JP5113535B2 - ブレーキ装置 - Google Patents

Description

本発明は、運転者により操作されるブレーキ操作子の操作量または操作力に応じて、電気的にブレーキ液圧を発生する電気的液圧発生手段を備えたブレーキ装置に関する。

運転者の制動操作を電気信号に変換してモータシリンダを作動させ、このモータシリンダが発生するブレーキ液圧でホイールシリンダを作動させる、いわゆるＢＢＷ（ブレーキ・バイ・ワイヤ）式ブレーキ装置が、下記特許文献１により公知である。

このＢＢＷ式ブレーキ装置は、ブレーキペダルにより作動してブレーキ液圧を発生するマスタシリンダと、電動モータにより作動してブレーキ液圧を発生するモータシリンダと、車輪を制動するホイールシリンダとを備えており、モータシリンダが作動可能な正常時にはブレーキペダルの操作量に応じてモータシリンダが発生するブレーキ液圧でホイールシリンダを作動させて制動を行い、モータシリンダが作動不能な異常時にはマスタシリンダが発生するブレーキ液圧でホイールシリンダを作動させて制動を行うようになっている。
特開２００７−２４５８２３号公報

ところで、傾斜路で車両を駐車する場合、運転者はブレーキペダルを踏んで車両のずり下がりを防止しながらパーキングブレーキを作動させ、かつシフトレバーをパーキングポジションに操作した後にイグニッションスイッチをオフするのが普通である。

しかしながら、運転者のミスでパーキングブレーキを作動させず、かつシフトレバーをパーキングポジションに操作せずにイグニッションスイッチをオフしてしまうと、モータシリンダへの通電が遮断されてサービスブレーキの制動力が失われてしまうため、車両が傾斜路をずり下がって運転者に違和感を与える可能性がある。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、ＢＢＷ式ブレーキ装置において、制動中にイグニッションスイッチがオフしたときに制動力が失われるのを防止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、運転者により操作されるブレーキ操作子の操作量または操作力に応じて電気的にブレーキ液圧を発生する電気的液圧発生手段を備えたブレーキ装置において、前記ブレーキ操作子の操作中にイグニッションスイッチがオフしたとき、前記ブレーキ操作子の操作が終了するまで、前記電気的液圧発生手段の作動を継続し、前記イグニッションスイッチがオフで且つ前記ブレーキ操作子が非操作の状態では、前記電気的液圧発生手段が非作動とされると共に、この状態から前記イグニッションスイッチがオンになるまでの間は、前記ブレーキ操作子が操作されても前記電気的液圧発生手段の非作動状態が継続される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、前記ブレーキ操作子に連動するマスタシリンダの液圧室に開閉可能な反力許可弁を介して接続されるストロークシミュレータを備え、前記電気的液圧発生手段の作動時には前記反力許可弁が開弁状態であって前記ブレーキ操作子にブレーキ反力を付与可能である、請求項１記載のブレーキ装置であって、前記ブレーキ操作子の操作中にイグニッションスイッチがオフしたとき、前記ブレーキ操作子の操作が終了するまで、前記電気的液圧発生手段の作動および前記反力許可弁の開弁状態を継続する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、前記ブレーキ操作子の非操作中にイグニッションスイッチがオフしたときは、前記電気的液圧発生手段の作動を直ちに終了することを特徴とするブレーキ装置が提案される。

尚、実施の形態のブレーキペダル１２は本発明のブレーキ操作子に対応し、実施の形態のモータシリンダ２３は本発明の電気的液圧発生手段に対応する。

請求項１の構成によれば、ブレーキ操作子の操作中であって電気的液圧発生手段が作動してブレーキ液圧を発生しているとき、運転者がイグニッションスイッチをオフしても、ブレーキ操作子の操作が終了するまで電気的液圧発生手段の作動を継続する。従って、坂道で運転者が車両のずり下がりを防止すべくブレーキ操作子を操作しながら誤ってイグニッションスイッチをオフしても、電気的液圧発生手段がブレーキ液圧を発生し続けることで車両のずり下がりを防止することができる。

