JP5472838B2 - 車両用液圧ブレーキ装置 - Google Patents

Description

この発明は、車両用液圧ブレーキ装置、詳しくは、回生協調ブレーキや自動ブレーキを実行可能な構造において、良好な操作フィーリング（いわゆるペダルフィーリング）を確保することを可能にしたブレーキ装置に関する。

高圧の液圧源から供給される液圧を調圧装置によってドライバーのブレーキ操作に応じた値や、電子制御装置がドライバーのブレーキ操作とは無関係に設定した値に調圧し、調圧後の液圧でマスタシリンダのマスタピストンの作動を助成してブレーキ液圧を発生させることのできるバイワイヤ式の車両用ブレーキ装置が、例えば、下記特許文献１に開示されている。

同文献の図３に記載されたブレーキ装置は、ブレーキ操作力を受けて前進する入力ピストンと、高圧の液圧源から供給される液圧を、目標制動力を得るのに必要な圧力に調圧して第３圧力室（ブースト室）に送り込む調圧装置（調圧手段）と、調圧後の液圧でマスタピストン（中間ピストン）を駆動してブレーキ液圧を発生させるマスタシリンダを有している。

前記入力ピストンは、マスタピストンの後端に開口した孔に軸方向摺動自在に挿入されており、その入力ピストンの先端をマスタピストンの内部に設けられたリリーフ室に臨ませている。また、マスタピストンの後端を前記第３圧力室に臨ませ、マスタピストン内の前記リリーフ室と前記第３圧力室との間を、マスタピストンの孔の内周面と入力ピストンの外周との間に介在した高圧シールでシールしている。

特開２０１０−９２９号公報

上記特許文献１の図３に記載されたブレーキ装置は、調圧装置によって調圧された液圧が第３圧力室に導入されると、マスタシリンダのマスタピストンがその圧力を背面に受けて前進する。このとき、マスタピストンと入力ピストンとの間に介在した高圧シールによる摺動抵抗によって入力ピストンがマスタピストンに引きずられ、そのために、ブレーキペダルに加わるブレーキの操作反力がブレーキ操作量と対応しないものになってブレーキの操作フィーリングが悪化する。

そこで、この発明は、特許文献１が提案しているようなバイワイヤ式の車両用ブレーキ装置における操作フィーリングの悪化の問題を解消することを課題としている。

上記の課題を解決するため、この発明においては、高圧の液圧源から供給される液圧を調圧装置でドライバーのブレーキ操作に応じた圧力、又は、電子制御装置が設定した目標制動力を得るのに必要な圧力に調圧し、調圧後の液圧でマスタシリンダを作動させてブレーキ液圧を発生させ、そのブレーキ液圧をホイールシリンダに向けて供給するバイワイヤ式の車両用液圧ブレーキ装置を以下の通りに構成した。
即ち、ブレーキ操作力を受けて前進する入力ピストンと、この入力ピストンの進退量に応じて容積の変化する第１液室と、この第１液室とともにハウジングの内部に設けられ、前記調圧後の液圧を導入して前記マスタシリンダのマスタピストンに加える第２液室と、大気圧の第３液室と、
前記第１液室の容積変化に応じたブレーキ操作反力を発生させるストロークシミュレータと、
前記ハウジングの内孔に嵌合固定されて前記第２液室と第３液圧室をそれぞれ前記第１液室から区画する区画部材と、
前記ハウジングの内孔と前記区画部材の第２液室側区画部との嵌合隙間に介在して前記第２液室と第１液室の連通を断つ第１シール部材と、前記ハウジングの内孔と前記区画部材の第３液室側区画部との嵌合隙間に介在して前記第１液室と第３液室の連通を断つ第２シール部材と、
前記第１シール部材と第２シール部材との間にその第１シール部材と第２シール部材に両端を当接させて設ける環状部材とを有し、
前記環状部材が、前記区画部材の外周と前記ハウジングの内孔との間に形成される空間を、当該環状部材の軸方向移動に伴って容積の増加する第１の空間と、容積の減少する第２の空間に区画し、
前記第１の空間と第２の空間は、前記第１液室に連通し、前記環状部材の軸方向移動に伴う前記第２の空間の容積減少量と第１の空間の容積増加量が等しくなるものにした。

