JP4359995B2 - Brake device for vehicle - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気式ブレーキ装置等に使用する車両用ブレーキ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、車両用のブレーキ装置として、油圧式ブレーキ装置に代わる電気式ブレーキ装置が提案されている。この電気式ブレーキ装置では、例えばブレーキペダルの踏力を荷重センサが検出し、検出された踏力に基づいてブレーキ電子制御装置がブレーキアクチュエータを制御してブレーキをかける。このため、ブレーキペダルには、従来の油圧ブレーキ装置のように踏込ストロークに応じたブレーキ反力、即ち、マスタシリンダ及びブレーキ等からの反力は作用せず、リターンスプリングによる反力のみが作用する。即ち、電気式ブレーキ装置においては、運転者がブレーキペダルを踏込操作するときの踏込ストロークに対する踏力の特性はリターンスプリングの反力に基づく特性であり、通常の油圧式ブレーキ装置の特性とは異なっている。その結果、従来の油圧式ブレーキ装置の操作特性に慣れている運転者がブレーキ操作を上手く行い難いという不都合があった。
【0003】
図12は、このような問題を解決するために特開平9−254778号公報で提案されたブレーキ制御装置を示している。このブレーキ制御装置で、ブレーキペダル100を踏込操作すると、アーム部101に設けた第1ばね座102と車体G側に設けた第2ばね座103との間で2つの圧縮コイルスプリング104,105が圧縮変形する。そして、その圧縮変形量に応じて発生する反力によってブレーキペダル100の踏力Fを生成する。
【0004】
このブレーキ制御装置では、ブレーキペダル100の踏込ストロークSが初期位置のときの「0」から所定の踏込ストロークとなるまでの間は、非線形な荷重−圧縮変形特性を有する円錐状の圧縮コイルスプリング104のみが圧縮変形する。そして、踏込ストロークが所定の踏込ストロークを超える範囲では、圧縮コイルスプリング104と共に線形な荷重−圧縮変形特性を有する円筒状の圧縮コイルスプリング105が圧縮変形する。
【0005】
従って、このブレーキ制御装置の踏込ストローク−踏力特性は、図13に実線で示すように、全踏込ストローク範囲の前半では踏力が緩やかに増大し、後半では急激に増大する特性となる。即ち、図13に点線で示す油圧式ブレーキの踏込ストローク−踏力特性に近似した特性となる。
【0006】
そして、荷重センサ106がそのときの踏力Fを検出し、ECU107がブレーキアクチュエータ108を制御してその踏力Fに応じた強さでブレーキをかける。このため、従来の油圧式ブレーキ装置の操作特性に慣れている運転者もブレーキ操作をより上手く行うことができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、雪道、氷道等の摩擦抵抗が極端に低い路面でのブレーキ時には、ブレーキを通常時よりも弱くきかせる必要がある。上記のブレーキ制御装置では、踏込ストロークSに対する踏力F、即ち、ブレーキ力の大きさが決まっているので、運転者は小さな踏込ストロークSでブレーキ操作を行ってブレーキを通常時よりも弱くきかせる必要があった。
【0008】
反対に、走行開始直後のようにブレーキの温度が十分に上昇していないときやブレーキフェード時のようにブレーキのきき具合いが通常よりも低下しているときのブレーキ時には、ブレーキを通常時よりも強くきかせる必要がある。この場合には、運転者は大きな踏込ストロークSでブレーキ操作を行なってブレーキを通常よりも強くきかせる必要があった。
【0009】
従って、状況に応じた大きさのブレーキ力を得るために運転者が状況に応じた難しいブレーキ操作を行なう必要があり、ブレーキ操作を容易に行うことができなかった。
【0010】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、状況に応じて必要な強さでブレーキをかけるためのブレーキ操作を容易に行うことができる車両用ブレーキ装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため、請求項1に記載の発明は、ブレーキペダルの踏込及び戻し操作に伴って加わる荷重によって動作し、その動作量に応じて発生する反力によって前記ブレーキペダルの踏力を生成する踏力生成手段を備えた車両用ブレーキ装置において、運転者によって複数のブレーキモードからいずれかのモードが選択されるブレーキモード選択手段を備え、前記踏力生成手段は、前記動作量としての弾性変形量に応じた反力を生成するばね機構であって、前記ブレーキペダルに接続され、車体垂直部を貫通する第1圧縮ばね部材と、前記第1圧縮ばね部材の前記ブレーキペダルとは反対側に直列接続され、前記踏込ストロークの初期位置で、前記車体垂直部の前記ブレーキペダルとは反対側に当接する第2圧縮ばね部材と、前記ブレーキモード選択手段による前記ブレーキモードの選択結果に応じて、前記ブレーキペダルの踏込及び戻し操作の操作量である踏込ストロークが所定量を超える範囲でのみ、前記踏込ストロークと前記動作量に対して発生する反力の大きさとの関係を変更する踏力変更手段と、を有し、前記踏力変更手段は、前記ブレーキペダルが初期位置にある状態での弾性変形量を、前記踏込ストロークが前記所定量よりも小さい範囲で前記第1圧縮ばね部材のみが変形し前記踏込ストロークが前記所定量を超える範囲で前記第1圧縮ばね部材及び前記第2圧縮ばね部材が共に変形するように、前記ブレーキモード選択手段による前記ブレーキモードの選択結果に応じて変更する車両用ブレーキ装置である。
【0012】
請求項1に記載の発明によれば、踏力生成手段が動作量に応じて発生する反力の大きさを変更すると、ブレーキペダルの踏力に対する踏込ストロークの関係が変化する。踏力変更手段がブレーキモード選択手段によるブレーキモードの選択結果に応じて、ブレーキペダルの踏込及び戻し操作の操作量である踏込ストロークが所定量を超える範囲でのみ、踏込ストロークと動作量に対して発生する反力の大きさとの関係を変更する。従って、ブレーキペダルの操作特性が調整可能となり、踏力又は踏込ストロークに基づくブレーキ力の制御特性が調整可能となる。加えて、ばね機構が発生する反力によって踏力が生成されるとともに、その弾性変形量に対して第1及び第2圧縮ばね部材が発生する反力が変更される。
【0013】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記踏力変更手段は、前記踏力の最大値を生成する前記反力を発生するときの前記踏込ストロークの最大値を変更することを特徴とする。
【0014】
請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明の作用に加えて、最大踏力が同じままで最大踏込ストロークが変更される。
【0019】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
以下、本発明を車両用電気式ブレーキ装置に具体化した第1実施形態を図1及び図2に従って説明する。
【0020】
図1に示すように、車両用電気式ブレーキ装置10は、車両用ブレーキ装置(以下、単にブレーキ装置という)11、荷重センサ12、ブレーキアクチュエータ13及びブレーキ電子制御装置(以下、ブレーキECUという)14を備えている。
【0021】
ブレーキ装置11は、ブレーキペダル15及び踏力発生機構16を備えている。
ブレーキペダル15はアーム部17及びペダル部18を備えている。ブレーキペダル15は、ペダル部18に対する運転者の踏込操作によってアーム部17の上端にある回動軸17aを回動中心として回動可能に、車体垂直部G1に対しその車両後方側で支持されている。
【0022】
踏力発生機構16は、踏力生成手段としてのばね機構19と、踏力変更手段としての踏力調整機構20とを備えている。
ばね機構19は、ロッド21、第1ばね座22、第1圧縮コイルばね23、第2ばね座24、第2圧縮コイルばね25及び第3ばね座26を備えている。本実施形態では、第1圧縮コイルばね23及び第2圧縮コイルばね25がばね部材である。
【0023】
ロッド21は、ブレーキペダル15のアーム部17に対しその前側の1点を回動中心として、ブレーキペダル15の回動面内で回動可能に連結されている。第1ばね座22は円板状に形成され、その中心軸線をロッド21の中心軸に一致させた状態でロッド21の先端(車両前方側の端部)に固定されている。第1圧縮コイルばね23は円錐状に巻回されたコイルばねであって、その小径部側が第1ばね座22の前面(車両前方側の側面)に当接され、その大径部側が車体垂直部G1に設けられた貫通孔G2内に配置されている。第1圧縮コイルばね23は、圧縮弾性変形させるように加わる荷重の増大に伴ってその圧縮変形量(圧縮弾性変形による縮み長さ)の増大量が徐々に減少する非線形な荷重−圧縮変形特性を備えている。
【0024】
第2ばね座24は貫通孔G2よりも大径の円板状に形成され、その後面(車両後方側の側面)には第1圧縮コイルばね23の大径部が当接されている。第2圧縮コイルばね25は円錐状に巻回されたコイルばねであって、その中心軸線を第2ばね座24の中心軸線に一致させた状態でその大径部側が第2ばね座24の前面に当接されている。第2圧縮コイルばね25は、第1圧縮コイルばね23と同様、圧縮弾性変形させる荷重の増大に伴ってその圧縮変形量の増大量が徐々に減少する非線形な荷重−圧縮変形特性を備えている。
【0025】
第3ばね座26は円板状に形成され、その中心軸線を第2圧縮コイルばね25の中心軸線に一致させた状態で、その後面(車両後方側の面)が第2圧縮コイルばね25の小径部側に当接されている。第3ばね座26は、前記踏力調整機構20によって車両前方側への移動が規制されている。
【0026】
そして、第2圧縮コイルばね25は、第2ばね座24を付勢して車体垂直部G1の前面に当接させる。一方、第1圧縮コイルばね23は、車体垂直部G1の前面に当接する第2ばね座24に支持された状態で、第1ばね座22及びロッド21を介してブレーキペダル15を車両後方側に回動させるように付勢して初期位置に保持する。このとき、第2圧縮コイルばね25が第2ばね座24を車体垂直部G1に当接させた状態で発生する反力の大きさは、ブレーキペダル15を初期位置に保持した状態で第1圧縮コイルばね23が発生する反力の大きさを超えないようにされている。このことにより、第1及び第2圧縮コイルばね23,25は、ブレーキペダル15が初期位置から踏込操作されたときに、ロッド21及び第1ばね座22を介して加わる荷重によって同時に圧縮弾性変形し、その圧縮変形量に応じて発生する反力によってブレーキペダル15に踏力Fを与えるようになっている。
【0027】
前記踏力調整機構20は、ステッピングモータ27、減速ギヤ28及びカム29を備えている。ステッピングモータ27は、第3ばね座26よりも車両前方側においてその出力軸27aが車両前後方向に後向きに延びるように配置されている。減速ギヤ28は、ステッピングモータ27の出力軸27aに固定されたウォーム30と、このウォーム30に歯合するウォームギヤ31とからなる。ウォームギヤ31は、その回動軸31aが車両左右方向に延びる状態で回動可能に支持されている。
【0028】
カム29は平カムであって、車両左右方向に直交する平面内で回動可能に回動軸31aに固定され、そのカム面29aが第3ばね座26の前面に当接されている。カム29は、ブレーキペダル15に踏力Fが加えられていない状態で、カム面29aに当接する第3ばね座26を介し第2圧縮コイルばね25の付勢力によって第2ばね座24を車体垂直部G1の前面に当接させる。又、カム29はその回動に伴い、第2ばね座24を車体垂直部G1に当接させたままの状態で第2圧縮コイルばね25の初期圧縮変形量、即ち、ブレーキペダル15が初期位置にある状態での圧縮変形量を所定範囲内で調整するようになっている。
【0029】
ステッピングモータ27は外部からの制御信号によって動作し、カム29の回動位置を調整して第2圧縮コイルばね25の初期圧縮変形量を所定範囲内で調整する。ステッピングモータ27は、運転者によって操作されるブレーキ力選択スイッチ32からの信号に基づきブレーキ力調整装置33によって制御される。
【0030】
ブレーキ力選択スイッチ32は、踏込ストロークSに応じた通常のブレーキ力を得るための通常モード、ブレーキ力を通常より弱くきかせるための冬モード、及び、ブレーキ力を通常より強くきかせるためのフェードモードのいずれかを選択するように設けられる。
【0031】
そして、ブレーキ力調整装置33は、通常モードが選択されているときには、ステッピングモータ27を駆動して第2圧縮コイルばね25の初期圧縮変形量を所定の通常時変形量とする。又、ブレーキ力調整装置33は、冬モードが選択されたときには、同様に初期圧縮変形量を通常時変形量よりも小さな所定の冬時変形量とし、又、フェードモードが選択されたときには、同様に初期圧縮変形量を通常時変形量よりも大きな所定のフェード時変形量とする。
【0032】
前記荷重センサ12は例えば歪みゲージ式のロードセルであって、ペダル部18の踏面側に設けられている。荷重センサ12は、運転者によるブレーキペダル15の踏込及び戻し操作時にペダル部18に発生する踏力Fを検出し、その検出信号をブレーキECU14に出力する。ブレーキアクチュエータ13は図示しないブレーキに設けられ、電気信号によってそのブレーキを作動させる。ブレーキECU14は、荷重センサ12が出力する検出信号を入力し、この検出信号に基づき前記踏力Fに応じた強さでブレーキをかけるようにブレーキアクチュエータ13を作動させる。
【0033】
尚、ブレーキアクチュエータ13、ブレーキECU14及びブレーキ力調整装置33は、バッテリBから供給される電力によって動作する。
次に、以上のように構成された車両用電気式ブレーキ装置の作用について説明する。
【0034】
ブレーキ力選択スイッチ32によって通常モードを選択するとステッピングモータ27によってカム29が駆動され第3ばね座26が図1に実線で示す通常モード時の位置に配置される。すると、第2圧縮コイルばね25の初期圧縮変形量が通常時変形量となる。この状態でブレーキペダル15を踏込操作すると、そのときに加わる荷重の大きさに応じて第1及び第2圧縮コイルばね23,25がそれぞれ圧縮変形する。そして、第1圧縮コイルばね23がその圧縮変形量に応じて発生する反力、即ち、第2圧縮コイルばね25がその圧縮変形量に応じて発生する反力によってブレーキペダル15の踏力Fが生成される。
【0035】
このとき、第2圧縮コイルばね25の初期圧縮変形量が通常時変形量となっているので、荷重の増大に伴ってその圧縮変形量が通常時変形量を初期変形量として増大する。又、第1及び第2圧縮コイルばね23,25が共に荷重の増大に伴って圧縮変形量の増大量が徐々に減少する荷重−圧縮変形量特性を備えているので、荷重の増大に伴って圧縮変形量の増大量が徐々に減少する。
【0036】
従って、通常モード時におけるブレーキ装置11の操作特性は、図2に示すように、初期位置から所定の通常時最大踏込ストロークSNまでの範囲の踏込ストロークSに対して踏力Fが「0」から所定の最大踏力Fmaxまで増大する特性となる。又、踏込ストロークSの増大に伴って、踏力Fの増大量が全踏込ストローク範囲で徐々に増大する特性となる。
【0037】
そして、そのときの踏力Fが荷重センサ12によって検出され、ブレーキECU14によってブレーキアクチュエータ13が駆動されてその踏力Fに応じた強さでブレーキがかけられる。従って、通常モードでのブレーキ時には、「0」から所定の通常時最大踏込ストロークSNまでの範囲の踏込ストロークSで、「0」から所定の最大ブレーキ力までの強さでブレーキがかかる。
【0038】
又、ブレーキ力選択スイッチ32によって冬モードを選択すると、カム29が回動して第3ばね座26が図1に二点鎖線で示すように車両前方側に移動し、第2圧縮コイルばね25の初期圧縮変形量が通常時変形量よりも小さな冬時変形量となる。この状態でブレーキペダル15を踏込操作すると、第2圧縮コイルばね25の圧縮変形量が冬時変形量を初期変形量として増大するとともに、第1及び第2圧縮コイルばね23,25に加わる荷重の増大に伴ってそれぞれの圧縮変形量の増大量が徐々に減少する。
