JP4492675B2 - 車両用制動装置 - Google Patents

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Description

本発明は、乗員のブレーキ操作に対して車両に付与する制動力を電子制御する車両用制動装置に関するものである。
車両の制動装置として、ブレーキペダルから入力されたブレーキ操作力や操作量などに対して制動装置の制動力、つまり、この制動装置を駆動するホイールシリンダへ供給する油圧を電気的に制御する電子制御制動装置として、アキュムレータに蓄えられた油圧により制動力を制御するECB(Electronically Controlled Brake)が知られている。
このECBは、ポンプによって昇圧した油圧をアキュムレータに蓄えておき、運転者の制動要求に応じて調圧制御して制動装置としてのホイールシリンダに供給するものである。即ち、運転者がブレーキペダルを操作すると、マスタシリンダがその操作量に応じた油圧を発生すると共に、作動油の一部がストロークシミュレータに流れ込み、ブレーキペダルの踏力(操作力)に応じたブレーキペダルの操作量が調整される一方、ブレーキECUはペダルストロークに応じて車両の目標減速度を設定し、各車輪に付与する制動力分配を決定し、アキュムレータから各ホイールシリンダに対して所定の油圧を付与するようにしている。
上述したECBでは、ブレーキペダルから入力されたブレーキ操作に応じた適正な制動油圧を設定し、アキュムレータから各ホイールシリンダに対して適正な油圧を供給することで、制動力を電気的に制御することから、電源装置の失陥時には、ホイールシリンダに適正な油圧を供給することができない。そこで、マスタシリンダと各ホイールシリンダとの間にマスタカット弁を設け、電源装置の失陥時には、このマスタカット弁を開放し、マスタシリンダからの加圧力を直接ホイールシリンダに付与することで、制動力を確保するようにしている。
このような車両用ブレーキシステムとして、例えば、下記に示す特許文献1に記載されたものがある。
特開2001−225739号公報
ところで、このECBにて、前後4つの車輪の各ホイールシリンダを個別に加圧することで、4つの車輪の制動力を独立して制御可能に構成する場合、加圧ラインが4系統あるためにマスタカット弁が2系統必要となってしまい、構造の複雑化や製造コストの増大を招いてしまう。また、電源装置の失陥時におけるバックアップシステム、ハイドロブースターによる助勢制御にて、左右輪の各ホイールシリンダへの制御圧差による仕様変更対応が必要であり、この点でも、構造の複雑化や製造コストの増大を招いてしまう。
本発明は、このような問題を解決するためのものであって、構造の簡素化及び低コスト化を可能とすると共に、電源装置の失陥時であっても適正な制動力を確保することで信頼性及び安全性の向上を図った車両用制動装置を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の車両用制動装置は、乗員が制動操作する操作部材と、シリンダ内に駆動ピストンが移動自在に支持されることで前方圧力室及び後方圧力室が区画されると共に前記操作部材により前記駆動ピストンを移動することで前記前方圧力室の油圧を出力可能なマスタシリンダと、前記操作部材から前記駆動ピストンに入力される操作力に応じた目標制御圧を設定する制御圧設定手段と、油圧供給源と、前記前方圧力室に連結されて車輪に制動力を発生させる第1及び第2ホイールシリンダと、前記目標制御圧に基づいて前記油圧供給源からの油圧を調圧して前記第1ホイールシリンダに出力可能な第1圧力制御弁と、前記目標制御圧に基づいて前記油圧供給源からの油圧を調圧して前記後方圧力室に出力可能な第2圧力制御弁と、前記第1ホイールシリンダと前記第2ホイールシリンダとを連通及び遮断可能な切換弁とを具えたことを特徴とするものである。
本発明の車両用制動装置では、前記第1及び第2ホイールシリンダは、前輪の左右輪に対して制動力を発生させるホイールシリンダであることを特徴としている。
本発明の車両用制動装置では、前記油圧供給源は、アキュムレータを有することを特徴としている。
本発明の車両用制動装置では、前記油圧供給源に連結されて後輪の左右輪に制動力を発生させる第3及び第4ホイールシリンダと、前記目標制御圧に基づいて前記油圧供給源からの油圧を調圧して前記第3及び第4ホイールシリンダに出力可能な第3及び第4圧力制御弁を設けたことを特徴としている。
本発明の車両用制動装置では、前記駆動ピストンは、シリンダ内に直列に配置された入力ピストンと加圧ピストンとを有し、前記入力ピストンに前記操作部材の操作力が入力可能であり、前記加圧ピストンの前方に前記前方圧力室が区画されると共に、前記入力ピストンと前記加圧ピストンとの間に前記後方圧力室が区画されたことを特徴としている。
本発明の車両用制動装置では、前記油圧供給源からの油圧を調圧して前記第1ホイールシリンダに出力可能な油圧ラインに前記第1圧力制御弁と直列に動力分離機構が設けられたことを特徴としている。
本発明の車両用制動装置では、前記動力分離機構を迂回して前記第1ホイールシリンダと前記第2ホイールシリンダとを連結する連結ラインが設けられ、該連結ラインに前記切換弁が設けられたことを特徴としている。
本発明の車両用制動装置では、前記切換弁は、前記第1圧力制御弁により調圧された油圧に応じて前記第1ホイールシリンダと前記第2ホイールシリンダとを連通及び遮断可能であることを特徴としている。
本発明の車両用制動装置では、前記切換弁は、動力分離機構に作用する油圧に応じて前記第1ホイールシリンダと前記第2ホイールシリンダとを連通及び遮断可能であることを特徴としている。
本発明の車両用制動装置では、前記第1圧力制御弁により動力分離機構にプレ油圧を作用させることで前記第1ホイールシリンダと前記第2ホイールシリンダとの連通が遮断された後、前記目標制御圧に基づいて前記第1圧力制御弁及び前記第2圧力制御弁により前記油圧供給源からの油圧が調圧されることを特徴としている。
本発明の車両用制動装置では、前記切換弁は通電時に前記第1ホイールシリンダと前記第2ホイールシリンダとを遮断し、前記第1及び第2ホイールシリンダのうちのいずれか一方の制御圧が前記目標制御圧より予め設定された規定値以上低いときに、前記切換弁により前記第1ホイールシリンダと前記第2ホイールシリンダを連通することを特徴としている。
本発明の車両用制動装置では、前記第1及び第2ホイールシリンダの両方の制御圧が前記目標制御圧より予め設定された規定値以上低いときに、前記切換弁により前記第1ホイールシリンダと前記第2ホイールシリンダを遮断することを特徴としている。
本発明の車両用制動装置によれば、シリンダ内に駆動ピストンが移動自在に支持されることで前方圧力室及び後方圧力室が区画されると共に操作部材により駆動ピストンを移動することで前方圧力室の油圧を出力可能なマスタシリンダを設け、この前方圧力室に車輪に制動力を発生させる第1及び第2ホイールシリンダを連結し、目標制御圧に基づいて油圧供給源からの油圧を調圧して第1ホイールシリンダに出力可能な第1圧力制御弁と、目標制御圧に基づいて油圧供給源からの油圧を調圧して後方圧力室に出力可能な第2圧力制御弁とを設けると共に、第1ホイールシリンダと第2ホイールシリンダとを連通及び遮断可能な切換弁を設けている。
従って、電源装置が正常であるとき、切換弁により第1ホイールシリンダと第2ホイールシリンダとが遮断状態にあり、第1圧力制御弁は、目標制御圧に基づいて油圧供給源からの油圧を調圧して第1ホイールシリンダに出力すると共に、第2圧力制御弁は、目標制御圧に基づいて油圧供給源からの油圧を調圧して後方圧力室に出力し、加圧ピストンをアシストして前方圧力室の油圧を第2ホイールシリンダに出力することで、車輪に対してホイールシリンダが適正な制動力を付与することができる一方、電源装置が失陥したとき、切換弁により第1ホイールシリンダと第2ホイールシリンダとが連通状態にあり、操作部材の操作により駆動ピストンが移動することで、前方加圧室が加圧されて発生する油圧が第1及び第2ホイールシリンダに出力することで、車輪に対してホイールシリンダが適正な制動力を付与することができることとなり、常時適正な制動力を確保することで信頼性及び安全性の向上を図ることができると共に、構造の簡素化及び低コスト化を可能とすることができる。
以下に、本発明に係る車両用制動装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。
図1は、本発明の実施例1に係る車両用制動装置を表す概略構成図である。
実施例1の車両用制動装置において、図1に示すように、マスタシリンダ11は、シリンダ12内に駆動ピストンとしての入力ピストン13と加圧ピストン14が軸方向に移動自在に支持されて構成されている。このシリンダ12は、基端部が開口して先端部が閉塞した円筒形状をなし、内部に入力ピストン13と加圧ピストン14が同軸上に配置されて軸方向に沿って移動自在に支持されている。
また、操作部材としてのブレーキペダル15は、上端部が図示しない車体の取付ブラケットに支持軸16により回動自在に支持されており、下端部に運転者が踏み込み操作可能なペダル17が取付けられている。そして、ブレーキペダル15は、中間部に連結軸18によりクレビス19が取付けられ、このクレビス19には操作ロッド20の基端部が連結されている。そして、シリンダ12の基端部側に配置された入力ピストン13は、基端部にブレーキペダル15の操作ロッド20の先端部が連結されている。
また、入力ピストン13は、外周面がシリンダ12の内周面に圧入または螺合して固定された円筒形状をなす前後の支持部材21,22の内周面により移動自在に支持されると共に、円盤形状のフランジ部23がシリンダ12の内周面に移動自在に支持されている。そして、入力ピストン13は、フランジ部23が各支持部材21,22に当接することでその移動ストロークが規制されると共に、支持部材22とブレーキペダル15のブラケット24との間に張設された反力スプリング25によりフランジ部23が支持部材22に当接する位置に付勢支持されている。
シリンダ12の先端部側に配置された加圧ピストン14は断面がコ字形状をなし、外周面がシリンダ12の内周面に移動自在に支持されている。そして、加圧ピストン14は、前後の端面がシリンダ12と支持部材21に当接することでその移動ストロークが規制されると共に、シリンダ12との間に張設された付勢スプリング26により加圧ピストン14が支持部材21に当接する位置に付勢支持されている。この場合、入力ピストン13の先端面と加圧ピストン14の基端面とは、所定間隔(ストローク)S0をもって離間した状態で保持されている。
従って、運転者がペダル17を踏み込むことでブレーキペダル15が回動すると、その操作力が操作ロッド20を介して入力ピストン13に伝達され、この入力ピストン13が反力スプリング25の付勢力に抗して前進可能であり、入力ピストン13が所定ストロークS0だけ前進すると、加圧ピストン14に当接して押圧可能であり、一体となって前進可能となっている。
このようにシリンダ12内に入力ピストン13と加圧ピストン14が同軸上に移動自在に配置されることで、加圧ピストン14における前進方向(図1にて左方)に前方圧力室R1が区画され、加圧ピストン14における後退方向(図1にて右方)、つまり、入力ピストン13と加圧ピストン14との間に後方圧力室R2が区画され、入力ピストン13における後退方向(図1にて右方)、つまり、入力ピストン13と支持部材22の間に循環圧力室R3が区画されている。また、支持部材21と入力ピストン13のフランジ部23との間に反力室R4が形成されている。そして、後方圧力室R2と循環圧力室R3とは、入力ピストン13内に形成された連通路27により連通されている。
一方、前輪FR,FL及び後輪RR,RLにはそれぞれブレーキ装置(制動装置)を作動させるホイールシリンダ28FR,28FL,28RR,28RLが設けられており、ABS(Antilock Brake System)29により作動可能となっている。本実施例では、前輪FR,FLのホイールシリンダ28FR,28FLが、本発明の第1及び第2ホイールシリンダに該当し、後輪RR,RLのホイールシリンダ28RR,28RLが発明の第3及び第4ホイールシリンダに該当する。
