JP4288854B2 - ブレーキ装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はブレーキ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
本願出願人によって先に出願されて未公開である特願2000−174029号の明細書には、(a) 動力により作動させられ、高圧の作動液を吐出する動力式液圧源と、(b) ブレーキシリンダの液圧により作動させられるブレーキと、(c) 動力式液圧源とブレーキシリンダとの間に設けられ、動力式液圧源から供給される作動液の液圧を制御することにより、ブレーキシリンダの液圧を制御する液圧制御装置とを含むブレーキ装置の一例が記載されている。このブレーキ装置においては、動力式液圧源とブレーキシリンダとの間に、ブレーキ操作部材に連携させられた加圧ピストンを含むマスタシリンダが設けられ、マスタシリンダの加圧ピストンの前方の加圧室の作動液が、加圧ピストンの前進に伴ってブレーキシリンダに供給されることにより、ブレーキが作動させられる。
上述のブレーキ装置においては、加圧ピストンの後方液圧室の液圧が動力式液圧源から供給される作動液を利用して制御される。加圧ピストンには、ブレーキ操作力と後方液圧室の液圧に対応する助勢力とが加えられ、これらの合力によって前進させられる。後方液圧室の液圧の制御により、ブレーキ操作力と加圧室の液圧、すなわち、ブレーキ液圧との関係が制御される。
上述のブレーキ装置においては、マスタシリンダの加圧室における作動液の流出入が制御される。動力式液圧源から供給される高圧の作動液が加圧室に供給されたり、加圧室の作動液がリザーバに流出させられたりするのである。それによって、ブレーキ操作部材の操作ストロークと加圧室の液圧、すなわち、ブレーキ液圧との関係が制御される。
このように、上述のブレーキ装置においては、ブレーキ操作力とブレーキ液圧との関係のみならず、操作ストロークとブレーキ液圧との関係も制御される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題,課題解決手段および効果】
本発明の課題は、動力式液圧源を備えたブレーキ装置の改良にあり、例えば、動力式液圧源の能力の範囲内において、ブレーキの作動速度と作動力との少なくとも一方を制動要求に対応できるブレーキ装置を得ることである。この課題は、ブレーキ装置を、下記各態様の構成のものとすることによって解決される。各態様は、請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、本発明の理解を容易にするためであり、本明細書に記載の技術的特徴およびそれらの組合わせが以下の各項に限定されると解釈されるべきではない。また、1つの項に複数の事項が記載されている場合、常に、すべての事項を一緒に採用しなければならないものではなく、一部の事項のみを取り出して採用することも可能である。
(1)動力により作動させられ、高圧の作動液を吐出する動力式液圧源と、
ブレーキシリンダの液圧により作動させられるブレーキと、
前記動力式液圧源とブレーキシリンダとの間に設けられ、前記動力式液圧源から供給される同じ量の作動液に対して、ブレーキシリンダへの作動液の供給流量を変更する供給流量変更装置と
を含むことを特徴とするブレーキ装置。
本項に記載のブレーキ装置においては、動力式液圧源から供給される同じ量の作動液に対するブレーキシリンダへの作動液の供給流量が供給流量変更装置によって変更される。この場合において、ブレーキシリンダの液圧が同じである場合には、供給流量を変更することによって、ブレーキシリンダ液圧の増加速度を変更することができる。例えば、運転者がブレーキ液圧を早急に増加させることを望む場合には供給流量を大きくし、緩やかに増加させることを望む場合には供給流量を小さくすればよいのであり、動力式液圧源の能力を高めなくても、ブレーキ液圧の増加勾配を制動要求に応じて制御することができる。この意味において、供給流量変更装置を、ブレーキ液圧増圧勾配変更装置と考えることができる。
(2)当該ブレーキ装置が、前記動力式液圧源とブレーキシリンダとの間に設けられ、(a) シリンダハウジングと、(b)そのシリンダハウジングに液密かつ摺動可能に嵌合され、前方の加圧室と後方の後方液圧室とに対する受圧面積が互いに異なる加圧ピストンとを備え、その加圧ピストンの前進に伴って加圧室の作動液をブレーキシリンダに供給する液圧シリンダを含み、
前記供給流量変更装置が、前記動力式液圧源の作動液を、前記液圧シリンダの、前記加圧ピストンの受圧面積が大きい側の室に供給する状態と、受圧面積が小さい側の室に供給する状態とに変更する供給先変更装置を含む(1)項に記載のブレーキ装置。
液圧シリンダにおいては、加圧ピストンの前進に伴って加圧室の作動液がブレーキシリンダに供給される。この加圧ピストンは、(a)受圧面積が大きい方の面が加圧室に対向する面とされ、受圧面積が小さい方の面が後方液圧室に対向する面とされる場合と、(b)受圧面積が小さい方の面が加圧室に対向する面とされ、受圧面積が大きい方の面が後方液圧室に対向する面とされる場合とがあり、それぞれにおいて、動力式液圧源の作動液が、(c) 後方液圧室に供給される場合と、(d)加圧室に供給される場合とがある。そして、動力式液圧源の作動液が、加圧ピストンの受圧面積が大きい側の室に供給される状態と、受圧面積の小さい側の室に供給される状態とで、ブレーキシリンダへの作動液の供給流量が異なる。
加圧ピストンの加圧室に対向する面の受圧面積をA1 とし、後方液圧室に対向する面の受圧面積をA3 とする。
動力式液圧源から流量qで作動液が後方液圧室に供給される場合(c)には、加圧室からは、流量{(A1 /A3 )・q}でブレーキシリンダに作動液が供給される。また、動力式液圧源から流量qで作動液が加圧室に供給される場合(d)には、作動液は、そのままブレーキシリンダに供給されるため、ブレーキシリンダへの作動液の供給流量はqとなる。
したがって、(a)加圧ピストンにおいて、加圧室に対向する面の面積A1 が後方液圧室に対向する面の面積A3 より大きい(A1 /A3 >1)場合には、動力式液圧源から後方液圧室に作動液が供給される場合(c)の方が、ブレーキシリンダへの作動液の供給流量が大きくなり、(b)加圧室に対向する面の面積A1 が後方液圧室に対向する面の面積A3 より小さい(A1 /A3 <1)場合には、加圧室に供給される場合(d)の方が供給流量が大きくなる。
この場合において、加圧室から流出させられた作動液がすべてブレーキシリンダに供給される場合には、加圧室からの流出流量とブレーキシリンダへの供給流量とは同じになる。ブレーキ装置においては、加圧室が一つ設けられる場合と、複数設けられる場合とがあり、また、一つの加圧室に一つのブレーキシリンダが接続される場合と、複数のブレーキシリンダが接続される場合とがあるが、いずれの場合においても、加圧室各々から流出させられる作動液の総量とブレーキシリンダ各々に流入させられる作動液の総量とは同じになることには変わりがない。そのため、本明細書においては、以下、ブレーキシリンダへの作動液の供給流量は、個々のブレーキシリンダに流入させられる作動液の流量ではなく、ブレーキシリンダ各々に流入させられる作動液の流量の総和とする。同様に、加圧室からの作動液の流出流量も、個々の加圧室から流出させられる作動液の流量の総和とする。
以上、動力式液圧源から液圧シリンダに供給される作動液の流量と、液圧シリンダからブレーキシリンダに供給される作動液の流量との関係について説明したが、次に圧力について説明する。
ブレーキ操作力を0とした場合において、(c)動力式液圧源から液圧Pの作動液が後方液圧室に供給される場合(換言すれば、後方液圧室の液圧がPに制御される場合)のブレーキシリンダの液圧(以下、ブレーキ液圧と略称する)は{P・(A3 /A1 )}となり、(d) 加圧室に供給される場合のブレーキ液圧はPとなる。動力式液圧源の最大出力液圧がPmax である場合には、前者の場合には、ブレーキ液圧を{Pmax ・(A3 /A1 )}まで増圧することができ、後者の場合には、液圧Pmax まで増圧することができる。したがって、(a)加圧室に対向する面の面積A1 が後方液圧室に対向する面の面積A3 より大きい(A3 /A1 <1)場合には、(d)動力式液圧源の作動液が加圧室に供給される場合の方が、ブレーキシリンダの上限液圧が大きくなり、(b)面積A1 が面積A3 より小さい(A3 /A1 >1)場合には、(c)後方液圧室に供給される場合の方が上限液圧が大きくなる。
このようにポンプ装置の作動液の供給先を切り換えることによって、ブレーキシリンダへの作動液の供給流量と、ブレーキシリンダの上限液圧とを変更することができるのであり、動力式液圧源の能力を高めなくても、運転者が素早い増圧を要求する場合と、大きな制動力を要求する場合との両方に応じることが可能となる。この意味において、供給流量変更装置を上限液圧変更装置と考えることができる。
(3)前記供給流量変更装置が、前記供給先変更装置により前記動力式液圧源の作動液が前記加圧室に供給される状態において、前記後方液圧室からの作動液の流出を阻止する流出阻止装置を含む(2)項に記載のブレーキ装置(請求項2)。
本項に記載の液圧シリンダにおいては、動力式液圧源の作動液が加圧室に供給される場合には後方液圧室の作動液の流出が阻止されるため、それによって、加圧ピストンが後退させられることを回避することができる。加圧室に高圧の作動液が供給されても、加圧ピストンが後退させられることがないのであり、その結果、速やかにブレーキシリンダに作動液を供給し、ブレーキ液圧を増圧することができる。加圧ピストンの後退が許容されれば、その分ブレーキシリンダに供給される作動液の流量が小さくなり、甚だしい場合には加圧ピストンが後退端位置まで後退させられた後でなければ、ブレーキシリンダへの作動液の供給が行われないのであるが、本態様に従えば、動力式液圧源からの作動液が全量ブレーキシリンダに供給され、速やかにブレーキ液圧を増圧することができるのである。
加圧室に対向する面の受圧面積A1 が後方液圧室に対向する面の受圧面積A3 より大きい場合(A1 >A3 )には、動力式液圧源の作動液が後方液圧室に供給される場合の方が、ブレーキシリンダへの作動液の供給流量は大きくなる。例えば、ブレーキ操作初期に、動力式液圧源の作動液が後方液圧室に供給されるようにすれば、ファーストフィルを速やかに終了させることができ、ブレーキの効き遅れを小さくすることができる。また、動力式液圧源の作動液が加圧室に供給される場合の方が、ブレーキシリンダへ上限液圧を大きくすることができるため、要求制動力が大きい場合に、加圧室に供給されるようにすれば、ブレーキ液圧を動力式液圧源の最大吐出液圧まで増加させることができる。加圧室の液圧がPmax に制御されれば、作動液の流出が阻止されている後方液圧室の液圧は最大吐出液圧Pmax より大きい液圧{Pmax ・(A1 /A3 )}に達する。このように制御すれば、ブレーキ液圧やブレーキ液圧の増加勾配を運転者の制動要求に応じて制御することが可能となる。
(4)当該ブレーキ装置が、前記流出阻止装置と並列に動力式液圧源から後方液圧室への作動液の流れを許容し、逆向きの流れを阻止する逆止弁を含む(3)項に記載のブレーキ装置。
流出阻止装置と並列に逆止弁を設ければ、流出阻止装置が流出阻止状態にある場合に、後方液圧室への作動液の流入が許容される。流出阻止状態にある場合において、例えば、運転者によってブレーキ操作部材への操作量が増加させられることによって加圧ピストンが前進させられれば、それによって、後方液圧室に作動液が供給され、負圧になることが回避される。
(5)当該ブレーキ装置が、前記動力式液圧源とブレーキシリンダとの間に設けられ、(a) シリンダハウジングと、(b)そのシリンダハウジングに液密かつ摺動可能に嵌合され、ブレーキ操作部材に連携させられた第1ピストンと、(c)加圧室に対向する受圧面を有し、前記第1ピストンとは別体の第2ピストンとを備え、前記第2ピストンの前進に伴って加圧室の作動液をブレーキシリンダに供給する液圧シリンダを含み、
前記供給流量変更装置が、前記第1ピストンの後方の液圧室に作動液を供給する状態と、前記第1ピストンと第2ピストンとの間の中間の液圧室に作動液を供給する状態とに切り換え可能な供給先変更装置を含む(1) 項に記載のブレーキ装置。
動力式液圧源の作動液が第1ピストンの後方液圧室に供給される場合には、第1ピストンの前進に伴って中間液圧室の液圧が増加させられ、それによって、第2ピストンが前進させられる。第2ピストンの前進に伴って加圧室に液圧が発生させられ、加圧室の作動液がブレーキシリンダに供給される。中間液圧室に供給される場合には、第2ピストンの前進に伴って加圧室に液圧が発生させられ、加圧室の作動液が供給される。
それに対して、動力式液圧源の失陥等の場合には、ブレーキ操作部材の操作に伴って第1ピストンが前進させられ、第2ピストンに当接し、第1ピストンと第2ピストンとが一体的に前進させられる。加圧室には、ブレーキ操作部材に加えられる操作力に応じた液圧が発生させられる。
図15に示すように、第2ピストンの加圧室に対向する面の受圧面積をA1 とし、第1ピストンの後方液圧室に対向する面の受圧面積をA3 とし、第1ピストン,第2ピストンの中間液圧室に対向する面の受圧面積を、それぞれA2 ,A2 ′とした場合において、動力式液圧源から、液圧P,流量qの作動液が第1ピストンの後方の後方液圧室に供給される場合には、ブレーキシリンダには、流量{q・(A1 ・A2 )/(A3 ・A2 ′)}で作動液が供給され、ブレーキ液圧は、{P・(A3 ・A2 ′)/(A1 ・A2 )}になる。それに対して、第1ピストンの前進量ΔL1 は、(q/A3 )であるが、第2ピストンの前進量ΔL2 は、{(q/A3 )・(A2 /A2 ′)}である。ここで、第1ピストンと第2ピストンとの中間液圧室に対向する面の受圧面積の比(A2 /A2 ′)が1より大きい場合には、第2ピストンの前進量ΔL2 は第1ピストンの前進量ΔL1 より大きくなり(ΔL2 >ΔL1 )、後方液圧室に動力式液圧源の作動液が供給される場合に、第1ピストンは第2ピストンに当接しない。
中間液圧室に作動液が供給される場合には、ブレーキシリンダには流量{q・(A1 /A2 ′)}で作動液が供給される。また、ブレーキ液圧は{P・(A2 ′/A1 )}になる。
この場合において、第1ピストンの中間液圧室の受圧面積A2 が後方液圧室の受圧面積A3 より大きい場合(A2 /A3 >1)には、後方液圧室に作動液が供給される場合の方が、ブレーキシリンダへの作動液の供給流量が大きく、ブレーキ液圧が小さくなる。また、第2加圧ピストンの形状によっては、中間液圧室に対向する受圧面の面積A2 ′が加圧室に対向する受圧面の面積A1 と同じ大きさになる場合がある。
なお、本項に記載のブレーキ装置には、上述の(2) 項ないし(4) 項のいずれかに記載の技術的特徴と採用することができる。上述のように、中間液圧室に作動液が供給される場合に、後方液圧室の作動液の流出を阻止する流出阻止装置を設ければ、中間液圧室の液圧が増圧される際に第1ピストンが後退することを防止することができる。
(6)前記供給先変更装置が、前記液圧シリンダ内の2つ以上の液圧室のうちのいずれか一つに前記動力式液圧源を選択的に連通可能な連通制御弁装置を含む(2)項ないし(5)項のいずれか1つに記載のブレーキ装置。
