JP5297229B2

JP5297229B2 - 制動装置

Info

Publication number: JP5297229B2
Application number: JP2009046547A
Authority: JP
Inventors: 寛木村
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2009-02-27
Filing date: 2009-02-27
Publication date: 2013-09-25
Anticipated expiration: 2029-02-27
Also published as: JP2010201955A

Description

本発明は、車両に制動力を付与する制動装置に関する。

例えば、四輪自動車等の車両には、運転者によるブレーキペダルの操作によってマスタシリンダで液圧を発生し、前輪及び後輪を制動する液圧式の制動装置（ブレーキ装置）が搭載されている。

この種の制動装置の一例として、図７に、前輪（右前輪ＦＲ、左前輪ＦＬ）と後輪（右後輪ＲＲ、左後輪ＲＬ）とを制動することで車両に制動力を付与する制動装置１００のブロック回路図を示す。制動装置１００では、運転者によるブレーキペダル１０２の操作に基づき、前輪側マスタシリンダ１０４及び後輪側マスタシリンダ１０６で液圧を発生する。この液圧が、各車輪に備えられたキャリパ１０８ａ〜１０８ｄに伝達されることでディスク１１０ａ〜１１０ｄが挟持され、車両に制動力を付与することができる。

ところで、通常、車両がカーブに進入しようとしている際、運転者は、カーブ手前の直線部分で最初のブレーキングをし（初期ブレーキング）、その後、該ブレーキングを略一定に保持しつつ減速し（定常ブレーキング）、カーブ入口に到達した際にはブレーキペダルを徐々に戻す（ターンインブレーキング）、という動作を行っている。

この場合、前記定常ブレーキング時には、車両の垂直荷重バランスがフロント寄り荷重となり、ノーズダイブと呼ばれる車両前方側の沈みが発生し、リヤ側のダウンフォースが抜けてリヤブレーキがロックし易くなる。そこで、上記した制動装置１００のような従来技術では、フロント及びリヤのブレーキバランスの初期設定（デフォルトバランス、制動力配分）をフロント寄り（前輪側の比率が比較的高い状態）に設定し、リヤブレーキのロックを回避している。すなわち、後輪側マスタシリンダ１０６及びキャリパ１０８ｃ、１０８ｄからなるリヤブレーキは最大限発生できるより少し低い制動力を発生するように設定している。

一方、前記ターンインブレーキング時には、徐々にリヤ寄り荷重に戻り、ステアリング操舵による横力が発生し、タイヤ摩擦円により、フロントブレーキがロックし易くなることから、該ロックが発生するタイミングでフロントのブレーキ圧を抜いていくことが望ましい。ところが、上記従来技術では、デフォルトバランスが比較的フロント寄りに固定されているため、リヤ寄りの制動力配分に切り替えることができない。

すなわち、制動力配分が固定されていると、このような車両の走行状態やブレーキペダルの操作状態に応じた適切な制動力を得ることが難しい。

そこで、特許文献１には、マスタシリンダとホイールシリンダ（キャリパ）との間にブレーキ液圧制御用アクチュエータを介在させ、ブレーキＥＣＵによって当該ブレーキ液圧制御用アクチュエータを駆動制御する構成が記載されている。この場合、マスタシリンダで発生する液圧を調整して、各ホイールシリンダに伝達し、これにより前後の制動力配分を制御している。

特開２００７−２１６７７１号公報

上記特許文献１に記載の従来技術では、マスタシリンダとキャリパとの間にブレーキ液圧制御用アクチュエータを介在させると共に、このブレーキ液圧制御用アクチュエータをブレーキＥＣＵによって適宜制御する必要があるため、構造が複雑且つ高価である。

本発明は上記従来の課題を考慮してなされたものであり、簡単且つ低コストな構造でありながら、車両の走行状態やブレーキペダルの操作状態に対応した適切な制動力配分を得ることができる制動装置を提供することを目的とする。

本発明に係る制動装置は、前輪に連通する前輪側マスタシリンダと、後輪に連通する後輪側マスタシリンダと、前記前輪側マスタシリンダ及び前記後輪側マスタシリンダに液圧を発生させるブレーキペダルとを備え、車両に制動力を付与する制動装置であって、前記後輪側マスタシリンダと前記ブレーキペダルとの間に、該ブレーキペダルの踏力を減衰する減衰機構を設けたことを特徴とする。

