JP2016511192A - 電気的ブレーキブースタを備えた車両用ブレーキシステム - Google Patents

Abstract

車両用ブレーキシステムは、車両の少なくとも１つの車輪に摩擦ブレーキ力を印加するように操作される。ブレーキシステムは、ブレーキ液のリザーバーと流体連通し油圧ブレーキ装置と流体連通するマスターシリンダーを含む。一つの態様によれば、ブレーキシステムは、ブレーキペダルの第１の所定の変位に応じて、マスターシリンダー内のブレーキ液を移動させ摩擦ブレーキ装置にブレーキ液を送る電気的ブレーキ力発生部を含む。【選択図】図１

Description

発明の技術分野

（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１３年３月１３日に出願された、米国特許出願第１３／７９９４３８号に対して優先権を主張するものである。同米国特許出願は、その全体が参照により援用される。

本発明は、概して車両用ブレーキシステムに関し、より詳細には、電気的ブレーキブースタを備えた車両用ブレーキ装置に関する。

発明の背景

本項目では、必ずしも従来技術ではなく、本発明に関連する背景情報を提供する。

従来の車両では、運動エネルギーは摩擦ブレーキを介して熱に変換される。例えば、ドライバがブレーキペダルに機械的な力を与えると、マスターシリンダーは、機械的な力を油圧に変換する。油圧は、ブレーキパッドなどの摩擦材に力を与え、車輪に取り付けられたディスクの側面に対して摩擦材を押し付ける。ディスクに接触した摩擦材は、摩擦を発生し、車輪を減速または停止させる。近年の車両は、ドライバが効果的に車両を減速または停止するために必要とされる、ブレーキペダルに与える機械的な力の量を減少させるためにブレーキブースタを利用している。ブレーキブースタは、ブレーキペダルによってマスターシリンダーに与えられる力を高めるために、エンジン吸気口の負圧を用いる。

電気自動車は、電気推進システムのみに依存している。ハイブリッド電気自動車は、内燃機関と電気推進システムとを組み合わせている。電気自動車およびハイブリッド電気自動車は、従来のブレーキブースタを作動させるための十分な負圧源を生成しない。内燃機関、ディーゼル、層状給気エンジンおよび火花点火直噴エンジンは、典型的な内燃機関よりも効率がよく、より低い負圧を生成する。このような代替構成は、ブレーキペダルによってマスターシリンダーに与えられた力を高めるために、これらの車両に採用されている。例えば電気自動車、ハイブリッド電気自動車および低燃費の内燃機関車は、電気機械式のブレーキブースタを含んでいる。

ハイブリッド自動車および電気自動車は、車両の減速時に、モータを作動させるために、発電機として回生ブレーキを採用することが一般的に知られている。従来、摩擦ブレーキ時に熱として消散するエネルギーは、電気エネルギーに変換可能であり、さらにバッテリに蓄積可能である。このようにエネルギーは、それ以降の使用のために保存可能であり、それによって電力下での車両の電気航続距離が拡大する。摩擦ブレーキはまた、ドライバによって要求されたブレーキ力を与えるために、車両用ＥＣＵによって回生ブレーキと混合されてもよい。

公知のブレーキシステムでは、その意図された目的が達成されている一方で、関連技術の継続的な改善の必要性は依然として存在する。

本項目は、本発明の一般的な概要を提供するものであり、その全範囲またはそのすべての特徴の包括的な開示ではない。

一つの態様によれば、本発明は、車両用ブレーキシステムを提供する。車両は、車両の少なくとも１つの車輪に摩擦ブレーキ力を印加する油圧ブレーキ装置を含む。ブレーキシステムは、マスターシリンダーおよび電気的ブレーキ力発生部を含む。マスターシリンダーは、ブレーキ液のリザーバーと流体連通し、??油圧ブレーキ装置と流体連通している。電気的ブレーキ力発生部は、ブレーキペダルの第１の所定の変位に応じて、マスターシリンダー内のブレーキ液を移動させることで摩擦ブレーキ装置にブレーキ液を送る。電気的ブレーキ力発生部は、ブレーキ液で満たされた昇圧室を区画するハウジングを含み、ブレーキ液のリザーバーと流体連通している。電気的ブレーキ力発生部は、昇圧室の圧力を生成する駆動装置をさらに含む。昇圧室内の圧力は、マスターシリンダーを作動させて油圧ブレーキ装置を操作する。

