JPH07165031A - ブレーキ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 システムを簡素化しながらペダル板踏み感の
解消とフェイル時のブレーキ力確保を達成できるブレー
キ制御装置を提供すること。 【構成】 ブレーキペダルａとマスタシリンダｂとの間
に、マスタシリンダｂ側の第１ロッドｆ１と、ブレーキ
ペダルａ側の第２ロッドｆ２と、第１ロッドｆ１と第２
ロッドｆ２との間に介装されるスプリングｆ３を有し、
スプリング変位が所定変位量に満たないとペダル踏力が
スプリングｆ３を介してマスタシリンダｂに入力され、
所定変位量以上となると第１ロッドｆ１と第２ロッドｆ
２が接触し、ペダル踏力がマスタシリンダｂに直接入力
されるように、両ロッドｆ１，ｆ２間の隙間とスプリン
グｆ３のばね定数を設定したペダルフィーリング調整機
構ｆを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各輪に加えるブレーキ
液圧を任意に制御するブレーキ制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ブレーキ制御装置としては、例え
ば、特開平５−３９０２５号公報に記載のものが知られ
ている。この出典に記載の装置のうち電子油圧制御弁を
パイロット弁とメイン弁の２つに分割して簡略化したシ
ステムを図９に示す。

【０００３】図９において、ブレーキ制御装置が正常状
態では、ポンプ３と両弁１，２との間に配置されたフェ
イルセーフ弁４はＯＮで、ポンプ３からの供給圧がパイ
ロット弁１及びメイン弁２に送られる。ここで、パイロ
ット弁１は、マスタシリンダ圧に応じて供給圧を調圧
し、パイロット圧を出力する。メイン弁２は、パイロッ
ト圧とソレノイド推力に応じて供給圧を調圧することで
ホイールシリンダ９への制御圧を作り出す。

【０００４】この正常状態でブレーキペダルが踏まれる
と、マスタシリンダ８からでる液量は、パイロット弁１
のパイロットピンのわずかな移動量と各部品のシール材
に変形分と油路内の油のわずかな圧縮分に限られる。し
たがって、ブレーキペダルへのペダル踏力に対してペダ
ルストロークの発生はほとんどなく、いわゆる「板踏
み」となってしまう。

【０００５】これを解決するために、マスタシリンダ圧
系には、マスタシリンダ圧に応じて体積が変化するダン
パピストン３０が必要となってくる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のブレーキ制御装置にあっては、ダンパピストン３０
により現状の負圧ブースタと同等のペダルフィーリング
を得ることを目的としているため、その容量はホイール
シリンダ４輪分とほぼ同じとなる。したがって、システ
ムがフェイルし、マスタシリンダ８でホイールシリンダ
９を直接加圧する時、マスタシリンダ８にとっての負荷
は、ホイールシリンダ８輪分にもなり、フェイル時に制
動力を確保するには、吐出液量が現状の倍のマスタシリ
ンダが必要となり、コスト，重量，大きさの点で不利で
あるという問題があった。

【０００７】本発明は、上記課題に着目してなされたも
ので、その目的とするところは、システムを簡素化しな
がらペダル板踏み感の解消とフェイル時のブレーキ力確
保を達成できるブレーキ制御装置を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明のブレーキ制御装置では、図１のクレーム対応図
に示すように、ブレーキペダルａへのブレーキ踏力に応
じたマスタシリンダ圧を発生するマスタシリンダｂと、
マスタシリンダ圧による力とソレノイド推力との差に応
じて外部液圧源ｃからの供給圧を各輪のホイールシリン
ダｄへの制御圧に調圧する電子油圧制御弁ｅと、を備え
たブレーキ制御装置において、前記ブレーキペダルａと
マスタシリンダｂとの間に、マスタシリンダｂ側の第１
ロッドｆ１と、ブレーキペダルａ側の第２ロッドｆ２
と、第１ロッドｆ１と第２ロッドｆ２との間に介装され
るスプリングｆ３を有し、スプリング変位が所定変位量
に満たないとペダル踏力がスプリングｆ３を介してマス
タシリンダｂに入力され、所定変位量以上となると第１
ロッドｆ１と第２ロッドｆ２が接触し、ペダル踏力がマ
スタシリンダｂに直接入力されるように、両ロッドｆ
１，ｆ２間の隙間とスプリングｆ３のばね定数を設定し
たペダルフィーリング調整機構ｆを設けたことを特徴と
する。

