JP4485385B2 - ブレーキ装置 - Google Patents

Description

本発明は、正常時に電気制動手段により車輪を制動し、電気制動手段が作動不能になる異常時にドライバーのブレーキ操作によりマスタシリンダが発生するブレーキ液圧で車輪を制動するブレーキ装置に関する。

ブレーキ液圧を発生する電動式流体圧出力手段が作動可能な正常時には、ドライバーがブレーキペダルを踏むことでブレーキ液圧を発生するマスタシリンダと車輪を制動するディスクブレーキ装置との連通をフェイルセーフ用電磁切換弁で遮断した状態で、電動式流体圧出力手段が発生するブレーキ液圧でディスクブレーキ装置を作動させ、また電動式流体圧出力手段が作動不能になる異常時には、フェイルセーフ用電磁切換弁を開弁してマスタシリンダが発生するブレーキ液圧でディスクブレーキ装置を作動させる、いわゆるブレーキ・バイ・ワイヤ式のブレーキ装置が、下記特許文献１により公知である。
特許第３２０５５７０号公報

ところで電気系統が失陥してブレーキ・バイ・ワイヤ式のブレーキ装置が作動不能になる異常が発生したときは、正常時に匹敵する制動力を発生可能にして確実に緊急状態を回避できるようにすることが望ましいが、上記従来のものは異常時にマスタシリンダが発生するブレーキ液圧で前輪のディスクブレーキ装置だけが作動し、後輪のディスクブレーキ装置が作動しないため、異常時に発生する制動力の大きさが必ずしも充分であるとは言えなかった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、ブレーキ・バイ・ワイヤ式のブレーキ装置が作動不能になる異常時に、ドライバーのブレーキ操作により発生するブレーキ液圧で正常時に匹敵する制動力を発生可能にすることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、ドライバーのブレーキ操作によりブレーキ液圧を発生するマスタシリンダと、前輪を制動可能な前輪用ホイールシリンダと、後輪を制動可能な後輪用第１ホイールシリンダと、後輪を制動可能な後輪用第２ホイールシリンダと、マスタシリンダおよび前輪用ホイールシリンダを接続する前輪用液路と、前輪用液路の途中に設けられた前輪用遮断弁と、マスタシリンダおよび後輪用第１ホイールシリンダを接続する後輪用液路と、後輪用液路の途中に設けられた後輪用遮断弁と、前輪用遮断弁よりも前輪用ホイールシリンダ側の前輪用液路のブレーキ液圧を調整する前輪用ホイールシリンダ液圧制御手段と、後輪用第２ホイールシリンダに供給されるブレーキ液圧を調整する後輪用ブレーキ液圧制御手段とを備えたことを特徴とするブレーキ装置が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、ドライバーのブレーキ操作によりブレーキ液圧を発生するマスタシリンダと、前輪を制動可能な前輪用ホイールシリンダと、後輪を制動可能な後輪用第１ホイールシリンダと、後輪を制動可能な後輪用第２ホイールシリンダと、マスタシリンダおよび前輪用ホイールシリンダを接続する前輪用液路と、前輪用液路の途中に設けられた遮断弁と、遮断弁よりも前輪用ホイールシリンダ側の前輪用液路から分岐して第１、第２後輪用ホイールシリンダに連なる後輪用液路と、後輪用液路が第１、第２後輪用ホイールシリンダへと分岐する分岐部および前輪用ホイールシリンダ間に設けられた前後輪分離弁と、前記分岐部および後輪用第１ホイールシリンダ間に設けられ、正常時に閉弁して異常時に開弁する第１切換弁と、前記分岐部および後輪用第２ホイールシリンダ間に設けられ、正常時に開弁して異常時に閉弁する第２切換弁と、前後輪分離弁よりも前輪用ホイールシリンダ側の前輪用液路のブレーキ液圧を調整する前輪用ブレーキ液圧制御手段と、前後輪分離弁よりも後輪用第１、第２ホイールシリンダ側の後輪用液路のブレーキ液圧を調整する後輪用ブレーキ液圧制御手段とを備えたことを特徴とするブレーキ装置が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、後輪用第１ホイールシリンダがドラムブレーキ装置用であり、後輪用第２ホイールシリンダがディスクブレーキ装置用であることを特徴とするブレーキ装置が提案される。

