(57)【要約】【課題】運転者のブレーキ操作反力を模擬するストロークシミュレータとマスタシリンダの両方を備え、その使用の切り換えを安価に、確実に行うことを可能にした信頼性にも優れるブレーキ操作入力装置を提供する。【解決手段】第１の連結点Ｊ１と第２の連結点Ｊ２を有するブレーキ操作部材２と、前記第１の連結点Ｊ１にブレーキ操作力に応じたストロークを付与するストロークシミュレータ３と、前記第２の連結点Ｊ２に連結されるロッド４と、マスタシリンダ５と、前記第１の連結点Ｊ１の変位を機械的に止める第１のロック手段６と、前記第２の連結点Ｊ２の変位を止める第２のロック手段７と、前記第１、第２のロック手段のロック状態を電気的に切り換える制御手段８を備えさせてブレーキ操作入力装置１を構成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力点からの距離が異なる位置に第１の連結点と第２の連結点を有するブレーキ操作部材と、このブレーキ操作部材の前記第１の連結点にブレーキ操作力に応じたストロークを付与するストロークシミュレータと、前記第２の連結点に連結されるロッドと、このロッドでピストンを押し動かしてブレーキ液圧を発生させるマスタシリンダと、前記第１の連結点の変位を機械的に止める第１のロック手段と、前記第２の連結点の変位を止める第２のロック手段と、前記第１、第２のロック手段のロック状態を電気的に切り換える制御手段を備え、前記第１、第２のロック手段のロック状態の切り換えにより、前記第１の連結点と第２の連結点のいずれか一方がブレーキ操作時の運動の支点になって前記ブレーキ操作部材が回転運動するように構成されたブレーキ操作入力装置。
【請求項２】
前記第１のロック手段を、ストッパに作動子を係合させて前記第１の連結点の変位を機械的に止める電磁石で構成したことを特徴とする請求項１に記載のブレーキ操作入力装置。
【請求項３】
前記第２のロック手段を、ストッパに作動子を係合させて前記ロッドの動きを機械的に止める電磁石で構成したことを特徴とする請求項１に記載のブレーキ操作入力装置。
【請求項４】
前記第２のロック手段によるロックと前記第１のロック手段によるロックの解除が通電によって起こり、前記第１のロック手段によるロックと前記第２のロック手段によるロックの解除が非通電によって起こるようにしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のブレーキ操作入力装置。
【請求項５】
前記作動子の作動に同期して作動する係合部材を設け、前記作動子と前記係合部材がそれぞれ独立した位置で前記ストッパに係合して前記第１のロック手段と前記第２のロック手段によるロックがなされるようにしたことを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載のブレーキ操作入力装置。
【請求項６】
前記第１のロック手段と前記第２のロック手段を１組の電磁石で構成し、その電磁石の作動子の位置の切り換えによって前記第１のロック手段によるロックと前記第２のロック手段によるロックが選択的になされるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のブレーキ操作入力装置。
【請求項７】
前記第１のロック手段と前記第２のロック手段を、各々がストッパに作動子を係合させて前記第１の連結点の変位を機械的に止める電磁石と、ストッパに作動子を係合させて前記ロッドの動きを機械的に止める電磁石で構成して前記第１のロック手段によるロックと前記第２のロック手段によるロックを選択的に行うようにし、さらに、前記ロッドと前記マスタシリンダとの間に、前記制御手段からの制御指令によって電気的に検出されたブレーキ操作量に基づく液圧を発生させ得る倍力装置を具備させたブレーキ操作入力装置。
【請求項８】
請求項７に記載のブレーキ操作入力装置を備え、ブレーキ操作に応じた電気信号に基づく制動が行われる通常制動時に前記ロッドがロックされ、そのロックが前記電磁石によって機械的になされるようにしたブレーキ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ブレーキ操作に応じた電気信号を発生させ、その電気信号に基づいてアクチュエータを制御して制動力を発生させる、所謂バイワイヤー方式の車両用ブレーキシステムに採用するブレーキ操作入力装置に関する。より詳しくは、フエールセーフ対応（電気系失陥などの異常発生時のバックアップ）のためのマスタシリンダを含ませたブレーキ操作入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のバイワイヤー方式のブレーキシステムの中に、ＥＨＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ  Ｂｒａｋｅ）などのように、ブレーキ操作入力装置の構成要素としてマスタシリンダを含ませ、通常制動ではそのマスタシリンダの作動を停止させ、電気系が失陥するなどして電気的制御がなされる制動系での制動が行えなくなったとき（以下、異常発生時と言う）にそのマスタシリンダを作動させて制動力を確保するようにしたものがある（下記特許文献１又は２参照）。
