JP2009090878A - Brake operating force detection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マスタシリンダを作動させるブレーキ操作子の操作力を検出するブレーキ操作力検出装置に関する。 The present invention relates to a brake operation force detection device that detects an operation force of a brake operator that operates a master cylinder.
車体に固定した基台部に上端を枢支したアーム部と、アーム部の下端に設けた操作ペダル部とでブレーキペダルを構成し、操作ペダル部と基台部との間に荷重センサ(ロードセル)を配置することで、運転者が操作ペダル部を踏む踏力を荷重センサにより検出するものが、下記特許文献1により公知である。
ところで、ブレーキペダルの内部にロードセルを組み込んで踏力を検出する場合、ロードセルを用いることでコストが増加する問題があった。 By the way, when a load cell is incorporated in the inside of a brake pedal and pedaling force is detected, there exists a problem that cost increases by using a load cell.
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、ロードセルを用いずにブレーキ操作子の操作力を求めることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to obtain an operation force of a brake operator without using a load cell.
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、マスタシリンダを作動させるブレーキ操作子の操作力を検出するブレーキ操作力検出装置において、前記ブレーキ操作子から前記マスタシリンダへのブレーキ操作力の伝達経路に配置されて該ブレーキ操作力により圧縮される弾性体と、前記ブレーキ操作子の移動量を検出するブレーキ操作子移動量センサと、前記マスタシリンダのピストンの移動量を検出するピストン移動量センサと、前記ブレーキ操作子の移動量および前記マスタシリンダのピストンの移動量から前記弾性体の圧縮量を算出するとともに、前記圧縮量から前記ブレーキ操作力を算出する操作力算出手段とを備えることを特徴とするブレーキ操作力検出装置が提案される。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, in the brake operation force detection device that detects the operation force of the brake operation element that operates the master cylinder, the brake operation element to the master cylinder. An elastic body that is disposed in the transmission path of the brake operation force and is compressed by the brake operation force, a brake operation element movement amount sensor that detects a movement amount of the brake operation element, and a movement amount of the piston of the master cylinder. Calculates the compression amount of the elastic body from the detected piston movement amount sensor, the movement amount of the brake operator and the movement amount of the piston of the master cylinder, and calculates the brake operation force from the compression amount. And a brake operating force detecting device.
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、前記ピストン移動量センサは、前記マスタシリンダが発生するブレーキ液圧から前記ピストンの移動量を検出することを特徴とするブレーキ操作力検出装置が提案される。 According to a second aspect of the invention, in addition to the configuration of the first aspect, the piston movement amount sensor detects the movement amount of the piston from the brake fluid pressure generated by the master cylinder. A brake operation force detection device is proposed.
尚、実施の形態のブレーキペダル11は本発明のブレーキ操作子に対応し、実施の形態の第1ピストン32は本発明のピストンに対応し、実施の形態のブレーキペダル移動量センサSdは本発明のブレーキ操作子移動量センサに対応し、実施の形態の電子制御ユニットUは本発明の操作力算出手段に対応する。
The
請求項1の構成によれば、ブレーキ操作子からマスタシリンダへの踏力の伝達経路に配置されてブレーキ操作力により圧縮される弾性体の圧縮量を、ブレーキ操作子移動量センサで検出したブレーキ操作子の移動量と、ピストン移動量センサで検出したマスタシリンダのピストンの移動量とから算出し、この弾性体の圧縮量からブレーキ操作力を算出するので、ロードセルを用いずにブレーキ操作力を算出することが可能になってコストダウンが可能になる。 According to the configuration of the first aspect of the present invention, the brake operation in which the compression amount of the elastic body arranged in the transmission path of the pedaling force from the brake operator to the master cylinder and compressed by the brake operation force is detected by the brake operator movement amount sensor. Calculated from the movement amount of the child and the movement amount of the piston of the master cylinder detected by the piston movement amount sensor, and the brake operation force is calculated from the compression amount of this elastic body, so the brake operation force is calculated without using the load cell. This makes it possible to reduce costs.