請求項１の構成によれば、各弁が作動可能な正常時には、前輪用遮断弁および後輪用遮断弁を閉弁してマスタシリンダと前輪用ホイールシリンダおよび後輪用第１ホイールシリンダとの連通を遮断した状態で、前輪用ブレーキ液圧制御手段および後輪用ブレーキ液圧制御手段が発生したブレーキ液圧でそれぞれ前輪用ホイールシリンダおよび後輪用第２ホイールシリンダを作動させて前輪および後輪の両方を制動することができる。

また電源の失陥等で各弁が作動不能になる異常時には、ドライバーのブレーキ操作により作動するマスタシリンダが発生するブレーキ液圧を、開弁した前輪用遮断弁および後輪用遮断弁を介して前輪用ホイールシリンダおよび後輪用第１ホイールシリンダに供給し、前輪および後輪の両方を制動することができる。

このように、異常時にもドライバーのブレーキ操作によりマスタシリンダが発生するブレーキ液圧で前輪および後輪の両方を制動することができるので、異常時においても充分な制動力を発生させて車両を確実に停止させることができる。

請求項２の構成によれば、各弁が作動可能な正常時には、第１切換弁を閉弁して後輪用液路から後輪用第１ホイールシリンダを遮断するとともに、第２切換弁を開弁して後輪用液路に後輪用第２ホイールシリンダを接続した状態で、遮断弁を閉弁してマスタシリンダと前輪用ホイールシリンダおよび後輪用第２ホイールシリンダとの連通を遮断し、かつ前後輪分離弁を閉弁して前輪用ホイールシリンダと後輪用第２ホイールシリンダとの連通を遮断するので、前輪用ブレーキ液圧制御手段および後輪用ブレーキ液圧制御手段が発生したブレーキ液圧でそれぞれ前輪用ホイールシリンダおよび後輪用第２ホイールシリンダを作動させて前輪および後輪の両方を制動することができる。

また電源の失陥等で各弁が作動不能になる異常時には、第１切換弁を開弁して後輪用液路に後輪用第１ホイールシリンダを接続するとともに、第２切換弁を閉弁して後輪用液路から後輪用第２ホイールシリンダを遮断した状態で、ドライバーのブレーキ操作により作動するマスタシリンダが発生するブレーキ液圧を開弁した遮断弁、前後輪分離弁および第１切換弁を介して前輪用ホイールシリンダおよび後輪用第１ホイールシリンダに供給し、前輪および後輪の両方を制動することができる。

このように、異常時にもドライバーのブレーキ操作によりマスタシリンダが発生するブレーキ液圧で前輪および後輪の両方を制動することができるので、異常時においても充分な制動力を発生させて車両を確実に停止させることができる。

請求項３の構成によれば、後輪用第１ホイールシリンダがドラムブレーキ装置用であり、後輪用第２ホイールシリンダがディスクブレーキ装置用であるので、異常時に一時的に大きな制動力を発生可能なドラムブレーキ装置で後輪を制動することで、後輪をディスクブレーキ装置で制動する場合に比べて車両を安全に停止させることができる。

以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。

図１および図２は本発明の第１実施例を示すもので、図１は車両用ブレーキ装置の正常時の液圧系統図、図２は図１に対応する異常時の液圧系統図である。

図１に示すように、タンデム型のマスタシリンダ１０は、ドライバーがブレーキペダル１１を踏む踏力に応じたブレーキ液圧を出力する第１、第２出力ポート１２Ａ，１２Ｂを備えており、第１出力ポート１２Ａは例えば左前輪のディスクブレーキ装置１３と、右後輪のディスクブレーキ装置１４Ａおよびドラムブレーキ装置１４Ｂとに接続されるとともに、第２出力ポート１２Ｂは例えば右前輪のディスクブレーキ装置と、左後輪のディスクブレーキ装置およびドラムブレーキ装置とに接続される。図１には、第１出力ポート１２Ａに連なる一方のブレーキ系統だけが図示されており、第２出力ポート１２Ｂに連なる他方のブレーキ系統は図示されていないが、一方および他方のブレーキ系統の構造は実質的に同一である。以下、第１出力ポート１２Ａに連なる一方のブレーキ系統について説明する。

