JP4254336B2

JP4254336B2 - Brake device stroke simulator

Info

Publication number: JP4254336B2
Application number: JP2003131898A
Authority: JP
Inventors: 明弘伊藤
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-05-09
Filing date: 2003-05-09
Publication date: 2009-04-15
Anticipated expiration: 2023-05-09
Also published as: JP2004330966A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブレーキバイワイヤシステム等において採用され、運転者のブレーキペダル踏み込み操作に応じた反力を発生させて運転者に返すためのブレーキ装置用ストロークシミュレータにつき、運転者の理想に合った踏力−ストローク特性を実現させる技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ブレーキストロークシミュレータとしては従来、例えば特許文献１に記載のごときものが知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１３５９７６号公報
【０００４】
特許文献１に記載のブレーキストロークシミュレータは、運転者の好みや運転状況に応じて自由にブレーキペダルのストローク特性を変更可能とするために、ブレーキペダルと連結するタンデムマスタシリンダと、別途シリンダーおよびピストンからなる液圧吸収体とを連通し、該液圧吸収体がタンデムマスタシリンダの液圧を吸収しつつ、液圧吸収体内のピストンの最大摺動量を調節することで前記ブレーキペダルの反力―ストローク特性を可変としたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のようなブレーキストロークシミュレータにあっては、以下に説明するような問題を生ずる。つまり液圧吸収体内のピストンの最大摺動量をストッパボルトで規制したため、非制動状態からブレーキペダルを踏み込んで前記ピストンが最大摺動量に達するまでの反力―ストローク特性のうち、踏み込み始めの初期踏力を可変とすることができず、運転手の好みに応じて初期踏力を調整することができない。また、車速が低い場合には反力を小さくすることにより運転負荷を軽減し、他方、車速が高い場合には反力を大きくすることにより剛性感を出すことができないといった問題がある。
【０００６】
また、上記従来のようなブレーキストロークシミュレータは、上記ストッパボルトでピストンの最大摺動量を規制するため、ブレーキペダルの最大ストローク量が変化することとなり、運転者にとってはブレーキ操作上好ましいことではない。
【０００７】
本発明は、初期踏力を含めた踏力―ストローク特性全体を可変とし、より一層、運転者の好みのブレーキフィーリングに応じたチューニングを可能とし、車両特性や運転環境に合致可能なブレーキ装置のストロークシミュレータを提案することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的のため本発明によるブレーキ装置のストロークシミュレータは、ブレーキペダル踏み込み操作に応じた反力を発生させるブレーキ装置のストロークシミュレータにおいて、ブレーキペダル踏み込み操作により、シリンダ内をストロークするピストンを介して弾性変形する第１弾性体と、ダイヤル回転により、前記シリンダに対しピストンストローク方向に相対移動するボルトと、前記第１弾性体と前記ボルトの間に設置され、ダイヤル回転に伴ってピストンストローク方向に変位し、前記第１弾性体を圧縮することができる受け座とを有し、前記第１弾性体の初期加重の変更ができることを特徴としている。
【０００９】
【発明の効果】
かかる本発明の構成によれば、ブレーキペダル踏み込み始めの初期踏力を含めた踏力―ストローク特性全体が可変であるため、ストロークシミュレータの構成部品を交換することなく運転者の好みのブレーキフィーリングを高次元で実現することができる。また、車両特性や運転環境に合致したブレーキストロークシミュレータを提供することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
図１はブレーキバイワイヤ方式の制動機構の一部をなし、本発明の一実施の形態になるブレーキストロークシミュレータの構成を模式的に示す縦断面図である。ブレーキペダル９と連結し、運転者のブレーキ操作を作動液の移動に変換するマスタシリンダ１は図中にあっては二系統３，４としたが、一系統３であっても良い。マスタシリンダ１内の液室２から図示せざるホイールシリンダ方向へ配設した液圧系統３上には、開閉弁６と液室２の間に切替弁５を設け、切替弁５とストロークシミュレータ１１を連通する。常態にて開閉弁６，７は閉弁しており、切替弁５は液室２と液室１５を連通している。運転者がブレーキペダル９を踏み込むことにより液室２内の作動液はストロークシミュレータ１１に流入する。万一、ブレーキバイワイヤシステムが失陥した場合には、切替弁５がストロークシミュレータ１１との管路を遮断して液室２と開閉弁６を連通し、開閉弁６，７が開弁してマスタシリンダ１と二系統３，４の図示せざるホイールシリンダを直接連通する。
【００１１】
ストロークシミュレータ１１の外郭をなすシリンダ１２の端部には、切替弁５と連通するポート１３を設ける。該シリンダ１２一端と、シリンダ１２内壁と、シリンダ１２内をストロークするピストン１４とによって包囲された空間は作動液で満たされた液室１５をなす。液室１５はマスタシリンダ１内の液室２との間で作動液の授受を行う。液室１５から見てピストン１４の反対側の面と、シリンダ１２内他端部の間に設けた受け座１６との間にはばねなどの弾性体（第１弾性体）１７を縮設する。受け座１６はシリンダ１２他端部に設けた位置調整機構１８によって支持され、ばね１７に圧縮側の初期荷重を与える。ピストン１４はシリンダ１２のポート１３側の一端にあって、ばね１７の初期荷重によってポート１３方向へ付勢される。シリンダ１２の他端には空気抜きのための孔１９を設け、ピストン１４のストロークを阻害しないようにする。
【００１２】
図１に示すように位置調整機構１８は、シリンダ１２他端中央に設けたナット１８ｎと、ナット１８ｎに螺合するボルト１８ｂから構成され、ボルト１８ｂのピストン１４から遠いほうの端部に設けたダイヤル１８ｄを回転させることによりボルト１８ｂがシリンダ１２に対してピストン１４ストローク方向に相対移動する。これよりボルト１８ｂのピストン１４側の先端に設けた受け座１６はピストン１４ストローク方向に変位を可能とし、シリンダ１２他端と受け座１６の間の距離ａを可変とする。そして距離ａを大きく設定するほどばね１７は圧縮され、初期荷重は大きくなる。
【００１３】
