WO2012060238A1 - 電動倍力装置 - Google Patents
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- B60T13/745—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with electrical assistance or drive acting on a hydraulic system, e.g. a master cylinder
Definitions
- the present invention relates to an electric booster using an electric actuator as a boost source in a booster incorporated in a brake device of a vehicle such as an automobile.
- the electric booster includes an input rod connected to a brake pedal, a booster piston that is externally mounted on the input rod, an electric motor that drives the booster piston, and an electric motor that moves according to the movement of the input rod. And a controller for controlling the operation, the piston of the master cylinder is propelled by the input rod and the booster piston, and the driving force of the electric motor is applied to obtain a desired boost ratio with respect to the operating force of the brake pedal. ing. That is, by adjusting the relative positional relationship between the input rod and the booster piston, the boost ratio can be changed, and various brake controls such as boost control, brake assist control, and regenerative cooperative control can be executed. it can. In addition, when a failure such as a failure of the electric motor occurs, the braking function can be maintained by the input rod directly operating the booster piston.
- the conventional electric booster has the following problems.
- the electric rod propels the booster piston by the advancement of the input rod, and the hydraulic pressure of the master cylinder rises at a constant boost ratio according to the operation amount of the brake pedal.
- the booster piston stops and cannot move further (full load state).
- the brake pedal is further depressed, only the input rod moves forward and comes into contact with the stopped booster piston. At this time, the driver feels uncomfortable as if the brake pedal was suddenly fixed.
- the present invention has been made in view of the above points, and can suppress an abrupt change in the amount of increase in reaction force with respect to the operation of the brake pedal and improve the operation feeling of the brake pedal.
- the purpose is to provide.
- the present invention is provided with an input member that moves forward and backward by operation of a brake pedal, and is movable relative to the input member, and abuts on the input member when the input member advances.
- a booster member and an electric actuator for driving the booster member are provided, and a brake fluid pressure is generated in the master cylinder with a desired booster ratio by adjusting a relative position between the input member and the booster member. Therefore, in the electric booster that controls the operation of the electric actuator based on the movement of the input member, when the input member advances by a predetermined distance by the operation of the brake pedal, the input member abuts on the input member.
- a reaction force applying means for applying a reaction force to the movement is provided.
- the electric booster according to the present invention it is possible to suppress a sudden change in the reaction force increase amount with respect to the operation of the brake pedal, and to improve the operation feeling of the brake pedal.
- the electric booster 1 includes a tandem master cylinder 2 and a case 4 in which an actuator 3 is housed.
- a reservoir 5 is connected to the master cylinder 2.
- a controller C is attached to the upper part of the case 4.
- the case 4 forms a housing that accommodates the actuator 3 by fitting the rear cover 4B to the opening side of the substantially bottomed cylindrical case main body 4A and coupling it with a plurality of bolts 4C.
- the master cylinder 2 includes a cylinder body 2A having a substantially bottomed cylindrical shape, and the opening side thereof is coupled to the opening at the bottom of the case 4 by a stud bolt 6A and a nut 6B.
- a flat mounting seat surface 7 is formed on the rear cover 4B of the case 4, and a cylindrical portion 8 concentric with the master cylinder 2 protrudes from the mounting seat surface 7.
- the electric booster 1 is arrange
- the electric booster 1 is provided on the mounting seat surface 7 by extending the cylindrical portion 8 through the partition wall (dash panel) between the engine room and the vehicle compartment and extending it into the vehicle interior, with the mounting seat surface 7 in contact with the partition wall.
- the plurality of stud bolts 9 are fixed to the partition wall.
- a cylindrical primary piston 10 as a boosting member having a tip formed in a cup shape is inserted on the opening side.
- a cup-shaped secondary piston 11 is inserted on the bottom side of the cylinder body 2A.
- the rear end portion of the primary piston 10 projects from the opening of the master cylinder 2 into the case 4 and extends to the cylindrical portion 8 of the rear cover 4B.
- the primary piston 10 and the secondary piston 11 are slidably guided by annular guide members 14 and 15 disposed on both end sides of a sleeve 13 fitted in the cylinder bore 12 of the cylinder body 2A.
- two pressure chambers of a primary chamber 16 and a secondary chamber 17 are formed by the primary piston 10 and the secondary piston 11.
- the primary chamber 16 and the secondary chamber 17 are respectively provided with hydraulic pressure ports 18 and 19.
- Two hydraulic pressure circuits (not shown) for supplying hydraulic pressure to the brake calipers of the wheels are connected to the hydraulic pressure ports 18 and 19, respectively.
- reservoir ports 20 and 21 for connecting the primary chamber 16 and the secondary chamber 17 to the reservoir 5 are provided on the upper side of the side wall of the cylinder body 2A.
- the cylinder bore 12 of the cylinder body 2A and the primary piston 10 and the secondary piston 11 are sealed by two seal members 22A, 22B and 23A, 23B, respectively.
- the seal members 22A and 22B are arranged so as to sandwich the reservoir port 20 along the axial direction.
- seal members 23A and 23B are arranged so as to sandwich the reservoir port 21 along the axial direction.
- the secondary chamber 17 communicates with the reservoir port 21 via a port 25 provided on the side wall of the secondary piston 11.
- the secondary piston 11 moves forward from the non-braking position, the secondary chamber 17 is blocked from the reservoir port 21 by the seal member 23A.
- a spring assembly 26 is interposed between the primary piston 10 and the secondary piston 11 in the primary chamber 16.
- a return spring 27 that is a compression coil spring is interposed between the bottom of the master cylinder 2 in the secondary chamber 17 and the secondary piston 11.
- the spring assembly 26 holds a compression coil spring 28 in a predetermined compression state by a retractable retainer 29 and can be compressed against the spring force.
- a cylindrical spacer 29 ⁇ / b> A is interposed between the retainer 29 and an intermediate wall 30 (described later) of the primary piston 10.
- the primary piston 10 includes a cup-shaped tip portion, a cylindrical rear portion, and an intermediate wall 30 that partitions the inside in the axial direction, and a guide bore 31 is passed through the intermediate wall 30 along the axial direction.
- a small-diameter tip of an input piston 32 as a stepped input member having a step 32A is slidably and liquid-tightly inserted into the guide bore 31.
- the guide bore 31 and the input piston 32 are sealed by two seal members 33A and 33B, and a passage 33 opened between the seal members 33A and 33B of the guide bore 31 is formed in the intermediate wall 30 of the primary piston 10. Is penetrated along the radial direction.
- An intermediate portion of the primary piston 10 extending inward into the case 4 is inserted into a cylindrical spring receiving member 70 that fits into an opening at the bottom of the case body 4A, and is guided so as to be slidable along the axial direction.
- the spring receiving member 70 is connected to the cylinder bore 12 of the master cylinder 2 with an outer flange portion 71 formed at one end thereof being fitted into and fixed to the opening at the bottom of the case body 4A.
- a seal member 72 attached to the inner peripheral portion of the rear end of the spring receiving member 70 seals between the primary piston 10 and a passage 33 provided in the intermediate wall 30 of the primary piston 10 opens to the inside of the seal member 72. ing.
- the rear end portion of the input piston 32 is connected to the cylindrical portion 8 of the rear cover 4B and the front end portion of the input rod 34 (input member) inserted into the rear portion of the primary piston 10.
- the rear end side of the input rod 34 extends from the cylindrical portion 8 to the outside.