連通制御弁装置は、例えば、2つ以上の液圧室(液圧室には加圧室も含まれる)の各々への作動液の供給状態を制御可能な1つ以上の制御弁を含むものとすることができる。動力式液圧源と2つ以上の液圧室との間に設けられた1つの方向切換弁を含むものとしたり、動力式液圧源と2つ以上の液圧室とのそれぞれの間に設けられた制御弁を含むものとしたりすることができる。制御弁は、供給電流のON/OFFにより開閉させられる電磁開閉弁であっても、液圧室の液圧を供給電流量に応じた大きさに制御する電磁液圧制御弁であってもよい。電磁開閉弁を含む場合には、液圧室の液圧を制御する電磁液圧制御弁を別個設けてもよいが、液圧室の液圧を電磁開閉弁の開閉制御により制御することもできる。
(7)前記液圧シリンダに設けられた2つ以上の液圧室のうちの少なくとも一つの液圧を運転者によるブレーキ操作部材の操作状態を表す操作状態量に基づいて制御する液圧制御装置を含む(2)項ないし(6)項のいずれか1つに記載のブレーキ装置。
後方液圧室,加圧室,中間液圧室の液圧が運転者によるブレーキ操作状態に基づいて制御されれば、ブレーキ液圧を運転者の要求制動に応じて制御することができる。ブレーキ操作状態量は、ブレーキ操作部材に加えられるブレーキ操作力,操作ストローク等が該当するが、これらブレーキ操作力と操作ストロークとの両方に基づいて決まる量とすることができる。液圧制御装置は、液圧室の液圧をブレーキ操作状態量に基づいて制御するのであるが、ブレーキ操作状態量に応じて制御するものであっても、ブレーキ操作状態量の変化状態に応じて制御するものであっても、ブレーキ操作状態量とブレーキ操作状態量の変化状態との両方に基づいて制御するものであってもよい。
液圧制御装置は、例えば、1つ以上の電磁制御弁を含むものとすることができるが、その場合には、液圧制御装置と連通制御弁装置との全部または一部を共通のものとすることができる。
(8)当該ブレーキ装置が、ほぼ大気圧で作動液を蓄える低圧源と、
前記動力式液圧源と前記ブレーキシリンダとの間に設けられ、(a)シリンダハウジングと、(b)そのシリンダハウジングに液密かつ摺動可能に嵌合され、加圧室に対向する小径部とその小径部より大径の大径部とを有する段付き形状を成した加圧ピストンとを備え、その加圧ピストンの前進に伴って前記加圧室の作動液をブレーキシリンダに供給する液圧シリンダとを含み、
前記供給流量変更装置が、前記動力式液圧源の作動液が加圧ピストンの大径部側の後方液圧室に供給される状態において、前記加圧ピストンの前進に伴って、加圧ピストンの小径部の外周側の環状室の作動液の前記低圧源への流出を許容する流出許容状態と、前記環状室の作動液の前記ブレーキシリンダへの供給を許容する供給許容状態とに切り換わる連通弁装置を含む(1)項に記載のブレーキ装置。
加圧ピストンの加圧室に対向する面(小径部)の受圧面積をA1 とし、後方液圧室に対向する面(大径部側)の受圧面積をA3 とし、環状室に対向する面の受圧面積をA2 とする。
動力式液圧源の作動液が後方液圧室に液圧P,流量qで供給される場合において、供給許容状態にある場合には、加圧ピストンの前進に伴って、加圧室と環状室との両方からブレーキシリンダに作動液が供給される。ブレーキシリンダへの作動液の供給流量は{q・(A1 +A2 )/A3 )}となり、ブレーキ液圧は{P・(A3 /(A2 +A1 )}となる。流出許容状態にある場合には、ブレーキシリンダには加圧室から作動液が供給されるが環状室から供給されることはない。ブレーキシリンダへの作動液の供給流量は{q・(A1 /A3 )}となり、ブレーキ液圧は{P・(A3 /A1 )}となる。
この場合には、受圧面積A1 は受圧面積A3 より小さいため、これらの面積比率(A3 /A1 )は1より大きい。そのため、流出許容状態にある場合には、ブレーキ液圧を動力式液圧源の液圧より大きくすることができる。また、供給許容状態にある場合には、ブレーキシリンダに環状室と加圧室との両方から作動液が供給されるため、ブレーキシリンダへの供給流量を大きくすることができる。したがって、ブレーキ操作開始時において供給許容状態とし、その後、流出許容状態に切り換えれば、ファーストフィルを速やかに終了させることができ、その後、ブレーキシリンダの液圧を大きくすることができる。この効果をフィルアップ効果と称することができ、連通弁装置をフィルアップ装置と称することができる。
なお、供給許容状態においては、環状室の作動液がブレーキシリンダに直接供給されるようにしても、加圧室等を経て供給されるようにしてもよい。
連通弁装置は、環状室と低圧源とを接続する液通路に設けられ、これらを連通させる連通状態と遮断する遮断状態とに切り換え可能な第1制御弁と、環状室とブレーキシリンダとを接続する液通路に設けられ、これらを連通させる連通状態と遮断する遮断状態とに切り換え可能な第2制御弁とを含むものとすることができる。第2制御弁は、環状室と加圧室とを接続する液通路に設けることもできる。また、環状室と加圧室とを接続する液通路は、液圧シリンダのハウジングの外側に設けても、ハウジングの内側に設けてもよい。第1制御弁は、電磁制御弁としたり、環状室の液圧が低圧源の液圧より設定圧以上高くなった場合に、環状室から低圧源への作動液の流出を許容するリリーフ弁としたりすることができる。第2制御弁については、電磁制御弁としたり、環状室の液圧がブレーキシリンダあるいは加圧室の液圧より高い間、環状室からの作動液の供給を許容する逆止弁としたりすることができる。
また、連通弁装置を有効化したり無効化したりする連通弁無効化装置を設けることができる。例えば、連通弁装置が図20に示す環状室と低圧源との間に設けられた流通制限装置を含む(上記第1制御弁がリリーフ弁である)場合には、その流通制限装置と直列に開閉弁を設け、開閉弁の切り換えにより、環状室の作動液の低圧源への流出が制限される状態と制限されない状態とに切り換えることができる。制限される場合においてフィルアップ効果を得ることができ、制限されない場合にはフィルアップ効果を得ることができない。
本項に記載の技術的特徴は独立に採用することもできる。
(9)当該ブレーキ装置が、
(a) シリンダハウジングと、(b) そのシリンダハウジングに液密かつ摺動可能に嵌合され、ブレーキ操作部材の操作に伴って前進させられる加圧ピストンを備え、その加圧ピストンの前進に伴って前方の加圧室の作動液をブレーキシリンダに供給するマスタシリンダと、
前記加圧ピストンに、前記動力式液圧源の液圧に応じた助勢力を加える液圧ブースタと、
前記動力式液圧源から供給された作動液の液圧により前進させられる加圧ピストンを備え、前記マスタシリンダから遮断された状態で、前記加圧ピストンの前進に伴って前方の加圧室の作動液をブレーキシリンダに供給する補助シリンダとを含み、
前記供給流量変更装置が、前記動力式液圧源の作動液を液圧ブースタに供給する状態と前記補助シリンダに供給する状態とに切り換え可能な供給先変更装置を含む(1)項ないし(8)項のいずれか1つに記載のブレーキ装置(請求項5)。
動力式液圧源の作動液が液圧ブースタに供給される状態と、補助シリンダに供給される状態とで、ブレーキシリンダへの作動液の供給流量を変更することができる。
動力式液圧源の作動液が液圧ブースタに供給される状態においては、ブレーキ操作力が液圧ブースタによって倍力された大きさの前進力が加圧ピストンに加えられる。加圧ピストンは前進力によって前進させられ、加圧室には、加圧ピストンに加えられる前進力に応じた液圧が発生させられる。加圧室の作動液がブレーキシリンダに供給されることにより、ブレーキが作動させられる。
動力式液圧源の作動液が補助シリンダに供給される状態においては、補助シリンダはマスタシリンダから遮断される。補助シリンダは、動力式液圧源の液圧により作動させられ、それによって、ブレーキシリンダに作動液が供給され、ブレーキが作動させられる。
液圧ブースタは、例えば、(3)項に記載の後方液圧室を含むものとすることができる。
(10)前記供給流量変更装置が、前記ブレーキ液圧に基づいて前記供給流量を変更するものである(1)項ないし(9)項のいずれか1つに記載のブレーキ装置。
(11)前記供給流量変更装置が、前記ブレーキ液圧の増加勾配に基づいて前記供給流量を変更するものである(1)項ないし(10)項のいずれか1つに記載のブレーキ装置(請求項3)。
供給流量変更装置によれば、ブレーキシリンダへの作動液の供給流量を変更したり、ブレーキ液圧の上限値を変更したりすることができる。そのため、ブレーキ液圧やブレーキ液圧の増加勾配に基づいて変更することは妥当なことである。
(10)項, (11)項に記載のブレーキ装置は、ブレーキ液圧を取得するブレーキ液圧検出装置を含むが、ブレーキ液圧検出装置は、ブレーキ液圧を直接検出するものであっても、間接的に検出するものであってもよい。例えば、ブレーキシリンダと同じ液圧の部分の液圧を検出するものでもよいのであり、具体的には、ブレーキシリンダに接続された液通路の液圧、ブレーキシリンダに接続されたマスタシリンダの液圧、〔発明の実施の形態〕において説明するように、ブレーキシリンダに接続された液圧源装置の出力液圧等を検出することによってブレーキシリンダ液圧を検出することができる。また、減速度に基づいてブレーキシリンダを推定することもできる。この場合には、減速度検出装置がブレーキ液圧検出装置の一態様となる。
供給流量はブレーキ液圧やブレーキ液圧の増加勾配に基づいて連続的に変化させても、段階的に変化させてもよい。下記の(12)項ないし(14)項において、ブレーキ液圧が設定液圧に達した場合に供給流量を変更する場合における設定液圧の決定について説明する。
(12)前記供給流量変更装置が、前記ブレーキ液圧が前記動力式液圧源の状態に基づいて決まる設定液圧に達した場合に、前記供給流量を変更するものである(1)項ないし(11)項のいずれか1つに記載のブレーキ装置。
前述のように、動力式液圧源から供給される作動液の同じ流量に対するブレーキシリンダへの作動液の供給流量は、供給流量変更装置によって変更されるが、ブレーキシリンダへの作動液の供給流量自体は動力式液圧源から供給される作動液の流量によって決まる。また、動力式液圧源から供給される作動液の流量は動力式液圧源自体の状態によって決まる。したがって、設定液圧を動力式液圧源の状態に基づいて決定することは妥当なことである。
例えば、供給流量変更装置によって、ブレーキ液圧が設定液圧に達した場合に、ブレーキシリンダへの供給流量が大きくて上限液圧が小さい第1状態から、供給流量が小さくて上限液圧が大きい第2状態に切り換えられる場合において、動力式液圧源の状態が能力を十分に発揮し得る状態にある場合には、設定液圧を大きくする。この場合には、第1状態にあっても、上限液圧がそれほど小さくなることはなく、供給流量が大きい方が望ましいからである。
(13)前記動力式液圧源が、(a) 電気エネルギにより駆動される電動モータと、(b) その電動モータにより駆動され、高圧の作動液を吐出するポンプとを備えたポンプ装置を含み、
前記供給流量変更装置が、(e)前記ブレーキシリンダの液圧を検出する液圧センサと、(f)その液圧センサによって検出された前記ブレーキシリンダの液圧が、前記ポンプ装置の最大吐出圧で決まる設定液圧に達する前は、前記ポンプ装置の作動液を、前記液圧シリンダの前記後方液圧室と前記前方加圧室とのうち、前記加圧ピストンの受圧面積が小さい方の液圧室に供給する状態とし、前記ブレーキシリンダの液圧が前記設定液圧に達した後に前記受圧面積が大きい方の液圧室に供給する状態に変更する第1の供給先変更装置とを含む(1)項ないし(12)項のいずれか1つに記載のブレーキ装置(請求項1)。
動力式液圧源から供給可能な作動液の最大流量,最大液圧は、ポンプ装置の能力の範囲内において、電動モータに供給可能な電気エネルギが多い場合は少ない場合より大きくなる。したがって、設定液圧を、電動モータへの供給電気エネルギに基づいて決定することは妥当なことである。
(14)前記供給流量変更装置が、前記ブレーキ液圧が、前記作動液の温度に基づいて決まる設定液圧に達した場合に、前記供給流量を変更するものである(1)項ないし(13)項のいずれか1つに記載のブレーキ装置(請求項4)。
作動液の温度が低い場合は高い場合より作動液が流れ難くなる。したがって、ブレーキシリンダへの供給流量を変更する際の設定液圧を、作動液の温度(作動液の粘性)に基づいて決定することは妥当なことである。
例えば、(12)項に記載のように、ブレーキ液圧が設定液圧に達した場合に、供給流量が大きく上限液圧が小さい第1状態から供給流量が小さく上限液圧が大きい第2状態に切り換えられる場合において、作動液の温度が高い場合には、設定液圧を小さくすることが望ましい。第2状態に切り換えられても、供給流量がそれほど小さくなることはなく、上限液圧を大きくする方が望ましいからである。
なお、(12)項ないし(14)項のいずれかに記載の技術的特徴は、ブレーキ液圧の増加勾配に基づいて変更する場合に適用することができる。
(15)前記供給流量変更装置が、ブレーキ操作部材の操作状態量に基づいて前記供給流量を変更する(1)ないし(14)項のいずれか1つに記載のブレーキ装置。
本発明の供給流量変更装置によれば、運転者の制動要求に応じてブレーキ液圧の増加勾配や液圧の大きさを制御することができる。そのため、ブレーキ操作部材の操作状態量に基づいて供給流量を変更することは妥当なことである。ブレーキ操作状態量には、操作力,操作ストローク、これら操作力と操作ストロークとの両方に基づいて決まる量等が該当する。
また、ブレーキ液圧と操作状態量との両方に基づいて供給流量を変更することも可能である。
(16)前記供給流量変更装置が、前記動力式液圧源から出力される作動液の液圧に基づいて前記供給流量を変更するものである(1)項ないし(15)項のいずれか1つに記載のブレーキ装置。
(17)前記供給流量変更装置が、前記液圧シリンダの加圧ピストンの加圧室の液圧に基づいて前記供給流量を変更するものである(2)項ないし(15)項のいずれか1つに記載のブレーキ装置。
(2)項の液圧シリンダと動力式液圧源とによって液圧源装置が構成される場合には、加圧室の液圧が液圧源装置の出力液圧に対応する。液圧シリンダの加圧室の液圧はブレーキ液圧と同じになる。
(9)項に記載のマスタシリンダ,液圧ブースタ,補助シリンダ,動力式液圧源によって液圧源装置が構成される場合には、補助シリンダにおける加圧室の液圧が液圧源装置の出力液圧に対応する。補助シリンダの加圧室の液圧はブレーキ液圧と同じになる。
(18)動力駆動源の駆動により作動させられ、作動液を圧送する動力式液圧源と、
その動力式液圧源から圧送される作動液がブレーキシリンダに供給されることにより作動させられるブレーキと、
前記動力駆動源の同じ作動量に対して、前記ブレーキシリンダの液圧の増加量を変更する増圧量変更装置と
を含むことを特徴とするブレーキ装置。
本項に記載のブレーキ装置においては、動力駆動源の同じ作動量に対するブレーキシリンダの液圧の増加量が変更される。
動力駆動源の作動量は、動力駆動源の出力部材の作動量であるが、出力部材は、例えば、動力駆動源がモータである場合において、モータの回転運動を直線運動に変換する運動変換装置の出力部材であっても、モータの出力軸であってもよい。出力部材は回転運動する部材であっても直線移動する部材であってもよいのである。
