(57)【要約】【課題】  ロードセルを用いずにブレーキペダルの踏力を求める。【解決手段】  ブレーキペダル１１からマスタシリンダ１０への踏力の伝達経路に配置されて該踏力により圧縮される弾性体４１と、ブレーキペダル１１の移動量を検出するブレーキペダル移動量センサＳｄと、マスタシリンダ１０のピストン３２の移動量を検出するピストン移動量センサＳｃと、ブレーキペダル１１の移動量およびマスタシリンダ１０のピストン３２の移動量から弾性体４１の圧縮量を算出するとともに、前記圧縮量から踏力を算出する電子制御ユニットＵとを備えるので、ロードセルを用いずにブレーキペダル１１の踏力を算出することが可能になってコストダウンが可能になる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスタシリンダ（１０）を作動させるブレーキ操作子（１１）の操作力を検出するブレーキ操作力検出装置において、
前記ブレーキ操作子（１１）から前記マスタシリンダ（１０）へのブレーキ操作力の伝達経路に配置されて該ブレーキ操作力により圧縮される弾性体（４１）と、
前記ブレーキ操作子（１１）の移動量を検出するブレーキ操作子移動量センサ（Ｓｄ）と、
前記マスタシリンダ（１０）のピストン（３２）の移動量を検出するピストン移動量センサ（Ｓｃ）と、
前記ブレーキ操作子（１１）の移動量および前記マスタシリンダ（１０）のピストン（３２）の移動量から前記弾性体（４１）の圧縮量を算出するとともに、前記圧縮量から前記ブレーキ操作力を算出する操作力算出手段（Ｕ）と、
を備えることを特徴とするブレーキ操作力検出装置。
【請求項２】
前記ピストン移動量センサ（Ｓｃ）は、前記マスタシリンダ（１０）が発生するブレーキ液圧から前記ピストン（３２）の移動量を検出することを特徴とする、請求項１に記載のブレーキ操作力検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスタシリンダを作動させるブレーキ操作子の操作力を検出するブレーキ操作力検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車体に固定した基台部に上端を枢支したアーム部と、アーム部の下端に設けた操作ペダル部とでブレーキペダルを構成し、操作ペダル部と基台部との間に荷重センサ（ロードセル）を配置することで、運転者が操作ペダル部を踏む踏力を荷重センサにより検出するものが、下記特許文献１により公知である。
【特許文献１】特開２００３−３２７０９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、ブレーキペダルの内部にロードセルを組み込んで踏力を検出する場合、ロードセルを用いることでコストが増加する問題があった。                                    
【０００４】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、ロードセルを用いずにブレーキ操作子の操作力を求めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、マスタシリンダを作動させるブレーキ操作子の操作力を検出するブレーキ操作力検出装置において、前記ブレーキ操作子から前記マスタシリンダへのブレーキ操作力の伝達経路に配置されて該ブレーキ操作力により圧縮される弾性体と、前記ブレーキ操作子の移動量を検出するブレーキ操作子移動量センサと、前記マスタシリンダのピストンの移動量を検出するピストン移動量センサと、前記ブレーキ操作子の移動量および前記マスタシリンダのピストンの移動量から前記弾性体の圧縮量を算出するとともに、前記圧縮量から前記ブレーキ操作力を算出する操作力算出手段とを備えることを特徴とするブレーキ操作力検出装置が提案される。
【０００６】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記ピストン移動量センサは、前記マスタシリンダが発生するブレーキ液圧から前記ピストンの移動量を検出することを特徴とするブレーキ操作力検出装置が提案される。
