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JP2010013069A - ブレーキ装置 - Google Patents

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JP2010013069A
JP2010013069A JP2008177170A JP2008177170A JP2010013069A JP 2010013069 A JP2010013069 A JP 2010013069A JP 2008177170 A JP2008177170 A JP 2008177170A JP 2008177170 A JP2008177170 A JP 2008177170A JP 2010013069 A JP2010013069 A JP 2010013069A
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cylinder
wheel
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fluid
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Kunimichi Hatano
邦道 波多野
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Honda Motor Co Ltd
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Honda Motor Co Ltd
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    • B60T8/32Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
    • B60T8/34Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition
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Abstract

【課題】 電気式液圧発生手段が発生したブレーキ液圧で制動を行った後に、ホイールシリンダの制動力の引きずりを防止する。
【解決手段】 スレーブシリンダ23が発生したブレーキ液圧を第2液路Pc〜Pe;Qc〜Qeに出力してホイールシリンダ16,17;20,21を作動させた後、ホイールシリンダ16,17;20,21の作動を解除するとき、第1液路Pa,Pb;Qa,Qbの開閉弁22A,22Bを閉弁してスレーブシリンダ23およびマスタシリンダ11の連通を遮断した状態で、スレーブシリンダ23が第2液路Pc〜Pe;Qc〜Qeに出力するブレーキ液圧を負圧にするので、マスタシリンダ11から第1液路Pa,Pb;Qa,Qbを介してブレーキ液がスレーブシリンダ23に流入するのを開閉弁22A,22Bで阻止することで、前記負圧を確実に発生させてホイールシリンダ16,17;20,21の制動力の引きずりを防止することができる。
【選択図】 図1

Description

本発明は、運転者の制動操作によりブレーキ液圧を発生するマスタシリンダと、車輪を制動するホイールシリンダと、前記マスタシリンダに第1液路を介して接続されるとともに前記ホイールシリンダに第2液路を介して接続され、運転者の制動操作に応じた電気信号により作動してブレーキ液圧を発生する電気式液圧発生手段と、前記第1液路を連通・遮断する開閉弁と、前記電気式液圧発生手段および前記開閉弁の作動を制御する制御手段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式液圧発生手段としてのモータシリンダを作動させ、このモータ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。
特開2005−343366号公報
ところで、かかるBBW式ブレーキ装置において、電気式液圧発生手段の作動により発生したブレーキ液圧でホイールシリンダを作動させた後、電気式液圧発生手段の作動を停止しても、ホイールシリンダのピストンがブレーキディスクに接触したままになり、制動力の引きずりが発生して燃費の悪化を招く問題があった。
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、電気式液圧発生手段が発生したブレーキ液圧で制動を行った後に、ホイールシリンダの制動力の引きずりを防止す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、運転者の制動操作によりブレーキ液圧を発生するマスタシリンダと、車輪を制動するホイールシリンダと、前記マスタシリンダに第1液路を介して接続されるとともに前記ホイールシリンダに第2液路を介して接続され、運転者の制動操作に応じた電気信号により作動してブレーキ液圧を発生する電気式液圧発生手段と、前記第1液路を連通・遮断する開閉弁と、前記電気式液圧発生手段および前記開閉弁の作動を制御する制御手段とを備えたブレーキ装置において、前記制御手段は、前記ホイールシリンダの作動を解除するときには、前記開閉弁を閉弁するとともに、前記電気式液圧発生手段が前記第2液路に出力するブレーキ液圧を負圧に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、請求項1の構成に加えて、前記電気式液圧発生手段は、前記第1液路に連なる入口ポートが開口するシリンダ本体に摺動自在に嵌合するピストンを電動モータで前進させ、前記ピストンが前記入口ポートを前方に通過したときにブレーキ液圧を発生するように構成され、前記ホイールシリンダの作動を解除するときには、前記入口ポートを超えて前記ピストンを所定位置まで後方に移動させることを特徴とするブレーキ装置が提案される。
