JP2010137851A - 非常時車両停止のための安全制動装置およびそれを用いた車両制動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】非常時車両停止のための安全制動装置およびそれを用いた車両制動装置を提供する。
【解決手段】本発明は、ＥＣＵ１の制御により駆動されるモータ基盤制動機４０にＢＩＲ作動部２５が付加され、すなわち、ボール（Ｂａｌｌ）を間に置いたランプ（Ｒａｍｐ）の回転によるボールの軌跡変化によって直進移動力を発生するＢＩＲ（Ｂａｌｌ Ｉｎ Ｒａｍｐ）機能を備えたＢＩＲ付加制動機２０から構成されることにより、前記モータ基盤制動機４０のモータ故障状況においても、ブレーキペダル２の操作だけでペダル連動ケーブル１５を利用して前記ＢＩＲ作動部２５を操作してＦ−Ｓ（Ｆａｉｌ−Ｓａｆｅ）を実現すると共に、安全のための非常制動力を発生するため、油圧制動方式のように安定的なＦＲ（Ｆａｉｌｕｒｅ Ｒａｔｅ）を実現することができ、それにより、ＥＭＢとＥＷＢのようなＢＢＷ（Ｂｒａｋｅ Ｂｙ Ｗｉｒｅ）技術が適用された制動装置の商用化を早める特徴がある。
【選択図】図１

Description

本発明は制動装置に関し、より詳しくは、非常時車両停止のための安全制動装置およびそれを用いた車両制動装置に関する。

一般的に、油圧式ブレーキは制動時に油圧を利用してパッドを強くディスク側に押す方式で実現される。
このような油圧式ブレーキは、複雑な構成と油圧使用による制動性能の信頼性が安定性の強化にある程度限界性があり、そのため、油圧式ブレーキが有することができない構成の単純さを招き、制動性能の信頼性を強化できる電動制動装置であるＥＭＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｂｒａｋｅ）が適用される傾向にある。

このようなＥＭＢはモータ動力を直接に直進移動力に切り換え、パッドを加圧して制動を実現する方式で作用する。
このようなＥＭＢ方式としてＥＷＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｗｅｄｇｅ Ｂｒａｋｅ）もあり、このようなＥＷＢは、モータ動力を直接に直進移動力に切り換える代わりに、入力を倍力するウェッジ作用を実現する、すなわち、アクチュエータを介して作動するウェッジ組立体を利用してブレーキパッドをディスク側に加圧することによって摩擦させることで、入力を倍力するウェッジ作用で制動を実現する方式である。
このようなＥＭＢとＥＷＢを通常ＢＢＷ（Ｂｒａｋｅ Ｂｙ Ｗｉｒｅ）技術と称する。

しかし、このような電動制動装置は１２Ｖで実現しなければならず、電子信号と電気装置で制動を行うため、ＦＲ（Ｆａｉｌｕｒｅ Ｒａｔｅ）が油圧制動方式に比べて高く増加する根本的な限界を有する。

そのため、ＦＲ（Ｆａｉｌｕｒｅ Ｒａｔｅ）を安定的な油圧制動方式のように低くするために様々な方法が開発され、その一例としてＥＷＢやＥＭＢを制御する制御ロジックとこれを反映する回路を構成し、Ｆ−Ｓ（Ｆａｉｌ−Ｓａｆｅ）を実現してＦＲ（Ｆａｉｌｕｒｅ Ｒａｔｅ）を低くするが、このような方式は動力源であるモータの故障（Ｆａｉｌ）状況において、機構的に制動力を発生させる装置を備えないことによって安全性が低下し、このような安定性の低下によって実車適用にはばかられる原因を提供する。

そこで、本発明は、前記のようなことを考慮して発明されたものであり、モータ動力で直線移動力を発生するＥＭＢや、またはモータ動力でウェッジ作用を発生するＥＷＢを適用して車両制動を実現すると共に、ＥＷＢやＥＭＢタイプの制動装置で、モータ故障（Ｆａｉｌ）時、ブレーキペダルの操作によってＦ−Ｓ（Ｆａｉｌ−Ｓａｆｅ）を実現し、故障した状態においても安全のための非常制動力を発生させることにより、油圧制動方式のように安定的なＦＲ（Ｆａｉｌｕｒｅ Ｒａｔｅ）を実車適用されたＥＭＢやＥＷＢにおいても実現できるようにすることを目的とする。

また、本発明は、ボールの間で回転して直進移動力を生成するＢＩＲ（Ｂａｌｌ Ｉｎ Ｒａｍｐ）をＥＭＢやＥＷＢタイプの制動装置にさらに付加することにより、ブレーキペダルに連動して非常制動力を生成するため、ＢＢＷ（Ｂｒａｋｅ Ｂｙ Ｗｉｒｅ）制動装置に対する法律条件を充足させ、商用化をより促進できるようにすることを目的とする。

また、本発明は、ＥＭＢやＥＷＢタイプの制動装置にＢＩＲ（Ｂａｌｌ Ｉｎ Ｒａｍｐ）を付加し、制動作用をケーブルを介してブレーキペダルに連動するようにすることにより、前輪に比べて制動力が大きくない後輪側から主制動作用をするように構成できるため、実車適用性をより高めるようにすることを目的とする。