このような構成によれば、後輪側マスタシリンダとブレーキペダルとの間に減衰機構を設けることにより、簡単且つ低コストな機械式の制動制御が可能となり、車両の走行状態やブレーキペダルの操作状態に対応した適切な制動力配分を得ることが可能となる。

また、前記後輪側マスタシリンダは、２つ以上のマスタシリンダに分配されると共に、このうち、少なくとも１つの前記マスタシリンダと前記ブレーキペダルとの間に前記減衰機構を設けて構成することもできる。このようにすると、デフォルトバランスを一層容易に調整することが可能となる。

本発明によれば、後輪側マスタシリンダとブレーキペダルとの間に減衰機構を設けることにより、簡単且つ低コストな機械式の制動制御が可能となる。このため、車両の走行状態やブレーキペダルの操作状態に対応した適切な制動力配分を得ることが可能となる。

本発明の一実施形態に係る制動装置のブロック回路図である。本実施形態に係る制動装置の制動力分配と、図７に示す従来構成に係る制動装置の制動力分配とを比較したグラフである。図１に示す制動装置の初期ブレーキング時の状態を示す説明図である。図１に示す制動装置の定常ブレーキング時の状態を示す説明図である。図１に示す制動装置のターンインブレーキング時の状態を示す説明図である。図１に示す制動装置の変形例に係る制動装置のブロック回路図である。従来技術に係る制動装置のブロック回路図である。

以下、本発明に係る制動装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る制動装置１０のブロック回路図である。制動装置１０は、四輪自動車等の車両、特にスポーツ系の車両に好適に搭載され、運転者によるブレーキペダル１１の操作に基づき前輪側マスタシリンダ１２及び後輪側マスタシリンダ１４が駆動されることで、前輪（右前輪ＦＲ、左前輪ＦＬ）及び後輪（右後輪ＲＲ、左後輪ＲＬ）に備えた前輪側キャリパ１６ａ、１６ｂ及び後輪側キャリパ１７ａ、１７ｂがディスク１８ａ、１８ｂ、１９ａ、１９ｂを挟持し、これにより車両に制動力を付与するブレーキ装置である。この制動装置１０は、前輪側マスタシリンダ１２と前輪側キャリパ１６ａ、１６ｂとの間、及び、後輪側マスタシリンダ１４と後輪側キャリパ１７ａ、１７ｂとの間が液圧（油圧）を伝達可能な液圧（油圧）系統で構成されており、該液圧系統には、例えば、ブレーキフルードが充填されている。

前輪側マスタシリンダ１２は、いわゆるプランジャ型マスタシリンダであり、シリンダ内に配置されたピストン２０がブレーキペダル１１によって進退駆動されて液室２２で液圧を発生する。この液圧が経路２３を介して前輪側キャリパ（ブレーキシリンダ、ホイールシリンダ）１６ａ、１６ｂに伝達されることで、該前輪側キャリパ１６ａ、１６ｂがフロントブレーキとして機能し、車両が制動される。液室２２内には、ブレーキペダル１１の踏み込みで進動したピストン２０を原位置に戻す復帰ばね２４が配設されている。

後輪側マスタシリンダ１４は、第１マスタシリンダ１４ａ及び第２マスタシリンダ１４ｂが並設された構成である。すなわち、２つに分配された第１マスタシリンダ１４ａと第２マスタシリンダ１４ｂとがブレーキペダル１１の操作に伴い同時並列的に駆動されて液圧を発生する。この液圧が経路２５を介して後輪側キャリパ１７ａ、１７ｂに伝達されることで、該後輪側キャリパ１７ａ、１７ｂがリヤブレーキとして機能し、車両が制動される。

前記第１マスタシリンダ１４ａは、プランジャ型マスタシリンダであり、シリンダ内に配置されたピストン２６ａがブレーキペダル１１によって進退駆動され、これにより液室２８ａで液圧を発生可能である。液室２８ａ内には、ブレーキペダル１１の踏み込みで進動したピストン２６ａを原位置に戻す復帰ばね３０ａが配設されている。前記第２マスタシリンダ１４ｂも、第１マスタシリンダ１４ａと略同様な構成であり、ピストン２６ｂ、液室２８ｂ及び復帰ばね３０ｂを備え、液室２８ｂで液圧を発生可能である。

