(57)【要約】【課題】別の圧力源から液圧を供給されて制動力を発生するホイールシリンダと、運転者の入力操作に応じた液圧を発生するマスターシリンダとを、開閉弁を介して連通した液圧ブレーキ装置につき、この開閉弁を開通してマスターシリンダからホイールシリンダへ作動液を供給した後に、マスターシリンダ内の液量収支が合わなくなるのを防止する。【解決手段】マスターシリンダ通路１４には、開閉弁１５に並列に応答性向上ピストン２２を設ける。開閉弁１５を遮断状態とし、応答性向上ピストン２２はマスターシリンダ１０から作動液を供給されてマスターシリンダ液圧をホイールシリンダ６へ供給する。その後、液圧ポンプ１のポンプ液圧が高くなると、または制動操作がなくなると、応答性向上ピストン２２は供給された作動液と等量の作動液をマスターシリンダ１０へ返還する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
制動操作に応動するマスターシリンダからの液圧をホイールシリンダに向かわせる管路中に開閉弁を挿置し、開閉弁およびホイールシリンダ間の管路部分に接続して別の液圧源を設け、前記制動操作の発生時は、前記開閉弁を閉じた状態で前記別の液圧源を駆動すると共に該液圧源からの液圧を前記マスターシリンダ液圧の検出値に基づき調圧して前記ホイールシリンダに向かわせるようにした液圧ブレーキ装置において、
前記開閉弁の前後におけるマスターシリンダ側液圧およびホイールシリンダ側液圧の差圧に応動するピストンを有した応答性向上手段を具えることを特徴とする液圧ブレーキ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液圧ブレーキ装置において、
前記応答性向上手段に、前記ピストンを前記開閉弁のホイールシリンダ側液圧と協働する方向へ付勢する弾性体を設けたことを特徴とする液圧ブレーキ装置。
【請求項３】
請求項２に記載の液圧ブレーキ装置において、
前記マスターシリンダおよび開閉弁間の管路部分に、前記開閉弁が閉状態でも前記制動操作にストロークを付与して所定のストローク・制動操作力特性を提供するためのストロークシミュレータを設け、
該ストロークシミュレータのストローク発生開始荷重を、前記応答性向上手段における弾性体のセット荷重よりも大きくしたことを特徴とする液圧ブレーキ装置。
【請求項４】
請求項１乃至３に記載の液圧ブレーキ装置において、
前記別の圧力源およびホイールシリンダ間の管路部分であって、前記応答性向上手段との接続箇所よりもホイールシリンダに近い管路部分には、ホイールシリンダへの液圧を供給・遮断可能な増圧弁を挿置したことを特徴とする液圧ブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスターシリンダからホイールシリンダに至る管路中における開閉弁を閉じ、別の液圧源からの液圧をマスターシリンダ液圧の検出値に基づき調圧してホイールシリンダに向かわせるようにした、所謂ブレーキバイワイヤ式の液圧ブレーキ装置に関し、特に、運転者の制動操作に対するホイールシリンダ液圧の発生遅れを緩和する応答性の向上技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ブレーキバイワイヤ式の液圧ブレーキ装置としては、従来より特許文献１に記載のようなものが知られている。
【特許文献１】特開平９−２０２２９号公報（図１２）
【０００３】
特許文献１に記載の液圧ブレーキ装置は、制動操作に応動するマスターシリンダからの液圧をホイールシリンダに向かわせる管路中に開閉弁を挿置し、これら開閉弁およびホイールシリンダ間の管路部分に接続して別の液圧源（ポンプおよびアキュムレータで構成する）を設けたものである。
制動操作時は、開閉弁を閉じた状態で上記別の液圧源を駆動し、該液圧源からの液圧をマスターシリンダ液圧の検出値に基づき調圧してホイールシリンダに向かわせることにより車輪の制動を行うことができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、制動操作時のみ別の液圧源を作動させる構成にあっては、別の液圧源の作動開始直後など、別の液圧源で発生する液圧上昇速度が低い時に、マスターシリンダ液圧を直接ホイールシリンダへ供給するのに対し、十分な液圧をホイールシリンダへ供給することができない。その場合に別の液圧源で発生する液圧がマスターシリンダ液圧より上昇するまでは開閉弁を開いておき、マスターシリンダ液圧に達したら、開閉弁を遮断して別の液圧源で発生する液圧をホイールシリンダへ供給することで、別の液圧源の応答性が悪い所を補充して、十分な液圧をホイールシリンダへ供給することが考えられる。
