JP2020101222A - Vehicle braking device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の制動装置であって、特に緊急時に使用されるブレーキにも対応した制動装置に関する。 The present invention relates to a braking device for a vehicle, and more particularly to a braking device that corresponds to a brake used in an emergency.
例えば、車両総重量(GVW:gross vehicle weight)が比較的大きい大型トラックなどの車両では、安全性の観点から通常使用されるディスクブレーキが使えない状況下においても、車両を適正に制動可能な緊急ブレーキを搭載する必要がある(特許文献1)。 For example, in a vehicle such as a heavy-duty truck having a relatively large gross vehicle weight (GVW), it is possible to properly brake the vehicle even when the normally used disc brake cannot be used from the viewpoint of safety. It is necessary to mount a brake (Patent Document 1).
特に、環境負荷低減の観点から近年開発される電気トラックにおいては、エンジンブレーキが作動しないために、駆動用モータを用いた回生ブレーキが用いられる。しかしながら、高速道路などで比較的長い下り坂を走行する場合、回生ブレーキによる回生電力によりバッテリが満充電となり、回生ブレーキを使用できなくなることから、電気トラックにおいても、緊急ブレーキを搭載する必要がある。 In particular, in electric trucks developed in recent years from the viewpoint of reducing the environmental load, regenerative braking using a driving motor is used because the engine brake does not operate. However, when traveling on a relatively long downhill on a highway or the like, the battery is fully charged by the regenerative electric power generated by the regenerative brake, and the regenerative brake cannot be used. Therefore, it is necessary to equip the electric truck with an emergency brake. ..
このような緊急ブレーキは、使用頻度が低いことから、製造の観点からは低コスト化と省スペース化の要求がある。電気トラックでは使用頻度はより低いので省スペース化への要望がさらに強くなっている。 Since such an emergency brake is used infrequently, there is a demand for cost reduction and space saving from the viewpoint of manufacturing. Electric trucks are used less frequently, so there is a growing demand for space savings.
しかしながら、このような緊急ブレーキの作動時には、比較的大きな制動力が要求されるため、緊急ブレーキを作動する制動装置が大型化する虞がある。また、メンテナンスの観点からは、ブレーキパッドの長寿命化を図ることが要求される。 However, since a relatively large braking force is required during the operation of such an emergency brake, the size of the braking device that operates the emergency brake may increase. From the viewpoint of maintenance, it is required to extend the life of the brake pad.
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、車両の緊急ブレーキの比較的大きな制動力やブレーキパッドのライフタイムを担保しつつ、装置の低コスト化・省スペース化を図ることができる、車両の制動装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve such a problem, and its object is to reduce the cost of the device while ensuring a relatively large braking force of the emergency brake of the vehicle and the lifetime of the brake pad. -To provide a braking device for a vehicle that can save space.
本適用例に係る車両の制動装置は、ディスクロータに第1パッドを当接することにより車両を制動する第1ブレーキキャリパと、前記ディスクロータに第2パッドを当接することにより前記車両を制動する第2ブレーキキャリパと、を含み、前記第2パッドの前記ディスクロータとの当接面積は、前記第1パッドの前記ディスクロータとの当接面積よりも大きく、かつ、前記第2パッドの厚みは、前記第1パッドの厚みよりも薄くなっている。 A braking device for a vehicle according to this application example includes a first brake caliper that brakes a vehicle by contacting a first pad with a disk rotor, and a first brake caliper that contacts a second pad with the disk rotor. Two brake calipers, the contact area of the second pad with the disk rotor is larger than the contact area of the first pad with the disk rotor, and the thickness of the second pad is It is thinner than the thickness of the first pad.
上記適用例に係る車両の制動装置においては、ディスクロータに対する第2パッドの当接面積が、ディスクロータに対する第1パッドの当接面積よりも大きく設定されているため、第2パッドは、通常ブレーキとして使用される第1パッドよりも大きな制動力を発生することができ、車両の緊急ブレーキ用の部材として適切に対応することができる。 In the vehicle braking device according to the application example described above, since the contact area of the second pad with respect to the disk rotor is set to be larger than the contact area of the first pad with respect to the disk rotor, the second pad is normally braked. It is possible to generate a braking force larger than that of the first pad used as, and it is possible to appropriately deal with it as a member for emergency braking of the vehicle.
