(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が閉弁して大気遮断弁３８ａ，３８ｂが開弁し、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が開弁して大気遮断弁３８ａ，３８ｂが閉弁し、マスタシリンダ１０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、ストロークシミュレータ３１ａ，３１ｂは閉弁した大気遮断弁３８ａ，３８ｂによりリザーバ２５との連通を絶たれて機能しないため、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、  マスタシリンダ（１０）にブレーキ液を供給するリザーバ（２５）と、
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）あるいはブレーキ液圧発生手段（１８ａ，１８ｂ）が発生した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、
ブレーキ液圧発生手段（１８ａ，１８ｂ）およびリザーバ（２５）間を連通あるいは遮断する大気遮断弁（３８ａ，３８ｂ）と、
ドライバーのブレーキ操作に所定の反力を付与する反力付与手段（３１ａ，３１ｂ）と、
を備え、
前記反力付与手段（３１ａ，３１ｂ）は、シリンダ（３２）に摺動自在に嵌合するピストン（３４）の両側に主室（３５）および副室（３６）を有しており、主室（３５）がマスタシリンダ（１０）に連通し、副室（３６）がブレーキ液圧発生手段（１８ａ，１８ｂ）および大気遮断弁（３８ａ，３８ｂ）の間に連通し、前記大気遮断弁（３８ａ，３８ｂ）はアクチュエータ（２０ａ，２０ｂ）の正常時に開弁して異常時に閉弁することを特徴とするブレーキ装置。
【請求項２】
前記異常時にマスタシリンダ（１０）およびホイールシリンダ（１６ａ，１６ｂ）間を連通する踏力遮断弁（１７ａ，１７ｂ）を備えたことを特徴とする、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、異常時に反力付与手段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、マスタシリンダにブレーキ液を供給するリザーバと、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、マスタシリンダあるいはブレーキ液圧発生手段が発生した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、ブレーキ液圧発生手段およびリザーバ間を連通あるいは遮断する大気遮断弁と、ドライバーのブレーキ操作に所定の反力を付与する反力付与手段とを備え、前記反力付与手段は、シリンダに摺動自在に嵌合するピストンの両側に主室および副室を有しており、主室がマスタシリンダに連通し、副室がブレーキ液圧発生手段および大気遮断弁の間に連通し、前記大気遮断弁はアクチュエータの正常時に開弁して異常時に閉弁す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、前記異常時にマスタシリンダおよびホイールシリンダ間を連通する踏力遮断弁を備えた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、実施例のストロークシミュレータ３１ａ，３１ｂは本発明の反力付与手段に対応する。
【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ドライバーのブレーキ操作に応じた電気信号により該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。このとき大気遮断弁が開弁してブレーキ液圧発生手段およびリザーバ間が連通しているため、反力付与手段の副室をリザーバに連通してドライバーのブレーキ操作に所定の反力を付与することができ、しかもリザーバから大気遮断弁を通してブレーキ液圧発生手段に摩耗追従分のブレーキ液を空気を混入させることなく補給することができる。
【０００９】
またアクチュエータの異常時には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反力付与手段を介して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。このとき大気遮断弁が閉弁してブレーキ液圧発生手段およびリザーバ間が遮断しているため、反力付与手段の副室がリザーバに連通しないようにして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。このように大気遮断弁を設けるだけで異常時に反力付与手段を無効化することができるので、反力付与手段を無効化する特別の手段が不要になって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。
【００１０】
請求項２の構成によれば、異常時に踏力遮断弁でマスタシリンダおよびホイールシリンダ間を連通するので、異常時にマスタシリンダから反力付与手段を経てホイールシリンダに伝達されるブレーキ液圧が故障したブレーキ液圧発生手段において遮断されても、マスタシリンダのブレーキ液圧を開弁した踏力遮断弁を介してホイールシリンダに支障なく伝達することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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。
【００１２】
図１および図２は本発明の第１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である。
