JP2012035737A - Electric braking device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、運転者の制動操作にかかわらず制動力を制御し得る電動制動装置に関するものである。 The present invention relates to an electric braking apparatus capable of controlling a braking force regardless of a driver's braking operation.
従来、運転者の制動操作を電気信号に変換して、電動モータにより駆動されるスレーブシリンダを作動させ、スレーブシリンダが発生するブレーキ液圧で各輪のホイールシリンダを作動させるようにした電動制動装置（ブレーキ・バイ・ワイヤ式ブレーキ装置）がある（例えば特許文献１参照）。 Conventionally, an electric braking device that converts a driver's braking operation into an electric signal, operates a slave cylinder driven by an electric motor, and operates a wheel cylinder of each wheel with a brake fluid pressure generated by the slave cylinder. There is a (brake-by-wire brake device) (see, for example, Patent Document 1).
上記電動制動装置によれば、スレーブシリンダを電動モータにより駆動して自動制御することから、ＶＳＡ（ビークル・スタビリティ・アシスト）・ＡＢＳ（アンチロック・ブレーキ・システム）・回生協調制御（ハイブリッド車の回生ブレーキ協調制御）が可能である。上記特許文献１では、運転者が操作するマスターシリンダと、マスターシリンダの液室と連通してブレーキペダルのストロークに応じてブレーキペダルに反力を発生させるペダルシミュレータと、マスターシリンダにマスターシリンダ遮断バルブを介して接続されたスレーブシリンダと、スレーブシリンダと各ホイールシリンダとの間に設けられたＶＳＡ制御ユニットとにより構成したものが開示されている。
According to the above-described electric braking device, the slave cylinder is automatically controlled by being driven by the electric motor. Therefore, VSA (vehicle stability assist), ABS (anti-lock braking system), regenerative cooperative control (hybrid vehicle control) Regenerative brake cooperative control) is possible. In
その制御では、正常作動時には、運転者の操作入力（ブレーキペダル踏み込み量）に依存せずにブレーキ圧力源（スレーブシリンダ）の発生圧力を任意の圧力に制御することで、通常制動と回生制動とを可能にすると共にＡＢＳとＶＳＡとの制御も可能とし、異常作動時には、ペダルシミュレータへの連通を遮断して、マスターシリンダにより通常制動を行うこと（液圧バックアップ）ができるようにしている。 In this control, normal operation and regenerative braking are performed by controlling the generated pressure of the brake pressure source (slave cylinder) to an arbitrary pressure without depending on the driver's operation input (the amount of depression of the brake pedal) during normal operation. In addition, the ABS and VSA can be controlled, and in the event of abnormal operation, communication with the pedal simulator is cut off and normal braking (hydraulic pressure backup) can be performed by the master cylinder.
上記電動制動装置においては、マスターシリンダの液圧昇圧とは別個にブレーキ液圧を昇圧させるスレーブシリンダを設けて、運転者のペダル踏み込み動作（マスターシリンダのピストン変位）に対するペダル反力を発生させるためのペダルシミュレータを設けている。そのペダルシミュレータは、マスターシリンダからのブレーキ液が導入可能にされ、その導入量の増減に応じて反力を増減させる。したがって、回生協調制御を行う場合には、運転者のペダル踏み込み動作で発生するマスターシリンダの液圧を封止してホイールシリンダへ液圧を伝達させないようにするマスターシリンダ遮断弁が必要である。また、マスターシリンダにより液圧を発生させる場合、スレーブシリンダにより液圧を発生させる場合のいずれにおいても、複数系統のうち１つの系統に液圧失陥が発生した状況において他の系統の液圧を確保するため、モータ駆動のスレーブシリンダをタンデム型にする必要がある。さらに、システムの停止時や異常時の液圧バックアップを可能にするためにマスターシリンダとペダルシミュレータとの間を遮断するシミュレータ遮断弁が必要である。このように、電動制動装置に求められる各機能を達成しつつ構造を簡素化することは困難であるという問題があった。このような電動制動装置において、異常時においても四輪の全てにブレーキ液圧が供給されるようにする四輪液圧バックアップ機能を簡素な構成で実現することは、特に困難であった。 In the electric braking device, a slave cylinder for increasing the brake fluid pressure is provided separately from the pressure increase for the master cylinder so as to generate a pedal reaction force against the driver's pedal depression operation (piston displacement of the master cylinder). There is a pedal simulator. The pedal simulator is capable of introducing brake fluid from the master cylinder, and increases or decreases the reaction force according to the increase or decrease of the introduction amount. Therefore, when performing regenerative cooperative control, a master cylinder shut-off valve that seals the hydraulic pressure of the master cylinder generated by the driver's pedal depression operation so as not to transmit the hydraulic pressure to the wheel cylinder is necessary. Also, in the case where the hydraulic pressure is generated by the master cylinder and the hydraulic pressure is generated by the slave cylinder, the hydraulic pressure of the other system is adjusted in a situation where the hydraulic pressure failure occurs in one of the multiple systems. In order to ensure, it is necessary to make the motor driven slave cylinder tandem type. Furthermore, a simulator shut-off valve that shuts off the master cylinder and the pedal simulator is necessary to enable hydraulic pressure backup when the system is stopped or abnormal. Thus, there is a problem that it is difficult to simplify the structure while achieving each function required for the electric braking device. In such an electric brake device, it has been particularly difficult to realize a four-wheel hydraulic pressure backup function with a simple configuration that allows brake hydraulic pressure to be supplied to all four wheels even in an abnormal state.
