(57)【要約】【課題】回生協調制御が可能な液圧ブレーキ装置の信頼性を向上させ、無駄な電力の消費も無くす。【解決手段】液圧発生装置１２から供給される液圧を調圧弁１６でブレーキ操作力に応じた値に調圧して出力し、補助液圧室１９に供給された液圧でマスタシリンダ１８を作動させ、マスタシリンダと調圧弁の出力液圧をホイールシリンダ２２〜２５に供給して車両の車輪に制動力を付与する車両用ブレーキ装置において、補助液圧室１９の液圧を調圧弁１６の出力液圧値以上の任意の液圧値に増圧調整する液圧調整装置（電磁比例弁２６、２７）を備えさせ、回生協調制御時には調圧弁の出力液圧をそのまま補助液圧室１９に流し、非回生協調制御時には調圧弁の出力液圧を回生制動力に見合う分だけ増圧して補助液圧室１９に流すようにした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の液圧を発生して出力する液圧発生装置と、この液圧発生装置から供給される液圧をブレーキ操作力に応じた値に調圧して出力する調圧弁と、この調圧弁から補助液圧室に供給された液圧で作動して補助液圧室の液圧に応じた液圧を発生させるマスタシリンダと、このマスタシリンダからの出力液圧で作動して車両の車輪に制動力を付与するホイールシリンダとを備える車両用ブレーキ装置において、前記補助液圧室の液圧を前記調圧弁の出力液圧値以上の任意の液圧値に増圧調整する液圧調整装置を備えさせたことを特徴とする車両用ブレーキ装置。
【請求項２】
前記液圧調整装置を、前記補助液圧室と調圧弁の出力側との間を結ぶ液圧路に介在するノーマルオープンの差圧制御弁と、前記補助液圧室と液圧発生装置との間を結ぶ液圧路に介在するノーマルクローズの増圧制御弁とで構成した請求項１に記載の車両用ブレーキ装置。
【請求項３】
前記調圧弁の出力特性を、目標とするブレーキ操作力−車両減速度の関係よりも小さく設定した請求項１に記載の車両用ブレーキ装置。
【請求項４】
前記調圧弁の出力特性を、ブレーキ操作力が小さな領域では昇圧の勾配が小さく、ブレーキ操作力が大きな領域では昇圧の勾配が大きくなるように設定した請求項１に記載の車両用ブレーキ装置。
【請求項５】
目標とするブレーキ操作力−車両減速度の関係と前記調圧弁の出力特性との差の最大値を、その最大の差による制動力が実行可能な回生制動で得られる回生制動力の最大値とほぼ同等となるように設定した請求項４に記載の車両用ブレーキ装置。
【請求項６】
回生制動力が不足する分の制動力のみを前記差圧制御弁と増圧制御弁を用いて生じさせて目標とするブレーキ操作力−車両減速度の関係を達成するようにした請求項４に記載の車両用ブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、回生協調制御が可能な車両用ブレーキ装置、特に、信頼性が高く、かつ安価な車両用ブレーキ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回生協調制御が可能な車両用ブレーキ装置として、例えば、下記の特許文献１に示されるものがある。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２６４７９５号公報
【０００４】
この特許文献１が開示しているブレーキ装置のひとつを図４に示す。
【０００５】
このブレーキ装置１０は、ブレーキペダル１１、動力駆動のポンプで所定の液圧を発生させて出力する液圧発生装置１２、ブレーキ装置を制御する電気的制御装置１３、リザーバ１４、シリンダ１５、調圧弁１６、液圧路１７、２０、２１、マスタシリンダ１８、調圧弁１６の出力液圧を導入する補助液圧室１９、車両の車輪に制動力を付与するホイールシリンダ２２〜２５、電磁比例弁２６、２７、圧力センサ２８、２９、電磁開閉弁３０、３１及び逆止弁３２、３３を備えている。
【０００６】
このブレーキ装置１０は、液圧発生装置１２から供給される液圧Ｐ１を調圧弁１６でブレーキペダル１１に加えられるブレーキ操作力に応じた値Ｐ２に調圧し、調圧後の液圧を補助液圧室１９に導入する。そして、その導入液圧でマスタシリンダ１８を作動させてマスタシリンダ液圧室１８ｅ、１８ｉに補助液圧室１９の液圧に応じた液圧Ｐ４を発生させ、マスタシリンダ１８から出力される液圧Ｐ４をホイールシリンダ２２〜２５に供給してブレーキ操作力に応じた制動力を発生させる。
【０００７】