【００１３】
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出力ポート１１ａ，１１ｂを備えており、第１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。
【００１４】
第１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。
【００１５】
第２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。
【００１６】
第１液路１３ａとブレーキシリンダ１８ａの液室２２ａとの間に配置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側に形成された主室３５が第１液路１３ａに連通し、ピストン３４のスプリング３３側に形成された副室３６がブレーキシリンダ１８ａの液室２２ａにオリフィス３７ａを介して連通する。同様に、第１液路１３ｂとブレーキシリンダ１８ｂの液室２２ｂとの間に配置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側に形成された主室３５が第１液路１３ｂに連通し、ピストン３４のスプリング３３側に形成された副室３６がブレーキシリンダ１８ｂの液室２２ｂにオリフィス３７ｂを介して連通する。
【００１７】
両ブレーキシリンダ１８ａ，１８ｂの液室２２ａ，２２ｂはそれぞれ連通路２４ａ，２４ｂを介してマスタシリンダ１０のリザーバ２５に連通しており、それらの連通路２４ａ，２４ｂにそれぞれ常閉型電磁弁である大気遮断弁３８ａ，３８ｂが配置される。
【００１８】
踏力遮断弁１７ａ，１７ｂ、モータ２０ａ，２０ｂおよび大気遮断弁３８ａ，３８ｂ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】
次に、上記構成を備えた本発明の第１実施例の作用を説明する。
【００２０】
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および大気遮断弁３８ａ，３８ｂ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とともに、大気遮断弁３８ａ，３８ｂが開弁してストロークシミュレータ３１ａ，３１ｂの副室３６，３６とリザーバ２５とを連通する。この状態で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がブレーキ液圧を発生すると、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の液圧を液圧センサ２７ａ，２７ｂが検出する。電子制御ユニットＵは、液圧センサ２７ａ，２７ｂが検出した液圧と同じ液圧を下流側の第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。
【００２１】
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、その液圧が上流側の第１、第２液路１３ａ，１３ｂの液圧センサ２７ａ，２７ｂで検出した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。
【００２２】
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、そのブレーキ液圧はストロークシミュレータ３１ａ，３１ｂの主室３５，３５に伝達されてピストン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。
【００２３】
ストロークシミュレータ３１ａ，３１ｂのピストン３４，３４がスプリング３３，３３の弾発力に抗して移動すると、容積が減少する副室３６，３６から押し出されたブレーキ液はオリフィス３７ａ，３７ｂおよび開弁した大気遮断弁３８ａ，３８ｂを経てリザーバ２５に戻されるため、ストロークシミュレータ３１ａ，３１ｂは支障なく作動することができる。尚、ブレーキシリンダ１８ａ，１８ｂのピストン１９ａ，１９ａがモータ２０ａ，２０ｂによって僅かに前進すると、液室２２ａ，２２ｂと連通路２４ａ，２４ｂとの連通が絶たれるため、ブレーキシリンダ１８ａ，１８ｂが発生したブレーキ液圧が連通路２４ａ，２４ｂを介してリザーバ２５に逃げる虞はない。
【００２４】
ところで、上述して正常時には、電源の失陥のような異常状態が発生しない限り踏力遮断弁１７ａ，１７ｂは閉弁状態に保持されるため、踏力遮断弁１７ａ，１７ｂよりも下流側の液圧回路は密閉状態になり、マスタシリンダ１０のリザーバ２５との連通が遮断される。そのため、従来はブレーキキャリパ１５ａ，１５ｂの摩擦パッドが摩耗して前記液圧回路の容積が増加しても、その分のブレーキ液をリザーバ２５から補給することができず、しかもホイールシリンダ１６ａ，１６ｂの引きずりを低減することができないという問題が発生していた。
【００２５】
しかしながら本実施例では、ブレーキシリンダ１８ａ，１８ｂのピストン１９ａ，１９ｂが後退すると、液室２２ａ，２２ｂが連通路２４ａ，２４ｂを介してリザーバ２５に連通するため、ブレーキキャリパ１５ａ，１５ｂの摩擦パッドの摩耗により不足するブレーキ液をリザーバ２５から補給するとともに、制動力の解放時におけるホイールシリンダ１６ａ，１６ｂの引きずりを低減することができる。
【００２６】