このような課題を解決して、正常作動時のペダルシミュレート機能を有しつつブレーキ液圧を運転者の操作入力にかかわらず自動制御でき、かつ回生協調制御が可能であると共に、構造を簡素化し、かつ異常時においても四輪液圧バックアップを可能にするために、本発明に於いては、車両の制動時に運転者により操作される制動操作部材（１）と、前記制動操作部材の操作量を検出する操作量センサ（２）と、前記操作量センサにより検出された操作量検出値に応じて電動モータ（１７）を駆動してブレーキ液圧を発生する液圧発生手段（１５）と、前記液圧発生手段と複数のホイールシリンダ（２０ａ・２０ｂ・２０ｃ・２０ｄ）との間に配管されたマスターシリンダ（５）と、前記制動操作部材の前記操作に対して反力を与える反力付与手段（４・８）とを有し、前記マスターシリンダが、非操作状態の前記制動操作部材に対して離間して位置すると共に前記制動操作部材に押されることにより当該離間した位置から一体的に変位する第１ピストン（６）と、前記第１ピストンの前記制動操作部材側とは相反する側に直列かつ変位可能に設けられると共に前記第１ピストンに当接する向きにばね付勢された第２ピストン（７）と、前記第１ピストンと前記第２ピストンとにより区画されかつ前記液圧発生手段のブレーキ液圧が発生するブレーキ液圧発生室（１６）と連通する第１液室（１３）と、前記第２ピストンの前記第１液室とは相反する側に区画された第２液室（１４）とを有し、前記第１液室と前記第２液室とが、２系統に分けられた前記複数のホイールシリンダの系統別に配管されていると共に、前記第１ピストンは、前記液圧発生手段のブレーキ液圧が発生するブレーキ液圧発生室（１６）と前記第１液室とを連通する連通路を有するものとした。 Solving these problems, the brake fluid pressure can be controlled automatically regardless of the driver's operation input while having a pedal simulation function during normal operation, and regenerative cooperative control is possible, and the structure is simplified In order to enable four-wheel hydraulic pressure backup even in the event of an abnormality, in the present invention, the braking operation member (1) operated by the driver during braking of the vehicle and the operation of the braking operation member An operation amount sensor (2) for detecting the amount, and a fluid pressure generating means (15) for driving the electric motor (17) in accordance with the operation amount detection value detected by the operation amount sensor to generate a brake fluid pressure. A master cylinder (5) piped between the hydraulic pressure generating means and a plurality of wheel cylinders (20a, 20b, 20c, 20d), and a reaction force that gives a reaction force to the operation of the braking operation member With Means (4, 8), and the master cylinder is located apart from the non-operating braking operation member and is integrally pushed from the separated position by being pushed by the braking operation member. A first piston (6) which is displaced and a second piston which is provided in series and displaceably on a side opposite to the braking operation member side of the first piston and is biased by a spring so as to abut against the first piston. A first fluid chamber (13) that is defined by a piston (7), the first piston, and the second piston and communicates with a brake fluid pressure generation chamber (16) that generates a brake fluid pressure of the fluid pressure generating means. And a second liquid chamber (14) partitioned on a side opposite to the first liquid chamber of the second piston, and the first liquid chamber and the second liquid chamber are divided into two systems. Of the plurality of wheel cylinders divided The first piston has a communication passage that communicates the first fluid chamber with the brake fluid pressure generating chamber (16) in which the brake fluid pressure of the fluid pressure generating means is generated. did.
