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JP5738237B2 - 車両用制動装置 - Google Patents
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JP5738237B2 - 車両用制動装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両に付与する摩擦制動力を制御する車両用制動装置に関する。
車両に付与する摩擦制動力を制御する車両用制動装置の一例として、例えば特許文献1に挙げられる車両用制動装置が知られている。この車両用制動装置のマスタシリンダでは、ブレーキペダルの操作に連動する入力ピストン及びマスタピストンが離間した状態で保持され、ブレーキペダルの操作量がセンサによって検出され、ブレーキペダルの操作量に応じて要求制動力が算出され、要求制動力から要求回生制動力が減算されて要求摩擦制動力が算出される。そして、アキュムレータに接続されたリニア弁によって要求摩擦制動力に応じたパイロット圧が発生され、当該パイロット圧がレギュレータに入力し、レギュレータでパイロット圧に応じたサーボ圧が発生する。そして、当該サーボ圧がマスタピストンに作用してマスタピストンを移動させることにより、マスタ室にマスタ圧が発生し、当該マスタ圧がホイールシリンダに付与されて、摩擦制動力が発生する。
特開2012−16984号公報
ところで、停車中にドライバーがブレーキペダルを踏んでいると、ブレーキペダルの位置が微妙に変化するため、ブレーキペダルの操作量が微妙に変化し、この結果、算出される摩擦制動力が微妙に変化してしまう。すると、パイロット圧を発生させるリニア弁も動作し続け、リニア弁の可動部分が摩耗し、リニア弁の耐久性が低下してしまう。
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、サーボ圧を制御するためのリニア弁の耐久性を確保することができる車両用制動装置を提供することを目的とする。
請求項1に係る車両用制動装置の発明は、車両の車輪に設けられた摩擦ブレーキのホイールシリンダにブレーキ液を供給して、前記摩擦ブレーキにより前記車輪に摩擦制動力を発生させる車両用制動装置であって、ブレーキ操作部材(10)と、前記ブレーキ操作部材の操作量を検出するブレーキ操作量検出手段(72)と、前記ブレーキ操作量検出手段が検出した前記ブレーキ操作部材の操作量に基づいて、目標サーボ圧を設定する目標サーボ圧設定手段(6)と、前記サーボ圧を発生させるサーボ圧発生部(4)と、前記サーボ圧によって前記ホイールシリンダにブレーキ液を供給するブレーキ液加圧部と、前記サーボ圧発生部が発生するサーボ圧が前記目標サーボ圧となるように前記サーボ圧発生部を制御するリニア弁(42、41)と、前記車両が停車中であるか否かを判断する停車判断手段(6)と、を備え、前記目標サーボ圧設定手段は、前記停車判断手段によって前記車両が停車中であると判断されていない場合に、前記ブレーキ操作部材の操作量に応じて前記目標サーボ圧を設定する走行時目標サーボ圧設定手段と、一制動操作中の間に所定の基準サーボ圧に基づいて前記目標サーボ圧を設定する停車時目標サーボ圧設定手段を備え、前記停車時目標サーボ圧設定手段は、前記停車判断手段によって前記車両が停車中であると判断されている場合には、前記ブレーキ操作部材の操作量に応じて算出されたサーボ圧が、所定の基準サーボ圧から所定の偏差を持って設定されたサーボ圧変更閾値以内である時に、前記基準サーボ圧を前記目標サーボ圧に設定し、または、前記基準サーボ圧に所定の圧力を加算もしくは減算して前記目標サーボ圧を設定し、停車時の前記ブレーキ操作部材の操作量に基づいて前記基準サーボ圧を設定し、前記ブレーキ操作部材の操作量に応じて算出されたサーボ圧が、前記サーボ圧閾値以内である時に、前記基準サーボ圧を一定とし、前記ブレーキ操作部材の操作量に応じて算出されたサーボ圧が、前記サーボ圧変更閾値を越えた時に、この時の前記ブレーキ操作部材の操作量に基づいて前記基準サーボ圧を再設定することである。
請求項2に係る発明は、請求項1において、前記ブレーキ液加圧部は、前記ホイールシリンダに接続されたマスタシリンダ(11、12)と、前記マスタシリンダ内に摺動可能に配設され、前記マスタシリンダで区画されたサーボ室内に作用するサーボ圧により駆動されて、前記ホイールシリンダに供給される前記ブレーキ液で満たされるマスタ室(1D)の容積を変化させるマスタピストンピストン(14)と、前記マスタピストンよりも後方に摺動可能に配設され、前記マスタピストンとの間に前記ブレーキ液で満たされる離間室(1B)を区画し、前記ブレーキ操作部材の操作に連動する入力ピストン(13)とを有し、前記停車時目標サーボ圧設定手段は、前記ブレーキ操作量検出手段によって検出された前記ブレーキ操作部材の操作量から、前記操作量の速度であるブレーキ操作速度を算出し、前記ブレーキ操作部材の操作量に応じて算出されたサーボ圧が前記サーボ圧変更閾値を越えた時における前記ブレーキ操作速度が小さい程、より小さい偏差を設定して前記サーボ圧変更閾値を設定する。
請求項3に係る発明は、請求項2において、前記停車時目標サーボ圧設定手段は、基準よりも小さい偏差が設定されている場合において、前記偏差に基づいて設定された前記サーボ圧変更閾値が設定されてから当該サーボ圧変更閾値が変更されない時間が所定の規程時間を経過した場合には、前記偏差をより大きく設定して前記サーボ圧変更閾値を設定することである。
請求項1に記載の発明によれば、停車時目標サーボ圧設定手段は、停車時のブレーキ操作部材の操作量に基づいて基準サーボ圧を設定し、一制動操作中の間に基準サーボ圧に基づいて目標サーボ圧を設定する。これにより、基準サーボ圧がリニアに変化しないので、停車中には、目標サーボ圧がリニアに変化することが無く、パイロット圧を発生させるリニア弁が動作し続けることが無い。このため、停車時におけるリニア弁の可動部分の摩耗が抑制され、リニア弁の耐久性を確保することができる。また、停車時目標サーボ圧設定手段は、ブレーキ操作部材の操作量に応じて算出されたサーボ圧が、基準サーボ圧から所定の偏差を持って設定されたサーボ圧変更閾値以内である時に、基準サーボ圧を一定とし、ブレーキ操作部材の操作量に応じて算出されたサーボ圧が、サーボ圧変更閾値を越えた時には、この時のブレーキ操作部材の操作量に基づいて基準サーボ圧を設定する。これにより、停車時において目標サーボ圧の基準となる基準サーボ圧が、ブレーキ操作部材の操作量に応じて算出されたサーボ圧がサーボ圧変更閾値を越えた時に限って変更される。このため、停車中には、目標サーボ圧がリニアに変化しないので、パイロット圧を発生させるリニア弁が動作し続けることが無く、リニア弁の耐久性を確保することができる。
請求項2に係る発明によれば、停車時目標サーボ圧設定手段は、ブレーキ操作部材の操作量に応じて算出されたサーボ圧がサーボ圧変更閾値を越えた時におけるブレーキ操作速度が小さい程、より小さい偏差を設定してサーボ圧変更閾値を設定する。これにより、ブレーキ操作速度が小さい程、変更される前後における基準サーボ圧の変化量が小さくなる。このため、運転者によるブレーキ操作部材の操作量の変化が小さく、運転者がブレーキ操作部材に伝達される衝撃に敏感な時に、基準サーボ圧の変化に伴うブレーキ操作部材に伝達される衝撃が小さくなり、運転者が不快感を覚えない。
請求項3に係る発明によれば、停車時目標サーボ圧設定手段は、基準よりも小さい偏差が設定されている場合において、偏差に基づいて設定されたサーボ圧変更閾値が設定されてから当該サーボ圧変更閾値が変更されない時間が規程時間を経過した場合には、偏差をより大きく設定してサーボ圧変更閾値を設定する。これにより、より大きい偏差に変更されることから、基準サーボ圧の変更頻度が少なくなる。このため、リニア弁が動作する頻度が少なくなり、よりリニア弁の耐久性を確保することができる。
本実施形態の車両用制動装置の構成を示す部分断面説明図である。 本実施形態のレギュレータの構成を示す断面図である。 本実施形態の概要を説明するためのグラフであり、(A)は車速と時間との関係を表したグラフであり、(B)はサーボ圧と時間の関係を表したグラフである。 図1に示したブレーキECUにて実行される制御プログラムである目標サーボ圧設定処理のフローチャートである。 図1に示したブレーキECUにて実行される制御プログラムである目標サーボ圧設定処理のフローチャートである。
(ハイブリッド車両の説明)