【０００３】
特許文献１が開示しているブレーキ装置のブレーキ操作入力装置は、ペダルと、このペダルの上端にブレーキ操作に応じた反力を加えるストロークシミュレータと、ペダルの中間部に連結されたロッドから入力を受けて作動するマスタシリンダと、ストロークシミュレータ（油圧シリンダ）の液室を油圧回路の電磁弁で密閉してペダルの上端の位置をロックする第１のロック手段と、前記マスタシリンダの圧力室を油圧回路の電磁弁で密閉して前記ロッドの動きを止める第２のロック手段を備えており、前記２つの電磁弁を制御してストロークシミュレータとマスタシリンダを選択的に作動させる。即ち、電磁弁の一方を開弁、他方を閉弁状態にして前記ロッドの動きをロックすると、このロッドとの連結点がペダルの回転の支点になってストロークシミュレータが機能する。また、２つの電磁弁を切り換えてペダルの上端位置をロックすると、ペダルの上端がペダルの回転の支点になってロッドが押し込まれ、マスタシリンダの圧力室に異常発生時の制動に必要なブレーキ液圧が発生する。
【０００４】
特許文献２が開示しているブレーキ操作入力装置（ブレーキペダル手段）も、ペダル（レバー）に設けた２つの回転支点の位置を切り換えてストロークシミュレータとマスタシリンダを選択的に作動させる。この特許文献２のブレーキ操作入力装置は、ペダルに連結されたロッドでマスタシリンダを押し動かすようにしており、また、ロッドのロックはマスタシリンダの圧力室を電磁弁で密閉して行うようにしており、これは特許文献１と同じである。ただし、ストロークシミュレータのロック（ストロークシミュレータが連結されているペダル上端の位置のロック）は、ペダルの絶対位置の変化を利用して行うようにしており、この構成は特許文献１と異なる。
【０００５】
特許文献１が開示しているブレーキ操作入力装置は、第１のロック手段と第２のロック手段の作動の切り換えが、油圧回路を密閉、開放することによってなされるので、切り換えのための油圧精密部品（電磁弁）が２組必要であり、装置が高価になる。
【０００６】
また、ストロークシミュレータをロックする液圧回路の電磁弁が通常時は開弁の状態に保たれるので、その電磁弁の液漏れや異物の噛み込み等による作動不良の事前の検知が困難であり、信頼性にも問題がある。
【０００７】
特許文献２が開示しているブレーキ操作入力装置も以下の不具合を有している。先ず第１に、マスタシリンダの圧力室が開放されたときにペダルの絶対位置が変化してストロークシミュレータのロック（ストロークシミュレータが連結されているペダル上端の位置のロック）がなされるようにしているので、ペダルの位置に影響を及ぼす部位の加工精度を高める必要があり、それが原因で高価になる。
【０００８】
また、ストロークシミュレータが作動する前にマスタシリンダがストロークしてペダルが上端位置のロック点に移動することが必須であるので、マスタシリンダの復帰スプリングやブレーキ装置のホイールシリンダの消費液量の設計に制約を受ける。
【特許文献１】特表平０８−５０７０２１号公報
【特許文献２】特開平０９−１１８２０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
この発明は、運転者のブレーキ操作反力を模擬するストロークシミュレータとマスタシリンダの両方を備え、その使用の切り換えを安価に、確実に行うことを可能にした信頼性にも優れるブレーキ操作入力装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するため、この発明においては、電気的に制御されるロック手段を設けて異常発生時にストロークシミュレータを機械的にロックするようにした。具体的には、入力点からの距離が異なる位置に第１の連結点と第２の連結点を有するブレーキ操作部材と、このブレーキ操作部材の前記第１の連結点にブレーキ操作力に応じたストロークを付与するストロークシミュレータと、前記第２の連結点に連結されるロッドと、このロッドでピストンを押し動かしてブレーキ液圧を発生させるマスタシリンダと、前記第１の連結点の変位を機械的に止める第１のロック手段と、前記第２の連結点の変位を止める第２のロック手段と、前記第１、第２のロック手段のロック状態を電気的に切り換える制御手段を備えさせてブレーキ操作入力装置を構成し、前記第１、第２のロック手段のロック状態の切り換えにより、前記第１の連結点と第２の連結点のいずれか一方がブレーキ操作時の運動の支点になって前記ブレーキ操作部材が回転運動するようにした。
