JP6567962B2 - 液圧ブレーキシステム - Google Patents
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Description
(a)全体構成
実施例の車両用液圧ブレーキシステムは、ハイブリッド車両に搭載され、ブレーキオイルを作動液とする液圧ブレーキシステムである。本液圧ブレーキシステムは、図1に示すように、大まかには、(a) 4つの車輪10に設けられ、それぞれがブレーキ力を発生させる4つのブレーキ装置12と、(b) ブレーキ操作部材としてのブレーキペダル14の操作が入力されるとともに、加圧された作動液を各ブレーキ装置12に供給するマスタシリンダ16と、(c) マスタシリンダ16と4つのブレーキ装置12の間に配置されたアンチロックユニット18〔ABS〕と、(d) 作動液を低圧源であるリザーバ20から汲み上げて加圧することにより、高圧の作動液を供給する高圧源装置22と、(e) 高圧源装置22から供給される作動液を調圧してマスタシリンダ16に供給するレギュレータ24と、(f) レギュレータ24に供給される作動液の圧力を調整するための電磁式の増圧リニア弁[SLA]26および減圧リニア弁[SLR]28と、(g) それらの装置,機器,弁を制御することで当該液圧ブレーキシステムの制御を司るブレーキ電子制御ユニット[ECU]30とを含んで構成されている。なお、4つの車輪10は、左右前後を表わす必要のある場合に、右前輪10FR,左前輪10FL,右後輪10RR,左後輪10RLと表わすこととする。また、4つのブレーキ装置12等の構成要素も、左右前後を区別する必要がある場合に、車輪10と同様の符号を付して、12FR,12FL,12RR,12RL等と表わすこととする。ちなみに、[ ]の文字は、図面において表わす場合に用いる符号である。
各車輪10に対応して設けられたブレーキ装置12は、車輪10とともに回転するディスクロータ,キャリアに保持されたキャリパ,キャリパに保持されたホイールシリンダ,キャリパに保持されてそのホイールシリンダによって動かされることでディスクロータを挟み付けるブレーキパッド等を含んで構成されたディスクブレーキ装置である。また、ABSユニット18は、各車輪に対応して設けられて対をなす増圧用開閉弁および減圧用開閉弁,ポンプ装置等を含んで構成されたユニットであり、スリップ現象等によって車輪10がロックした場合に作動させられて、車輪のロックが持続することを防止するための装置である。
i)マスタシリンダの構造
マスタシリンダ16は、ストロークシミュレータ一体型のマスタシリンダであり、概して言えば、ハウジング40の内部に、2つの加圧ピストンである第1加圧ピストン42,第2加圧ピストン44,入力ピストン46が配設されるとともに、ストロークシミュレータ機構48が組み込まれている。なお、マスタシリンダ16に関する以下の説明において、便宜的に、図における左方を前方,右方を後方と呼び、同様に、後に説明するピストン等の移動方向について、左方に動くことを前進,右方に動くことを後退と呼ぶこととする。
通常の状態では、上記連通切換弁72は、開弁状態、上記低圧源遮断弁76は、閉弁状態にあり、ピストン間室R3と対向室R5とによって、上記反力室R6が形成されている。本マスタシリンダ16では、第1加圧ピストン42を前方に移動させるべくピストン間室R3の作動液の圧力が作用する第1加圧ピストン42の受圧面積(対ピストン間室受圧面積)、すなわち、第1加圧ピストン42の突出部60の後端面の面積と、第1加圧ピストン42を後方に移動させるべく対向室R5の作動液の圧力が作用する第1加圧ピストン42の受圧面積(対対向室受圧面積)、すなわち、第1加圧ピストン42の鍔56の前端面の面積とが、等しくされている。したがって、ブレーキペダル14を操作して入力ピストン46を前進させても、操作力、すなわち、反力室R6の圧力によっては、第1加圧ピストン42,第2加圧ピストン44は前進せず、マスタシリンダ16によって加圧された作動液がブレーキ装置12に供給されることはない。その一方で、入力室R4に高圧源装置22からの作動液の圧力が導入されると、その作動液の圧力に依存して第1加圧ピストン42,第2加圧ピストン44は前進し、入力室R4の作動液の圧力に応じた圧力に加圧された作動液が、ブレーキ装置12に供給される。つまり、本マスタシリンダ16によれば、通常状態(通常時)において、ブレーキペダル14に加えられた操作力に依存せずに高圧源装置22からマスタシリンダ16に供給される作動液の圧力、つまり、レギュレータ24からマスタシリンダ16に供給される作動液の圧力に依存した大きさのブレーキ力を、ブレーキ装置12が発生させるのである。
