JP2014046857A

JP2014046857A - 電動倍力装置

Info

Publication number: JP2014046857A
Application number: JP2012192327A
Authority: JP
Inventors: Takuya Usui; 拓也臼井
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2012-08-31
Filing date: 2012-08-31
Publication date: 2014-03-17

Abstract

【課題】電動倍力装置において、電気系統の失陥等により、電動モータが作動不能になった場合におけるブレーキペダルの操作力を軽減する。
【解決手段】ブレーキペダル２０の操作に応じて電動モータ２２を制御して、ボールネジ機構２４を介してプライマリ及びサブピストン７、９を推進してマスタシリンダ２でブレーキ液圧を発生する。ボールネジ機構２４の直動部材２６の前進により、サブピストン９と入力ロッド２１との間に隙間を形成し、ブレーキペダル２０の操作に対してシミュレータバネ３６で反力を付与する。失陥時には、入力ロッド２１でサブピストン９を直接推進してブレーキ液圧を発生する。このとき、係脱機構４０のスリーブ４３が直動部材２６に当接して入力ロッド２１と可動バネ受３５との係合を解除するので、シミュレータバネ３６の反力が作用せず、ブレーキペダル２０の操作力を軽減することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等の車両のブレーキ装置に組込まれる倍力装置において、倍力源として電動モータを用いた電動倍力装置に関するものである。

電動倍力装置として、例えば特許文献１に記載されたものが公知である。この電動倍力装置は、ブレーキペダルに連結された入力ロッドと、マスタシリンダのピストンを押圧する押圧部材と、回転−直動変換機構を介して押圧部材を駆動する電動モータと、入力ロッドに一定の反力を付与するストロークシミュレータと、入力ロッドの移動に応じて電動モータの作動を制御するコントローラとを備えている。これにより、ブレーキペダルの操作量に応じて、コントローラによって電動モータの作動を制御して押圧部材によってマスタシリンダのピストンを推進してブレーキ液圧を発生させて所望の制動力を得る。

そして、ブレーキペダルの操作量に対して、コントローラにより電動モータの出力を適宜調整することにより、入力に対する出力の比率、いわゆる倍力比を変化させることができ、倍力制御、ブレーキアシスト制御、回生協調制御等の種々のブレーキ制御を実行することができる。このとき、回生協調制御等によって電動モータの出力が変動した場合でも、ブレーキペダルの操作量に対して、ストロークシミュレータによって一定の反力を付与しているので運転者に違和感を与えることがない。

また、万一、電気系統等の失陥により、電動モータが作動不能になった場合には、ブレーキペダルに連結された入力ロッドによって押圧部材を直接押圧することで、マスタシリンダのピストンを前進させることができ、制動機能を維持できるようになっている。

特開２００８−３０５９９号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された電動倍力装置では、次のような問題がある。万一、電動モータが作動不能になり、ブレーキペダルに連結された入力ロッドによって押圧部材を直接押圧せざるを得ない場合、電動モータの正常時よりも入力ロッドのストロークを大きくすると共に、大きな操作力を必要とすることになる。この場合にも入力ロッドのストロークに対してストロークシミュレータによる反力がブレーキペダルに作用するため、その分、ブレーキペダルを操作するための必要踏力が大きくなり、運転者への負担が大きくなる。

本発明は、電気系統の失陥等により、電動モータが作動不能になった場合における操作力を軽減し得る電動倍力装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明に係る電動倍力装置は、ハウジングと、該ハウジングに設けられて後端部がブレーキペダルに連結された入力部材と、前記ブレーキペダルの操作に応じて作動する電動モータと、該電動モータの作動により、マスタシリンダのピストンを推進するアシスト機構と、前記ハウジングに対する前記入力部材の移動に対して反力を発生する反力発生機構と、前記入力部材と前記反力発生機構とを係合及び係合を解除する係脱機構とを備え、
前記アシスト機構は、前記入力部材に対して相対移動可能に設けられて前記電動モータの作動により直線運動して前記ピストンを推進する直動部材とを含み、
前記入力部材は、前端部を前記ピストンに当接させて該ピストンを直接推進可能であり、
前記係脱機構は、前記入力ロッドと前記直動部材との所定の相対位置に対して、前記直動部材が前記入力ロッドの前端部側に移動したとき、前記入力ロッドと前記反力機構との係合を維持し、前記直動部材が前記入力ロッドの後端部側に移動したとき、前記入力ロッドと前記反力機構との係合を解除することを特徴とする。