尚、実施の形態のスレーブシリンダ23は本発明の電気式液圧発生手段に対応し、実施の形態の電子制御ユニットUは本発明の制御手段に対応する。
請求項1の構成によれば、電気式液圧発生手段が発生したブレーキ液圧を第2液路に出力してホイールシリンダを作動させた後、ホイールシリンダの作動を解除するとき、第1液路の開閉弁を閉弁して電気式液圧発生手段およびマスタシリンダの連通を遮断した状態で、電気式液圧発生手段が第2液路に出力するブレーキ液圧を負圧にするので、マスタシリンダから第1液路を介してブレーキ液が電気式液圧発生手段に流入するのを開閉弁で阻止することで、前記負圧を確実に発生させてホイールシリンダの制動力の引きずりを防止することができる。
また請求項2の構成によれば、電気式液圧発生手段が、第1液路に連なる入口ポートが開口するシリンダ本体に摺動自在に嵌合するピストンを電動モータで前進させ、ピストンが入口ポートを前方に通過したときにブレーキ液圧を発生するように構成されているので、ホイールシリンダの作動を解除するときには入口ポートを超えて前記ピストンを所定位置まで後方に移動させることで、マスタシリンダ側から電気式液圧発生手段へのブレーキ液の流入を閉弁した開閉弁で阻止した状態で、第2液路のブレーキ液圧を確実に減圧してホイールシリンダの制動力の引きずりを防止することができる。
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はスレーブシリンダの部分拡大断面図、図3は制御系のブロック図、図4は図1に対応する異常時の液圧回路図である。
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。
尚、液路Pc,Qcと液路Pd,Pe;Qd,Qeとの間には、車輪のロックを抑制するABS(アンチロック・ブレーキ・システム)装置24が介装され、このABS装置24は、左右の車輪の制動力に差を発生させることで車両の操縦安定性を高めるためのVSA(ビークル・スタビリティ・アシスト)の機能も備えている。
液路Pa,Pb間に常開型電磁弁である開閉弁22Aが配置され、液路Qa,Qb間に常開型電磁弁である開閉弁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51は、電動モータ52の回転軸に設けた駆動ベベルギヤ53と、駆動ベベルギヤ53に噛合する従動ベベルギヤ54と、従動ベベルギヤ54により作動するボールねじ機構55とを備える。アクチュエータハウジング56に一対のボールベアリング57,57を介してスリーブ58が回転自在に支持されており、このスリーブ58の内周に出力軸59が同軸に配置されるとともに、その外周に従動ベベルギヤ54が固定される。
図2に示すように、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。後側のピストン38Aの後端に前記出力軸59の前端が当接する。一方の第2液圧室39Aは入口ポート40Aおよび出口ポート41Aを介してそれぞれ液路Pa,Pcに連通し、他方の第2液圧室39Bは入口ポート40Bおよび出口ポート41Bを介してそれぞれ液路Qa,Qcに連通する。
ピストン38Aの外周には第2液圧室39Aへの空気の侵入を防止するためのリザーバ室38aが形成され、ピストン38Bの外周には第2液圧室39Bへの空気の侵入を防止するためのリザーバ室38bが形成される。第2液圧室39Aの入口ポート40Aとリザーバ室38aのサプライポート49Aとはマスタシリンダ11の第1液圧室13Aに連通し、第2液圧室39Aの出口ポート41Aはホイールシリンダ16,17に連通する。また第2液圧室39Bの入口ポート40Bとリザーバ室38bのサプライポート49Bとはマスタシリンダ11の第1液圧室13Bに連通し、第2液圧室39Bの出口ポート41Bはホイールシリンダ20,21に連通する。
ピストン38Aの前端には第1カップシールC1が前向き(前進時にシール機能を発揮するように)に設けられ、ピストン38Aの後端には第2カップシールC2が前向きに設けられる。ピストン38Bの前端には第3カップシールC3が前向きに設けられ、ピストン38Bの後端には第4カップシールC4が後向き(後進時にシール機能を発揮するように)に設けられる。
一対のピストン38A,38Bが不作動位置(後退限)にあるとき、第1カップシールC1と入口ポート40Aとの間には通常よりも大きい無効ストロークαが設定され、かつ第3カップシールC3と入口ポート40Bとの間には通常よりも大きい無効ストロークαが設定される。従って、一対のピストン38A,38Bが不作動位置から前進を開始しても、第1、第3カップシールC1,C3は直ちに入口ポート40A,40Bを閉塞せず、無効ストロークαを前進した後に入口ポート40A,40Bを閉塞する。
