JP7327266B2 - ストロークシミュレータ - Google Patents

ストロークシミュレータ Download PDF

Info

Publication number
JP7327266B2
JP7327266B2 JP2020075431A JP2020075431A JP7327266B2 JP 7327266 B2 JP7327266 B2 JP 7327266B2 JP 2020075431 A JP2020075431 A JP 2020075431A JP 2020075431 A JP2020075431 A JP 2020075431A JP 7327266 B2 JP7327266 B2 JP 7327266B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rubber
stroke simulator
end surface
housing
coil spring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020075431A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2021172154A (ja
Inventor
智宏 横山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2020075431A priority Critical patent/JP7327266B2/ja
Priority to US17/211,063 priority patent/US11623623B2/en
Priority to CN202110394006.1A priority patent/CN113525314B/zh
Publication of JP2021172154A publication Critical patent/JP2021172154A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7327266B2 publication Critical patent/JP7327266B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T7/00—Brake-action initiating means
    • B60T7/02—Brake-action initiating means for personal initiation
    • B60T7/04—Brake-action initiating means for personal initiation foot actuated
    • B60T7/06—Disposition of pedal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/32—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
    • B60T8/34—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition
    • B60T8/40—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition comprising an additional fluid circuit including fluid pressurising means for modifying the pressure of the braking fluid, e.g. including wheel driven pumps for detecting a speed condition, or pumps which are controlled by means independent of the braking system
    • B60T8/4072—Systems in which a driver input signal is used as a control signal for the additional fluid circuit which is normally used for braking
    • B60T8/4081—Systems with stroke simulating devices for driver input
    • B60T8/409—Systems with stroke simulating devices for driver input characterised by details of the stroke simulating device
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T11/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator without power assistance or drive or where such assistance or drive is irrelevant
    • B60T11/10—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator without power assistance or drive or where such assistance or drive is irrelevant transmitting by fluid means, e.g. hydraulic
    • B60T11/16—Master control, e.g. master cylinders
    • B60T11/18—Connection thereof to initiating means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/32—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
    • B60T8/34—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition
    • B60T8/40—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition comprising an additional fluid circuit including fluid pressurising means for modifying the pressure of the braking fluid, e.g. including wheel driven pumps for detecting a speed condition, or pumps which are controlled by means independent of the braking system
    • B60T8/4072—Systems in which a driver input signal is used as a control signal for the additional fluid circuit which is normally used for braking
    • B60T8/4081—Systems with stroke simulating devices for driver input
    • B60T8/4086—Systems with stroke simulating devices for driver input the stroke simulating device being connected to, or integrated in the driver input device
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F13/00—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs
    • F16F13/005—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a wound spring and a damper, e.g. a friction damper
    • F16F13/007—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a wound spring and a damper, e.g. a friction damper the damper being a fluid damper
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F13/00—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs
    • F16F13/04—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper
    • F16F13/06—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper the damper being a fluid damper, e.g. the plastics spring not forming a part of the wall of the fluid chamber of the damper
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F3/00—Spring units consisting of several springs, e.g. for obtaining a desired spring characteristic
    • F16F3/08—Spring units consisting of several springs, e.g. for obtaining a desired spring characteristic with springs made of a material having high internal friction, e.g. rubber
    • F16F3/10—Spring units consisting of several springs, e.g. for obtaining a desired spring characteristic with springs made of a material having high internal friction, e.g. rubber combined with springs made of steel or other material having low internal friction
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G5/00—Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member
    • G05G5/03—Means for enhancing the operator's awareness of arrival of the controlling member at a command or datum position; Providing feel, e.g. means for creating a counterforce
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2232/00—Nature of movement
    • F16F2232/08—Linear
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2234/00—Shape
    • F16F2234/02—Shape cylindrical
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2236/00—Mode of stressing of basic spring or damper elements or devices incorporating such elements
    • F16F2236/04—Compression
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G1/00—Controlling members, e.g. knobs or handles; Assemblies or arrangements thereof; Indicating position of controlling members
    • G05G1/30—Controlling members actuated by foot
    • G05G1/44—Controlling members actuated by foot pivoting

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Braking Elements And Transmission Devices (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)
  • Mechanical Control Devices (AREA)