非制動状態から運転者がブレーキペダル９の踏み込みを開始すると、液室２内の作動液が液室１５に流入し、ピストン１４にシリンダ１２他端方向への作用力を与える。他方、ピストン１４にはばね１７の初期荷重がポート１３方向に作用しており、上記作用力が初期荷重よりも大きい場合にピストン１４がシリンダ１２他端方向へストロークを開始するとともに液室１５が膨張し、液室２が収縮してブレーキペダル９はストロークを開始する。即ち、距離ａを大きく設定するとストローク開始のための初期踏力も大きくなる。この踏力−ストローク特性を図２に示す。
【００１４】
図３は本発明の他の実施の形態になるブレーキストロークシミュレータの構成を模式的に示す縦断面図である。本実施の形態ではマスタシリンダ１が、上記したストロークシミュレータ１１と連通するとともに、切替弁５とポート１３の間で分岐してストロークシミュレータ１１と並列関係に位置するストロークシミュレータ２１とも連通することにより、図２に示したストローク開始時の踏力を可変としつつ、以下に説明するような踏力−ストローク特性を実現するものである。
【００１５】
ストロークシミュレータ２１を形成するシリンダ２２の一端には、切替弁５と連通するポート２３を設ける。該シリンダ２２一端と、シリンダ２２内壁と、シリンダ２２内をストロークするピストン２４との間に画成された空間は作動液で満たされた液室２５をなす。液室２５はマスタシリンダ１内の液室２との間で作動液の授受を行う。ピストン２４とシリンダ２２内の他端との間にはばねなどの弾性体（第２弾性体）２７を縮設し、圧縮側の初期荷重を与える。ピストン２４はポート２３に近い方のシリンダ２２一端にあって、ばね２７によってポート２３方向へ付勢される。ばね２７のばね定数はばね１７のそれよりも大きいものとする。シリンダ２２の他端には空気抜きのための孔２９を設け、ピストン２４のストロークを阻害しないようにする。
【００１６】
非制動状態から運転者がブレーキペダル９の踏み込みを開始してからしばらくの間の踏み込み始期段階においては、液室２内の作動液が液室１５および液室２５に流入し、ピストン１４およびピストン２４にポート１３，２３から遠ざかる方向、即ち、弾性体１７，２７の圧縮方向への作用力を与える。他方、ピストン１４にはばね１７の初期荷重が、ピストン２４にはばね２７の初期荷重がポート１３，２３方向に作用する。つまり踏み込み始期段階においては、ピストン１４が受け座１６方向へストロークしつつ液室１５が膨張するとともに、ピストン２４が空気孔２９方向へストロークしつつ液室２５が膨張し、両者合わせて、踏力に対してブレーキペダル９が大きくストロークする。
【００１７】
そしてばね定数が小さい方のばね１７に付勢されるピストン１４が受け座１６近傍へストロークし、ばね１７の収縮が最大に達した後の踏み込み終期段階においては、液室１５の膨張は停止し、液室２５のみが液室２から吐出される作動液を吸収する。つまり、液室２５のみがブレーキペダル９のストロークを吸収するため、踏力−ストローク特性については図４に示すように、途中の折れ点ｂ，ｂ´で変化する２段階特性を実現することができる。
【００１８】
なお同実施の形態においては、距離ａの設定を小さくすれば、液室１５の最大膨張量を大きく設定することとなるため、図４に示した折れ点ｂのように踏み込み始期段階のストローク量が大きくなる。他方、距離ａの設定を大きくすれば、液室１５の最大膨張量を小さく設定することとなるため、図４に示した折れ点ｂ´のように踏み込み始期段階のストローク量が小さくなり、運転者の好みのブレーキフィーリングに合わせた設定が可能になる。
【００１９】
図５は本発明の別の実施の形態になるブレーキストロークシミュレータの構成を模式的に示す縦断面図である。ストロークシミュレータ３１の一端は図１に示したストロークシミュレータ１１と同様の構成を具えるため、同一の符号で示し、受け座１６とシリンダ３２他端の間には図３で示したばね２７を縮設し、受け座１６をポート１３方向へ付勢する。
【００２０】
位置調整機構３８について説明するに、図５に示すように、シリンダ３２他端の中央に設けたガイド孔３３にはロッド３４が貫通し、ロッド３４はピストン１４ストローク方向の変位が許容されている。このため、ロッド３４のピストン１４に近いほうの先端に設けた受け座１６は、ピストン１４ストローク方向に変位可能であり、ばね１７に圧縮側の初期荷重を与えるものとする。ロッド３４の表面には雄ねじ溝を刻設し、受け座１６から見てガイド孔３３よりも遠い方のロッド３４の他端部にはガイド孔３３の内径よりも大きなダブルナット３５を緩まないように固定する。ダブルナット３５は、ガイド孔３３から距離ａ離れた非制動位置よりもポート１３に近づくことがないように受け座１６の移動を規制する。
すなわち、受け座１６の初期位置（非制動時）が、ダブルナット３５の固定位置により調整可能となっているとともに、受け座１６は初期位置からガイド孔３３側へストローク可能となっている。
【００２１】
ばね１７およびばね２７は双方、縮在しているため、受け座１６にはポート１３方向の付勢力と、空気抜き穴１９方向の付勢力が同時に作用するが、ばね２７の付勢力の方がばね１７のそれよりも強いため、全体としては受け座１６が非制動位置にあってポート１３方向に付勢され、ダブルナット３５はシリンダ３２他端に押し付けられた状態で係止する。
【００２２】
非制動状態から運転者がブレーキペダル９の踏み込みを開始すると、液室２内の作動液が液室１５に流入し、ピストン１４に受け座１６方向の作用力を与える。他方、ピストン１４にはばね１７の初期荷重がポート１３方向に作用する。つまり踏み込み開始時には上記作用力が初期荷重よりも大きい場合にピストン１４が空気抜き孔１９方向へストロークを開始するとともに液室１５が膨張し、液室２が収縮してブレーキペダル９はストロークを開始する。即ち、距離ａを大きく設定するとばね１７の初期荷重も大きくなり、図６に示すようにストローク開始のための踏力も大きくなる。
【００２３】
ブレーキペダル９の踏み込み始期段階においては、ピストン１４が空気抜き孔１９方向へストロークするとともにばね定数が小さい方のばね１７が主に収縮するため、踏力に対してブレーキペダル９のストロークは大きいものとなる。
【００２４】
そしてピストン１４が受け座１６近傍までストロークしばね定数が小さい方のばね１７の収縮が最大に達した後の踏み込み終期段階においては、ばね１７の収縮が停止し、ばね２７のみが収縮することにより液室１５が液室２から吐出される作動液を吸収する。つまり、踏力−ストローク特性については図６に示すように、途中の折れ点ｃ，ｃ´で変化する２段階特性を実現することができる。
【００２５】
また受け座１６が空気抜き孔１９方向へストローク可能であるため、非制動状態における受け座１６の位置を調節し距離ａを変化させ、初期踏力の設定を調節しても、ピストン１４の最大ストローク量は不変である。即ち、液室１５の最大容積は不変であるため、初期踏力の設定を調節しても、ブレーキペダル９の最大ストローク量が変化することはない。
【００２６】