【００１１】
このブレーキ操作入力装置のより具体的な形態を以下に列挙する。
（１）前記第１のロック手段を、ストッパに作動子を係合させて前記第１の連結点の変位を機械的に止める電磁石で構成したもの。
（２）前記第２のロック手段を、ストッパに作動子を係合させて前記ロッドの動きを機械的に止める電磁石で構成したもの。
（３）前記第２のロック手段によるロックと前記第１のロック手段によるロックの解除が通電によって起こり、前記第１のロック手段によるロックと前記第２のロック手段によるロックの解除が非通電によって起こるようにしたもの。
（４）前記作動子の作動に同期して作動する係合部材を設け、前記作動子と前記係合部材がそれぞれ独立した位置で前記ストッパに係合して前記第１のロック手段と前記第２のロック手段によるロックがなされるようにしたもの。
（５）前記第１のロック手段と前記第２のロック手段が１組の電磁石で構成され、その電磁石の作動子の位置の切り換えによって前記第１のロック手段によるロックと前記第２のロック手段によるロックが選択的になされるようにしたもの。
（６）前記第１のロック手段と前記第２のロック手段を、各々がストッパに作動子を係合させて前記第１の連結点の変位を機械的に止める電磁石と、ストッパに作動子を係合させて前記ロッドの動きを機械的に止める電磁石で構成して前記第１のロック手段によるロックと前記第２のロック手段によるロックを選択的に行うようにし、さらに、前記ロッドと前記マスタシリンダとの間に、前記制御手段からの制御指令によって電気的に検出されたブレーキ操作量に基づく液圧を発生させ得る倍力装置を具備させたもの。
【００１２】
なお、この発明においては、前記（６）のブレーキ操作入力装置を備え、電気的に制御される制動系によりブレーキ操作に応じた電気信号に基づく制動が行われる通常制動時に前記ロッドがロックされ、そのロックが前記電磁石によって機械的になされるようにしたブレーキ制御装置も併せて提供する。
【発明の効果】
【００１３】
この発明のブレーキ操作入力装置は、少なくとも第１のロック手段によるストロークシミュレータのロック（第１の連結点のロック）が機械的になされるようにしたので、高価な精密油圧部品の使用数を減少させることができる。第２のロック手段によるロッドのロック（第２の連結点のロック）も機械的になされるようにしたものは、精密油圧部品が全く不要である。また、ストロークシミュレータのロックは、ブレーキ操作部材の絶対位置を変化させずに行え、ブレーキ操作部材の絶対位置に影響を及ぼす部位の加工精度を高める必要がない。従って、コストアップを抑えて安価な装置を提供することが可能になる。
【００１４】
また、マスタシリンダを完全にロックしてストロークシミュレータを作動させることができ、ストロークシミュレータのロックもブレーキ操作部材の絶対位置の変化なしで行えるので、ブレーキ系の特殊な設計も不要になる。
【００１５】
また、特許文献１がストロークシミュレータのロックに使用しているような、作動不良の事前の検知が困難な部品が不要であるので、信頼性の確保も容易になる。
【００１６】
このほか、電気的に制御される第１のロック手段や前記第２のロック手段を、耐水性、温度などに関して、エンジンルームよりも電気部品にとって良い環境の車室側に配置することも可能になり、信頼性維持の面でも有利になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、この発明の実施の形態を添付図面の図１乃至図４に基づいて説明する。図１は、第１実施形態のブレーキ操作入力装置１を示している。この第１実施形態のブレーキ操作入力装置１は、上端に第１の連結点Ｊ１を、長手途中に第２の連結点Ｊ２をそれぞれ有するブレーキ操作部材２（図のそれはブレーキペダル）と、このブレーキ操作部材２の第１の連結点Ｊ１に連結されたストロークシミュレータ３と、ブレーキ操作部材２の第２の連結点Ｊ２に連結されたロッド４と、マスタシリンダ５と、第１の連結点Ｊ１の変位を機械的に止める第１のロック手段６と、第２の連結点Ｊ２の変位を止める第２のロック手段７と、第１、第２のロック手段６、７のロック状態を電気的に切り換える制御手段８を組み合わせて構成されている。
【００１８】
ストロークシミュレータ３は、ブレーキ操作部材２と支持体９との間にスプリング３ａを配置して構成されているが、つる巻きバネやゴムなどのスプリング以外の弾性体を使用して構成したものであってもよい。
【００１９】
