JP2015182577A - Stroke simulator and brake system for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用ブレーキシステムに用いられるストロークシミュレータおよび車両用ブレーキシステムに関する。 The present invention relates to a stroke simulator and a vehicle brake system used in a vehicle brake system.
車両用ブレーキシステムのブレーキ液圧発生装置は、マスタシリンダと、モータを駆動源とするスレーブシリンダと、ブレーキペダルに操作反力を付与するストロークシミュレータと、を備えている。 A brake fluid pressure generating device for a vehicle brake system includes a master cylinder, a slave cylinder that uses a motor as a drive source, and a stroke simulator that applies an operational reaction force to a brake pedal.
従来のストロークシミュレータとしては、基体に形成された有底のシリンダ穴と、シリンダ穴に挿入されたピストンと、シリンダ穴の開口部を閉塞する蓋部材と、ピストンと蓋部材との間に配置された二つのコイルばねと、を備えているものがある(例えば、特許文献1参照)。 As a conventional stroke simulator, a bottomed cylinder hole formed in a base, a piston inserted into the cylinder hole, a lid member that closes an opening of the cylinder hole, and a piston and a lid member are arranged. There are some which have two coil springs (see, for example, Patent Document 1).
前記した従来のストロークシミュレータでは、二つのコイルばねがシリンダ穴の軸方向に直列に連結されている。そして、一方のコイルばねのばね定数よりも他方のコイルばねのばね定数が大きく設定されており、ブレーキペダルのストローク量に応じて反力特性が切り替わる。 In the conventional stroke simulator described above, two coil springs are connected in series in the axial direction of the cylinder hole. And the spring constant of the other coil spring is set larger than the spring constant of one coil spring, and the reaction force characteristic is switched according to the stroke amount of the brake pedal.
前記した従来のストロークシミュレータでは、複数のコイルばねをシリンダ穴の軸方向に連結しているため、シリンダ穴が軸方向に大きくなり、基体が大きくなるという問題がある。 In the conventional stroke simulator described above, since the plurality of coil springs are connected in the axial direction of the cylinder hole, there is a problem that the cylinder hole becomes larger in the axial direction and the base becomes larger.
本発明は、前記した問題を解決し、ブレーキ操作時の違和感を緩和させるとともに、基体を小型化することができるストロークシミュレータおよび車両用ブレーキシステムを提供することを課題とする。 It is an object of the present invention to provide a stroke simulator and a vehicular brake system that can solve the above-described problems, relieve the uncomfortable feeling during brake operation, and reduce the size of the base.
前記課題を解決するため、本発明は、ブレーキ操作子に操作反力を付与するストロークシミュレータである。前記したストロークシミュレータは、基体に形成された有底のシリンダ穴と、前記シリンダ穴に挿入されたピストンと、前記シリンダ穴の開口部を閉塞する蓋部材と、前記ピストンと前記蓋部材との間に配置されたコイルばねと、前記蓋部材に設けられた弾性部材と、を備えている。前記コイルばねおよび前記弾性部材は、前記シリンダ穴の径方向に並設され、前記シリンダ穴の軸方向において、前記弾性部材が前記コイルばねよりも小さく形成されている。 In order to solve the above-mentioned problem, the present invention is a stroke simulator that applies an operation reaction force to a brake operator. The stroke simulator described above includes a bottomed cylinder hole formed in the base, a piston inserted into the cylinder hole, a lid member for closing the opening of the cylinder hole, and between the piston and the lid member. A coil spring disposed on the lid member, and an elastic member provided on the lid member. The coil spring and the elastic member are juxtaposed in the radial direction of the cylinder hole, and the elastic member is formed smaller than the coil spring in the axial direction of the cylinder hole.
ブレーキ液圧発生装置において、マスタシリンダのブレーキ液圧をホイールシリンダに伝達している場合に、ブレーキ操作子が所定の操作量に達すると、ブレーキ操作子の操作量の増加量に対する操作反力の増加量が大きくなる変化点が存在している。 In the brake fluid pressure generating device, when the brake fluid pressure of the master cylinder is transmitted to the wheel cylinder, when the brake operation element reaches a predetermined operation amount, the operation reaction force against the increase amount of the operation amount of the brake operation element is reduced. There is a changing point where the amount of increase increases.
本発明のストロークシミュレータでは、ブレーキ操作子を操作する過程において、コイルばねによってブレーキ操作子に操作反力が付与された後に、ピストンが弾性部材に当接して、コイルばねおよび弾性部材によってブレーキ操作子に操作反力が付与される。すなわち、ブレーキ操作子が所定の操作量に達すると、ブレーキ操作子の操作量の増加量に対する操作反力の増加量が大きくなる。
このように、本発明のストロークシミュレータでは、ブレーキ操作子に付与される操作反力の反力特性を、マスタシリンダのブレーキ液圧をホイールシリンダに伝達している場合の反力特性に近似させることができる。
In the stroke simulator of the present invention, in the process of operating the brake operator, after the reaction force is applied to the brake operator by the coil spring, the piston comes into contact with the elastic member, and the brake operator and the elastic member An operational reaction force is applied to. That is, when the brake operation element reaches a predetermined operation amount, the increase amount of the operation reaction force with respect to the increase amount of the operation amount of the brake operation element increases.
Thus, in the stroke simulator of the present invention, the reaction force characteristic of the operation reaction force applied to the brake operator is approximated to the reaction force characteristic when the brake fluid pressure of the master cylinder is transmitted to the wheel cylinder. Can do.
そして、本発明のストロークシミュレータでは、コイルばねおよび弾性部材がシリンダ穴の径方向に並設されているため、複数のコイルばねを直列に連結した場合に比べて、シリンダ穴を軸方向に小さくすることができ、基体を小型化することができる。 In the stroke simulator of the present invention, since the coil spring and the elastic member are arranged in the radial direction of the cylinder hole, the cylinder hole is made smaller in the axial direction than when a plurality of coil springs are connected in series. And the size of the substrate can be reduced.