高圧源装置22は、リザーバ20から作動液を汲み上げるポンプ90と、そのポンプ90を駆動するポンプモータ92と、ポンプ90から吐出された作動液を加圧された状態で蓄えるアキュムレータ[ACC]94とを含んで構成される。ポンプモータ92は、アキュムレータ94に蓄えられている作動液の圧力(以下、「高圧源圧PACC」という場合がある。いわゆる「アキュムレータ圧」である。)が、高圧源圧センサ[PACC]96の検出値に基づいて、予め定められた範囲内にあるように制御される。
i)レギュレータの構造
レギュレータ24は、自身に供給される作動液の液圧(パイロット圧)に応じて機械的に作動するパイロット式の圧力制御弁であり、そのパイロット圧に応じて高圧源装置22の液圧を調圧し、その調圧した作動液をマスタシリンダ16の入力室R4に供給するものである。
本レギュレータ24では、増圧リニア弁26と減圧リニア弁28とによって第2パイロット圧室R10の作動液の圧力である第2パイロット圧PPLT2が増加させられた場合に、スプール110が、その第2パイロット圧PPLT2によって付勢されて他端側の移動端から一端側に移動する。この移動によって、スプール弁機構102が高圧源装置22と調整圧室R8,R11とを連通させることで、マスタシリンダ16の入力室R4に供給される作動液の圧力、すなわち、サーボ圧PSRVが上昇させられる。その一方で、サーボ圧PSRVの上昇で、調整圧室R8の作動液の圧力も上昇し、スプール110が、サーボ圧PSRVによって付勢される。つまり、第2パイロット圧PPLT2によってスプール110を前進させる力と、サーボ圧PSRVによってスプール110を後退させる力とがバランスする状態が維持されて、マスタシリンダ16に供給される作動液の圧力であるサーボ圧PSRVが第2パイロット圧PPLT2に応じた大きさに調圧される。なお、スプール110の第2パイロット圧室R10の液圧(第2パイロット圧PPLT2)を受ける受圧面積と、スプール110の第1調整圧室R8の液圧(サーボ圧PSRV)を受ける受圧面積とは、ほぼ等しくされており、サーボ圧PSRVは、第2パイロット圧PPLT2とほぼ同じ大きさに調圧される(厳密にいえば、サーボ圧PSRVは、第2パイロット圧PPLT2より僅かに小さくなる)。
増圧リニア弁26,減圧リニア弁28は、一般的な電磁式リニア弁であり、構造の図示については省略する。増圧リニア弁26は、高圧源装置22とレギュレータ24との間に配設された常閉型の電磁式リニア弁であり、コイルに通電される励磁電流が大きくなるほど、開度(例えば、閉弁状態から開弁状態への移行のし易さ)が高くなり、開弁圧が高くなる。なお、増圧リニア弁26は、前後の差圧が一定である場合には、供給電流を大きくすれば、流量が大きくなる。一方、減圧リニア弁28は、レギュレータ24と低圧源であるリザーバ20との間に配設された常開型の電磁式リニア弁であり、コイルに通電される励磁電流が大きくなるほど、開度(例えば、閉弁状態から開弁状態への移行のし易さ)が低くなり、開弁圧が高くなる。
本システムの制御、つまり、ブレーキ制御は、ブレーキECU30によって行われる。ブレーキECU30は、大まかには、高圧源装置22(詳しくは、それが有するモータ92)の制御を行い、また、増圧リニア弁26および減圧リニア弁28の制御を行う。ブレーキECU30は、中心的な要素であるコンピュータと、高圧源装置22のモータ92,増圧リニア弁26,減圧リニア弁28等をそれぞれ駆動するための駆動回路(ドライバ)とを含んで構成されている。
(A)通常時における作動および制御
本液圧ブレーキシステムが搭載された車両では、通常、ブレーキ操作量センサ160の検出値に基づいて取得されたブレーキ操作量δPDLと、反力圧センサの検出値PRCTに基づいて取得されたブレーキ操作力FPDLとの両者に基づいて、必要とされるブレーキ力である必要ブレーキ力が算出される。その必要ブレーキ力から回生ブレーキシステムで発生させられる回生ブレーキ力を減算したものが、必要液圧ブレーキ力として決定される。本液圧ブレーキシステムは、この必要液圧ブレーキ力を発生させるべく作動する。
