JP3978349B2 - 車両用電子制御式ブレーキシステム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用電子制御式ブレーキシステムに係り、さらに詳しくはABSモードとTCSモード及びESPモードを具現できる車両用電子制御式ブレーキシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、車両にはブレーキペダルの作動により制動圧を形成してホイールブレーキ側に伝えるブースタ及びマスタシリンダが設けらていて、速度を落したり停止状態を維持させる。しかし、このような一般の車両は制動作用時制動圧または路面状態により滑るスリップ現象が発生する場合がある。
前述した問題点を解決するため、最近は制動時ホイールブレーキの制動圧を電子的に制御してスリップ現象を防止するためのアンチロックブレーキシステム(ABS:Anti-Lock Brake System)と、車両の急発進または急加速時駆動輪の過多なスリップを防止するトラクションコントロールシステム(TCS:Traction Control System)と、車両の走行速度及びハンドルの回転角度により制動圧を制御して車両の走行安定性を確保するためのアクチブブレーキコントロールシステム(ABCS:Active Brake Control System)機能を揃えた電子制御式ブレーキシステムが開発されている。
【0003】
図1は従来の電子制御式ブレーキシステムのうち電子安定プログラム(Electronic Stability Program、以下ESPと称する)を揃えたアクチブブレーキコントロールシステムを示した油圧系統図である。
図1を参照すれば、電子制御式ブレーキシステムの一つである従来のアクチブブレーキコントロールシステムは、ホイールブレーキ1側に伝えられる制動油圧を制御するための多数個のソレノイドバルブ2a、2bと、ABS減圧モード時ホイールブレーキ1から抜け出たオイルを一時貯蔵する低圧アキュムレータ3と、該低圧アキュムレータ3に貯蔵されたオイルを吸い込んで吐出するポンプ4と、マスタシリンダ5の液圧ポート5aとポンプ4の吸入側を連結するオイル吸込流路6aの中途に設けられこれを開閉するノーマルクローズ型エレクトリックシャトルバルブ6(suttle valve)と、マスタシリンダ5の液圧ポート5aとポンプ4の出口側とを連結する流路7aの中途に設けられこれを開閉するトラクションコントロールソレノイドバルブ7と、ポンプ4から吐出される液圧を一時貯蔵するための中圧アキュムレータ8と、電気的な構成要素を制御するための電子制御ユニット(ECU、図示せず)と、を備えている。
【0004】
多数個のソレノイドバルブ2a、2bは、ホイールブレーキ1の上流側に配されるNO型ソレノイドバルブ2aと下流側に配されるNC型ソレノイドバルブ2bとに区別され、電子制御ユニットにより制御される。すなわち、電子制御ユニットは車速を感知した後これを通して各ソレノイドバルブ2a、2bの開閉作動を制御する。
そして、低圧アキュムレータ3はABS減圧モード時ホイールブレーキ1側から抜け出たオイルが一時貯蔵されるようNC型ソレノイドバルブ2bの下流側と連通されるよう独立して設けられる。
また、中圧アキュムレータ8はTCSモード時またはESPモード時ポンプ4側に充填状態の液圧を供給するためのもので、これはポンプ4から吐出される液圧を再び吸入側にバイパスするためのオイル供給流路8aの中途に配される。そして、オイル供給流路8aの中圧アキュムレータ8の上流側にはTCSモードまたはESPモード時開放作動されるNC型ソレノイドバルブ9aがさらに配され、オイル供給流路8aの中圧アキュムレータ8の上流側にはリリーフバルブ9bが設けられている。該リリーフバルブ9bはトラクション制御またはESPモード時余計に上昇された液圧をマスタシリンダ5側に還流させるためのものである。
このような多数個のソレノイドバルブ2a、2bとポンプ4、ノーマルクローズ型エレクトリックシャトルバルブ6、低圧アキュムレータ3、中圧アキュムレータ8はアルミニウムで作製された直六面体状の油圧ブロック(図示せず)内に設けられる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のアクティブブレーキコントロールシステムでは殆んどのバルブが電気的に作動制御されるソレノイドバルブよりなっていて、その制御が複雑になされる。