なお、前記弾性部材としては、例えば、皿ばねやウェーブワッシャー等の円板状の板ばね部材を用いることができる。このように、各種の弾性部材を用いることで、ブレーキ操作子に付与される操作反力を所望の反力特性に設定することができる。特に、弾性部材が円板状の板ばね部材である場合には、少ないストローク量でばね荷重を出すことができ、ストロークシミュレータの軸長をより小さくすることができる。 In addition, as said elastic member, disk shaped plate spring members, such as a disk spring and a wave washer, can be used, for example. Thus, by using various elastic members, the operation reaction force applied to the brake operator can be set to a desired reaction force characteristic. In particular, when the elastic member is a disc-shaped leaf spring member, the spring load can be output with a small stroke amount, and the axial length of the stroke simulator can be further reduced.
前記したストロークシミュレータにおいて、前記弾性部材のばね定数を前記コイルばねのばね定数よりも大きく設定することが望ましい。
この構成では、ブレーキ操作子が所定の操作量に達すると、ブレーキ操作子のストローク量の増加量に対する操作反力の増加量を明確に大きくすることができる。したがって、ブレーキ操作子に付与される操作反力の反力特性を、マスタシリンダのブレーキ液圧をホイールシリンダに伝達している場合の反力特性に近似させることができる。
In the above-described stroke simulator, it is desirable that the spring constant of the elastic member is set larger than the spring constant of the coil spring.
In this configuration, when the brake operation element reaches a predetermined operation amount, the increase amount of the operation reaction force with respect to the increase amount of the stroke amount of the brake operation element can be clearly increased. Therefore, the reaction force characteristic of the operation reaction force applied to the brake operator can be approximated to the reaction force characteristic when the brake fluid pressure of the master cylinder is transmitted to the wheel cylinder.
前記したストロークシミュレータにおいて、前記弾性部材を前記コイルばねの内部に配置した場合には、シリンダ穴が径方向に大きくなるのを防ぐことができる。 In the above-described stroke simulator, when the elastic member is disposed inside the coil spring, the cylinder hole can be prevented from becoming large in the radial direction.
また、本発明の車両用ブレーキシステムは、ブレーキ操作子の操作量に応じてブレーキ液圧を発生させるブレーキ液圧発生装置と、前記した本発明のストロークシミュレータと、を備え、前記ストロークシミュレータは、前記ブレーキ液圧発生装置の前記基体に設けられている。
このような車両用ブレーキシステムでは、ストロークシミュレータによってブレーキ操作子に付与される操作反力の反力特性を、マスタシリンダのブレーキ液圧をホイールシリンダに伝達している場合の反力特性に近似させることができる。
また、ストロークシミュレータでは、コイルばねおよび弾性部材がシリンダ穴の径方向に並設されているため、複数のコイルばねを直列に連結した場合に比べて、シリンダ穴を軸方向に小さくすることができ、基体を小型化することができる。したがって、車両用ブレーキシステムを小型化することができる。
Further, the vehicle brake system of the present invention includes a brake fluid pressure generating device that generates a brake fluid pressure according to the operation amount of the brake operator, and the above-described stroke simulator of the present invention. It is provided on the base body of the brake fluid pressure generator.
In such a vehicle brake system, the reaction force characteristic of the operation reaction force applied to the brake operator by the stroke simulator is approximated to the reaction force characteristic when the brake fluid pressure of the master cylinder is transmitted to the wheel cylinder. be able to.
In the stroke simulator, since the coil spring and the elastic member are arranged in the radial direction of the cylinder hole, the cylinder hole can be made smaller in the axial direction than when a plurality of coil springs are connected in series. The substrate can be reduced in size. Therefore, the vehicle brake system can be reduced in size.
本発明のストロークシミュレータおよび車両用ブレーキシステムでは、ブレーキ操作子に付与される操作反力の反力特性を、マスタシリンダのブレーキ液圧をホイールシリンダに伝達している場合の反力特性に近似させることができ、ブレーキ操作時の違和感を緩和することができる。
また、本発明のストロークシミュレータおよび車両用ブレーキシステムでは、コイルばねおよび弾性部材がシリンダ穴の径方向に並設されているため、シリンダ穴を軸方向に小さくすることができ、基体を小型化することができる。
In the stroke simulator and the vehicle brake system of the present invention, the reaction force characteristic of the operation reaction force applied to the brake operator is approximated to the reaction force characteristic when the brake fluid pressure of the master cylinder is transmitted to the wheel cylinder. It is possible to alleviate the uncomfortable feeling during brake operation.
Further, in the stroke simulator and the vehicle brake system of the present invention, the coil spring and the elastic member are arranged in parallel in the radial direction of the cylinder hole, so that the cylinder hole can be reduced in the axial direction and the base can be downsized. be able to.
本発明のストロークシミュレータおよび車両用ブレーキシステムの実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。 Embodiments of a stroke simulator and a vehicle brake system according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
車両用ブレーキシステムAは、図1に示すように、原動機(エンジンや電動モータ等)の起動時に作動するバイ・ワイヤ(By Wire)式のブレーキシステムと、原動機の停止時などに作動する油圧式のブレーキシステムの双方を備えるものである。 As shown in FIG. 1, the vehicle brake system A includes a by-wire brake system that operates when a prime mover (such as an engine or an electric motor) is started, and a hydraulic system that operates when the prime mover is stopped. It is equipped with both brake systems.
