JP5113896B2 - Ｂｂｗ式ブレーキ装置 - Google Patents

Description

本発明は、正常時に電気的に作動するブレーキ液圧発生手段が発生したブレーキ液圧でホイールシリンダを作動させ、ブレーキ液圧発生手段が作動不能になる異常時に運転者のブレーキペダルの操作によりマスタシリンダが発生するブレーキ液圧でホイールシリンダを作動させるＢＢＷ式ブレーキ装置に関する。

ブレーキ液圧を発生する動力液圧源が作動可能な正常時には、運転者がブレーキペダルを踏むことでブレーキ液圧を発生するマスタシリンダと車輪を制動する液圧ブレーキとの連通をマスタシリンダカット弁で遮断した状態で、動力液圧源が発生するブレーキ液圧で液圧ブレーキを作動させ、また動力液圧源が作動不能になる異常時には、マスタシリンダカット弁を開弁してマスタシリンダが発生するブレーキ液圧で液圧ブレーキを作動させ、かつ前記正常時にマスタシリンダが発生するブレーキ液圧をストロークシミュレータで吸収してブレーキペダルのストロークを可能にする、いわゆるＢＢＷ（ブレーキ・バイ・ワイヤ）式ブレーキ装置が、下記特許文献１により公知である。

特開２００２−１７８９００号公報

ところで、かかるＢＢＷ式ブレーキ装置において、正常時には動力液圧源がブレーキ液圧を発生するのでマスタシリンダは作動する必要はないが、ブレーキペダルとマスタシリンダとが常時結合されているためにブレーキペダルを踏むとマスタシリンダが作動してしまい、マスタシリンダのカップシールの摺動部等において発生するフリクションがブレーキペダルのペダルフィーリングを低下させる可能性があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、ＢＢＷ式ブレーキ装置において、ブレーキペダルのペダルフィーリングを向上させることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、ブレーキペダルに接続された入力ロッドによって入力される踏力によりブレーキ液圧を発生するマスタシリンダと、車輪を制動するホイールシリンダと、前記ブレーキペダルの操作に基づいてブレーキ液圧を発生する、前記マスタシリンダとは別個のブレーキ液圧発生手段とを備えるＢＢＷ式ブレーキ装置において、前記ブレーキペダルに前記入力ロッドとは異なる接続位置で接続される第１連結ロッドと、この第１連結ロッドに第１のクラッチ手段を介して接続される第２連結ロッドと、この第２連結ロッドに連結されて該ブレーキペダルの操作に反力を付与するストロークシミュレータとを備え、正常時には前記第１のクラッチ手段により前記第１，第２連結ロッド間を結合することで、前記ブレーキペダルおよび前記ストロークシミュレータ間を、前記第１連結ロッド、前記第１のクラッチ手段、および前記第２連結ロッドを介して結合し、異常時には前記第１のクラッチ手段により前記第１，第２連結ロッド間を遮断することで、前記ブレーキペダルおよび前記ストロークシミュレータ間の前記結合を解除することを特徴とするＢＢＷ式ブレーキ装置が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記異常時には、前記第２連結ロッドに対して前記第１連結ロッドを摺動可能にすることを特徴とするＢＢＷ式ブレーキ装置が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、前記入力ロッドを第２のクラッチ手段を介して前記ブレーキペダルに接続し、前記正常時には前記第２のクラッチ手段により前記ブレーキペダルおよび前記マスタシリンダ間の結合を解除し、前記異常時には前記第２のクラッチ手段により前記ブレーキペダルおよび前記マスタシリンダ間を結合することを特徴とするＢＢＷ式ブレーキ装置が提案される。

尚、実施の形態の電磁クラッチ２６、クラッチ手段３６は本発明の第１のクラッチ手段、第２のクラッチ手段にそれぞれ対応する。

請求項１の構成によれば、ブレーキ液圧発生手段が発生するブレーキ液圧により制動を行う正常時には、第１のクラッチ手段によりブレーキペダルおよびストロークシミュレータを結合するので、ストロークシミュレータを作動させてブレーキペダルに反力を与えることができ、一方、マスタシリンダが発生するブレーキ液圧により制動を行う異常時には、前記第１のクラッチ手段によりブレーキペダルおよびストロークシミュレータの結合を解除するので、マスタシリンダからの反力にストロークシミュレータからの反力が加わってブレーキフィーリングが過剰に重くなるのを防止することができる。

