(57)【要約】【課題】  ブレーキ・バイ・ワイヤ式のブレーキ装置において、異常時にストロークシミュレータが不必要な機能を発揮するのを簡単な構造で回避する。【解決手段】  正常時には踏力遮断弁１７ａ，１７ｂが閉弁し、モータ２０ａ，２０ｂで駆動されるブレーキシリンダ１８ａ，１８ｂが発生するブレーキ液圧でホイールシリンダ１６ａ，１６ｂを作動させる。このとき、マスタシリンダ１０の後部出力ポート３０ａ，３０ｂに連通するストロークシミュレータ３１ａ，３１ｂでブレーキペダル１２の操作に反力を発生させる。図示した異常時には踏力遮断弁１７ａ，１７ｂが開弁し、マスタシリンダ１０の前部出力ポート１１ａ，１１ｂから供給されるブレーキ液圧でホイールシリンダ１６ａ，１６ｂを作動させる。このとき、マスタシリンダ１０のピストンの前進により後部出力ポート３０ａ，３０ｂが閉塞されてストロークシミュレータ３１ａ，３１ｂが機能しないため、ブレーキ操作に違和感が発生するのを防止することができる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドライバーのブレーキ操作によりブレーキ液圧を発生するマスタシリンダ（１０）と、  ブレーキ液圧で作動して車輪を制動するホイールシリンダ（１６ａ，１６ｂ）と、
マスタシリンダ（１０）およびホイールシリンダ（１６ａ，１６ｂ）を接続する液路（１３ａ，１３ｂ；１４ａ，１４ｂ）と、
液路（１３ａ，１３ｂ；１４ａ，１４ｂ）を遮断する遮断弁（１７ａ，１７ｂ）と、
遮断弁（１７ａ，１７ｂ）よりもホイールシリンダ（１６ａ，１６ｂ）側の液路（１４ａ，１４ｂ）に接続され、ドライバーのブレーキ操作に応じた電気信号により作動するアクチュエータ（２０ａ，２０ｂ）でブレーキ液圧を発生するブレーキ液圧発生手段（１８ａ，１８ｂ）と、
マスタシリンダ（１０）に接続されてドライバーのブレーキ操作に所定の反力を付与するストロークシミュレータ（３１ａ，３１ｂ）と、
を備え、
前記マスタシリンダ（１０）は、ドライバーのブレーキ操作により前進するピストン（４１ａ，４１ｂ）と、その前面に形成された液圧発生室（４８ａ，４８ｂ）を備えており、ピストン（４１ａ，４１ｂ）の前進に伴って液圧発生室（４８ａ，４８ｂ）とストロークシミュレータ（３１ａ，３１ｂ）との連通が遮断されることを特徴とするブレーキ装置。
【請求項２】
マスタシリンダ（１０）のピストン（４１ａ，４１ｂ）は前部シール部材（４４ａ，４４ｂ）と後部シール部材（４６ａ，４６ｂ）とを備えており、ピストン（４１ａ，４１ｂ）の前進により前部シール部材（４４ａ，４４ｂ）が液圧発生室（４８ａ，４８ｂ）とストロークシミュレータ（３１ａ，３１ｂ）との連通を遮断した後に、後部シール部材（４６ａ，４６ｂ）がストロークシミュレータ（３１ａ，３１ｂ）とマスタシリンダ（１０）のリザーバ（４９）との連通を遮断することを特徴とする、請求項１に記載のブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正常時にアクチュエータで駆動されるブレーキ液圧発生手段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、アクチュエータが作動不能になる異常時にドライバーのブレーキ操作によりマス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ブレーキ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブレーキ液圧を発生するポンプが作動可能な正常時には、ドライバーがブレーキペダルを踏むことで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の連通を閉弁した多位置弁で遮断した状態で、ポンプ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、またポンプが作動不能になる異常時には、多位置弁を開弁してマス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、いわゆるブレーキ・バイ・ワイヤ式のブレーキ装置において、多位置弁が閉弁する正常時にもブレーキペダルを通常どおりストロークさせてドライバーの違和感を防止すべく、マスタシリンダおよび多位置弁間にブレーキ液圧を吸収する反力付与手段としてのストロークシミュレータを設けたものが、下記特許文献１により公知である。
