JP5104586B2

JP5104586B2 - 車両用制動装置

Info

Publication number: JP5104586B2
Application number: JP2008161833A
Authority: JP
Inventors: 宏磯野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-06-20
Filing date: 2008-06-20
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2028-06-20
Also published as: JP2010000927A

Description

本発明は、乗員のブレーキ操作に対して車両に付与する制動力を電子制御する車両用制動装置に関するものである。

車両の制動装置として、ブレーキペダルから入力されたブレーキ操作力やブレーキ操作量などに対して、車両の制動力、つまり、制動力を発生させるホイールシリンダへ供給する油圧を電気的に制御する電子制御制動装置が知られている。この電子制御制動装置としては、ブレーキ操作量に応じて目標制動油圧を設定し、アキュムレータに蓄えられた油圧を調圧してから、ホイールシリンダへ供給することで、制動力を制御するＥＣＢ（Electronically Controlled Brake）が知られている。

このＥＣＢは、運転者によるブレーキペダル操作に応じて作動するマスタシリンダと、このマスタシリンダに連結されたストロークシミュレータと、マスタシリンダとブレーキホイールシリンダとを連結する油圧経路に設けられたマスタカット弁と、油圧を蓄えられるアキュムレータと、このアキュムレータに蓄えられた油圧を調圧する調圧機構とを有している。従って、運転者がブレーキペダルを踏み込むと、マスタシリンダがその操作量に応じた油圧を発生すると共に、作動油の一部がストロークシミュレータに流れ込み、ブレーキペダルストロークを吸収すると共に、ブレーキペダルにブレーキ反力を付与することで、ブレーキペダルの操作量が調整される。一方、ブレーキＥＣＵは、ブレーキ操作量に応じて車両の目標制動力、つまり、目標制動油圧を設定し、調圧機構によりアキュムレータの油圧を調圧して各ホイールシリンダに供給することで、乗員が所望する制動力が得られる。

上述したＥＣＢでは、ブレーキペダルから入力されたブレーキ操作に応じた適正な制動油圧を設定し、アキュムレータから各ホイールシリンダに対して適正な油圧を供給することで、制動力を電気的に制御することから、電源装置の失陥時には、ホイールシリンダに適正な油圧を供給することができない。そこで、マスタシリンダと各ホイールシリンダとの間にマスタカット弁を設け、電源装置の失陥時には、このマスタカット弁を開放し、マスタシリンダからの加圧力を直接ホイールシリンダに付与することで、制動力を確保するようにしている。

このような車両用ブレーキシステムとして、例えば、下記に示す特許文献１に記載されたものがある。

特開２００１−２２５７３９号公報

ところで、このＥＣＢにて、前後４つの車輪の各ホイールシリンダを個別に加圧することで、４つの車輪の制動力を独立して制御可能に構成する場合、加圧ラインが４系統あるためにマスタカット弁が２系統必要となってしまい、構造の複雑化や製造コストの増大を招いてしまう。また、電源装置の失陥時におけるバックアップシステム、ハイドロブースターによる助勢制御にて、左右輪の各ホイールシリンダへの制御圧差による仕様変更対応が必要であり、この点でも、構造の複雑化や製造コストの増大を招いてしまう。

本発明は、このような問題を解決するためのものであって、構造の簡素化及び低コスト化を可能とすると共に、失陥時であっても適正な制動力を確保することで信頼性及び安全性の向上を図る車両用制動装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の車両用制動装置は、乗員が制動操作可能な操作部材と、該操作部材の操作ストロークに応じてピストンが前進することで作動流体を加圧して所定の油圧を出力可能なマスタシリンダと、前記ピストンのストロークを吸収可能なストローク吸収機構と、油圧を受けて車輪に制動力を発生させる第１及び第２ホイールシリンダと、前記マスタシリンダと前記第１及び第２ホイールシリンダとを連結する第１及び第２油圧通路と、該第１油圧通路を開閉可能なマスタカット弁と、前記操作部材の操作ストロークに応じて油圧供給源の油圧を調圧して出力可能な調圧手段と、該調圧手段からの油圧を前記第１ホイールシリンダに供給可能な第１制御圧通路と、前記調圧手段からの油圧を前記マスタシリンダにおけるピストンの背面側に供給可能な第２制御圧通路と、前記第１油圧通路及び前記第１制御圧通路に設けられてピストンが作動して油圧を前記第１ホイールシリンダに伝達可能な系統分離機構と、を備えることを特徴とするものである。

本発明の車両用制動装置では、前記系統分離機構は、シリンダ内に前記第１油圧通路の油圧により作動する第１ピストンと、前記第１制御圧通路の油圧により作動する第２ピストンとが嵌合状態で相対移動自在に支持され、前記第１ピストンと前記第２ピストンとの間に加圧室が区画されることで構成され、該加圧室が前記第１ホイールシリンダに連結されることを特徴としている。

本発明の車両用制動装置では、前記第１及び第２ホイールシリンダは、前輪または後輪の左右輪に対して制動力を発生させるホイールシリンダであることを特徴としている。

本発明の車両用制動装置では、前記調圧手段は、前記操作部材の操作ストロークに応じた目標制御圧に基づいた電磁力により駆動弁を移動することで油圧を調圧して出力可能である第１圧力制御弁と、前記操作部材の操作ストロークに応じた目標制御圧に基づいた電磁力により駆動弁を移動することで油圧を調圧して出力可能であると共に、前記マスタシリンダからの油圧をパイロット圧として前記駆動弁を移動することで油圧を調圧して出力可能である第２圧力制御弁とを有し、前記第１圧力制御弁が前記第１制御圧通路により系統分離機構に連結され、前記第２圧力制御弁が前記第２制御圧通路により前記マスタシリンダにおけるピストンの背面側に連結されることを特徴としている。

本発明の車両用制動装置では、前記マスタシリンダは、前記シリンダ内に前記ピストンとしての入力ピストン及び加圧ピストンが移動自在に支持されることで、第１圧力室と第２圧力室と第３圧力室が区画され、前記第１圧力室に前記第１及び第２油圧通路が連結され、前記ピストンの背面側に区画された前記第３圧力室に前記第２制御圧通路が連結されることを特徴としている。

