JP2022155868A - 車両用制動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置を大型化させることなく、ブレーキペダルの変位－力特性を可変にすることができる車両用制動装置を提供する。【解決手段】本発明は、マスタシリンダ２１と電動シリンダ３とホイルシリンダ４とを接続する液路５と、液路５による、電動シリンダ３とマスタシリンダ２１との接続であるマスタ接続と、電動シリンダ３とホイルシリンダ４との接続であるホイル接続とを開閉可能に構成された弁部６と、弁部６により、マスタ接続を開放させ、かつ、ホイル接続を閉鎖させた状態で、電動シリンダ３を作動させてマスタシリンダ２１の液圧を調整するマスタ圧制御を実行可能に構成された制御部７と、を備える。【選択図】 図１

Description

本発明は、車両用制動装置に関する。

例えば特許第５８００４３７号公報には、電動シリンダと、ホイルシリンダと、リザーバと、を備えた制動装置が開示されている。この制動装置では、ピストン位置が所定位置を超えた場合、電動シリンダとホイルシリンダとの間の電磁弁を閉弁させた状態で、ピストンを初期位置方向に駆動させることにより、リザーバのブレーキ液を吸入する吸入制御が実施される。

特許第５８００４３７号公報

制動装置には、ドライバのブレーキ操作において、ブレーキペダルに反力を付与する機構が組み込まれている。この機構では、構造等により、ブレーキペダルの変位と反力との関係（以下「変位－力特性」ともいう）が設定されている。上記制動装置では、この変位－力特性を可変にする技術については開示されていない。変位－力特性を可変にする場合、例えばブレーキペダルに対して調整力を発生する専用の電気モータが必要となり、装置の大型化が懸念される。

本発明の目的は、装置を大型化させることなく、ブレーキペダルの変位－力特性を可変にすることができる車両用制動装置を提供することである。

本発明の車両用制動装置は、マスタシリンダと電動シリンダとホイルシリンダとを接続する液路と、前記液路による、前記電動シリンダと前記マスタシリンダとの接続であるマスタ接続と、前記電動シリンダとホイルシリンダとの接続であるホイル接続とを開閉可能に構成された弁部と、前記弁部により、前記マスタ接続を開放させ、かつ、前記ホイル接続を閉鎖させた状態で、前記電動シリンダを作動させて前記マスタシリンダの液圧を調整するマスタ圧制御を実行する制御部と、を備える。

本発明によれば、マスタ圧制御により、電動シリンダからマスタシリンダにブレーキ液を供給することができる。これにより、マスタシリンダの液圧が高くなり、ブレーキペダルの変位に対する反力の値（特性）が変化する。ブレーキペダルの変位－力特性を変化させるにあたり、ホイルシリンダの加減圧で必要な電動シリンダを利用しているため、専用の電気モータ等を設置する必要がなく、装置の大型化は避けられる。つまり、１つの電動シリンダに、ホイル圧調整機能とマスタ圧調整機能との２つの機能を持たせることが可能となる。本発明によれば、装置を大型化させることなく、ブレーキペダルの変位－力特性を可変にすることができる。

第１実施形態の車両用制動装置の構成図である。 第２実施形態の車両用制動装置の構成図である。 本実施形態の変形態様の弁部を説明するための説明図である。

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、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。説明に用いる各図は概念図である。

＜第１実施形態＞
第１実施形態の車両用制動装置１は、マスタシリンダ装置２と、電動シリンダ３と、ホイルシリンダ４と、液路５と、弁部６と、制御部７と、を備えている。マスタシリンダ装置２は、ドライバによるブレーキペダル９の操作に応じて、ブレーキ液を液路５に供給する装置である。マスタシリンダ装置２は、マスタシリンダ２１と、マスタピストン２２と、付勢部材２３と、リザーバ２４と、を備えている。

