JP6056503B2 - 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装置であって、操作フィーリング（いわゆるペダルフィーリング）に優れ、なおかつ、ドライバーによるブレーキ操作がなされていないときに液圧回路内に組み込んだ電磁弁の健全性診断などを実行可能とな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作動を助勢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液圧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。

その特許文献１に示された車両用液圧ブレーキ装置は、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値に調圧してマスタピストン（第１加圧ピストン）の背後のブースト室（入力室）に送り込む調圧装置（調圧弁装置）と、調圧後の液圧で前記マスタ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する。前記入力ピストンと前記マスタピストンの間には離間ストロークを設けている。

また、マスタピストンの前部外周は第２反力室（鍔部前方室）に臨ませ、前記入力ピストンの前面は第１反力室（ピストン間室）に臨ませている。そしてさらに、前記第２反力室と第１反力室は室間連通路を介して互いに連通させ、さらに、その両室をストロークシミュレータ（反力発生器）に連通させている。

また、前記マスタピストンが前記第２反力室に生じた液圧を受ける部分の受圧面積と、前記入力ピストンが前記第１反力室に生じた液圧を受ける部分の受圧面積は等しくし、さらに、前記第２反力室は常開型の電磁開閉弁を配置した排出路経由で大気圧のリザーバに接続している。

かかる車両用液圧ブレーキ装置は、前記調圧装置によって調圧された液圧が前記ブースト室に導入されると、前記マスタピストンがその液圧を背面に受けて前進する。上述したように、前記第２反力室と前記第１反力室はストロークシミュレータに連通させているため、マスタピストンが前進すると、前記２反力室と第１反力室に液圧が発生し、その液圧がブレーキペダルに操作反力として作用する。

特開２０１２−１６２２１３号公報

特許文献１に示されたブレーキ装置は、第２反力室を第１反力室に連通させているため、ドライバーによるブレーキ操作がなされていないときに高圧の液圧源から液圧を導入して第２反力室を昇圧させようとしてもそれができない。

第２反力室は、電磁開閉弁を配置した排出路経由で大気圧のリザーバに接続されている。その排出路に配置された電磁開閉弁は、常開型であり、制動がなされるときには閉弁し、電気系統失陥時には開弁するように設定されている。その常開型の電磁開閉弁が固着するなどして閉弁状態が解かれないと、電気系統失陥時に第２反力室に圧力が封じ込められた状態で制動がなされることになるため好ましくない。

なお、本出願人等は、より良い操作フィーリングを得るために第２反力室と第１反力室を連通させる連通路をマスタピストンの内部に設け、さらに、連通路に第１反力室から第２反力室に向う液流を阻止するチェック弁（逆止弁）を設置する構造を先に提案しているが、この構造も、第２反力室の圧力がチェック弁の作動圧を超えて第１反力室の圧力よりも高くなると第２反力室と第１反力室の連通路に設けたチェック弁が開くため、ドライバーによるブレーキ操作がなされていないときに高圧の液圧源から液圧を導入して第２反力室を昇圧させようとしてもそれができない。

そこで、この発明は、第２反力室からの排出路に配置された常開型の電磁開閉弁の健全性診断などを可能となすために、背面にサーボ圧を導入するマスタピストンと入力ピストンとの間に離間ストロークを設け、さらに、マスタピストンの内部に第１、第２反力室を連通させる連通路を設けたバイワイヤ式の車両用液圧ブレーキ装置の前記第２反力室を、ドライバーによるブレーキ操作がなされていないときにも昇圧可能となす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値に調圧してマスタピストンの背後のブースト室に送り込む調圧装置と、調圧後の液圧で前記マスタ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、前記入力ピストンと前記マスタピストン間に離間ストロークを設け、さらに、前記マスタピストンの背面にサーボ圧を導入し、なおかつ、前記マスタピストンの内部に、前記入力ピストンの前面を臨ませた第１反力室と前記マスタピストンの中間大径部の前部外周に反力圧を加える第２反力室とを連通させる連通路を設けた車両用液圧ブレーキ装置において、
前記マスタピストンの内部に、前記入力ピストンと前記マスタピストンの相対距離が設定値を超えたときに前記連通路を遮断するバルブ機構を設けた。

なお、前記入力ピストンと前記マスタピストンの相対距離は、ドライバーによってブレーキ操作がなされるときには設定値以下に保たれるようにしており、このときには前記バルブ機構が開いて前記連通路が解放される。