また請求項2の構成によれば、ピストン移動量センサが、マスタシリンダが発生するブレーキ液圧からピストンの移動量を検出するので、ブレーキ装置に既存のブレーキ液圧センサを利用することが可能になって更なるコストダウンが可能になる。 According to the second aspect of the present invention, since the piston movement amount sensor detects the movement amount of the piston from the brake fluid pressure generated by the master cylinder, the existing brake fluid pressure sensor can be used for the brake device. Thus, further cost reduction becomes possible.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1および図2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である。 FIG. 1 and FIG. 2 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a hydraulic system diagram when the vehicle brake device is normal, and FIG. 2 is a hydraulic system diagram when there is an abnormality corresponding to FIG. .
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出口ポート12a,12bを備えており、第1出口ポート12aは左前輪または右後輪のディスクブレーキ装置13に接続されるとともに、第2出口ポート12bは右前輪または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出口ポート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出口ポート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出口ポート12aに連なる一方のブレーキ系統について説明する。
As shown in FIG. 1, the
マスタシリンダ10の第1出口ポート12aとディスクブレーキ装置13のホイールシリンダ14とが液路17a〜17fで接続される。液路17c,17d間に常開型電磁弁である踏力遮断弁15が配置され、液路17e,17f間から分岐する液路17g,17hに常閉型電磁弁よりなるモータシリンダ遮断弁16を介してモータシリンダ19が配置される。モータシリンダ19はシリンダ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、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。
The
液路17b,17c間から分岐する液路17i、17jの下流端に接続されたストロークシミュレータ25は、シリンダ26にスプリング27で付勢されたピストン28を摺動自在に嵌合させたもので、ピストン28の反スプリング27側に形成された液室29が液路17jに連通する。液路17i,17j間には、常閉型電磁弁である反力許可弁30が配置される。
A
マスタシリンダ10は、シリンダ31に摺動自在に嵌合する第1ピストン32および第2ピストン33を備えており、第1ピストン32の前方に形成された第1液室34に第1スプリング35が配置され、第2ピストン33の前方に形成された第2液室36に第2スプリング37が配置される。第1液室34にはリザーバ38に連なる第1入口ポート39aおよび前記第1出口ポート12aが形成され、第2液室36にはリザーバ38に連なる第2入口ポート39bおよび前記第2出口ポート12bが形成される。
The
第1ピストン32からシリンダ31の外部に突出するピストンロッド40の先端に弾性体41が収納された凹部40aが形成されており、この凹部40aに一端が嵌合するプッシュロッド42の他端がブレーキペダル11に接続される。
A
ピストンロッド40にはピストン移動量センサScが設けられる。ピストン移動量センサScは、ピストンロッド40の周囲を囲むように配置されたコイル43と、ピストンロッド40の一部に設けられた磁性体44とで構成されており、前記磁性体44の透磁率はピストンロッド40の透磁率と異なるように設定される。ピストン移動量センサScは、第1ピストン32、つまりピストンロッド40と共に磁性体44が移動すると、コイル43のインダクタンスが変化することで、第1ピストン32の位置(移動量)を検出することができる。
The
またブレーキペダル11の上端を枢支するの支軸45に、ブレーキペダル11の移動量を検出するブレーキペダル移動量センサSdが接続される。ブレーキペダル移動量センサSdは、例えばポテンショメータで構成される。
A brake pedal movement amount sensor Sd that detects the movement amount of the
踏力遮断弁15、モータシリンダ遮断弁16、反力許可弁30およびモータシリンダ19の電動モータ22の作動を制御するとともに、運転者がブレーキペダル11に加える踏力を算出する電子制御ユニットUには、マスタシリンダ10が発生するブレーキ液圧を検出する液圧センサSaと、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、前記ピストン移動量センサScと、前記ブレーキペダル移動量センサSdとが接続される。
The electronic control unit U that controls the operation of the
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。 Next, the operation of the embodiment of the present invention having the above configuration will be described.
