JP4998368B2

JP4998368B2 - 液圧制御機構

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Publication number: JP4998368B2
Application number: JP2008128758A
Authority: JP
Inventors: 勝康大久保
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-05-15
Filing date: 2008-05-15
Publication date: 2012-08-15
Anticipated expiration: 2028-05-15
Also published as: JP2009274625A

Description

本発明は、液圧回路の液圧の制御に用いる液圧制御機構に関する。

従来、ブレーキペダルの操作力に応じた液圧を液圧回路内に発生させて、ホイールシリンダにその液圧回路内の液圧を供給することにより車両の車輪に制動力を付与する車両用液圧ブレーキ装置が知られている。このような液圧ブレーキ装置には、そのホイールシリンダの手前に増圧弁や減圧弁等の電磁弁が設けられており、これらの電磁弁を開閉制御することによってホイールシリンダへの作動液の給排量を調整して液圧を制御し、各車輪に適切な制動力を付与している。

また、ブレーキ液圧を発生する液圧源として、マスタシリンダと高圧源とを備える液圧ブレーキ装置が知られている。このような液圧ブレーキ装置は、システムが正常に機能する場合、マスタシリンダとホイールシリンダとを遮断し、高圧源を液圧源としてホイールシリンダ圧の増圧を図る制御を実行する。上記の制御において、ホイールシリンダ圧はマスタシリンダ圧に対して所定の倍力比を有する液圧に制御される。

一方、このような液圧ブレーキ装置は、システムに故障が認められる場合、マスタシリンダとホイールシリンダとを連通させて、マスタシリンダを液圧源としてホイールシリンダ圧の増圧を図る制御を実行する。上記の制御によれば、ホイールシリンダ圧をマスタシリンダ圧と等圧に制御することができる。そのため、前述の液圧ブレーキ装置によれば、システムに故障が発生しても、少なくともマスタシリンダ圧と等圧のホイールシリンダ圧を発生させることができる。

一方、前述の液圧ブレーキ装置においては、システムに故障が認められた場合、高圧源が正常であっても、ブレーキ液圧の液圧源が常に高圧源からマスタシリンダに変更される。そのため、ホイールシリンダ圧を容易に増圧することができる高圧源を有効利用することができず、この点においてなお改良の余地を残すものであった。

これに対して、特許文献１には、システムに故障が認められた場合に高圧源を液圧源として有効に利用する液圧ブレーキ装置が開示されている。この液圧ブレーキ装置は、システムに故障が認められた場合にアキュムレータ等の高圧源の液圧をリニア制御弁を介さずに直接ホイールシリンダへ伝達するポンプ液圧通路が設けられている。そして、ポンプ液圧通路とフロント液圧通路との合流部に設けられた機械式増圧弁により、高圧源を液圧源としたホイールシリンダ圧の制御が可能となる。
特開平１１−４８９５５号公報

特許文献１に記載の液圧ブレーキ装置は、前述のように、システムに故障が認められた場合に高圧源を液圧源として有効に利用することを可能としている。しかしながら、上述の機械式増圧弁は、高圧源からホイールシリンダへ供給されたブレーキフルードを素早く排出することができないため、ブレーキフィーリングの向上という観点から更なる改良の余地がある。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、良好なブレーキフィーリングの実現に寄与する液圧制御機構を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の液圧制御機構は、マスタシリンダとホイールシリンダとの間の第１流路に接続され、マスタシリンダで発生する液圧に対して所定の増圧比の液圧をホイールシリンダに発生させるために、増圧時に高圧源からホイールシリンダ側へ作動液を導入可能な増圧手段と、前記第１流路と並列にマスタシリンダとホイールシリンダとの間に設けられた第２流路に接続され、減圧時にマスタシリンダの液圧の低下に応じて開弁し、ホイールシリンダ側の作動液を外部に排出する減圧手段と、を備える。

この態様によると、このような液圧制御機構が組み込まれたブレーキシステムの異常時などにおいても、高圧源の作動流体を用いてマスタシリンダの液圧に対して所定の増圧比の液圧をホイールシリンダに発生させることができる。また、増圧後にマスタシリンダの液圧が低下した場合、ホイールシリンダ側の作動流体を増圧手段が設けられている第１流路ではなく、これとは別の第２流路から外部に排出することができる。そのため、ホイールシリンダ側の作動液を第１流路を逆流させてマスタシリンダ側へ戻すよりも、マスタシリンダの液圧が低下した場合のホイールシリンダの液圧変化の応答性が向上する。

前記減圧手段は、開弁する際のマスタシリンダ圧に対するホイールシリンダ圧の比が前記増圧手段における増圧比と同じもしくはそれより小さくなるように設定されていてもよい。これにより、減圧時のホイールシリンダの液圧変化を、マスタシリンダの液圧変化に対してより近づけることができる。

前記増圧手段は、マスタシリンダから液圧の供給を受ける加圧室と、前記加圧室の液圧により一方向に付勢される移動部材と、前記移動部材を他方向に付勢する液圧を蓄える調圧室と、前記移動部材が前記一方向に所定距離を超えて変位する場合に前記高圧源と前記調圧室とを連通状態とし、かつ、前記移動部材が前記他方向に所定距離を超えて変位する場合に前記高圧源と前記調圧室とを遮断状態とする連通制御機構と、を有してもよい。前記移動部材は、調圧室側の端面の面積に対する加圧室側の端面の面積の比が前記増圧比と同じになるように構成されていてもよい。これにより、所望の増圧比を簡便な構成で実現できる。