この車両用液圧ブレーキ装置には、前記連通路に前記第２反力室から前記第１反力室に向かう液流を許容し、逆向きの液流を阻止するチェック弁を設ける。

この発明の車両用液圧ブレーキ装置は、ドライバーによるブレーキ操作がなされていない状態でマスタピストンの背面（後述するブースト室）にサーボ圧が導入されると、前記マスタピストンが前進して入力ピストンとマスタピストンの相対距離が設定値を超え、マスタピストンの内部に設けた前記バルブ機構が閉じて前記連通路が遮断される。

そのために、前記第２反力室からの排出路に設けた常開型の電磁開閉弁を閉弁させた状態で前記マスタピストンの背面にサーボ圧を導入すると、前記第２反力室が昇圧する。常開型の電磁開閉弁が故障して閉弁したままになっているときにも前記第２反力室はマスタピストン背面へのサーボ圧導入により昇圧し、昇圧すべきでないときにその昇圧が起きるか否かで前記常開型の電磁開閉弁の健全性を診断することができる。

そのマスタピストンの背面にサーボ圧を導入して前記第２反力室を昇圧させるタイプのブレーキ装置における前記常開型の電磁開閉弁の健全性診断は、無用のブレーキ作動をなくすために車両が停止しているときに実施する。

なお、マスタピストンの内部に設けた前記連通路に前記チェック弁を設けた車両用液圧ブレーキ装置では、電気系統が失陥した状態でドライバーによるブレーキ操作がなされたときに、前記第２反力室と前記第１反力室の連通が遮断されて前記第１反力室にブレーキ液が封入される。

そして、その封入ブレーキ液を介したブレーキ操作力の伝達がなされる。そのために、入力ピストンのロスストロークが低減され、電気系統失陥時のブレーキのフィーリングもしくは操作性低下が抑制される。

この発明の車両用液圧ブレーキ装置の一例を示す回路図 この発明の車両用液圧ブレーキ装置の他の例を示す回路図

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及び図２に基づいて説明する。図１に示した第１実施形態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、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液圧に調整する調圧装置７と、リザーバ１０と、そのリザーバへの排出路３を開閉する常開型の電磁開閉弁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、液圧源６からブースト室Ｃ２に導入される液圧を、目標制動力を得るために必要な液圧に調整するように調圧装置７に対して指令を出す。また、この電子制御装置９は、必要に応じてＡＢＳユニット５にも調圧指令を出す。

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（図１において右方向）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、既知の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。

マスタシリンダ１５と一体化したハウジング１６内には、液圧を発生させる加圧用ピストンと位置固定の区画部材１７が組み込まれており、区画部材１７に対して入力ピストン１４が液密かつ摺動自在に貫通して挿入されている。

また、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反力室Ｃ１が設けられている。さらに、区画部材１７の先端に形成された隔壁１７ａを介してブースト室Ｃ２がハウジング１６の内部に設けられ、区画部材１７の後部外周にリザーバ１０に通じた大気圧の液室Ｃ３が設けられている。

マスタシリンダ１５の加圧用ピストンは、入力ピストン１４との間に離間ストロークを設けて設置するマスタピストン（プライマリピストン）１５ａとセカンダリピストン１５ｂとからなる。マスタピストン１５ａは、後方の小径部を隔壁１７ａに液密に貫通させて第１反力室Ｃ１に突出させており、その小径部の背面に第１反力室Ｃ１に封じ込められる液圧を受ける。

図１の１５ｃは、マスタピストン１５ａとセカンダリピストン１５ｂの各々を復帰させる復帰スプリング、１５ｄは、各ピストンの外周をシールするカップシールである。

マスタピストン１５ａの中間大径部の背面はブースト室Ｃ２に臨んでおり、マスタピストン１５ａは、その背面にブースト室Ｃ２に導入されるサーボ圧（助勢用の液圧）を受けて前進する。このマスタピストン１５ａの中間大径部の前方に第２反力室Ｃ４が設けられ、その部屋に封じ込められる圧力が中間大径部の前面に加えられる。

マスタピストン１５ａがサーボ圧を受けて前進すると第２反力室Ｃ４の容積が縮小し、
その縮小量と同量、第１反力室Ｃ１の容積が拡大する。マスタピストン１５ａの第２反力
室Ｃ４を臨む中間大径部の前面の面積と第１反力室Ｃ１を臨む後方小径部の端面の面積は
等しく、そのために、マスタピストン１５ａの位置にかかわらず、第１反力室Ｃ１と第２反力室Ｃ４の容積の和が常に一定に保たれるようになっている。

