JP2010241314A - Bbw式ブレーキ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 BBW式ブレーキ装置において、マスタシリンダのピストンの固着現象によりペダルフィーリングが極端に変化する可能性を最小限に抑える。
【解決手段】 BBW式ブレーキ装置のタンデム型のマスタシリンダ11のブレーキペダル12から遠い側のプライマリ液圧室13Bと、ブレーキペダル12に近い側のセカンダリ液圧室13Aとのうち、前記セカンダリ液圧室13Aにストロークシミュレータ26を接続したので、マスタシリンダ11のプライマリピストン67Bが固着した場合でも、ストロークシミュレータ26に接続されたセカンダリ液圧室13Aは容積の縮小が可能であるため、セカンダリ液圧室13Aに臨むセカンダリピストン67Aが前進可能になり、よってセカンダリピストン67Aに接続されブレーキペダル12の踏込みが可能になって運転者の違和感を解消することができる。
【選択図】 図1
【解決手段】 BBW式ブレーキ装置のタンデム型のマスタシリンダ11のブレーキペダル12から遠い側のプライマリ液圧室13Bと、ブレーキペダル12に近い側のセカンダリ液圧室13Aとのうち、前記セカンダリ液圧室13Aにストロークシミュレータ26を接続したので、マスタシリンダ11のプライマリピストン67Bが固着した場合でも、ストロークシミュレータ26に接続されたセカンダリ液圧室13Aは容積の縮小が可能であるため、セカンダリ液圧室13Aに臨むセカンダリピストン67Aが前進可能になり、よってセカンダリピストン67Aに接続されブレーキペダル12の踏込みが可能になって運転者の違和感を解消することができる。
【選択図】 図1
Description
本発明は、運転者のブレーキペダルの操作により作動するタンデム型のマスタシリンダと、前記マスタシリンダおよびホイールシリンダ間に配置されて電気的にブレーキ液圧を発生する電動ブレーキ液圧発生手段と、前記マスタシリンダが送出するブレーキ液を吸収して前記ブレーキペダルのストロークを可能にするストロークシミュレータとを備えるBBW式ブレーキ装置に関する。
運転者によるブレーキペダルの操作を電気信号に変換し、この電気信号に基づいて作動するスレーブシリンダ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るとともに、スレーブシリンダの失陥時のバックアップ用としてブレーキペダルで作動するタンデム型のマスタシリンダを設け、スレーブシリンダの正常時にはマスタシリンダが送出するブレーキ液をストロークシミュレータで吸収することでブレーキペダルのストロークを可能にする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。
ところで上記従来のものは、本願明細書の「発明を実施するための形態」の欄で詳述するように、ストロークシミュレータのピストン、マスタシリンダのプライマリピストンおよびマスタシリンダのセカンダリピストンの何れが固着した場合であっても、マスタシリンダに接続されたブレーキペダルが液圧ロックされて踏込み不能になるため、ペダルフィーリングが極端に変化して運転者に違和感を与える可能性があった。
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、マスタシリンダのピストンの固着現象によりペダルフィーリングが極端に変化する可能性を最小限に抑え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、運転者のブレーキペダルの操作により作動するタンデム型のマスタシリンダと、前記マスタシリンダおよびホイールシリンダ間に配置されて電気的にブレーキ液圧を発生する電動ブレーキ液圧発生手段と、前記マスタシリンダが送出するブレーキ液を吸収して前記ブレーキペダルのストロークを可能にするストロークシミュレータとを備え、前記マスタシリンダおよび前記電動ブレーキ液圧発生手段の連通を遮断した状態で、前記電動ブレーキ液圧発生手段が前記ブレーキペダルの操作に応じたブレーキ液圧を発生して前記ホイールシリンダを作動させるBBW式ブレーキ装置において、前記マスタシリンダは、前記ブレーキペダルから遠い側のプライマリピストンと、前記ブレーキペダルに近い側のセカンダリピストンと、前記プライマリピストンの前方に区