車両用ブレーキ装置の正常時の液圧系統図 図１に対応する異常時の液圧系統図 図１の部分拡大図 クラッチ手段の分解斜視図

以下、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。

図１〜図４は本発明の実施の形態を示すもので、図１は車両用ブレーキ装置の正常時の液圧系統図、図２は図１に対応する異常時の液圧系統図、図３は図１の部分拡大図、図４はクラッチ手段の分解斜視図である。

図１に示すように、タンデム型のマスタシリンダ１０は、運転者がブレーキペダル１１を踏む踏力に応じたブレーキ液圧を出力する第１、第２出力ポート１２ａ，１２ｂを備えており、第１出力ポート１２ａは例えば左前輪および右後輪のディスクブレーキ装置１３，１４に接続されるとともに、第２出力ポート１２ｂは例えば右前輪および左後輪のディスクブレーキ装置に接続される。図１には、第１出力ポート１２ａに連なる一方のブレーキ系統だけが図示されており、第２出力ポート１２ｂに連なる他方のブレーキ系統は図示されていないが、一方および他方のブレーキ系統の構造は実質的に同一である。以下、第１出力ポート１２ａに連なる一方のブレーキ系統について説明する。

マスタシリンダ１０の第１出力ポート１２ａと前輪のディスクブレーキ装置１３のホイールシリンダ１５とが液路１７ａ〜１７ｅで接続されるとともに、液路１７ｂ，１７ｃ間から分岐する液路１７ｆ〜１７ｉが後輪のディスクブレーキ装置１４のホイールシリンダ１６に接続される。

液路１７ａ，１７ｂ間に常開型電磁弁である遮断弁１８が配置され、液路１７ｃ，１７ｄ間に前輪のブレーキ液圧発生手段１９Ｆが配置される。ブレーキ液圧発生手段１９Ｆは、液路１７ｃ，１７ｄ間に配置されたシリンダ２０を備えており、そのシリンダ２０に摺動自在に嵌合するピストン２１は電動モータ２２により減速機構２３を介して駆動されるもので、ピストン２１の前面に形成された液室２４にブレーキ液圧を発生させることができる。

同様に、液路１７ｇ，１７ｈ間に後輪のブレーキ液圧発生手段１９Ｒが配置される。ブレーキ液圧発生手段１９Ｒは、液路１７ｇ，１７ｈ間に配置されたシリンダ２０を備えており、そのシリンダ２０に摺動自在に嵌合するピストン２１は電動モータ２２により減速機構２３を介して駆動されるもので、ピストン２１の前面に形成された液室２４にブレーキ液圧を発生させることができる。

図３に示すように、ブレーキペダル１１には第１連結ロッド２５、電磁クラッチ２６および第２連結ロッド２７を介してストロークシミュレータ２８が接続される。ストロークシミュレータ２８は、第２連結ロッド２７の端部に設けたばね座２９と有底円筒状のケーシング３０の底壁との間に、第１コイルスプリング３１ａ、ばね座３２および第２コイルスプリング３１ｂを直列に配置して構成される。電磁クラッチ２６は、第１、第２連結ロッド２５，２７を一体に結合する状態と、第２連結ロッド２７に対して第１連結ロッド２５が摺動可能な状態とを切り換え可能であり、電磁クラッチ２６の励磁により第１、第２連結ロッド２５，２７間を結合することで、ブレーキペダル１１およびストロークシミュレータ２８間が第１連結ロッド２５、第１のクラッチ手段２６、および第２連結ロッド２７を介して結合され、消磁により第１，第２連結ロッド２５，２７間を遮断することで、ブレーキペダル１１およびストロークシミュレータ２８間の前記結合が解除される。

図１に戻り、液路１７ｆ，１７ｇ間から分岐する液路１７ｊ，１７ｋがマスタシリンダ１０のリザーバ３３に連通しており、その液路１７ｊ，１７ｋ間に常閉型電磁弁である大気弁３４が配置される。