本発明に係る電動倍力装置によれば、電気系統の失陥等により、電動モータが作動不能になった場合における操作力を軽減することができる。

本発明の一実施形態に係る電動倍力装置の初期位置における概略構成を示す縦断面図である。図１の電動倍力装置の待機位置における概略構成を示す縦断面図である。図１の電動倍力装置の通常制動時における概略構成を示す縦断面図である。図１の電動倍力装置の回生制動時における概略構成を示す縦断面図である。図１の電動倍力装置の失陥時における制動初期の概略構成を示す縦断面図である。図１の電動倍力装置の失陥時における係脱機構が入力ロッドと可動バネ受との係合を解除した状態の概略構成を示す縦断面図である。図１の電動倍力装置の変形例の初期位置における概略構成を示す縦断面図である。図７に示す電動倍力装置の待機位置における概略構成を示す縦断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本実施形態に係る電動倍力装置が組込まれた自動車のブレーキシステムを図１に示す。図１に示すように、ブレーキシステム１は、ブレーキ液圧を発生させるマスタシリンダ２と、マスタシリンダ２に一体に結合された電動倍力装置３と、マスタシリンダ２に接続されてブレーキ液圧の供給によって各車輪に制動力を発生させる液圧式のホイールシリンダ４と、マスタシリンダ２と各ホイールシリンダ４との間に介装される液圧制御ユニット５と、電動倍力装置３及び液圧制御ユニット５の作動を制御するコントローラ（図示せず）とを備えている。

マスタシリンダ２は、タンデム型であり、有底筒状に形成されたシリンダ本体２Ａの内部のシリンダボア６内に、有底円筒状のプライマリピストン７（ピストン）及びセカンダリピストン８が直列に配置されて構成されている。シリンダボア６内において、プライマリピストン７とセカンダリピストン８との間にはプライマリ室６Ａが形成され、セカンダリピストン８とシリンダ本体２Ａの底部２Ｂとの間には、セカンダリ室６Ｂが形成されている。プラマリピストン７の円筒部７Ａには、サブピストン９が摺動可能に挿入されている。サブピストン９は、段部９Ｃを有する段付形状で、大径側の前端部に円筒部９Ａが形成され、後部に小径部９Ｂが形成されている。小径部９Ｂは、プライマリピストン７の底部を貫通する貫通孔７Ｂを通って後方に延びている。サブピストン９の段部９Ｃは、プライマリピストン７の貫通孔７Ｂが設けられた底部に当接する。

シリンダ本体２Ａの側壁の鉛直方向上部には、プライマリ室６Ａ及びセカンダリ室６Ｂにそれぞれ連通するリザーバポート１０、１１が設けられている。これらのリザーバポート１０、１１には、ブレーキ液を貯留するリザーバ１２が接続されている。シリンダボア６の内周部には、各リザーバポート１０、１１の開口部を軸方向において挟むように一対のピストンシール１３Ａ、１３Ｂ及び１４Ａ、１４Ｂが装着されている。ピストンシール１３Ａ、１３Ｂ及び１４Ａ、１４Ｂは、それぞれシリンダボア６とプライマリ及びセカンダリピストン７、８との間をシールしている。