【0039】
従って、冬モードにおけるブレーキ装置10の操作特性は、図2に示すように、初期位置から冬時最大踏込ストロークSFまでの範囲の踏込ストロークSに対して踏力Fが「0」から最大踏力Fmaxまで増大する特性となる。又、踏込ストロークSの増大に伴って踏力Fの増大量が徐々に増大する特性となる。
【0040】
その結果、冬モードでのブレーキ時には、初期位置から通常時最大踏込ストロークSNよりも大きな冬時最大踏込ストロークSFまでの範囲の踏込ストロークSに対して、「0」から最大ブレーキ力までの強さでブレーキがかかる。
【0041】
又、ブレーキ力選択スイッチ32によってフェードモードを選択すると、カム29が回動して第3ばね座26が図1に二点鎖線で示すように最も車両後方側に移動し、第2圧縮コイルばねの初期圧縮変形量が通常時変形量よりも大きなフェード時変形量となる。この状態でブレーキペダル15を踏込操作すると、第2圧縮コイルばね25の圧縮変形量がフェード時変形値を初期変形量として増大するとともに、第1及び第2圧縮コイルばね23,25に加わる荷重の増大に伴ってそれぞれの圧縮変形量の増大量が徐々に減少する。
【0042】
従って、フェードモードにおけるブレーキ装置11の操作特性は、図2に示すように、初期位置からフェード時最大踏込ストロークSEまでの範囲の踏込ストロークSに対して踏力Fが「0」から最大踏力Fmaxまで増大する特性となる。又、踏込ストロークSの増大に伴って踏力Fの増大量が徐々に増大する特性となる。
【0043】
その結果、フェードモードでのブレーキ時には、初期位置から通常時最大踏込ストロークSNよりも小さなフェード時最大踏込ストロークSEまでの範囲の踏込ストロークSに対して、「0」から最大ブレーキ力までの強さでブレーキがかかる。
【0044】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の各効果を得ることができる。
(1) 本実施形態では、ブレーキペダル15の踏力Fを生成するばね機構19の第2圧縮コイルばね25がその圧縮変形量に対して発生する反力を変更できるようにした。従って、ブレーキ装置11の踏込ストローク−踏力特性を変更することができる。即ち、雪道、氷道等の摩擦抵抗が極端に低い路面でのブレーキ時には、通常時の踏込ストロークSの範囲よりも大きな範囲で「0」から最大踏力Fmaxまでの踏力Fを発生させることができる。このため、通常時よりも大きな踏込ストロークSの範囲で踏力Fを調整することができるので、ブレーキを容易に弱くかけることができる。又、走行開始直後のようにブレーキの温度が十分に上昇していないときや、ブレーキフェード時のようにブレーキのきき具合いが通常よりも低下しているときのブレーキ時には、通常時よりも小さな踏込ストロークSの範囲で「0」から最大踏力Fmaxまでの踏力Fを発生させることができる。このため、通常時よりも小さな踏込ストロークSの範囲で踏力Fを調整することができるので、ブレーキを容易に強くかけることができる。その結果、状況に応じて必要な強さでブレーキをかけるためのブレーキ操作を容易に行うことができる。
【0045】
(2) 加えて本実施形態では、不等ピッチで円錐状に巻回され、荷重の増大に伴って圧縮変形量の増大量が減少する非線形な荷重−圧縮変形特性を備えた第1及び第2圧縮コイルばね23,25の圧縮変形によって踏力Fを生成するようにした。従って、ブレーキ装置11の踏込ストローク−踏力特性が、従来の油圧式ブレーキ装置の操作特性のように、全踏力範囲の前半では踏込ストロークSが比較的大きな増大量で増大し、後半では比較的小さな増大量で増大する特性となる。その結果、従来の油圧式ブレーキ装置の操作特性に慣れている運転者がブレーキ操作をより上手く行うことができる。
【0046】
(3) 加えて本実施形態では、踏力発生機構16によって第1及び第2圧縮コイルばね23,25の初期圧縮変形量を変更することで、ばね機構19が発生する最大踏力Fmaxを変えないで踏込ストロークSの最大踏込ストロークを3段階に変更するようにした。従って、小さい踏込ストロークSの範囲でのブレーキ操作でブレーキを弱くかけることができるとともに踏込ストロークSが大きくならない範囲でのブレーキ操作でブレーキを強くかけることができるので、ブレーキ操作を一層容易に行うことができる。
【0047】
(4) 加えて本実施形態では、車両用電気式ブレーキ装置10のブレーキ装置11に実施したので、状況に応じて適切な強さのブレーキを容易にかけることができる。
【0048】
(第2実施形態)
次に、本発明を具体化した第2実施形態を図4に従って説明する。尚、本実施形態は、前記第1実施形態における踏力発生機構16を踏力発生機構40に変更したことと、車体垂直部G1の形状を変更したことのみが第1実施形態と異なる。従って、第1実施形態と同じ構成については符号を同じにしてその説明を省略し、踏力発生機構40及び車体垂直部G1のみについて詳述する。
【0049】
図4に示すように、踏力発生機構40は、踏力生成手段としてのばね機構41と、踏力変更手段としての踏力調整機構42とを備えている。ばね機構41は、第1ばね座43、ばね部材としての圧縮コイルばね44及び第2ばね座45を備えている。
【0050】
第1ばね座43は円板状の座部43aを備え、この座部43aの後面(車両後方側の面)に設けられた凸状連結部43bによってブレーキペダル15のアーム部17に対しその1点を回動中心として、ブレーキペダル15の回動面内で回動可能に連結されている。圧縮コイルばね44は円錐状に巻回されたコイルばねであって、その小径側が第1ばね座43の前面に当接されている。圧縮コイルばね44は、圧縮弾性変形させる荷重の増大に伴って圧縮変形量の増大量が徐々に減少する非線形な荷重−圧縮変形特性を備えている。第2ばね座45は円板状の座部45aを備え、この座部45aの後面(車両後方側の面)に圧縮コイルばね44の大径部側が当接されている。座部45aの前面には、第2ばね座45を車体垂直部G1に支持するための凸状連結部45bが設けられている。
【0051】
そして、圧縮コイルばね44は、第1ばね座43を介してブレーキペダル15を車両後方側に回動するように付勢して初期位置に保持するようになっている。さらに、圧縮コイルばね44は、ブレーキペダル15が初期位置から踏込操作されたときに第1ばね座43を介して加わる荷重によって圧縮弾性変形し、その圧縮変形量に応じて発生する反力によってブレーキペダル15に踏力Fを与えるようになっている。
【0052】
前記踏力調整機構42は、ステッピングモータ46、ピニオンギヤ47及び摺動支持体48を備えている。ステッピングモータ46は、車体垂直部G1よりも車両前方側においてその出力軸46aが車両左右方向に延びるように配置されている。ピニオンギヤ47は、ステッピングモータ46の出力軸46aに固定されている。
【0053】
摺動支持体48は鉛直方向に延びる直方体状に形成され、車体垂直部G1に設けられた四角形状の貫通孔G3内に、鉛直方向に所定範囲内で移動可能に支持されている。摺動支持体48の前面(車両前方側の面)には鉛直方向に延びるラック部48aが形成され、このラック部48aには前記ピニオンギヤ47が歯合されている。そして、摺動支持体48は、ステッピングモータ46の回動に伴ってピニオンギヤ47が回動してラック部48aを駆動することにより上下動するようになっている。
【0054】
又、摺動支持体48の後面には凸状連結部48bが形成され、この凸状連結部48bには第2ばね座45の凸状連結部45bが連結されている。そして、摺動支持体48は、上下動するときに、ブレーキペダル15のアーム部17との連結部を回動中心として第2ばね座45をブレーキペダル15の回動面内で回動させるようになっている。このことにより、摺動支持体48は、その所定範囲内での位置に応じて、圧縮コイルばね44の初期圧縮変形量、即ち、ブレーキペダル15を付勢してその初期位置に保持しているときの圧縮変形量を所定範囲内で調整できるようになっている。即ち、図4に実線で示すように、摺動支持体48が所定範囲内の最も高い位置に配置されたときには、凸状連結部43bと凸状連結部45bとの距離が最も短くなることから圧縮コイルばね44の初期圧縮変形量が最も大きくなる。反対に、摺動支持体48が所定範囲内の最も低い位置に配置されたときには、第1ばね座43の凸状連結部43bと第2ばね座45の凸状連結部45bとの距離が最も長くなることから圧縮コイルばね44の初期圧縮変形量が最も小さくなる。
【0055】
ステッピングモータ46は、外部からの電気信号によって摺動支持体48の位置を調整し、圧縮コイルばね44の初期圧縮変形量を所定範囲内で調整する。ステッピングモータ46は、第1実施形態と同様、ブレーキ力選択スイッチ32からの信号に基づきブレーキ力調整装置33によって制御される。そして、ブレーキ力調整装置33は、通常モードが選択されているときにはステッピングモータ46を制御して圧縮コイルばね44の初期圧縮変形量を所定の通常時変形量とする。又、ブレーキ力調整装置33は、冬モードが選択されているときには初期圧縮変形量を通常時変形量よりも小さな所定の冬時圧縮変形量とし、又、フェードモードが選択されているときには初期圧縮変形量を通常時変形量よりも大きな所定のフェード時変形量とする。
【0056】
次に、以上のように構成された車両用電気式ブレーキ装置の作用について説明する。
ブレーキ力選択スイッチ32によって通常モードを選択するとステッピングモータ46によって摺動支持体48が駆動されて図4に二点鎖線で示す通常モード時の位置に配置される。すると、第2ばね座45と第1ばね座43との距離が通常モード時の距離に調整され、圧縮コイルばね44の初期圧縮変形量が通常時変形量となる。この状態でブレーキペダル15を踏込操作すると、そのときに加わる荷重の大きさに応じて圧縮コイルばね44が圧縮弾性変形する。そして、圧縮コイルばね44がその圧縮変形量に応じて発生する反力によってブレーキペダル15の踏力Fが生成される。
【0057】
このとき、圧縮コイルばね44の初期圧縮変形量が通常時変形量となっているので、荷重の増大に伴ってその圧縮変形量が通常時変形量を初期変形量として増大する。又、圧縮コイルばね44が荷重の増大に伴って圧縮変形量の増大量が徐々に減少する荷重−圧縮変形量特性を備えているので、荷重の増大に伴って圧縮変形量の増大量が徐々に減少する。
【0058】
従って、通常モードにおけるブレーキ装置11の操作特性は、第1実施形態と同様に、初期位置から所定の通常時最大踏込ストロークSNまでの範囲の踏込ストロークSに対して踏力Fが「0」から最大踏力Fmaxまで増大する特性となる。又、踏込ストロークSの増大に伴って踏力Fの増大量が、全踏込ストローク範囲で徐々に増大する特性となる。
【0059】
そして、そのときの踏力Fが荷重センサ12によって検出され、ブレーキECU14によってブレーキアクチュエータ13が駆動されてその踏力Fに応じた強さでブレーキがかけられる。従って、通常モードでのブレーキ時には、第1実施形態と同様に、「0」から通常最大踏込ストロークSNまでの範囲の踏込ストロークSで、「0」から最大ブレーキ力までの強さでブレーキがかかる。
【0060】
又、ブレーキ力選択スイッチ32によって冬モードを選択すると摺動支持体48が下向きに移動して第2ばね座45と第1ばね座43との距離が最も長くなり、圧縮コイルばね44の初期圧縮変形量が通常時変形量よりも小さな冬時変形量となる。この状態でブレーキペダル15を踏込操作すると、圧縮コイルばね44の圧縮変形量が冬時変形量を初期変形量として増大するとともに、圧縮コイルばね44に加わる荷重の増大に伴って圧縮変形量の増大量が徐々に減少する。
【0061】
従って、冬モードにおけるブレーキ装置11の操作特性は、第1実施形態と同様に、初期位置から冬時最大踏込ストロークSFまでの範囲の踏込ストロークSに対して踏力Fが「0」から最大踏力Fmaxまで増大する特性となる。又、踏込ストロークSの増大に伴って踏力Fの増大量が徐々に増大する特性となる。
【0062】
その結果、冬モードでのブレーキ時には、初期位置から通常時最大踏込ストロークSNよりも大きな冬時最大踏込ストロークSFまでの範囲の踏込ストロークSに対して、「0」から最大ブレーキ力までの強さでブレーキがかかる。
【0063】
又、ブレーキ力選択スイッチ32によってフェードモードを選択すると摺動支持体48が上向きに移動して第2ばね座45と第1ばね座43との距離が最も短くなり、圧縮コイルばね44の初期圧縮変形量が通常時圧縮変形量よりも大きなフェード時変形量となる。この状態でブレーキペダル15を踏込操作すると、圧縮コイルばね44の圧縮変形量がフェード時変形量を初期変形量として増大するとともに、荷重の増大に伴ってその圧縮変形量の増大量が徐々に減少する。
【0064】
従って、フェードモードにおけるブレーキ装置11の操作特性は、第1実施形態と同様、図2に示すように、初期位置からフェード時最大踏込ストロークSEまでの範囲の踏込ストロークSに対して踏力Fが「0」から最大踏力Fmaxまで増大する特性となる。又、踏込ストロークSの増大に伴って踏力Fの増大量が徐々に増大する特性となる。
【0065】
その結果、フェードモードでのブレーキ時には、初期位置から通常時最大踏込ストロークSNよりも小さなフェード時最大踏込ストロークSEまでの範囲の踏込ストロークSに対して、「0」から最大ブレーキ力までの強さでブレーキがかかる。
【0066】
以上詳述した本実施形態によっても前記第1実施形態における(1)〜(4)に記載の各効果を得ることができる。
(第3実施形態)
次に、本発明を具体化した第3実施形態を図5に従って説明する。尚、本実施形態は、前記第2実施形態における踏力発生機構40を踏力発生機構50に変更したことと、ブレーキペダル15を車体水平部G4に支持したことのみが第2実施形態と異なる。従って、第2実施形態と同じ構成については符号を同じにしてその説明を省略し、踏力発生機構50及び車体水平部G4のみについて詳述する。
【0067】
図5に示すように、ブレーキペダル15は、車体垂直部G1の車両後方に設けられた車体水平部G4に対し、回動軸17aを回動中心として回動可能に支持されている。踏力発生機構50は、踏力生成手段としてのばね機構51と、踏力変更手段としての踏力調整機構52とを備えている。ばね機構51は、ドラム53と、ばね部材としての板ばね54とを備えている。
【0068】
ドラム53は、ブレーキペダル15の回動軸17aに固定され、ブレーキペダル15と共にその踏込ストロークSに対応した回動量だけ回動する。
板ばね54は、その基端側がドラム53に巻回されて固定され、その先端部54a側がドラム53の上側から車両前側下方に延出されている。
【0069】
そして、板ばね54は、ドラム53を介してブレーキペダル15を車両後方側に回動するように付勢して初期位置に保持するようになっている。板ばね54は、ブレーキペダル15が初期位置から踏込操作されることでドラム53により巻回されるとともに荷重によって撓み弾性変形し、その撓み変形量に応じて発生する反力によってブレーキペダル15に踏力Fを与えるようになっている。
【0070】
前記踏力調整機構52は、ステッピングモータ46、ピニオンギヤ47及び摺動支持体55を備えている。摺動支持体55は、鉛直方向に延びる基部56と、この基部56の上端から上方に延びる案内部57とを備えている。摺動支持体55は、車体垂直部G1に設けられた貫通孔G3内に基部56が収容され、案内部57が車体垂直部G1の後面に摺接する状態で、鉛直方向に所定範囲内で移動可能に支持されている。基部56の前面(車両前方側の面)には、鉛直方向に延びるラック部56aが形成され、このラック部56aにはピニオンギヤ47が歯合されている。そして、摺動支持体55は、ステッピングモータ46の回動に伴ってピニオンギヤ47が回動してラック部56aを駆動することにより上下動するようになっている。
【0071】