Description

本発明は、ブレーキ操作部材の操作に応じて反力を付与するストロークシミュレータに関するものである。
特許文献１に記載のストロークシミュレータは、運転者によって操作されるブレーキ操作部材に連結されたオペレーションロッド（以下、単にロッドと略称する）の移動に起因して作動させられるものであり、ロッドに連結された可動部材と、可動部材の移動に伴って容積が変化する容積変化室と、容積変化室に設けられたコイルスプリングとを含む。容積変化室には作動液が収容されるとともに電磁弁が接続され、電磁弁の制御によりブレーキ操作部材のストロークと反力との関係が調整され得る。
特開平11-115724号
本発明の課題は、ストロークシミュレータの改善を図ることであり、例えば、ボトミング時のブレーキ操作力を大きくし易くすることである。
課題を解決するための手段および効果
本発明に係るストロークシミュレータは、運転者によって操作されるブレーキ操作部材に連結されたロッドの移動に起因して作動させられるストロークシミュレータであり、ロッドに連結された可動部材の移動に伴って弾性力を発生可能な少なくとも１つの弾性部材を含むとともに、少なくとも１つの弾性部材のうちの１つ以上がゴム状の部材であるゴム状部材とされる。本ストロークシミュレータにおいて、ロッドの移動に伴うゴム状部材の弾性変形により反力が付与される。ゴム状部材の剛性（ばね定数）はコイルスプリングのばね定数より大きいのが普通である。また、ゴム状部材の方がコイルスプリングより剛性を大きくすることが容易である。そのため、ストロークシミュレータを１つ以上のゴム状部材を有するものとすることにより、弾性部材としてのゴム状部材を含まず、コイルスプリングを含むストロークシミュレータよりボトミング時のブレーキ操作力（ブレーキ操作部材に加えられる操作力をいう）を大きくし易くすることができる。
本発明の一実施形態に係るストロークシミュレータおよびその周辺を示す図である。 上記ストロークシミュレータの断面図である。 上記ストロークシミュレータの分解斜視図である。 上記ストロークシミュレータの構成要素であるゴム状部材の正面図である。 上記ストロークシミュレータの作動を概念的に示す図である。(A)ブレーキ操作力が第１設定値より小さい状態。(B)ブレーキ操作力が第１設定値以上、第２設定値より小さい状態。(C)ブレーキ操作力が第２設定値以上、第３設定値より小さい状態。(D)ブレーキ操作力が第３設定値以上の状態。 上記ストロークシミュレータにおいて、ストロークとブレーキ操作力との関係を概念的に示す図である。 上記ストロークシミュレータにおいて上記ブレーキ操作力とストロークの関係を概念的に示す図である。 上記ストロークシミュレータに適用可能な上記ゴム状態部材とは別のゴム状部材の正面図である。
発明の実施形態
以下、本発明の一実施形態に係るストロークシミュレータについて図面に基づいて詳細に説明する。本ストロークシミュレータは、バイワイヤ式の液圧ブレーキシステム、電動ブレーキを含む電動ブレーキシステム等に適したものである。
図１に示すように、ストロークシミュレータ１０は、ブレーキ操作部材としてのブレーキペダル１２に連結されたオペレーションロッド（以下、単にロッドと称する）１４の移動に伴って作動させられる。ストロークシミュレータ１０は、ロッド１４の移動に伴ってブレーキペダル１２に反力を付与するものである。反力は、ブレーキペダル１２に加えられる操作力であるブレーキ操作力に対応する。
ストロークシミュレータには、ウェット型とドライ型とがある。ウェット型のストロークシミュレータとは、ストロークシミュレータの本体に作動液が供給されることにより可動部材が移動させられるものであり、例えば、マスタシリンダの下流側に設けられる場合等がある。ドライ型のストロークシミュレータとは、ストロークシミュレータの本体に作動液が供給されることなく可動部材が移動させられるものであり、例えば、ブレーキ操作部材に連結して設けられる場合等がある。
本発明に係るストロークシミュレータ１０はドライ型のものであり、図２－４に示すように、ハウジング２０、ハウジング２０に移動可能に嵌合された可動部材２１、可動部材２１の前方に設けられた容積変化室２４、容積変化室２４に直列に設けられた複数の弾性部材としてのコイルスプリング２６およびゴム状部材２８等を含む。容積変化室２４には、作動液が収容されていても収容されていなくてもよい。
ハウジング２０は長手方向に伸びたものであり、長手方向が車両の前後方向に伸びた姿勢で図示しない車体に保持される。