特に、平常時オイル吸込流路6aを閉鎖状態に維持しTCSモード時開放させるバルブもノーマルクローズ型エレクトリックシャトルバルブ6aよりなっていて、油圧ブロックをコンパクトに構成するのにその限界があり、この点は製造コストのアップに繋がる問題点がある。
【0006】
本発明は前述した問題点を解決するために案出されたもので、その目的はTCSモード時マスタシリンダのオイルをポンプ吸入側に案内するオイル吸込流路のバルブ構造を改善して全般的なシステム構成を一層コンパクトにすると同時に、製造コストを節減できる車両用電子制御式ブレーキシステムを提供するところにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するための本発明は、ホイールブレーキの上流側に配されマスタシリンダから発生された液圧及びポンプのアウトレットから吐出される液圧がホイールブレーキに伝えられることを制御するNO(ノーマルオープン)型ソレノイドバルブと、ホイールブレーキの下流側に配されホイールブレーキから液圧が抜け出ることを制御するNC(ノーマルクローズ)型ソレノイドバルブと、マスタシリンダとポンプのインレット側を連結するオイル吸込流路と、オイル吸込流路の上流側に配されこれを開閉するよう設けられTCS(ティシィエス)モード時マスタシリンダ側のオイルがポンプ側に吸込まれるよう開放作動される第1チェックバルブと、ポンプから吐出される液圧が充填されるようポンプのアウトレット側と充填流路を通して連通された中圧アキュムレータと、オイル吸込流路のチェックバルブの下流側と充填流路が連通されるよう設けられESP(イーエスピー)モード時中圧アキュムレータに充填された液圧をポンプ側に案内するための液圧供給流路と、液圧供給流路を開閉するよう設けられマスタシリンダ側オイルが中圧アキュムレータ側に逆流することを抑止するための第2チェックバルブと、を備え、充填回路と液圧供給流路とが、ポンプの出口にあるメイン流路とオイル吸込流路とを連通し、オイル吸込流路の下流側には平常時閉鎖された状態を維持し、ESP(イーエスピー)モード時開放作動されるノーマルクローズ型ソレノイドバルブが配されることを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づき本発明に係る望ましい一実施例を詳述する(本発明に係る車両用電子制御式ブレーキシステムはESP流路が適用されたアクティブブレーキコントロールシステムを例とした。また、マスタシリンダのプライマリポート12a(図2参照)と連通されたプライマリ油圧回路とマスタシリンダのセコンダリポート12b(図2参照)と連通されたセコンダリ油圧回路は対称構造なので、プライマリ油圧回路だけを示して説明する。
図2を参照すれば、本発明に係る車両用電子制御式ブレーキシステムは、前輪と後輪に設けられたホイールブレーキ10側に伝えられる制動油圧を制御するための多数個のソレノイドバルブ21、22と、ホイールブレーキ10側から抜け出たオイルまたはマスタシリンダ12からオイルを吸込んでポンピングするポンプ30と、ホイールブレーキ10から抜け出るオイルを一時貯蔵するための低圧アキュムレータ32と、ポンプ30のアウトレット側に配され、これより吐出されるオイルの圧力脈動を低減させるための高圧アキュムレータ33と、ポンプ30から吐出される液圧が充填されこれをポンプ30のインレットに再供給するための中圧アキュムレータ40と、電気的に作動する駆動要素を制御するための電子制御ユニット(ECU、図示せず)を備えており、これらは油圧ブロック(図示せず)にコンパクトに設けられる。
【0009】
多数個のソレノイドバルブ21、22は、ホイールブレーキ10の上流側及び下流側と連通されるが、これはホイールブレーキ10の上流側に配され平常時開放された状態に維持されるノーマルオープン型ソレノイドバルブ21(以下、NO型ソレノイドバルブと称する)と、その下流側に配され平常時閉鎖された状態に維持されるノーマルクローズ型ソレノイドバルブ22(以下、NC型ソレノイドバルブと称する)とに区別される。このようなソレノイドバルブ21、22の開閉作動は各ホイール側に配されたホイールセンサ(図示せず)を通して車両速度を感知する電子制御ユニットによりそれぞれ制御され、減圧制動によりNC型ソレノイドバルブ22が開放されホイールブレーキ10側から抜け出たオイルは低圧アキュムレータ32に一時貯蔵される。
