WO2023054492A1 - 車両用制動装置 - Google Patents

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WO2023054492A1
WO2023054492A1 PCT/JP2022/036218 JP2022036218W WO2023054492A1 WO 2023054492 A1 WO2023054492 A1 WO 2023054492A1 JP 2022036218 W JP2022036218 W JP 2022036218W WO 2023054492 A1 WO2023054492 A1 WO 2023054492A1
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fluid
electric cylinder
pressure
valve
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康典 坂田
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株式会社アドヴィックス
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    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle braking device.
  • Patent Document 1 describes a vehicle braking device that includes a master cylinder, a brake fluid pressure generator, and a fluid pressure control device.
  • the brake fluid pressure generator includes an electric cylinder that generates brake fluid pressure in response to brake pedal operation.
  • the hydraulic pressure control device includes a pump capable of pressurizing the first main fluid path and the second main fluid path. For example, even if the electric cylinder fails, brake hydraulic pressure can be generated by at least one of the master cylinder and the hydraulic pressure control device.
  • the return spring is a spring that biases the piston of the electric cylinder toward the initial position, which is the operating position at the start of the pressurizing operation.
  • the return spring pushes the piston to its initial position.
  • a hydraulic connection is established between the hydraulic chamber of the electric cylinder and the reservoir. In this way, the second main fluid passage and the reservoir are hydraulically connected through the hydraulic pressure chamber of the electric cylinder, so that the wheel cylinder can be decompressed when there is an abnormality in the electric cylinder.
  • a return spring with a large spring constant is required to quickly depressurize the wheel cylinder when the electric cylinder malfunctions.
  • the spring force of the return spring acts as a resistance against the pressurizing action of the piston by the electric motor. Therefore, if a return spring with a large spring constant is used, an electric motor with a large maximum output is required.
  • a vehicle braking device that solves the above problems includes a reservoir tank that stores brake fluid, an electric cylinder that generates hydraulic pressure in a wheel cylinder by generating hydraulic pressure in the hydraulic pressure by the power of an electric motor, and an electric cylinder.
  • a pressurization device that generates hydraulic pressure in the wheel cylinder in the event of an abnormality, a relief fluid passage that connects the hydraulic chamber of the electric cylinder and the reservoir tank without going through the pressurization device, and cuts off the flow of brake fluid through the relief fluid passage.
  • the opening/closing mechanism in the vehicle braking device opens the relief fluid passage to allow the brake fluid to drain from the fluid chamber of the electric cylinder to the reservoir tank.
  • the relief fluid path directly connects the fluid chamber of the electric cylinder and the reservoir tank without passing through the pressurizing device. Therefore, when the relief fluid passage is opened, the fluid pressure in the fluid chamber of the electric cylinder quickly drops. Therefore, in the vehicle braking device described above, the hydraulic pressure in the hydraulic chamber of the electric cylinder can be lowered in the event of an abnormality without installing a return spring having a large spring constant in the electric cylinder. In other words, it becomes possible to reduce the spring constant of the return spring that acts as a resistance to the pressurizing operation of the electric cylinder by the electric motor, or to eliminate the return spring. Therefore, it becomes easy to adopt an electric motor with a small maximum output.
  • FIG. 1 A first embodiment embodying a vehicle braking system will be described below with reference to FIGS. 1 to 4.
  • FIG. 1 the configuration of a vehicle braking system 10 according to the present embodiment will be described.
  • the vehicular braking system 10 of this embodiment controls the braking force of the vehicle mounted thereon through the hydraulic pressure adjustment of the wheel cylinders 11L and 11R for the left and right front wheels and the wheel cylinders 12L and 12R for the left and right rear wheels.
  • the vehicle braking device 10 includes a first pressurizing section 20 , a second pressurizing section 30 , and a control section 40 .
  • the wheel cylinders 11L and 11R for the left and right front wheels correspond to the first wheel cylinders.
  • the wheel cylinders 12L and 12R for the left and right rear wheels correspond to the second wheel cylinders.
  • the first pressure unit 20 is connected through the first fluid passage 13 to the wheel cylinders 11L and 11R for the left and right front wheels.
  • the first pressurizing section 20 is also connected to the wheel cylinders 12L and 12R of the left and right rear wheels via the second fluid passage 14 .
  • the first pressurizing section 20 includes a reservoir tank 21 , a master cylinder 22 , an electric cylinder 23 , a master cut valve 24 , a system cutoff valve 25 , a simulator cut valve 26 and a stroke simulator 27 .
  • the reservoir tank 21 is a tank that stores brake fluid, which is a liquid that serves as a fluid pressure transmission medium.
  • the hydraulic pressure in the reservoir tank 21 is almost atmospheric pressure.
  • the master cylinder 22 is a mechanical pressurizing device that generates hydraulic pressure in response to depression of the brake pedal 15 .
  • the electric cylinder 23 is an electric pressurizing device that electrically generates hydraulic pressure.
  • the master cut valve 24 , the system cutoff valve 25 , and the simulator cut valve 26 are electromagnetic valves that constitute a switching mechanism that switches the state of the first pressurizing section 20 .
  • a master piston 221 is slidably provided inside the master cylinder 22 .
  • a pressure chamber 222 into which brake fluid is introduced is defined inside the master cylinder 22 by the master piston 221 .
  • a brake pedal 15 is mechanically connected to the master piston 221 .
  • the operating position of the master piston 221 in the master cylinder 22 changes in conjunction with depression of the brake pedal 15 .
  • the operating position is the position of the master piston 221 within the range in which the master piston 221 can slide within the master cylinder 22 .
  • the volume of the pressure chamber 222 changes depending on the operating position of the master piston 221 .
  • the master cylinder 22 also has a biasing member 223 that biases the master piston 221 in a direction to increase the volume of the pressure chamber 222 .
  • the master cylinder 22 has two ports, an input port 224 and an output port 225, as ports that communicate the pressure chamber 222 with the outside. Pressure chamber 222 is connected to reservoir tank 21 via input port 224 .
  • the input port 224 is open when the pedal stroke S is "0", but is closed by the master piston 221 when the pedal stroke S increases beyond a certain value.
  • the output port 225 of the master cylinder 22 is always open regardless of the pedal stroke S.
  • An output port 225 of the master cylinder 22 is connected to the stroke simulator 27 via the simulator cut valve 26 .
  • the stroke simulator 27 is a device that generates reaction force to the operation of the brake pedal 15 .
  • the simulator cut valve 26 is a normally closed electromagnetic valve that opens when energized and closes when not energized.
  • the output port 225 of the master cylinder 22 is connected to the first fluid passage 13 via the master cut valve 24 .
  • the master cut valve 24 is a normally open electromagnetic valve that closes when energized and opens when not energized.
  • a piston 231 is slidably provided inside the electric cylinder 23 .
  • a fluid chamber 232 into which brake fluid is introduced is defined inside the electric cylinder 23 by a piston 231 .
  • the electric cylinder 23 is also provided with an electric motor 233 and a linear motion conversion mechanism 234 that converts rotation of the electric motor 233 into linear motion of the piston 231 .
  • the operating position of the piston 231 in the electric cylinder 23 is changed by the electric motor 233 .
  • the volume of the liquid chamber 232 changes according to the change in the operating position of the piston 231 .
  • the electric cylinder 23 is configured as a return springless cylinder mechanism that does not include a return spring that urges the piston 231 in a direction to expand the volume of the liquid chamber 232 .
  • the operating position of the piston 231 at which the volume of the liquid chamber 232 is maximized is referred to as the initial position of the piston 231 .
  • a movement amount of the piston 231 from the initial position is described as a piston stroke SP of the electric cylinder 23 .
  • the electric cylinder 23 is formed with two ports, a relief port 236 and an output port 237, as ports that communicate the liquid chamber 232 with the outside.
  • the relief port 236 is formed at substantially the same position as the output port 237 in the longitudinal direction of the electric cylinder 23 .
  • the relief port 236 and the output port 237 are positioned so as not to be blocked by the piston 231 even when the piston 231 is in the most advanced state. Therefore, the relief port 236 and the output port 237 are always open regardless of the piston stroke SP.
  • An output port 237 of the electric cylinder 23 is connected to the second fluid passage 14 . Furthermore, the output port 237 of the electric cylinder 23 is also connected to the first liquid passage 13 via the system cutoff valve 25 .
  • the system cutoff valve 25 is a normally closed electromagnetic valve that opens when energized and closes when not energized. In addition, when the system shutoff valve 25 is opened, the first fluid path 13 and the second fluid path 14 are in a state of being communicated with each other.
