JP2023050323A - Brake device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用制動装置に関する。 The present invention relates to a vehicle braking system.
特許文献1には、マスタシリンダとブレーキ液圧発生装置と液圧制御装置とを備える車両用制動装置が記載されている。ブレーキ液圧発生装置には、ブレーキペダル操作に応じてブレーキ液圧を発生させる電動シリンダが含まれる。液圧制御装置には、第1メイン液路と第2メイン液路を加圧可能なポンプが含まれる。例えば、電動シリンダが失陥した場合でも、マスタシリンダと液圧制御装置の少なくとも一方によってブレーキ液圧を発生させることができる。
一方、上記のような車両用制動装置において、電動シリンダの加圧動作中に、異常が発生して電気モータが動力を発生しなくなることが考えられる。この場合、第1メイン液路に接続されているホイールシリンダは、マスタシリンダを介してリザーバに液圧的に接続される。そのため、第1メイン液路に接続されているホイールシリンダを減圧することができる。しかしながら、第1開閉弁が閉弁していて、かつ電動シリンダのピストンが前進した状態では、第2メイン液路は液圧的に密閉されるため、第2メイン液路に接続されているホイールシリンダ内のブレーキ液をリザーバに戻すことができない。そのため、第2メイン液路に接続されているホイールシリンダを減圧できない。そうした場合にも、ホイールシリンダを減圧できるように、電動シリンダの内部にはリターンスプリングが設置されている。リターンスプリングは、電動シリンダのピストンを、加圧動作開始時の動作位置である初期位置に向けて付勢するスプリングである。異常により電気モータが動力を発生しなくなると、リターンスプリングの押圧によりピストンが初期位置に移動する。ピストンが初期位置に戻ると、電動シリンダの液圧室とリザーバとが液圧的に接続される。こうして第2メイン液路とリザーバが電動シリンダの液圧室を介して液圧的に接続されることで、電動シリンダの異常時のホイールシリンダの減圧が可能となる。 On the other hand, in the vehicle brake system as described above, it is conceivable that an abnormality occurs during the pressurizing operation of the electric cylinder and the electric motor stops generating power. In this case, the wheel cylinders connected to the first main fluid path are hydraulically connected to the reservoir via the master cylinder. Therefore, the wheel cylinder connected to the first main fluid passage can be decompressed. However, when the first on-off valve is closed and the piston of the electric cylinder moves forward, the second main fluid passage is hydraulically sealed. The brake fluid in the cylinder cannot be returned to the reservoir. Therefore, the wheel cylinder connected to the second main fluid passage cannot be decompressed. A return spring is installed inside the electric cylinder so that the wheel cylinder can be depressurized even in such a case. The return spring is a spring that biases the piston of the electric cylinder toward the initial position, which is the operating position at the start of the pressurizing operation. When the electric motor stops generating power due to an abnormality, the return spring pushes the piston to its initial position. When the piston returns to its initial position, a hydraulic connection is established between the hydraulic chamber of the electric cylinder and the reservoir. In this way, the second main fluid passage and the reservoir are hydraulically connected through the hydraulic pressure chamber of the electric cylinder, so that the wheel cylinder can be decompressed when there is an abnormality in the electric cylinder.
電動シリンダの異常時のホイールシリンダの速やかな減圧を実現するには、ばね定数の大きいリターンスプリングが必要となる。一方、リターンスプリングのばね力は、電気モータによるピストンの加圧動作の抗力となる。よって、ばね定数の大きいリターンスプリングを採用する場合には、最大出力の大きい電気モータが必要となる。 A return spring with a large spring constant is required to quickly depressurize the wheel cylinder when there is an abnormality in the electric cylinder. On the other hand, the spring force of the return spring acts as a resistance against the pressurizing action of the piston by the electric motor. Therefore, if a return spring with a large spring constant is used, an electric motor with a large maximum output is required.
上記課題を解決する車両用制動装置は、ブレーキ液を貯留するリザーバタンクと、電気モータの動力により液圧に液圧を発生させることでホイールシリンダに液圧を発生させる電動シリンダと、電動シリンダの異常時にホイールシリンダに液圧を発生させる加圧装置と、加圧装置を経由せずに電動シリンダの液室とリザーバタンクとを繋ぐリリーフ液路と、リリーフ液路を通じたブレーキ液の流通を遮断する状態と同流通を許容する状態とを切替える機構であって、電動シリンダの異常時に上記流通を許容した状態とする開閉機構と、を備えている。 A vehicle braking device that solves the above problems includes a reservoir tank that stores brake fluid, an electric cylinder that generates hydraulic pressure in a wheel cylinder by generating hydraulic pressure in the hydraulic pressure by the power of an electric motor, and an electric cylinder. A pressurization device that generates hydraulic pressure in the wheel cylinder in the event of an abnormality, a relief fluid passage that connects the hydraulic chamber of the electric cylinder and the reservoir tank without going through the pressurization device, and cuts off the flow of brake fluid through the relief fluid passage. a mechanism for switching between a state in which the flow is permitted and a state in which the flow is permitted, and an opening/closing mechanism that allows the flow in the event of an abnormality in the electric cylinder.