他の態様によれば、本発明は、車両用ブレーキシステムを提供する。車両は、油圧ブレーキ装置を含む。ブレーキシステムは、マスターシリンダー、ブレーキペダルおよび機械ブレーキ力発生部を含む。マスターシリンダーは、ブレーキ液のリザーバーと流体連通し、??油圧ブレーキ装置と流体連通している。マスターシリンダーは、主にブレーキ液を油圧ブレーキ装置に押し出すために、その中で可動する少なくとも第１のピストンを含む。機械ブレーキ力発生部は、ブレーキペダルと、マスターシリンダーの第１のピストンとの間に配置され、ブレーキペダルの所定の変位に応じてマスターシリンダーを作動させるよう、操作可能である。

さらに他の態様によれば、本発明は、ブレーキシステムを備えた車両制動方法を提供する。ブレーキシステムは、ブレーキ液のリザーバーと流体連通し、油圧ブレーキ装置に??流体連通する??マスターシリンダーを含む。マスターシリンダーは、少なくとも第１のピストンを含む。本方法は、ドライバの入力に応じて昇圧室内の圧力を発生することを含む。昇圧室は、ブレーキ液を収容するキャビティを区画する。キャビティは、マスターシリンダーの第１のピストンと直接的に流体連通している。本方法はさらに、昇圧室の圧力で第１のピストンを移動させることにより、ブレーキ液を油圧ブレーキ装置に送るために、マスターシリンダーを作動することを含む。

さらなる適用範囲は、本明細書の詳細な説明によって明らかにする。本概要での詳細な説明および実施形態は、例示のみを目的とするものであり、本発明の範囲を限定するものではない。

本明細書に記載された図面は、選択された実施形態のみではなく、すべての可能な実施を例示するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。

本発明によるブレーキシステムを搭載した車両の概略図である。 本発明によるブレーキアセンブリの斜視図である。 本発明による車両用ブレーキシステムの非制動状態を示す、車両用ブレーキシステムの概略図である。 図３の車両用ブレーキシステムの回生ブレーキのみで車両制動が行われる第１の動作モードを示す、図３と同様の概略図である。 図３の車両用ブレーキシステムの回生ブレーキおよび摩擦ブレーキの両方で車両制動が行われる第２の動作モードを示す、図３と同様の他の概略図である。 図３の車両用ブレーキシステムの摩擦ブレーキのみで車両制動が行われる第３の動作モードを示す、図３と同様の他の概略図である。 本発明による車両用ブレーキシステムのペダルフィール特性を示すグラフである。 本発明による他の車両用ブレーキシステムを示す、図３と同様の概略図である。

対応する参照番号は、図面のいくつかの見方を通して対応する部分を示している。

発明の詳細な説明

例示的な実施形態は、図面を参照しながら詳細に説明する。

例示的な実施形態は、本発明が完全となり、当業者にその範囲を十分に伝えるように提供される。本発明の実施形態の完全な理解を提供するために、詳しい構成要素、デバイスおよび方法の実施例として、具体的な詳細が数多く記載される。その具体的な詳細を採用する必要がないこと、例示的な実施形態が多くの異なる形態で実施可能とされること、いずれも本発明の範囲を限定するものと解釈すべきではないことは、当業者には明らかである。いくつかの実施形態では、周知のプロセス、周知のデバイス構成および周知の技術については、詳細な説明をしない。

まず図１を参照すると、本発明による構成された車両用ブレーキシステムが概略的に示されていて、参照番号１０で全体が識別されている。ブレーキシステム１０は、車両１２に組み込まれて操作可能なように示されている。ブレーキシステム１０の詳細について述べる前に、典型的な使用環境の簡単な説明を必要とする。

本発明の範囲内で、典型的な車両１２は、電気自動車（内燃推進なし）またはハイブリッド電気自動車（内燃推進あり）であってもよい。特に図示のように、車両１２は、内燃機関１４と、変速機１８を介して１つ以上の車輪２０にトルクを伝達する電動モータ１６とを有するハイブリッド電気自動車である。図示の実施形態では、内燃機関１４および電動モータ１６は、車両１２の前輪２０にトルクを伝達する。電動モータ１６は、従来の内燃機関車に比べ燃費を向上させる。

車両１２の電力は、バッテリ２２によって供給されている。バッテリ２２は、直流電力を供給できる。インバータ２４は、電動モータ１６のために直流電圧を交流電圧に変換するために、バッテリ２２と電気的に接続されている。インバータ２４はまた、発電機２６に交流電力を供給するために、発電機２６に電気的に接続されている。

車両１２は、制動するための、および、バッテリ２２を充電するために運動エネルギーを電気エネルギーに変換するための回生ブレーキ装置２８を含む。回生ブレーキ装置２８は、電動モータ１６およびインバータ２４によって規定される。車両１２のドライバが入力をアクティブにすると（例えばブレーキペダル２９を踏み込む、図３〜図６参照）、車両用電子制御ユニット（ＥＣＵ）３０は、反転モードで電動モータ１６を動作させる。このように、電動モータ１６が逆方向に回転し、変速機１８を介して電動モータ１６の抵抗を応用することで、車両１２を制動する。このモードでは、電動モータ１６は、交流電力の発電機として機能する。交流電力は、インバータ２４によって直流電力に変換され、蓄電のためにバッテリ２２に供給される。

