JP4825326B2 - 車両のブレーキ装置 - Google Patents

Description

本発明は、必要な制動力を回生制動および液圧制動で発生する第１車輪と、必要な制動力を液圧制動で発生する第２車輪とを備えた車両のブレーキ装置に関する。

運転者のブレーキペダルの踏込み操作によりマスタシリンダで発生した液圧を、ハウジングに摺動自在に嵌合する摺動部材の背面に同軸に当接するピストンの背面に作用させ、そのピストンの背面に作用する圧力と摺動部材の前面に作用する反力とのバランスによる摺動部材の前後移動により、増幅された液圧を各車輪のブレーキ装置に供給するものが、下記特許文献１により公知である。
特許第２８５８１７１号公報

ところで、回生制動および液圧制動の両方が可能な第１車輪と、液圧制動のみが可能な第２車輪とを備えた車両において、第１車輪および第２車輪が共通の液圧供給源が発生するブレーキ液圧で液圧制動されるように構成されていると、第１車輪の制動力の一部あるいは全部が回生制動により分担された場合に、その回生制動力の分だけ前記液圧供給源が発生するブレーキ液圧を減少させるため、前記ブレーキ液圧のみで制動される第２車輪が必要な制動力を発生できなくなり、第１、第２車輪のトータルの制動力が減少してしまう可能性がある。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、回生制動および液圧制動が可能な車輪が回生制動を行うときに、液圧制動のみが可能な車輪の制動力の減少を防止す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、必要な制動力を回生制動および液圧制動で発生する第１車輪と、必要な制動力を液圧制動で発生する第２車輪とを備えた車両のブレーキ装置において、運転者の制動操作により前記第２車輪へのブレーキ液圧を発生するマスタシリンダと、電気的に制御可能なアクチュエータにより前記第１車輪へのブレーキ液圧を発生する電気的液圧発生手段と、前記マスタシリンダの発生液圧を前記電気的液圧発生手段を経て前記第１車輪側に伝達可能とすべく前記マスタシリンダ及び前記電気的液圧発生手段間を連通させる液路と、その液路を開閉し得る常開型遮断弁とを備え、前記回生制動のときは、前記遮断弁が閉じられると共に、該回生制動に応じて前記電気的液圧発生手段が制御されることを特徴とする車両のブレーキ装置が提案される。

また請求項２に記載された発明によれは、請求項１の前記特徴に加えて、前記液路の、前記常開型遮断弁よりも上流側から分岐した分岐液路が、前記第２車輪のブレーキホイールシリンダに連通していることを特徴とする車両のブレーキ装置が提案される。

尚、実施の形態の左右の前輪ＷＦＬ，ＷＦＲは本発明の第１車輪に対応し、実施の形態の左右の後輪ＷＲＬ，ＷＲＲは本発明の第２車輪に対応する。

本発明によれば、必要な制動力を回生制動および液圧制動で発生する第１車輪のブレーキ液圧を、電気的に制御可能なアクチュエータで作動する電気的液圧発生手段により発生させ、必要な制動力を液圧制動で発生する第２車輪のブレーキ液圧を、運転者の制動操作で作動するマスタシリンダにより発生させるので、第１車輪の制動力の一部あるいは全部が回生制動により負担されていて電気的液圧発生手段が発生するブレーキ液圧が減少している場合でも、電気的液圧発生手段とは別個に運転者の制動操作により作動するマスタシリンダが発生するブレーキ液圧は減少しないので、第１車輪の回生制動中に第２車輪が必要な制動力を発生できなくなる事態を回避することができる。しかも第２車輪は必ずマスタシリンダが発生したブレーキ液圧で液圧制動されるので、マスタシリンダにストロークシミュレータを接続する必要がなくなって部品点数およびコストの削減が可能になる。

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３は本発明の実施の形態を示すもので、図１はハイブリッド車両の全体構成を示す図、図２は車両用ブレーキ装置の正常時の液圧回路図、図３は図２に対応するＡＢＳ作動時の液圧回路図である。

図１に示すように、ハイブリッド車両は駆動輪である左右の前輪ＷＦＬ，ＷＦＲおよび従動輪である左右の後輪ＷＲＬ，ＷＲＲを備えており、エンジンＥ、モータ・ジェネレータＭおよびトランスミッションＴが接続された前輪ＷＦＬ，ＷＦＲは、エンジンＥの駆動輪および／またはモータ・ジェネレータＭの駆動力で駆動され、モータ・ジェネレータＭの回生制動力で制動される。更に、左前輪ＷＦＬおよび右後輪ＷＲＲはディスクブレーキ装置１４，１５によりそれぞれ制動され、右前輪ＷＦＲおよび左後輪ＷＲＬはディスクブレーキ装置１８，１９によりそれぞれ制動される。

図２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を介して例えば左前輪ＷＦＬのディスクブレーキ装置１４のホイールシリンダ１６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を介して右前輪ＷＦＲのディスクブレーキ装置１８のホイールシリンダ２０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との間にモータシリンダ２３が配置される。