可動部材２１は、ロッド１４に連結されたものであり、本実施例においては、小径部１４ｓと大径部であるピストン２２とを含む。ピストン２２は概して円筒状を成し、底部が後方に開口部が前方に位置する姿勢で配設される。また、ロッド１４は、ハウジング２０のキャップ３２を貫通するとともにピストン２２の底部２２ｂの中央部を貫通して前方に突出する。ロッド１４の前部は中間部より直径が小さい小径部１４ｓとされ、小径部１４ｄがピストン２２の中央部を貫通して、段部１４ｂがピストン２２の底部２２ｂの外側面（後端面と称することもできる）２２ｃに当接する。このように、ピストン２２とロッド１４とは一体的に前進可能に連結される。また、小径部１４ｓの前端面１４ｆはピストン２２の開口部の円環状の前端面２２ｆより距離ｄ１前方に位置する。
コイルスプリング２６とゴム状部材２８とは、ハウジング２０の長手方向に沿って直列に設けられる。ゴム状部材２８はコイルスプリング２６より前方に位置する。
ゴム状部材２８は、図３に示すように、段付きの円筒状を成すものであり、大径の本体部４０と、本体部４０の両側の中央部に設けられた小径の凸部４２，４４とを備えた形状を成す。また、本体部４０と凸部４２，４４との接続部はＲ形状を成し、これらが滑らかに接続されている。本実施例においては、凸部４２が後側凸部であり、凸部４４が前側凸部である。
ゴム状部材２８は、凸部４４においてハウジング２０の底部４５に保持されるが、可動部材２１が後退端に位置する場合に、本体部４０の前端面４０ａとハウジング２０の底部４５の後端面４５ａとの間には隙間（距離ｄ２）が設けられる。
ワッシャ３０は、概して円環板状のものであり、中央の穴部３０ｈに凸部４２が嵌合された状態でゴム状部材２８に隙間なく取り付けられる。すなわち、ワッシャ３０の前端面３０ａと本体部４０の後端面４０ｂとの間に隙間がない状態で、ワッシャ３０がゴム状部材２８に取り付けられるのである。また、本実施例において、ワッシャ３０の後端面３０ｂと凸部４２の後端面４２ｆとは前後方向（長手方向）においてほぼ同じ位置にある。なお、コイルスプリング２６は、ピストン２２の内側底面２２ｈとワッシャ３０の後端面３０ｂとの間に設けられる。
以上のように構成されたストロークシミュレータ１０において、ブレーキペダル１２が後退端位置にあり、可動部材２１が後退端位置にある場合に、小径部１４ｓの前端面１４ｆとゴム状部材２８の凸部４２の後端面４２ｆとの間の距離ｄ３は、ピストン２２の前端面２２ｆとワッシャ３０の後端面３０ｂとの間の距離ｄ４より短い（ｄ３＜ｄ４）。
ブレーキペダル１２が踏込み操作されると、ロッド１４が前進し、可動部材２１が前進させられる。それに伴ってコイルスプリング２６とゴム状部材２８との少なくとも一方が弾性変形させられ、それに応じた弾性力が反力としてブレーキペダル１２に加えられる。
以下、ストロークシミュレータ１０の作動について詳細に説明する。
図５Ａに示すように、ブレーキペダル１２が第１設定値ＦＡ以下の操作力Ｆ（≦ＦＡ）で操作された場合には、ブレーキ操作力Ｆがピストン２２を介してコイルスプリング２６に加えられるとともに、コイルスプリング２６の弾性力がワッシャ３０を介してゴム状部材２８に加えられる。コイルスプリング２６が弾性変形させられるとともにゴム状部材２８が弾性変形させられる。コイルスプリング２６とゴム状部材２８とは直列に位置するため、コイルスプリング２６のばね定数（Ｎ／ｍｍ）ｋｓ、ゴム状部材２８の本体部４０の中間部にコイルスプリング２６の弾性力が加えられた場合のばね定数（剛性）ｋａとした場合、ストロークシミュレータ全体のばね定数Ｋ(Ａ)は、下式に示すように表すことができる。
１／Ｋ(Ａ)＝１／ｋｓ＋１／ｋａ・・・(1)
本体部４０の前端面４０ａはハウジング２０の底部４５の後端面４５ａから離間しているため、ゴム状部材２８は比較的弾性変形し易い。そのため、ばね定数ｋａは比較的に小さい。
また、図５Ａに示す場合のブレーキ操作力とストロークとの関係（以下、フィーリング特性と称する場合がある）は図６の直線Ｍの領域Ａに対応する部分となる。
図５Ｂに示すように、ブレーキペダル１２が第１設定値ＦＡより大きく第２設定値ＦＢ以下の操作力Ｆ（ＦＡ＜Ｆ≦ＦＢ）で操作された場合には、ブレーキ操作力Ｆが、ピストン２２を介してコイルスプリング２６に加えられるとともに、小径部１４ｓを介してゴム状部材２８に加えられる。また、ゴム状部材２８にはコイルスプリング２６の弾性力も加えられる。ゴム状部材２８において、凸部４２に対向する凸部４４はハウジング２０の底部４５に支持されているため、ゴム状部材２８は小径部１４ｓを介して加えられた力により弾性変形し難い。そのため、この場合のゴム状部材２８のばね定数（剛性）ｋｂは、図５Ａに示す場合のばね定数ｋａより大きくなる。この場合の、ストロークシミュレータ全体のばね定数Ｋ(Ｂ)は、下式に示すように表すことができる。図５Ｂに示す場合のフィーリング特性は図６の直線Ｍの領域Ｂに対応する部分となる。
