JP6227978B2 - 車両のブレーキ装置 - Google Patents

Description

本願発明は、車両（自動車）のブレーキ装置に関するものである。

車両のブレーキはブレーキペダルでマスターシリンダを作動させる構成になっており、ディスクブレーキの場合は、車軸に固定されたディスクロータをブレーキパッドで挟圧することで車両が減速又は停止する。ブレーキパッドは、マスターシリンダからの油圧で前進するようになっている。

また、ＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）機能付きのブレーキ装置では、各車輪のブレーキに対応して保持ソレノイドバルブと減圧ソレノイドバルブとを備えており、保持ソレノイドバルブによってオイルの戻りを阻止した状態で減圧ソレノイドバルブを開閉しつつ油圧ポンプを駆動することで、ブレーキのオン・オフを小刻みに行えるようになっており、閉じた回路での減圧・加圧を可能ならしめるため、回路にはリザーバタンクを備えている。

さて、ブレーキは各車輪の箇所に設けており、各ブレーキとマスターシリンダとはパイプやホース等の油圧通路で接続されているため、マスターシリンダの圧力が各ブレーキに伝わるのに若干の遅れがあって、このため、ブレーキペダルを踏んでから実際にブレーキが効き始めるまでに遅れが発生する。

そこで、ブレーキペダルの踏み込みに対するブレーキ作動の応答性を高める提案が成されており、その例として特許文献１には、ブレーキ操作後にブレーキオフになったら、直前のブレーキ作動時の油圧と同じ油圧でアキュームレータにオイルを溜めて、次のブレーキ作動時にアキュームレータからオイルをブレーキのシリンダに送ることで、ブレーキ操作初期のアシストを行うことが記載されている。

特開２０００−８８６１２号公報

特許文献１において直前のブレーキ操作時との油圧と同じ油圧でアキュームレータにオイルを溜めるのは、アキュームレータが満杯になった状態を基準にして、減ったオイルを補充してアキュームレータを常に満杯でスタンバイさせることでブレーキシリンダの応答性向上を図ったものと解されるが、この方式では、ある程度の時間にわたって使用していると誤差が蓄積されて、スタンバイ状態でのアキュームレータの蓄油量が大きく変動するおそれがあり、すると、ブレーキシリンダに対するアシスト力がまちまちになって、ブレーキの効き方や応答性が不安定になるおそれがある。

本願発明は、このような現状を改善すべくなされたものである。

本願発明のブレーキ装置は、 「ブレーキペダルで操作されるマスターシリンダと、前記マスターシリンダからメイン油路を介して送られたオイルによって作動するブレーキシリンダとを備えており、
前記メイン油路に、メイン制御弁とその下流に位置した保持ソレノイドバルブ、及び、前記保持ソレノイドバルブの下流から分岐した通路に設けた減圧ソレノイドバルブとを備えており、
前記メイン油路のうちメイン制御弁と保持ソレノイドバルブとの間の部分からサブ油路を分岐させてこのサブ油路の終端にリザーバタンクを設け、かつ、前記サブ油路にはオイルを前記リザーバタンクに溜め得る油圧ポンプを設け、更に、前記サブ油路は、前記油圧ポンプとリザーバタンクとの間の部位から分岐した分岐路を有していてこれを前記メイン油路のうち前記減圧ソレノイドバルブよりも下流側の部分に接続しており、
前記保持ソレノイドバルブを閉じた状態で前記減圧ソレノイドバルブを開閉操作しつつ前記油圧ポンプを駆動することによって車輪のアンチロックブレーキ操作が成される」
いう基本構成である。

そして、ブレーキペダル開放時に、前記油圧ポンプを駆動して管路のオイルを吸い上げて前記リザーバタンクに溜めておき、次のブレーキ操作初期に、前記メイン制御弁を閉じて前記減圧ソレノイドバルブを開いた状態で前記油圧ポンプを駆動することにより、前記リザーバタンクのオイルを介して前記ブレーキシリンダに対するオイル圧が高められるように制御される。

本願発明では、ブレーキペダル操作後に油圧ポンプによってオイルをリザーバタンクに溜めることで、ブレーキペダル操作の後には常にリザーバタンクを満杯にした状態で次のブレーキングのためにスタンバイさせることができる。そして、ブレーキペダル操作の初期の段階で、メイン制御弁を閉じた状態で減圧ソレノイドバルブを開いて油圧ポンプを駆動することにより、ブレーキシリンダに圧油を作用させることができ、次いで、メイン制御弁を開くことで、ブレーキペダルの踏み込みによる圧油をブレーキシリンダに作用させることができる。

