JP7680207B2 - 係止ロックを有する電動制動倍力装置 - Google Patents

Description

本出願は、車両制動システムにおいて使用される電動制動倍力装置に関する。

背景技術
一部の車両は、油圧式制動システムに電動制動倍力装置を増設し、電動制動倍力装置は、モータを制動補助力源として利用している。既存の電動制動倍力装置においては、制動補助力とペダル踏力とは、通常、連結された伝達線路を有する、即ち、いくつかの共通の力伝達部品を通じて制動マスタシリンダピストンに伝達される。このような電動制動倍力装置においては、運転者が制動操作を実施するときに、運転者は、制動ペダルを踏んでペダル踏力を加え、電動制動倍力装置のモータは、制動補助力を生成し、ペダル踏力と制動補助力とが組み合わせられて制動マスタシリンダピストンに伝達される。自動制御機能（例えば、自動運転又は能動制動モジュールなど）を有する車両においては、車両が自動的に制動を実施するときに、運転者の介入を必要とせず（即ち、ペダル踏力が入力されない）、電動制動倍力装置のモータが能動的に制動補助力を生成する。しかしながら、制動補助力が制動マスタシリンダピストンに伝達されるときに、ペダル踏力伝達部品が影響を受け、さらには制動ペダルも影響を受ける。これは、制動補助力の伝達効率に影響を及ぼし、さらに、制動ペダル上に足を乗せている運転者に違和感を与える可能性がある。

発明の概要
本出願は、改善された電動制動倍力装置を提供することを目的とする。電動制動倍力装置は、モータ制動操作モード及び単独ペダル制動操作モードを有し、モータ制動操作モードにおいては、制動モータの制動補助力のみを利用して車両を制動することを実現し、単独ペダル制動操作時には、制動ペダルを通じて車両の迅速な制動を実現することができる。

このため、本出願の一態様によれば、車両制動システムに使用される電動制動倍力装置が提供される。電動制動倍力装置は、制動ペダルからのペダル踏力を伝達するように構成されたペダル踏力伝達部品と、モータ制動操作を実施して制動補助力を発生させるように構成された制動モータと、制動マスタシリンダのピストンを軸方向に押圧するように構成された補助力伝達部品と、補助力伝達部品上に配置され、係止状態と係止解除状態とを切り替えるように構成された係止ロックと、を備え、電動制動倍力装置は、モータ制動操作モード及び単独ペダル制動操作モードを有し、モータ制動操作モードにおいて、係止ロックは係止解除状態にあり、これにより、ペダル踏力伝達部品と補助力伝達部品とは運動学的に分離され、制動モータにより生成される制動補助力のみが補助力伝達部品を通じて制動マスタシリンダのピストンに伝達されるようにし、単独ペダル制動操作モードにおいて、係止ロックは係止状態にあり、これにより、ペダル踏力がペダル踏力伝達部品、係止ロック及び補助力伝達部品を通じて制動マスタシリンダのピストンに伝達されるようにする。

本出願によれば、モータ制動操作時に、係止ロックは解除され、これにより、ペダル踏力伝達線路と制動補助力伝達線路とは分離され、その結果、ペダル踏力伝達部品と制動補助力伝達部品とは互いに干渉しない。モータ制動操作を実施するときは、電動制動倍力装置の入力は、制動モータから発生し、ペダル踏力と組み合わせられることはない。他の態様においては、単独ペダル制動操作を実施するときは、係止ロックがペダル踏力伝達部品の遊びを低減し、その結果、車両の迅速な制動が実現する。

本出願の実行可能な実施形態による、電動制動倍力装置の概略断面図である（断面は、倍力装置の中心軸線に沿って取られている）。 電動制動倍力装置の他の方向からの概略断面図である（断面は、図１に垂直な方向に倍力装置の中心軸線に沿って取られている）。 電動制動倍力装置のペダル踏力の伝達線路を説明するための模式図である。 電動制動倍力装置の制動補助力の伝達線路を説明するための模式図である。 電動制動倍力装置の駆動ナット及びプランジャの概略図である。 電動制動倍力装置の駆動ナット及びプランジャの概略図である。 電動制動倍力装置のペダルばねの模式図である。 電動制動倍力装置のペダルばねの制限構造の、実行可能な本実施形態中の構成部品の概略図である。 電動制動倍力装置のペダルばねの制限構造の、実行可能な本実施形態中の構成部品の概略図である。 電動制動倍力装置のペダルばねの制限構造の、他の実行可能な実施形態の概略図である。 電動制動倍力装置の係止ロック（ロックがかかった状態にある）の、実行可能な実施形態の概略図である。 図１１の係止ロックが係止解除状態にあるときの概略図である。 電動制動倍力装置の係止ロック（ロックがかかった状態にある）の、他の実行可能な実施形態の概略図である。 図１３の係止ロック内の揺動アームの概略図である。 図１４の係止ロックが係止解除状態にあるときの概略図である。 電動制動倍力装置の係止ロック（ロックがかかっている状態）の、さらなる実行可能な実施形態の概略図である。 図１６の係止ロックが係止解除状態にあるときの概略図である。