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態の摩擦ブレーキ装置B(車両用制動装置)が搭載されるハイブリッド車両(以下、単に車両と略す)は、エンジン及びモータジェネレータ(いずれも不図示)によって駆動輪例えば左右前輪Wfl、Wfrを駆動させる車両である。上述したモータジェネレータによって回生ブレーキ装置が構成されている。回生ブレーキ装置は、モータジェネレータによって後述する「目標回生制動力」に基づく回生制動力を、左右前輪Wfl、Wfrに発生させるものである。なお、モータジェネレータは、モータと発電機が別体の構成であっても差し支え無い。
各車輪Wfl、Wfr、Wrl、Wrrの近傍には、各車輪Wfl、Wfr、Wrl、Wrrと一体回転するブレーキディスクと、当該ブレーキディスクにブレーキパッドを押し付けて摩擦制動力を発生させる摩擦ブレーキが設けられている。摩擦ブレーキには、後述のマスタシリンダ装置1(図1示)により生成されるマスタ圧により、上記ブレーキパッドをブレーキディスクに押し付けるホイールシリンダWCfl、WCfr、WCrl、WCrrが設けられている。
(車両用制動装置の説明)
本実施形態の摩擦ブレーキ装置B(車両用制動装置)は、図1に示すように、主に、マスタシリンダ装置1と、反力発生装置2と、離間ロック弁22と、反力弁3と、サーボ圧発生装置4と、ABSアクチュエータ53と、ブレーキECU6と、ブレーキECU6と通信可能な各種センサ72〜75と、を備えている。
また、摩擦ブレーキ装置Bは、図1に示すように、車輪速センサSfl、Sfr、Srl、Srrを備えている。車輪速センサSfl、Sfr、Srl、Srrは、各車輪Wfl、Wfr、Wrl、Wrrの付近にそれぞれ設けられており、各車輪Wfl、Wfr、Wrl、Wrrの回転に応じた周波数のパルス信号をブレーキECU6に出力している。
(マスタシリンダ装置の説明)
図1に示すように、マスタシリンダ装置1は、配管51、52及びABSアクチュエータ53を介して、ホイールシリンダWCfl、WCfr、WCrl、WCrrに接続されている。マスタシリンダ装置1は、ブレーキ液をABSアクチュエータ53に供給して、ホイールシリンダWCfl、WCfr、WCrl、WCrrに供給するものであり、主に、メインシリンダ11と、カバーシリンダ12と、入力ピストン13と、第一マスタピストン14と、第二マスタピストン15と、を有している。
メインシリンダ11は、一端に開口を有し他端に底面を有する有底略円筒状のシリンダである。以下、マスタシリンダ装置1については、メインシリンダ11の開口側を後方、メインシリンダ11の底面側(閉塞側)を前方として説明する。メインシリンダ11は、内部に、メインシリンダ11の開口側(後側)と底面側(前側)とを分離するための中間壁111を有している。言い換えると、メインシリンダ11の内周面の軸線方向中間部には、周方向全周に渡って軸線方向に突出する中間壁111が形成されている。中間壁111の内周面は、軸線方向(前後方向)に貫通する貫通孔111aとなっている。
また、メインシリンダ11の内部には、中間壁111よりも前方に、内径が小さくなっている小径部位112(後方)、小径部位113(前方)が存在する。つまり、小径部位112、113は、メインシリンダ11内周面の軸線方向の一部全周から突出している。メインシリンダ11内部には、後述する両マスタピストン14、15が軸線方向に摺動可能に配設されている。なお、内部と外部とを連通させるポート等については後述する。
カバーシリンダ12は、略円筒状のシリンダ部121と、カップ状のカバー部122と、を有している。シリンダ部121は、メインシリンダ11の後端側に配設され、メインシリンダ11の開口に同軸的に嵌合されている。シリンダ部121の前方部位121aの内径は、後方部位121bの内径よりも大きい。また、前方部位121aの内径は、中間壁111の貫通孔111aの内径よりも大きい。
カバー部122は、メインシリンダ11の開口及びシリンダ部121の後端側開口を塞ぐように、メインシリンダ11の後端部及びシリンダ部121の外周面に組み付けられている。カバー部122の底壁には貫通孔122aが形成されている。カバー部122は、軸線方向に伸縮可能な弾性部材からなり、底壁が後方に付勢されている。
入力ピストン13は、ブレーキペダル10の操作に連動してカバーシリンダ12内を摺動するピストンである。入力ピストン13は、後述する第一マスタピストン14の突出部142の後方に、突出部142と離間してカバーシリンダ12内に軸線方向摺動可能に配設されている。入力ピストン13は、前方に底面を有し後方に開口を有する有底略円筒状のピストンである。入力ピストン13の底面を構成する底壁131は、入力ピストン13の他の部位よりも径が大きくなっている。入力ピストン13は、底壁131がシリンダ部121の前方部位121a内後端に位置するように配設されている。入力ピストン13は、シリンダ部121の後方部位121b内に軸線方向に摺動可能且つ液密的に配設されている。
入力ピストン13の内部には、入力ピストン13の後端から前方にブレーキペダル10の操作ロッド10aが挿通し、操作ロッド10aの先端(前端)に形成されたピボット10bによって操作ロッド10aと入力ピストン13が連結されている。操作ロッド10aは、入力ピストン13の開口及びカバー部122の貫通孔122aを通って外部に突出し、ブレーキペダル10に接続されている。操作ロッド10aは、ブレーキペダル10の操作に連動して移動し、ブレーキペダル10踏み込み時にはカバー部122を軸線方向に押し潰しながら前進する。このように、ブレーキペダル10は、自身に加えられた運転者からの操作力(踏力)を入力ピストン13に伝達する。操作ロッド10aの前進に伴って、入力ピストン13も前進する。
第一マスタピストン14は、入力ピストン13前方のメインシリンダ11内に軸線方向に摺動可能に配設されている。具体的に、第一マスタピストン14は、第一加圧ピストン部141と、突出部142と、から構成されている。第一加圧ピストン部141は、メインシリンダ11内において、中間壁111の前方側に同軸的に配設されている。第一加圧ピストン部141は、前方に開口を有し後方にサーボ圧受部141aを有する有底略円筒状に形成されている。つまり、第一加圧ピストン部141は、サーボ圧受部141aと、周壁部141bと、から構成されている。
サーボ圧受部141aは、中間壁111の前方でメインシリンダ11内に軸線方向に摺動可能且つ液密的に配設されている。言い換えると、サーボ圧受部141aは、第一加圧ピストン部141の外周面に、外周側に周方向全周に渡って突出形成されている。サーボ圧受部141aは中間壁111前方端面と対向している。周壁部141bは、サーボ圧受部141aよりも小径の円筒状に形成され、サーボ圧受部141a前方端面から前方に同軸的に延伸している。周壁部141bの前方部位は、小径部位112に軸線方向に摺動可能且つ液密的に配設されている。周壁部141bの後方部位は、メインシリンダ11の内周面から離間している。
突出部142は、第一加圧ピストン部141の後端面中央から後方に突出した円柱状の部位である。突出部142は、第一加圧ピストン部141より小径となっている。突出部142は、中間壁111の貫通孔111aに貫通し、軸線方向に摺動可能に配設されている。なお、突出部142の外周面と貫通孔111aの内周面とは、貫通孔111aに取り付けられ突出部142の外周面と全周に渡って接触するシール部材によって液密となっている。突出部142の後方部位は、貫通孔111aから後方にシリンダ部121内部に突出している。突出部142の後方部位は、シリンダ部121内周面と離間している。突出部142の後端面は、入力ピストン13の底壁131と所定距離だけ離間している。第一マスタピストン14は、バネ等からなる付勢部材143により後方に付勢されている。
ここで、第一加圧ピストン部141のサーボ圧受部141a後方端面、中間壁111前方端面、中間壁111前方側のメインシリンダ11内周面、及び突出部142外周面により、ブレーキ液が満たされる「サーボ室1A」が区画される。また、中間壁111後方端面、入力ピストン13外表面、シリンダ部121の前方部位121a内周面、及び突出部142外表面により、ブレーキ液が満たされる「離間室1B」が区画される。また、小径部位112後端面(シール部材91を含む)、周壁部141bの外周面、サーボ圧受部141a前方端面、周壁部141b、及びメインシリンダ11内周面により「反力圧室1C」が区画されている。