回生ブレーキ装置２８に加え、車両１２はまた、摩擦ブレーキ装置３２（図３〜図６参照）を含む。摩擦ブレーキ装置３２は、車両の車輪２０の各々に関連する摩擦ブレーキ３４（例えば、ディスクブレーキ）を含む。摩擦ブレーキ３４は、ブレーキ液で油圧制御される。さらに後述するように、ブレーキ用ＥＣＵ３６は、摩擦ブレーキ３４を電気的に作動してもよい。摩擦ブレーキ３４はまた、ブレーキペダル２９の所定の変位に応じて、電力とは独立して機械的に作動してよい。回生ブレーキの間、車両用ＥＣＵ３０は、回生ブレーキ装置２８を介する回生ブレーキに、摩擦ブレーキ３４の電気的な作動を介する摩擦ブレーキを混合することによって、車両１２の全体のブレーキ力を調整してよい。

以下、特に説明しない限り、本発明のブレーキシステム１０のための典型的な使用環境は、機能および構造の両方で一般的であると理解されたい。

続けて図１を参照し、さらに図２の斜視図および図３〜図６の概略図を参照して、本発明のブレーキシステム１０をさらに詳細に説明する。ブレーキシステム１０は、電気的ブレーキ力発生部３８および機械的ブレーキ力発生部４０を全体として含むように示されている。電気的および機械的ブレーキ力発生部３８、４０は、摩擦ブレーキ装置３２に油圧を伝達するために、マスターシリンダー４２と協働する。

マスターシリンダー４２は、ピストン４８および予め負荷されたばね４９にそれぞれ関連する第１および第２のチャンバ４４、４６を規定する、タンデムマスターシリンダーである。チャンバ４４、４６は、ブレーキ液で満たされていて、さらにブレーキ液のリザーバー５０Ａと流体連通されている。図示の実施形態では、各ピストン４８は、異なるブレーキ回路を動作させる。例えば、第１のブレーキ回路は、２つの車輪２０に摩擦ブレーキを与え、第２のブレーキ回路は、他の２つの車輪２０に摩擦ブレーキを与える。ブレーキ液は、第１および第２のポートＰ１、Ｐ２を介してマスターシリンダー４２に流入し、第３および第４のポートＰ３、Ｐ４を介してマスターシリンダー４２から流出する。

ブレーキペダル２９は、車両１２の車室内側に取り付けられ、ピボット軸５２を中心に回転する。図示された実施形態では、ブレーキペダル２９を踏み込んだドライバに応じて、ペダル移動センサ５４は、ピボット軸５２を中心にブレーキペダル２９の回転変位を検出する。他の実施形態では、ペダル移動センサ５４は、ブレーキペダル２９の直線変位または他の変位を検出してよい。ペダル移動センサ５４によって検出されたブレーキペダル２９の変位は、ブレーキ用ＥＣＵ３６に電気的に接続されている。

電気的ブレーキ力発生部３８は、昇圧室５６および電気的駆動装置５８を全体として含むように示されている。電気的駆動装置５８は、マスターシリンダー４２に昇圧を与えるために、昇圧室５６を作動させるように動作する。昇圧室５６は、ブレーキ液に満たされていて、さらにブレーキ液リザーバー５０Ｂと流体連通している。ブレーキ液は、第５および第６のポートＰ５、Ｐ６を介してリザーバー５０Ｂから供給される。図３〜図６の概略図では、別々のリザーバーとしてリザーバー５０Ａ、５０Ｂを示している。しかしながら、単一のリザーバー５０を採用してもよい（図２の斜視図を参照）。

図示の実施形態では、電気的ブレーキ力発生部３８は、ブレーキ用ＥＣＵ３６によって制御される電動モータ６０を全体として含むように示されている。電動モータ６０は、出力部６２を駆動する。出力部６２は、ベルトの減速（図３〜図６の簡略化された概略図では不図示）を介して、または、歯車減速あるいは同等の機構を介して、電動モータ６０に結合されてもよい。出力部６２は、ナットおよびスピンドル、ボールスクリューアセンブリまたは他の適切な構成要素を含んでもよい。図示のように出力部６２は、ボールスクリューアセンブリを含む。出力部６２は、昇圧室５６のピストン６４を押し動かす入力ロッドに接触している。出力部６２がピストン６４と結合されていないため、ドライバからの素早い入力に応じて出力部６２とピストン６４とは接触を失い、これによりドライバを妨げることを回避できる。