マスタシリンダ１０の第１出力ポート１２Ａと前輪のディスクブレーキ装置１３の前輪用ホイールシリンダ１５とは液路１６ａ，１６ｂ，１６ｃで接続されており、液路１６ｂから分岐する液路１６ｄ，１６ｅが後輪のドラムブレーキ装置１４Ｂの後輪用第１ホイールシリンダ１７に接続される。後輪のドラムブレーキ装置１４Ｂは後輪用第１ホイールシリンダ１７により作動する一対のブレーキシュー１８，１８で後輪を制動する。液路１６ａと液路１６ｂとの間に常開型電磁弁である前輪用遮断弁１９が配置され、液路１６ｄと液路１６ｅとの間に常開型電磁弁である後輪用遮断弁２０が配置される。マスタシリンダ１０の直下流の液路１６ａには、マスタシリンダ１０が発生するブレーキ液圧を検出する液圧センサ２４Ａが設けられる。

リザーバ２１に連なる液路１６ｆと前輪用ホイールシリンダ１５に連なる液路１６ｃ とが液路１６ｇ，１６ｈで接続されており、液路１６ｇに液圧ポンプ２２、アキュムレータ２３および液圧センサ２４Ｂが直列に配置されるともに、液路１６ｈに常閉型電磁弁である前輪用液圧供給弁２５が配置される。また前記液路１６ｇ，１６ｈと並列に配置された液路１６ｉ，１６ｊ間に常閉型電磁弁である前輪用液圧調整弁２６が配置される。

前記液路１６ｇ，１６ｈ間と後輪のディスクブレーキ装置１４Ａの後輪用第２ホイールシリンダ２７とを接続する液路１６ｋ，１６ｍ間に常閉型電磁弁である後輪用液圧供給弁２８が配置され、また後輪のディスクブレーキ装置１４Ａの後輪用第２ホイールシリンダ２７とリザーバ２１とを接続する液路１６ｎ，１６ｏ間に常開型電磁弁である後輪用液圧調整弁２９が配置される。

破線で囲った液圧ポンプ２２、アキュムレータ２３、前輪用液圧供給弁２５および前輪用液圧調整弁２６は本発明の前輪用ブレーキ液圧制御手段３０を構成し、鎖線で囲った液圧ポンプ２２、アキュムレータ２３、後輪用液圧供給弁２８および後輪用液圧調整弁２９は本発明の後輪用ブレーキ液圧制御手段３１を構成する。

次に、上記構成を備えた本発明の第１実施例の作用を説明する。

図１に示す正常時には、図示せぬ電子制御ユニットからの指令で前輪用遮断弁１９のソレノイドおよび後輪用遮断弁２０のソレノイドが励磁され、前輪用遮断弁１９が閉弁してマスタシリンダ１０および前輪のディスクブレーキ装置１３間の連通を遮断し、後輪用遮断弁２０が閉弁してマスタシリンダ１０および後輪のドラムブレーキ装置１４Ｂ間の連通を遮断する。

この状態でドライバーがブレーキペダル１１を踏み込んでマスタシリンダ１０がブレーキ液圧を発生すると、前輪用遮断弁１９で閉塞された液路１６ａの液圧を液圧センサ２４Ａが検出する。電子制御ユニットは、前輪用液圧供給弁２５を開弁するとともに前輪用液圧調整弁２６を所定のデューティで開閉し、かつ後輪用液圧供給弁２８を開弁するとともに後輪用液圧調整弁２９を所定のデューティで開閉することで、アキュムレータ２３からのブレーキ液圧を前輪のディスクブレーキ装置１３の前輪用ホイールシリンダ１５および後輪のディスクブレーキ装置１４Ａの後輪用第２ホイールシリンダ２７に供給して前輪および後輪を制動する。このとき、液路１６ｇに設けた液圧センサ２４Ｂの検出値が、液路１６ａに設けた液圧センサ２４Ａの検出値に一致するように、前輪用液圧調整弁２６および後輪用液圧調整弁２９の開度を調整する。また後輪用遮断弁２０が閉弁することで、アキュムレータ２３からのブレーキ液圧が後輪のドラムブレーキ装置１４Ｂの後輪用第１ホイールシリンダ１７に伝達されるのを防止する。