発明を実施するための形態
以下、図面を参照しながら、本出願のいくつかの実行可能な実施形態について説明する。図面は、本出願の原理を具体化するためのものに過ぎず、本出願の実際の構造を示すためのものではないことに留意されたい。従って、図面は、寸法通りに描かれておらず、明確にするために、いくつかの細部は誇張され、また、いくつかの細部は省略されている。

先ず、本出願において、「後側」とは、車両の制動ペダルに運動学的に近い側を指し、「前側」とは、制動ペダルから運動学的に離隔した側、即ち、制動マスタシリンダ側に近い側を指すことに留意されたい。

図１及び図２において示すように、本出願の実行可能な実施形態による、車両制動システムにおいて使用される電動制動倍力装置は、車両油圧式制動システムの制動マスタシリンダ１のピストン２に出力を伝達するために使用される。当該電動制動倍力装置のいくつかの構造の詳細については、図３乃至図１０を参照されたい。図１及び図２は、電動制動倍力装置の原位置（非操作状態）を示している。

ピストン２は、制動マスタシリンダ１のシリンダ体に対して軸方向に移動することができる。当該技術分野においては、車両油圧式制動システムの制動マスタシリンダ１及びそのピストン２は既知であるため、詳細な説明は省略する。制動マスタシリンダ１はデュアルピストンを有し、図示されているピストン２は、制動マスタシリンダ１の後側部分空洞（第１の空洞）ピストンであり、制動マスタシリンダ１は、図示されていない前部空洞（第２の空洞）ピストンをさらに備えることに留意されたい。

本出願の電動制動倍力装置は、制動ペダル側の押圧部材３に対応しており、制動補助力を生成するための制動モータ４を備える。電動制動倍力装置は、制御部５と、ペダルストロークセンサ６と、を備える。ペダルストロークセンサ６は、押圧部材３のストロークを検出するために、即ち、制動ペダルのストロークを検出するために使用される。制御部５は、ペダルストロークセンサ６により検知された制動ペダルストロークの信号を受信することができ、制動モータ４の動作を制御することができる。制御部５は、制動信号を受信した後、制動モータ４を起動して制動油圧を発生させる。制動信号は、さらに、制動ペダルストローク信号であるものとしてもよく、又は、車両の自動制動機能により生じる制動信号であるものとしてもよい。

制動モータ４を利用して制動が実施される場合、制動モータ４により生成される制動補助力のみが電動制動倍力装置の入力となり、当該入力には、制動ペダルにより生じるペダル踏力は含まれない。制動モータ４を利用せずに制動が実施される場合、例えば、制動モータ４に電気エネルギーが供給されなかった場合、又は、制動モータ４を使用することができなかった場合、運転者により制動ペダルを通じて押圧部材３を介して入力されたペダル踏力が電動制動倍力装置の入力となる。

電動制動倍力装置は、伝動スリーブ１１と、駆動ナット１２と、をさらに備え、両者はピストン２と同軸に配置され、これにより、電動制動倍力装置の中心軸線を画定する。伝動スリーブ１１は、駆動ナット１２の中に配置され、両者の間にはねじ式の伝動嵌合が存在する。駆動ナット１２は、軸受け１３（その他の軸受けも存在することがある）を通じて回転可能に倍力装置筐体（図示せず）内に配置されている。制動モータ４は、対応する伝動機構（例えばギヤセット）を通じて駆動ナット１２の回転を促進する。制動モータ４が帯電している場合、制動モータ４は、制動モータ４と駆動ナット１２との間の伝動機構（特にギヤセット）の助けを借りて駆動ナット１２の軸方向位置をロックし、駆動ナット１２が軸方向に移動することができないようにする。制動モータ４が帯電していない場合、モータ回転子は、自由に回転することができるので、駆動ナット１２の軸方向移動に対する制動モータ４のロック機能が解除され、駆動ナット１２は、軸方向に移動することができる。

あるいは、単一のロック構造を設置することもできる。制動モータ４が帯電している場合、ロック構造により駆動ナット１２は、軸方向にロックされるので、駆動ナット１２は、軸方向に移動する能力を有しない。制動モータ４が帯電していない場合、ロック構造は、駆動ナット１２の軸方向移動のロックを解除するので、駆動ナット１２は、軸方向に移動することができるようになる。

駆動ナット１２が軸方向にロックされている場合、駆動ナット１２の回転により伝動スリーブ１１が押圧されて駆動ナット１２内を軸方向に移動することができる。

図５を参照すると、駆動ナット１２は略筒状であり、その軸方向上の一部分は、内方のねじ山が設けられたねじ山部分１２ａであり、ねじ山は、伝動スリーブ１１の雄ねじとの噛合に使用される（伝動スリーブ１１には、全長にわたって雄ねじが設置されるものとしてもよい）。さらに、ねじ山部分１２ａは、駆動ナット１２の内孔を前側部分１２ｂと後側部分１２ｃとに分割する。ねじ山部分１２ａの軸方向長さは、駆動ナット１２の軸方向長さの約３分の１未満である。前側部分１２ｂの軸方向長さは、後側部分１２ｃよりも短いことが好ましい。

