JP2010241314A - Ｂｂｗ式ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＢＢＷ式ブレーキ装置において、マスタシリンダのピストンの固着現象によりペダルフィーリングが極端に変化する可能性を最小限に抑える。
【解決手段】 ＢＢＷ式ブレーキ装置のタンデム型のマスタシリンダ１１のブレーキペダル１２から遠い側のプライマリ液圧室１３Ｂと、ブレーキペダル１２に近い側のセカンダリ液圧室１３Ａとのうち、前記セカンダリ液圧室１３Ａにストロークシミュレータ２６を接続したので、マスタシリンダ１１のプライマリピストン６７Ｂが固着した場合でも、ストロークシミュレータ２６に接続されたセカンダリ液圧室１３Ａは容積の縮小が可能であるため、セカンダリ液圧室１３Ａに臨むセカンダリピストン６７Ａが前進可能になり、よってセカンダリピストン６７Ａに接続されブレーキペダル１２の踏込みが可能になって運転者の違和感を解消することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、運転者のブレーキペダルの操作により作動するタンデム型のマスタシリンダと、前記マスタシリンダおよびホイールシリンダ間に配置されて電気的にブレーキ液圧を発生する電動ブレーキ液圧発生手段と、前記マスタシリンダが送出するブレーキ液を吸収して前記ブレーキペダルのストロークを可能にするストロークシミュレータとを備えるＢＢＷ式ブレーキ装置に関する。

運転者によるブレーキペダルの操作を電気信号に変換し、この電気信号に基づいて作動するスレーブシリンダが発生したブレーキ液圧でホイールシリンダを作動させるとともに、スレーブシリンダの失陥時のバックアップ用としてブレーキペダルで作動するタンデム型のマスタシリンダを設け、スレーブシリンダの正常時にはマスタシリンダが送出するブレーキ液をストロークシミュレータで吸収することでブレーキペダルのストロークを可能にする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。

特開２００８−１１０６３３号公報

ところで上記従来のものは、本願明細書の「発明を実施するための形態」の欄で詳述するように、ストロークシミュレータのピストン、マスタシリンダのプライマリピストンおよびマスタシリンダのセカンダリピストンの何れが固着した場合であっても、マスタシリンダに接続されたブレーキペダルが液圧ロックされて踏込み不能になるため、ペダルフィーリングが極端に変化して運転者に違和感を与える可能性があった。

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、マスタシリンダのピストンの固着現象によりペダルフィーリングが極端に変化する可能性を最小限に抑え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、運転者のブレーキペダルの操作により作動するタンデム型のマスタシリンダと、前記マスタシリンダおよびホイールシリンダ間に配置されて電気的にブレーキ液圧を発生する電動ブレーキ液圧発生手段と、前記マスタシリンダが送出するブレーキ液を吸収して前記ブレーキペダルのストロークを可能にするストロークシミュレータとを備え、前記マスタシリンダおよび前記電動ブレーキ液圧発生手段の連通を遮断した状態で、前記電動ブレーキ液圧発生手段が前記ブレーキペダルの操作に応じたブレーキ液圧を発生して前記ホイールシリンダを作動させるＢＢＷ式ブレーキ装置において、前記マスタシリンダは、前記ブレーキペダルから遠い側のプライマリピストンと、前記ブレーキペダルに近い側のセカンダリピストンと、前記プライマリピストンの前方に区画されたプライマリ液圧室と、前記プライマリピストンの後方であって前記セカンダリピストンの前方に区画されたセカンダリ液圧室とを備え、前記ストロークシミュレータは前記セカンダリ液圧室に接続されることを特徴とするＢＢＷ式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、請求項１の構成に加えて、前記ブレーキペダルと前記マスタシリンダとの間に踏力伝達部材および弾発部材が配置され、前記踏力伝達部材には前記ブレーキペダルが操作されても前記マスタシリンダが作動しない隙間が設定され、前記隙間が消滅する前は、前記ブレーキペダルに加えられた踏力が前記弾発部材を弾性変形させながら前記マスタシリンダに伝達されるとともに、前記隙間が消滅した後は、前記ブレーキペダルに加えられた踏力が前記踏力伝達部材を介して前記マスタシリンダに直接伝達されることを特徴とするＢＢＷ式ブレーキ装置が提案される。