プライマリ及びセカンダリピストン７、８のそれぞれの円筒部７Ａ、８Ａには、その径方向に貫通するピストンポート１５、１６が形成されている。プライマリピストン７の内周部には、ピストンポート１５を挟むように一対のピストンシール１７Ａ、１７Ｂが装着されて、サブピストン９との間をシールしている。サブピストン９の円筒部９Ａには、その径方向に沿って貫通するピストンポート１８が形成されている。プライマリ室６Ａ内には、一端がセカンダリピストン８に当接し、他端がサブピストン９に当接する付勢部材となる圧縮コイルバネである戻しバネ１９Ａが配置されている。戻しバネ１９Ａは、そのバネ力により、プライマリピストン７及びサブピストン９を、図１に示す初期位置となるように付勢しており、この初期位置では、サブピストン９の段部９Ｃがプライマリピストン７の内底面部７Ｃに当接している。また、セカンダリ室６Ｂには、一端がシリンダ本体２Ａの底部２Ｂに当接し、他端がセカンダリピストン８に当接する戻しバネ１９Ｂが配置されている。戻しバネ１９Ｂは、そのバネ力により、セカンダリピストン８を、図１に示す初期位置となるように付勢している。

そして、プライマリ及びセカンダリピストン７、８並びにサブピストン９が図１に示す初期位置にあるとき、プライマリピストン７のピストンポート１５は一対のピストンシール１３Ａ、１３Ｂの間に配置され、また、サブピストン９のピストンポート１８は一対のピストンシール１７Ａ、１７Ｂの間に配置される。これにより、リザーバ１２とプライマリ室６Ａとがリザーバポート１０及びピストンポート１５、１８を介して連通されている。また、セカンダリピストン８のピストンポート１６は一対のピストンシール１４Ａ、１４Ｂの間に配置されている。これにより、リザーバ１２とセカンダリ室６Ｂとがリザーバポート１１及びピストンポート１６を介して連通される。この状態では、ブレーキパッドの摩耗等に応じてリザーバ１２からプライマリ室６Ａ及びセカンダリ室６Ｂを介して各ホイールシリンダ４に適宜ブレーキ液が補充される。

初期位置からプライマリピストン７及びサブピストン９が共に前進して図２に示す待機位置に達するまでの無効ストローク区間では、プライマリ室６Ａは、リザーバ１２との連通が維持されるので、ブレーキ液圧を発生しない。したがって、セカンダリピストン８が前進せず、プライマリ室６Ｂは、リザーバ１２との連通が維持され、ブレーキ液圧を発生しない。

図３に示すように、プライマリピストン７及びサブピストン９が更に前進して、ピストンポート１５がピストンシール１３Ａを越えて移動すると、リザーバポート１０とピストンポート１５との間がピストンシール１３Ａによって遮断される。これにより、プライマリ室６Ａは、リザーバ１２から遮断されて、プライマリ７及びサブピストン９の前進により加圧される。そして、プライマリ室６Ａの加圧により、セカンダリピストン８が前進し、ピストンポート１６がピストンシール１４Ａを越えて移動すると、リザーバポート１１とピストンポート１６との間がピストンシール１４Ａによって遮断される。これにより、セカンダリ室６Ｂは、リザーバ１２から遮断されてセカンダリピストン８の前進により加圧される。

また、図５及び図６に示すように、プライマリピストン７が初期位置にあり、サブピストン９のみが前進して、サブピストン９のピストンポート１８が一方のピストンシール１７Ａを越えて移動すると、プライマリピストン７及びサブピストン９のピストンポート１５、１８間がピストンシール１７Ａによって遮断される。これにより、プライマリ室６Ａは、リザーバ１２から遮断されて、サブピストン９の前進により加圧される。そして、プライマリ室６Ａの加圧により、セカンダリピストン８が前進し、ピストンポート１６がピストンシール１４Ａを越えて移動すると、リザーバポート１１とピストンポート１６との間がピストンシール１４Ａによって遮断される。これにより、セカンダリ室６Ｂは、リザーバ１２から遮断されてセカンダリピストン８の前進により加圧される。

プライマリ室６Ａ、セカンダリ室６Ｂは、それぞれ液圧ポート２Ｃ、２Ｄから同じブレーキ液圧を液圧ユニット５の２系統の液圧回路を介して各車輪のホイールシリンダ４に供給する。これにより、万一、２系統の液圧回路の一方が失陥した場合でも、他方に液圧が供給されるので、制動機能を維持することができる。ホイールシリンダ４は、各車輪に装着されてブレーキ液圧の供給によって制動力を発生する制動装置であり、例えば公知のディスクブレーキ又はドラムブレーキとすることができる。