- a threaded portion 34B is formed at the rear end portion of the input rod 34 that extends from the cylindrical portion 8 to the outside.
- a clevis 73 for connecting a brake pedal (not shown) and a lock nut 74 (flange nut) as a fastening member of the clevis 73 are screwed to the screw portion 34B.
- a flange-shaped spring receiver 35 is attached to the rear end portion of the primary piston 10, and the primary piston 10 is a return that is a compression coil spring interposed between the rear end portion of the spring receiving member 70 and the spring receiver 35.
- the spring 36 is biased in the backward direction.
- the input piston 32 is in a neutral position shown in FIG. 1 by springs 37 and 38 that are compression coil springs as spring means interposed between the intermediate wall 30 of the primary piston 10 and the spring receiver 35, respectively. Is held elastically.
- the retracted position of the input rod 34 is such that a large diameter contact portion 34A provided at the intermediate portion of the input rod 34 is in contact with a stopper 39 protruding inward in the radial direction provided at the rear end portion of the cylindrical portion 8 of the rear cover 4A. It is defined by touching.
- an electric motor 40 that is an electric actuator and an actuator 3 including a ball screw mechanism 41 that converts rotation of the electric motor 40 into linear motion and applies thrust to the primary piston 10 are provided.
- the electric motor 40 is a permanent magnet embedded synchronous motor, and includes a stator 42 and a rotor 45.
- the stator 42 has a plurality of coils fixed by a plurality of bolts 71 to a step on the rear side of the bottom of the case body 4A.
- the rotor 45 has a plurality of permanent magnets that are formed in a cylindrical shape and are disposed along the circumferential direction so as to face the inner peripheral surface of the stator 42.
- the rotor 45 extends along the axial direction from the vicinity of the bottom of the case body 4A to the vicinity of the rear cover, and both ends thereof are rotatably supported by the case body 4A and the rear cover 4B by bearings 43 and 44.
- the electric motor 40 may be a synchronous motor in which a permanent magnet is arranged inside the rotor 45, or another type of motor such as an induction motor.
- the ball screw mechanism 41 includes a nut member 46 that is a rotating member, a hollow screw shaft 47 that is a linear motion member, and a plurality of balls 48 that are loaded between screw grooves formed on these opposing surfaces. Yes.
- the nut member 46 is fixed to the inner peripheral portion on the rear side of the rotor 45.
- the screw shaft 47 is inserted into the nut member 46 and the cylindrical portion 8 of the case 4, is movable along the axial direction, and is supported so as not to rotate about the axis.
- the screw shaft 47 moves in the axial direction by the ball 48 rolling along the screw groove by the rotation of the nut member 46 accompanying the rotation of the rotor 45 of the electric motor 40. .
- the ball screw mechanism 41 can mutually convert rotation and linear motion between the nut member 46 and the screw shaft 47.
- a known speed reduction mechanism such as a planetary gear mechanism or a differential speed reduction mechanism is interposed between the electric motor 40 and the ball screw mechanism 41, and the electric motor 40 is provided. The rotation of the motor may be decelerated and transmitted to the ball screw mechanism 41.
- the screw shaft 47 of the ball screw mechanism 41 is urged in the backward direction by a return spring 49 which is a compression taper coil spring interposed between the spring receiving member 70 and the flange portion 71.
- the rear end position of the screw shaft 47 is restricted by contacting the stopper 39 provided on the cylindrical portion 8 of the rear cover 4B.
- the rear end portion of the primary piston 10 is inserted into the screw shaft 47, and the retracted position of the primary piston 10 is regulated by the spring receiver 35 coming into contact with the step portion 50 formed on the inner peripheral portion of the screw shaft 47. ing.
- the primary piston 10 is pushed forward by the stepped portion 50 by the advancement of the screw shaft 47, and can move forward separately from the stepped portion 50. As shown in FIG.
- the non-braking position of the primary piston 10 is defined by the step portion 50 of the screw shaft 47 in contact with the stopper 39, and the maximum length of the primary piston 10 and the spring assembly 26 in the non-braking position is determined.
- the retracted position of the secondary piston 11, that is, the non-braking position is defined.
- a resolver 60 is provided as a rotational position sensor that detects the rotational position of the rotor 45 of the electric motor 40.
- the resolver 60 includes a sensor rotor 60A fixed to the outer peripheral portion on the rear side of the rotor 45, and a sensor stator 60B attached to the rear cover 4B with bolts 61 so as to face the sensor rotor 60A.
- a reaction force mechanism 75 which is a reaction force applying means, is provided at the rear end of the cylindrical portion 8 of the rear case 4B.
- the reaction force mechanism 75 will be described with reference to FIGS.
- the reaction force mechanism 75 is roughly constituted by a cylindrical cover member 76, a fixed spring receiver 77, a movable spring receiver 78, and a reaction force spring 79 as a spring member.
- the cover member 76 is attached to the rear end portion of the cylindrical portion 8 of the rear cover 4B so as to cover the outer periphery of the screw shaft 47.
- the fixed spring receiver 77 is fixed in contact with the rear end portion of the cylindrical portion 8 within the cover member 76.
- the movable spring receiver 78 is provided in the cover member 76 so as to be movable along the axial direction.
- the reaction force spring 79 is a compression coil spring interposed between the fixed spring receiver 77 and the movable spring receiver 78.
- the rear end portion of the screw shaft 47 protruding from the cylindrical portion 8 is formed with guide grooves 47A extending to the end portion along the axial direction at two locations in the diameter direction.
- the guide groove 47A engages with the stopper 39 of the cylindrical portion 8 to support the screw shaft 47 so as to be movable in the axial direction and not to rotate around the axis.
- the cover member 76 has a stepped shape in which an enlarged diameter portion 76 ⁇ / b> A is formed at the base end portion, and the enlarged diameter portion 76 ⁇ / b> A is fitted to the outer periphery of the small diameter step portion formed at the end portion of the cylindrical portion 8. And attached to the cylindrical portion 8.
- the cover member 76 is formed with an engaging portion 76B that extends in the axial direction from the end portion of the enlarged diameter portion 76A, and the tip portion protrudes radially outward.
- the engaging portion 76B is engaged with a notch 8A formed at the end of the cylindrical portion 8, and a retaining ring 80 is fitted into an outer peripheral groove 85 formed at the end of the cylindrical portion 8 and crossing the notch 8A.
- the cover member 76 is fixed to the cylindrical portion 8 by being engaged with the joint portion 76B.
- the cover member 76 is provided with a pair of guide grooves 81 extending in the axial direction from the enlarged diameter portion 76A at two locations in the diameter direction.
- the fixed spring receiver 77 includes a large-diameter annular portion 77A that contacts the end of the cylindrical portion 8, a small-diameter annular portion 77B that is inserted into the screw shaft 47, and a large-diameter annular portion 77A that extends along the diameter direction. And a coupling portion 77C coupled to the small-diameter annular portion 77B.
- the fixed spring receiver 77 contacts the end portion of the cylindrical portion 8 by inserting the coupling portion 77 ⁇ / b> C into the guide groove 47 ⁇ / b> A of the screw shaft 47.
- the fixed spring receiver 77 is overlaid with a spring washer 82, and is fixed to the stepped portion in the enlarged diameter portion 76A of the cover member 76 attached to the cylindrical portion 8 via the spring washer 82.