図1に示す正常時には、電子制御ユニットUからの指令で踏力遮断弁15、モータシリンダ遮断弁16および反力許可弁30のソレノイドが励磁され、踏力遮断弁15が閉弁してマスタシリンダ10およびホイールシリンダ14間の連通を遮断し、モータシリンダ遮断弁16が開弁してモータシリンダ19およびホイールシリンダ14間を連通させ、反力許可弁30が開弁してマスタシリンダ10およびストロークシミュレータ25間を連通させる。この状態で運転者がブレーキペダル11を踏み込んでマスタシリンダ10がブレーキ液圧を発生すると、閉弁した踏力遮断弁15の上流側のブレーキ液圧を液圧センサSaが検出する。電子制御ユニットUは、液圧センサSaが検出したブレーキ液圧に応じたブレーキ液圧を閉弁した踏力遮断弁15の下流側に発生させるべく、モータシリンダ19を作動させる。
In the normal state shown in FIG. 1, the pedal force shut-off
その結果、モータシリンダ19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,17g,17fを介してホイールシリンダ14に伝達されて前輪が制動される。このとき、閉弁した踏力遮断弁15の下流側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前記液圧センサSaで検出したブレーキ液圧に応じた液圧にな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。
As a result, the driving force of the
正常時に運転者がブレーキペダル11を踏んでマスタシリンダ10がブレーキ液圧を発生すると、そのブレーキ液圧がストロークシミュレータ25の液室29に伝達されてピストン28がスプリング27の弾発力に抗して移動することで、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の駆動力でディスクブレーキ装置13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を作動させているのと同等の操作フィーリングを得ることができる。
When the driver depresses the
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に示すように踏力遮断弁15が開弁してマスタシリンダ10およびホイールシリンダ14間が連通し、モータシリンダ遮断弁16が閉弁してモータシリンダ19およびホイールシリンダ14間の連通が遮断され、反力許可弁30が閉弁してマスタシリンダ10およびストロークシミュレータ25間の連通が遮断される。その結果、運転者がブレーキペダル11を踏み込んでマスタシリンダ10が発生したブレーキ液圧は、開弁した踏力遮断弁15を介してホイールシリンダ14に伝達さる。
On the other hand, when the power supply is lost due to battery disconnection or the like, as shown in FIG. 2, the pedal force shut-off
これと同時に、反力許可弁30の閉弁によりストロークシミュレータ25とマスタシリンダ10との連通が遮断されるため、ストロークシミュレータ25は機能を停止する。その結果、ブレーキペダル11のストロークが不必要に増加して運転者に違和感を与えるのを防止することができ、しかもマスタシリンダ10が発生したブレーキ液圧はストロークシミュレータ25に吸収されることなくホイールシリンダ14に伝達され、高い応答性で制動力を発生させることができる。
At the same time, since the communication between the
しかして、電源が失陥して踏力遮断弁15、モータシリンダ遮断弁16、反力許可弁30およびモータシリンダ19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ホイールシリンダ14を支障なく作動させることができ、これにより異常時に車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。
Thus, even if the power source fails and the pedal
また電子制御ユニットUは、ピストン移動量センサScで検出したマスタシリンダ10の第1ピストン32の移動量と、ブレーキペダル移動量センサSdで検出したブレーキペダル11の移動量(回転角)とに基づいて、運転者のブレーキ操作によりブレーキペダル11に加わる踏力を算出する。
Further, the electronic control unit U is based on the movement amount of the
ブレーキペダル11に加えられる踏力がマスタシリンダ10のピストンロッド40に伝達される経路に配置された弾性体41は、前記踏力を受けて圧縮変形する。弾性体41の弾性係数をkとし、弾性体41の圧縮量をXとすると、踏力FはF=k×Xにより算出される。弾性体41の圧縮量Xは、弾性体41を前後から挟むピストンロッド40およびプッシュロッド42の移動量の差として算出可能であり、前記ピストンロッド40の移動量はピストン移動量センサScにより直接算出することができ、前記プッシュロッド42の移動量はブレーキペダル移動量センサSdで検出したブレーキペダル11の回転角と、ブレーキペダル11およびプッシュロッド42の幾何学的な関係から間接的に算出することができる。
The
以上のように、本実施の形態によれば、ロードセルを必要とせずにブレーキペダル11の踏力を検出することができるので、ロードセルを使用する場合に比べてコストダウンが可能になる。
As described above, according to the present embodiment, the pedaling force of the
次に、本発明の第2の実施の形態を説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described.