【０００７】
尚、実施の形態のブレーキペダル１１は本発明のブレーキ操作子に対応し、実施の形態の第１ピストン３２は本発明のピストンに対応し、実施の形態のブレーキペダル移動量センサＳｄは本発明のブレーキ操作子移動量センサに対応し、実施の形態の電子制御ユニットＵは本発明の操作力算出手段に対応する。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１の構成によれば、ブレーキ操作子からマスタシリンダへの踏力の伝達経路に配置されてブレーキ操作力により圧縮される弾性体の圧縮量を、ブレーキ操作子移動量センサで検出したブレーキ操作子の移動量と、ピストン移動量センサで検出したマスタシリンダのピストンの移動量とから算出し、この弾性体の圧縮量からブレーキ操作力を算出するので、ロードセルを用いずにブレーキ操作力を算出することが可能になってコストダウンが可能になる。
【０００９】
また請求項２の構成によれば、ピストン移動量センサが、マスタシリンダが発生するブレーキ液圧からピストンの移動量を検出するので、ブレーキ装置に既存のブレーキ液圧センサを利用することが可能になって更なるコストダウンが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１および図２は本発明の実施の形態を示すもので、図１は車両用ブレーキ装置の正常時の液圧系統図、図２は図１に対応する異常時の液圧系統図である。
【００１２】
図１に示すように、タンデム型のマスタシリンダ１０は、運転者がブレーキペダル１１を踏む踏力に応じたブレーキ液圧を出力する第１、第２出口ポート１２ａ，１２ｂを備えており、第１出口ポート１２ａは左前輪または右後輪のディスクブレーキ装置１３に接続されるとともに、第２出口ポート１２ｂは右前輪または左後輪のディスクブレーキ装置に接続される。図１には、第１出口ポート１２ａに連なる一方のブレーキ系統だけが図示されており、第２出口ポート１２ｂに連なる他方のブレーキ系統は図示されていないが、一方および他方のブレーキ系統の構造は実質的に同一である。以下、第１出口ポート１２ａに連なる一方のブレーキ系統について説明する。
【００１３】
マスタシリンダ１０の第１出口ポート１２ａとディスクブレーキ装置１３のホイールシリンダ１４とが液路１７ａ〜１７ｆで接続される。液路１７ｃ，１７ｄ間に常開型電磁弁である踏力遮断弁１５が配置され、液路１７ｅ，１７ｆ間から分岐する液路１７ｇ，１７ｈに常閉型電磁弁よりなるモータシリンダ遮断弁１６を介してモータシリンダ１９が配置される。モータシリンダ１９はシリンダ２０を備えており、そのシリンダ２０に摺動自在に嵌合するピストン２１は電動モータ２２により減速機構２３を介して駆動され、ピストン２１の前面に形成された液室２４にブレーキ液圧を発生させることができる。
【００１４】
液路１７ｂ，１７ｃ間から分岐する液路１７ｉ、１７ｊの下流端に接続されたストロークシミュレータ２５は、シリンダ２６にスプリング２７で付勢されたピストン２８を摺動自在に嵌合させたもので、ピストン２８の反スプリング２７側に形成された液室２９が液路１７ｊに連通する。液路１７ｉ，１７ｊ間には、常閉型電磁弁である反力許可弁３０が配置される。
【００１５】
マスタシリンダ１０は、シリンダ３１に摺動自在に嵌合する第１ピストン３２および第２ピストン３３を備えており、第１ピストン３２の前方に形成された第１液室３４に第１スプリング３５が配置され、第２ピストン３３の前方に形成された第２液室３６に第２スプリング３７が配置される。第１液室３４にはリザーバ３８に連なる第１入口ポート３９ａおよび前記第１出口ポート１２ａが形成され、第２液室３６にはリザーバ３８に連なる第２入口ポート３９ｂおよび前記第２出口ポート１２ｂが形成される。
【００１６】
第１ピストン３２からシリンダ３１の外部に突出するピストンロッド４０の先端に弾性体４１が収納された凹部４０ａが形成されており、この凹部４０ａに一端が嵌合するプッシュロッド４２の他端がブレーキペダル１１に接続される。
【００１７】
