JP2017043153A - 車両用制動装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ペダルショックの発生を抑制することができる車両用制動装置を提供する。
【解決手段】本発明の車両用制動装置において、マスタシリンダ1は、シール部材Z2を介して第1液圧室1Aと隣り合う第2液圧室1Bを形成し、シール部材Z2は、第1液圧室1A及び第2液圧室1Bに面する位置にマスタシリンダ1の軸方向に移動可能に配置され、第1液圧発生部4、61は、操作情報取得部71〜73(6)により取得された操作情報がブレーキ操作部材10が操作されていないことを示している場合に、第2液圧よりも高い第1液圧を予め第1液圧室1A内に発生させておき、続いて、操作情報取得部71〜73(6)により取得された操作情報における操作量に関する値が大きいほど高い第1液圧を発生させる移動抑制液圧制御を実行する。
【選択図】 図5
【解決手段】本発明の車両用制動装置において、マスタシリンダ1は、シール部材Z2を介して第1液圧室1Aと隣り合う第2液圧室1Bを形成し、シール部材Z2は、第1液圧室1A及び第2液圧室1Bに面する位置にマスタシリンダ1の軸方向に移動可能に配置され、第1液圧発生部4、61は、操作情報取得部71〜73(6)により取得された操作情報がブレーキ操作部材10が操作されていないことを示している場合に、第2液圧よりも高い第1液圧を予め第1液圧室1A内に発生させておき、続いて、操作情報取得部71〜73(6)により取得された操作情報における操作量に関する値が大きいほど高い第1液圧を発生させる移動抑制液圧制御を実行する。
【選択図】 図5
Description
本発明は、車両用制動装置に関する。
車両用制動装置におけるマスタシリンダには、ブレーキ操作部材の操作に応じた液圧が発生する第1液圧室と、ブレーキ操作部材の操作に伴って機械的に液圧が増減し且つ当該液圧による力がブレーキ操作部材に作用する第2液圧室と、が設けられている。運転者のブレーキ操作の踏力の感じ方(例えばブレーキペダルの踏み込み時のフィーリング)は、第2液圧室の液圧により影響を受ける。このような車両用制動装置は、例えば特開2013−209073号公報に記載されている。
このような車両用制動装置において、第2液圧室の液圧(第2液圧)が想定外のタイミングで変化した場合、ブレーキ操作のフィーリングについて運転者に違和感を生じさせるおそれがある。例えば、第2液圧室の液圧が想定外のタイミングで上昇した場合、ブレーキ操作部材(例えばブレーキペダル)が運転者側に押し戻され、ペダルショックが発生し得る。そこで、発明者は、ペダルショックの発生の可能性を減少させるために、第1液圧室と第2液圧室とを区画するシール部材に着目し、新たな課題を発見した。
従来の構成では、例えばブレーキ操作の初期の期間に、第2液圧が第1液圧(第1液圧室の液圧)よりも高くなる期間が生じ得る。これにより、シール部材が移動可能である場合、シール部材が第1液圧室側に移動(変位)する。そして、その後のブレーキ操作において第1液圧が第2液圧より高くなった際に、シール部材は第2液圧室側に移動する。この第2液圧室側への移動により、第2液圧室の容積は減少し、第2液圧は上昇する。つまり、ブレーキ操作中にシール部材の第2液圧室側への移動が発生することで、第2液圧が上昇し、ペダルショックが発生するおそれがある。
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、ペダルショックの発生を抑制することができる車両用制動装置を提供することを目的とする。
本発明の車両用制動装置は、第1液圧室を形成するマスタシリンダ、及び、前記第1液圧室内の液圧である第1液圧に対応する力で駆動され前記マスタシリンダ内を摺動するピストンを有し、前記ピストンのストロークに応じた液圧である出力液圧を出力する液圧出力部と、ブレーキ操作部材に対する操作に関する操作情報を取得する操作情報取得部と、前記操作情報取得部により取得されている前記操作情報に応じた前記第1液圧を発生させる第1液圧発生部と、を備え、前記出力液圧に基づいて車両の車輪に制動力を発生させる車両用制動装置であって、前記マスタシリンダは、シール部材を介して前記第1液圧室と隣り合う第2液圧室を形成し、前記シール部材は、前記第1液圧室及び前記第2液圧室に面する位置に前記マスタシリンダの軸方向に移動可能に配置され、前記第2液圧室は、前記第2液圧室内の液圧である第2液圧が前記ブレーキ操作部材の操作に伴って機械的に増減圧されるとともに、前記第2液圧に対応する力が前記ブレーキ操作部材に作用するように構成され、前記第1液圧発生部は、前記操作情報取得部により取得された前記操作情報が前記ブレーキ操作部材が操作されていないことを示している場合に、前記第2液圧よりも高い前記第1液圧を予め前記第1液圧室内に発生させておき、続いて、前記操作情報取得部により取得された前記操作情報における操作量に関する値が大きいほど高い前記第1液圧を発生させる移動抑制液圧制御を実行する。
本発明の車両用制動装置によれば、移動抑制液圧制御により、ブレーキ操作が為される前に、第1液圧が第2液圧より高くなる。これにより、シール部材は、予め第2液圧室側に移動する。あるいは、シール部材の第1液圧室側への移動は防止される。そして、移動抑制液圧制御により、その後もブレーキ操作に応じて第1液圧が高くなるため、シール部材の第1液圧室側への移動が規制された状態が、ブレーキ操作中継続して維持される。つまり、本発明の車両用制動装置によれば、ブレーキ操作中におけるシール部材の移動(第1液圧室側に移動した後に第2液圧室側に移動すること)を抑制することができる。これにより、ペダルショックの発生を抑制することができる。
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、説明に用いる各図は概念図であり、各部の形状は必ずしも厳密なものではない場合がある。図1に示すように、第一実施形態の車両用制動装置は、車輪5FR,5FL,5RR,5RLに液圧制動力を発生させる液圧制動力発生装置BFと、液圧制動力発生装置BFを制御するブレーキECU6と、を備えている。
(液圧制動力発生装置BF)
液圧制動力発生装置BFは、図1に示すように、マスタシリンダ1と、反力発生装置2と、第1制御弁22と、第2制御弁23と、サーボ圧発生装置4と、アクチュエータ5と、ホイールシリンダ541〜544と、各種センサ71〜76と、を備えている。マスタシリンダ1とサーボ圧発生装置4は、「液圧出力部」に相当する。
液圧制動力発生装置BFは、図1に示すように、マスタシリンダ1と、反力発生装置2と、第1制御弁22と、第2制御弁23と、サーボ圧発生装置4と、アクチュエータ5と、ホイールシリンダ541〜544と、各種センサ71〜76と、を備えている。マスタシリンダ1とサーボ圧発生装置4は、「液圧出力部」に相当する。
(マスタシリンダ1)
マスタシリンダ1は、ブレーキペダル(「ブレーキ操作部材」に相当する)10の操作量に応じて作動液をアクチュエータ5に供給する部位であり、メインシリンダ11、カバーシリンダ12、入力ピストン13、第1マスタピストン(「ピストン」に相当する)14、および第2マスタピストン(「ピストン」に相当する)15等により構成されている。ブレーキペダル10は、運転手がブレーキ操作可能なブレーキ操作手段であれば良い。
マスタシリンダ1は、ブレーキペダル(「ブレーキ操作部材」に相当する)10の操作量に応じて作動液をアクチュエータ5に供給する部位であり、メインシリンダ11、カバーシリンダ12、入力ピストン13、第1マスタピストン(「ピストン」に相当する)14、および第2マスタピストン(「ピストン」に相当する)15等により構成されている。ブレーキペダル10は、運転手がブレーキ操作可能なブレーキ操作手段であれば良い。
メインシリンダ11は、前方が閉塞されて後方に開口する有底略円筒状のハウジングである。メインシリンダ11の内周側の後方寄りに、内向きフランジ状に突出する内壁部111が設けられている。内壁部111の中央は、前後方向に貫通する貫通孔111aとされている。また、メインシリンダ11の内部の内壁部111よりも前方に、内径がわずかに小さくなっている小径部位112(後方)、113(前方)が設けられている。つまり、小径部位112、113は、メインシリンダ11の内周面から内向き環状に突出している。メインシリンダ11の内部には、小径部位112に摺接して軸方向に移動可能に第1マスタピストン14が配設されている。同様に、小径部位113に摺接して軸方向に移動可能に第2マスタピストン15が配設されている。
カバーシリンダ12は、略円筒状のシリンダ部121、蛇腹筒状のブーツ122、およびカップ状の圧縮スプリング123で構成されている。シリンダ部121は、メインシリンダ11の後端側に配置され、メインシリンダ11の後側の開口に同軸的に嵌合されている。シリンダ部121の前方部位121aの内径は、内壁部111の貫通孔111aの内径よりも大きい。また、シリンダ部121の後方部位121bの内径は、前方部位121aの内径よりも小さい。