前記のような目的を達成するための本発明の非常時車両停止のための安全制動装置は、車両制動のために、車両状態を検知し制動を制御するＥＣＵ；
踏み込み量ストロークを前記ＥＣＵに送信するセンサを備えたブレーキペダル；
ホイールディスクを押さえて車両制動を実現するように、前記ＥＣＵの制御により駆動され、出力トルクを発生するモータを備えたモータ基盤制動機；
前記モータの故障を検知した前記ＥＣＵの制御によって前記ブレーキペダルの押しが反映され、前記モータ基盤制動機側につながったケーブルが引っ張られるペダル連動ＢＩＲ操作部；および
前記ケーブルの引張力から発生する回転によって軸方向直進移動力を発生し、軸方向直進移動力によってモータ基盤制動機部位がパッドをホイールディスク側に押すように、前記モータ基盤制動機のパッド加圧部側に取り付けられたＢＩＲ作動部；
から構成されることを特徴とする。

このために、前記ペダル連動ＢＩＲ操作部は、ブレーキペダルに連動する連動ロッドと、
前記連動ロッドのブレーキペダルを介した移動時、スプリングを介して油圧のヒステリシス（Ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ）特性でペダル踏力特性を追従するペダルシミュレータ、および
ＥＣＵを介してオフ状態に切り換えない時、前記ペダルシミュレータが加える荷重による軸方向移動力を拘束し、ケーブルが引っ張られないようにオン・オフになるソレノイドを備えた選択連結部材から構成される。

また、前記ペダルシミュレータは、ハウジング内においてブレーキペダルに固定された連動ロッドと共に移動する移動ブラケットと、
前記移動ブラケットに弾性的に支持され、ストローク進行で圧縮した後、加えられる荷重を伝達する少なくとも一つ以上のスプリングからなる踏力反応部材とから構成される。
ここで、前記踏力反応部材はハウジングに充填された流体であることを特徴とする。

また、前記選択連結部材は、加えられる外力によって軸方向移動を有するＮＳＬ（Ｎｏｎ−Ｓｅｌｆ Ｌｏｃｋｉｎｇ）タイプのスクリューであり、一側はペダルシミュレータから荷重を受け、直進移動で引っ張られるケーブルを反対側に固定させたＮＳＬスクリュー軸と、前記ＮＳＬスクリュー軸に結合されたＮＳＬナット、リターンスプリングで弾性的に支持され、前記ＮＳＬナットを拘束・解除するラチェットロッドを備え、ＥＣＵを介してオン・オフになるソレノイドから構成される。

また、前記ＢＩＲ作動部は、ケーブルがヒンジ軸の反対側に固定されたヒンジレバーと、前記ヒンジレバーを介して回転する入力ランプ、前記入力ランプに対面した出力ランプ、および前記入力・出力ランプ間の窪んだ溝に位置し、入力ランプの回転によって位置移動し、位置移動によって前記出力ランプを軸方向に押し出すボールから構成される。

また、前記モータ基盤制動機は、ＥＣＵが駆動させるモータと、前記モータの回転力を出力トルクに変換するように、駆動・従動ギアからなる減速機、および前記減速機から発生した出力トルクを軸方向直線移動に切り換え、ホイールディスクにパッドを押すスクリュー軸に結合された加圧ナットから構成される。

一方、本発明の非常時車両停止のための安全制動装置を用いた車両制動装置は、車両制動のために、車両状態を検知し制動を制御するＥＣＵ；
踏み込み量ストロークを前記ＥＣＵに送信するセンサを備えたブレーキペダル；
後輪のホイールディスクを押さえて車両制動を実現するように、前記ＥＣＵの制御により駆動されるモータと、モータの回転力によって出力トルクを発生する減速機、および前記減速機の出力トルクによってパッドをホイールディスクに押す軸方向移動力を発生するスクリュー軸に結合された加圧ナットからなるモータ基盤制動機；
前記ブレーキペダルに連動する連動ロッドの移動時、スプリングを介して油圧のヒステリシス（Ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ）特性でペダル踏力特性を追従するペダルシミュレータと、ＮＳＬ（Ｎｏｎ−Ｓｅｌｆ Ｌｏｃｋｉｎｇ）タイプのスクリューからなり、前記ペダルシミュレータが加える荷重によって軸方向移動する時、固定されたケーブルを引っ張るＮＳＬスクリュー軸に結合されたＮＳＬナット、およびＥＣＵを介してオフ状態に切り換えない時、ケーブルが引っ張られないようにＮＳＬナットを拘束するソレノイドからなるペダル連動ＢＩＲ操作部；および
前記ケーブルが固定されたヒンジレバーを介して回転する入力ランプに対面した出力ランプ間に、入力ランプの回転を出力ランプを軸方向移動に切り換えるボールからなるＢＩＲ作動部を備え、前記ＢＩＲ作動部が軸方向直進移動力によって前記モータ基盤制動機部位がパッドをホイールディスク側に押すように、前輪側に取り付けられたＢＩＲ付加制動機；
から構成されることを特徴とする。