- the large-diameter annular portion 77A is formed with a positioning projection 84 that protrudes radially outward and engages with a notch 83 formed at the end of the enlarged-diameter portion 76A of the cover member 76 to perform circumferential positioning.
- a recess for receiving one end portion of the reaction force spring 79 is formed in the small diameter annular portion 77 ⁇ / b> B of the fixed spring receiver 77.
- a pair of guide portions 78A protruding outward in the diameter direction from an annular portion through which the input rod 34 is inserted are formed integrally with the annular portion.
- the pair of guide portions 78 ⁇ / b> A are configured such that the distal end portions thereof are engaged with the guide grooves 81 of the cover member 76 and the base end portions thereof are disposed in the guide grooves 47 ⁇ / b> A of the screw shaft 47. That is, the guide portion 78 ⁇ / b> A is inserted into the guide groove 47 ⁇ / b> A of the screw shaft 47, and the distal end portion is guided along the guide groove 81.
- the guide portion 78A can move in the axial direction within the range of the guide groove 81, and is supported in the radial direction (direction orthogonal to the moving direction of the input piston 32).
- the guide groove 81 extends to the enlarged diameter portion 76 ⁇ / b> A of the cover member 76. Accordingly, the guide portion 78A can be inserted into the guide groove 81 from the enlarged diameter portion 76A.
- the inner diameter of the annular portion of the movable spring receiver 78 is set so that the edge of the opening contacts the lock nut 74.
- a concave portion for receiving the other end portion of the reaction force spring 79 is formed in the annular portion of the movable spring receiver 78.
- the reaction force spring 79 is movable with the fixed spring receiver 77 in a compressed state with a free length or with a predetermined set load (in this embodiment, a state slightly compressed with respect to the free length in order to suppress rattling between components). It is interposed between the spring receiver 78.
- a predetermined set load in this embodiment, a state slightly compressed with respect to the free length in order to suppress rattling between components.
- the electric booster 1 includes a brake pedal, that is, a stroke sensor that detects displacement of the input piston 32 and the input rod 34, a current sensor that detects current supplied to the electric motor 40, and primary and secondary chambers 16 and 17.
- Various sensors such as a hydraulic pressure sensor for detecting the hydraulic pressure are connected.
- the controller C is a microprocessor-based electronic control device including an ECU and a RAM, and controls the rotation of the electric motor 40 based on detection signals from these various sensors.
- the controller C detects the displacement of the input piston 32 with a stroke sensor.
- the controller C controls the operation of the electric motor 40 based on the displacement of the input piston 32 and advances the primary piston 10 via the ball screw mechanism 41.
- the primary piston 10 follows the displacement of the input piston 32.
- a hydraulic pressure is generated in the primary chamber 16, and this hydraulic pressure is transmitted to the secondary chamber 17 via the secondary piston 11.
- the brake hydraulic pressure generated in the master cylinder 2 is supplied to the brake calipers of the respective wheels via the hydraulic pressure ports 18 and 19 to generate a braking force on the vehicle.
- a part of the hydraulic pressure in the primary chamber 16 is received by the input piston 32, and the reaction force is fed back to the brake pedal via the input rod 34.
- a desired braking force can be generated with a predetermined boost ratio.
- a boost ratio can be adjusted by adjusting the relative position of the input piston 32 and the primary piston 10 which follows this.
- the reaction force against the input rod 34 can be adjusted to maintain the adjusted boost ratio.
- the boost ratio is increased by adjusting the displacement amount of the primary piston 10 forward relative to the displacement amount of the input piston 32, and the boost ratio is decreased by adjusting the displacement backward.
- the electric booster 1 can perform brake control such as boost control, brake assist control, inter-vehicle stability control, inter-vehicle control, and regenerative cooperative control.
- brake control such as boost control, brake assist control, inter-vehicle stability control, inter-vehicle control, and regenerative cooperative control.
- the input piston 32 is adjusted so that the primary piston 10 is rearward to reduce the boost ratio, and the hydraulic pressure in the primary chamber 16 is reduced, thereby suppressing the braking force due to the hydraulic pressure and regenerative coordination.
- the amount of time regeneration can be increased.
- the electric motor 40 has a predetermined maximum output.
- the maximum output of the electric motor 40 may be an output that can be maximized by supplying electric power, or an output at the time of supplying a predetermined maximum electric power in order to prevent damage to the electric motor 40 due to excessive electric power supply. it can.
- the output of the electric motor 40 controlled by the controller C reaches the maximum output and the hydraulic pressure in the primary chamber 16 and the thrust of the primary piston 10 are in balance, the primary piston 10 can no longer move forward. Stop.
- the brake pedal is further depressed in such a full load state, only the input piston 32 moves forward while the primary piston 10 remains stopped with respect to the forward movement of the input rod 34.
- the lock nut 74 comes into contact with the movable spring receiver 78 of the reaction force mechanism 75.
- the reaction force spring 79 is compressed by further advancement of the input rod 34, and the spring force is applied to the brake pedal as a reaction force.
- the spring force of the reaction force spring 79 is a reaction force that compensates for a decrease in the rate of increase in the reaction force with respect to the input rod 34 and the brake pedal when the output of the electric motor 40 reaches a predetermined maximum output. Is set to Thereby, as shown by the solid line B in FIG.
- the decrease in the reaction force increase amount due to the stop of the primary piston 10 can be compensated by the spring force of the reaction force spring 79 of the reaction force mechanism 75. For this reason, the rigidity of the brake pedal can be maintained, so that the driver's uncomfortable feeling due to the decrease in the increase in the reaction force after the brake pedal is fully depressed and the output of the electric motor 40 reaches the maximum output can be alleviated. .
- the step 32A of the input piston 32 comes into contact with the intermediate wall 30 of the primary piston 10.
- the primary piston 10 moves forward together with the input piston 32, and the reaction force due to the increase of the hydraulic pressure in the primary chamber 16 increases.
- the reaction force mechanism 75 provides an appropriate reaction force to the operation of the brake pedal, the driver's uncomfortable feeling due to a sudden increase in the reaction force increase can be alleviated.
- the movement distance L of the input rod 34 with respect to the case 4 when the reaction force mechanism 75 is actuated when the lock nut 74 abuts against the movable spring receiver 78 is the reaction force spring 79 when the output of the electric motor 40 reaches the maximum output. Is set so that the uncomfortable feeling due to the decrease in the reaction force due to the increase in the hydraulic pressure in the primary chamber 16 can be eliminated.
- the moving distance L takes into consideration various conditions such as the maximum output of the electric motor 40 set by the controller C, the pressure receiving area of the input piston 32, and the hydraulic rigidity of the hydraulic brake circuit connected to the master cylinder 2. It may be set appropriately.
- the moving distance L is a position before the output of the electric motor 40 reaches a predetermined maximum output by the advancement of the input rod 34 (see position S3 of the dashed line C in FIG. 6) or a position where the output reaches the predetermined maximum output.
- the length of the lock nut 74 be in contact with the movable spring receiver 78 when the input rod 34 advances to the vicinity (including before and after the position where the maximum output is reached).
- the rigidity of the brake pedal can be maintained, and the driver can be prevented from feeling uncomfortable due to the decrease in the reaction force increase amount.
- the one-dot chain line C in FIG. 6 described above is the movement distance L up to S3 in FIG.
- the cover member 76 and the movable spring receiver 78 may be omitted, and a tapered coil spring (not shown) may be used as the reaction force spring.