図７は本発明の更に別の実施の形態になるブレーキストロークシミュレータの構成を模式的に示す縦断面図である。ストロークシミュレータ４１において、図５に示したストロークシミュレータ３１と同様の構成および効果を具える部品は同一の符号で示し、受け座１６のばね１７側の面には、ピストン１４方向に突出した弾性素材からなる弾性突起４７を立設する。非制動状態では弾性突起（第３弾性体）４７の先端はピストン１４から離間している。弾性突起４７のピストン１４ストローク方向のばね定数はばね１７のそれよりも遥かに大きく、ばね２７のそれよりも大きいものとする。
【００２７】
ロッド４４は、図５に示したロッド３４と共通の基本構成を有し、ロッド４４のポート１３側の先端には受け座１６を設け、ピストン１４ストローク方向に変位可能である。ロッド４４の他端部のみに雄ねじ溝を刻設し、ガイド孔３３の内径よりも大きなダブルナット３５を緩まないように固定する。ロッド４４の他端にはロッド４４の直径よりも大きなヘッド４５を設け、ダブルナット３５の不用意な脱落を防止する。ロッド４４のピストン１４ストローク方向の変位を許容するガイド孔３３と、ダブルナット３５の間にはストッパ４３を介在させ、ダブルナット３５がシリンダ３２他端に接触することがないようにするとともに、ロッド４４の一端側の表面は滑らかとし、ロッド４４がガイド孔３３を円滑にストローク可能とする。
【００２８】
同実施の形態において、非制動状態から運転者がブレーキペダル９の踏み込みを開始し、踏み込み始期段階を経て次の踏み込み段階に至るまでは、上記した図５および図６に示したものと同様の挙動を示す。つまり、図８に示すように、ストロークが０の非制動状態から折れ点ｃ、ｃ´を経ることで、踏力に対するストローク量は小さいものとなる。
【００２９】
そして液室１５内の液圧が高くなり、ばね１７およびばね２７の収縮が最大に達すると、次の踏み込み最終段階に移行して、弾性突起４７の先端部がピストン１４からの押圧力を受け押圧変形する。つまり、図８に示すように、折れ点ｄ、ｄ´を経ることで、踏力に対するストローク量はより小さいものとなる。
【００３０】
図９は本発明の他の実施の形態になるブレーキストロークシミュレータの構成を模式的に示す縦断面図である。本実施の形態は、図７に示した実施の形態と共通の基本構成を有しつつ、受け座１６の位置調整機構に改良を加えたものである。図７に示した実施の形態と共通の部品については同じ符号を用いて示す。シリンダ３２の他端部外周には雄ねじ溝を刻設して、内周に雌ねじ溝を具えた中空円筒体のストッパ５３の一端、およびストッパ５３の緩みを防止するためのリング５２を螺合する。ストッパ５３を回転させることで螺合位置は可変であり、シリンダ３２との相対位置をスライド調節可能とする。ポート１３から遠い方のストッパ５３他端は閉じており、該他端中央にはロッド５４が貫通するための貫通孔５５を穿設する。貫通孔５５はロッド５４の外径よりも大きいが、ロッド５４の他端に設けたヘッド４５よりも小さいため、ロッド５４はストッパ５３に対して相対移動可能である。ポート１３から見て遠いほうのロッド５４他端に設けたヘッド４５は、非制動状態で貫通孔５５に係止し、当該位置よりもポート１３に接近することができない。したがってストッパ５３は、ポート１３から見て近いほうのロッド５４先端に設けた受け座１６の非制動位置を調節し、受け座１６の変位を非制動位置、即ち図中の距離ａよりも空気抜き孔１９方向にストロークすることを許容する。また、ストッパ５３の他端にも空気抜き孔１９を穿設し、ストッパ５３他端がシリンダ３２他端に密着した状態で、シリンダ３２側の空気抜き孔１９の位置が相互にずれた場合であっても、空気抜き孔１９が閉塞することのないように、環状の溝をストッパ５３他端の内壁に設ける。
【００３１】
非制動状態から運転者がブレーキペダル９の踏み込みを開始して、ブレーキペダル９がストロークを開始する初期踏力は、上述した各実施の形態と同様に距離ａに比例するため、図１０に示すようにストッパ５３の螺合位置をシリンダ３２に対してポート１３に近くにして、距離ａを大きく設定すると、ばね１７の初期荷重は大きくなり、ストローク開始のための初期踏力も大きくなる。
【００３２】
そして踏み込み最終段階では、液室１５内の作動液の液圧を受けて図１１に示すようにピストン１４がシリンダ３２の他端側へストロークし、ばね１７、２７が充分に収縮して弾性突起４７の先端部がピストン１４からの押圧力を受け押圧変形する。
【００３３】
他方、図１２に示すようにストッパ５３の螺合位置をシリンダ３２に対してポート１３から遠くにして、距離ａを小さく設定すると、ばね１７の初期荷重は小さくなり、ストローク開始のための初期踏力も小さくなる
【００３４】
そして踏み込み最終段階では、液室１５内の作動液の液圧を受けて図１３に示すようにピストン１４がシリンダ３２の他端側へストロークし、ばね１７、２７が充分に収縮して弾性突起４７の先端部がピストン１４からの押圧力を受け押圧変形する。ここで図１３と図１１を比較すると、ストッパ５３の螺合位置が異なるのみでピストン１４の最大ストローク量は初期踏力の設定によっては変化しないことがわかる。
【００３５】
図１４は本発明の更に他の実施の形態になるブレーキストロークシミュレータの構成を模式的に示す縦断面図である。本実施の形態は、図９乃至図１３に示した実施の形態とほぼ同様の構成を有し、共通部品については同じ符号を用いて示すが、ストッパ５３の螺合位置をモータで制御可能としたことを特徴とする。ストッパ５３の外周にはギア歯６１を刻設して、ピニオン６２と噛合する。ピニオン６２はシャフト６３を介して図示せざる車体側メンバに設けたモータ６４と連結する。初期踏力を調節する際には、モータ６４を駆動してストッパ５３を回転させて、距離ａを変化させる。
【００３６】
ところで本実施の形態においては、ばね１７に圧縮側の初期荷重を与える受け座１６を設け、ストッパ５３の螺合位置を調節することにより、シリンダ３２他端から受け座１６の非制動位置までの距離ａを調節することが可能なため、運転手の好みに応じてブレーキペダル９の初期踏力を調整することができる。
【００３７】
また、本実施の形態においては、受け座１６を非制動位置に付勢するばね２７と、受け座１６の非制動位置を設定するとともに受け座１６のシリンダ３２他端への移動を許容するガイド孔３３、ロッド５４、ストッパ５３およびヘッド４５を設け、ブレーキペダル９の踏力に応じて液室１５が膨張し、ピストン１４が空気抜き孔１９方向へストロークし、ばね１７およびばね２７が収縮することで受け座１６が空気抜き孔１９方向へストロークするため、運転者の好みのブレーキフィーリングに応じた踏力―ストローク特性に調整してもブレーキペダル９の最大ストローク量が変化することなく、ブレーキ操作に悪影響を与えることがない。
【００３８】
また、ばね１７のばね定数を小さくし、ばね２７のばね定数を大きくしたため、踏み込み初期段階のストローク量は大きく、踏み込み初期段階のストローク量は小さい２段階の踏力―ストローク特性を実現することができる。これより、ブレーキペダル９の踏み込み代が小さい場合には、踏力は徐々に増加し、大きい場合には、踏力が急に増加し、自然なブレーキフィーリングを提供することができる。
【００３９】
さらに、ばね１７と並行に弾性突起４７を立設し、ばね１７の収縮が一定値を越えるとピストン１４が弾性突起４７を押圧変形するため、図８に示すように、３段階の踏力―ストローク特性を可能とし、車両特性や運転環境に合致した点線の理想特性に近づくことができる。