ロッド４の先端をマスタシリンダ５のピストン５ａに当接又は連結させている。そのロッド４でピストン５ａを押し動かしてマスタシリンダ５の圧力室５ｂにブレーキ液圧を発生させる。
【００２０】
第１のロック手段６は、作動子（アーマチャ）６ａと、作動子駆動用の磁力を発生させるコイル６ｂを有する電磁石（ソレノイド）で構成している。このロック手段６はブレーキ操作部材２の上端に一体のストッパ１０を設けており、そのストッパ１０に作動子６ａを係合させると第１の連結点Ｊ１の移動が阻止されてストロークシミュレータ３がロックされる。なお、ストッパ１０を中空スリーブで形成してブレーキ操作部材２に横向きに貫通させて取り付け、このスリーブの穴に作動子６ａを入り込ませるようにしておくと好ましく、そのような構造にするとストロークシミュレータ３をロックしたときのブレーキ操作部材２の回転が作動子６ａを支点にして起こる。
【００２１】
第２のロック手段７は、マスタシリンダ５の圧力室５ｂを密閉する電磁弁で構成しているが、この第２のロック手段７もロッド４に機械的に係合してそのロッド４の動きを止めるものを使用することができる。その実施例は後に示す。
【００２２】
制御手段８は、制動の電気的制御がなされるブレーキ装置に設けられる電子制御装置（ＥＣＵ）を使用できる。図１（ａ）の１１は、ブレーキ操作部材２の操作ストロークを検出するストロークセンサであり、これは制動力の制御に利用される。
【００２３】
以上の構成とした第１実施形態のブレーキ操作入力装置１は、通常制動時には、第１のロック手段６のコイル６ｂが励磁されて作動子６ａがストッパ１０との係合解除点に動き、ストロークシミュレータ３のロックが解除される。また、第２のロック手段７は、通電されて閉弁し、そのために、圧力室５ｂが密閉されてマスタシリンダ５がロックされる。この状態では、図１（ｂ）に示すように、ブレーキ操作部材２が第２の連結点Ｊ２を支点にして回転運動し、ストロークシミュレータ３が作動してストロークセンサ１１からブレーキ操作に応じた信号が制御手段８に向けて出力される。制御手段８はその信号に応じた制動力を発生するように制動系の機器を制御する。
【００２４】
次に、電気系の失陥などによって電気的に制御される制動系での制動が行えなくなると、第１のロック手段６のコイル６ｂが非通電となって作動子６ａがストッパ１０との係合点に動き、ストロークシミュレータ３が第１のロック手段６によってロックされる。また、第２のロック手段７は非通電となって開弁し、そのために、圧力室５ｂが開放される。この状態では、図１（ｃ）に示すように、ブレーキ操作部材２が第１の連結点Ｊ１を支点にして回転運動し、マスタシリンダ５が作動して圧力室５ｂに発生したブレーキ液圧がホイールシリンダに向けて出力され、その液圧による制動がなされる。
【００２５】
なお、電気系以外の失陥によって電気的に制御される制動系での制動が行えなくなったときには、制御手段８で異常を検出して図１（ｃ）の状態を作りだすことができるが、電気系が全て失陥すると制御手段８による異常検出と電流の切り換え制御が行えなくなるので、第１のロック手段６によるロックと第２のロック手段７によるロックの解除は非通電によって起こるようにしておくのがよい。
【００２６】
図２は、第２実施形態のブレーキ操作入力装置２１を示している。この第２実施形態のブレーキ操作入力装置２１は、ストッパ１０の中にスプリング１２の力でストッパ１０内に没入する係合部材１３を設け、作動子６ａがストッパ１０の中に押し込まれたときに係合部材１３が作動子６ａに押されてストッパ１０の外側に突出するようにしている。また、ストッパ１０から押し出された係合部材１３を係合させるストッパ１４を支持体９に設けている。その他の構成は図１の第１実施形態と同じであるので、図１と同一要素に同一符号を付して説明を省く。
【００２７】
この第２実施形態のブレーキ操作入力装置２１は、コイル６ｂが非通電になって作動子６ａがストッパ１０との係合点に移動すると係合部材１３が同期して動いてストッパ１４に係合する。これにより、係合点が複数個所生じ所謂両持ち支持の状態になってストロークシミュレータ３のロックの安定性が増す。
【００２８】
図３は、第３実施形態のブレーキ操作入力装置３１である。この第３実施形態のブレーキ操作入力装置３１は、第２のロック手段７も第１のロック手段６（図1と同一のため図示せず）と同じ電磁石で構成している。このようしてロッド４のロックも機械的に行うようにすると、装置のコスト低減や信頼性向上の効果をさらに高めることができる。その他の構成で第１実施形態と同じものは説明を省く。なお、電磁石で構成する第２のロック手段７は、ブレーキ操作部材２に対するロッド４の連結ピン１７を中空スリーブで形成し、そのスリーブの穴に電磁石の作動子７ａを入り込ませるようにしておくと、ロッド４をロックしたときにブレーキ操作部材２が連結ピン１７に係合した作動子７ａを支点にして回転する。