また、回生協調制動を行うときには、電気的制御装置１３から電磁比例弁２６、２７に指令を出して補助液圧室１９の液圧をＰ２からＰ３に低下させる。このように、補助液圧室１９の液圧を調圧弁１６の出力液圧値以下の任意の値に下げられるようにすると、回生協調制動時に液圧で発生させる制動力を回生制動力に見合う分だけ低下させて回生制動力をフルに車両制動に生かすことができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した特許文献１のブレーキ装置は、圧力センサ２８からの情報に基づいて電磁比例弁２６、２７を作動させ、補助液圧室１９の液圧を調圧弁１６の出力液圧値以下の任意の値に調圧する。従って、その調圧中に圧力センサ２８や電磁比例弁２６、２７が故障した場合、補助液圧室１９の液圧が０気圧まで減圧できる状況が生じて車両の制動力が０になる事態が起こりうる。
【０００９】
この発明は、かかる懸念をなくして回生制動に利用するブレーキ装置の信頼性を向上させることを課題としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明においては、所定の液圧を発生して出力する液圧発生装置と、この液圧発生装置から供給される液圧をブレーキ操作力に応じた値に調圧して出力する調圧弁と、この調圧弁から補助液圧室に供給された液圧で作動して補助液圧室の液圧に応じた液圧を発生させるマスタシリンダと、このマスタシリンダからの出力液圧で作動して車両の車輪に制動力を付与するホイールシリンダとを備える車両用ブレーキ装置において、前記補助液圧室の液圧を前記調圧弁の出力液圧値以上の任意の液圧値に増圧調整する液圧調整装置を備えさせた。
【００１１】
前記液圧調整装置は、補助液圧室と調圧弁の出力側との間を結ぶ液圧路に介在するノーマルオープンの差圧制御弁と、補助液圧室と液圧発生装置との間を結ぶ液圧路に介在するノーマルクローズの増圧制御弁とで構成したものが好ましい。差圧制御弁と増圧制御弁は、既述の特許文献１が開示しているような電磁比例弁を使用できる。
【００１２】
また、調圧弁の出力特性は、目標とするブレーキ操作力−車両減速度の関係よりも小に設定するのがよく、その出力特性を、ブレーキ操作力が小さな領域では昇圧の勾配が小さく、ブレーキ操作力が大きな領域では昇圧の勾配が大きくなるように設定するとより好ましいものになる。
【００１３】
目標とするブレーキ操作力−車両減速度の関係と前記調圧弁の出力特性との差の最大値を、その最大の差による制動力が実行可能な回生制動で得られる回生制動力の最大値とほぼ同等となるように設定したり、回生制動力が不足する分の制動力のみを前記差圧制御弁と増圧制御弁を用いて生じさせて目標とするブレーキ操作力−車両減速度の関係を達成するようにしておくのも好ましい。
【００１４】
【作用】
回生協調制動時には、液圧ブレーキ装置で発生させた制動力に回生制動力を加えた制動力を車両に働かせて所要の減速度を発生させる。このとき液圧調整装置には何の指令も与えず、液圧調整装置の初期状態（無作動状態）を保つ。
【００１５】
一方、非回生協調制動時は、液圧調整装置を作動させてその液圧調整装置で調圧弁の出力液圧に応じた液圧（回生制動力に見合う分の増圧がなされた液圧）を作り出し、これを補助液圧室に導入してマスタシリンダを作動させる。
【００１６】
これにより、回生協調制動時には液圧調整装置を作動させずに、つまり無駄な電力を消費せずに回生電力を貯えることができる。
【００１７】
また、圧力センサや液圧調整装置が故障しても少なくとも調圧弁からの出力液圧は車両の減速用として保証されるため、フェールセーフ用のセンサ等が不要になり、ブレーキ装置の低価格化も実現できる。
【００１８】
なお、液圧調整装置を、補助液圧室と調圧弁の出力側との間を結ぶ液圧路に介在する差圧制御弁と、補助液圧室と液圧発生装置との間を結ぶ液圧路に介在する増圧制御弁とで構成すると、調圧弁に液圧を供給する液圧発生装置を非回生協調制動時の増圧用液圧源として共用することができ、ブレーキ装置の簡素化とコスト低減の効果がより高まる。
【００１９】
また、調圧弁の出力特性を目標とするブレーキ操作力−車両減速度の関係よりも小に設定することにより回生協調制御が複雑にならず、また、その出力特性をブレーキ操作力が小さな領域では昇圧の勾配が小さく、ブレーキ操作力が大きな領域では昇圧の勾配が大きくなるように設定すると故障時のブレーキの効きが良くなる。
【００２０】