又、基部56の後面下部には固定部56bが形成され、この固定部56bには板ばね54の先端部54aの先端が固定されている。そして、摺動支持体55は、上下動するときに、板ばね54の先端部54aの位置を鉛直方向の所定範囲内で調整するようになっている。このことにより、摺動支持体55は、その所定範囲内での位置に応じて、板ばね54の初期撓み変形量、即ち、ブレーキペダル15をその初期位置に保持しているときの撓み変形量を所定範囲内で調整するようになっている。即ち、摺動支持体55が、図5に実線で示すように所定範囲内の最も低い位置に配置されたときには、板ばね54がドラム53に対し最も巻回されることから、板ばね54の初期撓み変形量が最も小さくなる。反対に、摺動支持体55が、所定範囲内の最も高い位置に配置されたときには、板ばね54がドラム53に対し最も巻回されなくなることから、板ばね54の初期撓み変形量が最も大きくなる。
【0072】
又、案内部57は、ブレーキペダル15が踏込操作されドラム53に板ばね54の基端側がより巻回されるときに、図5に二点鎖線で示すように、車両前方側に変位する板ばね54の先端部54aをそのより基端側へとその後面(車両後方側の面)57aに沿って徐々に当接させていくようになっている。即ち、案内部57は、踏込ストロークSの増大に伴って板ばね54の先端部54aをそのより基端側で支持することにより、板ばね54がブレーキペダル15に加える反力の増大量を徐々に増大させる。
【0073】
ステッピングモータ46は、外部からの電気信号によって摺動支持体55の所定範囲内での位置を調整し、板ばね54の初期撓み変形量をその所定範囲内で調整する。ステッピングモータ46は、第1実施形態と同様、ブレーキ力選択スイッチ32からの信号に基づきブレーキ力調整装置33によって制御される。そして、ブレーキ力調整装置33は、通常モードが選択されているときにはステッピングモータ46を制御し板ばね54の初期撓み変形量を所定の通常時変形量とする。又、ブレーキ力調整装置33は、冬モードが選択されているときには初期撓み変形量を通常時変形量よりも小さな所定の冬時変形量とし、又、フェードモードが選択されているときには初期撓み変形量を通常時変形量よりも大きな所定のフェード時変形量とする。
【0074】
次に、以上のように構成された車両用電気式ブレーキ装置の作用について説明する。
ブレーキ力選択スイッチ32によって通常モードを選択するとステッピングモータ46によって摺動支持体55が駆動されて、図5に二点鎖線で示す通常モードに対応した位置に配置される。すると、板ばね54の先端部54aの位置が通常モード時の位置に調整され、板ばね54の初期撓み変形量が通常時変形量となる。この状態でブレーキペダル15を踏込操作すると、そのときに加わる荷重の大きさに応じて板ばね54が撓み弾性変形する。そして、板ばね54がその撓み変形量に応じて発生する反力によってブレーキペダル15の踏力Fが生成される。
【0075】
このとき、板ばね54の初期撓み変形量が通常時変形量となっているので、加わる荷重の増大に伴ってその撓み変形量が通常時変形量を初期変形量として増大する。又、荷重の増大に伴って板ばね54の先端部54aがより基端側で案内部57に当接していくので、荷重の増大に伴って撓み変形量の増大量が徐々に減少する。
【0076】
従って、通常モードにおけるブレーキ装置11の操作特性は、第1実施形態と同様に、初期位置から所定の通常時最大踏込ストロークSNまでの範囲の踏込ストロークSに対して踏力Fが「0」から最大踏力Fmaxまで増大する特性となる。又、踏込ストロークSの増大に伴って踏力Fの増大量が、全踏込ストローク範囲で徐々に増大する特性となる。
【0077】
そして、そのときの踏力Fが荷重センサ12によって検出され、ブレーキECU14によってブレーキアクチュエータ13が駆動されてその踏力Fに応じた強さでブレーキがかけられる。従って、通常モードでのブレーキ時には、第1実施形態と同様に、「0」から通常最大踏込ストロークSNまでの範囲の踏込ストロークSで、「0」から最大ブレーキ力までの強さでブレーキがかかる。
【0078】
又、ブレーキ力選択スイッチ32によって冬モードを選択すると、図5に実線で示すように、摺動支持体55が下向きに移動して板ばね54の先端部54aの位置が所定範囲内で最も低くなり、板ばね54の初期撓み変形量が冬時変形量となる。この状態でブレーキペダル15を踏込操作すると、板ばね54の撓み変形量が冬時変形量を初期変形量として増大するとともに、板ばね54に加わる荷重の増大に伴って撓み変形量の増大量が徐々に減少する。
【0079】
従って、冬モードにおけるブレーキ装置11の操作特性は、第1実施形態と同様に、初期位置から冬時最大踏込ストロークSFまでの範囲の踏込ストロークSに対して踏力Fが「0」から最大踏力Fmaxまで増大する特性となる。又、踏込ストロークSの増大に伴って踏力Fの増大量が徐々に増大する特性となる。
【0080】
その結果、冬モードでのブレーキ時には、初期位置から通常時最大踏込ストロークSNよりも大きな冬時最大踏込ストロークSFまでの範囲の踏込ストロークSに対して、「0」から最大ブレーキ力までの強さでブレーキがかかる。
【0081】
又、ブレーキ力選択スイッチ32によってフェードモードを選択すると、摺動支持体55が上向きに移動して板ばね54の先端部54aの位置が所定範囲内で最も高くなり、板ばね54の初期撓み変形量が通常時変形量よりも大きなフェード時変形量となる。この状態でブレーキペダル15を踏込操作すると、板ばね54の撓み変形量がフェード時変形量を初期時変形量として増大するとともに、荷重の増大に伴ってその撓み変形量の増大量が徐々に減少する。
【0082】
従って、フェードモードにおけるブレーキ装置11の操作特性は、第1実施形態と同様に、初期位置からフェード時最大踏込ストロークSEまでの範囲の踏込ストロークSに対して踏力Fが「0」から最大踏力Fmaxまで増大する特性となる。又、踏込ストロークSの増大に伴って踏力Fの増大量が徐々に増大する特性となる。
【0083】
その結果、フェードモードでのブレーキ時には、初期位置から通常時最大踏込ストロークSNよりも小さなフェード時最大踏込ストロークSEまでの範囲の踏込ストロークSに対して、「0」から最大ブレーキ力までの強さでブレーキがかかる。
【0084】
以上詳述した本実施形態によっても前記第1実施形態における(1)〜(4)に記載の各効果を得ることができる。
(第4実施形態)
次に、本発明を車両用電気式ブレーキ装置に具体化した第4実施形態を図6に従って説明する。
【0085】
図6に示すように、車両用電気式ブレーキ装置60は、車両用ブレーキ装置(以下、単にブレーキ装置という)61、圧力センサ62、ブレーキアクチュエータ13及びブレーキECU14を備えている。
【0086】
ブレーキ装置61は、踏力生成手段及び気体圧シリンダとしての踏力生成用シリンダ63と、踏力変更手段としての踏力調整装置64とを備えている。踏力生成用シリンダ63は、シリンダボディ65、第1ピストン66、第2ピストン67、ピストンロッド68及びブレーキペダル69を備えている。
【0087】
シリンダボディ65は胴部70及び端板71を備え、胴部70に設けられた穴を端板71で閉塞するピストン室72が形成されている。前記第1ピストン66はピストン室72に配置され、その端板71側と反対側に油室73を形成している。前記第2ピストンは第1ピストン66と端板71との間に配置され、その第1ピストン66側にエア室74を形成している。
【0088】
前記ピストンロッド68は、その基端が第2ピストン67の端板71側に固定され、その先端側が端板71に設けられた貫通孔71aを貫通してピストン室72から外部に延出されている。第2ピストン67と端板71との間には、貫通孔71aとピストンロッド68との間の隙間を介して外部に連通する大気室75が形成されている。
【0089】
前記ブレーキペダル69は、ピストンロッド68の先端に固定されている。又、シリンダボディ65の基端部には、油室73に連通するセンサ取付穴76が形成されている。センサ取付穴76には、前記圧力センサ62が油室73内の油圧を検出可能な状態で設けられている。
【0090】
そして、踏力生成用シリンダ63は、エア室74が大気圧よりも高い所定の空気圧に維持されることで、第2ピストン67を付勢してブレーキペダル69を踏込ストロークSが「0」である初期位置(図6に二点鎖線で示す位置)に保持するようになっている。踏力生成用シリンダ63は、ブレーキペダル69が初期位置から踏込操作されたときに、ピストンロッド68及び第2ピストン67を介して加わる荷重によってエア室74の容積を圧縮させ、その圧縮量に応じて発生する反力によってブレーキペダル69に踏力Fを与えるようになっている。
【0091】
踏力調整装置64は、踏力調整用シリンダ77、シリンダ駆動機構78、第1電磁弁79及び第2電磁弁80とを備えている。踏力調整用シリンダ77は、シリンダボディ81、ピストン82及びピストンロッド83を備えている。シリンダボディ81は胴部84及び端板85を備え、胴部84に設けられた穴が端板85で閉塞されることでその中心軸線方向に延びるように形成されたピストン室86を備えている。前記ピストン82はピストン室86に配置され、その端板85側と反対側に油室87を形成している。
【0092】
前記ピストンロッド83は、その基端がピストン82の端板85側に固定され、その先端側が端板85に設けられた貫通孔85aを貫通してピストン室86から外部に延出されている。ピストン82と端板85との間には、貫通孔85aとピストンロッド83との間の隙間を介して外部に連通する大気室88が形成されている。
【0093】
前記シリンダ駆動機構78は、ステッピングモータ89、雄ねじ筒90及び雌ねじ体91を備えている。前記ステッピングモータ89は、踏力調整用シリンダ77の中心軸線上に、その出力軸89aを端板85に対向させた状態で配置されている。前記雄ねじ筒90は、ステッピングモータ89の出力軸89aに外嵌した状態で固定されている。前記雌ねじ体91はピストンロッド83の先端に固定され、その端面に開口する雌ねじ穴91aに雄ねじ筒90が螺合されている。
【0094】
そして、ステッピングモータ89は外部からの制御信号によって作動し、雄ねじ筒90を回動させて雌ねじ体91及びピストンロッド83を介してピストン82のピストン室86での位置を調整することで油室87の容積を調整する。
【0095】
前記第1電磁弁79は2ポート2位置の油圧用方向切換弁であって、踏力生成用シリンダ63の油室73と踏力調整用シリンダ77の油室87とを連通する油圧流路92上に配置されている。第1電磁弁79は、外部から入力される電気信号に基づく作動状態では油圧流路92を開状態として両油室73,87間を連通状態とし、非作動状態では油圧流路92を閉状態として両油室73,87間を非連通状態とする。
【0096】
又、前記第2電磁弁80は2ポート2位置の空圧用方向切換弁であって、踏力生成用シリンダ63のエア室74と踏力調整用シリンダ77の大気室88とを連通する空圧流路93上に配置されている。第2電磁弁80は、外部から入力される電気信号に基づく作動状態では空圧流路93を開状態としてエア室74及び大気室88間を連通状態とし、非作動状態では空圧流路93を閉状態としてエア室74及び大気室88間を非連通状態とする。
【0097】
ステッピングモータ89、第1電磁弁79及び第2電磁弁80は、第1実施形態と同様に、運転者が車内で操作するブレーキ力選択スイッチ32からの信号に基づいて動作するブレーキ力調整装置33によって制御される。
【0098】
そして、ブレーキ力調整装置33は、通常モードが選択されているときにはステッピングモータ89及び両電磁弁79,80を制御して踏力生成用シリンダ63のエア室74の初期容積を所定の通常時容積とする。即ち、ブレーキ力調整装置33は、第1及び第2電磁弁79,80を作動させて両油室73,87を連通状態とするとともにエア室74を大気室88に連通させる。この状態で、ブレーキ力調整装置33は、ステッピングモータ89を駆動して、油室87の容積を通常時の所定の容積とすることで油室73の容積を通常時に対応した所定の容積に調整する。このことにより、ブレーキ力調整装置33は、エア室74の初期容積を通常時容積とする。
【0099】
又、ブレーキ力調整装置33は、冬モードが選択されたときには、同様にしてエア室74の初期容積を通常時容積よりも大きな所定の冬時容積とし、又、フェードモードが選択されたときには、同様にしてエア室74の初期容積を初期容積を通常時容積よりも小さな所定のフェード時容積とする。
【0100】
前記圧力センサ62は例えば歪みゲージ式圧力センサや半導体圧力センサであって、運転者がブレーキ操作時に踏力生成用シリンダ63のブレーキペダル69に加える踏力Fに応じた油室73の油圧を検出し、その検出信号をブレーキECU14に出力する。
【0101】
次に、以上のように構成された車両用電気式ブレーキ装置の作用について説明する。
ブレーキ力選択スイッチ32によって通常モードを選択すると第1及び第2電磁弁79,80が作動して両油室73,87間が連通されるとともにエア室74が大気室88に連通される。そして、ステッピングモータ89が制御されてピストンロッド83が駆動され、ピストン82がピストン室86において通常モード時の位置に配置された後、両油室73,87間が非連通状態とされるとともにエア室74が密封される。すると、油室87の容積が調整されることで油室73の容積が調整され、エア室74の容積が通常時容積となる。
【0102】
この状態でブレーキペダル69を踏込操作すると、そのときに加わる荷重の大きさに応じてエア室74が圧縮される。そして、踏力生成用シリンダ63がエア室74の圧縮量に応じて発生する反力によってブレーキペダル69の踏力Fが生成される。
【0103】
このとき、エア室74の初期容積が通常時容積となっているので、荷重の増大に伴ってその圧縮量が通常時容積を初期容積として増大する。又、踏力生成用シリンダ63が荷重の増大に伴ってエア室74の圧縮量の増大量が徐々に減少する非線形な荷重−伸縮量特性を備えているので、荷重の増大に伴ってピストンロッド83の没入量の増大量が徐々に減少する。
【0104】
従って、通常モードにおけるブレーキ装置61の操作特性は、第1実施形態と同様に、初期位置から所定の通常時最大踏込ストロークSNまでの範囲の踏込ストロークSに対して踏力Fが「0」から最大踏力Fmaxまで増大する特性となる。又、踏込ストロークSの増大に伴って踏力Fの増大量が全踏込ストローク範囲で徐々に増大する特性となる。
【0105】
そして、そのときの踏力Fが圧力センサ62によって検出され、ブレーキECU14によってブレーキアクチュエータ13が駆動されてその踏力Fに応じた強さでブレーキがかけられる。従って、通常モードでのブレーキ時には、「0」から通常時最大踏込ストロークSNまでの範囲の踏込ストロークSで、「0」から最大ブレーキ力までの強さでブレーキがかかる。
【0106】
又、ブレーキ力選択スイッチ32によって冬モードを選択すると、両電磁弁79,80及びステッピングモータ89が制御されて踏力調整用シリンダ77の油室87の容積が所定範囲内の最大容積となる。すると、踏力生成用シリンダ63の油室73の容量が所定範囲内の最小容量となり、エア室74の容積が通常時初期容積よりも大きな冬時初期容積となる。
【0107】
この状態でブレーキペダル69を踏込操作すると、エア室74の圧縮量が冬時容積を初期容積として増大するとともに、荷重の増大に伴ってピストンロッド83の没入量の増大量が徐々に減少する。
【0108】
従って、冬モードにおけるブレーキ装置61の操作特性は、第1実施形態と同様に、初期位置から冬時最大踏込ストロークSFまでの範囲の踏込ストロークSに対して踏力Fが「0」から最大踏力Fmaxまで増大する特性となる。又、踏込ストロークSの増大に伴って踏力Fの増大量が徐々に増大する特性となる。
【0109】
その結果、冬モードでのブレーキ時には、初期位置から通常時最大踏込ストロークSNよりも大きな冬時最大踏込ストロークSFまでの範囲の踏込ストロークSに対して、「0」から最大ブレーキ力までの強さでブレーキがかかる。
【0110】
又、ブレーキ力選択スイッチ32によってフェードモードを選択すると両電磁弁79,80及びステッピングモータ89が制御されて踏力調整用シリンダ77の油室87の容積が所定範囲内の最小容量となる。すると、踏力生成用シリンダ63の油室73の容積が所定範囲内の最大容量となり、エア室74の容積が通常時初期容積よりも小さなフェード時初期容積となる。