出力部材の作動量は、出力部材の作動位置の変化量であるが、作動位置の単位時間当たりの変化量である変化速度も本項にいう作動量に該当する。また、出力部材が回転部材である場合には、回転部材の累積回転回数の変化量、単位時間当たりの回転回数である回転数等が該当する。同様に、出力部材が直線移動するものであっても動力駆動源がモータである場合には、作動位置の変化量は、モータの出力軸の累積回転回数の変化量や回転数で表すこともできる。
動力液圧源から圧送される作動液の液圧は、例えば、動力駆動源への供給動力の制御によって制御することができるが、供給動力は、出力部材の作動量に基づいて制御されるようにしても、出力部材に加えられる作動力に基づいて制御されるようにしてもよい。
本項に記載のブレーキ装置には、上記(1) 項ないし(17)項のいずれかに記載の技術的特徴を採用することができる。
(19)前記動力式液圧源が、(a) シリンダハウジングと、(b) そのシリンダハウジングに液密かつ摺動可能に嵌合され、前記動力駆動源の作動に基づいて前進させられる加圧ピストンとを備え、その加圧ピストンの前進に伴って前方の加圧室の作動液をブレーキシリンダに供給する液圧シリンダを含む(18)項に記載のブレーキ装置。
加圧ピストンは動力駆動源の作動に基づいて前進させられる。加圧ピストンは、前項において説明した運動変換装置の出力部材の前進に伴って前進させられるものであっても、(21)項ないし(23)項に記載のように、駆動伝達装置の出力部材の前進に伴って前進させられるものであってもよい。
(20)前記増圧量変更装置が、前記動力駆動源の同じ作動量に対して、前記加圧ピストンの作動量を変更するものである(19)項に記載のブレーキ装置。
本項に記載のブレーキ装置においては、例えば、動力駆動源の同じ作動量に対する加圧ピストンの作動量が変更されることによって供給流量が変更される。
加圧ピストンの作動量は、加圧ピストンの操作ストロークが小さい場合に大きい場合より、大きくなるように変更されることが望ましい。
(21)前記動力式液圧源が、前記動力駆動源および前記液圧シリンダ、これらの間に設けられた駆動伝達装置を含み、
前記増圧量変更装置が、前記駆動伝達装置における伝達状態を変更することによって、前記動力駆動源の同じ作動量に対する前記加圧ピストンの作動量を変更して、ブレーキシリンダへの作動液の供給流量を変更する伝達状態変更部を含む(19)項ないし(20)項のいずれか1つに記載のブレーキ装置。
駆動伝達装置における伝達状態が変更されれば、動力駆動源の同じ作動量に対する加圧ピストンの作動量が変更され、動力駆動源の同じ作動量に対するブレーキシリンダへの作動液の供給流量が変更される。
また、作動量の変更に伴って作動力も変更されるのが普通である。動力駆動源による仕事と液圧シリンダにおける仕事とが同じ状態で駆動が伝達されるのが普通であり、その場合には、動力駆動源の作動量が同じ場合における加圧ピストンの作動量が大きい場合は小さい場合より作動力が小さくなるのである。
(22)前記動力駆動源が電動モータであり、
前記駆動伝達装置が、
前記電動モータの出力軸の回転数を変更して出力する回転伝達装置と、
その回転伝達装置の出力軸の回転運動を直線運動に変換して前記加圧ピストンに出力する運動変換装置と
を含む(21)項に記載のブレーキ装置。
回転伝達装置は、電動モータの出力軸(回転伝達装置の入力軸)の回転数に対する運動変換装置への入力軸(回転伝達装置の出力軸)の回転数の比率が可変なものである。したがって、この回転数の比率を変更すれば、電動モータの出力軸の同じ回転数に対する運動変換装置への入力軸の回転数を変更することができる。運動変換装置への入力軸の回転数の変更により、加圧ピストンの移動速度を変更することができ、供給流量を変更することができる。回転伝達装置は、増圧勾配変更装置の一態様であり、回転数比可変型回転伝達装置と称することができる。
回転伝達装置は、電動モータの出力軸に設けられた第1楕円ギヤと、入力軸側に設けられた第2楕円ギヤとによって構成することができる。〔発明の実施の形態〕において説明するように、第1楕円ギヤと第2楕円ギヤとの噛合状態の変化によって回転数比が変更されることになる。
回転伝達装置は、電動モータの出力軸に設けられた第1プーリと、入力軸側に設けられた第2プーリと、これら第1プーリと第2プーリとの間に掛け渡されたベルトと、第1プーリと第2プーリとの溝幅を制御することによって前記ベルトの第1プーリにおける巻き径に対する第2プーリにおける巻き径の比率を変更可能な変速制御装置とを含むものとすることができる。ベルトの第1プーリにおける巻き径に対する第2プーリにおける巻き径の比率が変更されれば、第1プーリの同じ回転数に対する第2プーリの回転数が変更される。
(23)前記動力駆動源が電動モータであり、
前記駆動伝達装置が、
前記電動モータの出力軸の回転運動を直線運動に変換して出力する運動変換装置と、
その運動変換装置の出力軸の直線移動を、その移動速度を変更して前記加圧ピストンに伝達するリンク機構と
を含む(21)項に記載のブレーキ装置。
運動変換装置の出力軸の移動速度に対する加圧ピストンの移動速度の比率が変更されれば、出力軸の同じ移動速度に対する加圧ピストンの移動速度が変更される。リンク機構は、加圧ピストンのストロークが小さい場合に大きい場合より移動速度が大きくなるように変更する構造のものとすることが望ましい。リンク機構は増圧勾配変更装置の一態様である。
(24)前記加圧ピストンの後方の後方液圧室を前記加圧室に連通させる連通状態と、前記加圧室から遮断する遮断状態とに切り換わる連通状態切換装置を含む(19)項に記載のブレーキ装置。
加圧ピストンには、後方液圧室の液圧に応じた液圧作動力と動力駆動源により加えられる作動力との両方が作用し、それによって前進させられる。加圧ピストンの前方の加圧室の作動液がブレーキシリンダに供給され、それに伴ってブレーキシリンダの液圧が増加させられる。
後方液圧室に加圧室が連通させられた場合と加圧室から遮断された場合とでは、加圧室から遮断された場合の方が、加圧ピストンの作動量が同じである場合のブレーキシリンダの液圧の増加量が大きくなる。
(25)当該ブレーキ装置が、作動液をほぼ大気圧で蓄える低圧源を含み、
前記連通状態切換装置が、前記後方液圧室を前記加圧室から遮断して前記低圧源に連通させる(24)項に記載のブレーキ装置。
後方液圧室が低圧源に連通させられた場合には、後方液圧室の液圧はほぼ大気圧になる。
(26)当該ブレーキ装置が、運転者によるブレーキ操作部材の操作に基づいて液圧を発生させるマスタシリンダを含むマスタシリンダ系を含み、
前記連通状態切換装置が、前記後方液圧室を加圧室から遮断して前記マスタシリンダ系に連通させる(24)項に記載のブレーキ装置。
後方液圧室にマスタシリンダ系を連通させれば、加圧ピストンにマスタシリンダ系の液圧に応じた力を加えることができる。
(27)前記マスタシリンダが、前記ブレーキ操作部材に連携させられた加圧ピストンを含み、
前記マスタシリンダ系が、ハウジングと、そのハウジングに液密かつ摺動可能に嵌合されて、ハウジング内を2つの容積室に仕切るシミュレータピストンと、そのシミュレータピストンを一方の容積室の容積を減少させる方向に付勢する付勢手段とを含み、前記一方の容積室が前記マスタシリンダの加圧ピストンの前方の加圧室に接続されたストロークシミュレータを含み、
前記連通状態切換装置が、前記後方液圧室を加圧室から遮断して前記ストロークシミュレータの他方の容積室に連通させる(26)項に記載のブレーキ装置。
(28)前記連通状態切換装置が、前記後方液圧室と加圧室とを接続する液通路に設けられ、これらを連通する連通状態と遮断する遮断状態とに電流の供給に応じて切り換わる電磁制御弁を含む(24)項ないし(27)項のいずれか1つに記載のブレーキ装置。
連通状態切換装置は、後方液圧室と低圧源とを接続する液通路に設けられた電磁制御弁や、後方液圧室とマスタシリンダ系とを接続する液通路に設けられた電磁制御弁等を含むものとすることができる。
(29)液圧制御装置を含み、制御された作動液を出力する液圧源装置と、
その液圧源装置から出力される作動液がブレーキシリンダに供給されることにより作動させられるブレーキと、
前記液圧制御装置の制御量の同じ変化量に対して、前記ブレーキシリンダの液圧の増加量を変更する増圧量変更装置と
を含むブレーキ装置。
液圧源装置は、動力駆動源により作動液を圧送する動力式液圧源を含むものであっても、運転者によるブレーキ操作に基づいた大きさの液圧を発生させるマスタシリンダを含むものであってもよい。いずれにしても、本項に記載のブレーキ装置には、(1)項ないし(28)項のいずれかに記載の技術的特徴を採用することができる。
【0004】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態であるブレーキ装置について図面に基づいて詳細に説明する。
図1において、10はマスタシリンダであり、12はポンプ装置であり、14は液圧制御装置である。これらマスタシリンダ10,ポンプ装置12,液圧制御装置14等により液圧源装置16が構成される。液圧源装置16からは、液圧制御装置14によって制御された液圧が出力される。
マスタシリンダ10は、互いに直列に配設された加圧ピストン18,19を含む。加圧ピストン18には補助ピストン20が設けられ、補助ピストン20が、シリンダハウジング21に固定の閉塞部材22を液密かつ摺動可能に貫通して、ブレーキ操作部材としてのブレーキペダル24に連携させられている。本実施形態においては、加圧ピストン18と補助ピストン20とが一体的に設けられているのである。2つの加圧ピストン18,19の前方が、それぞれ加圧室26,28とされ、加圧ピストン18の後方の閉塞部材22との間が後方液圧室30とされている。なお、補助ピストン20は加圧ピストン18の一部とみなすこともできる。
加圧室26には液通路42を介して前輪側のブレーキシリンダ44が接続され、加圧室28には液通路46を介して後輪側のブレーキシリンダ48が接続されている。
【0005】
前輪側のブレーキシリンダ44のそれぞれに対応して、個別液圧制御弁装置50,52が設けられている。個別液圧制御弁装置50,52は、ブレーキシリンダ44と加圧室26との間に設けられた保持弁54と、リザーバ56との間に設けられた減圧弁58とを含む。リザーバ56にはポンプ通路60が接続され、ポンプ通路60には、ポンプ62,逆止弁64,66,ダンパ68等が設けられ、リザーバ56に蓄えられた作動液が汲み上げられて液通路42に供給される。ポンプ62は、ポンプモータ70によって駆動される。
後輪側のブレーキシリンダ48にも同様にそれぞれ個別液圧制御弁装置74,76が設けられている。個別液圧制御弁装置74,76、ポンプ等については前輪側に設けられたものと構造が同じであるため、同じものには同一の符号を付して説明を省略する。
【0006】
ポンプ装置12は、リザーバ80の作動液を汲み上げて加圧するポンプ82と、ポンプ82を駆動するモータ84とを含む。ポンプ装置12は、ポンプ82およびポンプモータ84の能力等によって、それからの作動液の最大吐出圧,最大吐出流量等が決まっている。ポンプ82の吐出側に逆止弁85が設けられ、ポンプ82への逆流が阻止される。液圧制御装置14は、前後の差圧を供給電流に応じた大きさに制御可能なリニアバルブ86,複数の電磁制御弁88〜92等を含む。
ポンプ82の吐出側には、後方液圧室30が液通路96を介して接続されており、液通路96の途中には2つの電磁制御弁88,90が直列に設けられている。これら2つの電磁制御弁88,90の間の接続部97には、加圧室26に接続された液通路98が接続されており、液通路98の途中には、電磁制御弁92と流通制限装置99とが直列に設けられている。また、電磁制御弁92と並列に逆止弁100が設けられているが、逆止弁100は、加圧室26から接続部97へ向かう作動液の流れを許容し、逆向きの流れを阻止すものである。流通制限装置99は、互いに並列に設けられたリリーフ弁101,オリフィス102および逆止弁104を含む。リリーフ弁101は、加圧室26の液圧が接続部97の液圧より開弁圧以上大きくなると、加圧室26から接続部97へ向かう方向の作動液の流れを許容するものであり、逆止弁104は、接続部97から加圧室26へ向かう作動液の流れを許容し、逆向きの流れを阻止するものである。
【0007】
リニアバルブ86は、図2に示すように、一対の弁子110および弁座112を含むシーティング弁114と、弁子110を弁座112から離間する方向に付勢するスプリング116と、コイル118への供給電流に応じた電磁駆動力F1 を発生させるソレノイド120とを含む。
コイル118に電流が供給されない状態においては、スプリング116の付勢力によって弁子110が弁座112から離間させられた開状態にある。
コイル118に電流が供給された状態においては、供給電流量に応じた電磁駆動力F1 が、弁子110を弁座112に着座させる方向に作用する。弁子110の弁座112に対する相対位置が、電磁駆動力F1 と、後方液圧室30の液圧とリザーバ80の液圧との差圧に応じた差圧作用力F2 と、スプリング116の付勢力F3 との関係で決まる。したがって、コイル118に供給する電流の制御により、後方液圧室30の液圧を制御することができる。
【0008】
また、後方液圧室30には電磁制御弁88,90をバイパスするバイパス通路130が接続されている。バイパス通路130には、リザーバ80から後方液圧室30への作動液の流れを許容し、逆向きの流れを阻止する逆止弁132が設けられている。さらに、リニアバルブ86をバイパスするバイパス通路134が設けられ、リザーバ80から後方液圧室30への作動液の流れを許容し、逆向きの流れを阻止する逆止弁136が設けられている。これら逆止弁132,136により、後方液圧室30が負圧になることを回避することができる。
電磁制御弁88,90,92は、本実施形態においては、供給電流のON/OFFにより開閉させられる電磁開閉弁である。電磁制御弁88はOFF状態で閉状態にある常閉弁であり、電磁制御弁90,92はOFF状態で開状態にある常開弁である。
【0009】
本ブレーキ装置は、図3に示すブレーキECU150によって制御される。ブレーキECU150は,コンピュータを主体とする制御部152と複数の駆動回路とを含む。制御部152は、CPU154,ROM156,RAM158,入・出力部160等を含む。入・出力部160には、加圧室26に接続された液通路42の液圧を検出する液圧センサ162,後方液圧室30の液圧を検出する後方液圧センサ164、ブレーキペダル24に加えられる運転者による操作力を検出する踏力センサ166,各車輪の回転速度を検出する車輪速センサ168等が接続されるとともに、ポンプモータ70,84を制御する駆動回路180、リニアバルブ86のコイル118、保持弁54,減圧弁58,各電磁開閉弁88〜92のコイル等への供給電流を制御する駆動回路180等が接続されている。本実施形態においては、踏力センサ166による出力信号に基づいて、ブレーキペダル24のペダルパッド182に加えられた踏力が検出されるようにされている。また、液圧センサ162によって検出される液圧はマスタシリンダ10の液圧、すなわち、液圧源装置16の出力液圧であるが、個別液圧制御弁装置50,52,74,76が図示する原位置にある場合には、液圧源装置16から出力された作動液がそのままブレーキシリンダ44,48に供給されるため、出力液圧とブレーキシリンダの液圧(以下、ブレーキ液圧と略称する。)とは同じになり、液圧センサ162によって検出される液圧は、ブレーキ液圧とみなすこともできる。