【０００５】
しかし、上記従来のような液圧ブレーキ装置にあっては、以下に説明するような問題を生ずる。つまり制動操作の途中から開閉弁を遮断してマスターシリンダ液圧から別の液圧源の液圧へ切換えるため、開閉弁を開いている間にマスターシリンダからホイールシリンダ側へ供給された量の作動液が、マスターシリンダへ返還されず、マスターシリンダ内の液量収支が合わなくなる。
このため、ブレーキペダル踏み込み操作後にペダルストロークが短くなったり、ブレーキペダルの初期位置が変化するなど、操作性が悪化する。
【０００６】
本発明は、マスターシリンダからホイールシリンダ側へ液圧を供給する場合であっても、マスターシリンダの液量収支があわなくなくことを防止し、ブレーキペダルの初期位置が変化することや、最大ストロークが短くなってしまい操作性が悪化することを解消することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的のため本発明による液圧ブレーキ装置は、請求項１に記載のごとく、
制動操作に応動するマスターシリンダからの液圧をホイールシリンダに向かわせる管路中に開閉弁を挿置し、開閉弁およびホイールシリンダ間の管路部分に接続して別の液圧源を設け、前記制動操作の発生時は、前記開閉弁を閉じた状態で前記別の液圧源を駆動すると共に該液圧源からの液圧を前記マスターシリンダ液圧の検出値に基づき調圧して前記ホイールシリンダに向かわせるようにした液圧ブレーキ装置において、
前記開閉弁の前後におけるマスターシリンダ側液圧およびホイールシリンダ側液圧の差圧に応動するピストンを有した応答性向上手段を具える。
【発明の効果】
【０００８】
かかる本発明の液圧ブレーキ装置によれば、別の圧力源の作動開始直後など、別の圧力源の液圧がマスターシリンダ液圧より低いときは、応答性向上手段を介してマスターシリンダ液圧をホイールシリンダへ供給し、その後に別の圧力源の液圧がマスターシリンダ液圧より高くなると、または制動操作がなくなると、応答性向上手段がマスターシリンダ側から供給された作動液をマスターシリンダ側へ返還するため、ブレーキペダル踏み込み操作前後のマスターシリンダ内の液量収支が等しくなり、マスターシリンダ液圧をホイールシリンダへ供給してもペダルストロークおよびブレーキペダルの初期位置が変動することを防止する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
図１は本発明の構成になる液圧ブレーキ装置の液圧回路を例示し、各車輪に設ける制動ユニットのホイールシリンダのうち、一輪のみを代表して示す。
まず、本実施例の回路構成について説明すると、図示せざるモータから駆動力を入力され、制動時には高圧の作動液を圧送可能とする液圧ポンプ１は、高圧源通路２と接続する。高圧源通路２は、マスターシリンダ通路１４と接続して、接続箇所２ｊよりホイールシリンダ側はホイールシリンダ通路３となる。ホイールシリンダ通路３は、車輪５を制動するキャリパ内に設けたホイールシリンダ６と接続している。高圧源通路２が液圧ポンプ１と接続する箇所には液圧ポンプ１からホイールシリンダ側への作動液の流入を許容し、逆流を防止する逆止弁７を挿置する。
【００１０】
運転者によって踏み込まれるブレーキペダル８は、プッシュロッド９を介してマスターシリンダ１０に取り付けられている。マスターシリンダ１０は運転者の踏力を作動液の液圧（マスターシリンダ液圧）に変換する。
マスターシリンダ１０は、マスターシリンダ通路１４およびホイールシリンダ通路３を介して、ホイールシリンダ６と連通している。マスターシリンダ通路１４には、開閉弁１５が挿置されている。
マスターシリンダ１０の上部に設けたリザーバタンク１１は、リザーバ通路１２を介して液圧ポンプ１と連通し、作動液を液圧ポンプ１へ供給可能とする。またリザーバ通路１２は接続箇所１２ｊでリザーバ通路１２ａ，１２ｂと接続する。リザーバ通路１２ａは高圧源通路２と接続するが、リザーバ通路１２aにはリリーフバルブ１３が設けられ、高圧源通路２の液圧が所定値以上の場合にのみ、高圧源通路２からリザーバ通路１２へ作動液が流れることを許容する。