これによれば、運転者による制動操作部材の操作において、制動操作部材と第１ピストンとが離間して設けられていることから、制動操作部材は第１ピストンを押すまでの間に空走区間があり、その空走区間においても、制動操作部材には反力付与手段により反力が与えられるため運転者は制動操作をしていることを認識できると共に、操作量検出値に応じて液圧発生手段によりブレーキ液圧を発生して、ホイールシリンダにブレーキ液圧を伝えることができ、また、ハイブリッド車の回生ブレーキ協調制御において液圧発生手段によりブレーキ液圧を発生せずに回生ブレーキをかけることができる。この場合、第１ピストンを押すことなくブレーキ制御を行うことから、制動操作部材の反力を弱く設定しても何等問題が無く、適切な反力設定を行うことができる。さらに、液圧発生手段が何等かの原因により作動しなくなった場合には、制動操作部材の操作力を機械的に第１ピストンを介して第２ピストンに伝達させることができ、制動操作部材の操作により両ピストンを変位させて、第１液室と第２液室とにブレーキ液圧を発生させることができ、それにより液圧発生手段が作動しなくても、複数のホイールシリンダの全てにブレーキ液圧を発生させることができ、従来のシミュレータ遮断弁を用いた構成のように電気的な制御を必要とせず、油圧回路の部品点数を減少して構成を簡素化し得る。 According to this, in the operation of the braking operation member by the driver, since the braking operation member and the first piston are provided apart from each other, the braking operation member is idled until the first piston is pushed. Even in the idling section, the reaction force is applied to the braking operation member by the reaction force applying means, so that the driver can recognize that the braking operation is being performed and the hydraulic pressure is determined according to the operation amount detection value. The brake fluid pressure can be generated by the generating means to transmit the brake fluid pressure to the wheel cylinder, and the regenerative brake is applied without generating the brake fluid pressure by the fluid pressure generating means in the regenerative brake cooperative control of the hybrid vehicle. be able to. In this case, since the brake control is performed without pushing the first piston, there is no problem even if the reaction force of the braking operation member is set weak, and an appropriate reaction force can be set. Furthermore, when the hydraulic pressure generating means stops operating due to any cause, the operating force of the braking operation member can be mechanically transmitted to the second piston via the first piston, By operating both pistons, the brake fluid pressure can be generated in the first fluid chamber and the second fluid chamber, so that even if the fluid pressure generating means does not operate, The brake fluid pressure can be generated, and electrical control is not required unlike the configuration using the conventional simulator cutoff valve, and the configuration can be simplified by reducing the number of parts of the hydraulic circuit.
特に、前記第１ピストンは、前記第２ピストンよりも大きな断面積を有するように形成されていると良い。これによれば、異常時に、制動操作部材により第１ピストンを変位させた場合に、第１ピストンと共に第２ピストンが変位して第２液室の液圧がブレーキ液圧として発生するが、両ピストンの断面積差により第１液室の液圧もブレーキ液圧として発生するため、複数のホイールシリンダの２系統のそれぞれにブレーキ液圧を供給することができる。 In particular, the first piston may be formed to have a larger cross-sectional area than the second piston. According to this, when the first piston is displaced by the braking operation member at the time of abnormality, the second piston is displaced together with the first piston, and the fluid pressure in the second fluid chamber is generated as the brake fluid pressure. Since the hydraulic pressure in the first fluid chamber is also generated as the brake fluid pressure due to the cross-sectional area difference between the pistons, the brake fluid pressure can be supplied to each of the two systems of the plurality of wheel cylinders.
また、前記反力付与手段が、前記制動操作部材が前記第１ピストンを押すまでは弱い力で弾性変形する第１反力付与手段（４）と、前記制動操作部材が前記第１ピストンに当接しかつ前記一体的に変位し始めるまでは前記第１反力付与手段よりも強い力で弾性変形する第２反力付与手段（８）とを有すると良い。これによれば、例えば第１反力発生手段として小さなばね定数のばねを用い、第２反力発生手段として大きなばね定数のばねを用いることにより、従来のようなペダルシミュレータのような装置を用いることなく、簡単な構成で制動操作部材に対する反力を与えることができる。この場合、制動操作部材の操作量検出値に応じて液圧発生手段で発生するブレーキ液圧が第１液室に供給されると、そのブレーキ圧により第１ピストンが制動操作部材側に付勢されるため、第１ピストンは制動操作部材からの押圧力に抗することができ、第２反力付与手段が弾性変形し得る。 The reaction force applying means includes first reaction force applying means (4) that elastically deforms with a weak force until the braking operation member presses the first piston, and the braking operation member is applied to the first piston. It is good to have the 2nd reaction force provision means (8) which elastically deforms with a force stronger than the said 1st reaction force provision means until it contacts and begins to displace integrally. According to this, for example, by using a spring having a small spring constant as the first reaction force generating means and using a spring having a large spring constant as the second reaction force generating means, a device like a conventional pedal simulator is used. The reaction force against the braking operation member can be applied with a simple configuration. In this case, when the brake fluid pressure generated by the fluid pressure generating means is supplied to the first fluid chamber according to the operation amount detection value of the brake operation member, the first piston is biased toward the brake operation member by the brake pressure. Therefore, the first piston can resist the pressing force from the braking operation member, and the second reaction force applying means can be elastically deformed.