【0010】
以上のように構成されたブレーキ装置における作動について説明する。
ブレーキペダル24が操作されると、電磁開閉弁88,90が開状態にされ、電磁開閉弁92が閉状態にされる(第1状態)。加圧ピストン18には、後方液圧室30の液圧に応じた助勢力とブレーキペダル24の操作力との両方が加えられ、これら合力によって前進させられる。加圧ピストン18,19の前進に伴って、加圧室26,28から作動液が流出させられ、ブレーキシリンダ44,48に供給される。また、加圧室26には、加圧ピストン18に加えられる合力に応じた大きさの液圧が発生させられる。2つの加圧室26,28に発生させられる液圧は同じ大きさである。
【0011】
後方液圧室30の液圧P3 は、本実施形態においては、図4に示すように、加圧ピストン18に加わる入力に対する出力の比率であるサーボ比Rs が一定となるように制御される。
後方液圧室30に、ポンプ装置12から流量qで作動液が供給される場合に、加圧室26,28から流出させられ、ブレーキシリンダ44,48に供給される作動液の流量q′は、式
q′=q・Am1/Am3
で表される大きさとなり、この流量に応じた勾配でブレーキ液圧が増圧される。ここで、Am1,Am3は、加圧ピストン18の、加圧室26,後方液圧室30にそれぞれ対向する面の受圧面積である。
【0012】
本実施形態においては、ブレーキシリンダへの作動液の供給流量を、ブレーキシリンダ44,48各々への作動液の供給流量の和で表す。個別液圧制御弁装置50,52,74,76が図示する原位置にある場合には、加圧室26,28から流出させられる作動液の総量と、前後左右各々のブレーキシリンダ44,48に流入させられる作動液の総量とは同じになる。そこで、ブレーキシリンダへの作動液の供給流量を、4つのブレーキシリンダ各々への作動液の供給流量の和で表し、加圧室から流出させられる作動液の流量を、2つの加圧室26,28各々から流出させられる作動液の流量の和で表す。
また、加圧室26,28の液圧P1 は、図5の(1) 式で表される大きさとなり、個別液圧制御弁装置50,52,74,76が図示する原位置にある場合には、各ブレーキシリンダ44,48の液圧は加圧室26,28の液圧と同じ大きさになる。
【0013】
後方液圧室30の液圧は、ポンプ装置12の能力によって決まる最大吐出圧以上に上げることはできない。そのため、後方液圧室30の液圧が最大吐出圧に達すると、その後は、図4の一点鎖線で表されるように、サーボ比Rs が小さくなる。また、ブレーキペダル24が非操作状態にある場合には、加圧室26,28の液圧は、図7の一点鎖線で表されるように、一定の値に保たれる。そこで、本実施形態においては、後方液圧室30の液圧がポンプ装置12の最大吐出圧に達したことが検出された場合に、後方液圧室30とポンプ装置12とが遮断されて、ポンプ装置12と加圧室26とが連通させられる。加圧室26にポンプ装置12の作動液が直接供給されることになる。
後方液圧室30の液圧が最大吐出圧に達した場合の検出液圧P1 は、(1) 式のP3 に最大吐出圧Pmax を代入して得られる大きさ
P1 =Pmax ・Am3/Am1+Fp ・Rp /Am1
となる。ここで、Rp はレバー比である。換言すれば、検出液圧P1 が上式の液圧、すなわち、切換圧P1s(=Pmax ・Am3/Am1+Fp ・Rp /Am1)に達した場合に、後方液圧室30の液圧が最大吐出圧Pmax になったとすることができる。また、前述のように、個別液圧制御装置50,52,74,76が図示する原位置にある場合には、液圧センサ162によって検出される液圧はブレーキ液圧PWCと同じであるため、ブレーキ液圧が上述の切換圧P1sに達した場合に、後方液圧室30の液圧が最大吐出圧に達したとすることもできる。
また、後方液圧室30の液圧が一定のサーボ比Rs で制御される場合には、後方液圧室30の液圧が最大吐出圧に達した場合の踏力Fp は、
Fp =Pmax ×Am3/{Rp (Rs −1)}
となる。上述の場合と同様に、踏力Fp が、上式の切換力Fps〔=Pmax ×Am3/{Rp (Rs −1)}〕になった場合に、後方液圧室30の液圧が最大吐出圧Pmax になったとすることもできる。
【0014】
そこで、液圧センサ162による検出液圧が切換圧P1sに達した場合、あるいは、踏力が切換力Fpsに達した場合には、電磁開閉弁92が開状態にされるとともに電磁開閉弁90が閉状態とされる(第2状態)。加圧室26にはポンプ装置12の作動液が、電磁開閉弁88,92,逆止弁104を経て供給される。本実施形態においては、加圧室26の液圧が、図4の二点鎖線で表される大きさとなるように、リニアバルブ86の制御により制御される。
【0015】
また、電磁開閉弁90が閉状態にあるため、後方液圧室30からの作動液の流出が阻止され、加圧ピストン18の後退が阻止される。加圧室26の液圧が増圧させられても、加圧ピストン18が後退させられることがないため、加圧室26の液圧を速やかに増圧させることができる。また、加圧ピストン18の後退が許容される場合には、加圧室26に作動液が供給されても、加圧ピストン18が後退端まで後退するまでブレーキシリンダに作動液が供給されなかったり、供給流量が小さくなったりする。それに対して、後退が阻止される場合には、速やかにブレーキシリンダ44、48に作動液を供給することができる。
加圧室26の液圧がPmax まで増圧させられた場合には、後方液圧室30の液圧は最大吐出圧Pmax より大きい値、すなわち、{Pmax ・(Am1/Am3)}まで増圧させられる。一方、後方液圧室30には、逆止弁132を介してポンプ装置12が接続されているため、ブレーキペダル24の踏み増しが行われた場合に後方液圧室30に作動液が供給される。
【0016】
第2状態においては、加圧室26の液圧をポンプ装置12の最大吐出圧まで増加させることができ、ブレーキ液圧を最大液圧Pmax まで増加させることができる。それに対して、ポンプ装置12から加圧室26に供給される作動液の流量をqとした場合に、ブレーキシリンダに供給される作動液の流量はqとなる。ブレーキ液圧は、流量qに対応する勾配で増圧されることになる。
【0017】
このように、ポンプ装置12が、後方液圧室30に連通させられる場合と加圧室26に連通させられる場合とでは、ブレーキシリンダ44への作動液の供給流量は、後方液圧室30に連通させられる場合の方が大きくなるが、ブレーキ液圧は、加圧室26に連通させられる場合の方が大きくすることができる。本実施形態においては、ポンプ装置12の出力液圧が最大液圧に達した場合に、ポンプ装置12の作動液を後方液圧室30に供給するより加圧室26に供給した方が、ブレーキ液圧が大きくなるように設計されている。例えば、式{Fp /Pmax <(Am1−Am3)/Rp }が成立するように設計することができる。
本実施形態においては、ブレーキペダル24に踏力が加えられている場合においても、第2状態における方が第1状態における場合より、ブレーキシリンダ44の液圧を大きくすることができるのであるが、以下、これら差を明らかにするために、踏力が0の場合について比較した。
そこで、検出液圧が切換圧より小さい間に第1状態とし、切換圧以上になった場合に第2状態に切り換えられれば、ブレーキ操作初期時においては、ファーストフィルを速やかに終了させることができ、応答性を向上させることができる。また、ブレーキ液圧の増圧速度を大きくすることができ、効き遅れを小さくすることができる。ブレーキ操作後期においては、ブレーキ液圧を大きくすることができる。
【0018】
本実施形態における液圧制御プログラムを図9のフローチャートで表す。また、第1状態、第2状態の各々における電磁開閉弁88,90,92の制御状態、ブレーキシリンダ44,48への作動液の供給流量、ブレーキ液圧(踏力が0の場合)を図10に示す。
図9のステップ1(以下、単にS1と略称する。他のステップについても同様とする)において、検出液圧が切換圧P1s以上であるか否かが判定される。切換圧P1sより小さい場合には、S2〜4において、電磁開閉弁88,90が開状態とされ、電磁開閉弁92が閉状態とされる(第1状態)。また、リニアバルブ86への供給電流が決定される。前述のように、後方液圧室30の液圧が、加圧ピストン18に加えられる入力に対する出力の比率であるサーボ比が一定の値Rs になるように、リニアバルブ86が制御されるのである。
ポンプ装置12から後方液圧室30に流量qで作動液が供給される場合には、ブレーキシリンダには、供給流量qWC{=(Am1/Am3)・q}で作動液が供給され、後方液圧室30の液圧がPである場合のブレーキ液圧PWCは{P・(Am3/Am1)}となる。
【0019】
検出液圧が切換圧P1s以上になると、S5〜7において、電磁開閉弁90が閉状態とされて電磁開閉弁92が開状態とされ(第2状態)、リニアバルブ86への供給電流が決定される。ポンプ装置12から加圧室26に流量qで作動液が供給された場合には、ブレーキシリンダ44,48には、供給流量qWC=qで作動液が供給され、加圧室26の液圧がPである場合のブレーキ液圧PWCはPとなる。
【0020】
図6,8に示すように、第1状態にある場合には、ブレーキ液圧,ブレーキ液圧の増加勾配は、実線で表されるように制御されるが、第2状態にある場合には、2点鎖線で表されるように制御される。図8に示すように、ポンプ装置12が後方液圧室30に連通させられる場合には、一点鎖線で表されるように制御され、加圧室26に連通させられる場合には破線で表されるように制御されるが、本実施形態においては、ポンプ装置12に連通させられる加圧室が後方液圧室30から加圧室26に途中で切り換えられるため、実線および二点鎖線で表されるように制御されることになる。ブレーキ操作初期において増圧勾配を従来より大きくし、操作後期において最大ブレーキ液圧を従来より大きくすることができる。このように、運転者が素早い増圧を要求する場合と大きな制動力を要求する場合との両方に、要求に応じることが可能となるのである。
以上のように、本実施形態においては、ポンプ装置12等によって動力式駆動源が構成され、電磁開閉弁88,90,92、ブレーキECU150の液圧制御プログラムのS2,5を記憶する部分,実行する部分等によって供給流量変更装置が構成される。供給流量変更装置は供給先変更装置でもある。なお、リニアバルブ86を動力式液圧源の構成要素であるとすることもできる。この場合には、第1状態と第2状態とで、動力式液圧源(リニアバルブ86)への供給電流の変化量が同じである場合のブレーキ液圧の増加勾配が変更されると考えることができる。
【0021】
ブレーキペダル24の操作が解除された場合には、電磁開閉弁88,90,92、リニアバルブ86への供給電流が0にされる。電磁開閉弁88,90,92は原位置に戻され、リニアバルブ86は開状態にされる。ブレーキシリンダ44,48の作動液は、加圧室26,28を経てリザーバ80に戻されるが、後方液圧室30の作動液は、開状態にある電磁開閉弁90,92,逆止弁104を経て加圧室26に供給されて、リザーバ80に戻される。
電気系統の異常が生じた場合等には、上述の場合と同様に、電磁開閉弁88,90,92は図示する原位置に戻される。例えば、後方液圧室30の液圧が、前述のようにサーボ比一定となるように制御されている場合において、Fp /P1 >Am1/(Rp ・Rs )が成立する場合には制御異常であるとすることができる。また、リニアバルブ86は開状態にされる。この状態で、ブレーキペダル24が操作された場合には、後方液圧室30にはリザーバ80の作動液が逆止弁132を経て供給されるため、液圧が負圧になることが回避される。また、電磁開閉弁88が閉状態にされるため、加圧室26,後方液圧室30から作動液がリザーバ80に流出させられることを回避することができる。
【0022】
さらに、電磁開閉弁92が開状態にされるため、加圧室26と後方液圧室30とが連通させられる。加圧室26,後方液圧室30から作動液がリザーバ80に流出させられることを回避し、かつ、加圧室26と後方液圧室30とを連通させることができる。加圧ピストン18の前進に伴って、加圧室26の液圧が大きくなるが、加圧室26の液圧が後方液圧室30の液圧よりリリーフ弁101の開弁圧より小さい場合にはそのままブレーキシリンダ44に供給され、開弁圧以上になると、リリーフ弁101を経て後方液圧室30にも供給される。したがって、加圧室26の液圧がリリーフ弁101の開弁圧より小さい場合は、開弁圧以上の場合よりブレーキシリンダ44への作動液の流出量を多くすることができる。
【0023】
また、リリーフ圧以上になると後方液圧室30に作動液が供給されるのであり、加圧室26,後方液圧室30の液圧がほぼ同じ大きさになる。その結果、実質的に加圧ピストン18が小径化されることになり、踏力が同じ場合の加圧室26の液圧を後方液圧室30の液圧が大気圧の場合より大きくすることができる。このように、ポンプ装置12が異常であっても、ブレーキ操作開始時にブレーキシリンダ44、48に多量の作動液を供給することができ、その後、大きな倍力率で加圧することができるのであり、ブレーキ液圧を大きくすることができる。この場合において、リリーフ弁101のリリーフ圧をファーストフィルが終了する場合の液圧以上の大きさに設定すれば、ファーストフィルを速やかに終了させることができる。
【0024】
なお、上記実施形態においては、検出液圧が切換圧以上になった場合に、第1状態から第2状態に切り換えられるようにされていたが、踏力に基づいて切り換えられるようにすることができる。また、検出液圧(ブレーキ液圧に同じ)の踏力に対する増加比率、すなわち、図4のグラフの傾き(サーボ比)に基づいて切り換えられるようにすることもできる。図4に示すように、後方液圧室30の液圧が最大吐出圧に達した後はサーボ比が小さくなるのである。さらに、検出液圧の時間に対する増加量(dPmc/dt)に基づいて切り換えられるようにすることもできる。目標液圧に対して検出液圧が低く、目標液圧から検出液圧を引いた液圧偏差が大きい場合、いわゆるフル加圧状態の場合には、踏力の変化状態とは関係なく加圧室26の液圧が変化させられるため、検出液圧の時間に対する増加量(dPmc/dt)に基づいて切り換えられるようにすることができるのである。
また、検出液圧の切換圧,上述の踏力に対する検出液圧の比率の切換比は、常に一定の値ではなく、ポンプ装置12の状態や作動液の温度等に応じて決まる値とすることができる。ポンプ装置12から供給される作動液の最大流量や最大吐出圧は、ポンプ装置12の能力の範囲内において、ポンプモータ84に加えられる電圧の低下に伴って低くなる。そのため、図11に示すように、ポンプモータ84に加えられる電圧の低下(すなわち、電源電圧の低下)に伴って切換圧や切換比を小さくするのである。この場合には、早めに第2状態に切り換えて、ブレーキ液圧の低下を抑制することが望ましい。
【0025】
さらに、作動液の温度が低い場合は高い場合より粘性が高くなり、流量が小さくなる。そのため、図12に示すように、作動液の温度が低い場合は切換圧を大きくして、第2状態に切り換え難くして、ブレーキ液圧の増加勾配を確保することが望ましい。また、作動液の温度が常温である場合と同様に第2状態に切り換える場合には、図13に示すように、作動液の温度が低い場合には、それに合わせて切換比を小さくする。切換比が同じである場合には、第2状態への切り換え時期が遅れるおそれがあるのである。