また、第2ブレーキキャリパ側の第2パッドの厚みは、第1ブレーキキャリパ側の第1パッドの厚みよりも薄くなっている。すなわち、緊急ブレーキ用として使用されるため、比較的に摩耗量の少ない第2パッドの厚みが小さくなり、通常ブレーキ用として使用されるため、比較的に摩耗量の多い第1パッドの厚みが大きくなるため、ブレーキ使用条件に適したブレーキパッドの設定がなされ、当該ブレーキパッド自体のライフタイムが担保されることになる。 The thickness of the second pad on the second brake caliper side is smaller than the thickness of the first pad on the first brake caliper side. That is, since it is used for emergency braking, the thickness of the second pad, which has a relatively small amount of wear, is small, and because it is used for normal braking, the thickness of the first pad, which has a relatively large amount of wear, is large. Therefore, the brake pad suitable for the brake use condition is set, and the lifetime of the brake pad itself is secured.
以上のように、上記適用例に係る車両の制動装置は、車両の緊急ブレーキの比較的大きな制動力やブレーキパッドのライフタイムを担保しつつ、ディスクブレーキ自体の低コスト化・省スペース化を図ることができる。 As described above, the vehicle braking device according to the above application example achieves cost reduction and space saving of the disc brake itself while ensuring a relatively large braking force of the vehicle emergency brake and a lifetime of the brake pad. be able to.
以下、本発明の実施例について、図面を参照しつつその構成について詳細に説明する。 Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
先ず、図1を参照しつつ、本実施例に係る制動装置を搭載した電動車両10の全体構成を説明する。ここで、図1は、電動車両10の全体構成を概略的に示す上面図である。
First, an overall configuration of an
図1に示すように、電動車両10は、ラダーフレーム11、キャブ12、荷箱13、車輪機構14、駆動装置15、バッテリパック16、及び駆動電力供給部17を備える電動トラック(電気トラック)である。なお、図1では、電動車両10の上面からキャブ12及び荷箱13を透過するように見た場合の上面図として表している。
As shown in FIG. 1, the
本実施例において、電動車両10は、走行用駆動源としてモータ(電動機)を備える電気自動車として想定されているが、エンジンを更に備えるハイブリッド自動車であってもよい。また、電動車両10は電動トラックに限定されることなく、車両を駆動するためのバッテリを備える他の商用車であってもよい。
In the present embodiment, the
ラダーフレーム11は、左サイドレール21L、右サイドレール21R、及び複数のクロスメンバ22を有する。左サイドレール21L及び右サイドレール21Rは、電動車両10の車長方向Aに延在し、互いに車幅方向Bに対して平行に配置される。複数のクロスメンバ22は、左サイドレール21Lと右サイドレール21Rとを連結している。そして、ラダーフレーム11は、キャブ12、荷箱13、駆動装置15、バッテリパック16、及び電動車両10に搭載されるその他の重量物を支持する。以下において、左サイドレール21L及び右サイドレール21Rを総称して、単にサイドレール21とも称する。
The
キャブ12は、図示しない運転席を含む構造体であり、ラダーフレーム11の前部上方に設けられている。一方、荷箱13は、電動車両10によって搬送される荷物等が積載される構造体であり、ラダーフレーム11の後部上方に設けられている。
The
車両前方に位置する車輪機構14は、本実施例において、車両前方に位置する左右の前輪23、2つの前輪23の車軸としてのフロントアクスル24から構成される。また、車両後方に位置する車輪機構14は、車両後方に位置し且つ左右に各2つ配置された後輪25、これらの後輪25の車軸としてのリアアクスル26から構成される。そして、電動車両10においては、後輪25が駆動輪として機能するように駆動力が伝達され、電動車両10が走行することになる。なお、車輪機構14は、図示しないサスペンション機構を介してラダーフレーム11に懸架され、電動車両10の重量を支持する。