図１及び図２に戻り、伝動スリーブ１１とピストン２との間にはプランジャ１４が配置されている。制動モータ４が生成する駆動力、即ち、制動補助力は、駆動ナット１２を介して伝動スリーブ１１に伝達され、さらに伝動スリーブ１１によりプランジャ１４を介してピストン２に伝達される。プランジャ１４は、ピストン２に当接して直接押圧することができ、プランジャ１４は、制動補助力をピストン２に直接伝達することができるようになる。あるいは、プランジャ１４とピストン２との間に力伝達部品（例えばマンドレル）を配置し、プランジャ１４が力伝達部品を介して制動補助力をピストン２に伝達するようにしてもよい。このような力伝達部品を配置することは、ピストン２上の制動補助力の分布を等しくするのに役立ち得る。

図６を参照すると、プランジャ１４は、前端壁１４ａと、前端壁１４ａの径方向の対向する両側から径方向の対向する方向に沿って延出する一対のフランジ（突縁部）１４ｂと、前端壁１４ａの外周から後方に延出する本体と、を有する。本体は、前端壁１４ａに接続された略円筒形の第１の部分１４ｃと、第１の部分１４ｃの後側部分辺縁部から上方に延出する略円筒形の第２の部分１４ｄと、を備える。本体において、フランジ１４ｂが延伸する径方向に垂直な径方向に、本体を貫通する径方向貫通孔（内部空洞）１４ｅが形成されている。径方向貫通孔１４ｅの前端は、前端壁１４ａにおいて終端し、径方向貫通孔１４ｅの後端は軸方向貫通孔１４ｆを通って本体の後端面に連通している。さらに、第１の部分１４ｃにおいて、第１の部分１４ｃを貫通する少なくとも１つ（図においては、径方向に互いに対向する２つが示されている）の位置決め孔１４ｇが形成されている。さらに、各フランジ１４ｂの後側部分表面には、後方に延伸する突出部１４ｈが形成されている。

押し棒１５の前端は、ペダルばね１６に接続されている。ペダルばね１６は、板ばねが積層されてなる複合ばねを備えるものとしてもよく、その結果、ペダルばね１６の軸方向上のばね剛性は、縦方向（径方向）の外端から径方向中心に向かって徐々に大きくなる。例えば、図７を参照すると、ペダルばね１６は、軸方向に順に積層された板ばね１６ａ、１６ｂ、１６ｃを含む。軸方向の前側から後側へ向かって、各板ばねの径方向寸法は、徐々に小さくなる。

図１及び図２に戻り、プランジャ１４の前端は、ピストン２を（直接的に又は間接的に）押圧するように調整されて構成されている。プランジャ１４の第２の部分１４ｄに駆動ナット１２の前側部分１２ｂを挿入すると、プランジャ１４は、駆動ナット１２に対して軸方向に移動することができるようになる。

押し棒１５は、伝動スリーブ１１によって画定された軸方向貫通孔に配置される。押圧部材３の前端は、押し棒１５に接続している。押し棒１５の前側部分は、伝動スリーブ１１の前端から延出しており、プランジャ１４を貫通する軸方向貫通孔１４ｆから径方向貫通孔１４ｅに挿入される。押し棒１５の前端には、ペダルばね１６の前側にある反発板１７がさらに接続されている。ペダルばね１６と反発板１７とは、プランジャ１４の径方向貫通孔１４ｅを貫通し、プランジャ１４の径方向両側から露出している。原位置においては、反発板１７は、プランジャ１４の前端壁１４ａの軸方向後側に位置し、前端壁１４ａとは軸方向に一定の距離を隔てている。

ペダルばね１６の径方向両端には、それぞれ制限棒１８が接続されている。制限棒１８は倍力装置の中心軸線と平行に延伸し、プランジャ１４の第２の部分１４ｄを取り囲むように配置された制限板１９によって制限を受けており、その結果、制限棒１８は、制限板１９に対して限られた距離だけ軸方向に移動することができる。図８に示されている例においては、制限棒１８の前端はペダルばね１６の縦方向外端に固定され、制限棒１８の後側部分に細い棒部分１８ａが形成され、当該細い棒部分１８ａは、図９に示されている制限板１９に対応する径方向端部の穿孔１９ａに挿入され、当該穿孔１９ａにおいて、軸方向に移動することができる。ペダルばね１６が押し棒１５に押されて軸方向に弾性変形するときに、細い棒部分１８ａを通じて軸方向両端の大径部分と制限板１９の軸方向両側端面との間に当接されて、制限棒１８の軸方向移動の範囲が制限され、即ち、ペダルばね１６の径方向両端の軸方向移動の範囲も制限される。従って、制限棒１８及び制限板１９は、ペダルばね１６の制限構造を構築している。