マスタシリンダ２１は、有底円筒状のシリンダ部材である。マスタピストン２２は、マスタシリンダ２１内に配置され、ブレーキペダル９の操作に応じてマスタシリンダ２１内を摺動する。マスタシリンダ２１内には、マスタシリンダ２１の内周面とマスタピストン２２とにより区画されたマスタ室２１ａが形成されている。なお、説明において、マスタ室２１ａの容積を小さくするようにマスタピストン２２が移動する移動方向を「前方」とする。

付勢部材２３は、マスタピストン２２を初期位置に向けて付勢するスプリングである。付勢部材２３は、マスタ室２１ａに配置されている。初期位置とは、マスタ室２１ａの容積が最大となる位置である。マスタシリンダ２１には、入力ポート２１１と、出力ポート２１２とが形成されている。入力ポート２１１は、液路２４１を介して、マスタ室２１ａとリザーバ２４とを接続するポートである。本例の液路２４１には、ノーマルオープン型の電磁弁２５が配置されている。出力ポート２１２は、マスタ室２１ａと液路５とを接続するポートである。

マスタピストン２２は、ブレーキ操作により初期位置から所定量前進すると、入力ポート２１１を閉鎖してマスタ室２１ａとリザーバ２４との接続を遮断するように構成されている。マスタ室２１ａとリザーバ２４とが遮断された状態で、マスタピストン２２が前進すると、マスタ室２１ａのブレーキ液が出力ポート２１２を介して液路５に出力される。電磁弁２５は、特定の状況以外では作動されず、通常、液路２４１は開放（連通）された状態で維持される。

出力ポート２１２には、液路５から分岐した液路８１を介してシミュレータカット弁８２及びストロークシミュレータ８３が接続されている。液路８１が液路５から分岐する分岐点は、液路５において弁部６よりもマスタシリンダ２１側の部分（後述する第１液路５１）に形成されている。

シミュレータカット弁８２が開状態であり、かつ弁部６によりマスタシリンダ２１が電動シリンダ３及びホイルシリンダ４から遮断されている場合、出力ポート２１２から出力されたブレーキ液は、ストロークシミュレータ８３に流入する。ストロークシミュレータ８３は、シリンダ８３１、ピストン８３２、及び付勢部材８３３で構成され、ブレーキペダル９の操作に対して液圧により反力を付与する。

電動シリンダ３は、液路５を加減圧可能に構成された装置である。電動シリンダ３は、シリンダ３１と、ピストン３２と、付勢部材３３と、電気モータ３４と、を備えている。シリンダ３１は、有底円筒状のシリンダ部材（部分）である。ピストン３２は、シリンダ３１内に配置され、電気モータ３４の動力によりシリンダ３１内を摺動する。シリンダ３１内には、シリンダ３１の内周面とピストン３２とにより区画された出力室３１ａが形成されている。

シリンダ３１には、入力ポート３１１と出力ポート３１２とが形成されている。入力ポート３１１は、液路２４２を介して、出力室３１ａとリザーバ２４とを接続するポートである。出力ポート３１２は、出力室３１ａと液路５とを接続するポートである。なお、説明において、出力室３１ａの容積を小さくするようにピストン３２が移動する移動方向を「前方」とする。

ピストン３２は、電気モータ３４の動力により初期位置から所定量前進すると、入力ポート３１１を閉鎖して出力室３１ａとリザーバ２４との接続を遮断するように構成されている。出力室３１ａとリザーバ２４とが遮断された状態で、ピストン３２が前進すると、出力室３１ａのブレーキ液が出力ポート３１２を介して液路５に出力される。ピストン３２の初期位置は、出力室３１ａの容積が最大となる位置である。

付勢部材３３は、出力室３１ａに配置されたスプリングである。付勢部材３３は、ピストン３２を初期位置に向けて付勢する。電気モータ３４は、制御部７により制御され、減速機を備える直動変換機構３４ａを介してピストン３２に動力を付与する。電気モータ３４の出力軸の回転運動は、直動変換機構３４ａによりピストン３２の直線運動に変換される。ホイルシリンダ４は、車輪に設けられ、液圧に応じた制動力を車輪に付与する。ホイルシリンダ４は、液路５に接続されている。

