JP4717779B2 - ブレーキ装置 - Google Patents

Description

本発明は、運転者による制動操作を検出する制動操作検出手段と、車輪を制動する制動力を発生するホイールシリンダと、前記制動操作に応じてアクチュエータを電気的に制御してブレーキ液圧を発生させるスレーブシリンダと、スレーブシリンダおよびホイールシリンダ間に配置されて車輪のロックを抑制するＡＢＳ装置とを備えたブレーキ装置に関する。

運転者の制動操作を電気信号に変換して電気的液圧発生手段（スレーブシリンダ）を作動させ、このスレーブシリンダが発生するブレーキ液圧でホイールシリンダを作動させる、いわゆるＢＢＷ（ブレーキ・バイ・ワイヤ）式ブレーキ装置が、下記特許文献１により公知である。
特許第３２０５５７０号公報

ところで、かかるＢＢＷ式ブレーキ装置において、スレーブシリンダとホイールシリンダとの間に車輪のロックを抑制するＡＢＳ装置を配置した場合、ホイールシリンダのブレーキ液圧を減圧すべく、ＡＢＳ装置が作動してスレーブシリンダの下流側に配置されたインバルブが閉弁すると、スレーブシリンダの液室が密閉されて急激な圧力上昇が発生し、スレーブシリンダのアクチュエータに過剰な負荷が加わって耐久性を低下させる可能性があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、ＢＢＷ式ブレーキ装置において、ＡＢＳ装置の作動時におけるスレーブシリンダの過負荷を防止して耐久性を高めることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、運転者による制動操作を検出する制動操作検出手段と、車輪を制動する制動力を発生するホイールシリンダと、前記制動操作に応じてアクチュエータを電気的に制御してブレーキ液圧を発生させるスレーブシリンダと、スレーブシリンダおよびホイールシリンダ間に配置されて車輪のロックを抑制するＡＢＳ装置とを備えたブレーキ装置において、ＡＢＳ装置の作動中は、スレーブシリンダのアクチュエータに供給する電流を制限して、その制限した電流で該アクチュエータを駆動することを特徴とするブレーキ装置が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、運転者による制動操作を検出する制動操作検出手段と、車輪を制動する制動力を発生するホイールシリンダと、前記制動操作に応じてアクチュエータを電気的に制御してブレーキ液圧を発生させるスレーブシリンダと、スレーブシリンダおよびホイールシリンダ間に配置されて車輪のロックを抑制するＡＢＳ装置とを備えたブレーキ装置において、ＡＢＳ装置の作動中は、スレーブシリンダの下流側のブレーキ液圧に応じてアクチュエータの駆動を抑制することを特徴とするブレーキ装置が提案される。

尚、実施の形態の液圧センサＳａは本発明の制動操作検出手段に対応する。

各請求項の発明によれば、運転者による制動操作に応じてブレーキ液圧を発生させるスレーブシリンダおよびホイールシリンダ間に配置されたＡＢＳ装置が作動すると、スレーブシリンダおよびＡＢＳ装置間の液路が密閉されてスレーブシリンダの負荷が高まる場合があるが、そのときにスレーブシリンダのアクチュエータの駆動を抑制することで、そのアクチュエータを大容量化することなく耐久性を確保することが可能となる。またアクチュエータの小容量化によりスレーブシリンダをコストダウンすることができ、しかもアクチュエータの消費電力を削減することができる。

また特に請求項２の発明によれば、スレーブシリンダの下流側のブレーキ液圧に応じてアクチュエータの駆動を抑制するので、ＡＢＳ装置の作動によってスレーブシリンダの負荷が高まったときだけにアクチュエータの駆動を抑制することが可能となり、不必要なアクチュエータの駆動抑制を回避することができる。

以下、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。

図１〜図４は本発明の第１実施の形態を示すもので、図１は車両用ブレーキ装置の正常時の液圧回路図、図２は図１に対応する異常時の液圧回路図、図３は作用を説明するフローチャート、図４は作用を説明するタイムチャートである。