第二マスタピストン15は、メインシリンダ11内において、第一マスタピストン14の前方側に同軸的に配設されている。第二マスタピストン15は、前方に開口を有し後方に底壁(第二加圧ピストン部151)を有する有底略円筒状に形成されている。つまり、第二マスタピストン15は、円柱状の第二加圧ピストン部151と、第二加圧ピストン部151から前方に突出する周壁部152と、から構成されている。第二加圧ピストン部151は、第一マスタピストン14の前方で、小径部位112、113間に配設されている。第二加圧ピストン部151を含む第二マスタピストン15の後方部位は、メインシリンダ11の内周面から離間している。周壁部152は、円筒状であって、第二加圧ピストン部151の外縁から前方に同軸的に延伸している。周壁部152は、小径部位113に軸線方向に摺動可能且つ液密的に配設されている。第二マスタピストン15は、バネ等からなる付勢部材153により後方に付勢されている。
ここで、第二マスタピストン15外側表面、第一マスタピストン14前端面、第一マスタピストン14内側表面、小径部位112前端面(シール部材92を含む)、小径部位113後端面(シール部材93を含む)、及び小径部位112、113間(中間壁111の前方)のメインシリンダ11内周面により、ブレーキ液が満たされる「第一マスタ室1D」が区画される。また、メインシリンダ11内底面111d、第二マスタピストン15前端面、第二マスタピストン15内側表面、小径部位113前端面(シール部材94を含む)、及びメインシリンダ11内周面により、ブレーキ液が満たされる「第二マスタ室1E」が区画される。
第一マスタピストン14は、「サーボ室1A」内に作用する「サーボ圧」によって駆動されて、「第一マスタ室1D」の容積を変化させる。更に、第二マスタピストン15は、「第一マスタ室1D」内の液圧(「サーボ室1A」内に作用する「サーボ圧」)によって駆動されて、「第二マスタ室1E」の容積を変化させる。
マスタシリンダ装置1には、内部と外部を連通するポート11a〜11iが形成されている。ポート11aは、メインシリンダ11のうち中間壁111より後方に形成されている。ポート11bは、ポート11aと軸線方向の同様の位置に、ポート11aに対向して形成されている。ポート11aとポート11bは、メインシリンダ11内周面とシリンダ部121の外周面との間の空間を介して連通している。ポート11aは配管161に接続されている。ポート11bは、リザーバ171に接続されている。つまり、ポート11aは、リザーバ171と連通している。
また、ポート11bは、シリンダ部121及び入力ピストン13に形成された通路18により離間室1Bに連通している。通路18は、入力ピストン13が前進すると分断される。つまり、入力ピストン13が前進すると、離間室1Bとリザーバ171とは分断される。
ポート11cは、ポート11aより前方に形成され、離間室1Bと配管162とを連通させている。ポート11dは、ポート11cより前方に形成され、サーボ室1Aと配管163とを連通させている。ポート11eは、ポート11dより前方に形成され、反力圧室1Cと配管164とを連通させている。
ポート11fは、小径部位112の両シール部材91、92間に形成され、リザーバ172とメインシリンダ11内部とを連通させている。ポート11fは、第一マスタピストン14に形成された通路144を介して第一マスタ室1Dに連通している。通路144は、第一マスタピストン14が前進するとポート11fと第一マスタ室1Dが分断されるように、シール部材92の若干後方位置に形成されている。
ポート11gは、ポート11fより前方に形成され、第一マスタ室1Dと配管51とを連通させている。ポート11hは、小径部位113の両シール部材93、94間に形成され、リザーバ173とメインシリンダ11内部とを連通させている。ポート11hは、第二マスタピストン15に形成された通路154を介して第二マスタ室1Eに連通している。通路154は、第二マスタピストン15が前進するとポート11hと第二マスタ室1Eが分断されるように、シール部材94の若干後方位置に形成されている。ポート11iは、ポート11hより前方に形成され、第二マスタ室1Eと配管52とを連通させている。
また、マスタシリンダ装置1内には、適宜、Oリング等のシール部材(図面黒丸部分)が配設されている。シール部材91、92は、小径部位112に配設され、第一マスタピストン14の外周面に液密的に当接している。同様に、シール部材93、94は、小径部位113に配設され、第二マスタピストン15の外周面に液密的に当接している。また、入力ピストン13とシリンダ部121との間にもシール部材が配設されている。
ストロークセンサ72は、ブレーキペダル10の近傍に配設され、ブレーキペダル10の操作量(踏み込み量)を検出するセンサであり、検出結果をブレーキECU6に送信する。なお、ブレーキペダル10は、入力ピストン13の後端に連結されているので、ストロークセンサ72は、結果として入力ピストン13の軸線方向の移動量(軸線方向の位置)を検出する。
(反力発生装置2)
反力発生装置2は、ストロークシミュレータ21を備えている。ストロークシミュレータ21は、ブレーキペダル10の操作に応じて離間室1B及び反力圧室1Cに反力圧を発生させ、通常のブレーキ装置の操作感(踏力感)を再現する装置である。一般的に、ストロークシミュレータ21は、シリンダ211にピストン212が摺動可能に嵌合され、圧縮スプリング213によって前方に付勢されたピストン212の前面側にパイロット液室214が形成されて構成されている。ストロークシミュレータ21は、配管164及びポート11eを介して反力圧室1Cに接続され、配管164を介して離間ロック弁22及び反力弁3に接続されている。
(離間ロック弁22)
離間ロック弁22は、常閉型の電磁弁であり、ブレーキECU6により開閉が制御される。離間ロック弁22は、配管164と配管162とに接続され、両配管162、164とを接続/非接続させる。離間ロック弁22は、離間室1Bと反力圧室1Cとを接続/非接続させるための弁である。言い換えると、離間ロック弁22は、離間室1Bとストロークシミュレータ21とを接続する配管162、164を開放又は閉塞する弁である。
圧力センサ73は、主に離間室1B及び反力圧室1Cの液圧(反力圧)を検出するセンサであり、配管164に接続されている。圧力センサ73は、離間ロック弁22が開状態の場合、離間室1B及び反力圧室1Cの液圧を検出し、離間ロック弁22が閉状態の場合、反力圧室1Cの液圧を検出する。
(反力弁3)
反力弁3は、常開型の電磁弁であり、ブレーキECU6により開閉が制御される。反力弁3は、配管164と配管161とに接続され、両配管161、164とを接続/非接続させる。反力弁3は、離間室1B及び反力圧室1Cとリザーバ171とを接続/非接続させるための弁である。
(離間ロック弁22及び反力弁3の制御)
ここで、ブレーキ操作時において、反力弁3と離間ロック弁22とのブレーキECU6による制御について説明する。ブレーキペダル10が踏まれると、入力ピストン13が前進し、通路18が分断されてリザーバ171と離間室1Bは遮断される。同時に、ブレーキECU6は、反力弁3を閉状態(開→閉)とし、離間ロック弁22が開状態(閉→開)とする。反力弁3が閉状態となることで、反力圧室1Cとリザーバ171とが遮断される。離間ロック弁22が開状態となることで、離間室1Bと反力圧室1Cとが連通する。つまり、入力ピストン13が前進し且つ反力弁3が閉状態となることで、離間室1B及び反力圧室1Cは、リザーバ171から遮断される。反力圧室1Cには、第一マスタピストン14の移動に応じて離間室1Bから突出部142により流入出される液量と同じ液量が流入出される。そして、ストロークシミュレータ21は、離間室1B及び反力圧室1Cに、ストローク量に応じた反力圧を発生させる。つまり、ストロークシミュレータ21は、入力ピストン13に連結しているブレーキペダル10に、入力ピストン13のストローク量(ブレーキペダル10の操作量)に応じた反力圧を付与する。
なお、突出部142先端面の面積と、サーボ圧受部141aが反力圧室1Cに臨む面の面積は、同一となっている。このため、反力弁3が閉状態、離間ロック弁22が開状態である場合には、離間室1Bと反力圧室1Cの内圧は同一であることから、離間室1Bの反力圧が突出部142先端面に作用する力と、反力圧室1Cの反力圧が反力圧室1Cに臨む面に作用する力が同一となり、運転者がブレーキペダル10を踏み込んで、離間室1B及び反力圧室1Cの内圧が高くなったとしても、第一マスタピストン14が移動しない。また、突出部142先端面の面積と、サーボ圧受部141aが反力圧室1Cに臨む面の面積は、同一となっていることから、第一マスタピストン14が移動したとしても、ストロークシミュレータ21内に、流入するフルード液の量が変化しないことから、離間室1Bの反力圧が変化せず、ブレーキペダル10に伝達される反力も変化しないようになっている。
(サーボ圧発生装置4)