またストロークシミュレータ３１ａ，３１ｂとブレーキシリンダ１８ａ，１８ｂとの間にオリフィス３７ａ，３７ｂを設けたので、ＡＢＳ（アンチロック・ブレーキ・システム）を作動させるべく、ブレーキシリンダ１８ａ，１８ｂのピストン１９ａ，１９ｂをモータ２０ａ，２０ｂで細かく往復動させたとき、液室２２ａ，２２ｂのブレーキ液圧がストロークシミュレータ３１ａ，３１ｂの副室３６，３６に直接作用するのをオリフィス３７ａ，３７ｂによって抑制し、ストロークシミュレータ３１ａ，３１ｂからマスタシリンダ１０を介してブレーキペダル１２に伝達されるキックバックを低減することができる。
【００２７】
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とが連通し、また大気遮断弁３８ａ，３８ｂが閉弁してストロークシミュレータ３１ａ，３１ｂとリザーバ２５との連通を遮断する。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が発生したブレーキ液圧は、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。
【００２８】
このとき、大気遮断弁３８ａ，３８ｂの閉弁によりストロークシミュレータ３１ａ，３１ｂとリザーバ２５との連通が遮断されるため、副室３６，３６が密閉されてピストン３４，３４がロックされ、ストロークシミュレータ３１ａ，３１ｂは機能を停止する。その結果、ブレーキペダル１２のストロークが不必要に増加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、しかもマスタシリンダ１０が発生したブレーキ液圧はストロークシミュレータ３１ａ，３１ｂに吸収されることなくホイールシリンダ１６ａ，１６ｂに伝達され、高い応答性で制動力を発生させることができる。
【００２９】
また大気遮断弁３８ａ，３８ｂが閉弁すると、マスタシリンダ１０からのブレーキ液圧によりストロークシミュレータ３１ａ，３１ｂの副室３６，３６に背圧が発生するが、オリフィス３７ａ，３７ｂの作用で前記背圧が閉弁した大気遮断弁３８ａ，３８ｂに急激に加わるのを防止することができる。
【００３０】
しかして、電源が失陥して踏力遮断弁１７ａ，１７ｂ、モータ２０ａ，２０ｂおよび大気遮断弁３８ａ，３８ｂ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、制動力を確保することができる。そして連通路２４ａ，２４ｂに大気遮断弁３８ａ，３８ｂを設けるだけの簡単な構造で、異常時にストロークシミュレータ３１ａ，３１ｂが不必要な機能を発揮するのを確実に回避することができる。
【００３１】
図３および図４は本発明の第２実施例を示すもので、図３は車両用ブレーキ装置の正常時の液圧系統図、図４は図３に対応する異常時の液圧系統図である。
【００３２】
第２実施例は踏力遮断弁１７ａ，１７ｂを備えずに上流側の第１、第２液路１３ａ，１３ｂと下流側の第１、第２液路１４ａ，１４ｂとが分離している点と、オリフィス３７ａ，３７ｂを備えていない点とで第１実施例と異なっており、その他の構成は第１実施例と同じである。
【００３３】
踏力遮断弁１７ａ，１７ｂを廃止して上流側の第１、第２液路１３ａ，１３ｂと下流側の第１、第２液路１４ａ，１４ｂとを分離しても、本来正常時には踏力遮断弁１７ａ，１７ｂが閉弁するものであるため、第１実施例と同じ状態になって問題はない。また異常時にはマスタシリンダ１０が発生したブレーキ液圧がストロークシミュレータ３１ａ，３１ｂの主室３５，３５に伝達されてピストン３４，３４をスプリング３３，３３の弾発力に抗して移動させ、その結果副室３６，３６に発生した同じ大きさのブレーキ液圧がブレーキシリンダ１８ａ，１８ｂの液室２２ａ，２２ｂを経てホイールシリンダ１６ａ，１６ａに伝達される。このとき、オリフィス３７ａ，３７ｂが存在するとホイールシリンダ１６ａ，１６ａが作動する応答性が低下するが、オリフィス３７ａ，３７ｂを廃止したことにより上記応答性の低下を防止することができる。
【００３４】
尚、異常時にブレーキシリンダ１８ａ，１８ａのピストン１９ａ，１９ｂが前進した位置で停止してしまうと、ストロークシミュレータ３１ａ，３１ｂとホイールシリンダ１６ａ，１６ｂとの連通が前記ピストン１９ａ，１９ｂにより遮断されるため、ピストン１９ａ，１９ｂが後退した後でないとホイールシリンダ１６ａ，１６ｂを作動させられなくなる。このような場合に、上述した第１実施例によれば、踏力遮断弁１７ａ，１７ｂを開弁することで対応することができる。
【００３５】
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。
【００３６】
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】
【００３７】
【図１】第１実施例に係る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】第２実施例に係る車両用ブレーキ装置の正常時の液圧系統図
【図４】図３に対応する異常時の液圧系統図
【符号の説明】
【００３８】
１０              マスタシリンダ
１６ａ，１６ｂ    ホイールシリンダ
１７ａ，１７ｂ    踏力遮断弁
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）
２５              リザーバ
３１ａ，３１ｂ    ストロークシミュレータ（反力付与手段）
３２              シリンダ
３４              ピストン
３５              主室
３６              副室
３８ａ            大気遮断弁
３８ｂ            大気遮断弁
【図１】
2006062525.tif 000003
【図２】
2006062525.tif 000004
【図３】
2006062525.tif 000005
【図４】
2006062525.tif 000006