しかも、イグニッションスイッチがオフで且つブレーキ操作子が非操作の状態では、電気的液圧発生手段が非作動とされ、この状態からイグニッションスイッチがオンになるまでの間は、ブレーキ操作子が操作されても電気的液圧発生手段の非作動状態を継続することができる。

請求項２の構成によれば、電気的液圧発生手段が作動してブレーキ液圧を発生しているとき、ブレーキ操作子の操作中に運転者がイグニッションスイッチをオフしても、ブレーキ操作子の操作が終了するまで、電気的液圧発生手段の作動および反力許可弁の開弁状態を継続する。従って、坂道で運転者が車両のずり下がりを防止すべくブレーキ操作子を操作しながら誤ってイグニッションスイッチをオフしても、電気的液圧発生手段がブレーキ液圧を発生し続けることで車両のずり下がりを防止することができる。しかも、ブレーキ操作子の操作が終了するまでは反力許可弁の開弁状態も継続するので、ブレーキ操作子に連動するマスタシリンダの液圧室に接続されるストロークシミュレータを有効に機能させて、ブレーキフィーリングの急変を防止することができる。

また請求項３の構成によれば、ブレーキ操作子の非操作中にイグニッションスイッチをオフしたときは直ちに電気的液圧発生手段の作動を終了するので、電気的液圧発生手段が不必要に作動して電力を無駄に消費することが防止される。

以下、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。

図１〜図５は本発明の実施の形態を示すもので、図１は車両用ブレーキ装置の正常時の液圧回路図、図２は図１に対応する異常時の液圧回路図、図３は制御系のブロック図、図４は三つのモードの切り換えの説明図、図５はイグニッションスイッチのオフ時の制動力の変化を示すタイムチャートである。

図１に示すように、タンデム型のマスタシリンダ１１は、運転者がブレーキペダル１２を踏む踏力に応じたブレーキ液圧を出力する二つの第１液圧室１３Ａ，１３Ｂを備えており、一方の第１液圧室１３Ａは液路Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ，Ｐｅを介して例えば左前輪および右後輪のディスクブレーキ装置１４，１５のホイールシリンダ１６，１７に接続されるとともに、他方の第１液圧室１３Ｂは液路Ｑａ，Ｑｂ，Ｑｃ，Ｑｄ，Ｑｅを介して例えば右前輪および左後輪のディスクブレーキ装置１８，１９のホイールシリンダ２０，２１に接続される。

液路Ｐａ，Ｐｂ間に常開型電磁弁である遮断弁２２Ａが配置され、液路Ｑａ，Ｑｂ間に常開型電磁弁である遮断弁２２Ｂが配置され、液路Ｐｂ，Ｑｂと液路Ｐｃ，Ｑｃとの間にモータシリンダ２３が配置され、液路Ｐｃ，Ｑｃと液路Ｐｄ，Ｐｅ；Ｑｄ，Ｑｅとの間にＡＢＳ装置２４が配置される。

液路Ｑａから分岐する液路Ｒａ，Ｒｂには、常閉型電磁弁である反力許可弁２５を介してストロークシミュレータ２６が接続される。ストロークシミュレータ２６は、シリンダ２７にスプリング２８で付勢されたピストン２９を摺動自在に嵌合させたもので、ピストン２９の反スプリング２８側に形成された液室３０が液路Ｒｂに連通する。

モータシリンダ２３のアクチュエータ３１は、電動モータ３２の出力軸に設けた駆動ベベルギヤ３３と、駆動ベベルギヤ３３に噛合する従動ベベルギヤ３４と、従動ベベルギヤ３４により作動するボールねじ機構３５とを備える。モータシリンダ２３のシリンダ本体３６の内部に一対のリターンスプリング３７Ａ，３７Ｂで後退方向に付勢された一対のピストン３８Ａ，３８Ｂが摺動自在に配置されており、ピストン３８Ａ，３８Ｂの前面に一対の第２液圧室３９Ａ，３９Ｂが区画される。一方の第２液圧室３９Ａはポート４０Ａ，４１Ａを介して液路Ｐｂ，Ｐｃに連通し、他方の第２液圧室３９Ｂはポート４０Ｂ，４１Ｂを介して液路Ｑｂ，Ｑｃに連通する。