さらに、切換圧は、後方液圧室30の液圧が最大吐出圧に達した場合の液圧とすることは不可欠ではなく、最大吐出圧より低めの液圧に達した場合の液圧とすることもできる。切換比についても同様である。また、ポンプ装置12の状態に基づいて決定することも不可欠ではない。例えば、緊急制動状態にあるか否かに基づいて決定することができる。切換圧または切換比を、通常のブレーキ操作状態においてはあり得ない大きさに設定するのである。さらに、本発明は、自動ブレーキ作動時にも適用することができる。踏力Fp =0の場合において、後方液圧室30にポンプ装置12の作動液が供給される場合には、ブレーキ液圧の増圧勾配を大きくし、加圧室26に供給される場合には、ブレーキ液圧を大きくすることができる。
【0026】
また、ブレーキ装置の構造は上記実施形態におけるそれに限らない。例えば、図14に示す構造のものとすることができる。本実施形態においては、液圧源装置200が、ポンプ装置12,マスタシリンダ202,液圧制御装置204等を含む。
マスタシリンダ202は、2つの加圧ピストン210,212と補助ピストン214とを含むが、加圧ピストン210と補助ピストン214とは一体的に形成されておらず、別体とされている。
2つの加圧ピストン210,212の前方がそれぞれ加圧室220,222とされ、加圧ピストン210の後方の加圧ピストン210と補助ピストン214との間が中間液圧室224とされ、補助ピストン214の後方が後方液圧室226とされる。また、補助ピストン214には、ブレーキペダル24が連携させられており、補助ピストン214とシリンダハウジング228との間にはリターンスプリング230が設けられている。本実施形態においては、補助ピストン214が第1ピストンに対応し、加圧ピストン210が第2ピストンに対応する。
【0027】
液圧制御装置204は、上記実施形態における場合と同様のリニアバルブ86、2つの電磁開閉弁240,242等を含む。電磁開閉弁240は、ポンプ装置12と後方液圧室226とを接続する液通路246の途中に設けられ、電磁開閉弁242は、ポンプ装置12と中間液圧室224とを接続する液通路248の途中に設けられる。後方液圧室226に対応して設けられた電磁開閉弁240と並列に、ポンプ装置12から後方液圧室226への作動液の流れを許容し、逆向きの流れを阻止する逆止弁250が設けられるとともに、後方液圧室226とリザーバ80との間には、リザーバ80から後方液圧室226への作動液の流れを許容し、逆向きの流れを阻止する逆止弁252が設けられている。
また、液通路248の電磁開閉弁242より中間液圧室224側の部分には液圧センサ254が設けられ、液通路246の電磁開閉弁240よりポンプ装置側の部分には液圧センサ256が設けられている。中間液圧室224の液圧は液圧センサ254によって検出され、後方液圧室226の液圧は液圧センサ256によって検出される。
【0028】
ブレーキペダル24が操作されると、電磁開閉弁240が開状態とされ、電磁開閉弁242が閉状態とされる(第1状態)。ポンプ装置12の作動液は、後方液圧室226に供給される。補助ピストン214の前進に伴って中間液圧室224の液圧が増圧させられ、それによって加圧ピストン210が前進させられる。この場合には、図15の(2) 式, (3) 式が成立する。中間液圧室224の液圧は、後方液圧室226の液圧に応じた助勢力と踏力との合力に応じた大きさとなり、加圧室220の液圧は中間液圧室224の液圧に応じた大きさになる。加圧ピストン210においては、中間液圧室224に対向する面の受圧面積A2 ′と加圧室220に対向する面の受圧面積A1 とは同じであるため(A2 ′=A1 )、中間液圧室224の液圧P2 と加圧室220の液圧P1 とは同じ大きさになる(P2 =P1 )。
このように、中間液圧室224の液圧P2 と加圧室220の液圧P1 とは同じ大きさになるため、加圧室220の液圧を検出する検出液圧センサを設ける必要はなく、中間液圧センサ254によって検出された中間液圧室224の液圧に基づいて加圧室220の液圧、すなわち、液圧源装置200の出力液圧を取得することができる。
【0029】
また、後方液圧室226にポンプ装置12の作動液が供給される場合に、補助ピストン214の前進量は(4) 式で表される大きさとなり、加圧ピストン210の前進量は(5) 式で表される大きさとなる。(4) 式, (5) 式から、中間液圧室224に対向する補助ピストン214の面の受圧面積A2 の加圧ピストン210の面の受圧面積A2 ′に対する比率(A2 /A2 ′)が1より大きい場合には、加圧ピストン210の前進量が補助ピストン214の前進量より大きくなることがわかる。本実施形態においては、図14に示すように、上述の比率(A2 /A2 ′)が1より大きいため、後方液圧室226に作動液が供給される場合に、補助ピストン214が加圧ピストン210に当接することがない。
この場合に、加圧室220,222からブレーキシリンダ44,48に供給される作動液の流量qWCは、図16に示すように、(6) 式の流量q′となる。また、後方液圧室226の液圧がPである場合のブレーキ液圧PWCは{P・(A3/A2)}となる。
【0030】
中間液圧センサ254による検出液圧P1 が切換圧以上になると、電磁開閉弁240が閉状態とされ、電磁開閉弁242が開状態とされる(第2状態)。ポンプ装置12の作動液が中間液圧室224に供給される。中間液圧室224の液圧の増加に伴って加圧ピストン210が前進させられる。また、電磁開閉弁240が閉状態にされるため、上記実施形態における場合と同様に、後方液圧室226からの作動液の流出が阻止されて補助ピストン214の後退が阻止される。
この場合には、図16に示すように、中間液圧室224にポンプ装置12から液圧P,流量qで作動液が供給される場合には、ブレーキシリンダ44,48への供給流量qWCはqとなり、ブレーキ液圧PWCはPとなる。上述の第1状態における場合より、ブレーキシリンダへの供給流量は小さくなる(A2/A3>1)が、ブレーキ液圧を大きくすることができる。
【0031】
ブレーキ操作が解除された場合には、電磁開閉弁240,242は共に開状態に戻され、リニアバルブ86が開状態に戻される。後方液圧室226の作動液、中間液圧室224の作動液は、開状態にある電磁開閉弁240,242,リニアバルブ86を経てリザーバ80に戻され、ブレーキシリンダ44,48の作動液は、加圧室220,222を経てリザーバ80に戻される。
また、電気系統等の異常時には、上述の場合と同様に、電磁開閉弁240,242は図示する原位置に戻され、リニアバルブ86は開状態に保たれる。ブレーキペダル24の操作に伴って補助ピストン214,加圧ピストン210が一体的に移動させられ、踏力に応じた液圧が加圧室220,222に発生させられ、加圧室220,222の作動液によりブレーキが作動させられる。ブレーキペダル24の操作に伴って、後方液圧室226には、リザーバ80の作動液が逆止弁252を経てあるいはリニアバルブ86,電磁開閉弁240を経て供給されるため、後方液圧室226の液圧が負圧になることが回避される。また、中間液圧室224は、リニアバルブ86を経てリザーバ80に連通させられるため大気圧に保たれる。中間液圧室224に液圧が発生させられることがないため、その分、加圧室220,222の液圧を有効に増圧することができる。
【0032】
さらに、補助ピストン214とシリンダハウジング228との間のシール不良が生じた場合には、第2状態に切り換えられる。補助ピストン214の小径部260がハウジング228の端部を貫通して液密に摺動可能に設けられているが、その端部との間のシール部材262のシール不良が生じた場合には、後方液圧室226の液圧が大気圧まで低下するおそれがある。それに対して、中間液圧室224は補助ピストン214の大径部264の外周部に設けられたOリング266により後方液圧室226から隔離されるため、中間液圧室224には液圧を発生させることができる。したがって、中間液圧室224に高圧の作動液が供給されれば、ブレーキ液圧を増圧させることが可能となる。異常時にも、ブレーキ液圧を、ポンプ装置12の最大吐出圧まで増圧させることができるのである。
【0033】
ブレーキ装置は、図17に示す構造のものとすることもできる。このブレーキ装置においては、液圧源装置290が、ポンプ装置12,マスタシリンダ292,補助シリンダ294および液圧制御装置296等を含む。
マスタシリンダ292は、加圧ピストン300を1つ含むものであり、加圧ピストン300の前方が加圧室302,後方が後方液圧室304とされる。また、補助ピストン306が加圧ピストン300と一体的に設けられている。加圧室302には、液圧センサ308が設けられ、加圧室302の液圧が検出される。
【0034】
補助シリンダ294は、マスタシリンダ292の下流側、すなわち、ブレーキシリンダ側に設けられたものであり、2つの加圧ピストン310,312を含む。加圧ピストン310,312のそれぞれの前方が加圧室314,316とされ、加圧ピストン310の後方が液圧制御室318とされ、ポンプ装置12に液通路320を介して接続される。加圧ピストン310の前方の加圧室314には、前輪側のブレーキシリンダ44が液通路321を介して接続されるとともに、マスタシリンダ292の加圧室302が液通路322を介して接続される。加圧室314を介してマスタシリンダ292とブレーキシリンダ44とが接続されるのである。加圧室316には後輪側のブレーキシリンダ48が液通路323を介して接続される。ハウジング328の加圧室314、316に対応する部分には、それぞれポートが設けられ、一対のカップシールを介して液通路324,325によってリザーバ80が接続される。また、2つの加圧ピストン310,312の間、加圧ピストン312とハウジング328の底部との間にはそれぞれリターンスプリング330,331が設けられている。
【0035】
加圧ピストン310の前進に伴って加圧室314がリザーバ80から遮断され、加圧室314に液圧が発生させられる。それによって、加圧ピストン312が前進させられ、加圧室316に液圧が発生させられる。本実施形態においては、補助シリンダ294における加圧ピストン310の加圧室314,液圧制御室318にそれぞれ対向する受圧面の面積、加圧ピストン312の加圧室316に対向する受圧面の面積は同じ大きさであるため、加圧室314,316および液圧制御室318の液圧は同じ大きさにされる。前輪、後輪のブレーキシリンダ44,48には、それぞれ、同じ大きさの液圧の作動液が供給されるのであり、液圧制御室318の液圧と同じ大きさとされる。
【0036】
この場合においては、加圧ピストン310、312は、それぞれハウジング328に、シール部材332、333を介して液密に摺動可能に嵌合されている。そのため、2つの加圧室314,316が隔離され、2つの系統が独立とされる。
なお、シール部材332,333はハウジング側ではなく、加圧ピストン側に設けることもできる。
【0037】
液圧制御装置296は、リニアバルブ338、複数の電磁開閉弁340,342,344等を含む。電磁開閉弁340は、マスタシリンダ292と補助シリンダ294とを接続する液通路322の途中に設けられ、電磁開閉弁342は、液圧制御室318とポンプ装置12とを接続する液通路320の途中に設けられる。これら電磁開閉弁340,342と並列にそれぞれ逆止弁346,348が設けられる。逆止弁346は、マスタシリンダ292から補助シリンダ294への作動液の流れを許容し、逆向きの流れを阻止するものであり、逆止弁348は、液圧制御室318からリニアバルブ338への作動液の流れを許容し、逆向きの流れを阻止するものである。逆止弁346により、電磁開閉弁340が閉状態にあっても、マスタシリンダ292の液圧が加圧室314の液圧より高くなれば、マスタシリンダ292から加圧室314への作動液の流れが許容される。逆止弁348は、ブレーキ作動解除時等、電磁開閉弁342が閉状態にあり、かつ、リニアバルブ338が開状態にある場合に、液圧制御室318の作動液をリザーバ80に戻すために設けられたものである。液圧制御室318の液圧は液圧センサ349によって検出される。
また、マスタシリンダ292において、加圧室302と後方液圧室304とが液通路350によって接続されているが、液通路350の途中には、電磁開閉弁344と流通制限装置351とが直列に設けられている。流通制限装置351は、互いに並列に設けられたリリーフ弁352とオリフィス354とを含む。
【0038】
リニアバルブ338は、図18に示すように、リニアバルブ86と同様に、弁子360と弁座362とを含むシーティング弁364、コイル368を含むソレノイド370を含むものであるが、スプリング372が、弁子360を弁座362に着座させる方向に付勢する常閉弁である点がリニアバルブ86と異なる。
コイル368に電流が供給されると、弁子360を弁座362から離間させる方向の電磁駆動力F1 が加えられる。また、同様に、前後の差圧に応じた差圧作用力F2 と、スプリング372の付勢力F3 とが加えられ、これらの力の関係によって、弁子360の弁座362に対する相対位置が決まる。差圧作用力F2 は、後方液圧室304,液圧制御室318の液圧とリザーバ80の液圧との差圧に応じた大きさであり、コイル368への供給電流の制御により、後方液圧室304,液圧制御室318の液圧が制御される。
【0039】
ブレーキペダル24が操作されると、電磁開閉弁340が開状態,電磁開閉弁342,344が閉状態にされる(第1状態)。ポンプ装置12の作動液はマスタシリンダ292の後方液圧室304に供給される。加圧ピストン300は、ブレーキ踏力と後方液圧室304の液圧に応じた助勢力とによって前進させられ、それに応じた液圧が加圧室302に発生させられる。加圧室302の作動液は、電磁開閉弁340,逆止弁346,補助シリンダ294の加圧室314を経てブレーキシリンダ44に供給される。補助シリンダ294においては、加圧室314の液圧の増圧により、加圧ピストン312が前進させられ、2つの加圧室314,316の液圧は同じ大きさになる。ブレーキシリンダ48とブレーキシリンダ44とで同じ大きさの液圧に制御される。
図19に示すように、第1状態においては、ブレーキシリンダ44,48への作動液の供給流量qWCは{q・(Am1/Am3)}となり、ブレーキ液圧PWCは{P・(Am3/Am1)}となる。この場合には、ブレーキ液圧は加圧室302の液圧と同じであるため、ブレーキ液圧は液圧センサ308によって検出することができる。また、液圧センサ308による検出液圧が液圧源装置290の出力液圧に対応する。
【0040】
液圧センサ308による検出液圧P1 が切換圧に達すると第2状態に切り換えられる。電磁開閉弁340が閉状態とされて電磁開閉弁342が開状態とされる。ポンプ装置12の作動液は後方液圧室304と補助シリンダ294の液圧制御室318とに供給される。液圧制御室318に高圧の作動液が供給されることにより、加圧ピストン310,312が前進させられ、加圧室314,316の液圧が増圧させられるが、加圧室314,316の液圧が、マスタシリンダ292の加圧室302の液圧より小さい間は、マスタシリンダ292から作動液が補助シリンダ294へ供給されるが、補助シリンダ294の液圧の方が大きくなれば、補助シリンダ294とマスタシリンダ292とが遮断される。逆止弁346により、補助シリンダ294の液圧の方が大きくなっても、マスタシリンダ292に作動液が供給されることが阻止されるのである。