車両用ブレーキシステムAは、エンジン(内燃機関)のみを動力源とする自動車のほか、モータを併用するハイブリッド自動車やモータのみを動力源とする電気自動車・燃料電池自動車等にも搭載することができる。 The vehicle brake system A can be mounted not only on a vehicle that uses only an engine (internal combustion engine) as a power source, but also on a hybrid vehicle that uses a motor together, an electric vehicle that uses only a motor as a power source, and a fuel cell vehicle. .
車両用ブレーキシステムAは、ブレーキペダルP(特許請求の範囲における「ブレーキ操作子」)のストローク量(操作量)に応じてブレーキ液圧を発生させるブレーキ液圧発生装置A1を備えている。
また、車両用ブレーキシステムAは、ブレーキペダルPの操作量に応じてモータ(電動アクチュエータ)を駆動させることでブレーキ液圧を発生させるスレーブシリンダA2を備えている。
さらに、車両用ブレーキシステムAは、車両挙動の安定化を支援する液圧制御装置A3を備えている。
ブレーキ液圧発生装置A1、スレーブシリンダA2および液圧制御装置A3は、別ユニットとして構成されており、外部配管を介して連通している。
The vehicle brake system A includes a brake fluid pressure generator A1 that generates a brake fluid pressure according to the stroke amount (operation amount) of the brake pedal P (“brake operator” in the claims).
Further, the vehicle brake system A includes a slave cylinder A2 that generates a brake fluid pressure by driving a motor (electric actuator) according to an operation amount of the brake pedal P.
Furthermore, the vehicle brake system A includes a hydraulic pressure control device A3 that supports stabilization of vehicle behavior.
The brake fluid pressure generator A1, the slave cylinder A2, and the fluid pressure controller A3 are configured as separate units and communicate with each other via an external pipe.
ブレーキ液圧発生装置A1は、基体100と、ブレーキペダルPの操作によって作動するマスタシリンダ1と、ブレーキペダルPに擬似的な操作反力を付与するストロークシミュレータ2と、電子制御装置7と、を備えている。
The brake fluid pressure generator A1 includes a
基体100は、車両に搭載される金属部品であり、二つのシリンダ穴11,12および複数の液圧路9a〜9eが形成されている。また、基体100には、リザーバ3等の各種部品が取り付けられる。
The
マスタシリンダ1は、タンデムピストン型であり、二つのピストン1a,1bと、二つのコイルばね1c,1dとから構成されている。マスタシリンダ1は、有底円筒状の第一シリンダ穴11内に設けられている。
The master cylinder 1 is a tandem piston type, and includes two
第一シリンダ穴11の底面と、セコンダリピストン1aとの間には、第一圧力室1eが形成されている。第一圧力室1eには、第一コイルばね1cが収容されている。第一コイルばね1cは、底面側に移動したセコンダリピストン1aを開口部側に押し戻すものである。
A
セコンダリピストン1aと、プライマリピストン1bとの間には、第二圧力室1fが形成されている。第二圧力室1fには、第二コイルばね1dが収容されている。第二コイルばね1dは、底面側に移動したセコンダリピストン1aを開口部側に押し戻すものである。
A
ブレーキペダルPのロッドP1は、第一シリンダ穴11内に挿入されている。ロッドP1の先端部は、プライマリピストン1bに連結されている。これにより、プライマリピストン1bは、ロッドP1を介してブレーキペダルPに連結されている。
セコンダリピストン1aおよびプライマリピストン1bは、ブレーキペダルPの踏力を受けて第一シリンダ穴11内を底面側に摺動し、両圧力室1e,1f内のブレーキ液を加圧する。
The rod P 1 of the brake pedal P is inserted into the
The
リザーバ3は、ブレーキ液を貯溜する容器であり、基体100の上面に取り付けられている。両圧力室1e,1fには、連通穴3a,3aを通じてリザーバ3からブレーキ液を補給可能となっている。
The reservoir 3 is a container that stores brake fluid, and is attached to the upper surface of the
ストロークシミュレータ2は、ピストン21と、二つのコイルばね22,23と、蓋部材24と、蓋部材24に設けられた皿ばね25と、から構成されている。ストロークシミュレータ2は、有底円筒状の第二シリンダ穴12内に設けられている。第二シリンダ穴12の開口部は蓋部材24によって閉塞されている。
The
第二シリンダ穴12の底面12d側の部位には、ピストン21が収容される圧力室12aが形成されている。また、ピストン21と蓋部材24との間には、収容室12bが形成されている。収容室12bには、二つのコイルばね22,23および皿ばね25が収容されている。両コイルばね22,23および皿ばね25は、蓋部材24側に移動したピストン21を底面12d側に押し戻すとともに、ブレーキペダルPに操作反力を付与するものである。
A
次に、基体100内に形成された各液圧路について説明する。
第一メイン液圧路9aは、第一シリンダ穴11の第一圧力室1eを起点とする液圧路である。第一メイン液圧路9aの終点である出力ポート15aには、液圧制御装置A3に至る配管Haが連結されている。
Next, each hydraulic path formed in the
The first main
第二メイン液圧路9bは、第一シリンダ穴11の第二圧力室1fを起点とする液圧路である。第二メイン液圧路9bの終点である出力ポート15bには、液圧制御装置A3に至る配管Hbが連結されている。
The second main
連絡液圧路9c,9dは、入力ポート15c,15dからメイン液圧路9a,9bに至る液圧路である。入力ポート15c,15dには、スレーブシリンダA2に至る配管Hc,Hdが接続されている。
The communication
分岐液圧路9eは、第一メイン液圧路9aから分岐して、ストロークシミュレータ2の圧力室12aに至る液圧路である。
The branch
第一メイン液圧路9aにおいて、分岐液圧路9eとの連結部位よりも下流側(出力ポート15a側)には、第一メイン液圧路9aを開閉する第一切替弁4が設けられている。第一切替弁4は、常開型の電磁弁であり、閉弁した状態に切り換わることで、第一メイン液圧路9aの上流側と下流側とを遮断するマスタカット弁である。
In the first main
第二メイン液圧路9bには、第二メイン液圧路9bを開閉する第二切替弁5が設けられている。第二切替弁5は、常開型の電磁弁であり、閉弁した状態に切り換わることで、第二メイン液圧路9bの上流側と下流側とを遮断するマスタカット弁である。
The second main
分岐液圧路9eには、常閉型の電磁弁である開閉弁6が設けられている。開閉弁6は分岐液圧路9eを開閉するものである。
The branch
二つの圧力センサ8a,8bは、ブレーキ液圧の大きさを検知するものである。両圧力センサ8a,8bで取得された情報は電子制御装置7に出力される。