また、前記第１ピストンを前記離間した位置となる基準位置から前記制動操作部材側への変位を規制する規制手段（５ａ）が設けられていると良い。規制手段として、例えばマスターシリンダの端壁にすることができ、そのような簡単な構造で、基準位置が第１ピストンが制動操作部材により押されて変位を開始する位置を規制することができ、かつ制動操作部材が変位して第１ピストンを押すことになるまでの空走距離を高精度に設定することができるため、制動操作部材の変位の小さな区間である制動力の弱い場合のブレーキ液圧制御を高精度化でき、品質の高い制動制御を行うことができる。 Further, it is preferable that a restricting means (5a) for restricting the displacement of the first piston from the reference position, which is the separated position, to the braking operation member side is provided. As the restricting means, for example, it can be the end wall of the master cylinder, and with such a simple structure, the reference position can restrict the position where the first piston is pushed by the braking operation member to start displacement, In addition, since the idling distance until the braking operation member is displaced and the first piston is pushed can be set with high accuracy, the brake fluid in the case where the braking force is weak, which is a section where the displacement of the braking operation member is small. Pressure control can be made highly accurate, and high-quality braking control can be performed.
また、前記第２ピストンは、前記第１液室に前記液圧発生手段で発生したブレーキ液圧が入り込むことにより前記第１ピストンから離間する向きに変位して、前記第２液室にブレーキ液圧を発生させると良い。これによれば、第１液室にブレーキ液圧が供給された場合には、そのブレーキ液圧で第２ピストンを押すことができ、それにより第２液室にブレーキ液圧を発生させることができるため、第１液室と第２液室とからの２系統で複数のホイールシリンダにブレーキ液圧を供給することができる。したがって、液圧発生手段とマスターシリンダとの間では、液圧発生手段から第１液室に連通する１系統の配管で良く、従来のようにスレーブシリンダをタンデム型にする必要が無く、構成を簡素化し得る。 Further, the second piston is displaced in a direction away from the first piston when the brake fluid pressure generated by the fluid pressure generating means enters the first fluid chamber, so that the brake fluid enters the second fluid chamber. It is good to generate pressure. According to this, when the brake fluid pressure is supplied to the first fluid chamber, the second piston can be pushed by the brake fluid pressure, thereby generating the brake fluid pressure in the second fluid chamber. Therefore, the brake fluid pressure can be supplied to the plurality of wheel cylinders in two systems from the first fluid chamber and the second fluid chamber. Therefore, between the hydraulic pressure generating means and the master cylinder, one line of piping communicating from the hydraulic pressure generating means to the first liquid chamber is sufficient, and there is no need to make the slave cylinder tandem type as in the prior art. It can be simplified.
また、前記第１ピストンの前記第１液室に臨む先端部（６ｂ）の外形が小さく形成されていると良い。本発明では、液圧発生手段からのブレーキ液をマスターシリンダの第１液室を通過させてホイールシリンダに供給するが、第１ピストンの先端部に、例えば第１ピストンの外形幅（円筒形の場合には外径）よりも幅狭の半球状やボス状の突部を形成することにより、先端部まで同じ外形の場合よりも先端部側の流路を広くすることができ、第２ピストンの後方から前方に向けて第２ピストンを押す液圧の作用面積を拡大でき、これにより、ホイールシリンダのブレーキ液圧発生の立ち上がりの遅れを防止し得る。 The outer shape of the tip (6b) of the first piston facing the first liquid chamber may be small. In the present invention, the brake fluid from the hydraulic pressure generating means passes through the first fluid chamber of the master cylinder and is supplied to the wheel cylinder. For example, the outer width of the first piston (cylindrical shape) is provided at the tip of the first piston. In this case, by forming a hemispherical or boss-like projection narrower than the outer diameter), the flow path on the tip side can be made wider than in the case of the same outer shape up to the tip. The working area of the hydraulic pressure that pushes the second piston from the rear to the front can be increased, thereby preventing a delay in the rise of the brake hydraulic pressure generation of the wheel cylinder.
また、前記連通路は、前記制動操作部材の操作による前記第１ピストンの変位に伴って前記ブレーキ液圧発生室との連通が遮断されると良い。これによれば、異常時に、第１ピストンが変位するとブレーキ液圧発生室と遮断されるため、第１液室の液圧を速やかに増大させることができる。 The communication path may be disconnected from the brake fluid pressure generating chamber as the first piston is displaced by the operation of the braking operation member. According to this, when the first piston is displaced at the time of abnormality, the brake fluid pressure generating chamber is shut off, so that the fluid pressure in the first fluid chamber can be quickly increased.