【００４０】
なお本実施の形態では、弾性突起４７のみを立設したが、複数の弾性突起あるいは弾性手段をばね１７およびばね２７と並列に配設することにより、理想に近い特性を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態になるブレーキストロークシミュレータの構成を模式的に示す縦断面図である。
【図２】同実施の形態になるブレーキストロークシミュレータの踏力−ストローク特性を示したグラフである。
【図３】本発明の他の実施の形態になるブレーキストロークシミュレータの構成を模式的に示す縦断面図である。
【図４】同実施の形態になるブレーキストロークシミュレータの踏力−ストローク特性を示したグラフである。
【図５】本発明の別の実施の形態になるブレーキストロークシミュレータの構成を模式的に示す縦断面図である。
【図６】同実施の形態になるブレーキストロークシミュレータの踏力−ストローク特性を示したグラフである。
【図７】本発明の更に別の実施の形態になるブレーキストロークシミュレータの構成を模式的に示す縦断面図である。
【図８】同実施の形態になるブレーキストロークシミュレータの踏力−ストローク特性を示したグラフである。
【図９】本発明の他の実施の形態になるブレーキストロークシミュレータの構成を模式的に示す縦断面図である。
【図１０】同実施の形態になるブレーキストロークシミュレータにつき、初期踏力を大きく設定した場合の非制動状態を模式的に示す縦断面図である。
【図１１】図１０に示したブレーキストロークシミュレータにつき、踏み込み最終段階の状態を模式的に示す縦断面図である。
【図１２】同実施の形態になるブレーキストロークシミュレータにつき、初期踏力を小さく設定した場合の非制動状態を模式的に示す縦断面図である。
【図１３】図１２に示したブレーキストロークシミュレータにつき、踏み込み最終段階の状態を模式的に示す縦断面図である。
【図１４】本発明の更に他の実施の形態になるブレーキストロークシミュレータの構成を模式的に示す縦断面図である。
【符号の説明】
１マスタシリンダ
２液室
３，４液圧系統
５切替弁
６，７開閉弁
８ピストン
９ブレーキペダル
１２シリンダ
１４ピストン
１５液室
１６受け座
１７ばね
１８位置調整機構
１９空気抜き孔
２２シリンダ
２４ピストン
２５液室
２７ばね
３２シリンダ
３３ガイド孔
３４ロッド
３５ダブルナット
３８可変位置調整機構
４３ストッパ
４４ロッド
４５ヘッド
４７弾性突起
５２緩み防止リング
５３ストッパ
５４ロッド
６１ギア歯
６２ピニオン
６４モータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a stroke simulator for a brake device that is employed in a brake-by-wire system or the like and generates a reaction force according to a driver's brake pedal depression operation and returns it to the driver. The present invention relates to a technique for realizing stroke characteristics.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a brake stroke simulator, for example, the one described in Patent Document 1 is known.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-135976
The brake stroke simulator described in Patent Document 1 is provided with a tandem master cylinder coupled to the brake pedal, a separate cylinder, and a piston so that the stroke characteristics of the brake pedal can be freely changed according to the driver's preference and driving situation. The brake pedal reaction force is adjusted by adjusting the maximum sliding amount of the piston in the hydraulic pressure absorber while the hydraulic pressure absorber absorbs the hydraulic pressure of the tandem master cylinder. The stroke characteristics are variable.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional brake stroke simulator has the following problems. In other words, because the maximum sliding amount of the piston in the hydraulic pressure absorber is regulated by the stopper bolt, the initial pedaling force at the beginning of the stepping-off of the reaction force-stroke characteristic from when the brake pedal is depressed until the piston reaches the maximum sliding amount from the non-braking state Cannot be made variable, and the initial pedaling force cannot be adjusted according to the driver's preference. In addition, when the vehicle speed is low, the driving load is reduced by reducing the reaction force. On the other hand, when the vehicle speed is high, there is a problem that a sense of rigidity cannot be obtained by increasing the reaction force.