本発明の車両用制動装置によれば、マスタシリンダの油圧を第１及び第２油圧通路を通して第１及び第２ホイールシリンダに供給可能とすると共に、調圧手段からの油圧を第１制御圧通路を通して第１ホイールシリンダに供給可能とし、第１油圧通路及び第１制御圧通路にピストンが作動して油圧を第１ホイールシリンダに伝達可能な系統分離機構を設けている。従って、系統分離機構によりマスタシリンダ側と調圧手段側とホイールシリンダ側の油圧系統が分離されることで、構造の簡素化及び低コスト化を可能とすることができると共に、失陥時であっても適正な制動力を確保することで信頼性及び安全性の向上を図ることができる。

以下に、本発明に係る車両用制動装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。

図１は、本発明の一実施例に係る車両用制動装置を表す概略構成図、図２は、本実施例の車両用制動装置における圧力制御弁の断面図である。

本実施例の車両用制動装置において、図１に示すように、マスタシリンダ１１は、シリンダ１２内にピストンとしての入力ピストン１３と加圧ピストン１４が軸方向に移動自在に支持されて構成されている。このシリンダ１２は、基端部が開口して先端部が閉塞した円筒形状をなし、内部に入力ピストン１３と加圧ピストン１４が同軸上に配置されて軸方向に沿って移動自在に支持されている。

また、操作部材としてのブレーキペダル１５は、上端部が図示しない車体の取付ブラケットに支持軸１６により回動自在に支持されており、下端部に運転者が踏み込み操作可能なペダル１７が取付けられている。そして、ブレーキペダル１５は、中間部に連結軸１８によりクレビス１９が取付けられ、このクレビス１９には操作ロッド２０の基端部が連結されている。そして、シリンダ１２の基端部側に配置された入力ピストン１３は、基端部にブレーキペダル１５の操作ロッド２０の先端部が連結されている。

入力ピストン１３は、外周面がシリンダ１２の内周部に圧入または螺合して固定された円筒形状をなす支持部材２１の内周面により移動自在に支持されている。この入力ピストン１３は、支持部材２１の内周面に嵌合する第１支持部１３ａと、基端部に固定されたブラケット１３ｂと、シリンダ１２の第１内周面１２ａに嵌合して第１支持部１３ａより大径のフランジ部１３ｃと、シリンダ１２の第１内周面１２ａより小径の第２内周面１２ｂに嵌合する第２支持部１３ｄとを有している。そして、支持部材２１と入力ピストン１３のブラケット１３ｂとの間に反力スプリング２２が介装されており、入力ピストン１３が一方方向（図１にて、右方）に付勢支持されている。

加圧ピストン１４は、シリンダ１２内にて、入力ピストン１３の先端部側に配置されており、外周面がシリンダ１２の内周面に移動自在に支持されている。この加圧ピストン１４は、シリンダ１２の第２内周面１２ｂに嵌合する支持部１４ａと、第２内周面１２ｂに段部１２ｃを介して大径に形成される第３内周面１２ｄに嵌合するフランジ部１４ｂとを有している。そして、シリンダ１２のブラケット２３と加圧ピストン１４との間に付勢スプリング２４が介装されており、加圧ピストン１４が一方方向（図１にて、右方）に付勢支持されている。

そのため、入力ピストン１３は、反力スプリング２２の付勢力により、フランジ部１３ｃが支持部材２１に当接する位置に付勢支持されており、反力スプリング２２の付勢力に抗して前進すると、第２支持部１３ｄが加圧ピストン１４に当接することができる。加圧ピストン１４は、付勢スプリング２４の付勢力により、フランジ部１４ｂがシリンダ１２の段部１２ｃに当接する位置に付勢支持されている。そして、入力ピストン１３は、第２支持部１３ｄが加圧ピストン１４に当接した後に更に前進することで、この加圧ピストン１４を押圧し、入力ピストン１３と加圧ピストン１４とが一体となって前進することができる。

また、入力ピストン１３が反力スプリング２２の付勢力により後退位置に付勢支持され、加圧ピストン１４が付勢スプリング２４の付勢力により後退位置に付勢支持されているとき、この入力ピストン１３と加圧ピストン１４との間には、初期隙間Ｓ_１が設定されている。即ち、入力ピストン１３が初期ストロークだけ前進する間、加圧ピストンが前進することはない。

従って、運転者がペダル１７を踏み込むことでブレーキペダル１５が回動すると、その操作力が操作ロッド２０を介して入力ピストン１３に伝達され、この入力ピストン１３が反力スプリング２２の付勢力に抗して前進することができる。そして、入力ピストン１３が初期ストロークＳ_１だけ前進すると、加圧ピストン１４に当接することができ、入力ピストン１３は加圧ピストン１４を押圧し、一体となって前進することができる。

なお、入力ピストン１３と加圧ピストン１４との受圧面積の関係は、以下に表すものとなっている。この場合、Ａ１は、入力ピストン１３の第２支持部１４ｄの断面積、Ａ２は、入力ピストン１２のフランジ部１４ｃの断面積、Ａ３は、入力ピストン１３の第１支持部１３ａの断面積、Ａ４は、加圧ピストン１４の支持部１４ａの断面積である。
Ａ１＝Ａ２−Ａ３＝Ａ４

このように、シリンダ１２内に入力ピストン１３と加圧ピストン１４が同軸上に移動自在に配置されることで、加圧ピストン１４における前進方向（図１にて左方）に第１圧力室（前方圧力室）Ｒ_１が区画され、加圧ピストン１４における後退方向（図１にて右方）、つまり、入力ピストン１３と加圧ピストン１４との間に第２圧力室Ｒ_２が区画され、入力ピストン１３及び加圧ピストン１４における後退方向（図１にて右方）、つまり、加圧ピストン１４と支持部材２１との間に背面圧力室（後方圧力室）Ｒ_３が区画されている。また、シリンダ１２と加圧ピストン１４との間に反力室Ｒ_４が形成されている。