従って、図１に示す正常時には前輪のディスクブレーキ装置１３および後輪のディスクブレーキ装置１４Ａが作動し、後輪のドラムブレーキ装置１４Ｂは作動しない。

さて、バッテリ外れ等により電源が失陥したような異常時には全ての電磁弁のソレノイドの非励磁になるため、図２に示すように前輪用遮断弁１９が開弁してマスタシリンダ１０および前輪のディスクブレーキ装置１３間が連通し、後輪用遮断弁２０が開弁してマスタシリンダ１０および後輪のドラムブレーキ装置１４Ｂ間が連通する。また前輪用液圧供給弁２５および後輪用液圧供給弁２８が閉弁するため、アキュムレータ２３が前輪のディスクブレーキ装置１３および後輪のディスクブレーキ装置１４Ａから遮断される。

その結果、ドライバーがブレーキペダル１１を踏み込んでマスタシリンダ１０が発生したブレーキ液圧は、開弁した前輪用遮断弁１９および後輪用遮断弁２０を介して前輪のディスクブレーキ装置１３の前輪用ホイールシリンダ１５と、後輪のドラムブレーキ装置１４Ｂの後輪用第１ホイールシリンダ１７とを作動させ、前輪および後輪が制動される。このとき、電源の失陥により前輪用液圧調整弁２６は閉弁するため、マスタシリンダ１０が発生したブレーキ液圧が前輪用液圧調整弁２６を介してリザーバ２１に逃げることが防止される。

しかして、電源が失陥して各電磁弁が作動不能になたような場合でも、ドライバーがブレーキペダル１１を踏んでマスタシリンダ１０が発生したブレーキ液圧で前輪のディスクブレーキ装置１３および後輪のドラムブレーキ装置１４Ｂを支障なく作動させることができ、これにより異常時にも前輪および後輪の両方を制動して車両を安全に停止させることができる。

一般的に、ディスクブレーキ装置は放熱性が良く、連続的に使用しても性能が低下し難いという特性を持ち、またドラムブレーキ装置は自己サーボ機能を有しており、制動機能は高いが放熱性が悪いという特性を持っている、従って、正常時に使用するブレーキ装置としてはディスクブレーキ装置が優れており、緊急時に一時的に大きな制動力を発生させるのはドラムブレーキ装置が優れている。

本実施例では、異常時に制動機能が高い後輪をドラムブレーキ装置１４Ｂで制動するため、後輪をディスクブレーキ装置１４Ａで制動する場合に比べて車両を更に安全に停止させることができる。

図３および図４は本発明の第２実施例を示すもので、図３は車両用ブレーキ装置の正常時の液圧系統図、図４は図３に対応する異常時の液圧系統図である。尚、第２実施において、第１実施例の構成要素に対応する構成要素に第１実施例と同じ符号を付すことで重複する説明を省略する。

第２実施例は、第１実施例の後輪用遮断弁２０を備えておらず、その代わりに常開型電磁弁よりなる前後輪分離弁３２と、常開型電磁弁よりなる第１切換弁３３と、常閉型電磁弁よりなる第２切換弁３４とを備える。

前後輪分離弁３２は、マスタシリンダ１０と前輪のディスクブレーキ装置１３とを接続する液路１６ａ，１６ｂ，１６ｃの中間の液路１６ｂに配置される。遮断弁１９′および前後輪分離弁３２間から分岐する液路１６ｑは分岐部Ｐにおいて分岐し、その一方の液路１６ｒは第１切換弁３３を介して後輪のドラムブレーキ装置１４Ｂに接続し、その他方の液路１６ｓは第２切換弁３４を介して後輪のディスクブレーキ１４Ａに接続する。