１／Ｋ(Ｂ)＝１／ｋｓ＋１／ｋｂ・・・(2)
(1)式、(2)式を変形して整理することにより、ばね定数Ｋ(Ｂ)はばね定数Ｋ(Ａ)より大きいことが分かる。
Ｋ(Ｂ)＞Ｋ(Ａ)
また、図６に示す直線Ｍの領域Ａ、領域Ｂにおける傾きの変化からも明らかである。なお、図６において、ばね定数を変化を明確に示すため、直線Ｍの傾きの変化を実際より大きく記載した。
図５Ｃに示すように、ブレーキペダル１２が第２設定値ＦＢより大きく第３設定値ＦＣ以下の操作力Ｆ（ＦＢ＜Ｆ≦ＦＣ）で操作された場合には、ピストン２２の前端面２２ｆがワッシャ３０に当接する。ワッシャ３０は剛体であるため、ピストン２２とワッシャ３０とは一体的に移動させられる。ゴム状部材２８には、小径部１４ｓと、ピストン２２とを介してブレーキ操作力Ｆが加えられる。また、コイルスプリング２６は、ピストン２２の内側底面２２ｈとワッシャ３０の後端面３０ｂとの間で弾性変形させられた状態で保持されるのであり、コイルスプリング２６の長さは一定に保たれる。そのため、この場合のストロークシミュレータ全体のばね定数Ｋ(Ｃ)はゴム状部材２８のばね定数ｋｃで決まる。図５Ｃに示す場合のフィーリング特性は図６の直線Ｍの領域Ｃに対応する部分となる。
Ｋ(Ｃ)＝ｋｃ・・・(3)
ゴム状部材２８のばね定数ｋｃは、ばね定数ｋｂとほぼ同じであると考えられる。そのため、(2)、(3)式を変形して整理することにより、ばね定数Ｋ(Ｃ)はばね定数Ｋ(Ｂ)より大きいことが分かる。
Ｋ(Ｃ)＞Ｋ(Ｂ)
このことは、図６に示す直線Ｍの領域Ｂ，領域Ｃの傾きの変化からも明らかである。
図５Ｄに示すように、ブレーキペダル１２が第３設定値ＦＣより大きい操作力Ｆ（＞ＦＣ）で操作された場合には、図５Ｃに示す場合と同様に、ストロークシミュレータ全体のばね定数Ｋ(Ｄ)は、ゴム状部材２８のばね定数ｋｄで決まる。図５Ｄに示す場合のフィーリング特性は図６の直線Ｍの領域Ｄに対応する部分となる。Ｋ(Ｄ)＝ｋｄ・・・(4)
ゴム状部材２８において、本体部４０の前端面４０ａがハウジング２０の底部４５の後端面４５ａに当接し、支持される。そのため、ゴム状部材２８は図５Ｃの場合より弾性変形し難くなるのであり、ばね定数ｋｄはばね定数ｋｃより大きくなる。したがって、ストロークシミュレータのばね定数Ｋ(Ｄ)はばね定数Ｋ(Ｃ)より大きくなる。このことは、図６に示す直線Ｍの領域Ｃ，領域Ｄにおける傾きの変化からも明らかである。
以上のように、第１設定値ＦＡは、ロッド１４の前端面１４ｆがゴム状部材２８の突部４２の後端面４２ｆに当接する場合のブレーキ操作力の大きさである。第２設定値ＦＢは、ピストン２２の前端面２２ｆがワッシャ３０の後端面３０ｂに当接する場合のブレーキ操作力の大きさである。第３設定値ＦＣは、ゴム状部材２８の本体４０の前端面４０ａが底部４５の後端面４５ａに当接する場合のブレーキ操作力の大きさである。第１設定値ＦＡ，第２設定値ＦＢ，第３設定値ＦＣの順に大きい（ＦＡ＜ＦＢ＜ＦＣ）。
なお、ストロークシミュレータ１０のばね定数は、ハウジング２０、底部４５のばね定数等も考慮して取得することもできる。
このように、本実施例に係るストロークシミュレータには弾性部材としてのゴム状部材２８が設けられるため、ボトミング時のブレーキ操作力を大きくし易くすることができる。
また、一般に、コイルスプリングよりゴム状部材の方が安価である。そのため、ストロークシミュレータ１０においてコイルスプリングの代わりにゴム状部材２８を設けることにより、ストロークシミュレータ１０を安価にすることができる。
さらに、ゴム状部材２８を段付き形状を成すものとすることにより、ストロークシミュレータ１０のばね係数を複数段で切り換えることが可能となる。ゴム状部材２８とハウジング２０との当接状態を切り換えることによってもばね係数を複数段で切り換えることが可能となる。仮に、コイルスプリングを備えたストロークシミュレータにおいてばね定数を切り換える場合には、コイルスプリングを複数設ける必要がある。それに対して、ストロークシミュレータにゴム状部材２８を設ければ、ゴム状部材２８の設計等により、部品点数を増やすことなく、ばね定数を複数段で切り換えることが可能となる。