一方、前輪ＦＲ，ＦＬ及び後輪ＲＲ，ＲＬにはそれぞれブレーキ装置（制動装置）を作動させるホイールシリンダ２５ＦＲ，２５ＦＬ，２５ＲＲ，２５ＲＬが設けられており、調圧機構２６により作動可能となっている。この調圧機構２６は、４つの圧力制御弁２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄにより構成されており、各圧力制御弁２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄはほぼ同様の構成となっている。

ここで、上述した調圧手段を構成する圧力制御弁２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄについて詳細に説明する。ここで、圧力制御弁２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄは、同様の構成であるため、圧力制御弁２７ａについて詳細に説明する。

この圧力制御弁２７ａにおいて、図２に示すように、ハウジング１１１は、その中心部に上下方向に沿って貫通する第１支持孔１１２が形成され、その上部には、第１支持孔１１２に連通する取付孔１１３及びねじ孔１１４が形成され、上方が外部に開口している。そして、位置調整用円盤１１５が外部からねじ孔１１４に螺合することで、第１支持孔１１２の上方の開口が閉塞されている。

また、ハウジング１１１の下部には、第１支持孔１１２に連通し、且つ、この第１支持孔１１２より小径の第２支持孔１１６が形成されている。そして、ハウジング１１１の第１支持孔１１２と第２支持孔１１６にわたって駆動ピストン１１７が移動自在に嵌合している。この駆動ピストン１１７は、円柱形状をなし、フランジ部１１７ａが一体に形成されている。また、駆動ピストン１１７には、軸方向に貫通する第１通路１１７ｂが形成されると共に、この第１通路１１７ｂと交差するように径方向に貫通する第２通路１１７ｃが形成されている。

ハウジング１１１の下部には、プランジャ１１８が上下方向に沿って移動自在に支持されると共にリターンスプリング１１９により下方に付勢支持されている。そして、このプランジャ１１８は、上方に延出されて第２支持孔１１６に移動自在に嵌合するロッド部１１８ａを有し、第１弁部１１８ｂが駆動ピストン１１７に形成された第１弁座１１７ｄに着座可能となっている。そして、プランジャ１１８の外周側には、通電可能なコイル１２０が巻装されており、このプランジャ１１８とコイル１２０によりソレノイドが構成されている。

ハウジング１１１の第１支持孔１１２には、駆動ピストン１１７の上方に位置して、円筒形状をなす外部ピストン１２１が移動自在に嵌合し、この外部ピストン１２１の内部に制御弁１２２が配設され、この外部ピストン１２１と相対移動自在となっている。外部ピストン１２１は、連通孔１２１ａが形成されると共に、上方が開口している。そして、駆動ピストン１１７のフランジ部１１７ａと外部ピストン１２１との間には、リターンスプリング１２３が張設されており、駆動ピストン１１７は下方に付勢支持され、外部ピストン１２１は上方に付勢支持されている。

外部ピストン１２１は、内部に制御弁１２２が収容され、上端部に蓋部１２４が固定されている。制御弁１２２は、上端部が蓋部１２４に嵌合する一方、下端部に連通孔１２１ａを貫通する連結部１２２ａが形成され、この連結部１２２ａが駆動ピストン１１７の上端部に形成された連結凹部１１７ｅに嵌合している。また、制御弁１２２は、第２弁部１２２ｂが形成され、この第２弁部１２２ｂは、外部ピストン１２１に形成された第２弁座１２１ｂに着座可能となっている。そして、外部ピストン１２１と制御弁１２２との間には、リターンスプリング１２５が張設されており、その付勢力により外部ピストン１２１が上方に、制御弁１２２が下方に支持されることで、第２弁部１２２ｂが第２弁座１２１ｂに着座している。

本実施例の圧力制御弁２７ａは、上述したように、ハウジング１１１内に駆動ピストン１１７、外部ピストン１２１、制御弁１２２が移動自在に支持されることから、外部ピストン１２１と制御弁１２２により区画される高圧室Ｒ_１１と、ハウジング１１１と駆動ピストン１１７とプランジャ１１８により区画される減圧室Ｒ_１２と、ハウジング１１１と駆動ピストン１１７と外部ピストン１２１と制御弁１２２とにより区画される圧力室Ｒ_１３と、ハウジング１１１と外部ピストン１２１と制御弁１２２とにより区画されるリリーフ室Ｒ_１４と、ハウジング１１１と外部ピストン１２１により区画される外部圧力室Ｒ_１５が設けられている。

そして、ハウジング１１１及び外部ピストン１２１を貫通して高圧室Ｒ_１１に連通する高圧ポートＰ_１１が形成されると共に、ハウジング１１１を貫通して減圧室Ｒ_１２に連通する減圧ポートＰ_１２が形成されている。また、ハウジング１１１を貫通して圧力室Ｒ_１３に連通する制御圧ポートＰ_１３が形成されている。更に、ハウジング１１１及び外部ピストン１２１を貫通してリリーフ室Ｒ_１４に連通するリリーフポートＰ_１４が形成されている。また、ハウジング１１１を貫通して外部圧力室Ｒ_１５に連通する外部圧ポートＰ_１５が形成されている。

このように構成された圧力制御弁２７ａにて、コイル１２０が消磁状態にあるとき、リターンスプリング１１９によりプランジャ１１８の第１弁部１１８ｂが、駆動ピストン１１７の第１弁座１１７ｄから離間している。一方、リターンスプリング１２５により制御弁１２２の第２弁部１２２ｂが外部ピストン１２１の第２弁座１２１ｂに着座している。従って、連通孔１２１ａが閉止されることで、高圧室Ｒ_１１と圧力室Ｒ_１３とが遮断され、圧力室Ｒ_１３と減圧室Ｒ_１２とが連通する。

