(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0013】
本発明の入力装置の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
本発明の入力装置は、車両用ブレーキシステムに用いられるものである。
以下の説明では、最初に車両用ブレーキシステムの全体構成について説明した後に、入力装置について詳細に説明する。
【0014】
車両用ブレーキシステムAは、
図1に示すように、原動機(エンジンや電動モータなど)の起動時に作動するバイ・ワイヤ(By Wire)式のブレーキシステムと、原動機の停止時などに作動する油圧式のブレーキシステムの双方を備えるものである。
【0015】
車両用ブレーキシステムAは、エンジン(内燃機関)のみを動力源とする自動車のほか、モータを併用するハイブリッド自動車やモータのみを動力源とする電気自動車・燃料電池自動車などにも搭載することができる。
【0016】
車両用ブレーキシステムAは、ブレーキペダルP(特許請求の範囲における「ブレーキ操作子」)のストローク量(作動量)に応じてブレーキ液圧を発生させる入力装置A1を備えている。
また、車両用ブレーキシステムAは、ブレーキペダルPのストローク量に応じてモータ(電動アクチュエータ)を駆動させることでブレーキ液圧を発生させるスレーブシリンダA2を備えている。
さらに、車両用ブレーキシステムAは、車両挙動の安定化を支援する液圧制御装置A3を備えている。
入力装置A1、スレーブシリンダA2および液圧制御装置A3は、別ユニットとして構成されており、外部配管を介して連通している。
【0017】
入力装置A1は、基体100と、ブレーキペダルPのストローク量に応じてブレーキ液圧を発生させるマスタシリンダ1と、ブレーキペダルPに擬似的な操作反力を付与するストロークシミュレータ2と、電子制御装置7と、を備えている(
図2参照)。
【0018】
基体100は、車両に搭載される金属部品であり、二つのシリンダ穴11,12および複数の液圧路9a〜9eが形成されている。また、基体100には、リザーバ3などの各種部品が取り付けられる。
【0019】
マスタシリンダ1は、タンデムピストン型であり、二つのピストン1a,1bと、二つのコイルばね1c,1dとから構成されている。マスタシリンダ1は、有底円筒状の第一シリンダ穴11内に設けられている。
【0020】
第一シリンダ穴11の底面と、第一ピストン1aとの間には、第一圧力室1eが形成されている。第一圧力室1eには、第一コイルばね1cが収容されている。第一コイルばね1cは、底面側に移動した第一ピストン1aを開口部側に押し戻すものである。
【0021】
第一ピストン1aと、第二ピストン1bとの間には、第二圧力室1fが形成されている。第二圧力室1fには、第二コイルばね1dが収容されている。第二コイルばね1dは、底面側に移動した第二ピストン1bを開口部側に押し戻すものである。
【0022】
ブレーキペダルPのロッドP1は、第一シリンダ穴11内に挿入されている。ロッドP1の先端部は、第二ピストン1bに連結されている。これにより、第二ピストン1bは、ロッドP1を介してブレーキペダルPに連結されている。
第一ピストン1aおよび第二ピストン1bは、ブレーキペダルPの踏力を受けて第一シリンダ穴11内を底面側に摺動し、両圧力室1e,1f内のブレーキ液を加圧する。
【0023】
リザーバ3は、ブレーキ液を貯溜する容器であり、基体100の上面に取り付けられている(
図2参照)。両圧力室1e,1fには、連通穴3a,3aを通じてリザーバ3からブレーキ液が補給される。
【0024】
ストロークシミュレータ2は、ピストン2aと、二つのコイルばね2b,2cと、蓋部材2dとから構成されている。ストロークシミュレータ2は、有底円筒状の第二シリンダ穴12内に設けられている。第二シリンダ穴12の開口部は蓋部材2dによって閉塞されている。
【0025】
