(ハイブリッド車両)
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態の摩擦制動ユニットB(車両用制動装置)が搭載されるハイブリッド車両(以下、単に車両と略す)は、図1に示すように、ハイブリッドシステムによって駆動輪例えば左右前輪Wfl、Wfrが駆動される車両である。車両は、ブレーキECU6、エンジンECU8、ハイブリッドECU9、ハイドロブースタ10、調圧装置53、液圧発生装置60、ブレーキペダル71、ブレーキセンサ72、エンジン501、モータ502、動力分割機構503、動力伝達機構504、インバータ506、バッテリ507を有している。
なお、本実施形態の摩擦制動ユニットBは、主に、ブレーキECU6、ハイドロブースタ10、調圧装置53、液圧発生装置60、ブレーキペダル71、ブレーキセンサ72、から構成されている。なお、ブレーキECU6は、特許請求の範囲に記載の「液圧制御部」、「基準マスタ圧設定部」、及び「加圧量補正部」を構成している。
エンジン501の駆動力は、動力分割機構503及び動力伝達機構504を介して駆動輪Wfl、Wfrに伝達される。モータ502の駆動力は、動力伝達機構504を介して駆動輪Wfl、Wfrに伝達される。
インバータ506は、モータ502及び発電機505と、直流電源としてのバッテリ507との間で電圧を変換するものである。エンジンECU8は、ハイブリッドECU9からの指令に基づいてエンジン501の駆動力を調整する。ハイブリッドECU9は、インバータ506を通してモータ502及び発電機505を制御する。ハイブリッドECU9は、バッテリ507が接続されており、バッテリ507の充電状態、充電電流などを監視している。ハイブリッドECU9は、発電機505によって発生され車輪Wfl、Wfrに付与される回生制動力が、後述の「実行回生制動力」となるように、インバータ506を制御する。上述した発電機505、インバータ506、及びバッテリ507から回生制動装置Aが構成されている。図1に示した実施形態では、モータ502と発電機505は別体であるが、モータと発電機が一体となった、モータジェネレータであっても差し支え無い。
各車輪Wfl、Wfr、Wrl、Wrrに隣接する位置には、各車輪Wfl、Wfr、Wrl、Wrrと一体回転するブレーキディスクDRfl、DRfr、DRrl、DRrrと、ブレーキディスクDRfl、DRfr、DRrl、DRrrにブレーキパッド(不図示)を押し付けて摩擦制動力を発生させる摩擦制動装置Bfl、Bfr、Brl、Brrが設けられている。摩擦制動装置Bfl、Bfr、Brl、Brrには、後述のハイドロブースタ10(図2示)により生成されるマスタ圧により、上記ブレーキパッドをブレーキディスクDRfl、DRfr、DRrl、DRrrに押し付けるホイールシリンダWCfl、WCfr、WCrl、WCrrが設けられている。
各車輪Wfl、Wfr、Wrl、Wrrに隣接する位置には、車輪速センサSfl、Sfr、Srl、Srrが設けられている。車輪速センサSfl、Sfr、Srl、Srrは、各車輪Wfl、Wfr、Wrl、Wrrの回転に応じた周波数のパルス信号をブレーキECU6に出力している。ブレーキECU6は、車輪速センサSfl、Sfr、Srl、Srrからの信号に基づいて、車速Vを演算する。
ブレーキセンサ72は、ブレーキペダル71の操作量(以下、ブレーキストロークBsと略す)を検出して、その検出信号をブレーキECU6に出力する。
(液圧発生装置)
次に、図2を用いて、液圧発生装置60について説明する。液圧発生装置60は、アキュムレータ圧を発生させるものである。液圧発生装置60は、アキュムレータ61、液圧ポンプ62、モータ63、アキュムレータ圧センサ65を有している。
アキュムレータ61は、液圧ポンプ62により発生したブレーキフルードの液圧であるアキュムレータ圧を蓄圧するものである。アキュムレータ61は、流路66により、アキュムレータ圧センサ65、及び液圧ポンプ62と接続されている。液圧ポンプ62は、リザーバ19と接続されている。液圧ポンプ62は、モータ63によって駆動されて、リザーバ19で貯留されたブレーキフルードをアキュムレータ61に供給する。
アキュムレータ圧センサ65は、アキュムレータ61内の液圧であるアキュムレータ圧を検出する。アキュムレータ圧が所定値以下に低下したことがアキュムレータ圧センサ65によって検出されると、ブレーキECU6からの制御信号に基づいてモータ63が駆動される。
(ハイドロブースタ)
以下に、図2を用いて、ハイドロブースタ10について説明する。ハイドロブースタ10は、液圧発生装置60によって発生されたアキュムレータ圧をブレーキペダル71の操作に応じて調圧してサーボ圧を発生させ、当該サーボ圧からマスタ圧Pmを発生させるものである。
ハイドロブースタ10は、マスタシリンダ11、フェイルシリンダ12、第一マスタピストン13、第二マスタピストン14、入力ピストン15、オペロッド16、第一リターンスプリング17、第二リターンスプリング18、リザーバ19、ストッパ部材21、メカニカルリリーフバルブ22、スプールピストン23、スプールシリンダ24、スプールスプリング25、シミュレータスプリング26、ペダルリターンスプリング27、揺動部材28、第一スプリング受け29、第二スプリング受け30、連結部材31、移動部材32、保持ピストン33、シミュレータラバー34、受け部材35、フェイルスプリング36、緩衝部材37、第一スプールスプリング受け38、第二スプールスプリング受け39、押圧部材40、及びシール部材41〜49を有している。
なお、第一マスタピストン13が設けられている側を、ハイドロブースタ10の前方とし、オペロッド16が設けられている側を、ハイドロブースタ10の後方とする。つまり、ハイドロブースタ10(マスタシリンダ11)の軸線方向は、前後方向である。
マスタシリンダ11は、前端に底部11aを有し、後方に開口した有底筒状である。言い換えると、マスタシリンダ11は、前後方向に円柱形状の空間11pを有する。マスタシリンダ11は、車両に取り付けられている。マスタシリンダ11には、前方から後方に向かって順に、空間11p内に連通する、第一ポート11b、第二ポート11c、第三ポート11d、第四ポート11e、第五ポート11f(供給ポート)、第六ポート11g、第七ポート11hが形成されている。第二ポート11c、第四ポート11e、第六ポート11g、第七ポート11hは、ぞれぞれ、ブレーキフルードを貯留するリザーバ19と接続している。つまり、リザーバ19は、マスタシリンダ11の空間11pに接続されている。
マスタシリンダ11の内周面の第二ポート11cが設けられている位置の前後には、それぞれ、後述の第一マスタピストン13の外周面と全周に渡って接触するシール部材41、42が設けられている。また、マスタシリンダ11の内周面の第四ポート11eが設けられている位置の前後には、それぞれ、後述の第二マスタピストン14の外周面と全周に渡って接触するシール部材43、44が設けられている。
また、マスタシリンダ11の内周面の第五ポート11fが設けられている位置の前後には、それぞれ、後述のフェイルシリンダ12の第一筒部12b及び第二筒部12cと全周に渡って接触するシール部材45、46が設けられている。また、マスタシリンダ11の内周面の第七ポート11hが設けられている位置の前後には、それぞれ、フェイルシリンダ12の第二筒部12cと全周に渡って接触するシール部材48、49が設けられている。
シール部材45の前方には、サポート部材59が設けられている。シール部材45とサポート部材59は、マスタシリンダ11の内部に凹陥形成された同一の保持凹部11j内に保持され、互いに接触している(図3示)。サポート部材59は、割リングである。サポート部材59には、スリットが形成されている。サポート部材59は、樹脂等の弾性を有する材料で構成されている。図3に示すように、サポート部材59の内周面は、後述のフェイルシリンダ12の第一筒部12bの外周面と接触している。
図2に示すように、第五ポート11f(供給ポート)は、マスタシリンダ11の外周面と空間11p内を連通している。第五ポート11fは、流路67によってアキュムレータ61に接続している。つまり、アキュムレータ61は、マスタシリンダ11の空間11pと接続されていて、第五ポート11fには、アキュムレータ圧が供給される。