この車両用液圧ブレーキ装置の好ましい形態を以下に列挙する。
（１）前記第１の空間を第２の空間に連通させる連通路を有し、その連通路が前記環状部材に形成されたもの。
（２）前記第１シール部材にシールされる嵌合隙間と第２シール部材にシールされる嵌合隙間の直径を異ならせ、前記環状部材によって区画される前記第１の空間と前記第２の空間の一方をその環状部材の外周側に、他方をその環状部材の内周側にそれぞれ設けたもの。
（３）前記区画部材の第２液室側区画部と第３液室側区画部が分割されて前記ハウジングの内孔に軸方向に突き合わせた状態にして組み込まれたもの。

なお、この発明の車両用液圧ブレーキ装置には、電子制御装置からの指令に基づいてホイールシリンダの液圧を調整する減圧用電磁弁と増圧用電磁弁の組み込まれた横すべり防止制御も実行可能なＡＢＳユニットを含ませることができる。

この発明の車両用液圧ブレーキ装置は、マスタシリンダが第１液室に生じさせる液圧と第２液室に導入される液圧（助勢圧）を受けて入力ピストンから切り離された状態で作動するバイワイヤ式であるので、回生協調ブレーキや自動ブレーキを実行することができる。

また、第２液室の圧力を受けるマスタピストンが入力ピストンから切り離されているため、高圧源から第２液室に液圧が導入されたときのマスタピストンによる入力ピストンの引きずりが起こらない。

さらに、第２液室に高圧の液圧が導入されたときに、前記区画部材の第２液室側区画部の嵌合隙間に設けた第１シール部材が第２液室の液圧を受けて第１液室側に押し動かされる（シール部材を収納する溝は、シール部材の膨張などに対応するためにシール部材との間に遊びのあるものになっており、その遊びの範囲で第１シール部材が動く）。そのときの移動量はさほど大きくないが、近年のブレーキ装置は小型化の進展が著しく、その小型のブレーキ装置では、第１シール部材の変位による第１液室の容積変動率が無視できないものになる。

その第１シール部材の変位による第１液室の容積変動も、ブレーキの操作フィーリングを悪化させる。この発明のブレーキ装置は、その問題も併せて解決したものになっている。

即ち、第１シール部材が軸方向に変位すると、環状部材も第２シール部材を圧縮して同じ方向に変位する。そのために、第２の空間の容積が減少するが、このときに第１の空間の容積は第２の空間の容積減少量と同量増加する。その第１の空間と第２の空間は共に第１液室に連通しており、従って、両空間の増減量は相殺され、そのために、第１液室の容積が変動せず、ブレーキ操作量に対する操作反力の変動が防止されてその操作反力の変動に起因した操作フィーリングの悪化の問題が生じない。

なお、前記第１の空間と第２の空間を連通させる連通路を環状部材に形成したものは、その連通路をハウジングや区画部材に形成するものに比べて連通路の設置が容易で、構造も簡素化される。

また、第１シール部材にシールされる嵌合隙間と第２シール部材にシールされる嵌合隙間の直径を異ならせ、前記第１の空間と前記第２の空間の一方を環状部材の外周側に、他方を環状部材の内周側にそれぞれ設けるものは、環状部材として段付きスリーブを使用することができ、第１の空間と第２の空間の容積増減量を等しくすることが容易である。

さらに、前記区画部材の第２液室側区画部と第３液室側区画部が分割されているものは、第１シール部材を区画部材に装着してその第１シール部材の組み付け、取り外しを区画部材と一緒に行うことができる。