- a tapered coil spring (not shown)
- the small diameter end portion of the tapered coil spring is guided by the input rod 34 so as to be movable in the axial direction, and the lock nut 74 is configured to abut on the small diameter end portion.
- the set load cannot be set for the reaction force spring, it becomes a free length.
- the cover member 76 is omitted, and instead, a pin-shaped guide member 87 extending in the axial direction is erected at the end of the cylindrical portion 8, and the movable spring receiver 78 is supported by the guide member 87. Is guided so as to be movable within a certain range along the axial direction.
- the guide member 87 is inserted into the fixed spring receiver 77 through a screw portion formed at one end thereof, and is screwed into the end portion of the side wall of the cylindrical portion 8 where the stopper 39 is provided. It is fixed to. Further, the movable spring receiver 78 is inserted to guide the movable spring receiver 78 so as to be movable in the axial direction, and a moving range of the movable spring receiver 78 is defined by a large diameter portion 87A provided at the other end.
- the reaction force spring 79 is held in a compressed state with a predetermined set load.
- a bottomed cylindrical cover 88 is attached to the end of the cylindrical portion 8 so as to cover the rear end of the screw shaft 47 protruding from the cylindrical portion 8.
- an electric booster including a tandem master cylinder 2 having two hydraulic ports 18 and 19 has been described, but the present invention is not limited thereto, The present invention can also be applied to an electric booster in which the secondary piston 11 and the secondary chamber 17 are omitted to form a single master cylinder.
- other known rotation-linear motion conversion mechanisms can be used in addition to the ball screw mechanism 41.
- a configuration in which both the input piston and the piston are inserted into the master cylinder 2 (a configuration in which the input piston 32 is slidably and liquid-tightly inserted into the guide bore 31 of the primary piston 10).
- the input piston it is not necessary for the input piston to be inserted into the master cylinder.
- the present invention can be applied to a so-called by-wire type structure in which the depression force of the brake pedal is not directly transmitted to the master cylinder.
- the rate at which the pedal effort is gradually increased by the reaction force spring (rigidity) can be increased until there is no gap between the input member and the piston of the master cylinder in the full load state of the electric motor.
- the effect of reducing the uncomfortable feeling given to the driver can be obtained.
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Abstract
電動倍力装置において、ブレーキペダルの操作に対する反力の急激な変化を抑制して、ブレーキペダルの操作フィーリングを向上させる。 ブレーキペダルの操作によって入力ロッド34及び入力ピストン32を前進させ、入力ピストン32の移動に応じて電動モータ40を駆動し、ボールねじ機構41を介してプライマリピストン10を推進して、マスタシリンダ2で所望のブレーキ液圧を発生させる。このとき、入力ピストン32によって、マスタシリンダ2内の液圧を受圧して制動時の反力の一部をブレーキペダルにフィードバックする。電動モータ40の出力が最大出力に達してプライマリピストン10が停止した後、更にブレーキペダルを踏込んだとき、ロックナット74が可動バネ受78に当接して反力バネ79を圧縮することにより、反力を付与してプライマリピストン10の停止による反力増加量の減少を補う。
Description
本発明は、自動車等の車両のブレーキ装置に組込まれる倍力装置において、倍力源として電動アクチュエータを用いた電動倍力装置に関するものである。
電動倍力装置として、例えば特許文献1に記載されたものが公知である。この電動倍力装置は、ブレーキペダルに連結された入力ロッドと、入力ロッドに相対移動可能に外装されたブースタピストンと、ブースタピストンを駆動する電動モータと、入力ロッドの移動に応じて電動モータの作動を制御するコントローラとを備え、入力ロッド及びブースタピストンによってマスタシリンダのピストンを推進し、電動モータの駆動力を付与することによりブレーキペダルの操作力に対して所望の倍力比を得るようにしている。
すなわち、入力ロッドとブースタピストンとの相対位置関係を調整することにより、倍力比を変化させることができ、倍力制御、ブレーキアシスト制御、回生協調制御等の種々のブレーキ制御を実行することができる。また、電動モータの故障等のフェイル時には、入力ロッドがブースタピストンを直接操作することで制動機能を維持することができる。
すなわち、入力ロッドとブースタピストンとの相対位置関係を調整することにより、倍力比を変化させることができ、倍力制御、ブレーキアシスト制御、回生協調制御等の種々のブレーキ制御を実行することができる。また、電動モータの故障等のフェイル時には、入力ロッドがブースタピストンを直接操作することで制動機能を維持することができる。