第2状態においては、補助シリンダ294がマスタシリンダ292から遮断された状態で、液圧制御室318の液圧が制御される。また、液圧制御室318の液圧と加圧室314,316の液圧は同じ大きさになる。図19に示すように、ブレーキシリンダ44,46への作動液の供給流量qWCはqとなり、ブレーキ液圧PWCはPとなる。第2状態においては、液圧センサ349によって検出される液圧制御室318の液圧がブレーキ液圧と同じになる。
【0041】
ブレーキペダル24の操作が解除された場合には、各電磁開閉弁340,342,344は図示する原位置に戻される。また、常閉弁であるリニアバルブ338が予め定められた設定時間の間開状態に保たれる。このようにすれば、液圧制御室318の作動液,後方液圧室304の作動液を、開状態にされるリニアバルブ338を経てリザーバ80に確実に戻すことができる。なお、リニアバルブ338は常開弁とすることもできる。
【0042】
さらに、ブレーキ装置は、図20に示すブレーキ装置とすることもできる。
図20において、液圧源装置390は、マスタシリンダ392、上記実施形態における場合と同様のポンプ装置12および補助シリンダ294、液圧制御装置396等を含む。
マスタシリンダ392は、シリンダハウジング400と加圧ピストン402とを含む。加圧ピストン402は、大径部403aと小径部403bとを含む段付き形状を成したものであり、大径部403aがシリンダハウジング400の内周面に、小径部403bがシリンダハウジング400に設けられたスリーブ404の内周面にそれぞれ液密かつ摺動可能な状態で嵌合されている。加圧ピストン402の小径部403bの前方が加圧室410とされ、加圧ピストン402の大径部側には補助ピストン412が設けられ、加圧ピストン402の補助ピストン側が後方液圧室414とされている。また、ハウジング400、スリーブ404、加圧ピストン402の大径部403a、小径部403bによって囲まれた部分が環状室416とされている。本実施形態においても、加圧ピストン402と補助ピストン412とは一体的に設けられている。
【0043】
加圧室410と環状室416とには、それぞれ個別通路430,432が接続され、これらが合流して合流通路434とされて、補助シリンダ294の加圧室314に接続されている。加圧室314には、マスタシリンダ392の加圧室410,環状室416の両方から作動液が供給可能とされている。
液圧制御装置396は、リニアバルブ86、電磁開閉弁436,438,440,342等を含む。電磁開閉弁436は、加圧室410の個別通路430に設けられ、電磁開閉弁438は、環状室416の個別通路432に設けられている。これら電磁開閉弁436,438と並列に、逆止弁446,448がそれぞれ設けられている。逆止弁446,448は、それぞれ、マスタシリンダ392から補助シリンダ294への作動液の流れは許容するが、逆向きの流れは阻止するものである。また、電磁開閉弁440は、環状室416とリザーバ80とを接続する液通路452に設けられたものである。液通路452には、電磁開閉弁440と直列に流通制限装置453が設けられている。流通制限装置453は、互いに並列に設けられたリリーフ弁454とオリフィス456とを含む。リリーフ弁454は、環状室416の液圧が設定圧(リリーフ圧)以上になると、環状室416からリザーバ80への作動液の流出を許容するものである。環状室416には、また、逆止弁460を介してリザーバ80に接続されている。逆止弁460は、リザーバ80から環状室416への作動液の流れを許容し、逆向きの流れを阻止するものである。
【0044】
ブレーキペダル24が操作されると、第1状態(電磁開閉弁440,342が閉状態とされ、電磁開閉弁436,438が開状態)とされる。ポンプ装置12の作動液は後方液圧室414に供給される。加圧ピストン402は踏力と後方液圧室414の液圧に応じた助勢力とによって前進させられ、環状室416,加圧室410の液圧が増圧させられる。環状室416の作動液、加圧室410の作動液は、それぞれ、開状態にある電磁開閉弁438,436を経て補助シリンダ294に供給され、ブレーキシリンダ44,48に供給される。この場合には、補助シリンダ294には、環状室416と加圧室410との両方から作動液が供給されるため、ブレーキシリンダ44,48への作動液の供給流量は大きくなる。ファーストフィルを早急に終了させることができ、ブレーキ液圧の効き遅れを小さくすることができる。
【0045】
加圧室410,後方液圧室414,環状室416の液圧の間には、図21の式(7) に示すような関係があり、この式において、環状室416の液圧P2 と加圧室410の液圧P1 とは同じ大きさである。式(7) において、P2 =P1 を代入すれば、加圧室410の液圧P1 は、式
P1 =(Fp ・Rp +Am3・P3 )/(Am1+Am2)
で表される大きさになる。加圧ピストン402の大径部403aで加圧した場合に対応する。また、補助シリンダ294の加圧室314には、環状室416と加圧室410との両方から作動液が供給される。そのため、ブレーキ液圧への作動液の供給流量qwcは、図22に示すように{q・(Am1+Am2)/Am3}となり、踏力Fp が0の場合のブレーキ液圧Pwcは{P・Am3/(Am1+Am2)}となる。ここで、Am1,Am2,Am3は、それぞれ、加圧ピストン402の加圧室410,環状室416,後方液圧室414にぞれぞれ対向する面の受圧面積を表す。
【0046】
液圧センサ308による検出液圧(加圧室410の液圧)が第1切換圧以上になると、第2状態に切り換えられる。電磁開閉弁436,438が閉状態にされ、電磁開閉弁342が開状態にされる。電磁開閉弁440は閉状態のままである。ポンプ装置12の作動液は液圧制御室318にも供給される。図17に示すブレーキ装置における場合と同様に、マスタシリンダ392の加圧室410の液圧が、補助シリンダ294の加圧室314の液圧より大きい間は、マスタシリンダ392から補助シリンダ294に逆止弁446,448を経て作動液が流出させられるが、補助シリンダ294の液圧がマスタシリンダ392の液圧より大きくなれば、マスタシリンダ392から補助シリンダ294への作動液の流れが阻止される。補助シリンダ294がマスタシリンダ392から遮断された状態で、液圧制御室318の液圧が制御される。
この場合には、図22に示すように、ブレーキシリンダへの作動液の供給流量qWCはqとなり、ブレーキ液圧PWCはPとなる。
【0047】
液圧センサ349による検出液圧が第2切換圧以上になると、第3状態に切り換えられる。電磁開閉弁436,440が開状態とされ、電磁開閉弁438,342が閉状態とされる。この場合には、電磁開閉弁440が開状態にされるため、環状室416に液圧が発生させられることはない。環状室416の液圧はリザーバ80よりリリーフ弁454の開弁圧以上大きいため、作動液はリリーフ弁454を経てリザーバ80に戻される。また、加圧ピストン402の定常状態においては、オリフィス456を経てリザーバ80に連通させられる。その結果、環状室416の液圧が大気圧に保たれるのである。
後方液圧室414,加圧室410の液圧の間には、図21の(8) 式に示す関係が成立する。この場合には、ブレーキシリンダへの作動液の供給流量qWCは、図22に示すように{q・(Am1/Am3)}となり、ブレーキ液圧PWCは{P・(Am3/Am1)}となる。加圧ピストン402の小径部403bの面積Am1は、後方液圧室414に対向する面の受圧面積Am3より小さいため、ブレーキ液圧は、ポンプ装置12の最大吐出圧より大きくすることができる。
本実施形態における第1切換圧を、上記各実施形態における切換圧P1sに対応した大きさとし、第2切換圧を、切換圧P1sより大きくすることができるが、第1切換圧,第2切換圧を、それぞれ、切換圧P1sの前後の値とすることもできる。ブレーキペダル24が通常の操作状態以上の状態で操作された場合に、第2状態,第3状態に切り換えられるようにすることが望ましい。
【0048】
ブレーキ操作が解除された場合には、各電磁開閉弁436,438,440,342は図示する原位置に戻される。液圧制御室318の作動液は逆止弁348,リニアバルブ86を経てリザーバ80に戻され、後方液圧室414の作動液は、リニアバルブ86を経てリザーバ80に戻される。ブレーキシリンダ44の作動液は、補助シリンダ294,マスタシリンダ392を経てリザーバ80に戻され、ブレーキシリンダ48の作動液は、補助シリンダ294を経てリザーバ80に戻される。環状室416には、加圧ピストン402の後退に伴って逆止弁460を経て作動液が供給される。
【0049】
電気系統の異常時には、上述の場合と同様に、電磁開閉弁は図示する原位置に戻される。ブレーキペダル24の前進に伴って加圧室410に液圧が発生させられ、加圧室314に供給される。補助シリンダ294により、ブレーキシリンダ48の液圧もブレーキシリンダ44の液圧と同じ大きさになる。
この場合には、環状室416の液圧がリリーフ弁454のリリーフ圧より小さい場合は、環状室416と加圧室410との両方から作動液が供給される。それに対して、リリーフ圧以上になると環状室416はリザーバ80に連通させられるため、ブレーキシリンダには環状室416から作動液が供給されることがなく、加圧室410のみから供給される。リリーフ圧より小さい場合はリリーフ圧以上の場合より、ブレーキシリンダ44,46に多量の作動液を供給することができるのであり、ブレーキ操作開始時の作動液の流出量を多くすることができ、速やかにファーストフィルを終了させることができる。また、環状室416がリザーバ80に連通させられた後には、加圧ピストン402の小径部403bによって加圧されることになるため、大径部403aによって加圧される場合より踏力が同じ場合の加圧室410の液圧を大きくすることができる。このような機能をフィルアップ機能と称することができる。このフィルアップ機能は、電磁開閉弁440が開状態にある場合には実行されるが、電磁開閉弁440が閉状態にある場合には実行されることはない。電磁開閉弁440を開状態と閉状態とに切り換えることによって、流通制限装置453を有効化したり無効化したりすることができるのであり、この意味において、電磁開閉弁440をフィルアップ機能無効化装置と称することができる。
【0050】
ブレーキ装置は、図23に示すブレーキ装置とすることもできる。ブレーキ装置においては、液圧源装置490が、ポンプ装置12、マスタシリンダ392、補助シリンダ294、液圧制御装置496等を含む。マスタシリンダ392は、上記実施形態におけるそれと同様のものであるが、加圧室410には、電磁開閉弁500を介してストロークシミュレータ502が接続されている。また、液圧制御装置496が、電磁開閉弁436,438,440に加えて、2つのリニアバルブ装置510,512を含む。リニアバルブ装置510によって後方液圧室414の液圧が制御され、リニアバルブ装置512によって補助シリンダ294の液圧制御室318の液圧が制御される。
【0051】
リニアバルブ装置510は、2つの常開のリニアバルブ516,518を含み、リニアバルブ装置512は、常開のリニアバルブ520,常閉のリニアバルブ522を含む。
リニアバルブ装置510において、リニアバルブ516は、ポンプ装置12と後方液圧室414との間に設けられ、リニアバルブ518は、後方液圧室414とリザーバ80との間に設けられる。リニアバルブ装置512において、リニアバルブ520は、ポンプ装置12と液圧制御室318との間に設けられ、リニアバルブ522は、液圧制御室318とリザーバ80との間に設けられる。
【0052】
本実施形態における電磁開閉弁の制御は、上述の図20に示すブレーキ装置における制御と同様に行われるが、ストロークシミュレータ用の電磁開閉弁500は、電磁開閉弁436が開状態から閉状態に切り換えられる場合に閉状態から開状態に切り換えられる。それによって、電磁開閉弁436が開状態にある場合に、作動液がストロークシミュレータ502に供給されることが回避され、電磁開閉弁536が閉状態にある場合に、運転者による操作ストロークが殆ど0になることを回避することができる。また、本実施形態においては、図20に示すブレーキ装置に設けられていた電磁開閉弁342が設けられていないが、リニアバルブ装置512によって、その機能が果たされる。リニアバルブ装置512が、リニアバルブ86と電磁開閉弁342との両方の機能を備えているのである。
【0053】
さらに、本実施形態においては、後方液圧室414,液圧制御室316の各々に対応して、リニアバルブ装置510,512が設けられているため、リニアバルブ装置510,512の制御により、後方液圧室414,液圧制御室316を別個にポンプ装置12に連通させたり、リザーバ80に連通させたりすることができる。後方液圧室414,液圧制御室316の液圧を別個に制御することができ、作動液の流出入を別個に制御することができる。ブレーキペダル24に加えられる踏力とブレーキ液圧との関係のみならず、ストロークとブレーキ液圧との関係を制御することも可能なのである。ブレーキペダル24の操作ストロークはストロークセンサ526によって検出される。
また、リニアバルブ装置512のリニアバルブ522は、常閉弁であるため、第2状態に切り換えられる場合に、液圧制御室318の液圧を速やかに増圧させることができる。ブレーキ操作解除後には、リニアバルブ516,518,520,522には電流が供給されなくなることにより、リニアバルブ516,518,520は開状態にされ、リニアバルブ522が閉状態にされる。後方液圧室414の作動液は、リニアバルブ518を経てリザーバ80に戻され、液圧制御室318の作動液はリニアバルブ520,516,518を経てリザーバ80に戻される。
【0054】
ブレーキ装置は、図24に示すブレーキ装置とすることもできる。本ブレーキ装置においては、液圧源装置590が、前述のマスタシリンダ392および補助シリンダ294と、液圧制御装置596と、動力駆動装置598とを含む。
液圧制御装置596は、電磁開閉弁436,複数の逆止弁446,600,602等を含む。ポンプ装置,リニアバルブを含まないのであり、後方液圧室414の液圧が制御されることがない。後方液圧室414はリザーバ80に連通させられる。また、逆止弁600,602は、環状室416に対応して設けられた個別通路432に設けられている。逆止弁600,602は、環状室416から補助シリンダ294への作動液の流れを許容するが、逆向きの流れを阻止するものである。また、環状室416は、液通路604を介してリザーバ80に接続される。液通路604の途中には、互いに並列に設けられたリリーフ弁606およびオリフィス608を含む流通制限装置610が設けられる。加圧室410の液圧は、液圧センサ612によって検出される。液圧センサ612を設ければ踏力センサ166は不可欠ではない。液圧センサ612による検出液圧に基づいてブレーキ操作力を検出することができるのである。
【0055】