また、本ストロークシミュレータ１０において、コイルスプリング２６とゴム状部材２８とが、直列に、ゴム状部材２８がコイルスプリング２６より前方に位置する状態で設けられる。そのため、図５，６に示すように、ストロークシミュレータ１０のばね定数を、ブレーキペダル１２に加えられる操作力が小さい領域で小さく、大きい領域で大きくすることができる。ブレーキペダル１２の操作初期において軽いフィーリングが得られ、操作後半において硬いフィーリングが得られるのであり、良好な操作フィーリングを得ることができる。
さらに、図６に示すフィーリング特性（ブレーキペダル１２のストロークとブレーキ操作力との関係をいう。）において、Ｐ（ブレーキペダル１２が動き出すのに必要なブレーキ操作力）は、コイルスプリング２６設計やキャップ３２の設計により小さくすることができる。例えば、コイルスプリング２６をセット荷重が小さいものとしたり、キャップ３２とロッド１４との摺動抵抗を小さくしたりすることにより、操作力Ｐを小さくすることができるのである。キャップ３２に油を含浸させたり、キャップ３２の構成要素であるシール部材を除いたりすること等により摺動抵抗を小さくすることができる。なお、容積変化室２４に作動液が収容されない場合には、キャップ３２のシール部材は不要である。また、キャップ自体を除くこともできる。
また、図６の領域Ａの傾き、すなわち、ばね定数ＫＡの逆数（１／ＫＡ）は、コイルスプリング２６のばね定数ｋ１を小さくすることにより容易に大きくすることができる。コイルスプリング２６のばね定数は、コイルスプリング２６の設計（直径、巻き数の設計）等によって決まる。例えば、コイルスプリング２６の直径を大きくしたり、巻き数を大きくたり、線径を小さくしたりすること等によりばね定数を小さくすることが可能となる。
さらに、図７に示すように、本ストロークシミュレータ１０において、ブレーキ操作力を増加した後に減少した場合のフィーリング特性を破線で示し、直列に設けられた２つのコイルスプリングを含むストロークシミュレータにおけるフィーリング特性を実線で示す。本ストロークシミュレータ１０は、直列に設けられたコイルスプリング２６とゴム状部材２８（または，ゴム状部材５０）とを含むため、ヒステリシスＨを小さくすることができる（Ｈ１＜Ｈ２）。ゴム状部材を硬くすることによりゴム状部材のヒステリシスを小さくすることができるのである。換言すると、コイルスプリング２６とゴム状部材２８とを直列に設けることにより、ゴム状部材２８の剛性を大きくすることができるのであり、それにより、ヒステリシスを小さくすることができる。
一方、ヒステリシスは０になるのがよいとは限らず、ある程度の大きさがあった方がフィーリングがよくなくことが知られている。通常、ブレーキ操作力がＦ０の場合のヒステリシスの大きさが目標値に近づくように設計される。本ストロークシミュレータ１０においては、ゴム状部材２８の設計により、ヒステリシスの大きさが調整されるのであり、コイルスプリングの設計による場合よりゴム状部材の設計による方が、ヒステリシスの調整が容易となる。
なお、ゴム状部材は、図８に示す形状を成すものとすることができる。図８に示すゴム状部材５０は、本体部６０と凸部６２，６４との間に傾斜部６６，６８が設けられる。傾斜部６６，６８を設けることにより、例えば、フィーリング特性を、図６の破線Ｎが示すようにすることができる。直線Ｍで表すフィーリング特性より、傾きの変化を抑制することができ、良好なフィーリング特性を得ることができる。
また、ゴム状部材の形状は問わず、例えば、円筒状のゴム状部材をコイルスプリングと直列に設けることによっても、操作初期のばね定数を小さく、操作後期のばね定数を大きくするとともに、２つのコイルスプリングが直列に設けられた場合に比較して容易にボトミング時の操作力を大きくすることができる。
さらに、上記実施例においては、ストロークシミュレータに２つの弾性部材が設けられたが、３つ以上設けることもでき、そのうちの２つ以上をゴム状部材とすることもできる。また、可動部材２１、ハウジング２０の形状等は適宜設計、変更することができる等、その他、本発明は、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した態様で実施することができる。
１０：ストロークシミュレータ １２：ブレーキペダル １４：オペレーションロッド ２１：可動部材 ２２：ピストン ２６:コイルスプリング ２８：ゴム状部材 ４０：本体部 ４２，４４：凸部 ５０：ゴム状部材 ６０：本体部 ６２，６４：凸部 ６６，６８：傾斜部