【０００９】

【作用】システム正常時にブレーキ操作を行なうと、ブ
レーキペダルａに加えられた踏力は、第２ロッドｆ２→
スプリングｆ３→第１ロッドｆ１を介してマスタシリン
ダｂに入力され、この入力により発生するマスタシリン
ダ圧が電子油圧制御弁ｅに供給される。電子油圧制御弁
ｅにおいては、外部液圧源ｃからの供給圧をマスタシリ
ンダ圧による力とソレノイド推力との差に応じて制御圧
に調圧し、この制御圧がホイールシリンダｄへ送られ、
ブレーキ力を発生する。

【００１０】このブレーキ操作時、ブレーキペダルａと
マスタシリンダｂとの間に設けられたペダルフィーリン
グ調整機構ｆにより、スプリングｆ３の変位によりブレ
ーキペダルａのストロークが許容されることで、ダンパ
ピストンを用いないでもペダル板踏み感の解消ペダル板
踏み感の解消が図られる。ここで、両ロッドｆ１，ｆ２
間の隙間の設定やスプリングｆ３のばね定数の設定によ
り、端にペダル板踏み感を解消するにとどまらず、ブレ
ーキ操作時のペダルフィーリングを良好にすることがで
きる。

【００１１】システム異常状態では、外部液圧源ｃから
電子油圧制御弁ｅへの液圧供給が絶たれ、マスタシリン
ダｂにより発生する液量はホイールシリンダｄへそのま
ま送られる。

【００１２】この時、ブレーキペダルａをペダルフィー
リング調整機構ｆの両ロッドｆ１，ｆ２間の隙間を無く
すまで踏み込むと、第１ロッドｆ１と第２ロッドｆ２が
接触し、ペダル踏力がマスタシリンダｂに直接入力され
ることになり、ペダルストロークを過大とすることな
く、十分なホイールシリンダ圧を得るために必要な液量
を出すマスタシリンダｂのストロークが確保される。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１４】まず、構成を説明する。

【００１５】図２は本発明実施例のブレーキ制御装置を
示す全体システム図である。

【００１６】まず、主な構成を説明すると、図２におい
て、１はパイロット弁、２はメイン弁、３はポンプ（外
部液圧源ｃに相当）、４はフェイルセーフ弁、５は供給
圧カット弁、６は圧力切換弁、７はブレーキペダル、８
はマスタシリンダ、９はホイールシリンダ、１０はペダ
ルフィーリング調整機構、２０は車輪速センサ、２１は
コントローラ、２２はソレノイド駆動回路である。

【００１７】前記マスタシリンダ８は、ブレーキペダル
７へのブレーキ踏力に応じたマスタシリンダ圧を発生す
る。

【００１８】前記パイロット弁１とメイン弁２により電
子油圧制御弁が構成され、ポンプ３からの供給圧をホイ
ールシリンダ９への制御圧に調圧する。

【００１９】前記パイロット弁１は、マスタシリンダ圧
を受けるパイロットピン１ａと、該パイロットピン１ａ
からの力をスプール１ｂに伝えるバネ１ｃとを有し、供
給圧カット弁５からの供給圧をマスタシリンダ圧に応じ
たパイロット圧に調圧する。

【００２０】前記メイン弁２は、パイロット圧を受ける
パイロット圧入力ピン２ａと、該入力ピン２ａからの力
が増圧方向に加えられ、ソレノイド２ｂによる推力が減
圧方向に加えられるスプール２ｃと、該スプール２ｃを
両端から付勢するバネ２ｄ，２ｅとを有し、供給圧カッ
ト弁５からの供給圧をパイロット圧による力とソレノイ
ド推力との差に応じた制御圧に調圧する。