液路５は、マスタシリンダ２１と電動シリンダ３とホイルシリンダ４とを接続する液路である。より詳細に、液路５は、マスタシリンダ２１と弁部６とを接続する第１液路５１、電動シリンダ３と弁部６とを接続する第２液路５２、及びホイルシリンダ４と弁部６とを接続する第３液路５３で構成されている。つまり、液路５は、弁部６を介して、マスタシリンダ２１と電動シリンダ３とホイルシリンダ４とを接続している。

弁部６は、液路５に設けられた弁機構であって、１つ又は複数の弁で構成されている。弁部６は、液路５による、電動シリンダ３とマスタシリンダ２１との接続であるマスタ接続と、電動シリンダ３とホイルシリンダ４との接続であるホイル接続とを開閉可能（連通・遮断切替可能）に構成されている。つまり、弁部６は、電動シリンダ３の出力先を、マスタシリンダ２１とホイルシリンダ４とで切り替えることができる。

マスタ接続は、第１液路５１、弁部６、及び第２液路５２により構成される。ホイル接続は、第２液路５２、弁部６、及び第３液路５３により構成される。弁部６は、例えば三方弁（流路切替弁とも呼ばれる）であって、一方の孔から入ってきた流体を二方向のどちらかに排出できるバルブである。弁部６は、制御部７の制御により作動し、制御部７により流路が切り替えられる。

制御部７は、プロセッサやメモリ等を備える電子制御ユニット（ＥＣＵ）である。制御部７は、複数の装置に通信可能に接続されている。具体的に、制御部７は、電動シリンダ３（電気モータ３４）、弁部６、シミュレータカット弁８２、及び電磁弁２５を制御する。制御部７には、図示略のストロークセンサや圧力センサから検出情報（例えばブレーキペダル９の操作量、出力室３１ａの液圧、及びマスタ室２１ａの液圧等）を受信する。

（マスタ圧制御及びホイル圧制御）
制御部７は、弁部６により、マスタ接続を開放（連通）させ、かつ、ホイル接続を閉鎖（遮断）させた状態で、電動シリンダ３を作動させてマスタシリンダ２１の液圧を調整するマスタ圧制御を実行可能に構成されている。マスタ圧制御の際、制御部７は、シミュレータカット弁８２を開状態とする。また、制御部７は、マスタシリンダ２１とリザーバ２４とは遮断された状態で、マスタ圧制御を実行する。例えば、マスタピストン２２が初期位置にある場合、制御部７は、電磁弁２５を閉弁してからマスタ圧制御を実行する。

また、制御部７は、弁部６により、マスタ接続を閉鎖させ、かつ、ホイル接続を開放させた状態で、電動シリンダ３を作動させてホイルシリンダ４の液圧を調整するホイル圧制御を実行可能に構成されている。制御部７は、マスタ圧制御とホイル圧制御とを切換え可能に構成されている。制御部７は、状況に応じて、マスタ圧制御とホイル圧制御とを切り替える。

制御部７は、ブレーキペダル９の操作又は自動ブレーキ制御等による制動要求に応じて、ホイル圧制御を実行し、電動シリンダ３の作動によりホイルシリンダ４を加減圧する。ホイル圧制御は、マスタシリンダ２１とホイルシリンダ４とが遮断された状態で行われ、ブレーキバイワイヤ制御ともいえる。ホイル圧制御では、アンチスキッド制御（ＡＢＳ制御）や横滑り防止制御（ＥＳＣ）が実行可能である。