The two
第一圧力センサ8aは、第二メイン液圧路9bに設けられている。第一圧力センサ8aは、第二切替弁5よりも上流側(マスタシリンダ1側)に配置されており、マスタシリンダ1で発生したブレーキ液圧を検知する。
第二圧力センサ8bは、第一メイン液圧路9aに設けられている。第二圧力センサ8bは、第一切替弁4よりも下流側(出力ポート15a側)に配置されており、スレーブシリンダA2で発生したブレーキ液圧を検知する。
The
The
電子制御装置7は、両圧力センサ8a,8bやストロークセンサ等の各種センサから得られた情報や予め記憶させておいたプログラム等に基づいて、両切替弁4,5および開閉弁6の開閉を制御する。
The electronic control unit 7 opens and closes both the switching
スレーブシリンダA2は、図示は省略するが、シリンダ穴内を摺動するスレーブピストンと、モータおよび駆動力伝達部を有するアクチュエータ機構と、電子制御装置と、を備えている。
スレーブシリンダA2では、モータの回転駆動力を駆動力伝達部が進退運動に変換してスレーブピストンに伝達する。これにより、スレーブピストンがシリンダ穴内を摺動して、シリンダ穴内のブレーキ液を加圧する。スレーブシリンダA2で発生したブレーキ液圧は、配管Hc,Hdを通じてブレーキ液圧発生装置A1に入力される。
Although not shown, the slave cylinder A2 includes a slave piston that slides in the cylinder hole, an actuator mechanism having a motor and a driving force transmission unit, and an electronic control unit.
In the slave cylinder A2, the driving force transmission unit converts the rotational driving force of the motor into an advancing / retreating motion and transmits it to the slave piston. As a result, the slave piston slides in the cylinder hole and pressurizes the brake fluid in the cylinder hole. The brake fluid pressure generated in the slave cylinder A2 is input to the brake fluid pressure generator A1 through the pipes Hc and Hd.
液圧制御装置A3は、車輪ブレーキの各ホイールシリンダWに付与するブレーキ液圧を適宜制御することで、アンチロックブレーキ制御、車両の挙動を安定化させる横滑り制御およびトラクション制御などを実行し得る構成を備えている。
なお、図示は省略するが、液圧制御装置A3は、電磁弁やポンプ等が設けられた液圧ユニット、ポンプを駆動するためのモータ、電磁弁やモータ等を制御するための電子制御装置等を備えている。
液圧制御装置A3は、配管Ha,Hbを介してブレーキ液圧発生装置A1に接続されるとともに、配管を介して各ホイールシリンダWに接続されている。
The hydraulic pressure control device A3 can execute anti-lock brake control, skid control and traction control for stabilizing the behavior of the vehicle, by appropriately controlling the brake hydraulic pressure applied to each wheel cylinder W of the wheel brake. It has.
In addition, although illustration is abbreviate | omitted, hydraulic control apparatus A3 is a hydraulic unit provided with an electromagnetic valve, a pump, etc., a motor for driving the pump, an electronic control device for controlling the electromagnetic valve, the motor, etc. It has.
The hydraulic pressure control device A3 is connected to the brake hydraulic pressure generation device A1 via the pipes Ha and Hb, and is connected to each wheel cylinder W via the pipes.
次に車両用ブレーキシステムAの動作について概略説明する。
車両用ブレーキシステムAでは、ブレーキペダルPが操作されたことをストロークセンサが検出すると、電子制御装置7は両切替弁4,5を閉弁した状態に切り替える。これにより、両メイン液圧路9a,9bの上流側と下流側とが遮断される。
Next, an outline of the operation of the vehicle brake system A will be described.
In the vehicle brake system A, when the stroke sensor detects that the brake pedal P is operated, the electronic control unit 7 switches to a state in which both the switching
また、電子制御装置7は開閉弁6を開弁する。これにより、第一メイン液圧路9aから分岐液圧路9eを通じてストロークシミュレータ2にブレーキ液が流入可能となる。
In addition, the electronic control unit 7 opens the on-off
マスタシリンダ1の両ピストン1a,1bは、ブレーキペダルPの踏力を受けて第一シリンダ穴11内を底面側に摺動し、両圧力室1e,1f内のブレーキ液を加圧する。このとき、両メイン液圧路9a,9bの上流側と下流側とが遮断されているため、両圧力室1e,1fで発生したブレーキ液圧はホイールシリンダWに伝達されない。
Both
また、第一圧力室1e内のブレーキ液が加圧されると、第一メイン液圧路9aから分岐液圧路9eにブレーキ液が流入する。そして、ストロークシミュレータ2の圧力室12a内のブレーキ液が加圧され、ピストン21がコイルばね22,23の付勢力に抗して蓋部材24側に移動する。
これにより、ブレーキペダルPがストロークするとともに、ピストン21には、コイルばね22,23および皿ばね25によって、底面側に向けて付勢力が発生し、ピストン21からブレーキペダルPに対して擬似的な操作反力が付与される。
When the brake fluid in the
As a result, the brake pedal P strokes, and the urging force is generated on the
また、ストロークセンサによって、ブレーキペダルPの踏み込みが検出されると、スレーブシリンダA2のモータが駆動する。
スレーブシリンダA2では、スレーブシリンダA2から出力されたブレーキ液圧(第二圧力センサ8bで検出されたブレーキ液圧)と、マスタシリンダ1から出力されたブレーキ液圧(第一圧力センサ8aで検出されたブレーキ液圧)とを対比し、その対比結果に基づいてモータの回転数等を制御する。このようにして、スレーブシリンダA2ではブレーキペダルPのストローク量に応じてブレーキ液圧を発生させる。
When the depression of the brake pedal P is detected by the stroke sensor, the motor of the slave cylinder A2 is driven.