この状態から、コイル１２０に通電すると、発生する電磁力によりプランジャ１１８が上方に移動し、ロッド部１１８ａが駆動ピストン１１７を押圧し、この駆動ピストン１１７がリターンスプリング１２３の付勢力に抗して上方に移動する。すると、駆動ピストン１１７が制御弁１２２をリターンスプリング１２５の付勢力に抗して押圧し、この制御弁１２２が上方に移動する。制御弁１２２が上方に移動すると、第２弁部１２２ｂが外部ピストン１２１の第２弁座１２１ｂから離間して連通孔１２１ａが開放される。従って、高圧室Ｒ_１１と圧力室Ｒ_１３が連通され、圧力室Ｒ_１３と減圧室Ｒ_１２とが遮断される。

また、外部圧ポートＰ_１５から外部圧力室Ｒ_１５に外部圧（油圧）が供給されると、蓋部１２４を介して外部ピストン１２１が下方に移動する。すると、この外部ピストン１２１がリターンスプリング１２３の付勢力に抗して下方に移動し、制御弁１２２の第２弁部１２２ｂから外部ピストン１２１の第２弁座１２１ｂが離間して連通孔１２１ａが開放される。従って、前述と同様に、高圧室Ｒ_１１と圧力室Ｒ_１３が連通され、圧力室Ｒ_１３と減圧室Ｒ_１２とが遮断される。

また、図１に示すように、マスタシリンダ１１にて、第１圧力室Ｒ_１に連通する第１圧力ポート２８には、油圧配管２９の一端部が連結されており、この油圧配管２９の他端部は、第１及び第２油圧配管３０，３１と外部圧供給配管３２に分岐されている。そして、第１油圧配管３０は、前輪ＦＲに配置されるブレーキ装置のホイールシリンダ（第１ホイールシリンダ）２５ＦＲに連結され、第２油圧配管３１は、前輪ＦＬに配置されるブレーキ装置のホイールシリンダ（第２ホイールシリンダ）２５ＦＬに連結されている。

第１油圧配管３０には、油圧配管２９からの分岐部より下流側（ホイールシリンダ２５ＦＲ）側に位置してマスタカット弁３３が設けられている。このマスタカット弁３３は、ノーマルオープンタイプの電磁式開閉弁であって、電力供給時に閉止する。また、第１油圧配管３０には、このマスタカット弁３３（ホイールシリンダ２５ＦＲ）側に位置して系統分離機構３４が設けられている。

この系統分離機構３４において、シリンダ２１１内には、断面がコ字形状をなす第１ピストン２１２が移動自在に支持されると共に、断面がコ字形状をなす第２ピストン２１３が移動自在に支持されている。この場合、第１ピストン２１２と第２ピストン２１３は、開口部が対向するように配置され、第１ピストン２１２内に第２ピストン２１３が嵌合して相対移動可能であると共に、両者の間に設けられた付勢スプリング２１４により互いに離間する方向に付勢支持されている。そして、シリンダ２１１と第１ピストン２１２との間には、第１室Ｒ_２１が区画されると共に、シリンダ２１１と第２ピストン２１３との間には、第２室Ｒ_２２が区画され、また、第１ピストン２１２と第２ピストン２１３との間には、加圧室Ｒ_２３が区画されている。

そして、系統分離機構３４にて、第１室Ｒ_２１に、第１油圧配管３０の上流側配管３０ａが連結され、加圧室Ｒ_２３に連通ポート２１１ａを介して第１油圧配管３０の下流側配管３０ｂが連結されている。なお、シリンダ２１１には、第１ピストン２１２と第２ピストン２１３との嵌合部に連通する連通ポート２１１ｂが形成されており、この連通ポート２１１ｂはリリーフ配管６０を介してリザーバタンク３７の第１貯留室３７ａに連結されている。

油圧ポンプ３５はモータ３６により駆動可能である。リザーバタンク３７は、３つの貯留部３７ａ，３７ｂ，３７ｃに分割されている。油圧ポンプ３５は、第３油圧配管３８を介してリザーバタンク３７の第３貯留部３７ｃに連結されると共に、配管３９を介してアキュムレータ４０に連結されている。従って、モータ３６を駆動すると、油圧ポンプ３５はリザーバタンク３７に貯留されている作動油を加圧してアキュムレータ４０に供給することができ、アキュムレータ４０は、所定圧力の油圧を蓄圧することができる。

油圧ポンプ３５及びアキュムレータ４０は、高圧供給配管４１を介して各圧力制御弁２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄにおける各高圧ポートＰ_１１に連結されている。そして、調圧機構２６にて、第１圧力制御弁２７ａの制御圧ポートＰ_１３が第１制御圧供給配管（第１制御圧通路）４２を介して系統分離機構３４における第２室Ｒ_２２に連結されている。また、第２圧力制御弁２７ｂの制御圧ポートＰ_１３が第２制御圧供給配管（第２制御圧通路）４３を介してマスタシリンダ１１の背面圧力室Ｒ_３に連通する第２圧力ポート４４に連結されている。更に、第３及び第４圧力制御弁２７ｃ，２７ｄの各制御圧ポートＰ_１３は、油圧供給配管４５，４６を介して後輪ＲＲ，ＲＬのホイールシリンダ２５ＲＲ，２５ＲＬに連結されている。

また、各圧力制御弁２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄにおける各減圧ポートＰ_１２には、減圧供給配管４７が連結されると共に、各リリーフポートＰ_１４には、リリーフ配管４８が連結され、減圧供給配管４７及びリリーフ配管４８は第４油圧配管４９を介してリザーバタンク３７の第３貯留室３７ｃに連結されている。そして、圧力制御弁２７ｂにおける外部圧ポートＰ_１５に、外部圧供給配管３２が連結されている。この場合、外部圧供給配管３２は、第１油圧配管２９におけるマスタカット弁３３よりマスタシリンダ１１側に連結されている。