前記減圧手段は、ハウジングと、前記ハウジングの内部に形成され、ホイールシリンダ側の作動液を導入する導入口から作動液を外部に導出する導出口までの液圧通路と、前記液圧通路の途中に設けられた弁座より導出口側に形成された弁室と、前記弁室に配設されるとともに前記弁座に接離可能に構成され、前記液圧通路を開閉可能な移動部材と、前記移動部材の移動方向の両端部のうち弁座側とは反対側の背面部に、前記弁室との間が封止されるように形成された背面室と、を有してもよい。前記移動部材は、マスタシリンダから前記背面室に流入した作動液による液圧により前記弁座に向かう方向へ力を受け、前記移動部材が前記弁座に当接した状態のシール面積に対する、前記背面室に流入した作動液による液圧が前記移動部材の端面に加わる加圧面積の比が前記増圧比と同じもしくはそれより小さくなるように構成されていてもよい。これにより、簡便な構成で減圧時のホイールシリンダの液圧変化を、マスタシリンダの液圧変化に対してより近づけることができる。

本発明によれば、良好なブレーキフィーリングの実現に寄与する液圧制御機構を提供することができる。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。以下の形態で説明する液圧制御機構は、液圧を制御する液圧回路であれば適用することが可能であり、例えば、車両用の電子制御式ブレーキシステムの液圧回路に用いると好適である。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。

（液圧ブレーキ装置の概略）
図１は、本発明の一実施の形態に係る液圧ブレーキ装置のシステム構成を示す図である。本実施の形態の形態に係る液圧ブレーキ装置１００は、電子制御ユニット１０（以下、ＥＣＵ１０と称す）により制御される。液圧ブレーキ装置は、ブレーキペダル１２を備えている。

ブレーキペダル１２には、ストロークシミュレータ１４を介してマスタシリンダ１６が連結されている。ストロークシミュレータ１４は、ブレーキペダル１２が踏み込まれた場合に、ブレーキペダル１２に、ブレーキ踏力に応じたストロークを付与する機構である。マスタシリンダ１６は、その内部に２つの液圧室を備えている。これらの液圧室には、ブレーキ踏力に応じたマスタシリンダ圧Ｐ_Ｍ／Ｃが発生する。

マスタシリンダ１６の上部には、リザーバタンク１８が配設されている。リザーバタンク１８には、ブレーキフルードが貯留されている。マスタシリンダ１６の液圧室とリザーバタンク１８とは、ブレーキペダル１２の踏み込みが解除されている場合に導通状態となる。マスタシリンダ１６には、第１液圧通路２０および第２液圧通路２２が連通している。第１液圧通路２０には、その内部に導かれる液圧、すなわち、マスタシリンダ圧Ｐ_Ｍ／Ｃに応じた信号を出力するマスタ圧センサ２４が配設されている。マスタ圧センサ２４の出力信号ｐＭＣはＥＣＵ１０に供給されている。ＥＣＵ１０は出力信号ｐＭＣに基づいてマスタシリンダ圧Ｐ_Ｍ／Ｃを検出する。

第１液圧通路２０は、機械式増圧弁２６および減圧弁２５に連通している。第１液圧通路２０は、途中で２つの流路に分岐されており、第１流路２０ａに機械式増圧弁２６が、第２流路２０ｂに減圧弁２５がそれぞれ接続されている。機械式増圧弁２６には、大気圧通路２７、フロント液圧通路２８、および、ポンプ液圧通路２９が連通している。大気圧通路２７は、リザーバタンク１８に連通することにより大気圧に開放されている。フロント液圧通路２８からは、機械式増圧弁２６により生成された液圧が吐出される。また、ポンプ液圧通路２９には、高圧のアキュムレータ圧Ｐ_ＡＣＣが供給される。

（液圧制御機構）
図２は、本実施の形態に係る液圧制御機構の概略を示す断面図である。図２に示すように、液圧制御機構２００は、機械式増圧弁２６および減圧弁２５を備える。機械式増圧弁２６は、マスタシリンダ１６とホイールシリンダ５３，５６との間の、第１液圧通路２０の一部を構成する第１流路２０ａに接続されている。そして、機械式増圧弁２６は、マスタシリンダ１６で発生するマスタシリンダ圧Ｐ_Ｍ／Ｃに対して所定の増圧比のホイールシリンダ圧Ｐ_Ｗ／Ｃをホイールシリンダ５３，５６に発生させるために、増圧時にアキュムレータ７２からホイールシリンダ５３，５６側へブレーキフルードを導入可能なように構成されている。

また、減圧弁２５は、第１流路２０ａと並列にマスタシリンダ１６とホイールシリンダ５３，５６との間に設けられた第２流路２０ｂに接続されている。そして、減圧弁２５は、減圧時にマスタシリンダ１６の液圧の低下に応じて開弁し、ホイールシリンダ５３，５６側の作動液を外部に排出可能に構成されている。以下に、機械式増圧弁２６および減圧弁２５の構成について詳述する。

（機械式増圧弁）
機械式増圧弁２６は、ハウジング３０を備えている。ハウジング３０には、第１流路２０ａに連通するマスタ圧導入孔３１、フロント液圧通路２８に連通する液圧吐出孔３２、ポンプ液圧通路２９に連通する高圧導入孔３３、および、大気圧通路２７に連通する大気導入孔３４が設けられている。