液圧制御ユニット５は、マスタシリンダ２の２つの液圧ポート２Ｃ、２Ｄに接続される２系統の液圧回路からなり、液圧回路は、液圧源である電動ポンプ、アキュムレータ、液圧センサ、及び、増圧弁、減圧弁等の電磁制御弁を備えている。そして、コントローラにより各車輪のホイールシリンダ４に供給する液圧を減圧する減圧モード、保持する保持モード及び増圧する増圧モードを適宜実行して以下の制御を行う。
（１）各車輪の制動力を制御することにより、制動時に接地荷重等に応じて各車輪に適切に制動力を配分する制動力配分制御。
（２）制動時に各車輪の制動力を自動的に調整して車輪のロックを防止するアンチロックブレーキ制御。
（３）走行中の車輪の横滑りを検知して各車輪に適宜自動的に制動力を付与することにより、アンダーステア及びオーバステアを抑制して車両の挙動を安定させる車両安定性制御。
（４）坂道（特に上り坂）において制動状態を保持して発進を補助する坂道発進補助制御。
（５）発進時等において車輪の空転を防止するトラクション制御。
（６）先行車両に対して一定の車間を保持する車両追従制御、走行車線を保持する車線逸脱回避制御。
（７）障害物との衝突を回避する障害物回避制御。

電動倍力装置３は、ブレーキペダル２０に連結される入力ロッド２１と、電動モータ２２と、減速機構を兼ねたベルト伝動機構２３と、電動モータ２２によってベルト伝動機構２３を介して駆動されプライマリピストン７を推進するアシスト機構を構成する回転−直動変換機構であるボールネジ機構２４と、これらが組込まれてマスタシリンダ２に結合されるハウジング２５とを備えている。

ボールネジ機構２４は、プライマリピストン７と同軸上に配置された円筒状の直動部材２６と、直動部材２６が挿入された円筒状の回転部材２７と、これらの間に形成された螺旋状のネジ溝２８に装填された複数の転動体であるボール２９（鋼球）とを備えている。直動部材２６は、内孔２６Ｂを有する筒状に形成され、ハウジング２５内で軸方向に沿って移動可能、かつ、軸回りに回転しないように支持されている。回転部材２７は、ハウジング２５内でベアリング３０によって軸回りに回転可能かつ軸方向に移動しないように支持されている。そして、回転部材２７を回転させることにより、ネジ溝２８内をボール２９が転動して直動部材２６が軸方向に移動する。

直動部材２６は、前端部２６Ａがプライマリピストン７の後端部７Ｄに当接し、その内孔２６Ｂ内にプライマリピストン７の後端部から後方に延出されたサブピストン９の小径円筒部９Ｂが挿入されている。ハウジング２５に結合されたシリンダ本体２Ａの後端部と、直動部材２６の前面部２６Ｃとの間に戻しバネ３１が介装されている。戻しバネ３１は、直動部材２６をブレーキペダル２０側、すなわち、図１に示す初期位置に向って常時付勢している。直動部材２６の後端部２６Ｄは、ハウジング２５に設けられたストッパ２５Ｂにより軸方向移動の機械的後退端が規定されている。

回転部材２７の後端部側の外周部には、プーリ３２が取付けられている。このプーリ３２と、ハウジング２５の外側側面部に固定された電動モータ２２の出力軸に取付けられたプーリ３３との間にベルト３４が巻装されている。これらにより、ベルト伝動機構２３が構成され、電動モータ２２によって回転部材２７を所定の減速比で回転駆動する。なお、ベルト伝動機構２３の代りに、歯車伝動機構、チェーン伝動機構等の他の公知の伝動機構を用いることができ、あるいは、伝達機構を介さずに電動モータ２２によって回転部材２３を直接駆動するようにしてもよい。また、ベルト伝動機構２３に、歯車減速機構等の減速機構を組み合わせて設けて減速比を調整するようにしてもよい。更に、ベルト伝動機構２３に、歯車減速機構等の減速機構を併設して設け、この減速機構を万一、ベルト３４が切断した際のバックアップとして用いてもよい。