【００１１】
ホイールシリンダ６は上記ホイールシリンダ通路３と接続するとともに、リザーバ通路１２ｂと接続し、ホイールシリンダ通路３には増圧弁１６を、リザーバ通路１２ｂには減圧弁１７をそれぞれ挿置する。増圧弁１６は、常開の電磁弁であり、電磁力を増大されて開度を減じられるにつれホイールシリンダ通路３の開通度が低下されるものとする。
減圧弁１７は、電磁力の増大につれ開度を増大される常閉の電磁弁とする。
【００１２】
また、開閉弁１５とマスターシリンダ１０との間のマスターシリンダ通路１４には、ストロークシミュレータ１８を接続して設ける。このストロークシミュレータはブレーキペダル８の踏込量（ストローク量）に応じた反力（踏力）をブレーキペダル８に与えるものである。
図２はストロークシミュレータ１８の縦断面図である。ストロークシミュレータ１８の外郭はシリンダ１９を形成し、シリンダ１９の一端がマスターシリンダ側と連通する。シリンダ１９内には第１ピストン２０を摺動可能に設ける。第１ピストン２０と、マスターシリンダ側から遠い側のシリンダ１９の他端との間には第１スプリング２１を縮設する。第１スプリング２１は第１ピストン２０を、マスターシリンダ側に近い方のシリンダ１９一端側に付勢し、非制動時には、第１ピストン２０がマスターシリンダ側に近い方のシリンダ１９一端である初期位置に位置する。
マスターシリンダ側に近い側のシリンダ１９の端部および第１ピストン２０の間は作動液で満たされた液室を画成する。
【００１３】
また、開閉弁１５とマスターシリンダ１０との間のマスターシリンダ通路１４は、応答性向上ピストン２２の一端と接続し、応答性向上ピストン２２の他端は、開閉弁１５と増圧弁１６との間のホイールシリンダ通路３と接続する。すなわち、開閉弁１５および応答性向上ピストン２２は、マスターシリンダ通路１４に、並列関係に挿置される。
【００１４】
図３は応答性向上ピストン２２の縦断面図である。
応答性向上ピストン２２の外郭はシリンダ２３を形成し、シリンダ２３内には第２ピストン２４を摺動可能に設ける。シリンダ２３の一端２３ａはマスターシリンダ側と連通する。シリンダ２３の他端２３ｂはホイールシリンダ側と連通する。一端２３ａとシリンダ２３内壁とピストン２４とが画成する空間は作動液で満たされた液室２６ａを形成し、他端２３ｂとシリンダ２３とピストン２４とが画成する空間は作動液で満たされた液室２６ｂを形成する。第２ピストン２４の外周とシリンダ２３内周壁との隙間はシールリング２４ｓで密封され、液室２６ａの作動液と液室２６ｂの作動液とを完全に２分する。第２ピストン２４と他端２３ｂとの間には第２スプリング２５を縮設する。第２スプリング２５はピストン２４を一端２３ａ側に付勢し、非制動時には、図２に示すように第２ピストン２４が初期位置たる一端２３ａに位置する。
【００１５】
次に本実施例の制動動作について説明する。
通常時の制動では、開閉弁１５は遮断状態であり、ブレーキペダル８の踏み込みを検出すると図示せざるモータが駆動を開始して液圧ポンプ１に高圧の液圧を発生させ、この高圧の液圧を、高圧源通路２と、ホイールシリンダ通路３と、増圧弁１６とを経て、ホイールシリンダ６へ供給する。一方、液圧ポンプ１の失陥時には開閉弁１５が開通して、マスターシリンダ液圧を直接ホイールシリンダ６へ供給する。
【００１６】
まず通常時の制動において、運転者がブレーキペダル８の踏み込みを開始する踏込初期段階には、本発明の別の圧力源に相当する液圧ポンプ１の発生液圧が未だ低圧であり、マスターシリンダ液圧がこのポンプ液圧より高圧であるため、図４中、実線矢印に示すように、マスターシリンダ１０からのマスターシリンダ液圧が、マスターシリンダ通路１４と、応答性向上ピストン２２と、ホイールシリンダ通路３と、増圧弁１６を経てホイールシリンダ６へ供給され、マスターシリンダ液圧に応じた制動力を発生させる。
【００１７】
このとき、応答性向上ピストン２２は、マスターシリンダ液圧が第２ピストン２４へ与える他端２３ｂ側への押圧力のほうが、初期位置の付勢力よりも大きいため、液室２６ａに作動液が流入し、液室２６ａが拡大する。したがって、第２ピストン２４はシリンダ２３の一端２３ａ側の初期位置から、他端２３ｂ側（ホイールシリンダ側）へ摺動する。