このほか、目標とするブレーキ操作力−車両減速度の関係と前記調圧弁の出力特性との差の最大値を、最大の差による制動力が実行可能な回生制動で得られる回生制動力の最大値とほぼ同等となるように設定したものや、回生制動力が不足する分の制動力のみを前記差圧制御弁と増圧制御弁を用いて生じさせて目標とするブレーキ操作力−車両減速度の関係を達成するようにしたものは、回生制動力を無駄なく利用でき、無駄な液圧も発生させずに済む。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１に、この発明の実施形態を示す。この車両用ブレーキ装置５０は、アキュームレータ１２ａ、圧力センサ１２ｂ、電動機１２ｃで駆動するポンプ１２ｄを備える液圧発生装置１２と、ブレーキ装置を制御する電気的制御装置１３と、ブレーキ液を貯えたリザーバ１４と、調圧弁１６を含む調圧装置４０と、マスタシリンダ１８と、調圧弁１６の出力液圧を導入する補助液圧室１９と、車両の車輪に制動力を付与するホイールシリンダ２２〜２５と、電磁比例弁２６、２７と、圧力センサ２８、２９を備えている。
【００２２】
液圧発生装置１２は、ポンプ１２ｄで所定の液圧Ｐ１を発生させてアキュームレータ１２ａに貯え、さらに、圧力センサ１２ｂの検出信号に基づく電動機１２ｃの駆動制御を行って液圧Ｐ１を所定の上限値と下限値との間に維持し、その液圧Ｐ１を出力して調圧弁１６に供給する。
【００２３】
調圧装置４０は、液圧発生装置１２から供給される液圧をブレーキペダル１１の操作力の応じた値に調圧して出力する調圧弁１６のほかに、先端を補助液圧室１９に臨ませてシリンダ１５内に組み込む補助ピストン４１、補助ピストン４１の内部に設けて前面をシミュレータ室４２ａに臨ませるシミュレータピストン４２ｂ、ブレーキペダル１１から加えられるブレーキ操作力に応じたストロークをシミュレータピストン４２ｂに付与する弾性部材４２ｃ、弾性部材４２ｃを介してシミュレータピストン４２ｂから伝達されるブレーキ操作力を調圧弁１６と補助ピストン４１に分配して伝える分配装置４３を備えている。
【００２４】
なお、シミュレータ室４２ａとシミュレータピストン４２ｂと弾性部材４２ｃは、ストロークシミュレータ４２を構成している。
【００２５】
分配装置４３は、カップ状部材４３ａ内に配置するゴム部材４３ｂと、一端を補助ピストン４１に当接させ、他端側を前記カップ状部材４３ａの内側に挿入する筒状部材４３ｃと、その筒状部材の内側に挿入してゴム部材４３ｂと調圧弁１６との間に介在する伝達部材４３ｄ及び鋼球４３ｅとを設け、さらに、ゴム部材４３ｂと筒状部材４３ｃの端部に取り付けたゴム部材保護用樹脂製環状板４３ｆとの間に隙間ｇを設けて構成される。
【００２６】
この分配装置４３を設けると、ブレーキ操作の初期にはゴム部材４３ｂ、伝達部材４３ｄ、鋼球４３ｅを介してブレーキ操作力が調圧弁１６に伝わる。また、ブレーキ操作力がある値を越えると圧縮力を受けて弾性変形して隙間ｇに入り込むゴム部材４３ｂが環状板４３ｆに接し、この後は、操作力の一部が筒状部材４３ｃを介して補助ピストン４１にも分配される。従って、この機能を利用して調圧弁１６によって調圧されるブレーキ液圧の初期の立上がりを急にするジャンピング特性をブレーキ装置に与えることができる。また、筒状部材４３ｃの内径と伝達部材４３ｄの外径が変わると調圧弁１６と補助ピストン４１に伝達されるブレーキ操作力の配分比が変わり、さらに、これ等の部材の長さ変化で力の分配開始時期が変わるので、筒状部材４３ｃと伝達部材４３ｄを異サイズ品と交換してブレーキ操作力−調圧弁の出力液圧Ｐ２の関係を変えることもできる。
【００２７】
なお、この分配装置４３は好ましい要素ではあるが、これを省いてブレーキペダル１１に加えられるブレーキ操作力を調圧弁１６に直接伝えるようにしてもよい。
【００２８】
調圧弁１６は、調圧をスプール１６ａで行うものを例示している。補助ピストン４１には、加圧ポートＡ０１、出力ポートＡ０２、減圧ポートＡ０３を設けており、これ等のポートの接続の切り替えと開度調節がスプール１６ａの変位によってなされる。
【００２９】
加圧ポートＡ０１は、補助ピストン４１の外周に設けた環状液室Ｃ２とシリンダ１５に設けた入力ポートＡ１  を介して常時液圧発生装置１２に連通し、減圧ポートＡ０３はシミュレータ室４２ａ、補助ピストン４１にあけた孔、補助ピストン４１の外周に設けた環状液室Ｃ１及びシリンダ１５に設けたドレンポートＡ３  を介して常時大気圧のリザーバ１４に連通する。また、出力ポートＡ０２は、補助ピストン４１の外周に設けた環状液室Ｃ４を介してシリンダ１５に設けた出力ポートＡ２  に通じている。