図３および図４に示すように、ブレーキペダル１１およびマスタシリンダ１０の入力ロッド３５間にクラッチ手段３６が配置される。クラッチ手段３６は入力ロッド３５に結合された有底角筒状のケーシング３７と、一端がブレーキペダル１１に枢支されて他端がケーシング３７に摺動自在に嵌合するスライダ３８と、ケーシング３７の上下面に形成した開口３７ａおよびスライダ３８に形成した開口３８ａに係合可能な係止部材３９と、係止部材３９から下方に延びる駆動ロッド４０を昇降駆動するソレノイド４１と、ソレノイド４１に対して係止部材３９を上向きに付勢するコイルスプリング４２とを備える。スライダ３８の下面には、係止部材３９に設けたラチェットポール３９ａが係合可能な鋸歯状のラチェット歯３８ｂが形成される。ラチェットポール３９ａおよびラチェット歯３８ｂは本発明のラチェット機構４３を構成する。

遮断弁１８、大気弁３４、ブレーキ液圧発生手段１９Ｆ，１９Ｒの電動モータ２２，２２、電磁クラッチ２６およびクラッチ手段３６のソレノイド４１の作動を制御する不図示のＢＢＷ電子制御ユニットには、ブレーキペダル１１のストロークを検出するストロークセンサＳａと、前輪のディスクブレーキ装置１３に伝達されるブレーキ液圧を検出する液圧センサＳｂと、後輪のディスクブレーキ装置１４に伝達されるブレーキ液圧を検出する液圧センサＳｃとが接続される。

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。

図１に示す正常時には、図示せぬＢＢＷ電子制御ユニットからの指令で遮断弁１８および大気弁３４のソレノイドが励磁され、遮断弁１８が閉弁してマスタシリンダ１０およびディスクブレーキ装置１３，１４間の連通を遮断し、かつ大気弁３４が開弁する。また電磁クラッチ２６が係合してブレーキペダル１１およびストロークシミュレータ２８を結合するとともに、クラッチ手段３６のソレノイド４１が励磁して駆動ロッド４０および係止部材３９を下降させてスライダ３８との係合を解除する。

この状態で運転者がブレーキペダル１１を踏み込んでストロークセンサＳａがペダルストロークを検出すると、ＢＢＷ電子制御ユニットは前記ペダルストロークに応じた液圧を液路１７ｅ，１７ｉに発生させるべく、前輪および後輪のブレーキ液圧発生手段１９Ｆ，１９Ｒを作動させる。

その結果、前輪のブレーキ液圧発生手段１９Ｆの電動モータ２２の駆動力が減速機構２３を介してピストン２１に伝達され、シリンダ２０の液室２４に発生したブレーキ液圧が液路１７ｄ，１７ｅを介してディスクブレーキ装置１３のホイールシリンダ１５に伝達されて前輪が制動される。このとき、液路１７ｅのブレーキ液圧を液圧センサＳｂで検出し、そのブレーキ液圧がストロークセンサＳａで検出したペダルストロークに応じたブレーキ液圧に一致するように電動モータ２２の作動がフィードバック制御される。

同様に、後輪のブレーキ液圧発生手段１９Ｒの電動モータ２２の駆動力が減速機構２３を介してピストン２１に伝達され、シリンダ２０の液室２４に発生したブレーキ液圧が液路１７ｈ，１７ｉを介してディスクブレーキ装置１４のホイールシリンダ１６に伝達されて後輪が制動される。このとき、液路１７ｉのブレーキ液圧を液圧センサＳｃで検出し、そのブレーキ液圧がストロークセンサＳａで検出したペダルストロークに応じたブレーキ液圧に一致するように電動モータ２２の作動がフィードバック制御される。

尚、シリンダ２０内のピストン２１が電動モータ２２によって僅かに前進すると、液室２４と液路１７ｃ（あるいは液路１７ｇ）との連通が絶たれるため、シリンダ２０が発生したブレーキ液圧が液路１７ｊ，１７ｋ間に設けた大気弁３４を介してリザーバ３３に逃げる虞はない。