上記車両用制動装置における開閉機構は、電動シリンダの異常が生じると、リリーフ液路を開放して、電動シリンダの液室からリザーバタンクへのブレーキ液の排出を許容する。リリーフ液路は、加圧装置を経由せずに直接、電動シリンダの液室とリザーバタンクとを繋いでいる。そのため、リリーフ液路が開放されると、電動シリンダの液室の液圧が速やかに低下する。よって、上記車両用制動装置では、ばね定数の大きいリターンスプリングを電動シリンダに設置せずとも、異常時に電動シリンダの液室の液圧を下げられる。すなわち、電気モータによる電動シリンダの加圧動作の抗力となるリターンスプリングのばね定数を小さくしたり、リターンスプリングを廃止したり、することが可能となる。したがって、最大出力の小さい電気モータを採用し易くなる。 When an abnormality occurs in the electric cylinder, the opening/closing mechanism of the vehicle brake system opens the relief fluid passage to allow the brake fluid to be discharged from the fluid chamber of the electric cylinder to the reservoir tank. The relief fluid path directly connects the fluid chamber of the electric cylinder and the reservoir tank without passing through the pressurizing device. Therefore, when the relief fluid passage is opened, the fluid pressure in the fluid chamber of the electric cylinder quickly drops. Therefore, in the vehicle braking device described above, the hydraulic pressure in the hydraulic chamber of the electric cylinder can be lowered in the event of an abnormality without installing a return spring having a large spring constant in the electric cylinder. In other words, it becomes possible to reduce the spring constant of the return spring that acts as a resistance to the pressurizing operation of the electric cylinder by the electric motor, or to eliminate the return spring. Therefore, it becomes easy to adopt an electric motor with a small maximum output.
(第1実施形態)
以下、車両用制動装置を具体化した第1実施形態を、図1~図4に従って説明する。
まず、図1を参照して、本実施形態の車両用制動装置10の構成を説明する。本実施形態の車両用制動装置10は、左右前輪のホイールシリンダ11L、11R、及び左右後輪のホイールシリンダ12L、12Rの液圧調整を通じて、搭載された車両の制動力を制御する。車両用制動装置10は、第1加圧部20、第2加圧部30、及び制御部40を備えている。なお、本実施形態では、左右前輪のホイールシリンダ11L、11Rが第1ホイールシリンダに対応している。また、本実施形態では、左右後輪のホイールシリンダ12L、12Rが第2ホイールシリンダに対応している。
(First embodiment)
A first embodiment embodying a vehicle braking system will be described below with reference to FIGS. 1 to 4. FIG.
First, referring to FIG. 1, the configuration of a
<第1加圧部20の構成>
第1加圧部20の構成を説明する。第1加圧部20は、第1液路13を通じて左右前輪のホイールシリンダ11L、11Rに接続されている。また、第1加圧部20は、第2液路14を介して左右後輪のホイールシリンダ12L、12Rに接続されている。第1加圧部20は、リザーバタンク21、マスタシリンダ22、電動シリンダ23、マスタカット弁24、系統遮断弁25、シミュレータカット弁26、ストロークシミュレータ27を備えている。リザーバタンク21は、液圧の伝達媒体となる液体であるブレーキ液を貯留するタンクである。リザーバタンク21内の液圧は、ほぼ大気圧となっている。マスタシリンダ22は、ブレーキペダル15の踏込みに応じて液圧を発生する機械式の加圧装置である。電動シリンダ23は、電動により液圧を発生する電動加圧装置である。マスタカット弁24、系統遮断弁25、及びシミュレータカット弁26は、第1加圧部20の状態を切替える切替機構を構成する電磁弁である。
<Structure of
A configuration of the
<マスタシリンダ22の構成>
次に、マスタシリンダ22の構成を説明する。マスタシリンダ22の内部には、マスタピストン221が摺動自在に設けられている。また、マスタシリンダ22の内部には、ブレーキ液が導入される圧力室222がマスタピストン221により区画形成されている。マスタピストン221には、ブレーキペダル15が機械的に連結されている。そして、マスタシリンダ22におけるマスタピストン221の動作位置は、ブレーキペダル15の踏込みに連動して変化する。動作位置とは、マスタシリンダ22内でマスタピストン221が摺動可能な範囲における同マスタピストン221の位置である。圧力室222の容積は、マスタピストン221の動作位置により変化する。また、マスタシリンダ22は、圧力室222の容積を増加させる方向にマスタピストン221を付勢する付勢部材223を有している。
<Configuration of