尚、実施例のスレーブシリンダ２３は本発明の電動ブレーキ液圧発生手段に対応し、実施の形態のプッシュロッド６３は本発明の踏力伝達部材に対応し、実施の形態の反力スプリング６６は本発明の弾発部材に対応する。

請求項１の構成によれば、ＢＢＷ式ブレーキ装置のタンデム型のマスタシリンダのブレーキペダルから遠い側のプライマリ液圧室と、ブレーキペダルに近い側のセカンダリ液圧室とのうち、前記プライマリ液圧室にストロークシミュレータを接続したので、マスタシリンダのプライマリピストンが固着した場合でも、ストロークシミュレータに接続されたセカンダリ液圧室は容積の縮小が可能であるため、セカンダリ液圧室に臨むセカンダリピストンが前進可能になり、よってセカンダリピストンに接続されブレーキペダルの踏込みが可能になって運転者の違和感を解消することができる。

また請求項２の構成によれば、ブレーキペダルとマスタシリンダとの間に踏力伝達部材および弾発部材を配置し、踏力伝達部材にはブレーキペダルが操作されてもマスタシリンダが作動しない隙間を設定したので、ブレーキペダルがストロークして前記隙間が消滅するまでは、ブレーキペダルに加えられた踏力が弾発部材を弾性変形させながらマスタシリンダに伝達され、ブレーキペダルがストロークして前記隙間が消滅した後は、ブレーキペダルに加えられた踏力が踏力伝達部材を介してマスタシリンダに直接伝達される。従って、ブレーキペダルを操作したときに最初に発生するペダル反力をマスタシリンダではなく弾発部材により発生させることができ、弾発部材のばね定数やセット荷重を設定することでブレーキペダルのペダル反力を任意に調整してペダルフィーリングを向上させることができる。

ＢＢＷ式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。 図１の３部拡大図。

以下、図１〜図３に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

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セカンダリ液圧室１３Ａおよびプライマリ液圧室１３Ｂを備えており、セカンダリ液圧室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、プライマリ液圧室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開閉弁２２Ａが配置され、液路Ｑａ，Ｑｂ間に常開型電磁弁である開閉弁２２Ｂが配置され、液路Ｐｂ，Ｑｂと液路Ｐｃ，Ｑｃとの間にスレーブシリンダ２３が配置される。またセカンダリ液圧室１３Ａから延びる液路Ｐａ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にシミュレータスプリング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の反シミュレータスプリング２８側に形成された液圧室３０が液路Ｒｂに連通する。反力許可弁２５をバイパスするように、ストロークシミュレータ２６側からマスタシリンダ１１側へのブレーキ液の流通のみを許可するチェックバルブ２４が接続される。

スレーブシリンダ２３のアクチュエータ５１は、電動モータ５２の回転軸に設けた駆動ベベルギヤ５３と、駆動ベベルギヤ５３に噛合する従動ベベルギヤ５４と、従動ベベルギヤ５４により作動するボールねじ機構５５とを備える。アクチュエータハウジング５６に一対のボールベアリング５７，５７を介してスリーブ５８が回転自在に支持されており、このスリーブ５８の内周に出力軸５９が同軸に配置されるとともに、その外周に従動ベベルギヤ５４が固定される。

スレーブシリンダ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セカンダリピストン３８Ａおよびプライマリピストン３８Ｂが摺動自在に配置されており、セカンダリピストン３８Ａの前方にセカンダリ液圧室３９Ａが区画され、プライマリピストン３８Ｂの前方にプライマリ液圧室３９Ｂが区画される。セカンダリピストン３８Ａの後端に前記出力軸５９の前端が当接する。セカンダリ液圧室３９Ａはポート４０Ａ，４１Ａを介して液路Ｐｂ，Ｐｃに連通し、プライマリ液圧室３９Ｂはポート４０Ｂ，４１Ｂを介して液路Ｑｂ，Ｑｃに連通する。

