回生協調ブレーキ用ストロークシミュレータ
【課題】 非回生協調ブレーキ作動時と回生協調ブレーキ作動時とのブレーキペダル作動フィーリングを同一とする、小型簡素化されたストロークシミュレータを提供する。
【解決手段】 ブレーキペダルの回動支点と、遊星歯車機構と、マスタシリンダに連繋するプッシュロッドを駆動するプッシュロッドアームとを同軸に構成して、正逆転自在なモータの回動を遊星歯車機構に作用させて、回生協調ブレーキ作動時には非回生協調ブレーキ作動時のブレーキペダル入力に対応するブレーキペダルストローク線図となるよう補正制御をする。
【解決手段】 ブレーキペダルの回動支点と、遊星歯車機構と、マスタシリンダに連繋するプッシュロッドを駆動するプッシュロッドアームとを同軸に構成して、正逆転自在なモータの回動を遊星歯車機構に作用させて、回生協調ブレーキ作動時には非回生協調ブレーキ作動時のブレーキペダル入力に対応するブレーキペダルストローク線図となるよう補正制御をする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、電動車両等の回生協調ブレーキシステムに好適であり、回生協調ブレーキ作動時にマスタシリンダ作動量を規制された際のブレーキペダル操作量を、非回生協調ブレーキ作動時のブレーキペダル操作量に補正する回生協調ブレーキ用ストロークシミュレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関と電気モータを併用して走行動力とするいわゆるハイブリッド車両や、電気モータのみを走行動力とする電気自動車などでは、減速時の減速エネルギーを電気エネルギーに変換すべく、発電機または電気モータを介してバッテリやキャパシタ等の駆動力用電源に蓄電する回生ブレーキ作動をおこなっている。
【０００３】
回生ブレーキ作動時には、ドライバの所望する制動力から回生ブレーキ制動力を差し引いた車輪（油圧）ブレーキ制動力となるように、圧力制御弁等を介してマスタシリンダにて発生した油圧のホイールシリンダへの伝達を一部規制するようにして回生協調ブレーキ作動をおこなっている。
【０００４】
一方、例えば信号待ち停止時などの減速エネルギーの発生しない状態や、減速エネルギーが発生していても駆動力用電源の蓄電量が充分ある状態では、マスタシリンダ液圧のホイールシリンダへの伝達を規制しない非回生協調ブレーキ作動となる。また回生協調ブレーキ作動途中にて蓄電量が充分になった場合などでは、過充電防止のため回生協調ブレーキ作動から非回生協調ブレーキ作動に切り替わることになる。
【０００５】
マスタシリンダからホイールシリンダへのブレーキ液吐出量を規制しない非回生協調ブレーキに対して、マスタシリンダからホイールシリンダへのブレーキ液の吐出量を規制してホイールシリンダ圧力を規制する回生協調ブレーキは、ブレーキペダルのストロークは大きく減少して板踏み感が発生し、回生協調ブレーキと非回生協調ブレーキの両モードが混在する一般運転においてはブレーキの操作フィーリングに大きな違和感を生じてしまう。
【０００６】
上記違和感を緩和するため、特許文献１では回生協調ブレーキ作動中にはストロークシミュレータ内の流体を大気圧に開放する状態としてストロークシミュレータの作動を許容し、非回生協調ブレーキ作動中にはストロークシミュレータ内の流体を油密にする状態としてストロークシミュレータの作動を規制するよう切り替えることにより、ブレーキペダルの回動支点を移動させブレーキペダルのフィーリング違和感を低減する装置が提案されている。
【０００７】
特許文献２では、回生協調ブレーキ制御などで調圧装置が作動するときには倍力比可変装置も連動してブレーキ操作部材のレバー比を上げるよう制御してブレーキ操作部材の操作ストロークを増やすよう制御される装置が提案されている。