ハウジング３０の内部には、段付きピストン３５が配設されている。段付きピストン３５には、大きな断面積Ｓを有する大径部３６と小さな断面積ｓを有する小径部３７とが形成されている。段付きピストン３５の内部には貫通孔３８が形成されている。貫通孔３８の下流側端部には、ニードルバルブ３９が当接可能に配設されている。貫通孔３８の内部には、ニードルバルブ３９の弁座として機能する弁座３８ａが設けられている。ニードルバルブ３９と段付きピストン３５との間には、第１スプリング４０が配設されている。第１スプリング４０は、ニードルバルブ３９を弁座３８ａから離座させる方向の付勢力を発生する。

ハウジング３０の内部には、ボール弁４１、第２スプリング４２、および、第３スプリング４３が配設されている。また、ハウジング３０の内部には、ボール弁４１の弁座４４が形成されている。第２スプリング４２は、ボール弁４１を弁座４４に向けて付勢する。第３スプリング４３は、段付きピストン３５をマスタ圧導入孔３１側へ向けて付勢する。弁座４４の中央部には、ニードルバルブ３９の貫通を許容する貫通孔４４ａが設けられている。

ハウジング３０の内部には、上述した段付きピストン３５およびボール弁４１によって、加圧室４５、調圧室４６、高圧室４７およびドレン室４８が形成されている。加圧室４５は、マスタ圧導入孔３１に連通している。調圧室４６は、液圧吐出孔３２に連通している。高圧室４７は、高圧導入孔３３に連通している。また、ドレン室４８は、大気導入孔３４に連通している。

ハウジング３０の内部には、更に、ストッパ３０ａが形成されている。ストッパ３０ａは、調圧室４６の内壁に、ニードルバルブ３９の変位を規制するために設けられている。一方、ストッパ３０ｂは、ドレン室４８の内壁に、段付きピストン３５の変位を規制するために設けられている。すなわち、ニードルバルブ３９の、図２における右側変位端は、ニードルバルブ３９がストッパ３０ａに当接する位置に規制される。また、段付きピストン３５の、図２における左側変位端は、段付きピストン３５がストッパ３０ｂに当接する位置に規制される。

（減圧弁）
減圧弁２５は、ハウジング１０２を備えている。ハウジング１０２には、第２流路２０ｂに連通するマスタ圧導入孔１０４、フロント液圧通路２８に連通する液圧吸入孔１０６、および、リザーバタンク１８への流路（不図示）が設けられているドレイン１０８と連通する排出孔１１０が設けられている。

ハウジング１０２の内部には、減圧ロッド１１２が配設されている。減圧ロッド１１２には、大きな断面積Ｔを有する後端面１１２ａと、後述する弁座に当接した場合のシール面積ｔが後端面１１２ａの断面積Ｔより小さくなるように設定されている封止部１１２ｂとが形成されている。封止部１１２ｂは、半球形状を有している。

ハウジング１０２の内部のうち液圧吸入孔１０６が設けられている側には、減圧ロッド１１２の封止部１１２ｂが当接する弁座１１４が設けられている。また、減圧ロッド１１２の後端面１１２ａとハウジング１０２の内部のうちマスタ圧導入孔１０４が設けられている側との間には、第４スプリング１１６が配設されている。第４スプリング１１６は、封止部１１２ｂを弁座１１４に向けて付勢する。

ハウジング１０２の内部には、上述した減圧ロッド１１２によって、加圧室１１８およびドレン室１２０が形成されている。加圧室１１８は、マスタ圧導入孔１０４に連通している。ドレン室１２０は、排出孔１１０に連通している。

換言すると、減圧弁２５は、ホイールシリンダ側のブレーキフルードを導入する導入口としての液圧吸入孔１０６から、ブレーキフルードをドレイン１０８に導出する導出口としての排出孔１１０までの液圧通路が、ハウジング１０２の内部に形成されている。また、減圧弁２５は、弁座１１４より排出孔１１０側に形成されたドレン室１２０と、ドレン室１２０に配設されるとともに弁座１１４に接離可能に構成され、液圧通路を開閉可能な減圧ロッド１１２と、減圧ロッド１１２の移動方向の両端部のうち弁座１１４側とは反対側の背面部に、ドレン室１２０との間が封止されるように形成された背面室としての加圧室１１８と、を有している。

減圧ロッド１１２は、マスタシリンダ１６から加圧室１１８に流入したブレーキフルードによる液圧により弁座１１４に向かう方向へ力を受ける。そして、減圧ロッド１１２は、減圧ロッド１１２が弁座１１４に当接した状態のシール面積ｔに対する、加圧室１１８に流入したブレーキフルードによる液圧が減圧ロッド１１２の端面に加わる加圧面積Ｔの比が、増圧比と同じもしくはそれより小さくなるように構成されている。

（液圧制御機構の動作）
以下、機械式増圧弁２６および減圧弁２５を備える液圧制御機構２００の動作について説明する。機械式増圧弁２６は、マスタシリンダ圧Ｐ_Ｍ／Ｃが発生していない場合は図２に示す状態に維持される。かかる状況下でブレーキ操作が開始されると、マスタ圧導入孔３１から加圧室４５へブレーキフルードが流入する。加圧室４５に流入したブレーキフルードは、貫通孔３８を通って調圧室４６に到達する。このため、ブレーキ操作が開始された後、加圧室４５の内圧、および、調圧室４６の内圧は共にマスタシリンダ圧Ｐ_Ｍ／Ｃまで上昇する。