電動モータ２２は、例えば公知のＤＣモータ、ＤＣブラシレスモータ、ＡＣモータ等とすることができるが、制御性、静粛性、耐久性等の観点から本実施形態ではＤＣブラシレスモータを採用している。

入力ロッド２１は、前端部が直動部材２６の内孔２６Ｂに挿入されてサブピストン９の小径部９Ｂの後端部に当接し、内孔２６Ｂから後方に延出した後端部にブレーキペダル２０が連結されている。入力ロッド２１の他端部側には、可動バネ受３５が取付けられており、ハウジング２５側に固定された固定バネ受２５Ａと可動バネ受３５との間に、反力発生機構として、圧縮コイルバネであるシミュレータバネ３６が介装されている。入力ロッド２１及び可動バネ受３５には、これらの間を係合して軸方向に固定し、また、係合を解除して軸方向に移動可能にする系脱機構４０が設けられている。電動倍力装置３は、車体前部のエンジンルーム内に配置され、ハウジング２５の後端部がエンジンルームと車室との隔壁であるダッシュパネルＤに固定され、直動部材２６の後端部と共に入力ロッド２１がダッシュパネルＤを貫通して車室内に延ばされてブレーキペダル２０に連結されている。

係脱機構４０は、可動バネ受３５に一体的に形成されて入力ロッド２１が摺動可能に挿入される円筒状の案内部４１と、入力ロッド２１の外周に形成された係合溝４２と、可動バネ受３５の案内部４１に摺動可能に外嵌される略円筒状のスリーブ４３と、入力ロッド２１とスリーブ４３との間に装填された複数の係合ボール４４（鋼球）とを含んでいる。

案内部４１の側壁には、複数の係合ボール４４がそれぞれ装填されるボール孔４５が円周方向に沿って複数配置されている。スリーブ４３は、軸方向の中間部が拡径されて内周に係合溝４６が形成されている。スリーブ４３は、直動部材２６の内孔２６Ｂよりも大径で、前端部が直動部材２６の後端部に当接するようになっている。係合ボール４４の直径は、案内部４１の側壁の厚さよりも大きく、案内部４１の側壁の厚さと入力ロッド２１の係合溝４２の深さとの和にほぼ等しい。また、スリーブ４３の係合溝４６の深さは、入力軸２１の係合溝４２の深さとほぼ等しい。したがって、係合ボール４４の直径は、案内部４１の側壁の厚さとスリーブ４３の係合溝４２の深さとの和にほぼ等しい。

スリーブ４３は、入力ロッド２１に取付けられたストッパ４７に当接して直動部材２６側への移動が規制され、可動バネ受３５の端面との間に介装された圧縮コイルバネであるバネ４８によってストッパ４７側に向って付勢されている。そして、図１に示す初期位置において、スリーブ４３は、バネ４８のバネ力によりストッパ４７に当接し、かつ、前端部が直動部材２６の後端部に当接している。スリーブ４３がストッパ４７に当接した状態では、案内部４１のボール孔４５内に装填された係合ボール４４は、入力ロッド２１の係合溝４２に係合した状態でスリーブ４３の内周面によって径方向外側への移動が阻止され、入力ロッド２１と案内部４１（すなわち可動バネ受３５）とを軸方向に固定する。この状態では、可動バネ受３５は、入力ロッド２１と共に移動してシミュレータバネ３６を伸縮させる。

上述の係脱機構４０のスリーブ４３が直動部材２６に当接した位置から、入力部材２１が直動部材２６に対して前進し、スリーブ４３が直動部材２６の後端部に押付けられてバネ４８のバネ力に抗してブレーキペダル２０側に移動し、スリーブ４３の係合溝４６が案内部４１のボール孔４５に整合すると（図５参照）、係合ボール４４は、スリーブ４３の係合溝４６に係合して径方向外側に移動する。これにより、係合ボール４４は、入力ロッド２１の係合溝４２との係合を解除して、入力ロッド２１と案内部４１（すなわち可動バネ受３５）とを軸方向に移動可能にする（図６参照）。この状態では、入力ロッド２１が移動しても可動バネ受３５は、移動せずシミュレータバネ３６を伸縮させない。