この発明の車両用液圧ブレーキ装置の一例を示す断面図 図１のＡ部を拡大して示す図 第２液室側区画部と第３液室側区画部を一体に形成した区画部材を用いた例を示す断面図

以下、この発明の車両用液圧ブレーキ装置の実施の形態を、添付図面の図１〜図３に基づいて説明する。図１に示すように、例示の車両用液圧ブレーキ装置は、ブレーキ液圧発生装置１と、ブレーキ操作量に応じた操作反力を発生させるストロークシミュレータ２と、そのストロークシミュレータ２のブレーキ液圧発生装置１に対する接続状態を切り換える電磁開閉弁３と、ブレーキ液圧発生装置１で発生させた液圧で作動して各車輪に制動力を加えるホイールシリンダ４と、ブレーキ液圧発生装置１からホイールシリンダ４に供給されるブレーキ液圧を必要に応じて調整するＡＢＳユニット５を有する。

また、高圧の液圧源６と、その液圧源６から供給される液圧を、目標制動力を得るために必要な圧力に調整する調圧装置７と、副リザーバ２４（これはリザーバ１０を共用して省略することがある）への排出路を開閉する電磁開閉弁８と、ブレーキの操作状況や車両の挙動を検出する既知の各種センサからの情報に基づいて目標制動力を設定し、調圧装置７に対して必要な調圧指令を出す電子制御装置（ＥＣＵ）９を有している。電子制御装置９は、ブレーキの操作状況や車両の挙動を検出する既知のセンサ類や各種センサからの情報に基づいて目標制動力を設定し、高圧の液圧源から第２液室に導入される液圧を、目標制動力を得るために必要な圧力に調整するように調圧装置に対して指令を出す。

ブレーキ液圧発生装置１は、リザーバ１０を備えている。図示のブレーキ液圧発生装置１は、ブレーキペダル１１と、そのブレーキペダル１１を戻り方向に付勢する復帰スプリング１２と、ブレーキペダル１１に接続された入力ロッド１３と、ブレーキペダル１１から入力ロッド１３経由で伝達されるブレーキ操作力を受けて前進する入力ピストン１４と、タンデム型のマスタシリンダ１５を組み合わせて構成されている。

入力ピストン１４とマスタシリンダ１５は、ハウジング１６の内部に組み込まれている。ハウジング１６の内孔には位置固定の区画部材１７が組み込まれており、入力ピストン１４を貫通させたその区画部材１７の内部に、入力ピストン１４の進退量に応じて容積の変化する第１液室（第１反力室）Ｃ１が設けられ、第１液室の封止、解放を行う電磁開閉弁３を介してストロークシミュレータ２につながれたその第１液室Ｃ１の前方に、区画部材１７の先端に形成された隔壁１７ａを介して第２液室Ｃ２が設けられている。そしてさらに、区画部材１７の後部側の外周にリザーバ１０に通じた大気圧の第３液室Ｃ３が設けられている。

隔壁１７ａには、マスタシリンダ１５のマスタピストン（プライマリピストン）１５ａが液密かつ軸方向摺動自在に挿通され、そのマスタピストン１５ａの中間大径部の背面が第２液室Ｃ２に臨んでいる。また、マスタピストン１５ａの中間大径部よりも前側の外周に第４液室（第２反力室）Ｃ４が設けられ、その第４液室Ｃ４もストロークシミュレータ２につながれている。第４液室Ｃ４は、マスタピストン１５ａが前進するのに伴って容積が縮小し、一方、第１液室Ｃ１は、その容積が拡大する。マスタピストン１５ａの容積増減に関わる部分の直径は、このときの第４液室Ｃ４の容積縮小量と第１液室Ｃ１の容積拡大量が等しくなるように設定されている。

マスタシリンダ１５は、２個のマスタピストン（プライマリピストンとセカンダリピストン）１５ａ、１５ｂと、各ピストンを復帰させる復帰スプリング１５ｃと、各ピストンの外周をシールするカップシール１５ｄを備えており、マスタピストン１５ａ、１５ｂで圧力室ＰＣ１、ＰＣ２のブレーキ液を加圧してブレーキ液圧を発生させる。これは周知の構造のシリンダである。