【００２９】
図４は、第４実施形態のブレーキ操作入力装置４１を示している。この第４実施形態のブレーキ操作入力装置４１は、第１のロック手段６と第２のロック手段７を１組の電磁石を兼用して構成し、作動子６ａの位置を切り換えてストロークシミュレータ３のロックとロッド４のロックを選択的に行うようにしている。コイル６ｂに通電すると、作動子６ａがスプリング６ｃを圧縮してロッド４に設けたストッパ１５との係合点に動き、ロッド４がロックされてブレーキ操作部材２が第２の連結点Ｊ２を支点にして回転運動する。また、コイル６ｂを非通電にすると作動子６ａがスプリング６ｃに押されてストッパ１０との係合点に動き、ブレーキ操作部材２の上端位置がロックされてブレーキ操作部材２が第１の連結点Ｊ１を支点にして回転運動する。この構造は部品数を削減でき、コスト面でより有利なものになる。
【００３０】
なお、ロッド４からの入力はマスタシリンダ５に直接伝わるようにしても良いし、間接的に伝わるようにしてもよい。また、図３に示すように、第１のロック手段６だけでなく、第２のロック手段７も電磁石で構成されてロッド４(マスタシリンダ５)のロックが機械的になされるようにしたものは、ロッド４とマスタシリンダ５との間に、制御手段８からの制御指令によって電気的に検出されたブレーキ操作量に基づく液圧を発生させうる倍力装置１６を設けて構造を簡素化したブレーキ制御装置を構成することができる。倍力装置１６を設けるブレーキ制御装置は、通常制動時のマスタシリンダ５のロックを、圧力室を密閉する電磁弁で行う構成とするのは容易でなく、装置の構造が複雑化することを避けられないが、ロッドのロックを機械的に行えばその不具合は生じない。倍力装置１６は、負圧ブースタ、液圧ブースタ、電気駆動のブースタを問わない。
【００３１】
倍力装置１６を設けた図３のブレーキ操作入力装置３１を備えるブレーキ制御装置は、倍力装置からホイールシリンダ(図示せず)に至る液圧回路にマスタシリンダ５の出力ポートを連通させて構成し、ブレーキ操作に応じた電気信号に基づく制動が行われる通常制動時にロッド４が電磁石によってロックされるようにしておく。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】第１実施形態のブレーキ操作入力装置の概要を示す図であり、（ａ）は初期状態を、（ｂ）はストロークシミュレータの作動状態を、（ｃ）はマスタシリンダの作動状態を各々表す
【図２】第２実施形態のブレーキ操作入力装置の概要を示す図であり、（ａ）は初期状態を、（ｂ）はストロークシミュレータの作動状態を、（ｃ）はマスタシリンダの作動状態を各々表す
【図３】第３実施形態のブレーキ操作入力装置の概要を示す図であり、（ａ）は初期状態を、（ｂ）はストロークシミュレータの作動状態を、（ｃ）はマスタシリンダの作動状態を各々表す
【図４】第４実施形態のブレーキ操作入力装置の概要を示す図であり、（ａ）は初期状態を、（ｂ）はストロークシミュレータの作動状態を、（ｃ）はマスタシリンダの作動状態を各々表す
【符号の説明】
【００３３】
１、２１、３１、４１  ブレーキ操作入力装置
２                    ブレーキ操作部材
３                    ストロークシミュレータ
３ａ                  スプリング
４                    ロッド
５                    マスタシリンダ
５ａ                  ピストン
５ｂ                  圧力室
６                    第１のロック手段
６ａ、７ａ            作動子
６ｂ、７ｂ            コイル
６ｃ                  スプリング
７                    第２のロック手段
８                    制御手段
９                    支持体
１０、１４、１５      ストッパ
１１                  ストロークセンサ
１２                  スプリング
１３                  係合部材
１６                  倍力装置
１７                  連結ピン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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