即ち、マスタシリンダ11の前方圧力室R1に連通する第1圧力ポート30には、第1油圧配管31の一端部が連結されており、この第1油圧配管31の他端部は前輪FLのホイールシリンダ28FLに連結されている。また、マスタシリンダ11の後方圧力室R2に環状の連結通路32を介して連通する第2圧力ポート33には、第2油圧配管34の一端部が連結されている。
油圧ポンプ35はモータ36により駆動可能であり、配管37を介してリザーバタンク38に連結されると共に、配管39を介してアキュムレータ40に連結されている。従って、モータ36を駆動すると、油圧ポンプ35はリザーバタンク38に貯留されている作動油をアキュムレータ40に供給して昇圧することができ、アキュムレータ40は、所定圧力の油圧を蓄圧することができる。本実施例では、油圧ポンプ35とアキュムレータ40により油圧供給源が構成されている。
アキュムレータ40は、高圧供給配管41の基端部が連結されており、この高圧供給配管41の先端部は、4つの油圧供給配管42a,42b,42c,42dに分岐され、第1油圧供給配管42aの先端部が前輪FRのホイールシリンダ28FRに連結され、第3油圧供給配管42cの先端部が後輪RRのホイールシリンダ28RRに連結され、第4油圧供給配管42dの先端部が後輪RLのホイールシリンダ28RLに連結されている。そして、各油圧供給配管42a,42b,42c,42dには、それぞれ電磁式の増圧弁43a,43b,43c,43dが配置されている。なお、この増圧弁43a,43b,43c,43dは、ノーマルオープンタイプの電磁式開閉弁であって、電力供給時に閉止する。
また、各油圧供給配管42a,42b,42c,42dにおける増圧弁43a,43b,43c,43dの下流側には、油圧排出配管44a,44b,44c,44dが連結されており、各油圧排出配管44a,44b,44c,44dは、集合して第3油圧配管45を介して配管37に連結されている。そして、各油圧排出配管44a,44b,44c,44dには、それぞれ電磁式の減圧弁46a,46b,46c,46dが配置されている。また、一端部が第2圧力ポート33及び連結通路32を介してマスタシリンダ11の後方圧力室R2に連通する第2油圧配管34の他端部が、油圧供給配管42bと油圧排出配管44bとの連結部、つまり、第2増圧弁43bと第2減圧弁46bとの間の配管に連結されている。なお、この減圧弁46a,46b,46c,46dは、ノーマルクローズタイプの電磁式開閉弁であって、電力供給時に開放する。
また、前輪FRにおけるホイールシリンダ28FRとホイールシリンダ28FLとを連通及び遮断可能とする切換弁47が、第1油圧配管31と第1油圧供給配管42aとを連結する連結配管48に配置されている。この切換弁47は、ノーマルオープンタイプの電磁式開閉弁であって、電力供給時に閉止する。
本実施例では、第1増圧弁43a及び第1減圧弁46aにより本発明の第1圧力制御弁が構成され、アキュムレータ40からの油圧を調圧して前輪FRのホイールシリンダ28FRに出力可能となっている。また、第2増圧弁43b及び第2減圧弁46bにより本発明の第2圧力制御弁が構成され、アキュムレータ40からの油圧を調圧して第2油圧配管34を介してマスタシリンダ11の後方圧力室R2に出力可能であり、加圧ピストン14をアシストすることで前方圧力室R1の油圧を第1油圧配管31を介して前輪FLのホイールシリンダ28FLに出力可能となっている。更に、第3増圧弁43c及び第3減圧弁46cにより本発明の第3圧力制御弁が構成され、アキュムレータ40からの油圧を調圧して後輪RRのホイールシリンダ28RRに出力可能となっている。また、第4増圧弁43d及び第4減圧弁46dにより本発明の第4圧力制御弁が構成され、アキュムレータ40からの油圧を調圧して後輪RLのホイールシリンダ28RLに出力可能となっている。
また、マスタシリンダ11の前方圧力室R1には、補助ポート49,50がシリンダ12及び加圧ピストン14を貫通して形成されており、この補助ポート49,50は油圧配管51を介してリザーバタンク38に連結されている。
更に、マスタシリンダ11のシリンダ12には、反力室R4に連通する反力ポート52が形成されており、この反力ポート52とリザーバタンク38に連通する配管37とは、連結配管53により連結されており、この連結配管53に、ストロークシミュレータ54が配置されている。このストロークシミュレータ54は、運転者によるブレーキペダル15の操作量に応じたペダルストロークを発生させるものであり、マスタシリンダ11の反力室R4を加圧することで、ブレーキペダル15を介して運転者に操作反力を付与することができる。なお、連結配管53と配管37との間には、ストロークシミュレータ54を迂回するバイパス配管55が設けられており、このバイパス配管55に開閉弁56が配置されている。この開閉弁56は、ノーマルオープン式の電磁式開閉弁であって、電力供給時に閉止する。
なお、シリンダ12と入力ピストン13と加圧ピストン14等の要部には、Oリング57が装着されると共に、ワンウェイシール58が装着されており、油圧の漏洩を防止している。
このように構成された本実施例の車両用制動装置にて、電子制御ユニット(ECU)61は、ブレーキペダル15から入力ピストン13に入力される操作力(ペダル踏力)に応じた目標制御圧を設定し、この設定された目標制御圧に基づいて増圧弁43a,43c,43d及び減圧弁46a,46c,46dを制御することで、ABS29を介して各ホイールシリンダ28FR,28RR,28RLに制動油圧を付与すると共に、第2増圧弁43b及び第2減圧弁46bを制御することで、マスタシリンダ11の後方圧力室R2に制御圧を作用させて加圧ピストン14をアシストし、前方圧力室R1から制動油圧を出力させ、ABS29を介してホイールシリンダ28FLに付与し、前輪FR,FL及び後輪RR,RLに制動力を作用させるようにしている。
即ち、ブレーキペダル15には、このブレーキペダル15のペダルストロークSpを検出するストロークセンサ62と、そのペダル踏力Fpを検出する踏力センサ63が設けられており、各検出結果をECU61に出力している。また、第1油圧供給配管42aには、油圧を検出する第1圧力センサ64が設けられており、この第1圧力センサ64は、前輪FRのホイールシリンダ28FRへ供給される制御圧P1を検出し、検出結果をECU61に出力している。第1油圧配管31には、油圧を検出する第2圧力センサ65が設けられており、この第2圧力センサ65は、マスタシリンダ11の前方圧力室R1から前輪FLのホイールシリンダ28FLへ供給される制御圧P2を検出し、検出結果をECU61に出力している。更に、第3、第4油圧供給配管42c,42dには、油圧を検出する第3、第4圧力センサ66,67が設けられており、この第3、第4圧力センサ66,67は、後輪RR,RLのホイールシリンダ28RR,28RLへ供給される制御圧P3,P4を検出し、検出結果をECU61に出力している。
更に、アキュムレータ40から各油圧供給配管42a,42b,42c,42dに至る高圧供給配管41には、油圧を検出する圧力センサ68が設けられている。この圧力センサ68は、アキュムレータ40に蓄圧された油圧Phを検出し、検出結果をECU61に出力している。この場合、ECU61は、圧力センサ68が検出したアキュムレータ40に蓄圧された油圧Phが予め設定された圧力より低いときには、モータ36を駆動して油圧ポンプ35を作動することで、アキュムレータ40の蓄圧を昇圧する。また、連結配管53における反力ポート52とストロークシミュレータ54との間には、油圧を検出する圧力センサ69が設けられている。この圧力センサ69は、ストロークシミュレータ54により反力室R4に作用すれる反力油圧Prを検出し、検出結果をECU61に出力している。また、前輪FR,FL及び後輪RR,RLには、それぞれ車輪速センサ70が設けられており、検出した各車輪速度をECU61に出力している。
従って、ECU61は、踏力センサ63が検出したブレーキペダル15のペダル踏力Fp(または、ストロークセンサ62が検出したペダルストロークSp)に基づいて目標制御圧PTを設定し、増圧弁43a,43b,43c,43d及び減圧弁46a,46b,46c,46dを制御する一方、各圧力センサ64,65,66,67が検出した制御圧P1,P2,P3,P4をフィードバックし、目標制御圧PTと制御圧P1,P2、P3、P4とが一致するように制御している。このとき、ECU61は、車両の走行状態に応じて増圧弁43a,43b,43c,43d及び減圧弁46a,46b,46c,46dを個別に制御することで、各ホイールシリンダ28FR,28FL,28RR,28RLを独立して加圧し、前輪FR,FL及び後輪RR,RLの制動力を調整している。
また、このときにブレーキペダル15に与える反力は、反力スプリング25によるスプリング力と反力室R4に作用する反力油圧Prとの加算値である。この場合、スプリング力はスプリングの諸元により決まる値で一定となっており、反力油圧Prはストロークシミュレータ54により設定される。
本実施例の車両用制動装置による制動力制御について、具体的に説明すると、乗員がブレーキペダル15を踏むと、その操作力により入力ピストン13が前進し、所定のストロークS0が維持されたままで加圧ピストン14が前進し、後方圧力室R2の油圧は連通路27を通して循環圧力室R3に流れることとなり、入力ピストン13がフリーの状態となって、後方圧力室R2の油圧が入力ピストン13を介してブレーキペダル15に対する反力として作用することはない。
そして、踏力センサ63はペダル踏力Fpを検出し、ECU61は、このペダル踏力Fpに基づいて目標制御圧PTを設定する。そして、ECU61は、この目標制御圧PTに基づいて増圧弁43a,43b,43c,43d及び減圧弁46a,46b,46c,46dを制御し、前輪FR,FL及び後輪RR,RLの各ホイールシリンダ28FR,28FL,28RR,28RLの制動油圧を制御する。
即ち、電源系統が正常に作動している場合には、切換弁47により連結配管48が閉止され、開閉弁56によりバイパス配管55が閉止されている。そのため、ECU61は、目標制御圧PTに基づいて第1増圧弁43a及び第1減圧弁46aを制御することで、アキュムレータ40からの油圧を増圧または減圧し、前輪FRのホイールシリンダ28FRに出力すると共に、第1圧力センサ64が検出した制御圧P1をフィードバックしている。また、ECU61は、目標制御圧PTに基づいて第2増圧弁43b及び第2減圧弁46bを制御弁することで、アキュムレータ40からの油圧を増圧または減圧し、第2油圧配管34を通してマスタシリンダ11の後方圧力室R2に出力する。すると、このマスタシリンダ11では、後方圧力室R2への加圧または減圧により加圧ピストン14がアシストされることとなり、前方圧力室R1を加圧して油圧を第1油圧配管31を通して前輪FLのホイールシリンダ28FLに出力すると共に、第2圧力センサ65が検出した制御圧P2をフィードバックしている。
更に、ECU61は、目標制御圧PTに基づいて第3、第4増圧弁43c,43d及び第3、第4減圧弁46c,46dを制御弁することで、アキュムレータ40からの油圧を増圧または減圧し、後輪RR,RLのホイールシリンダ28RR,28RLに出力すると共に、第3、第4圧力センサ66,67が検出した制御圧P3,P4をフィードバックしている。
従って、アキュムレータ40からの油圧が各増圧弁43a,43c,43d及び減圧弁46a,46c,46dを介して制動油圧としてホイールシリンダ28FR,28RR,28RLに出力されると共に、アキュムレータ40からの油圧が各増圧弁43b及び減圧弁46bを介してマスタシリンダ11の後方圧力室R2に出力され、加圧ピストン14をアシストすることで前方圧力室R1を加圧し、この前方圧力室R1からの油圧が第1油圧配管31を通して制動油圧としてホイールシリンダ28FLに出力される。そのため、ABS29では、前輪FR,FL及び後輪RR,RLの各ホイールシリンダ28FR,28FL,28RR,28RLの制動油圧が個別に調整されて付与されることとなり、前輪FR,FL及び後輪RR,RLに対して、乗員のブレーキペダル15の操作力に応じた制動力を発生させることができる。