第２実施例のその他の構成は、上述した第１実施例と実質的に同じである。但し、第１実施例の後輪用液圧調整弁２９は常開型電磁弁で構成されているのに対し、第２実施例の後輪用液圧調整弁２９は常閉型電磁弁で構成されている。また第２実施例の遮断弁１９′は、第１実施例の前輪用遮断弁１９と構造は同じであるが機能が異なっている。

次に、上記構成を備えた本発明の第２実施例の作用を説明する。

図３に示す正常時には、図示せぬ電子制御ユニットからの指令で遮断弁１９′のソレノイドが励磁されて閉弁し、マスタシリンダ１０から前輪のディスクブレーキ装置１３、後輪のディスクブレーキ装置１４Ａおよび後輪のドラムブレーキ装置１４Ｂを遮断する。また前後輪分離弁３２のソレノイドが励磁されて閉弁し、液路１６ｂを遮断する。

この状態でドライバーがブレーキペダル１１を踏み込んでマスタシリンダ１０がブレーキ液圧を発生すると、遮断弁１９′で閉塞された液路１６ａの液圧を液圧センサ２４Ａが検出する。電子制御ユニットが前輪用液圧供給弁２５を開弁するとともに前輪用液圧調整弁２６を所定のデューティで開閉することで、アキュムレータ２３からのブレーキ液圧を前輪のディスクブレーキ装置１３の前輪用ホイールシリンダ１５に供給して前輪を制動する。また第１切換弁３３が閉弁して第２切換弁３４が開弁しているため、電子制御ユニットが後輪用液圧供給弁２８を開弁するとともに後輪用液圧調整弁２９を所定のデューティで開閉することで、アキュムレータ２３からのブレーキ液圧を後輪のディスクブレーキ装置１４Ａの後輪用第２ホイールシリンダ２７に供給して後輪を制動する。このとき、液路１６ｇに設けた液圧センサ２４Ｂの検出値が、液路１６ａに設けた液圧センサ２４Ａの検出値に一致するように、前輪用液圧調整弁２６および後輪用液圧調整弁２９の開度を調整する。

従って、図３に示す正常時には前輪のディスクブレーキ装置１３および後輪のディスクブレーキ装置１４Ａが作動し、後輪のドラムブレーキ装置１４Ｂは作動しない。

さて、バッテリ外れ等により電源が失陥したような異常時には全ての電磁弁のソレノイドの非励磁になるため、図４に示すように遮断弁１９′および前後輪分離弁３２が開弁し、かつ第１切換弁３３が開弁して第２切換弁３４が閉弁するため、マスタシリンダ１０が前輪のディスクブレーキ装置１３と後輪のドラムブレーキ装置１４Ｂとに連通し、後輪のディスクブレーキ装置１４Ａとの連通が遮断される。

その結果、ドライバーがブレーキペダル１１を踏み込んでマスタシリンダ１０が発生したブレーキ液圧は、開弁した遮断弁１９′および前後輪分離弁３２を介して前輪のディスクブレーキ装置１３の前輪用ホイールシリンダ１５を作動させ、かつ開弁した遮断弁１９′および第１切換弁３３を介して後輪のドラムブレーキ装置１４Ｂの後輪用第１ホイールシリンダ１７を作動させ、前輪および後輪が制動される。このとき、電源の失陥により前輪用液圧供給弁２５、前輪用液圧調整弁２６、後輪用液圧供給弁２８および後輪用液圧調整弁２９の全てが閉弁するため、マスタシリンダ１０が発生したブレーキ液圧がリザーバ２１に逃げることはない。

しかして、この第２実施例によっても、上述した第１実施例と同様の作用効果を達成することができる。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、図１および図２に示す第１実施例において、液路１６ｄは前輪用遮断弁１９の下流側の液路１６ｂに接続しているが、その液路１６ｄを破線で示す液路１６ｐを介して前輪用遮断弁１９の上流側の液路１６ａに接続しても良い。

第１実施例に係る車両用ブレーキ装置の正常時の液圧系統図 図１に対応する異常時の液圧系統図 第２実施例に係る車両用ブレーキ装置の正常時の液圧系統図 図３に対応する異常時の液圧系統図

