通電時)には遮断状態に制御される。また、第1、第2減圧制御弁21、22は、ソレノイドコイルに制御電流が流される時(通電時)に連通状態に制御される。
調圧リザーバ20と主管路である管路Aとの間には還流管路となる管路Cが配設されている。この管路Cには調圧リザーバ20からM/C13側あるいはW/C14、15側に向けてブレーキ液を吸入吐出するモータ60によって駆動される自吸式のポンプ19が設けられている。モータ60は図示しないモータリレーに対する通電が制御されることで駆動される。
そして、調圧リザーバ20とM/C13の間には補助管路となる管路Dが設けられている。この管路Dを通じ、ポンプ19にてM/C13からブレーキ液を吸入し、管路Aに吐出することで、車両運動制御時において、W/C14、15側にブレーキ液を供給し、対象となる車輪のW/C圧を加圧する。
さらに、ポンプ19の吸入口側には供給管路S1を介してブレーキ液の充填用のリザーバ70が接続されている。このリザーバ70には所定量のブレーキ液が充填されており、ポンプ19の作動開始時にリザーバ70内のブレーキ液を供給することで、応答性良くW/C14、15の加圧を行えるようにする。図2を参照して、このリザーバ70の詳細について説明する。
図2に示すように、リザーバ70は、リザーバ室71を構成するケース72と、ケース72内に収容された容量可変部73とを有した構成とされている。
ケース72は、リザーバ室71内にブレーキ液を収容する部分である。図1では、リザーバ70、80をブレーキ液圧制御用アクチュエータ50と別体で構成した場合を示してあるが、ブレーキ液圧制御用アクチュエータ50と一体構造としても良い。その場合、ブレーキ配管を形成したブロックを穴空け加工してブロックの一部を用いてケース72を構成することも良い。ケース72にはリザーバ室71に連通されたポート72aが形成され、このポート72aに供給管路S1が接続されることで、ポンプ19の吸入口側とリザーバ室71とを連通させている。
本実施形態の場合、中空状のシリンダ部72bと、シリンダ部72bの中空部の蓋閉めする蓋部72cとによってケース72を構成している。そして、シリンダ部72bの一端側にポート72aを設けると共に、それと反対側となる他端側を開口させ、開口端を蓋部72cによって蓋閉めすることで、ケース72が構成されている。蓋部72cには、リザーバ室71の内外を連通させる外気導入口72dが形成されており、後述する容量可変部73の変形が容易に行われるようにしてある。
なお、図示しないが、シリンダ部72bと蓋部72cとの間にはこれらの間をシールするシール部材が配置されており、これらの間の液密が確保されている。
容量可変部73は、弾性変形によってリザーバ室71内におけるブレーキ液の収容量を変化させる部品である。具体的には、容量可変部73は、リザーバ室71内をブレーキ液が導入される第1室71aと外気が導入される第2室71bとに区画し、ポンプ19の作動に応じて第1室71aの体積変化を可能とする。
本実施形態の場合、シリンダ部72bの軸方向において弾性変形によって伸縮可能な中空状のベローズ部73aと、ベローズ部73aの一端側においてベローズ部73aの中空部を密閉する隔壁73bを持ち、ベローズ部73aの他端と蓋部72cとの接点で図示しないシール構造を持つことによって第1リザーバ室71を外気から遮断する容量可変部73を構成している。ベローズ部73aおよび隔壁73bを基本的には弾性体によって構成しており、隔壁73bについては補強のための金属板73cを埋め込んである。金属板73cを埋め込むことで、リザーバ室71に高圧が加わった場合に、ブレーキ液圧と外気圧との圧力差によって、弾性体にて構成された部分に亀裂が発生することを抑制している。
また、上記した蓋部72cは、ベローズ部73aの中空部内に突き出した座部72eを有しており、ポンプ19の非作動時には隔壁73bが座部72eの先端位置に着座するようになっている。これにより、リザーバ室71の容量が規定されると共に、ベローズ部73aおよび隔壁73bの過度の変形が抑制される。このような構造により、リザーバ70が構成されている。