しかして、電動モータ３２を一方向に駆動すると、駆動ベベルギヤ３３、従動ベベルギヤ３４およびボールねじ機構３５を介して一対のピストン３８Ａ，３８Ｂが前進し、液路Ｐｂ，Ｑｂに連なるポート４０Ａ，４０Ｂが閉塞された瞬間に第２液圧室３９Ａ，３９Ｂにブレーキ液圧を発生させ、そのブレーキ液圧をポート４１Ａ，４１Ｂを介して液路Ｐｃ，Ｑｃに出力することができる。

ＡＢＳ装置２４の構造は周知のもので、左前輪および右後輪のディスクブレーキ装置１４，１５の系統と、右前輪および左後輪のディスクブレーキ装置１８，１９の系統とに同じ構造のものが設けられる。その代表として左前輪および右後輪のディスクブレーキ装置１４，１５の系統について説明すると、液路Ｐｃと液路Ｐｄ，Ｐｅとの間に一対の常開型電磁弁よりなるインバルブ４２，４２が配置され、インバルブ４２，４２の下流側の液路Ｐｄ，Ｐｅとリザーバ４３との間に常閉型電磁弁よりなるアウトバルブ４４，４４が配置される。リザーバ４３と液路Ｐｃとの間に、一対のチェックバルブ４５，４６に挟まれた液圧ポンプ４７が配置されており、この液圧ポンプ４７は電動モータ４８により駆動される。

図３に示すように、電子制御ユニットＵは、マスタシリンダ１１が発生するブレーキ液圧を検出する液圧センサＳａと、ディスクブレーキ装置１８，１９に伝達されるブレーキ液圧を検出する液圧センサＳｂと、各車輪の車輪速を検出する車輪速センサＳｃ…と、ブレーキペダル１２のストロークを検出するストロークセンサＳｄと、イグニッションスイッチＳｅとからの信号に基づいて、遮断弁２２Ａ，２２Ｂ、反力許可弁２５、モータシリンダ２３およびＡＢＳ装置２４の作動を制御する。

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用について説明する。

システムが正常に機能する正常時には、常開型電磁弁よりなる遮断弁２２Ａ，２２Ｂが消磁されて開弁し、常閉型電磁弁よりなる反力許可弁２５が励磁されて開弁する。この状態で液路Ｑａに設けた液圧センサＳａが運転者によるブレーキペダル１２の踏み込みを検出すると、モータシリンダ２３のアクチュエータ３１が作動して一対のピストン３８Ａ，３８Ｂが前進することで、一対の第２液圧室３９Ａ，３９Ｂにブレーキ液圧が発生する。このブレーキ液圧はＡＢＳ装置２４の開弁したインバルブ４２…を介してディスクブレーキ装置１４，１５，１８，１９のホイールシリンダ１６，１７，２０，２１に伝達され、各車輪を制動する。

モータシリンダ２３のピストン３８Ａ，３８Ｂが僅かに前進すると、ポート４０Ａ，４０Ｂが閉塞されて液路Ｐｂ，Ｑｂと第２液圧室３９Ａ，３９Ｂとの連通が遮断されるため、マスタシリンダ１１が発生したブレーキ液圧はディスクブレーキ装置１４，１５，１８，１９に伝達されることはない。このとき、マスタシリンダ１１の他方の第１液圧室１３Ｂが発生したブレーキ液圧は開弁した反力許可弁２５を介してストロークシミュレータ２６の液室３０に伝達され、そのピストン２９をスプリング２８に抗して移動させることで、ブレーキペダル１２のストロークを許容するとともに擬似的なペダル反力を発生させて運転者の違和感を解消することができる。