一方、縮小する液室２６ｂ内の作動液には第２ピストン２４から押圧力が与えられ、マスターシリンダ液圧と同等の液圧を有する作動液が他端２３ｂからホイールシリンダ側へ流出する。
【００１８】
その後、液圧ポンプ１の発生液圧が高くなって、このポンプ液圧がマスターシリンダ液圧より高圧になる踏込中期段階以降では、図５中、実線矢印に示すように、作動液がリザーバタンク１１からリザーバ通路１２を経て液圧ポンプ１に供給され、液圧ポンプ１のポンプ液圧が、高圧源通路２と、ホイールシリンダ通路３と、増圧弁１６とを経てホイールシリンダ６へ供給され、ポンプ圧に応じた制動力を発生させる。
【００１９】
このとき、応答性向上ピストン２２内の第２ピストン２４には、他端２３ｂ側方向へ摺動せしめるマスターシリンダ液圧と、一端２３ａ側方向へ摺動せしめるポンプ液圧とが作用する。踏込中期段階以降では、マスターシリンダ液圧よりポンプ液圧のほうが高圧であるため、今度は第２ピストン２４が初期位置である一端２３ａへ向けてマスターシリンダ側へ摺動を開始する。
【００２０】
第２ピストン２４が初期位置である一端２３ａに復帰すると、これ以上マスターシリンダ側へ摺動不能であるため、ポンプ液圧によってマスターシリンダ側へ摺動することはない。
また、運転者がブレーキペダル８を踏み込んでマスターシリンダ液圧が発生しても、マスターシリンダ液圧がポンプ液圧より低圧であれば、マスターシリンダ液圧によって第２ピストン２４がホイールシリンダ側へ摺動することはない。
また、液圧ポンプ１の発生液圧がマスターシリンダ液圧よりも高圧になる前に、運転者がブレーキペダル８を戻すと、第２スプリング２５の作用によって第２ピストン２４は初期位置へ戻り、液室２６ａ内の作動液はマスターシリンダ側へ戻される。
【００２１】
さらに、開閉弁１５は遮断状態であるため、マスターシリンダ１０内の作動液は、代わりにストロークシミュレータ１８に流入する。このため、ストロークシミュレータ１８内の第１ピストン２０は、シリンダ１９のマスターシリンダ側に近い方の一端にある初期位置から遠ざかるように摺動するとともに、第１スプリング２１が収縮される。この結果、第１スプリング２１は第１ピストン２０を介して作動液に反力を与える。この反力はマスターシリンダ液圧となって、マスターシリンダ１０からプッシュロッド９とブレーキペダル８を介してペダルストロークに応じた踏力を運転者に与える。
【００２２】
なお、踏込初期段階または踏込中期段階以降において、通常では増圧弁１６は開通状態であり、減圧弁１７は遮断状態であるが、アンチスキッド制御中には増圧弁１６および減圧弁１７が開閉制御される。すなわち、アンチスキッド制御はホイールシリンダ６の液圧を増圧する増圧モードと、ホイールシリンダ６の液圧を保持する保持モードと、ホイールシリンダ６の液圧を減圧する減圧モードとを繰り返し実行する。このため、増圧モードでは、増圧弁１６を開通し、減圧弁１７を遮断して、ホイールシリンダ６の液圧を増圧する。保持モードでは、増圧弁１６および減圧弁１７を遮断して、ホイールシリンダ６の液圧を保持する。減圧モードでは、増圧弁１６を遮断し、減圧弁１７を開通して、ホイールシリンダ６の液圧を減圧する。
【００２３】
ところで、上記した本実施例によれば、開閉弁１５の前後に応答性向上ピストン２２の両端を接続するため、液圧ポンプ１のポンプ液圧がマスターシリンダ１０のマスターシリンダ液圧よりも低い場合には、マスターシリンダ側から作動液が応答性向上ピストン２２に流入し、マスターシリンダ液圧をホイールシリンダ６へ供給することが可能になり、従来例と同様に車両減速度の立ち上がりを速くして、運転者のブレーキ操作に対する応答性を高めることができる。
しかも、その後にポンプ液圧がマスターシリンダ液圧よりも高くなると、あるいは制動操作がなくなると、応答性向上ピストン２２に流入した作動液が、マスターシリンダ側へ返還されるため、マスターシリンダ１０の液量収支が一致する。したがって、ブレーキ操作終了後にブレーキペダル８の最大ストロークが短くなることを防止して、操作性が悪化することを回避できる。なお、開閉弁１５は遮断状態である。
【００２４】