ポンプ30はモータ31により駆動され低圧アキュムレータ32に貯蔵されたオイルを吸込・吐出することにより(ABS増圧または維持モード時)、液圧をホイールブレーキ10側またはマスタシリンダ12側に伝える。
【0010】
そして、マスタシリンダ12のプライマリポート12aとポンプ30のアウトレット側を連結するメイン流路50にはトラクションコントロールのためのNO型ソレノイドバルブ51(以下、TCソレノイドバルブと称する)が設けられる。該TCソレノイドバルブ51は平常時開放された状態を維持して、ブレーキペダル11により一般制動時マスタシリンダ12で形成された制動液圧がメイン流路50を通してホイールブレーキ10側に伝えられ、後述するブレーキトラクション制御モードでは電子制御ユニットにより閉鎖作動する。
また、メイン流路50にはTCソレノイドバルブ51を回り出ながらポンプ30のアウトレット側とマスタシリンダ12のプライマリポート12aとの間を連結するリリーフ流路60が連通されており、これにはリリーフバルブ61が設けられている。該リリーフ流路60とリリーフバルブ61は、トラクション制御時ポンプ30から吐出される制動液圧が余計に上昇する場合、これをマスタシリンダ12側に還流させるためのものである。
また、メイン流路50から分岐されマスタシリンダ12のオイルがポンプ30のインレット側に吸込まれるよう案内するオイル吸込流路70が設けられ、これにはオイルがポンプ30のインレット側にのみ流れるようにする第1チェックバルブ71が設けられている。すなわち、機械的に作動される第1チェックバルブ71はオイル吸込流路70の上流側に設けられTCSモード時だけ開放され、オイルの逆流が抑止される。
【0011】
そして中圧アキュムレータ40は、ポンプ30から吐出される液圧が充填されESPモード時これをポンプ30のインレット側に供給するが、このため本発明に係る電子制御式ブレーキシステムには液圧を中圧アキュムレータ40側に案内する充填流路80と、充填流路80から分岐されオイル吸込流路70と連結される液圧供給流路90及びこれを開閉する第2チェックバルブ91を備えているが、これらの詳細な構造は次の通りである。
まず、充填流路80の一端はポンプ30のアウトレットとホイールブレーキ10のNO型ソレノイドバルブ21を連結する流路、すなわちメイン流路50のTCソレノイドバルブ51の下流側に連結され、その他端は中圧アキュムレータ40と連結されている。そして、該充填流路80には中圧アキュムレータ40に設定圧(本実施例では3bar=300kPa)以上に液圧が充填された場合、これをリリーフさせるためのリリーフバルブ81が配されている。
そして、液圧供給流路90の一端は充填流路80のリリーフバルブ81の下流側と連通され、その他端はオイル吸込流路70の第1チェックバルブ71の下流側と連結されている。このような液圧供給流路90の中途には液圧がオイル吸込流路70側にのみ流れるよう機械的に開閉作動する第2チェックバルブ91が設けられている。すなわち、第2チェックバルブ91はESPモード時だけ開放され、中圧アキュムレータ40に充填された液圧が液圧供給流路90とオイル吸込流路70を経由してポンプ30のインレット側に供給される。
一方、オイル吸込流路70の下流側にはノーマルクローズ型ソレノイドバルブ92がさらに設けられている。該ノーマルクローズ型ソレノイドバルブ92は平常時閉鎖された状態に維持されていてからTCSモード及びESPモード時だけ開放されるよう電子制御ユニットにより制御される。
【0012】
次いで、以上のように構成された本発明に係る電子制御式ブレーキシステムの作動及びそれによる効果を説明する。
まず、電子制御式ブレーキシステムが装着された車両で制動作用時スリップ現象が発生されれば、各ホイールセンサから入力される信号に基づき減圧、増圧、維持など3種のモードが混ざってABSの作動が行われるが、このような各モードを段階別に説明すれば次の通りである。
