JPH10147224A

JPH10147224A - ブレーキ

Info

Publication number: JPH10147224A
Application number: JP30976596A
Authority: JP
Inventors: Hirotaka Oikawa; 浩隆及川
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-11-20
Filing date: 1996-11-20
Publication date: 1998-06-02

Abstract

(57)【要約】【課題】ブレーキペダルの踏み込み状態に応じて外部
液圧供給源からホイールシリンダへ制動液圧を与えるブ
レーキにおいて、メカ式ブレーキと同様なブレーキ感覚
を生じさせ、ブレーキ作動時においてドライバーに違和
感を感じさせないようにする。【解決手段】ブレーキペダル１の踏力を検出する踏力
センサ５４を設ける。踏力センサ５４とブレーキペダル
１との間に、ブレーキペダル１の踏力を緩衝する緩衝部
材５３を設ける。ブレーキペダル１の変位量を検出する
ストロークセンサ５２を設ける。ブレーキペダル１の踏
み込み時に、その変位量が所定値以下である場合に、ス
トロークセンサ５２からの検出信号に基づいてホイール
シリンダへ外部液圧供給源からの制動液圧を与え、ブレ
ーキペダル１の変位量が所定値を超えた場合に、踏力セ
ンサ５４からの検出信号に基づいてホイールシリンダへ
外部液圧供給源からの制動液圧を与える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自動車等の車両
に設けられるブレーキに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車等の車両用ブレーキの液圧
を制御するブレーキ液圧制御装置として、外部液圧供給
源を備えたものが知られている。具体的には、ブレーキ
ペダルの操作量に基づき発生するマスターシリンダ圧に
応じて外部液圧供給源とホイールシリンダとの間に設け
られた液圧制御弁のスプールをソレノイドによって増圧
側へ変位させることにより、外部液圧供給源からのブレ
ーキ液圧をホイールシリンダへ作用させるシステムであ
る。ところで、この種のブレーキには、ブレーキペダル
を踏んだ際に、ブレーキの踏み込み感覚を与えるため
に、マスターシリンダ圧を逃がすアキュームレータから
なるストロークシュミレータが設けられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
装置にあっては、マスターシリンダの液圧を直接ホイー
ルシリンダへ作用させる一般的なメカ式ブレーキと比較
して、ブレーキペダルの踏み心地に若干食い違いが生じ
るため、ドライバーに違和感を与えてしまうという問題
があった。つまり、一般的なメカ式ブレーキの場合は、
図４に示すように、ブレーキペダルを踏み込んだ際に、
ペダルのあそび、マスターシリンダの無効入力を超えた
後、弱ブレーキ域ではペダルストロークが増えるにした
がってペダル踏力の増加率が次第に高くなり、その後、
弱ブレーキ域を超えると、ペダルストロークに対してペ
ダル踏力が大幅に増加する傾向となっているのに対し
て、上記装置の場合は、図５に示すように、ペダルのあ
そび、マスターシリンダの無効入力を超えた後は、スト
ロークシュミレータが作動することにより、一貫してペ
ダルストロークとペダル踏力とが比例した関係となって
しまい、前述したように、ブレーキをかけた際に、ドラ
イバーが違和感を感じてしまう恐れがあった。

【０００４】この発明は、上記事情に鑑みてなされたも
ので、ブレーキ作動時において、ドライバーに違和感を
感じさせることのないブレーキを提供することを目的と
している。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載のブレーキは、ホイールシリンダへの
制動力を供給するための入力軸を有するブレーキペダル
と、前記入力軸上に設けられ前記ブレーキペダルへの踏
力を緩衝する緩衝部材と、該緩衝部材と前記ブレーキペ
ダルとの間に設けられ該ブレーキペダルの変位量を検出
するストロークセンサと、前記ブレーキペダルの踏み込
み時の踏力を検出する踏力センサと、前記ホイールシリ
ンダへ制動液圧を供給する外部液圧供給源と、該外部液
圧供給源と前記ホイールシリンダとの間の管路に設けら
れ前記外部液圧供給源から前記ホイールシリンダへの制
動液圧を増減する液圧制御弁と、前記ストロークセンサ
によって検出される変位量及び前記踏力センサによって
検出される踏力に基づいて、前記液圧制御弁を制御する
制御部を具備することを特徴としている。