【０００８】
特許文献３では、ブレーキペダルとマスタシリンダとを連結するプッシュロッドを分割し、遊星歯車機構を介して一方のプッシュロッドと他方のプッシュロッドのストロークを可変できるようにしている装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第４２２９０５２号公報
【特許文献２】特開２００６−２７３２１８号公報
【特許文献３】特開２００７−１６０９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１のストロークシミュレータ内の流体を大気圧に開放してストロークシミュレータの作動を許容する装置では、回生協調ブレーキ作動中に非回生ブレーキ作動に切り替わるとき、大気開放された流体は圧力を失っているため、開放された流体をストロークシミュレータの背圧として戻すことができず、すでにストロークシミュレータに吸収されたブレーキペダルのストロークを回収することができない。
【００１１】
特許文献２の装置においては、ブレーキ作動時には常に揺動するブレーキ操作部材の支点と力点との中間に倍力比可変装置を設置する必要があるため、ワイヤハーネス等の耐久性の課題やブレーキ操作部材の慣性重量の増加による操作フィーリング悪化等の課題が心配される。
【００１２】
特許文献３の装置では、ブレーキペダルとマスタシリンダを連結するプッシュロッドを分割して遊星歯車機構機構を介したため、車両の前後方向への寸法が拡大する課題がある。また、マスタシリンダと一体的となる筐体内に遊星歯車機構機構を設置するため、筐体は新規設計となるという課題がある。
【００１３】
本発明はこれらの課題を解決すべくなされたものであり、回生協調ブレーキ作動時と非回生協調ブレーキ作動時のブレーキペダルフィーリングを同一にするとともに、制動中に回生協調ブレーキ作動から非回生協調ブレーキ作動に切り替わる際には、すでに吸収されているブレーキペダルのストロークを回復し、さらに装置の構成を簡素化して小型化を図った回生協調ブレーキ搭載車に好適なストロークシミュレータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明のストロークシミュレータは次の構成を備える。
請求項１記載の発明は、ブレーキペダルと、車輪ブレーキに接続されるマスタシリンダと、正逆転自在なモータと、遊星歯車機構とからなり、該遊星歯車機構に前記モータの回動を作用させて前記ブレーキペダルの作動量と前記マスタシリンダに連繋するプッシュロッド作動量とを可変せしめる装置において、前記ブレーキペダルの回動支点と前記遊星歯車機構のサンギヤ回動支点と前記プッシュロッドを駆動するプッシュロッドアームの回動支点とを同軸に構成することを特徴とする。
【００１５】
請求項２記載の発明は、請求項１の発明に加えて、前記遊星歯車機構は、第１のサンギヤと、該第１のサンギヤとは歯数の異なる第２のサンギヤとを同軸に備え、前記第１のサンギヤと前記第２のサンギヤに噛合するプラネタリギヤを担持するプラネタリキャリアからなり、前記プラネタリキャリアに前記モータを連繋し、前記第１のサンギヤまたは前記第２のサンギヤのいずれかに前記ブレーキペダルを連繋し、残る前記第１のサンギヤまたは前記第２のサンギヤのいずれかに前記プッシュロッドアームを連繋することを特徴とする。
【００１６】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明に加えて、前記プッシュロッドと前記マスタシリンダとの間に負圧ブースタを介設することを特徴とする