Next, the configuration of the
マスタシリンダ22は、圧力室222を外部に連通するポートとして、入力ポート224及び出力ポート225の2つのポートを有している。圧力室222は、入力ポート224を介してリザーバタンク21に接続されている。入力ポート224は、ペダルストロークSが「0」のときには開放されているが、ペダルストロークSが一定の値以上に増加するとマスタピストン221により閉塞される。一方、マスタシリンダ22の出力ポート225は、ペダルストロークSに拘わらず、常時開放されている。マスタシリンダ22の出力ポート225は、シミュレータカット弁26を介してストロークシミュレータ27に接続されている。ストロークシミュレータ27は、ブレーキペダル15の操作に対する反力を発生させる装置である。シミュレータカット弁26は、通電時には開弁する一方で非通電時には閉弁する常閉型の電磁弁である。また、マスタシリンダ22の出力ポート225は、マスタカット弁24を介して第1液路13に接続されてもいる。マスタカット弁24は、通電時には閉弁する一方で非通電時には開弁する常開型の電磁弁である。
The
<電動シリンダ23の構成>
続いて、電動シリンダ23の構成を説明する。電動シリンダ23の内部には、ピストン231が摺動自在に設けられている。また、電動シリンダ23の内部には、ブレーキ液が導入される液室232がピストン231により区画形成されている。また、電動シリンダ23には、電気モータ233と、電気モータ233の回転をピストン231の直動に変換する直動変換機構234と、が設けられている。こうした電動シリンダ23におけるピストン231の動作位置は、電気モータ233により変更される。そして、ピストン231の動作位置の変化に応じて液室232の容積が変化する。なお、電動シリンダ23は、液室232の容積を拡大する方向にピストン231を付勢するリターンスプリングを備えていないリターンスプリングレスのシリンダ機構として構成されている。以下の説明では、液室232の容積が最大となるピストン231の動作位置を、同ピストン231の初期位置と記載する。そして、初期位置からのピストン231の動作量を、電動シリンダ23のピストンストロークSPと記載する。
<Configuration of
Next, the configuration of the
電動シリンダ23には、液室232と外部とを連通するポートとして、リリーフポート236及び出力ポート237の2つのポートが形成されている。リリーフポート236は、電動シリンダ23の長手方向において、出力ポート237とほぼ同位置に形成されている。リリーフポート236及び出力ポート237は、ピストン231が最も前進した状態であっても、ピストン231によって塞がれないような位置に形成されている。そのためリリーフポート236及び出力ポート237は、ピストンストロークSPに拘わらず、常時開放されている。電動シリンダ23の出力ポート237は、第2液路14に接続されている。さらに電動シリンダ23の出力ポート237は、系統遮断弁25を介して第1液路13に接続されてもいる。系統遮断弁25は、通電時には開弁する一方で非通電時には閉弁する常閉型の電磁弁である。なお、系統遮断弁25の開弁時には、第1液路13、及び第2液路14は互いに連通した状態となる。
Two ports, a
一方、電動シリンダ23のリリーフポート236は、リリーフ液路29を介してリザーバタンク21に接続されている。リリーフ液路29には、常開型の電磁弁291が設置されている。電磁弁291は、通電状態では閉弁してリリーフ液路29を通じたブレーキ液の流通を遮断する。一方、電磁弁291は、非通電の状態では開弁して、リリーフ液路29を通じたブレーキ液の流通を許容する。
On the other hand, the
<第2加圧部30の構成>
続いて、第2加圧部30の構成を説明する。第2加圧部30は、各ホイールシリンダ11L、11R、12L、12Rをそれぞれ個別に調圧可能なユニットである。こうした第2加圧部30は、アンチスキッド制御、横滑り防止制御、トラクションコントロール等を実行可能である。
<Structure of
Next, the configuration of the
第2加圧部30は、第1助勢装置31、及び第2助勢装置32を備えている。第1助勢装置31は、第1液路13に設置されている。第1助勢装置31は、第1液路13に流入したブレーキ液を加圧してホイールシリンダ11L、11Rに送ることで、それらのホイール圧を調整する装置である。一方、第2助勢装置32は、第2液路14に設置されている。第2助勢装置32は、第2液路14に流入したブレーキ液を加圧してホイールシリンダ12L、12Rに送ることで、それらのホイール圧を調整する装置である。
The
<第1助勢装置31及び第2助勢装置32の構成>
続いて、図2を参照して、第1助勢装置31及び第2助勢装置32の構成を説明する。ここではまず、第1助勢装置31におけるホイールシリンダ11L用の液圧回路の構成を説明する。同液圧回路は、差圧制御弁301、保持弁302、減圧弁303、ポンプ304、調圧リザーバ306、及び還流液路307を備えている。
<Structures of
Next, referring to FIG. 2, configurations of the first assisting
第1液路13は、差圧制御弁301を介して液路308に接続されている。差圧制御弁301は、常開型のリニアソレノイド弁である。差圧制御弁301の開度制御により、第1液路13、液路308間に差圧を発生させることができる。差圧制御弁301とは並列に、チェック弁309が設置されている。チェック弁309は、第1液路13から液路308へのブレーキ液の流れを許容する一方で、その逆方向へのブレーキ液の流れを阻止する弁である。
The first
液路308は、保持弁302を介して、ホイールシリンダ11Lに接続されている。保持弁302は、液路310を介してホイールシリンダ11Lに接続されている。液路308と液路310との間には、チェック弁311が保持弁302と並列に設けられている。チェック弁311は、液路310から液路308に向うブレーキ液の流れを許容する一方で、液路308から液路310に向かうブレーキ液の流れを阻止する弁である。
The
液路310は、減圧弁303を介して調圧リザーバ306に接続されている。減圧弁303は、通電時には開弁する一方で非通電時には閉弁する常閉型の電磁弁である。減圧弁303と調圧リザーバ306とは、液路312を通じて接続されている。