第五ポート11fと第六ポート11gは、連通流路11kによって連通している。連通流路11kには、メカニカルリリーフバルブ22が設けられている。メカニカルリリーフバルブ22は、第六ポート11gから第五ポート11fへのブレーキフルードの流通を阻止するとともに、第五ポート11fが規定圧力以上となった場合に、第五ポートfから第六ポート11gへのブレーキフルードの流通を許容する。
第一マスタピストン13は、マスタシリンダ11の空間11p内の前方(底部11aの後方)に、前後方向に摺動可能に設けられている。第一マスタピストン13は、円筒形状の筒部13aと、筒部13aの後方に筒部13aを閉塞するように形成された受け部13bとから構成された有底筒状である。筒部13aには、流通穴13cが形成されている。なお、受け部13bの前方側において、マスタシリンダ11の内周面、筒部13a、及び受け部13bによって囲まれる空間によって第一マスタ室10aが形成されている。第一ポート11bは、第一マスタ室10aに連通している。
マスタシリンダ11の底部11aと第一マスタピストン13の受け部13bとの間には、第一リターンスプリング17が設けられている。この第一リターンスプリング17によって、第一マスタピストン13が後方に付勢され、ブレーキペダル71が踏まれていない場合に、第一マスタピストン13が、図2に示す原位置に復帰するようになっている。
第一マスタピストン13が原位置に位置している状態では、第二ポート11cと流通穴13cとが合致し、リザーバ19と第一マスタ室10aが連通している。このため、リザーバ19から第一マスタ室10aにブレーキフルードが供給されるとともに、第一マスタ室10a内にある余剰のブレーキフルードがリザーバ19に戻される。第一マスタピストン13が原位置から前方に移動すると、第二ポート11cが筒部13aによって遮断され、第一マスタ室10aが密閉状態となり、第一マスタ室10aにおいてマスタ圧Pmが発生可能な状態となる。
第二マスタピストン14は、マスタシリンダ11の空間11p内の第一マスタピストン13の後方に、前後方向に摺動可能に設けられている。第二マスタピストン14は、その前部に形成された円筒形状の第一筒部14aと、第一筒部14aの後方に形成された円筒形状の第二筒部14bと、第一筒部14aと第二筒部14bの接続部分において第一筒部14a及び第二筒部14bを閉塞するように形成された受け部14cとから構成されている。第一筒部14aには、流通穴14dが形成されている。
なお、受け部14cの前方において、受け部13b、マスタシリンダ11の内周面、第一筒部14a、及び受け部14cによって囲まれる空間によって第二マスタ室10bが形成されている。第三ポート11dは、第二マスタ室10bに連通している。
第一マスタピストン13の受け部13bと、受け部14cとの間には、第一リターンスプリング17よりセット荷重の大きな第二リターンスプリング18が設けられている。この第二リターンスプリング18によって、第二マスタピストン14が後方に付勢され、ブレーキペダル71が踏まれていない場合に、第二マスタピストン14が、図2に示す原位置に復帰するようになっている。
第二マスタピストン14が原位置に位置している状態では、第四ポート11eと流通穴14dとが合致し、リザーバ19と第二マスタ室10bが連通している。このため、リザーバ19から第二マスタ室10bにブレーキフルードが供給されるとともに、第二マスタ室10b内にある余剰のブレーキフルードがリザーバ19に戻される。第二マスタピストン14が原位置から前方に移動すると、第四ポート11eが筒部14aによって遮断され、第二マスタ室10bが密閉状態となり、第二マスタ室10bにおいてマスタ圧Pmが発生可能な状態となる。
フェイルシリンダ12は、マスタシリンダ11の空間11p内の第二マスタピストン14の後方に、前後方向摺動可能に設けられている。フェイルシリンダ12は、前方から後方に向かって、先端筒部12a、第一筒部12b、第二筒部12cが同軸に一体形成されている。先端筒部12a、第一筒部12b、第二筒部12cのいずれも円筒形状である。先端筒部12aの外径a、第一筒部12bの外径b、第二筒部12cの外径cの順に大きくなっている。先端筒部12aと第一筒部12bの間には、段差状となっていて押圧面12iが形成されている。
第二筒部12cの後端には、フランジ状の当接部12hが外側に延出形成されている。当接部12hが後述のストッパ部材21と当接し、フェイルシリンダ12がマスタシリンダ11から脱落しないようになっている。第二筒部12cの後部の内周面は他の部分比べて内径が大きくなっていて、段差面12jが形成されている。
先端筒部12aは、第二マスタピストン14の第二筒部14b内に挿通している。第一筒部12bの後部には、第一筒部12bの外周面から内周面に連通する第一インナーポート12dが形成されている。第二筒部12cの前部には、第二筒部12cの外周面から内周面に連通する、第二インナーポート12e、第三インナーポート12fが形成されている。第二筒部12cの中間部には、第二筒部12cの外周面と内周面を連通し、フェイルシリンダ12内に設けられた入力ピストン15の前方に向けて開口する第四インナーポート12gが形成されている。
図3に示すように、第二筒部12cの内周の前部には、ストッパ12mが突出形成されている。ストッパ12mには、前後方向に流路12nが連通形成されている。
図2に示すように、入力ピストン15は、後述のスプールシリンダ24やスプールピストン23の後方において、フェイルシリンダ12の第二筒部12cの後部の内部(マスタシリンダ11の空間11p内)に前後方向摺動可能に設けられている。入力ピストン15は、断面円形状を有する略円柱形状である。入力ピストン15の後端には、底部が円錐状に凹陥したロッド受け部15aが形成されている。入力ピストン15の前部には、スプリング受け部15bが凹陥形成されている。入力ピストン15の後部は他の部分と比べて外径が小さくなっていて、段差面15eが形成されている。
入力ピストン15の外周面には、シール保持凹部15c、15dが凹陥形成されている。シール保持凹部15c、15dには、フェイルシリンダ12の第二筒部12cの内周面と全周に渡って接触するシール部材55、56が取り付けられている。
入力ピストン15は、オペロッド16及び連結部材31を介して、ブレーキペダル71に連結されている。このため、入力ピストン15には、ブレーキペダル71からの操作力が、連結部材31及びオペロッド16を介して伝達される。また、入力ピストン15は、伝達された操作力を、シミュレータスプリング26、移動部材32、シミュレータラバー34、保持ピストン33、緩衝部材37を介して、スプールピストン23に伝達して、スプールピストン23を駆動する。
図7に示すように、受け部材35は、円筒部35aと、円筒部35aの前端から内側に延出するリング状の受け部35bとから構成されている。受け部材35は、受け部35bの前端面が、第二筒部12cの段差面12j及び入力ピストン15の段差面15eと当接して、第二筒部12cの内部の後端部に設けられている。
ストッパ部材21は、マスタシリンダ11の内部の後部に摺動可能に設けられている。ストッパ部材21は、リング状の基部21aと、基部の前面から前方に突出する円筒形状の円筒部21bと、円筒部21bの前端から内側に延出したリング状のストッパ部21cから構成されている。
円筒部21bの内側の基部21aの前面には、受け面21dが形成されている。受け面21dにフェイルシリンダ12の当接部12hが当接している。基部21aの前面の受け面21dよりも内側にはリング状に凹陥した保持凹部21fが形成されている。この保持凹部21fに、受け部材35の円筒部35aの後端が挿通している。基部21aの前面の保持凹部21fよりも内側にはリング状に前方に突出した突出部21gが形成されている。
基部21aの後端面の中心には、球面状に凹陥した形状の受け穴21eが形成されている。マスタシリンダ11の内部の後端、つまり、マスタシリンダ11の開口部には、Cリング86が取り付けられている。このCリング86によって、ストッパ部材21のマスタシリンダ11からの脱落が防止される。
