JP4717792B2 - ブレーキ装置 - Google Patents

Description

本発明は、運転者による制動操作を検出する制動操作検出手段と、前記制動操作に応じてアクチュエータを電気的に制御してブレーキ液圧を発生させるスレーブシリンダと、前記ブレーキ液圧で作動して車輪を制動する制動力を発生するホイールシリンダと、前記スレーブシリンダおよび前記ホイールシリンダ間に配置されて車輪のロックを抑制するＡＢＳ装置とを備えたブレーキ装置に関する。

運転者の制動操作を電気信号に変換して電気的液圧発生手段（スレーブシリンダ）を作動させ、このスレーブシリンダが発生するブレーキ液圧でホイールシリンダを作動させる、いわゆるＢＢＷ（ブレーキ・バイ・ワイヤ）式ブレーキ装置が、下記特許文献１により公知である。
特許第３２０５５７０号公報

ところで、かかるＢＢＷ式ブレーキ装置では、運転者の制動操作に応じてスレーブシリンダが発生するブレーキ液圧が決定されるが、従来は車輪のロックを抑制するＡＢＳ装置の作動中であってもスレーブシリンダは通常時と同様に制御されていた。

車輪がロック傾向になってＡＢＳ装置が作動するときには、制動距離を最短にする最適なブレーキ液圧の増圧レートが存在するにも関わらず、従来のように運転者の制動操作に応じてスレーブシリンダを作動させると、運転者の癖や技量により異なる制動操作によってＡＢＳ装置の上流側のブレーキ液が様々に変化してしまい、上述した最適の増圧レートを実現することが困難になる問題があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、ＢＢＷ式ブレーキ装置において、ＡＢＳ装置の作動時における制動距離の短縮を図ることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、ブレーキペダルに連結されて、該ブレーキペダルの運転者による踏込み操作に応じて液圧を出力するマスタシリンダと、ブレーキペダルの前記踏込み操作を検出する制動操作検出手段と、前記マスタシリンダの、前記液圧を出力する液圧室に連通すると共に、前記踏込み操作に応じてアクチュエータの電動モータを電気的に制御してブレーキ液圧を発生させるスレーブシリンダと、前記ブレーキ液圧で作動して車輪を制動する制動力を発生するホイールシリンダと、前記スレーブシリンダおよび前記ホイールシリンダ間に配置されて車輪のロックを抑制するＡＢＳ装置とを備えてなり、前記ＡＢＳ装置は、前記スレーブシリンダ及び前記ホイールシリンダ間を開閉し得る常開型のインバルブと、このインバルブ及び前記ホイールシリンダ間の液路とリザーバとの間を開閉し得る常閉型のアウトバルブと、このアウトバルブ及び前記リザーバ間のブレーキ液を前記スレーブシリンダ及び前記インバルブ間に戻す液圧ポンプと、前記スレーブシリンダの前記アクチュエータから独立して設けられて前記液圧ポンプを駆動する液圧ポンプ用電動モータとを有し、前記ＡＢＳ装置の作動中は、前記スレーブシリンダを作動状態に維持すると共にそのスレーブシリンダで発生させるブレーキ液圧を、前記ＡＢＳ装置の非作動中に前記踏込み操作に応じて該スレーブシリンダで発生させるブレーキ液圧よりも増加させることを特徴とするブレーキ装置が提案され、また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の前記特徴に加えて、車輪がロック傾向になったときに、前記スレーブシリンダで発生させるブレーキ液圧を増加させることを特徴とするブレーキ装置が提案される。

尚、実施の形態の液圧センサＳａは本発明の制動操作検出手段に対応する。

本発明によれば、運転者によるブレーキペダルの踏込み操作に応じてブレーキ液圧を発生させるスレーブシリンダと、車輪を制動するホイールシリンダとの間に配置されたＡＢＳ装置が作動すると、スレーブシリンダで発生させるブレーキ液圧を、そのＡＢＳ装置の非作動中にブレーキペダルの踏込み操作に応じて該スレーブシリンダで発生させるブレーキ液圧よりも増加させるので、ＡＢＳ制御におけるブレーキ液圧の増圧レートを、路面摩擦係数が高くてロックにより減少した車輪速度が順調に回復するときには高めに設定でき、これにより、車輪のロックを抑制しながら最大限の制動力を発生させ、制動距離を短縮することができる。