また、本発明の非常時車両停止のための安全制動装置を用いた車両制動装置は、車両制動のために、車両状態を検知し制動を制御するＥＣＵ；
踏み込み量ストロークを前記ＥＣＵに送信するセンサを備えたブレーキペダル；
前輪のホイールディスクを押さえて車両制動を実現するように、前記ＥＣＵの制御により駆動されるモータと、モータの回転力によって出力トルクを発生する減速機、および前記減速機の出力トルクによってパッドをホイールディスクに押す軸方向移動力を発生するスクリュー軸に結合された加圧ナットからなるモータ基盤制動機；
前記ブレーキペダルに連動する連動ロッドの移動時、スプリングを介して油圧のヒステリシス（Ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ）特性でペダル踏力特性を追従するペダルシミュレータと、ＮＳＬ（Ｎｏｎ−Ｓｅｌｆ Ｌｏｃｋｉｎｇ）タイプのスクリューからなり、前記ペダルシミュレータが加える荷重によって軸方向移動する時、固定されたケーブルを引っ張るＮＳＬスクリュー軸に結合されたＮＳＬナット、およびＥＣＵを介してオフ状態に切り換えない時、ケーブルが引っ張られないようにＮＳＬナットを拘束するソレノイドからなるペダル連動ＢＩＲ操作部；および
前記ケーブルが固定されたヒンジレバーを介して回転する入力ランプに対面した出力ランプ間に、入力ランプの回転を出力ランプを軸方向移動に切り換えるボールからなるＢＩＲ作動部を備え、前記ＢＩＲ作動部が軸方向直進移動力によって前記モータ基盤制動機部位がパッドをホイールディスク側に押すように、後輪側に取り付けられたＢＩＲ付加制動機；
から構成されることを特徴とする。

このために、前記ＥＣＵは、ソレノイドがオフ状態では、ソレノイドのラチェットロッドがＮＳＬナットを解除状態にし、ブレーキペダルが踏まれると、連動ロッドの移動によってペダルシミュレータがＮＳＬスクリュー軸に力を加え、前記ＮＳＬスクリュー軸が力を受けて前進移動してケーブルが引っ張られ、
ソレノイドがオン状態では、ソレノイドのラチェットロッドがＮＳＬナットを拘束状態にし、ブレーキペダルが踏まれる時にもケーブルが引っ張れないようにすると共に、
前記ＥＣＵは、パッド摩耗調整のような主制動以外の作用を実現するように、モータの回転力を制御するロジックを有する。

このような本発明によれば、モータ動力に基づいて制動力を発生するＥＭＢやＥＷＢにブレーキペダルの操作に連動したケーブルを介してボール間回転力で直進移動力を生成するＢＩＲ（Ｂａｌｌ Ｉｎ Ｒａｍｐ）を付加し、主制動作動の不良時、ブレーキペダルの操作によってＦ−Ｓ（Ｆａｉｌ−Ｓａｆｅ）の実現と安全のための非常制動力を発生できるようになっているため、油圧制動方式のように安定的なＦＲ（Ｆａｉｌｕｒｅ Ｒａｔｅ）を実車適用されたＥＭＢやＥＷＢにおいても実現できる効果がある。

また、本発明は、ＢＩＲ（Ｂａｌｌ Ｉｎ Ｒａｍｐ）をＥＭＢやＥＷＢタイプの制動装置にさらに付加してブレーキペダルに連動させ、ＢＢＷ（Ｂｒａｋｅ Ｂｙ Ｗｉｒｅ）制動装置に対する法律条件を充足させて商用化をより促進させることは勿論、前輪に比べて制動力が大きくない後輪側から主制動作用をすることができるため、実車適用性をより高めることができる効果もある。

本発明に係る安全な車両停止のための安全制動補助装置およびそれを用いた車両制動装置の構成図である。 本発明に係る電動制動装置の故障時における安全制動補助装置の制動作動図である。 本発明に係る安全制動補助装置の他の実施形態である。 本発明に係る安全制動補助装置を車両の主制動力提供部として後輪に適用させ、車両制動装置として利用した構成図である。 図４に係る安全制動補助装置の拘束状態図である。

以下、本発明の実施形態を添付した例示図面に基づいてより詳細に説明するが、下記の実施形態は一例に過ぎず、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が色々な他の形態で実現できるため、ここで説明する実施形態に限定されることはない。

図１は本発明に係る非常時車両停止のための安全制動装置およびそれを用いた車両制動装置を示すものであり、本発明の安全制動装置は、制動状態を制御するＥＣＵ１と、制動意志を実現するブレーキペダル２、およびホイールディスクＤを押さえて車両制動を実現するように、前記ＥＣＵ１の制御により駆動されるモータ基盤制動機４０から構成される。

さらに、本発明の安全制動装置は、必須に、前記モータ基盤制動機４０に付加され、モータの故障時、安全のための非常制動力をモータ基盤制動機４０に付与するＢＩＲ作動部２５と、前記ＢＩＲ作動部２５を作動させるように、ブレーキペダル２とＢＩＲ作動部２５との間を連結するペダル連動ＢＩＲ操作部とから構成される。

このように、前記モータ基盤制動機４０にＢＩＲ作動部２５が付加されＢＩＲ付加制動機２０を構成し、前記ＢＩＲ付加制動機２０はＢＩＲ（Ｂａｌｌ Ｉｎ Ｒａｍｐ）機能、すなわち、ボール（Ｂａｌｌ）を間に置いたランプ（Ｒａｍｐ）の回転によるボールの軌跡変化によって発生する直進移動力で、モータ基盤制動機４０をホイールディスクＤ側に押すＢＩＲ作動部２５を備え、ＥＣＵ１の制御により駆動されるモータ基盤制動機４０のモータの故障時またはモータ基盤制動機４０に対する電源供給不良に対しても、ブレーキペダル２の操作だけでＦ−Ｓ（Ｆａｉｌ−Ｓａｆｅ）の実現と共に安全のための非常制動力を発生して、油圧制動方式のように安定的なＦＲ（Ｆａｉｌｕｒｅ Ｒａｔｅ）を実現することができる。