加圧室４５および調圧室４６に、共にマスタシリンダ圧Ｐ_Ｍ／Ｃが発生すると、段付きピストン３５には、Ｆ＝Ｓ・Ｐ_Ｍ／Ｃ−ｓ・Ｐ_Ｍ／Ｃで表され、かつ、調圧室４６側へ向かう付勢力が作用する。その結果、ブレーキ操作が開始された後、段付きピストン３５は、速やかに図２に示す位置から調圧室４６側へ向かって変位し始める。

段付きピストン３５の調圧室４６側へ向かう変位量が所定量に到達すると、ニードルバルブ３９が貫通孔３８を閉塞する状態が形成される。かかる状態が形成されると、以後、段付きピストン３５に作用していた付勢力Ｆが、ニードルバルブ３９を介してボール弁４１に伝達され始める。このため、段付きピストン３５の変位が上記の所定量に到達すると、その後、ボール弁４１が弁座４４から離座する状態が形成される。

ボール弁４１が弁座４４から離座すると、高圧室４７と調圧室４６とが導通状態となる。このため、ボール弁４１が開弁すると、その後、調圧室４６の内圧は、マスタシリンダ圧Ｐ_Ｍ／Ｃに比して高圧となる。この際、調圧室４６に生ずる液圧をＰｃとすると、段付きピストン３５に作用する付勢力の大きさは、Ｆ＝Ｓ・Ｐ_Ｍ／Ｃ−ｓ・Ｐｃと表すことができる。段付きピストン３５は、上記の付勢力Ｆが正の値である場合は、ボール弁４１を開弁させる方向に変位し続ける。

調圧室４６の液圧Ｐｃが充分に大きな値となると、段付きピストン３５に作用する付勢力Ｆは負の値となる。付勢力Ｆが負の値となると、段付きピストン３５は、ボール弁４１を閉弁させる方向に変位し始める。そして、ボール弁４１が弁座４４に着座すると、調圧室４６の内圧Ｐｃの上昇が停止される。機械式増圧弁２６においては、運転者によってブレーキ操作が実行された後に上記の動作が繰り返し実行されることにより、調圧室４６の内圧Ｐｃが、Ｐｃ＝（Ｓ／ｓ）・Ｐ_Ｍ／Ｃで表される液圧に制御される。調圧室４６に発生する液圧Ｐｃは、液圧吐出孔３２からフロント液圧通路２８に吐出される。このように、機械式増圧弁２６によれば、運転者によってブレーキ操作が実行された場合に、マスタシリンダ圧Ｐ_Ｍ／Ｃに対して所定の倍力比（増圧比）Ｓ／ｓを有する液圧Ｐｃを、フロント液圧通路２８に供給することができる。このように、段付きピストン３５の調圧室４６側の小径部３７の面積ｓと加圧室側の大径部３６の面積Ｓとの比が調整されることで、機械式増圧弁２６において所望の増圧比が簡便な構成で実現される。

一方、高圧室４７に適正にアキュムレータ圧Ｐ_ＡＣＣが導かれていない場合は、ボール弁４１を弁座４４に向けて付勢する力が第２スプリング４２の付勢力だけとなる。この場合、ブレーキ操作が開始された後、段付きピストン３５が調圧室４６側へ変位する際に、第２スプリング４２の付勢力は第１スプリング４０の付勢力より小さくされているため、ニードルバルブ３９は、貫通孔３８を閉塞することなくボール弁４１を弁座４４から離座させる。段付きピストン３５の変位は、段付きピストン３５がストッパ３０ｂに当接するまで継続される。この際、ニードルバルブ３９は、常に貫通孔３８を導通状態に維持する。

このため、高圧室４７の内圧が適正に昇圧されていない場合は、ブレーキ操作の実行中、調圧室４６の内圧が常にマスタシリンダ圧Ｐ_Ｍ／Ｃと等圧となる。したがって、機械式増圧弁２６によれば、高圧室４７の内圧が適正に昇圧されていない状況下でブレーキ操作が実行された場合に、フロント液圧通路２８からマスタシリンダ圧Ｐ_Ｍ／Ｃと等しい液圧を吐出することができる。なお、機械式増圧弁２６の調圧室４６に上記のようにマスタシリンダ圧Ｐ_Ｍ／Ｃが導かれる場合は、そのマスタシリンダ圧Ｐ_Ｍ／Ｃが、高圧室４７および高圧導入孔３３を介してポンプ液圧通路２９にも供給される。

上述のように、本実施の形態に係る液圧制御機構２００を備えた液圧ブレーキ装置では、ブレーキシステムの異常時などにおいても、アキュムレータ７２などに蓄圧されているブレーキフルードを用いてマスタシリンダ１６の液圧に対して所定の増圧比の液圧をホイールシリンダに発生させることができる。

このように、運転者がブレーキペダル１２を操作して発生させたマスタシリンダ１６の液圧を用いてホイールシリンダに制動力を発生させた後、ブレーキペダル１２の操作を解除もしくは踏み込み量を少なくした場合、マスタシリンダ１６で発生する液圧は低下する。しかしながら、上述の液圧ブレーキ装置では、増圧時においては、マスタシリンダ１６から調圧室４６に供給されたブレーキフルードだけでなく、アキュムレータ７２から高圧のブレーキフルードがフロント液圧通路２８や調圧室４６に流入している。