また、電源系統に故障が発生して失陥した場合には、増圧弁43a,43b,43c,43d及び減圧弁46a,46b,46c,46dを電気的に制御することで、各ホイールシリンダ28FR,28FL,28RR,28RLへ付与する制動油圧を適正油圧に制御することができない。ところが、本実施例では、マスタシリンダ11の前方圧力室R1とホイールシリンダ28FLとを第1油圧配管31により直接連結すると共に、この第1油圧配管31と第1油圧供給配管42aを連結する連結配管48にノーマルオープン式の切換弁47を設けている。
従って、この電源系統の失陥時に、切換弁47により連結配管48が開放され、開閉弁56によりバイパス配管55が開放されており、この状態で、乗員がブレーキペダル15を踏むと、その操作力により入力ピストン13が所定のストロークS0だけ前進すると、加圧ピストン14に当接して両ピストン13,14が一体となって前進する。すると、前方圧力室R1が加圧されることで、この前方圧力室R1の油圧が第1油圧配管31に吐出する。そして、この第1油圧配管31に吐出された油圧が、第1油圧配管31を通って前輪FLのホイールシリンダ28FLに制動油圧として付与されると共に、連結配管48及び第1油圧供給配管42aを通って前輪FRのホイールシリンダ28FRに制動油圧として付与されることとなり、前輪FR,FLに対して乗員のブレーキペダル15の操作力に応じた制動力を発生させることができる。
このように実施例1の車両用制動装置にあっては、シリンダ12内に入力ピストン13と加圧ピストン14を直列で移動自在に支持することで前方圧力室R1と後方圧力室R2を区画すると共に、ブレーキペダル15により入力ピストン13を移動することで、加圧ピストン14を介して前方圧力室R1の油圧を出力可能なマスタシリンダ11を設け、アキュムレータ40の高圧供給配管41を油圧供給配管42a,42c,42dを介してホイールシリンダ28FR,28RR,28RLに連結すると共に、油圧供給配管42b及び第2油圧配管34を介して後方圧力室R2に連結し、各油圧供給配管42a,42b,42c,42dに増圧弁43a,43b,43c,43d及び減圧弁46a,46b,46c,46dを装着し、前方圧力室R1に第1油圧配管31を介してホイールシリンダ28FLを連結し、第1油圧配管31と油圧供給配管42aとを連結する連結配管48に切換弁47を設けている。
従って、電源系統の正常時に、ECU61は、ペダル踏力Fpに応じた目標制御圧PTを設定し、この目標制御圧PTに基づいて増圧弁43a,43c,43d及び第1減圧弁46a,46c,46dを制御することで、アキュムレータ40からの油圧を調圧し、前輪FRのホイールシリンダ28FR及び後輪RR,RLのホイールシリンダ28RR,28RLに出力すると共に、第2増圧弁43b及び第2減圧弁46bを制御することで、アキュムレータ40からの油圧を調圧し、第2油圧配管34を通して後方圧力室R2に出力して加圧ピストン14をアシストし、前方圧力室R1を加圧した油圧を第1油圧配管31を通して前輪FLのホイールシリンダ28FLに出力し、各ホイールシリンダ28FR,28FL,28RR,28RLに適正な制御圧を作用させることで、前輪FR,FL及び後輪RR,RLに対して乗員のブレーキペダル15の操作力に応じた適正な制動力を発生させることができる。
一方、電源系統の失陥時には、切換弁47により第1油圧配管31と油圧供給配管42aとを連結する連結配管48が開放されており、ブレーキペダル15の操作に応じて入力ピストン13及び加圧ピストン14が一体となって移動して前方圧力室R1が加圧され、前方圧力室R1の油圧が第1油圧配管31を介して前輪FLのホイールシリンダ28FLに出力されると共に、前方圧力室R1の油圧が第1油圧配管31、連結配管48、第1油圧供給配管42aを介して前輪FRのホイールシリンダ28FRに出力されることとなり、制動油圧を各ホイールシリンダ28FR,28FL,28RR,28RLに作用させ、前輪FR,FL及び後輪RR,RLに対して乗員のブレーキペダル15の操作力に応じた適正な制動力を発生させることができる。
また、本実施例では、マスタシリンダ11の前方圧力室R1に第1油圧配管31を介して前輪FRのホイールシリンダ28FRを連結すると共に、この第1油圧配管31に連結配管48aを介して油圧供給配管42aを連結し、この油圧供給配管42aに前輪FLのホイールシリンダ28FLを連結し、連結配管48にノーマルオープン式の切換弁47を設けている。従って、簡単な構成で、電源系統の正常時と電源系統の失陥時における適正な制動油圧を確保することができ、構造の簡素化及び低コスト化を可能とすることができる。
このように本実施例では、電源系統の正常時には、目標制御圧PTに基づいて増圧弁43a,43c,43d及び第1減圧弁46a,46c,46dを制御することで、乗員によるブレーキペダル15の操作に応じた油圧を確実に発生させることができる一方、電源系統の失陥時には、マスタシリンダ11の静圧を直接ホイールシリンダ28FR,28FLに作用させることで、乗員によるブレーキペダル15の操作に応じた油圧を確実に発生させることができ、その結果、油圧経路を簡略化して構造の簡素化を図ることができると共に、製造コストを低減することができる一方、適正な制動力制御を可能とすることができ、信頼性及び安全性の向上を図ることができる。
図2は、本発明の実施例2に係る車両用制動装置を表す概略構成図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
実施例2の車両用制動装置において、図2に示すように、マスタシリンダ11は、シリンダ12内に駆動ピストンとしての入力ピストン13と加圧ピストン14が軸方向に移動自在に支持されて構成されている。そして、ブレーキペダル15は、操作ロッド20を介して入力ピストン13に連結されている。入力ピストン13は、フランジ部23が各支持部材21,22に当接することでその移動ストロークが規制されると共に、反力スプリング25によりフランジ部23が支持部材22に当接する位置に付勢支持されている。加圧ピストン14は、前後の端面がシリンダ12と支持部材21に当接することでその移動ストロークが規制されると共に、付勢スプリング26により支持部材21に当接する位置に付勢支持されており、入力ピストン13と加圧ピストン14とは、所定間隔(ストローク)S0をもって離間した状態で保持されている。
シリンダ12内にて、加圧ピストン14における前進方向(図2にて左方)に前方圧力室R1が区画され、加圧ピストン14における後退方向(図2にて右方)、つまり、入力ピストン13と加圧ピストン14との間に後方圧力室R2が区画され、入力ピストン13における後退方向(図2にて右方)、つまり、入力ピストン13と支持部材22の間に循環圧力室R3が区画されている。また、支持部材21と入力ピストン13のフランジ部23との間に反力室R4が形成されている。そして、後方圧力室R2と循環圧力室R3とは、入力ピストン13内に形成された連通路27により連通されている。
一方、前輪FR,FL及び後輪RR,RLにはホイールシリンダ28FR,28FL,28RR,28RLが設けられており、ABS29により作動可能となっている。このABS29にて、マスタシリンダ11の前方圧力室R1に連通する第1圧力ポート30には、第1油圧配管31の一端部が連結され、この第1油圧配管31の他端部は前輪FLのホイールシリンダ28FLに連結されている。また、マスタシリンダ11の後方圧力室R2に環状の連結通路32を介して連通する第2圧力ポート33には、第2油圧配管34の一端部が連結されている。
油圧ポンプ35により昇圧した油圧を蓄圧可能なアキュムレータ40は、高圧供給配管41を介して4つの油圧供給配管42a,42b,42c,42dが連結され、第1油圧供給配管42aの先端部が動力分離機構71に連結され、この動力分離機構71は第1油圧伝達配管72により前輪FRのホイールシリンダ28FRに連結され、第3油圧供給配管42cの先端部が後輪RRのホイールシリンダ28RRに連結され、第4油圧供給配管42dが後輪RLのホイールシリンダ28RLに連結されている。そして、各油圧供給配管42a,42b,42c,42dには、それぞれノーマルオープンタイプの電磁式の増圧弁43a,43b,43c,43dが配置されている。
また、各油圧供給配管42a,42b,42c,42dにおける増圧弁43a,43b,43c,43dの下流側には、油圧排出配管44a,44b,44c,44dが連結されており、各油圧排出配管44a,44b,44c,44dは、集合して第3油圧配管45を介して配管37に連結されている。そして、各油圧排出配管44a,44b,44c,44dには、それぞれノーマルクローズタイプの電磁式の減圧弁46a,46b,46c,46dが配置されている。第2油圧配管34の他端部は、油圧供給配管42bと油圧排出配管44bとの連結部、つまり、第2増圧弁43bと第2減圧弁46bとの間の配管に連結されている。
上述した動力分離機構71は、マスタシリンダ11側の油圧系とアキュムレータ40側の油圧系の動力を分離することで、電源装置の失陥時に、マスタシリンダ11側の油圧系へのエアの混入による作動不良を防止するものである。即ち、中空形状をなすシリンダ73内には、動力分離ピストン74が移動自在に支持されると共に、付勢スプリング75により一方に付勢支持されており、2つの圧力室R11,R12が区画されている。そして、圧力室R11に連通する入力ポート76に第1油圧供給配管42aが連結される一方、圧力室R12に連通する出力ポート77に第1油圧伝達配管72が連結されている。また、シリンダ73には、動力分離ピストン74の側面に連通する補助ポート78が形成され、補助配管79を介してリザーバタンク38に連結されており、補助ポート78の両側にはワンウェイシール80が装着されて油圧の漏洩を防止している。
また、前輪FRにおけるホイールシリンダ28FRとホイールシリンダ28FLとを連通及び遮断可能とする切換弁47が、第1油圧配管31と第1油圧伝達配管72とを連結する連結配管48に配置されている。この切換弁47は、ノーマルオープンタイプの電磁式開閉弁であって、電力供給時に閉止する。この場合、連結配管48は、動力分離機構71を迂回してホイールシリンダ28FRとホイールシリンダ28FLとを連結する連結ラインとして機能する。
従って、切換弁47により連結配管48が閉止状態にあるとき、第1増圧弁43a及び第1減圧弁46aにより調圧された制御圧は、第1油圧供給配管42aから動力分離機構71の入力ポート76から圧力室R11に作用し、付勢スプリング75の付勢力に抗して動力分離ピストン74を移動することで圧力室R12が加圧され、出力ポート77から第1油圧伝達配管72を介してホイールシリンダ28FRに出力される。一方、切換弁47により連結配管48が開放状態にあるとき、マスタシリンダ11の前方圧力室R1から吐出された制御圧は、第1油圧配管31から連結配管48を通り、動力分離機構71を迂回して第1油圧伝達配管72を介してホイールシリンダ28FRに出力される。
また、マスタシリンダ11の前方圧力室R1には、補助ポート49,50がシリンダ12及び加圧ピストン14を貫通して形成されており、この補助ポート49,50は油圧配管51を介してリザーバタンク38に連結されている。更に、マスタシリンダ11のシリンダ12には、反力室R4に連通する反力ポート52が形成されており、この反力ポート52と配管37とを連結する連結配管53にストロークシミュレータ54が配置されている。また、連結配管53と配管37との間には、ストロークシミュレータ54を迂回するバイパス配管55が設けられており、このバイパス配管55にノーマルオープンタイプの電磁式の開閉弁56が配置されている。
ところで、ブレーキペダル15には、このブレーキペダル15のペダルストロークSpを検出するストロークセンサ62と、そのペダル踏力Fpを検出する踏力センサ63が設けられており、各検出結果をECU61に出力している。また、第1油圧供給配管42aにつながる連結配管48には、前輪FRのホイールシリンダ28FRへ供給される制御圧P1を検出する第1圧力センサ64が設けられている。第1油圧配管31には、マスタシリンダ11の前方圧力室R1から前輪FLのホイールシリンダ28FLへ供給される制御圧P2を検出する第2圧力センサ65が設けられている。更に、第3、第4油圧供給配管42c,42dには、後輪RR,RLのホイールシリンダ28RR,28RLへ供給される制御圧P3,P4を検出する第3、第4圧力センサ66,67が設けられている。そして、各圧力センサ64,65,66,67は検出結果をECU61に出力している。