【０００６】請求項２記載のブレーキは、請求項１記載
のブレーキにおいて、前記制御部が、前記ブレーキペダ
ルの変位量が所定値未満である場合には、前記ストロー
クセンサによって検出された変位量に応じた前記外部液
圧供給源から前記ホイールシリンダへ制動液圧を供給
し、前記所定値以上となってからは、前記踏力センサに
よって検出された踏力に応じた前記外部液圧供給源から
前記ホイールシリンダへ制動液圧を供給するように前記
液圧制御弁を制御することを特徴としている。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態のブレ
ーキを図によって説明する。図１において、符号１はブ
レーキペダルである。このブレーキペダル１には、後述
する緩衝装置５１が設けられたロッド５０を介して、マ
スターシリンダ２が設けられている。なお、符号４０
は、マスターシリンダ２に設けられたリザーバである。
また、符号３は液圧によって制動力を発生するホイール
シリンダ、符号４は外部液圧供給源、符号５は前記マス
ターシリンダ２の出力に基づいて前記外部液圧供給源４
からホイールシリンダ３に作用する圧力を調整する液圧
制御弁、符号３０は、液圧制御弁５の駆動を制御するこ
とにより、外部液圧供給源４からの液圧を制御してホイ
ールシリンダ３へ供給するコントローラＥＣＵ（制御
部）である。

【０００８】前記外部液圧供給源４の内部構成を説明す
る。符号４ａは液圧ポンプであって、この液圧ポンプ４
ａはモータ４ｃによって駆動されて液圧を発生するよう
になっている。前記液圧ポンプ４ａの出力側にはアキュ
ームレータ４ｂが接続され、発生した高い液圧を蓄える
ようになっている。また液圧ポンプ４ａは、リザーバ４
ｄから吸い上げた液を加圧して液圧制御弁５に供給する
ようになっている。また、符号４Ｅは、アキュームレー
タ４ｂ内の圧力を検出する圧力センサであり、この圧力
センサ４Ｅからの検出結果に基づいて、コントローラＥ
ＣＵ３０がアキュームレータ４ｂの圧力が所定値以下と
なった際に、前記モータ４ｃを駆動させて液圧ポンプ４
ａによって加圧を行なわせるようになっている。また、
符号４Ｆは、後述する液圧通路開閉弁２９の開弁時に、
アキュームレータ４ｂまたは液圧ポンプ４ａからの液圧
をリザーバ４ｄへ逃がすリリーフ弁である。

【０００９】次に、前記液圧制御弁５の構造を説明す
る。符号１１はボディーであって、このボディー１１の
内部にはバルブ穴１２が設けられ、このバルブ穴１２に
連通する液圧供給ポート１３、ドレーンポート１４、出
力ポート１５がそれぞれ設けられ図示の位置でバルブ穴
１２内に開口している。すなわち前記液圧供給ポート１
３は外部液圧供給源４に接続され、前記ドレーンポート
１４はバルブ穴１２の両端を互いに連通するとともにリ
ザーバ４ｄに接続されて大気開放され、前記出力ポート
１５は、後述する液圧増幅装置３１及びフェイルセーフ
弁８を介してホイールシリンダ３に接続されている。

【００１０】前記バルブ穴１２には、スプール１６が摺
動自在に収容されている。このスプール１６は、中央部
が縮径されていて、前記液圧供給ポート１３と出力ポー
ト１５を連通させるための環状連通溝１６ａとなってい
る。この環状連通溝１６ａが設けられていることによ
り、前記液圧供給ポート１３とスプール１６との間に可
変絞りｓが形成され、また、前記ドレーンポート１４と
スプール１６との間に可変絞りｔが形成されている。し
たがってスプール１６が図中左方向へ移動することによ
って前記可変絞りｓが開くとともに可変絞りｔが閉じて
出力ポート１５の圧力が増加し、スプール１６が図中右
方向へ移動することによって逆に圧力が減少する。

【００１１】前記出力ポート１５の出力は、前記ホイー
ルシリンダ３へ向かう管路３２から分岐した管路１７を
介して、液圧制御弁５の一端の反力室１８に接続されて
おり、この反力室１８内には反力発生手段１９が設けら
れている。この反力発生手段１９は、バルブ穴１２の端
部にはめ込まれており、中央に設けられた貫通孔には、
前記スプール１６の端部の中心から突出するピン２０が
摺動自在に挿入されている。さらに、前記反力発生手段
１９とスプール１６との間には、スプール１６へ図中右
方へ弾性力を与える手段としての圧縮ばね２１が介在さ
せられている。