加圧ピストン402の作動時において、環状室416の液圧がリリーフ弁606の開弁圧に達する以前には、環状室416の作動液は逆止弁600,602を経て補助シリンダ294に供給されるが、開弁圧に達するとリリーフ弁606を経てリザーバ80に戻される。加圧ピストン402が定常状態にある場合には、オリフィス608を介してリサーバ80に連通させられる。環状室416は大気圧に保たれるのである。
このように、ブレーキ操作開始初期の加圧ピストン402が作動状態にあり、かつ、環状室416の液圧がリリーフ弁606の開弁圧より小さい間は、加圧室410のみならず環状室416からもブレーキシリンダ44,48に作動液が供給されるため、ブレーキシリンダ44,46への作動液の供給流量が大きくなる。本実施形態においては、リリーフ弁606のリリーフ圧がほぼファーストフィルが終了した場合の液圧とされている。ファーストフィルを速やかに終了させることができるのであり、ブレーキの効き遅れを小さくすることができる。この意味において、流通制限装置610をフィルアップ機構と称することができる。
また、環状室416の液圧が大気圧にされた場合には、加圧室410の液圧が加圧ピストン402の小径部403bで加圧されることになるのであり、踏力が同じ場合の加圧室410の液圧を、大径部403aで加圧される(環状室416の液圧がリザーバ80に連通させられない)場合より、大きくすることができる。
また、加圧ピストン402が後退させられる場合には、環状室416の容積が増加させられるが、環状室416の容積の増加に伴ってリザーバ80から逆止弁460を経て作動液が供給されるため、環状室416が負圧になることが回避される。
【0056】
動力駆動装置598は、動力式駆動源620と、動力式駆動源620の駆動を補助シリンダ294の加圧ピストン310に伝達する駆動伝達装置622とを含む。動力駆動装置598の制御により補助シリンダ294の加圧室314の液圧が制御され、ブレーキ液圧が制御される。
本実施形態においては、液通路323に液圧センサ624が設けられ、液圧源装置590の出力液圧が検出される。液圧センサ624による検出液圧は後輪のブレーキ液圧でもある。検出液圧が、ファーストフィルが終了したと推定される液圧に達すると、電磁開閉弁436が閉状態に切り換えられる。補助シリンダ294(ブレーキシリンダ)がマスタシリンダ392から実質的に遮断された状態で、動力駆動装置598の制御により、ブレーキ液圧が制御される。駆動伝達装置622により動力式駆動源620の作動量が同じであっても、加圧ピストン310の移動速度を異ならせることができるのであり、本実施形態においては、加圧ピストン310のストロークが小さい場合に移動速度が大きくなり、ストロークが大きい場合に移動速度が小さくなるようにされている。動力式駆動源620としては電動モータが使用されており、電動モータへの供給電流を制御することによって、加圧室314、316の液圧が制御され、ブレーキ液圧が制御される。
【0057】
駆動伝達装置622は、図25に示すように、レバー比可変装置650とすることができる。
レバー比可変装置650は、電動モータ620の出力軸652の回転運動を直線運動に変換する運動変換装置654と、リンク機構656とを含み、運動変換装置654の出力軸658の作動量(本実施形態においては移動量)ΔL1 に対する加圧ピストン310への入力軸660の移動量ΔL2 の比率がリンク機構656において変更される。リンク機構656は、運動変換装置654の出力軸658に連結された第1レバー670と、入力軸660に連結された第2レバー672と、これら第1レバー670と第2レバー672とを連結する第3レバー674とを含む。第1レバー670,第2レバー672は、それぞれ、図示しないレバー比可変装置650の本体に、回動軸676,678周りに相対回動可能に支持されており、第3レバー674は、それぞれ、連結ピン680,682によって第1レバー670,第2レバー672に相対回動可能に連結される。
なお、運動変換装置654は、例えば、ボールねじ機構を有するものとすることができる。
【0058】
図26に示すように、第1レバー670が実線の位置にある状態において、電動モータ620が駆動され、出力軸658が所定量移動させられると、第1レバー670は破線の位置に回動させられ、それに伴って、リンク機構656により、入力軸660が移動させられる。図26から明らかなように、第1レバー670が実線で表される位置にある状態と二点鎖線で表される位置にある状態とでは、実線で表される位置にある状態における方が、第2レバー672の回動量が大きくなる。その結果、図27に示すように、第1レバー670の回動量(出力軸658の移動速度、すなわち、電動モータ620の回転数)が同じである場合における入力軸660の移動速度が、入力軸660のストロークが小さい場合に大きい場合より、大きくなることがわかる。
ブレーキ操作開始時に、入力軸660の移動速度を大きくすれば、加圧室314,316から流出させられる作動液の流量を大きくすることができ、ブレーキの効き遅れを小さくすることができる。
また、リンク機構656においては、出力軸658の作動力に対する入力軸660の作動力の比率が、図27の破線で表されるように変化させられて伝達される。加圧ピストン310のストロークが大きく、ブレーキ液圧が大きくなると、作動力比が大きくなるのであり、ブレーキ液圧を大きくすることが可能なのである。
【0059】
また、駆動伝達装置622は、図28に示すように、楕円歯車機構700とすることができる。楕円歯車機構700は、一対の楕円歯車702,704を含む。これら楕円歯車702,704の回転軸706,708は、それぞれの楕円の焦点の一方であるが、回転軸706,708が長軸だけ隔たった状態で噛合される。本実施形態においては、回転軸708には、動力式駆動源としての電動モータ620の出力軸710が減速機712を介して連結され、回転軸706には、補助シリンダ294の加圧ピストン310への入力軸714が運動変換装置716を介して連結される。
図29(a),(b)に示すように、回転軸708の回転速度が同じである場合に、加圧ピストン310のストロークが小さい状態(a)における回転軸706の回転速度は、加圧ピストン310のストロークが大きい状態(b)における回転軸706の回転速度より大きくなる。加圧ピストン310の移動速度に応じてブレーキシリンダ44,48に作動液が供給されるのであるが、加圧ピストン310のストロークが小さい、すなわち、ブレーキ操作初期における加圧ピストン310の移動速度を大きくすることができる。
【0060】
さらに、駆動伝達装置は、図示を省略するが、CVT(無段変速機)とすることもできる。CVTは、一対のプーリと、一対のプーリの間に巻き掛けられたVベルトとを含む。一方のプーリは、動力式駆動源としての電動モータの出力軸と一体的に回転可能に取り付けられ、他方のプーリが取り付けられたCVTの出力軸は、運動変換装置を介して加圧ピストン310への入力軸に連結される。CVTにおいて、プーリの溝幅を変更することによって、一方のプーリの巻き径R1 に対する他方のプーリの巻き径R2 の比率(R1 /R2 )が変更される。それによって、電動モータの出力軸(CVTへの入力軸)の回転数に対するCVTの出力軸の回転数の比率(変速比)を変更することができる。
【0061】
ブレーキ装置は、図30に示す構造のものとすることができる。図30において、800がマスタシリンダで、802が補助シリンダである。 マスタシリンダ800は、ハウジング808に液密かつ摺動可能に設けられた2つの加圧ピストン810,812を含み、これらのうちの加圧ピストン810が、ブレーキペダル24に連携させられている。加圧ピストン812の前方の加圧室816には液通路42を介して前輪のブレーキシリンダ44が接続され、加圧ピストン810の前方の加圧室818には液通路46を介して後輪のブレーキシリンダ48が接続されている。マスタシリンダ800の2つの加圧室816,818には同じ高さの液圧が発生させられ、ブレーキシリンダ44,48の液圧は同じ高さになる。上記補助シリンダ802は液通路42,46の途中に設けられ、ブレーキシリンダ44,48が補助シリンダ802を介してマスタシリンダ800に接続されることになる。
【0062】
加圧ピストン810は、小径部822と大径部824とを有する段付き形状を成したものであり、小径部822において加圧室818に対向する。また、大径部824と小径部822との段部とハウジング808とによって環状室826が形成される。小径部822には環状室826と加圧室818とを連通させる連通路828が設けられ、連通路828の途中に、環状室826から加圧室818へ向かう作動液の流れを許容し、逆向きの流れを阻止する逆止弁830が設けられている。
【0063】
また、環状室826には弁装置832を介してリザーバ80が接続されている。弁装置832は、リザーバ80から環状室826へ向かう方向の作動液の流れを許容し、逆向きの流れを阻止する逆止弁836と、流通制限装置837とを含む。流通制限装置837は、上記実施形態における場合と同様にリリーフ弁838とオリフィス840とを含む。
【0064】
加圧ピストン810の前進(図の左方)に伴って環状室826、加圧室818の液圧が増加させられる。環状室826の液圧はリリーフ弁838のリリーフ圧に達するまで増加させられるが、環状室826の液圧が加圧室818の液圧より高い間は、環状室826の作動液が逆止弁830を経て加圧室818に供給され、ブレーキシリンダ44,48に供給される。
環状室826の液圧がリリーフ圧に達すると、作動液がリリーフ弁838を経てリザーバ80に流出させられる。この状態においては、加圧室818の液圧の方が環状室826の液圧より高くなるが、逆止弁830により加圧室818の作動液が環状室826に流れることが回避される。ブレーキシリンダ44,48には、加圧室816,818から作動液が供給されて環状室826から作動液が供給されることがない。
【0065】
それ以降は、加圧ピストン810の前進に伴って加圧室818の液圧が加圧される。この場合には、加圧室818の液圧が小径部822によって加圧されるため、大径部824で加圧(環状室826と加圧室818との両方の液圧が加圧)される場合に比較して、ブレーキペダル24の踏力が同じである場合の加圧室818の液圧が高くなる。倍力率が高くなるのである。
【0066】
なお、ハウジング808の加圧室816,818に対応する部分には、リザーバ80から延び出させられた液通路が一対のカップシールを介して接続される。また、ハウジング808の底部と加圧ピストン812との間、加圧ピストン810,812の間にはそれぞれリターンスプリング842,844が設けられている。
【0067】
加圧室816には、液通路850によって補助シリンダ802が接続されており、液通路850の途中にはストロークシミュレータ852が設けられている。
ストロークシミュレータ852は、ハウジング内に摺動可能に設けられ、ハウジング内を2つの容積室に仕切るシミュレータピストン854と、シミュレータピストン854を一方の容積室の容積が減少する方向に付勢するスプリング855とを含む。シミュレータピストン854の一方の側の第1容積室856には前述の加圧室816が接続され、他方の第2容積室858には補助シリンダ802が接続されている。前述のスプリング855は、第2容積室858に、シミュレータピストン854を、第1容積室856の容積を減少する向きに付勢する状態で配設される。ブレーキペダル24の操作に伴って第1容積室856の容積が変化させられ、それに応じた反力がブレーキペダル24に加えられる。
【0068】
前記加圧室816、818とブレーキシリンダ44,48とを接続する液通路42,46の途中には、それぞれ、電磁開閉弁であるマスタ遮断弁860,862が設けられている。マスタ遮断弁860,862の開閉により、ブレーキシリンダ44,48がマスタシリンダ800に連通させられたり、遮断されたりする。マスタ遮断弁860,862は電流が供給されない状態で開状態にある常開弁である。
マスタ遮断弁860,862は、本実施形態においては、電磁系統が正常である場合において、ファーストフィルが終了した場合に、開状態から閉状態に切り換えられる。ブレーキシリンダ44,48には、ブレーキ操作開始当初はマスタシリンダ800から作動液が供給され、その後、補助シリンダ802から供給される。また、電気系統の異常時等には開状態に切り換えられて、マスタシリンダ800の作動液がブレーキシリンダ44,48に供給されることにより、ブレーキが作動させられる。マスタ遮断弁860、862と並列にそれぞれ逆止弁863が設けられている。逆止弁863は、マスタシリンダ側からブレーキシリンダ側への作動液の流れを許容し、逆向きの流れを阻止するものである。
【0069】
前記補助シリンダ802は、液通路42、46のマスタ遮断弁860,862の下流側に設けられる。
補助シリンダ802は、動力駆動源としての電動の電動モータ864の作動に基づいて作動させられる。電動モータ864は、正・逆両方向に作動可能なものであり、電動モータ864の回転運動は運動変換装置866によって直線運動に変換される。補助シリンダ802は、上記実施形態における補助シリンダ294と同様に、ハウジング868に液密かつ摺動可能に設けられた加圧ピストン870,872を含む。加圧ピストン870は、運動変換装置866の出力軸としての駆動軸874の前進に伴って前進させられる。加圧ピストン870は、電動モータ864の作動に基づいて前進、後退させられるのである。
図に示すように、電動モータ864の出力軸876の回転は、一対のギヤ877,878を介して回転軸880に伝達され、回転軸880の回転が運動変換装置866によって直線運動に変換されて、駆動軸874に出力される。
また、図において、符号881a,881bはそれぞれスラストベアリング、ラジアルベアリングを示し、881cはフランジを示す。フランジ881cにより、加圧室側からの軸方向の力が受けられる。
【0070】
加圧ピストン870、872の前方(図の右方)の加圧室882,884には、それぞれ、前輪,後輪のブレーキシリンダ44,48が接続されている。加圧室882,884を介して、マスタシリンダ800とブレーキシリンダ44,48とが接続されるのである。
加圧ピストン870の後方(図の左方)の後方液圧室888には、前述の液通路850を介してストロークシミュレータ85の第2容積室858が接続され、リザーバ通路890を介してリザーバ80が接続される。リザーバ通路890には電磁開閉弁892が設けられている。電磁開閉弁892は、電流が供給されない場合に閉状態にある常閉弁である。後方液圧室888には、さらに、液通路894によって加圧室882が接続され、液通路894に電磁開閉弁896が設けられている。電磁開閉弁896も常閉弁である。また、マスタシリンダ圧は液通路46のマスタ遮断弁862の上流側に設けられた液圧センサ897によって検出され、ブレーキ液圧は、液通路42の補助シリンダ802の下流側に設けられた液圧センサ898によって検出される。
【0071】
次に作動について説明する。通常、各電磁制御弁は図示する原位置にある。ブレーキペダル24が操作されれば、マスタシリンダ800の作動液がブレーキシリンダ44,48に供給されて、ブレーキが作動させられる。ファーストフィルが終了する以前においては、大径部824において加圧されるため、ブレーキシリンダ44,48へ供給される作動液量を多くすることができ、ファーストフィルを速やかに終了させることができる。