【0111】
この状態でブレーキペダル69を踏込操作すると、エア室74の圧縮量がフェード時容積を初期容積として増大するとともに、荷重の増大に伴ってピストンロッド83の没入量の増大量が減少する。
【0112】
従って、フェードモードにおけるブレーキペダル69の操作特性は、第1実施形態と同様に、初期位置からフェード時最大踏込ストロークSEまでの範囲の踏込ストロークSに対して踏力Fが「0」から最大踏力Fmaxまで増大する特性となる。又、踏込ストロークSの増大に伴って踏力Fの増大量が徐々に増大する特性となる。
【0113】
その結果、フェードモードでのブレーキ操作時には、初期位置から通常時最大踏込ストロークSNよりも小さなフェード時最大踏込ストロークSEまでの範囲の踏込ストロークSに対して、「0」から最大ブレーキ力までの強さでブレーキがかかる。
【0114】
以上詳述した本実施形態によれば、第1実施形態における(1)〜(4)の各効果を得ることができる。
以下、上記実施形態以外の発明の実施形態を列挙する。
【0115】
・ 上記第1実施形態では、第2圧縮コイルばね25がフェード時初期変形量で発生する反力の大きさを、ブレーキペダル15が初期位置にあるときに第1圧縮コイルばね23が発生する反力を超えないようにした。そして、踏込ストロークSが「0」から増大するに伴って第2圧縮コイルばね25が第1圧縮コイルばね23と共に圧縮弾性変形するようにすることで、踏込ストロークSの全域で踏込ストローク−踏力特性が異なるようにした。これを、第2圧縮コイルばね25がフェード時初期変形量で発生する反力の大きさを、ブレーキペダル15が初期位置にあるときに第1圧縮コイルばね23が発生する反力よりもある程度大きくする。そして、踏込ストロークSが所定の踏込ストロークS1になるまでは第1圧縮コイルばね23のみが圧縮弾性変形し、その踏込ストロークS1を超えてから第2圧縮コイルばね25が共に圧縮弾性変形するようにする。このことにより、図3に示すように、踏込ストロークSが踏込ストロークS1を超える範囲でのみ踏込ストローク−踏力特性が変更されるようにしてもよい。この構成であっても、状況に応じて必要な強さでブレーキをかけるためのブレーキ操作を容易に行うことができる。
【0116】
・ 上記第1実施形態では、第1圧縮コイルばね23と共に踏力Fを生成する第2圧縮コイルばね25の初期圧縮変形量を踏力調整機構20のステッピングモータ27を電気制御することで変更し、ばね機構19が踏込ストロークSに応じて発生する踏力Fを変更するようにした。これを、図7に示すように、第2圧縮コイルばね25を設けず、第1圧縮コイルばね23を車体垂直部G1の後面に固定したばね座94に支持する。そして、第1ばね座22の後面に固定した雄ねじ軸95aを、ブレーキペダル15のアーム部17に回動可能に連結した雌ねじ筒95bに螺合させることで、アーム部17に第1ばね座22を連結する。そして、例えば運転者が第1ばね座22を回動させて雄ねじ軸95aと雌ねじ筒95bとの螺合長さを調整することで第1圧縮コイルばね23の初期圧縮変形量を変更するようにしてもよい。
【0117】
・ 上記第2実施形態では、ばね機構41の支持状態を踏力調整機構42のステッピングモータ46を電気制御することで変更し、ばね機構41が圧縮コイルばね44の圧縮変形量に応じて生成する踏力Fを変更するようにした。これを、図8に示すように、車体垂直部G1の後面に上下方向に並ぶように複数設けた連結部96A,96B,96Cのいずれに第2ばね座45の凸状連結部45bを連結することができるようにし、これを例えば運転者が変更することでばね機構41の支持状態を変更するようにしてもよい。
【0118】
・ 上記第3実施形態では、ばね機構51の支持状態を踏力調整機構52のステッピングモータ46を電気制御することで変更し、ばね機構51が板ばね54の撓み変形量に応じて生成する踏力Fを変更するようにした。これを、図9に示すように、車体垂直部G1の後面に上下方向に並ぶように複数設けたばね支持部97A,97B,97Cのいずれかに板ばね54の先端部54aを支持させることでばね機構51の支持状態を変更するようにしてもよい。各ばね支持部97A〜97Cは、図10に示すように、車体垂直部G1に固定される筒体98A,98B,98Cと、この各筒体98A〜98C内に支持される支持棒99A,99B,99Cとから形成されている。そして、各筒体97A〜97Cは板ばね54の先端部54aの側方に配置され、各支持棒99A〜99Cは筒体98A〜98Cから板ばね54側に出没可能となっている。尚、板ばね54を撓み変形させるときには、図9に二点鎖線で示すように、車体垂直部G1の後面に固定した案内部99Dに沿って先端部54aがより基端側で支持されるようにすればよい。
【0119】
・ 上記第4実施形態では、踏力生成用シリンダ63のエア室74の初期容積を変更することで同シリンダ63がブレーキペダル69の踏込ストロークSに対して発生する反力を変更する。このことにより、最大踏力Fmaxを変更しないで最大踏込ストロークを変更するようにした。これを、踏力生成用シリンダを単なるエアシリンダとし、このエアシリンダのエア室の初期圧力を変更することで同シリンダが踏込ストロークSに対して発生する反力を変更する構成としてもよい。この場合には、図11に示すように、所定の最大踏込ストロークSmaxを変えないで最大踏力Fmaxを変更することができる。そして、最大踏込ストロークSmaxに対する最大踏力Fmaxが通常時よりも小さくなるときの特性を冬モードの特性とすることで、踏込ストロークSの増大に伴う踏力Fの増大量をより小さくし、摩擦抵抗の低い路面で弱いブレーキを容易にかけることができる。反対に、最大踏込ストロークSmaxに対する最大踏力Fmaxが通常時よりも大きくなるときの特性をフェードモードの特性とすることで、踏込ストロークSの増大に伴う踏力Fの増大量をより大きくし、フェード時に強いブレーキを容易にかけることができる。
【0120】
・ 上記各実施形態では、ブレーキペダル15、69の踏力Fを検出し、この踏力Fに応じた強さでブレーキをかけるようにしたが、踏込ストロークSに基づいてブレーキをかけるようにしてもよい。この場合には、例えば図2に示す踏込ストローク−踏力特性において、冬モード及びフェードモードの各特性を入れ換えるようにすればよい。そして、摩擦抵抗が極端に低い路面でのブレーキ時には、通常時最大踏込ストロークSNよりも小さい最大踏込ストロークSEまでの範囲で踏力Fが最大踏力Fmaxとなるようにすることで、踏込ストロークSが増大し難いようにしてブレーキを容易に弱くかけることができるようにする。反対に、ブレーキフェード時には、通常時最大踏込ストロークSNよりも大きい最大踏込ストロークSFより大きな踏込ストロークSまでの範囲で踏力Fが最大踏力Fmaxとなるようにすることで、踏込ストロークSが増大し易いようにしてブレーキを容易に強くかけることができるようにする。このような構成であっても、状況に応じて必要な強さでブレーキをかけるためのブレーキ操作を容易に行うことができる。
【0121】
又、図11に示す踏込ストローク−踏力特性を有するブレーキ装置において行う場合においても、冬モード及びフェードモードの各特性を入れ換えればよい。そして、最大踏込ストロークSmaxに対する最大踏力Fmaxが通常時よりも大きくなるときの特性を冬モードの特性とすることで、踏込ストロークSの増大に伴う踏力Fの増大量をより大きくして踏力Fが増大し難いようにして、摩擦抵抗の低い路面で弱いブレーキを容易にかけることができる。反対に、最大踏込ストロークSmaxに対する最大踏力Fmaxが通常時よりも小さくなるときの特性をフェードモードの特性とすることで、踏込ストロークSの増大に伴う踏力Fの増大量をより小さくし、フェード時に強いブレーキを容易にかけることができる。
【0122】
・ 上記各実施形態では、車両用電気式ブレーキ装置10のブレーキ装置11に実施したが、ドライビングシュミレータに備えられるブレーキ装置に実施してもよい。この場合、ブレーキ操作のシュミレーション時に、状況に応じて必要な強さでブレーキをかけるためのブレーキ操作を容易に行うことができる。
【0123】
以下、前述した各実施形態から把握される技術的思想をその効果とともに記載する。
(1) 請求項1または請求項2に記載の車両用ブレーキ装置(11)と、前記ブレーキペダルの踏力を検出する踏力検出センサ(荷重センサ12、圧力センサ62)と、電気信号によってブレーキを作動させるブレーキアクチュエータ(13)と、前記踏力に応じた強さでブレーキをかけるように前記ブレーキアクチュエータを制御するブレーキ制御装置(ブレーキ電子制御装置14)とを備えた車両用電気式ブレーキ装置。このような構成によれば、状況に応じた適切な強さのブレーキを容易にかけることができる。
【0124】
【発明の効果】
請求項1または請求項2に記載の発明によれば、ブレーキペダルの操作特性が調整可能となり、踏力又は踏込ストロークに基づくブレーキ力の制御特性が調整可能となるので、状況に応じて必要な強さでブレーキをかけるためのブレーキ操作を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1実施形態の車両用電気式ブレーキ装置の模式構成図。
【図2】 踏込ストローク−踏力特性を示すグラフ。
【図3】 他の実施形態の踏込ストローク−踏力特性を示すグラフ。
【図4】 第2実施形態のブレーキ装置を示す模式構成図。
【図5】 第3実施形態のブレーキ装置を示す模式構成図。
【図6】 第4実施形態の車両用電気式ブレーキ装置の模式構成図。
【図7】 他の実施形態のブレーキ装置を示す要部模式構成図。
【図8】 同じくブレーキ装置を示す要部模式構成図。
【図9】 同じくブレーキ装置を示す要部模式構成図。
【図10】 同じく踏力調整機構を示す要部模式構成図。
【図11】 他の実施形態の踏込ストローク−踏力特性を示すグラフ。
【図12】 従来のブレーキ制御装置を示す模式構成図。
【図13】 踏込ストローク−踏力特性を示すグラフ。
【符号の説明】
11…車両用ブレーキ装置、15…ブレーキペダル、19…踏力生成手段としてのばね機構、20…踏力変更手段としての踏力調整機構、23…ばね部材としての第1圧縮コイルばね、25…同じく第2圧縮コイルばね、41…踏力生成手段としてのばね機構、42…踏力変更手段としての踏力変更機構、44…ばね部材としての圧縮コイルばね、51…踏力生成手段としてのばね機構、52…踏力変更手段としての踏力調整機構、54…ばね部材としての板ばね、63…踏力生成手段及び気体圧シリンダとしての踏力生成用シリンダ、64…踏力変更手段としての踏力調整装置、F…踏力、S…踏込ストローク。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle brake device used for an electric brake device or the like.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an electric brake device that replaces a hydraulic brake device has been proposed as a vehicle brake device. In this electric brake device, for example, a load sensor detects the depression force of the brake pedal, and the brake electronic control device controls the brake actuator based on the detected depression force to apply the brake. For this reason, the brake pedal does not receive the brake reaction force corresponding to the depression stroke, that is, the reaction force from the master cylinder, the brake, etc., but only the reaction force by the return spring acts on the brake pedal. . That is, in the electric brake device, the characteristic of the pedaling force with respect to the stepping stroke when the driver depresses the brake pedal is a characteristic based on the reaction force of the return spring, which is different from the characteristic of a normal hydraulic brake device. Yes. As a result, there is an inconvenience that it is difficult for the driver who is used to the operation characteristics of the conventional hydraulic brake device to perform the brake operation well.
[0003]
FIG. 12 shows a brake control device proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-254778 in order to solve such a problem. When the brake pedal 100 is depressed by this brake control device, the two compression coil springs 104 and 105 are moved between the first spring seat 102 provided on the arm portion 101 and the second spring seat 103 provided on the vehicle body G side. Compressive deformation. Then, the depressing force F of the brake pedal 100 is generated by the reaction force generated according to the compression deformation amount.
[0004]
In this brake control device, a conical compression coil spring 104 having a non-linear load-compression deformation characteristic from “0” when the depression stroke S of the brake pedal 100 is the initial position to a predetermined depression stroke. Only compresses and deforms. In a range where the stepping stroke exceeds a predetermined stepping stroke, the cylindrical compression coil spring 105 having a linear load-compression deformation characteristic together with the compression coil spring 104 is compressed and deformed.