【特許文献１】特開昭５８−３９５５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、異常時にドライバーのブレーキ操作によりマス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とき、マスタシリンダが発生したブレーキ液圧の一部がストロークシミュレータによって吸収されてしまうため、同じ制動力を発生させるのに必要なブレーキペダルのストロークが大きくなってドライバーに違和感を与える問題がある。これを解消するために、上記従来のものは、正常時にストロークシミュレータをマスタシリンダに連通させ、異常時に前記連通を遮断してストロークシミュレータを無効化する電磁弁を設けているが、その電磁弁によってブレーキ系の構造が複雑化する問題があった。
【０００４】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、ブレーキ・バイ・ワイヤ式のブレーキ装置において、異常時にストロークシミュレータが不必要な機能を発揮するのを簡単な構造で回避することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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、ドライバーのブレーキ操作によりブレーキ液圧を発生するマスタシリンダと、ブレーキ液圧で作動して車輪を制動するホイールシリンダと、マスタシリンダおよびホイールシリンダを接続する液路と、液路を遮断する遮断弁と、遮断弁よりもホイールシリンダ側の液路に接続され、ドライバーのブレーキ操作に応じた電気信号により作動するアクチュエータでブレーキ液圧を発生するブレーキ液圧発生手段と、マスタシリンダに接続されてドライバーのブレーキ操作に所定の反力を付与するストロークシミュレータとを備え、前記マスタシリンダは、ドライバーのブレーキ操作により前進するピストンと、その前面に形成された液圧発生室を備えており、ピストンの前進に伴って液圧発生室とストロークシミュレータとの連通が遮断されることを特徴とするブレーキ装置が提案される。
【０００６】
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、マスタシリンダのピストンは前部シール部材と後部シール部材とを備えており、ピストンの前進により前部シール部材が液圧発生室とストロークシミュレータとの連通を遮断した後に、後部シール部材がストロークシミュレータとマスタシリンダのリザーバとの連通を遮断することを特徴とするブレーキ装置が提案される。
【０００７】
尚、実施例の踏力遮断弁１７ａ，１７ｂは本発明の遮断弁に対応し、実施例のブレーキシリンダ１８ａ，１８ｂは本発明のブレーキ液圧発生手段に対応し、実施例のモータ２０ａ，２０ｂは本発明のアクチュエータに対応し、実施例のプライマリカップ４４ａ，４４ｂは本発明の前部シール部材に対応し、実施例の還流防止カップ４６ａ，４６ｂは本発明の後部シール部材に対応する。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１の構成によれば、アクチュエータの正常時には遮断弁が閉弁してマスタシリンダとホイールシリンダとを連通する液路を遮断するので、ドライバーのブレーキ操作に応じた電気信号によりアクチュエータを作動させ、アクチュエータで駆動されるブレーキ液圧発生手段が発生するブレーキ液圧をホイールシリンダに供給して車輪を制動することができる。このときマスタシリンダの液圧発生室から圧送されるブレーキ液をストロークシミュレータが吸収することで、ドライバーのブレーキ操作に所定の反力を付与して違和感の発生を防止することができる。