【0072】
ファーストフィルが終了すると、マスタ遮断弁860,862が遮断状態に切り換えられて、補助シリンダ294の制御により、ブレーキシリンダ44,48が制御される。
ブレーキ液圧が設定圧以下である場合には第1状態とされる。図31に示すように、電磁開閉弁892が開状態とされ、電磁開閉弁896が閉状態とされる。
ストロークシミュレータ852において第2容積室858がリザーバ80に連通させられるため、第2容積室858の容積変化が許容され、ブレーキペダル24の操作状態に応じた反力を付与することができる。
加圧ピストン870は電動モータ864の作動に基づいて前進させられ、それに伴って後方液圧室888の容積が増加させられるのであるが、後方液圧室888にはリザーバ80またはストロークシミュレータ852から作動液が供給され、負圧になることが回避される。後方液圧室888の液圧はほぼ大気圧になる。加圧ピストン870には電動モータ864の駆動トルクに対応する駆動力Fdが加えられる。加圧ピストン870の前進に伴って加圧室882の液圧が増圧させられ、それによって加圧ピストン872が前進させられ、加圧室884の液圧が増圧させられる。加圧室882,884の液圧Pは、加圧ピストン870の加圧室882に対向する受圧面の受圧面積をA1とした場合に、式
P=Fd/A1
で表された大きさに制御される。駆動力Fd、すなわち、電動モータ864への供給電流が、液圧センサ898によって検出された加圧室882の液圧が、踏力に基づいて決定される目標液圧に近づくように制御される。
【0073】
ブレーキ液圧が設定圧に達すると、第2状態に切り換えられる。電磁開閉弁892が閉状態に切り換えられて、後方液圧室888がリザーバ80から遮断される。また、電磁開閉弁896が開状態にされて、加圧室882と後方液圧室888とが連通させられる。後方液圧室888はリザーバ80から遮断されて、加圧室882に連通させられるのであり、後方液圧室888の液圧が加圧室882の液圧と同じ大きさになる。加圧ピストン870には、後方液圧室888の液圧に応じた力と電動モータ864の駆動トルクに応じた駆動力Fdとが加えられ、これらの和に応じた液圧が加圧室882に発生させられる。加圧ピストン870の後方液圧室888に対向する受圧面の面積をA3とした場合の加圧室882の液圧Pは、式
P・A1=Fd+P・A3
で表すことができる。この場合においても同様に、加圧室882の液圧が踏力に応じた目標液圧に近づくように、駆動力Fd、すなわち、電動モータ864への供給電流が制御される。
【0074】
図31に示すように、第1状態と第2状態とでは、駆動力Fdの変化量が同じである場合における加圧室882,884の液圧の増加勾配が、第2状態における場合の方が大きくなることが分かる。また、加圧ピストン870のストローク(移動量)が同じ場合では、第1状態における方が加圧室882,884からの作動液の流出量が大きくなる。本実施形態においては、電動モータ864の駆動トルクの変化量が同じである場合のブレーキシリンダ44,48の増圧勾配を変更することができるのであり、加圧ピストン870のストロークが同じ場合の作動液の流出量を変更することができるのである。
【0075】
ブレーキペダル24の操作が解除された場合には、マスタ遮断弁860,862のコイルへの供給電流が0にされる。また、電磁開閉弁892,896の少なくとも一方が後方液圧室888の作動液をすべて戻し得る時間だけ開状態に保たれるようにすることが望ましい。後方液圧室888の作動液はリザーバ通路860を経てリザーバ80に戻されたり、液通路894,42を経て加圧室816に戻されたりする。また、後方液圧室888の作動液はストロークシミュレータ852の第2容積室858に戻される。それによって、第1容積室856の作動液をマスタシリンダ800に確実に戻すことができる。
【0076】
ブレーキ装置は、図32に示す構造のものとすることができる。
本ブレーキ装置においては、マスタシリンダ950が加圧ピストン952を1つしか含まないものであり、加圧ピストン952の前方が加圧室954とされている。加圧ピストン952の後方には後方液圧室が設けられていない。
加圧室954には、液通路42を介してブレーキシリンダ44が接続されており、液通路42の途中にマスタ遮断弁860と補助シリンダ802とが直列に設けられている。マスタ遮断弁860の下流側に補助シリンダ802が設けられているのである。加圧室954には、液通路960によって、補助シリンダ802の後方液圧室888が接続され、液通路960の途中に電磁開閉弁962が設けられている。電磁開閉弁962は常開弁である。また、補助シリンダ802の加圧室882と後方液圧室888とが上記実施形態における場合と同様に、連結通路964によって接続され、連結通路964の途中に電磁開閉弁966が設けられている。電磁開閉弁966は常閉弁である。
【0077】
本実施形態においては、通常制動時には、マスタ遮断弁860が閉状態にされる。マスタ遮断弁860が閉状態にされた状態で、補助シリンダ802の制御により、ブレーキシリンダ44,48液圧が制御される。加圧室882,884の液圧が踏力に応じた目標液圧に近づくように、電動モータ864への供給電流が制御される。ブレーキ液圧は、液通路46に設けられた液圧センサ968によって検出され、マスタシリンダ圧は液通路960に設けられた液圧センサ970によって検出される。
【0078】
ブレーキ液圧が設定圧以下である場合には、第1状態とされる。図33に示すように、電磁開閉弁962が開状態、電磁開閉弁966が閉状態にされる。後方液圧室888には、マスタシリンダ950の加圧室954が連通させられる。
この場合において、加圧ピストン870は電動モータ864の回転に伴って移動させられ、加圧ピストン870の移動に伴って後方液圧室888の容積が増加、減少させられる。この後方液圧室888と加圧室954との間においては、作動液の授受が行われる。また、加圧ピストン870には、電動モータ864の駆動トルクに対応する駆動力Fdが加えられる。
電動モータ864によって出力される駆動トルクと電動モータ864の回転数との関係は電動モータ864の特性によって決まり、加圧ピストン870に加えられる駆動力や加圧ピストン870の移動速度は、電動モータ864への供給電流、加圧室882の液圧等によって決まる。そこで、本実施形態においては、電動モータ864への供給電流が加圧室882,884の液圧が踏力に応じた大きさに制御された場合に、後方液圧室888の容積がブレーキペダル24の操作に応じて、すなわち、加圧室954の容積の変化に応じて変化し、かつ、後方液圧室888の液圧がブレーキペダル24の踏力に応じた大きさになるように、電動モータ864の特性、補助シリンダ802の構造、運動変換装置866の諸元、制御ゲイン等が設定されている。その結果、第1状態において、ブレーキペダル24に、踏力に応じた反力を加えることができるのであり、反力が過大になることを回避することができる。
【0079】
加圧ピストン870には、後方液圧室888の液圧に応じた力と電動モータ864の駆動トルクに応じた駆動力とが加えられるが、後方液圧室888の液圧は加圧室954の液圧PMと同じであるため、加圧室816の液圧Pは、
P=(PM・A3+Fd)/A1
となる。また、本実施形態においては、制御圧Pはマスタ圧PM(踏力に対応する高さ)をγ倍(倍力率)した大きさに制御されるため(P=γ・PM)、この関係を代入すれば、式
P=(γ・Fd)/(γ・A1−A3)
が得られる。
【0080】
ブレーキ液圧が設定圧以上になると第2状態に切り換えられる。第2状態においては、電磁開閉弁966が開状態に、電磁開閉弁962が閉状態に切り換えられる。上記実施形態における場合と同様に、後方液圧室888は加圧室882に連通させられる。この場合には、加圧室882の液圧は、式
P=Fd/(A1−A3)
で表される高さになる。
このように、本実施形態においても、第1状態と第2状態とで、電動モータ864によって加えられる駆動力の変化量ΔFdが同じである場合の加圧室882、884の液圧の増加勾配を変更することができる。また、加圧ピストン870のストロークが同じ場合の加圧室882からの作動液の流出量を変更することができる。
その他、液圧制御装置に含まれるリニアバルブの代わりに電磁開閉弁とすることができる等、本発明は、〔発明が解決しようとする課題,課題解決手段および効果〕の欄に記載の態様の他、当業者による種々の変更,改良を施した態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態であるブレーキ装置の回路図である。
【図2】上記ブレーキ装置に含まれるリニアバルブの概念図である。
【図3】上記ブレーキ装置に含まれるブレーキ液圧制御装置の回路図である。
【図4】上記ブレーキ液圧制御装置によって制御される場合の踏力と液圧源装置の出力液圧との関係を示す図である。
【図5】上記動力源装置のマスタシリンダを示す概念図である。
【図6】上記ブレーキ液圧制御装置によって制御される場合のマスタシリンダの後方液圧室の液圧と加圧室の液圧との関係を示す図である。
【図7】上記ブレーキ液圧制御装置によって制御される場合の加圧室の液圧の変化状態を示す図である。
【図8】上記ブレーキ液圧制御装置によって制御される場合のブレーキシリンダへの作動液の供給流量の変化状態を示す図である。
【図9】上記ブレーキ液圧制御装置のROMに格納された液圧制御プログラムを表すフローチャートである。
【図10】上記ブレーキ液圧制御装置による制御状態を表す図である。
【図11】本発明の別の一実施形態であるブレーキ装置のブレーキ液圧制御装置のROMに格納された切換圧決定テーブルを表す図である。
【図12】本発明のさらに別の一実施形態であるブレーキ装置のブレーキ液圧制御装置のROMに格納された切換圧決定テーブルを表す図である。
【図13】本発明の別の一実施形態であるブレーキ装置のブレーキ液圧制御装置のROMに格納された切換比決定テーブルを表す図である。
【図14】本発明のさらに別の一実施形態であるブレーキ装置の回路図である。
【図15】上記ブレーキ装置のマスタシリンダを示す概念図である。
【図16】上記ブレーキ装置のブレーキ液圧制御装置による制御状態を表す図である。
【図17】本発明のさらに別の一実施形態であるブレーキ装置の回路図である。
【図18】上記ブレーキ装置に含まれるリニアバルブの概念図である。
【図19】上記ブレーキ装置のブレーキ液圧制御装置による制御状態を表す図である。
【図20】本発明のさらに別の一実施形態であるブレーキ装置の回路図である。
【図21】上記ブレーキ装置のマスタシリンダを示す概念図である。
【図22】上記ブレーキ装置のブレーキ液圧制御装置による制御状態を表す図である。
【図23】本発明の別の一実施形態であるブレーキ装置の回路図である。
【図24】本発明の別の一実施形態であるブレーキ装置の回路図である。
【図25】上記ブレーキ装置の駆動伝達装置を表す概念図である。
【図26】上記駆動伝達装置のリンク機構の作動状態を示す図である。
【図27】上記駆動伝達装置の移動速度比を示す図である。
【図28】上記ブレーキ装置の別の駆動伝達装置を表す概念図である。
【図29】上記駆動伝達装置の作動状態を示す図である。
【図30】本発明の別の一実施形態であるブレーキ装置の回路図である。
【図31】上記ブレーキ装置のブレーキ液圧制御装置による制御状態を表す図である。
【図32】本発明の別の一実施形態であるブレーキ装置の回路図である。
【図33】上記ブレーキ装置のブレーキ液圧制御装置による制御状態を表す図である。
【符号の説明】
10,202,292,392、800 マスタシリンダ
12 ポンプ装置
16,200,290,390,490 液圧源装置
26,302,410 加圧室
30,226,304,414 後方液圧室
86 リニアバルブ
88,90,92,240,242,340,342,344,436,438,440,860,862,892,896,962,966 電磁開閉弁
150 ブレーキ液圧制御装置
224 中間液圧室
294,802 補助シリンダ
310,312、870,872 加圧ピストン
318 液圧制御室
416,826 環状室
510,512 リニアバルブ装置
598 動力式液圧源装置
620,864 動力式駆動源
622 駆動伝達装置
888 後方液圧室
882,884 加圧室
Claims (5)
- (a)電気エネルギにより駆動される電動モータと、(b)その電動モータにより駆動され、高圧の作動液を吐出するポンプとを備えたポンプ装置を含む動力式液圧源と、
ブレーキシリンダの液圧により作動させられるブレーキと、
前記動力式液圧源と前記ブレーキシリンダとの間に設けられ、(c)シリンダハウジングと、(d)そのシリンダハウジングに液密かつ摺動可能に嵌合され、前方の加圧室と後方の後方液圧室とに対する受圧面積が互いに異なる加圧ピストンとを備え、その加圧ピストンの前進に伴って前記加圧室の作動液を前記ブレーキシリンダに供給する液圧シリンダと、
前記動力式液圧源とブレーキシリンダとの間に設けられ、前記動力式液圧源から供給される同じ量の作動液に対して、ブレーキシリンダへの作動液の供給流量を変更する供給流量変更装置と
を含むブレーキ装置であって、
前記供給流量変更装置が、(e)前記ブレーキシリンダの液圧を検出する液圧センサと、(f)その液圧センサによって検出された前記ブレーキシリンダの液圧が、前記ポンプ装置の最大吐出圧で決まる設定液圧に達する前は、前記ポンプ装置の作動液を、前記液圧シリンダの前記後方液圧室と前記前方加圧室とのうち、前記加圧ピストンの受圧面積が小さい方の液圧室に供給する状態とし、前記ブレーキシリンダの液圧が前記設定液圧に達した後に前記受圧面積が大きい方の液圧室に供給する状態に変更する第1の供給先変更装置とを含むことを特徴とするブレーキ装置。 - 前記供給流量変更装置が、前記第1の供給先変更装置により前記ポンプ装置の作動液が前記加圧室に供給される状態において、前記後方液圧室からの作動液の流出を阻止する流出阻止装置を含む請求項1に記載のブレーキ装置。
- 前記供給流量変更装置が、さらに、前記液圧センサによって検出された前記ブレーキシリンダの液圧の増加勾配に基づいて前記供給流量を変更する手段を含む請求項1または2に記載のブレーキ装置。
- 前記供給流量変更装置が、さらに、前記液圧センサによって検出された前記ブレーキシリンダの液圧が、前記作動液の温度に基づいて決まる設定液圧に達した場合に、前記供給流量を変更する手段を含む請求項1ないし3のいずれか1つに記載のブレーキ装置。
- 当該ブレーキ装置が、
前記動力式液圧源から供給された作動液の液圧により前進させられる加圧ピストンを備え、前記液圧シリンダから遮断された状態で、その加圧ピストンの前進に伴ってその加圧ピストンの前方の加圧室の作動液をブレーキシリンダに供給する補助シリンダを含み、
前記供給流量変更装置が、前記動力式液圧源の作動液を前記後方液圧室に供給する状態と前記補助シリンダに供給する状態とに切り換え可能な第2の供給先変更装置を含む請求項1ないし4のいずれか1つに記載のブレーキ装置。
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