[0005]
Therefore, as shown by a solid line in FIG. 13, the depression stroke-depression force characteristic of the brake control device is a characteristic that the depression force gradually increases in the first half of the entire depression stroke range and increases rapidly in the latter half. That is, the characteristic approximates to the stepping stroke-stepping force characteristic of the hydraulic brake indicated by a dotted line in FIG.
[0006]
Then, the load sensor 106 detects the pedaling force F at that time, and the ECU 107 controls the brake actuator 108 to apply the brake with the strength corresponding to the pedaling force F. For this reason, the driver who is used to the operation characteristics of the conventional hydraulic brake device can also perform the brake operation better.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when braking on a road surface with extremely low frictional resistance such as a snowy road or an icy road, it is necessary to make the brake weaker than usual. In the above-described brake control device, since the stepping force F with respect to the stepping stroke S, that is, the magnitude of the braking force is determined, the driver needs to perform the braking operation with a small stepping stroke S to make the brake weaker than usual. there were.
[0008]
On the other hand, when the brake temperature is not sufficiently high, such as immediately after the start of driving, or when the brake performance is lower than normal, such as during a brake fade, the brake must be I need to be strong. In this case, the driver has to perform the brake operation with a large stepping stroke S to apply the brake more strongly than usual.
[0009]
Therefore, in order to obtain a braking force having a magnitude corresponding to the situation, the driver needs to perform a difficult braking operation according to the situation, and the braking operation cannot be easily performed.
[0010]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a vehicular brake device capable of easily performing a brake operation for applying a brake with a necessary strength depending on the situation. Is to provide.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 is operated by a load applied in accordance with the depression and return operations of the brake pedal, and the pedal force of the brake pedal is reduced by a reaction force generated according to the operation amount. The vehicle brake device including a pedal force generating means for generating includes a brake mode selecting means for selecting any one of a plurality of brake modes by a driver, and the pedal force generating means includes:A spring mechanism that generates a reaction force according to an elastic deformation amount as the operation amount, the first compression spring member being connected to the brake pedal and penetrating through a vertical part of a vehicle body, and the first compression spring member A second compression spring member connected in series to the opposite side of the brake pedal and abutting on the opposite side of the vehicle body vertical portion from the brake pedal at an initial position of the stepping stroke;Depending on the result of selection of the brake mode by the brake mode selection means, the depression stroke, which is the operation amount of the depression and return operation of the brake pedal, is only in a range exceeding a predetermined amount with respect to the depression stroke and the operation amount. Treading force changing means for changing the relationship with the magnitude of the reaction force generatedWhen,HaveThe stepping force changing means changes the elastic deformation amount in a state where the brake pedal is in the initial position, and only the first compression spring member is deformed in a range where the stepping stroke is smaller than the predetermined amount, and the stepping stroke is The first compression spring member and the second compression spring member are deformed according to the result of selection of the brake mode by the brake mode selection means so that both the first compression spring member and the second compression spring member are deformed within a range exceeding a predetermined amount.A brake device for a vehicle.
[0012]
  According to the first aspect of the present invention, when the magnitude of the reaction force generated according to the amount of operation is changed by the pedal force generation means, the relationship of the depression stroke with respect to the depression force of the brake pedal changes. Depending on the brake mode selection result by the brake mode selection means, the stepping force change means is generated for the depression stroke and the operation amount only when the depression stroke, which is the operation amount of the brake pedal depression and return operation, exceeds the predetermined amount Change the relationship with the magnitude of the reaction force. Therefore, the operation characteristic of the brake pedal can be adjusted, and the control characteristic of the brake force based on the depression force or the depression stroke can be adjusted.In addition, the pedal force is generated by the reaction force generated by the spring mechanism, and the reaction force generated by the first and second compression spring members is changed with respect to the amount of elastic deformation.
[0013]
  The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1,The pedaling force changing means changes the maximum value of the stepping stroke when generating the reaction force that generates the maximum value of the pedaling force.It is characterized by that.
[0014]
  According to the invention described in claim 2, in addition to the operation of the invention described in claim 1,The maximum depression stroke is changed while the maximum depression force remains the same.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment in which the present invention is embodied in an electric brake device for a vehicle will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
[0020]
As shown in FIG. 1, a vehicular electric brake device 10 includes a vehicular brake device (hereinafter simply referred to as a brake device) 11, a load sensor 12, a brake actuator 13, and a brake electronic control device (hereinafter referred to as a brake ECU) 14. It has.
[0021]
The brake device 11 includes a brake pedal 15 and a pedal force generation mechanism 16.
The brake pedal 15 includes an arm portion 17 and a pedal portion 18. The brake pedal 15 is supported on the vehicle rear side with respect to the vehicle body vertical portion G1 so that the brake pedal 15 can be rotated about a rotation shaft 17a at the upper end of the arm portion 17 by a driver's stepping operation on the pedal portion 18. Yes.
[0022]
The pedaling force generating mechanism 16 includes a spring mechanism 19 as a pedaling force generating unit and a pedaling force adjusting mechanism 20 as a pedaling force changing unit.
The spring mechanism 19 includes a rod 21, a first spring seat 22, a first compression coil spring 23, a second spring seat 24, a second compression coil spring 25, and a third spring seat 26. In the present embodiment, the first compression coil spring 23 and the second compression coil spring 25 are spring members.
[0023]
The rod 21 is connected to the arm portion 17 of the brake pedal 15 so as to be rotatable within a rotation surface of the brake pedal 15 with the one point on the front side as a rotation center. The first spring seat 22 is formed in a disc shape, and is fixed to the tip of the rod 21 (the end on the front side of the vehicle) with its center axis aligned with the center axis of the rod 21. The first compression coil spring 23 is a coil spring wound in a conical shape, and its small-diameter portion side is in contact with the front surface of the first spring seat 22 (side surface on the vehicle front side), and its large-diameter portion side is perpendicular to the vehicle body. It arrange | positions in the through-hole G2 provided in the part G1. The first compression coil spring 23 has a non-linear load-compression deformation characteristic in which the amount of increase in compression deformation (contraction length due to compression elastic deformation) gradually decreases with an increase in load applied to cause compression elastic deformation. I have.
[0024]
The second spring seat 24 is formed in a disk shape having a diameter larger than that of the through hole G2, and the large diameter portion of the first compression coil spring 23 is in contact with the rear surface (side surface on the vehicle rear side). The second compression coil spring 25 is a coil spring wound in a conical shape, and the large-diameter portion side is the front surface of the second spring seat 24 in a state in which the center axis thereof coincides with the center axis of the second spring seat 24. It is in contact with. Similar to the first compression coil spring 23, the second compression coil spring 25 has a non-linear load-compression deformation characteristic in which the increase amount of the compression deformation amount gradually decreases as the load to be compressed and deformed is increased. .
[0025]
The third spring seat 26 is formed in a disc shape, and its rear surface (the surface on the vehicle rear side) is the second compression coil spring 25 with its center axis aligned with the center axis of the second compression coil spring 25. It is in contact with the small diameter side. The third spring seat 26 is restricted from moving forward by the pedal force adjusting mechanism 20.
[0026]
Then, the second compression coil spring 25 urges the second spring seat 24 to contact the front surface of the vehicle body vertical portion G1. On the other hand, the first compression coil spring 23 is supported by the second spring seat 24 abutting against the front surface of the vehicle body vertical portion G1, and the brake pedal 15 is moved to the vehicle rear side via the first spring seat 22 and the rod 21. It is urged to rotate and is held at the initial position. At this time, the magnitude of the reaction force generated when the second compression coil spring 25 causes the second spring seat 24 to contact the vehicle body vertical portion G1 is the first compression with the brake pedal 15 held at the initial position. The magnitude of the reaction force generated by the coil spring 23 is not exceeded. Thus, the first and second compression coil springs 23 and 25 are simultaneously compressed and elastically deformed by a load applied via the rod 21 and the first spring seat 22 when the brake pedal 15 is depressed from the initial position. The pedal force F is applied to the brake pedal 15 by a reaction force generated according to the amount of compressive deformation.
[0027]
The pedaling force adjustment mechanism 20 includes a stepping motor 27, a reduction gear 28 and a cam 29. The stepping motor 27 is disposed such that its output shaft 27a extends rearward in the vehicle front-rear direction on the vehicle front side of the third spring seat 26. The reduction gear 28 includes a worm 30 fixed to the output shaft 27 a of the stepping motor 27 and a worm gear 31 that meshes with the worm 30. The worm gear 31 is supported so as to be rotatable in a state in which the rotation shaft 31a extends in the left-right direction of the vehicle.
[0028]
The cam 29 is a flat cam, and is fixed to the rotation shaft 31a so as to be rotatable in a plane orthogonal to the left-right direction of the vehicle. The cam surface 29a is in contact with the front surface of the third spring seat 26. The cam 29 moves the second spring seat 24 to the vertical part of the vehicle body by the urging force of the second compression coil spring 25 via the third spring seat 26 abutting against the cam surface 29a in a state where the pedal force F is not applied to the brake pedal 15. G1 is brought into contact with the front surface. As the cam 29 rotates, the initial compression deformation amount of the second compression coil spring 25, that is, the brake pedal 15 is in the initial position while the second spring seat 24 is kept in contact with the vehicle body vertical portion G1. The amount of compressive deformation in the state is adjusted within a predetermined range.
[0029]
The stepping motor 27 is operated by a control signal from the outside and adjusts the rotational position of the cam 29 to adjust the initial compression deformation amount of the second compression coil spring 25 within a predetermined range. The stepping motor 27 is controlled by the brake force adjusting device 33 based on a signal from the brake force selection switch 32 operated by the driver.
[0030]
The brake force selection switch 32 has a normal mode for obtaining a normal brake force corresponding to the stepping stroke S, a winter mode for making the brake force weaker than usual, and a fade mode for making the brake force stronger than usual. It is provided to select either one.
[0031]
When the normal mode is selected, the brake force adjusting device 33 drives the stepping motor 27 to set the initial compression deformation amount of the second compression coil spring 25 as a predetermined normal deformation amount. The brake force adjusting device 33 similarly sets the initial compression deformation amount to a predetermined winter deformation amount smaller than the normal deformation amount when the winter mode is selected, and similarly when the fade mode is selected. The initial compression deformation amount is set to a predetermined fade-time deformation amount that is larger than the normal deformation amount.
[0032]
The load sensor 12 is, for example, a strain gauge type load cell, and is provided on the tread surface side of the pedal portion 18. The load sensor 12 detects a pedal force F generated in the pedal portion 18 when the driver depresses and returns the brake pedal 15 and outputs a detection signal to the brake ECU 14. The brake actuator 13 is provided in a brake (not shown) and operates the brake by an electric signal. The brake ECU 14 receives a detection signal output from the load sensor 12 and operates the brake actuator 13 to apply a brake with a strength corresponding to the pedaling force F based on the detection signal.
[0033]
Note that the brake actuator 13, the brake ECU 14, and the brake force adjusting device 33 are operated by electric power supplied from the battery B.
Next, the operation of the electric brake device for a vehicle configured as described above will be described.
[0034]
When the normal mode is selected by the brake force selection switch 32, the cam 29 is driven by the stepping motor 27, and the third spring seat 26 is arranged at the position in the normal mode shown by the solid line in FIG. Then, the initial compression deformation amount of the second compression coil spring 25 becomes the normal deformation amount. When the brake pedal 15 is depressed in this state, the first and second compression coil springs 23 and 25 are compressed and deformed according to the magnitude of the load applied at that time. Then, the pedal force F of the brake pedal 15 is generated by the reaction force generated by the first compression coil spring 23 according to the amount of compression deformation, that is, the reaction force generated by the second compression coil spring 25 according to the amount of compression deformation. Is done.
[0035]
At this time, since the initial compression deformation amount of the second compression coil spring 25 is the normal deformation amount, the compression deformation amount increases with the normal deformation amount as the initial deformation amount as the load increases. In addition, since both the first and second compression coil springs 23 and 25 have a load-compression deformation characteristic in which the amount of increase in compression deformation gradually decreases as the load increases, the load increases as the load increases. The amount of increase in compression deformation gradually decreases.
[0036]
Therefore, as shown in FIG. 2, the operating characteristics of the brake device 11 in the normal mode are as follows. The pedaling force F is predetermined from “0” with respect to the stepping stroke S in the range from the initial position to the predetermined maximum normal stepping stroke SN. The maximum pedaling force Fmax increases. Further, as the stepping stroke S increases, the amount of increase in the stepping force F gradually increases over the entire stepping stroke range.
[0037]
Then, the pedaling force F at that time is detected by the load sensor 12, and the brake ECU 13 is driven by the brake ECU 14, and the brake is applied with a strength corresponding to the pedaling force F. Accordingly, during braking in the normal mode, the brake is applied with a strength from “0” to a predetermined maximum braking force with a stepping stroke S in a range from “0” to a predetermined normal maximum pedal stroke SN.
[0038]
When the winter mode is selected by the brake force selection switch 32, the cam 29 rotates and the third spring seat 26 moves to the vehicle front side as shown by a two-dot chain line in FIG. The initial amount of compressive deformation is a winter deformation amount smaller than the normal deformation amount. When the brake pedal 15 is depressed in this state, the amount of compressive deformation of the second compression coil spring 25 increases with the amount of winter deformation as the initial amount of deformation, and the load applied to the first and second compression coil springs 23 and 25 increases. As the amount increases, the amount of increase in the amount of compressive deformation gradually decreases.
[0039]
Therefore, as shown in FIG. 2, the operation characteristics of the brake device 10 in the winter mode are as follows. The stepping force F is “0” to the maximum stepping force Fmax with respect to the stepping stroke S in the range from the initial position to the winter maximum stepping stroke SF. Increased characteristics. Further, as the stepping stroke S increases, the increase amount of the stepping force F gradually increases.
[0040]
As a result, at the time of braking in winter mode, the strength from “0” to the maximum braking force for the stepping stroke S in the range from the initial position to the winter maximum stepping stroke SF larger than the normal maximum stepping stroke SN. The brake is applied.
[0041]
When the fade mode is selected by the brake force selection switch 32, the cam 29 rotates and the third spring seat 26 moves to the rearmost side of the vehicle as shown by a two-dot chain line in FIG. The initial amount of compressive deformation is the amount of deformation at the time of fade greater than the amount of deformation at the time of normal. If the brake pedal 15 is depressed in this state, the amount of compressive deformation of the second compression coil spring 25 increases with the fade deformation value as the initial deformation amount, and the load applied to the first and second compression coil springs 23 and 25 increases. As the amount increases, the amount of increase in the amount of compressive deformation gradually decreases.
[0042]
Therefore, as shown in FIG. 2, the operating characteristics of the brake device 11 in the fade mode are as follows. The stepping force F ranges from “0” to the maximum stepping force Fmax with respect to the stepping stroke S in the range from the initial position to the maximum stepping stroke SE during fading. Increased characteristics. Further, as the stepping stroke S increases, the increase amount of the stepping force F gradually increases.