また、アキュムレータ40から各油圧供給配管42a,42b,42c,42dに至る高圧供給配管41には、アキュムレータ40に蓄圧された油圧Phを検出する圧力センサ68が設けられている。連結配管53における反力ポート52とストロークシミュレータ54との間には、ストロークシミュレータ54により反力室R4に作用すれる反力油圧Prを検出する圧力センサ69が設けられている。各圧力センサ68,69は、検出結果をECU61に出力している。また、前輪FR,FL及び後輪RR,RLには、それぞれ車輪速センサ70が設けられており、検出した各車輪速度をECU61に出力している。
従って、ECU61は、踏力センサ63が検出したブレーキペダル15のペダル踏力Fp(または、ストロークセンサ62が検出したペダルストロークSp)に基づいて目標制御圧PTを設定し、増圧弁43a,43b,43c,43d及び減圧弁46a,46b,46c,46dを制御する一方、各圧力センサ64,65,66,67が検出した制御圧P1,P2,P3,P4をフィードバックし、目標制御圧PTと制御圧P1,P2,P3,P4とが一致するように制御している。このとき、ECU61は、車両の走行状態に応じて増圧弁43a,43b,43c,43d及び減圧弁46a,46b,46c,46dを個別に制御することで、各ホイールシリンダ28FR,28FL,28RR,28RLを独立して加圧し、前輪FR,FL及び後輪RR,RLの制動力を調整している。
本実施例の車両用制動装置による制動力制御について、具体的に説明すると、乗員がブレーキペダル15を踏むと、その操作力により入力ピストン13が前進し、所定のストロークS0が維持されたままで加圧ピストン14が前進する。踏力センサ63はペダル踏力Fpを検出し、ECU61は、このペダル踏力Fpに基づいて目標制御圧PTを設定する。そして、ECU61は、この目標制御圧PTに基づいて増圧弁43a,43b,43c,43d及び減圧弁46a,46b,46c,46dを制御し、前輪FR,FL及び後輪RR,RLの各ホイールシリンダ28FR,28FL,28RR,28RLの制動油圧を制御する。
即ち、電源系統が正常に作動している場合には、切換弁47により連結配管48が閉止され、開閉弁56によりバイパス配管55が閉止されている。そのため、ECU61は、目標制御圧PTに基づいて第1増圧弁43a及び第1減圧弁46aを制御することで、アキュムレータ40からの油圧を増圧または減圧し、動力分離機構71を介して前輪FRのホイールシリンダ28FRに出力すると共に、第1圧力センサ64が検出した制御圧P1をフィードバックしている。また、ECU61は、目標制御圧PTに基づいて第2増圧弁43b及び第2減圧弁46bを制御することで、アキュムレータ40からの油圧を増圧または減圧し、第2油圧配管34を通してマスタシリンダ11の後方圧力室R2に出力する。すると、このマスタシリンダ11では、後方圧力室R2への加圧または減圧により加圧ピストン14がアシストされることとなり、前方圧力室R1を加圧して油圧を第1油圧配管31を通して前輪FLのホイールシリンダ28FLに出力すると共に、第2圧力センサ65が検出した制御圧P2をフィードバックしている。
更に、ECU61は、目標制御圧PTに基づいて第3、第4増圧弁43c,43d及び第3減圧弁46c,46dを制御弁することで、アキュムレータ40からの油圧を増圧または減圧し、後輪RR,RLのホイールシリンダ28RR,28RLに出力すると共に、第3、第4圧力センサ66,67が検出した制御圧P3,P4をフィードバックしている。
従って、アキュムレータ40からの油圧が各増圧弁43a,43c,43d及び減圧弁46a,46c,46dを介して制動油圧としてホイールシリンダ28FR,28RR,28RLに出力されると共に、アキュムレータ40からの油圧が各増圧弁43b及び減圧弁46bを介してマスタシリンダ11の後方圧力室R2に出力され、加圧ピストン14をアシストすることで前方圧力室R1を加圧し、この前方圧力室R1からの油圧が第1油圧配管31を通して制動油圧としてホイールシリンダ28FLに出力される。そのため、ABS29では、前輪FR,FL及び後輪RR,RLの各ホイールシリンダ28FR,28FL,28RR,28RLの制動油圧が個別に調整されて付与されることとなり、前輪FR,FL及び後輪RR,RLに対して、乗員のブレーキペダル15の操作力に応じた制動力を発生させることができる。
また、電源系統に故障が発生して失陥した場合には、切換弁47により連結配管48が開放され、開閉弁56によりバイパス配管55が開放されている。そのため、乗員がブレーキペダル15を踏むと、その操作力により入力ピストン13が所定のストロークS0だけ前進すると、加圧ピストン14に当接して両ピストン13,14が一体となって前進する。すると、前方圧力室R1が加圧されることで、この前方圧力室R1の油圧が第1油圧配管31に吐出作用する。そして、この第1油圧配管31に吐出された油圧が、第1油圧配管31を通って前輪FLのホイールシリンダ28FLに制動油圧として付与されると共に、連結配管48を通って前輪FRのホイールシリンダ28FRに制動油圧として付与されることとなり、前輪FR,FLに対して乗員のブレーキペダル15の操作力に応じた制動力を発生させることができる。
このとき、油圧ポンプ35やアキュムレータ40の高圧供給配管41に連結する第1油圧供給配管42aと、ホイールシリンダ28FRの第1油圧伝達配管72との間に動力分離機構71が介装されているため、マスタシリンダ11の前方圧力室R1で発生した制御圧は、高圧供給配管41側と分離された状態で、第1油圧配管31から連結配管48及び第1油圧伝達配管72を通って前輪FRのホイールシリンダ28FRに付与されると共に、第1油圧配管31から直接前輪FLのホイールシリンダ28FLに付与されることとなる。そのため、例えば、電源系統の失陥時にアキュムレータ40を有する高圧系にエアが混入しても、このエアがマスタシリンダ11の油圧供給系に混入することはなく、前方圧力室R1で発生した制御圧をホイールシリンダ28FR,28FLに適正に供給することができ、前輪FR,FLに対して乗員のブレーキペダル15の操作力に応じた制動力を発生させることができる。
このように実施例2の車両用制動装置にあっては、アキュムレータ40の高圧供給配管41を油圧供給配管42a,42c,42dを介してホイールシリンダ28FR,28RR,28RLに連結すると共に、油圧供給配管42b及び第2油圧配管34を介して後方圧力室R2に連結し、各油圧供給配管42a,42b,42c,42dに増圧弁43a,43b,43c,43d及び減圧弁46a,46b,46c,46dを装着し、前方圧力室R1に第1油圧配管31を介してホイールシリンダ28FLを連結し、油圧供給配管42aに動力分離機構71を連結し、第1油圧伝達配管72を介してホイールシリンダ28FRを連結し、この動力分離機構71を迂回する連結配管48に切換弁47を設けている。
従って、電源系統の正常時に、ECU61は、ペダル踏力Fpに応じた目標制御圧PTを設定し、この目標制御圧PTに基づいて増圧弁43a,43c,43d及び減圧弁46a,46c,46dを制御することで、アキュムレータ40からの油圧を調圧し、前輪FRのホイールシリンダ28FR及び後輪RR,RLのホイールシリンダ28RR,28RLに出力すると共に、第2増圧弁43b及び第2減圧弁46bを制御することで、アキュムレータ40からの油圧を調圧し、第2油圧配管34を通して後方圧力室R2に出力して加圧ピストン14をアシストし、前方圧力室R1を加圧した油圧を第1油圧配管31を通して前輪FLのホイールシリンダ28FLに出力し、各ホイールシリンダ28FR,28FL,28RR,28RLに適正な制御圧を作用させることで、前輪FR,FL及び後輪RR,RLに対して乗員のブレーキペダル15の操作力に応じた適正な制動力を発生させることができる。
一方、電源系統の失陥時には、切換弁47により第1油圧配管31と油圧供給配管42aとを連結する連結配管48が開放されており、ブレーキペダル15の操作に応じて入力ピストン13及び加圧ピストン14が一体となって移動して前方圧力室R1が加圧され、前方圧力室R1の油圧が第1油圧配管31を介して前輪FLのホイールシリンダ28FLに出力されると共に、前方圧力室R1の油圧が第1油圧配管31、連結配管48、第1油圧伝達配管72を介して前輪FRのホイールシリンダ28FRに出力されることとなり、制動油圧を各ホイールシリンダ28FR,28FL,28RR,28RLに作用させ、前輪FR,FL及び後輪RR,RLに対して乗員のブレーキペダル15の操作力に応じた適正な制動力を発生させることができる。
このとき、油圧ポンプ35やアキュムレータ40の高圧供給配管41に連結する第1油圧供給配管42aと、ホイールシリンダ28FRの第1油圧伝達配管72とは、動力分離機構71により分離状態となっているため、電源系統の失陥によりアキュムレータ40を有する高圧系にエアが混入しても、このエアは動力分離機構71によりマスタシリンダ11の油圧供給系に混入することはなく、前方圧力室R1で発生した制御圧をホイールシリンダ28FR,28FLに適正に供給することができ、前輪FR,FLに対して乗員のブレーキペダル15の操作力に応じた制動力を発生させることができる。
このように本実施例では、電源系統の正常時には、目標制御圧PTに基づいて増圧弁43a,43c,43d及び減圧弁46a,46c,46dを制御することで、乗員によるブレーキペダル15の操作に応じた油圧を確実に発生させることができる一方、電源系統の失陥時には、マスタシリンダ11の静圧を直接ホイールシリンダ28FR,28FLに作用させることで、乗員によるブレーキペダル15の操作に応じた油圧を確実に発生させることができ、その結果、油圧経路を簡略化して構造の簡素化を図ることができると共に、製造コストを低減することができる一方、適正な制動力制御を可能とすることができ、信頼性及び安全性の向上を図ることができる。
図3は、本発明の実施例3に係る車両用制動装置における制動力制御を表すフローチャートである。なお、本実施例の車両用制動装置における全体構成は、上述した実施例1とほぼ同様であり、図1を用いて説明すると共に、この実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
実施例3の車両用制動装置において、図1に示すように、マスタシリンダ11は、シリンダ12内に入力ピストン13と加圧ピストン14が移動自在に支持されて構成され、入力ピストン13にブレーキペダル15の操作ロッド20が連結されている。そして、シリンダ12内に入力ピストン13と加圧ピストン14が配置されることで、前方圧力室R1と後方圧力室R2と循環圧力室R3と反力室R4が区画形成されており、後方圧力室R2と循環圧力室R3とが連通路27により連通されている。従って、運転者がブレーキペダル15を踏み込むと、操作ロッド20を介して入力ピストン13が反力スプリング25の付勢力に抗して前進し、加圧ピストン14に当接して一体で前進可能となっている。
一方、前輪FR,FL及び後輪RR,RLにはホイールシリンダ28FR,28FL,28RR,28RLが設けられており、ABS29により作動可能となっている。マスタシリンダ11の前方圧力室R1に連通する第1圧力ポート30は、第1油圧配管31を介して前輪FLのホイールシリンダ28FLに連結されており、後方圧力室R2に連通する第2圧力ポート33には、第2油圧配管34が連結されている。アキュムレータ40は、高圧供給配管41を介して4つの油圧供給配管42a,42b,42c,42dが連結され、第1油圧供給配管42aがホイールシリンダ28FRに連結され、第3油圧供給配管42cがホイールシリンダ28RRに連結され、第4油圧供給配管42dがホイールシリンダ28RLに連結されている。そして、各油圧供給配管42a,42b,42c,42dに、増圧弁43a,43b,43c,43dが配置されている。