一方の第１液圧室１３Ａから延びる前記液路Ｐａから分岐する液路Ｐｅ，Ｐｆの末端に右後輪ＷＲＲのディスクブレーキ装置１５のホイールシリンダ１７が接続されるとともに、他方の第１液圧室１３Ｂから延びる前記液路Ｑａから分岐する液路Ｑｅ，Ｑｆの末端に左後輪ＷＲＬのディスクブレーキ装置１９のホイールシリンダ２１が接続される。そして液路Ｐｃ，Ｐｅ；Ｑｃ，Ｑｅと液路Ｐｄ，Ｐｆ；Ｑｄ，Ｑｆとの間にＡＢＳ装置２４が配置される。

モータシリンダ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。モータシリンダ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ＷＦＬおよび右後輪ＷＲＲのディスクブレーキ装置１４，１５の系統と、右前輪ＷＦＲおよび左後輪ＷＲＬ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ＷＦＬおよび右後輪ＷＲＲ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，Ｐｅと液路Ｐｄ，Ｐｆ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，Ｐｆ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、モータシリンダ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、図２に示すように、常開型電磁弁よりなる遮断弁２２Ａ，２２Ｂが消磁されて開弁する。この状態で液路Ｐａ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、モータシリンダ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１４，１８のホイールシリンダ１６，２０伝達され、左右の前輪ＷＦＬ，ＷＦＲを制動する。

モータシリンダ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左右の前輪ＷＦＬ，ＷＦＲのディスクブレーキ装置１４，１８に伝達されることはない。

そして液路Ｐｃに設けた液圧センサＳｂで検出したモータシリンダ２３によるブレーキ液圧が、液路Ｐａ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、モータシリンダ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前輪ＷＦＬ，ＷＦＲディスクブレーキ装置１４，１８に発生させることができる。

これと同時に、マスタシリンダ１１の一方の第１液室１３Ａに発生したブレーキ液圧は液路Ｐｅ，Ｐｆを介して右後輪ＷＲＲのディスクブレーキ装置１５を作動させ、マスタシリンダ１１の他方の第１液室１３Ｂに発生したブレーキ液圧は液路Ｑｅ，Ｑｆを介して左後輪ＷＲＬのディスクブレーキ装置１９を作動させる。このように、マスタシリンダ１１が発生したブレーキ液圧で左右の後輪ＷＲＲ，ＷＲＬのディスクブレーキ装置１５，１９を作動させるので、ストロークシミュレータを設けることなくブレーキペダル１２をストロークさせて通常のペダルフィーリングを得ることがき、部品点数およびコストの削減が可能になる。

上述した制動中に、車輪速センサＳｃ…の出力に基づいて左右何れかの前輪ＷＦＬ，ＷＦＲ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モータシリンダ２３を作動状態に維持し、この状態でＡＢＳ装置２４を作動させて前輪ＷＦＬ，ＷＦＲのロックを防止する。

即ち、左右何れかの前輪ＷＦＬ，ＷＦＲ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１４，１８のホイールシリンダ１６，２０に連なるインバルブ４２を閉弁してモータシリンダ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。

尚、制動中に車輪速センサＳｃ…の出力に基づいて左右何れかの後輪ＷＲＬ，ＷＲＲ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、遮断弁２２Ａ，２２Ｂは図１の開弁状態のまま、上述と同様にＡＢＳ装置２４を作動させて後輪ＷＲＬ，ＷＲＲのロックを防止する。

ＡＢＳ装置２４は４個の車輪の制動力を個別に制御する機能を有するため、このＡＢＳ装置２４を利用して制動力の左右配分によるヨーモーメントの制御を行うことで、車両の旋回性能や直進安定性能を高めることができる。即ち、旋回内輪の制動力を旋回外輪の制動力よりも大きくして旋回性能を高めたり、旋回外輪の制動力を旋回内輪の制動力よりも大きくして直進安定性能を高めたりすることができる。このような制動力の左右配分によるヨーモーメントの制御を行うとき、ブレーキペダル１２が踏まれている場合には、ＡＢＳ装置２４の作動によるキックバックを抑制するために遮断弁２２Ａ，２２Ｂは閉弁される。ブレーキペダル１２が踏まれていない場合には、キックバックの問題は発生しないために遮断弁２２Ａ，２２Ｂは開弁状態に維持される。

またブレーキペダル１２が踏まれた状態で回生制動が可能であると判断されると、モータシリンダ２３の作動を停止し、モータ・ジェネレータＭに接続された左右の前輪ＷＦＬ，ＷＦＲを回生制動することで、車体の運動エネルギーを電気エネルギーとしてバッテリに回収することができる。回生制動の実行中は作動を停止したモータシリンダ２３のポート４０Ａ，４０Ｂが開放しているため、マスタシリンダ１１が発生したブレーキ液圧が前輪ＷＦＬ，ＷＦＲのディスクブレーキ装置１４，１８に伝達されないように、遮断弁２２Ａ，２２Ｂは図３に示す閉弁状態に切り換えられる。