  • the relief port 236 of the electric cylinder 23 is connected to the reservoir tank 21 via the relief fluid passage 29.
  • a normally open solenoid valve 291 is installed in the relief fluid path 29 .
  • the solenoid valve 291 closes when energized to block the flow of the brake fluid through the relief fluid passage 29 .
  • the solenoid valve 291 is opened in a non-energized state to allow the brake fluid to flow through the relief fluid passage 29 .
  • the second pressure unit 30 is a unit capable of individually adjusting the pressure of each wheel cylinder 11L, 11R, 12L, 12R. Such a second pressure unit 30 can perform anti-skid control, side-slip prevention control, traction control, and the like.
  • the second pressurizing section 30 has a first assisting device 31 and a second assisting device 32 .
  • the first assisting device 31 is installed in the first fluid path 13 .
  • the first assisting device 31 is a device that pressurizes the brake fluid that has flowed into the first fluid passage 13 and sends it to the wheel cylinders 11L and 11R, thereby adjusting the wheel pressures thereof.
  • the second assisting device 32 is installed in the second liquid passage 14 .
  • the second assisting device 32 is a device that pressurizes the brake fluid that has flowed into the second fluid passage 14 and feeds it to the wheel cylinders 12L and 12R, thereby adjusting their wheel pressures.
  • the hydraulic circuit includes a differential pressure control valve 301 , a holding valve 302 , a pressure reducing valve 303 , a pump 304 , a pressure regulating reservoir 306 and a reflux fluid path 307 .
  • the first fluid path 13 is connected to the fluid path 308 via the differential pressure control valve 301 .
  • the differential pressure control valve 301 is a normally open linear solenoid valve.
  • a differential pressure can be generated between the first liquid passage 13 and the liquid passage 308 by controlling the opening of the differential pressure control valve 301 .
  • a check valve 309 is installed in parallel with the differential pressure control valve 301 .
  • the check valve 309 is a valve that allows the brake fluid to flow from the first fluid path 13 to the fluid path 308 while preventing the brake fluid from flowing in the opposite direction.
  • the liquid passage 308 is connected to the wheel cylinder 11L via the holding valve 302.
  • the holding valve 302 is connected to the wheel cylinder 11L via a liquid passage 310.
  • a check valve 311 is provided in parallel with the holding valve 302 between the liquid paths 308 and 310 .
  • the check valve 311 is a valve that allows brake fluid to flow from the fluid path 310 to the fluid path 308 while preventing the brake fluid from flowing from the fluid path 308 to the fluid path 310 .
  • the liquid path 310 is connected to the pressure regulation reservoir 306 via the pressure reducing valve 303 .
  • the pressure reducing valve 303 is a normally closed electromagnetic valve that opens when energized and closes when not energized.
  • the pressure reducing valve 303 and the pressure regulating reservoir 306 are connected through a liquid passage 312 .
  • the liquid path 312 is connected to the liquid path 308 through the pump liquid path 313 .
  • a pump 304 is installed in the pump fluid path 313 .
  • the pump 304 operates by receiving the rotation of the electric motor 305 . Then, the pump 304 sucks the brake fluid in the pressure regulating reservoir 306 and discharges it to the fluid passage 308 according to its operation.
  • a check valve 314 is installed in a portion of the pump fluid path 313 between the pump 304 and the fluid path 308 .
  • the check valve 314 is a valve that allows brake fluid to flow from the pump 304 to the fluid path 308 while preventing brake fluid from flowing from the fluid path 308 to the pump 304 .
  • the pressure regulating reservoir 306 is connected to the first liquid path 13 through the reflux liquid path 307 .
  • the pressure regulating reservoir 306 is in a state of blocking communication with the return fluid passage 307 when there is more than a certain amount of brake fluid inside.
  • the pump 304 at this time sucks the brake fluid in the pressure regulating reservoir 306 .
  • the pressure regulating reservoir 306 communicates with the return fluid passage 307 when the brake fluid inside is reduced due to the suction of the pump 304 .
  • the pump 304 can suck the brake fluid from the first fluid path 13 via the reflux fluid path 307 .
  • the hydraulic circuit for the wheel cylinder 11R in the first assisting device 31 has the same configuration as the hydraulic circuit for the wheel cylinder 11L.
  • the hydraulic circuits for the wheel cylinder 11L and the wheel cylinder 11R include a differential pressure control valve 301, a pump 304, a pressure regulating reservoir 306, a reflux fluid path 307, fluid paths 308 and 312, a pump fluid path 313, and a check valve 309. 314 is shared.
  • the holding valve 302, the pressure reducing valve 303, the fluid passage 310, and the check valve 311 have separate fluid pressure circuits for the wheel cylinder 11L and the wheel cylinder 11R, respectively.
  • the hydraulic circuits for the wheel cylinders 12L and 12R in the second assisting device 32 have the same configuration as the hydraulic circuits for the wheel cylinders 11L and 11R in the first assisting device 31. ing. Note that the first assisting device 31 and the second assisting device 32 share the electric motor 305 .
  • the control unit 40 shown in FIG. 1 is an electronic control device that includes one or more processors that execute various controls and a memory that stores control programs and data.
  • the control unit 40 is connected to the electric cylinder 23, the master cut valve 24, the system cutoff valve 25, and the simulator cut valve 26 in the first pressurizing unit 20 so as to be controllable.
  • the control section 40 is connected to the first assisting device 31 and the second assisting device 32 of the second pressurizing section 30 so as to be controllable.
  • detection signals from various sensors such as a stroke sensor 280, a master pressure sensor 281, and an output pressure sensor 282 are input to the control unit 40.
  • the stroke sensor 280 is a sensor that detects the pedal stroke S.
  • the master pressure sensor 281 is a sensor that detects the master pressure P0, which is the hydraulic pressure that the master cylinder 22 outputs from the output port 225 .
  • the output pressure sensor 282 is a sensor that detects the hydraulic pressure that the electric cylinder 23 outputs from the output port 237 . In addition to these, detection results such as wheel speed and vehicle body acceleration are input to the control unit 40 .
  • the output port 225 of the master cylinder 22 is connected only to the stroke simulator 27 without being connected to either the first fluid path 13 or the second fluid path 14 . That is, the vehicle braking device 10 at this time is in a state in which both the first assisting device 31 and the second assisting device 32 are connected to the reservoir tank 21 via the electric cylinder 23 . In this state, the brake fluid discharged by the electric cylinder 23 is sent to the wheel cylinders 11L, 11R, 12L and 12R. In the present embodiment, such a normal state of the vehicle braking device 10 corresponds to the first state.
  • the control unit 40 controls the electric cylinder 23 so that the output hydraulic pressure of the electric cylinder 23 detected by the output pressure sensor 282 approaches the target hydraulic pressure, which is the wheel pressure control target value. Note that the control unit 40 sets the target hydraulic pressure based on, for example, the pedal stroke S and the master pressure P0.
  • the control unit 40 diagnoses the presence or absence of an abnormality in the vehicle braking device 10 during normal braking force control. For example, the control unit 40 diagnoses that an abnormality has occurred in the vehicle braking device 10 when the deviation between the output hydraulic pressure of the electric cylinder 23 detected by the output pressure sensor 282 and the target wheel pressure Pt continues. ing. The deviation between the output hydraulic pressure and the target wheel pressure Pt occurs, for example, when the electric cylinder 23 does not operate normally or when the hydraulic circuit of the vehicle braking device 10 leaks.
  • the control unit 40 diagnoses that an abnormality has occurred in the vehicle braking device 10, it stops the aforementioned normal braking force control. Then, the control unit 40 de-energizes the master cut valve 24 and the system cutoff valve 25 to open the master cut valve 24 and close the system cutoff valve 25 . As a result, the state of the vehicle braking device 10 changes from the first state described above to the second state in which the first fluid passage 13 is connected to the master cylinder 22 and the second fluid passage 14 is connected to the electric cylinder 23. and switch. In this embodiment, the master cut valve 24 and the system cutoff valve 25 that switch from the first state to the second state correspond to the switching mechanism. At this time, the controller 40 closes the simulator cut valve 26 by de-energizing the simulator cut valve 26 .
  • control unit 40 also deenergizes the solenoid valve 291 .
  • the electromagnetic valve 291 is opened, so that the brake fluid is allowed to flow between the electric cylinder 23 and the reservoir tank 21 through the relief fluid passage 29 .