したがって、直動部材２６と係脱機構４０のスリーブ４３とが当接する入力ロッド２１と直動部材２６との相対位置を所定の相対位置として、この所定の相対位置に対して、直動部材２６が入力ロッド２１の前端部側に移動したとき、係脱機構４０は、スリーブ４３がストッパ４７に当接して入力ロッド２１と可動バネ受３５とを係合して軸方向に固定する。そして、前記所定の相対位置に対して、直動部材２６が入力ロッド２１のブレーキペダル２０が連結された後端部側に移動したとき、係脱機構は、スリーブ４３が直動部材２６に押圧されてブレーキペダル２０側に移動して、入力ロッド２１と可動バネ受３５との係合を解除して、これらを軸方向に相対移動可能にする。

電動倍力装置３には、ブレーキペダル２０の操作量を検出するストロークセンサ３７、電動モータ２２の回転角（モータ回転位置）を検出する回転位置センサ（図示せず）、電動モータ２２に流れる電流（モータ電流）を計測する電流センサ（図示せず）及びマスタシリンダ２のブレーキ液圧を検出する液圧センサを含む各種センサが接続される。コントローラは、上述の各種センサの検出に基づき、車両電源からの電力供給を受けて電動モータ２２を制御する。ストロークセンサ３７は、ブレーキペダル２０や入力ロッド２１の直動、若しくは、ブレーキペダル２０の回動を検出するセンサとすることができ、ポテンショメータやエンコーダ等のセンサを用いることができる。モータ回転位置を検出する回転位置センサは、レゾルバ、エンコーダ等を使用することができる。また、液圧センサは、必ずしも液圧制御ユニット５に設けられている必要はなく、マスタシリンダ２のプライマリ室６Ａ、セカンダリ室６Ｂのいずれか一方に設けるようにしてもよい。

以上のように構成した本実施形態の作用について次に説明する。
（通常制動時）
初期状態においては、ブレーキシステム１の各部は、図１に示す初期位置にあり、サブピストン９と入力ロッド２１とが当接し、また、直動部材２６の後端部と係脱機構４０のスリーブ４３の前端部とが当接している。

コントローラは、車両のイグニッションオンやイグニッションオフ状態でのブレーキペダル２０の操作、車両ＣＡＮからの起動信号等により、システムオン状態となり、上記センサ類の原点調整等を行った後、電動モータ２２を駆動して直動部材２６を図２に示す待機位置まで前進させ、プライマリピストン７及びサブピストン９を前進させて、入力ロッド２１からサブピストン９を離間させて、これらの間に所定の隙間Ｓ１を設ける。このとき、直動部材２６の前進により、直動部材２６と係脱機構４０のスリーブ４３との間にも隙間Ｓ２が形成される。この状態では、プライマリピストン７のピストンポート１５は、リザーバポート１０に連通しており、プライマリ室６Ａ及びセカンダリ室６Ｂでブレーキ液圧は発生しない。

そして、車両電源、コントローラ、電動モータ２２等が失陥していない通常の制動時には、運転者により、ブレーキペダル２０が操作されると、コントローラには、その操作量をストロークセンサ３７によって検出し、ブレーキペダル２０の操作量に基づき、回転位置センサ、電流センサ及び液圧センサの検出に応じて電動モータ２２を制御する。図３に示すように、電動モータ２２は、ベルト伝動機構２３を介してボールネジ機構２４を駆動し、直動部材２６を戻しバネ３１のバネ力に抗して待機位置から前進させて、プライマリピストン７を推進する。これにより、プライマリ及びセカンダリピストン７、８が前進し、プライマリ室６Ａ及びセカンダリ室６Ｂをリザーバ１２から遮断して加圧し、ブレーキ液圧を発生させ、液圧制御ユニット５を介して各車輪のホイールシリンダ４に供給して制動力を発生させる。