しかしながら、上記従来の電動倍力装置では、次のような問題がある。運転者がブレーキペダルを踏込むと、入力ロッドの前進により、電動モータがブースタピストンを推進して、ブレーキペダルの操作量に応じて一定の倍力比でマスタシリンダの液圧が上昇する。そして、電動モータの出力がその最大出力に達し、ブースタピストンの推力とマスタシリンダ内の液圧による反力が釣合うとブースタピストンが停止し、それ以上前進できなくなる(全負荷状態)。その後、更にブレーキペダルを踏込むと、入力ロッドのみが前進して停止中のブースタピストンに当接する。このとき、運転者に、ブレーキペダルが突然、固定されたような違和感を生じさせることになる。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、ブレーキペダルの操作に対する反力増加量の急激な変化を抑制して、ブレーキペダルの操作フィーリングを向上させることができる電動倍力装置を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明は、ブレーキペダルの操作により進退移動する入力部材と、該入力部材に対して相対移動可能に設けられ、前記入力部材の前進により該入力部材に当接する倍力部材と、前記倍力部材を駆動する電動アクチュエータとを備え、前記入力部材と前記倍力部材との相対位置を調整して所望の倍力比をもってマスタシリンダ内にブレーキ液圧を発生させるべく、前記入力部材の移動に基づき前記電動アクチュエータの作動を制御する電動倍力装置において、前記ブレーキペダルの操作により前記入力部材が所定距離だけ前進したとき、前記入力部材に当接して該入力部材の移動に対して反力を付与する反力付与手段が設けられていることを特徴とする。
本発明に係る電動倍力装置によれば、ブレーキペダルの操作に対する反力増加量の急激な変化を抑制して、ブレーキペダルの操作フィーリングを向上させることができる。
以下、一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1及び図2に示すように、電動倍力装置1は、タンデム型のマスタシリンダ2と、アクチュエータ3を内装するケース4とを備えている。このマスタシリンダ2には、リザーバ5が接続されている。ケース4の上部には、コントローラCが取付けられている。ケース4は、略有底円筒状のケース本体4Aの開口部側に、リアカバー4Bを嵌合し、複数のボルト4Cによって結合してアクチュエータ3を収容するハウジングを形成している。
図1及び図2に示すように、電動倍力装置1は、タンデム型のマスタシリンダ2と、アクチュエータ3を内装するケース4とを備えている。このマスタシリンダ2には、リザーバ5が接続されている。ケース4の上部には、コントローラCが取付けられている。ケース4は、略有底円筒状のケース本体4Aの開口部側に、リアカバー4Bを嵌合し、複数のボルト4Cによって結合してアクチュエータ3を収容するハウジングを形成している。
マスタシリンダ2は、略有底円筒状のシリンダ本体2Aを含み、その開口部側がケース4の底部の開口部にスタッドボルト6A及びナット6Bによって結合されている。ケース4のリアカバー4Bには、平坦な取付座面7が形成され、取付座面7からマスタシリンダ2と同心の円筒部8が突出している。そして、電動倍力装置1は、車両のエンジンルーム内に配置されている。電動倍力装置1は、円筒部8をエンジンルームと車室との隔壁(ダッシュパネル)に貫通させて車室内に延ばし、取付座面7を隔壁に当接させて取付座面7に設けられた複数のスタッドボルト9によって上記隔壁に固定される。
マスタシリンダ2のシリンダ本体2A内には、開口側に、先端部がカップ状に形成された倍力部材としての円筒状のプライマリピストン10が挿入されている。また、シリンダ本体2Aの底部側には、カップ状のセカンダリピストン11が挿入されている。プライマリピストン10の後端部は、マスタシリンダ2の開口部からケース4内に突出して、リアカバー4Bの円筒部8まで延びている。プライマリピストン10及びセカンダリピストン11は、シリンダ本体2Aのシリンダボア12内に嵌合されたスリーブ13の両端側に配置された環状のガイド部材14、15によって摺動可能に案内されている。シリンダ本体2A内は、プライマリピストン10及びセカンダリピストン11によってプライマリ室16及びセカンダリ室17の2つの圧力室が形成されている。プライマリ室16及びセカンダリ室17には、液圧ポート18、19がそれぞれ設けられている。液圧ポート18、19には、各車輪のブレーキキャリパに液圧を供給するための2系統の液圧回路(図示せず)がそれぞれ接続される。
また、シリンダ本体2Aの側壁の上部側には、プライマリ室16及びセカンダリ室17をリザーバ5に接続するためのリザーバポート20、21が設けられている。シリンダ本体2Aのシリンダボア12と、プライマリピストン10及びセカンダリピストン11との間は、それぞれ2つのシール部材22A、22B及び23A、23Bによってシールされている。シール部材22A、22Bは、軸方向に沿ってリザーバポート20を挟むように配置されている。プライマリピストン10が図1に示す非制動位置にあるときに、プライマリ室16は、プライマリピストン10の側壁に設けられたポート24を介してリザーバポート20に連通している。そして、プライマリピストン10が非制動位置からシリンダ本体2Aの底部側へ前進したとき、シール部材22Aによってプライマリ室16がリザーバポート20から遮断されるようになっている。また、シール部材23A、23Bは、軸方向に沿ってリザーバポート21を挟むように配置されている。セカンダリピストン11は図1に示す非制動位置にあるとき、セカンダリ室17がセカンダリピストン11の側壁に設けられたポート25を介してリザーバポート21に連通している。そして、セカンダリピストン11が非制動位置から前進したとき、シール部材23Aによってセカンダリ室17がリザーバポート21から遮断されるようになっている。
プライマリ室16内のプライマリピストン10とセカンダリピストン11との間には、バネアセンブリ26が介装されている。また、セカンダリ室17内のマスタシリンダ2の底部とセカンダリピストン11との間には、圧縮コイルバネである戻しバネ27が介装されている。バネアセンブリ26は、圧縮コイルバネ28を伸縮可能なリテーナ29によって所定の圧縮状態で保持し、そのバネ力に抗して圧縮可能としたものである。リテーナ29とプライマリピストン10の中間壁30(後述)との間には、円筒状のスペーサ29Aが介装されている。
プライマリピストン10は、カップ状の先端部と円筒状の後部と、内部を軸方向に仕切る中間壁30とを備え、中間壁30には、案内ボア31が軸方向に沿って貫通されている。案内ボア31には、段部32Aを有する段付形状の入力部材としての入力ピストン32の小径の先端部が摺動可能かつ液密的に挿入されている。案内ボア31と入力ピストン32との間は、2つのシール部材33A、33Bによってシールされており、プライマリピストン10の中間壁30には、案内ボア31のシール部材33A、33B間に開口する通路33が径方向に沿って貫通されている。
ケース4に内に延びるプライマリピストン10の中間部は、ケース本体4Aの底部の開口部に嵌合する円筒状のバネ受部材70に挿入されて軸方向に沿って摺動可能に案内されている。バネ受部材70は、一端部に形成された外側フランジ部71がケース本体4Aの底部の開口部に嵌合して固定されて、マスタシリンダ2のシリンダボア12に連接している。バネ受部材70の後端内周部に取付けられたシール部材72によってプライマリピストン10との間をシールし、プライマリピストン10の中間壁30に設けられた通路33がシール部材72の内側に開口している。
入力ピストン32の後端部には、リアカバー4Bの円筒部8及びプライマリピストン10の後部に挿入された入力ロッド34(入力部材)の先端部が連結されている。入力ロッド34の後端側は、円筒部8から外部に延出されている。円筒部8から外部に延出された入力ロッド34の後端部にはネジ部34Bが形成されている。このネジ部34Bには、ブレーキペダル(図示せず)を連結するためのクレビス73及びクレビス73の締結部材としてのロックナット74(フランジナット)が螺着されている。プライマリピストン10の後端部には、フランジ状のバネ受35が取付けられ、プライマリピストン10は、バネ受部材70の後端部とバネ受35との間に介装された圧縮コイルバネである戻しバネ36によって後退方向に付勢されている。また、入力ピストン32は、プライマリピストン10の中間壁30との間及びバネ受35との間にそれぞれ介装されたバネ手段としての圧縮コイルバネであるバネ37、38によって、図1に示す中立位置に弾性的に保持されている。入力ロッド34の後退位置は、入力ロッド34の中間部に設けられた大径の当接部34Aがリアカバー4Aの円筒部8の後端部に設けられた径方向内側に突出するストッパ39に当接することによって規定されている。