  • the control unit 40 controls the first assisting device 31 so that the wheel pressures of the left and right front wheels become the target hydraulic pressures. Further, the control unit 40 controls the second assisting device 32 so that the wheel pressures of the left and right rear wheels become the target hydraulic pressures. At this time, the wheel pressure of the left and right front wheels is generated by the master cylinder 22 and the first assist device 31 . Further, the wheel pressure of the left and right rear wheels is generated by the second assisting device 32 .
  • the master cylinder 22, the first assisting device 31, and the second assisting device 32 correspond to pressurizing devices that generate wheel pressure when the vehicle braking device 10 malfunctions, including the electric cylinder 23 malfunctioning. .
  • the state of the vehicle braking device 10 is the first state in which both the first fluid path 13 and the second fluid path 14 are connected to the electric cylinder 23 during normal operation.
  • An electric cylinder 23 generates wheel pressure for all the wheels.
  • the state of the vehicle braking device 10 is switched from the first state to the second state.
  • the first fluid path 13 is connected to the master cylinder 22 and the second fluid path 14 is connected to the electric cylinder 23 .
  • the wheel pressure of the left and right front wheels is generated by increasing the pressure of the brake fluid sent to the first fluid passage 13 by the master cylinder 22 and sending it to the wheel cylinders 11L and 11R.
  • the wheel pressure of the left and right rear wheels at this time is generated by sending the brake fluid pressure-increased by the second assisting device 32 provided in the second fluid passage 14 to the wheel cylinders 12L and 12R.
  • the second fluid path 14 is connected to the electric cylinder 23 even in the second state. Therefore, the wheel pressure of the left and right rear wheels at this time becomes a pressure equal to or higher than the liquid pressure in the liquid chamber 232 of the electric cylinder 23 .
  • the electric motor 233 of the electric cylinder 23 stops when the vehicle braking device 10 malfunctions.
  • the hydraulic pressure in the fluid chamber 232 causes the piston 231 to return.
  • the solenoid valve 291 is opened to open the relief fluid path 29 .
  • discharge of the brake fluid from the electric cylinder 23 to the reservoir tank 21 is permitted.
  • the relief fluid path 29 is a fluid path that directly connects the electric cylinder 23 and the reservoir tank 21 without passing through the master cylinder 22, the first assisting device 31, the second assisting device 32, and the like.
  • the abnormality of the vehicle braking device 10 includes, for example, a malfunction such that the electric motor 233 cannot be controlled and an abnormality such that the piston 231 does not mechanically slide.
  • the size of the electric cylinder 23 can be reduced.
  • a normally open electromagnetic valve is used as the master cut valve 24, and a normally closed electromagnetic valve is used as the system cutoff valve 25. Therefore, when power supply to the vehicle braking device 10 is suddenly stopped due to power loss or the like, the state of the vehicle braking device 10 is switched from the first state to the second state without relying on the control of the control unit 40. Further, since the normally open solenoid valve 291 is employed, the hydraulic pressure of the electric cylinder 23 is lowered without relying on the control of the control unit 40 when power supply is stopped.
  • the first assisting device 31 and the second assisting device 32 individually adjust the wheel pressure for anti-skid control, side-slip prevention control, traction control, etc. during normal operation.
  • the first assisting device 31 and the second assisting device 32 instead of the electric cylinder 23 generate wheel pressure. Therefore, it is possible to control the braking force in an abnormal state without adding a pressurizing device dedicated to the abnormal state.
  • the electromagnetic valve 291 shown in FIG. 3 includes a valve body 292 that opens and closes the relief fluid path 29, an electromagnetic solenoid 293, and a spring 294.
  • the electromagnetic solenoid 293 is arranged so as to generate an electromagnetic attraction force in the valve closing direction with respect to the valve body 292 in response to energization.
  • a spring 294 is arranged so as to apply a spring force to the valve body 292 in the valve opening direction.
  • the valve body 292 is arranged so that the output hydraulic pressure of the electric cylinder 23 applies pressure to the valve body 292 in the valve closing direction when the valve is closed.
  • the spring constant of the spring 294 is "K”
  • the deflection of the spring 294 is “X”
  • the deflection X of the spring 294 when the valve is closed is “XC”.
  • PF be the output hydraulic pressure of the electric cylinder 23
  • A be the pressure receiving area of the output hydraulic pressure PF in the valve body 292 when the valve is closed.
  • the spring force of the spring 294 acts on the valve body 292 while the valve is closed, in the direction of opening the valve.
  • the output hydraulic pressure PF of the electric cylinder 23 acts on the valve element 292 during the valve closing in the valve closing direction of "PF ⁇ A”. Therefore, even if the electromagnetic solenoid 293 is deenergized while the electromagnetic valve 291 is closed, the electromagnetic valve 291 remains closed until the output hydraulic pressure PF of the electric cylinder 23 becomes less than "K ⁇ XC/A". It will remain as it is.
  • FIG. 4 shows changes in the states of the electric cylinder 23 and the solenoid valve 291 when the power supply to the vehicle braking device 10 is suddenly stopped.
  • FIG. 4(a) shows changes in the output hydraulic pressure PF of the electric cylinder 23, and
  • FIG. 4(b) shows changes in the piston stroke SP of the electric cylinder 23, respectively.
  • 4(c) shows the transition of the operating current of the solenoid valve 291
  • FIG. 4(d) shows the transition of the operating state of the solenoid valve 291.
  • the output hydraulic pressure PF of the electric cylinder 23 is substantially the same as the hydraulic pressure in the liquid chamber 232 of the electric cylinder 23 .
  • the output hydraulic pressure PF is represented by a gauge pressure, that is, a differential pressure with respect to the atmospheric pressure.
  • FIG. 4(a) shows the change in the output hydraulic pressure PF of the electric cylinder 23 when the solenoid valve 291 continues to close even after power supply is stopped.
  • FIG. 4(b) shows the transition of the piston stroke SP in the same case.
  • the output hydraulic pressure PF of the electric cylinder 23 decreases as the volume of the fluid chamber 232 expands as the piston 231 moves in the pressure release direction.
  • the sliding resistance of the electric motor 233, the linear motion conversion mechanism 234, etc. acts as a drag on the movement of the piston 231.
  • FIG. 4(b) shows the change in the output hydraulic pressure PF of the electric cylinder 23 when the solenoid valve 291 continues to close even after power supply is stopped.
  • the output hydraulic pressure PF of the electric cylinder 23 stops decreasing at a constant pressure.
  • the output hydraulic pressure PF when the movement of the piston 231 in the pressure releasing direction is stopped is referred to as the piston stop pressure P1.
  • the spring constant K of the spring 294 of the solenoid valve 291 is set so that the solenoid valve 291 opens before the output hydraulic pressure PF of the electric cylinder 23 drops to the piston stop pressure P1.
  • the output hydraulic pressure PF when the solenoid valve 291 is opened is referred to as valve opening pressure PO.
  • the spring constant K of the spring 294 must be set so that the valve opening pressure PO is higher than the piston stop pressure P1. That is, the spring constant K of the spring 294 needs to be a value larger than "KxXC/P1". If the spring constant K of the spring 294 is increased, the electric power required to keep the solenoid valve 291 closed also increases.
  • the spring constant K so that the valve opening pressure PO is slightly higher than the piston stop pressure P1.
  • the closing current in the normal state is not affected by the pressure even when the output of the electric cylinder 23 is high, and the closed state can be maintained with a small current corresponding to the spring 294. can.
  • the solid line shows the transition of the output hydraulic pressure PF when the spring constant K of the spring 294 is set so that the valve opening pressure PO is higher than the piston stop pressure P1.
  • the transition of the piston stroke SP in that case is indicated by a solid line.
  • the operating state of the solenoid valve 291 in that case is indicated by a solid line. In this case, when the output hydraulic pressure PF of the electric cylinder 23 drops to the valve opening pressure PO at time t1, the solenoid valve 291 opens. Therefore, the output hydraulic pressure PF immediately drops to "0".
  • the vehicle braking device 110 also includes a first pressurizing section 120 , a second pressurizing section 30 , and a control section 40 .
  • the configurations of the second pressure unit 30 and the control unit 40 are the same as those of the vehicle braking device 10 of FIG.
  • the first pressurizing portion 120 of the vehicle braking device 110 of this embodiment is connected to the wheel cylinders 11L and 11R of the left and right front wheels through the first fluid passage 13 .