【００２１】前記供給圧カット弁５は、マスタシリンダ
圧を受けるパイロットピン５ａと、該パイロットピン５
ａからの力により前記パイロット弁１及びメイン弁２へ
の供給圧を開閉するスプール５ｂと、マスタシリンダ圧
に抗するようにスプール５ｂに力を働かせるバネ５ｃと
を有し、マスタシリンダ圧がパイロットピン５ａに作用
している時は供給圧をパイロット弁１及びメイン弁２へ
供給し、マスタシリンダ圧がパイロットピン５ａに作用
していない時はパイロット弁１及びメイン弁２への供給
圧をカットする。

【００２２】前記圧力切換弁６は、フェイルセーフ弁４
を介したポンプ３からの供給圧が正常値よりも下がる
と、メイン弁２からホイールシリンダ９への油路を遮断
し、マスタシリンダ８からホイールシリンダ９への油路
を連通する。

【００２３】図３はブレーキペダル部を示す側面図、図
４はペダルフィーリング調整機構１０を示す図である。

【００２４】図３において、７はブレーキペダル、８は
マスタシリンダ、１０はペダルフィーリング調整機構、
１１はペダル支持用ブラケット、１２はマスタシリンダ
用ブラケット、１３はエンジンルームと車室間の隔壁、
１４はクレビス、１５はクレビスピン、１６はペダル支
持ピンである。

【００２５】前記ペダルフィーリング調整機構１０の一
端部は、マスタシリンダ８の入力部８ａに嵌入接触によ
り連結され、他端部は、クレビス１４を介してクレビス
ピン１５によりブレーキペダル７に連結されている。前
記マスタシリンダ８はマスタシリンダ用ブラケット１２
に固定され、該ブラケット１２は隔壁１３に固定されて
いる。前記ブレーキペダル７は、ペダル支持ピン１６を
介してペダル支持用ブラケット１１に揺動可能に連結さ
れ、該ブラケット１１は隔壁１３に固定されている。以
上の構成により、ペダル踏力は、ブレーキペダル７→ク
レビスピン１５→クレビス１４→ペダルフィーリング調
整機構１０を介してマスタシリンダ６へ伝達される。

【００２６】図４において、ペダルフィーリング調整機
構１０は、マスタシリンダ８側の第１ロッド１０ａと、
ブレーキペダル７側の第２ロッド１０ｂと、第１ロッド
１０ａと第２ロッド１０ｂとの間の外側に介装される第
１スプリング１０ｃと、第１ロッド１０ａと第２ロッド
１０ｂとの間の内側に介装される第２スプリング１０ｄ
とを有して構成されている。ここで、第１スプリング１
０ｃは、ペダル踏力ゼロの時に両ロッド１０ａ，１０ｂ
に接触しており、両ロッド１０ａ，１０ｂ間に隙間Ｌ２
が設定され、そのばね定数はＫ１に設定されている。第
２スプリング１０ｄは、第１スプリング１０ｃの変位量
がＬ１（＜Ｌ２）に達しないと両ロッド１０ａ，１０ｂ
に接触しないようにフリースプリング状態で内挿配置さ
れ、そのばね定数はＫ２に設定されている。

【００２７】次に、作用を説明する。

【００２８】［ペダルフィーリング調整作用］ブレーキ
ペダル７に踏力が加わると、クレビス１４から第２ロッ
ド１０ｂへ力が伝わり、第１スプリング１０ｃが押し縮
められ、第１ロッド１０ａによりマスタシリンダ８へ力
が入力される。ここで、第２ロッド１０ｂの変位をｘ，
第１ロッド１０ａに変位をｙ，ｘ−ｙ＝ｚとすると、ｚ
＜Ｌ１の間は第１スプリング１０ｃによってのみ力が伝
わる。さらに踏力が加えられ、ｚ＝Ｌ１となると、第２
ロッド１０ｂは第２スプリング１０ｄと接し、以降、Ｌ
１≦ｚ＜Ｌ２の間では、両スプリング１０ｃ，１０ｄに
より力が伝わる。

