JP6529006B2 - シリンダ装置およびブレーキシステム - Google Patents
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Description
このブレーキシステムは、ブレーキバイワイヤ式であり、入力装置とシリンダ装置と液圧制御装置とを有している。入力装置は、ブレーキ操作子に連結されたピストンによって液圧を発生させるマスタシリンダと、ブレーキ操作子に擬似的な操作反力を付与するストロークシミュレータとを備える。シリンダ装置は、電動アクチュエータとしての電動モータと、この電動モータによりスライド駆動されるボールねじと、このボールねじにより押動されるピストンとを備えている。
(第1実施形態)
ブレーキシステムAは、図1に示すように、原動機(エンジンや電動モータ等)の起動時に作動するバイ・ワイヤ(By Wire)式のブレーキシステムと、原動機の停止時などに作動する油圧式のブレーキシステムとの双方を備えるものである。
液圧制御装置30は、車輪ブレーキに作用する液圧を制御し、車両挙動の安定化を支援する。
本実施形態のブレーキシステムAでは、マスタシリンダ10、スレーブシリンダ20および液圧制御装置30が一つの基体1に備わり、一体のユニットとして構成されている。
第一ピストン11と第二ピストン12との間には第二圧力室16bが形成されている。また、第二圧力室16bにはコイルばねである第二弾性部材17bが介設されている。
なお、シリンダ穴10aの内周面には、複数のカップシール10c,10cが装着されている。
出力ポート18aには第一液圧路2aが接続され、出力ポート18bには第二液圧路2bが接続されている。第一液圧路2aおよび第二液圧路2bは、下流側の液圧制御装置30に接続されている。
また、マスタシリンダ10には、第二ピストン12のストロークを検出するストロークセンサSTが組み付けられている。
液圧室26は、共通液圧路4および第一連通路5aを介して第一液圧路2aに通じるとともに、共通液圧路4および第二連通路5bを介して第二液圧路2bに通じている。
回転部24cの内側には、駆動伝達部25が備わる。駆動伝達部25は、電動モータ24の回転駆動力を直線方向の軸力に変換するものである。駆動伝達部25は、スレーブシリンダピストン22(以下、単に「ピストン22」という)に当接しているロッド25aと、ロッド25aと回転部24cとの間に配置された複数のボール25bと、を備えている。ロッド25aの外周面には、螺旋状のねじ溝が形成されており、このねじ溝には複数のボール25bが転動自在に収容されている。ロッド25aの先端部(ピストン22との対向部)は半球状に形成されている(図2(a)参照)。回転部24cは、複数のボール25bに螺合されている。このように、回転部24cとロッド25aとの間にはボールねじ機構が設けられている。ロッド25aは特許請求の範囲における出力部材に相当する。
ロッド25aがピストン22側に移動したときには、ピストン22がロッド25aからの入力を受けてシリンダ穴21内を進動(加圧方向に移動)し、液圧室26内のブレーキ液が加圧される。また、ロッド25aがピストン22とは反対側に移動したときには、弾性部材23の付勢力を受けつつピストン22がロッド25aとともにシリンダ穴21内を退動(減圧方向に移動)し、液圧室26内のブレーキ液が減圧される。
なお、以下では、液圧制御装置30において、第一液圧路2aに接続された系統を「第一液圧系統300a」と称し、第二液圧路2bに接続された系統を「第二液圧系統300b」と称する。
二つの第一液圧路2aおよび第二液圧路2bは、いずれもマスタシリンダ10のシリンダ穴10aを起点とする液圧路である。
第一液圧路2aは、マスタシリンダ10の第一圧力室16aに通じている。一方、第二液圧路2bは、マスタシリンダ10の第二圧力室16bに通じている。第一液圧路2aは、下流側の車輪ブレーキFL,RRに通じている。一方、第二液圧路2bは、下流側の車輪ブレーキRL,FRに通じている。
なお、第一切替弁51および第二切替弁52は、電子制御装置70によってポジションが切り替わる。ちなみに、第一切替弁51および第二切替弁52は、システムの起動時や、マスタシリンダ10からホイールシリンダWに液圧を直接作用させるバックアップモード時には、弁体51aが第一のポジションにある。また、第一切替弁51および第二切替弁52は、スレーブシリンダ20からホイールシリンダWに液圧を作用させる通常のブレーキ制御時等に、弁体51aが第二のポジションにある。
一方の圧力センサ6は、マスタシリンダ10と第一切替弁51との間の第一液圧路2aに配置されている。圧力センサ6は、マスタシリンダ10で発生した液圧を検知するマスタ圧センサとして機能する。
他方の圧力センサ7は、共通液圧路4に配置されている。圧力センサ7は、スレーブシリンダ20で発生した液圧を検知する。
(通常のブレーキ制御)
ブレーキシステムAでは、システムが起動されると、分岐液圧路3の常閉型電磁弁8が開弁される。この状態では、ブレーキペダルPの操作によってマスタシリンダ10で発生した液圧は、ホイールシリンダWには伝達されずに、ストロークシミュレータ40に伝達される。そして、圧力室45の液圧が大きくなり、シミュレータピストン42が弾性部材43,44の付勢力に抗して底面41b側に移動することで、ブレーキペダルPのストロークが許容され、擬似的な操作反力がブレーキペダルPに付与される。
電子制御装置70は、スレーブシリンダ20の発生液圧(圧力センサ7で検出された液圧)と、マスタシリンダ10から出力された液圧(ブレーキペダルPの操作量に対応した液圧)とを対比し、その対比結果に基づいて電動モータ24の回転速度等を制御する。このようにして、ブレーキシステムAではブレーキペダルPの操作量に応じて液圧を昇圧させる。