  • the first pressurizing section 120 is also connected to the wheel cylinders 12L and 12R for the left and right rear wheels via the second fluid passage 14 .
  • the first pressure unit 120 includes a reservoir tank 21 , a master cylinder 22 , an electric cylinder 23 and a stroke simulator 27 .
  • the first pressurizing section 120 does not have the master cut valve 24, the system cutoff valve 25, and the simulator cut valve 26 of the first pressurizing section 20 of FIG.
  • the output port 225 of the master cylinder 22 is always connected to the stroke simulator 27.
  • the output port 225 of the master cylinder 22 is not connected to any of the wheel cylinders 11L, 11R, 12L, 12R.
  • the output port 237 of the electric cylinder 23 is always connected to the first fluid path 13 and the second fluid path 14 .
  • the relief port 236 of the electric cylinder 23 is connected to the reservoir tank 21 through the relief fluid passage 29 .
  • a solenoid valve 291 is installed in the relief fluid path 29 .
  • the electric cylinders 23 generate wheel pressures for all the wheels during normal operation.
  • the first assist device 31 when the electric cylinder 23 is abnormal, the first assist device 31 generates wheel pressure for the left and right front wheels, and the second assist device 32 generates wheel pressure for the left and right rear wheels.
  • the first assisting device 31 and the second assisting device 32 correspond to pressurizing devices that generate wheel pressure when the electric cylinder 23 is abnormal.
  • the solenoid valve 291 is opened to open the relief fluid passage 29, thereby quickly reducing the output hydraulic pressure PF of the electric cylinder 23. be done.
  • the configuration of the pressurizing device for generating wheel pressure when the electric cylinder 23 is abnormal may be changed.
  • another electric cylinder may be provided, and the other electric cylinder may be used as the pressurizing device.
  • the electric cylinder 23 is provided with only one port that serves both as the relief port 236 and the output port 237 . Then, the second liquid path 14 and the relief liquid path 29 may be connected to the port.
  • the normally closed solenoid valve 291 is used as the opening/closing mechanism.
  • Any mechanism, such as a normally open solenoid valve, may be employed as the opening/closing mechanism as long as it is a mechanism capable of switching between a state in which the flow of the brake fluid through the relief fluid passage 29 is blocked and a state in which the same flow is permitted. good.
  • a return spring may be provided in the electric cylinder 23 . Even in that case, if the relief fluid path 29 and the opening/closing mechanism are provided, the output hydraulic pressure of the electric cylinder 23 can be lowered in the event of an abnormality without installing a return spring having a large spring constant. Therefore, the spring constant of the return spring can be made smaller than when the relief liquid path 29 and the opening/closing mechanism are not provided. Therefore, it is easy to reduce the physical size of the electric cylinder 23, such as by facilitating the adoption of the electric motor 233 having a small maximum output.
  • the control unit 40 includes one or more processors that operate according to a computer program, one or more dedicated hardware circuits such as dedicated hardware that executes at least part of various processes, or a combination thereof It can be configured as a circuit.
  • Dedicated hardware may include, for example, an ASIC, which is an application specific integrated circuit.
  • a processor includes a CPU and memory, such as RAM and ROM, which stores program code or instructions configured to cause the CPU to perform processes.
  • Memory or storage media includes any available media that can be accessed by a general purpose or special purpose computer.