制御部７は、例えばブレーキフィーリングを変更する指示又はハプティクス振動の指示を受信した場合、所定のタイミング、例えばホイル圧が保持されている状態（制動要求値が一定の状態）又は停車状態で、マスタ圧制御を実行する。制御部７は、マスタ圧制御において、電動シリンダ３を作動させ、電動シリンダ３からマスタシリンダ２１及びストロークシミュレータ８３にブレーキ液を供給させる。

マスタ圧制御により、ストロークシミュレータ８３のピストンが押し込まれ、ブレーキペダル９の変位－力特性が変化する。換言すると、ストロークシミュレータ８３のピストンが押し込まれることで、その分ブレーキペダル９の変位－力特性の変位が増加した状態となる。ブレーキペダル９の反力が大きくなり、単位変位量に対する力（反力）の変化量も変化させることができる。マスタ圧制御の際には、ホイルシリンダ４は密閉され（第３液路５３は閉鎖され）、ホイルシリンダ４の液圧は維持される。

（第１実施形態の効果）
第１実施形態によれば、マスタ圧制御により、電動シリンダ３からマスタシリンダ２１にブレーキ液を供給することができる。これにより、マスタシリンダ２１の液圧が高くなり、ブレーキペダル９の変位に対する反力の値（特性）が変化する。ブレーキペダル９の変位－力特性を変化させるにあたり、ホイルシリンダ４の加減圧で必要な電動シリンダ３を利用しているため、専用の電気モータ等を設置する必要がなく、装置の大型化は避けられる。つまり、１つの電動シリンダ３に、ホイル圧調整機能とマスタ圧調整機能との２つの機能を持たせることが可能となる。第１実施形態によれば、装置を大型化させることなく、ブレーキペダル９の変位－力特性を可変にすることができる。

また、弁部６により接続状態を切り替えるだけの簡易な制御で、ホイル圧制御とマスタ圧制御とを切り替えることができる。制御部７は、通常のブレーキ制御においてホイル圧制御を実行し、必要なときにマスタ圧制御を実行することができる。必要なときは、例えば、ブレーキフィーリングを変更するとき（例えばスポーツモード等）、又はブレーキペダル９を液圧により振動させてドライバに何等かのサインを送るときである。

（変形例）
車両用制動装置１において、弁部６及び液路５により、マスタシリンダ２１とホイルシリンダ４との接続であるダイレクト接続も構築可能である。弁部６は、例えば弁部６や電動シリンダ３に電力が供給されない電源失陥等が発生した場合、ダイレクト接続が開放され、マスタ接続及びホイル接続が閉鎖されるように構成されている。ダイレクト接続は、第１液路５１、弁部６、及び第３液路５３により構成される。

この場合、制御部７は、弁部６により、マスタ接続を開放させ、かつ、ホイル接続及びダイレクト接続を閉鎖させた状態で、電動シリンダ３を作動させてマスタシリンダ２１の液圧を調整するマスタ圧制御を実行可能に構成されている。また、制御部７は、弁部６により、マスタ接続及びダイレクト接続を閉鎖させ、かつ、ホイル接続を開放させた状態で、電動シリンダ３を作動させてホイルシリンダ４の液圧を調整するホイル圧制御を実行可能に構成されている。

また、電磁弁２５はなくてもよい（後述する第２実施形態も同様）。電磁弁２５がない場合、マスタ圧制御は、マスタピストン２２が初期位置から所定量以上前進した状態で実行される。制御部７は、各種センサの検出値に基づいてマスタシリンダ２１とリザーバ２４とが遮断されていることを検出した場合、マスタ圧制御を実行可能状態とする。

＜第２実施形態＞
第２実施形態の車両用制動装置１Ａは、第１実施形態の車両用制動装置１に対して、第２電動シリンダ３Ａと、第２ホイルシリンダ４２と、第４液路（「調圧液路」に相当する）５４と、連通路５５と、連通制御弁５６と、を加えたものである。したがって、以下、主に加えた部分について説明する。また、説明において、第１実施形態のホイルシリンダ４を第１ホイルシリンダ４１と称し、第１実施形態の電動シリンダ３を第１電動シリンダ３と称する。第２実施形態の説明において、第１実施形態の説明及び図面は適宜参照できる。