図１に示すように、制動装置１０において、後輪側マスタシリンダ１４を構成する第２マスタシリンダ１４ｂとブレーキペダル１１との間には、ばね３２及びダンパ３４を備える減衰機構３６が配設されている。減衰機構３６は、ブレーキペダル１１の踏力を減衰させて第２マスタシリンダ１４ｂに伝達する機構である。ダンパ３４は、図示しないオイルが封入され、速度に比例して減衰を生じる所定の粘性減衰係数からなるダッシュポットである。この減衰機構３６の減衰特性は、ダンパ３４の粘性減衰係数とばね３２のばね定数との関係で適宜設定すればよい。

なお、図１では簡単のため、前輪側マスタシリンダ１２及び後輪側マスタシリンダ１４に連通され、当該制動装置１０の液圧系統の液圧（液量）を調整するリザーバ（図示せず）や、ブレーキペダル１１と前輪側マスタシリンダ１２及び後輪側マスタシリンダ１４との間に連結される倍力装置（図示せず）等、公知の各機器を省略している。

次に、基本的には以上のように構成される制動装置１０の動作について、主に図２〜図５を参照して説明する。

本実施形態では、車両がカーブに進入しようとしている際、運転者が行うブレーキペダル１１の一般的な操作、すなわち、カーブ手前の直線部分で最初のブレーキングをし（初期ブレーキング）、その後、該ブレーキングを略一定に保持しつつ減速し（定常ブレーキング）、カーブ入口に到達した際にはブレーキペダルを徐々に戻す（ターンインブレーキング）、という操作時を例示して制動装置１０の動作を説明する。

図２は、本実施形態に係る制動装置１０の制動力分配と、図７に示す従来構成に係る制動装置１００の制動力分配とを比較したグラフであり、前記初期ブレーキングから前記定常ブレーキングを経て前記ターンインブレーキングまでの一連の動作に係る時間軸（横軸）に対し、制動装置１０全体の制動力のうち、フロント側（前輪側）の比率（％）を示すグラフＡと、図７に示す制動装置１００の全体の制動力のうち、フロント側の比率（％）を示すグラフＢと、車両全体の垂直荷重のうち、フロント側の比率（％）を示すグラフＣと、車両の減速度（減速Ｇ）を示すグラフＤとを表示したものである。グラフＡ、Ｂにおいて、時点ｔ１以前の状態が０％となっているが、これはブレーキペダル１１が踏まれておらず、制動力自体が発生していない状態を示しており、時点ｔ４以降の状態についても同様である。

図３〜図５は、前記初期ブレーキングから前記定常ブレーキングを経て前記ターンインブレーキングまでの一連の動作時の制動装置１０の状態を模式的に示した説明図である。ここで、図３〜図５中、経路２３、２５に近接して付した括弧書きの数字は、当該制動装置１０で発生される制動力全体に対するフロント側の制動力比率（経路２３）及びリヤ側の制動力比率（経路２５）の一例を示すものである。例えば、図３において、経路２３に（４０％）と付されていることから、前輪側キャリパ１６ａ、１６ｂで発生されるフロントブレーキの制動力は全体の４０％である。一方、経路２５に（６０％）と付されていることから、後輪側キャリパ１７ａ、１７ｂで発生されるリヤブレーキの制動力は全体の６０％であり、このうち、第１マスタシリンダ１４ａの持分が全体の３０％、第２マスタシリンダ１４ｂの持分が全体の３０％となっている。

先ず、初期ブレーキングが実施される図２中の時点ｔ１より前、つまり通常の走行時には、図２中のグラフＣから諒解されるように、フロント荷重よりもリヤ荷重が高い。従って、この時点ｔ１での初期ブレーキングでは、リヤ寄りのブレーキバランスとすることが望まれる。