ブレーキペダル１２には、そのストロークを検出するストロークセンサＳａが設けられ、液路Ｐｃにはスレーブシリンダ２３のセカンダリ液圧室３９Ａが発生するブレーキ液圧を検出する液圧センサＳｂが設けられる。ストロークセンサＳａおよび液圧センサＳｂからの信号が入力される図示せぬ電子制御ユニットは、開閉弁２２Ａ，２２Ｂ、反力許可弁２５およびスレーブシリンダ２３の作動を制御する。

図３から明らかなように、支点ピン６１で上端を枢支されたブレーキペダル１２の中間部に支点ピン６２を介してプッシュロッド６３の後端が枢支される。プッシュロッド６３のブレーキペダル１２側の端部に設けたスプリングシート６４と、マスタシリンダ１１のセカンダリピストン６７Ａの後端との間に、コイルスプリングよりなる反力スプリング６６が縮設される。マスタシリンダ１１のセカンダリ液圧室１３Ａの後方に配置したセカンダリピストン６７Ａはセカンダリリターンスプリング６８Ａで後方に付勢され、マスタシリンダ１１のプライマリ液圧室１３Ｂの後方に配置したプライマリピストン６７Ｂはプライマリリターンスプリング６８Ｂで後方に付勢される。プライマリリターンスプリング６８Ｂのばね定数は、セカンダリリターンスプリング６８Ａのばね定数よりも小さく設定されている。ブレーキペダル１２の非操作時において、ブレーキペダル１２から前方に延びるプッシュロッド６３の前端とセカンダリピストン６７Ａの後端との間には、無効ストロークを発生させるための隙間αが形成される。

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、運転者がブレーキペダル１２を踏んだことをストロークセンサＳａが検出すると、常開型電磁弁よりなる開閉弁２２Ａ，２２Ｂが励磁されて閉弁するとともに、常閉型電磁弁よりなる反力許可弁２５が励磁されて開弁し、スレーブシリンダ２３のアクチュエータ５１が作動する。即ち、電動モータ５２を一方向に駆動すると、駆動ベベルギヤ５３、従動ベベルギヤ５４およびボールねじ機構５５を介して出力軸５９が前進することで、出力軸５９に押圧されたセカンダリピストン３８Ａおよびプライマリピストン３８Ｂが前進する。開閉弁２２Ａ，２２Ｂが閉弁しているため、両ピストン３８Ａ，３８Ｂが前進を開始した直後にセカンダリ液圧室３９Ａおよびプライマリ液圧室３９Ｂにブレーキ液圧が発生し、このブレーキ液圧は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。

このとき、マスタシリンダ１１のセカンダリ液圧室１３Ａ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の液圧室３０に伝達され、そのピストン２９をシミュレータスプリング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Ｐｃに設けた液圧センサＳｂで検出したスレーブシリンダ２３によるブレーキ液圧が、ストロークセンサＳａで検出したブレーキペダル１２のストロークに応じた大きさになるように、スレーブシリンダ２３のアクチュエータ５１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。

さて本願発明の特徴は、従来はマスタシリンダ１１のプライマリ液圧室１３Ｂに接続されていたストロークシミュレータ２６を、マスタシリンダ１１のセカンダリ液圧室１３Ａに接続した点にある。従来、ストロークシミュレータ２６をマスタシリンダ１１のプライマリ液圧室１３Ｂに接続していた理由は以下の通りである。

プライマリリターンスプリング６８Ｂのばね定数は、セカンダリリターンスプリング６８Ａのばね定数よりも小さく設定されているため、運転者がブレーキペダル１２を踏み始めると、先ずばね定数が小さいプライマリリターンスプリング６８Ｂが圧縮されてプライマリピストン６７Ｂが前進を開始することで、プライマリ液圧室１３Ｂに接続されたストロークシミュレータ２６にブレーキ液を速やかに供給することができ、これによりブレーキペダル１２の踏込み初期の反力を小さくしてペダルフィーリングを高めることができるからである。

