JP4950149B2 - ブレーキ装置 - Google Patents

Description

本発明は、運転者の制動操作によりブレーキ液圧を発生するマスタシリンダと、前記制動操作に応じて電気的にブレーキ液圧を発生する液圧室を有するスレーブシリンダとを備える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）式ブレーキ装置に、車輪のロックを抑制して制動距離を短縮するＡＢＳ（アンチロック・ブレーキ・システム）装置を組み合わせたものが、下記特許文献１により公知である。
特開２００７−３２６３９５号公報

ところで、かかるＢＢＷ式ブレーキ装置に組み合わされたＡＢＳ装置は、車輪のロックを抑制するホイールシリンダのブレーキ液圧を減圧する際に、ホイールシリンダから排出されるブレーキ液を貯留するリザーバを備えているが、このリザーバを廃止することができればＡＢＳ装置を小型化することができる。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、ＡＢＳ装置やＶＳＡ装置のようなブレーキ液圧制御装置を備えたＢＢＷ式ブレーキ装置において、ブレーキ液圧制御装置のリザーバを廃止して部品点数の削減および構造の簡素化を図ること目的とする。

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、運転者の制動操作によりブレーキ液圧を発生するマスタシリンダと、前記制動操作に応じて電気的にブレーキ液圧を発生する液圧室を有するスレーブシリンダと、前記マスタシリンダに前記スレーブシリンダの液圧室を介して接続されたホイールシリンダと、前記マスタシリンダおよび前記スレーブシリンダ間に配置された遮断弁と、前記スレーブシリンダの液圧室および前記ホイールシリンダを並列に接続する第１、第２液路と、前記第１液路に配置された第１制御弁と、前記第２液路に配置された第２制御弁と、前記第１、第２液路の前記第１、第２制御弁よりも前記スレーブシリンダ側間を接続する第３液路に配置され、前記第１液路から第２液路にブレーキ液を供給する液圧ポンプとを備えることを特徴とする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ば、請求項１の構成に加えて、ＡＢＳ制御時に前記ホイールシリンダのブレーキ液圧を減圧する場合には、前記第１制御弁を開弁するとともに前記第２制御弁を閉弁することを特徴とするブレーキ装置が提案される。

請求項１の構成によれば、第１制御弁を閉弁して第２制御弁を開弁した状態で、液圧ポンプでスレーブシリンダの液圧室から第２液路にブレーキ液を汲み上げて該第２液路のブレーキ液圧を増加させることで、ホイールシリンダを作動させることができ、またこの状態から第２制御弁を閉弁して第１制御弁を開弁することで、ホイールシリンダのブレーキ液圧を第１液路を介してスレーブシリンダの液圧室に逃がすことができるので、各ホイールシリンダの制動力を個別に制御してＡＢＳ機能やＶＳＡ機能を発揮させることが可能となる。このとき、スレーブシリンダの液圧室をリザーバとして利用することができるので、特別のリザーバを廃止して部品点数の削減および構造の簡素化を図ることができる。

また請求項２の構成によれば、ＡＢＳ制御時に前記ホイールシリンダのブレーキ液圧を減圧する場合に第２制御弁を閉弁して第１制御弁を開弁するので、高圧の第２液路から遮断されたホイールシリンダのブレーキ液圧を開弁した第１制御弁および第１液路を介してスレーブシリンダの液圧室に逃がし、スレーブシリンダをリザーバとして利用することができる。

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８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液圧回路図（正常時、非制動時）、図２はスレーブシリンダの構造を示す図、図３は正常時におけるスレーブシリンダによる制動状態を示す液圧回路図、図４は異常時におけるマスタシリンダによる制動状態を示す液圧回路図、図５は正常時におけるＡＢＳ制御状態を示す液圧回路図、図６は正常時の制動時におけるＶＳＡ制御状態を示す液圧回、図７は正常時の非制動時におけるＶＳＡ制御状態を示す液圧回、図８は正常時の制動時における制動力増加制御状態を示す液圧回である。