[0006]
Further, since the brake stroke simulator as described above regulates the maximum sliding amount of the piston by the stopper bolt, the maximum stroke amount of the brake pedal changes, which is not preferable for the driver in terms of brake operation.
[0007]
The present invention makes the entire pedal force-stroke characteristic including the initial pedal force variable, further enables tuning according to the driver's favorite brake feeling, and allows the brake device stroke to match the vehicle characteristic and driving environment. The purpose is to propose a simulator.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
Stroke simulator of a brake apparatus according to the invention for this purpose, in the stroke simulator Lube rake device generates a reaction force corresponding to the blanking rate brake pedal depressed, the brake pedal depressing operation, via a piston to stroke in a cylinder A first elastic body that is elastically deformed, a bolt that moves relative to the cylinder in the piston stroke direction by rotating the dial, and a piston stroke direction that is installed between the first elastic body and the bolt and rotates with the dial. displaced, and a seat capable of compressing the first elastic body, Ru Tei characterized in that it is changing the initial weight of the first elastic member.
[0009]
【The invention's effect】
According to the configuration of the present invention, since the entire pedal force-stroke characteristic including the initial pedal force at the beginning of the depression of the brake pedal is variable, the driver's favorite brake feeling can be increased without replacing the components of the stroke simulator. Can be realized in dimensions. Also, it is possible to provide a brake stroke simulator that matches the vehicle characteristics and driving environment.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing a configuration of a brake stroke simulator which constitutes a part of a brake-by-wire type braking mechanism and is an embodiment of the present invention. The master cylinder 1 that is connected to the brake pedal 9 and converts the brake operation of the driver into the movement of hydraulic fluid is shown as two systems 3 and 4 in the drawing, but may be one system 3. A switching valve 5 is provided between the on-off valve 6 and the liquid chamber 2 on the hydraulic system 3 disposed in the direction of the wheel cylinder (not shown) from the liquid chamber 2 in the master cylinder 1, and the switching valve 5 and the stroke simulator 11 are provided. Communicate. In the normal state, the on-off valves 6 and 7 are closed, and the switching valve 5 communicates the liquid chamber 2 and the liquid chamber 15. When the driver depresses the brake pedal 9, the hydraulic fluid in the liquid chamber 2 flows into the stroke simulator 11. Should the brake-by-wire system fail, the switching valve 5 shuts off the conduit with the stroke simulator 11 and connects the liquid chamber 2 and the on-off valve 6 and the on-off valves 6 and 7 are opened. The master cylinder 1 and the wheel cylinders (not shown) of the two systems 3 and 4 are directly communicated with each other.
[0011]
A port 13 communicating with the switching valve 5 is provided at the end of the cylinder 12 that forms the outline of the stroke simulator 11. A space surrounded by one end of the cylinder 12, the inner wall of the cylinder 12, and the piston 14 that strokes in the cylinder 12 forms a liquid chamber 15 filled with hydraulic fluid. The liquid chamber 15 exchanges hydraulic fluid with the liquid chamber 2 in the master cylinder 1. An elastic body (first elastic body) 17 such as a spring is contracted between a surface opposite to the piston 14 when viewed from the liquid chamber 15 and a receiving seat 16 provided between the other end portions in the cylinder 12. . The receiving seat 16 is supported by a position adjusting mechanism 18 provided at the other end of the cylinder 12 and applies an initial load on the compression side to the spring 17. The piston 14 is at one end on the port 13 side of the cylinder 12 and is urged toward the port 13 by the initial load of the spring 17. A hole 19 for venting air is provided at the other end of the cylinder 12 so as not to obstruct the stroke of the piston 14.
[0012]
As shown in FIG. 1, the position adjusting mechanism 18 is composed of a nut 18n provided at the center of the other end of the cylinder 12 and a bolt 18b screwed into the nut 18n, and is provided at an end portion of the bolt 18b far from the piston 14. By rotating the dial 18d, the bolt 18b moves relative to the cylinder 12 in the piston 14 stroke direction. Accordingly, the receiving seat 16 provided at the tip of the bolt 18b on the piston 14 side can be displaced in the stroke direction of the piston 14, and the distance a between the other end of the cylinder 12 and the receiving seat 16 is variable. As the distance a is set larger, the spring 17 is compressed and the initial load becomes larger.
[0013]
When the driver starts to depress the brake pedal 9 from the non-braking state, the hydraulic fluid in the liquid chamber 2 flows into the liquid chamber 15 and applies an acting force to the piston 14 toward the other end of the cylinder 12. On the other hand, the initial load of the spring 17 acts on the piston 14 in the direction of the port 13, and when the acting force is larger than the initial load, the piston 14 starts a stroke toward the other end of the cylinder 12 and the liquid chamber 15 The fluid chamber 2 expands and the brake pedal 9 starts a stroke. That is, if the distance a is set large, the initial pedaling force for starting the stroke also increases. This pedal force-stroke characteristic is shown in FIG.
[0014]
FIG. 3 is a longitudinal sectional view schematically showing a configuration of a brake stroke simulator according to another embodiment of the present invention. In the present embodiment, the master cylinder 1 communicates with the stroke simulator 11 described above, and also communicates with the stroke simulator 21 that branches between the switching valve 5 and the port 13 and is positioned in parallel with the stroke simulator 11. While the pedaling force at the start of the stroke shown in FIG. 2 is variable, the pedaling force-stroke characteristic described below is realized.
