JP2011079525A - 電動倍力装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ブレーキペダル8と連動する入力ロッド9から入力推力が付与される入力ピストン22と、電動モータ41を駆動源とする電動アクチュエータ40からブースタ推力が付与されるブースタピストン21とを相対移動可能に配設し、両ピストン21、22をばね34により常時は相対移動の中立位置に保持する。そして、ポテンショメータ45により両ピストン21と22との相対変位量を確認しながら、前記相対変位量が任意の所定値となるように電動モータ41を制御し、このとき、入力ピストン22に作用するブレーキ液圧の反力をばね34の付勢力で相殺して、所望の大きな倍力比を得る。
【選択図】図2
Description
図1および図2は、本発明に係る電動倍力装置の第1の実施形態を示したものである。本電動倍力装置1は、タンデムマスタシリンダ2のプライマリピストンとして共用される後述のピストン組立体20と該ピストン組立体20を構成するブースタピストン(筒状部材または第2の部材)21に推力(ブースタ推力)を付与する後述の電動アクチュエータ40とを備えており、それぞれが車室壁3に固定したハウジング(支持部材)4の内部および外部に配設されている。ハウジング4は、図1によく示されるように、車室内に後部側の一部が挿入されたハウジング本体5とハウジング本体5の前部側開口を覆う蓋板6とからなっており、その蓋板6の前面に、前記タンデムマスタシリンダ2と前記電動アクチュエータ40を構成する電動モータ41とが取付けられている。なお、ハウジング本体5の車室側開口部には、電動倍力装置1側から車室内への騒音の侵入を抑え、かつ車室内から電動倍力装置1側へのゴミの侵入を抑える目的で、フェルト材と弾性材とを重ね合せたサイレンサ7が配設されている。
本電動倍力装置1においては、ブースタピストン21が前進し、その前端部に形成した貫通孔26がマスタシリンダ2の内側のシール部材16を乗越えるまでは、すなわちリリーフポート15が閉じられるまでは、マスタシリンダ2内にブレーキ液圧が発生せず、したがって、この間は無効ストロークとなる。本実施形態においては、何らかの外部信号(例えば、ブレーキペダル8のタッチ信号や車間距離センサの車間接近信号など)により電動モータ41を回転させて、事前にブースタピストン21を前記シール部材16を乗越える位置まで前進させることで、前記無効ストロークを解消することができる。なお、この時、ばね34の力で入力ピストン22も前進し、ブースタピストン21と入力ピストン22とは相対移動の中立位置(基準位置)を維持する。
Fi=(Fb+K×△X)×Ai/Ab+K×△X …(2)
α=(1−K×ΔX/Fi)×(Ab/Ai+1) …(4)
そして、上記制御を行わない場合、ブレーキ作動初期に入力ピストン22を作動させず、所定量を超えた相対変位があった後、電動アクチュエータ40を作動させ、ブレーキ液圧が発生する位置までブースタピストン21を前進させることで、ジャンプイン特性を得ることができ、この場合、ブレーキペダルがわずかに踏まれたときでもディスクブレーキ等の引きずりが起こらず、良好なペダルフィーリング性を得ることができる。
ブレーキペダル8が操作されると、入力ピストン58が前進し、その動きがポテンショメータ86により検出される。すると、ポテンショメータ86からの信号を受けてコントローラ92が電動モータ64に起動指令を出力し、これにより電動モータ64が回転して、その回転が回転伝達機構66を介してボールねじ機構65に伝達され、ねじ軸70が前進してその動きにブースタピストン52が追従する。すなわち、入力ピストン58とブースタピストン52とが一体的に前進し、ブレーキペダルから入力ピストン58に付与される入力推力と電動アクチュエータ53からブースタピストン52に付与されるブースタ推力とに応じたブレーキ液圧がタンデムマスタシリンダ2内の圧力室13、14に発生する。
ここで、Fb=Ab/Ai×Fiだから、この(5)式は、下記(6)式のようになる。