【００１７】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明に加えて、前記モータの作動量を制御して、前記ブレーキペダルの作動量を可変せしめる電子制御装置を含み、回生協調ブレーキ作動時には予め目標値と定める非回生協調ブレーキ作動時の前記ブレーキペダル入力に対応する該ブレーキペダルの作動量近傍になるよう制御されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１記載の発明によれば、遊星歯車機構をブレーキペダルと同軸に設けたのでストロークシミュレータ全体を簡素化してかつ小型化できる。乗用車などの場合、エンジンルーム側のブレーキ装置にかかるスペース拡大の検討を不要とすることができる。
【００１９】
請求項２記載の発明によれば、サンギヤとプラネタリギヤとリングギヤ（内歯）にて遊星歯車機構で構成（通常の２Ｋ−Ｈ型）した場合、互いの歯車に大きな減速比が設定されてしまうが、複合遊星歯車機構に２個備えるサンギヤの一方にブレーキペダル、他方のサンギヤにマスタシリンダのプッシュロッドを連繋することにより、両サンギヤの減速比を小さく抑えられるため従来のペダル比を踏襲することができ、ブレーキペダルの剛性設計等において従来データが流用できる。
【００２０】
請求項３記載の発明によれば、予めストロークシミュレータに備えるモータ動力により作動量を制御されたプッシュロッドの推力を負圧ブースタにより更に増大した推力をマスタシリンダに伝達することができる。従ってストロークシミュレータに備えるモータは負圧ブースタ駆動前の小さなプッシュロッド推力を制御するだけの出力を持てばよく、モータの小型化およびかかる電力消費を抑制することができる。
【００２１】
請求項４記載の発明によれば、回生協調ブレーキ作動時と非回生協調ブレーキ作動時のブレーキペダル操作感を同一フィーリングにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】車両用ブレーキ装置の全体構成を示すブレーキ液圧系統図
【図２】ストロークシミュレータの非作動初期位置での正面要部断面図（図３のＡ−Ａ断面）
【図３】ストロークシミュレータの非作動初期位置での左側面要部断面図（図２のＢ−Ｂ断面）
【図４】ストロークシミュレータの非作動初期位置での右側面要部断面図（図２のＣ−Ｃ断面）
【図５】ストロークシミュレータのモータ非作動時の作動図（図２のＢ−Ｂ断面）
【図６】ストロークシミュレータのモータ遅角作動時の作動図（図２のＢ−Ｂ断面）
【図７】ストロークシミュレータ特性図
【図８】出力液圧特性図
【図９】ストロークシミュレータのモータ進角作動時の作動図（図２のＢ−Ｂ断面）
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係るストロークシミュレータの実施の形態について、図面とともに詳細に説明する。
【００２４】
先ず図１において、ストロークシミュレータ３０は、樹脂等で形成されてブレーキ液を蓄えるマスタリザーバ１２を上部に装着するタンデム型のマスタシリンダ６０と、ドライバの踏力に対してマスタシリンダ６０の発生液圧を増大する倍力装置である負圧ブースタ６４と組み合わされ、車体に取り付けられている。
【００２５】
ストロークシミュレータ３０は、ブレーキペダル１１と、ブレーキペダル１１の作動量に対してプッシュロッド４６（図３）の作動量を可変せしめるように構成され、図示せぬ車体に吊設されている。
【００２６】
ドライバのブレーキペダル１１の作動量は、ストロークシミュレータ３０に具備するエンコーダやポテンショメータ等で構成される入力回転角センサ３２および出力回転角センサ３３（図２）にて検出され、検出値は電子制御装置１３に送達される。
【００２７】