[0015]
A port 23 that communicates with the switching valve 5 is provided at one end of the cylinder 22 that forms the stroke simulator 21. A space defined between one end of the cylinder 22, the inner wall of the cylinder 22, and the piston 24 that strokes in the cylinder 22 forms a liquid chamber 25 filled with hydraulic fluid. The liquid chamber 25 exchanges hydraulic fluid with the liquid chamber 2 in the master cylinder 1. An elastic body (second elastic body) 27 such as a spring is contracted between the piston 24 and the other end in the cylinder 22 to apply an initial load on the compression side. The piston 24 is at one end of the cylinder 22 closer to the port 23 and is urged toward the port 23 by a spring 27. It is assumed that the spring constant of the spring 27 is larger than that of the spring 17. The other end of the cylinder 22 is provided with a hole 29 for venting air so that the stroke of the piston 24 is not obstructed.
[0016]
In the initial stage of depressing for a while after the driver starts depressing the brake pedal 9 from the non-braking state, the hydraulic fluid in the liquid chamber 2 flows into the liquid chamber 15 and the liquid chamber 25, and the piston 14 and the piston 24 is applied with an acting force in the direction away from the ports 13 and 23 , that is, in the compression direction of the elastic bodies 17 and 27 . On the other hand, an initial load of the spring 17 acts on the piston 14 and an initial load of the spring 27 acts on the piston 24 in the ports 13 and 23 direction. In other words, in the initial stage of depression, the liquid chamber 15 expands while the piston 14 strokes toward the seat 16, and the liquid chamber 25 expands while the piston 24 strokes toward the air hole 29. On the other hand, the brake pedal 9 strokes greatly.
[0017]
Then, the piston 14 urged by the spring 17 having the smaller spring constant strokes in the vicinity of the receiving seat 16, and the expansion of the liquid chamber 15 stops in the final stepping-down stage after the contraction of the spring 17 reaches the maximum. Only the liquid chamber 25 absorbs the hydraulic fluid discharged from the liquid chamber 2. That is, since only the liquid chamber 25 absorbs the stroke of the brake pedal 9, as shown in FIG. 4, the pedaling force-stroke characteristic can be realized as a two-stage characteristic that changes at the middle break points b and b '. .
[0018]
In this embodiment, if the distance a is set to be small, the maximum expansion amount of the liquid chamber 15 is set to be large. Therefore, the stroke amount at the initial stage of depression as shown at the break point b shown in FIG. Becomes larger. On the other hand, if the setting of the distance a is increased, the maximum expansion amount of the liquid chamber 15 is set to be small. Therefore, the stroke amount at the initial stage of depression is reduced as shown in the broken point b ′ shown in FIG. Can be set according to the user's preferred brake feeling.
[0019]
FIG. 5 is a longitudinal sectional view schematically showing a configuration of a brake stroke simulator according to another embodiment of the present invention. Since one end of the stroke simulator 31 has the same configuration as that of the stroke simulator 11 shown in FIG. 1, the same reference numeral is used, and the spring 27 shown in FIG. Then, the receiving seat 16 is urged toward the port 13.
[0020]
The position adjusting mechanism 38 will be described. As shown in FIG. 5, the rod 34 penetrates the guide hole 33 provided at the center of the other end of the cylinder 32, and the rod 34 is allowed to be displaced in the stroke direction of the piston 14. . Therefore, the receiving seat 16 provided at the tip of the rod 34 closer to the piston 14 can be displaced in the piston 14 stroke direction, and applies an initial load on the compression side to the spring 17. A male screw groove is formed on the surface of the rod 34, and a double nut 35 larger than the inner diameter of the guide hole 33 is not loosened at the other end of the rod 34 farther from the guide hole 33 when viewed from the receiving seat 16. To fix. The double nut 35 restricts the movement of the receiving seat 16 so as not to approach the port 13 more than the non-braking position that is a distance a away from the guide hole 33.
That is, the initial position of the receiving seat 16 (when not braked) can be adjusted by the fixed position of the double nut 35, and the receiving seat 16 can be stroked from the initial position to the guide hole 33 side.
[0021]
Since both the spring 17 and the spring 27 are contracted, the urging force in the direction of the port 13 and the urging force in the direction of the air vent hole 19 simultaneously act on the receiving seat 16, but the urging force of the spring 27 is the spring. Therefore, the receiving seat 16 is in the non-braking position and is urged toward the port 13 as a whole, and the double nut 35 is locked while being pressed against the other end of the cylinder 32.
[0022]
When the driver starts to depress the brake pedal 9 from the non-braking state, the hydraulic fluid in the liquid chamber 2 flows into the liquid chamber 15 and applies an acting force in the direction of the receiving seat 16 to the piston 14. On the other hand, the initial load of the spring 17 acts on the piston 14 in the direction of the port 13. That is, at the start of the depression, when the acting force is larger than the initial load, the piston 14 starts a stroke in the direction of the air vent hole 19, the liquid chamber 15 expands, the liquid chamber 2 contracts, and the brake pedal 9 starts the stroke. . That is, when the distance a is set large, the initial load of the spring 17 also increases, and the pedaling force for starting the stroke increases as shown in FIG.
[0023]
At the initial step of depressing the brake pedal 9, the piston 14 strokes in the direction of the air vent hole 19 and the spring 17 having the smaller spring constant contracts mainly, so that the stroke of the brake pedal 9 is larger than the pedal effort. .
[0024]
Then, in the final step of the depression after the piston 14 is stroked to the vicinity of the seat 16 and the contraction of the spring 17 having the smaller spring constant reaches the maximum, the contraction of the spring 17 stops and only the spring 27 contracts. The liquid chamber 15 absorbs the hydraulic fluid discharged from the liquid chamber 2. In other words, as shown in FIG. 6, the pedaling force-stroke characteristic can be realized as a two-stage characteristic that changes at intermediate break points c and c ′.