その他の形態によるペダルばね制限部品も使用されるものとしてもよいことが理解されよう。例えば、図１０には、ペダルばね１６の他の制限構造が示されており、そこでは、制限棒１８の前端が、ペダルばね１６の縦方向外端にヒンジ連結され、制限棒１８の後端にヒンジ軸が設けられ、当該ヒンジ軸を制限板１９内の軸方向に平行に延伸している案内溝１９ａに挿入すると、当該ヒンジ軸は、案内溝１９ａ内において前後方向に移動することができるようになる。原位置においては、２つの制限棒１８前端の間の径方向距離と制限棒１８後端の間の径方向距離とは、相違していても同一であってもよい。押し棒１５がペダルばね１６を前方へ押圧するときに、制限棒１８の後端のヒンジ軸は、案内溝１９ａ内を前方へ摺動する。制限棒１８の後端のヒンジ軸が案内溝１９ａ前側部分の溝の底に到達すると、制限棒１８の後端は制限を受け、前方に移動し続けることができなくなり、その結果、ペダルばね１６の径方向両端は、それ以上前方に移動することができなくなる。押し棒１５がペダルばね１６の中央部分を前方へ押圧すると、ペダルばね１６は、軸方向に弾性変形し始める。

制限板１９は回転不可能であり、制限板１９と駆動ナット１２との間の軸方向の位置は変化しないままである。換言すれば、制限板１９は、駆動ナット１２に伴って軸方向に移動することができるが、回転することはできない。適当な保持構造を通じて、制限板１９は、上記の機能を実現することができる。例えば、図示されている例においては、制限板１９は、軸受け１３の外輪に固定されている。

反発板１７の径方向両端の前側には、第１の復帰ばね２１を押圧するためのばね圧縮部２０が取り付けられている。第１の復帰ばね２１は、ばね圧縮部２０、反発板１７、ペダルばね１６を介して押し棒１５を軸方向後方に押圧するために使用される。第１の復帰ばね２１は、制動マスタシリンダ１のシリンダ体とばね圧縮部２０との間に取り付けられるものとしてもよい。

さらに、制動マスタシリンダ１のシリンダ体とプランジャ１４のフランジ１４ｂとの間に、プランジャ１４を軸方向後方に押圧するための第２の復帰ばね２２が取り付けられている。第２の復帰ばね２２のばね剛性は、第１の復帰ばね２１のばね剛性よりも大きいものである。

倍力装置の内部構造に応じて、第１の復帰ばね２１及び第２の復帰ばね２２は、他の位置に配置されもよいことが理解されよう。さらに、図示されている例においては、両者はどちらも圧縮コイルばねの形態であるが、上記の押圧機能を実現することができるものであれば、他の形態のばねを使用するものとしてもよい。例えば、図１０に示されている例においては、第１の復帰ばね２１は、３Ｄワイヤばねであり、一端がペダルばね１６の縦方向外端に引っ掛けられ、他端は制限板１９に固定されている。第２の復帰ばね２２も、３Ｄワイヤばねの形態を用いるものとしてもよいことは理解されよう。

さらに、プランジャ１４には、少なくとも１つ（図においては、径方向に対向する２つが示されている）の係止ロック３０が取り付けられている。図２、図１１、図１２に、係止ロック３０の実行可能な構造が示されている。係止ロック３０は、電磁コイル３１を備え、電磁コイル３１は、プランジャ１４に固定され（例えば、プランジャ１４の突出部１４ｈに固定され）、第１の部分１４ｃの外側に位置し、電磁コイル３１においてプランジャ１４の位置決め孔１４ｇに合った挿入口が画定される。係止ロック３０は、係止ピン３２をさらに備え、係止ピン３２は、磁石により製造され、互いに同軸である外側棒部分３２ａ及び内側棒部分３２ｂ、並びに、外側棒部３２ａと内側棒部３２ｂとの間のフランジ（突縁部）３２ｃを備える。外側棒部分３２ａ及び内側棒部分３２ｂの直径は、同一であっても相違していてもよい。外側棒部分３２ａは、電磁コイル３１の挿入口に摺動して挿入することができ、内側棒部分３２ｂは、プランジャ１４の位置決め孔１４ｇに摺動して挿入することができる。復帰用圧縮ばね３３は、電磁コイル３１の挿入口の外側棒部分３２ａの外端と電磁コイル３１の外壁との間に配置され、係止ピン３２に径方向内側の推力を加えるために使用される。電磁コイル３１が通電されていない状態において、圧縮ばね３３は、係止ピン３２を径方向内方に押圧し、フランジ３２ｃを第１の部分１４ｃの外表面へ押し付けるようにする。また、内側棒部分３２ｂの内端は、プランジャ１４の径方向貫通孔１４ｅまで延伸し、図２及び図１１において示すように、このとき、係止ロック３０は係止状態にあり、内側棒部３２ｂの一部分が反発板１７の前側に面している。電磁コイル３１が通電されている状態において、電磁コイル３１は、磁場を生成し、当該磁場は、係止ピン３２に対し径方向方に吸引力を発生させ、当該吸引力は、圧縮ばね３３の推力を克服し、係止ピン３２を径方向方に移動させる。さらに、フランジ３２ｃが電磁コイル３１の内端を押し付け、内側棒部分３２ｂの内端は、圧縮してプランジャ１４の径方向貫通孔１４ｅに入り、図１２において示すように、係止ロック３０は係止解除状態にあり、内側棒部分３２ｂは、反発板１７の前側に面する位置から完全に離隔する。