揺動部材28は、リング状である。揺動部材28の前部には、受け穴21eと合致する球面状の押圧面28aが形成されている。押圧面28aが受け穴21eに密接して、揺動部材28がストッパ部材21の後方に設けられている。揺動部材28はストッパ部材21に対して揺動可能である。
フェイルスプリング36は、受け部材35の円筒部35a内において、受け部材35の受け部35bとストッパ部材21の突出部21gの間に設けられている。本実施形態では、フェイルスプリング36は、複数のダイヤフラムスプリングである。このような構成によって、フェイルスプリング36は、フェイルシリンダ12をマスタシリンダ11に対して前方に付勢している。
第一スプリング受け29は、円筒部29aと、円筒部29aの前端に、内側及び外側に延出形成されたフランジ状のフランジ部29bとから構成されている。フランジ部29bが揺動部材28の後端面に密接して、第一スプリング受け29が揺動部材28の後方に設けられている。
オペロッド16の前端には、球状の押圧部16aが形成されている。オペロッド16の後端には、ネジ部16bが形成されている。押圧部16aがロッド受け部15aに挿通して、オペロッド16が入力ピストン15の後端に連結している。なお、オペロッド16の長手方向は、前後方向となっている。オペロッド16は、揺動部材28及び第一スプリング受け29に挿通している。
第二スプリング受け30は、第一スプリング受け29と対向して、第一スプリング受け29の後方に設けられている。第二スプリング受け30は、その後端に形成された底部30aと、底部30aから前方に形成された筒部30bとから構成された有底筒状である。底部30aにはネジ穴30cが形成されている。ネジ穴30cに、オペロッド16のネジ部16bが螺着している。
ペダルリターンスプリング27は、第一スプリング受け29のフランジ部29bと第二スプリング受け30の底部30aとの間に設けられている。ペダルリターンスプリング27は、第一スプリング受け29の円筒部29aと第二スプリング受け30の筒部30bの内側で保持されている。
連結部材31の前端には、ネジ穴31aが形成されている。ネジ穴31aにオペロッド16のネジ部16bが螺着して、連結部材31がオペロッド16の後端に連結されている。第二スプリング受け30の底部30aは、連結部材31の前端と当接している。連結部材31の前後方向中間部分には、軸穴31bが連通形成されている。第二スプリング受け30のネジ穴30cと連結部材31のネジ穴31aがオペロッド16のネジ部16bと螺着している。このような構造により、連結部材31のオペロッド16に対する前後方向位置が調整可能となっている。
ブレーキペダル71は、運転者の踏力(操作力)が伝達されるレーバー状の部材である。ブレーキペダル71の中間部分には、軸穴71aが形成されている。ブレーキペダル71の上端には、取付穴71bが形成されている。取付穴71bにボルト81が挿通して、取付穴71bを揺動中心として、ブレーキペダル71が車両の取付部(図2に示す一点鎖線)に揺動可能に取り付けられている。軸穴71aと、連結部材31の軸穴31bに、連結ピン82が挿通して、ブレーキペダル71が連結部材31に揺動可能に連結されている。ペダルリターンスプリング27の付勢力によって、第二スプリング受け30及び連結部材31が後方に付勢され、ブレーキペダル71が図2に示す原位置に復帰する。
図2に示すように、保持ピストン33は、フェイルシリンダ12の第二筒部12cの内部の前方に(マスタシリンダ11の空間11p内に)前後方向摺動可能に設けられている。保持ピストン33は、その前部に形成された底部33aと、底部33aの後方に形成された筒部33bとから構成された有底筒状である。底部33aの前端面には保持凹部33cが凹陥形成されている。筒部33bの外周面には、シール保持凹部33dが凹陥形成されている。シール保持凹部33dには、フェイルシリンダ12の第二筒部12cの内周面と全周に渡って接触するシール部材75が取り付けられている。図3に示すように、第二筒部12cの内周面には、Cリング85が取り付けられている。保持ピストン33の後端がCリング85に当接して、保持ピストン33の後方への摺動が阻止される。
図2に示すように、移動部材32は、フェイルシリンダ12の第二筒部12c内(マスタシリンダ11の空間11p内)の保持ピストン33(スプールピストン23)の後方に、前後方向摺動可能に設けられている。移動部材32は、その前端部に形成されたフランジ状のフランジ部32aと、フランジ部32aの後方に形成された軸部32bとから構成されている。
フランジ部32aの前端面には、ラバー受け凹部32cが凹陥形成されている。ラバー受け凹部32cには、円柱形状のシミュレータラバー34が取り付けられている。シミュレータラバー34は、フランジ部32aから前方に突出している。原位置では、シミュレータラバー34(移動部材32)は保持ピストン33(スプールピストン23)と離間している。
フランジ部32aには、フランジ部32a前方と保持ピストン33間に形成される空間と後述のシミュレータ室10fとを連通する流路32hが形成されている。このため、移動部材32が保持ピストン33に対して摺動した場合に、前記空間とシミュレータ室10f間においてブレーキフルードが相互に流通し、移動部材32の保持ピストン33に対する摺動が阻害されない。
フェイルシリンダ12の第二筒部12c、保持ピストン33、入力ピストン15により囲まれる空間によってシミュレータ室10fが形成されている。シミュレータ室10f内には、ブレーキフルードが満たされている。
シミュレータスプリング26は、シミュレータ室10f内において、移動部材32のフランジ部32aと入力ピストン15のスプリング受け部15bとの間に設けられている。つまり、シミュレータスプリング26は、フェイルシリンダ12の第二筒部12c内(マスタシリンダ11の空間11p内)において、入力ピストン15の前方に設けられている。シミュレータスプリング26内に移動部材32の軸部32bが挿通し、シミュレータスプリング26が軸部32bで保持されている。本実施形態では、シミュレータスプリング26の前部は、移動部材32の軸部32bに圧入されている。このような構成により、シミュレータラバー34(移動部材32)が保持ピストン33に当接した状態から更に入力ピストン15が前方に移動した場合に、シミュレータスプリング26によって入力ピストン15を後方に付勢される。移動部材32には、ブレーキペダル71、連結部材31、オペロッド16、入力ピストン15、及びシミュレータスプリング26を介して、運転者の操作力が入力される。
第五ポート11fは、フェイルシリンダ12の第一筒部12bの外周面に向けて開口している。上述したように、第二筒部12cの外径cは第一筒部12bの外径bよりも大きい。このため、第五ポート11fにアキュムレータ圧が作用すると、当該アキュムレータ圧及び第一筒部12bと第二筒部12cとの断面積差により、フェイルシリンダ12には後方への力が作用してストッパ部材21に押し付けられ、フェイルシリンダ12がその摺動範囲の最後端の原位置に位置される。
フェイルシリンダ12が原位置にある状態では、第四インナーポート12gは、マスタシリンダ11の第七ポート11hと連通している。このように、シミュレータ室10fとリザーバ19は、第四インナーポート12gと第七ポート11hとからなる「リザーバ流路」によって連通し、入力ピストン15の前後方向の摺動に伴い、シミュレータ室10fの容積が変化した場合には、シミュレータ室10f内のブレーキフルードがリザーバ19に戻され、又は、リザーバ19からブレーキフルードがシミュレータ室10fに供給される。このため、入力ピストン15の前後方向の摺動が阻害されない。
図3に示すように、スプールシリンダ24は、フェイルシリンダ12の第一筒部12b内(マスタシリンダ11の空間11p内)の第二マスタピストン14の後方に固定されている。スプールシリンダ24は、円筒形状である。スプールシリンダ24の外周面には、シール保持凹部24a、24bが凹陥形成されている。シール保持凹部24a、24bには、第一筒部12bの内周面と全周に渡って接触するシール部材57、58が保持されている。これらシール部材57、58と第一筒部12bの内周面との摩擦力により、スプールシリンダ24の第一筒部12bに対する前方への移動が阻止される。スプールシリンダ24の後端がストッパ12mに当接して、スプールシリンダ24の後方への移動が阻止される。