図１の１８は、必要個所の液圧を検出する圧力センサである。

マスタピストン１５ａの内部には、上記第２反力室Ｃ４と第１反力室Ｃ１を連通させる連通路１９を設けており、この連通路１９の内部にこの発明を特徴づけるバルブ機構２０が設けられている。

そのバルブ機構２０は、弁体２０ａと、その弁体を接離させる弁座２０ｂと、弁体２０ａを閉弁方向に付勢する弾性体（図のそれはコイルばね）２０ｃとからなる。図示のバルブ機構２０は、マスタピストン１５ａの一部を分割加工して（分割部は図示省略）組立てる方法でマスタピストン１５ａの内部に設けられている。

弁体２０ａはマスタピストン１５ａの後端から後方に突出するプッシュピン２０ｄを有している。ブレーキが非作動状態で入力ピストン１４とマスタピストンが初期位置にあるときと、入力ピストン１４が押し込まれてマスタピストン１５ａとの離間距離が所定値以下に保たれるときには、そのプッシュピン２０ｄが入力ピストン１４の前面に突き当たって弁体２０ａが弁座２０ｂから離れ、バルブ機構２０が開弁するようになっている。

マスタピストン１５ａは、ドライバーによるブレーキ操作がなされていない状態でブースト室Ｃ２にサーボ圧が導入されると単独で前進し、これにより、マスタピストン１５ａと入力ピストン１４との間の離間距離が設定値を超え、弁体２０ａが弁座２０ｂに接してバルブ機構２０が閉弁するようになっている。

バルブ機構２０が閉弁すると、連通路１９経由での第２反力室Ｃ４から第１反力室Ｃ１へのブレーキ液の移動が阻止され、これにより、サーボ圧を用いて第２反力室Ｃ４を昇圧させることができる。

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圧力源である。

調圧装置７は、パイロットライン７ａを通してマスタシリンダ１５の出力経路から導入されるパイロット圧で内部の弁体（図示せず）をそのパイロット圧の大きさに応じた位置に移動させて弁部の開度を調節し、液圧源６から供給される液圧を加減圧制御によりマスタシリンダ１５の出力圧に応じた値に調圧する。そして調圧後の液圧をサーボ圧としてブースト室Ｃ２に供給する。これも周知の構造である。

この調圧装置７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が設定した液圧（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（調圧）としてブースト室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。

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、マスタピストン１５ａがブースト室Ｃ２に導入されるサーボ圧を受けて入力ピストン１４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。

次に、この状況下で調圧装置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からの液圧がブースト室Ｃ２に導入され、ブースト室Ｃ２に導入された助勢圧を受けたマスタピストン１５ａが前進する。その前進に伴い、セカンダリピストン１５ｂも前進してマスタシリンダ１５が作動し、液圧室ＰＣ１、ＰＣ２にブレーキ液圧が発生する。

また、マスタピストン１５ａの前進により、第２反力室Ｃ４の容積が縮小して第２反力室Ｃ４からブレーキ液が排出されるが、そのブレーキ液は連通路１９を通って遅延することなく第１反力室Ｃ１に流れる。このときの第２反力室Ｃ４の容積縮小量と第１反力室Ｃ１の容積拡大量は等しくなるように設定されているため、第１反力室Ｃ１の容積拡大による液圧変動が抑制され、ブレーキの操作フィーリングの悪化が防止される。

上記の制動は、マスタピストン１５ａが入力ピストン１４から離間した状態で行われるので、液圧源６からブースト室Ｃ２に液圧が導入されたときのマスタピストン１５ａによる入力ピストン１４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１、第２反力室Ｃ１、Ｃ４の容積の和が一定に保たれることでブレーキペダル１１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。

さらに、電気系統失陥時には、入力ピストン１４がマスタピストン１５ａに突き当たり、第２反力室Ｃ４に圧力が無い状態でマスタピストン１５ａを押し込むため、ドライバーのブレーキ操作力で必要なブレーキ力を発生させることができ、車両の安全性が確保される。

図２は、この発明の車両用液圧ブレーキ装置の第２実施形態である。この図２の第２実施形態の車両用液圧ブレーキ装置は、第１反力室Ｃ１を、ストロークシミュレータ２と第２反力室Ｃ４に対して、常閉型の電磁開閉弁２１を有する連絡路を設けて接続した点、及び、マスタピストン１５ａの内部に設けられた連通路１９に、チェック弁２２をバルブ機構２０と直列配置にして追設した点が前述の第１実施形態と異なる。その他の構成は、図１の第１実施形態と同じであるので、同一要素の説明は、同一符号を付して省く。