一方、ブレーキペダル8からの入力(ペダル入力)をFiBとし、入力ピストン58とブースタピストン52との間に介装したばね85のばね定数をksとすると、FiBは以下の(7)式で与えられるので、上記(6)式とこの(7)式との関係から、下記(8)式が得られる。
FiB=Fi−ks×(Xb−Xi) …(7)
FiB=(Ab×Xb+Ai×Xi)/(Ab+Ai)2×Ai×km−ks×(Xb−Xi) …(8)
FiB=Ai/(Ab+Ai)×Xi×km …(9)
一方、倍力比を変えるために、入力ピストン58とブースタピストン52との相対変位(Xb−Xi)を与えるようにブースタピストン52を制御すると、(9)式より負荷側のばね定数kmとばね85のばね定数ksとによりペダルフィーリングが変化することがわかる。
ks=(Ab×Ai)/(Ab+Ai)2×km …(11)
Pm=(Ab×Xb+Ai×Xi)/(Ab+Ai)2×km …(12)
Vm=Ab×Xb+Ai×Xi …(13)
よって、PmとVmとは、下記(14)式の関係となり、これを変換すると下記(15)式が得られる。
Pm=Vm/(Ab+Ai)2×km …(14)
km=Pm/Vm×(Ab+Ai)2 …(15)
したがって、このkmを上記(11)式に代入すれば、下記(16)式が得られる。
ks=Ai×Ab×Pm/Vm …(16)
ks=Ai×Ab×ΔPm/ΔVm …(17)
なお、上記図13では図8の模式図に基づくためマスタシリンダ2の無効ストローク分は考慮していない。
2 タンデムマスタシリンダ
4、55 ハウジング(支持部材)
8 ブレーキペダル
9 入力ロッド
21、52 ブースタピストン(筒状部材、第2の部材)
22、58 入力ピストン(軸部材、第1の部材)
34(34A、34B)、85(85A、85B) ばね(付勢手段)
40、53 電動アクチュエータ
41、64 電動モータ
45 ポテンショメータ(変位検出手段)
86 ポテンショメータ(第1の絶対変位検出手段)
91 回転検出手段としてのレゾルバ(第2の絶対変位検出手段)
101 金属ベローズ(付勢手段)
110 差動変位検出器(ポテンショメータ)
151 プライマリピストン
152 リアクションディスク(リアクション部材)
Claims (17)
- ブレーキペダルの操作により進退移動する軸部材と、該軸部材に相対移動可能に外装された筒状部材と、該筒状部材を進退移動させる電動アクチュエータとを備え、前記軸部材と前記筒状部材とをマスタシリンダのピストンとして、それぞれの前端部をマスタシリンダの圧力室に臨ませ、前記ブレーキペダルから前記軸部材に付与される入力推力と前記電動アクチュエータから前記筒状部材に付与されるブースタ推力とにより、マスタシリンダ内にブレーキ液圧を発生させる電動倍力装置において、前記軸部材と前記筒状部材とを、ブレーキ非作動時に相対移動の中立位置に保持する付勢手段を設けると共に、前記軸部材と前記筒状部材との相対変位量を検出する変位検出手段を設け、前記相対変位量が任意の所定値となるように前記変位検出手段の検出信号に基づいて前記電動アクチュエータが制御されることを特徴とする電動倍力装置。
- ブレーキペダルの操作により進退移動する第1の部材と、該第1の部材に相対移動可能に配置された第2の部材と、該第2の部材を進退移動させる電動アクチュエータとを備え、前記ブレーキペダルから前記第1の部材に付与される入力推力と前記電動アクチュエータから前記第2の部材に付与されるブースタ推力とにより、マスタシリンダ内にブレーキ液圧を発生させ、該ブレーキ液圧による反力の一部を前記第1の部材に、他の一部を前記第2の部材にそれぞれ伝達する電動倍力装置において、前記第1の部材と前記第2の部材との間には、前記第1の部材と前記第2の部材とが少なくとも一の方向に相対変位した状態にあるとき、前記第1の部材に対する、前記第2の部材の変位方向への付勢力を前記両部材の相対変位前の状態よりも強くする付勢手段を設けたことを特徴とする電動倍力装置。
- 前記第1の部材は軸部材であり、前記第2の部材は該軸部材に相対移動可能に外装される筒状部材であることを特徴とする請求項2に記載の電動倍力装置。
- 前記軸部材と前記筒状部材とをマスタシリンダのピストンとして、それぞれの前端部をマスタシリンダの圧力室に臨ませ、該圧力室のブレーキ液圧による反力の一部を前記軸部材に、他の一部を前記筒状部材にそれぞれ伝達するようにしたことを特徴とする請求項3に記載の電動倍力装置。