スプールシリンダ24には、スプールシリンダ24の外周面と内周面を連通するスプールポート24cが形成されている。スプールポート24cは、第一インナーポート12dと連通している。スプールポート24cよりも後方のスプールシリンダ24の内周面には、第一スプール凹部24dが全周に渡って凹陥形成されている。第一スプール凹部24dよりも後方のスプールシリンダ24の内周面には、第二スプール凹部24fが全周に渡って凹陥形成されている。
シール保持凹部24bよりも後方のスプールシリンダ24の外周面には、流通凹部24eが全周に渡って凹陥形成されている。第三インナーポート12fは、流通凹部24eに向けて開口している。従って、流通凹部24eは、第三インナーポート12f及び第六ポート11gを介して、リザーバ19に連通している。
スプールピストン23は、断面円形状を有する円柱形状である。スプールピストン23は、スプールシリンダ24内に前後方向摺動可能に挿通している。スプールピストン23の後端部23aが保持ピストン33の保持凹部33cに挿通して、スプールピストン23が保持ピストン33に保持されている。
保持凹部33cの底部とスプールピストン23の後端面との間には、緩衝部材37が設けられている。緩衝部材37は、本実施形態では、弾性を有する円柱形状のゴムで構成されているが、コイルスプリングやダイヤフラムスプリング等の付勢部材であっても差し支え無い。
スプールピストン23の外周面の前後方向中間位置には、全周に渡って第三スプール凹部23bが凹陥形成されている。第三スプール凹部23bの後方位置のスプールピストン23の外周面には、全周に渡って第四スプール凹部23cが凹陥形成されている。スプールピストン23には、その前端から中間よりもやや後方位置まで、流通穴23eが形成されている。スプールピストン23には、第四スプール凹部23cと流通穴23eを連通する第一流通ポート23d、第二流通ポート23fが形成されている。
図2に示すように、第二マスタピストン14の受け部14cの後方のマスタシリンダ11の空間11p内において、第二マスタピストン14、マスタシリンダ11の空間11p、スプールピストン23の前端、スプールシリンダ24の前端で囲まれる空間が、サーボ室10cである。
図2に示すように、第一スプールスプリング受け38は、受け部38a、取付部38b、とから構成されている。受け部38aは、円板状である。受け部38aは、フェイルシリンダ12の先端筒部12aの開口部を閉塞するように、先端筒部12a内の前方に取り付けられている。取付部38bは、円筒形状であり、受け部38aの前面の中心から前方に突出形成されている。取付部38bの内周面には、ネジ溝が形成されている。受け部38aの後面の中心には後方に当接部38cが突出形成されている。受け部38aには、前後方向に連通する流通穴38dが形成されている。
押圧部材40は、棒状である。押圧部材40の後部は、取付部38bのネジ溝に螺着している。
図3に示すように、第二スプールスプリング受け39は、その前端に底部39cを有する有底筒状の本体部39aと、本体部39aの後端に外側に延出形成されたリング状の受け部39bとから構成されている。本体部39aの内周面にスプールピストン23の前端が嵌合して、第二スプールスプリング受け39がスプールピストン23の先端に取り付けられている。底部39cには連通穴39dが形成されている。図2に示すように、第二スプールスプリング受け39は、第一スプールスプリング受け38の当接部38cと所定距離離間して対向している。
図2や図3に示すように、スプールスプリング25は、第一スプールスプリング受け38の受け部38aと、第二スプールスプリング受け39の受け部39bの間に設けられている。スプールスプリング25によって、スプールピストン23はフェイルシリンダ12(マスタシリンダ11)やスプールシリンダ24に対して後方に付勢されている。
シミュレータスプリング26のバネ定数は、スプールスプリング25のバネ定数よりも大きく設定されている。また、シミュレータスプリング26のバネ定数は、ペダルリターンスプリング27のバネ定数よりも大きく設定されている。
(シミュレータ)
以下に、シミュレータスプリング26、ペダルリターンスプリング27、及びシミュレータラバー34から構成される「シミュレータ」について説明する。「シミュレータ」は、ブレーキペダル71のストロークに応じて、ブレーキペダル71に荷重(反力)を発生させ、通常のブレーキ装置の操作感(踏力感)を再現する機構である。
ブレーキペダル71が踏まれると、まず、ペダルリターンスプリング27が縮む。この際に、ブレーキペダル71に作用する反力は、ペダルリターンスプリング27のセット荷重に、ペダルリターンスプリング27のバネ定数にブレーキペダル71(連結部材31)のストロークを乗算した値を加えた値となる。
更にブレーキペダル71が踏み込まれ、シミュレータラバー34が保持ピストン33に当接すると、ペダルリターンスプリング27及びシミュレータスプリング26が縮む。この際にブレーキペダル71に作用する反力は、シミュレータスプリング26及びペダルリターンスプリング27の発生荷重の合成値となる。このため、シミュレータラバー34が保持ピストン33に当接する前と比較して、ブレーキペダル71のストロークあたりのブレーキペダル71に作用する反力の増加量が大きくなる。
なお、シミュレータラバー34が存在する為、実際にはシミュレータラバー34が保持ピストン33に当接してから、更にブレーキペダル71が踏まれると、シミュレータラバー34が圧縮される。シミュレータラバー34は、その性質から、圧縮されるに従って徐々にバネ定数が上昇する。このため、シミュレータラバー34が保持ピストン33に当接する前後において、ブレーキペダル71のストローク当たりのブレーキペダル71に作用する反力が徐変し、前記反力の急変に伴う運転者の違和感が抑制される。
このように、シミュレータラバー34が保持ピストン33に当接するまで、ブレーキペダル71のストロークあたりのブレーキペダル71に作用する反力の増加量が小さく、シミュレータラバー34が保持ピストン33に当接した後は、ブレーキペダル71のストロークあたりのブレーキペダル71に作用する反力の増加量が大きくなり、通常のブレーキ装置の操作感が再現されるようになっている。
(調圧装置)
調圧装置53は、ホイールシリンダWCfl、WCfr、WCrl、WCrrにおいて発生するホイールシリンダ圧を増圧又は減圧するのであり、周知のアンチロックブレーキ制御や横滑り防止制御を実現するものである。第一マスタ室10aに連通する第一ポート11bには、主流路52及び調圧装置53を介してホイールシリンダWCfr、WCflが接続されている。また、第二マスタ室10bに連通する第三ポート11dには、主流路51及び調圧装置53を介してホイールシリンダWCrr、WCrlが接続されている。
ここで、調圧装置53について、4つのホイールシリンダのうち1つ(WCfr)にホイールシリンダ圧を供給する構成について説明し、他の構成については同様であるため説明を省略する。図2に示すように、調圧装置53は、保持弁531、減圧弁532、調圧リザーバ533、ポンプ534、モータ535、差圧制御弁536、マスタ圧センサ539を備えている。保持弁531は、常開型の電磁弁であり、ブレーキECU6により開閉が制御される。保持弁531は、一方が差圧制御弁536に接続され、他方がホイールシリンダWCfr及び減圧弁532に接続されている。
減圧弁532は、常閉型の電磁弁であり、ブレーキECU6により開閉が制御される。減圧弁532は、一方がホイールシリンダWCfr及び保持弁531に接続され、他方が減圧流路157によって調圧リザーバ533の貯留室533eに接続されている。減圧弁532が開状態となると、ホイールシリンダWCfrと調圧リザーバ533の貯留室533eが連通し、ホイールシリンダWCfrのホイールシリンダ圧が低下する。