このように本発明によれば、従来のシミュレータ遮断弁を用いた構成のように電気的な制御を必要とせず、油圧回路の部品点数を減少し得ることから、電動制動装置の構成を簡素化し得ると共に、異常時に液圧発生手段が作動しなくても、複数のホイールシリンダの全てにブレーキ液圧を発生させることができる。 As described above, according to the present invention, the configuration of the electric braking device is simplified because the number of parts of the hydraulic circuit can be reduced without requiring electrical control unlike the configuration using the conventional simulator cutoff valve. In addition, the brake fluid pressure can be generated in all of the plurality of wheel cylinders even if the fluid pressure generating means does not operate during an abnormality.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明が適用されたハイブリッド型自動車の電動制動装置を模式的に示す油圧回路図であり、図２は、図１におけるマスターシリンダ５の要部を拡大して示す拡大断面図である。本実施形態の制動システムは、制動操作部材としてのブレーキペダル１の操作を機械的にブレーキ液圧発生シリンダに伝達してブレーキ液圧を発生させるのではなく、ブレーキペダル１の操作量（ペダル変位量）を操作量センサとしてのストロークセンサ２により検出し、その操作量検出値に基づいて電動サーボモータを制御してブレーキ液圧発生シリンダを駆動することによりブレーキ液圧を発生させる、いわゆるブレーキ・バイ・ワイヤにより構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a hydraulic circuit diagram schematically showing an electric braking device for a hybrid vehicle to which the present invention is applied, and FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing an enlarged main part of a
図１に示されるように、車体に回動自在に支持されたブレーキペダル１にはその円弧運動を略直線運動に変換するロッド３の一端が連結されており、ロッド３の他端には直列的に連続するように第１反力付与手段としての圧縮コイルばね４と、マスターシリンダ５とが同軸的に配設されている。なお、圧縮コイルばね４が、ロッド３の他端に形成されたフランジとマスターシリンダ５の対向する外端面との間に所定の初期荷重で圧縮された状態で介装されており、これによりブレーキペダル１は、ばね付勢され、図示されないストッパにより止められて図１の状態である待機位置に位置している。
As shown in FIG. 1, one end of a
マスターシリンダ５の筒内には、ブレーキペダル１側から円柱状の第１ピストン６と有底円筒状の第２ピストン７とが同軸的かつ軸線方向変位可能に設けられている。第１ピストン６には、マスターシリンダ５の外方に突出しかつ圧縮コイルばね４内に受容される外向きロッド６ａが同軸かつ一体的に設けられており、外向きロッド６ａの突出端には、第２反力付与手段としての例えばゴム製の弾性体８が設けられている。なお、図１のシステム停止状態では、弾性体８のブレーキペダル１に対向する先端とロッド３との間には隙間があけられている。その隙間はブレーキペダル１の踏み込み開始からの空走距離Ｌ１として設定されており、ブレーキペダル１を空走距離Ｌ１以下の変位だけ踏み込んだ場合には、第１ピストン６にブレーキペダル１からの外力が伝達されない。
In the cylinder of the
第２ピストン７の有底円筒状の底となる端面が第１ピストン６に対向し、有底円筒の開口側はマスターシリンダ５のブレーキペダル１とは相反する側の端壁に対向し、その端壁と筒内の底面との間に圧縮コイルばねからなる戻しばね９が介装されている。これにより、図１の状態では、第２ピストン７は第１ピストン６に当接するまでばね付勢されている。なお、第１ピストン６の先端部（第２ピストン７と当接する側）には、第１ピストン６の本体となる外径よりも小径の半球状突部６ｂが形成されており、その半球状突部６ｂの突出端が第２ピストン７と当接する。
The end surface of the bottomed cylindrical shape of the
また、マスターシリンダ５には、第１ピストン６と第２ピストン７とのそれぞれに対応して、リザーバタンク１１と連通する各油路１２ａ・１２ｂが接続されている。各油路１２ａ・１２ｂと各ピストン６・７との間にははそれぞれ公知構造のシール部材が設けられている。そしてマスターシリンダ５の筒内には、第１ピストン６と第２ピストン７とそれぞれ対応する上記各シール部材とにより区画された空間が第１液室１３として設けられ、第２ピストン１２の第１液室１３とは相反する側に、第２ピストン１２とそれに対応する上記シール部材とにより区画された空間が第２液室１４として設けられている。
The
第１液室１３は、液圧発生手段としてのスレーブシリンダ１５のブレーキ液圧発生室１６と油路２１を介して連通している。スレーブシリンダ１５は電動サーボモータ１７により駆動され、電動サーボモータ１７は液圧制御ユニット１８により制御されるようになっている。
The
マスターシリンダ５の第１ピストン６には、図２に示されるように、第２ピストン７の後端面に開口する円環状溝２２が同軸的に形成されていると共に、第１ピストン６の円環状溝２２に対応する外周壁には、図２（図１）の状態で油路２１と第１液室１３とを円環状溝２２を介して連通し得る連通路２３が形成されている。これにより、ブレーキ液圧発生室１６に発生したブレーキ液圧が第１液室１３に供給される。なお、円環状溝２２の中央にはピン２４が同軸的に形成されており、ばね付勢された第２ピストン７の後端面がピン２４の突出端に当接し、ブレーキペダル１の操作により第１ピストン６が押し出されたら、ピン２４を介して第２ピストン７も一体的に押し出されるようになっている。