サーボ圧発生装置4は、主に、減圧弁41と、増圧弁42と、圧力供給部43と、レギュレータ44と、を備えている。減圧弁41は、常開型の電磁弁(リニア電磁弁)であり、ブレーキECU6により流路の開口面積が制御されることにより、減圧弁41の上流の流路の液圧が制御される。減圧弁41の一方は配管411を介して配管161に接続され、減圧弁41の他方は配管413に接続されている。つまり、減圧弁41の一方は、配管411、161、及びポート11a、11bを介してリザーバ171に連通している。増圧弁42は、常閉型の電磁弁(リニア電磁弁)であり、ブレーキECU6により流路の開口面積が制御されることにより、増圧弁42の下流の流路の液圧が制御される。増圧弁42の一方は配管421に接続され、増圧弁42の他方は配管422に接続されている。
圧力供給部43は、ブレーキECU6の指示に基づいて、レギュレータ44に高圧のブレーキ液を提供する手段である。圧力供給部43は、主に、アキュムレータ431と、液圧ポンプ432と、モータ433と、リザーバ434と、を有している。
アキュムレータ431は、液圧ポンプ432により発生した液圧を蓄圧するものである。アキュムレータ431は、配管431aにより、レギュレータ44、圧力センサ75、及び液圧ポンプ432と接続されている。液圧ポンプ432は、モータ433及びリザーバ434と接続されている。液圧ポンプ432は、リザーバ434に溜まったブレーキ液を、モータ433が駆動することでアキュムレータ431に供給する。圧力センサ75は、アキュムレータ431の圧力を検出する。
アキュムレータ圧が所定値以下に低下したことが圧力センサ75によって検出されると、ブレーキECU6からの制御信号に基づいてモータ433が駆動され、液圧ポンプ432は、アキュムレータ431にブレーキ液を供給してアキュムレータ431に圧力エネルギーを補給する。
図2に示すように、レギュレータ44は、一般的なレギュレータに対して、主にサブピストン446を加えたものである。つまり、レギュレータ44は、主に、シリンダ441と、ボール弁442と、付勢部443と、弁座部444と、制御ピストン445と、サブピストン446と、を備えている。
シリンダ441は、一方(図面右側)に底面をもつ略有底円筒状のシリンダケース441aと、シリンダケース441aの開口(図面左側)を塞ぐ蓋部材441bと、で構成されている。なお、図面上、蓋部材(441b)は断面コの字状に形成されているが、本実施形態では、蓋部材441bを円柱状とし、シリンダケース441aの開口を塞いでいる部位を蓋部材441bとして説明する。シリンダケース441aには、内部と外部を連通させる複数のポート4a〜4hが形成されている。
ポート4aは、配管431aと接続している。ポート4bは、リリーフバルブ423を介して配管424に通じる配管422に接続している。ポート4cは、配管163と接続している。ポート4dは、配管411を介して配管161に接続している。ポート4eは、配管424と接続している。ポート4fは、配管413に接続している。ポート4gは、配管421に接続している。ポート4hは、配管51から分岐した配管511に接続されている。
ボール弁442は、その先端がボール形状を有する弁であり、シリンダ441内部において、シリンダケース441aの底面側(以下、シリンダ底面側とも称する)に、シリンダケース441aの長手方向に摺動可能に配設されている。付勢部443は、ボール弁442をシリンダケース441aの開口側(以下、シリンダ開口側とも称する)に付勢するバネ部材であって、シリンダケース441aの底面に設置されている。弁座部444は、シリンダケース441aの内周面に設けられた壁部材であり、シリンダ開口側とシリンダ底面側を区画している。弁座部444の中央には、区画したシリンダ開口側とシリンダ底面側を連通させる貫通路444aが形成されている。貫通路444aのシリンダ底面側の開口部には、ボール弁442が当接する円錐台形状の面である弁座面444bが形成されている。弁座面444bに付勢されたボール弁442が当接して、ボール弁442によって貫通路444aが閉塞されている。
ボール弁442、付勢部443、弁座部444、及びシリンダ底面側のシリンダケース441aの内周面で区画された空間を第一室4Aとする。第一室4Aは、ブレーキ液で満たされており、ポート4aを介して配管431aに接続され、ポート4bを介して配管422に接続されている。
制御ピストン445は、略円柱状の本体部445aと、本体部445aよりも径が小さい略円柱状の突出部445bとから構成されている。本体部445aは、シリンダ441内において、弁座部444のシリンダ開口側に、同軸的且つ液密的に、軸線方向に摺動可能に配設されている。本体部445aは、図示しない付勢部材によりシリンダ開口側に付勢されている。本体部445aのシリンダ軸線方向略中央には、両端が本体部445a周面に開口した周方向(図面上下方向)に延びる通路445cが形成されている。通路445cの開口の配設位置に対応したシリンダ441の一部内周面は、ポート4dが形成されているとともに、凹状に窪み、本体部445aとにより第三室4Cを形成している。
突出部445bは、本体部445aのシリンダ底面側端面の中央からシリンダ底面側に突出している。突出部445bの径は、弁座部444の貫通路444aよりも小さい。突出部445bは、貫通路444aと同軸上に配設されている。突出部445bの先端は、ボール弁442からシリンダ開口側に所定間隔離れている。突出部445bには、突出部445bのシリンダ底面側端面中央に開口したシリンダ軸線方向に延びる通路445dが形成されている。通路445dは、本体部445a内にまで延伸し、通路445cに接続している。
本体部445aのシリンダ底面側端面、突出部445bの外表面、シリンダ441の内周面、弁座部444、及びボール弁442によって区画された空間を第二室4Bとする。第二室4Bは、通路445c、445d、及び第三室4Cを介してポート4d、4eに連通している。
サブピストン446は、サブ本体部446aと、第一突出部446bと、第二突出部446cとから構成されている。サブ本体部446aは、略円柱状に形成されている。サブ本体部446aは、シリンダ441内において、本体部445aのシリンダ開口側に、同軸的且つ液密的、軸線方向に摺動可能に配設されている。
第一突出部446bは、サブ本体部446aより小径の略円柱状であり、サブ本体部446aのシリンダ底面側の端面中央から突出している。第一突出部446bは、本体部445aのシリンダ開口側端面に当接している。第二突出部446cは、第一突出部446bと同形状であり、サブ本体部446aのシリンダ開口側の端面中央から突出している。第二突出部446cは、蓋部材441bと当接している。
サブ本体部446aのシリンダ底面側の端面、第一突出部446bの外表面、制御ピストン445のシリンダ開口側の端面、及びシリンダ441の内周面で区画された空間を圧力制御室4Dとする。圧力制御室4Dは、ポート4f及び配管413を介して減圧弁41に連通し、ポート4g及び配管421を介して増圧弁42に連通している。
一方、サブ本体部446aのシリンダ開口側の端面、第二突出部446cの外表面、蓋部材441b、及びシリンダ441の内周面で区画された空間を第四室4Eとする。第四室4Eは、ポート4h及び配管511、51を介してポート11gに連通している。各室4A〜4Eは、ブレーキ液で満たされている。図1に示すように、圧力センサ74は、サーボ室1Aの液圧(「サーボ圧」)を検出するためのセンサであり、配管163に接続されている。
(ブレーキ配管)
マスタシリンダ圧を発生する第一マスタ室1D、第二マスタ室1Eには、配管51、52、ABSアクチュエータ53を介してホイールシリンダWCfl、WCfr、WCrl、WCrrが連通されている。具体的には、第一マスタ室1Dのポート11g及び第二マスタ室1Eのポート11iには、それぞれ配管51、52を介して、公知のABS(Antilock Brake System)53が連結されている。ABSアクチュエータ53には、車輪Wfl、Wfr、Wrl、Wrrを制動する摩擦ブレーキ装置Bfl、Bfr、Brl、Brrを作動させるホイールシリンダWCfl、WCfr、WCrl、WCrrが連結されている。
ここで、ABSアクチュエータ53について、4輪のうち1つ(5FR)の構成について説明し、他の構成については同様であるため説明を省略する。ABSアクチュエータ53は、保持弁531、減圧弁532、リザーバ533、ポンプ534、及びモータ535を備えている。保持弁531は、常開型の電磁弁であり、ブレーキECU6により開閉が制御される。保持弁531は、一方が配管52に接続され、他方がホイールシリンダWCfr及び減圧弁532に接続されるよう配設されている。つまり、保持弁531は、ABSアクチュエータ53の入力弁である。