防塵用のブーツ122は蛇腹筒状で前後方向に伸縮可能であり、その前側でシリンダ部121の後端側開口に接するように組み付けられている。ブーツ122の後方の中央には貫通孔122aが形成されている。圧縮スプリング123は、ブーツ122の周りに配置されるコイル状の付勢部材であり、その前側がメインシリンダ11の後端に当接し、後側はブーツ122の貫通孔122aに近接するように縮径されている。ブーツ122の後端および圧縮スプリング123の後端は、操作ロッド10aに結合されている。圧縮スプリング123は、操作ロッド10aを後方に付勢している。
入力ピストン13は、ブレーキペダル10の操作に応じてカバーシリンダ12内を摺動するピストンである。入力ピストン13は、前方に底面を有し後方に開口を有する有底略円筒状のピストンである。入力ピストン13の底面を構成する底壁131は、入力ピストン13の他の部位よりも径が大きくなっている。入力ピストン13は、シリンダ部121の後方部位121bに軸方向に摺動可能かつ液密的に配置され、底壁131がシリンダ部121の前方部位121aの内周側に入り込んでいる。
入力ピストン13の内部には、ブレーキペダル10に連動する操作ロッド10aが配設されている。操作ロッド10aの先端のピボット10bは、入力ピストン13を前側に押動できるようになっている。操作ロッド10aの後端は、入力ピストン13の後側の開口およびブーツ122の貫通孔122aを通って外部に突出し、ブレーキペダル10に接続されている。ブレーキペダル10が踏み込み操作されたときに、操作ロッド10aは、ブーツ122および圧縮スプリング123を軸方向に押動しながら前進する。操作ロッド10aの前進に伴い、入力ピストン13も連動して前進する。
第1マスタピストン14は、メインシリンダ11の内壁部111に軸方向に摺動可能に配設されている。第1マスタピストン14は、前方側から順番に加圧筒部141、フランジ部142、および突出部143が一体となって形成されている。加圧筒部141は、前方に開口を有する有底略円筒状に形成され、メインシリンダ11の内周面との間に間隙を有し、小径部位112に摺接している。加圧筒部141の内部空間には、第2マスタピストン15との間にコイルばね状の付勢部材144が配設されている。付勢部材144により、第1マスタピストン14は後方に付勢されている。換言すると、第1マスタピストン14は、設定された初期位置に向けて付勢部材144により付勢されている。
フランジ部142は、加圧筒部141よりも大径で、メインシリンダ11の内周面に摺接している。突出部143は、フランジ部142よりも小径で、内壁部111の貫通孔111aに液密に摺動するように配置されている。突出部143の後端は、貫通孔111aを通り抜けてシリンダ部121の内部空間に突出し、シリンダ部121の内周面から離間している。突出部143の後端面は、入力ピストン13の底壁131から離間し、その離間距離は変化し得るように構成されている。
ここで、メインシリンダ11の内周面、第1マスタピストン14の加圧筒部141の前側、および第2マスタピストン15の後側により、「第1マスタ室1D」が区画されている。また、メインシリンダ11の内周面(内周部)と小径部位112と内壁部111の前面、および第1マスタピストン14の外周面により、第1マスタ室1Dよりも後方の後方室が区画されている。第1マスタピストン14のフランジ部142の前端部および後端部は後方室を前後に区分しており、前側に「他側液圧室1C」が区画され、後側に「サーボ室(「第1液圧室」に相当する)1A」が区画されている。他側液圧室1Cは、第1マスタピストン14の前進により容積が減少し第1マスタピストン14の後退により容積が増加する。また、メインシリンダ11の内周部、内壁部111の後面、シリンダ部121の前方部位121aの内周面(内周部)、第1マスタピストン14の突出部143(後端部)、および入力ピストン12の前端部により「一側液圧室(「第2液圧室」に相当する)1B」が区画されている。
第2マスタピストン15は、メインシリンダ11内の第1マスタピストン14の前方側に、小径部位113に摺接して軸方向に移動可能に配置されている。第2マスタピストン15は、前方に開口を有する筒状の加圧筒部151、および加圧筒部151の後側を閉塞する底壁152が一体となって形成されている。底壁152は、第1マスタピストン14との間に付勢部材144を支承している。加圧筒部151の内部空間には、メインシリンダ11の閉塞された内底面111dとの間に、コイルばね状の付勢部材153が配設されている。付勢部材153により、第2マスタピストン15は後方に付勢されている。換言すると、第2マスタピストン15は、設定された初期位置に向けて付勢部材153により付勢されている。メインシリンダ11の内周面、内底面111d、および第2マスタピストン15により、「第2マスタ室1E」が区画されている。
つまり、マスタシリンダ1は、内部に、サーボ室1Aと、サーボ室1Aと後方(軸方向)で隣り合う一側液圧室1Bと、サーボ室1Aと前方で隣り合う他側液圧室1Cと、第1マスタ室1Dと、第2マスタ室1Eと、を形成している。また、内壁部111の外周面には、図2に示すように、環状の溝状に形成された凹部Z1が形成されている。そして、当該凹部Z1には、環状のシール部材Z2が配置されている。つまり、マスタシリンダ1は、サーボ室1Aと一側液圧室1Bとの間をシールするためのシール部材Z2を有している。シール部材Z2は、カップ型のシール部材ともいえる。シール部材Z2は、サーボ室1Aと一側液圧室1Bとの間に配置されている。換言すると、マスタシリンダ1は、シール部材Z2を介してサーボ室1Aと隣り合う一側液圧室1Bを形成している。シール部材Z2は、サーボ室1A及び一側液圧室1Bに面した位置に配置されている。シール部材Z2は、凹部Z1内において、前後方向(マスタシリンダ1の軸方向)に移動可能に配置されている。つまり、シール部材Z2の前後方向の幅は、凹部Z1の前後方向の幅よりも小さい。このように、マスタシリンダ1は、サーボ室1Aと一側液圧室1Bを区画し且つマスタシリンダ1の軸方向に移動可能なシール部材Z2を有している。なお、図2は、図1におけるシール部材Z2の該当部分を拡大した概念図である。
マスタシリンダ1には、内部と外部を連通させるポート11a〜11iが形成されている。ポート11aは、メインシリンダ11のうち内壁部111よりも後方に形成されている。ポート11bは、ポート11aと軸方向の同様の位置に、ポート11aに対向して形成されている。ポート11aとポート11bは、メインシリンダ11の内周面とシリンダ部121の外周面との間の環状空間を介して連通している。ポート11aおよびポート11bは、配管161に接続され、かつリザーバ171(低圧力源)に接続されている。
また、ポート11bは、シリンダ部121および入力ピストン13に形成された通路18により一側液圧室1Bに連通している。通路18は入力ピストン13が前進すると遮断され、これによって一側液圧室1Bとリザーバ171とが遮断される。
ポート11cは、内壁部111より後方かつポート11aよりも前方に形成され、一側液圧室1Bと配管162とを連通させている。ポート11dは、ポート11cよりも前方に形成され、サーボ室1Aと配管163とを連通させている。ポート11eは、ポート11dよりも前方に形成され、他側液圧室1Cと配管164とを連通させている。
ポート11fは、小径部位112の両シール部材91、92の間に形成され、リザーバ172とメインシリンダ11の内部とを連通している。ポート11fは、第1マスタピストン14に形成された通路145を介して第1マスタ室1Dに連通している。通路145は、第1マスタピストン14が前進するとポート11fと第1マスタ室1Dが遮断される位置に形成されている。ポート11gは、ポート11fよりも前方に形成され、第1マスタ室1Dと配管51とを連通させている。
ポート11hは、小径部位113の両シール部材93、94の間に形成され、リザーバ173とメインシリンダ11の内部とを連通させている。ポート11hは、第2マスタピストン15の加圧筒部151に形成された通路154を介して第2マスタ室1Eに連通している。通路154は、第2マスタピストン15が前進するとポート11hと第2マスタ室1Eが遮断される位置に形成されている。ポート11iは、ポート11hよりも前方に形成され、第2マスタ室1Eと配管52とを連通させている。
また、マスタシリンダ1内には、適宜、Oリング等のシール部材が配置されている。シール部材91、92は、小径部位112に配置され、第1マスタピストン14の外周面に液密的に当接している。同様に、シール部材93、94は、小径部位113に配置され、第2マスタピストン15の外周面に液密的に当接している。また、入力ピストン13とシリンダ部121との間にもシール部材95、96が配置されている。
ストロークセンサ71は、運転者によりブレーキペダル10が操作された操作量(ストローク)を検出するセンサであり、検出信号をブレーキECU6に送信する。ブレーキストップスイッチ72は、運転者によるブレーキペダル10の操作の有無を2値信号で検出するスイッチであり、検出信号をブレーキECU6に送信する。
(反力発生装置2)
反力発生装置2は、ブレーキペダル10が操作されたとき操作力に対抗する反力を発生する装置であり、ストロークシミュレータ21を主にして構成されている。ストロークシミュレータ21は、ブレーキペダル10の操作に応じて一側液圧室1Bおよび他側液圧室1Cに反力液圧を発生させる。ストロークシミュレータ21は、シリンダ211にピストン212が摺動可能に嵌合されて構成されている。ピストン212は圧縮スプリング213によって後方に付勢されており、ピストン212の後面側に反力液圧室214が形成される。反力液圧室214は、配管164およびポート11eを介して他側液圧室1Cに接続され、さらに、反力液圧室214は、配管164を介して第1制御弁22および第2制御弁23に接続されている。