In the present embodiment, the
駆動装置15は、モータユニット31及びギアユニット32を有する。モータユニット31は、モータ、及び当該モータを収容するモータハウジングから構成される。一方、ギアユニット32は、複数のギアからなる減速機構、当該減速機構から入力される動力を左右の後輪25に対して振り分ける差動機構、並びにこれらの2つの機構を収容するギアハウジングから構成される。
The
また、駆動装置15は、当該減速機構によって当該モータの駆動トルクを車両の走行に適した大きさに調整し、当該減速機構及び差動機構を介してリアアクスル26に駆動力を伝達する。これにより駆動装置15は、リアアクスル26を介して後輪25を回転させて電動車両10を走行させることができる。ここで、駆動装置15は、本実施例においては、左サイドレール21L及び右サイドレール21Rに対して車幅方向Bの内側(すなわち、サイドレール間のスペース)に配置され、図示しない支持部材によりラダーフレーム11に支持されている。
Further, the
バッテリパック16は、電動車両10を走行させるためのエネルギー源として駆動装置15のモータに電力を供給するバッテリと、当該バッテリを収容するバッテリハウジングを有している。バッテリパック16は、電動車両10に必要とされる電力を蓄えるために比較的大型で大容量の二次電池である。本実施例において、バッテリパック16は、車幅方向Bに対して左サイドレール21Lと右サイドレール21Rとの間、且つ駆動装置15の車両前方に配置されるが、当該配置場所に限定されることはない。また、バッテリパック16は、図示しない連結部材によりラダーフレーム11に固定又は懸架されることになる。
The battery pack 16 has a battery that supplies electric power to the motor of the
駆動電力供給部17は、いわゆるインバータであり、バッテリパック16から供給される直流電力を交流電力に変換してモータへ供給する。そして、電動車両10に対するアクセル操作に応じて、交流電力の供給量が制御され、モータの回転速度が制御されることになる。なお、図1において、駆動電力供給部17はギアユニット32の車両後方に設けられているが、バッテリパック16と駆動装置15との間に設けられてもよい。
The drive
次に、図2及び図3を参照しつつ、電動車両10に搭載される制動システム40の構成及び本実施例に係る制動装置であるディスクブレーキ41について説明する。ここで、図2は、電動車両10に搭載される制動システムのブロック図である。また、図3は、ディスクブレーキ41の部分斜視図である。
Next, the configuration of the
図2に示すように、制動システム40は、ディスクブレーキ41、2つの油圧調整部(第1油圧調整部42及び第2油圧調整部43)、ブレーキペダル44、緊急ブレーキスイッチ45、及びECU46を有している。そして、制動システム40においては、通常のブレーキ操作としてブレーキペダル44(所謂フットブレーキ)が使用され、通常のブレーキ操作が機能しない或いは車両を緊急的に停止させるようなより大きい制動力を印加するために緊急ブレーキスイッチ45が使用される。
As shown in FIG. 2, the
制動システム40においては、各車輪(前輪23、後輪25)にディスクブレーキ41が設けられており、電動車両10の全ての車輪に対して同時に制動力を印加できるように構成されている。各車輪のディスクブレーキ41には、車輪とともに回転する1枚のディスクロータ51、2つのブレーキキャリパ(第1ブレーキキャリパ52及び第2ブレーキキャリパ53)を含んでいる。
In the
第1ブレーキキャリパ52は、第1オイル管54を介して第1油圧調整部42に接続されている。また、第1ブレーキキャリパ52は、2つのブレーキパッド(インナパッド55及びアウタパッド56)から構成される第1パッド57、及び油圧を利用して第1パッド57をディスクロータ51に押し付ける第1ピストン58を含んでいる。なお、ディスクブレーキ41の詳細な構造については、図3を参照して後述する。
The
第1油圧調整部42は、例えば、ブレーキブースター及びマスターシリンダから構成されている。当該ブレーキブースターは、ブレーキペダル44に対する踏込力(踏込量)を一定倍率で増加させる機能を有している。また、当該マスターシリンダは、当該増加した力を液圧に変換する機能を有している。
The first hydraulic
本実施例において、第1ブレーキキャリパ52は、ブレーキペダル44の操作に対応して作動し、走行時及び停車時における通常の制動力を各車輪に印加する。具体的に、ドライバーがブレーキペダル44を操作すると、第1オイル管54内の油圧が、ブレーキペダル44の踏込量に対応した所望の油圧に第1油圧調整部42によって調整される。そして、当該油圧によって第1ピストン58が第1パッド57をディスクロータ51に当接することにより、所望の制動力が各車輪に印加されることになる。
In the present embodiment, the