減圧弁532は、常閉型の電磁弁であり、ブレーキECU6により開閉が制御される。減圧弁532は、一方がホイールシリンダWCfr及び保持弁531に接続され、他方がリザーバ533に接続されている。減圧弁532が開状態となると、ホイールシリンダWCfrとリザーバ533が連通する。
リザーバ533は、ブレーキ液を貯蔵するものであり、減圧弁532、及びポンプ534を介して配管52に接続されている。ポンプ534は、吸い込み口がリザーバ533に接続され、吐出口が逆止弁zを介して配管52に接続されるよう配設されている。ここでの逆止弁zは、ポンプ534から配管52(第二マスタ室1E)への流れを許容し、その逆方向の流れを規制する。ポンプ534は、ブレーキECU6の指令に応じたモータ535の作動によって駆動されている。ポンプ534は、ABS制御の減圧モード時においては、ホイールシリンダWCfr内のブレーキ液又はリザーバ533内に貯められているブレーキ液を吸い込んで第二マスタ室1Eに戻している。なお、ポンプ534が吐出したブレーキ液の脈動を緩和するために、ポンプ534の上流側にはダンパ(図示せず)が配設されている。
このように構成されたABSアクチュエータ53において、ブレーキECU6は、マスタシリンダ圧、車輪速度の状態、及び前後加速度に基づき、各電磁弁531、532の開閉を切り換え制御し、モータ535を必要に応じて作動してホイールシリンダWCfrに付与するブレーキ液圧すなわち車輪Wfrに付与する制動力を調整するABS制御(アンチロックブレーキ制御)を実行する。ABSアクチュエータ53は、マスタシリンダ装置1から供給されたブレーキ液を、ブレーキECU6の指示に基づいて、量やタイミングを調整して(つまり、マスタ圧を調節して)、ホイールシリンダWCfl、WCfr、WCrl、WCrrに供給する装置(「供給液圧調整装置」に相当する)である。
後述する「リニアモード」では、サーボ圧発生装置4のアキュムレータ431から送出された液圧が増圧弁42及び減圧弁41によって制御されて「サーボ圧」がサーボ室1Aに発生することにより、第一マスタピストン14及び第二マスタピストン15が前進して第一マスタ室1D及び第二マスタ室1Eが加圧される。第一マスタ室1D及び第二マスタ室1Eの液圧はポート11g、11iから配管51、52及びABSアクチュエータ53を経由してホイールシリンダWCfl、WCfr、WCrl、WCrrへマスタシリンダ圧として供給され、車輪Wfl、Wfr、Wrl、Wrrに液圧制動力が付与される。
(ブレーキECU6)
ブレーキECU6は、電子制御ユニットであり、マイクロコンピュータを有しており、マイクロコンピュータは、バスを介してそれぞれ接続された入出力インターフェース、CPU、RAM、及びROMや不揮発性メモリー等の「記憶部」を備えている。CPUは、図4及び図5に示すフローチャートに対応したプログラムを実行する。RAMは同プログラムの実行に必要な変数を一時的に記憶するものであり、「記憶部」は前記プログラムを記憶している。
ブレーキECU6は、各種センサ72〜75と通信し、各電磁弁22、3、41、42、531、532、及びモータ433、535などを制御する。また、ブレーキECU6は、ハイブリッドECU(不図示)に互いに通信可能に接続されており、「回生ブレーキ装置」と摩擦ブレーキ装置Bの協調制御(回生協調制御)を行なう。ブレーキECU6は、「リニアモード」及び「REGモード」の2つの制御モードを記憶している。
「リニアモード」は、後で詳細に説明するように、通常のブレーキ制御であり、離間ロック弁22を開弁させ、反力弁3を閉弁させた状態で、減圧弁41及び増圧弁42を制御してサーボ室1Aの「サーボ圧」を制御するモードである。この「リニアモード」において、ブレーキECU6は、ストロークセンサ72で検出されたブレーキペダル10の操作量(入力ピストン13の移動量)から、運転者の「要求制動力」を算出する。そして、ブレーキECU6は、運転者の「要求制動力」をハイブリッドECUに出力し、ハイブリッドECUから「回生ブレーキ装置」の目標値すなわち「目標回生制動力」を取得し、「要求制動力」から「目標回生制動力」を減算して、「目標摩擦制動力」を算出する。そして、ブレーキECU6は、算出した「目標摩擦制動力」に基づいて、「目標サーボ圧」を算出する。そして、ブレーキECU6は、サーボ室1Aの「サーボ圧」が「目標サーボ圧」となるように、減圧弁41及び増圧弁42を制御して、摩擦ブレーキ装置Bでの摩擦制動力が、「目標摩擦制動力」となるように制御する。
「REGモード」は、後で詳細に説明するように、減圧弁41、増圧弁42、離間ロック弁22、及び反力弁3を非通電状態にするモード、又は故障等により非通電状態(常態維持)になったときのモードである。
(リニアモード)
ブレーキペダル10が踏まれていない状態では、上記のような状態、すなわちボール弁442が弁座部444の貫通路444aを塞いでいる状態となっていて、第一室4Aと第二室4Bは隔離されている。また、減圧弁41は開状態、増圧弁42は閉状態となっている。
第二室4Bは、配管163を介してサーボ室1Aに連通し、互いに同液圧に保たれている。第二室4Bは、制御ピストン445の通路445c、445dを介して第三室4Cに連通している。したがって、第二室4B及び第三室4Cは、配管414、161を介してリザーバ171に連通している。圧力制御室4Dは、一方が増圧弁42で塞がれ、他方が減圧弁41を介してリザーバ171に連通している。圧力制御室4Dと第二室4Bとは同液圧に保たれる。第四室4Eは、配管511、51を介して第一マスタ室1Dに連通し、互いに同液圧に保たれる。
この状態から、ブレーキペダル10が踏まれると、所定の回生期間の後、ストロークセンサ72からの情報に基づいて、ブレーキECU6が減圧弁41及び増圧弁42を制御する。すなわち、ブレーキECU6は、減圧弁41を閉じる方向に制御し、増圧弁42を開ける方向に制御する。
増圧弁42が開くことでアキュムレータ431と圧力制御室4Dとが連通する。減圧弁41が閉じることで、圧力制御室4Dとリザーバ171とが遮断される。アキュムレータ431から供給される高圧のブレーキ液により、圧力制御室4Dの液圧(「パイロット圧」)を上昇させることができる。圧力制御室4Dの液圧が上昇すると、制御ピストン445がシリンダ底面側に摺動する。そして、制御ピストン445の突出部445b先端がボール弁442に当接すると、通路445dがボール弁442により塞がれる。これにより、第二室4Bがリザーバ171から遮断される。
さらに、制御ピストン445がシリンダ底面側に摺動すると、ボール弁442が突出部445bによりシリンダ底面側に押されて移動し、弁座面444bから離間する。これにより、第二室4Bが弁座部444の貫通路444aを介して第一室4Aに連通する。第一室4Aには、アキュムレータ431から高圧のブレーキ液が供給されているため、上記連通により第二室4Bの液圧が上昇する。上記第二室4Bの液圧上昇の結果、制御ピストン445に作用する第二室4Bに対応する力が、制御ピストン445に作用する「パイロット圧」に対応する力よりも大きくなると、制御ピストン445がシリンダ開口側に摺動して、第二室4Bが第一室4Aから遮断される。このような作動により、第二室4Bの液圧は「パイロット圧」に応じた液圧になる。なお、ブレーキECU6は、「目標摩擦制動力」が大きくなる程、圧力制御室4Dの「パイロット圧」が高くなるように、減圧弁41を制御するとともに増圧弁42を制御する。つまり、「目標摩擦制動力」が大きくなる程、「パイロット圧」が高くなり、「サーボ圧」も高くなる。
第二室4Bの圧力上昇に伴って、それに連通するサーボ室1Aの液圧も上昇する。サーボ室1Aの液圧上昇により、第一マスタピストン14が前進し、第一マスタ室1Dの液圧が上昇する。そして、第二マスタピストン15も前進し、第二マスタ室1Eの液圧が上昇する。第一マスタ室1Dの液圧上昇により、高圧のブレーキ液が後述するABSアクチュエータ53及び第四室4Eに供給される。第四室4Eの液圧は上昇するが、圧力制御室4Dの液圧も同様に上昇しているため、サブピストン446は移動しない。このように、ホイールシリンダWCfl、WCfr、WCrl、WCrrに高圧(マスタシリンダ圧)のブレーキ液が供給され、摩擦ブレーキ装置Bfl、Bfr、Brl、Brrが作動して車両が制動される。
ブレーキ操作を解除する場合、反対に、減圧弁41を開状態とし、増圧弁42を閉状態として、リザーバ171と圧力制御室4Dとを連通させる。これにより、制御ピストン445が後退し、ブレーキペダル10を踏む前の状態に戻る。