第二シリンダ穴12の底面と、ピストン2aとの間には圧力室2eが形成されている。また、ピストン2aと蓋部材2dとの間には、収容室2fが形成されている。収容室2fには、二つのコイルばね2b,2cが収容されている。両コイルばね2b,2cは、蓋部材2d側に移動したピストン2aを底面側に押し戻すとともに、ブレーキペダルPに操作反力を付与するものである。
【0026】
次に、基体100内に形成された各液圧路について説明する。
第一メイン液圧路9aは、第一シリンダ穴11の第一圧力室1eを起点とする液圧路である。第一メイン液圧路9aの終点である出力ポート15aには、液圧制御装置A3に至る配管Haが連結されている。
【0027】
第二メイン液圧路9bは、第一シリンダ穴11の第二圧力室1fを起点とする液圧路である。第二メイン液圧路9bの終点である出力ポート15bには、液圧制御装置A3に至る配管Hbが連結されている。
【0028】
連絡液圧路9c,9dは、入力ポート15c,15dからメイン液圧路9a,9bに至る液圧路である。入力ポート15c,15dには、スレーブシリンダA2に至る配管Hc,Hdが接続されている。
【0029】
分岐液圧路9eは、第一メイン液圧路9aから分岐して、ストロークシミュレータ2の圧力室2eに至る液圧路である。
【0030】
第一メイン液圧路9aにおいて、分岐液圧路9eとの連結部位よりも下流側(出力ポート15a側)には、第一メイン液圧路9aを開閉する第一切替弁4が設けられている。第一切替弁4は、常開型の電磁弁であり、閉弁した状態に切り換わることで、第一メイン液圧路9aの上流側と下流側とを遮断するマスタカット弁である。
【0031】
第二メイン液圧路9bには、第二メイン液圧路9bを開閉する第二切替弁5が設けられている。第二切替弁5は、常開型の電磁弁であり、閉弁した状態に切り換わることで、第二メイン液圧路9bの上流側と下流側とを遮断するマスタカット弁である。
【0032】
分岐液圧路9eには、常閉型の電磁弁である開閉弁6が設けられている。開閉弁6は分岐液圧路9eを開閉するものである。
【0033】
二つの圧力センサ8a,8bは、ブレーキ液圧の大きさを検知するものである。両圧力センサ8a,8bで取得された情報は電子制御装置7に出力される。
【0034】
第一圧力センサ8aは、第一メイン液圧路9aに設けられている。第一圧力センサ8aは、第一切替弁4よりも下流側(出力ポート15a側)に配置されており、スレーブシリンダA2で発生したブレーキ液圧を検知する。
第二圧力センサ8bは、第二メイン液圧路9bに設けられている。第二圧力センサ8bは、第二切替弁5よりも上流側(マスタシリンダ1側)に配置されており、マスタシリンダ1で発生したブレーキ液圧を検知する。
【0035】
電子制御装置7は、両圧力センサ8a,8bやストロークセンサなどの各種センサから得られた情報や予め記憶させておいたプログラムなどに基づいて、両切替弁4,5および開閉弁6の開閉を制御する。
【0036】
スレーブシリンダA2は、図示は省略するが、シリンダ穴内を摺動するスレーブピストンと、モータおよび駆動力伝達部を有するアクチュエータ機構と、電子制御装置と、を備えている。
スレーブシリンダA2では、モータの回転駆動力を駆動力伝達部が進退運動に変換してスレーブピストンに伝達する。これにより、スレーブピストンがシリンダ穴内を摺動して、シリンダ穴内のブレーキ液を加圧する。スレーブシリンダA2で発生したブレーキ液圧は、配管Hc,Hdを通じて入力装置A1に入力される。
【0037】
液圧制御装置A3は、車輪ブレーキの各ホイールシリンダWに付与するブレーキ液圧を制御するものであり、アンチロックブレーキ制御、車両の挙動を安定化させる横滑り制御、トラクション制御などを実行し得る構成を備えている。
なお、図示は省略するが、液圧制御装置A3は、電磁弁やポンプなどが設けられた液圧ユニット、ポンプを駆動するためのモータ、電磁弁やモータなどを制御するための電子制御装置などを備えている。