画されたプライマリ液圧室と、前記プライマリピストンの後方であって前記セカンダリピストンの前方に区画されたセカンダリ液圧室とを備え、前記ストロークシミュレータは前記セカンダリ液圧室に接続され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、前記ブレーキペダルと前記マスタシリンダとの間に踏力伝達部材および弾発部材が配置され、前記踏力伝達部材には前記ブレーキペダルが操作されても前記マスタシリンダが作動しない隙間が設定され、前記隙間が消滅する前は、前記ブレーキペダルに加えられた踏力が前記弾発部材を弾性変形させながら前記マスタシリンダに伝達されるとともに、前記隙間が消滅した後は、前記ブレーキペダルに加えられた踏力が前記踏力伝達部材を介して前記マスタシリンダに直接伝達されることを特徴とするBBW式ブレーキ装置が提案される。
尚、実施例のスレーブシリンダ23は本発明の電動ブレーキ液圧発生手段に対応し、実施の形態のプッシュロッド63は本発明の踏力伝達部材に対応し、実施の形態の反力スプリング66は本発明の弾発部材に対応する。
請求項1の構成によれば、BBW式ブレーキ装置のタンデム型のマスタシリンダのブレーキペダルから遠い側のプライマリ液圧室と、ブレーキペダルに近い側のセカンダリ液圧室とのうち、前記プライマリ液圧室にストロークシミュレータを接続したので、マスタシリンダのプライマリピストンが固着した場合でも、ストロークシミュレータに接続されたセカンダリ液圧室は容積の縮小が可能であるため、セカンダリ液圧室に臨むセカンダリピストンが前進可能になり、よってセカンダリピストンに接続されブレーキペダルの踏込みが可能になって運転者の違和感を解消することができる。
また請求項2の構成によれば、ブレーキペダルとマスタシリンダとの間に踏力伝達部材および弾発部材を配置し、踏力伝達部材にはブレーキペダルが操作されてもマスタシリンダが作動しない隙間を設定したので、ブレーキペダルがストロークして前記隙間が消滅するまでは、ブレーキペダルに加えられた踏力が弾発部材を弾性変形させながらマスタシリンダに伝達され、ブレーキペダルがストロークして前記隙間が消滅した後は、ブレーキペダルに加えられた踏力が踏力伝達部材を介してマスタシリンダに直接伝達される。従って、ブレーキペダルを操作したときに最初に発生するペダル反力をマスタシリンダではなく弾発部材により発生させることができ、弾発部材のばね定数やセット荷重を設定することでブレーキペダルのペダル反力を任意に調整してペダルフィーリングを向上させることができる。
以下、図1〜図3に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図1に示すように、タンデム型のマスタシリンダ11は、運転者がブレーキペダル12を踏む踏力に応じたブレーキ液圧を出力するセカンダリ液圧室13Aおよびプライマリ液圧室13Bを備えており、セカンダリ液圧室13Aは液路Pa,Pb,Pc,Pd,Peを介して例えば左前輪および右後輪のディスクブレーキ装置14,15のホイールシリンダ16,17に接続され、プライマリ液圧室13Bは液路Qa,Qb,Qc,Qd,Qeを介して例えば右前輪および左後輪のディスクブレーキ装置18,19のホイールシリンダ20,21に接続される。
液路Pa,Pb間に常開型電磁弁である開閉弁22Aが配置され、液路Qa,Qb間に常開型電磁弁である開閉弁22Bが配置され、液路Pb,Qbと液路Pc,Qcとの間にスレーブシリンダ23が配置される。またセカンダリ液圧室13Aから延びる液路Paから分岐する液路Ra,Rbには、常閉型電磁弁である反力許可弁25を介してストロークシミュレータ26が接続される。ストロークシミュレータ26は、シリンダ27にシミュレータスプリング28で付勢されたピストン29を摺動自在に嵌合させたもので、ピストン29の反シミュレータスプリング28側に形成された液圧室30が液路Rbに連通する。反力許可弁25をバイパスするように、ストロークシミュレータ26側からマスタシリンダ11側へのブレーキ液の流通のみを許可するチェックバルブ24が接続される。
スレーブシリンダ23のアクチュエータ51は、電動モータ52の回転軸に設けた駆動ベベルギヤ53と、駆動ベベルギヤ53に噛合する従動ベベルギヤ54と、従動ベベルギヤ54により作動するボールねじ機構55とを備える。アクチュエータハウジング56に一対のボールベアリング57,57を介してスリーブ58が回転自在に支持されており、このスリーブ58の内周に出力軸59が同軸に配置されるとともに、その外周に従動ベベルギヤ54が固定される。