【００２９】このように２つのスプリング１０ｃ，１０
ｄを組み合わせることにより、ばね定数が非線形となる
ことで、スプリングが１つの時よりも良好なペダルフィ
ーリングが得られる。

【００３０】そして、踏力が増加しｚ＝Ｌ２となると、
第１ロッド１０ａのストッパ面１０ｅと第２ロッド１０
ｂのストッパ面１０ｆが接するため、第２ロッド１０ｂ
に加えられた力は、直接第１ロッド１０ａに伝わる。

【００３１】尚、ｚ＝Ｌ１となる時、第２ロッド１０ｂ
に加わる力ＦをＦ１とし、ｚ＝Ｌ２となる時、第２ロッ
ド１０ｂに加わる力ＦをＦ２とすると、スプリング変位
ｚに対する第２ロッド力Ｆの関係は、図５に示すように
なる。

【００３２】また、第１スプリング１０ｃのばね定数Ｋ
１は、 Ｋ１＝Ｆ１／Ｌ１ …(1) 第２スプリング１０ｄのばね定数Ｋ２は、Ｌ１≦ｚ＜Ｌ
２における両スプリング１０ｃ，１０ｄの剛性ばね定数
をＫ３とすると、 Ｋ１＋Ｋ２＝Ｋ３ Ｋ３＝（Ｆ２−Ｆ１）／（Ｌ２−Ｌ１） …(2) であるため、 Ｋ２＝Ｋ３−Ｋ１＝（Ｆ２−Ｆ１）／（Ｌ２−Ｌ１）−Ｆ１／Ｌ１ …(3) で定められる。

【００３３】［通常制動時］通常の制動時で倍力機能が
働いている時のペダル踏力について説明する。

【００３４】この場合、マスタシリンダ８の負荷は、パ
イロット弁１と供給圧カット弁５であり、パイロットピ
ン１ａ，５ａのわずかなストロークはあるものの液圧剛
性が非常に高いため、第１ロッド１０ａはほとんど変位
しない。

【００３５】したがって、ｙ≒０とすると、第２ロッド
１０ｂの変位ｘ＝ｚである。

【００３６】また、ブレーキペダル７の踏面の変位を
Ｓ、ここに加わる踏力をＷ、ペダル比をＰとすると、ペ
ダルストロークＳとペダル踏力Ｗは、下記の式で表され
る。

【００３７】 Ｓ＝Ｐ・ｘ＋Ｌ０ Ｗ＝Ｆ／Ｐ …(4) ここで、Ｌ０はガタによるむだストロークである。

【００３８】ｘ＝ｚとすると、(4) 式及び図５から、倍
力機能が働く時のペダルストロークＳに対するペダル踏
力Ｗの関係は、図６に示す特性により表される。

【００３９】ここで、一般的には、Ｌ０≒２０mm，ＰＬ
２＋Ｌ０＝８０mm，Ｆ２／Ｐ＝３０kgf ，Ｐ＝４程度の
値となるため、Ｌ２＝１５mm，Ｆ２＝１２０kgf とな
る。

【００４０】［倍力機能失陥時］フェイルセーフ弁がＯ
ＦＦとなり、圧力切換弁６がメイン弁２からホイールシ
リンダ９を連通を遮断する側に切り換えられる倍力機能
失陥時には、マスタシリンダ８からホイールシリンダ９
へ直接に液圧が加えられる。