In the slave cylinder A2, the brake fluid pressure output from the slave cylinder A2 (the brake fluid pressure detected by the
スレーブシリンダA2で発生したブレーキ液圧は、配管Hc,Hdを通じてブレーキ液圧発生装置A1に入力され、連絡液圧路9c,9d、両メイン液圧路9a,9bおよび配管Ha,Hbを通じて、液圧制御装置A3に入力される。
さらに、液圧制御装置A3から各ホイールシリンダWにブレーキ液圧が伝達され、各ホイールシリンダWが作動することにより、各車輪に制動力が付与される。
The brake fluid pressure generated in the slave cylinder A2 is input to the brake fluid pressure generator A1 through the pipes Hc and Hd, and the fluid is supplied to the brake
Further, the brake fluid pressure is transmitted from the hydraulic pressure control device A3 to each wheel cylinder W, and each wheel cylinder W is actuated to apply a braking force to each wheel.
なお、スレーブシリンダA2が作動しない状態(例えば、電力が得られない場合等)においては、両切替弁4,5は開弁した状態であり、両メイン液圧路9a,9bの上流側と下流側とが連通している。また、開閉弁6は閉弁している。
この状態では、マスタシリンダ1によって両メイン液圧路9a,9bのブレーキ液圧が昇圧される。そして、両メイン液圧路9a,9bに通じている各ホイールシリンダWが昇圧し、車輪に制動力が付与される。
In a state where the slave cylinder A2 is not operated (for example, when electric power cannot be obtained), both the switching
In this state, the brake fluid pressure in both the main
次に、本実施形態のストロークシミュレータ2の具体的な構成について説明する。
ストロークシミュレータ2は、図2に示すように、基体100に形成された有底の第二シリンダ穴12と、第二シリンダ穴12に挿入されたピストン21と、第二シリンダ穴12の開口部12cを閉塞する蓋部材24と、を備えている。
また、ストロークシミュレータ2は、ピストン21と蓋部材24との間に配置された第一コイルばね22および第二コイルばね23と、蓋部材24に設けられた皿ばね25(特許請求の範囲における「弾性部材」)と、を備えている。
Next, a specific configuration of the
As shown in FIG. 2, the
The
第二シリンダ穴12は、段付きの円筒状の穴であり、基体100の一面に開口している。第二シリンダ穴12には、底面12dから軸方向の略中央部に亘って圧力室12aが形成されるとともに、軸方向の略中央部から開口部12cに亘って収容室12bが形成されている。収容室12bは圧力室12aよりも拡径されている。
第二シリンダ穴12は、先端側(底面12d側)に圧力室12aが形成され、基端側(開口部12c側)に収容室12bが形成されている。
The
In the
圧力室12aは、ピストン21が収容される部位である。圧力室12aの内周面において、軸方向の略中央部には、保持溝12gが全周に亘って形成されている。保持溝12gには環状のシール部材12hが嵌め込まれている。
The
圧力室12aの内周面において、保持溝12gよりも先端側には、分岐液圧路9eが開口している。図1に示すように、マスタシリンダ1の第一圧力室1eと、ストロークシミュレータ2の圧力室12aとは、第一メイン液圧路9aおよび分岐液圧路9eを通じて連通している。
On the inner peripheral surface of the
ピストン21は、図2に示すように、有底の円筒状の部材であり、圧力室12a内に収容されている。ピストン21は圧力室12a内で軸方向に往復動自在である。
また、シール部材12hの内周部がピストン21の外周面に接することで、ピストン21の外周面と圧力室12aの内周面との間が液密にシールされている。
As shown in FIG. 2, the
Further, since the inner peripheral portion of the
ピストン21は、開口部21aが先端側に配置され、底部21bが基端側に配置されている。ピストン21の基端面21cの中央部にはガイド部21dが突設されている。ピストン21の先端部が圧力室12aの底面12dに当接した状態では、ガイド部21dは収容室12b内に突出している。
The
ピストン21の周壁部において先端側の部位には複数の連通穴21eが貫通している。各連通穴21eは、ピストン21の周方向に等間隔に配置されている。
ピストン21の内部は、開口部21aおよび各連通穴21eを通じて、圧力室12aに通じている。したがって、圧力室12a内のブレーキ液圧が大きくなると、ピストン21内のブレーキ液圧も同様に大きくなる。
A plurality of
The inside of the
ピストン21の基端面21cには、第一ガイド部材26が取り付けられている。第一ガイド部材26には、有底の円筒部26bと、円筒部26bの先端側の開口縁部に形成されたフランジ26aと、が形成されている。
A
第一ガイド部材26の円筒部26bは、ピストン21側が開口し、蓋部材24側に底部が形成されている。また、円筒部26bの底部には、取付穴26cが貫通している。
第一ガイド部材26の円筒部26bは、ピストン21のガイド部21dに外嵌される部位である。また、第一ガイド部材26の円筒部26bは、第一コイルばね22の先端部に挿入される部位である。
The
The
蓋部材24は、収容室12bの基端部に内嵌されており、第二シリンダ穴12の開口部12cを閉塞している。収容室12bの内周面の溝に嵌め込まれたクリップ24cによって、蓋部材24の抜け止めが構成されている。
The
蓋部材24の本体部24aの先端側の面の中央部には、円柱状のガイド部24bが突設されている。ガイド部24bは第二コイルばね23の基端部に挿入される部位である。