図１に示すように、タンデム型のマスタシリンダ１１は、運転者がブレーキペダル１２を踏む踏力に応じたブレーキ液圧を出力する二つの第１液圧室１３Ａ，１３Ｂを備えており、一方の第１液圧室１３Ａは液路Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ，Ｐｅを介して例えば左前輪および右後輪のディスクブレーキ装置１４，１５のホイールシリンダ１６，１７に接続されるとともに、他方の第１液圧室１３Ｂは液路Ｑａ，Ｑｂ，Ｑｃ，Ｑｄ，Ｑｅを介して例えば右前輪および左後輪のディスクブレーキ装置１８，１９のホイールシリンダ２０，２１に接続される。

液路Ｐａ，Ｐｂ間に常開型電磁弁である遮断弁２２Ａが配置され、液路Ｑａ，Ｑｂ間に常開型電磁弁である遮断弁２２Ｂが配置され、液路Ｐｂ，Ｑｂと液路Ｐｃ，Ｑｃとの間にスレーブシリンダ２３が配置され、液路Ｐｃ，Ｑｃと液路Ｐｄ，Ｐｅ；Ｑｄ，Ｑｅとの間にＡＢＳ装置２４が配置される。

液路Ｑａから分岐する液路Ｒａ，Ｒｂには、常閉型電磁弁である反力許可弁２５を介してストロークシミュレータ２６が接続される。ストロークシミュレータ２６は、シリンダ２７にスプリング２８で付勢されたピストン２９を摺動自在に嵌合させたもので、ピストン２９の反スプリング２８側に形成された液室３０が液路Ｒｂに連通する。

スレーブシリンダ２３のアクチュエータ３１は、電動モータ３２の出力軸に設けた駆動ベベルギヤ３３と、駆動ベベルギヤ３３に噛合する従動ベベルギヤ３４と、従動ベベルギヤ３４により作動するボールねじ機構３５とを備える。スレーブシリンダ２３のシリンダ本体３６の内部に一対のリターンスプリング３７Ａ，３７Ｂで後退方向に付勢された一対のピストン３８Ａ，３８Ｂが摺動自在に配置されており、ピストン３８Ａ，３８Ｂの前面に一対の第２液圧室３９Ａ，３９Ｂが区画される。一方の第２液圧室３９Ａはポート４０Ａ，４１Ａを介して液路Ｐｂ，Ｐｃに連通し、他方の第２液圧室３９Ｂはポート４０Ｂ，４１Ｂを介して液路Ｑｂ，Ｑｃに連通する。

しかして、電動モータ３２を一方向に駆動すると、駆動ベベルギヤ３３、従動ベベルギヤ３４およびボールねじ機構３５を介して一対のピストン３８Ａ，３８Ｂが前進し、液路Ｐｂ，Ｑｂに連なるポート４０Ａ，４０Ｂが閉塞された瞬間に第２液圧室３９Ａ，３９Ｂにブレーキ液圧を発生させ、そのブレーキ液圧をポート４１Ａ，４１Ｂを介して液路Ｐｃ，Ｑｃに出力することができる。

ＡＢＳ装置２４の構造は周知のもので、左前輪および右後輪のディスクブレーキ装置１４，１５の系統と、右前輪および左後輪のディスクブレーキ装置１８，１９の系統とに同じ構造のものが設けられる。その代表として左前輪および右後輪のディスクブレーキ装置１４，１５の系統について説明すると、液路Ｐｃと液路Ｐｄ，Ｐｅとの間に一対の常開型電磁弁よりなるインバルブ４２，４２が配置され、インバルブ４２，４２の下流側の液路Ｐｄ，Ｐｅとリザーバ４３との間に常閉型電磁弁よりなるアウトバルブ４４，４４が配置される。リザーバ４３と液路Ｐｃとの間に、一対のチェックバルブ４５，４６に挟まれた液圧ポンプ４７が配置されており、この液圧ポンプ４７は電動モータ４８により駆動される。