なお、ここでは第1配管系統50aについて説明したが、第2配管系統50bも同様の構成であり、第1配管系統50aに備えられた各構成と同様の構成を第2配管系統50bも備えている。具体的には、第1差圧制御弁16および逆止弁16aと対応する第2差圧制御弁36および逆止弁36a、第1、第2増圧制御弁17、18と対応する第3、第4増圧制御弁37、38がある。また、第1、第2減圧制御弁21、22と対応する第3、第4減圧制御弁41、42、ポンプ19と対応するポンプ39、調圧リザーバ20と対応する調圧リザーバ40がある。さらに、リザーバ70および供給管路S1と対応するリザーバ80および供給管路S2、管路A〜Dと対応する管路E〜Hがある。ただし、各系統50a、50bがブレーキ液を供給するW/C14、15、34、35については、リア系統となる第1配管系統50aよりもフロント系統となる第2配管系統50bの方の容量に差があっても良い。このような構成とされる場合、フロント側においてより大きな制動力を発生させることができる。
また、図示しないが、車両用ブレーキ装置1には、ブレーキ制御用の電子制御装置(以下、ブレーキECUという)が備えられている。ブレーキECUは、CPU、ROM、RAM、I/Oなどを備えた周知のマイクロコンピュータによって構成され、ROMなどに記憶されたプログラムに従って各種演算などの処理を実行し、各種車両運動制御を実行する。例えば、ブレーキECUは、M/C圧に応じた検出信号を出力するM/C圧センサ90や図示しない他のセンサ類の検出信号に基づいて車両に発生している各種物理量を演算する。そして、その演算結果に基づいてブレーキ液圧制御用アクチュエータ50に備えられた各種部品が制御され、制御対象輪に対して所望の制動力を発生させるという車両運動制御が実行される。
続いて、上記のように構成された車両用ブレーキ装置1の作動の一例について説明する。
車両走行中に、M/C圧センサ90を含む各種センサ類の検出信号が出力されると、それがブレーキECUに入力されて各種物理量が演算される。その演算結果に基づいて車両運動制御を実行するか否かが判定される。そして、ブレーキECUは、車両運動制御を実行する際には、制御対象輪に対する制御量、すなわち制御対象輪のW/Cに発生させるW/C圧を求める。その結果に基づいて、ブレーキECUが各制御弁16〜18、21、22、36〜38、41、42への電流供給制御およびポンプ19、39を駆動するためのモータ60の電流量制御を実行することで、制御対象輪のW/C圧が制御され、車両運動制御が行われる。
例えば、衝突回避制御もしくは横滑り防止制御が実行されたことによる加圧要求があった時には、ポンプ19、39を駆動すると共に、第1、第2差圧制御弁16、36を差圧状態にする。これにより、ポンプ19、39にてブレーキ液が吸入吐出される。
このとき、リザーバ70、80を備えていることから、ポンプ作動開始初期時にM/C13側からのブレーキ液の吸入が不十分な場合には、ポンプ19、39はリザーバ70、80からのブレーキ液供給に基づいて、ブレーキ液の吸入吐出動作を行うことができる。例えば、低温時のように、ブレーキ液の粘性抵抗が大きくてM/C13側からのブレーキ液の供給が不十分なときには、第1室71aのブレーキ液圧が所定圧以下となる。第2室71bの圧力と第1室71aの圧力との圧力差により、リザーバ70が容量可変となっており、第1室71aの体積を可変できる構造とされていることから、第1室71aのブレーキ液圧の低下によって容量可変部73が容易に弾性変形してブレーキ液が吸い出される。このため、作動開始して直ぐからポンプ19、39にブレーキ液が供給される。
具体的には、ポンプ19の作動前の初期位置においては、図3(a)に示すように隔壁73bが座部72eに着座していて第1室71aの体積が比較的広い状態となっており、その第1室71a内にブレーキ液が収納された状態になっている。この状態からポンプ19の作動開始されると、その作動によって発生させられる負圧によって第1室71a内のブレーキ液圧が所定圧以下となった場合、大気圧と第1室71a内との圧力差でベローズ部73aが伸張を開始する。これにより、第1室71a内のブレーキ液がポンプ19によって吸い出しが可能となる。その為、圧力差に応じ、ベローズ部73aが伸張し、第1室71aの体積が小さくなることで、図3(b)に示すように、第2室71bの体積が大きくなることができるため、容易にブレーキ液をポンプ19に供給できる。
このため、本実施形態の車両用ブレーキ装置1においては、特許文献1のようなリザーバ室内をピストンが摺動することでリザーバ室の体積を可変させる構造のリザーバを適用した場合のように、ピストンの摺動抵抗の影響を受けないで済む。したがって、本実施形態のように構成することで、低温時の作動においても、より応答性良くブレーキ液を供給できるリザーバを備えた車両用ブレーキ装置1とすることが可能となる。