[0043]
As a result, at the time of braking in the fade mode, the strength from “0” to the maximum braking force with respect to the stepping stroke S in the range from the initial position to the maximum stepping stroke SE at the time of fading smaller than the maximum stepping stroke SN at the normal time. The brake is applied.
[0044]
According to the embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.
(1) In the present embodiment, the second compression coil spring 25 of the spring mechanism 19 that generates the depression force F of the brake pedal 15 can change the reaction force generated with respect to the amount of compressive deformation. Accordingly, the depression stroke-depression force characteristic of the brake device 11 can be changed. That is, when braking on a road surface with extremely low frictional resistance such as a snowy road or an icy road, a pedaling force F from “0” to the maximum pedaling force Fmax may be generated in a range larger than the normal stepping stroke S range. it can. For this reason, since the stepping force F can be adjusted in the range of the stepping stroke S larger than the normal time, the brake can be easily weakened. In addition, when the brake temperature is not sufficiently high just after the start of driving, or when the brake performance is lower than normal, such as during a brake fade, the brake pedal must be depressed less than normal. In the range of the stroke S, the pedaling force F from “0” to the maximum pedaling force Fmax can be generated. For this reason, since the stepping force F can be adjusted in the range of the stepping stroke S smaller than the normal time, the brake can be applied easily and strongly. As a result, it is possible to easily perform a brake operation for applying a brake with a necessary strength according to the situation.
[0045]
(2) In addition, in the present embodiment, the first and the first are provided with nonlinear load-compression deformation characteristics that are wound in a conical shape at unequal pitches, and the amount of increase in the amount of compressive deformation decreases as the load increases. The treading force F is generated by compressive deformation of the two compression coil springs 23 and 25. Accordingly, the stepping stroke-treading force characteristic of the brake device 11 increases with a relatively large increase amount in the first half of the full pedaling force range, and is relatively small in the second half, like the operation characteristic of the conventional hydraulic brake device. The characteristic increases with the increase amount. As a result, a driver who is accustomed to the operation characteristics of the conventional hydraulic brake device can perform the brake operation better.
[0046]
(3) In addition, in this embodiment, the maximum pedaling force Fmax generated by the spring mechanism 19 is not changed by changing the initial compression deformation amount of the first and second compression coil springs 23 and 25 by the pedaling force generation mechanism 16. The maximum depression stroke of the depression stroke S is changed to 3 steps. Therefore, the brake can be weakly applied by the brake operation in the range of the small depression stroke S, and the brake can be strongly applied by the brake operation in the range where the depression stroke S does not become large. Can do.
[0047]
(4) In addition, in this embodiment, since it implemented in the brake device 11 of the electric brake device 10 for vehicles, the brake of appropriate strength can be easily applied according to a condition.
[0048]
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment differs from the first embodiment only in that the pedal force generation mechanism 16 in the first embodiment is changed to the pedal force generation mechanism 40 and the shape of the vehicle body vertical portion G1 is changed. Accordingly, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted, and only the pedal force generation mechanism 40 and the vehicle body vertical portion G1 will be described in detail.
[0049]
As shown in FIG. 4, the pedaling force generating mechanism 40 includes a spring mechanism 41 as a pedaling force generating unit and a pedaling force adjusting mechanism 42 as a pedaling force changing unit. The spring mechanism 41 includes a first spring seat 43, a compression coil spring 44 as a spring member, and a second spring seat 45.
[0050]
The first spring seat 43 is provided with a disc-shaped seat 43a, and the first spring seat 43 is connected to the arm 17 of the brake pedal 15 by a convex connecting portion 43b provided on the rear surface (the vehicle rear side surface) of the seat 43a. With the point as the center of rotation, the brake pedal 15 is connected so as to be rotatable within the rotation surface. The compression coil spring 44 is a coil spring wound in a conical shape, and the small diameter side thereof is in contact with the front surface of the first spring seat 43. The compression coil spring 44 has a non-linear load-compression deformation characteristic in which the amount of increase in the amount of compressive deformation gradually decreases with an increase in the load for compressive elastic deformation. The second spring seat 45 includes a disk-shaped seat portion 45a, and the large diameter portion side of the compression coil spring 44 is in contact with the rear surface (surface on the vehicle rear side) of the seat portion 45a. A convex connecting portion 45b for supporting the second spring seat 45 on the vehicle body vertical portion G1 is provided on the front surface of the seat portion 45a.
[0051]
The compression coil spring 44 biases the brake pedal 15 via the first spring seat 43 so as to turn to the vehicle rear side and holds the brake pedal 15 at the initial position. Further, the compression coil spring 44 is compressed and elastically deformed by a load applied via the first spring seat 43 when the brake pedal 15 is depressed from the initial position, and the brake is generated by a reaction force generated according to the amount of compression deformation. A pedaling force F is applied to the pedal 15.
[0052]
The pedal force adjusting mechanism 42 includes a stepping motor 46, a pinion gear 47, and a sliding support 48. The stepping motor 46 is disposed such that its output shaft 46a extends in the vehicle left-right direction on the vehicle front side with respect to the vehicle body vertical portion G1. The pinion gear 47 is fixed to the output shaft 46 a of the stepping motor 46.
[0053]
The sliding support 48 is formed in a rectangular parallelepiped shape extending in the vertical direction, and is supported in a rectangular through hole G3 provided in the vehicle body vertical portion G1 so as to be movable within a predetermined range in the vertical direction. A rack portion 48a extending in the vertical direction is formed on the front surface (front surface of the vehicle) of the sliding support 48, and the pinion gear 47 is engaged with the rack portion 48a. The sliding support 48 moves up and down as the pinion gear 47 rotates as the stepping motor 46 rotates to drive the rack portion 48a.
[0054]
In addition, a convex connecting portion 48b is formed on the rear surface of the sliding support 48, and the convex connecting portion 45b of the second spring seat 45 is connected to the convex connecting portion 48b. Then, when the sliding support 48 moves up and down, the second spring seat 45 is rotated in the rotation plane of the brake pedal 15 with the connecting portion with the arm portion 17 of the brake pedal 15 as the rotation center. It has become. Thus, the sliding support 48 urges the initial compression deformation amount of the compression coil spring 44, that is, the brake pedal 15 according to the position within the predetermined range, and holds it at the initial position. The amount of compressive deformation at that time can be adjusted within a predetermined range. That is, as shown by the solid line in FIG. 4, when the sliding support 48 is disposed at the highest position within the predetermined range, the distance between the convex connecting portion 43b and the convex connecting portion 45b is the shortest. The initial compression deformation amount of the compression coil spring 44 becomes the largest. On the other hand, when the sliding support 48 is disposed at the lowest position within the predetermined range, the distance between the convex coupling portion 43b of the first spring seat 43 and the convex coupling portion 45b of the second spring seat 45 is the longest. Since it becomes longer, the initial compression deformation amount of the compression coil spring 44 becomes the smallest.
[0055]
The stepping motor 46 adjusts the position of the sliding support 48 by an electric signal from the outside, and adjusts the initial compression deformation amount of the compression coil spring 44 within a predetermined range. The stepping motor 46 is controlled by the brake force adjusting device 33 based on a signal from the brake force selection switch 32 as in the first embodiment. When the normal mode is selected, the brake force adjusting device 33 controls the stepping motor 46 to set the initial compression deformation amount of the compression coil spring 44 as a predetermined normal deformation amount. The brake force adjusting device 33 sets the initial compression deformation amount to a predetermined winter compression deformation amount smaller than the normal deformation amount when the winter mode is selected, and the initial compression amount when the fade mode is selected. The deformation amount is set to a predetermined fade-time deformation amount that is larger than the normal deformation amount.
[0056]
Next, the operation of the electric brake device for a vehicle configured as described above will be described.
When the normal mode is selected by the brake force selection switch 32, the sliding support 48 is driven by the stepping motor 46, and is arranged at the position in the normal mode indicated by a two-dot chain line in FIG. Then, the distance between the second spring seat 45 and the first spring seat 43 is adjusted to the distance in the normal mode, and the initial compression deformation amount of the compression coil spring 44 becomes the normal deformation amount. When the brake pedal 15 is depressed in this state, the compression coil spring 44 is compressed and elastically deformed according to the magnitude of the load applied at that time. Then, the treading force F of the brake pedal 15 is generated by the reaction force generated by the compression coil spring 44 according to the amount of compression deformation.
[0057]
At this time, since the initial compression deformation amount of the compression coil spring 44 is the normal deformation amount, the compression deformation amount increases with the normal deformation amount as the initial deformation amount as the load increases. Further, since the compression coil spring 44 has a load-compression deformation characteristic in which the amount of increase in the amount of compressive deformation gradually decreases as the load increases, the amount of increase in the amount of compressive deformation gradually increases as the load increases. To decrease.
[0058]
Accordingly, the operating characteristics of the brake device 11 in the normal mode are the same as in the first embodiment in that the pedal force F is maximum from “0” with respect to the stepping stroke S in the range from the initial position to the predetermined normal maximum stepping stroke SN. The characteristic increases to the pedaling force Fmax. Further, as the stepping stroke S increases, the amount of increase in the stepping force F gradually increases over the entire stepping stroke range.
[0059]
Then, the pedaling force F at that time is detected by the load sensor 12, and the brake ECU 13 is driven by the brake ECU 14, and the brake is applied with a strength corresponding to the pedaling force F. Therefore, when braking in the normal mode, as in the first embodiment, the brake is applied with the stepping stroke S in the range from “0” to the normal maximum stepping stroke SN with the strength from “0” to the maximum braking force. .
[0060]
When the winter mode is selected by the brake force selection switch 32, the sliding support 48 moves downward and the distance between the second spring seat 45 and the first spring seat 43 becomes the longest, and the initial compression of the compression coil spring 44 is performed. The deformation amount is a winter deformation amount that is smaller than the normal deformation amount. When the brake pedal 15 is depressed in this state, the amount of compressive deformation of the compression coil spring 44 increases with the amount of deformation in winter as the initial deformation amount, and the amount of compressive deformation increases as the load applied to the compression coil spring 44 increases. The mass gradually decreases.
[0061]
Therefore, the operating characteristics of the brake device 11 in the winter mode are the same as in the first embodiment, with the pedaling force F from “0” to the maximum pedaling force Fmax with respect to the pedaling stroke S in the range from the initial position to the winter maximum pedaling stroke SF. It becomes the characteristic which increases to. Further, as the stepping stroke S increases, the increase amount of the stepping force F gradually increases.
[0062]
As a result, at the time of braking in winter mode, the strength from “0” to the maximum braking force for the stepping stroke S in the range from the initial position to the winter maximum stepping stroke SF larger than the normal maximum stepping stroke SN. The brake is applied.
[0063]
When the fade mode is selected by the brake force selection switch 32, the sliding support 48 moves upward, the distance between the second spring seat 45 and the first spring seat 43 becomes the shortest, and the initial compression of the compression coil spring 44 is performed. The amount of deformation is the amount of deformation at the time of fade greater than the amount of compressive deformation at normal time. When the brake pedal 15 is depressed in this state, the amount of compressive deformation of the compression coil spring 44 increases with the amount of deformation during fading as the initial amount of deformation, and the amount of increase in the amount of compressive deformation gradually decreases as the load increases. To do.
[0064]
Therefore, as in the first embodiment, the operating characteristics of the brake device 11 in the fade mode are as follows. As shown in FIG. The characteristic increases from “0” to the maximum pedaling force Fmax. Further, as the stepping stroke S increases, the increase amount of the stepping force F gradually increases.
[0065]
As a result, at the time of braking in the fade mode, the strength from “0” to the maximum braking force with respect to the stepping stroke S in the range from the initial position to the maximum stepping stroke SE at the time of fading smaller than the maximum stepping stroke SN at the normal time. The brake is applied.
[0066]
The effects described in (1) to (4) in the first embodiment can also be obtained by this embodiment described in detail above.
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment is different from the second embodiment only in that the pedal force generation mechanism 40 in the second embodiment is changed to the pedal force generation mechanism 50 and the brake pedal 15 is supported by the vehicle body horizontal portion G4. Accordingly, the same components as those in the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. Only the pedal force generation mechanism 50 and the vehicle body horizontal portion G4 will be described in detail.
[0067]
As shown in FIG. 5, the brake pedal 15 is supported so as to be rotatable about a rotation shaft 17a as a rotation center with respect to a vehicle body horizontal portion G4 provided on the vehicle rear side of the vehicle body vertical portion G1. The pedaling force generating mechanism 50 includes a spring mechanism 51 as a pedaling force generating unit and a pedaling force adjusting mechanism 52 as a pedaling force changing unit. The spring mechanism 51 includes a drum 53 and a plate spring 54 as a spring member.
[0068]
The drum 53 is fixed to the rotation shaft 17a of the brake pedal 15, and rotates together with the brake pedal 15 by a rotation amount corresponding to the depression stroke S.
The leaf spring 54 has a proximal end wound around and fixed to the drum 53, and a distal end portion 54 a extending from the upper side of the drum 53 to the lower front side of the vehicle.
[0069]
The leaf spring 54 biases the brake pedal 15 via the drum 53 so as to rotate toward the rear of the vehicle and holds the brake pedal 15 at the initial position. The leaf spring 54 is wound around the drum 53 when the brake pedal 15 is stepped on from the initial position, is bent and elastically deformed by the load, and is applied to the brake pedal 15 by a reaction force generated according to the amount of bending deformation. F is given.
[0070]
The pedal force adjusting mechanism 52 includes a stepping motor 46, a pinion gear 47, and a sliding support 55. The sliding support body 55 includes a base portion 56 extending in the vertical direction and a guide portion 57 extending upward from the upper end of the base portion 56. The sliding support 55 moves within a predetermined range in the vertical direction in a state where the base portion 56 is accommodated in a through hole G3 provided in the vehicle body vertical portion G1, and the guide portion 57 is in sliding contact with the rear surface of the vehicle body vertical portion G1. Supported as possible. A rack portion 56a extending in the vertical direction is formed on the front surface (surface on the vehicle front side) of the base portion 56, and a pinion gear 47 is engaged with the rack portion 56a. The sliding support 55 moves up and down as the pinion gear 47 rotates as the stepping motor 46 rotates to drive the rack portion 56a.
[0071]
Further, a fixing portion 56b is formed at the lower part of the rear surface of the base portion 56, and the tip of the tip portion 54a of the leaf spring 54 is fixed to the fixing portion 56b. When the sliding support 55 moves up and down, the position of the tip 54a of the leaf spring 54 is adjusted within a predetermined range in the vertical direction. As a result, the sliding support 55 has an initial bending deformation amount of the leaf spring 54, that is, a bending deformation amount when the brake pedal 15 is held at the initial position, in accordance with the position within the predetermined range. Is adjusted within a predetermined range. That is, when the sliding support 55 is disposed at the lowest position within the predetermined range as shown by the solid line in FIG. 5, the leaf spring 54 is wound most around the drum 53. The initial deflection amount is minimized. On the contrary, when the sliding support 55 is disposed at the highest position within the predetermined range, the leaf spring 54 is not wound most around the drum 53, so that the initial deflection deformation amount of the leaf spring 54 is the largest. Become.