図1に戻り、液路Pc,Qcと液路Pd,Pe;Qd,Qeとの間に配置される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。
ABS装置24は、VSA機能を発揮するために、更に以下のような構成を備えている。即ち、液路Pcが液路Pd,Peに分岐する手前位置と、液路Qcが液路Qd,Qeに分岐する手前位置とに、それぞれ開度を任意に制御可能な常開型電磁弁よりなるレギュレータバルブ61,61が配置される。またチェックバルブ45,45に対して直列にチェックバルブ62,62が配置されており、チェックバルブ45,45とチェックバルブ62,62との間から分岐して前記レギュレータバルブ61,61の上流側の液路Pc,Qcに連なる液路Pf,Qfに、それぞれ常閉型電磁弁よりなるサクションバルブ63,63が配置される。
図3に示すように、電子制御ユニットUには、マスタシリンダ11およびスレーブシリンダ23間の液路Qaに設けた液圧センサSaと、スレーブシリンダ23およびABS装置24間の液路Qcに設けた液圧センサSbと、各車輪に設けた車輪速センサSc…が接続されており、前記スレーブシリンダ23の電動モータ52に加えて、開閉弁22A,22B、反力許可弁25およびABS装置24の作動を制御する。
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、図1に示すように、常開型電磁弁よりなる開閉弁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51が作動する。即ち、電動モータ52を一方向に駆動すると、駆動ベベルギヤ53、従動ベベルギヤ54およびボールねじ機構55を介して出力軸59が前進することで、出力軸59に押圧された一対のピストン38A,38Bが前進する。
図2において、ピストン38A,38Bが前進を開始しても、第1、第3カップシールC1,C3が無効ストロークαだけ前進して入口ポート40A,40Bを閉塞するまで、第2液圧室39A,39Bのブレーキ液は開弁した開閉弁22A,22Bを通過してマスタシリンダ11に戻されるため、第2液圧室39A,39Bにブレーキ液圧が発生することはない。ピストン38A,38Bが前進を開始してから第1、第3カップシールC1,C3が入口ポート40A,40Bを閉塞するまでの時間は極短いため、制動力の応答性が低下する虞はない。
そして第1、第3カップシールC1,C3が入口ポート40A,40Bを閉塞すると第2液圧室39A,39Bにブレーキ液圧が発生し、このブレーキ液圧は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に伝達されて各車輪を制動する。
このとき、マスタシリンダ11が液路Pa,Qaに出力するブレーキ液圧は、スレーブシリンダ23の閉塞された入口ポート40A,40Bによって遮断されるが、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が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。
その間、スレーブシリンダ23が出力するブレーキ液圧は液路Qcに設けた液圧センサSbにより検出され、その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の電動モータ52の回転角をフィードバック制御することで、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。
上述した制動状態から運転者が制動を停止すべくブレーキペダル11を戻したことを液路Qaに設けた液圧センサSaが検出すると、開閉弁22A,22Bが励磁されて閉弁し、スレーブシリンダ23およびマスタシリンダ11間の連通を遮断する。この状態で、スレーブシリンダ23のアクチュエータ51の電動モータ52が逆方向に回転し、駆動ベベルギヤ53、従動ベベルギヤ54およびボールねじ機構55を介して出力軸59が後退することで、リターンスプリング37A,37Bの弾発力で一対のピストン38A,38Bが後退する。
ピストン38A,38Bが後退して第1、第3カップシールC1,C3が入口ポート40A,40Bの位置に達したときに、ホイールシリンダ16,17;20,21のブレーキ液圧はゼロになるが、ピストン38A,38Bが更に無効ストロークαだけ後退する過程で、液圧室39A,39Bとマスタシリンダ11との連通が閉弁した開閉弁22A,22Bで遮断されているため、液圧室39A,39Bのブレーキ液圧は負圧になる。その結果、ホイールシリンダ16,17;20,21のピストンがブレーキディスクから確実に離間し、制動力の引きずりを防止して燃費の改善に寄与することができる。
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4に示すように、常開型電磁弁よりなる開閉弁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、開弁した開閉弁22A,22Bと、スレーブシリンダ23の第2液圧室39A,39Bと、ABS装置24の開弁したレギュレータバルブ61,61およびインバルブ42…とを通過し、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に支障なく制動力を発生させることができる。