ISLA=ISLA-OPEN+KSLA・ΔPSRV KSLA:制御ゲイン
なお、前後の差圧は、例えば、高圧源圧センサ96の検出値と第2パイロット圧室圧PPLT2(実サーボ圧PSRV)との差から求めることができ、開弁電流ISLA-OPENは、その差圧と開弁電流ISLA-OPENとの関係を示すマップデータから求めるようにすることができる。
ISLR=ISLR-OPEN−KSLR・ΔPSRV KSLR:制御ゲイン
一方、電気的失陥時には、ECU30による制御は行われない。つまり、連通切換弁72および低圧源遮断弁76は励磁されず、連通切換弁72が閉弁状態、低圧源遮断弁76が開弁状態とされる(第1加圧状態)。つまり、ブレーキペダル14に加えられた操作力を、ピストン間室R3の作動液を介して第1加圧ピストン42に伝達させ、ブレーキペダル14に加えられた操作力に依存した大きさのブレーキ力をブレーキ装置12が発生させるのである。なお、出力ポートP3からは、ブレーキ操作力に依存して加圧された作動液が供給される。その加圧された作動液が、レギュレータ24の第1パイロット圧室R9に導入されることにより、レギュレータ24では、第1パイロット圧PPLT1(マスタ圧PMST)による調圧が行われ、アキュムレータ94に高圧の作動液が残存している限り、マスタ圧MSTに応じたサーボ圧PSRVの作動液がレギュレータ24からマスタシリンダ16の入力室R4に供給される。その供給により、ブレーキ操作力と高圧源装置22から供給されてレギュレータ24によって調圧された作動液の圧力との両方に依存した大きさのブレーキ力が、各車輪10のブレーキ装置12において発生させられることになる。なお、以下の説明において、調整圧室R8の液圧を第1パイロット圧PPLT1に応じた大きさに調圧する状態を第1調圧状態と呼ぶ場合がある。また、第1調圧状態で、かつ、第2調圧状態にない状態を、詳しく言えば、第1加圧状態かつ第1調圧状態である状態,第1加圧状態でアキュムレータ94に高圧の作動液が残存せずレギュレータ24が作動していない状態を、第1状態と呼ぶ場合がある。
本車両においては、本液圧ブレーキシステムが正常である場合には、イグニッションスイッチ166がOFFである場合には第1状態にあり、ONである場合に第2状態とされる。つまり、本液圧ブレーキシステムが搭載された車両が走行している場合には、第2状態にある。詳しく言えば、マスタシリンダ16においては、連通切換弁72および低圧源遮断弁76が励磁されて、連通切換弁72が開弁状態、低圧源遮断弁76が閉弁状態とされとされている(第2加圧状態)。そして、運転者によりブレーキ操作がなされると、レギュレータ24において第2パイロット圧PPLT2に応じた調圧が行われ(第2調圧状態)、その第2パイロット圧PPLT2に応じたサーボ圧PSRVの作動液がマスタシリンダ16の入力室R4に供給される。
例えば、増圧リニア弁26の故障やアキュムレータ圧の低下等が生じても、減圧リニア弁28および連通切換弁72が正常である場合、つまり、リソーセスに減圧リニア弁28および連通切換弁72が登録されている場合には、失陥時状態切換制御として、第2パイロット圧漸減制御が実行される。その第2パイロット圧漸減制御では、まず、連通切換弁72が非励磁状態とされて閉弁状態とされ、ピストン間室R3が密閉される。つまり、ブレーキペダル14に加えた力が、ピストン間室R3の作動液を介して第1加圧ピストン42に伝達され、ブレーキペダル14に加えられた操作力に依拠した大きさのブレーキ力をブレーキ装置12が発生させる状態とされる。
また、本液圧ブレーキシステムは、失陥時状態切換制御として、ブレーキペダルを戻し始めるまで、第2パイロット圧PPLT2を低下させずに失陥が検出された時点の液圧で維持する第2パイロット圧維持制御を実行可能とされている。その第2パイロット圧維持制御は、減圧リニア弁28,連通切換弁72,低圧源遮断弁76が正常であるのに加えて、ポンプ90,ポンプモータ92が正常であり、アキュムレータ94が十分に蓄圧されている場合、つまり、リソーセスに減圧リニア弁28,連通切換弁72,低圧源遮断弁76,ポンプ90,ポンプモータ92,アキュムレータ圧が登録されている場合に、実行されるようになっている。
上述の失陥時状態切換制御は、ECU30が、図4にフローチャートを示す失陥時状態切換制御実行プログラムを実行することによって行われる。なお、このプログラムは、短い時間ピッチ(例えば、数μsec〜数十μsec)で繰り返し実行される。