(REGモード)
「REGモード」では、減圧弁41、増圧弁42、離間ロック弁22、及び反力弁3が通電(制御)されず、減圧弁41は開状態、増圧弁42は閉状態、離間ロック弁22は閉状態、反力弁3は開状態となっている。そして、ブレーキペダル10が踏まれた後も非通電状態(無制御状態)が維持される。
「REGモード」において、ブレーキペダル10が踏まれると、入力ピストン13が前進し、通路18が分断されて離間室1Bとリザーバ171は遮断される。この状態において、離間ロック弁22が閉状態であるため、離間室1Bは、密閉状態(液密)となる。ただし、反力圧室1Cは、反力弁3が開状態であるためリザーバ171に連通している。
ここで、さらにブレーキペダル10が踏み込まれると、入力ピストン13が前進して離間室1Bの液圧が上昇し、その液圧により第一マスタピストン14が前進する。このとき減圧弁41及び増圧弁42は通電されていないため「サーボ圧」は制御されていない。つまり、第一マスタピストン14は、ブレーキペダル10の操作力に対応する力(離間室1Bの液圧)のみで前進する。これにより、サーボ室1Aの体積が大きくなるが、レギュレータ44を介してリザーバ171に連通しているため、リザーバ171からブレーキ液がサーボ室1Aに補充される。
第一マスタピストン14が前進すると、「リニアモード」同様、第一マスタ室1D及び第二マスタ室1Eの液圧は上昇する。そして、第一マスタ室1Dの液圧上昇により、第四室4Eの液圧も上昇する。第四室4Eの液圧上昇によりサブピストン446はシリンダ底面側に摺動する。同時に、制御ピストン445は、第一突出部446bに押されてシリンダ底面側に摺動する。これにより、突出部445bはボール弁442に当接し、ボール弁442はシリンダ底面側に押されて移動する。つまり、第一室4Aと第二室4Bは連通し、サーボ室1Aとリザーバ171は遮断され、アキュムレータ431による高圧のブレーキ液がサーボ室1Aに供給される。
このように、「REGモード」では、ブレーキペダル10の操作力により所定ストローク踏まれると、アキュムレータ431とサーボ室1Aとが連通し、制御なしに「サーボ圧」が上昇する。そして、第一マスタピストン14が運転者の操作力以上に前進する。これにより、各電磁弁が非通電状態であっても、高圧のブレーキ液がABSアクチュエータ53を経由してホイールシリンダWCfl、WCfr、WCrl、WCrrに供給される。
「REGモード」において第一マスタピストン14を前進させる力は、操作力に対応する力に相当する。つまり、操作力に対応する力とは、操作力のみにより第一マスタピストン14を前進させる力、及びその駆動に基づいて機械的に発生した「サーボ圧」により第一マスタピストン14を前進させる力、を意味する。
(横滑り防止機能、坂道発進補助機能)
なお、本実施形態の摩擦ブレーキ装置Bは、車両の安定性を確保する制御機能としてABS制御の他に、「横滑り防止機能」及び「坂道発進保持機能」を備えている。なお、「横滑り防止機能」は、車両の旋回挙動が乱れた際に、車両の各車輪に設けられたブレーキの制動力を調整することにより、車両の旋回挙動を可能な限り安定させ、車両の横滑りを抑制する機構である。この「横滑り防止機能」については、特開2003−237420号公報等に記載されているので、その説明を省略する。また、「坂道発進保持機能」は、坂道発進時にホイールシリンダWCfl、WCfr、WCrl、WCrr内にブレーキ液圧を電磁弁により封じ込めて車両の停止を保持する機能である。この「坂道発進保持機能」は、特開2004−284383号公報等に記載されているので、その説明を省略する。
(停車時制動制御)
以下に、図3を用いて、車両の停車時に実行される「停車時制動制御」の概要を説明する。車両が停車すると、図3の(1)に示すように、ブレーキECU6は、停車時にストロークセンサ72で検出されたブレーキペダル10の操作量に基づいて、「基準サーボ圧」を設定し、当該「基準サーボ圧」を「目標サーボ圧」にする。そして、図3の(6)や(7)に示すように、ブレーキECU6は、ブレーキペダル10の操作量に応じて算出された「サーボ圧」が、「基準サーボ圧」から所定の偏差BS、B0、B1を持って設定された「サーボ圧変更閾値」(図3に示す一点鎖線や二点鎖線)を越えた時には、この時のブレーキペダル10の操作量に基づいて「基準サーボ圧」を設定し、当該「基準サーボ圧」を「目標サーボ圧」に設定する。
つまり、車両の停車中には、ブレーキペダル10の操作量に基づいて算出された「目標サーボ圧」(図3の点線)は、ステップ状に変化する「目標サーボ圧」(図3の実線)に変更される。言い換えると、車両の停車中には、ブレーキペダル10の操作量に不感帯を設けることにより、「目標サーボ圧」がリニアに変化してしまうのを防止して、減圧弁41や増圧弁42の動作頻度を制限することにしている。このため、停車時における減圧弁41や増圧弁42の可動部分の摩耗が抑制され、減圧弁41や増圧弁42の耐久性を確保することができる。一方で、不感帯を越えるような「目標サーボ圧」の変化があった場合には(図3の(6)や(7))、当該変化に応答するように「目標サーボ圧」を変更し、車両の再発進直前のブレーキペダル10の操作量と「摩擦制動力」が解離することに起因する再発進の遅れが発生しないようにしている。即ち、運転者がブレーキペダル10を離しつつ、アクセルペダルを踏み込んで車両を再発進させる際に、摩擦ブレーキ装置Bfl、Bfr、Brl、Brrの解除が遅れることに起因する再発進の遅れを回避することができる。
(目標サーボ圧設定処理)
以下に、図4及び図5のフローチャートを用いて、上記した「停車時制動制御」を実現する「目標サーボ圧設定処理」について説明する。車両が発進可能な状態となり、ブレーキECU6が起動すると、S11において、ブレーキECU6は、上述したように、ストロークセンサ72で検出されたブレーキペダル10の操作量に基づいて「要求制動力」を算出し、次いで「目標摩擦制動力」、「目標サーボ圧」を算出し、プログラムをS12に進める。
S12において、ブレーキECU6は、車両の安定性を確保するブレーキ制御、つまり、上述の「ABS制御」、「横滑り防止機能」又は「坂道発進補助機能」が作動していると判断した場合には(S12:YES)、プログラムをS14に進め、車両の安定性を確保するブレーキ制御(「ABS制御」、「横滑り防止機能」、「坂道発進補助機能」)のいずれもが作動していないと判断した場合には(S12:NO)、プログラムをS13に進める。
S13において、ブレーキECU6は、車輪速センサSfl、Sfr、Srl、Srrからの信号に基づき、車両が停車していると判断した場合には(S13:YES)、プログラムをS21に進め、車両が停車していない判断した場合には(S13:NO)、プログラムをS14に進める。
S14において、ブレーキECU6は、「停車時制動制御中フラグ」を0にし(クリアし)、プログラムをS15に進める。
S15において、ブレーキECU6は、S11で算出された「目標サーボ圧」をそのまま「目標サーボ圧」として設定する。なお、「目標サーボ圧」が設定されると、ブレーキECU6は、サーボ室1Aの「サーボ圧」が「目標サーボ圧」となるように、減圧弁41及び増圧弁42を制御する。S15が終了すると、プログラムはS11に戻る。
S21において、ブレーキECU6は、「停車時制動制御中フラグ」が0であると判断した場合には(S21:YES)、プログラムをS22に進め、「停車時制動制御中フラグ」が1であると判断した場合には、(S21:NO)、プログラムをS25に進める。
S22において、ブレーキECU6は、停車直後の「目標サーボ圧」である「基準サーボ圧」を算出して設定する(図3の(1))。具体的には、ブレーキECU6は、停車直後にストロークセンサ72で検出されたブレーキペダル10の操作量に基づいて「要求制動力」を算出し、当該「要求制動力」を「目標摩擦制動力」とし、当該「目標摩擦制動力」から「目標サーボ圧」を算出して、当該「目標サーボ圧」を「基準サーボ圧」とする。なお、停車時には、回生制動力は発生しないので、上述のように、「要求制動力」が「目標摩擦制動力」とされる。S22が終了すると、プログラムはS23に進む。
S23において、図3の(2)に示すように、ブレーキECU6は、サーボ圧変更偏差BSを設定し、プログラムをS24に進める。
S24において、図3の(3)に示すように、ブレーキECU6は、タイマを0にして(クリアし)、タイマT1を開始させ、プログラムをS25に進める。
S25において、ブレーキECU6は、「停車時制動制御中フラグ」を1にし、プログラムをS26に進める。