そして液路Ｑｃに設けた液圧センサＳｂで検出したモータシリンダ２３によるブレーキ液圧が、液路Ｑａに設けた液圧センサＳａで検出したマスタシリンダ１１によるブレーキ液圧に応じた大きさになるように、モータシリンダ２３のアクチュエータ３１の作動を制御することで、運転者がブレーキペダル１２に入力する踏力に応じた制動力をディスクブレーキ装置１４，１５，１８，１９に発生させることができる。

上述した制動中に、車輪速センサＳｃ…の出力に基づいて何れかの車輪のスリップ率が増加してロック傾向になったことが検出されると、常開型電磁弁よりなる遮断弁２２Ａ，２２Ｂを励磁して閉弁するとともにモータシリンダ２３を作動状態に維持し、この状態でＡＢＳ装置２４を作動させて車輪のロックを防止する。

即ち、所定の車輪がロック傾向になると、その車輪のディスクブレーキ装置のホイールシリンダに連なるインバルブ４２を閉弁してモータシリンダ２３からのブレーキ液圧の伝達を遮断した状態で、アウトバルブ４４を開弁してホイールシリンダのブレーキ液圧をリザーバ４３に逃がす減圧作用と、それに続いてアウトバルブ４４を閉弁してホイールシリンダのブレーキ液圧を保持する保持作用とを行うことで、車輪がロックしないように制動力を低下させる。

その結果、車輪速度が回復してスリップ率が低下すると、インバルブ４２を開弁してホイールシリンダのブレーキ液圧が増加させる増圧作用を行うことで、車輪の制動力を増加させる。この増圧作用により車輪が再びロック傾向になると、前記減圧、保持、増圧を再び実行し、その繰り返しにより車輪のロックを抑制しながら最大限の制動力を発生させることができる。その間にリザーバ４３に流入したブレーキ液は、液圧ポンプ４７により上流側の液路Ｐｃ，Ｑｃに戻される。

上述したＡＢＳ制御を実行している間、遮断弁２２Ａ，２２Ｂが閉弁状態に維持されることで、ＡＢＳ装置２４の作動による液圧変化がキックバックとなってマスタシリンダ１１からブレーキペダル１２に伝達されるのを防止することができる。

ＡＢＳ装置２４は４個の車輪の制動力を個別に制御する機能を有するため、このＡＢＳ装置２４を利用して制動力の左右配分によるヨーモーメントの制御を行うことで、車両の旋回性能や直進安定性能を高めることができる。即ち、旋回内輪の制動力を旋回外輪の制動力よりも大きくして旋回性能を高めたり、旋回外輪の制動力を旋回内輪の制動力よりも大きくして直進安定性能を高めたりすることができる。このような制動力の左右配分によるヨーモーメントの制御を行うとき、ブレーキペダル１２が踏まれている場合には、ＡＢＳ装置２４の作動によるキックバックを抑制するために遮断弁２２Ａ，２２Ｂは閉弁される。ブレーキペダル１２が踏まれていない場合には、キックバックの問題は発生しないために遮断弁２２Ａ，２２Ｂは開弁状態に維持される。

さて、電源の失陥等によりモータシリンダ２３が作動不能になると、モータシリンダ２３が発生するブレーキ液圧に代えて、マスタシリンダ１１が発生するブレーキ液圧による制動が行われる。

電源が失陥すると、図２に示すように、常開型電磁弁よりなる遮断弁２２Ａ，２２Ｂは自動的に開弁し、常閉型電磁弁よりなる反力許可弁２５は自動的に閉弁し、常開型電磁弁よりなるインバルブ４２…は自動的に開弁し、常閉型電磁弁よりなるアウトバルブ４４…は自動的に閉弁する。この状態では、マスタシリンダ１１の第１液圧室１３Ａ，１３Ｂにおいて発生したブレーキ液圧は、ストロークシミュレータ２６に吸収されることなく、遮断弁２２Ａ，２２Ｂ、モータシリンダ２３の第２液圧室３９Ａ，３９Ｂおよびインバルブ４２…を通過して各車輪のディスクブレーキ装置１４，１５，１８，１９のホイールシリンダ１６，１７，２０，２１を作動させ、支障なく制動力を発生させることができる。