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液圧室１３Ａ，１３Ｂを備えており、一方の液圧室１３Ａは液路Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ，Ｐｅ（第１系統）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、他方の液圧室１３Ｂは液路Ｑａ，Ｑｂ，Ｑｃ，Ｑｄ，Ｑｅ（第２系統）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（アンチロック・ブレーキ・システム）機能およびＶＳＡ（ビークル・スタビリティ・アシスト）機能を有するブレーキ液制御装置２４が配置される。遮断弁２２Ａ，２２Ｂの上流側および下流側間は、上流側から下流側への作動油の流通を阻止するチェックバルブ４３Ａ，４３Ｂが配置される。

液路Ｐａ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。

図２から明らかなように、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後部ピストン３８Ａおよび前部ピストン３８Ｂが摺動自在に配置されており、後部ピストン３８Ａおよび前部ピストン３８Ｂの前面に、それぞれ後部液圧室３９Ａおよび前部液圧室３９Ｂが区画される。後部ピストン３８Ａの後端には、前記出力軸５９の前端が当接する。後部液圧室３９Ａはポート４０Ａ，４１Ａを介して液路Ｐｂ，Ｐｃに連通し、前部液圧室３９Ｂはポート４０Ｂ，４１Ｂを介して液路Ｑｂ，Ｑｃに連通する。

図１に示すように、ブレーキ液圧制御装置２４は、左前輪および右前輪にディスクブレーキ装置１４，１５の第１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の第２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の第１系統について説明すると、液路Ｐｃと液路Ｐｄ，Ｐｅとが、並列に配置された第１液路Ｓ１および第２液路Ｓ２で接続されており、第１液路Ｓ１と液路Ｐｄ，Ｐｅとの間に常開型の可変開度電磁弁よりなる第１制御弁４２，４２が配置され、第２液路Ｓ２と液路Ｐｄ，Ｐｅとの間に常開型の可変開度電磁弁よりなる第２制御弁４４，４４が配置される。

第１、第２液路Ｓ１，Ｓ２を接続する第３液路Ｓ３には、第１液路Ｓ１側から第２液路Ｓ２側への作動油の流通のみを許可する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。第１、第２液路Ｓ１，Ｓ２間には、第２液路Ｓ２側から第１液路Ｓ１側への作動油の流通を阻止するチェックバルブ４９が配置される。また第１液路Ｓ１および液路Ｐｃとの接続部に近い第２液路Ｓ２には、第１液路Ｓ１および液路Ｐｃ側から第２液路Ｓ２側への作動油の流通を阻止するリリーフバルブ５０が配置される。

遮断弁２２Ａ，２２Ｂ、反力許可弁２５、スレーブシリンダ２３およびブレーキ液圧制御装置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、第１液路Ｓ１に伝達されるブレーキ液圧を検出する液圧センサＳｂと、第２液路Ｓ２に伝達されるブレーキ液圧を検出する液圧センサＳｃと、各車輪の車輪速を検出する車輪速センサＳｄ…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。

図３に示すように、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が励磁されて閉弁し、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、スレーブシリンダ２３のアクチュエータ３１が作動して後部および前部ピストン３８Ａ，３８Ｂが前進することで、後部および前部液圧室３９Ａ，３９Ｂにブレーキ液圧が発生する。このブレーキ液圧はブレーキ液圧制御装置２４の第１液路Ｓ１および開弁した第１制御弁４２，４２を介して、あるいはチェックバルブ４９、第２液路Ｓ２および開弁した第２制御弁４４，４４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。

遮断弁２２Ａ，２２Ｂが閉弁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の一方の液圧室１３Ａ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。

そして第１、第２液路Ｓ１，Ｓ２に設けた液圧センサＳｂ，Ｓｃ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、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。

電動車両やハイブリッド車両の場合、回生制動によるエネルギー回収効率を高めるために回生制動を優先的に使用し、回生制動による制動力の不足分を液圧による制動力で補うようになっている。このような場合には、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の大きさに対して、スレーブシリンダ２３が発生するブレーキ液圧を低く抑えることで、液圧による制動力を減少させることができる。