係止ロック３０は、プランジャ１４の外周の空間に適応するために、複数の形態を有するものとしてもよいことは理解されよう。例えば、図１３乃至図１５に示される実行可能な実施形態においては、係止ロック３０は、電磁コイル３１を備え、プランジャ１４の第１の部分１４ｃの外側に固定されている。係止ロック３０は、係止ピン３２をさらに備え、係止ピン３２は、磁石により製造され、略円柱体である。一方の部分は、電磁コイル３１の挿入口に摺動して挿入され、他方の部分は、プランジャ１４の位置決め孔１４ｇに摺動して挿入される。係止ロック３０は、揺動アーム３４をさらに備え、揺動アーム３４は、屈曲形状又は曲線形状を有し、前部３４ａと、それに続く後側部分３４ｂを備える。前部３４ａは、案内溝３４ｃを形成し、係止ピン３２に固定された位置決めピン３５は、案内溝３４ｃに挿入され、案内溝３４ｃ内を摺動することができる。前部３４ａの後端は、ピン軸３６によってプランジャ１４の１つの部位において支持され、当該部位は、係止ピン３２の外周に面している。このように、係止ピン３２が倍力装置の径方向に移動するときに、位置決めピン３５は、揺動アーム３４を揺動させ、揺動アーム３４を通じてプランジャ１４の外周に当接し、又は、電磁コイル３１の内端に当接し、係止ピン３２の径方向の位置を画定することができる。揺動アーム３４と電磁コイル３１の内端とが確実に当接するためには、前側部分３４ａの電磁コイル３１に面した部位に斜面３４ｄを形成し、係止ピン３２が電磁コイル３１に向かって移動したときに、斜面３４ｄは、電磁コイル３１の内端面にぴったり接触することができるようにする。復帰用圧縮ばね３３は、電磁コイル３１の挿入口内の係止ピン３２の外端と電磁コイル３１の外壁との間に配置され、係止ピン３２に径方向内側へ推力を加えるために使用される。

図１６乃至図１７に示される他の実施形態においては、係止ロック３０は、電磁コイル３１を含み、プランジャ１４の第１の部分１４ｃの外側に固定されている。係止ロック３０は、係止ピン３２をさらに備え、係止ピン３２は、磁石により製造され、略円柱体である。一方の部分は、電磁コイル３１の挿入口に摺動して挿入され、他方の部分は、プランジャ１４の位置決め孔１４ｇに摺動して挿入される。係止ロック３０は、板ばね３７と溝形部材３８とをさらに備える。溝形部材３８は、横方向の挿入溝を有し、溝形部材３８は、係止ピン３２に固定されており、挿入溝は、係止ピン３２と背中合わせになっており、板ばね３７の前端が、当該挿入溝に挿入される。板ばね３７の後側部分は、プランジャ１４の１つの部位に固定されており、当該部位は、係止ピン３２の外周に面している。板ばね３７は、溝形部材３８を介して係止ピン３２に径方向内方に推力を加えるために使用される。これにより、電磁コイル３１が通電されていないときに、板ばね３７は、係止ピン３２を押圧して係止状態にし、溝形部材３８は、プランジャ１４の第１の部分１４ｃの外周上に押し付けられる。電磁コイル３１が通電されていないときに、電磁コイル３１は、係止ピン３２を吸引し、板ばね３７の推力に抵抗して径方向方に移動し、さらに係止ピン３２が電磁コイル３１の内端を押圧ことによって、係止ロック３０が係止解除状態となる。本実施形態においては、先の実施形態から復帰用圧縮ばね３３を削除している。

本出願の原理に基づいて、当業者であれば、他の形態の係止ロック３０を設計することができる。

係止ロック３０の具体的な形態に拘わらず、図１及び図２において示されている電動制動倍力装置の原位置においては、係止ロック３０が係止状態であるときに、係止ピン３２の一部分（プランジャ１４が延伸する径方向貫通孔１４ｅ、即ち、内部空洞の部分）は、反発板１７の前側に位置し、係止ピン３２の一部分と反発板１７の前側との間の軸方向の距離は、制限板１９によって制限されている制限棒１８の軸方向の移動範囲の半分未満であり、好ましくは３分の１未満、例えば３ｍｍ未満であり、好ましくは２ｍｍ未満である。

係止ロック３０の操作と制動モータ４は、関連している。制動モータ４の電源投入に伴い、係止ロック３０の電磁コイル３１に給電され、制動モータ４の断電に伴い、係止ロック３０の電磁コイル３１の電源も切断される。

図３においては、電動制動倍力装置におけるペダル踏力伝達機構（線路）が示されている。ペダル踏力は、押圧部材３、押し棒１５を介してペダルばね１６、反発板１７に伝達され、ペダルばね１６、反発板１７は、第１の復帰ばね２１の前方への移動に抵抗することができるようになる。反発板１７の径方向の一端には、径方向延伸部分１７ａが取り付けられ又は形成され、径方向延伸部分１７ａは、ペダルストロークセンサ６に面しており、径方向延伸部分１７ａの軸方向の移動がペダルストロークセンサ６に検出されることが可能であり（例えば、磁場の変化を通じて）、制御部５は、ペダルストロークを特定することができ、運転者の制動意図を判断することも可能となる。