電気的駆動装置５８は、ペダル移動センサ５４によるブレーキペダル２９の検出された変位に応じて作動される。モータ６０の作動時に、ピストン６４は、昇圧室５６の第１部分５６Ａに配置されたばね６６に抗して前進させられる。このようにして昇圧室５６内で昇圧が増し、ばね４９の付勢力に抗してマスターシリンダー４２のピストン４８が前進する。そしてブレーキ液は、第３および第４のポートＰ３、Ｐ４から押し出され、摩擦ブレーキ装置３２に油圧を与える。

機械的ブレーキ力発生部４０は、ドライバ入力ロッド７０と、中間部材すなわちドライバロッド７６とを含む。中間部材７６は、ブレーキペダル２９と、マスターシリンダー４２の第１のピストン４８とを相互接続する。図示されるように、中間部材７６は、ドライバ入力ロッド７０を介してブレーキペダル２９に接続されている。ドライバ入力ロッド７０は、ブレーキペダル２９と係合する第１の端部７２を有する。第２の端部７４は、ばね７８に相互接続される。ばね７８は、線形または非線形としてよい。ばね７８は、中間部材すなわちドライバロッド７６に、ドライバ入力ロッド７０を接続する。ドライバロッド７６は、肩部すなわち移動停止部８８に対して予め負荷されている。予め与えられる負荷は、ドライバ入力とマスターシリンダー４２の作動との間で、不感帯またはギャップが存在できるように、ばね７８の剛性および変位に関連して決定される。不感帯またはギャップによって、ドライバは、マスターシリンダー４２を作動させることなく、微小変位のためにブレーキペダル２９を押すことができる。このようにして、回生ブレーキ用手段が設けられている。車両用ＥＣＵ３０およびブレーキ用ＥＣＵ３６は機械的ブレーキ発生部４０と協働可能であり、これによって回生ブレーキ用手段をブレーキ操作のために０．３ｇ’ｓより低く設定する。回生ブレーキのない車両用アプリケーションについては、差動ばね７８を取り外して、ロッド７０、７６を接続してもよい。

ドライバロッド７６は、昇圧室５６の第２の部分５６Ｂに配置されている。以下、より詳細に説明するように、ドライバロッド７６は、ブレーキペダル２９への十分なドライバ入力に応じて昇圧室５６の第２の部分５６Ｂ内で移動可能であり、これによってマスターシリンダー４２を作動させる。ドライバロッド７６は、ばね８４が位置するキャビティ８０を区画する。ばね８４は、キャビティ８０内に設けられ、ドライバロッド７６を移動停止部８８に向けて付勢する。ばね８４の予め負荷されたばね力は、ばね７８の予め負荷されたばね力よりも大きい。さらに、ばね８４の予め負荷されたばね力は、ピストン４８の移動に対するマスターシリンダー４２の抵抗よりも小さい。ブレーキペダル２９へのドライバ入力は、昇圧室５６を介して機械的に押し出されてもよく、これによって、第１のピストン４８に接触するドライバロッド７６にドライバ入力ロッド７０が接触することで、マスターシリンダー４２を作動させる。電気的ブレーキ力発生部からの機械的結合は、第１のピストンを移動するためのドライバのペダル移動を制限するものではない。

機械的ブレーキ力発生部４０は、ペダルフィールシミュレータ８６をさらに含んでよく、これは、ブレーキペダル２９が踏み込まれたときのペダルの変位に対する抵抗の形で、ブレーキシステム１０からのフィードバックをドライバに与える。ペダルフィールシミュレータ８６の機能によって、ドライバが自然にブレーキをかけるペダル位置でループを閉じることができる。ドライバへのフィードバックは、シミュレートされたフィードバックと、マスターシリンダー４２からの圧力フィードバックとを組み合わせたものである。フィードバックは、ドライバロッド７０を介してドライバに伝達される。

シミュレートされたフィードバックは、ドライバとマスターシリンダー４２との間に位置する差動ばね７８、８４で生じる。接地ばね（図示せず）は、差動ばね７８、８４を並列に用いてもよい。ダンパー（図示せず）は、ばね７８、８４を組み合わせて用いてよい。非線形ばねは、ドライバのフィーリングを向上させるために用いてよい。回生ブレーキ時にマスターシリンダーの圧力が生じていないとき、または、マスターシリンダーの圧力が所定のブレーキ圧（例えば、０．３ｇ）より低いとき、ばねおよびダンパーを介してシミュレートされたフィードバックは、ドライバにフィードバックを与える。