[0025]
Further, since the receiving seat 16 can be stroked in the direction of the air vent hole 19, the maximum stroke amount of the piston 14 can be adjusted even if the position a is changed by changing the position of the receiving seat 16 in the non-braking state and the setting of the initial pedaling force is adjusted. Is immutable. That is, since the maximum volume of the liquid chamber 15 does not change, the maximum stroke amount of the brake pedal 9 does not change even if the setting of the initial pedal force is adjusted.
[0026]
FIG. 7 is a longitudinal sectional view schematically showing a configuration of a brake stroke simulator according to still another embodiment of the present invention. In the stroke simulator 41, components having the same configuration and effects as those of the stroke simulator 31 shown in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals, and the spring material side surface of the receiving seat 16 has an elastic material protruding in the direction of the piston 14. An elastic protrusion 47 made of In the non-braking state, the tip of the elastic protrusion (third elastic body) 47 is separated from the piston 14. The spring constant of the elastic protrusion 47 in the piston 14 stroke direction is much larger than that of the spring 17 and larger than that of the spring 27.
[0027]
The rod 44 has the same basic configuration as the rod 34 shown in FIG. 5 , and a receiving seat 16 is provided at the tip of the rod 44 on the port 13 side, and can be displaced in the piston 14 stroke direction. A male thread groove is formed only in the other end of the rod 44, and the double nut 35 larger than the inner diameter of the guide hole 33 is fixed so as not to loosen. A head 45 larger than the diameter of the rod 44 is provided at the other end of the rod 44 to prevent inadvertent dropping of the double nut 35. A stopper 43 is interposed between the guide hole 33 allowing the displacement of the rod 44 in the stroke direction of the piston 14 and the double nut 35 to prevent the double nut 35 from coming into contact with the other end of the cylinder 32. The surface on one end side of 44 is smooth, and the rod 44 can smoothly stroke the guide hole 33.
[0028]
In the same embodiment, the driver starts to depress the brake pedal 9 from the non-braking state, and is the same as that shown in FIG. 5 and FIG. 6 until the next depressing stage through the initial depressing stage. Shows behavior. That is, as shown in FIG. 8, the stroke amount with respect to the pedaling force becomes small by passing through the break points c and c ′ from the non-braking state where the stroke is zero.
[0029]
Then, when the fluid pressure in the fluid chamber 15 increases and the contraction of the spring 17 and the spring 27 reaches the maximum, the process proceeds to the final stepping step, and the tip of the elastic protrusion 47 receives the pressing force from the piston 14. Deforms by pressing. That is, as shown in FIG. 8, the stroke amount with respect to the pedaling force becomes smaller by passing through the break points d and d ′.
[0030]
FIG. 9 is a longitudinal sectional view schematically showing a configuration of a brake stroke simulator according to another embodiment of the present invention. In this embodiment, the position adjustment mechanism of the receiving seat 16 is improved while having the same basic configuration as that of the embodiment shown in FIG. Components common to the embodiment shown in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals. A male screw groove is formed on the outer periphery of the other end of the cylinder 32, and one end of a stopper 53 of a hollow cylindrical body having a female screw groove on the inner periphery and a ring 52 for preventing the stopper 53 from loosening are screwed together. . By rotating the stopper 53, the screwing position is variable, and the relative position with respect to the cylinder 32 can be adjusted by sliding. The other end of the stopper 53 far from the port 13 is closed, and a through hole 55 through which the rod 54 passes is formed at the center of the other end. The through hole 55 is larger than the outer diameter of the rod 54, but smaller than the head 45 provided at the other end of the rod 54, so that the rod 54 can move relative to the stopper 53. The head 45 provided at the other end of the rod 54 farther from the port 13 is locked in the through hole 55 in a non-braking state, and cannot approach the port 13 beyond that position. Therefore, the stopper 53 adjusts the non-braking position of the receiving seat 16 provided at the distal end of the rod 54 closer to the port 13 so that the displacement of the receiving seat 16 is set to the air releasing hole than the non-braking position, that is, the distance a in the figure. Allow strokes in 19 directions. In addition, when the air vent hole 19 is formed in the other end of the stopper 53 and the other end of the stopper 53 is in close contact with the other end of the cylinder 32, the position of the air vent hole 19 on the cylinder 32 side is shifted from each other. In addition, an annular groove is provided on the inner wall of the other end of the stopper 53 so that the air vent hole 19 is not blocked.
[0031]
As shown in FIG. 10, the initial pedaling force at which the driver starts to depress the brake pedal 9 from the non-braking state and the brake pedal 9 starts a stroke is proportional to the distance a as in the above-described embodiments. In addition, when the screwing position of the stopper 53 is set close to the port 13 with respect to the cylinder 32 and the distance a is set large, the initial load of the spring 17 increases and the initial pedaling force for starting the stroke also increases.
[0032]
In the final step, the hydraulic pressure in the fluid chamber 15 is received and the piston 14 strokes toward the other end of the cylinder 32 as shown in FIG. The front end portion of 47 receives a pressing force from the piston 14 and is deformed by pressing.
[0033]
On the other hand, as shown in FIG. 12, when the screwing position of the stopper 53 is set far from the port 13 with respect to the cylinder 32 and the distance a is set small, the initial load of the spring 17 becomes small and the initial pedaling force for starting the stroke is reduced. Is also smaller [0034]
In the final step, the hydraulic pressure of the hydraulic fluid in the fluid chamber 15 is received and the piston 14 is stroked to the other end side of the cylinder 32 as shown in FIG. The front end portion of 47 receives a pressing force from the piston 14 and is deformed by pressing. Here, comparing FIG. 13 with FIG. 11, it can be seen that only the screwing position of the stopper 53 is different and the maximum stroke amount of the piston 14 does not change depending on the setting of the initial pedaling force.