ここで、前記モータ基盤制動機４０は、アクチュエータを介して作動するウェッジ組立体を利用してブレーキパッドをディスク側に加圧することによって摩擦させることで、入力を倍力するウェッジ作用で制動を実現する方式であるＥＷＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｗｅｄｇｅ Ｂｒａｋｅ）や、またはモータ動力を軸方向直線移動力に切り換えてホイールディスクを加圧するＥＭＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｂｒａｋｅ）を全て適用することができる。

本実施形態ではＥＭＢ方式をモータ基盤制動機４０に適用して説明する。
このように、本発明のＢＩＲ付加制動機２０のＢＩＲ作動部２５を操作して安全制動補助装置をなすペダル連動ＢＩＲ操作部は様々に構成されるが、本実施形態ではブレーキペダル２とＢＩＲ作動部２５との間をペダルの操作を受けて引っ張られるケーブル方式を適用する。

このためにペダル連動ＢＩＲ操作部は、ブレーキペダル２に連動する連動ロッド４と、前記連動ロッド４の移動時、油圧のヒステリシス（Ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ）特性でペダル踏力特性を追従するペダルシミュレータ３、およびブレーキペダル２が操作されても、ＢＩＲ付加制動機２０の作動不良に限ってブレーキペダル２の踏み込み量で、ＢＩＲ作動部２５を操作するケーブル１５を引っ張る選択連結部材から構成される。

このような、前記ペダルシミュレータ３は、油圧のヒステリシス（Ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ）特性を追従すると共に、ケーブル１５を引っ張るための荷重を伝達する作用をするように、一端がブレーキペダル２に固定された連動ロッド４が挿入されるハウジング５と、前記ハウジング５内において連動ロッド４に固定された移動ブラケット６の移動が加えられる踏力反応部材７とから構成される。

このような、前記踏力反応部材７は、移動ブラケット６の中央を中心に上・下に位置するスプリングから構成、すなわち、移動ブラケット６の中央で弾性的に支持されたメインスプリング７ａと共に、移動ブラケット６の上・下の両側で弾性的に支持された第１・２サブスプリング（７ｂ、７ｃ）を備える。
この時、前記メインスプリング７ａが有する長さに比べ、前記第１・２サブスプリング（７ｂ、７ｃ）の長さがより短く形成される。

このように前記踏力反応部材７が複数のスプリング（７ａ、７ｂ、７ｃ）から構成されることにより、連動ロッド４がブレーキペダル２の踏み込み量で前進移動して移動ブラケット６を前進させれば、前記移動ブラケット６の移動によりメインスプリング７ａが先に圧縮した後、ブレーキペダル２の踏み込み量の増大によってより大きい荷重が持続的に加えられれば、メインスプリング７ａと共に第１・２サブスプリング（７ｂ、７ｃ）も圧縮変形する。

このような、前記メインスプリング７ａと第１・２サブスプリング（７ｂ、７ｃ）から発生する時間差圧縮変形は運転者のペダル操作感を向上させるが、これは、制動時、ＥＣＵ１がブレーキペダル２の踏み込み量の程度を検知してモータ２２を駆動する方式であるモータ基盤制動機４０においても、運転者のペダル操作感を油圧のヒステリシス（Ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ）特性が追従するのと同様に感じることができる。

また、前記選択連結部材は、加えられる外力によって軸方向移動するＮＳＬ移動部材８と拘束部材１２とからなり、前記拘束部材１２は、ＢＩＲ付加制動機２０をなすモータ２２を制御するＥＣＵ１を介し、モータ２２が故障した時だけにＮＳＬ移動部材８に対する拘束を解除するように構成される。

このために、前記ＮＳＬ移動部材８は、外力が加えられれば解除されて直進移動するリード角（Ｌｅａｄ Ａｎｇｌｅ）の非常に大きいＮＳＬ（Ｎｏｎ−Ｓｅｌｆ Ｌｏｃｋｉｎｇ）タイプのスクリューであり、末端に荷重を受ける荷重入力端９ａを形成し、その反対側にケーブル１５が固定されたＮＳＬスクリュー軸９と、前記ＮＳＬスクリュー軸９に結合されたＮＳＬナット１０とから構成される。

ここで、前記ＮＳＬスクリュー軸９の末端に固定されたケーブル１５はポジションピン１６にかけられるが、前記ポジションピン１６はケーブル１５がＮＳＬスクリュー軸９によって容易に引っ張られるように作用する。
それに加え、前記ＮＳＬナット１０にはＮＳＬスクリュー軸９の解除を拘束するために外部で噛み合われる構造をさらに形成すると共に、ＮＳＬスクリュー軸９の移動距離を拘束するように、ＮＳＬナット１０の移動距離を拘束するストッパーブラケット１１がさらに備えられる。

それと共に、前記拘束部材１２はＮＳＬ（Ｎｏｎ−Ｓｅｌｆ Ｌｏｃｋｉｎｇ）タイプであるＮＳＬ移動部材８の移動を拘束し解除するためのものであり、このためにモータ２２の故障状態を検知するＥＣＵ１を介してオンになる時、ＮＳＬ移動部材８を解除するラチェットロッド１３ａを備えたソレノイド１３からなる。