ＡＢＳユニット５は、ホイールシリンダ４の液圧を必要時に降圧させる減圧用電磁弁（図示せず）と、ホイールシリンダ４の液圧を必要時に昇圧させる増圧用電磁弁（これも図示せず）を備える周知の構造の調圧ユニットである。

液圧源６も、モータに駆動されるポンプ６ａと蓄圧器６ｂを組み合わせた周知の構造の液圧源である。

調圧装置７は、既知の調圧弁７ａと、増圧用リニア電磁弁７ｂと、減圧用リニア電磁弁７ｃを組み合わせたもので、増圧用リニア電磁弁７ｂと減圧用リニア電磁弁７ｃが電子制御装置９からの指令に基づいて制御される。その制御により調圧弁７ａの内部に設けられた液圧室（図示せず）に液圧源６から導入される液圧が調整され、調整後の液圧に応じた位置に制御ピストン（図示せず）が変位して調圧弁７ａの弁部の開度が制御される。

その動作により、液圧源６から供給される液圧が、電子制御装置９が設定した圧力（通常ブレーキや回生協調ブレーキの実行時には、ブレーキ操作に応じた助勢圧）に調整され、調整後の液圧が助勢圧として第２液室Ｃ２に導入される。その液圧でマスタシリンダ１５が作動して目標制動力を発生させるのに必要なブレーキ液圧を発生させる。

図中Ｐの符合を入れた要素は、必要箇所の液圧を検出する圧力センサである。この圧力センサは、図示の装置では、ストロークシミュレータ２の導入圧を検出する位置と、第２液室Ｃ２に導入されるブースト圧を検出する位置及び液圧源６の圧力を検出する位置の３箇所に設けられている。

ハウジング１６の内孔と区画部材１７の第２液室側区画部１７ｂとの嵌合隙間ｇ１には、第２液室Ｃ２と第１液室Ｃ１の連通を断つ第１シール部材１８が設けられ、さらに、ハウジング１６の内孔と区画部材１７の第３液室側区画部１７ｃとの嵌合隙間ｇ２には、第１液室Ｃ１と第３液室Ｃ３の連通を断つ第２シール部材１９が設けられている。嵌合隙間ｇ２の直径は嵌合隙間ｇ１の直径よりも大きい。第１シール部材１８と第２シール部材１９は両者ともＯリングでよい。

また、第１シール部材１８と第２シール部材１９との間に環状部材２０を軸方向摺動が許容されるように設け、その環状部材２０を第１シール部材１８と第２シール部材１９に当接させて環状部材２０の両端を弾性的に拘束している。環状部材２０は、第２シール部材１９が最大限に圧縮される位置までの軸方向移動が規制されないようにしている。

図２に詳細に示すように、区画部材１７の外周とハウジング１６の内孔との間には、空間２１が形成されている。その空間２１は、環状部材２０によって第１の空間２１ａと第２の空間２１ｂに区画されている。第１の空間２１ａと第２の空間２１ｂは、環状部材２０を段付きスリーブで構成してその段付きスリーブの小径部の外周に第１の空間２１ａを、その段付きスリーブの大径部の内周に第２の空間２１ｂをそれぞれ設けている。この構成は、第１の空間２１ａと第２の空間２１ｂの容積増減量の設定が容易である。

第１の空間２１ａと第２の空間２１ｂは、環状部材２０に設けた連通路２２と、区画部材１７に設けた連通路２３を介して連通している。また、この第１の空間２１ａと第２の空間２１ｂは、環状部材２０の軸方向移動に伴う第１の空間２１ａの容積増加量と第２の空間２１ｂの容積減少量が等しくなるように設計されている。

以上の通りに構成した図１の車両用液圧ブレーキ装置は、ブレーキペダル１１が踏み込まれると電磁開閉弁３が開弁して第１液室Ｃ１はストロークシミュレータ２に連通する。この状態で調圧装置７によってブレーキ操作量に応じた値となるように調圧された液圧源６からの液圧が第２液室Ｃ２に導入され、第２液室Ｃ２に導入された助勢圧を受けたマスタピストン１５ａが前進してマスタシリンダ１５が作動し、圧力室ＰＣ１、ＰＣ２にブレーキ液圧が発生する。