そして、電子制御装置１３にはドライバの所望する制動力に対する回生制動力の割合等の情報が回生ブレーキ装置７０から送達されるようになっている。
【００２８】
さらに、電子制御装置１３にはドライバのブレーキペダル１１の操作入力と回生ブレーキとの協調量を正確に把握すべく、マスタシリンダ６０の直後に発生する圧力を検出する第１の圧力センサＳ１と以下に説明するＡＢＳ１５の増圧弁１８の直後の圧力を検出する第２の圧力センサＳ２の検出値が送達され、これらの検出値や回生制動力情報をもとに演算されるモータ３１（図３）の回動量を制御するようになっている。
【００２９】
また、電子制御装置１３には、図示せぬ車輪速センサ、ヨーセンサ、Ｇセンサ等の検出値をもとにＡＢＳ１５を制御して車両の統合的な制御を可能に電気回路を配索する。そして、これらの車両用ブレーキ装置の異常時にはドライバに警報を発する警報装置１４を備える。
【００３０】
マスタシリンダ６０の前部出力ポート１６Ｆと後部出力ポート１６Ｒから出力される液圧は前部液圧路１７Ｆおよび後部液圧路１７Ｒに導かれ、該後部液圧路１７Ｒの発生液圧は第１の圧力センサＳ１にて検出可能にされている。
【００３１】
前部液圧路１７ＦはＡＢＳ１５を介して左前輪用車輪ブレーキＢＦＬおよび右前輪用車輪ブレーキＢＦＲに接続される。また後部液圧路１７Ｒも、ＡＢＳ１５を介して左後輪用車輪ブレーキＢＲＬおよび右後輪用車輪ブレーキＢＲＲに接続される。
【００３２】
ＡＢＳ１５は、前部液圧路１７Ｆを分岐して、左前輪用車輪ブレーキＢＦＬおよび右前輪用車輪ブレーキＢＦＲ間に設けられる常開型電磁弁１８，１８と、常開型電磁弁１８，１８に並列に接続される一方向弁１９，１９と、減圧リザーバ２１と、左前輪用車輪ブレーキＢＦＬおよび右前輪用車輪ブレーキＢＦＲと減圧リザーバ２１間に設けられる常閉型電磁弁２０，２０と、減圧リザーバ２１から前部液圧路１７Ｆ側へブレーキ液を還流するべく、ＡＢＳモータ２２に駆動されるＡＢＳポンプ２３を備える。
【００３３】
さらにＡＢＳ１５は、後部液圧路１７Ｒを分岐して、左後輪用車輪ブレーキＢＲＬおよび右後輪用車輪ブレーキＢＲＲ間に設けられる常開型電磁弁１８，１８と、常開型電磁弁１８，１８に並列に接続される一方向弁１９，１９と、減圧リザーバ２１と、左後輪用車輪ブレーキＢＲＬおよび右後輪用車輪ブレーキＢＲＲと減圧リザーバ２１間に設けられる常閉型電磁弁２０，２０と、減圧リザーバ２１から後部液圧路１７Ｒ側へブレーキ液を還流するべく、ＡＢＳモータ２２に駆動されるＡＢＳポンプ２３を備える。
【００３４】
ＡＢＳ１５は電子制御装置１３により制御され、各車輪ブレーキＢＦＬ，ＢＦＲ，ＢＲＬ，ＢＲＲに対応した常開型電磁弁１８を開くとともに常閉型電磁弁２０を閉じる増圧モードと、常開型電磁弁１８を閉じるとともに常閉型電磁弁２０を開く減圧モードと、常開型電磁弁１８および常閉型電磁弁２０をともに閉じる保持モードとを切換えて制御し、これにより各車輪ブレーキＢＦＬ，ＢＦＲ，ＢＲＬ，ＢＲＲのブレーキ液圧を状況に応じて個別で最適に制御することができる。
【００３５】
回生協調ブレーキ制御は、回生ブレーキ装置７０の状況に応じてＡＢＳ１５を制御するものであり、ブレーキ作動中に送達される入力回転角センサ３２によるブレーキペダル１１の作動量および第１の圧力センサＳ１からドライバの所望する制動力を推定して、このドライバの所望する制動力から回生ブレーキ装置７０にて発生している制動力を差し引くようにＡＢＳ１５にて車輪ブレーキ液圧を調整する。
【００３６】
車両の駆動用電源が満充電などの条件により、回生ブレーキ装置７０では回生制動力が発生していない場合には、各車輪ブレーキＢＦＬ，ＢＦＲ，ＢＲＬ，ＢＲＲに対応した常開型電磁弁１８を開くとともに常閉型電磁弁２０を閉じる増圧モードのままに制御される非回生協調ブレーキモードをおこなう。