この時、前記ラチェットロッド１３ａはＮＳＬ移動部材８をなすＮＳＬナット１０を拘束し解除し、このために前記ＮＳＬナット１０にはラチェットが噛み合われる構造になっている。
それに加え、前記拘束部材１２は、ソレノイド１３がオフになる時、ＮＳＬ移動部材８を拘束するラチェットロッド１３ａに弾性復元力を加えるリターンスプリング１４をさらに備える。

このような本実施形態による安全制動補助装置は、ブレーキペダル２側には、複数のスプリング（７ａ、７ｂ、７ｃ）を用いたペダルシミュレータ３と、ソレノイド１３のロック・解除作用を用いたＮＳＬタイプのＮＳＬ移動部材８を介して前記ケーブル１５が固定され、前記ケーブル１５の反対側には、ＢＩＲ付加制動機２０にはＢＩＲ（Ｂａｌｌ Ｉｎ Ｒａｍｐ）機能を実現するＢＩＲ作動部２５を固定し、ブレーキペダル２の操作力が選択的にＢＩＲ付加制動機２０側に伝達されて、ホイールディスクＤをロックする作用をする。

このような、前記ケーブル１５の作用はＢＩＲ付加制動機２０を構成するＥＭＢタイプのモータ基盤制動機４０の故障時に実現されるので、先ずモータ基盤制動機４０の正常作動について説明する。
すなわち、モータ基盤制動機４０は、車両の走行状態と制動条件などを考慮しながら、ブレーキペダル２の踏み込み量をセンサで把握したＥＣＵ１が所定形状のハウジング２１に収容されたモータ２２を駆動する。

このようなモータ２２の駆動は、図１を参照すれば、モータ２２の回転は駆動・従動ギア（２３ａ、２３ｂ）から構成された減速機２３を介して出力トルクに切り換えられ、出力トルクは再びパッド（Ｐｉ、Ｐｏ）をホイールディスクＤに押す軸方向直進移動力に切り換えられるように運動切り換え部材２４に伝達される。
この時、前記減速機２３は駆動ギア２３ａの回転をより大きい出力トルクに変換するように、従動ギア２３ｂの構成は通常的に複数ギアを利用して構成する。

また、前記運動切り換え部材２４は、スクリュー軸２４ａが回転すれば、前記スクリュー軸２４ａに結合された加圧ナット２４ｂがスクリュー軸２４ａを抜け出すように直進移動し、このような加圧ナット２４ｂの直進移動によってパッド（Ｐｉ、Ｐｏ）がホイールディスクＤを押して加圧する。
このような、前記モータ基盤制動機４０の正常作動はＢＩＲ付加制動機２０においても同様に実現される。
但し、モータ２２の故障のように正常制動が行われない場合には安全制動補助装置が作動する。

これは、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ＥＣＵ１がＢＩＲ付加制動機２０をなすモータ２２の異常を検知すると、前記ＥＣＵ１は、ラチェットロッド１３ａがリターンスプリング１４を引っ張りながら引き込まれるようにソレノイド１３をオンにさせ、ＮＳＬ移動部材８に対する拘束状態を解除する。

このように、ソレノイド１３のラチェットロッド１３ａがＮＳＬナット１０から分離し、ＮＳＬスクリュー軸９が移動できるようにすれば、運転者が踏むブレーキペダル２の踏み込み量によってケーブル１５が引っ張られ、このようなケーブル１５の移動により、ＢＩＲ付加制動機２０をなすＢＩＲ作動部２５が減速機２３側を加圧し、減速機２３と共に運動切り換え部材２４がパッド（Ｐｉ、Ｐｏ）をホイールディスクＤ側に押して制動力を発生するようになる。

すなわち、ブレーキペダル２の踏み込み量が連動ロッド４を介してペダルシミュレータ３に伝達されれば、前記連動ロッド４を介して移動ブラケット６が移動し、メインスプリング７ａが圧縮した後、より大きい力で第１・２サブスプリング（７ｂ、７ｃ）も圧縮し、ブレーキペダル２の踏力を伝達する。

その次、スプリング（７ａ、７ｂ、７ｃ）を介して伝達された荷重は荷重入力端９ａを介してＮＳＬスクリュー軸９を直進移動させ、このようなＮＳＬスクリュー軸９の直進移動はポジションピン１６にかけられたケーブル１５を引っ張るようになる。
この時、前記ＮＳＬスクリュー軸９の移動はＮＳＬナット１０がソレノイド１３から拘束力を受けないことに起因する。

このように、引っ張られるケーブル１５の反対側に固定されたＢＩＲ付加制動機２０のＢＩＲ作動部２５に力を加えるようになり、前記ケーブル１５から力を受けたＢＩＲ作動部２５は回転と同時に軸方向移動力を発生するようになる。
すなわち、前記ケーブル１５が固定されたヒンジレバー１７が引張力で回転すれば、前記ヒンジレバー１７を介して入力ランプ２６が回転し、前記入力ランプ２６の回転によって入力ランプ２６の溝に位置したボール２８の位置も移動し、反対側をなす出力ランプ２７を押し出すようになる。