上述した異常時において、マスタシリンダ１１の一方の第１液圧室１３Ａから液路Ｐａ、遮断弁２２Ａ、液路Ｐｂ、モータシリンダ２３の一方の第２液圧室３９Ａ、液路Ｐｃおよび液路Ｐｄ，Ｐｅを介して左前輪および右後輪のディスクブレーキ装置１４，１５のホイールシリンダ１６，１７に連なる第１の液圧系統と、マスタシリンダ１１の他方の第１液圧室１３Ｂから液路Ｑａ、遮断弁２２Ｂ、液路Ｑｂ、モータシリンダ２３の他方の第２液圧室３９Ｂ、液路Ｑｃおよび液路Ｑｄ，Ｑｅを介して右前輪および左後輪のディスクブレーキ装置１８，１９のホイールシリンダ２０，２１に連なる第２の液圧系統とは完全に分離独立しているため、それら第１、第２の液圧系統の一方にブレーキ液圧の漏洩や液路の閉塞のようなトラブルが発生しても、四輪のうちの少なくとも二輪に制動力を発生させてフェールセーフを可能にすることができる。

正常時における電子制御ユニットＵによるモータシリンダ２３の制御モードには、イグニッションスイッチＳｅがオンしているときのアクティブモードと、イグニッションスイッチＳｅがオフしているときのシャットダウンモードと、運転者がブレーキペダル１２を踏んだ状態（ストロークセンサＳｄがブレーキペダル１２のストロークを検出している状態）でイグニッションスイッチＳｅをオフしたときのウエイトモードとがある。

アクティブモードは運転者によるブレーキペダル１２の操作に応じてモータシリンダ２３が作動するモードである。シャットダウンモードは運転者がブレーキペダル１２を操作してもモータシリンダ２３が作動しないモードであり、ウエイトモードはイグニッションスイッチＳｅをオフしても一時的にモータシリンダ２３が作動するモードである。

図４に示すように、エンジンが停止してイグニッションスイッチＳｅがオフしているシャットダウンモードから、エンジンを始動して車両を走行させるべくイグニッションスイッチＳｅをオンするとアクティブモードになり、その後は運転者がブレーキペダル１２を踏むとモータシリンダ２３が作動して制動を行うことができる。このアクティブモードからイグニッションスイッチＳｅをオフすると、ブレーキペダル１２が踏まれていなければシャットダウンモードに移行する。このように、ブレーキペダル１２の非操作中にイグニッションスイッチＳｅがオフしたときは直ちにモータシリンダ２３の作動を終了するので、モータシリンダ２３が不必要に作動して電力を無駄に消費することが防止される。

一方、アクティブモードからイグニッションスイッチＳｅをオフするときに、例えば車両が傾斜路にあるために運転者がブレーキペダル１２を踏んでいると、つまり運転者がブレーキペダル１２を踏んだ状態でイグニッションスイッチＳｅをオフすると、ウエイトモードに移行してモータシリンダ２３は作動状態に維持される。よってイグニッションスイッチＳｅをオフしてもモータシリンダ２３はブレーキ液圧を発生し続け、車両が傾斜路をずり下がるのを防止することができる。このウエイトモードでは、反力許可弁２５も開弁状態に維持されるため、ストロークシミュレータ２６が機能してブレーキフィーリングの急変が防止される。

これを図５のタイムチャートに基づいて説明する。時刻ｔ１に運転者がブレーキペダル１２を踏み、時刻ｔ２に運転者がイグニッションスイッチＳｅをオフしたとする。従来は、その時点でモータシリンダ２３のモータ３２への通電が遮断されるため、破線で示すように、後部および前部液室３７Ａ，３７Ｂのブレーキ液圧でモータ３２を逆転させながら後部および前部ピストン３８Ａ，３８Ｂが後方に押し戻され、ホイールシリンダ１６，１７，２０，２１が発生する制動力が減少することで、車両が傾斜路をずり下がる可能性がある。