ピストンロッド４０にはピストン移動量センサＳｃが設けられる。ピストン移動量センサＳｃは、ピストンロッド４０の周囲を囲むように配置されたコイル４３と、ピストンロッド４０の一部に設けられた磁性体４４とで構成されており、前記磁性体４４の透磁率はピストンロッド４０の透磁率と異なるように設定される。ピストン移動量センサＳｃは、第１ピストン３２、つまりピストンロッド４０と共に磁性体４４が移動すると、コイル４３のインダクタンスが変化することで、第１ピストン３２の位置（移動量）を検出することができる。
【００１８】
またブレーキペダル１１の上端を枢支するの支軸４５に、ブレーキペダル１１の移動量を検出するブレーキペダル移動量センサＳｄが接続される。ブレーキペダル移動量センサＳｄは、例えばポテンショメータで構成される。  
【００１９】
踏力遮断弁１５、モータシリンダ遮断弁１６、反力許可弁３０およびモータシリンダ１９の電動モータ２２の作動を制御するとともに、運転者がブレーキペダル１１に加える踏力を算出する電子制御ユニットＵには、マスタシリンダ１０が発生するブレーキ液圧を検出する液圧センサＳａと、ディスクブレーキ装置１３に伝達されるブレーキ液圧を検出する液圧センサＳｂと、前記ピストン移動量センサＳｃと、前記ブレーキペダル移動量センサＳｄとが接続される。  
【００２０】
次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。
【００２１】
図１に示す正常時には、電子制御ユニットＵからの指令で踏力遮断弁１５、モータシリンダ遮断弁１６および反力許可弁３０のソレノイドが励磁され、踏力遮断弁１５が閉弁してマスタシリンダ１０およびホイールシリンダ１４間の連通を遮断し、モータシリンダ遮断弁１６が開弁してモータシリンダ１９およびホイールシリンダ１４間を連通させ、反力許可弁３０が開弁してマスタシリンダ１０およびストロークシミュレータ２５間を連通させる。この状態で運転者がブレーキペダル１１を踏み込んでマスタシリンダ１０がブレーキ液圧を発生すると、閉弁した踏力遮断弁１５の上流側のブレーキ液圧を液圧センサＳａが検出する。電子制御ユニットＵは、液圧センサＳａが検出したブレーキ液圧に応じたブレーキ液圧を閉弁した踏力遮断弁１５の下流側に発生させるべく、モータシリンダ１９を作動させる。
【００２２】
その結果、モータシリンダ１９の電動モータ２２の駆動力が減速機構２３を介してピストン２１に伝達され、シリンダ２０の液室２４に発生したブレーキ液圧が液路１７ｈ，１７ｇ，１７ｆを介してホイールシリンダ１４に伝達されて前輪が制動される。このとき、閉弁した踏力遮断弁１５の下流側のブレーキ液圧を液圧センサＳｂで検出し、そのブレーキ液圧が前記液圧センサＳａで検出したブレーキ液圧に応じた液圧になるように電動モータ２２の作動がフィードバック制御される。
【００２３】
正常時に運転者がブレーキペダル１１を踏んでマスタシリンダ１０がブレーキ液圧を発生すると、そのブレーキ液圧がストロークシミュレータ２５の液室２９に伝達されてピストン２８がスプリング２７の弾発力に抗して移動することで、ブレーキペダル１１の踏込みに対する反力を発生させることができる。これにより、実際には電動モータ２２の駆動力でディスクブレーキ装置１３を作動させているにも関わらず、運転者の踏力でディスクブレーキ装置１３を作動させているのと同等の操作フィーリングを得ることができる。
【００２４】
一方、バッテリ外れ等により電源が失陥したような異常時には、図２に示すように踏力遮断弁１５が開弁してマスタシリンダ１０およびホイールシリンダ１４間が連通し、モータシリンダ遮断弁１６が閉弁してモータシリンダ１９およびホイールシリンダ１４間の連通が遮断され、反力許可弁３０が閉弁してマスタシリンダ１０およびストロークシミュレータ２５間の連通が遮断される。その結果、運転者がブレーキペダル１１を踏み込んでマスタシリンダ１０が発生したブレーキ液圧は、開弁した踏力遮断弁１５を介してホイールシリンダ１４に伝達さる。
【００２５】