  • the relief port 236 may be formed at a different position from the output port 237 in the longitudinal direction of the electric cylinder 23 . Also, the relief port 236 may be formed at a position where it is blocked by the piston 231 when the piston 231 is advanced most. Even in this case, the fluid chamber 232 can be communicated with the relief fluid path 29 even if the electric motor 233 fails when the piston 231 moves forward less than the most advanced position, for example. Thus, the wheel cylinders 12L, 12R and the reservoir tank 21 can be hydraulically communicated.

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Abstract

車両用制動装置１０は、正常時には、電気モータ２３３の動力でホイール圧を発生する電動シリンダ２３により各車輪のホイール圧を発生し、電動シリンダ２３の異常時には、マスタシリンダ２２、第１助勢装置３１及び第２助勢装置３２により各車輪のホイール圧を発生する。電動シリンダ２３は、常閉型の電磁弁２９１が設置されたリリーフ液路２９を通じてリザーバタンク２１に接続されており、電動シリンダ２３の異常時には電磁弁２９１が開弁して、リリーフ液路２９が開放される。

Description

車両用制動装置
　本発明は、車両用制動装置に関する。
　特許文献１には、マスタシリンダとブレーキ液圧発生装置と液圧制御装置とを備える車両用制動装置が記載されている。ブレーキ液圧発生装置には、ブレーキペダル操作に応じてブレーキ液圧を発生させる電動シリンダが含まれる。液圧制御装置には、第１メイン液路と第２メイン液路を加圧可能なポンプが含まれる。例えば、電動シリンダが失陥した場合でも、マスタシリンダと液圧制御装置の少なくとも一方によってブレーキ液圧を発生させることができる。
　一方、上記のような車両用制動装置において、電動シリンダの加圧動作中に、異常が発生して電気モータが動力を発生しなくなることが考えられる。この場合、第１メイン液路に接続されているホイールシリンダは、マスタシリンダを介してリザーバに液圧的に接続される。そのため、第１メイン液路に接続されているホイールシリンダを減圧することができる。しかしながら、第１開閉弁が閉弁していて、かつ電動シリンダのピストンが前進した状態では、第２メイン液路は液圧的に密閉されるため、第２メイン液路に接続されているホイールシリンダ内のブレーキ液をリザーバに戻すことができない。そのため、第２メイン液路に接続されているホイールシリンダを減圧できない。そうした場合にも、ホイールシリンダを減圧できるように、電動シリンダの内部にはリターンスプリングが設置されている。リターンスプリングは、電動シリンダのピストンを、加圧動作開始時の動作位置である初期位置に向けて付勢するスプリングである。異常により電気モータが動力を発生しなくなると、リターンスプリングの押圧によりピストンが初期位置に移動する。ピストンが初期位置に戻ると、電動シリンダの液圧室とリザーバとが液圧的に接続される。こうして第２メイン液路とリザーバが電動シリンダの液圧室を介して液圧的に接続されることで、電動シリンダの異常時のホイールシリンダの減圧が可能となる。
特許第６２０２７４１号公報
　電動シリンダの異常時のホイールシリンダの速やかな減圧を実現するには、ばね定数の大きいリターンスプリングが必要となる。一方、リターンスプリングのばね力は、電気モータによるピストンの加圧動作の抗力となる。よって、ばね定数の大きいリターンスプリングを採用する場合には、最大出力の大きい電気モータが必要となる。
　上記課題を解決する車両用制動装置は、ブレーキ液を貯留するリザーバタンクと、電気モータの動力により液圧に液圧を発生させることでホイールシリンダに液圧を発生させる電動シリンダと、電動シリンダの異常時にホイールシリンダに液圧を発生させる加圧装置と、加圧装置を経由せずに電動シリンダの液室とリザーバタンクとを繋ぐリリーフ液路と、リリーフ液路を通じたブレーキ液の流通を遮断する状態と同流通を許容する状態とを切替える機構であって、電動シリンダの異常時に上記流通を許容した状態とする開閉機構と、を備えている。
　上記車両用制動装置における開閉機構は、電動シリンダの異常が生じると、リリーフ液路を開放して、電動シリンダの液室からリザーバタンクへのブレーキ液の排出を許容する。リリーフ液路は、加圧装置を経由せずに直接、電動シリンダの液室とリザーバタンクとを繋いでいる。そのため、リリーフ液路が開放されると、電動シリンダの液室の液圧が速やかに低下する。よって、上記車両用制動装置では、ばね定数の大きいリターンスプリングを電動シリンダに設置せずとも、異常時に電動シリンダの液室の液圧を下げられる。すなわち、電気モータによる電動シリンダの加圧動作の抗力となるリターンスプリングのばね定数を小さくしたり、リターンスプリングを廃止したり、することが可能となる。したがって、最大出力の小さい電気モータを採用し易くなる。
第１実施形態の車両用制動装置の構成を模式的に示す図である。 同実施形態の車両用制動装置の第２加圧部の構成を模式的に示す図である。 同実施形態の車両用制動装置に設けられた電磁弁の構成を模式的に示す図である。 同実施形態の車両用制動装置の電動シリンダの異常発生時における、（ａ）は電動シリンダの出力液圧の推移を示すグラフであり、（ｂ）は同電動シリンダのピストンストロークの推移を示すグラフであり、（ｃ）は電磁弁の作動電流の推移を示すグラフであり、（ｄ）は同電磁弁の作動状態の推移を示すグラフである。 第２実施形態の車両用制動装置の構成を模式的に示す図である。
　（第１実施形態）
　以下、車両用制動装置を具体化した第１実施形態を、図１～図４に従って説明する。
　まず、図１を参照して、本実施形態の車両用制動装置１０の構成を説明する。本実施形態の車両用制動装置１０は、左右前輪のホイールシリンダ１１Ｌ、１１Ｒ、及び左右後輪のホイールシリンダ１２Ｌ、１２Ｒの液圧調整を通じて、搭載された車両の制動力を制御する。車両用制動装置１０は、第１加圧部２０、第２加圧部３０、及び制御部４０を備えている。なお、本実施形態では、左右前輪のホイールシリンダ１１Ｌ、１１Ｒが第１ホイールシリンダに対応している。また、本実施形態では、左右後輪のホイールシリンダ１２Ｌ、１２Ｒが第２ホイールシリンダに対応している。
　＜第１加圧部２０の構成＞
　第１加圧部２０の構成を説明する。第１加圧部２０は、第１液路１３を通じて左右前輪のホイールシリンダ１１Ｌ、１１Ｒに接続されている。また、第１加圧部２０は、第２液路１４を介して左右後輪のホイールシリンダ１２Ｌ、１２Ｒに接続されている。第１加圧部２０は、リザーバタンク２１、マスタシリンダ２２、電動シリンダ２３、マスタカット弁２４、系統遮断弁２５、シミュレータカット弁２６、ストロークシミュレータ２７を備えている。リザーバタンク２１は、液圧の伝達媒体となる液体であるブレーキ液を貯留するタンクである。リザーバタンク２１内の液圧は、ほぼ大気圧となっている。マスタシリンダ２２は、ブレーキペダル１５の踏込みに応じて液圧を発生する機械式の加圧装置である。電動シリンダ２３は、電動により液圧を発生する電動加圧装置である。マスタカット弁２４、系統遮断弁２５、及びシミュレータカット弁２６は、第１加圧部２０の状態を切替える切替機構を構成する電磁弁である。
　＜マスタシリンダ２２の構成＞
　次に、マスタシリンダ２２の構成を説明する。マスタシリンダ２２の内部には、マスタピストン２２１が摺動自在に設けられている。また、マスタシリンダ２２の内部には、ブレーキ液が導入される圧力室２２２がマスタピストン２２１により区画形成されている。マスタピストン２２１には、ブレーキペダル１５が機械的に連結されている。そして、マスタシリンダ２２におけるマスタピストン２２１の動作位置は、ブレーキペダル１５の踏込みに連動して変化する。動作位置とは、マスタシリンダ２２内でマスタピストン２２１が摺動可能な範囲における同マスタピストン２２１の位置である。圧力室２２２の容積は、マスタピストン２２１の動作位置により変化する。また、マスタシリンダ２２は、圧力室２２２の容積を増加させる方向にマスタピストン２２１を付勢する付勢部材２２３を有している。
　マスタシリンダ２２は、圧力室２２２を外部に連通するポートとして、入力ポート２２４及び出力ポート２２５の２つのポートを有している。圧力室２２２は、入力ポート２２４を介してリザーバタンク２１に接続されている。入力ポート２２４は、ペダルストロークＳが「０」のときには開放されているが、ペダルストロークＳが一定の値以上に増加するとマスタピストン２２１により閉塞される。一方、マスタシリンダ２２の出力ポート２２５は、ペダルストロークＳに拘わらず、常時開放されている。マスタシリンダ２２の出力ポート２２５は、シミュレータカット弁２６を介してストロークシミュレータ２７に接続されている。ストロークシミュレータ２７は、ブレーキペダル１５の操作に対する反力を発生させる装置である。シミュレータカット弁２６は、通電時には開弁する一方で非通電時には閉弁する常閉型の電磁弁である。また、マスタシリンダ２２の出力ポート２２５は、マスタカット弁２４を介して第１液路１３に接続されてもいる。マスタカット弁２４は、通電時には閉弁する一方で非通電時には開弁する常開型の電磁弁である。