特許請求可能な発明
（１）運転者によって操作されるブレーキ操作部材の操作により作動させられるストロークシミュレータであって、
ハウジングと、
前記ハウジングに相対移動可能に保持され、前記ブレーキ操作部材に連結された可動部材と、
前記ハウジングの前記可動部材の前方に設けられた容積変化室と、
前記容積変化室に設けられ、前記可動部材の移動に伴って弾性力を発生可能な複数の弾性部材と
を含むとともに、前記複数の弾性部材のうちの１つ以上がゴム状の部材であるゴム状部材であるストロークシミュレータ。
ゴム状部材とは、合成ゴム、天然ゴム等を含む材料で製造されたものであり、ゴム状の弾性特性を備えたものとすることができる。エラストマと称することもできる。
容積変化室には、作動液が収容されていても収容されていなくてもよい。
（２）前記複数の弾性部材のうちの１つ以上がコイルスプリングである(1)項に記載のストロークシミュレータ。
（３）前記１つ以上のゴム状部材が前記１つ以上のコイルスプリングより前方に位置する(2)項に記載のストロークシミュレータ。
（４）前記複数の弾性部材が２つの弾性部材であり、
前記２つの弾性部材が、１つの前記ゴム状部材と１つの前記コイルスプリングとを含み、
前記ゴム状部材と前記コイルスプリングとが、直列に、前記ゴム状部材が前記コイルスプリングより前方に位置して配設された(2)項または(3)項に記載のストロークシミュレータ。
（５）前記可動部材の移動量が小さい場合には主として前記コイルスプリングが弾性変形させられ、前記可動部材の移動量が大きい場合には主として前記ゴム状部材が弾性変形させられる(4)項に記載のストロークシミュレータ。
ゴム状部材の剛性はコイルスプリングのばね定数より一般的に大きい。また、ゴム状部材の設計により剛性を大きいものを作成し易い。そのため、可動部材の移動量が大きい場合に主としてゴム状部材が弾性変形させられるようにストロークシミュレータを設計した場合には、良好なフィーリング特性を得ることができ、かつ、ボトミング時のブレーキ操作部材の操作力を大きくし易くすることができる。
（６）前記ゴム状部材のばね定数が前記コイルスプリングのばね定数より大きい(2)項ないし(5)項のいずれか１つに記載のストロークシミュレータ。
ゴム状部材のばね定数（Ｎ／ｍｍ）は剛性と称することもできる。
（７）前記ゴム状部材が、本体部とその本体部の前端面に設けられた前側凸部とを含み、前記前側凸部において前記ハウジングに支持された(1)項ないし(6)項のいずれか１つに記載のストロークシミュレータ。
可動部材の後退端位置において、ゴム状部材において、本体部の前端面はハウジングから離間した状態にある。この状態において、本体部の前側凸部に対向しない部分は弾性変形し易い。一方、本体部の前後方向の前側凸部に対向する部分は弾性変形し難い。なお、ゴム状部材において後端面にも凸部である後側凸部を設けることもできる。
（８）前記可動部材の後退端位置において、前記本体部が前記ハウジングから離間した状態にある(7)項に記載のストロークシミュレータ。
可動部材の移動量が大きくなると、本体部の前端面がハウジングに当接する。本体部の前端面がハウジングに当接した状態においてゴム状部材は弾性変形し難くなる。
（９）前記ゴム状部材が、前記本体部と前記前側凸部との間に設けられた傾斜部を含む(7)項または(8)項に記載のストロークシミュレータ。
（９）前記ゴム状部材が、前記本体部と前記前側凸部との接続部に設けられたＲ部を含む(7)項または(8)項に記載のストロークシミュレータ。
（１１）前記可動部材が、大径部と小径部とを備え、前記小径部の前端面と前記大径部の前端面とのいずれか一方が他方より前方に突出した形状を成す(1)項ないし(10)項のいずれか１つに記載のストロークシミュレータ。
例えば、大径部と小径部とのいずれか一方が他方より先にゴム状部材に当接可能とすることができる。それにより、ストロークシミュレータのばね定数を複数段で切り換え可能とすることができる。
（１２）前記ゴム状部材が、本体部とその本体部の後端面に設けられた凸部である後側凸部とを含み、
前記小径部が前記ゴム状部材の前記後側凸部に対向し、前記大径部が前記ゴム状部材の前記本体部に板状部材を介して対向する(11)項に記載のストロークシミュレータ。
（１３）前記ゴム状部材が、本体部と少なくとも１つの凸部とを有する段付き形状を成す(1)項ないし(12)項のいずれか１つに記載のストロークシミュレータ。