蓋部材24のガイド部24bの先端面の中央部には、円形断面の凹部24dが形成されている。凹部24dは、皿ばね25が内嵌される部位である。
A
A
蓋部材24の本体部24aの外周面には、保持溝24eが全周に亘って形成されている。保持溝24eには環状のシール部材24fが嵌め込まれている。このシール部材24fの外周部が収容室12bの内周面に接することで、蓋部材24の外周面と収容室12bの内周面との間が液密にシールされている。
On the outer peripheral surface of the
ピストン21と蓋部材24との間には、第二ガイド部材27が配置されている。第二ガイド部材27には、有底の円筒部27bと、円筒部27bの先端側の開口縁部に形成されたフランジ27aと、が形成されている。
A
第二ガイド部材27の円筒部27bは、ピストン21側が開口し、蓋部材24側に底部が形成されている。
第二ガイド部材27の円筒部27bは、第一ガイド部材26の円筒部26bよりも拡径されている。第二ガイド部材27の円筒部27bには、第一ガイド部材26の円筒部26bが挿入されている。また、第二ガイド部材27の円筒部27bは、第二コイルばね23の先端部に挿入される部位である。
The
The
第一ガイド部材26の円筒部26bの底部と、第二ガイド部材27の円筒部27bの底部とは、連結ピン28を介して連結されている。連結ピン28には、軸部28aと、軸部28aの先端部に形成された抜け止め部28bと、が形成されている。
The bottom portion of the
軸部28aは、第一ガイド部材26の取付穴26cに挿通されている。軸部28aは、取付穴26cよりも僅かに縮径されており、第一ガイド部材26に対して軸方向に移動自在である。
The
抜け止め部28bは、第一ガイド部材26の円筒部26b内に配置されている。抜け止め部28bは、取付穴26cよりも拡径されている。抜け止め部28bは、連結ピン28が第一ガイド部材26から基端側に抜けるのを防ぐための部位である。
The retaining
連結ピン28の軸部28aの基端部は、第二ガイド部材27の円筒部27bの底部に固定されている。これにより、第二ガイド部材27は、連結ピン28を介して、第一ガイド部材26に連結されている。そして、第二ガイド部材27は、連結ピン28にガイドされながら、第一ガイド部材26に対して第二シリンダ穴12の軸方向に移動自在である。
The base end portion of the
連結ピン28の軸部28aにおいて、第一ガイド部材26と第二ガイド部材27との間となる部位には、円筒状のブッシュ29が外嵌されている。ブッシュ29はゴム製や合成樹脂製の弾性部材である。
A
第一コイルばね22は、収容室12b内に収容されており、第一ガイド部材26と第二ガイド部材27との間に介設されている。第一コイルばね22は、金属製の線材を螺旋状に巻いた弾性部材である。
The
第一コイルばね22の先端部には、第一ガイド部材26の円筒部26bが挿入されている。また、第一コイルばね22の先端部は、第一ガイド部材26のフランジ26aに当接している。
第一コイルばね22の基端部は、第二ガイド部材27の円筒部27bに挿入されている。また、第一コイルばね22の基端部は、第二ガイド部材27の円筒部27bの底部に当接している。
A
The proximal end portion of the
第二コイルばね23は、収容室12b内に収容されており、第二ガイド部材27と蓋部材24との間に配置されている。第二コイルばね23は、金属製の線材を螺旋状に巻いた弾性部材である。
第二コイルばね23の内径は、第一コイルばね22の外径よりも大きく形成されている。また、第二コイルばね23の線径は、第一コイルばね22の線径よりも大きく形成されている。そして、第二コイルばね23のばね定数は、第一コイルばね22のばね定数よりも大きく設定されている。
The
The inner diameter of the
第二コイルばね23の基端部には、蓋部材24のガイド部24bが挿入されている。また、第二コイルばね23の外周部は、収容室12bの内周面の近くに配置されている。
第二コイルばね23の先端部には、第二ガイド部材27の円筒部27b、第一コイルばね22の基端部および第一ガイド部材26の円筒部26bが挿入されている。また、連結ピン28およびブッシュ29も第二コイルばね23内に配置されている。第二コイルばね23の先端部は、第二ガイド部材27のフランジ27aに当接している。
このように、第一コイルばね22の一部と、第二コイルばね23の一部とが第二シリンダ穴12の径方向に重複している。
A
A
Thus, a part of the
皿ばね25は、金属製の円筒状の弾性部材である。皿ばね25は、円錐台形状に形成されており、基端部から先端部に向かうに従って漸次縮径されている。皿ばね25は、第二シリンダ穴12の軸方向において、第二コイルばね23よりも小さく形成されている。
皿ばね25の基端部は、蓋部材24の凹部24dに圧入されており、蓋部材24に固定されている。また、皿ばね25の先端部は、凹部24dよりも先端側に突出している。
皿ばね25のばね定数は、第二コイルばね23のばね定数よりも大きく設定されている。
The
The base end portion of the
The spring constant of the
本実施形態のストロークシミュレータ2では、第一コイルばね22とブッシュ29とが第二シリンダ穴12の径方向に並列されている。また、第一コイルばね22と第二コイルばね23とは、第二シリンダ穴12の軸方向に直列に連結されている。さらに、第二コイルばね23と皿ばね25とは、第二シリンダ穴12の径方向に並列されている。
In the
前記したストロークシミュレータ2は、以下のように動作する。
図1に示すように、車両用ブレーキシステムAにおいて、切替弁4が閉弁するとともに、開閉弁6が開弁した状態では、マスタシリンダ1で発生したブレーキ液圧が、第一メイン液圧路9aおよび分岐液圧路9eを通じて、ストロークシミュレータ2の圧力室12a内に伝達される。
The
As shown in FIG. 1, in the vehicle brake system A, when the switching
図2に示すように、圧力室12aに流入したブレーキ液は、ピストン21の各連通穴21eを通じて、ピストン21内に流入する。そして、圧力室12a内およびピストン21内のブレーキ液圧によって、ピストン21が基端側(蓋部材24側)に押し出されると、図3に示すように、第一コイルばね22が第一ガイド部材26と第二ガイド部材27との間で収縮する。