以下、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。

図１〜図４は本発明の実施の形態を示すもので、図１は車両用ブレーキ装置の正常時の液圧回路図、図２は図１に対応する異常時の液圧回路図、図３は作用を説明するフローチャート、図４は作用を説明するタイムチャートである。

図１に示すように、タンデム型のマスタシリンダ１１は、運転者がブレーキペダル１２を踏む踏力に応じたブレーキ液圧を出力する二つの第１液圧室１３Ａ，１３Ｂを備えており、一方の第１液圧室１３Ａは液路Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ，Ｐｅを介して例えば左前輪および右後輪のディスクブレーキ装置１４，１５のホイールシリンダ１６，１７に接続されるとともに、他方の第１液圧室１３Ｂは液路Ｑａ，Ｑｂ，Ｑｃ，Ｑｄ，Ｑｅを介して例えば右前輪および左後輪のディスクブレーキ装置１８，１９のホイールシリンダ２０，２１に接続される。

液路Ｐａ，Ｐｂ間に常開型電磁弁である遮断弁２２Ａが配置され、液路Ｑａ，Ｑｂ間に常開型電磁弁である遮断弁２２Ｂが配置され、液路Ｐｂ，Ｑｂと液路Ｐｃ，Ｑｃとの間にスレーブシリンダ２３が配置され、液路Ｐｃ，Ｑｃと液路Ｐｄ，Ｐｅ；Ｑｄ，Ｑｅとの間にＡＢＳ装置２４が配置される。

液路Ｑａから分岐する液路Ｒａ，Ｒｂには、常閉型電磁弁である反力許可弁２５を介してストロークシミュレータ２６が接続される。ストロークシミュレータ２６は、シリンダ２７にスプリング２８で付勢されたピストン２９を摺動自在に嵌合させたもので、ピストン２９の反スプリング２８側に形成された液圧室３０が液路Ｒｂに連通する。

スレーブシリンダ２３のアクチュエータ３１は、電動モータ３２の出力軸に設けた駆動ベベルギヤ３３と、駆動ベベルギヤ３３に噛合する従動ベベルギヤ３４と、従動ベベルギヤ３４により作動するボールねじ機構３５とを備える。スレーブシリンダ２３のシリンダ本体３６の内部に一対のリターンスプリング３７Ａ，３７Ｂで後退方向に付勢された一対のピストン３８Ａ，３８Ｂが摺動自在に配置されており、ピストン３８Ａ，３８Ｂの前面に一対の第２液圧室３９Ａ，３９Ｂが区画される。一方の第２液圧室３９Ａはポート４０Ａ，４１Ａを介して液路Ｐｂ，Ｐｃに連通し、他方の第２液圧室３９Ｂはポート４０Ｂ，４１Ｂを介して液路Ｑｂ，Ｑｃに連通する。

しかして、電動モータ３２を一方向に駆動すると、駆動ベベルギヤ３３、従動ベベルギヤ３４およびボールねじ機構３５を介して一対のピストン３８Ａ，３８Ｂが前進し、液路Ｐｂ，Ｑｂに連なるポート４０Ａ，４０Ｂが閉塞された瞬間に第２液圧室３９Ａ，３９Ｂにブレーキ液圧を発生させ、そのブレーキ液圧をポート４１Ａ，４１Ｂを介して液路Ｐｃ，Ｑｃに出力することができる。