ドライバロッド７０の直径は、昇圧室の圧力の一部をドライバに与えるように決定される。ばね７８は、ドライバと、マスターシリンダー４２の第１のピストン４８との間のギャップに関して、力フィードバックをドライバに与える。ドライバ入力が所定の入力変位（例えば、０．３ｇ）を超えたとき、ドライバロッド力は、ドライバによって直接感じられる。

本発明のペダルフィールシミュレータ８６により、アキュムレータやバルブを用いずに昇圧フィードバックをドライバに伝達できる。圧力フィードバックは、マスターシリンダーの圧力に直接関連する。

ブレーキシステム１０の非制動状態は、図２に示されている。この状態では、ポートＰ１〜Ｐ５は開いている。電磁弁５９は、第６ポートＰ６の流れを閉じるように電気的に開いている。電気的駆動装置５８が、第５ポートＰ５を開くためにピストン６４を後退させることができないフェイル状態のような特殊な場合がない限り、第６ポートＰ６は、流れが閉じられている。

ブレーキシステム１０は、第１のモード（図４参照）、第２のモード（図５参照）および第３のモード（図６参照）で動作する。第２のモードは協調回生モードとしてよく、これは、車両用ＥＣＵ３０およびブレーキ用ＥＣＵ３６が協調し、回生ブレーキ装置２８による回生ブレーキと、電気的ブレーキ力発生部３８による摩擦ブレーキとを混合して車両１２にブレーキをかけるモードである。第３のモードは回生モードでなくてよく、このとき車両の制動は、機械的ブレーキ力発生部４０単独で、または電気的ブレーキ力発生部３８と協調して行ってよい。このとき、電気的ブレーキ力発生部３８に電源が入っていないか、あるいは電気的ブレーキ力発生部３８が車両１２を十分に制動または停止できない場合に、機械的ブレーキ力発生部４０は、独立して作動して車両を制動してよい。

図４を特に参照すると、ブレーキシステム１０は、ドライバによるブレーキペダル２９の初期変位に応じて第１のモードで動作することが示されている。ブレーキシステム１０は、ブレーキが完全に回生ブレーキであるように、第１のモードで動作する。この点に関して、電動モータ１６は逆方向に駆動され、電動モータの抗力により車両１２を制動しまたは停止させる。電気は、ブレーキシステム１０によって生成され、インバータ２４を介して蓄電のためにバッテリ２２に送られる。

車両用ＥＣＵ３０およびブレーキ用ＥＣＵ３６は機械的ブレーキ発生部４０と協働可能であり、これによって１００％の回生ブレーキ用手段をブレーキ操作のために０．３ｇ’ｓより低く設定する。この第１のモードでは、ポートＰ１〜Ｐ５はすべて開いたままである。したがって、ブレーキ液は、摩擦ブレーキ装置３２に押し出されず、摩擦ブレーキはない。ドライバの車両減速要求は、ペダル移動センサから決定される。踏力センサを利用してもよい。ドライバペダル移動センサおよび可能な踏力センサからの信号は、ブレーキ用ＥＣＵ３６によって読み取られる。ブレーキ用ＥＣＵ３６は、車両用ＥＣＵ３０へドライバの車両減速要求を伝達する。

第１の動作モード時には、ドライバフィードバックは、ばね７８によって与えられる。ばね７８は、中間要素７６に対して圧縮されている。ばね７８のばね力は、ばね８４のばね力よりも小さいので、ドライバロッド７６は、ドライバ入力ロッド７０に向かって付勢されたままである。この方向でのドライバロッド７６の移動は、移動停止部８８によって制限されている。

図５を特に参照すると、ブレーキシステム１０は、さらに要求された車両１２の制動に応じて、第２のモードで動作することが示されている。さらなる制動が必要とされると、ブレーキペダル２９は、ドライバによってさらに変位する。ブレーキシステム１０は、電気的ブレーキ力発生部３８によって与えられる電気ブーストから、回生ブレーキと摩擦ブレーキとの混合をブレーキとするように、この第２モードで動作する。車両用ＥＣＵ３０およびブレーキ用ＥＣＵ３６は協働して、回生ブレーキと摩擦ブレーキとの詳細な混合を決定する。制動の開始時には、回生ブレーキが車両を十分に減速するため、摩擦ブレーキを利用しこれを強化してよい。したがって回生ブレーキがもはや効率的でないブレーキの終了時には、摩擦ブレーキを弱めてよい。電動モータ１６は、インバータ２４を介してバッテリ２２に電気を送る回生方法で動作を継続する。

車両の摩擦ブレーキ要求に応じて、ブレーキ用ＥＣＵ３６はモータ６０を制御してピストン６４を前進させ、それによって昇圧室５６を加圧する。ピストン６４は、ばね６６の付勢力に抗して移動する。ピストン６４は、第５ポートＰ５を閉じる。そして電磁弁５９は、第６ポートＰ６を介してブレーキ液がリザーバー５０に戻ることを防止する。