このように、ブレーキペダルの操作初期にブレーキシリンダに正圧をかけることでブレーキ操作の応答性を向上できるが、本願発明では、先のブレーキング時におけるブレーキペダルの踏み込み強さとは関係なく、ブレーキングの後には油圧ポンプによってリザーバタンクが満杯に保持されるため、ブレーキ装置の応答性を一定化して、ブレーキフィーリング向上できる。

また、ＡＢＳ機能付きのブレーキ装置では油圧ポンプを備えているが、本願発明は既存の装置のそのまま利用できるため、汎用性が高いと共にコスト面でも有利である。

実施形態の回路図である。 図１の半分の拡大図である。

(1).構造の概要
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。ブレーキ装置は、運転席に設けたブレーキペダル１と、ブースター２を介してブレーキペダル１で作動するマスターシリンダ３と、マスターシリンダ３からの圧油で作動して車両を減速又は停止させる一対ずつのディスクブレーキ４及びドラムブレーキ５とを備えており、マスターシリンダ３とディスクブレーキ４及びドラムブレーキ５との間には、ＡＢＳ機能を有するアクチェータ（制御回路）６が介在している。

ブレーキペダル１は車体に回動自在に連結されており、運転者がブレーキペダル１を踏んだか否かは、ブレーキセンサ７で検知できる。ブレーキセンサ７は、ＯＮ・ＯＦＦ式のリミットスイッチであってよいし、踏み込み量（或いは踏み込み速度）を検出できるポテンショメータであってもよい。ＯＮ・ＯＦＦ式の場合は、遊びを超えてからＯＮになる。マスターシリンダ３にはリザーバ８を設けている。

ディスクブレーキ２は、車軸に固定されたディスクロータ９とこれを部分的に囲うキャリパ本体１０とを有しており、キャリパ本体１０に、ディスクロータ９に向けて開口したシリンダ１１を設けて、シリンダ１１にピストン１２を摺動自在に配置している。ピストン１４の先端にはインナープレート１３を介してブレーキパッド１４が取付けられている一方、キャリパ本体１０の顎部にはアウタープレート１５を介して固定されたアウターパッド１６が配置されており、両パッド１４，１６でディスクロータ９が挟圧される。

他方、ドラムブレーキ５は、車軸に固定されたドラム１７とその内部に配置された半円状の２つのブレーキシュー１８とを備えている。２つのブレーキシュー１８をドラム１７の内面から離れる方向にばね（図示せず）で付勢されており、２つのブレーキシュー１８は、ばねに抗してシリンダ１９で押し広げられることでドラム１７の内面に押し付けられる。

なお、本実施形態のようにディスクブレーキ４とドラムブレーキ５とを併用する場合は、ディスクブレーキ４を前輪に設けてドラムブレーキ５が後輪に設けることが多い。敢えて述べるまでもでもないが、ディスクブレーキ４のみ又はドラムブレーキ５のみを使用してもよい。

マスターシリンダ３からは、１つのディスクブレーキ４と１つのドラムブレーキ５とのセットを対象にした２系統のメイン油路２１が分岐しており、メイン油路２１に、上流側から順に、１つのメイン制御弁２２と、第１及び第２の１対の保持ソレノイドバルブ２３，２４と、第１及び第２の１対の減圧ソレノイドバルブ２５，２６とを介挿している。

(2).アクチェータの詳細
メイン制御弁２２は、１つの入口ポート２７と第１及び第２の２つの出口ポート２８，２９とを有しており、各ポート２７，２８，２９は内部で連通している。第１出口保持ポート２８は、ソレノイド３０で操作されるニードル式の第１弁体３１を有しており、第１弁体３１はばねで逆流許容方向に付勢されている。ソレノイド３０に通電すると弁体３１が前進して閉状態になって、順流も逆流も阻止される。第２出口ポート２９は、順方向の流れを許容して逆流は阻止する第２弁体（逆止弁）３２を有する。

従って、メイン制御弁２２が開状態（非通電状態）では、オイルは第１出口２８及び第２出口２９から順流して第１出口２８から逆流可能であり、メイン制御弁２２が閉状態（通電状態）では、オイルは第２出口２８から流出できるが両出口２８，２９とも逆流できない。

第１及び第２の保持ソレノイドバルブ２３，２４はメイン制御弁２２と同じ構造であるが、入口と出口との関係が相違しており、第１及び第２の２つの入口ポート３３，３４と１つの出口ポート３５とを有している。動きは、メイン制御弁２２と逆になっているだけなので、説明は省略する。