ケース4内には、電動アクチュエータである電動モータ40及び電動モータ40の回転を直線運動に変換してプライマリピストン10に推力を付与するボールネジ機構41を含むアクチュエータ3が設けられている。電動モータ40は、永久磁石埋め込み型同期モータであって、ステータ42とロータ45とを含んでいる。ステータ42は、ケース本体4Aの底部の後側の段部に複数のボルト71によって固定された複数のコイルを有している。ロータ45は、円筒状に形成されて上記ステータ42の内周面に対向して周方向に沿って配置された複数の永久磁石を有している。ロータ45は、ケース本体4Aの底部付近からリアカバー付近にわたって軸方向に沿って延ばされ、その両端部がベアリング43、44によってケース本体4A及びリアカバー4Bに回転可能に支持されている。なお、電動モータ40は、ロータ45の内部に永久磁石を配置した同期モータ、あるいは、誘導モータ等の他の形式のモータとしてもよい。
ボールネジ機構41は、回転部材であるナット部材46と、直動部材である中空のネジ軸47と、これらの対向面に形成されたネジ溝間に装填された複数のボール48とを有している。ナット部材46は、ロータ45の後部側の内周部に固定されている。ネジ軸47は、ナット部材46及びケース4の円筒部8内に挿入されて軸方向に沿って移動可能で、かつ、軸回りに回転しないように支持されている。ボールネジ機構41は、電動モータ40のロータ45の回転に伴うナット部材46の回転により、ネジ溝に沿ってボール48が転動することにより、ネジ軸47が軸方向に移動するようになっている。また、ボールネジ機構41は、ナット部材46とネジ軸47との間で、回転及び直線運動を相互に変換可能となっている。なお、本実施形態においては、介装していないが、電動モータ40とボールネジ機構41との間に、遊星歯車機構、差動減速機構等の公知の減速機構を介装して、電動モータ40の回転を減速してボールネジ機構41に伝達するようにしてもよい。
ボールネジ機構41のネジ軸47は、バネ受部材70のフランジ部71との間に介装された圧縮テーパコイルバネである戻しバネ49によって後退方向に付勢されている。ネジ軸47は、その後端部がリアカバー4Bの円筒部8に設けられたストッパ39に当接することによって後退位置が規制されている。ネジ軸47内には、プライマリピストン10の後端部が挿入され、ネジ軸47の内周部に形成された段部50にバネ受35が当接することによってプライマリピストン10の後退位置が規制されている。これにより、プライマリピストン10は、ネジ軸47の前進により、段部50に押されて前進し、また、段部50から離間して単独で前進することができる。そして、図1に示すように、ストッパ39に当接したネジ軸47の段部50によってプライマリピストン10の非制動位置が規定され、非制動位置にあるプライマリピストン10及びバネアセンブリ26の最大長によって、セカンダリピストン11の後退位置、すなわち、非制動位置が規定されている。
ケース4内には、電動モータ40のロータ45の回転位置を検出する回転位置センサとしてのレゾルバ60が設けられている。レゾルバ60は、ロータ45の後部側の外周部に固定されたセンサロータ60Aと、センサロータ60Aに対向してリアカバー4Bにボルト61によって取付けられたセンサステータ60Bとから構成されている。
リアケース4Bの円筒部8の後端部には、反力付与手段である反力機構75が設けられている。反力機構75について、図2乃至図5も参照して説明する。図2乃至図5に示すように、反力機構75は、円筒状のカバー部材76と、固定バネ受77と、可動バネ受78と、バネ部材としての反力バネ79とから大略、構成されている。カバー部材76は、リアカバー4Bの円筒部8の後端部に取付けられてネジ軸47の外周を覆うように設けられる。固定バネ受77は、カバー部材76内で円筒部8の後端部に当接して固定される。可動バネ受78は、カバー部材76内で軸方向に沿って移動可能に設けられる。反力バネ79は、固定バネ受77と可動バネ受78との間に介装された圧縮コイルばねである。
ネジ軸47の円筒部8から突出する後端部は、その直径方向の2箇所に軸方向に沿って端部まで延びる案内溝47Aが形成されている。案内溝47Aは、円筒部8のストッパ39に係合して、ネジ軸47を軸方向に移動可能に、かつ、軸回りに回転しないように支持している。
カバー部材76は、基端部に拡径部76Aが形成された段付形状となっており、円筒部8の端部に形成された小径の段部の外周に拡径部76Aを嵌合して、円筒部8に取付けられている。カバー部材76には、拡径部76Aの端部から軸方向に沿って延出し、先端部が径方向外側に突出する係合部76Bが形成されている。この係合部76Bを円筒部8の端部に形成された切欠8Aに係合させ、円筒部8の端部に形成されて切欠8Aを横切る外周溝85に止輪80を嵌合して係合部76Bに係合させることにより、カバー部材76を円筒部8に固定している。カバー部材76には、直径方向の2箇所に拡径部76Aから軸方向に沿って延びる一対のガイド溝81が設けられている。
固定バネ受77は、円筒部8の端部に当接する大径環状部77Aと、ネジ軸47内に挿入される小径環状部77Bと、直径方向に沿って延ばされて大径環状部77Aと小径環状部77Bと結合する結合部77Cとを有している。固定バネ受77は、結合部77Cをネジ軸47の案内溝47Aに挿入して円筒部8の端部に当接する。固定バネ受77は、スプリングワッシャ82が重ねられ、円筒部8に取付けられたカバー部材76の拡径部76A内の段部にスプリングワッシャ82を介して押圧して固定される。大径環状部77Aには、径方向外側に突出して、カバー部材76の拡径部76Aの端部に形成された切欠83に係合して、円周方向の位置決めを行なう位置決め突起84が形成されている。固定バネ受77の小径環状部77Bには、反力バネ79の一端部を受入れる凹部が形成されている。
可動バネ受78には、入力ロッド34が挿通される環状部分から直径方向外側に突出する一対の案内部78Aが環状部分と一体に形成されている。一対の案内部78Aは、その先端部がカバー部材76のガイド溝81に係合され、基端部がネジ軸47の案内溝47Aに配置されるようになっている。すなわち、案内部78Aは、ネジ軸47の案内溝47Aに挿入されるとともに、先端部がガイド溝81に沿って案内されるようになっている。また、案内部78Aは、軸方向にガイド溝81の範囲内で移動でき、径方向(入力ピストン32の移動方向に直交する方向)に支持されるようになっている。ガイド溝81は、カバー部材76の拡径部76Aまで延びている。したがって、拡径部76Aから案内部78Aをガイド溝81に挿入することができる。可動バネ受78の環状部分は、開口の縁部がロックナット74に当接するように内径が設定されている。可動バネ受78の環状部分には、反力バネ79の他端部を受入れる凹部が形成されている。
反力バネ79は、自由長または所定のセット荷重で圧縮された状態(本実施形態では各部品間のがたつきを抑えるため自由長より僅かに圧縮された状態)で固定バネ受77と可動バネ受78との間に介装されている。そして、入力ロッド34が円筒部8、すなわち、ケース4に対して、所定の距離Lだけ前進したとき、ロックナット74が可動バネ受78に当接するようになっている。そして、入力ロッド34が更に前進すると、反力バネ79が圧縮されてそのバネ力が入力ロッド34の前進に対して反力として付与される。
また、電動倍力装置1には、ブレーキペダル、すなわち、入力ピストン32及び入力ロッド34の変位を検出するストロークセンサ、電動モータ40に供給する電流を検出する電流センサ、プライマリ、セカンダリ室16、17の液圧を検出する液圧センサ等の各種センサ(いずれも図示せず)が接続されている。コントローラCは、ECU及びRAMを含むマイクロプロセッサベースの電子制御装置であり、これらの各種センサから検出信号に基づき、電動モータ40の回転を制御する。
次に電動倍力装置1の作動について説明する。