なお、本実施例では、圧力制御弁２７ａが本発明の第１圧力制御弁として機能し、圧力制御弁２７ｂが本発明の第２圧力制御弁として機能する。また、各圧力制御弁２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄは、外部圧ポートＰ_１５を有しているものの、圧力制御弁２７ａ，２７ｃ，２７ｄは、外部圧ポートＰ_１５が閉塞されている。そのため、この圧力制御弁２７ａ，２７ｃ，２７ｄは、外部ピストン１２１を有しないものとしてもよい。

マスタシリンダ１１にて、入力ピストン１３には、第２圧力室Ｒ_２と背面圧力室Ｒ_３とを連通する連通孔５１が形成されている。また、シリンダ１２には、反力室Ｒ_４に連通する反力ポート５２が形成され、この反力ポート５２には、第５油圧配管５３を介してストロークシミュレータ５４が連結されている。そして、この第５油圧配管５３は、第６油圧配管５５を介して第４油圧配管４９に連結され、この第６油圧配管５５にシミュレータカット弁５６が設けられている。

また、マスタシリンダ１１にて、シリンダ１２には、リリーフポート５６が形成され、このリリーフポート５６は、第７油圧配管５７を介してリザーバタンク３７の第２貯留室３７ｂに連結されている。加圧ピストン１４には、このリリーフポート５６と第１圧力室Ｒ_１とを連通可能な連通孔５８が形成され、シリンダ１２と加圧ピストン１４との間には、リリーフポート５６の両側に位置してワンウェイシール５９が設けられている。そのため、加圧ピストン１４が後退位置にあるとき、第１圧力室Ｒ_１とリザーバタンク４６とがリリーフポート５６、第７油圧配管５７、連通孔５８により連通し、加圧ピストン１４が前進すると、第７油圧配管５７と連通孔５８との連通が遮断され、第１圧力室Ｒ_１とリザーバタンク３７との連通が遮断される。

このように構成された本実施例の車両用制動装置にて、電子制御ユニット（ＥＣＵ）７１は、ブレーキペダル１５から入力ピストン１３に入力される操作力（ペダル踏力）に応じた目標制御圧を設定し、圧力制御弁２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄにより調圧し、この設定された目標制御圧を背面圧力室Ｒ_３に作用させて入力ピストン１３をアシストする。そして、マスタシリンダ１１から出力された制御圧と、圧力制御弁２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄに調圧された制御圧を各ホイールシリンダ２５ＦＲ，２５ＦＬ，２５ＲＲ，２５ＲＬに制動油圧として付与することで、この各ホイールシリンダ２５ＦＲ，２５ＦＬ，２５ＲＲ，２５ＲＬを作動し、前輪ＦＲ，ＦＬ及び後輪ＲＲ，ＲＬに所望の制動力を作用させる。

即ち、ブレーキペダル１５には、このブレーキペダル１５のペダルストロークＳｐを検出するストロークセンサ７２と、そのペダル踏力を検出する踏力センサ７３が設けられており、各検出結果をＥＣＵ７１に出力している。また、油圧配管２９にて、油圧を検出する第１圧力センサ７４が設けられ、第１油圧配管３０にて、マスタカット弁３２より下流側、つまり、系統分離機構３４側には、油圧を検出する第２圧力センサ７５が設けられている。マスタカット弁３３が閉止状態にあるとき、第１圧力センサ７４は、第１圧力室Ｒ_１の圧力、つまり、前輪ＦＬのホイールシリンダ２５ＦＬへ供給される油圧（制御圧）を検出し、検出結果をＥＣＵ７１に出力している。一方、第２圧力センサ７５は、マスタカット弁３３と系統分離機構３４との間の油圧を検出し、検出結果をＥＣＵ７１に出力している。

また、油圧ポンプ３５からアキュムレータ４０を介して圧力制御弁２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄに至る高圧供給配管４１には、油圧を検出する第３圧力センサ７６が設けられている。この第３圧力センサ７６は、アキュムレータ４０に蓄圧されて圧力制御弁２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄに供給される油圧を検出し、検出結果をＥＣＵ７１に出力している。

更に、圧力制御弁２７ｃ，２７ｄから後輪ＲＲ，ＲＬの各ホイールシリンダ２５ＲＲ，２５ＲＬに至る油圧供給配管４５，４６には、油圧を検出する第４及び第５圧力センサ７７，７８が設けられ、各ホイールシリンダ２５ＲＲ，２５ＲＬへ供給される油圧（制御圧）を検出し、検出結果をＥＣＵ７１に出力している。なお、前輪ＦＲ，ＦＬ及び後輪ＲＲ，ＲＬには、それぞれ図示しない車輪速センサが設けられており、検出した各車輪速度をＥＣＵ７１に出力している。

従って、ＥＣＵ７１は、踏力センサ７３が検出したブレーキペダル１５のペダル踏力（または、ストロークセンサ７２が検出したペダルストローク）に基づいて目標制御圧を設定し、圧力制御弁２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄにおける駆動ピストン１１７を制御する一方、各圧力センサ７４，７７，７８が検出した制御圧をフィードバックし、目標制御圧と制御圧とが一致するように制御している。この場合、ＥＣＵ７１は、ペダル踏力（ペダルストローク）に対する目標制御圧を表すマップを有しており、このマップに基づいて圧力制御弁２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄを制御する。

本実施例の車両用制動装置による制動力制御について、具体的に説明すると、図１及び図２に示すように、乗員がブレーキペダル１５を踏むと、その操作力（踏力）により入力ピストン１３が前進（図１にて左方へ移動）する。このとき、踏力センサ７３はペダル踏力を検出し、ＥＣＵ７１は、このペダル踏力に基づいて目標制御圧を設定する。そして、ＥＣＵ７１は、この目標制御圧に基づいて圧力制御弁２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄを制御し、圧力制御弁２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄは、アキュムレータ４０に蓄圧された油圧を調圧し、目標制御圧となる制御圧を出力する。