　＜電動シリンダ２３の構成＞
　続いて、電動シリンダ２３の構成を説明する。電動シリンダ２３の内部には、ピストン２３１が摺動自在に設けられている。また、電動シリンダ２３の内部には、ブレーキ液が導入される液室２３２がピストン２３１により区画形成されている。また、電動シリンダ２３には、電気モータ２３３と、電気モータ２３３の回転をピストン２３１の直動に変換する直動変換機構２３４と、が設けられている。こうした電動シリンダ２３におけるピストン２３１の動作位置は、電気モータ２３３により変更される。そして、ピストン２３１の動作位置の変化に応じて液室２３２の容積が変化する。なお、電動シリンダ２３は、液室２３２の容積を拡大する方向にピストン２３１を付勢するリターンスプリングを備えていないリターンスプリングレスのシリンダ機構として構成されている。以下の説明では、液室２３２の容積が最大となるピストン２３１の動作位置を、同ピストン２３１の初期位置と記載する。そして、初期位置からのピストン２３１の動作量を、電動シリンダ２３のピストンストロークＳＰと記載する。
　電動シリンダ２３には、液室２３２と外部とを連通するポートとして、リリーフポート２３６及び出力ポート２３７の２つのポートが形成されている。リリーフポート２３６は、電動シリンダ２３の長手方向において、出力ポート２３７とほぼ同位置に形成されている。リリーフポート２３６及び出力ポート２３７は、ピストン２３１が最も前進した状態であっても、ピストン２３１によって塞がれないような位置に形成されている。そのためリリーフポート２３６及び出力ポート２３７は、ピストンストロークＳＰに拘わらず、常時開放されている。電動シリンダ２３の出力ポート２３７は、第２液路１４に接続されている。さらに電動シリンダ２３の出力ポート２３７は、系統遮断弁２５を介して第１液路１３に接続されてもいる。系統遮断弁２５は、通電時には開弁する一方で非通電時には閉弁する常閉型の電磁弁である。なお、系統遮断弁２５の開弁時には、第１液路１３、及び第２液路１４は互いに連通した状態となる。
　一方、電動シリンダ２３のリリーフポート２３６は、リリーフ液路２９を介してリザーバタンク２１に接続されている。リリーフ液路２９には、常開型の電磁弁２９１が設置されている。電磁弁２９１は、通電状態では閉弁してリリーフ液路２９を通じたブレーキ液の流通を遮断する。一方、電磁弁２９１は、非通電の状態では開弁して、リリーフ液路２９を通じたブレーキ液の流通を許容する。
　＜第２加圧部３０の構成＞
　続いて、第２加圧部３０の構成を説明する。第２加圧部３０は、各ホイールシリンダ１１Ｌ、１１Ｒ、１２Ｌ、１２Ｒをそれぞれ個別に調圧可能なユニットである。こうした第２加圧部３０は、アンチスキッド制御、横滑り防止制御、トラクションコントロール等を実行可能である。
　第２加圧部３０は、第１助勢装置３１、及び第２助勢装置３２を備えている。第１助勢装置３１は、第１液路１３に設置されている。第１助勢装置３１は、第１液路１３に流入したブレーキ液を加圧してホイールシリンダ１１Ｌ、１１Ｒに送ることで、それらのホイール圧を調整する装置である。一方、第２助勢装置３２は、第２液路１４に設置されている。第２助勢装置３２は、第２液路１４に流入したブレーキ液を加圧してホイールシリンダ１２Ｌ、１２Ｒに送ることで、それらのホイール圧を調整する装置である。
　＜第１助勢装置３１及び第２助勢装置３２の構成＞
　続いて、図２を参照して、第１助勢装置３１及び第２助勢装置３２の構成を説明する。ここではまず、第１助勢装置３１におけるホイールシリンダ１１Ｌ用の液圧回路の構成を説明する。同液圧回路は、差圧制御弁３０１、保持弁３０２、減圧弁３０３、ポンプ３０４、調圧リザーバ３０６、及び還流液路３０７を備えている。
　第１液路１３は、差圧制御弁３０１を介して液路３０８に接続されている。差圧制御弁３０１は、常開型のリニアソレノイド弁である。差圧制御弁３０１の開度制御により、第１液路１３、液路３０８間に差圧を発生させることができる。差圧制御弁３０１とは並列に、チェック弁３０９が設置されている。チェック弁３０９は、第１液路１３から液路３０８へのブレーキ液の流れを許容する一方で、その逆方向へのブレーキ液の流れを阻止する弁である。
　液路３０８は、保持弁３０２を介して、ホイールシリンダ１１Ｌに接続されている。保持弁３０２は、液路３１０を介してホイールシリンダ１１Ｌに接続されている。液路３０８と液路３１０との間には、チェック弁３１１が保持弁３０２と並列に設けられている。チェック弁３１１は、液路３１０から液路３０８に向うブレーキ液の流れを許容する一方で、液路３０８から液路３１０に向かうブレーキ液の流れを阻止する弁である。
　液路３１０は、減圧弁３０３を介して調圧リザーバ３０６に接続されている。減圧弁３０３は、通電時には開弁する一方で非通電時には閉弁する常閉型の電磁弁である。減圧弁３０３と調圧リザーバ３０６とは、液路３１２を通じて接続されている。
　液路３１２は、ポンプ液路３１３を通じて液路３０８に接続されている。ポンプ液路３１３には、ポンプ３０４が設置されている。ポンプ３０４は、電気モータ３０５の回転を受けて作動する。そして、ポンプ３０４は、その作動に応じて、調圧リザーバ３０６内のブレーキ液を吸引して液路３０８に吐出する。なお、ポンプ液路３１３におけるポンプ３０４と液路３０８との間の部分には、チェック弁３１４が設置されている。チェック弁３１４は、ポンプ３０４から液路３０８に向うブレーキ液の流れを許容する一方で、液路３０８からポンプ３０４に向うブレーキ液の流れを阻止する弁である。
　調圧リザーバ３０６は、還流液路３０７を通じて第１液路１３に接続されている。調圧リザーバ３０６は、内部にある程度よりも多い量のブレーキ液が存在するときには、還流液路３０７との連通を遮断した状態となっている。このときのポンプ３０４は、調圧リザーバ３０６内のブレーキ液を吸引する。一方、調圧リザーバ３０６は、ポンプ３０４の吸引により内部のブレーキ液が減少すると、還流液路３０７と連通した状態となる。これにより、ポンプ３０４は、還流液路３０７を介して第１液路１３からブレーキ液を吸引可能となる。
　なお、第１助勢装置３１におけるホイールシリンダ１１Ｒ用の液圧回路は、ホイールシリンダ１１Ｌ用の液圧回路と同様の構成をなしている。ホイールシリンダ１１Ｌ用、ホイールシリンダ１１Ｒ用の液圧回路は、差圧制御弁３０１、ポンプ３０４、調圧リザーバ３０６、還流液路３０７、液路３０８、３１２、ポンプ液路３１３、及びチェック弁３０９、３１４を共有している。そして、保持弁３０２、減圧弁３０３、液路３１０、及びチェック弁３１１については、ホイールシリンダ１１Ｌ用の液圧回路とホイールシリンダ１１Ｒ用の液圧回路とがそれぞれ個別のものを有している。
　一方、第２助勢装置３２におけるホイールシリンダ１２Ｌ用、及びホイールシリンダ１２Ｒ用の液圧回路も、第１助勢装置３１におけるホイールシリンダ１１Ｌ用、及びホイールシリンダ１１Ｒ用の液圧回路と同様の構成となっている。なお、第１助勢装置３１及び第２助勢装置３２は、電気モータ３０５を共有している。
　＜制御部４０の構成＞
　図１に示される制御部４０は、各種制御を実行する１つ又は複数のプロセッサと、制御用のプログラムやデータを記憶したメモリと、を備える電子制御装置である。制御部４０は、第１加圧部２０における電動シリンダ２３、マスタカット弁２４、系統遮断弁２５、シミュレータカット弁２６に制御可能に接続されている。また、制御部４０は、第２加圧部３０の第１助勢装置３１及び第２助勢装置３２に制御可能に接続されている。一方、制御部４０には、ストロークセンサ２８０、マスタ圧センサ２８１、出力圧センサ２８２等の各種センサの検出信号が入力されている。ストロークセンサ２８０は、ペダルストロークＳを検出するセンサである。マスタ圧センサ２８１は、マスタシリンダ２２が出力ポート２２５から出力する液圧であるマスタ圧Ｐ０を検出するセンサである。出力圧センサ２８２は、電動シリンダ２３が出力ポート２３７から出力する液圧を検出するセンサである。これら以外にも、制御部４０には、車輪速や車体加速度などの検出結果が入力されている。
　＜車両用制動装置１０の正常時の動作＞
　続いて、車両用制動装置１０で異常が確認されていないとき、すなわち車両用制動装置１０の正常時における車両用制動装置１０の動作を説明する。正常時には、制御部４０は、マスタカット弁２４、系統遮断弁２５、シミュレータカット弁２６、及び電磁弁２９１の全てを通電状態としている。すなわち、制御部４０は、正常時には、マスタカット弁２４及び電磁弁２９１を閉弁するとともに、系統遮断弁２５及びシミュレータカット弁２６を開弁した状態としている。これにより、電動シリンダ２３の出力ポート２３７は、第１液路１３及び第２液路１４の双方に接続された状態となる。一方、マスタシリンダ２２の出力ポート２２５は、第１液路１３及び第２液路１４のいずれにも接続されずに、ストロークシミュレータ２７にのみ接続された状態となる。すなわち、このときの車両用制動装置１０は、第１助勢装置３１及び第２助勢装置３２の双方を、電動シリンダ２３を経由してリザーバタンク２１に接続した状態となる。この状態では、電動シリンダ２３により吐出されたブレーキ液がホイールシリンダ１１Ｌ、１１Ｒ、１２Ｌ、１２Ｒに送られる。本実施形態では、こうした正常時の車両用制動装置１０の状態が第１状態に対応している。そして、制御部４０は、出力圧センサ２８２による電動シリンダ２３の出力液圧の検出値が、ホイール圧の制御目標値である目標液圧に近づくように電動シリンダ２３を制御している。なお、制御部４０は、例えばペダルストロークＳやマスタ圧Ｐ０に基づき、目標液圧を設定している。