ところで、上述した正常時には、電源の失陥のような異常状態が発生しない限り遮断弁１８は閉弁状態に保持されるため、従来はディスクブレーキ装置１３，１４のブレーキパッドが摩耗してシリンダ２０，２０およびディスクブレーキ装置１３，１４間の液路１７ｅ，１７ｆあるいは液路１７ｉ，１７ｊの容積が増加しても、その分のブレーキ液をリザーバ３３から補給することができず、しかもホイールシリンダ１５，１６の引きずりを低減することができないという問題が発生する可能性がある。

しかしながら、シリンダ２０，２０内でピストン２１，２１が後退すると、液室２４，２４が開弁した大気弁３４を介してリザーバ３３に連通するため、ディスクブレーキ装置１３，１４のブレーキパッドの摩耗により不足するブレーキ液をリザーバ３３から補給するとともに、制動力の解放時におけるホイールシリンダ１５，１６の引きずりを低減することができる。

また正常時に運転者がブレーキペダル１１を踏むと、その動きが第１連結ロッド２５、電磁クラッチ２６、第２連結ロッド２７を介してストロークシミュレータ２８に伝達され、第１、第２コイルスプリング３１ａ，３１ｂを圧縮することで、ブレーキペダル１１の踏込みに対する反力を発生させることができる。これにより、実際には電動モータ２２，２２の駆動力でディスクブレーキ装置１３，１４を作動させているにも関わらず、運転者の踏力でディスクブレーキ装置１３，１４を作動させているのと同等のペダルフィーリングを得ることができる。

しかもクラッチ手段３６はソレノイド４１の励磁により係止部材３９が下降して係合解除するため、ブレーキペダル１１がストロークしてもスライダ３８はケーシング３７の内部を空動するだけでマスタシリンダ１０が作動することがなく、ブレーキペダル１１はマスタシリンダ１０のカップシール等の摺動部に発生するフリクションから解放されてペダルフィーリングが向上する。

一方、バッテリ外れ等により電源が失陥したような異常時には、図２に示すように遮断弁１８が開弁してマスタシリンダ１０およびディスクブレーキ装置１３，１４間が連通し、かつ大気弁３４が閉弁してマスタシリンダ１０およびリザーバ３３間の連通が遮断される。また電磁クラッチ２６が係合解除してブレーキペダル１１およびストロークシミュレータ２８を結合を遮断するとともに、クラッチ手段３６のソレノイド４１が消磁してコイルスプリング４２の弾発力で駆動ロッド４０と一体の係止部材３９が上昇し、係止部材３９がスライダ３８の開口３８ａに係合することでケーシング３７およびスライダ３８を一体化する。

その結果、運転者がブレーキペダル１１を踏み込むとマスタシリンダ１０が作動し、マスタシリンダ１０が発生したブレーキ液圧は、開弁した遮断弁１８およびブレーキ液圧発生手段１９Ｆを介して前輪のディスクブレーキ装置１３のホイールシリンダ１５に伝達され、また開弁した遮断弁１８およびブレーキ液圧発生手段１９Ｒを介して後輪のディスクブレーキ装置１４のホイールシリンダ１６に伝達され、前輪および後輪が制動される。

これと同時に、電磁クラッチ２６の係合解除によりブレーキペダル１１がストロークシミュレータ２８から切り離されるため、ストロークシミュレータ２８は機能を停止する。その結果、マスタシリンダ１０が発生する反力にストロークシミュレータ２８が発生する反力が加算されてペダルフィーリングが過度に重くなるのを防止することができる。

ところで、正常時における制動中に異常状態が発生すると、マスタシリンダ１０にブレーキ液圧を発生させるべくコイルスプリング４２の弾発力で係止部材３９が上昇するが、既にスライダ３８が初期位置から前進しているために係止部材３９はスライダ３８の開口３８ａに係合することができず、スライダ３８のラチェット歯３８ｂに係合する。この状態でブレーキペダル１１を踏み込むと、スライダ３８のラチェット歯３８ｂが係止部材３９のラチェットポール３９ａに踏力を伝達するため、ブレーキペダル１１が残りのストロークを行う間、スライダ３８に押されたケーシング３７および入力ロッド３５がストロークしてマスタシリンダ１０を作動させることができる。