このような、ボール２８の作用によって押し出される出力ランプ２７は減速機２３側を加圧、すなわち、前記減速機２３をなす駆動ギア２３ａに平行に噛み合われた従動ギア２３ｂを押し出すように加圧する。
このような加圧力を受けた従動ギア２３ｂは駆動ギア２３ａに対してスライディング（Ｓｌｉｄｉｎｇ）し、これは、前記駆動ギア２３ａに固定され共に回転するスクリュー軸２４ａを押し出し、それと同時にスクリュー軸２４ａと共に加圧ナット２４ｂを押し出すため、パッド（Ｐｉ、Ｐｏ）は加圧ナット２４ｂの直進移動によってホイールディスクＤを加圧して制動力を生成させるようになる。

これにより、モータ２２の故障でホイールディスクＤを加圧する出力トルクが発生しなくても、ブレーキペダル２の操作によってケーブル１５が引っ張られると同時に、ＢＩＲ作動部２５が軸方向移動荷重を発生させることにより、パッド（Ｐｉ、Ｐｏ）がホイールディスクＤを押さえる非常制動状態を作るようになる。

一方、本発明の安全制動補助装置は様々な変形構造を有し得、その一例として、ブレーキペダル２とケーブル１５との間を連結するペダルシミュレータ３の構造を様々に変形することができる。
これは、図３に示すように、ブレーキペダル２に固定された連動ロッド４から直接力を受ける複数スプリング（７ａ、７ｂ、７ｃ）からなる踏力反応部材７を異に構成した踏力チューニング部材３０を適用することもできる。

このような、前記踏力チューニング部材３０はメインスプリング７ａとサブスプリング（７ｂ、７ｃ）を利用した油圧のヒステリシス（Ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ）特性追従性能をより向上するためのものであり、一例として、内部に流体を充填し、流体圧力で前進しながらスプリング弾性復原力によって初期復帰するダンパーを備え、前記ダンパーにはＮＳＬスクリュータイプのＮＳＬスクリュー軸９が結合されるように構成することができる。

ここで、前記ＮＳＬスクリュー軸９にはＮＳＣｌタイプのＮＳＬナット１０が結合される。
また、前記ＮＳＬスクリュー軸９の移動を拘束・解除するようにＮＳＬナット１０と結合されるラチェットロッド１３ａは、モータ２２の故障状態を検知するＥＣＵ１を介してオンになる時、ＮＳＬナット１０に対する噛み合いを解除するように、ソレノイド１３を介して作動し、前記ラチェットロッド１３ａには、ソレノイド１３がオフになる時、弾性復元力を加えるリターンスプリング１４も備えられる。

一方、本発明の安全制動装置を適用した車両制動装置は、図１に示すように、基本的にＢＩＲ作動部２５が付加され、ＢＩＲ付加制動機２０を前輪に設置し、ブレーキペダル２を介して操作されるケーブル１５をＢＩＲ作動部２５に連結させ、ＢＩＲ作動部２５が備えられていないモータ基盤制動機４０を後輪に設置する構成が好ましい。

しかし、通常的な前輪駆動車両において、前輪に比べて後輪に必要な制動力の大きさが相対的に小さくても制動を十分に実現することにより、前輪にモータ基盤制動機４０を設置し、後輪にはケーブル１５で連結させたＢＩＲ作動部２５が付加されＢＩＲ付加制動機２０を設置することができる。

このような構成は、図４に示すように、制動時、前輪のモータ基盤制動機４０はモータを介した出力トルクを用いる反面、後輪ＢＩＲ付加制動機２０はケーブル１５を介したＢＩＲ作動部２５から発生した軸方向移動荷重を制動作用として用い、モータの出力トルクは単にパッド摩耗補正のような機能のためにだけ作用するように実現される。

これにより、後輪用ＢＩＲ付加制動機２０はモータ仕様をより下げ、キャリパーのような諸構成要素に対する仕様も全般的に下げることができる長所を実現できるようになる。
このような変形実施形態において、安全制動補助装置の作動は単純付加制動力の発生時とは逆に作動し、すなわち、ソレノイド１３のオン・オフによるケーブル１５の作動が逆に作用する。

これは、図４に示すように、ソレノイド１３のオフ状態では、ソレノイド１３のラチェットロッド１３ａがＮＳＬナット１０を解除状態におくことにより、ブレーキペダル２が押されると、連動ロッド４の移動によってペダルシミュレータ（３、実施形態による踏力チューニング部材３０）がＮＳＬスクリュー軸９に力を加える。
このように、前記ＮＳＬスクリュー軸９が力を受けることにより、ソレノイド１３の拘束解除によって回転するＮＳＬナット１０の作用でＮＳＬスクリュー軸９が前進し、このようなＮＳＬスクリュー軸９の前進によってケーブル１５が引っ張られる。

その次、前記ケーブル１５の引っ張れはＢＩＲ付加制動機２０のＢＩＲ作動部２５に力を加えるようになり、前記ケーブル１５から力を受けたＢＩＲ作動部２５は入力ランプ２６の回転とボール２８の作用によって出力ランプ２７から軸方向移動力が発生する。

このような、ＢＩＲ作動部２５の軸方向移動力は減速機２３を加圧、すなわち、減速機２３の駆動ギア２３ａから加圧力を受けた従動ギア２３ｂがスライディング移動し、これによって前記駆動ギア２３ａに固定されたスクリュー軸２４ａと加圧ナット２４ｂが押し出され、パッド（Ｐｉ、Ｐｏ）をホイールディスクＤ側に押すことによって、ホイールディスクＤが停止して制動状態を実現するようになる。