これと同時に、反力許可弁３０の閉弁によりストロークシミュレータ２５とマスタシリンダ１０との連通が遮断されるため、ストロークシミュレータ２５は機能を停止する。その結果、ブレーキペダル１１のストロークが不必要に増加して運転者に違和感を与えるのを防止することができ、しかもマスタシリンダ１０が発生したブレーキ液圧はストロークシミュレータ２５に吸収されることなくホイールシリンダ１４に伝達され、高い応答性で制動力を発生させることができる。
【００２６】
しかして、電源が失陥して踏力遮断弁１５、モータシリンダ遮断弁１６、反力許可弁３０およびモータシリンダ１９が作動不能になっても、運転者がブレーキペダル１１を踏んでマスタシリンダ１０が発生したブレーキ液圧でホイールシリンダ１４を支障なく作動させることができ、これにより異常時に車輪を制動して車両をより安全に停止させることができる。
【００２７】
また電子制御ユニットＵは、ピストン移動量センサＳｃで検出したマスタシリンダ１０の第１ピストン３２の移動量と、ブレーキペダル移動量センサＳｄで検出したブレーキペダル１１の移動量（回転角）とに基づいて、運転者のブレーキ操作によりブレーキペダル１１に加わる踏力を算出する。
【００２８】
ブレーキペダル１１に加えられる踏力がマスタシリンダ１０のピストンロッド４０に伝達される経路に配置された弾性体４１は、前記踏力を受けて圧縮変形する。弾性体４１の弾性係数をｋとし、弾性体４１の圧縮量をＸとすると、踏力ＦはＦ＝ｋ×Ｘにより算出される。弾性体４１の圧縮量Ｘは、弾性体４１を前後から挟むピストンロッド４０およびプッシュロッド４２の移動量の差として算出可能であり、前記ピストンロッド４０の移動量はピストン移動量センサＳｃにより直接算出することができ、前記プッシュロッド４２の移動量はブレーキペダル移動量センサＳｄで検出したブレーキペダル１１の回転角と、ブレーキペダル１１およびプッシュロッド４２の幾何学的な関係から間接的に算出することができる。
【００２９】
以上のように、本実施の形態によれば、ロードセルを必要とせずにブレーキペダル１１の踏力を検出することができるので、ロードセルを使用する場合に比べてコストダウンが可能になる。
【００３０】
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
【００３１】
第２の実施の形態は、図１においてピストン移動量センサＳｃを廃止し、その代わりにマスタシリンダ１０が発生するブレーキ液圧を検出する液圧センサＳａの出力を使用する。即ち、マスタシリンダ１０の第１液室３４に発生したブレーキ液圧は、第１液室３４に臨む第１ピストン３２の移動量の関数であり、前記ブレーキ液圧および前記移動量の関係は予め実験的に求めることができる。従って、液圧センサＳａで検出したブレーキ液圧からマスタシリンダ１０の第１ピストン３２の移動量を求めることができ、ピストン移動量センサＳｃを廃止しても既存の液圧センサＳａを用いてブレーキペダル１１の踏力を検出することができるため、更なるコストダウンが可能になる。
【００３２】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３３】
例えば、実施の形態ではＢＢＷ式のブレーキ装置を例示したが、本発明はモータシリンダ１９を備えていないコンベンショナルなブレーキ装置にも適用することができる。
【００３４】
またブレーキ操作子はブレーキペダル１１に限定されず、手で操作されるブレーキレバー等であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】車両用ブレーキ装置の正常時の液圧系統図
【図２】図１に対応する異常時の液圧系統図
【符号の説明】
【００３６】
１０          マスタシリンダ
１１          ブレーキペダル（ブレーキ操作子）
３２          第１ピストン（ピストン）
４１          弾性体
Ｓｃ          ピストン移動量センサ
Ｓｄ          ブレーキペダル移動量センサ（ブレーキ操作子移動量センサ）
Ｕ            電子制御ユニット（操作力算出手段）
【図１】
2009090878.tif 000003
【図２】
2009090878.tif 000004