すなわち、ブレーキペダル11を践んでマスタシリンダ12から発生された制動液圧により制動力が働いている状態でホイールブレーキ10内の制動圧が路面条件より大きければ適正圧力に下げなければならないことから、電子制御ユニットではNC型ソレノイドバルブ22を開放作動させABS減圧モードを行わせる。これにより図3の矢印方向のように、ホイールブレーキ10から液圧が一部抜け出、これは低圧アキュムレータ32に一時貯蔵される。このような過程を通して各ホイールに装着されたホイールブレーキ10の制動圧が低まって路面から滑る現象が防止される。
【0013】
一方、ABS減圧モードが長く続くと車両制動効率が落ちるが、この場合電子制御ユニットではホイールブレーキ10の液圧を増加させるためにポンプ30を作動させABS増圧モードを行わせる。これにより、図4に矢印で示した通り、低圧アキュムレータ32に貯蔵されたオイルは各ポンプ30を通して加圧され、高圧アキュムレータ33と開放作動されたNO型ソレノイドバルブ21を通してホイールブレーキ10側に伝えられることにより制動圧が増加する。
また、制動圧が最適の制動力を発生させる状態に至ったり車両の共振現象を防止するため、制動圧を一定状態に維持するABS圧力維持モードが必要である。すなわち、ABS圧力維持モードはホイールブレーキ10内の圧力変化を無くすもので、制動圧を維持しようとするホイールブレーキ10側のNO側ソレノイドバルブ21を閉鎖作動させ油圧が伝えられることを遮断する。これにより、ポンプ30から吐出される液圧は開放されたTCソレノイドバルブ51を経由してマスタシリンダ12側に伝えられることにより、ABS圧力維持モードが安定的に行われる。
【0014】
次いで、本発明に係る電子制御式ブレーキシステムのTCSモードを車両が急発進する場合に例えて説明する。
滑らかな路面条件下で加速ペダル(図示せず)を深く践んで急発進すればスリップ現象が発生し、これはホイールセンサを通して電子制御ユニットで感知される。この場合はオイル吸込流路70の下流側のノーマルクローズ型ソレノイドバルブ92は開放、メイン流路50のTCソレノイドバルブ51は閉鎖作動させ、かつポンプ30が駆動されTCSモードが行われる。
すなわち、図5に矢印で示した通り、マスタシリンダ12側のオイルが第1チェックバルブ71を開放させながらオイル吸込流路70を通してポンプ30のインレットに吸込まれ、ポンプ30のアウトレットに吐出されたオイルはメイン流路50と開放されたNO型ソレノイドバルブ21を通してホイールブレーキ10に伝えられ制動圧として働く。結局、運転者が加速ペダルを践みながら車両急発進時ブレーキペダル11を践まなくてもホイールに所定のロックがかかることにより、路面状態の不良によるスリップ条件下でも車両はゆっくり安定的に出発する。
【0015】
次いで、本発明に係る電子制御式ブレーキシステムのESPモード作動を説明する。
車両の高速走行や旋回走行時、滑らかな路面状態であるか過渡なヨ-モーメント(yaw moment)発生時車両が運転者の意思通り調整されず、最悪の場合は車体がスピンされることもありうるが、ESP(ESP;Electronic Stability Program)モードはこのような状況を勘案して各ホイールブレーキ10に独立して適当な制動液圧を供給して車両の走行状態を安定的に維持させる。
すなわち、車両始動と共に電子制御ユニットではTCソレノイドバルブ51とNO側ソレノイドバルブ21は閉鎖、オイル吸込流路70のノーマルクローズ型ソレノイドバルブ92は開放作動させた状態で、ポンプ30を駆動させ液圧充填モードが進む。
これにより、図6に矢印で示した通り、マスタシリンダ12のオイルはオイル吸込流路70を通してポンプ30のインレット側に吸込まれる。そして、ポンプ30のアウトレットに吐出される加圧されたオイルは充填流路80を通して中圧アキュムレータ40に充填される。この際、中圧アキュムレータ40に所定圧以上に充填されれば、液圧はリリーフバルブ81を通してマスタシリンダ12側に排出される。従って、中圧アキュムレータ40には車両始動と共に短時間内に適当な液圧(本発明では3bar=300kPa)が充填される。このような中圧アキュムレータ40の液圧充填モードは車両始動時は勿論、液圧漏泄を考慮して周期的に行われることにより、中圧アキュムレータ40には常に所定圧(3bar=300kPa)のオイルが充填された状態に維持される。
【0016】