第２電動シリンダ３Ａは、第１電動シリンダ３と同様の構成であり、第１電動シリンダ３の構成要素の符号の最後に「Ａ」を付して（区別のため）説明は省略する。入力ポート３１１Ａは、リザーバ２４又は別のリザーバに接続されている（図示略）。出力ポート３１２Ａは、第４液路５４を介して第２ホイルシリンダ４２に接続されている。第４液路５４は、第２電動シリンダ３Ａと第２ホイルシリンダ４２とを接続する液路である。

連通路５５は、第４液路５４と第３液路５３（すなわち液路５のうち弁部６と第１ホイルシリンダ４１との間の部分）とを接続する液路である。連通制御弁５６は、連通路５５に設けられた電磁弁である。連通制御弁５６は、ノーマルオープン型の電磁弁であって、連通路５５を開閉（連通・遮断切替）可能に構成されている。連通制御弁５６は弁部６の一部ともいえる。弁部６は、マスタ接続としての第１電動シリンダ３とマスタシリンダ２１との間の接続と、ホイル接続としての第１電動シリンダ３と第１ホイルシリンダ４１との間の接続と、第１ホイルシリンダ４１と第２ホイルシリンダ４２との間の接続であるホイル間接続とを開閉可能に構成されているといえる。

通常のブレーキ制御（ホイル圧制御）において、第１ホイルシリンダ４１と第２ホイルシリンダ４２とを独立して調圧（加減圧）する場合、連通制御弁５６は閉弁される。ホイルシリンダ４１、４２を同圧で調整する場合、連通制御弁５６は開弁されてもよい。制御部７は、制動要求に基づいて、ホイル圧制御を実行し、例えば連通制御弁５６を閉じた状態で、第１電動シリンダ３の作動により第１ホイルシリンダ４１を加減圧し、第２電動シリンダ３Ａの作動により第２ホイルシリンダ４２を加減圧する。

また、制御部７は、第１実施形態同様、弁部６により、マスタ接続を開放させ、かつ、ホイル接続を閉鎖させた状態で、第１電動シリンダ３を作動させてマスタシリンダ２１の液圧を調整するマスタ圧制御を実行可能に構成されている。さらに、制御部７は、マスタ圧制御を実行中に、連通制御弁５６を開弁させ、第２電動シリンダ３Ａの作動により第１ホイルシリンダ４１及び第２ホイルシリンダ４２を加減圧する調圧制御を実行可能に構成されている。換言すると、制御部７は、マスタ圧制御の実行中、ホイル間接続を開放させた状態で、第２電動シリンダ３Ａを作動させて第１ホイルシリンダ４１及び第２ホイルシリンダ４２の液圧を調整する調圧制御を実行可能に構成されている。

このように、第２実施形態の車両用制動装置１Ａは、第１実施形態の電動シリンダ３である第１電動シリンダ３と、第１電動シリンダ３とは別の第２電動シリンダ３Ａと、第１実施形態のホイルシリンダ４である第１ホイルシリンダ４１と、第１ホイルシリンダ４１とは別の第２ホイルシリンダ４２と、マスタ接続、ホイル接続、及びホイル間接続を開閉可能に構成された弁部６と、マスタ圧制御を実行中に調圧制御を実行可能に構成された制御部７と、を備えている。より詳細に、車両用制動装置１Ａは、第１電動シリンダ３と、第２電動シリンダ３Ａと、第１ホイルシリンダ４１と、第２ホイルシリンダ４２と、第２電動シリンダ３Ａと第２ホイルシリンダ４２とを接続する第４液路５４と、第４液路５４と、液路５のうち弁部６と第１ホイルシリンダ４１との間の部分（すなわち第３液路５３）とを接続する連通路５５と、連通路５５に設けられた電磁弁である連通制御弁５６と、調圧制御を実行可能な制御部７と、を備えている。第２実施形態によれば、第１実施形態の効果に加えて、マスタ圧制御中であってもホイルシリンダ４１、４２の液圧を調整することが可能となる。