次に、ABS制御時の作用を説明する。正常時における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、スレーブシリンダ23を作動状態に維持した状態で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、開閉弁22A,22Bを励磁して閉弁することで、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。
次に、VSA制御時の作用を説明する。車両の旋回時にオーバーステア傾向になった場合には、旋回外輪のホイールシリンダを作動させてオーバーステアを抑制するヨーモーメントを発生させ、車両の旋回時にアンダーステア傾向になった場合には、旋回内輪のホイールシリンダを作動させてアンダーステアを抑制するヨーモーメントを発生させるべく、左右の車輪のホイールシリンダの制動力が個別に制御可能である。
即ち、図1においてサクションバルブ63,63を励磁して開弁した状態で液圧ポンプ47,47を作動させると、マスタシリンダ11のリザーバからブレーキ液がサクションバルブ63,63介して吸引され、インバルブ42…の上流側にブレーキ液圧を発生させる。このブレーキ液圧は、レギュレータバルブ61,61を励磁して所定の開度に制御することで、所定の大きさに調圧される。
この状態で、制動する必要がない車輪に対応するインバルブ42を閉弁してホイールシリンダにブレーキ液圧が伝達しないようにしながら、制動する必要がある車輪に対応するインバルブ42を開弁してホイールシリンダにブレーキ液圧を伝達することで、そのホイールシリンダを作動させて制動力を発生させることができる。ホイールシリンダに伝達されるブレーキ液圧の増圧・減圧・保持の制御は、ABS制御の場合と同じようにインバルブ42およびアウトバルブ44の開閉により行われる。
このように、VSA制御で左右一方の車輪だけを制動することで、任意の方向のヨーモーメントを発生させて車両の操縦安定性を高めることができる。
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、本発明の電気式液圧発生手段は実施の形態のスレーブシリンダ23に限定されず、電動モータで液圧ポンプを駆動してブレーキ液圧を発生するものであっても良い。
また実施の形態のABS装置24は必ずしも必要ではなく、省略することも可能である。
車両用ブレーキ装置の正常時の液圧回路図 スレーブシリンダの部分拡大断面図 制御系のブロック図 図1に対応する異常時の液圧回路図
符号の説明
11 マスタシリンダ
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
22A 開閉弁
22B 開閉弁
23 スレーブシリンダ(電気式液圧発生手段)
36 シリンダ本体
38A ピストン
38B ピストン
40A 入口ポート
40B 入口ポート
52 電動モータ
Pa,Pb;Qa,Qb 第1液路
Pc〜Pe;Qc〜Qe 第2液路
U 電子制御ユニット(制御手段)

Claims (2)

  1. 運転者の制動操作によりブレーキ液圧を発生するマスタシリンダ(11)と、
    車輪を制動するホイールシリンダ(16,17;20,21)と、
    前記マスタシリンダ(11)に第1液路(Pa,Pb;Qa,Qb)を介して接続されるとともに前記ホイールシリンダ(16,17;20,21)に第2液路(Pc〜Pe;Qc〜Qe)を介して接続され、運転者の制動操作に応じた電気信号により作動してブレーキ液圧を発生する電気式液圧発生手段(23)と、
    前記第1液路(Pa,Pb;Qa,Qb)を連通・遮断する開閉弁(22A,22B)と、
    前記電気式液圧発生手段(23)および前記開閉弁(22A,22B)の作動を制御する制御手段(U)と、
    を備えたブレーキ装置において、
    前記制御手段(U)は、前記ホイールシリンダ(16,17;20,21)の作動を解除するときには、前記開閉弁(22A,22B)を閉弁するとともに、前記電気式液圧発生手段(23)が前記第2液路(Pc〜Pe;Qc〜Qe)に出力するブレーキ液圧を負圧にすることを特徴とするブレーキ装置。
  2. 前記電気式液圧発生手段(23)は、前記第1液路(Pa,Pb;Qa,Qb)に連なる入口ポート(40A,40B)が開口するシリンダ本体(36)に摺動自在に嵌合するピストン(38A,38B)を電動モータ(52)で前進させ、前記ピストン(38A,38B)が前記入口ポート(40A,40B)を前方に通過したときにブレーキ液圧を発生するように構成され、
    前記ホイールシリンダ(16,17;20,21)の作動を解除するときには、前記入口ポート(40A,40B)を超えて前記ピストン(38A,38B)を所定位置まで後方に移動させることを特徴とする、請求項1に記載のブレーキ装置。
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