As shown in FIG. 2, the brake fluid that has flowed into the
第一コイルばね22が収縮し始めたとき、すなわち、圧力室12a内のブレーキ液圧が小さいときは、第一コイルばね22が大きく収縮し、第二コイルばね23は殆ど収縮しない。したがって、圧力室12a内のブレーキ液圧が小さいときには、ピストン21に対して主に第一コイルばね22の反力特性による反力が作用する。
これにより、ブレーキペダルP(図1参照)に対して、主に第一コイルばね22の反力特性による操作反力が付与される(図5の線形B1の領域L1)。
When the
Thereby, an operation reaction force mainly due to a reaction force characteristic of the
圧力室12a内のブレーキ液圧が大きくなると、第一ガイド部材26がブッシュ29に当接し、第一ガイド部材26と第二ガイド部材27との間でブッシュ29が収縮する。そして、ブッシュ29の収縮量が増加するに従って、ブッシュ29からピストン21に作用する反力が緩やかに大きくなる。
When the brake fluid pressure in the
圧力室12a内のブレーキ液圧が更に大きくなると、第二ガイド部材27と蓋部材24との間で第二コイルばね23が大きく収縮する。そして、ピストン21に対して主に第二コイルばね23の反力特性による反力が作用する。
これにより、ブレーキペダルP(図1参照)に対して、主に第二コイルばね23の反力特性による操作反力が付与される(図5の線形B1の領域L3)。
When the brake fluid pressure in the
As a result, an operation reaction force mainly due to the reaction force characteristic of the
なお、第一コイルばね22の反力特性から第二コイルばね23の反力特性に切り替わる切替点の近傍範囲では、第一コイルばね22および第二コイルばね23の反力特性にブッシュ29の反力特性が付加されるため、両コイルばね22,23からピストン21に作用する反力が緩やかに変化する。すなわち、ブレーキペダルP(図1参照)の操作反力が緩やかに大きくなる(図5の線形B1の領域L2)。
In the vicinity of the switching point at which the reaction force characteristic of the
ブレーキペダルP(図1参照)が最大のストローク量に近づくと、図4に示すように、第二ガイド部材27のフランジ27aが第一ガイド部材26のフランジ26aに当接する。また、第二ガイド部材27と蓋部材24との間で第二コイルばね23が更に収縮すると、第二ガイド部材27の円筒部27bの底部が皿ばね25に当接する。そして、第二ガイド部材27と蓋部材24との間で皿ばね25が収縮する。
これにより、ピストン21に対して、第二コイルばね23の反力特性による反力に加えて、皿ばね25の反力特性による反力が作用する。
したがって、ブレーキペダルP(図1参照)に対して、主に第二コイルばね23および皿ばね25の反力特性による操作反力が付与される(図5の線形B1の領域L4)。
When the brake pedal P (see FIG. 1) approaches the maximum stroke amount, the
Thereby, in addition to the reaction force due to the reaction force characteristic of the
Therefore, an operation reaction force mainly due to the reaction force characteristics of the
以上のようなストロークシミュレータ2では、図3に示すように、ブレーキペダルP(図1参照)のストローク量が変化点C(図5参照)に達するまでは、主に第一コイルばね22および第二コイルばね23によってブレーキペダルPに操作反力が付与される。
その後、ブレーキペダルPのストローク量が変化点C(図5参照)に達すると、図4に示すように、ピストン21が皿ばね25に当接する。
In the
Thereafter, when the stroke amount of the brake pedal P reaches a change point C (see FIG. 5), the
本実施形態のストロークシミュレータ2では、ブレーキペダルP(図1参照)のストローク量が変化点Cに達すると、ブレーキペダルPに対して両コイルばね22,23および皿ばね25によって操作反力が付与される。これにより、図5に示すように、変化点Cを境にして、ブレーキペダルPのストローク量の増加量に対する操作反力の増加量が明確に大きくなり、線形B1の傾きが大きくなる。
In the
なお、図5に示す線形B2は、マスタシリンダ1(図1参照)のブレーキ液圧をホイールシリンダW(図1参照)に伝達している場合の反力特性を示している。線形B2には、ブレーキペダルP(図1参照)の最大のストローク量の近くで傾きが明確に大きくなる変化点が存在している。
本実施形態のストロークシミュレータ2では、線形B1の変化点Cが線形B2の変化点に近似するように、ピストン21(第二ガイド部材27)と皿ばね24との間隔が設定されている(図2参照)。
すなわち、ブレーキペダルPのストローク量が線形Bの変化点に近似する量に達したときに、図4に示すように、ピストン21が皿ばね25に当接する。
In addition, the linear B2 shown in FIG. 5 has shown the reaction force characteristic in the case of transmitting the brake fluid pressure of the master cylinder 1 (refer FIG. 1) to the wheel cylinder W (refer FIG. 1). In the line B2, there is a changing point at which the inclination clearly increases near the maximum stroke amount of the brake pedal P (see FIG. 1).