反力発生装置2は、ブレーキペダル10が操作されたとき操作力に対抗する反力を発生する装置であり、ストロークシミュレータ21を主にして構成されている。ストロークシミュレータ21は、ブレーキペダル10の操作に応じて一側液圧室1Bおよび他側液圧室1Cに反力液圧を発生させる。ストロークシミュレータ21は、シリンダ211にピストン212が摺動可能に嵌合されて構成されている。ピストン212は圧縮スプリング213によって後方に付勢されており、ピストン212の後面側に反力液圧室214が形成される。反力液圧室214は、配管164およびポート11eを介して他側液圧室1Cに接続され、さらに、反力液圧室214は、配管164を介して第1制御弁22および第2制御弁23に接続されている。
(第1制御弁22)
第1制御弁22は、非通電状態で閉じる構造の電磁弁であり、ブレーキECU6により開閉が制御される。第1制御弁22は、配管164と配管162との間に接続されている。ここで、配管164はポート11eを介して他側液圧室1Cに連通し、配管162はポート11cを介して一側液圧室1Bに連通している。また、第1制御弁22が開くと一側液圧室1Bが開放状態になり、第1制御弁22が閉じると一側液圧室1Bが密閉状態になる。したがって、配管164および配管162は、一側液圧室1Bと他側液圧室1Cとを連通するように設けられている。
第1制御弁22は、非通電状態で閉じる構造の電磁弁であり、ブレーキECU6により開閉が制御される。第1制御弁22は、配管164と配管162との間に接続されている。ここで、配管164はポート11eを介して他側液圧室1Cに連通し、配管162はポート11cを介して一側液圧室1Bに連通している。また、第1制御弁22が開くと一側液圧室1Bが開放状態になり、第1制御弁22が閉じると一側液圧室1Bが密閉状態になる。したがって、配管164および配管162は、一側液圧室1Bと他側液圧室1Cとを連通するように設けられている。
第1制御弁22は通電されていない非通電状態で閉じており、このとき一側液圧室1Bと他側液圧室1Cとが遮断される。これにより、一側液圧室1Bが密閉状態になって作動液の行き場がなくなり、入力ピストン13と第1マスタピストン14とが一定の離間距離を保って連動する。また、第1制御弁22は通電された通電状態では開いており、このとき一側液圧室1Bと他側液圧室1Cとが連通される。これにより、第1マスタピストン14の進退に伴う一側液圧室1Bおよび他側液圧室1Cの容積変化が、作動液の移動により吸収される。
圧力センサ73は、他側液圧室1Cおよび一側液圧室1Bの反力液圧(「第2液圧」に相当する)を検出するセンサであり、配管164に接続されている。圧力センサ73は、第1制御弁22が閉状態の場合には他側液圧室1Cの圧力を検出し、第1制御弁22が開状態の場合には連通された一側液圧室1Bの圧力も検出することになる。圧力センサ73は、検出信号をブレーキECU6に送信する。ストロークセンサ71、ブレーキストップスイッチ72、及び/又は圧力センサ73は、ブレーキペダル10に対する操作に関する操作情報を取得する操作情報取得部といえる。
(第2制御弁23)
第2制御弁23は、非通電状態で開く構造の電磁弁であり、ブレーキECU6により開閉が制御される。第2制御弁23は、配管164と配管161との間に接続されている。ここで、配管164はポート11eを介して他側液圧室1Cに連通し、配管161はポート11aを介してリザーバ171に連通している。したがって、第2制御弁23は、他側液圧室1Cとリザーバ171との間を非通電状態で連通して反力液圧を発生させず、通電状態で遮断して反力液圧を発生させる。このように、マスタシリンダ1(一側液圧室1B)は、一側液圧室1B内の液圧である反力液圧がブレーキペダル10の操作に伴って機械的に増減圧されるとともに、反力液圧に対応する力がブレーキペダル10に作用するように構成されている。
第2制御弁23は、非通電状態で開く構造の電磁弁であり、ブレーキECU6により開閉が制御される。第2制御弁23は、配管164と配管161との間に接続されている。ここで、配管164はポート11eを介して他側液圧室1Cに連通し、配管161はポート11aを介してリザーバ171に連通している。したがって、第2制御弁23は、他側液圧室1Cとリザーバ171との間を非通電状態で連通して反力液圧を発生させず、通電状態で遮断して反力液圧を発生させる。このように、マスタシリンダ1(一側液圧室1B)は、一側液圧室1B内の液圧である反力液圧がブレーキペダル10の操作に伴って機械的に増減圧されるとともに、反力液圧に対応する力がブレーキペダル10に作用するように構成されている。
(サーボ圧発生装置4)
サーボ圧発生装置4は、減圧弁41、増圧弁42、圧力供給部43、およびレギュレータ44等で構成されている。減圧弁41は、非通電状態で開く常開型の電磁弁(常開弁)であり、ブレーキECU6により流量(又は圧力)が制御される。減圧弁41の一方は配管411を介して配管161に接続され、減圧弁41の他方は配管413に接続されている。つまり、減圧弁41の一方は、配管411、161、およびポート11a、11bを介してリザーバ171に連通している。減圧弁41は、閉弁することで、後述する第1パイロット室4Dから作動液が流出することを阻止する。なお、リザーバ171とリザーバ434とは、図示していないが連通している。リザーバ171とリザーバ434が同一のリザーバであっても良い。
サーボ圧発生装置4は、減圧弁41、増圧弁42、圧力供給部43、およびレギュレータ44等で構成されている。減圧弁41は、非通電状態で開く常開型の電磁弁(常開弁)であり、ブレーキECU6により流量(又は圧力)が制御される。減圧弁41の一方は配管411を介して配管161に接続され、減圧弁41の他方は配管413に接続されている。つまり、減圧弁41の一方は、配管411、161、およびポート11a、11bを介してリザーバ171に連通している。減圧弁41は、閉弁することで、後述する第1パイロット室4Dから作動液が流出することを阻止する。なお、リザーバ171とリザーバ434とは、図示していないが連通している。リザーバ171とリザーバ434が同一のリザーバであっても良い。
増圧弁42は、非通電状態で閉じる常閉型の電磁弁(常閉弁)であり、ブレーキECU6により流量(又は圧力)が制御されている。増圧弁42の一方は配管421に接続され、増圧弁42の他方は配管422に接続されている。
ここで、減圧弁41に用いられる常開型の電磁弁の一例を、模式的に説明する。電磁弁(減圧弁41)は、図3に示すように、弁部材aと、弁座bと、弁部材aを開弁側(弁座bから離れる方向)に付勢するスプリングcと、電流が導通することで弁部材aを閉弁側に押す電磁駆動力を発生するコイル(ソレノイド)dと、を備えている。コイルdに流れる電流が閉弁電流未満の場合には、スプリングcの付勢力により弁部材aと弁座bとが離間しており、電磁弁は開弁状態となっている。コイルdに閉弁電流以上の電流が流れると、コイルdに発生する弁部材aを閉弁側に押す電磁駆動力が、スプリングcの付勢力と、電磁弁の出入口間の差圧に応じた差圧作用力との和よりも大きくなり、弁部材aが弁座bに当接し、電磁弁が閉弁する。閉弁電流(閉弁させるための最小の制御電流)は、電磁弁の出入口間の差圧で決まる。
このように、減圧弁41及び増圧弁42は、コイルdに電流を流すことにより発生する電磁駆動力と、スプリングcの付勢力と、電磁弁の出入口間の差圧に応じた差圧作用力とのつりあい関係により開閉が決まり、コイルdに供給される電流(制御電流)により制御される。なお、付勢力と電磁駆動力の向きは、電磁弁の構造(常開弁や常閉弁等)により様々である。
圧力供給部43は、レギュレータ44に主に高圧の作動液を供給する部位である。圧力供給部43は、アキュムレータ(高圧力源)431、液圧ポンプ432、モータ433、およびリザーバ434等で構成されている。
アキュムレータ431は、高圧の作動液を蓄積するタンクである。アキュムレータ431は、配管431aによりレギュレータ44および液圧ポンプ432に接続されている。液圧ポンプ432は、モータ433によって駆動され、リザーバ434に貯留された作動液を、アキュムレータ431に圧送する。配管431aに設けられた圧力センサ75は、アキュムレータ431のアキュムレータ液圧を検出し、検出信号をブレーキECU6に送信する。アキュムレータ液圧は、アキュムレータ431に蓄積された作動液の蓄積量に相関する。
アキュムレータ液圧が所定値以下に低下したことが圧力センサ75によって検出されると、ブレーキECU6からの指令に基づいてモータ433が駆動される。これにより、液圧ポンプ432は、アキュムレータ431に作動液を圧送して、アキュムレータ液圧を所定値以上に回復する。
レギュレータ44は、図4に示すように、シリンダ441、ボール弁442、付勢部443、弁座部444、制御ピストン445、およびサブピストン446等で構成されている。シリンダ441は、一方(図面右側)に底面をもつ略有底円筒状のシリンダケース441aと、シリンダケース441aの開口(図面左側)を塞ぐ蓋部材441bと、で構成されている。シリンダケース441aには、内部と外部を連通させる複数のポート4a〜4hが形成されている。蓋部材441bも、略有底円筒状に形成されており、筒状部の複数のポート4a〜4hに対向する各部位に各ポートが形成されている。