バッテリが満充電状態になって前輪ＷＦＬ，ＷＦＲが必要とする制動力を回生制動力だけで賄えなくなった場合には、モータシリンダ２３が作動して不足分の制動力が液圧制動により補われる。このように、回生制動を液圧制動に優先して使用することで、エネルギーの回収効率を最大限に高めることができる。

回生制動の実行中に前輪ＷＦＬ，ＷＦＲが液圧制動力がゼロになったり減少したりした場合でも、マスタシリンダ１１が発生するブレーキ液圧で制動される後輪ＷＲＦ，ＷＲＲの制動力は影響を受けることがなく、回生制動の実行あるいは非実行に関わらずに後輪ＷＲＦ，ＷＲＲが必要とする制動力を液圧制動により発生することができる。

従来の如く、前輪ＷＦＬ，ＷＦＲおよび後輪ＷＲＦ，ＷＲＲの両方をモータシリンダ２３が発生するブレーキ液圧で制動するものでは、回生制動の実行に伴ってモータシリンダ２３が発生するブレーキ液圧がゼロになったり減少したりした場合に、後輪ＷＲＦ，ＷＲＲは必要な制動力を発生することができなくなる。

尚、回生制動の実行中に何れかの車輪がロック傾向になった場合には、回生制御が中止されてＡＢＳ制御に移行する。

さて、電源の失陥等によりモータシリンダ２３が作動不能になると、前輪ＷＦＬ，ＷＦＲはモータシリンダ２３が発生するブレーキ液圧に代えて、マスタシリンダ１１が発生するブレーキ液圧による制動が行われる。

電源が失陥すると、図１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、遮断弁２２Ａ，２２Ｂ、モータシリンダ２３の第２液圧室３９Ａ，３９Ｂおよびインバルブ４２…を通過して前輪ＷＦＬ，ＷＦＲのディスクブレーキ装置１４，１８のホイールシリンダ１６，２０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制御や制動力の左右配分によるヨーコントロール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。

また実施の形態では前輪ＷＦＬ，ＷＦＲを回生制動および液圧制動が可能な車輪とし、後輪ＷＲＦ，ＷＲＲを液圧制動のみが可能な車輪としているが、その関係を逆にすることができる。

また実施の形態ではエンジンＥおよびモータ・ジェネレータＭを走行用駆動源とする車両を例示したが、本発明はモータ・ジェネレータのみを走行用駆動源とする車両に対しても適用することができる。

ハイブリッド車両の全体構成を示す図 車両用ブレーキ装置の正常時の液圧回路図 図２に対応するＡＢＳ作動時の液圧回路図

１１ マスタシリンダ
１７，２１ ブレーキホイールシリンダ
２２Ａ，２２Ｂ 常開型遮断弁
２３ モータシリンダ（電気的液圧発生手段）
３１ アクチュエータ
Ｐａ，Ｐｂ，Ｑａ，Ｑｂ 液路
Ｐｅ，Ｑｅ 分岐液路
ＷＦＬ 左前輪（第１車輪）
ＷＦＲ 右前輪（第１車輪）
ＷＲＬ 左後輪（第２車輪）
ＷＲＲ 右後輪（第２車輪）

Claims (2)

1. 必要な制動力を回生制動および液圧制動で発生する第１車輪（ＷＦＬ，ＷＦＲ）と、必要な制動力を液圧制動で発生する第２車輪（ＷＲＬ，ＷＲＲ）とを備えた車両のブレーキ装置において、
   運転者の制動操作により前記第２車輪（ＷＲＬ，ＷＲＲ）へのブレーキ液圧を発生するマスタシリンダ（１１）と、電気的に制御可能なアクチュエータ（３１）により前記第１車輪（ＷＦＬ，ＷＦＲ）へのブレーキ液圧を発生する電気的液圧発生手段（２３）と、前記マスタシリンダ（１１）の発生液圧を前記電気的液圧発生手段（２３）を経て前記第１車輪（ＷＦＬ，ＷＦＲ）側に伝達可能とすべく前記マスタシリンダ（１１）及び前記電気的液圧発生手段（２３）間を連通させる液路（Ｐａ，Ｐｂ，Ｑａ，Ｑｂ）と、その液路（Ｐａ，Ｐｂ，Ｑａ，Ｑｂ）を開閉し得る常開型遮断弁（２２Ａ，２２Ｂ）とを備え、
   前記回生制動のときは、前記遮断弁（２２Ａ，２２Ｂ）が閉じられると共に、該回生制動に応じて前記電気的液圧発生手段（２３）が制御されることを特徴とする車両のブレーキ装置。
2. 前記液路（Ｐａ，Ｐｂ，Ｑａ，Ｑｂ）の、前記常開型遮断弁（２２Ａ，２２Ｂ）よりも上流側から分岐した分岐液路（Ｐｅ，Ｑｅ）が、前記第２車輪（ＷＲＬ，ＷＲＲ）のブレーキホイールシリンダ（１７，２１）に連通していることを特徴とする、請求項１に記載の車両のブレーキ装置。

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