As shown in FIG. 2, the
液圧制御ユニット１８には、上記したストロークセンサ２の検出信号が入力し、また車両の挙動を検出するための各種センサ（図示せず）からの検出信号も入力している。液圧制御ユニット１７では、ストロークセンサ２からの検出信号に基づくと共に各種センサからの検出信号から判断した走行状況に応じて、スレーブシリンダ１５により発生するブレーキ液圧を制御する。本実施形態の対象車両となるハイブリッド車の場合には、電動モータによる回生制御を行うようにしており、液圧制御ユニット１８では、回生制御を行う場合の回生の大きさに対するスレーブシリンダ１５によるブレーキ液圧の大きさの配分制御も行う。
The hydraulic
スレーブシリンダ１５には、電動サーボモータ１７にギア結合されたボールネジ機構の軸線方向変位ロッド１５ａと、軸線方向変位ロッド１５ａと同軸かつ直列的に設けられたピストン１５ｂと、ピストン１５ｂにより区画された上記ブレーキ液圧発生室１６と、ブレーキ液圧発生室１６に受容されてピストン１５ｂを軸線方向変位ロッド１５ａに押し当てる向きに付勢する戻しばね１５ｃとが設けられている。なお、スレーブシリンダ１５も油路１２ｃを介してリザーバタンク１１と連通している。
The
また、マスターシリンダ５の第１液室１３と第２液室１４とは、それぞれ本実施形態における例えばＡＢＳ装置１９を介して複数（図示例では４つ）の各ホイールシリンダ２０ａ・２０ｂ・２０ｃ・２０ｄに連通するように配管されている。なお、ＡＢＳ装置１９は、公知のものであって良く、前輪の各ホイールシリンダ２０ａ・２０ｂに対応する第１系統と、後輪の各ホイールシリンダ２０ｃ・２０ｄに対応する第２系統とをそれぞれ制御する各ブレーキアクチュエータが各種油圧素子を用いて構成されている。
In addition, the first
このようにして構成された電動制動装置の動作について以下に説明する。図１は、上記したようにシステム停止状態であり、運転者が車両を止めるためにブレーキペダル１を操作していない状態である。ストロークセンサ２の検出値は初期値（＝０）であり、液圧制御ユニット１８からブレーキ液圧発生信号は出力されない。この状態では、図１に示されるように、スレーブシリンダ１５では、軸線方向変位ロッド１５ａが最も後退した位置にあり、それに伴って戻しばね１５ｃにより付勢されているピストン１５ｂも後退しており、ブレーキ液圧発生室１６にブレーキ液圧は発生していない。
The operation of the electric braking apparatus configured as described above will be described below. FIG. 1 is a system stop state as described above, and is a state where the driver is not operating the
また、マスターシリンダ５では、第１ピストン６は、戻しばね９により付勢されている第２ピストン７により押し戻されてマスターシリンダ５のブレーキペダル１側の端壁５ａに当接し、その位置を基準位置として固定状態になっている。このようにして、制動操作部材側への変位を規制する規制手段として端壁５ａが機能しており、別個にストッパ等を設けることなく、簡素な構成で規制手段を構成することができる。
In the
次に、ブレーキペダル１を少しだけ操作した小ストローク（≦Ｌ１）時の動作について、図３・図４を参照して説明する。なお、図３・図４は、ブレーキペダル１が踏み込まれて、ロッド３が弾性体８に接する直前の状態である。この小ストローク時では、ストロークセンサ２で検出された操作量検出値に基づいて、液圧制御ユニット１８からブレーキ液圧発生信号が電動サーボモータ１７に出力され、電動サーボモータ１７により駆動された軸線方向変位ロッド１５ａによりピストン１５ｂが押し出されるため、ブレーキ液圧発生室１６にピストン１５ｂの変位量に応じた所定のブレーキ液圧が発生する。そのブレーキ液圧は図３のＰ１の矢印に示されるように油路２１から、第１ピストン６の連通路２３・円環状溝２２を介して、第１液室１３に供給され、後輪の各ホイールシリンダ２０ｃ・２０ｄに供給されると共に、第１液室１３の液圧が増大することにより、第２ピストン７が押し出されて、第２液室１４の液圧が増大し、その液圧がブレーキ液圧として前輪の各ホイールシリンダ２０ａ・２０ｂに供給される。このようにして、制動力が発生し、通常の小ストローク時の制動制御が行われる。
Next, an operation during a small stroke (≦ L1) in which the
このような小ストローク時には、ブレーキペダル１には圧縮コイルばね４の圧縮変形量の増大に伴って反力が作用し、運転者は、それによりブレーキペダル１がマスターシリンダ５に機械的に連結されている場合の反力を感じることができる。
During such a small stroke, a reaction force acts on the
さらに、ブレーキペダル１の踏み込み量を増大していった場合には、第１液室１３の液圧により押さえ込まれて第１ピストン６が基準位置に固定状態であることから、ロッド３の変位量増大により弾性体８が圧縮変形していく（図３のＬ２）。この時のブレーキペダル１の大ストロークをストロークセンサ２により検出し、その操作量検出値に応じてピストン１５ｂを図３よりさらに押し出してブレーキ液圧発生室１６のブレーキ液圧を増大し、より大きなブレーキ液圧を各ホイールシリンダ２０ａ〜２０ｄに供給する。
Further, when the depression amount of the
このような大ストローク時には、ブレーキペダル１には圧縮コイルばね４の圧縮変形量に弾性体８の圧縮変形が加わってより大きな反力が作用し、運転者は、それによりブレーキペダル１により大きな反力を感じることができる。
During such a large stroke, a greater reaction force acts on the