また、各油圧供給配管42a,42b,42c,42dには、油圧排出配管44a,44b,44c,44dが連結され、第3油圧配管45を介して配管37に連結されている。そして、各油圧排出配管44a,44b,44c,44dに、減圧弁46a,46b,46c,46dが配置されている。また、第2油圧配管34が油圧供給配管42bと油圧排出配管44bとの連結部に連結されている。更に、第1油圧配管31と第1油圧供給配管42aとを連結する連結配管48には、切換弁47が配置されており、この切換弁47は、ノーマルオープンタイプの電磁式開閉弁であって、電力供給時に閉止する。
ところで、ブレーキペダル15には、ペダルストロークSpを検出するストロークセンサ62と、踏力Fpを検出する踏力センサ63が設けられ、各検出結果をECU61に出力している。また、第1油圧供給配管42aには、前輪FRのホイールシリンダ28FRへ供給される制御圧P1を検出する第1圧力センサ64が設けられている。第1油圧配管31には、マスタシリンダ11の前方圧力室R1から前輪FLのホイールシリンダ28FLへ供給される制御圧P2を検出する第2圧力センサ65が設けられている。第3、第4油圧供給配管42c,42dには、後輪RR,RLのホイールシリンダ28RR,28RLへ供給される制御圧P3,P4を検出する第3、第4圧力センサ66,67が設けられてする。そして、各圧力センサ64,65,66,67は検出結果をECU61に出力している。
また、アキュムレータ40から各油圧供給配管42a,42b,42c,42dに至る高圧供給配管41には、アキュムレータ40に蓄圧された油圧Phを検出する圧力センサ68が設けられている。連結配管53における反力ポート52とストロークシミュレータ54との間には、ストロークシミュレータ54により反力室R4に作用する反力油圧Prを検出する圧力センサ69が設けられている。各圧力センサ68,69は、検出結果をECU61に出力している。また、前輪FR,FL及び後輪RR,RLには、それぞれ車輪速センサ70が設けられており、検出した各車輪速度をECU61に出力している。
従って、ECU61は、踏力センサ63が検出したブレーキペダル15のペダル踏力Fp(または、ストロークセンサ62が検出したペダルストロークSp)に基づいて目標制御圧PTを設定し、増圧弁43a,43b,43c,43d及び減圧弁46a,46b,46c,46dを制御する一方、各圧力センサ64,65,66,67が検出した制御圧P1,P2,P3,P4をフィードバックし、目標制御圧PTと制御圧P1,P2,P3,P4とが一致するように制御している。このとき、ECU61は、車両の走行状態に応じて増圧弁43a,43b,43c,43d及び減圧弁46a,46b,46c,46dを個別に制御することで、各ホイールシリンダ28FR,28FL,28RR,28RLを独立して加圧し、前輪FR,FL及び後輪RR,RLの制動力を調整している。
また、上述した車両用制動装置では、マスタシリンダ11内で加圧ピストン14が前進し、先端部がシリンダ12に当接したボトミング状態となると、前方圧力室R1を加圧することができず、前輪FLのホイールシリンダ28FLに対して目標制御圧PTに応じた制動油圧を付与することができない。また、前輪FR,FLの各ホイールシリンダ28FR,28FLに油圧を供給する油圧供給系、例えば、第1油圧供給配管42aや第1油圧配管31が損傷して失陥した場合には、前輪FLのホイールシリンダ28FLに対して目標制御圧PTに応じた制動油圧を付与することができない。
そこで、本実施例の車両用制動装置では、上述したマスタシリンダ11のボトミング時や油圧供給系の失陥時に、ECU61が切換弁47を開閉制御することで、前輪FR,FLのホイールシリンダ28FR,28FLによる適正な制動力を確保可能としている。
ここで、本実施例の車両用制動装置によるマスタシリンダ11のボトミング時や油圧供給系の失陥時における制動力制御において、図3のフローチャートを用いて説明する。本実施例の車両用制動装置による制動力制御において、図3に示すように、ステップS11にて、ECU61は、ストロークセンサ62や踏力センサ63、各圧力センサ64,65,66,67,68,69の検出値を読み取り、ステップS12にて、油圧ポンプ35の駆動制御を開始する。即ち、ECU61は、圧力センサ68が検出したアキュムレータ40に蓄圧された油圧Phが予め設定された圧力以上となるようにモータ36を駆動して油圧ポンプ35を作動させる。
ステップS13では、ECU61は、運転者から制動要求があったかどうかを判定する。即ち、ストロークセンサ62がブレーキペダル15のペダルストロークSpを検出したり、または、踏力センサ63がブレーキペダル15のペダル踏力Fpを検出したかどうかを判定する。ここで、運転者から制動要求がないと判定されたら、ステップS26にて、ブレーキ制御弁、つまり、ABS29を構成する増圧弁43a,43b及び減圧弁46a,46bを非通電状態とする。
一方、ステップS13にて、運転者から制動要求があったと判定されたら、スタップS14にて、ストロークシミュレータ54を作動させるための開閉弁56に通電して閉止し、ステップS15にて、ECU61は、ペダル踏力Fpに基づいて目標制御圧PTを演算して設定する。そして、ステップS16にて、ECU61は、目標制御圧PTと第1、第2圧力センサ64,65が検出した実際の制御圧(油圧)P1,P2との偏差dp1,dp2を演算する。
そして、ステップS17にて、この偏差dp1,dp2が、予め設定された規定値α1の絶対値のマイナスより小さいかどうか、つまり、目標制御圧PTより実際の制御圧(油圧)P1,P2の方が規定値α1を超えて高すぎるかどうかを判定する。ここで、偏差dp1,dp2が規定値α1の絶対値のマイナスより小さくないと判定されたら、ステップS18にて、この偏差dp1,dp2が、予め設定された規定値α1の絶対値より大きいかどうか、つまり、目標制御圧PTより実際の制御圧(油圧)P1,P2の方が規定値α1を下回って低すぎるかどうかを判定する。ここで、偏差dp1,dp2が規定値α1の絶対値より大きくないと判定されたら、ステップS19にて、ブレーキ制御弁、つまり、増圧弁43a,43b及び減圧弁46a,46bの通電状態を保持する。
一方、ステップS17にて、偏差dp1,dp2が規定値α1の絶対値のマイナスより小さいと判定されたら、ステップS20にて、増圧弁43a,43b及び減圧弁46a,46bを用いて減圧制御することで、前輪FR,FLの各ホイールシリンダ28FR,28FLに供給する油圧を低下させる。そして、ステップS25にて、切換弁47を閉止する。即ち、各ホイールシリンダ28FR,28FLに供給する油圧P1,P2が目標制御圧PTより高すぎる場合には、油圧供給系は、この各ホイールシリンダ28FR,28FLに対して十分な油圧を供給可能であり、マスタシリンダ11のボトミングや油圧供給系の失陥が発生していないと判定することができることから、切換弁47を閉止することで、各ホイールシリンダ28FR,28FLの油圧供給系を分離して独立制御する。
また、ステップS18にて、偏差dp1,dp2が規定値α1の絶対値より大きいと判定されたら、ステップS21にて、増圧弁43a,43b及び減圧弁46a,46bを用いて増圧制御することで、前輪FR,FLの各ホイールシリンダ28FR,28FLに供給する油圧を上昇させる。そして、ステップS22にて、偏差dp1,dp2が予め設定された規定値α2の絶対値より大きいかどうかを判定する。この場合、規定値α1とα2とは、α1<α2の関係となっている。即ち、ここでは、ステップS21で、各ホイールシリンダ28FR,28FLに対して増圧制御を実行したにもかかわらず、偏差dp1,dp2が広がっているかどうかを判定している。
ステップS22にて、偏差dp1,dp2が規定値α2の絶対値より小さいと判定されたら、ステップS25にて、切換弁47を閉止する。即ち、上述したステップS21で、各ホイールシリンダ28FR,28FLに対して増圧制御を実行したことで偏差dp1,dp2が減少したものと判定することができることから、切換弁47を閉止することで、各ホイールシリンダ28FR,28FLの油圧供給系を遮断して独立制御する。
一方、ステップS22にて、偏差dp1,dp2が規定値α2の絶対値より大きいと判定されたら、ステップS21で、各ホイールシリンダ28FR,28FLに対して増圧制御を実行したにもかかわらず、偏差dp1,dp2が広がっていると判定し、ステップS23に移行する。そして、このステップS23にて、偏差dp1,dp2のうちのいずれか一方のみが規定値α2の絶対値より大きいかどうかを判定する。ここで、偏差dp1のみが規定値α2の絶対値より大きいと判定されたり、偏差dp2のみが規定値α2の絶対値より大きいと判定されたら、ステップS24にて、切換弁47を開放する。
即ち、偏差dp1,dp2のうちのいずれか一方のみが規定値α2の絶対値より大きいと判定された場合、マスタシリンダ11のボトミングによりホイールシリンダ28FLの油圧P2を目標制御圧PTに対して加圧することができないことが原因であると考えられる。従って、この場合、切換弁47を開放することで、各ホイールシリンダ28FR,28FLの油圧供給系を接続して協調制御する。つまり、アキュムレータ40からの油圧を第1油圧供給配管42aによりホイールシリンダ28FRに出力すると共に、第1油圧供給配管42aから連結配管48を通して第1油圧配管31に供給し、この第1油圧供給配管42aからホイールシリンダ28FLに出力することで、マスタシリンダ11のボトミングによるホイールシリンダ28FLの油圧P2の低下を抑制する。また、偏差dp1,dp2のうちのいずれか一方のみが規定値α2の絶対値より大きいと判定された場合、ホイールシリンダ28FR,28FLの油圧供給系のうちのいずれか一方が欠陥したことが原因であると考えられる。従って、この場合も同様に、切換弁47を開放することで、各ホイールシリンダ28FR,28FLの油圧供給系を接続して協調制御する。
一方、このステップS23にて、偏差dp1,dp2の両方が規定値α2の絶対値より大きいと判定されたら、ステップS25にて、切換弁47を閉止する。即ち、偏差dp1,dp2の両方が規定値α2の絶対値より大きいと判定された場合、ホイールシリンダ28FR,28FLの油圧供給系の両方が欠陥したことが原因であると考えられる。従って、この場合、切換弁47を閉止することで、更なる油圧P1,P2の低下を阻止して各ホイールシリンダ28FR,28FLの油圧供給系を遮断して独立制御する。
このように実施例3の車両用制動装置にあっては、アキュムレータ40の高圧供給配管41を油圧供給配管42a,42c,42dを介してホイールシリンダ28FR,28RR,28RLに連結すると共に、油圧供給配管42b及び第2油圧配管34を介して後方圧力室R2に連結し、各油圧供給配管42a,42b,42c,42dに増圧弁43a,43b,43c,43d及び減圧弁46a,46b,46c,46dを装着し、前方圧力室R1に第1油圧配管31を介してホイールシリンダ28FRを連結し、第1油圧配管31と油圧供給配管42aとを連結する連結配管48に切換弁47を設け、ホイールシリンダ28FR,28RRへの制御圧(油圧)P1,P2に基づいて切換弁47を開閉制御している。
従って、各ホイールシリンダ28FR,28FLに対して増圧制御を実行した後、目標制御圧PTと実際の制御圧(油圧)P1,P2との偏差dp1,dp2のうちのいずれか一方のみが規定値α2の絶対値より大きいと判定されると、切換弁47を開放することで、各ホイールシリンダ28FR,28FLの油圧供給系を接続して協調制御することとなり、マスタシリンダ11のボトミングによるホイールシリンダ28FLの油圧P2の低下を抑制することができ、前後車輪FR,FLに対して適正な制動力を付与することができ、車両の走行安定性を向上することができる。
また、偏差dp1,dp2の両方が規定値α2の絶対値より大きいと判定されると、切換弁47を閉止することで、各ホイールシリンダ28FR,28FLの油圧供給系を遮断して独立制御することとなり、更なるホイールシリンダ28FR,28FLにおける油圧P1,P2の低下を阻止し、車両の走行安定性の低下を抑制することができる。