即ち、圧力制御弁２７ａにて、コイル１２０に通電し、発生する吸引力によりプランジャ１１８をリターンスプリング１１９の付勢力に抗して上方に移動し、駆動ピストン１１７を押圧して上方に移動する。すると、駆動ピストン１１７が制御弁１２２を押圧して上方に移動し、連通孔１２１ａが開放されることで、高圧ポートＰ_１１と制御圧ポートＰ_１３が連通する一方、減圧ポートＰ_１２と制御圧ポートＰ_１３が遮断される。そのため、アキュムレータ４０の油圧が高圧供給配管４１から高圧ポートＰ_１１に供給され、高圧室Ｒ_１１から連通孔１２１ａを通ることで調圧されて圧力室Ｒ_１３に供給され、制御圧ポートＰ_１３から第１制御圧供給配管４２を通して系統分離機構３４に供給される。この系統分離機構３４では、第１制御圧供給配管４２からの制御圧が第２室Ｒ_２２に供給されることで第２ピストン２１３が移動して加圧室Ｒ_２３が加圧され、制御圧が第１油圧配管３０の下流側配管３０ｂを通して前輪ＦＲのホイールシリンダ２５ＦＲに付与される。

また、圧力制御弁２７ｂでも、圧力制御弁２７ａと同様に、アキュムレータ４０の油圧が高圧供給配管４１から高圧ポートＰ_１１に供給され、高圧室Ｒ_１１から連通孔１２１ａを通ることで調圧されて圧力室Ｒ_１３に供給され、制御圧ポートＰ_１３から第２制御圧供給配管４３を通してマスタシリンダ１１の第２圧力ポート４４を通して背面圧力室Ｒ_３に作用する。すると、背面圧力室Ｒ_３の制御圧により入力ピストン１３がアシストされて前進し、第２圧力室Ｒ_２を介して加圧ピストン１４を押圧して前進させることで、油圧配管２９に制御圧が供給される。そして、この油圧配管２９の制御圧が第２油圧配管３１を通して前輪ＦＬのホイールシリンダ２５ＦＬに付与される。なお、入力ピストン１３が前進することで、反力室Ｒ_４からの油圧が第５油圧配管５３を通してストロークシミュレータ５４に作用することで、所定のペダルストロークが吸収される。

更に、圧力制御弁２７ｃ，２７ｄでも、圧力制御弁２７ａ，２７ｂと同様に、アキュムレータ４０の油圧が高圧供給配管４１から高圧ポートＰ_１１に供給され、高圧室Ｒ_１１から連通孔１２１ａを通ることで調圧されて圧力室Ｒ_１３に供給され、制御圧ポートＰ_１３から油圧供給配管４５，４６を通して後輪ＲＲ，ＲＬのホイールシリンダ２５ＲＲ，２５ＲＬに適正な制御圧が付与される。

このとき、ＥＣＵ７１は、各圧力センサ７４，７５，７７，７８が検出した制御圧をフィードバックし、目標制御圧と制御圧とが一致するように各圧力制御弁２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄを制御する。

従って、前輪ＦＲ，ＦＬのホイールシリンダ２５ＦＲ，２５ＦＬに適正な制御圧が付与されると共に、後輪ＲＲ，ＲＬのホイールシリンダ２５ＲＲ，２５ＲＬに適正な制御圧が付与されることとなり、前輪ＦＲ，ＦＬ及び後輪ＲＲ，ＲＬに対して乗員のブレーキペダル１５の操作力に応じた所望の制動力を発生させることができる。

一方、電源系統に故障が発生して失陥した場合には、各圧力制御弁２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄのコイル１２０への電流値を制御することで、各ホイールシリンダ２５ＦＲ，２５ＦＬ，２５ＲＲ，２５ＲＬへ付与する制御圧を適正油圧に制御することができない。ところが、本実施例では、圧力制御弁２７ｂに、マスタシリンダ１１の第１圧力室Ｒ_１で発生したパイロット油圧を（外部圧）により作動する外部ピストン１２１を設け、この外部ピストン１２１により駆動ピストン１１７を制御して適正な制御圧を出力可能としている。

電源系統の失陥時に、乗員がブレーキペダル１５を踏むと、その操作力により入力ピストン１３が前進し、入力ピストン１３が第２圧力室Ｒ_２を介して加圧ピストン１４を押圧し、入力ピストン１３と加圧ピストン１４が一体となって前進する。入力ピストン１３及び加圧ピストン１４が前進すると、第１圧力室Ｒ_１が加圧される。このとき、マスタカット弁３３が開放されているため、第１圧力室Ｒ_１の油圧が外部圧として油圧配管２９に吐出され、外部圧供給配管３２を通して圧力制御弁２７ｂに作用する。

この圧力制御弁２７ｂにて、外部圧が外部圧供給配管３２から外部圧ポートＰ_１５を介して外部圧力室Ｒ_１５に作用すると、外部ピストン１２１が下方に移動する。すると、連通孔１２１ａが開放されることで、高圧ポートＰ_１１と制御圧ポートＰ_１３が連通する一方、減圧ポートＰ_１２と制御圧ポートＰ_１３が遮断される。そのため、アキュムレータ４０の油圧が高圧供給配管４１から高圧ポートＰ_１１に供給され、高圧室Ｒ_１１から連通孔１２１ａを通ることで調圧されて圧力室Ｒ_１３に供給され、制御圧ポートＰ_１３から第２制御圧供給配管４３に吐出され、マスタシリンダ１１の第２圧力ポート４４を通して背面圧力室Ｒ_３に作用することとなり、この制御圧により入力ピストン１３がアシストされる。

そのため、油圧配管２９に供給された制御圧が、第１油圧配管３０を通して系統分離機構３４に供給される。この系統分離機構３４では、第１油圧配管３０からの制御圧が第１室Ｒ_２１に供給されることで第１ピストン２１２が移動して加圧室Ｒ_２３が加圧され、制御圧が第１油圧配管３０の下流側配管３０ｂを通して前輪ＦＲのホイールシリンダ２５ＦＲに付与される。また、油圧配管２９に供給された制御圧が、第２油圧配管３１を通して前輪ＦＬのホイールシリンダ２５ＦＬに付与される。従って、前輪ＦＲ，ＦＬのホイールシリンダ２５ＦＲ，２５ＦＬに適正な制御圧が付与されることとなり、前輪ＦＲ，ＦＬに対して乗員のブレーキペダル１５の操作力に応じた所望の制動力を発生させることができる。