The
液路312は、ポンプ液路313を通じて液路308に接続されている。ポンプ液路313には、ポンプ304が設置されている。ポンプ304は、電気モータ305の回転を受けて作動する。そして、ポンプ304は、その作動に応じて、調圧リザーバ306内のブレーキ液を吸引して液路308に吐出する。なお、ポンプ液路313におけるポンプ304と液路308との間の部分には、チェック弁314が設置されている。チェック弁314は、ポンプ304から液路308に向うブレーキ液の流れを許容する一方で、液路308からポンプ304に向うブレーキ液の流れを阻止する弁である。
調圧リザーバ306は、還流液路307を通じて第1液路13に接続されている。調圧リザーバ306は、内部にある程度よりも多い量のブレーキ液が存在するときには、還流液路307との連通を遮断した状態となっている。このときのポンプ304は、調圧リザーバ306内のブレーキ液を吸引する。一方、調圧リザーバ306は、ポンプ304の吸引により内部のブレーキ液が減少すると、還流液路307と連通した状態となる。これにより、ポンプ304は、還流液路307を介して第1液路13からブレーキ液を吸引可能となる。
The
なお、第1助勢装置31におけるホイールシリンダ11R用の液圧回路は、ホイールシリンダ11L用の液圧回路と同様の構成をなしている。ホイールシリンダ11L用、ホイールシリンダ11R用の液圧回路は、差圧制御弁301、ポンプ304、調圧リザーバ306、還流液路307、液路308、312、ポンプ液路313、及びチェック弁309、314を共有している。そして、保持弁302、減圧弁303、液路310、及びチェック弁311については、ホイールシリンダ11L用の液圧回路とホイールシリンダ11R用の液圧回路とがそれぞれ個別のものを有している。
The hydraulic circuit for the
一方、第2助勢装置32におけるホイールシリンダ12L用、及びホイールシリンダ12R用の液圧回路も、第1助勢装置31におけるホイールシリンダ11L用、及びホイールシリンダ11R用の液圧回路と同様の構成となっている。なお、第1助勢装置31及び第2助勢装置32は、電気モータ305を共有している。
On the other hand, the hydraulic circuits for the
<制御部40の構成>
図1に示される制御部40は、各種制御を実行する1つ又は複数のプロセッサと、制御用のプログラムやデータを記憶したメモリと、を備える電子制御装置である。制御部40は、第1加圧部20における電動シリンダ23、マスタカット弁24、系統遮断弁25、シミュレータカット弁26に制御可能に接続されている。また、制御部40は、第2加圧部30の第1助勢装置31及び第2助勢装置32に制御可能に接続されている。一方、制御部40には、ストロークセンサ280、マスタ圧センサ281、出力圧センサ282等の各種センサの検出信号が入力されている。ストロークセンサ280は、ペダルストロークSを検出するセンサである。マスタ圧センサ281は、マスタシリンダ22が出力ポート225から出力する液圧であるマスタ圧P0を検出するセンサである。出力圧センサ282は、電動シリンダ23が出力ポート237から出力する液圧を検出するセンサである。これら以外にも、制御部40には、車輪速や車体加速度などの検出結果が入力されている。
<Configuration of
The
<車両用制動装置10の正常時の動作>
続いて、車両用制動装置10で異常が確認されていないとき、すなわち車両用制動装置10の正常時における車両用制動装置10の動作を説明する。正常時には、制御部40は、マスタカット弁24、系統遮断弁25、シミュレータカット弁26、及び電磁弁291の全てを通電状態としている。すなわち、制御部40は、正常時には、マスタカット弁24及び電磁弁291を閉弁するとともに、系統遮断弁25及びシミュレータカット弁26を開弁した状態としている。これにより、電動シリンダ23の出力ポート237は、第1液路13及び第2液路14の双方に接続された状態となる。一方、マスタシリンダ22の出力ポート225は、第1液路13及び第2液路14のいずれにも接続されずに、ストロークシミュレータ27にのみ接続された状態となる。すなわち、このときの車両用制動装置10は、第1助勢装置31及び第2助勢装置32の双方を、電動シリンダ23を経由してリザーバタンク21に接続した状態となる。この状態では、電動シリンダ23により吐出されたブレーキ液がホイールシリンダ11L、11R、12L、12Rに送られる。本実施形態では、こうした正常時の車両用制動装置10の状態が第1状態に対応している。そして、制御部40は、出力圧センサ282による電動シリンダ23の出力液圧の検出値が、ホイール圧の制御目標値である目標液圧に近づくように電動シリンダ23を制御している。なお、制御部40は、例えばペダルストロークSやマスタ圧P0に基づき、目標液圧を設定している。
<Normal Operation of
Next, the operation of the
<車両用制動装置10の異常時の動作>
続いて、車両用制動装置10の異常時の動作を説明する。制御部40は、正常時の制動力制御に際して、車両用制動装置10の異常の有無を診断している。例えば制御部40は、出力圧センサ282による電動シリンダ23の出力液圧の検出値と目標ホイール圧Ptとの乖離が継続している場合に、車両用制動装置10に異常が発生したと診断している。なお、出力液圧と目標ホイール圧Ptとの乖離は、例えば電動シリンダ23が正常に動作しなくなった場合や、車両用制動装置10の液圧回路に液漏れが生じた場合に発生する。
<Operation of
Next, the operation of the
制御部40は、車両用制動装置10に異常が発生したと診断すると、上述の正常時の制動力制御を停止する。そして、制御部40は、マスタカット弁24、及び系統遮断弁25を非通電の状態として、マスタカット弁24を開弁及び系統遮断弁25を閉弁させる。これにより、車両用制動装置10の状態は、上述の第1状態から、第1液路13がマスタシリンダ22に接続されるとともに第2液路14が電動シリンダ23に接続された第2状態へと切り替わる。本実施形態では、こうした第1状態から第2状態への切替を行うマスタカット弁24、及び系統遮断弁25が切替機構に対応している。また、このときの制御部40は、シミュレータカット弁26を非通電の状態としてシミュレータカット弁26を閉弁させる。これにより、マスタシリンダ22とストロークシミュレータ27との連通を遮断している。さらに、制御部40は、電磁弁291も非通電の状態としている。これにより、電磁弁291が開弁するため、リリーフ液路29を通じた電動シリンダ23、リザーバタンク21間のブレーキ液の流通が許容される。