差圧制御弁536は、常開型の電磁弁であり、ブレーキECU6により制御される。差圧制御弁536は、一方が第一マスタ室10aに連通する第一ポート11bに接続され、他方が保持弁531に接続されている。つまり、差圧制御弁536は、第一マスタ室10aとホイールシリンダWCfrの間の主流路52に設けられている。差圧制御弁536が通電されると、差圧制御弁536は差圧状態となり、ホイールシリンダ圧がマスタ圧Pmよりも制御差圧以上高くなった場合にのみ、ホイールシリンダWCfr側から第一マスタ室10a側へのブレーキフルードの流通が許容される。
差圧制御弁536が差圧状態となると、後述のポンプ534によって加圧されたブレーキフルードによって、ホイールシリンダ圧はマスタ圧Pmよりも制御差圧分だけ高い状態に保たれる。つまり、マスタ圧Pmが0の場合には、ホイールシリンダ圧は制御差圧となる。なお、上記制御差圧は、差圧制御弁536に供給される電流量に比例して大きくなる。差圧制御弁536に供給される電流量は、ブレーキECU6によってリニア電流制御される。なお、ここでいうリニア電流制御とは、差圧制御弁536を駆動する電圧DUTY比を変更し、実効電流を除変させるPWM制御が含まれる。
調圧リザーバ533は、シリンダ533a、ピストン533b、スプリング533c、流路調整弁533dとから構成されている。シリンダ533a内には、ピストン533bが摺動可能に設けられている。シリンダ533aとピストン533bによって囲まれた空間によって貯留室533eが形成されている。ピストン533bが摺動することにより、貯留室533eの容積が変化する。貯留室533e内にはブレーキフルードが貯留されている。スプリング533cは、シリンダ533aの底部とピストン533bの間の空間に設けられていて、貯留室533eの容積を減少させる方向にピストン533bを付勢している。
主流路52の差圧制御弁536よりも第一マスタ室10a側は、第一吸入流路158及び流路調整弁533dを介して貯留室533eに接続している。貯留室533e内の圧力が高まるに従って、つまり貯留室533eの容積が増大する方向にピストン533bが摺動するに従って、流路調整弁533dによって貯留室533eと第一吸入流路158の間の流路が絞られる。
ポンプ534は、ブレーキECU6の指令に応じたモータ535の作動によって駆動される。ポンプ534の吸込口は、第二吸入流路159を介して貯留室533eに接続されている。ポンプ534の吐出口は、ポンプ加圧流路156を介して、差圧制御弁536と保持弁531の間の主流路52に接続されている。ポンプ加圧流路156には、逆止弁zが設けられている。ここでの逆止弁zは、ポンプ534から主流路52(第一マスタ室10a)への流れを許容し、その逆方向の流れを規制する。なお、ポンプ534が吐出したブレーキフルードの脈動を緩和するために、ポンプ534の上流側にはダンパ(図示せず)が設けられていてもよい。
第一吸入流路158には、第一吸入流路158内の液圧を検出することにより、マスタ圧Pmを検出し、その検出値をブレーキECU6に出力するマスタ圧センサ539が設けられている。
第一マスタ室10aにおいてマスタ圧Pmが発生していない状態では、第一吸入流路158を介して第一マスタ室10aと接続している貯留室533e内の圧力が高くないので、流路調整弁533dによって第一吸入流路158と貯留室533e間の流路が絞られていない。このため、ポンプ534は第一マスタ室10aから第一吸入流路158及び貯留室533eを介してブレーキフルードを吸入することができる。
一方で、第一マスタ室10aにおいてマスタ圧Pmが上昇すると、当該マスタ圧Pmが第一吸入流路158を介してピストン533bに作用する力によって、流路調整弁533dが作動して、流路調整弁533dによって貯留室533eと第一吸入流路158の間の流路が絞られて閉塞される。
この状態で、ポンプ534が駆動されると、貯留室533e内のブレーキフルードがポンプ534によって吐出される。そして、所定量以上のブレーキフルードが貯留室533eからポンプ534に供給されると、流路調整弁533dによって閉塞されている貯留室533eと第一吸入流路158の間の流路が微少に開き、ブレーキフルードが第一マスタ室10aから第一吸入流路158を介して貯留室533eに供給され、次いで、ポンプ534に供給される。
調圧装置53の減圧モード時においては、減圧弁532が開状態とされ、ホイールシリンダWCfrのホイールシリンダ圧が低下する。そして、差圧制御弁536が開状態とされ、ポンプ534はホイールシリンダWCfr内のブレーキフルード又は貯留室533e内に貯留されているブレーキフルードを吸い込んで第一マスタ室10aに戻す。
調圧装置53の増圧モード時においては、減圧弁532が閉状態、保持弁531が開状態、差圧制御弁536が差圧状態とされ、ポンプ534によって加圧されたブレーキフルードがホイールシリンダWCfrに供給されることにより、ホイールシリンダWCfrにおいてマスタ圧Pmよりも制御差圧分だけ高いホイールシリンダ圧が発生する。なお、以下の説明において、ポンプ534及び差圧制御弁536によるホイールシリンダ圧の加圧量、つまり、マスタ圧Pmに対するホイールシリンダ圧の加圧量を、加圧量Ppと表す。つまり、加圧量Ppは制御差圧と同値である。
調圧装置53の保持モード時においては、減圧弁532が閉状態、保持弁531が閉状態とされ、ホイールシリンダWCfrのホイールシリンダ圧が保持される。
このように、調圧装置53は、ブレーキペダル71の操作に関わらず、ホイールシリンダ圧を調整する。
(ハイドロブースタの動作)
以下に、ハイドロブースタ10の動作について説明する。ブレーキペダル71に入力される操作力(ペダル荷重)に応じて、スプールシリンダ24及びスプールピストン23からなる「調圧部」が駆動され、ハイドロブースタ10が「減圧モード」、「増圧モード」、「保持モード」のいずれかに切り替えられる。
[減圧モード]
ブレーキペダル71が踏まれていない状態や、ブレーキストロークBsがマスタ圧発生ストロークSm(図4示)以下の場合には、「減圧モード」となる。図2に示すように、ブレーキペダル71が踏まれていない状態では、つまり、「減圧モード」では、シミュレータラバー34(移動部材32)と保持ピストン33の底部33aは離間している。
シミュレータラバー34と保持ピストン33の底部33aが離間している状態では、スプールピストン23は、スプールスプリング25の付勢力により、スプールピストン23の摺動範囲の最後部の「減圧位置」(図3示)に位置している。この状態では、図3に示すように、スプールポート24cが、スプールピストン23の外周面によって閉塞されている。つまり、アキュムレータ61からのアキュムレータ圧が、サーボ室10cに作用しない。
また、図3に示すように、スプールピストン23の第四スプール凹部23cはスプールシリンダ24の第二スプール凹部24fと連通している。つまり、サーボ室10cは、流通穴23e、第一流通ポート23d、第四スプール凹部23c、第二スプール凹部24f、流路12n、流通凹部24e、第三インナーポート12f、及び第六ポート11gからなる「減圧流路」を介してリザーバ19に連通している。このため、「減圧モード」では、サーボ室10cは大気圧と同一であり、第一マスタ室10a及び第二マスタ室10bにおいてマスタ圧Pmは発生しない。
ブレーキペダル71が踏まれて、シミュレータラバー34が保持ピストン33の底部33aに当接し、保持ピストン33を介してスプールピストン23に前方への入力荷重が作用しても、当該入力荷重が、スプールスプリング25の付勢力よりも小さい場合には、スプールピストン23は、前方に移動することなく「減圧位置」に位置している。なお、上記入力荷重は、ブレーキペダル71の操作により、連結部材31に入力される荷重から、当該操作力によりペダルリターンスプリング27が圧縮されるのに必要な荷重を減算した力である。ブレーキストロークBsがマスタ圧発生ストロークSm以下の状態では、ハイドロブースタ10は「増圧モード」とならず、サーボ圧及び「マスタ」が発生することなく、摩擦制動装置Bfl、Bfr、Brl、Brrにおいて「摩擦制動力」が発生しないように設定されている。
[増圧モード]