　＜車両用制動装置１０の異常時の動作＞
　続いて、車両用制動装置１０の異常時の動作を説明する。制御部４０は、正常時の制動力制御に際して、車両用制動装置１０の異常の有無を診断している。例えば制御部４０は、出力圧センサ２８２による電動シリンダ２３の出力液圧の検出値と目標ホイール圧Ｐｔとの乖離が継続している場合に、車両用制動装置１０に異常が発生したと診断している。なお、出力液圧と目標ホイール圧Ｐｔとの乖離は、例えば電動シリンダ２３が正常に動作しなくなった場合や、車両用制動装置１０の液圧回路に液漏れが生じた場合に発生する。
　制御部４０は、車両用制動装置１０に異常が発生したと診断すると、上述の正常時の制動力制御を停止する。そして、制御部４０は、マスタカット弁２４、及び系統遮断弁２５を非通電の状態として、マスタカット弁２４を開弁及び系統遮断弁２５を閉弁させる。これにより、車両用制動装置１０の状態は、上述の第１状態から、第１液路１３がマスタシリンダ２２に接続されるとともに第２液路１４が電動シリンダ２３に接続された第２状態へと切り替わる。本実施形態では、こうした第１状態から第２状態への切替を行うマスタカット弁２４、及び系統遮断弁２５が切替機構に対応している。また、このときの制御部４０は、シミュレータカット弁２６を非通電の状態としてシミュレータカット弁２６を閉弁させる。これにより、マスタシリンダ２２とストロークシミュレータ２７との連通を遮断している。さらに、制御部４０は、電磁弁２９１も非通電の状態としている。これにより、電磁弁２９１が開弁するため、リリーフ液路２９を通じた電動シリンダ２３、リザーバタンク２１間のブレーキ液の流通が許容される。
　そして、制御部４０は、左右前輪のホイール圧を目標液圧とすべく第１助勢装置３１を制御する。また、制御部４０は、左右後輪のホイール圧を目標液圧とすべく第２助勢装置３２を制御する。このときには、マスタシリンダ２２及び第１助勢装置３１により、左右前輪のホイール圧が発生される。また、第２助勢装置３２により、左右後輪のホイール圧が発生される。本実施形態では、マスタシリンダ２２、第１助勢装置３１及び第２助勢装置３２が、電動シリンダ２３の異常を含む車両用制動装置１０の異常時にホイール圧を発生する加圧装置に対応している。
　＜実施形態の作用効果＞
　本実施形態では、正常時には、車両用制動装置１０の状態を、第１液路１３及び第２液路１４の双方を電動シリンダ２３に接続した第１状態としている。そして、電動シリンダ２３により全車輪のホイール圧を発生している。一方、車両用制動装置１０の異常が確認されると、車両用制動装置１０の状態が第１状態から第２状態に切り替わる。第２状態では、第１液路１３がマスタシリンダ２２に接続されるとともに第２液路１４が電動シリンダ２３に接続される。このとき、左右前輪のホイール圧は、マスタシリンダ２２が第１液路１３に送り出したブレーキ液を第１助勢装置３１が増圧してホイールシリンダ１１Ｌ、１１Ｒに送ることで発生される。また、このときの左右後輪のホイール圧は、第２液路１４に設けられた第２助勢装置３２が増圧したブレーキ液をホイールシリンダ１２Ｌ、１２Ｒに送ることで発生される。第２液路１４は第２状態でも電動シリンダ２３に接続されている。よって、このときの左右後輪のホイール圧は、電動シリンダ２３の液室２３２内の液圧以上の圧力となる。
　本実施形態の車両用制動装置１０では、車両用制動装置１０の異常が生じると、電動シリンダ２３の電気モータ２３３が停止する。電気モータ２３３が停止して動力を喪失すると、液室２３２の液圧によりピストン２３１が戻される。そして、電磁弁２９１のスプリング力が勝る位置まで戻ってから電磁弁２９１が開弁してリリーフ液路２９が開放される。そして、これにより、電動シリンダ２３からリザーバタンク２１へのブレーキ液の排出が許容される。リリーフ液路２９は、マスタシリンダ２２や第１助勢装置３１、第２助勢装置３２等を経由せずに、電動シリンダ２３とリザーバタンク２１とを直結する液路となっている。そのため、異常により、加圧動作中に異常が発生して電動シリンダ２３の動作が停止した場合にも、電動シリンダ２３の液室２３２内の液圧を速やかに低下できる。なお、ここでの車両用制動装置１０の異常には、例えば、電気モータ２３３を制御できなくなるような失陥や、ピストン２３１が機械的に摺動しなくなるような異常が含まれる。こうした本実施形態では、電気モータ２３３による電動シリンダ２３の加圧動作の抗力となるリターンスプリングを設けずとも、異常時の電動シリンダ２３の液圧低下が可能となる。そのため、電動シリンダ２３の電気モータ２３３に、電動シリンダ２３にリターンスプリングを設ける場合よりも最大出力の小さいモータを採用可能となる。また、液室２３２内へのリターンスプリングの設置が不要なため、電動シリンダ２３の体格を小さくすることができる。
　なお、本実施形態の車両用制動装置１０では、マスタカット弁２４として常開型の電磁弁を、系統遮断弁２５として常閉型の電磁弁を、それぞれ採用している。そのため、電源喪失等により車両用制動装置１０の給電が不意に停止した場合には、制御部４０の制御に依らずとも、車両用制動装置１０の状態が第１状態から第２状態に切り替わる。また、常開型の電磁弁２９１を採用しているため、給電停止時には、制御部４０の制御に依らずとも、電動シリンダ２３の液圧が低下される。
　ちなみに、上述のように、第１助勢装置３１及び第２助勢装置３２は、正常時には、アンチスキッド制御、横滑り防止制御、トラクションコントロール等のためのホイール圧の個別調整を行っている。そして、異常時には、こうした第１助勢装置３１及び第２助勢装置３２が電動シリンダ２３に代わり、ホイール圧を発生している。そのため、異常時専用の加圧装置を追加せずとも、異常時の制動力制御が可能となる。
　＜電磁弁２９１の設定＞
　ここで、図３及び図４を参照して、異常時の電動シリンダ２３の液圧低下を実現するための、望ましい電磁弁２９１の設定について述べる。図３に示す電磁弁２９１は、リリーフ液路２９を開閉する弁体２９２と、電磁ソレノイド２９３及びスプリング２９４を備えている。図３では、弁体２９２に対する閉弁方向の電磁吸引力を通電に応じて発生するように電磁ソレノイド２９３が配置されている。また、図３では、弁体２９２に対して開弁方向のばね力を加えるようにスプリング２９４が配置されている。さらに、図３では、閉弁時には、電動シリンダ２３の出力液圧が閉弁方向の押圧を弁体２９２に加わるように弁体２９２が配置されている。
　ここで、スプリング２９４のばね定数を「Ｋ」、スプリング２９４の撓みを「Ｘ」、閉弁時のスプリング２９４の撓みＸを「ＸＣ」とする。また、電動シリンダ２３の出力液圧を「ＰＦ」、閉弁時の弁体２９２における出力液圧ＰＦの受圧面積を「Ａ」とする。この場合、閉弁中の弁体２９２には、スプリング２９４のばね力により、「Ｋ×ＸＣ」の開弁方向への力が作用する。また、閉弁中の弁体２９２には、電動シリンダ２３の出力液圧ＰＦにより、「ＰＦ×Ａ」の閉弁方向に力が作用する。よって、電磁弁２９１の閉弁中に、電磁ソレノイド２９３への通電が停止しても、電動シリンダ２３の出力液圧ＰＦが「Ｋ×ＸＣ／Ａ」未満となるまでは、電磁弁２９１は閉弁したままとなる。
　図４に、車両用制動装置１０の給電が不意に停止したときの電動シリンダ２３及び電磁弁２９１の状態の推移を示す。図４（ａ）は電動シリンダ２３の出力液圧ＰＦの推移を、図４（ｂ）は電動シリンダ２３のピストンストロークＳＰの推移を、それぞれ示している。また、図４（ｃ）は電磁弁２９１の作動電流の推移を、図４（ｄ）は電磁弁２９１の作動状態の推移を、それぞれ示している。なお、電動シリンダ２３の出力液圧ＰＦは、電動シリンダ２３の液室２３２内の液圧とほぼ同じ圧力となる。なお、図４（ａ）及び以下の説明では、出力液圧ＰＦをゲージ圧、すなわち大気圧との差圧で表す。
　図４の場合、時刻ｔ０に車両用制動装置１０の給電が停止して、電磁弁２９１の作動電流がオフとなっている。ただし、時刻ｔ０の直後には、電動シリンダ２３の出力液圧ＰＦが高いため、電磁弁２９１の閉弁は維持される。一方、給電停止により電気モータ２３３が動力を発生しなくなると、電動シリンダ２３のピストン２３１は、液室２３２内の液圧に押されて初期位置に向う方向に移動する。以下の説明では、ピストン２３１の移動方向のうち、初期位置に向う方向を除圧方向と記載する。
　図４（ａ）には、図４（ｄ）に破線で示すように、給電停止後も、電磁弁２９１が閉弁し続けた場合の電動シリンダ２３の出力液圧ＰＦの推移が破線で示されている。また、図４（ｂ）には、同様の場合のピストンストロークＳＰの推移が破線で示されている。電動シリンダ２３の出力液圧ＰＦは、ピストン２３１の除圧方向の移動に伴う液室２３２の容積の拡大に応じて低下する。一方、ピストン２３１の移動には、電気モータ２３３、直動変換機構２３４等の摺動抵抗が抗力として作用する。そのため、ピストンストロークＳＰが一定の値まで減少すると、摺動抵抗のため、除圧方向へのピストン２３１の移動が停止する。よって、この場合には、電動シリンダ２３の出力液圧ＰＦは、一定の圧力で下げ止まってしまう。以下の説明では、除圧方向へのピストン２３１の移動が停止するときの出力液圧ＰＦを、ピストン停止圧Ｐ１と記載する。