When the
そして、制御部40は、左右前輪のホイール圧を目標液圧とすべく第1助勢装置31を制御する。また、制御部40は、左右後輪のホイール圧を目標液圧とすべく第2助勢装置32を制御する。このときには、マスタシリンダ22及び第1助勢装置31により、左右前輪のホイール圧が発生される。また、第2助勢装置32により、左右後輪のホイール圧が発生される。本実施形態では、マスタシリンダ22、第1助勢装置31及び第2助勢装置32が、電動シリンダ23の異常を含む車両用制動装置10の異常時にホイール圧を発生する加圧装置に対応している。
Then, the
<実施形態の作用効果>
本実施形態では、正常時には、車両用制動装置10の状態を、第1液路13及び第2液路14の双方を電動シリンダ23に接続した第1状態としている。そして、電動シリンダ23により全車輪のホイール圧を発生している。一方、車両用制動装置10の異常が確認されると、車両用制動装置10の状態が第1状態から第2状態に切り替わる。第2状態では、第1液路13がマスタシリンダ22に接続されるとともに第2液路14が電動シリンダ23に接続される。このとき、左右前輪のホイール圧は、マスタシリンダ22が第1液路13に送り出したブレーキ液を第1助勢装置31が増圧してホイールシリンダ11L、11Rに送ることで発生される。また、このときの左右後輪のホイール圧は、第2液路14に設けられた第2助勢装置32が増圧したブレーキ液をホイールシリンダ12L、12Rに送ることで発生される。第2液路14は第2状態でも電動シリンダ23に接続されている。よって、このときの左右後輪のホイール圧は、電動シリンダ23の液室232内の液圧以上の圧力となる。
<Action and effect of the embodiment>
In the present embodiment, the state of the
本実施形態の車両用制動装置10では、車両用制動装置10の異常が生じると、電動シリンダ23の電気モータ233が停止する。電気モータ233が停止して動力を喪失すると、液室232の液圧によりピストン231が戻される。そして、電磁弁291のスプリング力が勝る位置まで戻ってから電磁弁291が開弁してリリーフ液路29が開放される。そして、これにより、電動シリンダ23からリザーバタンク21へのブレーキ液の排出が許容される。リリーフ液路29は、マスタシリンダ22や第1助勢装置31、第2助勢装置32等を経由せずに、電動シリンダ23とリザーバタンク21とを直結する液路となっている。そのため、異常により、加圧動作中に異常が発生して電動シリンダ23の動作が停止した場合にも、電動シリンダ23の液室232内の液圧を速やかに低下できる。なお、ここでの車両用制動装置10の異常には、例えば、電気モータ233を制御できなくなるような失陥や、ピストン231が機械的に摺動しなくなるような異常が含まれる。こうした本実施形態では、電気モータ233による電動シリンダ23の加圧動作の抗力となるリターンスプリングを設けずとも、異常時の電動シリンダ23の液圧低下が可能となる。そのため、電動シリンダ23の電気モータ233に、電動シリンダ23にリターンスプリングを設ける場合よりも最大出力の小さいモータを採用可能となる。また、液室232内へのリターンスプリングの設置が不要なため、電動シリンダ23の体格を小さくすることができる。
In the
なお、本実施形態の車両用制動装置10では、マスタカット弁24として常開型の電磁弁を、系統遮断弁25として常閉型の電磁弁を、それぞれ採用している。そのため、電源喪失等により車両用制動装置10の給電が不意に停止した場合には、制御部40の制御に依らずとも、車両用制動装置10の状態が第1状態から第2状態に切り替わる。また、常開型の電磁弁291を採用しているため、給電停止時には、制御部40の制御に依らずとも、電動シリンダ23の液圧が低下される。
In the
ちなみに、上述のように、第1助勢装置31及び第2助勢装置32は、正常時には、アンチスキッド制御、横滑り防止制御、トラクションコントロール等のためのホイール圧の個別調整を行っている。そして、異常時には、こうした第1助勢装置31及び第2助勢装置32が電動シリンダ23に代わり、ホイール圧を発生している。そのため、異常時専用の加圧装置を追加せずとも、異常時の制動力制御が可能となる。
Incidentally, as described above, the first assisting
<電磁弁291の設定>
ここで、図3及び図4を参照して、異常時の電動シリンダ23の液圧低下を実現するための、望ましい電磁弁291の設定について述べる。図3に示す電磁弁291は、リリーフ液路29を開閉する弁体292と、電磁ソレノイド293及びスプリング294を備えている。図3では、弁体292に対する閉弁方向の電磁吸引力を通電に応じて発生するように電磁ソレノイド293が配置されている。また、図3では、弁体292に対して開弁方向のばね力を加えるようにスプリング294が配置されている。さらに、図3では、閉弁時には、電動シリンダ23の出力液圧が閉弁方向の押圧を弁体292に加わるように弁体292が配置されている。
<Setting of
Here, with reference to FIGS. 3 and 4, desirable setting of the
ここで、スプリング294のばね定数を「K」、スプリング294の撓みを「X」、閉弁時のスプリング294の撓みXを「XC」とする。また、電動シリンダ23の出力液圧を「PF」、閉弁時の弁体292における出力液圧PFの受圧面積を「A」とする。この場合、閉弁中の弁体292には、スプリング294のばね力により、「K×XC」の開弁方向への力が作用する。また、閉弁中の弁体292には、電動シリンダ23の出力液圧PFにより、「PF×A」の閉弁方向に力が作用する。よって、電磁弁291の閉弁中に、電磁ソレノイド293への通電が停止しても、電動シリンダ23の出力液圧PFが「K×XC/A」未満となるまでは、電磁弁291は閉弁したままとなる。