液圧制御装置A3は、配管Ha,Hbを介して入力装置A1に接続されるとともに、配管を介して各ホイールシリンダWに接続されている。
【0038】
次に車両用ブレーキシステムAの動作について概略説明する。
車両用ブレーキシステムAでは、ブレーキペダルPが操作されたことをストロークセンサが検出すると、電子制御装置7は両切替弁4,5を閉弁した状態に切り替える。これにより、両メイン液圧路9a,9bの上流側と下流側とが遮断される。
【0039】
また、電子制御装置7は開閉弁6を開弁する。これにより、第一メイン液圧路9aから分岐液圧路9eを通じてストロークシミュレータ2にブレーキ液が流入可能となる。
【0040】
マスタシリンダ1の両ピストン1a,1bは、ブレーキペダルPの踏力を受けて第一シリンダ穴11内を底面側に摺動し、両圧力室1e,1f内のブレーキ液を加圧する。このとき、両メイン液圧路9a,9bの上流側と下流側とが遮断されているため、両圧力室1e,1fで発生したブレーキ液圧はホイールシリンダWに伝達されない。
【0041】
また、第一圧力室1e内のブレーキ液が加圧されると、第一メイン液圧路9aから分岐液圧路9eにブレーキ液が流入する。そして、ストロークシミュレータ2の圧力室2e内のブレーキ液が加圧され、ピストン2aがコイルばね2b,2cの付勢力に抗して蓋部材2d側に移動する。
これにより、ブレーキペダルPがストロークするとともに、ピストン2aには、コイルばね2b,2cによって、底面側に向けて付勢力が発生し、ピストン2aからブレーキペダルPに対して擬似的な操作反力が付与される。
【0042】
また、ストロークセンサによって、ブレーキペダルPの踏み込みが検出されると、スレーブシリンダA2のモータが駆動する。
スレーブシリンダA2では、スレーブシリンダA2から出力されたブレーキ液圧(第一圧力センサ8aで検出されたブレーキ液圧)と、マスタシリンダ1から出力されたブレーキ液圧(第二圧力センサ8bで検出されたブレーキ液圧)とを対比し、その対比結果に基づいてモータの回転数などを制御する。このようにして、スレーブシリンダA2ではブレーキペダルPのストローク量に応じてブレーキ液圧を発生させる。
【0043】
スレーブシリンダA2で発生したブレーキ液圧は、配管Hc,Hdを通じて入力装置A1に入力され、連絡液圧路9c,9d、両メイン液圧路9a,9bおよび配管Ha,Hbを通じて、液圧制御装置A3に入力される。
さらに、液圧制御装置A3から各ホイールシリンダWにブレーキ液圧が伝達され、各ホイールシリンダWが作動することにより、各車輪に制動力が付与される。
【0044】
なお、スレーブシリンダA2が作動しない状態(例えば、電力が得られない場合など)においては、両切替弁4,5は開弁した状態であり、両メイン液圧路9a,9bの上流側と下流側とが連通している。また、開閉弁6は閉弁している。
この状態では、マスタシリンダ1によって両メイン液圧路9a,9bのブレーキ液圧が昇圧される。そして、両メイン液圧路9a,9bに通じている各ホイールシリンダWが昇圧し、車輪に制動力が付与される。
【0045】
次に、本実施形態の入力装置A1について詳細に説明する。
入力装置A1は、
図3(b)に示すように、基体100と、基体100の内部に設けられたマスタシリンダ1およびストロークシミュレータ2と、基体100の外面に取り付けられた電子制御装置7と、基体100の取付面110に取り付けられたガスケット14と、を備えている。
入力装置A1は、エンジンルームRと車室Cとを仕切るダッシュボードBの前面B1(エンジンルームR側の面)に取り付けられる。
【0046】
基体100の内部には、マスタシリンダ1の第一シリンダ穴11およびストロークシミュレータ2の第二シリンダ穴12が形成されている。両シリンダ穴11,12は車両の前後方向に延びており、左右方向に並設されている。
図3(a)に示すように、基体100の中央部に第一シリンダ穴11が配置され、第一シリンダ穴11の右側に第二シリンダ穴12が配置されている。