ポート4aは、配管431aに接続されている。ポート4bは、配管422に接続されている。ポート4cは、配管163に接続されている。配管163は、サーボ室1Aとポート4cとを接続している。ポート4dは、配管414を介してリザーバ434に接続されている。ポート4eは、配管424に接続され、さらにリリーフバルブ423を経由して配管422に接続されている。ポート4fは、配管413に接続されている。ポート4gは、配管421に接続されている。ポート4hは、配管51から分岐した配管511に接続されている。なお、配管414は、配管161に接続されていても良い。
ボール弁442は、ボール型の弁であり、シリンダ441内部のシリンダケース441aの底面側(以下、シリンダ底面側とも称する)に配置されている。付勢部443は、ボール弁442をシリンダケース441aの開口側(以下、シリンダ開口側とも称する)に付勢するバネ部材であって、シリンダケース441aの底面に設置されている。弁座部444は、シリンダケース441aの内周面に設けられた壁部材であり、シリンダ開口側とシリンダ底面側を区画している。弁座部444の中央には、区画したシリンダ開口側とシリンダ底面側を連通させる貫通路444aが形成されている。弁座部444は、付勢されたボール弁442が貫通路444aを塞ぐ形で、ボール弁442をシリンダ開口側から保持している。貫通路444aのシリンダ底面側の開口部には、ボール弁442が離脱可能に着座(当接)する弁座面444bが形成されている。
ボール弁442、付勢部443、弁座部444、およびシリンダ底面側のシリンダケース441aの内周面で区画された空間を「第1室4A」とする。第1室4Aは、作動液で満たされており、ポート4aを介して配管431aに接続され、ポート4bを介して配管422に接続されている。
制御ピストン445は、略円柱状の本体部445aと、本体部445aよりも径が小さい略円柱状の突出部445bとからなっている。本体部445aは、シリンダ441内において、弁座部444のシリンダ開口側に、同軸的且つ液密的に、軸方向に摺動可能に配置されている。本体部445aは、図示しない付勢部材によりシリンダ開口側に付勢されている。本体部445aのシリンダ軸方向略中央には、両端が本体部445a周面に開口した径方向(図面上下方向)に延びる通路445cが形成されている。通路445cの開口位置に対応したシリンダ441の一部の内周面は、ポート4dが形成されているとともに、凹状に窪んでいる。この窪んだ空間を「第3室4C」とする。
突出部445bは、本体部445aのシリンダ底面側端面の中央からシリンダ底面側に突出している。突出部445bの径は、弁座部444の貫通路444aよりも小さい。突出部445bは、貫通路444aと同軸上に配置されている。突出部445bの先端は、ボール弁442からシリンダ開口側に所定間隔離れている。突出部445bには、突出部445bのシリンダ底面側端面中央に開口したシリンダ軸方向に延びる通路445dが形成されている。通路445dは、本体部445a内にまで延伸し、通路445cに接続している。
本体部445aのシリンダ底面側端面、突出部445bの外周面、シリンダ441の内周面、弁座部444、およびボール弁442によって区画された空間を「第2室4B」とする。第2室4Bは、突出部445bとボール弁442とが当接していない状態で、通路445d,445c、および第3室4Cを介してポート4d、4eに連通している。
サブピストン446は、サブ本体部446aと、第1突出部446bと、第2突出部446cとからなっている。サブ本体部446aは、略円柱状に形成されている。サブ本体部446aは、シリンダ441内において、本体部445aのシリンダ開口側に、同軸的且つ液密的、軸方向に摺動可能に配置されている。また、サブピストン446のシリンダ底面側の端部には、ダンパ機構が設けられても良い。
第1突出部446bは、サブ本体部446aより小径の略円柱状であり、サブ本体部446aのシリンダ底面側の端面中央から突出している。第1突出部446bは、本体部445aのシリンダ開口側端面に当接している。第2突出部446cは、第1突出部446bと同形状であり、サブ本体部446aのシリンダ開口側の端面中央から突出している。第2突出部446cは、蓋部材441bと当接している。
サブ本体部446aのシリンダ底面側の端面、第1突出部446bの外周面、制御ピストン445のシリンダ開口側の端面、およびシリンダ441の内周面で区画された空間を「第1パイロット室4D」とする。第1パイロット室4Dは、ポート4fおよび配管413を介して減圧弁41に連通し、ポート4gおよび配管421を介して増圧弁42に連通している。
一方、サブ本体部446aのシリンダ開口側の端面、第2突出部446cの外周面、蓋部材441b、およびシリンダ441の内周面で区画された空間を「第2パイロット室4E」とする。第2パイロット室4Eは、ポート4hおよび配管511、51を介してポート11gに連通している。各室4A〜4Eは、作動液で満たされている。圧力センサ74は、サーボ室1Aに供給されるサーボ圧(「第1液圧」に相当する)を検出するセンサであり、配管163に接続されている。圧力センサ74は、検出信号をブレーキECU6に送信する。
このように、レギュレータ44は、第1パイロット室4Dの圧力(「パイロット圧」とも称する)に対応する力とサーボ圧に対応する力との差によって駆動される制御ピストン445を有し、制御ピストン445の移動に伴って第1パイロット室4Dの容積が変化し、第1パイロット室4Dに流入出する液体の流量が増大すると、パイロット圧に対応する力とサーボ圧に対応する力とが釣り合っている平衡状態における制御ピストン445の位置を基準とする同制御ピストン445の移動量が増大して、サーボ室1Aに流入出する液体の流量が増大するように構成されている。すなわち、レギュレータ44は、パイロット圧とサーボ圧との差圧に応じた流量の液体がサーボ室1Aに流入出するように構成されている。
(アクチュエータ5)
アクチュエータ5は、マスタ圧(「出力液圧」に相当する)が発生する第1マスタ室1D及び第2マスタ室1Eと、ホイールシリンダ541〜544の間に配置されている。アクチュエータ5と第1マスタ室1Dとは配管51により連通され、アクチュエータ5と第2マスタ室1Eは配管52により連通されている。アクチュエータ5は、ブレーキECU6の指令に基づいて、ホイールシリンダ541〜544に供給される作動液圧を調整する。本実施形態のアクチュエータ5は、制動時に車輪がロックするのを防止するABS(アンチロックブレーキシステム)を構成している。概念的に、アクチュエータ5は、少なくとも、ホイールシリンダ541〜544内の作動液が排出されるリザーバ533と、マスタ室1D、1Eとホイールシリンダ541〜544との間に設けられている入口弁(後述の保持弁531に相当する)と、ホイールシリンダ541〜544とリザーバ533との間に設けられている出口弁(後述の減圧弁532に相当する)と、を有するアンチロックブレーキシステムである。アクチュエータ5は、ホイールシリンダ541〜544に対応した4チャンネルで構成されている。4チャンネルの各構成は互いに同様である。したがって、アクチュエータ5については、1つのチャンネルについて説明し、他のチャンネルについては説明を省略する。
アクチュエータ5は、マスタ圧(「出力液圧」に相当する)が発生する第1マスタ室1D及び第2マスタ室1Eと、ホイールシリンダ541〜544の間に配置されている。アクチュエータ5と第1マスタ室1Dとは配管51により連通され、アクチュエータ5と第2マスタ室1Eは配管52により連通されている。アクチュエータ5は、ブレーキECU6の指令に基づいて、ホイールシリンダ541〜544に供給される作動液圧を調整する。本実施形態のアクチュエータ5は、制動時に車輪がロックするのを防止するABS(アンチロックブレーキシステム)を構成している。概念的に、アクチュエータ5は、少なくとも、ホイールシリンダ541〜544内の作動液が排出されるリザーバ533と、マスタ室1D、1Eとホイールシリンダ541〜544との間に設けられている入口弁(後述の保持弁531に相当する)と、ホイールシリンダ541〜544とリザーバ533との間に設けられている出口弁(後述の減圧弁532に相当する)と、を有するアンチロックブレーキシステムである。アクチュエータ5は、ホイールシリンダ541〜544に対応した4チャンネルで構成されている。4チャンネルの各構成は互いに同様である。したがって、アクチュエータ5については、1つのチャンネルについて説明し、他のチャンネルについては説明を省略する。