ブレーキペダルを操作して入力ロッド34を介して入力ピストン32を前進させると、コントローラCは、入力ピストン32の変位をストロークセンサによって検出する。コントローラCは、この入力ピストン32の変位に基づいて電動モータ40の作動を制御して、ボールネジ機構41を介してプライマリピストン10を前進させる。これにより、プライマリピストン10が入力ピストン32の変位に追従するようになっている。プライマリピストン10の前進により、プライマリ室16に液圧が発生し、また、この液圧がセカンダリピストン11を介してセカンダリ室17に伝達される。このようにして、マスタシリンダ2で発生したブレーキ液圧は、液圧ポート18、19を介して各車輪のブレーキキャリパに供給され、車両に制動力を発生させる。ブレーキペダルの操作を解除すると、入力ピストン32、プライマリピストン10及びセカンダリピストン11が後退してマスタシリンダ2のブレーキ液圧が減圧されることで、ブレーキパッド66が後退して制動が解除される。ここで、プライマリピストン10とセカンダリピストン11とは、同様に作動するので、以下においては、プライマリピストン10についてのみ説明する。
ブレーキペダルを操作して入力ロッド34を介して入力ピストン32を前進させると、コントローラCは、入力ピストン32の変位をストロークセンサによって検出する。コントローラCは、この入力ピストン32の変位に基づいて電動モータ40の作動を制御して、ボールネジ機構41を介してプライマリピストン10を前進させる。これにより、プライマリピストン10が入力ピストン32の変位に追従するようになっている。プライマリピストン10の前進により、プライマリ室16に液圧が発生し、また、この液圧がセカンダリピストン11を介してセカンダリ室17に伝達される。このようにして、マスタシリンダ2で発生したブレーキ液圧は、液圧ポート18、19を介して各車輪のブレーキキャリパに供給され、車両に制動力を発生させる。ブレーキペダルの操作を解除すると、入力ピストン32、プライマリピストン10及びセカンダリピストン11が後退してマスタシリンダ2のブレーキ液圧が減圧されることで、ブレーキパッド66が後退して制動が解除される。ここで、プライマリピストン10とセカンダリピストン11とは、同様に作動するので、以下においては、プライマリピストン10についてのみ説明する。
このとき、プライマリ室16の液圧の一部を入力ピストン32によって受圧し、その反力を、入力ロッド34を介してブレーキペダルにフィードバックする。これにより、所定の倍力比をもって所望の制動力を発生させることができる。そして、入力ピストン32と、これに追従するプライマリピストン10との相対位置を調整することで倍力比を調整することができる。このとき、バネ37、38のバネ力が入力ピストン32に作用するので、入力ロッド34に対する反力が加減されて調整した倍力比を維持することが可能となっている。そして、入力ピストン32の変位量に対して、プライマリピストン10の変位量を前方に調整することにより倍力比が大きくなり、後方に調整することにより倍力比が小さくなる。これにより、電動倍力装置1は、倍力制御、ブレーキアシスト制御、車間車両安定性制御、車間制御、回生協調制御等のブレーキ制御を実行することができる。なお、入力ピストン32に対して、プライマリピストン10が後方となるように調整して倍力比を小さくし、プライマリ室16の液圧を低下させることで、液圧による制動力を抑えて回生協調時の回生量を大きくすることができる。
また、電動モータ40は、所定の最大出力を有している。電動モータ40の最大出力は、電力の供給によって最大限可能な出力、あるいは、過大な電力の供給による電動モータ40の損傷を防止するために予め定めた最大電力の供給時の出力とすることができる。コントローラCによって制御された電動モータ40の出力が最大出力に達し、プライマリ室16の液圧とプライマリピストン10の推力とが釣合う状態となったとき、プライマリピストン10は、それ以上前進できなくなって停止する。このような全負荷状態で、ブレーキペダルが更に踏込まれると、入力ロッド34の前進に対して、プライマリピストン10は停止したままで、入力ピストン32のみが前進することになる。しかし、プライマリピストン10が停止しているため、入力ピストン32の前進量に対するプライマリ室16の液圧の上昇によって入力ピストン32および入力ロッド34を介してブレーキペダルにフィードバックされる反力増加量の割合が減少する。このため、ブレーキペダルのストロークとブレーキペダルにフィードバックされる反力すなわちペダル踏力との関係が変化する。この関係をペダルストロークとペダル踏力(=反力)との関係を表した図6に基づき説明する。図6においてペダルストロークが位置S1までストロークすると全負荷状態になる。これ以後、ブレーキペダルへの反力(踏力)増加量の割合が減少するので、図6の点線Aのようにペダル踏力(反力)の増加に比べてペダルストロークが急増し、入力ピストン32がプライマリピストン10に当接する位置S2まで急速に移動し、この間、ブレーキペダルの剛性感が低下してしまう。
これに対し、本実施形態では、ブレーキペダルの操作による入力ピストン32のケース4に対する移動距離が所定の距離Lに達すると、ロックナット74が反力機構75の可動バネ受78に当接する。こののち、入力ロッド34の更なる前進によって反力バネ79が圧縮されることにより、そのバネ力が反力としてブレーキペダルに付与される。ここで、反力バネ79のバネ力は、電動モータ40の出力が所定の最大出力に達したとき、入力ロッド34およびブレーキペダルに対する反力増加量の割合が減少するのを補う程度の反力に設定されている。これにより、図6の実線Bで示すように、プライマリピストン10の停止による反力増加量の減少を反力機構75の反力バネ79のバネ力によって補うことができる。このため、ブレーキペダルの剛性感を維持し得るので、ブレーキペダルを深く踏込んで電動モータ40の出力が最大出力に達した後の反力増加量の減少による運転者の違和感を緩和することができる。
ブレーキペダルを更に踏込むと、入力ピストン32の段部32Aがプライマリピストン10の中間壁30に当接する。この当接により、プライマリピストン10が入力ピストン32と共に前進し、プライマリ室16の液圧の上昇による反力が増大する。このとき、反力機構75により、ブレーキペダルの操作に対して適度な反力が付与されているので、急激な反力増加量の増大による運転者の違和感を緩和することができる。
ロックナット74が可動バネ受78に当接して反力機構75が作動する際の入力ロッド34のケース4に対する移動距離Lは、電動モータ40の出力が最大出力に達したとき、反力バネ79のバネ力により、プライマリ室16の液圧の上昇による反力の減少による違和感が解消できるように設定されている。この場合、移動距離Lは、コントローラCで設定した電動モータ40の最大出力、入力ピストン32の受圧面積、マスタシリンダ2に接続された液圧ブレーキ回路の液圧剛性等の諸条件を考慮して適宜設定するとよい。好ましくは、移動距離Lは、前記入力ロッド34の前進により前記電動モータ40の出力が所定の最大出力に達する以前(図6の一点鎖線Cの位置S3参照)、または所定の最大出力に達する位置若しくはその付近(最大出力に達する位置の前後を含む)まで前記入力ロッド34が前進したとき、そのロックナット74が可動バネ受78に当接する長さとするのが良い。これにより、ブレーキペダルの剛性感を維持して、反力増加量の減少によって運転者に違和感が生じるのを緩和できる。
ここで、上述した図6の一点鎖線Cは、図6のS3までが移動距離Lとなっており、S3でロックナット74が反力機構75の可動バネ受78に当接する場合のペダルストロークとペダル踏力との関係を示すものとなっている。この場合、反力バネのバネ力は、図6の実線Bで示した反力バネ79のバネ力よりも大きいものとなっている。このため、ペダル踏力に対するペダルストロークの上昇率が位置S3から低くなるが、その変化は点線Aの場合に比べてなだらかになっている。したがって、図6の一点鎖線Cに示すような場合でも、急激な反力増加量の増大による運転者の違和感を緩和することができる。
また、ロックナット74が可動バネ受78に当接するペダルストローク位置が、所定の最大出力に達する位置よりも後の場合でも、ブレーキペダルにフィードバックされる反力増加量の割合が減少するストローク量を僅かなものとすることができるため、運転者の違和感を緩和することができる。
ここで、上述した図6の一点鎖線Cは、図6のS3までが移動距離Lとなっており、S3でロックナット74が反力機構75の可動バネ受78に当接する場合のペダルストロークとペダル踏力との関係を示すものとなっている。この場合、反力バネのバネ力は、図6の実線Bで示した反力バネ79のバネ力よりも大きいものとなっている。このため、ペダル踏力に対するペダルストロークの上昇率が位置S3から低くなるが、その変化は点線Aの場合に比べてなだらかになっている。したがって、図6の一点鎖線Cに示すような場合でも、急激な反力増加量の増大による運転者の違和感を緩和することができる。