【0047】
基体100の後端部には、
図3(b)に示すように、取付面110が形成されている。取付面110は、ガスケット14で覆われており、ガスケット14を介して、ダッシュボードBの前面B1に対向する部位である。
図3(a)に示すように、取付面110の上下左右の四隅には、それぞれスタッドボルト140が立設されている(
図3(b)参照)。
【0048】
基体100の取付面110の中央部には、
図3(b)に示すように、円筒部120が突出している(
図4参照)。
円筒部120の内部は、第一シリンダ穴11の後端部であり、円筒部120の開口部は、第一シリンダ穴11の後端開口部である。このように、円筒部120は、第一シリンダ穴11の後端部の周壁部であり、マスタシリンダ1の後端部は円筒部120によって形成されている。
【0049】
図3(a)に示すように、第一シリンダ穴11の開口部11aには、第一シリンダ穴11に挿入された第二ピストン1bの抜け止め部材1gが嵌め込まれている。そして、後方に向けて移動した第二ピストン1bが抜け止め部材1gに当接することで、第二ピストン1bの後退が規制されている。
【0050】
図3(b)に示すように、基体100の左側面130には、電子制御装置7が取り付けられている(
図2参照)。電子制御装置7は、樹脂製の箱体であるハウジング7aと、ハウジング7a内に収容された電子基板(図示せず)と、を備えている。
【0051】
ハウジング7aは、左側面130側の面が開口している。ハウジング7aの周壁部の四隅には、それぞれ取付穴(図示せず)が形成されている。そして、各取付穴に挿入したボルトを基体100のねじ穴に螺合させることで、ハウジング7aが基体100に固着されている。
【0052】
基体100の内部において、第一シリンダ穴11の左側には、通気路13が形成されている。
通気路13は、取付面110に開口し、取付面110から前方に向けて延びており、通気路13の前端部は基体100の左側面130に開口している。通気路13は、基体100の前後方向の略中央部において、左側に向けて直角に屈曲している。
通気路13の前端側の開口部13bは、左側面130に取り付けられたハウジング7aの周壁部に囲まれる位置に開口している。
【0053】
基体100の取付面110には、
図3(a)に示すように、樹脂製のガスケット14が取り付けられており、取付面110はガスケット14によって覆われている。ガスケット14と取付面110とは、同じ外周形状に形成されているが、ガスケット14の外周縁は取付面110の外周縁よりも僅かに内側に位置している。
【0054】
ガスケット14の中央部には、円筒部120が挿入されるシリンダ用穴14aが形成されている。すなわち、シリンダ用穴14aは、シリンダ穴11に対応する穴であり、シリンダ用穴14aの内径は、シリンダ穴14の内径よりも大きく形成されている。
また、
図3(a)に示すように、ガスケット14の上下左右の四隅には、基体100のスタッドボルト140が挿入される取付穴14bが形成されている。
【0055】
図3(b)に示すように、ガスケット14のシリンダ用穴14aに円筒部120を挿入するとともに、取付穴14b(
図3(a)参照)にスタッドボルト140を挿入することで、ガスケット14を取付面110に当接させることができる。
【0056】
図4に示すように、ガスケット14において、通気路13の開口部13aに対向する位置(シリンダ用穴14aの左側)には、通気部14cが形成されている(
図3(a)および(b)参照)。
通気部14cは、円形の領域であり、通気路13の開口部13aに連通する複数の通気穴14dが格子状に配置されている。すなわち、通気部14cは、ガスケット14の一部をメッシュ状に加工した部位である。
【0057】
基体100をダッシュボードBに取り付けるときには、