このとき、入力ロッド２１の移動に直動部材２６が追従するので、入力ロッド２１とサブピストン９との間の隙間Ｓ１及び直動部材２６と係脱機構４０のスリーブ４３との間の隙間Ｓ２が保持される。入力ロッド２１とサブピストン９との間の隙間Ｓ１により、マスタシリンダ２のブレーキ液圧は、入力ロッド２１に伝達されない。また、直動部材２６とスリーブ４３との間の隙間Ｓ２により、係脱機構４０のスリーブ４３がストッパ４７に当接した位置にあり、入力ロッド２１と可動バネ受３５とが軸方向に固定されているので、入力ロッド２１の移動に対してシミュレータバネ３６の反力が作用する。したがって、電動モータ２２は、いわゆるブレーキバイワイヤ制御されることになり、ブレーキペダル２０の操作量に対して、コントローラによりマスタシリンダ２が発生するブレーキ液圧を自由に可変制御して様々なブレーキ特性を得ることができ、倍力比の変更、回生協調制御等のブレーキ制御が可能になる。

（回生制動時）
回生協調制御では、制動時に車輪の回転により発電機を駆動して、運動エネルギを電力に変換して回収する回生制動を行ない、コントローラにより電動モータ２２を制御して回生制動分だけマスタシリンダ２のブレーキ液圧を減圧することにより、ブレーキペダル２０の操作量に応じた所望の制動力を得る。この場合、図４に示すように、ブレーキペダル２０の操作量すなわち入力ロッド２１の移動量に対して、電動モータ２２による直動部材２６の移動量すなわちプライマリピストン７及びサブピストン９の移動量が小さくなるので、入力ロッド２１とサブピストン９との間の隙間Ｓ１及び直動部材２６と係脱機構４０のスリーブ４３との間の隙間Ｓ２が図２に示す通常の制動時に比して小さくなる。

（失陥時）
万一、電動モータ２２、コントローラあるいはボールネジ機構１６の故障等により、電動モータ２２による制御が不可能になった場合、運転者がブレーキペダル２０を操作しても、電動モータ２２が作動せず、ボールネジ機構２４の直動部材２６は、前進せず、図１に示す初期位置に留まることになる。そして、ブレーキペダル２０が踏込まれて入力ロッド２１が前進すると、図５に示すように、直動部材２６に当接したプライマリピストン７は前進せず、入力ロッド２１に当接したサブピストン９のみが前進して、ピストンポート１５、１８間をピストンシール１７Ａで遮断して、プライマリ室６Ａを加圧する。また、プライマリ室６Ａの加圧により、セカンダリピストン８が前進し、リザーバポート１１とピストンポート１６との間を一対のピストンシール１３Ａ、１３Ｂによって遮断してセカンダリ室６Ｂを加圧する。このようにして、ブレーキペダル２０の操作力により、サブピストン９でプライマリ室６Ａ及びセカンダリ室６Ｂを直接加圧して、ブレーキ液圧を発生させ、各車輪のホイールシリンダ４に供給することがでる。これにより、電気系統等が故障した失陥時でも制動機能を維持することができる。

このとき、係脱機構４０のスリーブ４３は、初期位置に留まった直動部材２６に当接してブレーキペダル２０側に移動し、入力ロッド２１と可動バネ受３５との係合を解除する。これにより、入力ロッド２１の移動に対して、可動バネ受３５が移動せず、シミュレータバネ３６のバネ力が作用しない。これに加えて、受圧面積の小さいサブピストン９によってプライマリ室６Ａを加圧するので、ブレーキペダル２０の操作力を軽減することができ、失陥時における運転者の負担を軽減することができる。

次に、上記実施形態の変形例について、図７及び図８を参照して説明する。
なお、以下の説明において、上記実施形態に対して、同様の部分には同じ参照符号を用いて異なる部分についてのみ詳細に説明する。