また、本実施例では、応答性向上ピストン２２内の第２ピストン２４を初期位置に戻す第２スプリング２５を設けたことから、液圧ポンプ１の失陥時など、ポンプ液圧が全く発生せずホイールシリンダ側２３ｂの液圧が第２ピストン２４を初期位置へ付勢し得ない場合であっても、あるいは制動操作がなくなった時に、第２ピストン２４を初期位置に戻すことができる。したがって、応答性向上ピストン２２に流入した作動液を、確実にマスターシリンダ側へ返還して、ブレーキ操作前後のペダルストロークおよびブレーキペダルの初期位置が変動することを防止する。
【００２５】
さらに本実施例においては、開閉弁１５とマスターシリンダ１０との間のマスターシリンダ通路１４上には、ストロークシミュレータ１８を設ける。そして、第１スプリング２１および第２スプリング２５のセット荷重を調整して、ストロークシミュレータ１８内の第１ピストン２０が摺動を開始するマスターシリンダ液圧を、応答性向上ピストン２２内の第２ピストン２４が摺動を開始するマスターシリンダ液圧よりも大きくした。このため、図６のタイムチャートに示すように、運転者がブレーキペダル８の踏込みを開始する踏込初期段階には、マスターシリンダ１０から作動液が応答性向上ピストン２２に流入し、ペダルストロークが速やかに増大するとともに車両減速度の立ち上がりを早くすることができる。
そして次の段階で応答性向上ピストン２２内の第２ピストン２４が初期位置に押し戻されて単位時間当たりのペダルストローク変化量がやや減少する。
最後の段階では、マスターシリンダ１０から作動液がストロークシミュレータ１８に流入し、運転者がブレーキペダル８を踏み増すにつれてベダルストロークが増大する。したがって、ブレーキペダル８のペダルストロークをストロークシミュレータ１８の反力−ストローク特性に一致させることができる。
なお、踏込初期段階でポンプ液圧が上昇しマスターシリンダ液圧と等しくなる液圧の平均値を、あらかじめ実験等により求めておき、この平均値よりも大きな液圧で、第１ピストン２０が摺動を開始するよう、第１スプリング２１のセット荷重および第２スプリング２５のセット荷重を調整しておく。
【００２６】
また、本実施例では、ホイールシリンダ通路３に増圧弁１６を挿置し、リザーバ通路１２ｂに減圧弁１７を挿置し、増圧弁１６および減圧弁１７を開閉制御してアンチスキッド制御を可能とするが、応答性向上ピストン２２の他端２３ｂを増圧弁１６よりもマスターシリンダ側に接続している。
なお、応答性向上ピストン２２の他端２３ｂを増圧弁１６よりホイールシリンダ側に接続してもよいが、本実施例のように接続することで、アンチスキッド制御中の減圧モード時にブレーキペダル８が吸い込まれて移動することを防止し、保持モード時にマスターシリンダ圧が保持圧より高い場合でも確実に保持ができるため好ましい形態である。
また、液室２６ｂの容量は、踏込初期段階でポンプ液圧が上昇し、マスターシリンダ液圧と等しくなるまでに、マスターシリンダが吐出する液量をあらかじめ実験等で求めておき、その量に相当する液室２６ｂの容量とすると、不要な部品の大型化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明による液圧ブレーキ装置の液圧回路の主要部を示す回路構成図である。
【図２】同ブレーキ装置のストロークシミュレータの縦断面図である。
【図３】同ブレーキ装置の応答性向上ピストンの縦断面図である。
【図４】踏込初期段階での同ブレーキ装置の液圧の伝達経路を示す回路構成図である。
【図５】踏込中期段階以降での同ブレーキ装置の液圧の伝達経路を示す回路構成図である。
【図６】同ブレーキ装置のブレーキペダルのペダルストローク特性を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００２８】
１  液圧ポンプ
２  高圧源通路
３  ホイールシリンダ通路
６  ホイールシリンダ
８  ブレーキペダル
１０  マスターシリンダ
１１  リザーバタンク
１２，１２a，１２ｂ  リザーバ通路
１４  マスターシリンダ通路
１５  開閉弁
１６  増圧弁
１７  減圧弁
１８  ストロークシミュレータ
２１  第１スプリング
２２  応答性向上ピストン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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