なお、リザーバ70、80から供給可能なブレーキ液が尽きたときには、M/C13側からブレーキ液が吸入されることになる。この場合において、仮にM/C13からポンプ19、39までの配管長が長かったとしても、既にブレーキ液の供給が開始されているため、リザーバ70、80からのブレーキ液供給に継続してM/C13側からのブレーキ液供給が為されれば良い。このため、応答性良くW/C圧を上昇させることが可能となる。
(他の実施形態)
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
例えば、第1実施形態では、リザーバ70のうちブレーキ液が充填された第1室71aと外気が導入される第2室71bとの体積を変化させることでブレーキ液の収容量を可変とする容量可変部73の一例として、ベローズ部73aを備えた構造とした。これは単なる一例であり、単なる中空状の有底円筒ゴム部材などによって構成しても良い。
また、ポンプ19へのブレーキ液の供給開始圧の設定およびポンプ19の作動終了時にけるリザーバ室71内へのブレーキ液の再充填のために、図4に示すように容量可変部73をポンプ作動前の初期位置に戻すリターンスプリング74を備えるようにしても良い。具体的には、ケース72のうちポート72aが備えられた側の一面と隔壁73bとの間にリターンスプリング74を設け、リターンスプリング74によって隔壁73bを座部72e側に付勢する構造としても良い。
また、車両用ブレーキ装置1の構成の一例を示したが、例えば、ブレーキペダル11とM/C13の間にバキュームブースタまたはハイドロブースタが備えられた構造のものであっても良い。
また、調圧リザーバ20、40については、単なるピストン型のリザーバであっても良い。その場合、通常時に管路D、Hを通じてリザーバ20、40内へブレーキ液が流入することを防止できるように、管路D、Hの連通遮断を制御する電磁弁を備えるようにすれば良い。
1 車両用ブレーキ装置
19、39 ポンプ
70、80 リザーバ
71 リザーバ室
71a、72b 第1室、第2室
73 容量可変部
73a ベローズ部
73b 隔壁
73c 金属板
74 リターンスプリング

Claims (4)

  1. ブレーキ操作部材(11)の操作に伴ってブレーキ液圧を発生させるマスタシリンダ(13)と、
    前記マスタシリンダで発生させられたブレーキ液圧を伝えることで制動力を発生させるホイールシリンダ(14、15、34、35)と、
    前記マスタシリンダと前記ホイールシリンダとを接続する主管路(A、E)と、
    前記マスタシリンダと前記ホィールシリンダの間の差圧を制御する差圧制御弁(16、36)と、
    前記主管路の連通遮断を制御する増圧制御弁(17、18、37、38)と、
    前記ホイールシリンダ内のブレーキ液を排出することで前記ホイールシリンダのブレーキ液圧の減圧を行う減圧管路(B、F)と、
    前記減圧管路の連通遮断を制御する減圧制御弁(21、22、41、42)と、
    前記減圧管路を通じて排出されるブレーキ液を収容する第1リザーバ(20、40)と、
    前記第1リザーバ内のブレーキ液を前記主管路に戻す還流管路(C、G)と、
    前記還流管路に設けられ、前記第1リザーバ内のブレーキ液を吸入して前記主管路に吐出するポンプ(19、39)と、
    前記主管路における前記マスタシリンダと前記差圧制御弁との間と前記第1リザーバとを接続する補助管路(D、H)と、
    前記ポンプの吸入口に接続され、リザーバ室(71)を有すると共に、該リザーバ室内をブレーキ液が充填される第1室(71a)と外気が導入される第2室(71b)とに区画し、前記第1室内のブレーキ液圧が所定圧以下になると前記第1室によるブレーキ液の収容量を減少させるように弾性変形する容量可変部(73)を有する第2リザーバ(70、80)と、を備えていることを特徴とする車両用ブレーキ装置。
  2. 前記容量可変部は、弾性体にて構成された中空状のベローズ部(73a)を有し、前記第1室内のブレーキ液圧が所定圧以下になると前記ベローズ部が伸張することを特徴とする請求項1に記載の車両用ブレーキ装置。
  3. 前記容量可変部は、前記ベローズ部の一端側において該ベローズ部によって構成される中空部を密閉する隔壁(73b)を有し、該隔壁内には金属板(73c)が埋め込まれていることを特徴とする請求項2に記載の車両用ブレーキ装置。
  4. 前記第2リザーバには、前記容量可変部を前記ポンプの作動前となる初期位置に戻すリターンスプリング(74)が備えられていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の車両用ブレーキ装置。
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