スレーブシリンダ23のシリンダ本体36の内部に一対のリターンスプリング37A,37Bで後退方向に付勢されたセカンダリピストン38Aおよびプライマリピストン38Bが摺動自在に配置されており、セカンダリピストン38Aの前方にセカンダリ液圧室39Aが区画され、プライマリピストン38Bの前方にプライマリ液圧室39Bが区画される。セカンダリピストン38Aの後端に前記出力軸59の前端が当接する。セカンダリ液圧室39Aはポート40A,41Aを介して液路Pb,Pcに連通し、プライマリ液圧室39Bはポート40B,41Bを介して液路Qb,Qcに連通する。
ブレーキペダル12には、そのストロークを検出するストロークセンサSaが設けられ、液路Pcにはスレーブシリンダ23のセカンダリ液圧室39Aが発生するブレーキ液圧を検出する液圧センサSbが設けられる。ストロークセンサSaおよび液圧センサSbからの信号が入力される図示せぬ電子制御ユニットは、開閉弁22A,22B、反力許可弁25およびスレーブシリンダ23の作動を制御する。
図3から明らかなように、支点ピン61で上端を枢支されたブレーキペダル12の中間部に支点ピン62を介してプッシュロッド63の後端が枢支される。プッシュロッド63のブレーキペダル12側の端部に設けたスプリングシート64と、マスタシリンダ11のセカンダリピストン67Aの後端との間に、コイルスプリングよりなる反力スプリング66が縮設される。マスタシリンダ11のセカンダリ液圧室13Aの後方に配置したセカンダリピストン67Aはセカンダリリターンスプリング68Aで後方に付勢され、マスタシリンダ11のプライマリ液圧室13Bの後方に配置したプライマリピストン67Bはプライマリリターンスプリング68Bで後方に付勢される。プライマリリターンスプリング68Bのばね定数は、セカンダリリターンスプリング68Aのばね定数よりも小さく設定されている。ブレーキペダル12の非操作時において、ブレーキペダル12から前方に延びるプッシュロッド63の前端とセカンダリピストン67Aの後端との間には、無効ストロークを発生させるための隙間αが形成される。
次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用について説明する。
システムが正常に機能する正常時には、運転者がブレーキペダル12を踏んだことをストロークセンサSaが検出すると、常開型電磁弁よりなる開閉弁22A,22Bが励磁されて閉弁するとともに、常閉型電磁弁よりなる反力許可弁25が励磁されて開弁し、スレーブシリンダ23のアクチュエータ51が作動する。即ち、電動モータ52を一方向に駆動すると、駆動ベベルギヤ53、従動ベベルギヤ54およびボールねじ機構55を介して出力軸59が前進することで、出力軸59に押圧されたセカンダリピストン38Aおよびプライマリピストン38Bが前進する。開閉弁22A,22Bが閉弁しているため、両ピストン38A,38Bが前進を開始した直後にセカンダリ液圧室39Aおよびプライマリ液圧室39Bにブレーキ液圧が発生し、このブレーキ液圧はディスクブレーキ装置14,15;18,19のホイールシリンダ16,17;20,21に伝達され、各車輪を制動する。
このとき、マスタシリンダ11のセカンダリ液圧室13Aが発生したブレーキ液圧は開弁した反力許可弁25を介してストロークシミュレータ26の液圧室30に伝達され、そのピストン29をシミュレータスプリング28に抗して移動させることで、ブレーキペダル12のストロークを許容するとともに擬似的なペダル反力を発生させて運転者の違和感を解消することができる。
そして液路Pcに設けた液圧センサSbで検出したスレーブシリンダ23によるブレーキ液圧が、ストロークセンサSaで検出したブレーキペダル12のストロークに応じた大きさになるように、スレーブシリンダ23のアクチュエータ51の作動を制御することで、運転者がブレーキペダル12に入力する踏力に応じた制動力をディスクブレーキ装置14,15;18,19に発生させることができる。
さて本願発明の特徴は、従来はマスタシリンダ11のプライマリ液圧室13Bに接続されていたストロークシミュレータ26を、マスタシリンダ11のセカンダリ液圧室13Aに接続した点にある。従来、ストロークシミュレータ26をマスタシリンダ11のプライマリ液圧室13Bに接続していた理由は以下の通りである。