ホイールシリンダ544に対するアクチュエータ5(1ch)は、保持弁531と、減圧弁532と、リザーバ533と、ポンプ534と、モータ535と、を備えている。保持弁531は、第1マスタ室1Dとホイールシリンダ544との間に配置されている。保持弁531は、第一開口が配管51に接続され、第二開口がホイールシリンダ544と減圧弁532の第一開口に接続された電磁弁である。保持弁531は、両開口間で差圧を発生させる電磁弁であり、非通電状態で開弁状態となる常開弁である。保持弁531の状態は、ブレーキECU6によって、両開口間を連通させる連通状態(非差圧状態)と、両開口間で差圧を発生させる差圧状態とに切り替えられる。減圧弁532は、ホイールシリンダ544とリザーバ533の間に配置されている。減圧弁532は、ブレーキECU6の指令により、ホイールシリンダ544とリザーバ533とを連通又は遮断する。減圧弁532は、非通電状態で閉弁状態となる常閉弁である。
リザーバ533は、内部に作動液を溜めるための液圧室を有している。リザーバ533の開口は、配管を介して減圧弁532の他方開口及びポンプ534に接続されている。ポンプ534は、モータ535により駆動し、リザーバ533内の作動液をマスタシリンダ1側に戻す装置である。モータ535は、ブレーキECU6の指令により駆動する。
ここでアクチュエータ5の機能について簡単に説明する。保持弁531と減圧弁532が共に非通電状態(常用ブレーキ状態)にある場合、保持弁531が開弁状態且つ減圧弁532が閉弁状態となり、マスタ室1D、1Eとホイールシリンダ541〜544とが連通される。この場合、ホイールシリンダ541〜544内の液圧であるホイール圧は、ブレーキ操作に応じて制御(増圧制御)される。また、減圧弁532が閉弁状態で維持されたまま保持弁531の制御電流が制御されると、保持弁531の制御に応じてホイール圧が増圧制御される。また、保持弁531が通電状態にあり減圧弁532が非通電状態(閉弁)にある場合、ホイール圧は保持される。つまり、この場合、ホイール圧は保持制御される。また、保持弁531と減圧弁532とが共に通電状態にある場合、ホイールシリンダ541〜544とリザーバ533とが連通され、ホイール圧は減圧制御される。これら保持・減圧制御によって、ホイール圧が制御され、車輪のロック状態が抑制される。アクチュエータ5によるホイール圧の調圧は、状況に応じて、ホイールシリンダ541〜544それぞれに対して別個に行われる。
(ブレーキECU6)
ブレーキECU6は、電子制御ユニットであり、マイクロコンピュータを有している。マイクロコンピュータは、バスを介してそれぞれ接続された入出力インターフェース、CPU、RAM、ROM、不揮発性メモリー等の記憶部を備えている。ブレーキECU6は、各種センサ71〜76と接続され、各電磁弁22、23、41、42、モータ433、及びアクチュエータ5等を制御する。ブレーキECU6には、ストロークセンサ71から運転者によりブレーキペダル10の操作量(ストローク)が入力され、ブレーキストップスイッチ72から運転者によるブレーキペダル10の操作の有無が入力され、圧力センサ73から他側液圧室1Cの液圧又は一側液圧室1Bの液圧が入力され、圧力センサ74からサーボ室1Aに供給されるサーボ圧が入力され、圧力センサ75からアキュムレータ431のアキュムレータ液圧が入力され、車輪速度センサ76から各車輪5FR,5FL,5RR,5RLの速度が入力される。また、ブレーキECU6には、アクセル情報、シフト情報、及びパーキングブレーキ83のオン・オフ情報が入力される。
ブレーキECU6は、電子制御ユニットであり、マイクロコンピュータを有している。マイクロコンピュータは、バスを介してそれぞれ接続された入出力インターフェース、CPU、RAM、ROM、不揮発性メモリー等の記憶部を備えている。ブレーキECU6は、各種センサ71〜76と接続され、各電磁弁22、23、41、42、モータ433、及びアクチュエータ5等を制御する。ブレーキECU6には、ストロークセンサ71から運転者によりブレーキペダル10の操作量(ストローク)が入力され、ブレーキストップスイッチ72から運転者によるブレーキペダル10の操作の有無が入力され、圧力センサ73から他側液圧室1Cの液圧又は一側液圧室1Bの液圧が入力され、圧力センサ74からサーボ室1Aに供給されるサーボ圧が入力され、圧力センサ75からアキュムレータ431のアキュムレータ液圧が入力され、車輪速度センサ76から各車輪5FR,5FL,5RR,5RLの速度が入力される。また、ブレーキECU6には、アクセル情報、シフト情報、及びパーキングブレーキ83のオン・オフ情報が入力される。
(ブレーキ制御)
ここで、ブレーキECU6のブレーキ制御について説明する。ブレーキ制御は、通常の液圧制動力の制御である。すなわち、ブレーキECU6は、第1制御弁22に通電して開弁し、第2制御弁23に通電して閉弁した状態とする。第2制御弁23が閉状態となることで他側液圧室1Cとリザーバ171とが遮断され、第1制御弁22が開状態となることで一側液圧室1Bと他側液圧室1Cとが連通する。このように、ブレーキ制御は、第1制御弁22を開弁させ、第2制御弁23を閉弁させた状態で、減圧弁41及び増圧弁42を制御してサーボ室1Aのサーボ圧を制御するモードである。減圧弁41及び増圧弁42は、第1パイロット室4Dに流入出させる作動液の流量を調整する弁装置ともいえる。このブレーキ制御において、ブレーキECU6は、ストロークセンサ71で検出されたブレーキペダル10の操作量(入力ピストン13の移動量)またはブレーキペダル10の操作力(例えば、圧力センサ73で検出される液圧)から、運転者の要求制動力を算出する。そして、要求制動力に基づいて目標サーボ圧が設定され、圧力センサ74で測定されたサーボ圧である実サーボ圧を目標サーボ圧に近づけるように減圧弁41及び増圧弁42が制御される。
ここで、ブレーキECU6のブレーキ制御について説明する。ブレーキ制御は、通常の液圧制動力の制御である。すなわち、ブレーキECU6は、第1制御弁22に通電して開弁し、第2制御弁23に通電して閉弁した状態とする。第2制御弁23が閉状態となることで他側液圧室1Cとリザーバ171とが遮断され、第1制御弁22が開状態となることで一側液圧室1Bと他側液圧室1Cとが連通する。このように、ブレーキ制御は、第1制御弁22を開弁させ、第2制御弁23を閉弁させた状態で、減圧弁41及び増圧弁42を制御してサーボ室1Aのサーボ圧を制御するモードである。減圧弁41及び増圧弁42は、第1パイロット室4Dに流入出させる作動液の流量を調整する弁装置ともいえる。このブレーキ制御において、ブレーキECU6は、ストロークセンサ71で検出されたブレーキペダル10の操作量(入力ピストン13の移動量)またはブレーキペダル10の操作力(例えば、圧力センサ73で検出される液圧)から、運転者の要求制動力を算出する。そして、要求制動力に基づいて目標サーボ圧が設定され、圧力センサ74で測定されたサーボ圧である実サーボ圧を目標サーボ圧に近づけるように減圧弁41及び増圧弁42が制御される。
詳細に説明すると、ブレーキペダル10が踏まれていない状態では、上記のような状態、すなわちボール弁442が弁座部444の貫通路444aを塞いでいる状態となる。また、減圧弁41は開状態、増圧弁42は閉状態となっている。つまり、第1室4Aと第2室4Bは隔離されている。第2室4Bは、配管163を介してサーボ室1Aに連通し、互いに同圧力に保たれている。第2室4Bは、制御ピストン445の通路445c、445dを介して第3室4Cに連通している。したがって、第2室4B及び第3室4Cは、配管414、161を介してリザーバ171に連通している。第1パイロット室4Dは、一方が増圧弁42で塞がれ、他方が減圧弁41を介してリザーバ171に連通している。第1パイロット室4Dと第2室4Bとは同圧力に保たれる。第2パイロット室4Eは、配管511、51を介して第1マスタ室1Dに連通し、互いに同圧力に保たれる。
この状態から、ブレーキペダル10が踏まれると、ブレーキECU6は、目標サーボ圧に基づいて、減圧弁41及び増圧弁42を制御する。すなわち、ブレーキECU6は、減圧弁41を閉じる方向に制御し、増圧弁42を開ける方向に制御する。増圧弁42が開くことでアキュムレータ431と第1パイロット室4Dとが連通する。減圧弁41が閉じることで、第1パイロット室4Dとリザーバ171とが遮断される。アキュムレータ431から供給される高圧の作動液により、第1パイロット室4Dの圧力を上昇させることができる。第1パイロット室4Dの圧力が上昇することで、制御ピストン445がシリンダ底面側に摺動する。これにより、制御ピストン445の突出部445b先端がボール弁442に当接し、通路445dがボール弁442により塞がれる。そして、第2室4Bとリザーバ171とは遮断される。
さらに、制御ピストン445がシリンダ底面側に摺動することで、突出部445bによりボール弁442がシリンダ底面側に押されて移動し、ボール弁442が弁座面444bから離間する。これにより、第1室4Aと第2室4Bは弁座部444の貫通路444aにより連通する。第1室4Aには、アキュムレータ431から高圧の作動液が供給されており、連通により第2室4Bの圧力が上昇する。
ブレーキECU6は、ストロークセンサ71で検知された入力ピストン13の移動量(ブレーキペダル10の操作量)が大きくなる程、第1パイロット室4Dのパイロット圧が高くなるように、増圧弁42を制御するとともに、減圧弁41を閉じる。つまり、入力ピストン13の移動量(ブレーキペダル10の操作量)が大きくなる程、パイロット圧が高くなり、サーボ圧も高くなる。サーボ圧は、圧力センサ74により取得でき、パイロット圧に換算することができる。