図４においては、電動制動倍力装置における制動補助力伝達機構（線路）が示され、制動モータ４の駆動力（制動補助力）は、駆動ナット１２、伝動スリーブ１１を介してプランジャ１４に伝達される。これにより、第２の復帰ばね２２の推力によるプランジャ１４の前方への移動に抵抗し、プランジャ１４は、制動モータ４により生成された制動補助力を電動制動倍力装置として出力し、ピストン２に伝達する。

図示されている例においては、制動補助力は、主に駆動ナット１２及び伝動スリーブ１１を通して伝達されることに留意されたい。しかしながら、回転運動を直線運動に変換する他の機構、例えば、ラック・ピニオン機構などを、制動補助力を伝達するために使用することができることは理解されよう。

さらに、プランジャ１４、押し棒１５、ペダルばね１６、反発板１７は軸方向にのみ移動することができ、回転することはできず、適当な制限構造によって回転防止が実現し、例えば、制限板１９（回転不可）を通じて、制限棒１８を通じて、ペダルばね１６に対し回転を防止するための制限が実現されることに留意されたい。

以下、電動制動倍力装置の操作について説明する。

先ず、電動制動倍力装置の通常操作モードについて説明する。いわゆる通常操作とは、運転者が制動ペダルを踏むことに基づいて電動制動倍力装置の動作が起動され、制動モータ４によって制動補助力が提供されることである。運転者が制動ペダルを踏む前は、制動モータ４には給電されておらず、係止ロック３０は係止状態である。運転者が制動ペダルを踏むと、押圧部材３が押し棒１５を介してペダルばね１６及び反発板１７を軸方向前方へ押し出す。反発板１７の前側表面と係止ピン３２との間には、軸方向に一定の距離があり、この軸方向の一定の距離の間において、制御部５は、ペダルばね１６及び反発板１７の上記動作をペダルストロークセンサ６によって検出する。これによって、運転者が制動ペダルを踏んだことが確認され、制動モータ４が正方向に回転し、プランジャ１４を、特定された距離だけ前方に駆動し、同時に係止ロック３０の電磁コイル３１が通電される。その結果、係止ピン３２が径方向方に収縮し、係止ロック３０は、係止解除状態になり、反発板１７を阻止しなくなる。このため、係止ロック３０は、ペダル踏力の伝達線路の操作を阻害することなく、運転者は、継続して制動ペダルを踏むことができ、プランジャ１４は、前方に移動し続け、ピストン２は、制動マスタシリンダ１のシリンダ体内を前方に移動し、制動マスタシリンダ１のシリンダ体内に初期圧が生じる。この段階において制動ペダルが踏み込まれたものが、遊びのストロークとなる。

遊びのストロークの終了後、運転者がさらに制動ペダルを踏むと、制限棒１８、制限板１９が制限を受けて移動し続けることができなくなり、ペダルばね１６の両端が制限棒１８により制限されて軸方向の前方に移動することができなくなり、ペダルばね１６は軸方向に変形し、ペダルばね１６は、制動ペダルに伝達される反発力を徐々に大きくし、同時に反発板１７をさらに前方に移動させる。制御部５は、ペダルストロークセンサ６によって前述のさらなる前方への移動を検出することによって、運転者の制動意図を判断し、制動モータ４の正方向回転を制御して、プランジャ１４を、特定された距離だけさらに前方に駆動する。プランジャ１４のこの区間前方への移動によって、ピストン２が、制動マスタシリンダ１のシリンダ体内においてさらに前方に移動し、制動マスタシリンダ１の制動油圧が突然増加し、即ち、急上昇するのである。制動マスタシリンダ１は、制動システムの制動部品に圧力が増加する制動液を出力することによって、車両を制動する。その後、補助力段階に入り、この段階において、制動マスタシリンダ１の出力圧力と倍力装置の補助力との間の圧力－フォースカーブは大きい傾きを有し、迅速に非出力圧力の増加を提供する。

制動が終了すると、運転者は制動ペダルを緩め、制動マスタシリンダ１内の油圧及び第１の復帰ばね２１を押し下げることより、反発板１７は後方に移動し、これにより、制御部５は、運転者の制動意図の終了を判断し、制動モータ４を駆動して逆方向に回転させる。その結果、伝動スリーブ１１は原位置に戻り、反発板１７、ペダルばね１６及び押し棒１５は、第１の復帰ばね２１の作用下で原位置に戻り、プランジャ１４も第２の復帰ばね２２の作用によって原位置に戻る。その後、制動モータ４の電源が切断され、係止ロック３０が断電され、係止状態に戻る。

本出願は、電動制動倍力装置の通常操作モードにおいて、一態様においては、倍力装置が提供する補助力曲線は従来の真空倍力装置と類似しており、従って、真空倍力装置と取り換えることが可能であり、類似の補助力機能を提供する。一方、運転者が制動ペダルで感じるペダル反発力及びストロークは、従来の制動ペダル操作における反発力及びストロークと類似している。