そのため、減圧時に流入したブレーキフルードをすべて機械式増圧弁２６を通過させてマスタシリンダ１６に戻そうとすると、ホイールシリンダの液圧がスムーズに減圧されず、ホイールシリンダの減圧特性やマスタシリンダ１６の液圧変化に対する応答性を十分満たすことが困難である。特に、ブレーキペダル１２の戻し量が小さく、マスタシリンダ１６とリザーバタンク１８とが遮断されている場合、第１液圧通路２０を経由してリザーバタンク１８にブレーキフルードを戻せない。

そこで、本実施の形態に係る液圧制御機構２００は、機械式増圧弁２６が接続されている第１流路２０ａと並列に設けられている第２流路２０ｂに接続される減圧弁２５を備えている。減圧弁２５は、減圧時にマスタシリンダ１６の液圧の低下に応じて開弁し、フロント液圧通路２８側のブレーキフルードをドレイン１０８を介してリザーバタンク１８まで戻す役割を果たす。そのため、ホイールシリンダ側のブレーキフルードを第１流路２０ａを逆流させてマスタシリンダ１６へ戻すよりも、マスタシリンダ１６の液圧が低下した場合のホイールシリンダの液圧変化の応答性を向上することできる。

なお、本実施の形態に係る減圧弁２５は、シール面積ｔと後端面１１２ａの断面積Ｔとの関係が実質的にＳ／ｓ＝Ｔ／ｔを満たすように設定されている。換言すると、減圧弁２５は、開弁する際のマスタシリンダ圧に対するホイールシリンダ圧の比が機械式増圧弁２６における増圧比とほぼ同じに設定されている。なお、Ｓ／ｓとＴ／ｔの関係は完全に一致していなくてもよく、Ｔ／ｔの値がＳ／ｓの値よりも多少小さくなっていてもよい。これにより、減圧時のホイールシリンダの液圧変化を、マスタシリンダの液圧変化に対してより近づけることができる。

（液圧ブレーキ装置の構成および動作）
図１に示す液圧ブレーキ装置において、フロント液圧通路２８には、Ｆｒメインカット弁５０が配設されている。Ｆｒメインカット弁５０は、常態で開弁状態を維持し、ＥＣＵ１０から駆動信号が供給されることにより閉弁状態となる２位置の電磁弁である。フロント液圧通路２８は、Ｆｒ第１連通路５１およびＦｒ第２連通路５２に分岐している。Ｆｒ第１連通路５１には、右前輪ＦＲに配設されるホイールシリンダ５３が連通している。また、Ｆｒ第１連通路５１には、その内部に発生する液圧、すなわち、右前輪ＦＲのホイールシリンダ圧Ｐ_Ｍ／Ｃに応じた信号を出力するＦＲ圧力センサ５４が連通している。ＦＲ圧力センサ５４の出力信号ｐＦＲはＥＣＵ１０に供給されている。ＥＣＵ１０は、出力信号ｐＦＲに基づいて右前輪ＦＲのホイールシリンダ圧Ｐ_Ｍ／Ｃを検出する。

Ｆｒ第２連通路５２には、Ｆｒサブカット弁５５が配設されている。Ｆｒサブカット弁５５は、常態で開弁状態を維持し、ＥＣＵ１０から駆動信号が供給されることにより閉弁状態となる２位置の電磁弁である。Ｆｒ第２連通路５２には、左前輪ＦＬに配設されるホイールシリンダ５６が連通している。更に、Ｆｒ第２連通路５２には、左前輪ＦＬのホイールシリンダ圧Ｐ_Ｍ／Ｃに応じた信号を出力するＦＬ圧力センサ５７が連通している。ＦＬ圧力センサ５７の出力信号ｐＦＬはＥＣＵ１０に供給されている。ＥＣＵ１０は、出力信号ｐＦＬに基づいて左前輪ＦＬのホイールシリンダ圧Ｐ_Ｍ／Ｃを検出する。

マスタシリンダ１６に連通する第２液圧通路２２には、Ｒｒメインカット弁５８が配設されている。Ｒｒメインカット弁５８は、常態で開弁状態を維持し、ＥＣＵ１０から駆動信号が供給されることにより閉弁状態となる２位置の電磁弁である。第２液圧通路２２は、Ｒｒ第１連通路５９およびＲｒ第２連通路６０に分岐している。Ｒｒ第１連通路５９には、右後輪ＲＲに配設されるホイールシリンダ６１が連通している。また、Ｒｒ第１連通路５９には、その内部に発生する液圧、すなわち、右後輪ＲＲのホイールシリンダ圧Ｐ_Ｍ／Ｃに応じた信号を出力するＲＲ圧力センサ６２が連通している。ＲＲ圧力センサ６２の出力信号ｐＲＲはＥＣＵ１０に供給されている。ＥＣＵ１０は、出力信号ｐＲＲに基づいて右後輪ＲＲのホイールシリンダ圧Ｐ_Ｍ／Ｃを検出する。