電源が失陥したような異常時には、図４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第１制御弁４２，４２は自動的に開弁し、常開型電磁弁よりなる第２制御弁４４，４４は自動的に閉弁する。この状態では、マスタシリンダ１１の二つの液圧室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の後部および前部液圧室３９Ａ，３９Ｂおよびブレーキ液圧制御装置２４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。

図５に示すように、スレーブシリンダ２３が発生するブレーキ液圧で制動が行われる正常時に、車輪速センサＳｄ…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の作動を停止し、この状態でブレーキ液圧制御装置２４にＡＢＳ機能を発揮させて車輪のロックを防止する。

例えば、左前輪がロック傾向になると、全ての第１制御弁４２…を閉弁した状態で、電動モータ４８で液圧ポンプ４７を駆動してスレーブシリンダ２３の後部液圧室３９Ａからブレーキ液を汲み上げ、第２液路Ｓ２のブレーキ液圧を高めることで、スレーブシリンダ２３が発生するブレーキ液圧の代わりに液圧ポンプ４７が発生するブレーキ液圧をホイールシリンダ１６、１７、２０、２１に伝達する。そしてロック傾向になった左前輪の第２制御弁４４だけを閉弁して第１制御弁２２だけを開弁することで、ホイールシリンダ１６のブレーキ液圧を開弁した第１制御弁４２および第１液路Ｓ１を介してスレーブシリンダ２３の後部液圧室３９Ａに逃がす減圧作用を行う。それに続いて前記第１制御弁４２を閉弁してホイールシリンダ１６のブレーキ液圧を保持する保持作用を行うことで、左前輪がロックしないように制動力を低下させる。

その結果、左前輪の車輪速度が回復してスリップ率が低下すると、左前輪の第２制御弁４４を開弁し、液圧ポンプ４７の作動で液圧を高められた第２液路Ｓ２をホイールシリンダ１６に連通させる増圧作用を行うことで、左前輪の制動力を増加させる。この増圧作用により左前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左前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。

前記減圧作用および前記増圧作用を行うとき、スレーブシリンダ２３の後部液圧室３９Ａをリザーバをとして利用するので、特別のリザーバを設ける必要がなくなって部品点数の削減および構造の簡素化を図ることができる。

尚、スレーブシリンダ２３をリザーバとして利用するとき、電動モータ４８を無負荷で回転できるようにしておけば、後部液圧室３９Ａおよび前部液圧室３９Ｂの容積を、自由に拡大および縮小することができる。

以上、左前輪がロック傾向になったときのＡＢＳ機能について説明したが、その他の車輪がロック傾向になったときのＡＢＳ機能も同様である。

ブレーキ液圧制御装置２４が上述したＡＢＳ機能を発揮している間、遮断弁２２Ａ，２２Ｂが閉弁状態に維持されることで、ブレーキ液圧制御装置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。

図６に示すように、スレーブシリンダ２３が発生するブレーキ液圧で制動が行われる正常時に、常開型電磁弁よりなる遮断弁２２Ａ，２２Ｂを励磁して閉弁した状態で、ブレーキ液圧制御装置２４により特定の車輪の制動力だけを増加および減少させて車両の旋回をアシストするＶＳＡ機能を発揮させることができる。

例えば、右後輪の制動力を増加させ、その対角位置にある左前輪の制動力を減少させて車両の右旋回をアシストする場合には、基本的に全ての第１制御弁４２…および第２制御弁を閉弁し、液圧ポンプ４７を駆動して第２液路Ｓ２のブレーキ液圧を高めた状態で、右後輪の第２制御弁４４だけを開弁して右後輪の制動力を増加させ、かつ左前輪の第１制御弁４２だけを開弁して左前輪の制動力だけを減少させることで、右旋回方向のヨーモーメントを発生させることができる。

ブレーキ液圧制御装置２４が上述したＶＳＡ機能を発揮しているときも、スレーブシリンダ２３の後部液圧室３９Ａをリザーバをとして利用するので、特別のリザーバを設ける必要がなくなって部品点数の削減および構造の簡素化を図ることができる。