続いて、以下に、電動制動倍力装置の完全電動操作モードについて説明する。いわゆる単独電動操作モードとは、運転者が制動ペダルを踏んでいない状態において、制御部５が車両の自動制動機能からの制動信号により電動制動倍力装置を起動させ、又は、車両自動制動機能が電動制動倍力装置の制御を直接引き継ぐことである。この場合、押し棒１５、ペダルばね１６、反発板１７は動かないままであり、制御部５は、制動モータ４が正方向回転を制御して、駆動ナット１２、伝動スリーブ１１を通じてプランジャ１４を駆動して前方に移動させ、ピストン２を前方に押圧し、車両を制動する。同時に、係止ロック３０の電磁コイル３１が通電され、係止ロック３０が係止解除状態となる。制動の終了が特定されると、制動モータ４の逆回転を制御し、伝動スリーブ１１を原位置に戻し、プランジャ１４も第２の復帰ばね２２の作用下で原位置に戻る。その後、制動モータ４の電源が切断され、係止ロック３０が断電され、係止状態に戻る。

通常操作モードにおいても単独電動操作モードにおいても、電動制動倍力装置の入力は、制動モータ４のみによるものであり、いかなるペダル踏力要素も有しない。このため、両者の制動モードを総称してモータ制動操作と称することができる。また、通常操作モードにおいても単独電動操作モードにおいても、いずれも従来の真空倍力装置に類似した補助力比及び補助力曲線を提供することができる。さらに、運転者によるペダルストロークは、通常操作モードにおいてのみ運転者の制動意図を判断するために制御部５によって使用される。通常操作モードにおいて、ペダルばね１６の変形により次第に大きくなる反発力が制動ペダルを介して運転者の足にフィードバックされるため、運転者の制動体験は、従来の制動システムと類似しており、従来の真空倍力装置を有する制動システムを含む。

さらに、電動制動倍力装置はさらに単独ペダル操作モードを有する。単独ペダル操作モードは、制動モータ４が正常に動作しないときに又は使用することができない時に動作し、この場合、制動モータ４に電気エネルギーは供給されない。このとき、係止ロック３０は係止状態であり、かつ、駆動ナット１２の軸方向移動のロック機能は解除されるので、軸方向に移動することができる。運転者が制動ペダルを踏み、押圧部材３が押し棒１５を介してペダルばね１６を軸方向前方に押圧し、反発板１７と係止ピン３２との間の軸方向の距離が小さくなることによって、反発板１７が短い時間内に係止ロック３０の係止ピン３２を押し付け、プランジャ１４が前方に移動することによりピストン２が前方へ押され、車両を制動する。押し棒１５がさらに前方に移動すると、ペダルばね１６は、制限棒１８を通じて制限板１９を引っぱり、制限板１９は、駆動ナット１２及び伝動スリーブ１１を伴って軸方向前方に移動する。制動の終了後、第１の復帰ばね２１及び第２の復帰ばね２２の作用によって、関連する部品は原位置に戻る。

さらに、電動制動倍力装置は、電動車両に応用する場合、制動エネルギー回収に関与する能力をさらに有する。制動エネルギー回収操作においては、制御部５は、制動ペダルの踏み込みを検出し、制動モータ４を制御してプランジャ１４を駆動させて一定の設定した距離だけ前方へ移動させる。同時に、係止ロック３０の電磁コイル３１が通電され、係止ロック３０が係止解除状態となる。

本出願によれば、モータ制動操作が実施されたときに、係止ロックが解除され、ペダル踏力伝達線路に対して制動倍力装置伝達線路が分離される。制動補助力伝達部品の動作は、ペダル踏力伝達部品及び制動ペダルに影響を与えることはないため、運転者が制動ペダルから違和感を受けることはない。さらに、制動モータ操作においては、電動制動倍力装置の入力は、制動モータからのみ行われ、ペダル踏力と組み合わせられることはない。

制動モータが正常に動作している場合、ペダルばねは、制動挙動シミュレータとして、制動状態の感覚を運転者の足にフィードバックするために使用される。また、運転者の制動意図を判断することに使用され、ペダル踏力が制動倍力装置の出力の一部に変換されることはない。一方、単独ペダル制動操作が実施されるときに、係止ロックは係止状態であり、ペダル踏力伝達部品は、係止ロックを介して制動補助力伝達部品を動かすことができ、ペダル踏力伝達部品の遊びが低減され、車両制動が迅速に行われる。

さらに、本出願の電動制動倍力装置は、自動制動機能を有する車両に特に適しており、即ち、電動制動倍力装置及び車両制動システムの制御を自動制動機能から引き継ぎ、運転者が制動ペダルを踏む必要がなくなる。

ここでは、具体的な実施形態を参照して説明及び本出願を説明しているが、本出願の範囲は、記載された詳細に限定されるものではないことに留意されたい。本出願の基本原理から逸脱することなく、これらの詳細について種々の変更がなされるものとしてもよい。

Claims (8)