Claims (6)

  1. 運転者によって操作されるブレーキ操作部材の操作により作動させられるストロークシミュレータであって、
    ハウジングと、
    前記ハウジングに相対移動可能に保持され、前記ブレーキ操作部材に連結され、前記ブレーキ操作部材の踏込み操作に伴って前方へ移動させられる可動部材と、
    前記ハウジングの前記可動部材の前方に設けられた容積変化室と、
    前記容積変化室に設けられ、前記可動部材の移動に伴って弾性力を発生可能な複数の弾性部材と
    を含むとともに、
    前記複数の弾性部材が、１つのゴム状部材と１つのコイルスプリングとを含み、
    前記ゴム状部材と前記コイルスプリングとが、直列に、前記ゴム状部材が前記コイルスプリングより前方に位置して配設され、
    前記ゴム状部材が、本体部とその本体部の前端面に設けられた前側凸部とを含み、前記前側凸部が前記ハウジングの底部の後端面に設けられた凹部に嵌合されることにより、前記ハウジングに支持され、
    前記ブレーキ操作部材に加えられる操作力が設定値以下である場合に、前記ゴム状部材の前記本体部の前端面が前記ハウジングの底部の後端面から離間し、前記ブレーキ操作部材に加えられる操作力が前記設定値より大きい場合に、前記ゴム状部材の前記本体部の前記前端面が前記ハウジングの底部の後端面に当接するストロークシミュレータ。
  2. 前記ブレーキ操作部材に加えられる操作力が前記設定値以下である場合にも、前記設定値より大きい場合にも、前記ゴム状部材の外周面が、前記ハウジングの側面から離間した状態にある請求項１に記載のストロークシミュレータ。
  3. 前記ゴム状部材のばね定数が前記コイルスプリングのばね定数より大きい請求項１または２に記載のストロークシミュレータ。
  4. 前記ゴム状部材が、前記本体部と前記前側凸部との間に設けられた傾斜部を含む請求項１ないし３のいずれか１つに記載のストロークシミュレータ。
  5. 前記可動部材が、大径部と小径部とを備え、前記小径部の前端面と前記大径部の前端面とのいずれか一方が他方より前方に突出した形状を成した請求項１ないし４のいずれか１つに記載のストロークシミュレータ。
  6. 前記ゴム状部材が、前記本体部の後端面に設けられた凸部である後側凸部を含み、
    前記可動部材の小径部が前記ゴム状部材の前記後側凸部に対向し、前記大径部が前記ゴム状部材の前記本体部の後端面に板状部材を介して対向する請求項５に記載のストロークシミュレータ。
JP2020075431A 2020-04-21 2020-04-21 ストロークシミュレータ Active JP7327266B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020075431A JP7327266B2 (ja) 2020-04-21 2020-04-21 ストロークシミュレータ
US17/211,063 US11623623B2 (en) 2020-04-21 2021-03-24 Stroke simulator and brake operating device including the stroke simulator
CN202110394006.1A CN113525314B (zh) 2020-04-21 2021-04-13 行程模拟器和包括行程模拟器的制动操作装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020075431A JP7327266B2 (ja) 2020-04-21 2020-04-21 ストロークシミュレータ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021172154A JP2021172154A (ja) 2021-11-01
JP7327266B2 true JP7327266B2 (ja) 2023-08-16