- 前記付勢手段は前記筒状部材の内部に収納されていることを特徴とする請求項3または4に記載の電動倍力装置
- 前記付勢手段は、前記第2の部材に対して前記第1の部材を相対変位の中立位置に向けて付勢することを特徴とする請求項2乃至5のいずれかに記載の電動倍力装置。
- 前記付勢手段は、前記第2の部材に対して前記第1の部材を一方向に付勢する第1のばねと、前記第2の部材に対して前記第1の部材を他方向に付勢する第2のばねとからなり、前記第1のばねと前記第2のばねのばね力がバランスした位置が中立位置となることを特徴とする請求項6に記載の電動倍力装置。
- 前記付勢手段は、前記第1の部材に対して前記第2の部材が前方へ相対変位した状態にあるとき、前記第1の部材に対する前方への付勢力を両部材の相対変位前の状態よりも強くして倍力比を大きくするようにしたことを特徴とする請求項2乃至7のいずれかに記載の電動倍力装置。
- 前記付勢手段は、前記第2の部材が前記第1の部材に対して後方へ相対変位した状態にあるとき、前記第1の部材に対する後方への付勢力を両部材の相対変位前の状態よりも強くして倍力比を小さくするようにしたことを特徴とする請求項2乃至7のいずれかに記載の電動倍力装置。
- 前記第1の部材と前記第2の部材との相対変位量を検出する変位検出手段を設け、該変位検出手段の検出信号に基づいて前記相対変位量が任意の所定値となるように前記電動アクチュエータが制御されることを特徴とする請求項2乃至7のいずれかに記載の電動倍力装置。
- 前記変位検出手段は、前記第1の部材と前記第2の部材との間にあって両部材の相対変位量を検出することを特徴とする請求項10に記載の電動倍力装置。
- 前記変位検出手段は、前記第1の部材の車体に対する絶対変位を検出する第1の絶対変位検出手段と、前記第2の部材の車体に対する絶対変位を検出する第2の絶対変位検出手段とからなることを特徴とする請求項10に記載の電動倍力装置。
- 前記電動アクチュエータはモータを駆動源としており、前記第2の絶対変位検出手段は前記モータの回転変位を検出する回転検出手段であることを特徴とする請求項12に記載の電動倍力装置。
- 前記軸部材および前記筒状部材と前記マスタシリンダのピストンとの間には、該ピストンからの反力を前記軸部材および前記筒状部材にそれぞれ伝達するリアクション部材が設けられていることを特徴とする請求項3乃至7のいずれかに記載の電動倍力装置。
- ブレーキペダルの操作により進退移動する軸部材と、該軸部材に相対移動可能に外装された筒状部材と、該筒状部材を進退移動させる電動アクチュエータと、前記軸部材と前記筒状部材との相対変位量を検出する変位検出手段と、前記変位検出手段の検出信号に基づいて前記電動アクチュエータを制御する制御装置とを備え、前記軸部材と前記筒状部材とをマスタシリンダのピストンとして、それぞれの前端部をマスタシリンダの圧力室に臨ませ、前記ブレーキペダルから前記軸部材に付与されるペダル推力と前記電動アクチュエータから前記筒状部材に付与されるブースタ推力とにより、前記圧力室内にブレーキ液圧を発生させる電動倍力装置において、前記軸部材と前記筒状部材との間に、両部材の相対変位に応じて力を発生する付勢手段を設け、前記付勢手段は、前記軸部材と前記筒状部材との相対変位に応じて前記マスタシリンダの圧力室から前記軸部材へ伝達される液圧反力の増減分を相殺する力を発生することを特徴とする電動倍力装置。
- 前記付勢手段のばね定数は、前記マスタシリンダの圧力室に臨む軸部材および筒状部材の受圧面積と、前記マスタシリンダの液圧および液量とに基づいて決定されることを特徴とする請求項15に記載の電動倍力装置。
- 前記電動アクチュエータと前記筒状部材との間には、前記電動アクチュエータにより回転される回動部材と該回動部材の回転に応じて直動し前記筒状部材に推力を加える直動部材とからなる回転-直動変換機構、および前記筒状部材と前記直動部材とを連結および連結遮断する断続手段が配設されていることを特徴とする請求項15または16に記載の電動倍力装置。
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