【０００９】
またアクチュエータの異常時には遮断弁が開弁してマスタシリンダとホイールシリンダとを連通する液路を開放するので、ドライバーのブレーキ操作により作動するマスタシリンダが発生するブレーキ液圧をホイールシリンダに供給して車輪を支障なく制動することができる。このとき、ドライバーのブレーキ操作によりピストンが前進すると液圧発生室とストロークシミュレータとの連通が遮断されるので、液圧発生室から圧送されるブレーキ液をストロークシミュレータに逃がすことなくホイールシリンダに供給し、ドライバーのブレーキ操作に違和感が発生するのを防止することができる。
【００１０】
このようにマスタシリンダとストロークシミュレータとの間に特別の電磁弁等を設けることなく、異常時にストロークシミュレータを無効化することができるので、ブレーキ系の構造が複雑化するのを回避することができる。
【００１１】
請求項２の構成によれば、異常時にマスタシリンダのピストンが前進して前部シール部材が液圧発生室とストロークシミュレータとの連通を遮断しても、後部シール部材がストロークシミュレータとマスタシリンダのリザーバとの連通を遮断するので、ストロークシミュレータに蓄圧されたブレーキ液がリザーバに還流するのを阻止してストロークシミュレータを蓄圧状態に維持することができる。これにより、マスタシリンダのピストンが後退して前部シール部材がホイールシリンダとストロークシミュレータとを連通しても、ホイールシリンダからストロークシミュレータにブレーキ液が流出するのを阻止し、その流出分だけマスタシリンダのピストンが勝手に前進してドライバーに違和感を与えるのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１３】
図１〜図４は本発明の一実施例を示すもので、図１は車両用ブレーキ装置の正常時の液圧系統図、図２は図１に対応する異常時の液圧系統図、図３は図１の３部拡大断面図、図４は図３に対応する異常時の作用説明図である。
【００１４】
図１に示すように、タンデム型のマスタシリンダ１０は、ドライバーがブレーキペダル１２を踏む踏力に応じたブレーキ液圧を出力する第１、第２前部出力ポート１１ａ，１１ｂを備えており、第１前部出力ポート１１ａは第１液路１３ａ，１４ａを介して左車輪のブレーキキャリパ１５ａのホイールシリンダ１６ａに接続され、第２前部出力ポート１１ｂは第２液路１３ｂ，１４ｂを介して右車輪のブレーキキャリパ１５ｂのホイールシリンダ１６ｂに接続される。
【００１５】
第１前部出力ポート１１ａに連なる上流側の第１液路１３ａとホイールシリンダ１６ａに連なる下流側の第１液路１４ａとの間に常開型電磁弁である踏力遮断弁１７ａが配置され、その踏力遮断弁１７ａとホイールシリンダ１６ａとの間にブレーキシリンダ１８ａが配置される。ブレーキシリンダ１８ａに摺動自在に嵌合するピストン１９ａはモータ２０ａにより減速機構２１ａを介して駆動されるもので、ピストン１９ａの前面に形成された液室２２ａにブレーキ液圧を発生させることができる。
【００１６】
第２前部出力ポート１１ｂに連なる上流側の第２液路１３ｂとホイールシリンダ１６ｂに連なる下流側の第２液路１４ｂとの間に常開型電磁弁である踏力遮断弁１７ｂが配置され、その踏力遮断弁１７ｂとホイールシリンダ１６ｂとの間にブレーキシリンダ１８ｂが配置される。ブレーキシリンダ１８ｂに摺動自在に嵌合するピストン１９ｂはモータ２０ｂにより減速機構２１ｂを介して駆動されるもので、ピストン１９ｂの前面に形成された液室２２ｂにブレーキ液圧を発生させることができる。