プライマリリターンスプリング68Bのばね定数は、セカンダリリターンスプリング68Aのばね定数よりも小さく設定されているため、運転者がブレーキペダル12を踏み始めると、先ずばね定数が小さいプライマリリターンスプリング68Bが圧縮されてプライマリピストン67Bが前進を開始することで、プライマリ液圧室13Bに接続されたストロークシミュレータ26にブレーキ液を速やかに供給することができ、これによりブレーキペダル12の踏込み初期の反力を小さくしてペダルフィーリングを高めることができるからである。
しかしながら、ストロークシミュレータ26をマスタシリンダ11のプライマリ液圧室13Bに接続すると、以下のような問題が発生する。即ち、ストロークシミュレータ26のピストン29が固着した場合、マスタシリンダ11のプライマリ液圧室13Bの容積が縮小不能になってプライマリピストン67Bが前進不能になるため、セカンダリピストン67Aが前進不能になり、ブレーキペダル12が前進不能にロックされて運転者に違和感を与えることになる。
またマスタシリンダ11のプライマリピストン67Bが固着した場合もセカンダリピストン67Aが前進不能になり、ブレーキペダル12が前進不能にロックされて運転者に違和感を与えることになる。勿論、マスタシリンダ11のセカンダリピストン67Aが固着した場合にも、ブレーキペダル12が前進不能にロックされて運転者に違和感を与えることになる。
このように、ストロークシミュレータ26をマスタシリンダ11のプライマリ液圧室13Bに接続すると、ストロークシミュレータ26のピストン29、マスタシリンダ11のプライマリピストン67Bおよびマスタシリンダ11のセカンダリピストン67Aの何れが固着した場合でも、ブレーキペダル12が前進不能にロックされることになる。
それに対して本実施の形態によれば、ストロークシミュレータ26をマスタシリンダ11のセカンダリ液圧室13Aに接続したことで、ストロークシミュレータ26のピストン29あるいはマスタシリンダ11のセカンダリピストン67Aが固着した場合には、従来と同じにブレーキペダル12が前進不能にロックされてしまうが、マスタシリンダ11のプライマリピストン67Bが固着した場合には、セカンダリ液圧室13Aのブレーキ液をストロークシミュレータ26に逃がすことができるので、セカンダリ液圧室13Aの容積が縮小可能になってセカンダリピストン67Aが前進可能になるため、ブレーキペダル12が前進可能に維持されて運転者の違和感を解消することができる。
ところで、上述したように、従来はストロークシミュレータ26をマスタシリンダ11のプライマリ液圧室13Bに接続することで、ブレーキペダル12の踏み始めの反力を小さくしてペダルフィーリングを高めているが、本実施の形態ではストロークシミュレータ26をマスタシリンダ11のセカンダリ液圧室13Aに接続したことで、ブレーキペダル12の踏み始めの反力が大きくなってペダルフィーリングが低下する懸念がある。本実施の形態では、この問題を以下のようにして解決している。
運転者がブレーキペダル12を踏むと、図3に示すように、反力スプリング66を圧縮しながらプッシュロッド63が前進するが、プッシュロッド63とセカンダリピストン67Aとの間に隙間αが存在するため、運転者がブレーキペダル12に加えた踏力はプッシュロッド63を介することなく、ブレーキペダル12から反力スプリング66を介してセカンダリピストン67Aに伝達される。
従って、反力スプリング66のセット荷重を、セカンダリリターンスプリング68Aおよびプライマリリターンスプリング68Bのセット荷重よりも小さく設定しておくことでブレーキペダル12の踏み始めの反力を小さくすることができ、本実施の形態でストロークシミュレータ26をマスタシリンダ11のセカンダリ液圧室13Aに接続したことによる欠点、つまりブレーキペダル12の踏み始めの反力が大きくなってペダルフィーリングが低下する問題を解消することができる。
尚、電源の失陥等によりスレーブシリンダ23が作動不能になると、スレーブシリンダ23が発生するブレーキ液圧に代えて、マスタシリンダ11が発生するブレーキ液圧による制動が行われる。