しかしながら、ストロークシミュレータ２６をマスタシリンダ１１のプライマリ液圧室１３Ｂに接続すると、以下のような問題が発生する。即ち、ストロークシミュレータ２６のピストン２９が固着した場合、マスタシリンダ１１のプライマリ液圧室１３Ｂの容積が縮小不能になってプライマリピストン６７Ｂが前進不能になるため、セカンダリピストン６７Ａが前進不能になり、ブレーキペダル１２が前進不能にロックされて運転者に違和感を与えることになる。

またマスタシリンダ１１のプライマリピストン６７Ｂが固着した場合もセカンダリピストン６７Ａが前進不能になり、ブレーキペダル１２が前進不能にロックされて運転者に違和感を与えることになる。勿論、マスタシリンダ１１のセカンダリピストン６７Ａが固着した場合にも、ブレーキペダル１２が前進不能にロックされて運転者に違和感を与えることになる。

このように、ストロークシミュレータ２６をマスタシリンダ１１のプライマリ液圧室１３Ｂに接続すると、ストロークシミュレータ２６のピストン２９、マスタシリンダ１１のプライマリピストン６７Ｂおよびマスタシリンダ１１のセカンダリピストン６７Ａの何れが固着した場合でも、ブレーキペダル１２が前進不能にロックされることになる。

それに対して本実施の形態によれば、ストロークシミュレータ２６をマスタシリンダ１１のセカンダリ液圧室１３Ａに接続したことで、ストロークシミュレータ２６のピストン２９あるいはマスタシリンダ１１のセカンダリピストン６７Ａが固着した場合には、従来と同じにブレーキペダル１２が前進不能にロックされてしまうが、マスタシリンダ１１のプライマリピストン６７Ｂが固着した場合には、セカンダリ液圧室１３Ａのブレーキ液をストロークシミュレータ２６に逃がすことができるので、セカンダリ液圧室１３Ａの容積が縮小可能になってセカンダリピストン６７Ａが前進可能になるため、ブレーキペダル１２が前進可能に維持されて運転者の違和感を解消することができる。

ところで、上述したように、従来はストロークシミュレータ２６をマスタシリンダ１１のプライマリ液圧室１３Ｂに接続することで、ブレーキペダル１２の踏み始めの反力を小さくしてペダルフィーリングを高めているが、本実施の形態ではストロークシミュレータ２６をマスタシリンダ１１のセカンダリ液圧室１３Ａに接続したことで、ブレーキペダル１２の踏み始めの反力が大きくなってペダルフィーリングが低下する懸念がある。本実施の形態では、この問題を以下のようにして解決している。

運転者がブレーキペダル１２を踏むと、図３に示すように、反力スプリング６６を圧縮しながらプッシュロッド６３が前進するが、プッシュロッド６３とセカンダリピストン６７Ａとの間に隙間αが存在するため、運転者がブレーキペダル１２に加えた踏力はプッシュロッド６３を介することなく、ブレーキペダル１２から反力スプリング６６を介してセカンダリピストン６７Ａに伝達される。

従って、反力スプリング６６のセット荷重を、セカンダリリターンスプリング６８Ａおよびプライマリリターンスプリング６８Ｂのセット荷重よりも小さく設定しておくことでブレーキペダル１２の踏み始めの反力を小さくすることができ、本実施の形態でストロークシミュレータ２６をマスタシリンダ１１のセカンダリ液圧室１３Ａに接続したことによる欠点、つまりブレーキペダル１２の踏み始めの反力が大きくなってペダルフィーリングが低下する問題を解消することができる。

尚、電源の失陥等によりスレーブシリンダ２３が作動不能になると、スレーブシリンダ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。