【００１７】
マスタシリンダ１０の第１後部出力ポート３０ａに接続されたストロークシミュレータ３１ａは、シリンダ３２にスプリング３３で付勢されたピストン３４を摺動自在に嵌合させたもので、ピストン３４の反スプリング３３側に形成された液室３５が第１後部出力ポート３０ａに連通する。同様に、マスタシリンダ１０の第２後部出力ポート３０ｂに接続されたストロークシミュレータ３１ｂは、シリンダ３２にスプリング３３で付勢されたピストン３４を摺動自在に嵌合させたもので、ピストン３４の反スプリング３３側に形成された液室３５が第２後部出力ポート３０ｂに連通する。
【００１８】
踏力遮断弁１７ａ，１７ｂおよびモータ２０ａ，２０ｂの作動を制御する電子制御ユニットＵには、ブレーキペダル１２の操作を検出するブレーキペダルスイッチ２６と、上流側の第１、第２液路１３ａ，１３ｂの液圧をそれぞれ検出する液圧センサ２７ａ，２７ｂと、下流側の第１、第２液路１４ａ，１４ｂの液圧をそれぞれ検出する液圧センサ２８ａ，２８ｂとが接続される。
【００１９】
図３から明らかなように、タンデム型のマスタシリンダ１０は円筒状のシリンダボディ４０に摺動自在に嵌合する第１ピストン４１ａおよび第２ピストン４１ｂを備えており、第１ピストン４１ａの前端とシリンダボディ４０の前端との間に第１リターンスプリング４２ａが配置され、第１ピストン４１ａの後端と第２ピストン４１ｂの前端との間に第２リターンスプリング４２ｂが配置され、第２ピストン４１ｂの後端にブレーキペダル１２に連なるプッシュロッド４３の前端が当接する。
【００２０】
第１、第２ピストン４１ａ，４１ｂの前部および後部にそれぞれプライマリカップ４４ａ，４４ｂおよびセカンダリカップ４５ａ，４５ｂが装着され、プライマリカップ４４ａ，４４ｂの後部に隣接して還流防止カップ４６ａ，４６ｂが装着され、更に第１ピストン４１ａの後端にプレッシャカップ４７が装着される。
【００２１】
プライマリカップ４４ａ，４４ｂの前方に区画された液圧発生室４８ａ，４８ｂに前記第１、第２後部出力ポート３０ａ，３０ｂが開口し、その更に前方に前記第１、第２前部出力ポート１１ａ，１１ｂが開口する。シリンダボディ４０の上部にブレーキ液を貯留するリザーバ４９が設けられており、プライマリカップ４４ａ，４４ｂの前側がリリーフポート５０ａ，５０ｂを介してリザーバ４９に連通し、プライマリカップ４４ａ，４４ｂの後側がサプライポート５１ａ，５１ｂを介してリザーバ４９に連通する。
【００２２】
次に、上記構成を備えた本発明の実施例の作用を説明する。
【００２３】
図１に示す正常時には、電子制御ユニットＵからの指令で踏力遮断弁１７ａ，１７ｂのソレノイドが励磁され、踏力遮断弁１７ａ，１７ｂが閉弁して上流側の第１、第２液路１３ａ，１３ｂと下流側の第１、第２液路１４ａ，１４ｂとの連通を遮断する。
【００２４】
この状態でドライバーがブレーキペダル１２を踏み込むと、プッシュロッド４３に押された第２ピストン４１ｂが第２リターンスプリング４２ａを圧縮しながら前進し、そのプライマリカップ４４ｂが直ちにリリーフポート５０ｂを通過することで液圧発生室４８ｂにブレーキ液圧が発生する。液圧発生室４８ｂにブレーキ液圧が発生すると、そのブレーキ液圧によって第１ピストン４１ａが第１リターンスプリング４２ａを圧縮しながら前進し、そのプライマリカップ４４ａが直ちにリリーフポート５０ａを通過することで液圧発生室４８ａにブレーキ液圧が発生する。
【００２５】
このようにしてマスタシリンダ１０の液圧発生室４８ａ，４８ｂに発生したブレーキ液圧は、第１、第２前部出力ポート１１ａ，１１ｂから踏力遮断弁１７ａ，１７ｂで閉塞された上流側の第１、第２液路１３ａ，１３ｂに伝達され、その液圧が液圧センサ２７ａ，２７ｂで検出される。電子制御ユニットＵは、液圧センサ２７ａ，２７ｂが検出した液圧に基づき目標制動液圧を下流側の第１、第２液路１４ａ，１４ｂに発生させるべくモータ２０ａ，２０ｂを作動させる。