1. 車両に使用される電動制動倍力装置であって、
   制動ペダルからのペダル踏力を伝達するように構成されたペダル踏力伝達部品と、
   モータ制動操作を実施して制動補助力を生成するように構成された制動モータ（４）と、
   制動マスタシリンダ（１）のピストン（２）を軸方向に押圧するように構成された補助力伝達部品と、
   前記補助力伝達部品上に配置され、係止状態と係止解除状態とを切り替えるように構成された係止ロック（３０）と、
   を備え、
   前記電動制動倍力装置は、モータ制動操作モード及び単独ペダル制動操作モードを有し、
   前記モータ制動操作モードにおいて、前記係止ロックは係止解除状態にあり、これにより、前記ペダル踏力伝達部品と前記補助力伝達部品とは運動学的に分離され、前記制動モータにより生成される制動補助力のみが、前記補助力伝達部品を介して前記制動マスタシリンダの前記ピストンに伝達されるようにし、
   前記単独ペダル制動操作モードにおいて、前記係止ロックは係止状態にあり、これにより、前記ペダル踏力が、前記ペダル踏力伝達部品、前記係止ロック及び前記補助力伝達部品を介して前記制動マスタシリンダの前記ピストンに伝達されるようにし、
   前記補助力伝達部品は、前記制動モータにより回転駆動させられるように構成された駆動ナット（１２）と、前記駆動ナットに連結されて前記駆動ナットの回転運動を軸方向の直線運動に変換する伝動スリーブ（１１）と、を備え、
   前記補助力伝達部品は、前記制動マスタシリンダ（１）の前記ピストン（２）と前記伝動スリーブ（１１）との間に軸方向に配置されたプランジャ（１４）をさらに備え、前記プランジャは、前記伝動スリーブ（１１）により前記制動マスタシリンダ（１）のシリンダ体へ向かって軸方向前方に押圧されるように構成されており、
   前記ペダル踏力伝達部品は、
   前記伝動スリーブ（１１）内に配置され、前記伝動スリーブ内において軸方向に摺動し得る押し棒（１５）であって、前記押し棒の後側部分が前記制動ペダルによって駆動され、前記押し棒の前部が前記プランジャ（１４）の内部空洞（１４ｅ）に延伸している押し棒（１５）と、
   前記押し棒（１５）の前側部分に支持され、前記内部空洞（１４ｅ）から径方向に延出しているペダルばね（１６）であって、前記押し棒（１５）の軸方向の押圧作用下で軸方向に沿って弾性変形する能力を有するペダルばね（１６）と、
   前記ペダルばね（１６）の前側で前記押し棒（１５）の前側部分により支持される反発板（１７）と、
   を備える、電動制動倍力装置。
2. 前記モータ制動操作が、
   通常制動操作であって、検出された前記ペダル踏力伝達部品の動作に基づいて前記制動モータ（４）を起動し、これにより、前記制動モータ（４）を正方向に回転させて制動補助力を生成させる、通常制動操作と、
   単独電動操作であって、前記車両の自動制動モジュールの制動信号に基づいて前記制動モータ（４）を起動し、前記制動モータ（４）を正方向に回転させて制動補助力を生成させる、単独電動操作と、
   を含む、請求項１に記載の電動制動倍力装置。
3. 前記係止ロック（３０）の状態が、前記制動モータ（４）の電源の状態と関連しており、前記制動モータ（４）の電源が投入されたときに、前記係止ロック（３０）は係止解除状態になり、前記制動モータ（４）の電源が切断されたときに、前記係止ロック（３０）は係止状態になる、請求項１又は２に記載の電動制動倍力装置。
4. 前記モータ制動操作モードにおいて、前記ペダルばね（１６）が、制動挙動シミュレータを構築し、前記制動挙動シミュレータの動作は、運転者の制動意図を判断するために検出されることが可能であり、前記制動挙動シミュレータは、さらに、制動状態の感覚を運転者の足にフィードバックし得る、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電動制動倍力装置。
5. 前記係止ロック（３０）は、
   前記プランジャ（１４）上に固定された電磁コイル（３１）と、
   磁石により製造され、前記電磁コイルが通電されたときに前記電磁コイルにより吸引されて係止解除位置に移動し得るように構成された係止ピン（３２）と、
   前記電磁コイルが断電されたときに前記係止ピンを係止位置に復帰させるように構成された復帰特徴部と、
   を備える、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電動制動倍力装置。
6. 係止位置において、前記係止ピンが前記反発板の前側に移動しており、係止解除位置において、前記係止ピンは、前記反発板の前側から完全に離隔している、請求項５に記載の電動制動倍力装置。
7. 前記係止ロック（３０）は、位置決め特徴部をさらに備え、前記位置決め特徴部は、前記係止ピンの位置を制限するために使用され、前記係止ピンを係止位置又は係止解除位置に保持させる、請求項５又は６に記載の電動制動倍力装置。
8. 前記位置決め特徴部は、
   前記係止ピンの外周のフランジ（３２ｃ）に設けられているか、
   一方の端部が前記係止ピンに伴って移動し、他方の端部が前記プランジャにヒンジ連結されている揺動アーム（３４）であるか、又は、
   一方の端部が前記係止ピンに伴って移動し、他方の端部が前記プランジャに固定されている板ばねであり、
   前記板ばねは、さらに同時に前記復帰特徴部を構成している、請求項７に記載の電動制動倍力装置。