遮断弁２２Ａ，２２Ｂ、反力許可弁２５、スレーブシリンダ２３およびＡＢＳ装置２４の作動を制御する不図示の電子制御ユニットには、マスタシリンダ１１が発生するブレーキ液圧を検出する液圧センサＳａと、ディスクブレーキ装置１８，１９に伝達されるブレーキ液圧を検出する液圧センサＳｂと、各車輪の車輪速を検出する車輪速センサＳｃ…とが接続される。

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用について説明する。

システムが正常に機能する正常時には、常開型電磁弁よりなる遮断弁２２Ａ，２２Ｂが消磁されて開弁し、常閉型電磁弁よりなる反力許可弁２５が励磁されて開弁する。この状態で液路Ｑａに設けた液圧センサＳａが運転者によるブレーキペダル１２の踏み込みを検出すると、スレーブシリンダ２３のアクチュエータ３１が作動して一対のピストン３８Ａ，３８Ｂが前進することで、一対の第２液圧室３９Ａ，３９Ｂにブレーキ液圧が発生する。このブレーキ液圧はＡＢＳ装置２４の開弁したインバルブ４２…を介してディスクブレーキ装置１４，１５，１８，１９のホイールシリンダ１６，１７，２０，２１に伝達され、各車輪を制動する。

スレーブシリンダ２３のピストン３８Ａ，３８Ｂが僅かに前進すると、ポート４０Ａ，４０Ｂが閉塞されて液路Ｐｂ，Ｑｂと第２液圧室３９Ａ，３９Ｂとの連通が遮断されるため、マスタシリンダ１１が発生したブレーキ液圧はディスクブレーキ装置１４，１５，１８，１９に伝達されることはない。このとき、マスタシリンダ１１の他方の第１液圧室１３Ｂが発生したブレーキ液圧は開弁した反力許可弁２５を介してストロークシミュレータ２６の液室３０に伝達され、そのピストン２９をスプリング２８に抗して移動させることで、ブレーキペダル１２のストロークを許容するとともに擬似的なペダル反力を発生させて運転者の違和感を解消することができる。

そして液路Ｑｃに設けた液圧センサＳｂで検出したスレーブシリンダ２３によるブレーキ液圧が、液路Ｑａに設けた液圧センサＳａで検出したマスタシリンダ１１によるブレーキ液圧に応じた大きさになるように、スレーブシリンダ２３のアクチュエータ３１の作動を制御することで、運転者がブレーキペダル１２に入力する踏力に応じた制動力をディスクブレーキ装置１４，１５，１８，１９に発生させることができる。

上述した制動中に、車輪速センサＳｃ…の出力に基づいて何れかの車輪のスリップ率が増加してロック傾向になったことが検出されると、常開型電磁弁よりなる遮断弁２２Ａ，２２Ｂを励磁して閉弁するとともにスレーブシリンダ２３を作動状態に維持し、この状態でＡＢＳ装置２４を作動させて車輪のロックを防止する。

即ち、所定の車輪がロック傾向になると、その車輪のディスクブレーキ装置のホイールシリンダに連なるインバルブ４２を閉弁してスレーブシリンダ２３からのブレーキ液圧の伝達を遮断した状態で、アウトバルブ４４を開弁してホイールシリンダのブレーキ液圧をリザーバ４３に逃がす減圧作用と、それに続いてアウトバルブ４４を閉弁してホイールシリンダのブレーキ液圧を保持する保持作用とを行うことで、車輪がロックしないように制動力を低下させる。

その結果、車輪速度が回復してスリップ率が低下すると、インバルブ４２を開弁してホイールシリンダのブレーキ液圧が増加させる増圧作用を行うことで、車輪の制動力を増加させる。この増圧作用により車輪が再びロック傾向になると、前記減圧、保持、増圧を再び実行し、その繰り返しにより車輪のロックを抑制しながら最大限の制動力を発生させることができる。その間にリザーバ４３に流入したブレーキ液は、液圧ポンプ４７により上流側の液路Ｐｃ，Ｑｃに戻される。