Here, the spring constant of the spring 294 is "K", the deflection of the spring 294 is "X", and the deflection X of the spring 294 when the valve is closed is "XC". Further, let "PF" be the output hydraulic pressure of the
図4に、車両用制動装置10の給電が不意に停止したときの電動シリンダ23及び電磁弁291の状態の推移を示す。図4(a)は電動シリンダ23の出力液圧PFの推移を、図4(b)は電動シリンダ23のピストンストロークSPの推移を、それぞれ示している。また、図4(c)は電磁弁291の作動電流の推移を、図4(d)は電磁弁291の作動状態の推移を、それぞれ示している。なお、電動シリンダ23の出力液圧PFは、電動シリンダ23の液室232内の液圧とほぼ同じ圧力となる。なお、図4(a)及び以下の説明では、出力液圧PFをゲージ圧、すなわち大気圧との差圧で表す。
FIG. 4 shows changes in the states of the
図4の場合、時刻t0に車両用制動装置10の給電が停止して、電磁弁291の作動電流がオフとなっている。ただし、時刻t0の直後には、電動シリンダ23の出力液圧PFが高いため、電磁弁291の閉弁は維持される。一方、給電停止により電気モータ233が動力を発生しなくなると、電動シリンダ23のピストン231は、液室232内の液圧に押されて初期位置に向う方向に移動する。以下の説明では、ピストン231の移動方向のうち、初期位置に向う方向を除圧方向と記載する。
In the case of FIG. 4, power supply to the
図4(a)には、図4(d)に破線で示すように、給電停止後も、電磁弁291が閉弁し続けた場合の電動シリンダ23の出力液圧PFの推移が破線で示されている。また、図4(b)には、同様の場合のピストンストロークSPの推移が破線で示されている。電動シリンダ23の出力液圧PFは、ピストン231の除圧方向の移動に伴う液室232の容積の拡大に応じて低下する。一方、ピストン231の移動には、電気モータ233、直動変換機構234等の摺動抵抗が抗力として作用する。そのため、ピストンストロークSPが一定の値まで減少すると、摺動抵抗のため、除圧方向へのピストン231の移動が停止する。よって、この場合には、電動シリンダ23の出力液圧PFは、一定の圧力で下げ止まってしまう。以下の説明では、除圧方向へのピストン231の移動が停止するときの出力液圧PFを、ピストン停止圧P1と記載する。
In FIG. 4(a), as shown by the broken line in FIG. 4(d), the broken line shows the change in the output hydraulic pressure PF of the
電磁弁291のスプリング294のばね定数Kは、電動シリンダ23の出力液圧PFがピストン停止圧P1に低下する前に電磁弁291が開弁するように設定する。以下の説明では、電磁弁291が開弁するときの出力液圧PFを開弁圧POと記載する。このとき、スプリング294のばね定数Kは、開弁圧POがピストン停止圧P1よりも高い圧力となるように設定する必要がある。すなわち、スプリング294のばね定数Kは、「K×XC/P1」よりも大きい値とする必要がある。なお、スプリング294のばね定数Kを大きくすると、電磁弁291の閉弁保持に必要な電力も大きくなる。よって、ばね定数Kは、開弁圧POがピストン停止圧P1よりも若干高い圧力となるように設定することが望ましい。また、電磁弁291のシート向きから、正常時の閉電流は、電動シリンダ23の出力が高い圧力でも圧力の影響を受けず、スプリング294に対応した小電流で閉弁した状態を維持することができる。
The spring constant K of the spring 294 of the
図4(a)には、開弁圧POがピストン停止圧P1よりも高い圧力となるようにスプリング294のばね定数Kが設定されている場合の出力液圧PFの推移が実線で示されている。また、図4(b)には、その場合のピストンストロークSPの推移が実線で示されている。さらに、図4(d)には、その場合の電磁弁291の作動状態が実線で示されている。この場合には、時刻t1に電動シリンダ23の出力液圧PFが開弁圧PO迄低下すると、電磁弁291が開弁する。そのため、出力液圧PFは、その直後に「0」に低下する。
In FIG. 4(a), the solid line shows the transition of the output hydraulic pressure PF when the spring constant K of the spring 294 is set so that the valve opening pressure PO is higher than the piston stop pressure P1. there is Further, in FIG. 4(b), the transition of the piston stroke SP in that case is indicated by a solid line. Further, in FIG. 4(d), the operating state of the
(第2実施形態)
次に、車両用制動装置の第2実施形態を、図5を併せ参照して詳細に説明する。なお本実施形態にあって、上記実施形態と共通する構成については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the vehicle braking system will be described in detail with reference to FIG. 5 as well. In addition, in this embodiment, the same reference numerals are given to the configurations common to those of the above-described embodiment, and detailed description thereof will be omitted.