Family

ID=78081291

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020075431A Active JP7327266B2 (ja) 2020-04-21 2020-04-21 ストロークシミュレータ

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11623623B2 (ja)
JP (1) JP7327266B2 (ja)
CN (1) CN113525314B (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017002770A1 (de) * 2017-03-22 2018-09-27 Lucas Automotive Gmbh Pedalsimulationsvorrichtung mit mehreren Rückstellelementen
KR102702833B1 (ko) * 2019-11-20 2024-09-03 현대모비스 주식회사 전자식 브레이크 장치
JP7327266B2 (ja) * 2020-04-21 2023-08-16 トヨタ自動車株式会社 ストロークシミュレータ

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006256408A (ja) 2005-03-16 2006-09-28 Advics:Kk ブレーキ装置用ストロークシミュレータ
JP2020044925A (ja) 2018-09-18 2020-03-26 日立オートモティブシステムズ株式会社 ストロークシミュレータおよびブレーキ制御装置

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4166655A (en) * 1977-10-17 1979-09-04 Spero Theodore P Apparatus for equalizing pressure and absorbing shock in a pneumatic braking system
JPH11115724A (ja) 1997-10-17 1999-04-27 Aisin Seiki Co Ltd マスターシリンダ
FR2836439B1 (fr) 2002-02-25 2004-05-28 Bosch Gmbh Robert Maitre-cylindre pour systeme de freinage electro-hydraulique comportant des moyens ameliores de simulation de la sensation pedale et systeme de freinage electro-hydraulique comportant un tel maitre-cylindre
JP3972859B2 (ja) * 2003-05-14 2007-09-05 株式会社アドヴィックス ストロークシミュレータ
DE602004004471T2 (de) * 2003-10-20 2008-01-03 Dura Global Technologies, Inc., Rochester Hills Bremskraftemulator für ein "brake by wire" Bremspedal
JP4672716B2 (ja) * 2007-11-05 2011-04-20 日立オートモティブシステムズ株式会社 ブレーキ
DE102008041349A1 (de) * 2008-08-19 2010-02-25 Robert Bosch Gmbh Verbindungselement zur Messung einer Betätigungskraft einer Fahrzeugbremsanlage
US8789441B2 (en) * 2012-03-09 2014-07-29 Ford Global Technologies, Llc Pedal feel simulation system
KR101417376B1 (ko) * 2012-10-26 2014-07-08 현대자동차주식회사 다단 직렬형 스프링을 이용한 페달 시뮬레이터
DE102013223859A1 (de) * 2013-11-21 2015-05-21 Continental Teves Ag & Co. Ohg Bremsanlage für Kraftfahrzeuge
DE102016205407A1 (de) * 2016-04-01 2017-10-05 Robert Bosch Gmbh Bremskraftsimulator für ein Kraftfahrzeug
DE102016225537A1 (de) * 2016-12-20 2018-06-21 Continental Teves Ag & Co. Ohg Bremssystem mit zwei Druckquellen und Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems
DE102017104278A1 (de) * 2017-03-01 2018-09-06 HELLA GmbH & Co. KGaA Pedalemulator für ein Kraftfahrzeug
KR102382574B1 (ko) * 2017-05-17 2022-04-05 주식회사 만도 전자식 브레이크 시스템
DE102017113625A1 (de) * 2017-06-21 2018-12-27 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Variabel adaptive Kraft-Weg-Kennlinie an einem Betätigungselement
JP6897529B2 (ja) * 2017-12-06 2021-06-30 株式会社アドヴィックス ストロークシミュレータ
KR102479851B1 (ko) * 2018-01-30 2022-12-21 에이치엘만도 주식회사 마스터 실린더 및 이를 구비하는 전자식 브레이크 시스템
DE102019101646A1 (de) * 2019-01-23 2020-07-23 HELLA GmbH & Co. KGaA Pedalemulator für ein Fahrzeug
JP7327266B2 (ja) * 2020-04-21 2023-08-16 トヨタ自動車株式会社 ストロークシミュレータ

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006256408A (ja) 2005-03-16 2006-09-28 Advics:Kk ブレーキ装置用ストロークシミュレータ
JP2020044925A (ja) 2018-09-18 2020-03-26 日立オートモティブシステムズ株式会社 ストロークシミュレータおよびブレーキ制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021172154A (ja) 2021-11-01
US20210323520A1 (en) 2021-10-21
US11623623B2 (en) 2023-04-11
CN113525314A (zh) 2021-10-22
CN113525314B (zh) 2023-08-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7327266B2 (ja) ストロークシミュレータ
KR101853771B1 (ko) 가변 페달감 조절 장치
US9290163B2 (en) Pedal feeling adjusting device
KR102138417B1 (ko) 마스터 실린더 유닛
JP4510388B2 (ja) 改良されたペダル感覚シミュレーション手段を備える電気油圧制動システム用のマスターシリンダと、このようなマスターシリンダを備えた電気油圧制動システム
JP4449898B2 (ja) フルードレス型ブレーキ操作ストローク発生装置
KR20140030227A (ko) 페달 이동 시뮬레이터, 유압식 브레이크 시스템용의 작동 유닛 및 브레이크 시스템
EP2548776B1 (en) Stroke simulator, master cylinder having stroke simulator and brake system using master cylinder
US10913440B2 (en) Pedal simulator
KR20190001238A (ko) 차량의 제동 장치 및 제동 제어 방법
JP4647598B2 (ja) 死行程を減少したブースター及びこのようなブースターを含む制動システム
JP4612993B2 (ja) 改良されたペダル感覚シミュレーション手段を備える電気油圧制動システム用のマスターシリンダと、このようなマスターシリンダを備えた電気油圧制動システム
JP6347522B2 (ja) 入力装置
KR102372396B1 (ko) 차량용 브레이크 장치
US11780417B2 (en) Electric brake device
CN219927664U (zh) 可调式踏板模拟器
KR20050053022A (ko) 푸시 로드에 통합된 플라스틱제 감압 피스톤을 포함하는브레이크 서보
JP2018058384A (ja) 反力付与装置
CN112888873B (zh) 摩擦构件和包括该摩擦构件的主缸
CN115038622B (zh) 行程模拟器
JP4014325B2 (ja) フルードレス型ブレーキ操作ストローク発生装置
US4366742A (en) Hydraulic force multiplying device
KR102559437B1 (ko) 차량의 제동 장치 및 제동 제어 방법
JP2019038419A (ja) マスタシリンダ
CN118076522A (zh) 踏板模拟器

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220422

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230119

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230131

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230316

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230704

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230717

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7327266

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151