上述したＡＢＳ制御を実行している間、遮断弁２２Ａ，２２Ｂが閉弁状態に維持されることで、ＡＢＳ装置２４の作動による液圧変化がキックバックとなってマスタシリンダ１１からブレーキペダル１２に伝達されるのを防止することができる。

ところで、ＡＢＳ装置２４の作動時にインバルブ４２が閉弁してスレーブシリンダ２３の第２液室３９Ａ，３９Ｂの下流側に連なる液路Ｐｃ，Ｑｃが閉塞されると、第２液室３９Ａ，３９Ｂが液圧ロック状態になってスレーブシリンダ２３のアクチュエータ３１に過剰な負荷が加わる可能性がある。そこで本実施の形態では、以下のようにしてアクチュエータ３１に過剰な負荷が加わるのを防止している。

図３のフローチャートのステップＳ１でＡＢＳ装置２４が非作動中であれば、ステップＳ２でスレーブシリンダ２３のアクチュエータ３１に供給する電流の制限を解除する。つまりアクチュエータ３１に通常どおりの電流を供給する。一方、前記ステップＳ１でＡＢＳ装置２４が作動中であれば、ステップＳ３でスレーブシリンダ２３のアクチュエータ３１に供給する電流の制限を実行する。つまりアクチュエータ３１に供給する電流を通常時（ＡＢＳ装置２４の非作動時）よりも小さく制限して、その制限された電流でアクチュエータ３１を駆動する。

これにより、前記過剰な負荷に耐え得るようにアクチュエータ３１を大容量化することなく、その耐久性を確保することが可能となり、スレーブシリンダ２３のコストダウンに寄与することができるだけでなく、アクチュエータ３１の電力消費量を削減することができる。

図４のタイムチャートは、時刻ｔ１にＡＢＳ動作信号が出力されると同時にアクチュエータ３１に対する電流制限が開始され、時刻ｔ２にＡＢＳ動作信号が出力されなくなると同時にアクチュエータ３１に対する電流制限が解除されることを示している。

次に、図５および図６に基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。

第１の実施の形態ではＡＢＳ装置２４の作動期間の全域に亘ってアクチュエータ３１に供給する電流を制限しているが、第２の実施の形態では、液圧センサＳｂで検出したスレーブシリンダ２３の下流側の液路Ｑｃのブレーキ液圧に基づいて、ＡＢＳ装置２４の作動期間の一部でアクチュエータ３１に供給する電流を制限するようになっている。

即ち、図５のフローチャートのステップＳ１１でＡＢＳ装置２４が非作動中であれば、ステップＳ１２でスレーブシリンダ２３のアクチュエータ３１に供給する電流の制限を解除する。つまりアクチュエータ３１に通常どおりの電流を供給する。また前記ステップＳ１１でＡＢＳ装置２４が作動中であっても、ステップＳ１３でスレーブシリンダ２３の下流側の液圧が閾値以上でなければ、前記ステップＳ１２に移行してアクチュエータ３１に供給する電流の制限を解除する。

一方、前記ステップＳ１３でスレーブシリンダ２３の下流の液圧が閾値以上であれば、ステップＳ１４でスレーブシリンダ２３のアクチュエータ３１に供給する電流の制限を実行する。つまりアクチュエータ３１に供給する電流を通常時（ＡＢＳ装置２４の非作動時）よりも小さく制限する。

これにより、第１の実施の形態の作用効果に加えて、ＡＢＳ装置２４の作動によってスレーブシリンダ２３の負荷が高まったときだけにアクチュエータ３１の駆動を抑制することが可能となり、不必要なアクチュエータ３１の駆動抑制を回避することができる。