第2室4Bの圧力上昇に伴って、それに連通するサーボ室1Aの圧力も上昇する。サーボ室1Aの圧力上昇により、第1マスタピストン14が前進し、第1マスタ室1Dの圧力が上昇する。そして、第2マスタピストン15も前進し、第2マスタ室1Eの圧力が上昇する。第1マスタ室1Dの圧力上昇により、高圧の作動液がアクチュエータ5及び第2パイロット室4Eに供給される。第2パイロット室4Eの圧力は上昇するが、第1パイロット室4Dの圧力も同様に上昇しているため、サブピストン446は移動しない。このように、アクチュエータ5に高圧(マスタ圧)の作動液が供給され、摩擦ブレーキが作動して車両が制動される。「ブレーキ制御」において第1マスタピストン14を前進させる力は、サーボ圧に対応する力に相当する。ブレーキ操作を解除する場合、反対に、減圧弁41を開状態とし、増圧弁42を閉状態として、リザーバ171と第1パイロット室4Dとを連通させる。これにより、制御ピストン445が後退し、ブレーキペダル10を踏む前の状態に戻る。
このように、マスタシリンダ1及びサーボ圧発生装置4は、サーボ圧に対応する力で駆動されマスタシリンダ1内を摺動する第1マスタピストン14及び第2マスタピストン15を有し、第1マスタピストン14及び第2マスタピストン15のストロークに応じたマスタ圧を、アクチュエータ5を介してホイールシリンダ541〜544に出力する。ブレーキECU6(後述の制御部61)及びサーボ圧発生装置4は、各種センサ71〜73等により取得されている操作情報に応じたサーボ圧を発生させる「第1液圧発生部」に相当する。操作情報(操作量に関する値)は、例えば、ストロークセンサ71により取得されたストローク、圧力センサ73により取得された反力液圧、及び/又は単位時間当たりのストローク(操作速度)である。
また、目標サーボ圧には、目標サーボ圧に応じて不感帯が設定されている。不感帯は、目標サーボ圧を中央にプラス側とマイナス側で同じ幅を有している。ブレーキECU6は、ブレーキ制御において、実サーボ圧(圧力センサ74で計測された液圧)が不感帯の範囲内に入ると、実質的に目標サーボ圧に達したとして液圧制御を行う。つまり、実サーボ圧が不感帯内にある場合は、サーボ圧(パイロット圧)を保持する保持制御が為される。
(移動抑制液圧制御)
ここで、シール部材Z2の移動を抑制しつつブレーキ制御を実行する移動抑制液圧制御について説明する。ブレーキECU6は、機能として、上記のブレーキ制御を行う制御部61と、状態判定部62と、を備えている。制御部61は、特定のタイミングで、上記のブレーキ制御を含む移動抑制液圧制御を実行する。制御部61による移動抑制液圧制御の詳細については後述する。
ここで、シール部材Z2の移動を抑制しつつブレーキ制御を実行する移動抑制液圧制御について説明する。ブレーキECU6は、機能として、上記のブレーキ制御を行う制御部61と、状態判定部62と、を備えている。制御部61は、特定のタイミングで、上記のブレーキ制御を含む移動抑制液圧制御を実行する。制御部61による移動抑制液圧制御の詳細については後述する。
ブレーキECU6は、サーボ圧を検出するセンサ(圧力センサ74)又はサーボ圧を推定可能なセンサが0点補正を完了した後に、移動抑制液圧制御を実行する。ブレーキECU6は、圧力センサ74が0点補正を完了したか否かの情報を取得し、0点補正が完了していることを認識する。0点補正は、例えばイグニションがオンされた際に行われる。また、0点補正は、停車時間が所定時間経過する毎に行われても良い。0点補正は、移動抑制液圧制御が実行される前に、少なくとも1度実行されている。
状態判定部62は、車両状態が、通常制動予備状態であるか否か、及び急操作制動予備状態であるか否かを判定する。通常制動予備状態とは、ブレーキペダル10が操作される蓋然性が高い状態を意味する。急操作制動予備状態とは、ブレーキペダル10が操作される蓋然性が高い上、ブレーキペダル10に対する操作の操作速度が速くなる蓋然性が高い状態を意味する。具体的に、状態判定部62は、まず、ストロークセンサ71からの操作情報に基づいて、ブレーキ操作が為されているか否かを判定する。状態判定部62は、例えば、ストロークが0の場合又はブレーキストップスイッチ72がオフ(非操作)の場合に、ブレーキ操作が為されていない状態(制動オフ)と判定する。反対に、状態判定部62は、ストロークが0より大きい場合又はブレーキストップスイッチ72がオン(操作)の場合に、ブレーキ操作が為されている状態(制動オン)と判定する。そして、状態判定部62は、制動がオフされ(ブレーキ操作が解除され)、当該制動オフ期間が所定期間以上となり且つアクセルがオフされている状態を、「通常制動予備状態」と判定する。例えば、運転者が、ブレーキペダル10の操作を解除した状態で、アクセルペダル81を操作して車両を前進又は後退させ、所定期間後にアクセルペダル81の操作を解除した(アクセルペダル81から足を離した)場合、状態判定部62は、そのアクセルペダル81の操作が解除された際に、車両状態が通常制動予備状態であると判定する。アクセルがオフされている状態であるか否かは、アクセル情報(例えばアクセルペダル81のストローク情報)に基づいて判定される。
また、状態判定部62は、車両通信(CAN)により、シフト情報(シフトレバー82の位置情報)、及びパーキングブレーキ83のオン・オフ情報を取得する。本実施形態において、シフト情報及びオン・オフ情報は、停車に関する状態情報ともいえる。状態判定部62は、ブレーキ操作が為されておらず且つシフトレバー82がPレンジ(パーキングレンジ)に位置している場合、及び/又はブレーキ操作が為されておらず且つパーキングブレーキ83がオン状態である場合、車両状態が「急操作制動予備状態」であると判定する。さらに、状態判定部62は、ブレーキ操作が為されておらず且つアクセルペダル81の解除への操作速度が所定値以上である場合も、車両状態が急操作制動予備状態であると判定しても良い。つまり、状態判定部62は、ブレーキ操作が為されていないことを前提に、アクセルオフへの操作速度が所定値以上の場合、シフト情報がPレンジを示している場合、及び/又はパーキングブレーキ83のオン・オフ情報がオンを示している場合に、車両状態が急操作制動予備状態であると判定しても良い。通常制動予備状態及び急操作制動予備状態は、いずれもブレーキ操作が為されていないことが前提となっている。このように、状態判定部62は、操作情報及び状態情報に基づいて、車両状態を判定する。
制御部61は、状態判定部62の判定結果に基づいて、移動抑制液圧制御を実行する。本実施形態の制御部61は、状態判定部62の判定結果が通常制動予備状態又は急操作制動予備状態である場合に、移動抑制液圧制御を実行する。移動抑制液圧制御は、ストロークセンサ71又はブレーキストップスイッチ72により取得された操作情報が「ブレーキペダル10が操作されていないこと」を示している場合に、一側液圧室1Bの液圧(反力液圧)よりも高いサーボ圧を予めサーボ室1A内に発生させておき、続いて、ストロークセンサ71及び/又は圧力センサ73により取得された操作情報における操作量に関する値(ストローク、操作力、及び/又は操作速度)が大きいほど高いサーボ圧を発生させる制御である。具体的に、本実施形態の移動抑制液圧制御は、状態判定部62により車両状態が通常制動予備状態又は急操作制動予備状態であると判定された場合、予めサーボ圧を反力液圧より高くし、その状態で続けてブレーキ操作に応じたブレーキ制御を実行する制御である。制御部61は、車両状態が通常制動予備状態及び急操作制動予備状態の何れでもない場合、移動抑制液圧制御を実行せず(停止し)、通常のブレーキ制御を実行する。
制御部61は、車両状態が通常制動予備状態である場合、目標サーボ圧を、反力液圧(ここでは0MPa)よりも高い第一予備圧に設定する。第一予備圧は、図5に示すように、想定される平均的なブレーキペダル10の操作速度で変動する反力液圧(一側液圧室1Bの液圧)よりも、サーボ圧が常に高くなるように設定されている。参考に、図5において、通常のブレーキ制御における目標サーボ圧の変化が点線で表されている。また、第一予備圧は、第1マスタピストン14が前進しない値に設定されている。具体的に、第一予備圧は、当該第一予備圧(目標サーボ圧)にプラス側の不感帯幅を足した値(すなわち不感帯の上限値)が、マスタシリンダ1のセット荷重(例えば摺動抵抗)を第1マスタピストン14の受圧面積(サーボ室1Aに面する面積)で除算した値よりも小さくなるように設定されている。このように、制御部61は、状態判定部62により車両状態が通常制動予備状態であると判定されている場合、目標サーボ圧を第一予備圧に設定し、続けてブレーキペダル10のストロークが大きいほど目標サーボ圧を高くする。
また、制御部61は、車両状態が急操作制動予備状態である場合、目標サーボ圧を、反力液圧(ここでは0MPa)よりも高く且つ第一予備圧よりも高い第二予備圧に設定する。第二予備圧は、図6に示すように、想定される急なブレーキ操作(例えば最高の操作速度)により変動する反力液圧よりも、サーボ圧が常に高くなるように設定されている。第二予備圧は、第一予備圧とは異なり、第二予備圧による第1マスタピストン14の前進の有無を考慮せず、想定される最大の反力液圧よりも高い値に設定されている。本実施形態の第二予備圧は、第1マスタピストン14が前進しない最大液圧よりも高い圧力値(すなわち第1マスタピストン14が前進する圧力値)に設定されている。このように、制御部61は、状態判定部62により車両状態が急操作制動予備状態であると判定されている場合、目標サーボ圧を第二予備圧に設定し、続けてブレーキペダル10のストロークが大きいほど目標サーボ圧を高くする。