以上、右旋回をアシストする場合のＶＳＡ機能について説明したが、左旋回をアシストする場合のＶＳＡ機能も同様である。

ブレーキ液圧制御装置２４が上述したＶＳＡ機能を発揮している間、遮断弁２２Ａ，２２Ｂが閉弁状態に維持されることで、ブレーキ液圧制御装置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。

図７に示すように、運転者がブレーキペダル１２を踏んでいない非制動時にも、常開型電磁弁よりなる遮断弁２２Ａ，２２Ｂを励磁して閉弁した状態で、ブレーキ液圧制御装置２４により特定の車輪の制動力だけを増加させて車両の旋回をアシストするＶＳＡ機能を発揮させることができる。

例えば、左前輪の制動力だけを増加させて車両の左旋回をアシストする場合には、液圧ポンプ４７を駆動して第２液路Ｓ２のブレーキ液圧を高めた状態で、左前輪以外の車輪の第２制御弁４４…を閉弁し、かつ左前輪の第１制御弁４２だけを閉弁することで、左前輪の制動力だけを高めてＶＳＡ機能を発揮させることができる。

図８に示すように、システムの正常時にスレーブシリンダ２３が発生するブレーキ液圧で制動を行う際に、全ての第１制御弁４２…を閉弁した状態で液圧ポンプ４７を駆動することで、スレーブシリンダ２３が発生したブレーキ液圧を液圧ポンプ４７で更に加圧し、四輪の制動力を増加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。

車両用ブレーキ装置の液圧回路図（正常時、非制動時） スレーブシリンダの構造を示す図 正常時におけるスレーブシリンダによる制動状態を示す液圧回路図 異常時におけるマスタシリンダによる制動状態を示す液圧回路図 正常時におけるＡＢＳ制御状態を示す液圧回路図 正常時の制動時におけるＶＳＡ制御状態を示す液圧回 正常時の非制動時におけるＶＳＡ制御状態を示す液圧回 正常時の制動時における制動力増加制御状態を示す液圧回

符号の説明

１１ マスタシリンダ
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
２２Ａ 遮断弁
２２Ｂ 遮断弁
２３ スレーブシリンダ
３１ アクチュエータ
３９Ａ 後部液圧室（液圧室）
３９Ｂ 前部液圧室（液圧室）
４２ 第１制御弁
４４ 第２制御弁
４７ 液圧ポンプ
Ｓ１ 第１液路
Ｓ２ 第２液路
Ｓ３ 第３液路

Claims (2)

1. 運転者の制動操作によりブレーキ液圧を発生するマスタシリンダ（１１）と、
   前記制動操作に応じて電気的にブレーキ液圧を発生する液圧室（３９Ａ，３９Ｂ）を有するスレーブシリンダ（２３）と、
   前記マスタシリンダ（１１）に前記スレーブシリンダ（２３）の液圧室（３９Ａ，３９Ｂ）を介して接続されたホイールシリンダ（１６，１７，２０，２１）と、
   前記マスタシリンダ（１１）および前記スレーブシリンダ（２３）間に配置された遮断弁（２２Ａ，２２Ｂ）と、
   前記スレーブシリンダ（２３）の液圧室（３９Ａ，３９Ｂ）および前記ホイールシリンダ（１６，１７，２０，２１）を並列に接続する第１、第２液路（Ｓ１，Ｓ２）と、
   前記第１液路（Ｓ１）に配置された第１制御弁（４２）と、
   前記第２液路（Ｓ２）に配置された第２制御弁（４４）と、
   前記第１、第２液路（Ｓ１，Ｓ２）の前記第１、第２制御弁（４２，４４）よりも前記スレーブシリンダ（２３）側間を接続する第３液路（Ｓ３）に配置され、前記第１液路（Ｓ１）から第２液路（Ｓ２）にブレーキ液を供給する液圧ポンプ（４７）と、
   を備えることを特徴とするブレーキ装置。
2. ＡＢＳ制御時に前記ホイールシリンダ（１６，１７，２０，２１）のブレーキ液圧を減圧する場合には、前記第１制御弁（４２）を開弁するとともに前記第２制御弁（４４）を閉弁す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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