この時、前記ＢＩＲ作動部２５を介してホイールディスクＤを押さえる制動力は、モータ２２を介した出力トルクに比べて多少小さく、これは、前輪にモータ基盤制動機４０が取り付けられた状態で後輪側には前輪に比べ相対的に小さい制動力が要求されるため、車両の制動実現に対する安定性を十分確保することができる。
これとは異なり、本実施形態は、ソレノイド１３がオン状態に切り換えられると、図５に示すように、前記ソレノイド１３のラチェットロッド１３ａが引き出され、ＮＳＬナット１０のラチェット部位に噛み合って拘束状態に切り換える。

このような、ソレノイド１３の作動は、ＮＳＬスクリュー軸９の移動を拘束して、外力のブレーキペダル２側への伝達を遮断、特に、ＡＢＳ実現時、ケーブル１５を通して逆流する外力（制動力など）が、ＮＳＬスクリュー軸９とペダルシミュレータ（３、実施形態による踏力チューニング部材３０）において遮断させることにより、運転者が踏んでいるブレーキペダル２側に流入しないためにペダル感を向上させることができる。

１：ＥＣＵ
２：ペダル
３：ペダルシミュレータ
４：連動ロッド
５、２１：ハウジング
６：移動ブラケット
７：踏力反応部材
７ａ：メインスプリング
７ｂ、７ｃ：第１・２サブスプリング
８：ＮＳＬ移動部材
９：ＮＳＬスクリュー軸
９ａ：荷重入力端
１０：ＮＳＬナット
１１：ストッパーブラケット
１２：拘束部材
１３：ソレノイド
１３ａ：ラチェットロッド
１４：リターンスプリング
１５：ケーブル
１６：ポジションピン
２０：ＢＩＲ付加制動機
２２：モータ
２３：減速機
２３ａ、２３ｂ：駆動・従動ギア
２４：運動切り換え部材
２４ａ：スクリュー軸
２４ｂ：加圧ナット
２５：ＢＩＲ（Ｂａｌｌ Ｉｎ Ｒａｍｐ）作動部
２６、２７：入力・出力ランプ
２８：ボール
３０：踏力チューニング部材
４０：モータ基盤制動機
Ｄ：ホイールディスク
Ｐｉ、Ｐｏ：インナー・アウターパッド

Claims (11)