【００１２】また、前記圧力制御弁５の他端には、ソレ
ノイド２２が設けられている。このソレノイド２２は、
前記バルブ穴１２と同軸上にかつ軸方向に移動可能に設
けられた可動子２３と、この可動子２３に軸方向への推
進力を与えるべく設けられたコイル２４およびヨーク２
５と、前記可動子２３とヨーク２５との間に介在して図
中左方へ弾性力を与える圧縮ばね２６とから構成されて
いる。

【００１３】また、前記外部液圧供給源４のアキューム
レータ４ｂと上記構造の液圧制御弁５の液圧供給ポート
１３との間の管路には、コントローラＥＣＵ３０からの
信号によって開閉駆動される液圧通路開閉弁２９が設け
られている。即ち、この液圧通路開閉弁２９によって、
外部液圧供給源４から液圧制御弁５への液圧の供給路が
開閉されるようになっている。

【００１４】前記液圧増幅装置３１は、径の異なる二つ
のシリンダ部４１ａ、４１ｂが形成されたシリンダ本体
４１と、大径プランジャ部３４ａと小径プランジャ部３
４ｂとを有する凸状に形成され、大径プランジャ部３４
ａが大径シリンダ部４１ａに、小径プランジャ部３４ｂ
が小径シリンダ部４１ｂに、それぞれ摺動可能に配設さ
れたプランジャ本体３４とから構成されている。そし
て、この大径シリンダ部４１ａと大径プランジャ部３４
ａとによって区画されたスペースが入力側液圧室３３と
され、小径シリンダ部４１ｂと小径プランジャ部３４ｂ
とによって区画されたスペースが出力側液圧室３５とさ
れている。そして、入力側液圧室３３には、流路３２を
介して液圧制御弁５の出力ポート１５が接続され、出力
側液圧室３５には、流路３６を介して後述するフェール
セーフ弁８が接続されている。

【００１５】また、出力側液圧室３５には、圧縮スプリ
ングが配設されており、この圧縮スプリングによってプ
ランジャ本体３４が大径シリンダ部４１ａ側へ付勢され
ている。

【００１６】そして、この液圧増幅装置３１の前記入力
側液圧室３３に液圧制御弁５を介して外部液圧供給源４
から加圧されたブレーキ液が供給され、その液圧によっ
てプランジャ本体３４が図中矢印イ方向へ、圧縮スプリ
ングの付勢力に反して押圧されて摺動される。これによ
り、出力側液圧室３５が小径プランジャ部３４ｂによっ
て圧縮され、内部のブレーキ液が、流路３６を介してフ
ェールセーフ弁８へ加圧されて送り出されるようになっ
ている。

【００１７】ここで、出力側液圧室３５から流路３６を
介して送り出されるブレーキ液の液圧は、それぞれのプ
ランジャ部３４ａ、３４ｂの面積の比率だけ増加され
る。つまり、入力側液圧室３３における液圧Ｐinと出力
側液圧室３５の液圧Ｐoutとの関係は、入力側液圧室３
３の大径プランジャ部３４ａの受圧面積をＡinとし、出
力側液圧室３５の小径プランジャ３４ｂの受圧面積をＡ
outとすると次式にて表すことができる。

【００１８】Ｐout＝Ａin／Ａout・Ｐin

【００１９】即ち、大径プランジャ３４ａ及び小径プラ
ンジャ３４ｂのそれぞれの受圧面積の比率分だけブレー
キ液が加圧されることとなる。

【００２０】また、前記フェールセーフ弁８には、前記
管路３６とともにマスターシリンダ２からの管路４３も
接続されている。このフェールセーフ弁８には、管路３
６から分岐された管路２７が接続されており、この管路
２７から液圧が加わることによって駆動して、マスター
シリンダ２からの管路４３とホイールシリンダ３との連
通を遮断するとともに、管路３６をホイールシリンダ３
に連通し、管路３６からの液圧をホイールシリンダ３へ
作用させるようになっている。また、ブレーキ作動時に
何かの原因にて管路３６からの液圧が低下した場合に
は、管路２７からフェールセーフ弁８へ液圧が加わらな
くなるため、フェールセーフ弁８はバネ等の付勢手段に
よって駆動し、管路３６とホイールシリンダ３との連通
を遮断するとともに、マスターシリンダ２からの管路４
３をホイールシリンダ３に連通し、マスターシリンダ２
からの液圧をホイールシリンダ３へ直接作用し、制動力
を発生させるようになっている。なお、図中符号１０は
ホイールシリンダ圧を検出する圧力センサ、符号４４は
車輪の速度を検出する車輪速センサであり、これら圧力
センサ１０、車輪速センサ４４からの検出信号が、後述
するストロークセンサ５２、踏力センサ５４の検出信号
とともにコントローラＥＣＵ３０へ送信され、これらセ
ンサの検出信号に基づいてコントローラＥＣＵ３０が液
圧制御装置５の駆動を制御して、アンチスキッド制御、
トラクション制御等の各種制御を行うようになってい
る。