圧力は、昇圧室５６の第１および第２の部分５６Ａ、５６Ｂの両方で増す。これにより電気ブーストが与えられてマスターシリンダー４２のピストン４８をシフトさせ、それによってブレーキ液をマスターシリンダー４２の中に移動させ、第１および第２のポートＰ１、Ｐ２を閉じる。結果的にブレーキ液は、第３および第４のポートＰ３、Ｐ４から押し出されて摩擦ブレーキ装置３２を作動させる。

第２の動作モード時には、ドライバフィードバックは、ばね７８およびばね８４により与えられる。ばね７８は、中間要素７６に対してさらに圧縮される。ドライバへのフィードバックは、シミュレートされたフィードバックと、ドライバロッド７６の圧力によるマスターシリンダー４２からの圧力フィードバックとを組み合わせたものである。

図６を特に参照すると、ブレーキシステム１０は、さらに要求された車両１２の制動に応じて、第３のモードで動作することが示されている。ドライバから要求される積極的な車両減速に応じて、さらに制動が必要とされ得る。さらなる制動が必要とされると、ブレーキペダル２９は、ドライバによってさらに変位する。ブレーキシステム１０は、回生ブレーキのない、この第３のモードで動作する。ドライバ入力からの機械的な力は、摩擦ブレーキが電気的ブレーキ力発生部３８から与えられているか否かに関係なく、昇圧室５６を通って押し出すことが可能である。

第３の動作モードでは、ブレーキペダル２９を介してドライバから与えられるマニュアル入力は、ばね８４のばね力を上回る。これに関し、ドライバのマニュアル入力は、中間部材７６を直線的に移動させる。ドライバロッド７６が第１のピストン４８に接触すると、ドライバから与えられるマニュアル入力は、マスターシリンダー４２に伝達されてピストン４８を動かす。これによりブレーキ液は、第３および第４のポートＰ３、Ｐ４を介して押し出され、摩擦ブレーキ装置３２を作動させる。図示のようにピストン４８は、第１および第２のポートＰ１、Ｐ２を閉じる。第５のポートＰ５は、ピストン６４によって閉じられる。そして電磁弁５９は、第６のポートＰ６を介してブレーキ液がリザーバー５０に戻ることを防止する。

上述したように第６のポートＰ６を通る流れは、電磁弁５９によって制御される。電磁弁５９は、電気ブーストの故障があった場合であっても、ブレーキシステム１０がフェイルセーフ状態に達することを許可する。通常動作時では、電磁弁５９は、機械的ブレーキ発生部４０を介したマニュアルアプリケーション下で、昇圧室５６からの逆流を防止する。ポートＰ５が閉じたままの故障状態の間、昇圧室５６、５６Ｂ内の圧力をリザーバーに解放するために、ポートＰ６は動かされる。この状態でドライバ力は、ドライバロッド７６の圧力からのインピーダンスなしで、マスターシリンダー４２に直接印加される。特定のアプリケーションでは、ばね６６が昇圧室５６、５６Ｂ内の減圧を保証するならば、電磁弁５９は省略してもよい。

図７は、本発明による車両用ブレーキシステムのペダルフィール特性を示すグラフである。

図８を参照すると、本発明による他の車両用ブレーキシステムが示されていて、参照チャンバ１００で全体が識別される。ブレーキシステム１０に関連する既出のものと同一の要素は、同一の参照符号で識別する。上述したブレーキシステム１０では、電気的駆動装置５８とピストン６４との間の結合は、線形である。ある他のアプリケーションでは、非線形の結合１０２を組み込むことが望ましい。例えば、電気的駆動装置５８の出力は、ピストン６４を順次駆動する片持ちアーム１０４を回転可能とする。非線形の結合は、モータサイズの減少を可能にする。

回生ブレーキを含まないアプリケーションでは、ドライバ入力とマスターシリンダー４２の作動との間の不感帯またはギャップを取り除くことが望ましい。結果として得られるシステムは、上述のブースト機能と、ペダルへのドライバ入力なしでブレーキ圧を高める能力とを保持する電気ブースターを提供する。ギャップを取り除いて、ブレーキ圧は、ブレーキペダルの入力で高められる。本発明の変形は、減圧されたバキュームを有する燃料効率の良い内燃機関を持つ特定のアプリケーションで示される。

上述の実施形態の説明は、例示および説明のために提供されている。それは、包括的であること、または開示を限定することを意図したものではない。特定の実施形態の個々の要素または特徴は、一般にその特定の実施形態に限定されるものではなく、具体的に図示または説明していない場合でも、選択された実施形態で適用可能であり、代替可能であり使用可能である。また同じことが多くの方法で変更可能である。このような変形は、本開示からの逸脱とみなされるべきではない。そしてすべてのそのような改変は、本開示の範囲内に含まれることを意図している。