ブレーキストロークBsがマスタ圧発生ストロークSmより大きくなると、ハイドロブースタ10は「増圧モード」となる。つまり、ブレーキペダル71に入力される操作力により、保持ピストン33がシミュレータラバー34(移動部材32)によって押圧され、スプールピストン23に前方への荷重が作用すると、スプールピストン23がスプールスプリング25の付勢力に抗して、スプールピストン23の摺動範囲の前方の「増圧位置」に移動する(図5の状態)。
図5に示すように、スプールピストン23が「増圧位置」に位置している状態では、第一流通ポート23dはスプールシリンダ24の内周面によって閉塞され、第一流通ポート23dと第二スプール凹部24fは遮断される。このため、サーボ室10cとリザーバ19は遮断される。
また、スプールピストン23が「増圧位置」に位置している状態では、スプールポート24cは、第三スプール凹部23bに連通している。また、第三スプール凹部23b、第一スプール凹部24d、及び第四スプール凹部23cは相互に連通している。このため、アキュムレータ61からのアキュムレータ圧が、第一インナーポート12d、スプールポート24c、第三スプール凹部23b、第一スプール凹部24d、第四スプール凹部23c、第二流通ポート23f、流通穴23e、連通穴39dからなる「増圧流路」を介して、サーボ室10cに供給され、サーボ圧が上昇する。
サーボ圧が上昇すると、サーボ圧によって第二マスタピストン14が前方に移動し、第二リターンスプリング18によって押圧された第一マスタピストン13も前方に移動する。すると、第二マスタ室10b及び第一マスタ室10aにマスタ圧Pmが発生する。サーボ圧の上昇に従って、マスタ圧Pmが上昇する。本実施形態では、第二マスタピストン14の前後両側のシール径、及び第一マスタピストン13の前後両側のシール径は同一となっている。従って、サーボ圧と第二マスタ室10b及び第一マスタ室10aで発生するマスタ圧Pmは同一となる。
第二マスタ室10b及び第一マスタ室10aでマスタ圧Pmが発生すると、第二マスタ室10b及び第一マスタ室10aから主流路51、52、調圧装置53を介してホイールシリンダWCfr、WCfl、WCrr、WCrlにブレーキフルードが供給され、ホイールシリンダWCfr、WCfl、WCrr、WCrlにおいてホイールシリンダ圧が発生し、摩擦制動力が発生する。なお、ホイールシリンダ圧は、マスタ圧Pmと加圧量Ppの合計圧となる。
[保持モード]
スプールピストン23が「増圧位置」に位置している状態では、サーボ室10cにアキュムレータ圧が作用しサーボ圧が上昇する。すると、スプールピストン23には、サーボ圧にスプールピストン23の断面積(シール面積)を乗じた復帰力が後方に作用する。復帰力及びスプールスプリング25の付勢力の合力がスプールピストン23に作用する入力荷重よりも大きくなると、スプールピストン23は、後方に移動し、「減圧位置」と「増圧位置」の間の位置である「保持位置」に位置される(図6の状態)。
図6に示すように、スプールピストン23が「保持位置」に位置している状態では、スプールポート24cは、スプールピストン23の外周面によって閉塞される。また、第四スプール凹部23cは、スプールシリンダ24の内周面によって閉塞される。このため、スプールポート24cと第二流通ポート23fは遮断され、サーボ室10cとアキュムレータ61は遮断され、サーボ室10cにアキュムレータ圧が作用しない。
また、第四スプール凹部23cは、スプールシリンダ24の内周面によって閉塞されているので、第一流通ポート23dと第二スプール凹部24fは遮断され、サーボ室10cとリザーバ19が遮断される。すると、サーボ室10c密閉状態となり、「増圧モード」から「保持モード」に切り替わる際のサーボ圧が維持される。
スプールピストン23に作用する復帰力及びスプールスプリング25の付勢力の合力が、スプールピストン23に作用する入力荷重がつり合うと、「保持モード」が維持される。一方で、ブレーキペダル71への操作力が減少して、スプールピストン23に作用する入力荷重が減少し、スプールピストン23に作用する復帰力及びスプールスプリング25の付勢力の合力が、スプールピストン23に作用する入力荷重よりも大きくなると、スプールピストン23が後方に移動して「減圧位置」(図3示)に位置し「減圧モード」となり、サーボ室10cのサーボ圧が減少する。
一方で、スプールピストン23が「保持位置」に位置している状態で、ブレーキペダル71に入力される操作力が増大して、スプールピストン23に作用する操作力が増大し、スプールピストン23に作用する入力荷重が、スプールピストン23に作用する復帰力及びスプールスプリング25の付勢力の合力よりも大きくなると、スプールピストン23が前方に移動して「増圧位置」(図5示)に位置し「増圧モード」となり、サーボ室10cのサーボ圧が増大する。
なお、スプールピストン23の外周面とスプールシリンダ24の内周面との摺動抵抗等の抵抗により、スプールピストン23の移動にはヒステリシスが発生し、当該ヒステリシスによってスプールピストン23の前後方向の移動が阻害される。このため、「保持モード」から「減圧モード」、或いは「保持モード」から「増圧モード」に頻繁に切り替わらないようになっている。
(回生制動力と摩擦制動力の関係)
以下に、図4を用いて、回生制動力と摩擦制動力の関係について説明する。図4に示すように、ブレーキストロークBsがマスタ圧発生ストロークSm以下では、ハイドロブースタ10は「減圧モード」から「増圧モード」に切り替わらず、「減圧モード」のままであり、マスタ圧Pmによる摩擦制動力は発生しない。
図4に示すように、ブレーキストロークBsがマスタ圧発生ストロークSm以下の場合には、ブレーキECU6は、回生制動力と、ポンプ534によって発生するポンプ加圧による摩擦制動力の合計値が「制御制動力」となるように、調圧装置53を制御する。なお、「制御制動力」は、ブレーキECU6によって、ブレーキセンサ72によって検出されたブレーキストロークBsに基づいて演算される。つまり、ブレーキストロークBsが大きくなるに従って、大きい値の「制御制動力」が演算される。
ブレーキストロークBsがマスタ圧発生ストロークSmより大きい場合には、ハイドロブースタ10は「減圧モード」から「増圧モード」に切り替わり、マスタ圧Pmによる摩擦制動力が発生する。そして、ブレーキECU6は、「制御制動力」として、ブレーキストロークBsがマスタ圧発生ストロークSmである時の「制御制動力」を演算する。つまり、ブレーキストロークBsがマスタ圧発生ストロークSmより大きくなったとしても、ブレーキストロークBsがマスタ圧発生ストロークSmである時の「制御制動力」が維持され、「制御制動力」が増大しない。そして、ブレーキECU6は、回生制動力と、調圧装置53のポンプ534によって発生する液圧であるポンプ加圧による摩擦制動力の合計値が「制御制動力」となるように、調圧装置53を制御する。この結果、車両に付与される総制動力は、「制御制動力」とマスタ圧Pmによって発生する摩擦制動力の合計となる。
(制動制御処理)
以下に、図9に示すフローチャート及び図8に示すタイムチャートを用いて、「制動制御処理」について説明する。車両が走行可能な状態となると、「制動制御処理」が開始し、プログラムはS10に進む。S10において、ブレーキECU6が、ブレーキセンサ72からの検出信号に基づいて、ブレーキペダル71が操作されたと判断した場合には(S10:YES)、プログラムをS11に進め、ブレーキペダル71が操作されていないと判断した場合には(S10:NO)、S10の処理を繰り返す。
S11において、ブレーキECU6は、ブレーキセンサ72によって検出されたブレーキストロークBsに基づいて、「制御制動力」を演算する。S11が終了すると、プログラムはS12に進む。
S12において、ブレーキECU6は、「制御制動力」をハイブリッドECU9に送信する。S12が終了すると、プログラムはS13に進む。
なお、ハイブリッドECU9は、車速V、バッテリ507の充電状態、及び「制御制動力」に基づいて、回生制動装置Aにおいて実際に発生させることができる回生制動力である「実行回生制動力」を演算する。また、「実行回生制動力」は、「制御制動力」を越えないように演算される。そして、ハイブリッドECU9は、「実行回生制動力」をブレーキECU6に送信する。