この状態からブレーキペダル１１を緩めると、スライダ３８のラチェット歯３８ｂは係止部材３９のラチェットポール３９ａに対してスリップし、スライダ３８がケーシング３７に対して相対移動することで係止部材３９はスライダ３８の開口３８ａに正しく嵌合する。これにより、次にブレーキペダル１１を踏み込むとき、ブレーキペダル１１は初期位置において正しくマスタシリンダ１０に結合された状態となる。

しかして、電源が失陥して遮断弁１８、大気弁３４およびブレーキ液圧発生手段１９Ｆ，１９Ｒが作動不能になっても、運転者がブレーキペダル１１を踏んでマスタシリンダ１０が発生したブレーキ液圧で前輪および後輪のホイールシリンダ１５，１６を支障なく作動させることができ、これにより異常時に前輪および後輪を制動して車両をより安全に停止させることができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施の形態では正常時には常に遮断弁１８を閉弁しているが、正常時であっても運転者がブレーキペダル１１を踏んでいないときに遮断弁１８を開弁し、運転者がブレーキペダル１１を踏んでいるときに遮断弁１８を閉弁するようにすれば、その消費電力を節減することができる。

１０ マスタシリンダ
１１ ブレーキペダル
１５ ホイールシリンダ
１６ ホイールシリンダ
１９Ｆ ブレーキ液圧発生手段
１９Ｒ ブレーキ液圧発生手段
２５ 第１連結ロッド
２６ 電磁クラッチ（第１のクラッチ手段）
２７ 第２連結ロッド
２８ ストロークシミュレータ
３６ クラッチ手段（第２のクラッチ手段）

Claims (3)

1. ブレーキペダル（１１）に接続された入力ロッド（３５）によって入力される踏力によりブレーキ液圧を発生するマスタシリンダ（１０）と、
   車輪を制動するホイールシリンダ（１５，１６）と、
   前記ブレーキペダル（１１）の操作に基づいてブレーキ液圧を発生する、前記マスタシリンダ（１０）とは別個のブレーキ液圧発生手段（１９Ｆ，１９Ｒ）と、
   を備えるＢＢＷ式ブレーキ装置において、
   前記ブレーキペダル（１１）に前記入力ロッド（３５）とは異なる接続位置で接続される第１連結ロッド（２５）と、この第１連結ロッド（２５）に第１のクラッチ手段（２６）を介して接続される第２連結ロッド（２７）と、この第２連結ロッド（２７）に連結されて該ブレーキペダル（１１）の操作に反力を付与するストロークシミュレータ（２８）とを備え、
   正常時には前記第１のクラッチ手段（２６）により前記第１，第２連結ロッド（２５，２７）間を結合することで、前記ブレーキペダル（１１）および前記ストロークシミュレータ（２８）間を、前記第１連結ロッド（２５）、前記第１のクラッチ手段（２６）、および前記第２連結ロッド（２７）を介して結合し、
   異常時には前記第１のクラッチ手段（２６）により前記第１，第２連結ロッド（２５，２７）間を遮断することで、前記ブレーキペダル（１１）および前記ストロークシミュレータ（２８）間の前記結合を解除することを特徴とするＢＢＷ式ブレーキ装置。
2. 前記異常時には、前記第２連結ロッド（２７）に対して前記第１連結ロッド（２５）を摺動可能にすることを特徴とする、請求項１の記載のＢＢＷ式ブレーキ装置。
3. 前記入力ロッド（３５）を第２のクラッチ手段（３６）を介して前記ブレーキペダル（１１）に接続し、前記正常時には前記第２のクラッチ手段（３６）により前記ブレーキペダル（１１）および前記マスタシリンダ（１０）間の結合を解除し、前記異常時には前記第２のクラッチ手段（３６）により前記ブレーキペダル（１１）および前記マスタシリンダ（１０）間を結合することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のＢＢＷ式ブレーキ装置。

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