図5に示す本実施形態の車両用制動装置110は、図1の車両用制動装置10と同様に、左右前輪のホイールシリンダ11L、11R、及び左右後輪のホイールシリンダ12L、12Rの液圧調整を通じて車両の制動力を制御する。また、車両用制動装置110は、第1加圧部120、第2加圧部30、及び制御部40を備えている。第2加圧部30及び制御部40の構成は、図1の車両用制動装置10と同じである。
The
本実施形態の車両用制動装置110の第1加圧部120は、第1液路13を通じて左右前輪のホイールシリンダ11L、11Rに接続されている。また、第1加圧部120は、第2液路14を介して左右後輪のホイールシリンダ12L、12Rに接続されている。さらに、第1加圧部120は、リザーバタンク21、マスタシリンダ22、電動シリンダ23、及びストロークシミュレータ27を備えている。一方、第1加圧部120は、図1の第1加圧部20が備えるマスタカット弁24、系統遮断弁25、及びシミュレータカット弁26は備えていない構成となっている。
The
本実施形態では、マスタシリンダ22の出力ポート225は、ストロークシミュレータ27に常時接続されている。一方、マスタシリンダ22の出力ポート225は、いずれのホイールシリンダ11L、11R、12L、12Rにも接続されることがない。
In this embodiment, the
一方、本実施形態では、電動シリンダ23の出力ポート237は、第1液路13及び第2液路14に常時接続されている。なお、本実施形態においても、電動シリンダ23のリリーフポート236は、リリーフ液路29を通じてリザーバタンク21に接続されている。また、本実施形態の場合にも、リリーフ液路29に電磁弁291が設置されている。
On the other hand, in this embodiment, the
こうした本実施形態の車両用制動装置110でも、正常時には電動シリンダ23が全車輪のホイール圧を発生する。一方、電動シリンダ23の異常時には、第1助勢装置31が左右前輪のホイール圧を、第2助勢装置32が左右後輪のホイール圧を、それぞれ発生する。本実施形態では、第1助勢装置31及び第2助勢装置32が、電動シリンダ23の異常時にホイール圧を発生する加圧装置に対応する。
In the
また、本実施形態の車両用制動装置110では、電動シリンダ23の異常時に電磁弁291を開弁してリリーフ液路29を開放することで、電動シリンダ23の出力液圧PFを速やかに低下させられる。
In addition, in the
(他の実施形態)
上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
(Other embodiments)
The above embodiment can be implemented with the following modifications. The above embodiments and the following modifications can be combined with each other within a technically consistent range.