【００４１】この時の第１ロッド１０ａの変位特性は、
図７の（ａ）特性に示す特性となる。この曲線は、ホイ
ールシリンダ４輪分の供給液量と圧力の関係から決めら
れる。尚、ｙの最大値Ｌ３は、マスタシリンダ８の最大
ストロークに等しく、その値は１５mm程度である。ま
た、最大ホイールシリンダ圧を１４０kgf/cm² とする
と、マスタシリンダ８の断面積は５cm² であるため、両
ロッド１０ａ，１０ｂに加えられる最大力Ｆ３は、１４
０kgf/cm² ×５cm² ＝７００kgf となる。

【００４２】また、ｘ＝ｙ＋ｚであるため、第２ロッド
１０ｂの変位ｘは、図５から図７の（ｃ）特性に示す特
性で表される。この時のｘの最大ストロークＬ４は、Ｌ
４＝Ｌ２＋Ｌ３となるため、その値は３０mmとなる。

【００４３】また、ブレーキペダル７の踏面のストロー
クＳとペダル踏力Ｗの関係は、図７の（ｃ）と(4) 式か
ら図８にように表される。ここで、ペダルストロークＳ
の最大値ＰＬ４＋Ｌ０は１４０mmとなる。この値は、現
状のブレーキペダルの最大ストロークとほぼ同じであ
る。

【００４４】したがって、上記の構成により、現状のブ
レーキペダルとマスタシリンダを用いて、倍力時のペダ
ルフィーリングを確保しつつ、且つ、倍力機能失陥時の
制動力を得ることが可能となる。

【００４５】［供給圧カット弁作用］供給圧カット弁５
は、マスタシリンダ圧がパイロットピン５ａに作用して
いる時は供給圧をパイロット弁１及びメイン弁２へ供給
し、マスタシリンダ圧がパイロットピン５ａに作用して
いない時はパイロット弁１及びメイン弁２への供給圧を
カットする。よって、非制動時に制御圧系へのリーク流
量を減らす機能を持つことになる。

【００４６】次に、効果を説明する。

【００４７】実施例装置にあっては、下記に列挙する効
果が併せて達成される。

【００４８】（１）ブレーキペダル７とマスタシリンダ
８との間に、マスタシリンダ８側の第１ロッド１０ａ
と、ブレーキペダル７側の第２ロッド１０ｂと、第１ロ
ッド１０ａと第２ロッド１０ｂとの間に介装される第１
スプリング１０ｃ，第２スプリング１０ｄを有し、スプ
リング変位ｚが所定変位量Ｌ１に満たないとペダル踏力
が第１スプリング１０ｃを介してマスタシリンダ８に入
力され、スプリング変位ｚがＬ１≦ｚ＜Ｌ２の時には両
スプリング１０ｃ，１０ｄを介してマスタシリンダ８に
入力され、スプリング変位ｚが所定変位量Ｌ２以上とな
ると第１ロッド１０ａと第２ロッド１０ｂが接触し、ペ
ダル踏力がマスタシリンダ８に直接入力されるように、
両ロッド１０ａ，１０ｂ間の隙間Ｌ１，Ｌ２とスプリン
グ１０ａ，１０ｂのばね定数Ｋ１，Ｋ２を設定したペダ
ルフィーリング調整機構１０を設けた装置としたため、
ダンパピストンの省略によりシステムを簡素化しながら
ペダル板踏み感の解消とフェイル時のブレーキ力確保を
達成できる。

【００４９】特に、スプリングとして第１スプリング１
０ｃと第２スプリング１０ｄを用い、これらを組み合わ
せることで非線形のばね定数を得るようにしているた
め、違和感のない良好なペダルフィーリングが確保され
る。

【００５０】（２）油圧制御弁を、パイロット弁１ａと
メイン弁１ｂとの２つに分割し、メイン弁１ｂの構成を
摺動シールを有さない構成としたため、メイン弁１ｂで
の油圧制御時にメイン弁スプール２６のヒステリシス損
失を低減できる。