S13において、ブレーキECU6は、「実行回生制動力」を受信する。S13が終了すると、プログラムはS14に進む。
S14において、ブレーキECU6は、「制御制動力」から「実行回生制動力」を減算することにより、ポンプ加圧による摩擦制動力を演算する。次に、ブレーキECU6は、摩擦制動装置Bfl、Bfr、Brl、Brrにおいて上記演算したポンプ加圧による摩擦制動力が発生する加圧量Ppを演算する。S14が終了すると、プログラムはS15に進む。
S15において、ブレーキECU6は、「補正開始・終了判定処理」を実行する。この「補正開始・終了判定処理」について、図10に示すフローチャートを用いて説明する。「補正開始・終了判定処理」が開始されると、S111において、ブレーキECU6が、「補正開始・終了判定処理」が初めて開始されたと判断した場合には(S111:YES)、プログラムをS112に進め、「補正開始・終了判定処理」が初めて開始されていないと判断した場合には(S111:NO)、プログラムをS121に進める。
S112において、ブレーキECU6は、ブレーキセンサ72によって検出されたブレーキストロークBsを下式(1)及び下式(2)に代入することにより、第一基準ストロークS1及び第二基準ストロークS2を演算し、これらを設定する。
S1=Bs+A…(1)
S2=Bs−B…(2)
S1:第一基準ストローク
S2:第二基準ストローク
Bs:ブレーキストローク
A:第一規定ストローク
B:第二規定ストローク
なお、第一規定ストロークAや第二規定ストロークBは、数mmである。
S112が終了すると、プログラムはS113に進む。
S113において、ブレーキECU6は、補正中フラグをOFFにして、プログラムをS114に進める。
S114において、ブレーキECU6は、タイマーTを0にリセットする。S114が終了すると、プログラムはS121に進む。
S121において、ブレーキECU6が、補正中フラグがONであると判断した場合には(S121:YES)、プログラムをS131に進め、補正中フラグがOFFであると判断した場合には(S121:NO)、プログラムをS122に進める。
S122において、ブレーキECU6が、ブレーキセンサ72によって検出されたブレーキストロークBsが第一基準ストロークS1よりも大きいと判断した場合には(S122:YES)、プログラムをS141に進め、上記ブレーキストロークBsが第一基準ストロークS1以下であると判断した場合には(S122:NO)、プログラムをS123に進める。
S123において、ブレーキECU6が、ブレーキセンサ72によって検出されたブレーキストロークBsが第二基準ストロークS2よりも小さい判断した場合には(S123:YES)、プログラムをS141に進め、上記ブレーキストロークBsが第二基準ストロークS2以上であると判断した場合には(S123:NO)、プログラムをS124に進める。
S124において、ブレーキECU6は、下式(3)に示すように、タイマーをインクリメントする。
T=(T−1)+et…(3)
T:タイマー
T−1:前回のS124でのタイマーT
et:前回のS124からの経過時間
なお、初めてS124が実行される場合には、(T−1)は0であり、etはS112やS133、S141において第一基準ストロークS1及び第二基準ストロークS2が設定されてからの経過時間である。
S124が終了すると、プログラムはS125に進む。
S125において、ブレーキECU6が、タイマーTが規定時間st(数100ms〜数s)を経過していると判断した場合には(S125:YES、図8のT3)、プログラムをS126に進め、タイマーTが規定時間stに達していないと判断した場合には(S125:NO)、「補正開始・終了判定処理」が終了し、プログラムは図9のS16に進む。
S126において、ブレーキECU6は、タイマーTが規定時間stを経過した際(図8のT3)における、マスタ圧センサ539によって検出されたマスタ圧Pmを基準マスタ圧Pmbとして設定する。S126が終了すると、プログラムはS127に進む。
S127において、ブレーキECU6は、タイマーTが規定時間stを経過した際(図8のT3)における、ブレーキセンサ72によって検出されたブレーキストロークBsを下式(4)及び下式(5)に代入することにより、第三基準ストロークS3及び第四基準ストロークS4を演算し、これらを設定する。
S3=Bs+C…(4)
S4=Bs−D…(5)
S3:第三基準ストローク
S4:第四基準ストローク
Bs:ブレーキストローク
C:第三規定ストローク
D:第四規定ストローク
なお、第三規定ストロークCや第四規定ストロークDは、数mmである。
S127が終了すると、プログラムはS128に進む。
S128において、ブレーキECU6は、補正中フラグをONにする。S128が終了すると、「補正開始・終了判定処理」が終了し、プログラムは図9のS16に進む。
S131において、ブレーキECU6が、ブレーキセンサ72によって検出されたブレーキストロークBsが第三基準ストロークS3よりも大きいと判断した場合には(S131:YES)、プログラムをS133に進め、上記ブレーキストロークBsが第三基準ストロークS3以下であると判断した場合には(S131:NO)、プログラムをS132に進める。
S132において、ブレーキECU6が、ブレーキセンサ72によって検出されたブレーキストロークBsが第四基準ストロークS4よりも小さい判断した場合には(S132:YES)、プログラムをS133に進め、上記ブレーキストロークBsが第四基準ストロークS4以上であると判断した場合には(S132:NO)、「補正開始・終了判定処理」が終了し、プログラムは図9のS16に進む。
S133において、ブレーキECU6は、ブレーキセンサ72によって検出されたブレーキストロークBsを上式(1)及び上式(2)に代入することにより、第一基準ストロークS1及び第二基準ストロークS2を演算して、これらを設定する。S133が終了すると、プログラムはS134に進む。
S134において、ブレーキECU6は、補正中フラグをOFFにして、プログラムをS135に進める。
S135において、ブレーキECU6は、タイマーTを0にリセットする。S135が終了すると、「補正開始・終了判定処理」が終了し、プログラムは図9のS16に進む。
S141において、ブレーキECU6は、ブレーキセンサ72によって検出されたブレーキストロークBsを上式(1)及び上式(2)に代入することにより、第一基準ストロークS1及び第二基準ストロークS2を演算し、これらを設定する(図8示)。S141が終了すると、プログラムはS142に進む。
S142において、ブレーキECU6は、タイマーTを0にリセットする。S142が終了すると、「補正開始・終了判定処理」が終了し、プログラムは図9のS16に進む。
S16において、ブレーキECU6は、「加圧量補正処理」を実行する。この「加圧量補正処理」について、図11に示すフローチャートを用いて説明する。「加圧量補正処理」が開始されると、S161において、ブレーキECU6が、補正中フラグがONであると判断した場合には(S161:YES)、プログラムをS163に進め、補正中フラグがOFFであると判断した場合には(S161:NO)、プログラムをS162に進める。
S162において、ブレーキECU6は、補正量ACとして0を設定し、プログラムをS164に進める。
S163において、ブレーキECU6は、マスタ圧センサ539によって検出されたマスタ圧Pmを、下式(6)に代入することにより、補正量ACを演算する。
AC=Pmb−Pm…(6)
AC:補正量
Pmb:基準マスタ圧
Pm:マスタ圧
S163が終了すると、プログラムはS164に進む。
S164において、ブレーキECU6は、下式(7)に基づいて、補正加圧量Ppcを演算する。
Ppc=Pp+AC…(7)
Ppc:補正加圧量
Pp:加圧量
AC:補正量
S164が終了すると、「加圧量補正処理」が終了し、プログラムは図9のS17に進む。
S17において、ブレーキECU6は、調圧装置53を「増圧モード」として、差圧制御弁536で発生される制御差圧が補正加圧量Ppcとなるように、差圧制御弁536を制御し、モータ535を駆動する。S17が終了すると、プログラムはS10に戻る。
(タイムチャート)