ここで移動抑制液圧制御の流れの一例を図7を参照して説明する。ブレーキECU6は、圧力センサ74の0点補正が完了した後(S101:Yes)、操作情報(ストローク、操作力、及び/又は操作速度)及び状態情報(シフト情報、オン・オフ情報、及び/又はアクセル情報)を取得する(S102)。そして、状態判定部62は、取得した情報に基づいて、車両状態が急操作制動予備状態であるか否かを判定する(S103)。車両状態が急操作制動予備状態である場合(S103:Yes)、制御部61は、サーボ圧を反力液圧よりも高くするために目標サーボ圧を第二予備圧に設定する(S104)。
一方、車両状態が急操作制動予備状態でない場合(S103:No)、状態判定部62は、車両状態が通常制動予備状態であるか否かを判定する(S105)。車両状態が通常制動予備状態である場合(S105:Yes)、制御部61は、サーボ圧を反力液圧よりも高くするために目標サーボ圧を第一予備圧に設定する(S106)。車両状態が通常制動予備状態でない場合(S105:No)、制御部61は、目標サーボ圧をブレーキ操作に応じて設定する通常のブレーキ制御を実行する(S107)。ブレーキECU6は、このような移動抑制液圧制御を所定時間毎に実行する。
(作用効果)
本実施形態によれば、移動抑制液圧制御により、ブレーキ操作が為される前に、サーボ圧が反力液圧より高くなる。これにより、シール部材Z2は、予め一側液圧室1B側に移動する。あるいは、シール部材Z2のサーボ室1A側への移動は防止される。そして、移動抑制液圧制御により、その後もブレーキ操作の大きさに応じてサーボ圧が高くなるため、一側液圧室1B側に加圧されたシール部材Z2の状態が、続くブレーキ操作時にも維持される。つまり、本実施形態によれば、ブレーキ操作中におけるシール部材Z2の移動(サーボ室1A側に移動した後に一側液圧室1B側に移動すること)を抑制することができる。これにより、ペダルショックの発生を抑制することができる。
本実施形態によれば、移動抑制液圧制御により、ブレーキ操作が為される前に、サーボ圧が反力液圧より高くなる。これにより、シール部材Z2は、予め一側液圧室1B側に移動する。あるいは、シール部材Z2のサーボ室1A側への移動は防止される。そして、移動抑制液圧制御により、その後もブレーキ操作の大きさに応じてサーボ圧が高くなるため、一側液圧室1B側に加圧されたシール部材Z2の状態が、続くブレーキ操作時にも維持される。つまり、本実施形態によれば、ブレーキ操作中におけるシール部材Z2の移動(サーボ室1A側に移動した後に一側液圧室1B側に移動すること)を抑制することができる。これにより、ペダルショックの発生を抑制することができる。
また、ブレーキペダル10の操作速度(踏み込み速度)が速くなると、反力液圧(一側液圧室1Bの液圧)も高くなりやすい。つまり、操作速度が速くなると、ブレーキ操作中に、反力液圧がサーボ圧よりも大きくなる可能性が高くなる。しかし、本実施形態の車両用制動装置は、ブレーキペダル10の操作速度が速くなる蓋然性が高い急操作制動予備状態を検知し、車両状態が急操作制動予備状態である場合に、移動抑制液圧制御を実行する。これにより、より適切なタイミングで移動抑制液圧制御が実行され、ペダルショックの発生が抑制される。
また、急操作制動予備状態では、通常制動予備状態に比べて、ブレーキペダル10の操作速度が早くなりやすい分、反力液圧(一側液圧室1Bの液圧)が高くなりやすい。ここで、本実施形態の移動抑制液圧制御において、急操作制動予備状態時にサーボ室1Aに発生させる第二予備圧は、通常制動予備状態時にサーボ室1Aに発生させる第一予備圧よりも高く設定されている。これにより、より確実にシール部材Z2の移動を抑制することができる。
例えば、車両走行中に比べて、停車中は、ブレーキペダル10が速く踏み込まれる可能性が高い。したがって、停車中のブレーキ操作では、走行中よりも反力液圧が高くなりやすいと考えられる。本実施形態のブレーキECU6は、このような停車状態を急操作制動予備状態として検知する。また、停車状態において第二予備圧を加える移動抑制液圧制御が実行され、ブレーキ操作前に第1マスタピストン14が前進してマスタ圧が発生しても、通常、運転者は車両を発進させる前にブレーキペダル10を踏むことから、引きずりや発進不良などは生じない。また、運転者がパーキングブレーキ83をオンからオフにする際、ブレーキ操作が為されていない場合でも、パーキングブレーキ83による引きずり等が発生し得るため、移動抑制液圧制御によるマスタ圧の発生は問題にならない。また、本実施形態では、圧力センサ74の0点補正が完了した後に、移動抑制液圧制御を実行するため、誤差による引きずりや発進不良の発生を抑制することができる。
(その他)
本発明は、上記実施形態に限られない。例えばシール部材Z2は、図8に示すように、移動に伴い凸状変形するものでも良い。凸状変形とは、サーボ圧が一側液圧室1Bの液圧より大きい状態で一側液圧室1B側に凸に変形し、一側液圧室1Bの液圧がサーボ圧より大きい状態でサーボ室1A側に凸に変形することを意味する。このような凸状変形は、上記実施形態でも発生し得る。一側液圧室1Bは、シール部材Z2の凸状変形により容積変化しやすくなるともいえる。このようにシール部材Z2が移動及び凸状変形する車両用制動装置に対しても、本発明は効果を発揮する。また、シール部材Z2は、Oリングでも良い。また、シール部材Z2は、図9に示すように、内周側部位を形成する弾性部材(例えばゴム部材)と、外周側部位を形成する樹脂部材と、で構成されても良い。このシール部材Z2よれば、シール性を保ちつつ、樹脂部材によりマスタシリンダ1(メインシリンダ11)との摺動抵抗を小さくすることができる。このような構成では、シール部材Z2の移動が生じやすいが、本発明によれば、このシール部材Z2のブレーキ操作中の移動を抑制することができる。
本発明は、上記実施形態に限られない。例えばシール部材Z2は、図8に示すように、移動に伴い凸状変形するものでも良い。凸状変形とは、サーボ圧が一側液圧室1Bの液圧より大きい状態で一側液圧室1B側に凸に変形し、一側液圧室1Bの液圧がサーボ圧より大きい状態でサーボ室1A側に凸に変形することを意味する。このような凸状変形は、上記実施形態でも発生し得る。一側液圧室1Bは、シール部材Z2の凸状変形により容積変化しやすくなるともいえる。このようにシール部材Z2が移動及び凸状変形する車両用制動装置に対しても、本発明は効果を発揮する。また、シール部材Z2は、Oリングでも良い。また、シール部材Z2は、図9に示すように、内周側部位を形成する弾性部材(例えばゴム部材)と、外周側部位を形成する樹脂部材と、で構成されても良い。このシール部材Z2よれば、シール性を保ちつつ、樹脂部材によりマスタシリンダ1(メインシリンダ11)との摺動抵抗を小さくすることができる。このような構成では、シール部材Z2の移動が生じやすいが、本発明によれば、このシール部材Z2のブレーキ操作中の移動を抑制することができる。
また、サーボ圧を発生させる構成は、高圧源と電磁弁を用いた構成に限らず、電動ブースタ(例えばモータでレギュレータを作動させるシステム)を用いた構成でも良い。また、第一予備圧は、シール部材Z2が凹部Z1の後端部(一側液圧室1B側の端部)にまで移動する圧力以上に設定されても良い。当該圧力は、シミュレーション等により予め推定できる。これにより、ブレーキ操作中のシール部材Z2の移動をより確実に抑制することができる。また、ブレーキECU6は、0点補正を複数回実行するシステムにおいて、0点補正完了後所定期間内である場合に「0点補正完了」と判定しても良い。
なお、液圧発生装置BFに加えて回生制動力を車輪に発生させる回生制動力発生装置を備えている車両用制動装置において、車両の速度が所定速度まで低下してから車両が停車するまでの期間に、回生制動力を液圧制動力に切り替える制御を実施する場合には、この制御に従ってサーボ圧が反力液圧よりも低い状態からサーボ圧が反力液圧よりも高い状態に遷移する。これにより、シール部材Z2がサーボ室1A側から一側液圧室1B側に移動する。しかしながら、回生制動力から液圧制動力への切り替えを徐々に行うことにより、上記シール部材Z2の移動に伴うペダルショックは抑制することができる。
なお、液圧発生装置BFに加えて回生制動力を車輪に発生させる回生制動力発生装置を備えている車両用制動装置において、車両の速度が所定速度まで低下してから車両が停車するまでの期間に、回生制動力を液圧制動力に切り替える制御を実施する場合には、この制御に従ってサーボ圧が反力液圧よりも低い状態からサーボ圧が反力液圧よりも高い状態に遷移する。これにより、シール部材Z2がサーボ室1A側から一側液圧室1B側に移動する。しかしながら、回生制動力から液圧制動力への切り替えを徐々に行うことにより、上記シール部材Z2の移動に伴うペダルショックは抑制することができる。
(まとめ)