・電動シリンダ23の異常時にホイール圧を発生するための加圧装置の構成を変更してもよい。例えば電動シリンダ23の他にもう一つ電動シリンダを備え、そのもう一つの電動シリンダを上記加圧装置とするようにしてもよい。
- The configuration of the pressurizing device for generating wheel pressure when the
・電動シリンダ23に、リリーフポート236及び出力ポート237を兼用するポートを一つだけ設ける。そして、そのポートに第2液路14及びリリーフ液路29を接続するようにしてもよい。
- The
・上記実施形態では、常閉型の電磁弁291を開閉機構として採用していた。リリーフ液路29を通じたブレーキ液の流通を遮断する状態と同流通を許容する状態とを切替可能な機構であれば、常開型の電磁弁など、任意の機構を開閉機構として採用してもよい。
- In the above-described embodiment, the normally closed
・電動シリンダ23にリターンスプリングを設けるようにしてもよい。その場合にも、リリーフ液路29及び開閉機構が設けられていれば、ばね定数の大きいリターンスプリングを設置せずとも、異常時に電動シリンダ23の出力液圧を下げられる。そのため、リリーフ液路29及び開閉機構が設けられていない場合よりも、リターンスプリングのばね定数を小さくすることができる。よって、最大出力の小さい電気モータ233を採用し易くなる等、電動シリンダ23の体格の縮小が容易となる。
- The
・制御部40は、コンピュータプログラムに従って動作する1つ以上のプロセッサ、各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する専用のハードウェアなどの1つ以上の専用のハードウェア回路又はこれらの組み合わせを含む回路として構成し得る。専用のハードウェアとしては、例えば、特定用途向け集積回路であるASICを挙げることができる。プロセッサは、CPU並びに、RAM及びROMなどのメモリを含み、メモリは、処理をCPUに実行させるように構成されたプログラムコード又は指令を格納している。メモリ、すなわち記憶媒体は、汎用又は専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。
The
・リリーフポート236は、電動シリンダ23の長手方向において、出力ポート237と異なる位置に形成されていてもよい。また、リリーフポート236は、ピストン231が最も前進した場合に、ピストン231によって塞がれるような位置に形成されていてもよい。この場合であっても、例えばピストン231が最も前進した位置よりも前進量が少ないときに電気モータ233が失陥したとしても、液室232をリリーフ液路29に連通させられる。そして、これにより、ホイールシリンダ12L、12Rとリザーバタンク21とを液圧的に連通することができる。
- The
10、110…車両用制動装置
11L、11R…ホイールシリンダ(第1ホイールシリンダ)
12L、12R…ホイールシリンダ(第2ホイールシリンダ)
13…第1液路
14…第2液路
15…ブレーキペダル
20、120…第1加圧部
21…リザーバタンク
22…マスタシリンダ
221…マスタピストン
222…マスタ室
223…付勢部材
224…入力ポート
225…出力ポート
23…電動シリンダ
231…ピストン
232…液室
233…電気モータ
234…直動変換機構
236…リリーフポート
237…出力ポート
24…マスタカット弁(切替機構)
25…系統遮断弁(切替機構)
26…シミュレータカット弁(切替機構)
27…ストロークシミュレータ
280…ストロークセンサ
281…マスタ圧センサ
282…出力圧センサ
29…リリーフ液路
291…電磁弁(開閉機構)
292…弁体
293…電磁ソレノイド
294…スプリング
30…第2加圧部
31…第1助勢装置
32…第2助勢装置
301…差圧制御弁
302…保持弁
303…減圧弁
304…ポンプ
305…電気モータ
306…調圧リザーバ
307…還流液路
308、310、312…液路
309、311、314…チェック弁
313…ポンプ液路
40…制御部
10, 110...
12L, 12R... Wheel cylinder (second wheel cylinder)
DESCRIPTION OF
25... System cutoff valve (switching mechanism)
26...Simulator cut valve (switching mechanism)
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (5)
電気モータの動力により液室に液圧を発生させることで、ホイールシリンダに液圧を発生させる電動シリンダと、
前記電動シリンダの異常時に前記ホイールシリンダに液圧を発生させる加圧装置と、
前記加圧装置を経由せずに前記電動シリンダの前記液室と前記リザーバタンクとを繋ぐリリーフ液路と、
前記リリーフ液路を通じた前記ブレーキ液の流通を遮断する状態と同流通を許容する状態とを切替える機構であって、前記電動シリンダの異常時に前記流通を許容する状態とする開閉機構と、
を備える車両用制動装置。 a reservoir tank for storing brake fluid;
an electric cylinder that generates hydraulic pressure in the wheel cylinder by generating hydraulic pressure in the liquid chamber by power of the electric motor;
a pressurizing device that generates hydraulic pressure in the wheel cylinder when the electric cylinder malfunctions;
a relief fluid path that connects the fluid chamber of the electric cylinder and the reservoir tank without passing through the pressurizing device;
an opening/closing mechanism for switching between a state of blocking the flow of the brake fluid through the relief fluid path and a state of permitting the flow of the brake fluid, the opening and closing mechanism allowing the flow of the brake fluid when the electric cylinder malfunctions;
A vehicle braking device comprising:
前記液室には、前記ピストンを前記初期位置に向けて付勢するリターンスプリングが設けられていない請求項1又は2に記載の車両用制動装置。 The electric cylinder generates hydraulic pressure in the liquid chamber by moving the piston forward from an initial position in the cylinder by the power of the electric motor,
3. The vehicle brake system according to claim 1, wherein said fluid chamber is not provided with a return spring for urging said piston toward said initial position.
前記ホイールシリンダは第1ホイールシリンダ及び第2ホイールシリンダを含み、
前記電動シリンダの異常時には、前記第1ホイールシリンダに接続されている第1液路及び前記第2ホイールシリンダに接続されている第2液路の双方が前記電動シリンダに接続された第1状態から、前記第1液路が前記マスタシリンダに接続されていて前記第2液路が前記電動シリンダに接続された第2状態へと当該車両用制動装置の状態を切替える切替機構と、を備えている
請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の車両用制動装置。 the pressurizing device includes a master cylinder having a piston coupled to a brake pedal;
the wheel cylinders include a first wheel cylinder and a second wheel cylinder;
When the electric cylinder malfunctions, from the first state in which both the first fluid passage connected to the first wheel cylinder and the second fluid passage connected to the second wheel cylinder are connected to the electric cylinder. and a switching mechanism for switching the state of the vehicle braking device to a second state in which the first fluid passage is connected to the master cylinder and the second fluid passage is connected to the electric cylinder. The vehicle braking device according to any one of claims 1 to 3.
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