このように中圧アキュムレータ40に液圧が充填された状態で走行中にハンドルを過渡に曲げて予め設定されたステアリング角度を越えれば、車両が旋回する方向の内側に偏るオーバステアリング(over steering)現象と、路面の摩擦条件などにより車両が旋回する外方向に逃げるアンダステアリング(under steering)現象が発生する。
この状況が発生すれば、電子制御ユニットではオイル吸込流路70の下流側のノーマルクローズ型ソレノイドバルブ92を開放させた状態で、ポンプ30を駆動させる。これにより、図7に矢印で示した通り、中圧アキュムレータ40に充填された液圧は第2チェックバルブ91を開放させながら液圧供給流路90とオイル供給流路70を通してポンプ30のインレット側に供給される。そしてポンプ30のアウトレットに吐出される加圧されたオイルは各ホイールブレーキ10側に伝えられて制動圧として働く。
この際、オーバステアリングの場合は車両が旋回する方向の外側ホイールのホイールブレーキに中圧アキュムレータ40に充填された液圧をポンピングして制動圧を加え、一方アンダステアリング時内側ホイールのホイールブレーキに制動圧を加えることにより、運転者のステアリング意思により車両が安定的に進む。
このようなESPモード時ポンプ30のインレット側には中圧アキュムレータ40に充填されていた液圧が直接に供給されるため、ホイールブレーキ10側への制動圧の伝達が一層速やかになされる。
【0017】
【発明の効果】
以上述べた通り、本発明に係る車両用電子制御式ブレーキシステムによれば、TCSモード時マスタシリンダのオイルをポンプインレット側に案内するオイル吸込流路の上流側に第1チェックバルブを設け、ESPモード時中圧アキュムレータの液圧をオイル吸込流路を経由してポンプインレット側に案内する液圧供給流路に第2チェックバルブが設けられている。これによりオイル吸込流路と液圧供給流路のバルブが機械的に作動するチェックバルブよりなって全般的なブレーキシステムをさらに簡便に制御可能であり、油圧ブロックもコンパクトに構成して製造コストを節減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の電子制御式ブレーキシステムの油圧系統図である。
【図2】本発明に係る電子制御式ブレーキシステムの油圧系統図である。
【図3】本発明に係るブレーキシステムのABS減圧モードにおける作動状態を示した図である。
【図4】本発明に係るブレーキシステムのABS増圧モードにおける作動状態を示した図である。
【図5】本発明に係るブレーキシステムのTCSモードを示した図である。
【図6】本発明に係るブレーキシステムの液圧充填モードにおける作動状態を示した図である。
【図7】本発明に係るブレーキシステムのESPモードにおける作動状態を示した図である。
Claims (1)
- ホイールブレーキの上流側に配されマスタシリンダから発生した液圧及びポンプのアウトレットから吐出される液圧がホイールブレーキに伝えられることを制御するノーマルオープン型ソレノイドバルブと、
ホイールブレーキの下流側に配されホイールブレーキから液圧が抜け出ることを制御するノーマルクローズ型ソレノイドバルブと、
前記マスタシリンダと前記ポンプのインレット側を連結するオイル吸込流路と、
該オイル吸込流路の上流側に配されこれを開閉するよう設けられ、トランクションコントロールシステムモード時前記マスタシリンダ側のオイルが前記ポンプ側に吸い込まれるよう開放作動する第1チェックバルブと、
前記ポンプから吐出される液圧が充填されるよう前記ポンプのアウトレット側と充填流路を通して連通された中圧アキュムレータと、
前記オイル吸込流路の前記チェックバルブの下流側と前記充填流路が連通されるよう設けられ、電子安定プログラムモード時前記中圧アキュムレータに充填された液圧を前記ポンプ側に案内するための液圧供給流路と、
該液圧供給流路を開閉するよう設けられ、前記マスタシリンダ側のオイルが前記中圧アキュムレータ側に逆流することを抑止するための第2チェックバルブと、を備え、
前記充填回路と前記液圧供給流路とが、前記ポンプの出口にあるメイン流路と前記オイル吸込流路とを連通し、
前記オイル吸込流路の下流側には平常時閉鎖された状態を維持し、電子安定プログラムモード時開放作動されるノーマルクローズ型ソレノイドバルブが配されることを特徴とする車両用電子制御式ブレーキシステム。
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