ＡＢＳ装置２４の構造は周知のもので、左前輪および右後輪のディスクブレーキ装置１４，１５の系統と、右前輪および左後輪のディスクブレーキ装置１８，１９の系統とに同じ構造のものが設けられる。その代表として左前輪および右後輪のディスクブレーキ装置１４，１５の系統について説明すると、液路Ｐｃと液路Ｐｄ，Ｐｅとの間に一対の常開型電磁弁よりなるインバルブ４２，４２が配置され、インバルブ４２，４２の下流側の液路Ｐｄ，Ｐｅとリザーバ４３との間に常閉型電磁弁よりなるアウトバルブ４４，４４が配置される。リザーバ４３と液路Ｐｃとの間に、一対のチェックバルブ４５，４６に挟まれた液圧ポンプ４７が配置されており、この液圧ポンプ４７は電動モータ４８により駆動される。

遮断弁２２Ａ，２２Ｂ、反力許可弁２５、スレーブシリンダ２３およびＡＢＳ装置２４の作動を制御する不図示の電子制御ユニットには、マスタシリンダ１１が発生するブレーキ液圧を検出する液圧センサＳａと、ディスクブレーキ装置１８，１９に伝達されるブレーキ液圧を検出する液圧センサＳｂと、各車輪の車輪速を検出する車輪速センサＳｃ…とが接続される。

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用について説明する。

システムが正常に機能する正常時には、常開型電磁弁よりなる遮断弁２２Ａ，２２Ｂが消磁されて開弁し、常閉型電磁弁よりなる反力許可弁２５が励磁されて開弁する。この状態で液路Ｑａに設けた液圧センサＳａが運転者によるブレーキペダル１２の踏み込みを検出すると、スレーブシリンダ２３のアクチュエータ３１が作動して一対のピストン３８Ａ，３８Ｂが前進することで、一対の第２液圧室３９Ａ，３９Ｂにブレーキ液圧が発生する。このブレーキ液圧はＡＢＳ装置２４の開弁したインバルブ４２…を介してディスクブレーキ装置１４，１５，１８，１９のホイールシリンダ１６，１７，２０，２１に伝達され、各車輪を制動する。

スレーブシリンダ２３のピストン３８Ａ，３８Ｂが僅かに前進すると、ポート４０Ａ，４０Ｂが閉塞されて液路Ｐｂ，Ｑｂと第２液圧室３９Ａ，３９Ｂとの連通が遮断されるため、マスタシリンダ１１が発生したブレーキ液圧はディスクブレーキ装置１４，１５，１８，１９に伝達されることはない。このとき、マスタシリンダ１１の他方の第１液圧室１３Ｂが発生したブレーキ液圧は開弁した反力許可弁２５を介してストロークシミュレータ２６の液圧室３０に伝達され、そのピストン２９をスプリング２８に抗して移動させることで、ブレーキペダル１２のストロークを許容するとともに擬似的なペダル反力を発生させて運転者の違和感を解消することができる。

そして液路Ｑｃに設けた液圧センサＳｂで検出したスレーブシリンダ２３によるブレーキ液圧が、液路Ｑａに設けた液圧センサＳａで検出したマスタシリンダ１１によるブレーキ液圧に応じた大きさになるように、スレーブシリンダ２３のアクチュエータ３１の作動を制御することで、運転者がブレーキペダル１２に入力する踏力に応じた制動力をディスクブレーキ装置１４，１５，１８，１９に発生させることができる。

上述した制動中に、車輪速センサＳｃ…の出力に基づいて何れかの車輪のスリップ率が増加してロック傾向になったことが検出されると、常開型電磁弁よりなる遮断弁２２Ａ，２２Ｂを励磁して閉弁するとともにスレーブシリンダ２３を作動状態に維持し、この状態でＡＢＳ装置２４を作動させて車輪のロックを防止する。

即ち、所定の車輪がロック傾向になると、その車輪のディスクブレーキ装置のホイールシリンダに連なるインバルブ４２を閉弁してスレーブシリンダ２３からのブレーキ液圧の伝達を遮断した状態で、アウトバルブ４４を開弁してホイールシリンダのブレーキ液圧をリザーバ４３に逃がす減圧作用と、それに続いてアウトバルブ４４を閉弁してホイールシリンダのブレーキ液圧を保持する保持作用とを行うことで、車輪がロックしないように制動力を低下させる。