本実施形態の車両用制動装置は、以下のように記載することができる。すなわち、本実施形態の車両用制動装置は、第1液圧室1Aを形成するマスタシリンダ1、及び、第1液圧室1A内の液圧である第1液圧(サーボ圧)に対応する力で駆動されマスタシリンダ1内を摺動するピストン14、15を有し、ピストン14、15のストロークに応じた液圧である出力液圧(マスタ圧)を出力する液圧出力部1、4と、ブレーキ操作部材10に対する操作に関する操作情報を取得する操作情報取得部71〜73(6)と、操作情報取得部71〜73(6)により取得されている操作情報に応じた第1液圧を発生させる第1液圧発生部4、61と、を備え、出力液圧に基づいて車両の車輪に制動力を発生させる車両用制動装置であって、マスタシリンダ1は、シール部材Z2を介して第1液圧室1Aと隣り合う第2液圧室1Bを形成し、シール部材Z2は、第1液圧室1A及び第2液圧室1Bに面する位置にマスタシリンダ1の軸方向に移動可能に配置され、第2液圧室1Bは、第2液圧室1B内の液圧である第2液圧(反力液圧)がブレーキ操作部材10の操作に伴って機械的に増減圧されるとともに、第2液圧に対応する力がブレーキ操作部材10に作用するように構成され、第1液圧発生部4、61は、操作情報取得部71〜73(6)により取得された操作情報が「ブレーキ操作部材10が操作されていないこと」を示している場合に、第2液圧よりも高い第1液圧を予め第1液圧室1A内に発生させておき、続いて、操作情報取得部71〜73(6)により取得された操作情報における操作量に関する値が大きいほど高い第1液圧を発生させる移動抑制液圧制御を実行する。
また、本実施形態の車両用制動装置は、車両状態が、ブレーキ操作部材に対する操作の操作速度が速くなる蓋然性が高い急操作制動予備状態であるか否かを判定する状態判定部62を備え、第1液圧発生部4、61は、状態判定部62により車両状態が急操作制動予備状態であることが判定されている場合に、移動抑制液圧制御を実行する。
また、第1液圧発生部4、61は、状態判定部62により車両状態が急操作制動予備状態であることが判定されている場合に実行する移動抑制液圧制御において、状態判定部62により車両状態が急操作制動予備状態であることが判定されていない場合に行われる移動抑制液圧制御にて予め第1液圧室1A内に発生させる第1液圧(第一予備圧)よりも高い第1液圧(第二予備圧)を、予め第1液圧室1A内に発生させる。
本実施形態の車両用制動装置は、以下のように記載することができる。すなわち、本実施形態の車両用制動装置は、第1液圧室1Aを形成するマスタシリンダ1、及び、第1液圧室1A内の液圧である第1液圧(サーボ圧)に対応する力で駆動されマスタシリンダ1内を摺動するピストン14、15を有し、ピストン14、15のストロークに応じた液圧である出力液圧(マスタ圧)を出力する液圧出力部1、4と、ブレーキ操作部材10に対する操作に関する操作情報を取得する操作情報取得部71〜73(6)と、操作情報取得部71〜73(6)により取得されている操作情報に応じた第1液圧を発生させる第1液圧発生部4、61と、を備え、出力液圧に基づいて車両の車輪に制動力を発生させる車両用制動装置であって、マスタシリンダ1は、シール部材Z2を介して第1液圧室1Aと隣り合う第2液圧室1Bを形成し、シール部材Z2は、第1液圧室1A及び第2液圧室1Bに面する位置にマスタシリンダ1の軸方向に移動可能に配置され、第2液圧室1Bは、第2液圧室1B内の液圧である第2液圧(反力液圧)がブレーキ操作部材10の操作に伴って機械的に増減圧されるとともに、第2液圧に対応する力がブレーキ操作部材10に作用するように構成され、第1液圧発生部4、61は、操作情報取得部71〜73(6)により取得された操作情報が「ブレーキ操作部材10が操作されていないこと」を示している場合に、第2液圧よりも高い第1液圧を予め第1液圧室1A内に発生させておき、続いて、操作情報取得部71〜73(6)により取得された操作情報における操作量に関する値が大きいほど高い第1液圧を発生させる移動抑制液圧制御を実行する。
また、本実施形態の車両用制動装置は、車両状態が、ブレーキ操作部材に対する操作の操作速度が速くなる蓋然性が高い急操作制動予備状態であるか否かを判定する状態判定部62を備え、第1液圧発生部4、61は、状態判定部62により車両状態が急操作制動予備状態であることが判定されている場合に、移動抑制液圧制御を実行する。
また、第1液圧発生部4、61は、状態判定部62により車両状態が急操作制動予備状態であることが判定されている場合に実行する移動抑制液圧制御において、状態判定部62により車両状態が急操作制動予備状態であることが判定されていない場合に行われる移動抑制液圧制御にて予め第1液圧室1A内に発生させる第1液圧(第一予備圧)よりも高い第1液圧(第二予備圧)を、予め第1液圧室1A内に発生させる。
1:マスタシリンダ(液圧出力部)、 11:メインシリンダ、
12:カバーシリンダ、 13:入力ピストン、
14:第1マスタピストン(ピストン)、 15:第2マスタピストン(ピストン)、
1A:サーボ室(第1液圧室)、 1B:一側液圧室(第2液圧室)、
1C:他側液圧室、 1D:第1マスタ室、 1E:第2マスタ室、
10:ブレーキペダル(ブレーキ操作部材)、 171:リザーバ、
2:反力発生装置、 22:第1制御弁、 23:第2制御弁、
4:サーボ圧発生装置(液圧出力部、第1液圧発生部)、
41:減圧弁、 42:増圧弁、 431:アキュムレータ、 44:レギュレータ、
445:制御ピストン、 4D:第1パイロット室、 5:アクチュエータ、
531:保持弁、 532:減圧弁、 533:リザーバ、
541、542、543、544:ホイールシリンダ、
5FR、5FL、5RR、5RL:車輪、 BF:液圧制動力発生装置、
6:ブレーキECU、 61:制御部(第1液圧発生部)、 62:状態判定部、
71:ストロークセンサ(操作情報取得部)、 72:ブレーキストップスイッチ、
73、74、75:圧力センサ、 76:車輪速度センサ、
81:アクセルペダル、 82:シフトレバー、 83:パーキングブレーキ、
Z1:凹部、 Z2:シール部材
12:カバーシリンダ、 13:入力ピストン、
14:第1マスタピストン(ピストン)、 15:第2マスタピストン(ピストン)、
1A:サーボ室(第1液圧室)、 1B:一側液圧室(第2液圧室)、
1C:他側液圧室、 1D:第1マスタ室、 1E:第2マスタ室、
10:ブレーキペダル(ブレーキ操作部材)、 171:リザーバ、
2:反力発生装置、 22:第1制御弁、 23:第2制御弁、
4:サーボ圧発生装置(液圧出力部、第1液圧発生部)、
41:減圧弁、 42:増圧弁、 431:アキュムレータ、 44:レギュレータ、
445:制御ピストン、 4D:第1パイロット室、 5:アクチュエータ、
531:保持弁、 532:減圧弁、 533:リザーバ、
541、542、543、544:ホイールシリンダ、
5FR、5FL、5RR、5RL:車輪、 BF:液圧制動力発生装置、
6:ブレーキECU、 61:制御部(第1液圧発生部)、 62:状態判定部、
71:ストロークセンサ(操作情報取得部)、 72:ブレーキストップスイッチ、
73、74、75:圧力センサ、 76:車輪速度センサ、
81:アクセルペダル、 82:シフトレバー、 83:パーキングブレーキ、
Z1:凹部、 Z2:シール部材
Claims (3)
- 第1液圧室を形成するマスタシリンダ、及び、前記第1液圧室内の液圧である第1液圧に対応する力で駆動され前記マスタシリンダ内を摺動するピストンを有し、前記ピストンのストロークに応じた液圧である出力液圧を出力する液圧出力部と、
ブレーキ操作部材に対する操作に関する操作情報を取得する操作情報取得部と、
前記操作情報取得部により取得されている前記操作情報に応じた前記第1液圧を発生させる第1液圧発生部と、
を備え、
前記出力液圧に基づいて車両の車輪に制動力を発生させる車両用制動装置であって、
前記マスタシリンダは、シール部材を介して前記第1液圧室と隣り合う第2液圧室を形成し、
前記シール部材は、前記第1液圧室及び前記第2液圧室に面する位置に前記マスタシリンダの軸方向に移動可能に配置され、
前記第2液圧室は、前記第2液圧室内の液圧である第2液圧が前記ブレーキ操作部材の操作に伴って機械的に増減圧されるとともに、前記第2液圧に対応する力が前記ブレーキ操作部材に作用するように構成され、
前記第1液圧発生部は、前記操作情報取得部により取得された前記操作情報が前記ブレーキ操作部材が操作されていないことを示している場合に、前記第2液圧よりも高い前記第1液圧を予め前記第1液圧室内に発生させておき、続いて、前記操作情報取得部により取得された前記操作情報における操作量に関する値が大きいほど高い前記第1液圧を発生させる移動抑制液圧制御を実行する車両用制動装置。 - 車両状態が、前記ブレーキ操作部材に対する操作の操作速度が速くなる蓋然性が高い急操作制動予備状態であるか否かを判定する状態判定部を備え、
前記第1液圧発生部は、前記状態判定部により前記車両状態が前記急操作制動予備状態であることが判定されている場合に、前記移動抑制液圧制御を実行する請求項1に記載の車両用制動装置。 - 前記第1液圧発生部は、前記状態判定部により前記車両状態が前記急操作制動予備状態であることが判定されている場合に実行する前記移動抑制液圧制御において、前記状態判定部により前記車両状態が前記急操作制動予備状態であることが判定されていない場合に行われる前記移動抑制液圧制御にて予め前記第1液圧室内に発生させる前記第1液圧よりも高い前記第1液圧を、予め前記第1液圧室内に発生させる請求項2に記載の車両用制動装置。
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