符号の説明

１０ マスタシリンダ
１５ 前輪用ホイールシリンダ
１４Ａ ディスクブレーキ装置
１４Ｂ ドラムブレーキ装置
１６ａ〜１６ｃ 前輪用液路（液路）
１６ｄ，１６ｅ 後輪用液路（液路）
１６ｑ〜１６ｓ 後輪用液路（液路）
１７ 後輪用第１ホイールシリンダ
１９ 前輪用遮断弁
１９′ 遮断弁
２０ 後輪用遮断弁
２７ 後輪用第２ホイールシリンダ
３０ 前輪用ブレーキ液圧制御手段
３１ 後輪用ブレーキ液圧制御手段
３２ 前後輪分離弁
３３ 第１切換弁
３４ 第２切換弁
Ｐ 分岐部

Claims (3)

1. ドライバーのブレーキ操作によりブレーキ液圧を発生するマスタシリンダ（１０）と、 前輪を制動可能な前輪用ホイールシリンダ（１５）と、
   後輪を制動可能な後輪用第１ホイールシリンダ（１７）と、
   後輪を制動可能な後輪用第２ホイールシリンダ（２７）と、
   マスタシリンダ（１０）および前輪用ホイールシリンダ（１５）を接続する前輪用液路（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ）と、
   前輪用液路（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ）の途中に設けられた前輪用遮断弁（１９）と、 マスタシリンダ（１０）および後輪用第１ホイールシリンダ（１７）を接続する後輪用液路（１６ｄ，１６ｅ）と、
   後輪用液路（１６ｄ，１６ｅ）の途中に設けられた後輪用遮断弁（２０）と、
   前輪用遮断弁（１９）よりも前輪用ホイールシリンダ（１５）側の前輪用液路（１６ｃ）のブレーキ液圧を調整する前輪用ブレーキ液圧制御手段（３０）と、
   後輪用第２ホイールシリンダ（２７）に供給されるブレーキ液圧を調整する後輪用ブレーキ液圧制御手段（３１）と、
   を備えたことを特徴とするブレーキ装置。
2. ドライバーのブレーキ操作によりブレーキ液圧を発生するマスタシリンダ（１０）と、 前輪を制動可能な前輪用ホイールシリンダ（１５）と、
   後輪を制動可能な後輪用第１ホイールシリンダ（１７）と、
   後輪を制動可能な後輪用第２ホイールシリンダ（２７）と、
   マスタシリンダ（１０）および前輪用ホイールシリンダ（１５）を接続する前輪用液路（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ）と、
   前輪用液路（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ）の途中に設けられた遮断弁（１９′）と、
   遮断弁（１９′）よりも前輪用ホイールシリンダ（１５）側の前輪用液路（１６ｂ）から分岐して第１、第２後輪用ホイールシリンダ（１７，２７）に連なる後輪用液路（１６ｑ，１６ｒ，１６ｓ）と、
   後輪用液路（１６ｑ，１６ｒ，１６ｓ）が第１、第２後輪用ホイールシリンダ（１７，２７）へと分岐する分岐部（Ｐ）および前輪用ホイールシリンダ（１５）間に設けられた前後輪分離弁（３２）と、
   前記分岐部（Ｐ）および後輪用第１ホイールシリンダ（１７）間に設けられ、正常時に閉弁して異常時に開弁する第１切換弁（３３）と、
   前記分岐部（Ｐ）および後輪用第２ホイールシリンダ（２７）間に設けられ、正常時に開弁して異常時に閉弁する第２切換弁（３４）と、
   前後輪分離弁（３２）よりも前輪用ホイールシリンダ（１５）側の前輪用液路（１６ｃ）のブレーキ液圧を調整する前輪用ブレーキ液圧制御手段（３０）と、
   前後輪分離弁（３２）よりも後輪用第１、第２ホイールシリンダ（１７，２７）側の後輪用液路（１６ｑ，１６ｒ，１６ｓ）のブレーキ液圧を調整する後輪用ブレーキ液圧制御手段（３１）と、
   を備えたことを特徴とするブレーキ装置。
3. 後輪用第１ホイールシリンダ（１７）がドラムブレーキ装置（１４Ｂ）用であり、後輪用第２ホイールシリンダ（２７）がディスクブレーキ装置（１４Ａ）用であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のブレーキ装置。
   

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