機械的ブレーキ力発生部４０は、ペダルフィールシミュレータ８６をさらに含んでよく、これは、ブレーキペダル２９が踏み込まれたときのペダルの変位に対する抵抗の形で、ブレーキシステム１０からのフィードバックをドライバに与える。ペダルフィールシミュレータ８６の機能によって、ドライバが自然にブレーキをかけるペダル位置でループを閉じることができる。ドライバへのフィードバックは、シミュレートされたフィードバックと、マスターシリンダー４２からの圧力フィードバックとを組み合わせたものである。フィードバックは、ドライバ入力ロッド７０を介してドライバに伝達される。

ドライバ入力ロッド７０の直径は、昇圧室の圧力の一部をドライバに与えるように決定される。ばね７８は、ドライバと、マスターシリンダー４２の第１のピストン４８との間のギャップに関して、力フィードバックをドライバに与える。ドライバ入力が所定の入力変位（例えば、０．３ｇ）を超えたとき、ドライバロッド力は、ドライバによって直接感じられる。

ブレーキシステム１０の非制動状態は、図３に示されている。この状態では、ポートＰ１〜Ｐ５は開いている。電磁弁５９は、第６ポートＰ６の流れを閉じるように電気的に開いている。電気的駆動装置５８が、第５ポートＰ５を開くためにピストン６４を後退させることができないフェイル状態のような特殊な場合がない限り、第６ポートＰ６は、流れが閉じられている。

図８を参照すると、本発明による他の車両用ブレーキシステムが示されていて、参照符号１００で全体が識別される。ブレーキシステム１０に関連する既出のものと同一の要素は、同一の参照符号で識別する。上述したブレーキシステム１０では、電気的駆動装置５８とピストン６４との間の結合は、線形である。ある他のアプリケーションでは、非線形の結合１０２を組み込むことが望ましい。例えば、電気的駆動装置５８の出力は、ピストン６４を順次駆動する片持ちアーム１０４を回転可能とする。非線形の結合は、モータサイズの減少を可能にする。

Claims (22)