電磁開閉弁２１は、ドライバーによるブレーキ操作がなされたときに開弁する。これにより、第２反力室Ｃ４が第１反力室Ｃ１に連通するが、電磁開閉弁２１を設置した回路の流動抵抗よりも連通路１９の流動抵抗が小さいため、マスタピストン１５ａが前進したときの第２反力室Ｃ４から第１反力室Ｃ１へのブレーキ液の移動は、主に連通路１９を通ってなされる。そのために、ブレーキ液の移行遅れが抑制されて良好な操作フィーリングが維持される。

チェック弁２２は、弁体２２ａとその弁体２２ａを閉弁方向に付勢する弾性体とからなる。閉弁力を発生させる弾性体は、部品数削減のためにバルブ機構２０の弾性体２０ｃを併用したが、バルブ機構２０の弾性体２０ｃとは別のものであってもよい。

第２実施形態に採用したチェック弁２２は、第２反力室Ｃ４から第１反力室Ｃ１に向かう液流を許容し、逆向きの液流を阻止する。このチェック弁２２があると、電気系統失陥時(このときには電磁開閉弁２１は閉弁状態が保たれる）に第２反力室Ｃ４と第１反力室Ｃ１の連通路１９を介した連通が遮断され、第１反力室Ｃ１から第２反力室Ｃ４へのブレーキ液の流出が阻止される。

これにより、電気系統失陥時にもブレーキペダル１１が操作されると第１反力室Ｃ１にブレーキ液が封入され、その封入ブレーキ液を介してドライバーによるブレーキ操作力を入力ピストン１４からマスタピストン１５ａに伝えてマスタシリンダ１５を作動させることができる。

このように、第１反力室Ｃ１に封入されたブレーキ液を介してブレーキ操作力を入力ピストン１４からマスタピストンに伝えることで入力ピストンのロスストロークを低減してブレーキのフィーリングもしくは操作性の低下を抑制することができる。

１ ブレーキ液圧発生装置
２ ストロークシミュレータ
３ 排出路
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 パイロットライン
８、２１ 電磁開閉弁
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 マスタピストン
１５ｂ セカンダリピストン
１５ｃ 復帰スプリング
１５ｄ カップシール
ＰＣ１，ＰＣ２ 液圧室
１６ ハウジング
１７ 区画部材
１７ａ 隔壁
１８ 圧力センサ
１９ 連通路
２０ バルブ機構
２０ａ 弁体
２０ｂ 弁座
２０ｃ 弾性体
２０ｄ プッシュピン
２２ チェック弁
２２ａ 弁体
Ｃ１ 第１反力室
Ｃ２ ブースト室
Ｃ３ 大気圧の液室
Ｃ４ 第２反力室

Claims (1)

1. ブレーキ操作力を受けて前進する入力ピストン（１４）と、高圧の液圧源（６）から供
   給される液圧を目標制動力を得るのに必要な値に調圧してマスタピストン（１５ａ）の背
   後のブースト室に送り込む調圧装置（７）と、調圧後の液圧で前記マスタピストン（１５
   ａ）を駆動してブレーキ液圧を発生させるマスタシリンダ（１５）を有し、
   前記入力ピストン（１４）と前記マスタピストン（１５ａ）間に離間ストロークを設け
   、さらに、前記マスタピストン（１５ａ）の背面にサーボ圧を導入し、なおかつ、前記マ
   スタピストン（１５ａ）の内部に、前記入力ピストン（１４）の前面を臨ませた第１反力
   室（Ｃ１）と前記マスタピストン（１５ａ）の中間大径部の前部外周に反力圧を加える第
   ２反力室（Ｃ４）とを連通させる連通路（１９）を設けた車両用液圧ブレーキ装置におい
   て、
   前記マスタピストン（１５ａ）の内部に、前記入力ピストン（１４）と前記マスタピス
   トン（１５ａ）の相対距離が設定値を超えたときに前記連通路（１９）を遮断するバルブ
   機構（２０）を設け、さらに、前記連通路（１９）に前記第２反力室（Ｃ４）から前記第１反力室（Ｃ１）に向かう液流を許容し、逆向きの液流を阻止するチェック弁（２２）を設けたことを特徴とする車両用液圧ブレーキ装置。

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