減圧ソレノイドバルブ２５，２６は、１つの入口ポート３８と１つの出口ポート３９とを有しており、入口ポート３８には、逆流を阻止するためばねで付勢された弁体４０を設けており、弁体４０はソレノイド４１の通電によって後退する。すなわち、減圧ソレノイドバルブ２５，２６は、閉状態（非通電状態）ではオイルは入口ポート３８から出口ポート３９に流れて、開状態（通電状態）はオイルが出口ポート３９から入口ポート３８に逆流する。従って、減圧ソレノイドバルブ２５，２６をＯＮ・ＯＦＦすることで、ブレーキ４，５のシリンダ１１，１９に対する加圧と減圧とを変更できる。

メイン制御弁２２の入口ポート２７にはメイン油路第１部分２１ａが接続されており、メイン制御弁２２の２つの出口２８，２９にメイン油路第２部分２１ｂが接続されて、これが第１及び第２の保持ソレノイドバルブ２３，２４の第１及び第２入口ポート３３，３４に接続され、保持ソレノイドバルブ２３，２４の出口ポート３５に接続されたメイン油路第３部分２１ｃはディスクブレーキ４のシリンダ１１とディスクブレーキ４のシリンダ１９とに接続されている。

更に、メイン油路第３部分２１ｃと減圧ソレノイドバルブ２５，２６の入口ポート３８とがメイン油路第４部分２１ｄで接続され、２つの減圧ソレノイドバルブ２５，２６の出口ポート３９はメイン油路第５部分２１ｅで接続されている。

１つの系統に保持ソレノイドバルブ２３，２４と減圧ソレノイドバルブ２５，２６とを２個ずつ設けているのは、４つのブレーキ４，５を独立して制御するためである。

メイン油路第２部分２１ｂからサブ油路４２が分岐しており、サブ油路４２の終端にリザーバタンク４３を接続している。リザーバタンク４３はばね４４で付勢されたプランジャ４５を有しており、ばね４４に抗する圧力を掛けることでリザーバタンク４３にオイルが溜められる。また、溜められたオイルはばね４４によって排出される。

サブ油路４２の中途部には、油圧ポンプ４６と逆止弁４７とを設けている。逆止弁４７は、ばねに抗して弁体が移動することでメイン制御弁２２の方向への逆流は許容して、順流は阻止する。この逆止弁４７のばねは、リザーバタンク４３のばね４４よりも強く設定している。従って、油圧ポンプ４６を駆動しない限り、リザーバタンク４３のオイルはメイン制御弁２２の方向には逆流しない。

サブ油路４２は、油圧ポンプ４６とリザーバタンク４３との間の部分から分岐した分岐油路４２ａを有しており、分岐油路４２ａは、メイン油路第４部分２１ｅと接続されている。また、メイン通路第１部分２１ａとリザーバタンク４３とはリリーフ通路４９で接続されており、リリーフ通路４９には、オイルのリリーフのみを許容する逆止弁５０を設けている。逆止弁５０は一種の安全弁であり、そのばねはリザーバタンク４３のばね４４よりも強く設定している。また、リリーフ通路４９には圧力センサ５１も設けている。

(3).作用の説明
以上の説明において、ＡＢＳ機能を発揮しない場合は、各保持ソレノイドバルブ２３，２４は非通電状態（開状態）になっており、マスターシリンダ３の圧油がそのままブレーキ４，５に伝えられる。他方、ＡＢＳ機能が発揮される場合は、保持ソレノイドバルブ２３，２４が閉じて（通電状態になって）、油圧ポンプ４６をオイルが逆流する方向に駆動しつつ、減圧ソレノイドバルブ２５，２６を開閉させる。

そして、ブレーキペダル１の踏み込みを解除してブレーキセンサ７がＯＦＦになったら、メイン制御弁２２を開いた状態で油圧ポンプ４６を駆動する。すると、油圧管路内のオイルはメイン制御弁２２に向け吐出されるような作用を受けるが、オイルはメイン制御弁２２には逆流できないため、油圧管路内のオイルは油圧ポンプ４６に向けて吸引され、逃げ場を失ってリザーバタンク４３に溜まる（図２の黒矢印及びリザーバタンク４３の一点鎖線参照。）。油圧ポンプ４６は管路内のオイルを吸引するだけなので、短時間の駆動でよい。

次に運転者がブレーキペダル１を踏み込むと、ブレーキセンサ７のＯＮにより、メイン制御弁２２は閉じて（通電状態になって）、減圧ソレノイドバルブ２５，２６は開いた状態（通電状態）になり、油圧ポンプ４６を駆動する。この場合、保持ソレノイドバルブ２３，２４は閉じてもよいし、開いたままでもよい。