また、ロックナット74が可動バネ受78に当接するペダルストローク位置が、所定の最大出力に達する位置よりも後の場合でも、ブレーキペダルにフィードバックされる反力増加量の割合が減少するストローク量を僅かなものとすることができるため、運転者の違和感を緩和することができる。
なお、通常の運転状態での車両走行中においては、ブレーキペダルを深く踏込んだ場合、電動モータ40の出力が最大出力に達する前に、充分以上の制動力が発生して、アンチロックブレーキ制御が実行され、電動モータ40の出力が減少方向に調整される。このため、ロックナット74が可動バネ受78に当接して反力機構75が作動することはない。一方、車両の停車中に、ブレーキペダルを深く踏込んだ場合には、アンチロックブレーキ制御は実行されず、電動モータ40の出力が最大出力に達し得る。したがって、反力機構75の作動により、ペダルストロークに対する反力増加量の割合の急激な変化で運転者に生じる違和感を緩和することができる。
上記実施形態において、カバー部材76及び可動バネ受78を省略し、反力バネとして、テーパ状のコイルバネ(図示せず)を用いてもよい。この場合、テーパ状のコイルバネの小径端部を入力ロッド34によって軸方向に移動可能に案内し、ロックナット74が小径端部に当接するよう構成する。但し、この場合には、反力バネにセット荷重を設定することはできないので、自由長となる。
次に反力機構75の変形例について図7を参照して説明する。
なお、以下の説明において、上記実施形態に対して、同様の部分には同一の符号を用いて、異なる部分についてのみ詳細に説明する。
図7に示す変形例では、カバー部材76が省略され、代りに、円筒部8の端部に軸方向に沿って延びるピン形状のガイド部材87が立設され、ガイド部材87によって可動バネ受78が軸方向に沿って一定の範囲で移動可能に案内されている。
なお、以下の説明において、上記実施形態に対して、同様の部分には同一の符号を用いて、異なる部分についてのみ詳細に説明する。
図7に示す変形例では、カバー部材76が省略され、代りに、円筒部8の端部に軸方向に沿って延びるピン形状のガイド部材87が立設され、ガイド部材87によって可動バネ受78が軸方向に沿って一定の範囲で移動可能に案内されている。
ガイド部材87は、一端部に形成されたネジ部を固定バネ受77に挿通し、円筒部8のストッパ39が設けられた側壁の端部にネジ込むことにより、固定バネ受77と共に円筒部8に固定されている。また、可動バネ受78に挿通されて、可動バネ受78を軸方向に沿って移動可能に案内し、他端部に設けられた大径部87Aによって可動バネ受78の移動範囲を規定して、反力バネ79を所定のセット荷重をもって圧縮状態で保持している。
円筒部8の端部には、円筒部8から突出したネジ軸47の後端部を覆う有底円筒状のカバー88が取付けられている。
これにより、上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
これにより、上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
なお、上記実施形態では、一例として、2系統の液圧ポート18、19を有するタンデム型のマスタシリンダ2を備えた電動倍力装置について説明しているが、本発明は、これに限らず、セカンダリピストン11及びセカンダリ室17を省略してシングル型のマスタシリンダとした電動倍力装置にも適用することができる。また、上記実施形態において、ボールネジ機構41のほか、他の公知の回転-直動変換機構を用いることもできる。
さらに、上記実施形態では、入力ピストン及びピストンが共にマスタシリンダ2に挿入されている構成(プライマリピストン10の案内ボア31に入力ピストン32が摺動可能かつ液密的に挿入されている構成)を用いているが、入力ピストンがマスタシリンダに挿入される構造である必要はない。例えば、特開2008-30599号に示されるように、ブレーキペダルの踏力がマスタシリンダに直接伝達されない、いわゆるバイワイヤ式の構成のものに適用することができる。このような構成においては、電動モータの全負荷状態で入力部材とマスタシリンダのピストンとの間の隙間がなくなるまで、徐々に反力ばねによりペダル踏力が増加する割合(剛性感)を高められるので、運転者に与える違和感を小さくする効果を得ることができる。
1 電動倍力装置
2 マスタシリンダ
10 プライマリピストン(倍力部材)
32 入力ピストン(入力部材)
34 入力ロッド(入力部材)
40 電動モータ(電動アクチュエータ)
75 反力機構(反力付与手段)
2 マスタシリンダ
10 プライマリピストン(倍力部材)
32 入力ピストン(入力部材)
34 入力ロッド(入力部材)
40 電動モータ(電動アクチュエータ)
75 反力機構(反力付与手段)
Claims (8)
- ブレーキペダルの操作により進退移動する入力部材と、該入力部材に対して相対移動可能に設けられ、前記入力部材の前進により該入力部材に当接する倍力部材と、前記倍力部材を駆動する電動アクチュエータとを備え、前記入力部材と前記倍力部材との相対位置を調整して所望の倍力比をもってマスタシリンダ内にブレーキ液圧を発生させるべく、前記入力部材の移動に基づき前記電動アクチュエータの作動を制御する、電動倍力装置において、
前記ブレーキペダルの操作により前記入力部材が所定距離だけ前進したとき、前記入力部材に当接して該入力部材の移動に対して反力を付与する反力付与手段が設けられていることを特徴とする電動倍力装置。 - 前記反力付与手段は、前記入力部材の前進により前記電動アクチュエータの出力が所定の最大出力に達する以前、または所定の最大出力に達する付近まで前記入力部材が前進したとき、前記入力部材に当接することを特徴とする請求項1に記載の電動倍力装置。
- 前記反力付与手段は、前記入力部材の前進により前記電動アクチュエータの出力が所定の最大出力に達する付近まで前記入力部材が前進したとき、前記入力部材の前進に対して、前記電動アクチュエータが前記最大出力に達してそれ以上出力を増大できないことによる前記入力部材に対する反力増加量の割合の減少を補う程度の反力を付与することを特徴とする請求項1又は2に記載の電動倍力装置。
- 前記倍力部材の前記入力部材に対する後方への相対変位に対してバネ力を付与するバネ手段を設け、前記入力部材と前記倍力部材との相対位置を前記倍力部材が前記入力部材の後方となるように調整して倍力比を小さくすることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の電動倍力装置。
- 前記反力付与手段は、前記入力部材、前記倍力部材及び前記電動アクチュエータを収容するハウジングに固定された固定バネ受と、前記入力部材に当接する可動バネ受と、前記固定バネ受けと前記可動バネ受との間に介装されるバネ部材と、前記ハウジングに固定されて前記バネ部材を覆い、前記可動バネ受を前記入力部材の移動方向に沿って案内するカバー部材とを有していることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の電動倍力装置。
- 前記カバー部材は、前記可動バネ受を前記入力部材の移動方向に直交する方向に支持することを特徴とする請求項5に記載の電動倍力装置。
- 前記反力付与手段は、前記入力部材、前記倍力部材及び前記電動アクチュエータを収容するハウジングに固定された固定バネ受と、前記入力部材に当接する可動バネ受と、前記固定バネ受けと前記可動バネ受との間に介装されるバネ部材と、前記ハウジングに固定されて、前記入力部材の移動方向に沿って延ばされ、前記固定バネ受を前記ハウジングに固定すると共に前記可動バネ受を前記入力部材の移動方向に沿って案内するガイド部材とを有していることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の電動倍力装置。
- 前記入力部材には、前記ブレーキペダルに連結するためのクレビスが締結部材を用いて取付けられ、前記入力部材は、前記締結部材を介して前記反力付与手段に当接することを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の電動倍力装置。
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