図７に示すように、本変形例では、初期位置において、係脱機構４０のスリーブが直動部材２６に押圧されて、ブレーキペダル２０側に移動し、入力ロッド２１と可動バネ受３５との係合を解除して、これらが互いに軸方向に移動可能となっている。

そして、図８に示すように、電動モータ２２を駆動して直動部材２６を待機位置まで前進させ、プライマリピストン７及びサブピストン９を前進させ、入力ロッド２１からサブピストン９を離間させて、これらの間に所定の隙間Ｓ１を設ける。この状態では、図２に示す状態と同様、プライマリピストン７のピストンポート１５は、リザーバポート１０に連通しており、プライマリ室６Ａ及びセカンダリ室６Ｂでブレーキ液圧は発生しない。このとき、直動部材２６が前進して、係脱機構４０のスリーブ４３から離間し、スリーブ４３は、バネ４８のバネ力によって移動し、ストッパ４７に当接して入力ロッド２１と可動バネ受３５とを係合し、これらを互いに軸方向に固定する。そして、直動部材２６とスリーブ４３との間に所定の隙間Ｓ２が形成される。

これにより、上記実施形態と同様、通常の制動時において、ブレーキペダル２０の操作に対して、シミュレータバネ３６によって反力を作用させ、コントローラにより電動モータ２２を制御してマスタシリンダ２で所望のブレーキ液圧を発生させて、様々なブレーキ特性を得ることができる。

また、失陥時には、図７に示す初期位置において、係脱機構４０のスリーブ４３が直動部材２６に押圧されてブレーキペダル２０側に移動し、入力ロッド２１と可動バネ受３５との係合が解除されて、これらが互いに軸方向に移動可能となっているので、ブレーキペダル２０を踏込むと、当初から入力ロッド２１のみが移動して可動バネ受３５が移動しな。これにより、ブレーキペダル２０の踏込み当初からシミュレータバネ３６の反力が作用しないので、上記実施形態よりも更に運転者の負担を軽減することができる。

なお、上記実施形態及びその変形例では、失陥時に入力ロッド２１により、サブピストン９を推進する構造となっているが、プライマリピストン７とサブピストン９とを一体化して１つのピストンとし、これを入力ロッド２１により推進するようにしてもよい。この場合、ピストンの受圧面積が大きくなるので、運転者の負担も大きくなる。

２…マスタシリンダ、３…電動倍力装置、７…プライマリピストン（ピストン）、９…サブピストン（ピストン）、２０…ブレーキペダル、２１…入力部材、２２…電動モータ、２４…ボールネジ機構（アシスト機構）、２５…ハウジング、２６…直動部材、３６…シミュレータバネ（反力発生機構）、４０…係脱機構

Claims

ハウジングと、該ハウジングに設けられて後端部がブレーキペダルに連結された入力部材と、前記ブレーキペダルの操作に応じて作動する電動モータと、該電動モータの作動により、マスタシリンダのピストンを推進するアシスト機構と、前記ハウジングに対する前記入力部材の移動に対して反力を発生する反力発生機構と、前記入力部材と前記反力発生機構とを係合及び係合を解除する係脱機構とを備え、
前記アシスト機構は、前記入力部材に対して相対移動可能に設けられて前記電動モータの作動により直線運動して前記ピストンを推進する直動部材を含み、
前記入力部材は、前端部を前記ピストンに当接させて該ピストンを直接推進可能であり、
前記係脱機構は、前記入力ロッドと前記直動部材との所定の相対位置に対して、前記直動部材が前記入力ロッドの前端部側に移動したとき、前記入力ロッドと前記反力機構との係合を維持し、前記直動部材が前記入力ロッドの後端部側に移動したとき、前記入力ロッドと前記反力機構との係合を解除することを特徴とする電動倍力装置。
前記ピストンは、該ピストンに対して軸方向に移動可能なサブピストンを有し、前記アシスト機構は、前記ピストン及びサブピストンを推進し、前記入力部材は、前記サブピストンのみに当接して該サブピストンを直接推進することを特徴とする請求項１に記載の電動倍力装置。