図２及び図３に示すように、制動装置１０では、初期ブレーキング時、運転者によってブレーキペダル１１が速い速度で踏み込まれると（図２中の時点ｔ１でのグラフＡ参照）、前輪側マスタシリンダ１２ではピストン２０が前進して液圧を発生し、これにより前輪側キャリパ１６ａ、１６ｂが所定の制動力を発生する。同時に、後輪側マスタシリンダ１４において、第１マスタシリンダ１４ａではピストン２６ａが前進して所定の液圧を発生する。さらに、第２マスタシリンダ１４ｂでも、ブレーキペダル１１の素早い操作によって減衰機構３６のダンパ３４がほとんど縮むことがなく、略固体（棒体）として機能することから、当該第２マスタシリンダ１４ｂについてもピストン２６ｂが前進して所定の液圧を発生する。従って、第１マスタシリンダ１４ａ及び第２マスタシリンダ１４ｂで発生された液圧が後輪側キャリパ１７ａ、１７ｂに伝達されて所定の制動力が発生される。つまり、初期ブレーキング時には、フロントブレーキ及びリヤブレーキが共に高い液圧で高い制動力を発生する。

ここで、制動装置１０では、デフォルトバランスがリヤ寄りに設定されている。従って、当該初期ブレーキング時、図２（グラフＡ）及び図３に示すように、例えば、フロントブレーキの比率が４０％、リヤブレーキの比率が６０％となり、適切にリヤ寄りのブレーキングが実施され、且つ、十分な制動力が発生される。

その後、図２中の時点ｔ１から時点ｔ２にかけて、ブレーキペダル１１の踏み込み速度が低下することに伴い、減衰機構３６のダンパ３４が縮み始めることから、フロントブレーキの制動力比率が次第に大きくなり、リヤ側の制動力比率が次第に低下し始める。

次に、図２中の時点ｔ２から時点ｔ３にかけて前記定常ブレーキングが実施され、運転者はブレーキペダル１１を略一定に維持しつつ、又は多少踏み込みつつ、車両をさらに減速させる。

この際、図２及び図４に示すように、制動装置１０では、運転者によるブレーキペダル１１の操作（操作幅）が穏やかになる。このため、減衰機構３６のダンパ３４及びばね３２が次第に縮んでいき、第２マスタシリンダ１４ｂの液圧が抜け始め、後輪側マスタシリンダ１４による制動力比率が低下する一方、前輪側マスタシリンダ１２では高い液圧が維持されることから、制動力配分がフロント寄りとなる（図２中の時点ｔ２から時点ｔ３参照）。

従って、当該定常ブレーキング時には、図２及び図４に示すように、例えば、フロントブレーキの制動力比率が６０％、リヤブレーキの制動力比率が４０％（例えば、第１マスタシリンダ１４ａ側が２５％、第２マスタシリンダ１４ｂ側が１５％）となり、適切にフロント寄りのブレーキングが実施される。従って、当該定常ブレーキング時に、リヤブレーキでのロックを回避しながら、十分な制動力を発生することができる。

次に、図２中の時点ｔ３から時点ｔ４（ブレーキ操作終了）にかけて前記ターンインブレーキングが実施され、運転者はフロントブレーキのロックを避けるためにブレーキペダル１１を徐々に戻す。

この際、図２及び図５に示すように、制動装置１０では、前輪側マスタシリンダ１２及び第１マスタシリンダ１４ａでは次第に液圧が抜けて制動力が低下することになるが、第２マスタシリンダ１４ｂでは、減衰機構３６のダンパ３４によって液圧の抜け（開放）が遅れて制動力が維持される。しかも、ターンインブレーキング時には、図２中のグラフＣに示すように車両の荷重バランスがリヤ寄りに戻りつつあることから、第２マスタシリンダ１４ｂの液圧の開放遅れと相まって、リヤブレーキの制動力が一層維持される。すなわち、ブレーキペダル１１が戻されても、減衰機構３６によってリヤブレーキの制動力がある程度まで維持されるため、制動装置１０全体としての制動力を向上させることができ、車両を安定させることができる。

従って、当該ターンインブレーキング時には、図２及び図５に示すように、例えば、フロントブレーキの制動力比率が３０％、リヤブレーキの制動力比率が７０％（例えば、第１マスタシリンダ１４ａ側が１５％、第２マスタシリンダ１４ｂ側が５５％）となり、適切にリヤ寄りのブレーキングが実施されると共に、全体的な制動力が向上する。