第2の実施の形態は、図1においてピストン移動量センサScを廃止し、その代わりにマスタシリンダ10が発生するブレーキ液圧を検出する液圧センサSaの出力を使用する。即ち、マスタシリンダ10の第1液室34に発生したブレーキ液圧は、第1液室34に臨む第1ピストン32の移動量の関数であり、前記ブレーキ液圧および前記移動量の関係は予め実験的に求めることができる。従って、液圧センサSaで検出したブレーキ液圧からマスタシリンダ10の第1ピストン32の移動量を求めることができ、ピストン移動量センサScを廃止しても既存の液圧センサSaを用いてブレーキペダル11の踏力を検出することができるため、更なるコストダウンが可能になる。
In the second embodiment, the piston movement amount sensor Sc in FIG. 1 is eliminated, and the output of the hydraulic pressure sensor Sa that detects the brake hydraulic pressure generated by the
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。 The embodiments of the present invention have been described above, but various design changes can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、実施の形態ではBBW式のブレーキ装置を例示したが、本発明はモータシリンダ19を備えていないコンベンショナルなブレーキ装置にも適用することができる。
For example, in the embodiment, a BBW type brake device is illustrated, but the present invention can also be applied to a conventional brake device that does not include the
またブレーキ操作子はブレーキペダル11に限定されず、手で操作されるブレーキレバー等であっても良い。
The brake operator is not limited to the
10 マスタシリンダ
11 ブレーキペダル(ブレーキ操作子)
32 第1ピストン(ピストン)
41 弾性体
Sc ピストン移動量センサ
Sd ブレーキペダル移動量センサ(ブレーキ操作子移動量センサ)
U 電子制御ユニット(操作力算出手段)
10
32 First piston (piston)
41 Elastic body Sc Piston movement amount sensor Sd Brake pedal movement amount sensor (brake operator movement amount sensor)
U Electronic control unit (operating force calculation means)
Claims (2)
前記ブレーキ操作子(11)から前記マスタシリンダ(10)へのブレーキ操作力の伝達経路に配置されて該ブレーキ操作力により圧縮される弾性体(41)と、
前記ブレーキ操作子(11)の移動量を検出するブレーキ操作子移動量センサ(Sd)と、
前記マスタシリンダ(10)のピストン(32)の移動量を検出するピストン移動量センサ(Sc)と、
前記ブレーキ操作子(11)の移動量および前記マスタシリンダ(10)のピストン(32)の移動量から前記弾性体(41)の圧縮量を算出するとともに、前記圧縮量から前記ブレーキ操作力を算出する操作力算出手段(U)と、
を備えることを特徴とするブレーキ操作力検出装置。 In the brake operation force detection device that detects the operation force of the brake operator (11) that operates the master cylinder (10),
An elastic body (41) disposed in a transmission path of a brake operation force from the brake operator (11) to the master cylinder (10) and compressed by the brake operation force;
A brake operator movement amount sensor (Sd) for detecting the movement amount of the brake operator (11);
A piston movement amount sensor (Sc) for detecting a movement amount of the piston (32) of the master cylinder (10);
The amount of compression of the elastic body (41) is calculated from the amount of movement of the brake operator (11) and the amount of movement of the piston (32) of the master cylinder (10), and the brake operating force is calculated from the amount of compression. Operating force calculation means (U) to perform,
A brake operation force detection device comprising:
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JP2012002543A (en) * | 2010-06-14 | 2012-01-05 | Panasonic Electric Works Co Ltd | Sensor device |
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2007
- 2007-10-10 JP JP2007264874A patent/JP2009090878A/en active Pending
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