すると、サブ油路４２が負圧化することでリザーバタンク４３のオイルが吸い上げられようとするが、オイルはメイン制御弁２２に逆流することはできないので、サブ油路４２の分岐油路４２ａからメイン油路第４部分２１ｄ及びメイン油路第３部分２１ｃに流れ込もうとして、当該メイン油路第４部分２１ｅ及びメイン油路第３部分２１ｃが加圧される。これにより、ブレーキ４，５のシリンダ１１，１９に圧油が作動して、ブレーキ４，５が効き始めるか、即座に効かせることができるスタンバイ状態になる。

メイン制御弁２２や油圧ポンプ４６の操作はブレーキペダル１の踏み込みの初期のみの短い時間だけ実行し、所定時間が経過したら（或いはブレーキペダル１の踏み込み量が所定量に達したら）、メイン制御弁２２を非通電の開状態にすると共に油圧ポンプ４６をＯＦＦにして基準状態に戻す。すると、マスターシリンダ３からの圧油がシステムに作用して、ブレーキペダル１の踏み込み強さに応じた強さの押圧力がシリンダ１１，１９に作用する。

このとき、回路のうちメイン制御弁２２よりも下流側には圧油が作用しているので、マスターシリンダ３による圧力はタイムラグを生じることなく即座にシリンダ１１，１９に伝えられる。従って、ブレーキペダル１によるブレーキ４，５の応答性を高い状態に維持して、ブレーキフィーリングを向上できるのである。

上記の実施形態では、油圧ポンプ４６の吸い上げ作用によって油圧管路内のリザーバタンク４３にオイルを溜めたが、ブレーキ開放時にリザーバタンク４３にオイルを溜める手段としては、油圧ポンプ４６として正逆回転可能なものを使用して、ブレーキ開放時に油圧ポンプ４６によってオイルをメイン制御弁２２の側から吸引してリザーバタンク４３に送油することも可能である（この場合は、符号４７の逆止弁は減圧ソレノイドバルブと同様の電磁式に構成する必要がある。）。

本願発明は実際に車両のブレーキ装置に適用できる。従って、産業上利用できる。

１ ブレーキペダル
３ マスターシリンダ
４ ディスクブレーキ
５ ドラムブレーキ
６ アクチェータ
７ ブレーキセンサ
９ ディスクロータ
１１ ディスクブレーキのシリンダ
１２ ディスクブレーキのピストン
１４，１６ パッド
１７ ドラム
１８ ブレーキシュー
１９ ドラムブレーキのシリンダ
２１ メイン油路
２２ メイン制御弁
２２，２３ 保持ソレノイドバルブ
２５，２６ 減圧ソレノイドバルブ
４２ サブ油路
４２ａ サブ油路の分岐路
４３ リザーバタンク
４６ 油圧ポンプ

Claims (1)

1. ブレーキペダルで操作されるマスターシリンダと、前記マスターシリンダからメイン油路を介して送られたオイルによって作動するブレーキシリンダとを備えており、
   前記メイン油路に、メイン制御弁とその下流に位置した保持ソレノイドバルブ、及び、前記保持ソレノイドバルブの下流から分岐した通路に設けた減圧ソレノイドバルブとを備えており、
   前記メイン油路のうちメイン制御弁と保持ソレノイドバルブとの間の部分からサブ油路を分岐させてこのサブ油路の終端にリザーバタンクを設け、かつ、前記サブ油路にはオイルを前記リザーバタンクに溜め得る油圧ポンプを設け、更に、前記サブ油路は、前記油圧ポンプとリザーバタンクとの間の部位から分岐した分岐路を有していてこれを前記メイン油路のうち前記減圧ソレノイドバルブよりも下流側の部分に接続しており、
   前記保持ソレノイドバルブを閉じた状態で前記減圧ソレノイドバルブを開閉操作しつつ前記油圧ポンプを駆動することによって車輪のアンチロックブレーキ操作が成される構成であって、
   ブレーキペダル開放時に、前記油圧ポンプを駆動して管路のオイルを吸い上げて前記リザーバタンクに溜めておき、次のブレーキ操作初期に、前記メイン制御弁を閉じて前記減圧ソレノイドバルブを開いた状態で前記油圧ポンプを駆動することにより、前記リザーバタンクのオイルを介して前記ブレーキシリンダに対するオイル圧が高められるように制御される、
   車両のブレーキ装置。

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