S26において、図3の(4)に示すように、ブレーキECU6は、「基準サーボ圧」(S22、S43で設定)に「サーボ圧変更偏差」(S23、S47、S48、S53で設定)を加算して、「上側サーボ圧変更閾値」を設定し、プログラムをS27に進める。
S27において、図3の(5)に示すように、ブレーキECU6は、「基準サーボ圧」(S22、S43で設定)に「サーボ圧変更偏差」(S23、S47、S48、S53で設定)を減算して、「下側サーボ圧変更閾値」を設定し、プログラムをS28に進める。
S28において、ブレーキECU6が、ストロークセンサ72で検出されたブレーキペダル10の操作量に基づいて算出された「目標サーボ圧」が、「上側サーボ圧変更閾値」(S26で設定)を上回った(越えたと判断した場合には(S28:YES)(図3の(6))、プログラムをS41に進め、上記「目標サーボ圧」が、「上側サーボ圧変更閾値」(S2で設定)を上回っていない越えていないと判断した場合には(S28:NO)、プログラムをS29に進める。
S29において、ブレーキECU6が、ストロークセンサ72で検出されたブレーキペダル10の操作量に基づいて算出された「目標サーボ圧」が、「下側サーボ圧変更閾値」(S27で設定)を下回っ越えたと判断した場合には(S29:YES)(図3の(7))、プログラムをS42に進め、上記「目標サーボ圧」が、「下側サーボ圧変更閾値」(S27で設定)を下回っていない越えていない)と判断した場合には(S29:NO)、プログラムをS51に進める。
S41において、ブレーキECU6は、ストロークセンサ72で検出されたブレーキペダル10の操作量に基づいて算出された「目標サーボ圧」を時間微分することにより、「目標サーボ圧変化速度」(図3の(8)に示す点線の傾き)を算出し、プログラムをS43に進める。なお、「目標サーボ圧変化速度」は、ストロークセンサ72によって検出されたブレーキペダル10の操作量の速度変化(ブレーキ操作速度)と相関のある速度である。
S42において、ブレーキECU6は、ストロークセンサ72で検出されたブレーキペダル10の操作量に基づいて算出された「目標サーボ圧」を時間微分することにより、「目標サーボ圧変化速度」(図3の(9)に示す点線の傾き)を算出し、プログラムをS43に進める。
S43において、ブレーキECU6は、ストロークセンサ72で検出されたブレーキペダル10の操作量に基づいて算出された「目標サーボ圧」を「基準サーボ圧」に変更して設定し、プログラムをS44に進める。つまり、図3の(6)に示すように、「目標サーボ圧」が「上側サーボ圧変更閾値」上回った時の「目標サーボ圧」が、「基準サーボ圧」に変更され、又は、図3の(7)に示すように、「目標サーボ圧」が「下側サーボ圧変更閾値」を下回った時の「目標サーボ圧」が、「基準サーボ圧」に変更される。
S44において、図3の(10)や(11)に示すように、ブレーキECU6は、タイマを0にして(クリアし)、タイマT2やタイマT7を開始させ、プログラムをS45に進める。
S45において、ブレーキECU6が、「目標サーボ圧変化速度」(S41やS42で算出)が、上側基準より大きいと判断した場合には(S45:YES)、プログラムをS47に進め、「目標サーボ圧変化速度」が、上側基準より小さいと判断した場合には(S45:NO)、プログラムをS46に進める。
S46において、ブレーキECU6が、「目標サーボ圧変化速度」(S41やS42で算出)が、下側基準より小さいと判断した場合には(S46:YES)、プログラムをS48に進め、「目標サーボ圧変化速度」が、下側基準より大きいと判断した場合には(S46:NO)、プログラムをS61に進める。
S47において、図3の(12)に示すように、ブレーキECU6は、従前の「サーボ圧変更偏差」を、サーボ圧変更偏差B1に変更しプログラムをS61に進める。なお、サーボ圧変更偏差B1は、S23において最初に設定されるサーボ圧変更偏差BSよりも大きい値の偏差である。
S48において、図3の(13)に示すように、ブレーキECU6は、従前の「サーボ圧変更偏差」をサーボ圧変更偏差B0に変更しプログラムをS61に進める。なお、サーボ圧変更偏差B0は、S23において最初に設定されるサーボ圧変更偏差BSよりも小さい値の偏差である。
S51において、ブレーキECU6は、タイマ(S24やS44で設定)をインクリメントし、プログラムをS52に進める。なお、本実施形態では、S51において、タイマが3ミリ秒毎にインクリメントされるようになっている。
S52において、ブレーキECU6が、図4の(14)に示すように、タイマが所定の規程時間TRを越えたと判断した場合には(S52:YES)、プログラムをS53に進め、タイマが規程時間TRを越えていないと判断した場合には(S52:NO)、プログラムをS61に進める。
S53において、図4の(15)に示すように、ブレーキECU6は、従前の「サーボ圧変更偏差」をサーボ圧変更偏差BSに変更しプログラムをS61に進める。
S61において、ブレーキECU6は、現在の「基準サーボ圧」(S22、S43で設定)を、「目標サーボ圧」として設定し、プログラムをS11に戻す。
(本実施形態の効果)
上述した説明から明らかなように、ブレーキECU6(停車時目標サーボ圧設定手段)は、停車時のブレーキペダル10(ブレーキ操作部材)の操作量に基づいて「基準サーボ圧」を設定し(図3の(1)、図4のS22)、一制動操作中の間に前記「基準サーボ圧」に基づいて「目標サーボ圧」を設定する(図5のS61)。これにより、「基準サーボ圧」がリニアに変化しないので、停車中には、「目標サーボ圧」がリニアに変化することが無く、「パイロット圧」を発生させる減圧弁41や増圧弁42(リニア弁)が動作し続けることが無い。このため、停車時における減圧弁41や増圧弁42の可動部分の摩耗が抑制され、減圧弁41や増圧弁42の耐久性を確保することができる。なお、一制動操作中とは、ブレーキペダル10が踏まれてから、ブレーキペダル10が離される間のことをいう。
また、ブレーキECU6は、ブレーキペダル10の操作量に応じて算出された「サーボ圧」が、「基準サーボ圧」から所定の偏差BS、B0、B1を持って設定された「サーボ圧変更閾値」(図3に示す一点鎖線や二点鎖線)を越えた時には(図3の(6)、(7)、図5のS28やS29でYESと判断、)、この時のブレーキペダル10の操作量に基づいて「基準サーボ圧」を設定する(図5のS61)。これにより、停車時において「目標サーボ圧」の基準となる「基準サーボ圧」が、ブレーキペダル10の操作量に応じて算出された「サーボ圧」が「サーボ圧変更閾値」を越えた時に限って変更される。このため、停車中には、「目標サーボ圧」がリニアに変化しないので、「パイロット圧」を発生させる減圧弁41や増圧弁42が動作し続けることが無く、減圧弁41や増圧弁42の耐久性を確保することができる。
また、ブレーキECU6は、ブレーキペダル10の操作量に応じて算出された「サーボ圧」が「サーボ圧変更閾値」を越えた時(図3の(6))における「目標サーボ圧変化速度」(「ブレーキ操作速度」)が小さい程(図5のS46でYESと判断)、より小さい偏差B0を設定して「サーボ圧変更閾値」を設定する(図3の(13)、図5のS48)。これにより、「目標サーボ圧変化速度」が遅く、つまり「ブレーキ操作速度」が小さい程、変更される前後における「基準サーボ圧」の変化量が小さくなる。このため、運転者によるブレーキペダル10の操作量の変化が小さく、運転者がブレーキペダル10に伝達される衝撃に敏感な時に、「基準サーボ圧」の変化に伴う第1マスタピストン14の移動に起因する、入力ピストン13からブレーキペダル10に伝達される衝撃が小さくなり、運転者が不快感を覚えない。一方、運転者によるブレーキペダル10の操作変化が大きく、運転者がブレーキペダル10に伝達される衝撃を感じにくい時には、より大きな「サーボ圧変更閾値」を設定する(図3の(12)、図5のS47)。これにより、偏差BSより大きい偏差B1に変更されることから、「基準サーボ圧」の変更頻度が少なくなる。このため、減圧弁41や増圧弁42が動作する頻度が少なくなり、より減圧弁41や増圧弁42の耐久性を確保することができる。
また、ブレーキECU6は、偏差BS(基準)よりも小さい偏差B0が設定されている場合において、偏差B0に基づいて設定された「サーボ圧変更閾値」が設定されてから当該「サーボ圧変更閾値」が変更されない時間が規程時間TRを経過した場合には(図3の(14)、図5のS52でYESと判断)、より大きい偏差BSを設定して、「サーボ圧変更閾値」を設定する(図3の(15)、図5のS53)。これにより、偏差B0より大きい偏差BSに変更されることから、「基準サーボ圧」の変更頻度が少なくなる。このため、減圧弁41や増圧弁42が動作する頻度が少なくなり、より減圧弁41や増圧弁42の耐久性を確保することができる。