[0072]
The guide portion 57 is a plate that is displaced toward the front of the vehicle as shown by a two-dot chain line in FIG. 5 when the brake pedal 15 is depressed and the base end side of the leaf spring 54 is wound more around the drum 53. The distal end portion 54a of the spring 54 is gradually brought into contact with the base end side along the rear surface (surface on the vehicle rear side) 57a. That is, the guide portion 57 supports the distal end portion 54a of the leaf spring 54 on the proximal end side with the increase of the stepping stroke S, thereby gradually increasing the amount of reaction force that the leaf spring 54 applies to the brake pedal 15. Increase to.
[0073]
The stepping motor 46 adjusts the position of the sliding support 55 within a predetermined range by an electric signal from the outside, and adjusts the initial bending deformation amount of the leaf spring 54 within the predetermined range. The stepping motor 46 is controlled by the brake force adjusting device 33 based on a signal from the brake force selection switch 32 as in the first embodiment. The brake force adjusting device 33 controls the stepping motor 46 when the normal mode is selected, and sets the initial bending deformation amount of the leaf spring 54 as a predetermined normal deformation amount. The brake force adjusting device 33 sets the initial bending deformation amount to a predetermined winter deformation amount smaller than the normal deformation amount when the winter mode is selected, and the initial bending deformation amount when the fade mode is selected. The amount is set to a predetermined fade deformation amount that is larger than the normal deformation amount.
[0074]
Next, the operation of the electric brake device for a vehicle configured as described above will be described.
When the normal mode is selected by the brake force selection switch 32, the sliding support body 55 is driven by the stepping motor 46, and is arranged at a position corresponding to the normal mode indicated by a two-dot chain line in FIG. Then, the position of the tip 54a of the leaf spring 54 is adjusted to the position in the normal mode, and the initial deflection amount of the leaf spring 54 becomes the normal deformation amount. When the brake pedal 15 is depressed in this state, the leaf spring 54 is bent and elastically deformed according to the magnitude of the load applied at that time. Then, the treading force F of the brake pedal 15 is generated by the reaction force generated by the leaf spring 54 according to the amount of bending deformation.
[0075]
At this time, since the initial bending deformation amount of the leaf spring 54 is the normal deformation amount, the bending deformation amount increases with the normal deformation amount as the initial deformation amount as the applied load increases. Further, as the load increases, the distal end portion 54a of the leaf spring 54 comes into contact with the guide portion 57 on the more proximal side, so that the amount of increase in the flexural deformation gradually decreases as the load increases.
[0076]
Accordingly, the operating characteristics of the brake device 11 in the normal mode are the same as in the first embodiment in that the pedal force F is maximum from “0” with respect to the stepping stroke S in the range from the initial position to the predetermined normal maximum stepping stroke SN. The characteristic increases to the pedaling force Fmax. Further, as the stepping stroke S increases, the amount of increase in the stepping force F gradually increases over the entire stepping stroke range.
[0077]
Then, the pedaling force F at that time is detected by the load sensor 12, and the brake ECU 13 is driven by the brake ECU 14, and the brake is applied with a strength corresponding to the pedaling force F. Therefore, when braking in the normal mode, as in the first embodiment, the brake is applied with the stepping stroke S in the range from “0” to the normal maximum stepping stroke SN with the strength from “0” to the maximum braking force. .
[0078]
When the winter mode is selected by the brake force selection switch 32, as shown by a solid line in FIG. 5, the sliding support 55 moves downward and the position of the tip 54a of the leaf spring 54 is the lowest within a predetermined range. Thus, the initial bending deformation amount of the leaf spring 54 becomes the winter deformation amount. When the brake pedal 15 is depressed in this state, the amount of bending deformation of the leaf spring 54 increases with the amount of deformation in winter as the initial amount of deformation, and the amount of increase in the amount of bending deformation increases as the load applied to the leaf spring 54 increases. Decrease gradually.
[0079]
Therefore, the operating characteristics of the brake device 11 in the winter mode are the same as in the first embodiment, with the pedaling force F from “0” to the maximum pedaling force Fmax with respect to the pedaling stroke S in the range from the initial position to the winter maximum pedaling stroke SF. It becomes the characteristic which increases to. Further, as the stepping stroke S increases, the increase amount of the stepping force F gradually increases.
[0080]
As a result, at the time of braking in winter mode, the strength from “0” to the maximum braking force for the stepping stroke S in the range from the initial position to the winter maximum stepping stroke SF larger than the normal maximum stepping stroke SN. The brake is applied.
[0081]
Also, when the fade mode is selected by the brake force selection switch 32, the sliding support 55 moves upward, the position of the tip 54a of the leaf spring 54 becomes the highest within a predetermined range, and the initial deformation of the leaf spring 54 is deformed. The amount of deformation during fading is greater than the amount of deformation during normal time. When the brake pedal 15 is depressed in this state, the amount of bending deformation of the leaf spring 54 increases with the amount of deformation at the time of fading as the initial amount of deformation, and the amount of increase in the amount of bending deformation gradually decreases as the load increases. To do.
[0082]
Therefore, the operating characteristics of the brake device 11 in the fade mode are the same as in the first embodiment, with the pedaling force F from “0” to the maximum pedaling force Fmax with respect to the pedaling stroke S in the range from the initial position to the maximum pedaling stroke SE during the fade. It becomes the characteristic which increases to. Further, as the stepping stroke S increases, the increase amount of the stepping force F gradually increases.
[0083]
As a result, at the time of braking in the fade mode, the strength from “0” to the maximum braking force with respect to the stepping stroke S in the range from the initial position to the maximum stepping stroke SE at the time of fading smaller than the maximum stepping stroke SN at the normal time. The brake is applied.
[0084]
The effects described in (1) to (4) in the first embodiment can also be obtained by this embodiment described in detail above.
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment in which the present invention is embodied in an electric brake device for a vehicle will be described with reference to FIG.
[0085]
As shown in FIG. 6, the vehicle electric brake device 60 includes a vehicle brake device (hereinafter simply referred to as a brake device) 61, a pressure sensor 62, a brake actuator 13, and a brake ECU 14.
[0086]
The brake device 61 includes a pedal force generation cylinder 63 as a pedal force generation unit and a gas pressure cylinder, and a pedal force adjustment device 64 as a pedal force change unit. The pedal force generating cylinder 63 includes a cylinder body 65, a first piston 66, a second piston 67, a piston rod 68, and a brake pedal 69.
[0087]
The cylinder body 65 includes a body portion 70 and an end plate 71, and a piston chamber 72 that closes a hole provided in the body portion 70 with the end plate 71 is formed. The first piston 66 is disposed in the piston chamber 72, and an oil chamber 73 is formed on the side opposite to the end plate 71 side. The second piston is disposed between the first piston 66 and the end plate 71, and forms an air chamber 74 on the first piston 66 side.
[0088]
The base end of the piston rod 68 is fixed to the end plate 71 side of the second piston 67, and the distal end side extends through a through hole 71 a provided in the end plate 71 and extends outside from the piston chamber 72. Yes. Between the second piston 67 and the end plate 71, an atmospheric chamber 75 is formed which communicates with the outside through a gap between the through hole 71a and the piston rod 68.
[0089]
The brake pedal 69 is fixed to the tip of the piston rod 68. A sensor mounting hole 76 that communicates with the oil chamber 73 is formed at the base end of the cylinder body 65. In the sensor mounting hole 76, the pressure sensor 62 is provided in a state where the oil pressure in the oil chamber 73 can be detected.
[0090]
Then, the pedal force generation cylinder 63 maintains the air chamber 74 at a predetermined air pressure higher than the atmospheric pressure, thereby energizing the second piston 67 and depressing the brake pedal 69 so that the depression stroke S is “0”. It is held at the initial position (position indicated by a two-dot chain line in FIG. 6). The pedal force generating cylinder 63 compresses the volume of the air chamber 74 by a load applied via the piston rod 68 and the second piston 67 when the brake pedal 69 is depressed from the initial position, and the amount of the compression is increased. A pedaling force F is applied to the brake pedal 69 by the generated reaction force.
[0091]
The pedal force adjusting device 64 includes a pedal force adjusting cylinder 77, a cylinder drive mechanism 78, a first electromagnetic valve 79, and a second electromagnetic valve 80. The pedal force adjusting cylinder 77 includes a cylinder body 81, a piston 82, and a piston rod 83. The cylinder body 81 includes a body portion 84 and an end plate 85, and includes a piston chamber 86 formed so that a hole provided in the body portion 84 is closed by the end plate 85 so as to extend in the central axis direction thereof. . The piston 82 is disposed in the piston chamber 86, and an oil chamber 87 is formed on the side opposite to the end plate 85 side.
[0092]
The base end of the piston rod 83 is fixed to the end plate 85 side of the piston 82, and the distal end side extends through a through hole 85 a provided in the end plate 85 and extends from the piston chamber 86 to the outside. Between the piston 82 and the end plate 85, an air chamber 88 is formed which communicates with the outside through a gap between the through hole 85a and the piston rod 83.
[0093]
The cylinder drive mechanism 78 includes a stepping motor 89, a male screw cylinder 90, and a female screw body 91. The stepping motor 89 is disposed on the center axis of the pedaling force adjusting cylinder 77 with its output shaft 89 a facing the end plate 85. The male screw cylinder 90 is fixed in a state of being externally fitted to the output shaft 89 a of the stepping motor 89. The female screw body 91 is fixed to the tip of the piston rod 83, and a male screw cylinder 90 is screwed into a female screw hole 91a that opens to the end face.
[0094]
The stepping motor 89 is actuated by a control signal from the outside, rotates the male screw cylinder 90, and adjusts the position of the piston 82 in the piston chamber 86 via the female screw body 91 and the piston rod 83, whereby the oil chamber 87. Adjust the volume.
[0095]
The first solenoid valve 79 is a two-port, two-position hydraulic direction switching valve, and is provided on a hydraulic flow path 92 that communicates the oil chamber 73 of the pedal force generating cylinder 63 and the oil chamber 87 of the pedal force adjusting cylinder 77. Is arranged. The first solenoid valve 79 opens the hydraulic flow path 92 in an operating state based on an electrical signal input from the outside, and establishes a communication state between the oil chambers 73 and 87, and closes the hydraulic flow path 92 in a non-operating state. As a result, the oil chambers 73 and 87 are not connected.
[0096]
The second solenoid valve 80 is a 2-port 2-position pneumatic direction switching valve, and is a pneumatic flow path 93 that communicates the air chamber 74 of the pedal force generating cylinder 63 and the atmospheric chamber 88 of the pedal force adjusting cylinder 77. Is placed on top. The second electromagnetic valve 80 opens the pneumatic flow path 93 in an operating state based on an electric signal input from the outside to establish communication between the air chamber 74 and the atmospheric chamber 88, and closes the pneumatic flow path 93 in a non-operating state. As a state, the air chamber 74 and the atmospheric chamber 88 are not connected.
[0097]
As in the first embodiment, the stepping motor 89, the first electromagnetic valve 79, and the second electromagnetic valve 80 are operated based on a signal from the brake force selection switch 32 that is operated in the vehicle by the driver. Controlled by.
[0098]
When the normal mode is selected, the brake force adjusting device 33 controls the stepping motor 89 and both electromagnetic valves 79 and 80 to set the initial volume of the air chamber 74 of the pedal force generating cylinder 63 to a predetermined normal volume. To do. That is, the brake force adjusting device 33 operates the first and second electromagnetic valves 79 and 80 to bring both the oil chambers 73 and 87 into communication, and also connects the air chamber 74 to the atmospheric chamber 88. In this state, the brake force adjusting device 33 drives the stepping motor 89 to adjust the volume of the oil chamber 73 to a predetermined volume corresponding to the normal time by setting the volume of the oil chamber 87 to a predetermined volume at the normal time. To do. Thus, the brake force adjusting device 33 sets the initial volume of the air chamber 74 to the normal time volume.
[0099]
In addition, when the winter mode is selected, the brake force adjusting device 33 similarly sets the initial volume of the air chamber 74 to a predetermined winter volume larger than the normal volume, and when the fade mode is selected. Similarly, the initial volume of the air chamber 74 is set to a predetermined fade time volume smaller than the normal time volume.
[0100]
The pressure sensor 62 is, for example, a strain gauge type pressure sensor or a semiconductor pressure sensor, and detects the hydraulic pressure of the oil chamber 73 according to the pedaling force F applied to the brake pedal 69 of the pedaling force generating cylinder 63 by the driver during braking. The detection signal is output to the brake ECU 14.
[0101]
Next, the operation of the electric brake device for a vehicle configured as described above will be described.
When the normal mode is selected by the brake force selection switch 32, the first and second solenoid valves 79 and 80 are operated to communicate between the oil chambers 73 and 87 and to connect the air chamber 74 to the atmospheric chamber 88. Then, after the stepping motor 89 is controlled to drive the piston rod 83 and the piston 82 is disposed at the position in the normal mode in the piston chamber 86, the oil chambers 73 and 87 are not in communication with each other and air Chamber 74 is sealed. Then, the volume of the oil chamber 73 is adjusted by adjusting the volume of the oil chamber 87, and the volume of the air chamber 74 becomes the normal time volume.
[0102]
When the brake pedal 69 is depressed in this state, the air chamber 74 is compressed according to the magnitude of the load applied at that time. The pedal force F of the brake pedal 69 is generated by the reaction force generated by the pedal force generation cylinder 63 according to the compression amount of the air chamber 74.
[0103]
At this time, since the initial volume of the air chamber 74 is the normal volume, the amount of compression increases with the normal volume as the initial volume as the load increases. Further, since the pedal force generating cylinder 63 has a non-linear load-extension amount characteristic in which the increase amount of the compression amount of the air chamber 74 gradually decreases as the load increases, the piston rod 83 increases as the load increases. The amount of increase in the amount of immersion decreases gradually.
[0104]
Accordingly, the operating characteristic of the brake device 61 in the normal mode is the same as in the first embodiment in that the pedal force F is maximum from “0” with respect to the stepping stroke S in the range from the initial position to the predetermined normal maximum stepping stroke SN. The characteristic increases to the pedaling force Fmax. Further, as the stepping stroke S increases, the amount of increase in the stepping force F gradually increases over the entire stepping stroke range.
[0105]
Then, the pedaling force F at that time is detected by the pressure sensor 62, and the brake actuator 13 is driven by the brake ECU 14, and the brake is applied with a strength corresponding to the pedaling force F. Accordingly, when braking in the normal mode, the brake is applied with the stepping stroke S in the range from “0” to the maximum stepping-in SN at the normal time and with the strength from “0” to the maximum braking force.
[0106]
When the winter mode is selected by the brake force selection switch 32, both the solenoid valves 79 and 80 and the stepping motor 89 are controlled so that the volume of the oil chamber 87 of the pedal force adjusting cylinder 77 becomes the maximum volume within a predetermined range. Then, the capacity of the oil chamber 73 of the pedal force generating cylinder 63 becomes the minimum capacity within a predetermined range, and the volume of the air chamber 74 becomes a winter initial volume larger than the normal initial volume.