即ち、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開閉弁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は自動的に閉弁する。この状態では、マスタシリンダ１１のセカンダリ液圧室１３Ａおよびプライマリ液圧室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、スレーブシリンダ２３のセカンダリ液圧室３９Ａおよびプライマリ液圧室３９Ｂ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。

運転者がブレーキペダル１２を踏み込んでマスタシリンダ１１のセカンダリ液圧室１３Ａが送出したブレーキ液がストロークシミュレータ２６に吸収された状態で電源が失陥すると、常閉型電磁弁よりなる反力許可弁２５が自動的に閉弁してストロークシミュレータ２６の液圧室３０にブレーキ液が閉じ込められるが、そのブレーキ液はチェックバルブ２４を通過してマスタシリンダ１１側に戻されるので、ブレーキ液が不足してブレーキペダル１２の位置が変化してしまうのを防止することができる。

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、実施の形態ではプッシュロッド６３とマスタシリンダ１１のセカンダリピストン６７Ａとの間に隙間αおよび反力スプリング６６を設けているが、それらを廃止してプッシュロッド６３をマスタシリンダ１１のセカンダリピストン６７Ａに直接接触させても良い。

１１ マスタシリンダ
１２ ブレーキペダル
１３Ａ セカンダリ液圧室
１３Ｂ プライマリ液圧室
１６ ホイールシリンダ
１７ ホイールシリンダ
２０ ホイールシリンダ
２１ ホイールシリンダ
２３ スレーブシリンダ（電動ブレーキ液圧発生手段）
２６ ストロークシミュレータ
６３ プッシュロッド（踏力伝達部材）
６６ 反力スプリング（弾発部材）
α 隙間

Claims (2)

1. 運転者のブレーキペダル（１２）の操作により作動するタンデム型のマスタシリンダ（１１）と、
   前記マスタシリンダ（１１）およびホイールシリンダ（１６，１７；２０，２１）間に配置されて電気的にブレーキ液圧を発生する電動ブレーキ液圧発生手段（２３）と、
   前記マスタシリンダ（１１）が送出するブレーキ液を吸収して前記ブレーキペダル（１２）のストロークを可能にするストロークシミュレータ（２６）とを備え、
   前記マスタシリンダ（１１）および前記電動ブレーキ液圧発生手段（２３）の連通を遮断した状態で、前記電動ブレーキ液圧発生手段（２３）が前記ブレーキペダル（１２）の操作に応じたブレーキ液圧を発生して前記ホイールシリンダ（１６，１７；２０，２１）を作動させるＢＢＷ式ブレーキ装置において、
   前記マスタシリンダ（１１）は、前記ブレーキペダル（１２）から遠い側のプライマリピストン（６７Ｂ）と、前記ブレーキペダル（１２）に近い側のセカンダリピストン（６７Ａ）と、前記プライマリピストン（６７Ｂ）の前方に区画されたプライマリ液圧室（１３Ｂ）と、前記プライマリピストン（６７Ｂ）の後方であって前記セカンダリピストン（６７Ａ）の前方に区画されたセカンダリ液圧室（１３Ａ）とを備え、前記ストロークシミュレータ（２６）は前記セカンダリ液圧室（１３Ａ）に接続されることを特徴とするＢＢＷ式ブレーキ装置。
2. 前記ブレーキペダル（１２）と前記マスタシリンダ（１１）との間に踏力伝達部材（６３）および弾発部材（６６）が配置され、前記踏力伝達部材（６３）には前記ブレーキペダル（１２）が操作されても前記マスタシリンダ（１１）が作動しない隙間（α）が設定され、前記隙間（α）が消滅する前は、前記ブレーキペダル（１２）に加えられた踏力が前記弾発部材（６６）を弾性変形させながら前記マスタシリンダ（１１）に伝達されるとともに、前記隙間（α）が消滅した後は、前記ブレーキペダル（１２）に加えられた踏力が前記踏力伝達部材（６３）を介して前記マスタシリンダ（１１）に直接伝達されることを特徴とする、請求項１に記載のＢＢＷ式ブレーキ装置。

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