R1:第1加圧室 R2:第2加圧室 R3:ピストン間室 R4:入力室 R5:対向室 R8:第1調整圧室 R10:第2パイロット圧室〔パイロット圧室〕 R11:第2調整圧室
Claims (1)
- 運転者によって操作されるブレーキ操作部材と、
車輪に設けられ、自身に供給される作動液の圧力に応じた大きさの制動力を発生させるブレーキ装置と、
(A-1)内部を2つの液室に区画形成するとともに開口が形成された区画部を有するハウジングと、(A-2)そのハウジングの前記区画部の後方側に収容され、前記ブレーキ操作部材に連結されてそのブレーキ操作部材の操作によって前進させられる入力ピストンと、(A-3)前記ハウジングの前記区画部の前方側に収容されて後端に鍔が形成された本体部を有する加圧ピストンと、(A-4)前記入力ピストンと前記加圧ピストンとの間に、前記区画部の開口を利用して形成されたピストン間室と、(A-5)前記加圧ピストンの前方に形成され、前記ブレーキ装置に供給される作動液が前記加圧ピストンの前進によって加圧される加圧室と、(A-6)前記加圧ピストンの前記鍔と前記区画部との間に区画形成され、前記加圧ピストンに前進させる力を付与するための作動液が導入される入力室と、(A-7) 前記加圧ピストンの前記鍔の前方に設けられ、前記鍔を挟んで前記入力室と対向する対向室とを備え、前記ピストン間室の作動液の圧力が作用する前記加圧ピストンの受圧面積と、前記対向室の作動液の圧力が作用する前記加圧ピストンの受圧面積とが等しくされたマスタシリンダと、
前記ピストン間室と前記対向室とを接続するとともに、低圧源が接続された連通路と、
その連通路の低圧源が接続された箇所より前記ピストン間室側の部分に設けられ、前記ピストン間室と前記対向室との連通を許容する開状態と、その連通を遮断する閉状態とを切り換える連通切換弁と、
前記連通路と低圧源との間に設けられ、前記連通路を低圧源に連通させる開状態と、低圧源から遮断する閉状態とを切り換える低圧源遮断弁と、
前記連通路の低圧源が接続された箇所より前記対向室側の部分に設けられ、前記連通路に接続された液室を有してその液室の作動液を弾性的に加圧するストロークシミュレータと、
高圧の作動液を供給する高圧源と、
その高圧源からの高圧の作動液を調整圧に調圧し、その調圧された作動液を前記マスタシリンダの前記入力室に供給するレギュレータであって、(B-1)制御ピストンと、(B-2)その制御ピストンの前方側に設けられ、前記調整圧に調圧される作動液が収容される調整圧室と、(B-3)前記制御ピストンの後方側に設けられたパイロット圧室とを有するレギュレータと、
前記高圧源と前記パイロット圧室との間に設けられ、前記パイロット圧室の液圧を増圧させるための増圧制御弁と、
前記パイロット圧室と低圧源との間に設けられ、前記パイロット圧室の液圧を減圧させるための減圧制御弁と、
前記連通切換弁および前記低圧源遮断弁を制御してそれぞれの開状態と閉状態とを切り換えるとともに、前記増圧制御弁および前記減圧制御弁を制御して前記パイロット圧室の液圧を調整することで前記調整圧を制御する制御装置と
を含んで構成された液圧ブレーキシステムであって、
前記制御装置が、
前記マスタシリンダを、(I) 前記連通切換弁を閉状態として前記ピストン間室と前記対向室との連通を遮断するとともに、前記低圧源遮断弁を開状態として前記対向室を低圧源に連通することで、前記ピストン間室の液圧を利用して前記加圧ピストンを前進させる第1加圧状態と、(II) 前記連通切換弁を開状態として前記ピストン間室と前記対向室との連通を許容するとともに、前記低圧源遮断弁を閉状態として前記ピストン間室と前記対向室とを低圧源から遮断することで、前記入力室の液圧のみを利用して前記加圧ピストンを前進させる第2加圧状態との間で、選択的に切り換えるように構成され、
前記ブレーキ操作部材に操作が行なわれている状態で前記マスタシリンダを前記第2加圧状態から前記第1加圧状態に切り換える場合、前記連通切換弁を遮断した状態で、前記減圧制御弁を制御して前記レギュレータの前記パイロット圧室の液圧を漸減させるとともに、前記低圧源遮断弁を制御して前記マスタシリンダの前記対向室の液圧を漸減させる制御を実行する液圧ブレーキシステム。
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