【００２６】
その結果、モータ２０ａ，２０ｂの駆動力が減速機構２１ａ，２１ｂを介してピストン１９ａ，１９ｂに伝達され、ブレーキシリンダ１８ａ，１８ｂの液室２２ａ，２２ｂに発生したブレーキ液圧が、踏力遮断弁１７ａ，１７ｂで閉塞された下流側の第１、第２液路１４ａ，１４ｂを介してホイールシリンダ１６ａ，１６ｂに伝達され、左右の車輪が制動される。このとき、下流側の第１、第２液路１４ａ，１４ｂの液圧を液圧センサ２８ａ，２８ｂで検出し、その液圧が目標制動液圧に一致するように電子制御ユニットＵはモータ２０ａ，２０ｂの作動をフィードバック制御する。
【００２７】
このように正常時にドライバーがブレーキペダル１２を踏んでマスタシリンダ１０がブレーキ液圧を発生するとき、そのブレーキ液圧が第１、第２後部出力ポート３０ａ，３０ｂからストロークシミュレータ３１ａ，３１ｂの液室３５，３５に伝達され、ピストン３４，３４をスプリング３３，３３の弾発力に抗して移動させることで、ブレーキペダル１２の踏込みに対する反力を発生させることができる。これにより、実際にはモータ２０ａ，２０ｂの駆動力でホイールシリンダ１６ａ，１６ｂを作動させているにも関わらず、ドライバーの踏力でホイールシリンダ１６ａ，１６ｂを作動させているのと同等の操作感を得ることができる。
【００２８】
尚、上述した正常時に、プライマリカップ４４ａ，４４ｂが第１、第２後部出力ポート３０ａ，３０ｂを超えることはなく、液圧発生室４８ａ，４８ｂとストロークシミュレータ３１ａ，３１ｂとの連通が絶たれることはない。
【００２９】
さて、バッテリ外れ等により電源が失陥したような異常時には、図２に示すように踏力遮断弁１７ａ，１７ｂが開弁して上流側の第１、第２液路１３ａ，１３ｂと下流側の第１、第２液路１４ａ，１４ｂとが連通する。その結果、ドライバーがブレーキペダル１２を踏み込んでマスタシリンダ１０の液圧発生室４８ａ，４８ｂが発生したブレーキ液圧が、上流側の第１、第２液路１３ａ，１３ｂ、開弁した踏力遮断弁１７ａ，１７ｂおよび下流側の第１、第２液路１４ａ，１４ｂを介してホイールシリンダ１６ａ，１６ｂに伝達され、左右の車輪が制動される。
【００３０】
この異常時には液圧発生室４８ａ，４８ｂにおいて発生したブレーキ液圧がホイールシリンダ１６ａ，１６ａを作動させるため、上述した正常時に比べて、ホイールシリンダ１６ａ，１６ａに流入するブレーキ液の量だけ第１、第２ピストン４１ａ，４１ｂのストロークが増加し、図４に示すように、第１、第２ピストン４１ａ，４１ｂが前進する過程でプライマリカップ４４ａ，４４ｂが第１、第２後部出力ポート３０ａ，３０ｂを通り越し、液圧発生室４８ａ，４８ｂとストロークシミュレータ３１ａ，３１ｂとの連通が遮断される。
【００３１】
従って、前記連通を遮断された後に液圧発生室４８ａ，４８ｂから圧送されるブレーキ液は、ストロークシミュレータ３１ａ，３１ｂに供給されることなく全量がホイールシリンダ１６ａ，１６ａに供給されることになり、異常時におけるブレーキペダル１２のストロークの増加を最小限に抑えてドライバーの違和感を解消することができる。しかも、特別の電磁弁を設けて液圧発生室４８ａ，４８ｂとストロークシミュレータ３１ａ，３１ｂとの連通を遮断する必要がないため、構造を簡素化してコストダウンに寄与するとともに電力消費量を節減することができる。
【００３２】
しかして、電源が失陥して踏力遮断弁１７ａ，１７ｂおよびモータ２０ａ，２０ｂが作動不能になっても、ドライバーがブレーキペダル１２を踏んでマスタシリンダ１０が発生したブレーキ液圧でホイールシリンダ１６ａ，１６ｂを支障なく作動させることができ、その際にストロークシミュレータ３１ａ，３１ｂを無効化してドライバーの違和感を解消することができる。