その結果、車輪速度が回復してスリップ率が低下すると、インバルブ４２を開弁してホイールシリンダのブレーキ液圧が増加させる増圧作用を行うことで、車輪の制動力を増加させる。この増圧作用により車輪が再びロック傾向になると、前記減圧、保持、増圧を再び実行し、その繰り返しにより車輪のロックを抑制しながら最大限の制動力を発生させることができる。その間にリザーバ４３に流入したブレーキ液は、液圧ポンプ４７により上流側の液路Ｐｃ，Ｑｃに戻される。

上述したＡＢＳ制御中に、スレーブシリンダ２３は次のように制御される。

図３のフローチャートにおいて、ステップＳ１で運転者によるブレーキ操作中であり、かつステップＳ２でＡＢＳ制御中であれば、ステップＳ３でスレーブシリンダ２３の作動を制御してＡＢＳ制御の増圧レートを最適に制御し、制動距離の短縮を図る。即ち、路面摩擦係数が高いため、ロックにより減少した車輪速度が順調に回復するときには増圧レートを高めに設定し、逆に路面摩擦係数が低いため、ロックにより減少した車輪速度の回復が遅れているときには増圧レートを低めに設定することで、車輪の再ロックを抑制しながら最大限の制動力を発生させることができる。

具体的には、ディスクブレーキ装置１４，１５，１８，１９のホイールシリンダ１６，１７，２０，２１に伝達するブレーキ液圧の減圧→保持→増圧を繰り返すＡＢＳ制御中において、アウトバルブ４４を閉弁し、インバルブ４２を開弁してブレーキ液圧を増加させるとき、その増圧の元圧はスレーブシリンダ２３により発生する。よって、スレーブシリンダ２３が発生するブレーキ液圧を増加させれば、ＡＢＳ制御中のブレーキ液圧の増圧レートを高めることができ、またスレーブシリンダ２３が発生するブレーキ液圧を減少させれば、ＡＢＳ制御中のブレーキ液圧の増圧レートを低めることができる。

図４のタイムチャートは上記制御の一具体例を示すものである。

時刻ｔ１に運転者がブレーキペダル１１を踏み込み、時刻ｔ２に車輪がロック傾向になってＡＢＳ装置２４が作動し、運転者がブレーキペダル１１の踏み込み位置を保持したとする。従来の制御では、時刻ｔ２以降にスレーブシリンダ２３のピストン３８Ａ，３８Ｂのストローク（電動モータ３２の回転位置）が一定値に保持されるが、本実施の形態では、ＡＢＳ制御における最適の増圧レートを得るべく、時刻ｔ３までスレーブシリンダ２３のピストン３８Ａ，３８Ｂのストロークが更に増加し、通常時（ＡＢＳ非作動時）よりも出力するブレーキ液圧を増加させる。そして時刻ｔ４にＡＢＳ制御が終了して，時刻ｔ５に向けて運転者がブレーキペダル１１を戻すと、それに伴ってスレーブシリンダ２３のピストン３８Ａ，３８Ｂのストロークが０に向けて減少する。

尚、上述したＡＢＳ制御を実行している間、遮断弁２２Ａ，２２Ｂが閉弁状態に維持されることで、ＡＢＳ装置２４の作動による液圧変化がキックバックとなってマスタシリンダ１１からブレーキペダル１２に伝達されるのを防止することができる。