In the
That is, when the stroke amount of the brake pedal P reaches an amount that approximates the changing point of the linear B, the
このように、本実施形態のストロークシミュレータ2では、図1に示すように、ブレーキペダルPに付与される操作反力の反力特性が、マスタシリンダ1のブレーキ液圧をホイールシリンダWに伝達している場合の反力特性に近似している(図5参照)。したがって、本実施形態のストロークシミュレータ2では、ブレーキ操作時の違和感を緩和することができる。
Thus, in the
また、本実施形態のストロークシミュレータ2では、図2に示すように、第二コイルばね23および皿ばね25が第二シリンダ穴12の径方向に並設されているため、複数のコイルばねを直列に配置した場合に比べて、第二シリンダ穴12を軸方向に小さくすることができ、基体100を小型化することができる。
また、本実施形態のストロークシミュレータ2では、皿ばね25が第二コイルばね23の内部に配置されているため、第二シリンダ穴12が径方向に大きくなるのを防ぐことができる。
また、本実施形態のストロークシミュレータ2では、皿ばね25を用いているため、コイルばねを用いた場合よりも、少ないストローク量でばね荷重を出すことができ、ストロークシミュレータ2の軸長をより小さくすることができる。
そして、図1に示すように、本実施形態のストロークシミュレータ2を用いることで、車両用ブレーキシステムAを小型化することができる。
Moreover, in the
Moreover, in the
Moreover, in the
And as shown in FIG. 1, the brake system A for vehicles can be reduced in size by using the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更が可能である。
本実施形態では、図2に示すように、蓋部材24に皿ばね25が設けられているが、蓋部材24に設けられる弾性部材の構成は限定されるものではない。例えば、ウェーブワッシャー等の円板状のばね部材やゴム製または合成樹脂製の弾性部材を用いることができる。そして、各種の弾性部材を用いることで、ブレーキペダルP(図1参照)に付与される操作反力を所望の反力特性に設定することができる。
The embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the
本実施形態では、皿ばね25のばね定数を第二コイルばね23のばね定数よりも大きく設定されているが、皿ばね25のばね定数を第二コイルばね23のばね定数以下に設定してもよい。
In this embodiment, the spring constant of the
本実施形態では、図1に示すように、マスタシリンダ1とストロークシミュレータ2とが基体100内に設けられているが、マスタシリンダ1とストロークシミュレータ2とを別体に形成してもよい。さらに、マスタシリンダ1、ストロークシミュレータ2およびスレーブシリンダA2を一つの基体に設けてもよい。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the master cylinder 1 and the
1 マスタシリンダ
2 ストロークシミュレータ
3 リザーバ
4 第一切替弁
5 第二切替弁
6 開閉弁
7 電子制御装置
9a 第一メイン液圧路
9b 第二メイン液圧路
9e 分岐液圧路
11 第一シリンダ穴
12 第二シリンダ穴
12a 圧力室
12b 収容室
12d 底面
21 ピストン
21b 底部
24 蓋部材
24a 本体部
24b ガイド部
24d 凹部
25 皿ばね(弾性部材)
26 第一ガイド部材
26a フランジ
26b 円筒部
27 第二ガイド部材
27a フランジ
27b 円筒部
28 連結ピン
29 ブッシュ
100 基体
A 車両用ブレーキシステム
A1 ブレーキ液圧発生装置
A2 スレーブシリンダ
A3 液圧制御装置
P ブレーキペダル(ブレーキ操作子)
W ホイールシリンダ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
26
W Wheel cylinder
Claims (5)
基体に形成された有底のシリンダ穴と、
前記シリンダ穴に挿入されたピストンと、
前記シリンダ穴の開口部を閉塞する蓋部材と、
前記ピストンと前記蓋部材との間に配置されたコイルばねと、
前記蓋部材に設けられた弾性部材と、を備え、
前記コイルばねおよび前記弾性部材は、前記シリンダ穴の径方向に並設され、
前記シリンダ穴の軸方向において、前記弾性部材が前記コイルばねよりも小さいことを特徴とするストロークシミュレータ。 A stroke simulator for applying an operation reaction force to a brake operator,
A bottomed cylinder hole formed in the substrate;
A piston inserted into the cylinder hole;
A lid member for closing the opening of the cylinder hole;
A coil spring disposed between the piston and the lid member;
An elastic member provided on the lid member,
The coil spring and the elastic member are juxtaposed in the radial direction of the cylinder hole,
A stroke simulator characterized in that the elastic member is smaller than the coil spring in the axial direction of the cylinder hole.
ブレーキ操作子の操作量に応じてブレーキ液圧を発生させるブレーキ液圧発生装置と、
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載されたストロークシミュレータと、を備え、
前記ストロークシミュレータは、前記ブレーキ液圧発生装置の前記基体に設けられていることを特徴とする車両用ブレーキシステム。 A brake system for a vehicle,
A brake fluid pressure generating device for generating brake fluid pressure according to the operation amount of the brake operator;
A stroke simulator according to any one of claims 1 to 4,
The vehicle brake system according to claim 1, wherein the stroke simulator is provided on the base body of the brake fluid pressure generator.
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JP2014060218A JP2015182577A (en) | 2014-03-24 | 2014-03-24 | Stroke simulator and brake system for vehicle |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2016026661A (en) * | 2015-10-09 | 2016-02-18 | 京楽産業.株式会社 | Game machine |
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KR20190009787A (en) * | 2016-05-24 | 2019-01-29 | 로베르트 보쉬 게엠베하 | Pedal pressure simulation device |
-
2014
- 2014-03-24 JP JP2014060218A patent/JP2015182577A/en active Pending
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KR102372347B1 (en) * | 2016-05-24 | 2022-03-08 | 로베르트 보쉬 게엠베하 | pedal effort simulation device |
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