次に、吸液制御について説明する。吸液制御とは、スレーブシリンダ20の液圧室26内にブレーキ液を確保するためにリザーバタンク15からブレーキ液を吸液する制御である。本実施形態のブレーキシステムAは、電子制御装置70が吸液制御を実行する必要があるか否かを判断し、吸液制御を実行する必要がある場合に、後記するように第一遮断弁61および第二遮断弁62を閉じるとともに、スレーブシリンダ20を減圧方向に駆動させる制御を実行する。なお、液圧室26には、急ブレーキ等の特殊なブレーキ時を除いて、通常(常用)のブレーキ制御時に必要な量のブレーキ液が確保されている。
ここでは、システム最大発生液圧が必要となる急ブレーキ等の特殊なブレーキ時における吸液制御について説明する。急ブレーキ等の特殊なブレーキ時には、常用のブレーキ制御時の液圧よりも高い液圧が要求される。この場合、スレーブシリンダ20では、シリンダ穴21内を加圧方向にスライドしたピストン22が、シリンダ穴21の底部21bに当接する寸前の位置で減圧方向に戻される(電動モータ24側となる一端側に戻される)という吸液制御が行われる。以下、図6〜図8を参照して詳細に説明する。図6はシステム最大ホイールシリンダ圧が必要となる吸液制御を説明するためのフローチャート、図7はスレーブシリンダの発生液圧とこれに対する必要ストローク量との関係を示すマップである。
その後、ステップS23において、図7に示すマップに基づいて、要求液圧P3に対応するピストン22の必要ストローク量STWを算出する。
なお、第一遮断弁61および第二遮断弁62の開弁のタイミングは、例えば、ピストン22を戻し方向に駆動した後、加圧方向にピストン22を駆動し、第一遮断弁61および第二遮断弁62の下流側の液圧(ホイールシリンダ圧V1)に対してスレーブシリンダ20の発生液圧SCVが同圧となるタイミングで開弁するか、または同圧になる直前のタイミングにて開弁するのがよい。このタイミングで開弁することによって、第一遮断弁61および第二遮断弁62の上流側と下流側との液圧の差圧がない状態のため、開弁動作をスムーズに行うことができるとともに、自然な昇圧特性を得ることができる。なお、第一遮断弁61および第二遮断弁62の下流側の液圧に対してスレーブシリンダ20の発生液圧SCVが同圧となった後のタイミングにて開弁することもできる。この場合には、発生液圧SCVにリターンスプリング61bの荷重を加えた圧力になるまでに開弁するのがよい。
一方、第一遮断弁61および第二遮断弁62は時刻T1で閉弁される。これによって、ホイールシリンダ圧V1は、時刻T1から時刻T2まで保持される。
図9を参照して第二実施形態に係るシリンダ装置について説明する。本実施形態が前記第一実施形態と異なるところは、連結手段27Aが、係合部25cと連結部材82とを備えている点にある。
図11を参照して第三実施形態に係るシリンダ装置について説明する。本実施形態が前記第一実施形態および第二実施形態と異なるところは、ボルト27b1や圧入部材27c1を用いてロッド25aとピストン22とを連結している点にある。
22 ピストン
22a 挿通孔
24 電動モータ(電動アクチュエータ)
25a ロッド(出力部材)
27 連結手段
27b 連結ピン
27A〜27D 連結手段
P ブレーキペダル(ブレーキ操作子)
Claims (4)
- 運転者のブレーキ操作子の操作量に応じて駆動する電動アクチュエータによって液圧を発生させるシリンダ装置であって、
前記電動アクチュエータの駆動によって軸方向に移動可能な出力部材と、
前記出力部材の押動によって加圧方向に摺動し、前記出力部材の退動によって減圧方向に摺動するピストンと、を備え、
前記出力部材と前記ピストンとが連結手段で連結されており、
前記連結手段は、
前記出力部材と前記ピストンとを軸方向と直交する方向に連結する連結ピンを備えており、
前記出力部材に形成され前記連結ピンが挿入される挿通孔を備え、
前記出力部材が前記ピストンを押動する際に、前記挿通孔の少なくとも後側の孔壁と前記連結ピンの後側の外面との間には、クリアランスが形成されることを特徴とするシリンダ装置。 - 請求項1に記載のシリンダ装置であって、
前記連結ピンは、前記ピストンに掛止されるクリップによって抜け止め保持されていることを特徴とするシリンダ装置。 - 請求項1または請求項2に記載のシリンダ装置を備えたブレーキシステムであって、
車輪ブレーキに作用させる液圧を発生するマスタシリンダと、
前記マスタシリンダの液圧が車輪ブレーキに付与される状態と、前記シリンダ装置の液圧が車輪ブレーキに付与される状態と、を切り替える切替弁と、
前記シリンダ装置から前記切替弁に通じる連通路と、
前記連通路に設けられ、前記連通路を遮断可能な遮断弁と、を備えたことを特徴とするブレーキシステム。 - 請求項3に記載のブレーキシステムであって、
ブレーキ液を貯溜するリザーバタンクと、
前記リザーバタンクから前記スレーブシリンダにブレーキ液を補給する補給路と、
前記補給路からブレーキ液を吸液する吸液制御を実行する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、吸液制御を実行する必要があるか否かを判断し、吸液制御を実行する必要がある場合に、前記遮断弁を閉じるとともに、前記電動アクチュエータによって前記スレーブシリンダを減圧方向に駆動させる制御を実行することを特徴とするブレーキシステム。
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