即ち、電源が失陥すると、図2に示すように、常開型電磁弁よりなる開閉弁22A,22Bは自動的に開弁し、常閉型電磁弁よりなる反力許可弁25は自動的に閉弁する。この状態では、マスタシリンダ11のセカンダリ液圧室13Aおよびプライマリ液圧室13Bにおいて発生したブレーキ液圧は、ストロークシミュレータ26に吸収されることなく、スレーブシリンダ23のセカンダリ液圧室39Aおよびプライマリ液圧室39Bを通過して各車輪のディスクブレーキ装置14,15;18,19のホイールシリンダ16,17;20,21を作動させ、支障なく制動力を発生させることができる。
運転者がブレーキペダル12を踏み込んでマスタシリンダ11のセカンダリ液圧室13Aが送出したブレーキ液がストロークシミュレータ26に吸収された状態で電源が失陥すると、常閉型電磁弁よりなる反力許可弁25が自動的に閉弁してストロークシミュレータ26の液圧室30にブレーキ液が閉じ込められるが、そのブレーキ液はチェックバルブ24を通過してマスタシリンダ11側に戻されるので、ブレーキ液が不足してブレーキペダル12の位置が変化してしまうのを防止することができる。
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、実施の形態ではプッシュロッド63とマスタシリンダ11のセカンダリピストン67Aとの間に隙間αおよび反力スプリング66を設けているが、それらを廃止してプッシュロッド63をマスタシリンダ11のセカンダリピストン67Aに直接接触させても良い。
11 マスタシリンダ
12 ブレーキペダル
13A セカンダリ液圧室
13B プライマリ液圧室
16 ホイールシリンダ
17 ホイールシリンダ
20 ホイールシリンダ
21 ホイールシリンダ
23 スレーブシリンダ(電動ブレーキ液圧発生手段)
26 ストロークシミュレータ
63 プッシュロッド(踏力伝達部材)
66 反力スプリング(弾発部材)
α 隙間
12 ブレーキペダル
13A セカンダリ液圧室
13B プライマリ液圧室
16 ホイールシリンダ
17 ホイールシリンダ
20 ホイールシリンダ
21 ホイールシリンダ
23 スレーブシリンダ(電動ブレーキ液圧発生手段)
26 ストロークシミュレータ
63 プッシュロッド(踏力伝達部材)
66 反力スプリング(弾発部材)
α 隙間
Claims (2)
- 運転者のブレーキペダル(12)の操作により作動するタンデム型のマスタシリンダ(11)と、
前記マスタシリンダ(11)およびホイールシリンダ(16,17;20,21)間に配置されて電気的にブレーキ液圧を発生する電動ブレーキ液圧発生手段(23)と、
前記マスタシリンダ(11)が送出するブレーキ液を吸収して前記ブレーキペダル(12)のストロークを可能にするストロークシミュレータ(26)とを備え、
前記マスタシリンダ(11)および前記電動ブレーキ液圧発生手段(23)の連通を遮断した状態で、前記電動ブレーキ液圧発生手段(23)が前記ブレーキペダル(12)の操作に応じたブレーキ液圧を発生して前記ホイールシリンダ(16,17;20,21)を作動させるBBW式ブレーキ装置において、
前記マスタシリンダ(11)は、前記ブレーキペダル(12)から遠い側のプライマリピストン(67B)と、前記ブレーキペダル(12)に近い側のセカンダリピストン(67A)と、前記プライマリピストン(67B)の前方に区画されたプライマリ液圧室(13B)と、前記プライマリピストン(67B)の後方であって前記セカンダリピストン(67A)の前方に区画されたセカンダリ液圧室(13A)とを備え、前記ストロークシミュレータ(26)は前記セカンダリ液圧室(13A)に接続されることを特徴とするBBW式ブレーキ装置。 - 前記ブレーキペダル(12)と前記マスタシリンダ(11)との間に踏力伝達部材(63)および弾発部材(66)が配置され、前記踏力伝達部材(63)には前記ブレーキペダル(12)が操作されても前記マスタシリンダ(11)が作動しない隙間(α)が設定され、前記隙間(α)が消滅する前は、前記ブレーキペダル(12)に加えられた踏力が前記弾発部材(66)を弾性変形させながら前記マスタシリンダ(11)に伝達されるとともに、前記隙間(α)が消滅した後は、前記ブレーキペダル(12)に加えられた踏力が前記踏力伝達部材(63)を介して前記マスタシリンダ(11)に直接伝達されることを特徴とする、請求項1に記載のBBW式ブレーキ装置。
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