マスタピストン１５ａが前進すると第４液室Ｃ４の容積が縮小するが、第４液室Ｃ４に連通している第１液室Ｃ１に第４液室Ｃ４の容積縮小量と同量の容積拡大が生じるため、第４液室Ｃ４内のブレーキ液は第１液室Ｃ１に逃げる。

このように、マスタシリンダ１５が入力ピストン１４から切り離された状態で制動が行われるので、高圧源から第２液室に液圧が導入されたときのマスタピストンによる入力ピストンの引きずりが起こらない。また、マスタピストン１５ａの移動に伴う第４液室Ｃ４の容積縮小量と第１液室Ｃ１の容積拡大量が等しくなるようにして第４液室Ｃ４と第１液室Ｃ１を連通させたことでブレーキペダルに加わる操作反力がブレーキ操作量と対応したものになってブレーキの操作フィーリングが良くなる。

また、第２液室Ｃに高圧の液圧が導入されて第１シール部材１８が軸方向（図１、図２において右方）に変位すると、環状部材２０も第２シール部材１９を圧縮して同じ方向に変位し、それに伴い第２の空間２１ｂの容積が減少する。このとき、第１の空間２１ａの容積は第２の空間の容積減少量と同量増加し、従って、第１の空間２１ａと第２の空間２１ｂが共に連通している第１液室Ｃ１は、両空間２１ａと２１ｂの増減量が相殺されることから容積の変動が起こらず、ブレーキ操作量に対する操作反力の変動が防止される。そのために、操作反力の変動に起因した操作フィーリングの悪化の問題も解消される。

図示のブレーキ装置は、通常ブレーキが実行されるときには電磁開閉弁３を開、電磁開閉弁８を閉にして第１液室Ｃ１と第４液室Ｃ４を連通した状態で密封する。これにより、マスタピストン１５ａの前進による反力の変動を抑制することができる。

電気系統失陥時には、電磁開閉弁３が閉じ、電磁開閉弁８が開いており、第１液室Ｃ１は密閉状態となり、入力ピストン１４の移動による第１液室Ｃ１の液圧によりマスタピストン１５ａが作動し、ドライバーのブレーキ操作力に依存したブレーキ液圧がマスタシリンダによって作り出される。従って、安全性は確保される。

なお、図１に例示したブレーキ装置は、区画部材１７の第２液室側区画部１７ｂと第３液室側区画部１７ｃを分割し、ハウジング１６の内孔に軸方向に突き合わせた状態にして組み込んでいる。これは、第１シール部材１８を区画部材１７の外周に装着してその第１シール部材１８の組み付け、取り外しを区画部材１７と一緒に行える利点があるが、区画部材１７の第２液室側区画部１７ｂと第３液室側区画部１７ｃは、図３に示すように、一体に形成されていてもよい。

１ ブレーキ液圧発生装置
２ ストロークシミュレータ
３，８ 電磁開閉弁
４ ホイールシリンダ
５ ＡＢＳユニット
６ 液圧源
６ａ ポンプ
６ｂ 蓄圧器
７ 調圧装置
７ａ 調圧弁
７ｂ 増圧用リニア電磁弁
７ｃ 減圧用リニア電磁弁
９ 電子制御装置
１０ リザーバ
１１ ブレーキペダル
１２ 復帰スプリング
１３ 入力ロッド
１４ 入力ピストン
１５ マスタシリンダ
１５ａ，１５ｂ マスタピストン
１５ｃ 復帰スプリング
１５ｄ カップシール
１６ ハウジング
１７ 区画部材
１７ａ 隔壁
１７ｂ 第２液室側区画部
１７ｃ 第３液室側区画部
１８ 第１シール部材
１９ 第２シール部材
２０ 環状部材
２１ 空間
２１ａ 第１の空間
２１ｂ 第２の空間
２２，２３ 連通路
２４ 副リザーバ
Ｃ１〜Ｃ４ 第１液室〜第４液室
ｇ１、ｇ２ 嵌合隙間
Ｐ 圧力センサ