【００２１】次に、上記構成のブレーキ液圧制御装置の
ブレーキペダル１とマスターシリンダ２との間に設けら
れた緩衝装置５１について説明する。図２に示すよう
に、緩衝装置５１は、ストロークセンサ５２、緩衝部材
５３及び踏力センサ５４を有するもので、これらストロ
ークセンサ５２、緩衝部材５３及び踏力センサ５４が、
ブレーキペダル１側から順に設けられている。ストロー
クセンサ５２は、ブレーキペダル１が踏み込まれたと
き、このブレーキペダル１のストローク量を検出するも
ので、このストロークセンサ５２からの検出信号が前記
コントローラＥＣＵ３０へ送信されるようになってい
る。また、緩衝部材５３は、例えば圧縮バネ等の弾性材
料からなるもので、前記ブレーキペダル１が踏み込まれ
ることにより、圧縮されて弾性変形するようになってい
る。また、踏力センサ５４は、ブレーキペダル１が踏み
込まれた際に、その踏力を検出し、その検出信号を前記
コントローラＥＣＵ３０へ送信するようになっている。

【００２２】そして、上記の緩衝装置５１が設けられた
ブレーキ液圧制御装置によれば、ブレーキを作動させる
べく、ブレーキペダル１をドライバーが踏み込むと、そ
の踏力によって緩衝装置５１を構成する緩衝部材５３が
弾性変形することにより、ブレーキペダル１が移動し、
そのストロークがストロークセンサ５２によって検出さ
れ、その検出信号がコントローラＥＣＵ３０へ送信され
る。また、このとき、踏力センサ５４では、ブレーキペ
ダル１の踏力が検出されてその検出信号がコントローラ
ＥＣＵ３０へ出力される。

【００２３】そして、コントローラＥＣＵ３０では、ス
トロークセンサ５２からの検出信号に基づいてブレーキ
ペダル１が踏み込まれたことを検出すると、前述したよ
うに液圧通路開閉弁２９へ制御電流を供給し、この液圧
通路開閉弁２９を開き、外部液圧供給源４と液圧制御弁
５との流路を連通させるとともに、ブレーキペダル１の
ストロークに応じてソレノイド２２のコイル２４の励磁
電流を制御して可動子２３を移動させてスプール１６を
同方向へ移動させる。これにより、液圧制御弁５の可変
絞りｓが開いて環状連通溝１６aと液圧供給ポート１３
とが連通され、出力ポート１５からの制動液圧が液圧増
幅装置３１によってさらに加圧されてホイールシリンダ
３へ供給されて車輪が制動される。

【００２４】さらに、ブレーキペダル１が踏み込まれ、
緩衝部材５３が完全に圧縮しきると、ブレーキペダル１
が変位しなくなり、その後は、踏力センサ５４からの検
出信号に基づいてコントローラＥＣＵ３０が液圧制御弁
５を制御して、ブレーキペダル１の踏力に応じて車輪が
制動される。つまり、本実施の形態のブレーキ液圧制御
装置によれば、図３の実線にて示すように、ブレーキペ
ダル１の遊びを過ぎた弱ブレーキ域では、緩衝部材５３
によって踏力が吸収されてペダルストロークに対して緩
やかに踏力が増加し、その後、緩衝部材５３が圧縮しき
ってブレーキペダル１が変位しなくなった時点からは、
踏力だけが増加する。

【００２５】即ち、ドライバーがブレーキペダルを踏み
込んだ際に、その踏力を吸収して所定のストロークを生
じさせ、マスターシリンダ２からホイールシリンダ３へ
直接液圧を作用させるメカ式ブレーキのブレーキ感覚
（図４参照）に近づけることができ、これにより、ブレ
ーキの作動時におけるドライバーの違和感を最小限に低
減することができる。さらに、マスターシリンダ２を駆
動させないので、マスターシリンダ２の無効入力分が無
くなり、より低い踏み込み状態からの検出を可能とする
ことができ、これにより、液圧制御の応答性を向上させ
ることができる。また、弱ブレーキ域ではストロークセ
ンサ５２によるストロークの検出信号から液圧を制御
し、その後は踏力センサ５４による踏力の検出信号から
液圧を制御するもの、つまり、ブレーキペダル１の踏み
込みの検出を２系統にて行うものであるので、踏み込み
の検出の信頼性を大幅に向上させることができる。