なお以上説明した実施形態では、図3に示されるように、「基準サーボ圧」に基づいて「目標シリンダ圧」をステップ状に変化させているが、停車時に算出された「基準サーボ圧」を停車している間中「目標サーボ圧」として設定する実施形態であっても差し支え無い。
以上説明した実施形態では、ブレーキECU6は、ブレーキペダル10の操作量に基づいて、「目標摩擦制動力」を算出し、当該「目標摩擦制動力」に基づいて直接「目標サーボ圧」を算出している。しかし、ブレーキECU6が、ブレーキペダル10の操作量に基づいて、「目標摩擦制動力」を算出し、次に、当該「目標摩擦制動力」に基づいて「目標ホイールシリンダ圧」を算出し、次いで、当該「目標ホイールシリンダ圧」に基づいて「目標サーボ圧」を算出する実施形態であっても差し支え無い。
なお、以上説明した実施形態では、図5のS41やS42において、ブレーキECU6は、「目標サーボ圧」を時間微分することにより、「目標サーボ圧変化速度」を算出することにしている。しかし、ブレーキECU6が、ストロークセンサ72によって検出されたブレーキペダル10の操作量からブレーキペダル10の操作量の速度変化である「ブレーキ操作速度」を算出し、当該「ブレーキ操作速度」から「目標サーボ圧変化速度」を算出することにしても差し支え無い。或いは、ブレーキECU6が、ストロークセンサ72によって検出されたブレーキペダル10の操作量からブレーキペダル10の操作量の速度変化である「ブレーキ操作速度」を算出し、S45やS46で、「ブレーキ操作速度」を基準と比較する実施形態であっても差し支え無い。
以上説明した実施形態では、車両の停車時には、「基準サーボ圧」を「目標サーボ圧」に設定している。しかし、車両の停車時には、「目標サーボ圧」は「基準サーボ圧」に基づいて設定されればよく、例えば、「基準サーボ圧」に所定の圧力を加算又は減算することにより「目標サーボ圧」を設定することにしても差し支え無い。
また、本実施形態におけるレギュレータ44は、シリンダ441内に区画されアキュムレータ431(蓄圧部)に連通する第一室4Aと、シリンダ441内に区画されサーボ室1Aに連通する第二室4Bと、シリンダ441内に区画され増圧弁42及び減圧弁41に連通する圧力制御室4Dと、シリンダ441内に区画された第一マスタ室1Dに連通する第四室4E(受圧室)と、を少なくとも備えている。そして、レギュレータ44は、圧力制御室4Dの増圧又は第四室4Eの増圧に応じて前進するピストン445、又は、445及び446と、当該ピストンの前進によって第一室4Aと第二室4Bとを連通させる弁部442、443、444と、を備えていれば良い。また、ストロークセンサ72に代えて操作力センサを備え、制御においてストローク量に代えてブレーキペダル10の操作力を用いても良く、又は併用しても良い。
また、以上説明した実施形態では、ブレーキ操作量検出部であるストロークセンサ72は、ブレーキペダル10のストローク量を検出するセンサである。しかし、ブレーキ操作量検出部は、入力ピストン13のストローク量や、ブレーキペダル10に対する操作力(踏力)を検出するセンサであっても差し支え無い。反力圧室1Cの液圧(反力圧)は第一マスタピストン14のストローク位置に応じた液圧になる。そのため、反力圧はブレーキペダル10の操作量に応じた液圧になる。よって、ブレーキ操作量検出部は、圧力センサ73であっても差し支え無い。
また、以上説明した実施形態では、入力ピストン13に運転者の操作力を伝達するブレーキ操作部材は、ブレーキペダル10である。しかし、ブレーキ操作部材は、ブレーキペダル10に限定されず、例えば、ブレーキレバーやブレーキハンドルであっても差し支え無い。そして、本実施形態の車両用制動装置(摩擦ブレーキ装置B)を、自動二輪車やその他車両に適用しても、本発明の技術的思想が適用可能なことは言うまでもない。
1:マスタシリンダ装置
6:ブレーキECU(停車判断手段、目標サーボ圧設定手段、走行時目標サーボ圧設定手段、停車時目標サーボ圧設定手段)
10:ブレーキペダル(ブレーキ操作部材)
11:メインシリンダ(マスタシリンダ、ブレーキ液加圧部)、12:カバーシリンダ(マスタシリンダ、ブレーキ液加圧部)
13:入力ピストン(ブレーキ液加圧部)
14:第一マスタピストン(ブレーキ液加圧部)、15:第二マスタピストン(ブレーキ液加圧部)
1A:サーボ室、 1B:離間室、 1C:反力圧室
1D:第一マスタ室、 1E:第二マスタ室
4:サーボ圧発生装置(サーボ圧発生部)
41:減圧弁(リニア弁)、 42:増圧弁(リニア弁)、 431:アキュムレータ(蓄圧部)
72:ストロークセンサ(ブレーキ操作量検出部)
73、74、75:圧力センサ
B:摩擦ブレーキ装置(車両制動装置)
WCfl、WCfr、WCrl、WCrr:ホイールシリンダ
Wfl、Wfr、Wrl、Wrr:車輪

Claims (3)

  1. 車両の車輪に設けられた摩擦ブレーキのホイールシリンダにブレーキ液を供給して、前記摩擦ブレーキにより前記車輪に摩擦制動力を発生させる車両用制動装置であって、
    ブレーキ操作部材(10)と、
    前記ブレーキ操作部材の操作量を検出するブレーキ操作量検出手段(72)と、
    前記ブレーキ操作量検出手段が検出した前記ブレーキ操作部材の操作量に基づいて、目標サーボ圧を設定する目標サーボ圧設定手段(6)と、
    前記サーボ圧を発生させるサーボ圧発生部(4)と、
    前記サーボ圧によって前記ホイールシリンダにブレーキ液を供給するブレーキ液加圧部と、
    前記サーボ圧発生部が発生するサーボ圧が前記目標サーボ圧となるように前記サーボ圧発生部を制御するリニア弁(42、41)と、
    前記車両が停車中であるか否かを判断する停車判断手段(6)と、を備え、
    前記目標サーボ圧設定手段は、
    前記停車判断手段によって前記車両が停車中であると判断されていない場合に、前記ブレーキ操作部材の操作量に応じて前記目標サーボ圧を設定する走行時目標サーボ圧設定手段と、
    一制動操作中の間に所定の基準サーボ圧に基づいて前記目標サーボ圧を設定する停車時目標サーボ圧設定手段を備え、
    前記停車時目標サーボ圧設定手段は、前記停車判断手段によって前記車両が停車中であると判断されている場合には、
    前記ブレーキ操作部材の操作量に応じて算出されたサーボ圧が、所定の基準サーボ圧から所定の偏差を持って設定されたサーボ圧変更閾値以内である時に、前記基準サーボ圧を前記目標サーボ圧に設定し、または、前記基準サーボ圧に所定の圧力を加算もしくは減算して前記目標サーボ圧を設定し、
    停車時の前記ブレーキ操作部材の操作量に基づいて前記基準サーボ圧を設定し、前記ブレーキ操作部材の操作量に応じて算出されたサーボ圧が、前記サーボ圧閾値以内である時に、前記基準サーボ圧を一定とし、前記ブレーキ操作部材の操作量に応じて算出されたサーボ圧が、前記サーボ圧変更閾値を越えた時に、この時の前記ブレーキ操作部材の操作量に基づいて前記基準サーボ圧を再設定する車両用制動装置。
  2. 請求項1において、
    前記ブレーキ液加圧部は、
    前記ホイールシリンダに接続されたマスタシリンダ(11、12)と、
    前記マスタシリンダ内に摺動可能に配設され、前記マスタシリンダで区画されたサーボ室内に作用するサーボ圧により駆動されて、前記ホイールシリンダに供給される前記ブレーキ液で満たされるマスタ室(1D)の容積を変化させるマスタピストンピストン(14)と、
    前記マスタピストンよりも後方に摺動可能に配設され、前記マスタピストンとの間に前記ブレーキ液で満たされる離間室(1B)を区画し、前記ブレーキ操作部材の操作に連動する入力ピストン(13)とを有し、
    前記停車時目標サーボ圧設定手段は、
    前記ブレーキ操作量検出手段によって検出された前記ブレーキ操作部材の操作量から、前記操作量の速度であるブレーキ操作速度を算出し、
    前記ブレーキ操作部材の操作量に応じて算出されたサーボ圧が前記サーボ圧変更閾値を越えた時における前記ブレーキ操作速度が小さい程、より小さい偏差を設定して前記サーボ圧変更閾値を設定する車両制動装置。
  3. 請求項2において、
    前記停車時目標サーボ圧設定手段は、基準よりも小さい偏差が設定されている場合において、前記偏差に基づいて設定された前記サーボ圧変更閾値が設定されてから当該サーボ圧変更閾値が変更されない時間が所定の規程時間を経過した場合には、前記偏差をより大きく設定して前記サーボ圧変更閾値を設定する車両制動装置。
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