図６のタイムチャートは、時刻ｔ１にＡＢＳ動作信号が出力されてもスレーブシリンダ２３の下流側のブレーキ液圧は閾値未満であり、時刻ｔ２にスレーブシリンダ２３の下流側のブレーキ液圧が閾値以上になると同時にアクチュエータ３１に対する電流制限が開始され、時刻ｔ３にＡＢＳ動作信号の出力されなくなると同時にアクチュエータ３１に対する電流制限が解除されることを示している。

さて、電源の失陥等によりスレーブシリンダ２３が作動不能になると、スレーブシリンダ２３が発生するブレーキ液圧に代えて、マスタシリンダ１１が発生するブレーキ液圧による制動が行われる。

即ち、電源が失陥すると、図２に示すように、常開型電磁弁よりなる遮断弁２２Ａ，２２Ｂは自動的に開弁し、常閉型電磁弁よりなる反力許可弁２５は自動的に閉弁し、常開型電磁弁よりなるインバルブ４２…は自動的に開弁し、常閉型電磁弁よりなるアウトバルブ４４…は自動的に閉弁する。この状態では、マスタシリンダ１１の第１液圧室１３Ａ，１３Ｂにおいて発生したブレーキ液圧は、ストロークシミュレータ２６に吸収されることなく、遮断弁２２Ａ，２２Ｂ、スレーブシリンダ２３の第２液圧室３９Ａ，３９Ｂおよびインバルブ４２…を通過して各車輪のディスクブレーキ装置１４，１５，１８，１９のホイールシリンダ１６，１７，２０，２１を作動させ、支障なく制動力を発生させることができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施の形態の液圧回路は遮断弁２２Ａ，２２Ｂを備えているが、ＡＢＳ制御時のキックバックを許容するのであれば、遮断弁２２Ａ，２２Ｂを廃止して部品点数およびコストを削減することができる。

第１の実施の形態に係る車両用ブレーキ装置の正常時の液圧回路図 図１に対応する異常時の液圧回路図 作用を説明するフローチャート 作用を説明するタイムチャート 第２の実施の形態に係る作用を説明するフローチャート 第２の実施の形態に係る作用を説明するタイムチャート

１６ ホイールシリンダ
１７ ホイールシリンダ
２０ ホイールシリンダ
２１ ホイールシリンダ
２３ スレーブシリンダ
２４ ＡＢＳ装置
３１ アクチュエータ
Ｓａ 液圧センサ（制動操作検出手段）

Claims (2)

1. 運転者による制動操作を検出する制動操作検出手段（Ｓａ）と、
   車輪を制動する制動力を発生するホイールシリンダ（１６，１７，２０，２１）と、
   前記制動操作に応じてアクチュエータ（３１）を電気的に制御してブレーキ液圧を発生させるスレーブシリンダ（２３）と、
   スレーブシリンダ（２３）およびホイールシリンダ（１６，１７，２０，２１）間に配置されて車輪のロックを抑制するＡＢＳ装置（２４）と
   を備えたブレーキ装置において、
   ＡＢＳ装置（２４）の作動中は、スレーブシリンダ（２３）のアクチュエータ（３１）に供給する電流を制限して、その制限した電流で該アクチュエータ（３１）を駆動することを特徴とするブレーキ装置。
2. 運転者による制動操作を検出する制動操作検出手段（Ｓａ）と、
   車輪を制動する制動力を発生するホイールシリンダ（１６，１７，２０，２１）と、
   前記制動操作に応じてアクチュエータ（３１）を電気的に制御してブレーキ液圧を発生させるスレーブシリンダ（２３）と、
   スレーブシリンダ（２３）およびホイールシリンダ（１６，１７，２０，２１）間に配置されて車輪のロックを抑制するＡＢＳ装置（２４）と
   を備えたブレーキ装置において、
   ＡＢＳ装置（２４）の作動中は、スレーブシリンダ（２３）の下流側のブレーキ液圧に応じてアクチュエータ（３１）の駆動を抑制することを特徴とするブレーキ装置。

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