それに対し、本実施の形態によれば、時刻ｔ２に運転者がイグニッションスイッチＳｅをオフしても、ウエイトモードによりモータシリンダ２３のモータ３２への通電が継続されるため、モータシリンダ２３はブレーキペダル１２の踏み込み量に応じた制動力を発生し続け、時刻ｔ３にブレーキペダル１２のストロークがゼロになると、モータシリンダ２３への通電が遮断される。このように、イグニッションスイッチＳｅをオフした瞬間に運転者が予期せぬ制動力の減少が発生することがないため、運転者は慌てることなくパーキングブレーキを操作して車両のずり下がりを防止することができる。

図４に戻り、上記ウエイトモードにある間に運転者がブレーキペダル１２から足を離した場合には、例えばパーキングブレーキの操作が完了してサービスブレーキによる制動力が不要になったと判断し、モータシリンダ２３が作動を停止するシャットダウンモードに移行する。また上記ウエイトモードにある間に運転者がイグニッションスイッチＳｅをオンすると、モータシリンダ２３が作動するアクティブモードに復帰する。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、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、実施の形態ではイグニッションスイッチＳｅのオフ時に運転者がブレーキペダル１２を踏んでいるか否かをストロークセンサＳｄで検出しているが、それをマスタシリンダ１１に連なる液圧センサＳａで検出することができる。

車両用ブレーキ装置の正常時の液圧回路図 図１に対応する異常時の液圧回路図 制御系のブロック図 三つのモードの切り換えの説明図 イグニッションスイッチのオフ時の制動力の変化を示すタイムチャート

１２ ブレーキペダル（ブレーキ操作子）
２３ モータシリンダ（電気的液圧発生手段）
２５ 反力許可弁
Ｓｅ イグニッションスイッチ

Claims (3)

1. 運転者により操作されるブレーキ操作子（１２）の操作量または操作力に応じて電気的にブレーキ液圧を発生する電気的液圧発生手段（２３）を備えたブレーキ装置において、
   前記ブレーキ操作子（１２）の操作中にイグニッションスイッチ（Ｓｅ）がオフしたとき、前記ブレーキ操作子（１２）の操作が終了するまで、前記電気的液圧発生手段（２３）の作動を継続し、
   前記イグニッションスイッチ（Ｓｅ）がオフで且つ前記ブレーキ操作子（１２）が非操作の状態では、前記電気的液圧発生手段（２３）が非作動とされると共に、この状態から前記イグニッションスイッチ（Ｓｅ）がオンになるまでの間は、前記ブレーキ操作子（１２）が操作されても前記電気的液圧発生手段（２３）の非作動状態が継続されることを特徴とするブレーキ装置。
2. 前記ブレーキ操作子（１２）に連動するマスタシリンダ（１１）の液圧室（１３Ｂ）に開閉可能な反力許可弁（２５）を介して接続されるストロークシミュレータ（２６）を備え、前記電気的液圧発生手段（２３）の作動時には前記反力許可弁（２５）が開弁状態であって前記ブレーキ操作子（１２）にブレーキ反力を付与可能である、請求項１記載のブレーキ装置であって、
   前記ブレーキ操作子（１２）の操作中にイグニッションスイッチ（Ｓｅ）がオフしたとき、前記ブレーキ操作子（１２）の操作が終了するまで、前記電気的液圧発生手段（２３）の作動および前記反力許可弁（２５）の開弁状態を継続することを特徴とするブレーキ装置。
3. 前記ブレーキ操作子（１２）の非操作中にイグニッションスイッチ（Ｓｅ）がオフしたときは、前記電気的液圧発生手段（２３）の作動を直ちに終了す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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