さて、電源が失陥すると、図２に示すように、常開型電磁弁よりなる遮断弁２２Ａ，２２Ｂは自動的に開弁し、常閉型電磁弁よりなる反力許可弁２５は自動的に閉弁し、常開型電磁弁よりなるインバルブ４２…は自動的に開弁し、常閉型電磁弁よりなるアウトバルブ４４…は自動的に閉弁する。この状態では、マスタシリンダ１１の第１液圧室１３Ａ，１３Ｂにおいて発生したブレーキ液圧は、ストロークシミュレータ２６に吸収されることなく、遮断弁２２Ａ，２２Ｂ、スレーブシリンダ２３の第２液圧室３９Ａ，３９Ｂおよびインバルブ４２…を通過して各車輪のディスクブレーキ装置１４，１５，１８，１９のホイールシリンダ１６，１７，２０，２１を作動させ、支障なく制動力を発生させることができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施の形態の液圧回路は遮断弁２２Ａ，２２Ｂを備えているが、ＡＢＳ制御時のキックバックを許容するのであれば、遮断弁２２Ａ，２２Ｂを廃止して部品点数およびコストを削減することができる。

車両用ブレーキ装置の正常時の液圧回路図 図１に対応する異常時の液圧回路図 作用を説明するフローチャート 作用を説明するタイムチャート

１１ マスタシリンダ
１２ ブレーキペダル
１３Ａ，１３Ｂ 液圧室
１６ ホイールシリンダ
１７ ホイールシリンダ
２０ ホイールシリンダ
２１ ホイールシリンダ
２３ スレーブシリンダ
２４ ＡＢＳ装置
３２ スレーブシリンダ用アクチュエータの電動モータ
４２ インバルブ
４３ リザーバ
４７ 液圧ポンプ
４８ 液圧ポンプ用の電動モータ
３１ アクチュエータ
Ｓａ 液圧センサ（制動操作検出手段）

Claims (2)

1. ブレーキペダル（１２）に連結されて、該ブレーキペダル（１２）の運転者による踏込み操作に応じて液圧を出力するマスタシリンダ（１１）と、
   ブレーキペダル（１２）の前記踏込み操作を検出する制動操作検出手段（Ｓａ）と、
   前記マスタシリンダ（１１）の、前記液圧を出力する液圧室（１３Ａ，１３Ｂ）に連通すると共に、前記踏込み操作に応じてアクチュエータ（３１）の電動モータ（３２）を電気的に制御してブレーキ液圧を発生させるスレーブシリンダ（２３）と、
   前記ブレーキ液圧で作動して車輪を制動する制動力を発生するホイールシリンダ（１６，１７，２０，２１）と、
   前記スレーブシリンダ（２３）および前記ホイールシリンダ（１６，１７，２０，２１）間に配置されて車輪のロックを抑制するＡＢＳ装置（２４）とを備えてなり、
   前記ＡＢＳ装置（２４）は、前記スレーブシリンダ（２３）及び前記ホイールシリンダ（１６，１７，２０，２１）間を開閉し得る常開型のインバルブ（４２）と、このインバルブ（４２）及び前記ホイールシリンダ（１６，１７，２０，２１）間の液路とリザーバ（４３）との間を開閉し得る常閉型のアウトバルブ（４４）と、このアウトバルブ（４４）及び前記リザーバ（４３）間のブレーキ液を前記スレーブシリンダ（２３）及び前記インバルブ（４２）間に戻す液圧ポンプ（４７）と、前記スレーブシリンダ（２３）の前記アクチュエータ（３１）から独立して設けられて前記液圧ポンプ（４７）を駆動する液圧ポンプ用電動モータ（４８）とを有し、
   前記ＡＢＳ装置（２４）の作動中は、前記スレーブシリンダ（２３）を作動状態に維持すると共にそのスレーブシリンダ（２３）で発生させるブレーキ液圧を、前記ＡＢＳ装置（２４）の非作動中に前記踏込み操作に応じて該スレーブシリンダ（２３）で発生させるブレーキ液圧よりも増加させることを特徴とするブレーキ装置。
2. 車輪がロック傾向になったときに、前記スレーブシリンダ（２３）で発生させるブレーキ液圧を増加させることを特徴とする、請求項１に記載のブレーキ装置。

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