1. 車両制動のために、車両状態を検知し制動を制御するＥＣＵ；
   踏み込み量ストロークを前記ＥＣＵに送信するセンサを備えたブレーキペダル；
   ホイールディスクを押さえて車両制動を実現するように、前記ＥＣＵの制御により駆動され、出力トルクを発生するモータを備えたモータ基盤制動機；
   前記モータの故障を検知した前記ＥＣＵの制御によって前記ブレーキペダルの押しが反映され、前記モータ基盤制動機側につながったケーブルが引っ張られるペダル連動ＢＩＲ操作部；および
   前記ケーブルの引張力から発生する回転によって軸方向直進移動力を発生し、軸方向直進移動力によってモータ基盤制動機部位がパッドをホイールディスク側に押すように、前記モータ基盤制動機のパッド加圧部側に取り付けられたＢＩＲ作動部；
   から構成されることを特徴とする非常時車両停止のための安全制動装置。
2. 前記ペダル連動ＢＩＲ操作部は、ブレーキペダルに連動する連動ロッドと、
   前記連動ロッドのブレーキペダルを介した移動時、スプリングを介して油圧のヒステリシス特性でペダル踏力特性を追従するペダルシミュレータ、および
   ＥＣＵを介してオフ状態に切り換えない時、前記ペダルシミュレータが加える荷重による軸方向移動力を拘束し、ケーブルが引っ張られないようにオン・オフになるソレノイドを備えた選択連結部材
   から構成されることを特徴とする、請求項１に記載の非常時車両停止のための安全制動装置。
3. 前記ペダルシミュレータは、ハウジング内においてブレーキペダルに固定された連動ロッドと共に移動する移動ブラケットと、
   前記移動ブラケットに弾性的に支持され、ストローク進行で圧縮した後、加えられる荷重を伝達する少なくとも一つ以上のスプリングからなる踏力反応部材とから構成されることを特徴とする、請求項２に記載の非常時車両停止のための安全制動装置。
4. 前記踏力反応部材はハウジングに充填された流体であることを特徴とする、請求項３に記載の非常時車両停止のための安全制動装置。
5. 前記選択連結部材は、加えられる外力によって軸方向移動を有するＮＳＬ（Ｎｏｎ−Ｓｅｌｆ Ｌｏｃｋｉｎｇ）タイプのスクリューであり、一側はペダルシミュレータから荷重を受け、直進移動で引っ張られるケーブルを反対側に固定させたＮＳＬスクリュー軸と、前記ＮＳＬスクリュー軸に結合されたＮＳＬナット、
   リターンスプリングで弾性的に支持され、前記ＮＳＬナットを拘束・解除するラチェットロッドを備え、ＥＣＵを介してオン・オフになるソレノイドから構成されることを特徴とする、請求項３に記載の非常時車両停止のための安全制動装置。
6. 前記ＢＩＲ作動部は、ケーブルがヒンジ軸の反対側に固定されたヒンジレバーと、
   前記ヒンジレバーを介して回転する入力ランプ、前記入力ランプに対面した出力ランプ、および
   前記入力・出力ランプ間の窪んだ溝に位置し、入力ランプの回転によって位置移動し、位置移動によって前記出力ランプを軸方向に押し出すボールから構成されることを特徴とする、請求項１に記載の非常時車両停止のための安全制動装置。
7. 前記モータ基盤制動機は、ＥＣＵが駆動させるモータと、
   前記モータの回転力を出力トルクに変換するように、駆動・従動ギアからなる減速機、および
   前記減速機から発生した出力トルクを軸方向直線移動に切り換え、ホイールディスクにパッドを押すスクリュー軸に結合された加圧ナットから構成されることを特徴とする、請求項６に記載の非常時車両停止のための安全制動装置。
8. 前記減速機をなす従動ギアはＢＩＲ作動部から軸方向加圧力を受けることを特徴とする、請求項７に記載の非常時車両停止のための安全制動装置。
9. 車両制動のために、車両状態を検知し制動を制御するＥＣＵ；
   踏み込み量ストロークを前記ＥＣＵに送信するセンサを備えたブレーキペダル；
   後輪のホイールディスクを押さえて車両制動を実現するように、前記ＥＣＵの制御により駆動されるモータと、モータの回転力によって出力トルクを発生する減速機、および前記減速機の出力トルクによってパッドをホイールディスクに押す軸方向移動力を発生するスクリュー軸に結合された加圧ナットからなるモータ基盤制動機；
   前記ブレーキペダルに連動する連動ロッドの移動時、スプリングを介して油圧のヒステリシス特性でペダル踏力特性を追従するペダルシミュレータと、ＮＳＬ（Ｎｏｎ−Ｓｅｌｆ Ｌｏｃｋｉｎｇ）タイプのスクリューからなり、前記ペダルシミュレータが加える荷重によって軸方向移動する時、固定されたケーブルを引っ張るＮＳＬスクリュー軸に結合されたＮＳＬナット、およびＥＣＵを介してオフ状態に切り換えない時、ケーブルが引っ張られないようにＮＳＬナットを拘束するソレノイドからなるペダル連動ＢＩＲ操作部；および
   前記ケーブルが固定されたヒンジレバーを介して回転する入力ランプに対面した出力ランプ間に、入力ランプの回転を出力ランプを軸方向移動に切り換えるボールからなるＢＩＲ作動部を備え、前記ＢＩＲ作動部が軸方向直進移動力によって前記モータ基盤制動機部位がパッドをホイールディスク側に押すように、前輪側に取り付けられたＢＩＲ付加制動機；
   から構成されることを特徴とする非常時車両停止のための安全制動装置を用いた車両制動装置。
10. 車両制動のために、車両状態を検知し制動を制御するＥＣＵ；
    踏み込み量ストロークを前記ＥＣＵに送信するセンサを備えたブレーキペダル；
    前輪のホイールディスクを押さえて車両制動を実現するように、前記ＥＣＵの制御により駆動されるモータと、モータの回転力によって出力トルクを発生する減速機、および前記減速機の出力トルクによってパッドをホイールディスクに押す軸方向移動力を発生するスクリュー軸に結合された加圧ナットからなるモータ基盤制動機；
    前記ブレーキペダルに連動する連動ロッドの移動時、スプリングを介して油圧のヒステリシス特性でペダル踏力特性を追従するペダルシミュレータと、ＮＳＬ（Ｎｏｎ−Ｓｅｌｆ Ｌｏｃｋｉｎｇ）タイプのスクリューからなり、前記ペダルシミュレータが加える荷重によって軸方向移動する時、固定されたケーブルを引っ張るＮＳＬスクリュー軸に結合されたＮＳＬナット、およびＥＣＵを介してオフ状態に切り換えない時、ケーブルが引っ張られないようにＮＳＬナットを拘束するソレノイドからなるペダル連動ＢＩＲ操作部；および
    前記ケーブルが固定されたヒンジレバーを介して回転する入力ランプに対面した出力ランプ間に、入力ランプの回転を出力ランプを軸方向移動に切り換えるボールからなるＢＩＲ作動部を備え、前記ＢＩＲ作動部が軸方向直進移動力によって前記モータ基盤制動機部位がパッドをホイールディスク側に押すように、後輪側に取り付けられたＢＩＲ付加制動機；
    から構成されることを特徴とする非常時車両停止のための安全制動装置を用いた車両制動装置。
11. 前記ＥＣＵは、ソレノイドがオフ状態では、ソレノイドのラチェットロッドがＮＳＬナットを解除状態にし、ブレーキペダルが踏まれると、連動ロッドの移動によってペダルシミュレータがＮＳＬスクリュー軸に力を加え、前記ＮＳＬスクリュー軸が力を受けて前進移動してケーブルが引っ張られ、
    ソレノイドがオン状態では、ソレノイドのラチェットロッドがＮＳＬナットを拘束状態にし、ブレーキペダルが踏まれる時にもケーブルが引っ張れないようにすると共に、
    前記ＥＣＵは、パッド摩耗調整のような主制動以外の作用を実現するように、モータの回転力を制御するようになっていることを特徴とする、請求項１０に記載の非常時車両停止のための安全制動装置を用いた車両制動装置。

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