Claims (4)

1. 高圧の液圧源（６）から供給される液圧を調圧装置（７）でドライバーのブレーキ操作に応じた値、又は、電子制御装置（９）が設定した目標制動力を得るのに必要な圧力に調圧し、調圧後の液圧でマスタシリンダ（１５）を作動させてブレーキ液圧を発生させ、そのブレーキ液圧をホイールシリンダ（４）に向けて供給する車両用液圧ブレーキ装置であって、
   ブレーキ操作力を受けて前進する入力ピストン（１４）と、この入力ピストン（１４）の進退量に応じて容積の変化する第１液室（Ｃ１）と、この第１液室（Ｃ１）とともにハウジング（１６）の内部に設けられ、前記調圧後の液圧を導入して前記マスタシリンダ（１５）のマスタピストン（１５ａ）に加える第２液室（Ｃ２）と、大気圧の第３液室（Ｃ３）と、
   前記第１液室（Ｃ１）の容積変化に応じたブレーキ操作反力を発生させるストロークシミュレータ（２）と、
   前記ハウジング（１６）の内孔に嵌合固定されて前記第２液室（Ｃ２）と第３液圧室（Ｃ３）をそれぞれ前記第１液室（Ｃ１）から区画する区画部材（１７）と、
   前記ハウジング（１６）の内孔と前記区画部材（１７）の第２液室側区画部（１７ｂ）との嵌合隙間（ｇ１）に介在して前記第２液室（Ｃ２）と第１液室（Ｃ１）の連通を断つ第１シール部材（１８）と、前記ハウジング（１６）の内孔と前記区画部材（１７）の第３液室側区画部（１７ｃ）との嵌合隙間（ｇ２）に介在して前記第１液室（Ｃ１）と第３液室（Ｃ３）の連通を断つ第２シール部材（１９）と、
   前記第１シール部材（１８）と第２シール部材（１９）との間にその第１シール部材（１８）と第２シール部材（１９）に両端を当接させて設ける環状部材（２０）とを有し、
   前記環状部材（２０）が、前記区画部材（１７）の外周と前記ハウジング（１６）の内孔との間に形成される空間（２１）を、当該環状部材の軸方向移動に伴って容積の増加する第１の空間（２１ａ）と、容積の減少する第２の空間（２１ｂ）に区画し、
   前記第１の空間（２１ａ）と第２の空間（２１ｂ）は、前記第１液室（Ｃ１）に連通し、前記環状部材（２０）の軸方向移動に伴う前記第２の空間（２１ｂ）の容積減少量と第１の空間（２１ａ）の容積増加量が等しくなるように構成された車両用液圧ブレーキ装置。
2. 前記第１の空間（２１ａ）を第２の空間（２１ｂ）に連通させる連通路（２２）を有し、その連通路（２２）が前記環状部材（２０）に形成された請求項１に記載の車両用液圧ブレーキ装置。
3. 前記第１シール部材（１８）にシールされる嵌合隙間（ｇ１）と第２シール部材（１９）にシールされる嵌合隙間（ｇ２）の直径を異ならせ、前記環状部材（２０）によって区画される前記第１の空間（２１ａ）と第２の空間（２１ｂ）の一方をその環状部材（２０）の外周側に、他方をその環状部材（２０）の内周側にそれぞれ設けた請求項１又は２に記載の車両用液圧ブレーキ装置。
4. 前記区画部材（１７）の第２液室側区画部（１７ｂ）と第３液室側区画部（１７ｃ）が分割されて前記ハウジング（１６）の内孔に軸方向に突き合わせた状態にして組み込まれている請求項１〜３のいずれかに記載の車両用液圧ブレーキ装置。

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