Ｒｒ第２連通路６０には、Ｒｒサブカット弁６３が配設されている。Ｒｒサブカット弁６３は、常態で開弁状態を維持し、ＥＣＵ１０から駆動信号が供給されることにより閉弁状態となる２位置の電磁弁である。Ｒｒ第２連通路６０には、左後輪ＲＬに配設されるホイールシリンダ６４が連通している。更に、Ｒｒ第２連通路６０には、左後輪ＲＬのホイールシリンダ圧Ｐ_Ｍ／Ｃに応じた信号を出力するＲＬ圧力センサ６５が連通している。ＲＬ圧力センサ６５の出力信号はＥＣＵ１０に供給されている。ＥＣＵ１０は、出力信号ｐＲＬに基づいて右後輪ＲＬのホイールシリンダ圧Ｐ_Ｍ／Ｃを検出する。

液圧ブレーキ装置は、リザーバタンク１８に連通するリザーバ通路６６を備えている。上述した大気圧通路２７は、リザーバ通路６６を介してリザーバタンク１８に連通している。リザーバ通路６６は、逆止弁６７を介してポンプ機構６８の吸入側に連通している。ポンプ機構６８の吐出側は、逆止弁６９を介して高圧通路７０に連通している。

高圧通路７０には、逆止弁７１を介して上述したポンプ液圧通路２９が連通している。逆止弁７１は、高圧通路７０側からポンプ液圧通路２９側へ向かう流体の流れのみを許容する一方向弁である。高圧通路７０の内圧が適正に上昇しない場合は、機械式増圧弁２６の高圧室４７の内圧が適正に上昇しない。この場合、上述のように、ブレーキ操作が実行されることによりポンプ液圧通路２９にマスタシリンダ圧Ｐ_Ｍ／Ｃが導かれる。逆止弁７１によれば、かかる状況下で、機械式増圧弁２６を介してポンプ液圧通路２９に導かれるマスタシリンダ圧Ｐ_Ｍ／Ｃが、高圧通路７０側に開放されるのを防止することができる。

高圧通路７０には、アキュムレータ７２が連通している。アキュムレータ７２は、ポンプ機構６８から吐出される液圧をその内部にアキュムレータ圧Ｐ_ＡＣＣとして蓄えることができる。高圧通路７０には、アキュムレータ圧Ｐ_ＡＣＣに応じた電気信号を出力するＡＣＣ圧力センサ７３が配設されている。ＡＣＣ圧力センサ７３の出力信号ｐＡＣＣはＥＣＵ１０に供給されている。ＥＣＵ１０は、出力信号ｐＡＣＣに基づいてアキュムレータ圧Ｐ_ＡＣＣを検出する。

高圧通路７０には、更に、アキュムレータ圧Ｐ_ＡＣＣが上限値を超える場合にオン信号を発生するＵＬスイッチ７４、および、アキュムレータ圧Ｐ_ＡＣＣが下限値を超える場合にオン信号を出力するＬＬスイッチ７６が連通している。ポンプ機構６８は、ＵＬスイッチ７４の状態、および、ＬＬスイッチ７６の状態に基づいて、アキュムレータ圧Ｐ_ＡＣＣが常にその上限値と下限値との間に収まるように駆動される。

高圧通路７０とリザーバ通路６６との間には、定圧開放弁７８が配設されている。定圧開放弁７８は、高圧通路７０側の液圧がリザーバ通路６６側の液圧に比して、所定の開弁圧を超えて高圧となった場合に、高圧通路７０側からリザーバ通路６６側へ向かう流体の流れを許容する一方向弁である。高圧通路７０には、ＦＲ増圧用リニア制御弁８０（以下、ＦＲ増リニア８０と称す）およびＦＬ増圧用リニア制御弁８２（以下、ＦＬ増リニア８２と称す）が連通している。また、高圧通路７０には、Ｒｒ増圧カット弁８４を介してＲＲ増圧用リニア制御弁８６（以下、ＲＲ増リニア８６と称す）およびＲＬ増圧用リニア制御弁８８（以下、ＲＬ増リニア８８と称す）が連通している。Ｒｒ増圧カット弁８４は、常態で閉弁状態を維持し、ＥＣＵ１０から駆動信号が供給されることにより開弁状態となる２位置の電磁開閉弁である。以下、上述した増圧用リニア制御弁を総称する場合は「＊＊増リニア」と称す。

ＦＲ増リニア８０はＦｒ第１連通路５１に連通している。また、ＦＬ増リニア８２はＦｒ第２連通路５２に連通している。同様に、ＲＲ増リニア８６およびＲＬ増リニア８８は、それぞれ、Ｒｒ第１連通路５９およびＲｒ第２連通路６０に連通している。＊＊増リニアはＥＣＵ１０から駆動信号が供給されていない場合は閉弁状態に維持される。また、＊＊増リニアは、ＥＣＵ１０から駆動信号が供給された場合に、高圧通路７０側からＦｒ第１連通路５１，Ｆｒ第２連通路５２，Ｒｒ第１連通路５９，Ｒｒ第２連通路６０側へ、駆動信号に応じたホイールシリンダ圧が発生するようにブレーキフルードを流入させる。

Ｆｒ第１連通路５１，Ｆｒ第２連通路５２，Ｒｒ第１連通路５９およびＲｒ第２連通路６０には、それぞれ、ＦＲ減圧用リニア制御弁９０、ＦＬ減圧用リニア制御弁９２、ＲＲ減圧用リニア制御弁９４およびＲＬ減圧用リニア制御弁９６が連通している。以下、これらの減圧用リニア制御弁を、それぞれ、ＦＲ減リニア９０、ＦＬ減リニア９２、ＲＲ減リニア９４およびＲＬ減リニア９６と称す。また、これらの減圧用リニア制御弁を総称する場合は「＊＊減リニア」と称す。