なお、図2において、第1油圧調整部42には第1オイル管54を介して1つの第1ブレーキキャリパ52が接続されているが、実際には、第1油圧調整部42には各車輪に設けられた複数の第1ブレーキキャリパ52が接続されている。そして、第1油圧調整部42は、各車輪の第1ブレーキキャリパ52が同時に作動するように、第1オイル管54内の油圧を調整している。すなわち、第1油圧調整部42は、電動車両10の各車輪に設けられたディスクブレーキ41の作動を制御している。
Note that, in FIG. 2, one
一方、第2ブレーキキャリパ53は、第2オイル管61を介して第2油圧調整部43に接続されている。また、第2ブレーキキャリパ53も第1ブレーキキャリパ52と同様に、2つのブレーキパッド(インナパッド62及びアウタパッド63)から構成される第2パッド64、及び油圧を利用して第2パッド64をディスクロータ51に押し付ける第2ピストン65を含んでいる。
On the other hand, the
第2油圧調整部43は、ECU46に接続されており、ECU46から供給される制御信号に応じて、第2オイル管61内の油圧を所望の油圧に調整する。ここで、所望の油圧は、上述した通常の制動力よりも大きい制動力を車輪に印加して電動車両10を緊急的に減速又は停車させることができる一定の圧力値を有している。
The second hydraulic pressure adjustment unit 43 is connected to the
このような構成により、第2ブレーキキャリパ53は、緊急ブレーキスイッチ45の押下に対応して作動し、走行時及び停車時における緊急対応の大きな制動力を各車輪に印加する。具体的に、ドライバーが緊急時と判断した場合に緊急ブレーキスイッチ45を押下すると、緊急ブレーキが必要であることをECU46が認識し、第2油圧調整部43がECU46によって駆動制御され、第2オイル管61内の油圧が、第2油圧調整部43によって所望の油圧に調整される。そして、当該油圧によって第2ピストン65が第2パッド64をディスクロータ51に当接することにより、緊急時の所望の制動力が車輪に印加されることになる。
With such a configuration, the
なお、図2において、第2油圧調整部43には第2オイル管61を介して1つの第2ブレーキキャリパ53が接続されているが、第1ブレーキキャリパ52側と同様に、第2油圧調整部43には各車輪に設けられた複数の第2ブレーキキャリパ53が接続されている。そして、第2油圧調整部43は、各車輪の第2ブレーキキャリパ53が同時に作動するように、第2オイル管61内の油圧を調整している。
Note that, in FIG. 2, one
ディスクブレーキ41のより詳細な構造として、図3に示すように、ディスクブレーキ41は、車輪と一体的に回転するディスクロータ51と、このディスクロータ51の一側にて車体に固定され且つディスクロータ51の一部を跨ぐようにして配置されたトルクメンバ71と、ディスクロータ51を跨いで配設され、スライドピン72によりトルクメンバ71に対してディスクロータ51の軸方向に摺動可能に設けられた第1ブレーキキャリパ52とを備える。また、図3に示していないものの、第1ブレーキキャリパ52及びトルクメンバ71の設置箇所とは異なる位置(例えば、対向する反対側)に、第2ブレーキキャリパ53及び当該第2ブレーキキャリパ53用のトルクメンバ及びスライドピンが同様に設けられている。
As a more detailed structure of the
トルクメンバ71には、ディスクロータ51を挟むようにして一対のインナパッド55及びアウタパッド56が配設されている。これらのパッドは、トルクメンバ71に形成された溝部に嵌合された状態に保持され、ディスクロータ51の軸方向に摺動可能となっている。
A pair of
また、ディスクロータ51を挟んだ第1ブレーキキャリパ52の一方側には、第1ピストン58が挿入されており、この第1ピストン58と第1ブレーキキャリパ52とは、互いに摺動して相対移動可能に構成されている。第1ピストン58とディスクロータ51の間には、インナパッド55が配置される。同様に、ディスクロータ51を挟んで他方側に位置する第1ブレーキキャリパ52の爪(図示せず)とディスクロータ51の間には、アウタパッド56が配置される。
A
なお、図3には図示していないが、第2ブレーキキャリパ53用のトルクメンバ、ディスクロータ51、インナパッド62、アウタパッド63、第2ピストン65においても、同様の配置構成及び摺動構造が採用されている。
Although not shown in FIG. 3, the torque member for the
そして、制動時には第1ピストン58の油圧室(図示せず)に油圧がかけられ、これにより第1ピストン58が押されてその先端部がインナパッド55をディスクロータ51に押し付ける。一方、第1ブレーキキャリパ52のディスクロータ51を挟んだ他方側に位置する爪は、当該一方側と一体に形成されており、油圧室に油圧がかけられると一方側に加わる反力により、他方側の爪がアウタパッド56に引き寄せられ、アウタパッド56をディスクロータ51に押し付ける。これらの作用によりディスクロータ51が両側からインナパッド55及びアウタパッド56により挟み込まれ、制動力が発生するようになっている。なお、第2ブレーキキャリパ53側においても同様の構造により、同様の動作が実現されているため、その説明は省略する。