[0035]
FIG. 14 is a longitudinal sectional view schematically showing a configuration of a brake stroke simulator according to still another embodiment of the present invention. This embodiment has substantially the same configuration as the embodiment shown in FIGS. 9 to 13, and common parts are indicated by the same reference numerals, but the screwing position of the stopper 53 can be controlled by a motor. It is characterized by that. Gear teeth 61 are formed on the outer periphery of the stopper 53 and mesh with the pinion 62. The pinion 62 is connected to a motor 64 provided on a vehicle body side member (not shown) via a shaft 63. When adjusting the initial pedaling force, the motor 64 is driven to rotate the stopper 53 to change the distance a.
[0036]
By the way, in the present embodiment, a receiving seat 16 for applying an initial load on the compression side is provided to the spring 17 and the screwing position of the stopper 53 is adjusted, so that the position from the other end of the cylinder 32 to the non-braking position of the receiving seat 16 is adjusted. Since the distance a can be adjusted, the initial depression force of the brake pedal 9 can be adjusted according to the driver's preference.
[0037]
Further, in the present embodiment, a spring 27 that biases the receiving seat 16 to the non-braking position, and a guide that sets the non-braking position of the receiving seat 16 and allows the receiving seat 16 to move to the other end of the cylinder 32. The hole 33, the rod 54, the stopper 53, and the head 45 are provided, the liquid chamber 15 expands according to the depression force of the brake pedal 9, the piston 14 strokes toward the air vent hole 19, and the spring 17 and the spring 27 contract. Since the receiving seat 16 strokes in the direction of the air vent hole 19, the maximum stroke amount of the brake pedal 9 does not change even if the pedaling force-stroke characteristic is adjusted according to the driver's favorite brake feeling, and the brake operation is adversely affected. Never give.
[0038]
Further, since the spring constant of the spring 17 is reduced and the spring constant of the spring 27 is increased, it is possible to realize a two-step pedaling force-stroke characteristic in which the stroke amount in the initial step is large and the stroke amount in the initial step is small. . As a result, when the depression amount of the brake pedal 9 is small, the pedaling force gradually increases, and when it is large, the pedaling force increases suddenly, and a natural brake feeling can be provided.
[0039]
Further, an elastic protrusion 47 is erected in parallel with the spring 17, and when the contraction of the spring 17 exceeds a certain value, the piston 14 presses and deforms the elastic protrusion 47. Therefore, as shown in FIG. The characteristic is made possible, and the ideal characteristic of the dotted line that matches the vehicle characteristic and the driving environment can be approached.
[0040]
In the present embodiment, only the elastic protrusion 47 is erected, but by arranging a plurality of elastic protrusions or elastic means in parallel with the spring 17 and the spring 27, it is possible to realize characteristics close to ideal.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing a configuration of a brake stroke simulator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing a pedaling force-stroke characteristic of the brake stroke simulator according to the embodiment.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view schematically showing a configuration of a brake stroke simulator according to another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing a pedaling force-stroke characteristic of the brake stroke simulator according to the embodiment.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view schematically showing a configuration of a brake stroke simulator according to another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a graph showing a pedaling force-stroke characteristic of the brake stroke simulator according to the embodiment.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view schematically showing a configuration of a brake stroke simulator according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a graph showing a pedaling force-stroke characteristic of the brake stroke simulator according to the embodiment.
FIG. 9 is a longitudinal sectional view schematically showing a configuration of a brake stroke simulator according to another embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a longitudinal sectional view schematically showing a non-braking state when the initial pedaling force is set large for the brake stroke simulator according to the embodiment;
11 is a longitudinal sectional view schematically showing a state of a final stepping-down stage for the brake stroke simulator shown in FIG.
FIG. 12 is a longitudinal sectional view schematically showing a non-braking state when the initial pedaling force is set to be small for the brake stroke simulator according to the embodiment;
FIG. 13 is a longitudinal sectional view schematically showing a state of a final stepping-down stage for the brake stroke simulator shown in FIG.
FIG. 14 is a longitudinal sectional view schematically showing a configuration of a brake stroke simulator according to still another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Master cylinder 2 Fluid chamber 3, 4 Hydraulic system 5 Switching valve 6, 7 On-off valve 8 Piston 9 Brake pedal 12 Cylinder 14 Piston 15 Fluid chamber 16 Receiving seat 17 Spring 18 Position adjusting mechanism 19 Air vent hole 22 Cylinder 24 Piston 25 Fluid Chamber 27 Spring 32 Cylinder 33 Guide hole 34 Rod 35 Double nut 38 Variable position adjustment mechanism 43 Stopper 44 Rod 45 Head 47 Elastic protrusion 52 Loosening prevention ring 53 Stopper 54 Rod 61 Gear teeth 62 Pinion 64 Motor

Claims

In the stroke simulator Lube rake device generates a reaction force corresponding to the blanking rate brake pedal depression operation,
A first elastic body that is elastically deformed via a piston that strokes in the cylinder by depressing the brake pedal ;
A bolt that moves relative to the cylinder in the piston stroke direction by rotating the dial;
A receiving seat which is installed between the first elastic body and the bolt, and which is displaced in the piston stroke direction as the dial rotates, and which can compress the first elastic body;
A stroke simulator for a brake device, characterized in that the initial load of the first elastic body can be changed .

Before Symbol piston, before Symbol with providing an initial weighted to compression of the first elastic body, giving the acting force to the compression direction of the first elastic member in the brake pedal depression initial stage, with a second elastic member The stroke simulator for a brake device according to claim 1 .

The brake simulator according to claim 2, wherein the first elastic body and the second elastic body have different spring constants .

When contraction before Symbol said second elastic member and the first elastic body has reached a maximum, to press deform receives the pressing force from the piston, the spring constant is the first elastic body and than the second elastic member The stroke simulator for a brake device according to claim 2 or 3, further comprising a large third elastic body .

Claims wherein disposed in the cylinder, allowing the seat is to stroke to the compression direction of the first elastic member, and wherein the Rukoto which have a stopper to adjust the position of non-braking state of the seat Item 5. A stroke simulator for a brake device according to any one of items 1 to 4 .

The brake simulator according to claim 5, wherein the stopper is screwed onto the cylinder, and the stopper is driven and controlled by a motor to adjust the screwing position of the stopper with the cylinder .