【００２６】なお、緩衝部材５３として、例えばゴムや
多段のバネ等の非線形のもの、つまり、圧縮するにした
がって次第に大きな圧縮力を必要とする弾性材料を用い
ても良く、この場合にも、図３の鎖線にて示すように、
ペダルストロークと踏力との関係を、メカ式ブレーキの
もの（図４参照）にさらに近づけることができ、さらな
る良好なブレーキ感覚を得ることができる。また、本実
施の形態例では、踏力センサ５４を、緩衝部材５３とマ
スターシリンダ２との間のロッド５０に設けることとし
たが、これに限らず、ブレーキペダル１への踏力が検出
できれば、ブレーキペダル１とマスターシリンダ２との
間のどの位置に設けても良い。

【００２７】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明のブレー
キによれば、下記の効果を得ることができる。ブレーキ
ペダルの遊び分を超えた弱ブレーキ域では、緩衝部材に
よって踏力が吸収されてペダルストロークに対して緩や
かに踏力が増加し、その後、緩衝部材が圧縮しきってブ
レーキペダルが変位しなくなった時点からは、踏力だけ
が増加することとなる。即ち、ドライバーがブレーキペ
ダルを踏み込んだ際に、その踏力を吸収して所定のスト
ロークを生じさせ、マスターシリンダからホイールシリ
ンダへ直接液圧を作用させるメカ式ブレーキのブレーキ
感覚に近づけることができ、これにより、ブレーキの作
動時におけるドライバーの違和感を最小限に低減するこ
とができ、しかも、マスターシリンダを駆動させないの
で、マスターシリンダの無効入力分が無くなり、より低
い踏み込み状態からの検出を可能とすることができ、こ
れにより、液圧制御の応答性を向上させることができ
る。さらに、ブレーキペダルの踏み込み量が所定値以下
である場合にストロークセンサによるストロークの検出
信号から液圧を制御し、その後は踏力センサによる踏力
の検出信号から液圧を制御するもの、つまり、ブレーキ
ペダルの踏み込みの検出を２系統にて行うものであるの
で、踏み込みの検出の信頼性を大幅に向上させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態のブレーキの全体構成を
説明するブレーキの液圧系統図である。

【図２】本発明の実施の形態のブレーキに設けられた
緩衝装置の構成及び構造を説明するブレーキペダル及び
マスターシリンダ周辺の概略構成図である。

【図３】本発明の実施の形態のブレーキにおけるペダ
ルストロークと踏力との関係を示すグラフ図である。

【図４】マスターシリンダの液圧をホイールシリンダ
へ直接作用させるメカ式ブレーキにおけるペダルストロ
ークと踏力との関係を示すグラフ図である。

【図５】アキュームレータを備えたブレーキにおける
ペダルストロークと踏力との関係を示すグラフ図であ
る。

【符号の説明】

１ブレーキペダル３ホイールシリンダ４外部液圧供給源３０コントローラＥＣＵ（制御部）５２ストロークセンサ５３緩衝部材５４踏力センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ホイールシリンダへの制動力を供給する
ための入力軸を有するブレーキペダルと、前記入力軸上に設けられ前記ブレーキペダルへの踏力を
緩衝する緩衝部材と、該緩衝部材と前記ブレーキペダルとの間に設けられ該ブ
レーキペダルの変位量を検出するストロークセンサと、前記ブレーキペダルの踏み込み時の踏力を検出する踏力
センサと、前記ホイールシリンダへ制動液圧を供給する外部液圧供
給源と、該外部液圧供給源と前記ホイールシリンダとの間の管路
に設けられ前記外部液圧供給源から前記ホイールシリン
ダへの制動液圧を増減する液圧制御弁と、前記ストロークセンサによって検出される変位量及び前
記踏力センサによって検出される踏力に基づいて、前記
液圧制御弁を制御する制御部を具備することを特徴とす
るブレーキ。
【請求項２】前記制御部は、前記ブレーキペダルの変
位量が所定値未満である場合には、前記ストロークセン
サによって検出された変位量に応じた前記外部液圧供給
源から前記ホイールシリンダへ制動液圧を供給し、前記
所定値以上となってからは、前記踏力センサによって検
出された踏力に応じた前記外部液圧供給源から前記ホイ
ールシリンダへ制動液圧を供給するように前記液圧制御
弁を制御することを特徴とする請求項１記載のブレー
キ。