＊＊減リニアには、リザーバタンク１８に連通するリザーバ通路６６が連通している。＊＊減リニアは、ＥＣＵ１０から駆動信号が供給されていない場合は閉弁状態に維持される。また、＊＊減リニアは、ＥＣＵ１０から駆動信号が供給された場合に、Ｆｒ第１連通路５１，Ｆｒ第２連通路５２，Ｒｒ第１連通路５９，Ｒｒ第２連通路６０側から、すなわち、ホイールシリンダ５３，５６，６１，６４側からリザーバ通路６６側へ、駆動信号に応じたホイールシリンダ圧が発生するようにブレーキフルードを流出させる。

次に、本実施の形態の液圧ブレーキ装置の動作について説明する。本実施の形態のシステムにおいて、システムが備えるすべての制御弁をオフ状態、すなわち、図１に示す状態に維持すると、各輪のホイールシリンダ５３，５６，６１，６４を、アキュムレータ７２から遮断し、かつ、機械式増圧弁２６、減圧弁２５およびマスタシリンダ１６と導通させることができる。この場合、左右前輪ＦＲ，ＦＬのホイールシリンダ５３，５６には、機械式増圧弁２６で増圧された液圧Ｐｃが導かれる。また、左右後輪ＲＲ，ＲＬのホイールシリンダ６１，６４にはマスタシリンダ１６で発生されたマスタシリンダ圧Ｐ_Ｍ／Ｃが導かれる。

上述のように、機械式増圧弁２６は、マスタシリンダ１６が発生するマスタシリンダ圧Ｐ_Ｍ／Ｃをパイロット圧として、機械的な機構により液圧Ｐｃを発生する。したがって、上記の状況下では、すべてのホイールシリンダ５３，５６，６１，６４のホイールシリンダ圧Ｐ_Ｍ／Ｃを、何ら電気的な制御を介在させることなく、マスタシリンダ１６を液圧源として制御することができる。以下、上述のように、マスタシリンダ１６を液圧源として（すなわち、電気的な制御を介在させることなく）ホイールシリンダ圧Ｐ_Ｍ／Ｃを制御する手法をマスタ加圧と称す。

本実施の形態のシステムにおいて、システムが備えるすべての開閉弁をオン状態とすると、すなわち、Ｆｒメインカット弁５０、Ｆｒサブカット弁５５、Ｒｒメインカット弁５８およびＲｒサブカット弁６３を閉弁状態とし、かつ、Ｒｒ増圧カット弁８４を開弁状態とすると、すべてのホイールシリンダ５３，５６，６１，６４を機械式増圧弁２６、減圧弁２５およびマスタシリンダ１６から遮断し、かつ、すべての＊＊増リニアの上流側にアキュムレータ圧Ｐ_ＡＣＣを導くことができる。

上記の状況下で、各車輪に対応する出力信号ｐＦＲ，ｐＦＬ，ｐＲＲ，ｐＲＬが目標のホイールシリンダ圧ＰW/C と一致するように＊＊増リニアおよび＊＊減リニアを制御すると、各車輪のホイールシリンダ圧Ｐ_Ｍ／Ｃを、アキュムレータ７２を液圧源として目標のホイールシリンダ圧Ｐ_Ｍ／Ｃに制御することができる。このように、本実施例のシステムによれば、すべての開閉弁をオン状態とし、かつ、＊＊増リニアおよび＊＊減リニアを適当に制御することで、マスタシリンダ１６を液圧源として用いることなく、アキュムレータ７２を液圧源として、各車輪のホイールシリンダ圧Ｐ_Ｍ／Ｃを電気的な制御のみを用いて適正に制御することができる。以下、このような制御手法を、ブレーキバイワイヤ加圧（ＢＢＷ加圧）と称す。

本実施の形態の液圧ブレーキ装置は、システムが正常に機能している場合は、上述したＢＢＷ加圧によって各車輪のホイールシリンダ圧Ｐ_Ｍ／Ｃを調圧する。そして、システムに、ＢＢＷ加圧の実行を妨げる故障が発生した場合は、マスタ加圧によりホイールシリンダ圧Ｐ_Ｍ／Ｃを調圧する。上述のように、本実施の形態の液圧ブレーキ装置は、アキュムレータ圧Ｐ_ＡＣＣが正常に昇圧されている場合には、マスタ加圧の実行中においてもアキュムレータ圧Ｐ_ＡＣＣを利用して、左右前輪ＦＲ，ＦＬのホイールシリンダ５３，５６にマスタシリンダ圧Ｐ_Ｍ／Ｃに比して高圧の液圧Ｐｃを導くことができる。このため、本実施の形態の液圧ブレーキ装置によれば、システムの故障時においてもアキュムレータ圧Ｐ_ＡＣＣを有効利用を図ることができる。

また、本実施の形態の液圧ブレーキ装置は、アキュムレータ圧Ｐ_ＡＣＣが正常に昇圧されていない場合には、機械式増圧弁２６側から高圧通路７０側へ液圧が開放されるのを防止しつつ、マスタシリンダ１６で発生されるマスタシリンダ圧Ｐ_Ｍ／Ｃを、左右後輪ＲＲ，ＲＬのホイールシリンダ６１，６４のみならず、左右前輪ＦＲ，ＦＬのホイールシリンダ５３，５６にも導くことができる。このため、本実施の形態の液圧ブレーキ装置によれば、システムの故障に対して優れたフェールセーフ機能を実現することができる。