このように本実施例では、ホイールシリンダ28FR,28RRへの制御圧(油圧)P1,P2に基づいて切換弁47を開閉制御することで、乗員によるブレーキペダル15の操作に応じた油圧を確実に発生させることができ、その結果、油圧経路を簡略化して構造の簡素化を図ることができると共に、製造コストを低減することができる一方、適正な制動力制御を可能とすることができ、信頼性及び安全性の向上を図ることができる。
図4は、本発明の実施例4に係る車両用制動装置を表す概略構成図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
実施例4の車両用制動装置において、図4に示すように、マスタシリンダ11は、シリンダ12内に入力ピストン13と加圧ピストン14が移動自在に支持されて構成され、入力ピストン13にブレーキペダル15の操作ロッド20が連結されている。そして、シリンダ12内に入力ピストン13と加圧ピストン14が配置されることで、前方圧力室R1と後方圧力室R2と循環圧力室R3と反力室R4が区画形成されており、後方圧力室R2と循環圧力室R3とが連通路27により連通されている。従って、運転者がブレーキペダル15を踏み込むと、操作ロッド20を介して入力ピストン13が反力スプリング25の付勢力に抗して前進し、加圧ピストン14に当接して一体で前進可能となっている。
一方、前輪FR,FL及び後輪RR,RLにはホイールシリンダ28FR,28FL,28RR,28RLが設けられており、ABS29により作動可能となっている。このABS29にて、マスタシリンダ11の前方圧力室R1に連通する第1圧力ポート30には、第1油圧配管31の一端部が連結され、この第1油圧配管31の他端部は前輪FLのホイールシリンダ28FLに連結されている。また、マスタシリンダ11の後方圧力室R2に環状の連結通路32を介して連通する第2圧力ポート33には、第2油圧配管34の一端部が連結されている。
油圧ポンプ35により昇圧した油圧を蓄圧可能なアキュムレータ40は、高圧供給配管41を介して4つの油圧供給配管42a,42b,42c,42dが連結され、第1油圧供給配管42aの先端部が動力分離機構71に連結され、この動力分離機構71は第1油圧伝達配管72により前輪FRのホイールシリンダ28FRに連結され、第3油圧供給配管42cの先端部が後輪RRのホイールシリンダ28RRに連結され、第4油圧供給配管42dが後輪RLのホイールシリンダ28RLに連結されている。そして、各油圧供給配管42a,42b,42c,42dには、それぞれノーマルオープンタイプの電磁式の増圧弁43a,43b,43c,43dが配置されている。
また、各油圧供給配管42a,42b,42c,42dにおける増圧弁43a,43b,43c,43dの下流側には、油圧排出配管44a,44b,44c,44dが連結されており、各油圧排出配管44a,44b,44c,44dは、集合して第3油圧配管45を介して配管37に連結されている。そして、各油圧排出配管44a,44b,44c,44dには、それぞれノーマルクローズタイプの電磁式の減圧弁46a,46b,46c,46dが配置されている。第2油圧配管34の他端部は、油圧供給配管42bと油圧排出配管44bとの連結部、つまり、第2増圧弁43bと第2減圧弁46bとの間の配管に連結されている。
上述した動力分離機構71にて、シリンダ73内に動力分離ピストン74が移動自在に支持されると共に、付勢スプリング75により一方に付勢支持されることで、2つの圧力室R11,R12が区画されている。そして、圧力室R11に連通する入力ポート76に第1油圧供給配管42aが連結される一方、圧力室R12に連通する出力ポート77に第1油圧伝達配管72が連結されている。また、シリンダ73には、動力分離ピストン74の側面に連通する補助ポート78が形成され、補助配管79を介してリザーバタンク38に連結されており、補助ポート78の両側にはワンウェイシール80が装着されて油圧の漏洩を防止している。
また、前輪FRにおけるホイールシリンダ28FRとホイールシリンダ28FLとを連通及び遮断可能とする切換弁81が、第1油圧配管31と第1油圧伝達配管72とを連結する連結配管48に配置されている。この切換弁81は、第1圧力制御弁としての第1増圧弁43aにより調圧された油圧に応じてホイールシリンダ28RRとホイールシリンダ28RLとを連通及び遮断可能に構成されている。
即ち、切換弁81にて、中空形状をなすハウジング82には、連結ポート83aと排出ポート83bと作動ポート83cが形成されている。また、作動ポート83cは、油圧排出配管44aに連結されている。このハウジング82内には、可動子84が移動自在に支持されており、この可動子84には、連結ポート83aと排出ポート83bとを連通可能な連通孔85が形成されると共に、連通孔85の一端部に対向してボール弁86が装着されている。また、可動子84は、ハウジング82との間に介装された付勢スプリング87の付勢力により連通孔85の一端部がボール弁86から離間する方向に付勢支持されている。そして、可動子84が付勢スプリング87の付勢力に抗して移動することで、連通孔85の一端部がボール弁86に密着してこの連通孔85を閉止することができる。
そして、連結配管48は、端部が第1油圧配管31に連結する第1連結配管48aと、端部が第1油圧伝達配管72に連結する第2配管48bとから構成され、切換弁81の連結ポート83aに第1連結配管48aが連結され、排出ポート83bに第2連結配管48bが連結されている。また、切換弁81の作動ポート83cには、動力分離機構71の入力ポート76に連結される第1油圧供給配管42aから分岐した油圧作動配管88が連結されている。
従って、第1増圧弁43aが閉止状態にあるとき、切換弁81の作動ポート83cに制御圧が作用せず、切換弁81の可動子84は、付勢スプリング87の付勢力により連通孔85の一端部がボール弁86から離間して連通孔85を開放している。そのため、この切換弁81により第1油圧配管31と第1油圧伝達配管72が連通し、マスタシリンダ11の前方圧力室R1から吐出された制御圧は、第1油圧配管31からホイールシリンダ28RLに出力されると共に、連結配管48を通り、動力分離機構71を迂回して第1油圧伝達配管72からホイールシリンダ28FRに出力される。
この状態から、第1増圧弁43aが開放されると、第1増圧弁43a及び第1減圧弁46aにより調圧された制御圧が作動ポート83cを介して可動子84に作用する。すると、可動子84が付勢スプリング87の付勢力に抗して移動し、連通孔85の一端部がボール弁86に当接して連通孔85を閉止する。そのため、この切換弁81により第1油圧配管31と第1油圧伝達配管72が遮断され、マスタシリンダ11の前方圧力室R1から吐出された制御圧は、第1油圧配管31からホイールシリンダ28RLのみに出力される。このとき、第1増圧弁43a及び第1減圧弁46aにより調圧された制御圧が、第1油圧供給配管42aから動力分離機構71の入力ポート76から圧力室R11に作用し、付勢スプリング75の付勢力に抗して動力分離ピストン74を移動することで圧力室R12が加圧され、出力ポート77から第1油圧伝達配管72を介してホイールシリンダ28FRに出力される。
ここで、本実施例の車両用制動装置による制動力制御について、具体的に説明すると、乗員がブレーキペダル15を踏むと、その操作力により入力ピストン13が前進し、所定のストロークS0が維持されたままで加圧ピストン14が前進する。踏力センサ63はペダル踏力Fpを検出し、ECU61は、このペダル踏力Fpに基づいて目標制御圧PTを設定する。そして、ECU61は、この目標制御圧PTに基づいて増圧弁43a,43b,43c,43d及び減圧弁46a,46b,46c,46dを制御し、前輪FR,FL及び後輪RR,RLの各ホイールシリンダ28FR,28FL,28RR,28RLの制動油圧を制御する。
即ち、電源系統が正常に作動している場合には、第1増圧弁43aが開放されると、この第1増圧弁43aにより調圧された制御圧が切換弁81に作用するため、この切換弁81により連結配管48が閉止される。また、開閉弁56によりバイパス配管55が閉止される。そのため、ECU61は、目標制御圧PTに基づいて第1増圧弁43a及び第1減圧弁46aを制御することで、アキュムレータ40からの油圧を増圧または減圧し、動力分離機構71を介して前輪FRのホイールシリンダ28FRに出力すると共に、第1圧力センサ64が検出した制御圧P1をフィードバックしている。また、ECU61は、目標制御圧PTに基づいて第2増圧弁43b及び第2減圧弁46bを制御することで、アキュムレータ40からの油圧を増圧または減圧し、第2油圧配管34を通してマスタシリンダ11の後方圧力室R2に出力する。すると、このマスタシリンダ11では、後方圧力室R2への加圧または減圧により加圧ピストン14がアシストされることとなり、前方圧力室R1を加圧して油圧を第1油圧配管31を通して前輪FLのホイールシリンダ28FLに出力すると共に、第2圧力センサ65が検出した制御圧P2をフィードバックしている。
更に、ECU61は、目標制御圧PTに基づいて第3、第4増圧弁43c,43d及び第3、第4減圧弁46c,46dを制御することで、アキュムレータ40からの油圧を増圧または減圧し、後輪RR,RLのホイールシリンダ28RR,28RLに出力すると共に、第3、第4圧力センサ66,67が検出した制御圧P3,P4をフィードバックしている。
従って、アキュムレータ40からの油圧が各増圧弁43a,43c,43d及び減圧弁46a,46c,46dを介して制動油圧としてホイールシリンダ28FR,28RR,28RLに出力されると共に、アキュムレータ40からの油圧が各増圧弁43b及び減圧弁46bを介してマスタシリンダ11の後方圧力室R2に出力され、加圧ピストン14をアシストすることで前方圧力室R1を加圧し、この前方圧力室R1からの油圧が第1油圧配管31を通して制動油圧としてホイールシリンダ28FLに出力される。そのため、ABS29では、前輪FR,FL及び後輪RR,RLの各ホイールシリンダ28FR,28FL,28RR,28RLの制動油圧が個別に調整されて付与されることとなり、前輪FR,FL及び後輪RR,RLに対して、乗員のブレーキペダル15の操作力に応じた制動力を発生させることができる。
また、電源系統に故障が発生して失陥した場合には、第1増圧弁43aが閉止状態であるため、この第1増圧弁43aにより調圧された制御圧が切換弁81に作用せず、この切換弁81により連結配管48が開放される。また、開閉弁56によりバイパス配管55が開放される。そのため、乗員がブレーキペダル15を踏むと、その操作力により入力ピストン13が所定のストロークS0だけ前進すると、加圧ピストン14に当接して両ピストン13,14が一体となって前進する。すると、前方圧力室R1が加圧されることで、この前方圧力室R1の油圧が第1油圧配管31に吐出される。そして、この第1油圧配管31に吐出された油圧が、第1油圧配管31を通って前輪FLのホイールシリンダ28FLに制動油圧として付与されると共に、連結配管48を通って前輪FRのホイールシリンダ28FRに制動油圧として付与されることとなり、前輪FR,FLに対して乗員のブレーキペダル15の操作力に応じた制動力を発生させることができる。
このように実施例4の車両用制動装置にあっては、アキュムレータ40の高圧供給配管41を油圧供給配管42a,42c,42dを介してホイールシリンダ28FR,28RR,28RLに連結すると共に、油圧供給配管42b及び第2油圧配管34を介して後方圧力室R2に連結し、各油圧供給配管42a,42b,42c,42dに増圧弁43a,43b,43c,43d及び減圧弁46a,46b,46c,46dを装着し、前方圧力室R1に第1油圧配管31を介してホイールシリンダ28FLを連結し、油圧供給配管42aに動力分離機構71を連結し、第1油圧伝達配管72を介してホイールシリンダ28FRを連結し、この動力分離機構71を迂回する連結配管48に、第1増圧弁43aから作用する油圧により開閉する切換弁81を設けている。