[0107]
When the brake pedal 69 is depressed in this state, the compression amount of the air chamber 74 increases with the winter volume as the initial volume, and the increase amount of the dip amount of the piston rod 83 gradually decreases as the load increases.
[0108]
Accordingly, the operating characteristics of the brake device 61 in the winter mode are the same as those in the first embodiment in that the pedal force F is “0” to the maximum pedal force Fmax with respect to the pedal stroke S in the range from the initial position to the winter maximum pedal stroke SF. It becomes the characteristic which increases to. Further, as the stepping stroke S increases, the increase amount of the stepping force F gradually increases.
[0109]
As a result, at the time of braking in winter mode, the strength from “0” to the maximum braking force for the stepping stroke S in the range from the initial position to the winter maximum stepping stroke SF larger than the normal maximum stepping stroke SN. The brake is applied.
[0110]
When the fade mode is selected by the brake force selection switch 32, both solenoid valves 79 and 80 and the stepping motor 89 are controlled so that the volume of the oil chamber 87 of the pedal force adjusting cylinder 77 becomes the minimum capacity within a predetermined range. Then, the volume of the oil chamber 73 of the pedal force generating cylinder 63 becomes the maximum capacity within a predetermined range, and the volume of the air chamber 74 becomes the initial volume at the time of fading smaller than the normal initial volume.
[0111]
When the brake pedal 69 is depressed in this state, the compression amount of the air chamber 74 increases with the fade-time volume as the initial volume, and the increase amount of the dip amount of the piston rod 83 decreases as the load increases.
[0112]
Accordingly, the operating characteristics of the brake pedal 69 in the fade mode are the same as in the first embodiment, with the pedal force F ranging from “0” to the maximum pedal force Fmax with respect to the pedal stroke S in the range from the initial position to the maximum pedal stroke SE during the fade. It becomes the characteristic which increases to. Further, as the stepping stroke S increases, the increase amount of the stepping force F gradually increases.
[0113]
As a result, when the brake is operated in the fade mode, the force from “0” to the maximum braking force is applied to the stepping stroke S in the range from the initial position to the maximum stepping stroke SE during the fade that is smaller than the normal stepping-up stroke SN. Now the brakes are applied.
[0114]
According to the embodiment described above in detail, the effects (1) to (4) in the first embodiment can be obtained.
Hereinafter, embodiments of the invention other than the above embodiment will be listed.
[0115]
In the first embodiment, the magnitude of the reaction force that the second compression coil spring 25 generates with the initial deformation amount at the time of fading is the same as the reaction force that the first compression coil spring 23 generates when the brake pedal 15 is in the initial position. I did not exceed my strength. Then, as the stepping stroke S is increased from “0”, the second compression coil spring 25 is compressed and elastically deformed together with the first compression coil spring 23, so that the stepping stroke-stepping force characteristics in the entire stepping stroke S. Was made different. This is because the magnitude of the reaction force that the second compression coil spring 25 generates with the initial deformation amount during fading is somewhat larger than the reaction force that the first compression coil spring 23 generates when the brake pedal 15 is in the initial position. To do. Then, until the stepping stroke S reaches the predetermined stepping stroke S1, only the first compression coil spring 23 is compressed and elastically deformed, and after the stepping stroke S1 is exceeded, the second compression coil spring 25 is both compressed and elastically deformed. To do. Thereby, as shown in FIG. 3, the stepping stroke-stepping force characteristic may be changed only in the range where the stepping stroke S exceeds the stepping stroke S1. Even with this configuration, it is possible to easily perform a brake operation for applying a brake with a necessary strength according to the situation.
[0116]
In the first embodiment, the initial compression deformation amount of the second compression coil spring 25 that generates the pedal force F together with the first compression coil spring 23 is changed by electrically controlling the stepping motor 27 of the pedal force adjustment mechanism 20, and the spring The mechanism 19 changes the stepping force F generated according to the stepping stroke S. As shown in FIG. 7, the second compression coil spring 25 is not provided and the first compression coil spring 23 is supported by a spring seat 94 fixed to the rear surface of the vehicle body vertical portion G1. Then, the male screw shaft 95a fixed to the rear surface of the first spring seat 22 is screwed into the female screw cylinder 95b rotatably connected to the arm portion 17 of the brake pedal 15, so that the first spring seat 22 is engaged with the arm portion 17. Are connected. Then, for example, the driver rotates the first spring seat 22 to adjust the screwing length between the male screw shaft 95a and the female screw cylinder 95b, thereby changing the initial compression deformation amount of the first compression coil spring 23. May be.
[0117]
In the second embodiment, the support state of the spring mechanism 41 is changed by electrically controlling the stepping motor 46 of the pedal force adjusting mechanism 42, and the pedal force generated by the spring mechanism 41 according to the amount of compression deformation of the compression coil spring 44. F was changed. As shown in FIG. 8, the convex connecting portion 45b of the second spring seat 45 is connected to any of a plurality of connecting portions 96A, 96B, and 96C provided in the vertical direction on the rear surface of the vehicle body vertical portion G1. For example, the driver may change the support state of the spring mechanism 41 by changing it.
[0118]
In the third embodiment, the support state of the spring mechanism 51 is changed by electrically controlling the stepping motor 46 of the pedal force adjusting mechanism 52, and the pedal force F generated by the spring mechanism 51 according to the amount of deformation of the leaf spring 54. Was changed. As shown in FIG. 9, the spring 54 is supported by supporting the tip end 54a of the leaf spring 54 on any one of the spring support portions 97A, 97B, 97C provided in the vertical direction on the rear surface of the vehicle body vertical portion G1. The support state of the mechanism 51 may be changed. As shown in FIG. 10, each of the spring support portions 97A to 97C includes cylinders 98A, 98B, and 98C that are fixed to the vehicle body vertical portion G1, and support rods 99A and 99B that are supported in the cylinders 98A to 98C. , 99C. And each cylinder 97A-97C is arrange | positioned at the side of the front-end | tip part 54a of the leaf | plate spring 54, and each support bar 99A-99C can be projected and retracted from the cylinder 98A-98C to the leaf | plate spring 54 side. When the leaf spring 54 is bent and deformed, as shown by a two-dot chain line in FIG. 9, the distal end portion 54a is supported more proximally along the guide portion 99D fixed to the rear surface of the vehicle body vertical portion G1. You can do it.
[0119]
In the fourth embodiment, the reaction force generated with respect to the depression stroke S of the brake pedal 69 is changed by changing the initial volume of the air chamber 74 of the depression force generation cylinder 63. Thus, the maximum depression stroke is changed without changing the maximum depression force Fmax. Alternatively, the pedal force generation cylinder may be a simple air cylinder, and the reaction force generated by the cylinder against the depression stroke S may be changed by changing the initial pressure of the air chamber of the air cylinder. In this case, as shown in FIG. 11, the maximum pedaling force Fmax can be changed without changing the predetermined maximum pedaling stroke Smax. Then, by setting the characteristic when the maximum depression force Fmax with respect to the maximum depression stroke Smax is smaller than the normal time as the characteristic of the winter mode, the amount of increase in the depression force F accompanying the increase in the depression stroke S is further reduced, and the frictional resistance is reduced. We can easily apply weak brakes on low road surfaces. On the contrary, by making the characteristic at the time when the maximum depression force Fmax with respect to the maximum depression stroke Smax becomes larger than that at the normal time as the characteristic of the fade mode, the amount of increase in the depression force F accompanying the increase in the depression stroke S is increased. A strong brake can be applied easily.
[0120]
In each of the above embodiments, the pedaling force F of the brake pedals 15 and 69 is detected and the brake is applied with the strength corresponding to the pedaling force F. However, the brake may be applied based on the depression stroke S. . In this case, for example, in the depression stroke-depression force characteristics shown in FIG. When braking on a road surface with extremely low frictional resistance, the stepping stroke S is increased by setting the stepping force F to the maximum stepping force Fmax within a range up to the maximum stepping stroke SE smaller than the normal maximum stepping stroke SN. The brakes can be applied easily and weakly. On the contrary, at the time of brake fade, the stepping stroke S is likely to increase by setting the stepping force F to the maximum stepping force Fmax in the range up to the stepping stroke S larger than the maximum stepping stroke SF larger than the normal maximum stepping stroke SN. Thus, the brake can be applied easily and strongly. Even with such a configuration, it is possible to easily perform a brake operation for applying a brake with a necessary strength according to the situation.
[0121]
Further, even when the brake device having the depression stroke-depression force characteristic shown in FIG. 11 is used, the characteristics of the winter mode and the fade mode may be interchanged. Then, by setting the characteristic when the maximum depression force Fmax with respect to the maximum depression stroke Smax is larger than that in the normal time as the characteristic of the winter mode, the amount of increase in the depression force F accompanying the increase in the depression stroke S is increased, and the depression force F is increased. In such a way that it is difficult to increase, a weak brake can be easily applied on a road surface with low frictional resistance. On the contrary, by making the characteristic when the maximum pedaling force Fmax with respect to the maximum pedaling stroke Smax becomes smaller than the normal time as the characteristic of the fade mode, the amount of increase in the pedaling force F accompanying the increase in the pedaling stroke S is made smaller, and during the fade A strong brake can be applied easily.
[0122]
In each of the above embodiments, the brake device 11 of the electric brake device 10 for a vehicle is used. However, the brake device may be provided in a driving simulator. In this case, at the time of simulation of the brake operation, it is possible to easily perform the brake operation for applying the brake with a necessary strength according to the situation.
[0123]
  Hereinafter, the technical idea grasped from each embodiment mentioned above is described with the effect.
  (1) Claim 1Or claim 2A brake device (11) for detecting a pedal force of the brake pedal (load sensor 12, pressure sensor 62), a brake actuator (13) for actuating a brake by an electric signal, and the pedal force An electric brake device for a vehicle, comprising: a brake control device (brake electronic control device 14) that controls the brake actuator so as to apply a brake with a strength according to According to such a configuration, it is possible to easily apply a brake having an appropriate strength according to the situation.
[0124]
【The invention's effect】
  Claim 1Or claim 2According to the invention described in (1), the operating characteristics of the brake pedal can be adjusted, and the control characteristics of the braking force based on the pedaling force or the stepping stroke can be adjusted, so that the brake can be applied with the necessary strength depending on the situation. Brake operation can be easily performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a vehicle electric brake device according to a first embodiment.
FIG. 2 is a graph showing a depression stroke-depression force characteristic.
FIG. 3 is a graph showing a depression stroke-depression force characteristic of another embodiment.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a brake device according to a second embodiment.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram illustrating a brake device according to a third embodiment.
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a vehicle electric brake device according to a fourth embodiment.
FIG. 7 is a main part schematic configuration diagram showing a brake device according to another embodiment.
FIG. 8 is a main part schematic configuration diagram showing the brake device.
FIG. 9 is a main part schematic configuration diagram showing the brake device.
FIG. 10 is a main part schematic configuration diagram showing the pedal effort adjusting mechanism.
FIG. 11 is a graph showing a depression stroke-depression force characteristic according to another embodiment.
FIG. 12 is a schematic configuration diagram showing a conventional brake control device.
FIG. 13 is a graph showing a depression stroke-depression force characteristic.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Brake device for vehicles, 15 ... Brake pedal, 19 ... Spring mechanism as pedal force production | generation means, 20 ... Treading force adjustment mechanism as pedal force change means, 23 ... 1st compression coil spring as a spring member, 25 ... Similarly 2nd Compression coil spring, 41... Spring mechanism as treading force generating means, 42... Treading force changing mechanism as treading force changing means, 44... Compression coil spring as spring member, 51. Pedal force adjusting mechanism, 54 ... leaf spring as a spring member, 63 ... pedal force generating cylinder and pedal force generating cylinder as a gas pressure cylinder, 64 ... pedal force adjusting device as pedal force changing means, F ... pedal force, S ... step stroke .

Claims (2)

ブレーキペダルの踏込及び戻し操作に伴って加わる荷重によって動作し、その動作量に応じて発生する反力によって前記ブレーキペダルの踏力を生成する踏力生成手段を備えた車両用ブレーキ装置において、
運転者によって複数のブレーキモードからいずれかのモードが選択されるブレーキモード選択手段を備え、
前記踏力生成手段は、
前記動作量としての弾性変形量に応じた反力を生成するばね機構であって、
前記ブレーキペダルに接続され、車体垂直部を貫通する第1圧縮ばね部材と、
前記第1圧縮ばね部材の前記ブレーキペダルとは反対側に直列接続され、前記踏込ストロークの初期位置で、前記車体垂直部の前記ブレーキペダルとは反対側に当接する第2圧縮ばね部材と、
前記ブレーキモード選択手段による前記ブレーキモードの選択結果に応じて、前記ブレーキペダルの踏込及び戻し操作の操作量である踏込ストロークが所定量を超える範囲でのみ、前記踏込ストロークと前記動作量に対して発生する反力の大きさとの関係を変更する踏力変更手段と、を有し
前記踏力変更手段は、
前記ブレーキペダルが初期位置にある状態での弾性変形量を、前記踏込ストロークが前記所定量よりも小さい範囲で前記第1圧縮ばね部材のみが変形し前記踏込ストロークが前記所定量を超える範囲で前記第1圧縮ばね部材及び前記第2圧縮ばね部材が共に変形するように、前記ブレーキモード選択手段による前記ブレーキモードの選択結果に応じて変更する車両用ブレーキ装置。
In a vehicle brake device provided with a pedal force generating means that operates by a load applied in accordance with a depression and return operation of a brake pedal and generates a pedal force of the brake pedal by a reaction force generated according to the amount of the operation.
Brake mode selection means for selecting any mode from a plurality of brake modes by the driver,
The pedal force generation means includes
A spring mechanism that generates a reaction force according to the amount of elastic deformation as the operation amount,
A first compression spring member connected to the brake pedal and penetrating through a vertical part of the vehicle body;
A second compression spring member that is connected in series to the opposite side of the first compression spring member to the brake pedal, and contacts the opposite side of the vehicle pedal vertical portion of the vehicle body at the initial position of the stepping stroke;
Depending on the result of selection of the brake mode by the brake mode selection means, the depression stroke, which is the operation amount of the depression and return operation of the brake pedal, is only in a range exceeding a predetermined amount with respect to the depression stroke and the operation amount. It has a pedal force changing means for changing the relationship between the magnitude of the reaction force generated, and
The pedal force changing means is
The amount of elastic deformation in a state where the brake pedal is in the initial position is determined so that only the first compression spring member is deformed when the stepping stroke is smaller than the predetermined amount and the stepping stroke exceeds the predetermined amount. A vehicular brake device that changes according to a selection result of the brake mode by the brake mode selection means so that both the first compression spring member and the second compression spring member are deformed .
前記踏力変更手段は、前記踏力の最大値を生成する前記反力を発生するときの前記踏込ストロークの最大値を変更する請求項1に記載の車両用ブレーキ装置。2. The vehicle brake device according to claim 1, wherein the pedaling force changing unit changes the maximum value of the stepping stroke when the reaction force that generates the maximum value of the pedaling force is generated. 3.
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