＜その他＞
本発明は、上記第１及び第２実施形態に限られない。例えば、図３に示すように、弁部６は、三方弁に限らず、２つの電磁弁６１、６２で構成されてもよい。電磁弁６１は、第１液路５１に設けられたノーマルオープン型の電磁弁である。電磁弁６２は、第３液路５３に設けられたノーマルオープン型の電磁弁である。この構成であっても、電動シリンダ３によるブレーキ液の供給先を、ホイルシリンダ４とマスタシリンダ２１とで切り替えることができる。また、電磁弁２５はなくてもよい。これらは第１実施形態だけでなく第２実施形態でも同様である。第２実施形態において、弁部６は、例えば、三方弁と連通制御弁５６とを含んでもよいし、あるいは電磁弁６１、６２と連通制御弁５６とを含んでもよい。制御部７は、マスタ圧制御を実行する場合、電磁弁６１を開弁させ、かつ電磁弁６２を閉弁させる。また、制御部７は、ホイル圧制御を実行する場合、電磁弁６１を閉弁させ、かつ電磁弁６２を開弁させる。ダイレクト接続を実行可能とする場合、弁部６の構成要素として、例えば第２液路５２にノーマルクローズ型の電磁弁が設けられてもよい。

１、１Ａ…車両用制動装置、２…マスタシリンダ装置、２１…マスタシリンダ、３、３Ａ…電動シリンダ、４…ホイルシリンダ、４１…第１ホイルシリンダ、４２…第２ホイルシリンダ、５…液路、５４…第４液路（調圧液路）、５５…連通路、５６…連通制御弁、６…弁部、７…制御部。

Claims (3)

1. マスタシリンダと電動シリンダとホイルシリンダとを接続する液路と、
   前記液路による、前記電動シリンダと前記マスタシリンダとの接続であるマスタ接続と、前記電動シリンダとホイルシリンダとの接続であるホイル接続とを開閉可能に構成された弁部と、
   前記弁部により、前記マスタ接続を開放させ、かつ、前記ホイル接続を閉鎖させた状態で、前記電動シリンダを作動させて前記マスタシリンダの液圧を調整するマスタ圧制御を実行可能に構成された制御部と、
   を備える、車両用制動装置。
2. 前記制御部は、前記弁部により、前記マスタ接続を閉鎖させ、かつ、前記ホイル接続を開放させた状態で、前記電動シリンダを作動させて前記ホイルシリンダの液圧を調整するホイル圧制御と、前記マスタ圧制御とを切替え可能に構成されている、請求項１に記載の車両用制動装置。
3. 前記電動シリンダである第１電動シリンダと、
   前記第１電動シリンダとは別の第２電動シリンダと、
   前記ホイルシリンダである第１ホイルシリンダと、
   前記第１ホイルシリンダとは別の第２ホイルシリンダと、
   を備え、
   前記弁部は、前記マスタ接続としての前記第１電動シリンダと前記マスタシリンダとの間の接続と、前記ホイル接続としての前記第１電動シリンダと前記第１ホイルシリンダとの間の接続と、前記第１ホイルシリンダと前記第２ホイルシリンダ間の接続であるホイル間接続を開閉可能に構成されており、
   前記制御部は、前記マスタ圧制御の実行中、前記ホイル間接続を開放させた状態で、前記第２電動シリンダを作動させて前記第１ホイルシリンダ及び前記第２ホイルシリンダの液圧を調整する調圧制御を実行可能に構成されている、請求項１又は２に記載の車両用制動装置。

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