従って、電源系統の正常時に、第1増圧弁43aから作用する油圧により切換弁81が閉止して連結配管48を遮断するため、ECU61は、ペダル踏力Fpに応じた目標制御圧PTを設定し、この目標制御圧PTに基づいて増圧弁43a,43c,43d及び圧弁46a,46c,46dを制御することで、アキュムレータ40からの油圧を調圧し、前輪FRのホイールシリンダ28FR及び後輪RR,RLのホイールシリンダ28RR,28RLに出力すると共に、第2増圧弁43b及び第2減圧弁46bを制御することで、アキュムレータ40からの油圧を調圧し、第2油圧配管34を通して後方圧力室R2に出力して加圧ピストン14をアシストし、前方圧力室R1を加圧した油圧を第1油圧配管31を通して前輪FLのホイールシリンダ28FLに出力し、各ホイールシリンダ28FR,28FL,28RR,28RLに適正な制御圧を作用させることで、前輪FR,FL及び後輪RR,RLに対して乗員のブレーキペダル15の操作力に応じた適正な制動力を発生させることができる。
一方、電源系統の失陥時には、第1増圧弁43aが閉止することからこの第1増圧弁43aから切換弁81に油圧が作用せず、切換弁81が開放して連結配管48を連通するため、ブレーキペダル15の操作に応じて入力ピストン13及び加圧ピストン14が一体となって移動して前方圧力室R1が加圧され、前方圧力室R1の油圧が第1油圧配管31を介して前輪FLのホイールシリンダ28FLに出力されると共に、前方圧力室R1の油圧が第1油圧配管31、連結配管48、切換弁81、第1油圧伝給配管72を介して前輪FRのホイールシリンダ28FRに出力されることとなり、制動油圧を各ホイールシリンダ28FR,28FL,28RR,28RLに作用させ、前輪FR,FL及び後輪RR,RLに対して乗員のブレーキペダル15の操作力に応じた適正な制動力を発生させることができる。
この場合、第1油圧配管31にホイールシリンダ28FLを連結する一方、油圧供給配管42aに動力分離機構71、第1油圧伝達配管72を介してホイールシリンダ28FRを連結し、第1油圧配管31と油圧供給配管42aを連結する連結配管48に、第1増圧弁43aにより調圧された油圧により開閉する切換弁81を設けている。従って、高価な電磁弁が不要となり、油圧回路の簡素化及び低コスト化を可能とすることができる。
図5は、本発明の実施例5に係る車両用制動装置を表す概略構成図、図6は、実施例5の車両用制動装置における自動制動力制御を表すフローチャートである。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
実施例5の車両用制動装置において、図5に示すように、マスタシリンダ11は、シリンダ12内に入力ピストン13と加圧ピストン14が移動自在に支持されて構成され、入力ピストン13にブレーキペダル15の操作ロッド20が連結されている。そして、シリンダ12内に入力ピストン13と加圧ピストン14が配置されることで、前方圧力室R1と後方圧力室R2と循環圧力室R3と反力室R4が区画形成されており、後方圧力室R2と循環圧力室R3とが連通路27により連通されている。従って、運転者がブレーキペダル15を踏み込むと、操作ロッド20を介して入力ピストン13が反力スプリング25の付勢力に抗して前進し、加圧ピストン14に当接して一体で前進可能となっている。
一方、前輪FR,FL及び後輪RR,RLにはホイールシリンダ28FR,28FL,28RR,28RLが設けられており、ABS29により作動可能となっている。このABS29にて、マスタシリンダ11の前方圧力室R1に連通する第1圧力ポート30には、第1油圧配管31の一端部が連結され、この第1油圧配管31の他端部は前輪FLのホイールシリンダ28FLに連結されている。また、マスタシリンダ11の後方圧力室R2に環状の連結通路32を介して連通する第2圧力ポート33には、第2油圧配管34の一端部が連結されている。
油圧ポンプ35により昇圧した油圧を蓄圧可能なアキュムレータ40は、高圧供給配管41を介して4つの油圧供給配管42a,42b,42c,42dが連結され、第1油圧供給配管42aの先端部が、本発明の切換弁及び動力分離機構の機能を有する動力分離切換弁91に連結されている。そして、この動力分離切換弁91は第1油圧伝達配管72により前輪FRのホイールシリンダ28FRに連結され、第3油圧供給配管42cの先端部が後輪RRのホイールシリンダ28RRに連結され、第4油圧供給配管42dが後輪RLのホイールシリンダ28RLに連結されている。そして、各油圧供給配管42a,42b,42c,42dには、それぞれノーマルオープンタイプの電磁式の増圧弁43a,43b,43c,43dが配置されている。
また、各油圧供給配管42a,42b,42c,42dにおける増圧弁43a,43b,43c,43dの下流側には、油圧排出配管44a,44b,44c,44dが連結されており、各油圧排出配管44a,44b,44c,44dは、集合して第3油圧配管45を介して配管37に連結されている。そして、各油圧排出配管44a,44b,44c,44dには、それぞれノーマルクローズタイプの電磁式の減圧弁46a,46b,46c,46dが配置されている。第2油圧配管34の他端部は、油圧供給配管42bと油圧排出配管44bとの連結部、つまり、第2増圧弁43bと第2減圧弁46bとの間の配管に連結されている。
上述した動力分離切換弁91にて、シリンダ73内に動力分離ピストン74が移動自在に支持されると共に、付勢スプリング75により一方に付勢支持されることで、2つの圧力室R11,R12が区画されている。そして、圧力室R11に連通する入力ポート76に第1油圧供給配管42aが連結される一方、圧力室R12に連通する出力ポート77に第1油圧伝達配管72が連結されている。また、シリンダ73及び動力分離ピストン74には、これらを貫通する補助ポート78a,78bが形成されており補助ポート78aの両側にシール92が装着されて油圧の漏洩を防止している。そして、一端部が第1油圧配管31に連結された連結配管48の他端部が、この動力分離切換弁91の補助ポート78aに連結されている。なお、第1油圧伝達配管72に、油圧を検出する第1圧力センサ64が設けられている。
従って、第1増圧弁43aが閉止状態にあるとき、油圧が動力分離切換弁91の入力ポート76には作用せず、動力分離ピストン74が付勢スプリング75の付勢力により一方に付勢支持されることで、連結配管48と圧力室R12が補助ポート78a,78bを介して連通される。そのため、マスタシリンダ11の前方圧力室R1から吐出された制御圧は、第1油圧配管31から連結配管48を介して動力分離切換弁91の圧力室R12を通り、第1油圧伝達配管72を介してホイールシリンダ28FRに出力される。
この状態から、第1増圧弁43aが開放され、第1増圧弁43aにより調圧された制御圧が動力分離切換弁91の入力ポート76に作用すると、動力分離ピストン74が付勢スプリング75の付勢力に抗して他方に移動することで、補助ポート78aに対して補助ポート78bがずれることから、連結配管48と圧力室R12との連通が遮断される。そのため、マスタシリンダ11の前方圧力室R1から吐出された制御圧は、第1油圧配管31からホイールシリンダ28RLのみに出力される。このとき、第1増圧弁43a及び第1減圧弁46aにより調圧された制御圧が、第1油圧供給配管42aから動力分離切換弁91の入力ポート76から圧力室R11に作用し、付勢スプリング75の付勢力に抗して動力分離ピストン74を移動することで圧力室R12が加圧され、出力ポート77から第1油圧伝達配管72を介してホイールシリンダ28FRに出力される。
ここで、本実施例の車両用制動装置による制動力制御について、具体的に説明すると、乗員がブレーキペダル15を踏むと、その操作力により入力ピストン13が前進し、所定のストロークS0が維持されたままで加圧ピストン14が前進する。踏力センサ63はペダル踏力Fpを検出し、ECU61は、このペダル踏力Fpに基づいて目標制御圧PTを設定する。そして、ECU61は、この目標制御圧PTに基づいて増圧弁43a,43b,43c,43d及び減圧弁46a,46b,46c,46dを制御し、前輪FR,FL及び後輪RR,RLの各ホイールシリンダ28FR,28FL,28RR,28RLの制動油圧を制御する。
即ち、電源系統が正常に作動している場合には、第1増圧弁43aが開放されると、この第1増圧弁43aにより調圧された制御圧が動力分離切換弁91に作用するため、この動力分離切換弁91により連結配管48が閉止される。また、開閉弁56によりバイパス配管55が閉止される。そのため、ECU61は、目標制御圧PTに基づいて第1増圧弁43a及び第1減圧弁46aを制御することで、アキュムレータ40からの油圧を増圧または減圧し、動力分離切換弁91を介して前輪FRのホイールシリンダ28FRに出力すると共に、第1圧力センサ64が検出した制御圧P1をフィードバックしている。また、ECU61は、目標制御圧PTに基づいて第2増圧弁43b及び第2減圧弁46bを制御することで、アキュムレータ40からの油圧を増圧または減圧し、第2油圧配管34を通してマスタシリンダ11の後方圧力室R2に出力する。すると、このマスタシリンダ11では、後方圧力室R2への加圧または減圧により加圧ピストン14がアシストされることとなり、前方圧力室R1を加圧して油圧を第1油圧配管31を通して前輪FLのホイールシリンダ28FLに出力すると共に、第2圧力センサ65が検出した制御圧P2をフィードバックしている。
更に、ECU61は、目標制御圧PTに基づいて第3、第4増圧弁43c,43d及び第3、第4減圧弁46c,46dを制御することで、アキュムレータ40からの油圧を増圧または減圧し、後輪RR,RLのホイールシリンダ28RR,28RLに出力すると共に、第3、第4圧力センサ66,67が検出した制御圧P3,P4をフィードバックしている。
従って、アキュムレータ40からの油圧が各増圧弁43a,43c,43d及び減圧弁46a,46c,46dを介して制動油圧としてホイールシリンダ28FR,28RR,28RLに出力されると共に、アキュムレータ40からの油圧が各増圧弁43b及び減圧弁46bを介してマスタシリンダ11の後方圧力室R2に出力され、加圧ピストン14をアシストすることで前方圧力室R1を加圧し、この前方圧力室R1からの油圧が第1油圧配管31を通して制動油圧としてホイールシリンダ28FLに出力される。そのため、ABS29では、前輪FR,FL及び後輪RR,RLの各ホイールシリンダ28FR,28FL,28RR,28RLの制動油圧が個別に調整されて付与されることとなり、前輪FR,FL及び後輪RR,RLに対して、乗員のブレーキペダル15の操作力に応じた制動力を発生させることができる。
また、ECU61は、乗員によるブレーキペダル15の踏み込み動作に拘らず、各増圧弁43a,43b,43c,43d及び各減圧弁46a,46b,46c,46dを制御することで、自動的に制動力を作動させる。この車両用制動装置における自動制動力制御において、図6に示すように、ステップS31にて、ECU61は、現在、自動ブレーキモードであるかどうかを判定し、自動ブレーキモードでないと判定されたら、何もしないでこのルーチンを抜ける。一方、ここで、自動ブレーキモードであると判定されたら、ステップS32にて、ECU61は、現在の車両の走行状態に応じて目標制御圧PT1,PT2を設定する。
そして、ステップS33にて、ECU61は、予め設定された目標プレ制御圧PTPに基づいて各増圧弁43a,43b,43c,43dを制御することで、アキュムレータ40からの油圧を増圧し、動力分離切換弁91の入力ポート76を通して圧力室R11に油圧を供給する。この場合、目標プレ制御圧PTPとは、動力分離切換弁91の圧力室R11に油圧を供給し、動力分離ピストン74が付勢スプリング75の付勢力に抗して移動することで、補助ポート78aに対して補助ポート78bがずれて、連結配管48と圧力室R12との連通を遮断することができる油圧である。
そして、アキュムレータ40からの油圧が第1増圧弁43aで調圧され、動力分離切換弁91の圧力室R11に供給される油圧が上昇し、ステップS34にて、第1圧力センサ64が検出した制御圧P1が目標プレ制御圧PTPを超えたかどうかを判定する。ここで、制御圧P1が目標プレ制御圧PTPを超えていないと判定されたら、ステップS33に戻って増圧を継続する。一方、制御圧P1が目標プレ制御圧PTPを超えたと判定されたら、ステップS35にて、動力分離切換弁91のプレ加圧を完了し、ステップS36にて、ECU61は、目標制御圧PT1,PT2に基づいて各増圧弁43a,43b,43c,43d及び各減圧弁46a,46b,46c,46dを制御することで、アキュムレータ40からの油圧を増圧または減圧し、各ホイールシリンダ28FR,28FLに出力する。