【００５１】（３）ブレーキ制御システムに、マスタシ
リンダ圧がパイロットピン１８に作用している時は供給
圧をパイロット弁１及びメイン弁２へ供給し、マスタシ
リンダ圧がパイロットピン５ａに作用していない時はパ
イロット弁１及びメイン弁２への供給圧をカットする供
給圧カット弁５を設けたため、非制動時に制御圧系への
リーク流量を減らすことができる。

【００５２】以上、実施例を図面により説明してきた
が、具体的な構成は実施例に限られるものではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加等があ
っても本発明に含まれる。

【００５３】例えば、実施例装置では、電子油圧制御弁
としてパイロット弁とメイン弁による例を示したが、特
開平５−３９０２５号公報に記載されているように１つ
の電子油圧制御弁を持つシステムにも適用できるし、ま
た、供給圧カット弁を持たないシステムにも適用するこ
とができる。

【００５４】また、実施例ではスプリングとして、コイ
ルスプリングタイプのものを示したが、ゴムスプリング
等の他の形式のスプリングやコイルスプリングとゴムス
プリングを組み合わせるような複合形式のものを用いて
もよい。

【００５５】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明のブレ
ーキ制御装置にあっては、ブレーキペダルとマスタシリ
ンダとの間に、マスタシリンダ側の第１ロッドと、ブレ
ーキペダル側の第２ロッドと、第１ロッドと第２ロッド
との間に介装されるスプリングを有し、スプリング変位
が所定変位量に満たないとペダル踏力がスプリングを介
してマスタシリンダに入力され、所定変位量以上となる
と第１ロッドと第２ロッドが接触し、ペダル踏力がマス
タシリンダに直接入力されるように、両ロッド間の隙間
とスプリングのばね定数を設定したペダルフィーリング
調整機構を設けた装置としたため、システムを簡素化し
ながらペダル板踏み感の解消とフェイル時のブレーキ力
確保を達成できるブレーキ制御装置を提供することがで
きるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のブレーキ制御装置を示すクレーム対応
図である。

【図２】実施例のブレーキ制御装置を示す全体システム
図である。

【図３】実施例装置のブレーキペダル部を示す側面図で
ある。

【図４】実施例装置のペダルフィーリング調整機構を示
す図である。

【図５】実施例装置でのスプリング変位に対する第２ロ
ッドに加わる力の関係を示す特性図である。

【図６】実施例装置でのペダルストロークに対するペダ
ル踏力の関係を示す特性図である。

【図７】実施例装置での倍力機能失陥時におけるロッド
作用力特性図である。

【図８】実施例装置での倍力機能失陥時におけるペダル
ストロークに対するペダル踏力の関係を示す特性図であ
る。

【図９】従来のブレーキ制御装置を示す全体システム図
である。

【符号の説明】

ａ ブレーキペダル ｂ マスタシリンダ ｃ 外部液圧源 ｄ ホイールシリンダ ｅ 電子油圧制御弁 ｆ ペダルフィーリング調整機構 ｆ１ 第１ロッド ｆ２ 第２ロッド ｆ３ スプリング

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブレーキペダルへのブレーキ踏力に応じ
   たマスタシリンダ圧を発生するマスタシリンダと、 マスタシリンダ圧による力とソレノイド推力との差に応
   じて外部液圧源からの供給圧を各輪のホイールシリンダ
   への制御圧に調圧する電子油圧制御弁と、 を備えたブレーキ制御装置において、 前記ブレーキペダルとマスタシリンダとの間に、マスタ
   シリンダ側の第１ロッドと、ブレーキペダル側の第２ロ
   ッドと、第１ロッドと第２ロッドとの間に介装されるス
   プリングを有し、スプリング変位が所定変位量に満たな
   いとペダル踏力がスプリングを介してマスタシリンダに
   入力され、所定変位量以上となると第１ロッドと第２ロ
   ッドが接触し、ペダル踏力がマスタシリンダに直接入力
   されるように、両ロッド間の隙間とスプリングのばね定
   数を設定したペダルフィーリング調整機構を設けたこと
   を特徴とするブレーキ制御装置。