　電磁弁２９１のスプリング２９４のばね定数Ｋは、電動シリンダ２３の出力液圧ＰＦがピストン停止圧Ｐ１に低下する前に電磁弁２９１が開弁するように設定する。以下の説明では、電磁弁２９１が開弁するときの出力液圧ＰＦを開弁圧ＰＯと記載する。このとき、スプリング２９４のばね定数Ｋは、開弁圧ＰＯがピストン停止圧Ｐ１よりも高い圧力となるように設定する必要がある。すなわち、スプリング２９４のばね定数Ｋは、「Ｋ×ＸＣ／Ｐ１」よりも大きい値とする必要がある。なお、スプリング２９４のばね定数Ｋを大きくすると、電磁弁２９１の閉弁保持に必要な電力も大きくなる。よって、ばね定数Ｋは、開弁圧ＰＯがピストン停止圧Ｐ１よりも若干高い圧力となるように設定することが望ましい。また、電磁弁２９１のシート向きから、正常時の閉電流は、電動シリンダ２３の出力が高い圧力でも圧力の影響を受けず、スプリング２９４に対応した小電流で閉弁した状態を維持することができる。
　図４（ａ）には、開弁圧ＰＯがピストン停止圧Ｐ１よりも高い圧力となるようにスプリング２９４のばね定数Ｋが設定されている場合の出力液圧ＰＦの推移が実線で示されている。また、図４（ｂ）には、その場合のピストンストロークＳＰの推移が実線で示されている。さらに、図４（ｄ）には、その場合の電磁弁２９１の作動状態が実線で示されている。この場合には、時刻ｔ１に電動シリンダ２３の出力液圧ＰＦが開弁圧ＰＯ迄低下すると、電磁弁２９１が開弁する。そのため、出力液圧ＰＦは、その直後に「０」に低下する。
　（第２実施形態）
　次に、車両用制動装置の第２実施形態を、図５を併せ参照して詳細に説明する。なお本実施形態にあって、上記実施形態と共通する構成については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
　図５に示す本実施形態の車両用制動装置１１０は、図１の車両用制動装置１０と同様に、左右前輪のホイールシリンダ１１Ｌ、１１Ｒ、及び左右後輪のホイールシリンダ１２Ｌ、１２Ｒの液圧調整を通じて車両の制動力を制御する。また、車両用制動装置１１０は、第１加圧部１２０、第２加圧部３０、及び制御部４０を備えている。第２加圧部３０及び制御部４０の構成は、図１の車両用制動装置１０と同じである。
　本実施形態の車両用制動装置１１０の第１加圧部１２０は、第１液路１３を通じて左右前輪のホイールシリンダ１１Ｌ、１１Ｒに接続されている。また、第１加圧部１２０は、第２液路１４を介して左右後輪のホイールシリンダ１２Ｌ、１２Ｒに接続されている。さらに、第１加圧部１２０は、リザーバタンク２１、マスタシリンダ２２、電動シリンダ２３、及びストロークシミュレータ２７を備えている。一方、第１加圧部１２０は、図１の第１加圧部２０が備えるマスタカット弁２４、系統遮断弁２５、及びシミュレータカット弁２６は備えていない構成となっている。
　本実施形態では、マスタシリンダ２２の出力ポート２２５は、ストロークシミュレータ２７に常時接続されている。一方、マスタシリンダ２２の出力ポート２２５は、いずれのホイールシリンダ１１Ｌ、１１Ｒ、１２Ｌ、１２Ｒにも接続されることがない。
　一方、本実施形態では、電動シリンダ２３の出力ポート２３７は、第１液路１３及び第２液路１４に常時接続されている。なお、本実施形態においても、電動シリンダ２３のリリーフポート２３６は、リリーフ液路２９を通じてリザーバタンク２１に接続されている。また、本実施形態の場合にも、リリーフ液路２９に電磁弁２９１が設置されている。
　こうした本実施形態の車両用制動装置１１０でも、正常時には電動シリンダ２３が全車輪のホイール圧を発生する。一方、電動シリンダ２３の異常時には、第１助勢装置３１が左右前輪のホイール圧を、第２助勢装置３２が左右後輪のホイール圧を、それぞれ発生する。本実施形態では、第１助勢装置３１及び第２助勢装置３２が、電動シリンダ２３の異常時にホイール圧を発生する加圧装置に対応する。
　また、本実施形態の車両用制動装置１１０では、電動シリンダ２３の異常時に電磁弁２９１を開弁してリリーフ液路２９を開放することで、電動シリンダ２３の出力液圧ＰＦを速やかに低下させられる。
　（他の実施形態）
　上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
　・電動シリンダ２３の異常時にホイール圧を発生するための加圧装置の構成を変更してもよい。例えば電動シリンダ２３の他にもう一つ電動シリンダを備え、そのもう一つの電動シリンダを上記加圧装置とするようにしてもよい。
　・電動シリンダ２３に、リリーフポート２３６及び出力ポート２３７を兼用するポートを一つだけ設ける。そして、そのポートに第２液路１４及びリリーフ液路２９を接続するようにしてもよい。
　・上記実施形態では、常閉型の電磁弁２９１を開閉機構として採用していた。リリーフ液路２９を通じたブレーキ液の流通を遮断する状態と同流通を許容する状態とを切替可能な機構であれば、常開型の電磁弁など、任意の機構を開閉機構として採用してもよい。
　・電動シリンダ２３にリターンスプリングを設けるようにしてもよい。その場合にも、リリーフ液路２９及び開閉機構が設けられていれば、ばね定数の大きいリターンスプリングを設置せずとも、異常時に電動シリンダ２３の出力液圧を下げられる。そのため、リリーフ液路２９及び開閉機構が設けられていない場合よりも、リターンスプリングのばね定数を小さくすることができる。よって、最大出力の小さい電気モータ２３３を採用し易くなる等、電動シリンダ２３の体格の縮小が容易となる。
　・制御部４０は、コンピュータプログラムに従って動作する１つ以上のプロセッサ、各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する専用のハードウェアなどの１つ以上の専用のハードウェア回路又はこれらの組み合わせを含む回路として構成し得る。専用のハードウェアとしては、例えば、特定用途向け集積回路であるＡＳＩＣを挙げることができる。プロセッサは、ＣＰＵ並びに、ＲＡＭ及びＲＯＭなどのメモリを含み、メモリは、処理をＣＰＵに実行させるように構成されたプログラムコード又は指令を格納している。メモリ、すなわち記憶媒体は、汎用又は専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。
　・リリーフポート２３６は、電動シリンダ２３の長手方向において、出力ポート２３７と異なる位置に形成されていてもよい。また、リリーフポート２３６は、ピストン２３１が最も前進した場合に、ピストン２３１によって塞がれるような位置に形成されていてもよい。この場合であっても、例えばピストン２３１が最も前進した位置よりも前進量が少ないときに電気モータ２３３が失陥したとしても、液室２３２をリリーフ液路２９に連通させられる。そして、これにより、ホイールシリンダ１２Ｌ、１２Ｒとリザーバタンク２１とを液圧的に連通することができる。

Claims (5)

  1. 　ブレーキ液を貯留するリザーバタンクと、
    　電気モータの動力により液室に液圧を発生させることで、ホイールシリンダに液圧を発生させる電動シリンダと、
    　前記電動シリンダの異常時に前記ホイールシリンダに液圧を発生させる加圧装置と、
    　前記加圧装置を経由せずに前記電動シリンダの前記液室と前記リザーバタンクとを繋ぐリリーフ液路と、
    　前記リリーフ液路を通じた前記ブレーキ液の流通を遮断する状態と同流通を許容する状態とを切替える機構であって、前記電動シリンダの異常時に前記流通を許容する状態とする開閉機構と、
    　を備える車両用制動装置。
  2. 　前記開閉機構は、通電状態では閉弁して前記流通を遮断する状態となり、非通電の状態では開弁して前記流通を許容する状態となる常開型の電磁弁である請求項１に記載の車両用制動装置。
  3. 　前記電動シリンダは、前記電気モータの動力によってシリンダ内でピストンが初期位置よりも前進することで前記液室に液圧を発生させ、
    　前記液室には、前記ピストンを前記初期位置に向けて付勢するリターンスプリングが設けられていない請求項１又は２に記載の車両用制動装置。
  4. 　前記加圧装置は、ブレーキペダルに連結されたピストンを有するマスタシリンダを含んでおり、
    　前記ホイールシリンダは第１ホイールシリンダ及び第２ホイールシリンダを含み、
    　前記電動シリンダの異常時には、前記第１ホイールシリンダに接続されている第１液路及び前記第２ホイールシリンダに接続されている第２液路の双方が前記電動シリンダに接続された第１状態から、前記第１液路が前記マスタシリンダに接続されていて前記第２液路が前記電動シリンダに接続された第２状態へと当該車両用制動装置の状態を切替える切替機構と、を備えている
    　請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の車両用制動装置。
  5. 　前記加圧装置は、前記第１液路に設置されて同第１液路に流入した前記ブレーキ液を加圧して前記第１ホイールシリンダに送る第１助勢装置と、前記第２液路に設置されて同第２液路に流入した前記ブレーキ液を加圧して前記第２ホイールシリンダに送る第２助勢装置と、を含む請求項４に記載の車両用制動装置。
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