図3(b)に示すように、スタッドボルト140をダッシュボードBの取付穴(図示せず)に挿入し、車室C側においてスタッドボルト140の先端部を車体フレーム(図示せず)に取り付ける。これにより、基体100をダッシュボードBの前面B1に固着させることができる。
【0058】
基体100をダッシュボードBの前面B1に取り付けたときには、取付面110と前面B1との間にガスケット14が挟まれる。そして、基体100の取付面110とダッシュボードBの前面B1との間は、ガスケット14によってシールされる。
また、ダッシュボードBには、取付面110の円筒部120が挿入される開口部B2が形成されている(
図4参照)。そして、円筒部120は、ガスケット14のシリンダ用穴14aおよびダッシュボードBの開口部B2を通じて、車室C側に突出している。
【0059】
なお、
図4に示すように、ダッシュボードBの開口部B2の内径は、シリンダ用穴14aの内径よりも大きく形成されている。そして、通気部14cは、シリンダ用穴14aの開口縁と、開口部B2の開口縁とに挟まれた円環状の領域に配置されている。このように、開口部B2は、ガスケット14の通気部14cに対向している。
【0060】
通気路13は、
図3(b)に示すように、ガスケット14の各通気穴14dおよびダッシュボードBの開口部B2を通じて、車室Cの空間に連通している。これにより、ハウジング7aの内部空間と、車室Cの空間(外部空間)とが通気している。
【0061】
このように、ハウジング7aの内部空間と車室Cの空間とを通気させることで、ハウジング7a内に結露が生じるのを防止するとともに、ハウジング7aの内部空間を大気圧に保つことができる。
【0062】
以上のような入力装置A1は、
図3(b)に示すように、車両に組み付けたときに、基体100の取付面110がダッシュボードB(車室C)に対向している。このように基体100が配置された場合には、通気路13の開口部13aに防水通気膜などの防水構造を設ける必要がない。
なお、入力装置A1を搬送や保管する場合には、通気路13の開口部13aをカバーや蓋部材によって閉塞することで、通気路13に水が入るのを防止することができる。
【0063】
また、入力装置A1では、基体100の取付面110に取り付けるガスケット14に、通気路13に連通する複数の通気穴14dを形成することで、通気路13の通気性を確保しつつ、通気路13に異物が入るのを防止している。
なお、本実施形態の入力装置A1では、ガスケット14に複数の通気穴14dを格子状に配置しているため、多数の小さな通気穴14dによって、通気路13の通気性を高めつつ、通気路13に異物が入るのを防止することができる。
【0064】
このように、入力装置A1では、通気路13に異物および水が入るのを防止するための専用部品を基体100に組み付けないため、加工工数、部品点数および組み付け工数を低減することができ、ひいては、製造コストを低減することができる。
【0065】
また、入力装置A1では、
図3(a)に示すように、シリンダ用穴14aと通気穴14dとが別に形成されており、通気路13の開口部13aの位置や形状に合わせて、通気穴14dを配置することができるため、通気路13の通気性を高めることができる。
【0066】
また、入力装置A1では、
図4に示すように、ストロークシミュレータ2が基体100の内部に設けられているため、マスタシリンダ1およびストロークシミュレータ2をコンパクトに構成することができる。
【0067】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更が可能である。
本実施形態では、
図3(b)に示すように、基体100の取付面110に円筒部120を突設し、円筒部120の先端部に第一シリンダ穴11が開口しているが、取付面110を平坦に形成し、その取付面110に第一シリンダ穴11を開口させてもよい。
このように、取付面110上にマスタシリンダ1の後端部(後端面)が配置されている場合には、ガスケット14のシリンダ用穴14aは、第一シリンダ穴11の開口部11aに対向する位置に形成される。