なお、前輪ＦＲ，ＦＬのホイールシリンダ２５ＦＲ，２５ＦＬに制御圧を供給する供給ライン（第１、第２油圧配管３０，３１）のいずれか一方が失陥した場合であっても、各供給ラインは系統分離機構３４により分離して構成されていることから、少なくとも一方の供給ラインにより前輪ＦＲ，ＦＬのホイールシリンダ２５ＦＲ，２５ＦＬの一方に制御圧を供給して制動力を確保することができる。

また、アキュムレータ４０の残圧が不足した場合であっても、乗員がブレーキペダル１５を踏むと、その操作力により入力ピストン１３が前進し、加圧ピストン１４を押圧して前進し、第１圧力室Ｒ_１を加圧することができる。そのため、第１圧力室Ｒ_１から油圧配管２９に踏力に応じた油圧が吐出されるため、この油圧を前輪ＦＲ，ＦＬのホイールシリンダ２５ＦＲ，２５ＦＬに付与し、前輪ＦＲ，ＦＬに対して乗員のブレーキペダル１５の操作力に応じた制動力を発生させることができる。

更に、本実施例では、乗員によりイグニッションキースイッチがＯＮされたとき、ＥＣＵ７１はイニシャルチェックを行うが、このとき、系統分離機構３４における第１ピストン２１２を作動させる。即ち、ＥＣＵ７１は、イグニッションキースイッチがＯＮされると、圧力制御弁２７ｂだけを作動し、アキュムレータ４０の油圧を調圧してマスタシリンダ１１の背面圧力室Ｒ_３に作用させ、入力ピストン１３及び加圧ピストン１４を前進させ、第１圧力室Ｒ_１から油圧配管２９に制御圧を供給する。このとき、マスタカット弁３３を開放することで、この制御圧を第１油圧配管３０を通して系統分離機構３４に供給し、第１ピストン２１２を前進させる。従って、電源系統の失陥時などだけ作動する第１ピストン２１２を定期的に作動することで、シリンダ２１１への固着が抑制される。

このように本実施例の車両用制動装置にあっては、シリンダ１２内に入力ピストン１３と加圧ピストン１４を直列に移動自在に支持することで第１圧力室Ｒ_１、第２圧力室Ｒ_２、背面圧力室Ｒ_３を区画するマスタシリンダ１１を設け、第１圧力室Ｒ_１に連結された油圧配管２９に、マスタカット弁３３及び系統分離機構３４を介して前輪ＦＲのホイールシリンダ２５ＦＲに連結すると共に、前輪ＦＬのホイールシリンダ２５ＦＬに連結し、一方、電子制御可能な圧力制御弁２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄを設け、圧力制御弁２７ａを系統分離機構３４に連結し、圧力制御弁２７ｂを背面圧力室Ｒ_３に連結し、圧力制御弁２７ｃ，２７ｄを後輪ＲＲ，ＲＬのホイールシリンダ２５ＲＲ，２５ＲＬに連結している。

従って、電源系統の正常時には、圧力制御弁２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄを制御することで、アキュムレータ４０の油圧を調圧して各ホイールシリンダ２５ＦＲ，２５ＦＬ，２５ＲＲ，２５ＲＬに供給することができる。一方、電源系統の失陥時には、ブレーキペダル１５の操作に応じた外部圧により圧力制御弁２７ｂを作動することで、アキュムレータ４０の油圧を調圧して前輪ＦＲ，ＦＬの各ホイールシリンダ２５ＦＲ，２５ＦＬに供給することができる。即ち、電磁力及び外部圧により作動する圧力制御弁２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄを適用することで、電源系統の状態に拘らず乗員によるブレーキペダル１５の操作に応じた制御圧を確実に発生させることができ、その結果、油圧経路を簡略化して構造の簡素化を図ることができると共に、製造コストを低減することができる一方、適正な制動力制御を可能とすることができ、信頼性及び安全性の向上を図ることができる。

また、本実施例の車両用制動装置では、圧力制御弁２７ａからの油圧を前輪ＦＲのホイールシリンダ２５ＦＲに供給可能な第１制御圧供給配管４２と、圧力制御弁２７ｂからの油圧をマスタシリンダ１１における入力ピストン１３の背面圧力室Ｒ_３に供給可能な第２制御圧供給配管４３と、第１油圧配管３０と第１制御圧供給配管４２との連結部に設けられて各ピストン２１２，２１３が作動して油圧を前輪ＦＲの各ホイールシリンダ２５ＦＲに伝達可能な系統分離機構３４とを設けている。

従って、系統分離機構３４によりマスタシリンダ１１側と圧力制御弁２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ側とホイールシリンダ２５ＦＲ，２５ＦＬ，２５ＲＲ，２５ＲＬ側の油圧系統が分離されることで、構造の簡素化及び低コスト化を可能とすることができると共に、失陥時であっても適正な制動力を確保することで信頼性及び安全性の向上を図ることができる。

そして、本実施例の車両用制動装置では、シリンダ２１１内に第１油圧配管３０の油圧により作動する第１ピストン２１２と、第１制御圧供給配管４２の油圧により作動する第２ピストン２１３とを嵌合状態で相対移動自在に支持し、第１ピストン２１２と第２ピストン２１３との間に加圧室Ｒ_２３を区画して系統分離機構３４を構成し、加圧室Ｒ_２３を前輪ＦＲのホイールシリンダ２５ＦＲに連結している。従って、系統分離機構３４の構成を簡素化することができ、装置の小型化、低コスト化に寄与することができる。