なお、上記の実施の形態においては、ポンプ機構６８およびアキュムレータ７２が「高圧源」に、機械式増圧弁２６の段付きピストン３５が「移動部材」に、ボール弁４１、弁座４４およびニードルバルブ３９が「連通制御機構」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ１０は、ＢＢＷ加圧の実行を妨げる故障を検出した際に、マスタ加圧を実行することによりフェールセーフが実現されている。

ところで、上記の実施の形態においては、移動部材および連通制御機構を、段付きピストン３５、ボール弁４１、弁座４４およびニードルバルブ３９等を用いて実現しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、加圧室４５の液圧と高圧室４７の液圧とのバランスで変位し、高圧導入孔３３および大気導入孔３４の一方を選択的に調圧室４６に導通させるスプールバルブを用いて移動部材および連通制御機構を実現してもよい。

また、上記の実施の形態において、機械式増圧弁２６は、ドレン室４８が大気導入孔３４から大気圧通路２７を介してリザーバタンク１８に連通させられていたが、大気導入孔３４に大気圧通路２７を接続せず、単純に大気開放するようにしてもよい。つまり、ドレン室４８が常に大気圧に保たれていればよい。

以上、本発明を上述の実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。

本発明の一実施の形態に係る液圧ブレーキ装置のシステム構成を示す図である。本実施の形態に係る液圧制御機構の概略を示す断面図である。

符号の説明

１０電子制御ユニット、１２ブレーキペダル、１４ストロークシミュレータ、１６マスタシリンダ、１８リザーバタンク、２０第１液圧通路、２０ａ第１流路、２０ｂ第２流路、２２第２液圧通路、２５減圧弁、２６機械式増圧弁、２７大気圧通路、２８フロント液圧通路、２９ポンプ液圧通路、３０ハウジング、３１マスタ圧導入孔、３２液圧吐出孔、３３高圧導入孔、３４大気導入孔、３５ピストン、３６大径部、３７小径部、３８貫通孔、３８ａ弁座、３９ニードルバルブ、４０第１スプリング、４１ボール弁、４２第２スプリング、４３第３スプリング、４４弁座、４４ａ貫通孔、４５加圧室、４６調圧室、４７高圧室、４８ドレン室、５３ホイールシリンダ、７２アキュムレータ、１００液圧ブレーキ装置、１０２ハウジング、１０４マスタ圧導入孔、１０６液圧吸入孔、１０８ドレイン、１１０排出孔、１１２減圧ロッド、１１２ａ後端面、１１２ｂ封止部、１１４弁座、１１６第４スプリング、１１８加圧室、１２０ドレン室、２００液圧制御機構。

Claims

マスタシリンダとホイールシリンダとの間の第１流路に接続され、マスタシリンダで発生する液圧に対して所定の増圧比の液圧をホイールシリンダに発生させるために、増圧時に高圧源からホイールシリンダ側へ作動液を導入可能な増圧手段と、
前記第１流路と並列にマスタシリンダとホイールシリンダとの間に設けられた第２流路に接続され、減圧時にマスタシリンダの液圧の低下に応じて開弁し、ホイールシリンダ側の作動液を外部に排出する減圧手段と、を備え、
前記減圧手段は、開弁する際のマスタシリンダ圧に対するホイールシリンダ圧の比が前記増圧手段における増圧比と同じもしくはそれより小さくなるように設定されている液圧制御機構。
前記増圧手段は、
マスタシリンダから液圧の供給を受ける加圧室と、
前記加圧室の液圧により一方向に付勢される移動部材と、
前記移動部材を他方向に付勢する液圧を蓄える調圧室と、
前記移動部材が前記一方向に所定距離を超えて変位する場合に前記高圧源と前記調圧室とを連通状態とし、かつ、前記移動部材が前記他方向に所定距離を超えて変位する場合に前記高圧源と前記調圧室とを遮断状態とする連通制御機構と、を有し、
前記移動部材は、調圧室側の端面の面積に対する加圧室側の端面の面積の比が前記増圧比と同じになるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の液圧制御機構。
前記減圧手段は、
ハウジングと、
前記ハウジングの内部に形成され、ホイールシリンダ側の作動液を導入する導入口から作動液を外部に導出する導出口までの液圧通路と、
前記液圧通路の途中に設けられた弁座より導出口側に形成された弁室と、
前記弁室に配設されるとともに前記弁座に接離可能に構成され、前記液圧通路を開閉可能な移動部材と、
前記移動部材の移動方向の両端部のうち弁座側とは反対側の背面部に、前記弁室との間が封止されるように形成された背面室と、
を有し、
前記移動部材は、マスタシリンダから前記背面室に流入した作動液による液圧により前記弁座に向かう方向へ力を受け、
前記移動部材が前記弁座に当接した状態のシール面積に対する、前記背面室に流入した作動液による液圧が前記移動部材の端面に加わる加圧面積の比が前記増圧比と同じもしくはそれより小さくなるように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の液圧制御機構。
減圧手段の前記移動部材を前記弁座に向かう方向へ付勢する付勢手段を更に備えていることを特徴とする請求項３に記載の液圧制御機構