この場合、ECU61は、第1増圧弁43a及び第1減圧弁46aを制御することで、アキュムレータ40からの油圧を増圧または減圧し、動力分離切換弁91を介して前輪FRのホイールシリンダ28FRに出力することができる。また、ECU61は、第2増圧弁43b及び第2減圧弁46bを制御することで、アキュムレータ40からの油圧を増圧または減圧して第2油圧配管34を通してマスタシリンダ11の後方圧力室R2に出力し、加圧ピストン14をアシストして油圧を第1油圧配管31に吐出し、前輪FLのホイールシリンダ28FLに出力することができる。即ち、車両用制動装置における自動制動力制御であっても、左右の前輪FR,FLの各ホイールシリンダ28FR,28FLを独立して制御することができる。
また、電源系統に故障が発生して失陥した場合には、第1増圧弁43aが閉止状態であるため、この第1増圧弁43aにより調圧された制御圧が動力分離切換弁91に作用せず、この動力分離切換弁91により連結配管48が開放される。また、開閉弁56によりバイパス配管55が開放される。そのため、乗員がブレーキペダル15を踏むと、その操作力により入力ピストン13が所定のストロークS0だけ前進すると、加圧ピストン14に当接して両ピストン13,14が一体となって前進する。すると、前方圧力室R1が加圧されることで、この前方圧力室R1の油圧が第1油圧配管31に吐出される。そして、この第1油圧配管31に吐出された油圧が、第1油圧配管31を通って前輪FLのホイールシリンダ28FLに制動油圧として付与されると共に、連結配管48を通って動力分離切換弁91に付与され、この動力分離切換弁91を介して前輪FRのホイールシリンダ28FRに制動油圧として付与されることとなり、前輪FR,FLに対して乗員のブレーキペダル15の操作力に応じた制動力を発生させることができる。
このように実施例5の車両用制動装置にあっては、アキュムレータ40の高圧供給配管41を油圧供給配管42a,42c,42dを介してホイールシリンダ28FR,28RR,28RLに連結すると共に、油圧供給配管42b及び第2油圧配管34を介して後方圧力室R2に連結し、各油圧供給配管42a,42b,42c,42dに増圧弁43a,43b,43c,43d及び減圧弁46a,46b,46c,46dを装着し、前方圧力室R1に第1油圧配管31を介してホイールシリンダ28FLを連結し、油圧供給配管42aに動力分離切換弁91を連結し、第1油圧伝達配管72を介してホイールシリンダ28FRを連結すると共に、第1油圧配管31に連結された連結配管48を動力分離切換弁91を介して第1油圧伝達配管72に連結している。
従って、電源系統の正常時に、第1増圧弁43aから作用する油圧により動力分離切換弁91により連結配管48を遮断するため、ECU61は、ペダル踏力Fpに応じた目標制御圧PTを設定し、この目標制御圧PTに基づいて増圧弁43a,43c,43d及び各減圧弁46a,46c,46dを制御することで、アキュムレータ40からの油圧を調圧し、前輪FRのホイールシリンダ28FR及び後輪RR,RLのホイールシリンダ28RR,28RLに出力すると共に、第2増圧弁43b及び第2減圧弁46bを制御弁することで、アキュムレータ40からの油圧を調圧し、第2油圧配管34を通して後方圧力室R2に出力して加圧ピストン14をアシストし、前方圧力室R1を加圧した油圧を第1油圧配管31を通して前輪FLのホイールシリンダ28FLに出力し、各ホイールシリンダ28FR,28FL,28RR,28RLに適正な制御圧を作用させることで、前輪FR,FL及び後輪RR,RLに対して乗員のブレーキペダル15の操作力に応じた適正な制動力を発生させることができる。
このとき、ECU61は、アキュムレータ40からの油圧を第1増圧弁43aで調圧して動力分離切換弁91の圧力室R11に供給してプレ加圧し、動力分離切換弁91の動力分離ピストン74が移動して補助ポート78aに対して補助ポート78bがずれ、連結配管48と圧力室R12との連通が遮断された後、各増圧弁43a,43b,43c,43d及び各減圧弁46a,46b,46c,46dを制御してアキュムレータ40からの油圧を調圧し、各ホイールシリンダ28FR,28FL,28RR,28RLに出力している。そのため、車両用制動装置における自動制動力制御であっても、左右の前輪FR,FLの各ホイールシリンダ28FR,28FLを独立して高精度に制御することができる。
一方、電源系統の失陥時には、第1増圧弁43aが閉止することからこの第1増圧弁43aから動力分離切換弁91に油圧が作用せず、動力分離切換弁91により連結配管48が連通するため、ブレーキペダル15の操作に応じて入力ピストン13及び加圧ピストン14が一体となって移動して前方圧力室R1が加圧され、前方圧力室R1の油圧が第1油圧配管31を介して前輪FLのホイールシリンダ28FLに出力されると共に、前方圧力室R1の油圧が第1油圧配管31、連結配管48、動力分離切換弁91、第1油圧伝達配管72を介して前輪FRのホイールシリンダ28FRに出力されることとなり、制動油圧を各ホイールシリンダ28FR,28FL,28RR,28RLに作用させ、前輪FR,FL及び後輪RR,RLに対して乗員のブレーキペダル15の操作力に応じた適正な制動力を発生させることができる。
また、実施例5の車両用制動装置では、ホイールシリンダ28FRとホイールシリンダ28FLとを連通及び遮断可能な切換弁と、アキュムレータ40側の油圧系とホイールシリンダ28FR側の油圧系を分離する動力分離機構との機能を併せもった動力分離切換弁91を設けている。従って、油圧回路の簡素化及び低コスト化を可能とすることができる。
なお、上述した各実施例では、シリンダ12内に駆動ピストンとしての入力ピストン13及び加圧ピストン14を移動自在に支持することで、マスタシリンダ11を構成したが、シリンダ内に一つの駆動ピストンを移動自在に支持して構成してもよい。この場合、シリンダ内には、駆動ピストンにおける移動方向の前後に前方圧力室と後方圧力室が区画されることとなる。
以上のように、本発明に係る車両用制動装置は、電源装置が失陥してもホイールシリンダに油圧を供給可能として適正な制動力を確保するようにしたものであり、いずれの種類の制動装置に用いても好適である。
本発明の実施例1に係る車両用制動装置を表す概略構成図である。 本発明の実施例2に係る車両用制動装置を表す概略構成図である。 本発明の実施例3に係る車両用制動装置における制動力制御を表すフローチャートである。 本発明の実施例4に係る車両用制動装置を表す概略構成図である。 本発明の実施例5に係る車両用制動装置を表す概略構成図である。 実施例5の車両用制動装置における自動制動力制御を表すフローチャートである。
符号の説明
11 マスタシリンダ
12 シリンダ
13 入力ピストン
14 加圧ピストン
15 ブレーキペダル(操作部材)
20 操作ロッド
25 反力スプリング
26 付勢スプリング
28FR,28FL,28RR,28RL ホイールシリンダ
29 ABS
31 第1油圧配管
34 第2油圧配管
35 油圧ポンプ(油圧供給源)
38 リザーバタンク
40 アキュムレータ(油圧供給源)
41 高圧供給配管
43a,43b,43c,43d 増圧弁(圧力制御弁)
45 第3油圧配管
46a,46b,46c,46d 減圧弁(圧力制御弁)
47,81 切換弁
48 連結配管(連結ライン)
54 ストロークシミュレータ
56 開閉弁
61 電子制御ユニット、ECU(制御圧設定手段)
62 ストロークセンサ
63 踏力センサ
64 第1圧力センサ
65 第2圧力センサ
66 第3圧力センサ
67 第4圧力センサ
68,69 圧力センサ
71 動力分離機構
91 動力分離切換弁
1 前方圧力室
2 後方圧力室
3 循環圧力室
4 反力室

Claims (12)

  1. 乗員が制動操作する操作部材と、シリンダ内に駆動ピストンが移動自在に支持されることで前方圧力室及び後方圧力室が区画されると共に前記操作部材により前記駆動ピストンを移動することで前記前方圧力室の油圧を出力可能なマスタシリンダと、前記操作部材から前記駆動ピストンに入力される操作力に応じた目標制御圧を設定する制御圧設定手段と、油圧供給源と、前記前方圧力室に連結されて車輪に制動力を発生させる第1及び第2ホイールシリンダと、前記目標制御圧に基づいて前記油圧供給源からの油圧を調圧して前記第1ホイールシリンダに出力可能な第1圧力制御弁と、前記目標制御圧に基づいて前記油圧供給源からの油圧を調圧して前記後方圧力室に出力可能な第2圧力制御弁と、前記第1ホイールシリンダと前記第2ホイールシリンダとを連通及び遮断可能な切換弁とを具えたことを特徴とする車両用制動装置。
  2. 請求項1に記載の車両用制動装置において、前記第1及び第2ホイールシリンダは、前輪の左右輪に対して制動力を発生させるホイールシリンダであることを特徴とする車両用制動装置。
  3. 請求項1または2に記載の車両用制動装置において、前記油圧供給源は、アキュムレータを有することを特徴とする車両用制動装置。
  4. 請求項1から3のいずれか一つに記載の車両用制動装置において、前記油圧供給源に連結されて後輪の左右輪に制動力を発生させる第3及び第4ホイールシリンダと、前記目標制御圧に基づいて前記油圧供給源からの油圧を調圧して前記第3及び第4ホイールシリンダに出力可能な第3及び第4圧力制御弁を設けたことを特徴とする車両用制動装置。
  5. 請求項1から4のいずれか一つに記載の車両用制動装置において、前記駆動ピストンは、シリンダ内に直列に配置された入力ピストンと加圧ピストンとを有し、前記入力ピストンに前記操作部材の操作力が入力可能であり、前記加圧ピストンの前方に前記前方圧力室が区画されると共に、前記入力ピストンと前記加圧ピストンとの間に前記後方圧力室が区画されたことを特徴とする車両用制動装置。
  6. 請求項1から5のいずれか一つに記載の車両用制動装置において、前記油圧供給源からの油圧を調圧して前記第1ホイールシリンダに出力可能な油圧ラインに前記第1圧力制御弁と直列に動力分離機構が設けられたことを特徴とする車両用制動装置。
  7. 請求項6に記載の車両用制動装置において、前記動力分離機構を迂回して前記第1ホイールシリンダと前記第2ホイールシリンダとを連結する連結ラインが設けられ、該連結ラインに前記切換弁が設けられたことを特徴とする車両用制動装置。
  8. 請求項1から7のいずれか一つに記載の車両用制動装置において、前記切換弁は、前記第1圧力制御弁により調圧された油圧に応じて前記第1ホイールシリンダと前記第2ホイールシリンダとを連通及び遮断可能であることを特徴とする車両用制動装置。
  9. 請求項6に記載の車両用制動装置において、前記切換弁は、動力分離機構に作用する油圧に応じて前記第1ホイールシリンダと前記第2ホイールシリンダとを連通及び遮断可能であることを特徴とする車両用制動装置。
  10. 請求項9に記載の車両用制動装置において、前記第1圧力制御弁により動力分離機構にプレ油圧を作用させることで前記第1ホイールシリンダと前記第2ホイールシリンダとの連通が遮断された後、前記目標制御圧に基づいて前記第1圧力制御弁及び前記第2圧力制御弁により前記油圧供給源からの油圧が調圧されることを特徴とする車両用制動装置。
  11. 請求項1から10のいずれか一つに記載の車両用制動装置において、前記切換弁は通電時に前記第1ホイールシリンダと前記第2ホイールシリンダとを遮断し、前記第1及び第2ホイールシリンダのうちのいずれか一方の制御圧が前記目標制御圧より予め設定された規定値以上低いときに、前記切換弁により前記第1ホイールシリンダと前記第2ホイールシリンダを連通することを特徴とする車両用制動装置。
  12. 請求項11に記載の車両用制動装置において、前記第1及び第2ホイールシリンダの両方の制御圧が前記目標制御圧より予め設定された規定値以上低いときに、前記切換弁により前記第1ホイールシリンダと前記第2ホイールシリンダを遮断することを特徴とする車両用制動装置。
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