上記したような通常動作時には、ブレーキペダル１に対する反力を、圧縮コイルばね４と弾性体８との圧縮変形により生じさせることから、それぞれのばね定数を自由に設定でき、従来車のブレーキペダル操作に対して違和感の無い反力を付与することができる。また、第１液室１３と第２液室１４との各液圧は同一となり、前輪のホイールシリンダ２０ａ・２０ｂと後輪のホイールシリンダ２０ｃ・２０ｄとの各系統にそれぞれ同一のブレーキ液圧が供給される。
During the normal operation as described above, the reaction force against the
また、図５・図６を参照して回生制動を行う場合について以下に説明する。回生制動はブレーキ液圧による場合に対して弱い制動力で制動制御する場合であり、上記した小ストロークの範囲で行う。なお、液圧制御ユニット１７により、回生制動と液圧による制動とによる制動力を配分制御しても良く、その場合には、ストロークセンサ２からの操作量検出値に配分に応じた係数をかける等してブレーキ液圧の大きさを低減する。
The case where regenerative braking is performed will be described below with reference to FIGS. Regenerative braking is a case where braking control is performed with a weak braking force as compared with the case where the brake fluid pressure is applied, and is performed in the range of the small stroke described above. The hydraulic
液圧制御ユニット１８で、ストロークセンサ２からの操作量検出値が小ストローク（≦Ｌ１）の範囲であり、他の各種センサからの情報により回生制動を行うと判断した場合には、電動サーボモータ１７に対してブレーキ液圧発生信号は出力されず、それによりスレーブシリンダ１５の状態は図１のシステム停止状態と同じである。したがって、各ホイールシリンダ２０ａ〜２０ｄにはブレーキ液圧は供給されない。そして、図示されないモータ制御装置により回生制動制御を行う。
When the hydraulic
次に、何等かの原因によりシステムに異常が生じた場合について、図７・図８を参照して以下に説明する。異常時には液圧制御ユニット１８から電動サーボモータ１７に対してブレーキ液圧発生信号は出力されない。その場合に、小ストロークを越えて（＞Ｌ１）ブレーキペダル１が踏み込まれた場合には、第１液室１３にブレーキ液圧が供給されていないことから、第１ピストン６は、液圧の抵抗力を受けること無く第２ピストン７を押す方向に変位し得る。
Next, a case where an abnormality occurs in the system due to some cause will be described below with reference to FIGS. No brake hydraulic pressure generation signal is output from the hydraulic
第１ピストン６の上記変位により、油路２１と第１液室１３とを遮断するシール（カップ）２５を連通路２３が越えて、第１液室１３と油路２１とが遮断されると、それ以降の第１ピストン６と第２ピストン７との変位では、両ピストン６・７の径違い（図８のＤ１＜Ｄ２）による断面積の大小により、第１ピストン６が第１液室１３に入り込むに連れて第１液室１３の容積が減少する。この容積変化分により後輪のホイールシリンダ２０ｃ・２０ｄの系統が昇圧し、四輪（前後輪）の全てにブレーキ液圧を供給することができる。なお、この際、電動サーボモータ１７により発生した液圧が第１液室１３に封止されることになるため、制動力の落ち込みを軽減できる。また、第１液室１３には第１ピストン６を戻す方向に付勢するばねが設けられていないため、戻しばねを設ける通常のマスターシリンダの構造のものに対して有効ストローク短く（約半分）することが可能であり、通常のマスターシリンダに生じる１系統リーク時のロストストロークを無くすことが可能である。
When the displacement of the
これにより、ブレーキペダル１と両ピストン６・７とが、ロッド３・弾性体８・外向きロッド６ａを介して機械的に結合状態になって、一体的に変位し、ブレーキペダル１の踏み込み量に応じて上記したように両２液室１３・１４の液圧がそれぞれ増大し、その液圧が前後輪の各ホイールシリンダ２０ａ・２０ｂ・２０ｃ・２０ｄに供給される。したがって、異常によりスレーブシリンダ１５でブレーキ液圧が発生しない場合であっても、四輪液圧バックアップ制御が可能であり、システム異常時に四輪に制動力を発生させる対応が可能である。
As a result, the
このように構成することにより、従来のように状態に応じて油路を開閉するためのバルブやタンデム型のスレーブシリンダを必要とせず、すなわち簡素な構成で、ブレーキペダル１に対する好適な反力の発生や、２系統のブレーキ液圧供給の実現や、異常時の機械的そうさによる制動制御が可能となり、電動制動装置の低コスト化を実現し得る。なお、図示例ではＡＢＳ装置１９としたが、ＶＳＡ装置にも適用可能である。
By configuring in this way, there is no need for a valve or a tandem slave cylinder for opening and closing the oil passage according to the state as in the prior art, that is, with a simple configuration, a suitable reaction force against the
１ ブレーキペダル（制動操作部材）
２ ストロークセンサ（操作量センサ）
４ 圧縮コイルばね（反力付与手段）
５ マスターシリンダ
５ａ 端壁（規制手段）
６ 第１ピストン
６ｂ 半球状突部（先端部）
７ 第２ピストン
８ 弾性体（反力付与手段）
１３ 第１液室
１４ 第２液室
１５ スレーブシリンダ（液圧発生手段）
１６ ブレーキ液圧発生室
１７ 電動モータ
２０ａ・２０ｂ・２０ｃ・２０ｄ ホイールシリンダ
２３ 連通路
1 Brake pedal (braking operation member)