【００３０】
この調圧弁１６は、スプール１６ａが復帰スプリング１６ｂに押し戻されて図示の位置（原位置）にあるときに出力ポートＡ２  がスプール１６ａの内部通路を介して減圧ポートＡ０３につながって降圧状態になる。また、ブレーキペダル１１が踏み込まれてスプール１６ａが図の位置から図中左方に押し込まれていくと、スプール１６ａの内部通路が減圧ポートＡ０３、加圧ポートＡ０１の双方から切り離されて出力保持の状態になり、そこからスプール１６ａが図中左方にさらに押し込まれるとスプールの内部通路が加圧ポートＡ０１につながってホイールシリンダ２２〜２５が昇圧状態になる。
【００３１】
この調圧弁１６のスプール１６ａは、液室Ｃ３に導入された液圧による推力に復帰スプリング１６ｂの荷重を加算した力と、分配装置４３を介して加えられるブレーキ操作力とのバランス点に移動し、これにより、出力ポートＡ２  が入力ポートＡ１  につながったときに加圧ポートＡ０１とスプールの肩部との間に形成される弁部及び出力ポートＡ２  がドレンポートＡ３  につながったときに減圧ポートＡ０３とスプールの肩部との間に形成される弁部の開度調節がなされて出力ポートＡ２  から出力される液圧Ｐ２がブレーキ操作力に応じたものになる。
【００３２】
入力ポートＡ１  と出力ポートＡ２  は、途中で合流する液圧路１７を介して補助液圧室１９に接続される。また、出力ポートＡ２  から合流点に至るまでの液圧路１７中に圧力センサ２８と、差圧制御弁として機能させるノーマルオープンの電磁比例弁２６と、この電磁比例弁２６と並列配置の逆止弁３２（これは特許文献１の装置の逆止弁とは逆止の向きが正反対）が設けられ、さらに、入力ポートＡ１  から合流点に至るまでの液圧路１７中に増圧制御弁として機能させるノーマルクローズの電磁比例弁２７が設けられている。
【００３３】
１８はマスタシリンダであり、マスタシリンダピストン１８ａが補助液圧室１９に導入された液圧を背面に受けて作動し、マスタシリンダ液圧室１８ｅに補助液圧室１９の液圧Ｐ３に応じた液圧Ｐ４（ここではＰ４≒Ｐ３）を発生させる。
【００３４】
例示のブレーキ装置５０は、調圧弁１６の出力特性を目標とするブレーキ操作力−車両減速度の関係よりも小に設定している。具体的には、図２、図３に示すように、ブレーキ操作力が小さな領域では昇圧の勾配が小さく、ブレーキ操作力が大きな領域では昇圧の勾配が大きくなるように設定している。昇圧の一段目の勾配は、回生効率の面から出来る限り小さい方が好ましく、また、二段目の勾配は故障時の制動性能面から出来る限り必要な車両減速度に近づけた方が好ましい。
【００３５】
目標とするブレーキ操作力−車両減速度の関係と調圧弁１６の出力特性との差の最大値を、その最大の差による制動力が、実行可能な回生制動で得られる回生制動力の最大値（液圧換算で２Ｍｐａ程度）とほぼ同等となるように設定したり、回生制動力が不足する分の制動力のみを電磁比例弁２６、２７を用いて生じさせて目標とするブレーキ操作力−車両減速度の関係を達成するようにしておくのも好ましい。
【００３６】
このように構成したブレーキ装置５０は、回生協調制動時には、図２に示すように、ブレーキ装置５０の液圧で発生させた制動力に回生制動力を加えた制動力を車両に働かせて所要の減速度を発生させる。このとき電磁比例弁２６、２７（液圧調整装置）には何の指令も与えず、その電磁比例弁２６、２７の初期状態を保つ。
【００３７】
一方、非回生協調制動時は、電磁比例弁２６、２７を作動させて調圧弁１６の出力液圧Ｐ２に応じた液圧Ｐ３（図３に示すように回生制動力に見合う分の増圧がなされた液圧）を作り出し、これを補助液圧室１９に導入してマスタシリンダ１８を作動させ、液圧のみで所要の減速度を発生させる。
【００３８】
これにより、回生協調制動時には電磁比例弁２６、２７を作動させずに、つまり無駄な電力を消費せずに回生電力を貯えることができる。
【００３９】
また、圧力センサ２８や電磁比例弁２６、２７が故障しても少なくとも調圧弁１６からの出力液圧Ｐ２は車両の減速用として保証されるため、フェールセーフ用のセンサ等が不要になり、ブレーキ装置の低価格化も実現できる。
【００４０】