Then, during braking, hydraulic pressure is applied to a hydraulic chamber (not shown) of the
ここで、本実施例においては、第1ブレーキキャリパ52側の構造と第2ブレーキキャリパ53側との構造の差異は、図2から分かるように、ディスクロータ51に対する第2パッド64の当接面積が、ディスクロータ51に対する第1パッド57の当接面積よりも大きく設定されていることである。このような構成により、第2パッド64は、通常ブレーキとして使用される第1パッド57よりも大きな制動力を発生することができ、電動車両10の緊急ブレーキ用の部材として適切に対応することができる。
Here, in the present embodiment, the difference between the structure on the
また、第2ブレーキキャリパ53の第2パッド64の初期(使用前)の厚みは、第1ブレーキキャリパ52側の第1パッド57の初期(使用前)の厚みよりも薄くなっている。すなわち、緊急ブレーキ用として使用されるため、比較的に摩耗量の少ない第2パッド64の厚みを小さくし、通常ブレーキ用として使用されるため、比較的に摩耗量の多い第1パッド57の厚みを大きくしている。このような構成により、ブレーキ使用条件に適したブレーキパッドの設定がなされ、当該ブレーキパッド自体のライフタイムが担保されることになる。
The initial (before use) thickness of the
以上のように、本実施例に係る電動車両10の制動装置であるディスクブレーキ41は、電動車両10の緊急ブレーキの比較的大きな制動力やブレーキパッドのライフタイムを担保しつつ、ディスクブレーキ41自体の低コスト化・省スペース化を図ることができる。
As described above, the
なお、本実施例においては、緊急ブレーキ用の構造(第2ブレーキキャリパ53、第2ブレーキキャリパ53用のトルクメンバ、インナパッド62、アウタパッド63、第2ピストン65)を全ての車輪に設けていたが、要求される電動車両の緊急停止又は減速を実現できれば、当該構造を設ける車輪を適宜選択してもよい。例えば、前輪又は後輪のいずれか一方に設けるようにしてもよく、更には後輪の一部であってもよい。
In this embodiment, the structure for emergency braking (the
10 電動車両
11 ラダーフレーム
12 キャブ
13 荷箱
14 車輪機構
15 駆動装置
16 バッテリパック
17 駆動電力供給部
40 制動システム
41 ディスクブレーキ(制動装置)
42 第1油圧調整部
43 第2油圧調整部
44 ブレーキペダル
45 緊急ブレーキスイッチ
46 ECU
51 ディスクロータ
52 第1ブレーキキャリパ
53 第2ブレーキキャリパ
54 第1オイル管
55、62 インナパッド
56、63 アウタパッド
57 第1パッド
58 第1ピストン
61 第2オイル管
64 第2パッド
65 第2ピストン
A 車長方向
B 車幅方向
10
42 1st oil pressure adjustment part 43 2nd oil
51
Claims (1)
前記ディスクロータに第2パッドを当接することにより前記車両を制動する第2ブレーキキャリパと、を含み、
前記第2パッドの前記ディスクロータとの当接面積は、前記第1パッドの前記ディスクロータとの当接面積よりも大きく、かつ、前記第2パッドの厚みは、前記第1パッドの厚みよりも薄い車両の制動装置。
A first brake caliper for braking the vehicle by bringing the first pad into contact with the disc rotor;
A second brake caliper for braking the vehicle by bringing a second pad into contact with the disc rotor,
The contact area of the second pad with the disk rotor is larger than the contact area of the first pad with the disk rotor, and the thickness of the second pad is larger than the thickness of the first pad. Braking device for thin vehicles.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018239037A JP2020101222A (en) | 2018-12-21 | 2018-12-21 | Vehicle braking device |
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