以下に、図8に示すタイムチャートを用いて、マスタ圧Pm及び補正加圧量Ppcの変化について説明する。ブレーキペダル71が操作されて、制動が開始されると(図8のT1)、回生制動装置Aにおいて回生制動力が発生し(図8の1)、差圧制御弁536が差圧状態となって、ポンプ加圧による摩擦制動力が発生する(図8の2)。ブレーキストロークBsがマスタ圧発生ストロークSm(図4示)以下である場合には、マスタ圧Pmは発生していなので、マスタ圧Pmによる摩擦制動力は発生しない。
ブレーキストロークBsがマスタ圧発生ストロークSmより大きくなると(図8のT2)、マスタ圧Pmが発生し、(図8の3)マスタ圧Pmによる摩擦制動力が発生する。
ブレーキストロークBsが殆ど一定である場合であっても、車速Vの低下等によって、実行回生制動力が増加する場合がある(図8の4)。この場合には、上述の図9のS11〜S14の処理によって、加圧量Ppが減少する(図8の5)。そして、加圧量Ppの減少に伴い、差圧制御弁536を介して、ホイールシリンダWCfl、WCfr、WCrl、WCrr側からマスタ室10a、10b側に、ブレーキフルードが流入する。すると、マスタ圧Pmが上昇する(図8の6)。しかし、上述した図10に示す「補正開始・終了判定処理」によって、ブレーキストロークBsが規定時間stの間に規定範囲にある状態における基準マスタ圧Pmbが設定され、上述した図11に示す「加圧量補正処理」によって、基準マスタ圧Pmbに対するマスタ圧Pmの増加量が、加圧量Ppから差し引かれることによって、加圧量Ppがより小さな値の補正加圧量Ppcに補正されることにより(図8の7)、車両の減速度の増大が抑制される。
(本実施形態の効果)
以上の説明から明らかなように、ブレーキECU6(液圧制御部)は、図9のS11において、ブレーキセンサ72によって検出されたブレーキストロークBsに基づいて、「制御制動力」を演算する。そして、ブレーキECU6は、S14において、「制御制動力」から「実行回生制動力」を減算することにより、ポンプ加圧による摩擦制動力を演算し、次いで、加圧量Ppを演算する。このように、マスタ圧Pmによらずに加圧量Ppが演算されるので、マスタ圧Pmの変化によって加圧量Ppが変化することが無く、差圧制御弁536による制御差圧も変化することが無く、差圧制御弁536とマスタ室10a、10b間においてブレーキフルードが流通しないので、マスタ圧Pmもまた変化しない。このため、マスタ圧Pmの急変に起因して、マスタ圧Pmが増減を繰り替えしてしまうハンチング現象の発生が防止される。
また、ブレーキECU6(基準マスタ圧設定部)は、ブレーキセンサ72によって検出されたブレーキストロークBsが、規定時間Stの間に規定範囲にある場合(図10のS125:YES)、つまり、ブレーキストロークBsの変化が小さく、マスタ圧Pmの変化が安定している状態において、マスタ圧センサ539によって検出されたマスタ圧Pmを基準マスタ圧Pmbとして設定する(S126)。そして、ブレーキECU6(加圧量補正部)は、基準マスタ圧Pmb及びマスタ圧センサ539によって検出されたマスタ圧Pmに基づいて、加圧量Ppを補正する。具体的には、ブレーキECU6(加圧量補正部)は、基準マスタ圧Pmbに対するマスタ圧Pmの増加量を、加圧量Ppから差し引く補正を実行する(図8の7、図11のS163、S164)。これにより、ブレーキストロークBsの変化が小さい状態において、加圧量Ppの減少(図8の5)に伴いマスタ圧Pmが増大した場合(図8の6)における、摩擦制動力の増大が防止される。このため、総制動力の増大が防止され、車両の減速度の増大が防止される。
本実施形態の摩擦制動ユニットBでは、ブレーキペダル71に入力された運転者の操作力によって、スプールピストン23が前後方向に摺動することにより、運転者の操作力に応じたマスタ圧Pmが発生する。一方で、ブレーキペダルがマスタピストンに機械的に接続され、ブレーキペダルに入力された運転者の操作力が直接マスタピストンに作用してマスタ圧が発生する摩擦制動ユニットでは、以下のような問題が生じる。つまり、加圧量Ppが増加している状況では、ポンプによってマスタ室からのブレーキフルードが吸い出されて、マスタピストンが前方に摺動して、ブレーキペダルが前方に移動してしまい、ブレーキペダルを操作している運転者が違和感を覚えてしまう。しかし、本実施形態の摩擦制動ユニットBでは、加圧量Ppの増加に伴い、ポンプ535によってマスタ室10a、10bからブレーキフルードが吸い出され、マスタピストン13、14が前方に摺動したとしても、ブレーキペダル71がマスタピストン13、14に機械的に接続されていないので、ブレーキペダル71が前方に移動することが無く、ブレーキペダル71を操作している運転者が違和感を覚えない。
移動部材32はスプールピストン23を保持している保持ピストン33と離間している。このため、ブレーキペダル71が踏まれても、移動部材32に取り付けられているシミュレータラバー34が保持ピストン33に当接するまでは、ブレーキペダル71からの操作力がスプールピストン23に伝達されず、ブレーキストロークBsがマスタ圧発生ストロークSm(図4示)に達するまで、マスタ圧Pmは発生していなので、マスタ圧Pmによる摩擦制動力は発生しない。このように、図4に示すように、ブレーキストロークBsがマスタ圧発生ストロークSmに達するまで、マスタ圧Pmによる摩擦制動力が発生しないので、摩擦制動装置Bfl、Bfr、Brl、Brrにおいて車両の運動エネルギーが熱エネルギーとして消散してしまうことが防止され、車両の運動エネルギーをより多く回生制動装置Aにおいて電力として回収させることができる。
また、ブレーキペダル71からの操作力によって駆動されるスプールピストン23のスプールシリンダ24に対する前後方向の位置によって、「減圧モード」、「増圧モード」、「保持モード」が切り替わり、「摩擦制動力」が可変とされる。このように、スプールピストン23及びスプールシリンダ24から構成される機械的構成要素である「スプール弁」によって、「摩擦制動力」が可変とされるので、電磁弁を用いて「摩擦制動力」を可変とする構造と比べて、「摩擦制動力」をリニアに可変とさせることができる。
つまり、電磁弁では、弁体が弁座から離れる開弁時に、ブレーキフルードの流れによって弁体を弁座から離す力が発生し、ブレーキフルードが過剰に流出し、圧力の調整が困難であり、この結果「摩擦制動力」の増減をリニアに制御することが困難である。一方で、本実施形態では、運転者の操作力がスプールピストン23に作用し、この操作力の増減によって、「減圧モード」、「増圧モード」、及び「保持モード」が切り替わり、「摩擦制動力」が増減するので、運転者の意図に沿った「摩擦制動力」を発生させることができる。
(別の実施形態)
以上説明した実施形態では、ブレーキペダル71に入力される操作量を検出するブレーキセンサ72は、ブレーキペダル71のストロークを検出している。しかし、ブレーキセンサ72は、入力ピストン15や、連結部材31、オペロッド16等の入力部材のストロークを検出するストロークセンサであっても差し支え無い。或いは、ブレーキセンサ72は、ブレーキペダル71や入力ピストン15や、連結部材31、オペロッド16に作用する運転者の操作力を検出する荷重センサであっても差し支え無い。
マスタ圧を検出するマスタ圧センサ539は、主流路52に設けられていても差し支え無い。
図11のS163において、ブレーキECU6が、基準マスタ圧Pmbからマスタ圧Pmを減算した値に1未満のゲインを乗算して、補正量ACを演算する実施形態であっても差し支え無い。
図10のS126において、ブレーキECU6が、タイマーTが計時されてからタイマーTが規定時間stを越えるまでのマスタ圧Pmを平均することにより、基準マスタ圧Pmbを設定する実施形態であっても差し支え無い。
以上説明では、回生制動装置Aが搭載されているハイブリッド車両について本発明を説明した。しかし、回生制動装置Aが搭載されていない車両にも本発明の技術的思想が適用可能なことは言うまでもない。
また、以上説明した実施形態では、運転者の操作力が入力される入力部材は、ブレーキペダル71である。しかし、入力部材は、ブレーキペダル71に限定されず、例えば、ブレーキレバーやブレーキハンドルであっても差し支え無い。