このような制動装置１０に対して、図２のグラフＢに示すように、従来構成に係る制動装置１００（図７参照）の場合には、初期ブレーキング時から定常ブレーキング時を経てターンインブレーキングが終了するまでの間、常に一定のデフォルトバランスであるフロント寄りの制動力配分が維持される。このため、定常ブレーキング時にリヤロックを惹起する等、制動が不安定となる可能性がある。さらにターンインブレーキング時、リヤ寄り荷重に戻りつつあるにも係わらず、フロント寄りの配分が維持されると共に、ブレーキペダルの戻しに伴って全体の制動力も急激に低下するため、全体として制動力が低くなる傾向になる。

以上のように、本実施形態に係る制動装置１０では、後輪側マスタシリンダ１４を構成する第２マスタシリンダ１４ｂとブレーキペダル１１との間に減衰機構３６を設けたことにより、簡単且つ低コストな機械式の制動制御がなされ、これにより、車両の走行状態やブレーキペダルの操作状態に対応した適切な制動力配分を得ることができ、トータル的な制動力も向上させることができる。

図６に示すように、本実施形態に係る制動装置１０は、後輪側マスタシリンダ４０を１台にした制動装置１０ａとし、後輪側マスタシリンダ４０とブレーキペダル１１との間に、前記減衰機構３６と略同様な減衰機構４２を設けた構成とすることもできる。この場合、当該制動装置１０ａでは、後輪側マスタシリンダ４０を前輪側マスタシリンダ１２と同等以上の液圧を発生できる容量のものにするとよい。

なお、図１に示す制動装置１０のように、後輪側マスタシリンダ１４を２台として構成した場合には、デフォルトバランスの調整が容易であると共に、１台が失陥した際に他方が適切に機能することができる等の利点がある一方、図６に示す制動装置１０ａでは、全体構成を一層簡素化できるという利点があり、これらは当該制動装置が適用される車両の条件等によって適宜適用すればよい。勿論、図１に示す制動装置１０を構成する後輪側マスタシリンダ１４について、第１マスタシリンダ１４ａをさらに１台追加し、又は、第２マスタシリンダ１４ｂをさらに１台追加した３台分配構成としてもよく、当然、４台以上で構成することも可能である。

また、減衰機構３６は、各図中では、ばね３２及びダンパ３４を用いた模式的なものを図示としたが、いわゆる単筒式や複筒式の減衰機構等、各種のものを用いることができ、要は、ブレーキペダルの操作に基づく踏力を適切に減衰させることができるものであればよい。

制動装置１０、１０ａにおいて、制動力発生部である前輪側キャリパ１１６ａ、１６ｂ及び後輪側キャリパ１７ａ、１７ｂとしては、いわゆるディスクブレーキシステム以外にも、ドラムブレーキとしてドラムにシューを当接させるホイールシリンダ等で構成してもよい。

本発明は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成乃至工程を採り得ることは勿論である。

１０、１０ａ、１００…制動装置１１、１０２…ブレーキペダル
１２、１０４…前輪側マスタシリンダ
１４、４０、１０６…後輪側マスタシリンダ
１４ａ…第１マスタシリンダ１４ｂ…第２マスタシリンダ
３２…ばね３４…ダンパ
３６、４２…減衰機構

Claims

前輪に連通する前輪側マスタシリンダと、
後輪に連通する後輪側マスタシリンダと、
前記前輪側マスタシリンダ及び前記後輪側マスタシリンダに液圧を発生させるブレーキペダルと、
を備え、車両に制動力を付与する制動装置であって、
前記後輪側マスタシリンダと前記ブレーキペダルとの間には、該ブレーキペダルの踏力を減衰して前記後輪側マスタシリンダに伝達する減衰機構が設けられ、
前記減衰機構は、所定の粘性減衰係数を有するダンパと、ばねとを並列に接続することにより構成されることを特徴とする制動装置。
請求項１記載の制動装置において、
前記後輪側マスタシリンダは、２つ以上のマスタシリンダに分配されると共に、このうち、少なくとも１つの前記マスタシリンダと前記ブレーキペダルとの間に前記減衰機構が設けられていることを特徴とする制動装置。