なお、図示のブレーキ装置５０は、一方の系統のホイールシリンダ２２、２３に対しては液圧路２０を介して補助液圧室１９から液圧を供給し、他方の系統のホイールシリンダ２４、２５にはマスタシリンダ１８が発生させた液圧を液圧路２１を介して供給するようにしている。液圧発生装置１２やそれにつながる系統の機器などに失陥が生じて補助液圧室１９に液圧が発生しない場合にも、正常時には補助液圧室１９内の液圧を受けて動き止めされる補助ピストン４１がブレーキペダル１１に押し動かされてマスタシリンダ１８にブレーキ操作力が直接伝わるので、少なくとも人力で発生させうる液圧は確保され、フェールセーフ面で好ましいものになっている。
【００４１】
図４の装置と同様、タンデムマスタシリンダを採用して２系統のホイールシリンダにともにマスタシリンダの出力液圧を供給してもよく、この構造も安全性が高い。
【００４２】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明のブレーキ装置は、補助液圧室の液圧を調圧弁の出力液圧値以上の任意の液圧値に増圧調整する液圧調整装置を備えさせて回生協調制動時には調圧弁の出力液圧によって得られる制動力と回生制動力とで目標とするブレーキ操作力−車両減速度の関係を達成し、一方、非回生協調制動時には液圧調整装置で補助液圧室に導入される液圧を回生制動力に見合う分だけ増圧させて目標とするブレーキ操作力−車両減速度の関係を液圧による制動力のみで実現するので、無駄な電力消費が無く、また、回生制動力も無駄なく制動に利用できる回生協調制御が可能であり、また、圧力センサや液圧調整装置が故障したときにも通常時とあまり差のない車両減速度が得られるなど、信頼性が高くて安価な車両用ブレーキ装置を実現して提供することができる。
【００４３】
なお、液圧調整装置を、電磁比例弁を用いた差圧制御弁と増圧制御弁とで構成するものは、増圧用の液圧源を別途設ける必要がなく、ブレーキ装置のさらなる簡素化と低コスト化が図れる。
【００４４】
また、調圧弁の出力特性を目標とするブレーキ操作力−車両減速度の関係よりも小に設定したもの、その出力特性をブレーキ操作力が小さな領域では昇圧の勾配が小さく、ブレーキ操作力が大きな領域では昇圧の勾配が大きくなるように設定したものは回生協調制御が複雑にならず、故障時のブレーキの効き向上が得られる。
【００４５】
さらに、目標とするブレーキ操作力−車両減速度の関係と調圧弁の出力特性との差の最大値を、最大の差による制動力が実行可能な回生制動で得られる回生制動力の最大値とほぼ同等となるように設定したものや、回生制動力が不足する分の制動力のみを差圧制御弁と増圧制御弁を用いて生じさせて目標とするブレーキ操作力−車両減速度の関係を達成するようにしたものは、回生制動力を無駄なく利用でき、無駄な液圧も発生させずに済む。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のブレーキ装置の実施形態の概略構成を示す断面図
【図２】回生協調制御時のブレーキ操作力−車両減速度の関係を示す図
【図３】非回生協調制御時のブレーキ操作力−車両減速度の関係を示す図
【図４】回生協調制御を行う従来のブレーキ装置の概略構成を示す断面図
【符号の説明】
１１              ブレーキペダル
１２              液圧発生装置
１３              電気的制御装置
１４              リザーバ
１５              シリンダ
１６              調圧弁
１７、２０、２１  液圧路
１８              マスタシリンダ
１９              補助液圧室
２２〜２５        ホイールシリンダ
２６、２７        電磁比例弁
２８、２９        圧力センサ
３２              逆止弁
４０              調圧装置
４１              補助ピストン
４２              ストロークシミュレータ
４３              分配装置
５０              ブレーキ装置
Ａ０１              加圧ポート
Ａ０２              出力ポート
Ａ０３              減圧ポート
Ｃ１〜Ｃ３        液室
ｇ                隙間
【図１】
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【図２】
2004182035.tif 000004
【図３】
2004182035.tif 000005
【図４】
2004182035.tif 000006