また、本実施例の車両用制動装置では、マスタシリンダ１１の第１加圧室Ｒ_１に、マスタカット弁３３及び系統分離機構３４を介して前輪ＦＲのホイールシリンダ２５ＦＲを連結すると共に、前輪ＦＬのホイールシリンダ２５ＦＬを連結している。従って、前輪ＦＲ，ＦＬのホイールシリンダ２５ＦＲ，２５ＦＬの一方が失陥しても、少なくとも他方に制御圧を供給して制動力を確保することができる。

また、本実施例の車両用制動装置では、ＥＣＵ７１の起動時に、イニシャルチェックを実行するとき、圧力制御弁２７ｂだけを作動し、アキュムレータ４０の油圧を調圧してマスタシリンダ１１の背面圧力室Ｒ_３に作用させると共に、マスタカット弁３３を所定時間開放状態とする。従って、圧力制御弁２７ｂの制御圧がマスタシリンダ１１の背面圧力室Ｒ_３に作用することで、入力ピストン１３及び加圧ピストン１４が前進し、第１圧力室Ｒ_１から油圧配管２９に制御圧が供給され、第１油圧配管３０を通して系統分離機構３４に供給され、第１ピストン２１２が前進する。そのため、電源系統の失陥時などだけ作動する第１ピストン２１２を定期的に作動することで、シリンダ２１１への固着を抑制することができる。

以上のように、本発明に係る車両用制動装置は、調圧手段からの油圧を第１ホイールシリンダに供給可能な第１制御圧通路と、調圧手段からの油圧をマスタシリンダにおけるピストンの背面側に供給可能な第２制御圧通路を設けると共に、第１油圧通路及び第１制御圧通路にピストンが作動して油圧を第１ホイールシリンダに伝達可能な系統分離機構を設けることで、構造の簡素化及び低コスト化を可能とすると共に、失陥時であっても適正な制動力を確保することで信頼性及び安全性の向上を図るものであり、いずれの種類の制動装置に用いても好適である。

本発明の一実施例に係る車両用制動装置を表す概略構成図である。本実施例の車両用制動装置における圧力制御弁の断面図である。

符号の説明

１１マスタシリンダ
１２シリンダ
１３入力ピストン（ピストン）
１４加圧ピストン
１５ブレーキペダル（操作部材）
２１支持部材
２２反力スプリング
２５ＦＲ，２５ＦＬ，２５ＲＲ，２５ＲＬホイールシリンダ
２６調圧機構
２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ圧力制御弁
２９油圧配管（第１油圧通路、第２油圧通路）
３０第１油圧配管（第１油圧通路）
３１第２油圧配管（第２油圧通路）
３２外部圧供給配管
３３マスタカット弁
３４系統分離機構
３５油圧ポンプ（油圧供給源）
３７リザーバタンク
４０アキュムレータ（油圧供給源）
４１高圧供給配管
４２第１制御圧供給配管（第１制御圧通路）
４３第２制御圧供給配管（第２制御圧通路）
４５，４６油圧供給配管
７１電子制御ユニット、ＥＣＵ
７２ストロークセンサ
７３踏力センサ
７４第１圧力センサ
７５第２圧力センサ
７６第３圧力センサ
７７第４圧力センサ
７８第５圧力センサ
１１７駆動ピストン（駆動弁）
１２１外部ピストン
１２２制御弁
２１２第１ピストン
２１３第２ピストン
Ｒ_１第１圧力室
Ｒ_２第２圧力室
Ｒ_３背面圧力室
Ｒ_４反力室

Claims

乗員が制動操作可能な操作部材と、
該操作部材の操作ストロークに応じてピストンが前進することで作動流体を加圧して所定の油圧を出力可能なマスタシリンダと、
前記ピストンのストロークを吸収可能なストローク吸収機構と、
油圧を受けて車輪に制動力を発生させる第１及び第２ホイールシリンダと、
前記マスタシリンダと前記第１及び第２ホイールシリンダとを連結する第１及び第２油圧通路と、
該第１油圧通路を開閉可能なマスタカット弁と、
前記操作部材の操作ストロークに応じて油圧供給源の油圧を調圧して出力可能な調圧手段と、
該調圧手段からの油圧を前記第１ホイールシリンダに供給可能な第１制御圧通路と、
前記調圧手段からの油圧を前記マスタシリンダにおけるピストンの背面側に供給可能な第２制御圧通路と、
前記第１油圧通路及び前記第１制御圧通路に設けられてピストンが作動して油圧を前記第１ホイールシリンダに伝達可能な系統分離機構と、
を備え、
前記系統分離機構は、シリンダ内に前記第１油圧通路の油圧により作動する第１ピストンと、前記第１制御圧通路の油圧により作動する第２ピストンとが嵌合状態で相対移動自在に支持され、前記第１ピストンと前記第２ピストンとの間に加圧室が区画されることで構成され、該加圧室が前記第１ホイールシリンダに連結されることを特徴とする車両用制動装置。
前記第１及び第２ホイールシリンダは、前輪または後輪の左右輪に対して制動力を発生させるホイールシリンダであることを特徴とする請求項１に記載の車両用制動装置。
前記調圧手段は、前記操作部材の操作ストロークに応じた目標制御圧に基づいた電磁力により駆動弁を移動することで油圧を調圧して出力可能である第１圧力制御弁と、前記操作部材の操作ストロークに応じた目標制御圧に基づいた電磁力により駆動弁を移動することで油圧を調圧して出力可能であると共に、前記マスタシリンダからの油圧をパイロット圧として前記駆動弁を移動することで油圧を調圧して出力可能である第２圧力制御弁とを有し、前記第１圧力制御弁が前記第１制御圧通路により系統分離機構に連結され、前記第２圧力制御弁が前記第２制御圧通路により前記マスタシリンダにおけるピストンの背面側に連結されることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用制動装置。
前記マスタシリンダは、前記シリンダ内に前記ピストンとしての入力ピストン及び加圧ピストンが移動自在に支持されることで、第１圧力室と第２圧力室と第３圧力室が区画され、前記第１圧力室に前記第１及び第２油圧通路が連結され、前記ピストンの背面側に区画された前記第３圧力室に前記第２制御圧通路が連結されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の車両用制動装置。