2 Stroke sensor (operation amount sensor)
4 Compression coil spring (reaction force applying means)
5
6 1st piston 6b Hemispherical protrusion (tip)
7
13 First
16 Brake fluid
Claims (7)
前記制動操作部材の操作量を検出する操作量センサと、
前記操作量センサにより検出された操作量検出値に応じて電動モータを駆動してブレーキ液圧を発生する液圧発生手段と、
前記液圧発生手段と２系統に分けられた複数のホイールシリンダとの間に配管されたマスターシリンダと、
前記制動操作部材の前記操作に対して反力を与える反力付与手段とを有し、
前記マスターシリンダが、非操作状態の前記制動操作部材に対して離間して位置すると共に前記制動操作部材に押されることにより当該離間した位置から一体的に変位する第１ピストンと、前記第１ピストンの前記制動操作部材側とは相反する側に直列かつ変位可能に設けられると共に前記第１ピストンに当接する向きにばね付勢された第２ピストンと、前記第１ピストンと前記第２ピストンとにより区画された第１液室と、前記第２ピストンの前記第１液室とは相反する側に区画された第２液室とを有し、
前記第１液室と前記第２液室とが、前記複数のホイールシリンダの系統別に配管されていると共に、
前記第１ピストンは、前記液圧発生手段のブレーキ液圧が発生するブレーキ液圧発生室と前記第１液室とを連通する連通路を有することを特徴とする電動制動装置。 A braking operation member operated by a driver when braking the vehicle;
An operation amount sensor for detecting an operation amount of the braking operation member;
Fluid pressure generating means for driving the electric motor according to the operation amount detection value detected by the operation amount sensor to generate brake fluid pressure;
A master cylinder piped between the hydraulic pressure generating means and a plurality of wheel cylinders divided into two systems;
Reaction force applying means for applying a reaction force to the operation of the braking operation member;
A first piston that is spaced apart from the braking operation member in a non-operating state and is integrally displaced from the separated position by being pushed by the braking operation member; and the first piston A second piston that is provided in series and displaceably on a side opposite to the braking operation member side of the first piston and is biased by a spring so as to contact the first piston, and the first piston and the second piston. A partitioned first liquid chamber and a second liquid chamber partitioned on the side opposite to the first liquid chamber of the second piston;
The first liquid chamber and the second liquid chamber are piped according to the system of the plurality of wheel cylinders,
The electric brake apparatus according to claim 1, wherein the first piston has a communication passage that connects the brake fluid pressure generating chamber in which the brake fluid pressure of the fluid pressure generating means is generated and the first fluid chamber.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2010177288A JP2012035737A (en) | 2010-08-06 | 2010-08-06 | Electric braking device |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106218619A (en) * | 2016-08-30 | 2016-12-14 | 邓伟文 | A kind of electro-hydraulic servo brakes with multiple-working mode |
| JP2017144949A (en) * | 2016-02-19 | 2017-08-24 | 本田技研工業株式会社 | Brake device for electric car |
-
2010
- 2010-08-06 JP JP2010177288A patent/JP2012035737A/en active Pending
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