1. 車両用ブレーキシステムであって、前記車両は、車両の少なくとも１つの車輪に摩擦ブレーキ力を印加する油圧ブレーキ装置を含み、当該ブレーキシステムは、
   ブレーキ液のリザーバーと流体連通し前記油圧ブレーキ装置と流体連通するマスターシリンダーと、
   ブレーキペダルの第１の所定の変位に応じて前記マスターシリンダー内のブレーキ液を移動させ摩擦ブレーキ装置にブレーキ液を送る電気的ブレーキ力発生部であって、ブレーキ液で満たされブレーキ液のリザーバーと流体連通する昇圧室を区画するハウジングを含み、前記昇圧室の圧力を生成する駆動装置をさらに含む電気的ブレーキ力発生部とを備え、
   前記昇圧室の圧力は、前記マスターシリンダーを動作させて前記油圧ブレーキ装置を作動させることを特徴とするブレーキシステム。
2. 請求項１に記載のブレーキシステムにおいて、前記マスターシリンダーは、該マスターシリンダー内で移動可能でありブレーキ液を前記油圧ブレーキ装置に押し出す第１のピストンを少なくとも含み、前記第１のピストンは、前記昇圧室と流体連通していることを特徴とするブレーキシステム。
3. 請求項１に記載のブレーキシステムにおいて、前記第１のピストンは、前記昇圧室内のブレーキ液に接触する第１の面を含むことを特徴とするブレーキシステム。
4. 請求項１に記載のブレーキシステムにおいて、前記昇圧室内に配置されていて電気的に制御されるブーストピストンをさらに備えることを特徴とするブレーキシステム。
5. 請求項１に記載のブレーキシステムにおいて、運動エネルギーを電気エネルギーに変換することで車両を制動し車両のバッテリを充電する回生ブレーキ装置をさらに備えることを特徴とするブレーキシステム。
6. 請求項５に記載のブレーキシステムにおいて、当該システムは、少なくとも第１のモードおよび第２のモードで動作可能であり、第１のモードでは、回生ブレーキのみで車両制動を行い、第２のモードでは、回生ブレーキと摩擦ブレーキとの混合で車両制動を行うことを特徴とするブレーキシステム。
7. 請求項６に記載のブレーキシステムにおいて、第２のモードの摩擦ブレーキは、前記昇圧室内の圧力によって制御されることを特徴とするブレーキシステム。
8. 車両用ブレーキシステムであって、前記車両は、油圧ブレーキ装置を有し、当該ブレーキシステムは、
   ブレーキ液のリザーバーと流体連通し前記油圧ブレーキ装置と流体連通するマスターシリンダーであって、前記マスターシリンダー内で移動可能であり主にブレーキ液を前記油圧ブレーキ装置に押し出す第１のピストンを少なくとも含むマスターシリンダーと、
   ブレーキペダルと、
   前記ブレーキペダルと前記マスターシリンダーの前記第１のピストンとの間に配置されていて、前記ブレーキペダルの所定の変位に応じて前記マスターシリンダーを作動させるように動作する機械的ブレーキ力発生部と、を備えることを特徴とするブレーキシステム。
9. 請求項８に記載のブレーキシステムにおいて、前記機械的ブレーキ力発生部は、前記ブレーキペダルと前記マスターシリンダーの第１のピストンとを相互接続する中間部材を含むことを特徴とするブレーキシステム。
10. 請求項９に記載のブレーキシステムにおいて、前記中間部材は、付勢部材によって前記マスターシリンダーの前記第１のピストンに相互接続されていることを特徴とするブレーキシステム。
11. 請求項９に記載のブレーキシステムにおいて、前記中間部材は、第１の付勢部材によって前記ブレーキペダルに相互接続され、第２の付勢部材によって前記マスターシリンダーの前記第１のピストンに相互接続されていることを特徴とするブレーキシステム。
12. 請求項９に記載のブレーキシステムにおいて、前記ブレーキペダルは、ドライバロッドを介して前記ブレーキペダルに間接的に接続されていることを特徴とするブレーキシステム。
13. 請求項９に記載のブレーキシステムにおいて、前記マスターシリンダーは抵抗を有し、前記第１の付勢部材の付勢力は、前記マスターシリンダーの作動中に前記ブレーキペダルが踏み込まれている間の不感帯を規定する機械的ブレーキ力発生部より小さいことを特徴とするブレーキシステム。
14. 請求項１３に記載のブレーキシステムにおいて、第２の付勢部材は、前記抵抗よりも大きな付勢力を有することを特徴とするブレーキシステム。
15. 請求項９に記載のブレーキシステムにおいて、前記中間部材は、チャンバを区画し、前記第２の付勢部材は、前記チャンバ内に配置され、ピストンロッドは、前記チャンバ内に延びる前記マスターシリンダーの前記第１のピストンに結合されていることを特徴とするブレーキシステム。
16. 請求項８に記載のブレーキシステムにおいて、当該システムは、前記機械的ブレーキ力発生部のみで制動が行われる機械的なモードで動作可能であることを特徴とするブレーキシステム。
17. 請求項１１に記載のブレーキシステムにおいて、前記第１および第２の付勢部材は、前記ドライバロッドを介してドライバにフィードバックを与えるように協働することを特徴とするブレーキシステム。
18. ブレーキシステムを備えた車両制動方法であって、前記ブレーキシステムは、ブレーキ液のリザーバーと流体連通し油圧ブレーキ装置と流体連通するマスターシリンダーを含み、前記マスターシリンダーは、少なくとも第１のピストンを含み、当該方法は、
    ドライバ入力に応じて昇圧室の圧力を生成し、前記昇圧室はブレーキ液を収容するキャビティを区画し、前記キャビティは前記マスターシリンダーの前記第１のピストンと直接的に流体連通し、
    前記マスターシリンダーを作動させることによって前記昇圧室内の圧力で前記第１のピストンを動かし、前記油圧ブレーキ装置にブレーキ液を送ることを特徴とする車両制動方法。
19. 請求項１８に記載の車両制動方法において、前記ブレーキシステムは、回生ブレーキ装置を含み、当該方法は、ブレーキペダルの第１の所定の変位に応じて前記ブレーキシステムを第１のモードで操作することにより回生ブレーキのみで制動を行うことをさらに含むことを特徴とする車両制動方法。
20. 請求項１９に記載の車両制動方法において、前記ブレーキペダルの第２の所定の変位に応じて前記ブレーキシステムを第２のモードで操作し、これにより前記マスターシリンダーを電気的に作動させて前記摩擦ブレーキ装置にブレーキ液を送ることをさらに備えることを特徴とする車両制動方法。
21. 請求項１９に記載の車両制動方法において、前記ブレーキシステムの第２のモードの操作は、回生ブレーキと摩擦ブレーキとを混合することを含むことを特徴とする車両制動方法。
22. 請求項１９に記載の車両制動方法において、前記ブレーキシステムを第３のモードで操作し、これにより前記ブレーキペダルを介した機械的な力の入力を前記マスターシリンダーに機械的に伝達して前記マスターシリンダーを作動させることをさらに備えることを特徴とする車両制動方法。

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