【００３３】
ところで、仮に第１、第２ピストン４１ａ，４１ｂに還流防止カップ４６ａ，４６ｂが設けられていないとすると、上述した異常時に第１、第２ピストン４１ａ，４１ｂが前進してプライマリカップ４４ａ，４４ｂが第１、第２後部出力ポート３０ａ，３０ｂを通り越すと、それまでに蓄圧されていたストロークシミュレータ３１ａ，３１ｂ内のブレーキ液が、第１、第２後部出力ポート３０ａ，３０ｂを介してプライマリカップ４４ａ，４４ｂの背部に還流し、そこから更にリリーフポート５０ａ，５０ｂを介してマスタシリンダ１０のリザーバ４９に還流するため、ストロークシミュレータ３１ａ，３１ｂの液室３５，３５は大気圧に復帰する。
【００３４】
続いて第１、第２ピストン４１ａ，４１ｂが後退してプライマリカップ４４ａ，４４ｂが第１、第２後部出力ポート３０ａ，３０ｂおよびリリーフポート５０ａ，５０ｂの中間位置に来ると、加圧されたホイールシリンダ１６ａ，１６ａから大気圧のストロークシミュレータ３１ａ，３１ｂにブレーキ液が逆流するため、これを繰り返すとプライマリカップ４４ａ，４４ｂの前方のブレーキ液の液量が次第に減少してしまい、同じ制動力を発生させるためのブレーキペダル１２のストロークが次第に増加してしまう不具合がある。
【００３５】
しかしながら本実施例では、図４に示すように、異常時に第１、第２ピストン４１ａ，４１ｂが前進する過程でプライマリカップ４４ａ，４４ｂが第１、第２後部出力ポート３０ａ，３０ｂを通り越しても、還流防止カップ４６ａ，４６ｂが第１、第２後部出力ポート３０ａ，３０ｂとリリーフポート５０ａ，５０ｂとの連通を遮断するため、ストロークシミュレータ３１ａ，３１ｂに蓄圧されたブレーキ液がリザーバ４９に還流するのを防止し、ストロークシミュレータ３１ａ，３１ｂを蓄圧状態に維持することができる。
【００３６】
その結果、第１、第２ピストン４１ａ，４１ｂが後退してプライマリカップ４４ａ，４４ｂが第１、第２後部出力ポート３０ａ，３０ｂおよびリリーフポート５０ａ，５０ｂの中間位置に来ても、ストロークシミュレータ３１ａ，３１ｂが蓄圧状態にあるためにホイールシリンダ１６ａ，１６ａからブレーキ液が逆流するのを阻止し、プライマリカップ４４ａ，４４ｂの前方のブレーキ液の液量が減少してブレーキペダル１２のストロークが増加するのを防止することができる。
【００３７】
以上、本発明の実施例を説明したが、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。
【００３８】
例えば、実施例ではブレーキ液圧発生手段としてブレーキシリンダ１８ａ，１８ｂを採用しているが、アクチュエータで駆動される液圧ポンプを採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】車両用ブレーキ装置の正常時の液圧系統図
【図２】図１に対応する異常時の液圧系統図
【図３】図１の３部拡大断面図
【図４】図３に対応する異常時の作用説明図
【符号の説明】
【００４０】
１０              マスタシリンダ
１３ａ，１３ｂ    液路
１４ａ，１４ｂ    液路
１６ａ，１６ｂ    ホイールシリンダ
１７ａ，１７ｂ    踏力遮断弁（遮断弁）
１８ａ，１８ｂ    ブレーキシリンダ（ブレーキ液圧発生手段）
２０ａ，２０ｂ    モータ（アクチュエータ）
３１ａ，３１ｂ    ストロークシミュレータ
４１ａ，４１ｂ    ピストン
４４ａ，４４ｂ    プライマリカップ（前部シール部材）
４６ａ，４６ｂ    還流防止カップ（後部シール部材）
４８ａ，４８ｂ    液圧発生室
４９              リザーバ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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