【００３７】
回生ブレーキ装置７０により回生制動力が発生している場合には、車輪ブレーキ液圧を制限するために各車輪ブレーキＢＦＬ，ＢＦＲ，ＢＲＬ，ＢＲＲに対応した常閉型電磁弁２０を閉弁してかつ、第２の圧力センサＳ２を参照しながら常開型電磁弁１８を適宜開閉し、目標とする車輪ブレーキ液圧となるように制限する回生協調ブレーキモードをおこなう。
【００３８】
回生協調ブレーキモード中に車輪ブレーキ液圧が高すぎる状態となったときには一時的に減圧リザーバ２１に少量ブレーキ液を排出するか、または回生ブレーキ装置７０に吸収する回生量を減少させて総合的な車両制動力を調整することになる。
【００３９】
電子制御装置１３は、ストロークシミュレータ３０およびＡＢＳ１５を統合的に制御するものであり、前述した回生協調ブレーキ制御および制動時のタイヤスリップ状態を制御するアンチロックブレーキ制御、さらに後述するブレーキペダル１１の操作量に応じたストロークシミュレータ３０の作動制御を行うことができる。
【００４０】
図２〜４を参照して、ストロークシミュレータ３０は遊星歯車機構３６が右ケーシング３４および左ケーシング３５に回動自在に挟持されている。
【００４１】
遊星歯車機構３６は、第１のサンギヤ３７と、第１のサンギヤ３７と同軸に対向的に備える第２のサンギヤ３８と、第１のサンギヤ３７と第２のサンギヤ３８の両方に噛合する複数のプラネタリギヤ３９，３９，３９，３９を回動自在に軸支するプラネタリキャリア４０とを備える。
【００４２】
第１のサンギヤ３７には歯数ＺＡが形成され、第２のサンギヤ３８には歯数ＺＤが形成され、第１のサンギヤ３７の歯数ＺＡに歯合する歯数ＺＢと第２のサンギヤ３８の歯数ＺＤに歯合する歯数ＺＣとがプラネタリギヤ３９，３９，３９，３９に各々形成されている。
【００４３】
プラネタリギヤ３９，３９，３９，３９はプラネタリキャリア４０とカバー４１に挟持され、軸受４４，４４，４４，４４，４４，４４，４４，４４を介して軸支されながら第１のサンギヤ３７および第２のサンギヤ３８上にて自転、公転自在にされている。
【００４４】
第１のサンギヤ３７は、プラネタリキャリア４０右端と右ケーシング３４に挟持され、軸受４２、軸受４３により回動自在に軸支されるものであり、軸端には右ケーシング３４に固定的に設置される入力回転角センサ３２の回転子３２ａが嵌合されて、第１のサンギヤ３７の作動回転角が検出可能にされている。
【００４５】
さらに、第１のサンギヤ３７はダンパ１１ｂを介しブレーキペダル１１と一体的に構成されており、このダンパ１１ｂは硬質ゴムなどの弾性部材からなり、ゴム硬度を高く設定する高剛性のものであり、遊星歯車機構にて発生する微細なバックラッシ等の衝撃を吸収するものである。
【００４６】
図４において、ブレーキペダル１１はブレーキペダル１１に形成する係止片１１ｃが右ケーシング３４に突出形成される係止部３４ａに当接して後退限を規制されている。
【００４７】
第２のサンギヤ３８は、プラネタリキャリア４０左端と左ケーシング３５に挟持され、軸受４２、軸受４３により回動自在に軸支されるものであり、軸端には左ケーシング３５に固定的に設置される出力回転角センサ３３の回転子３３ａが嵌合されて、第２のサンギヤ３８の作動回転角が検出可能にされている。
【００４８】
さらに、第２のサンギヤ３８は軸外周に腕部であるプッシュロッドアーム３８ａが一体的に形成され、プッシュロッドアーム３８ａ先端部にはプッシュロッド４６がピン４５にて回動自在に軸支されている。
【００４９】
プッシュロッド４６はマスタシリンダボディ６１と一体的に結合されている負圧ブースタ６４を介して、プッシュロッド４６の推力を４〜１０倍程度まで増大した推力をマスタシリンダ６０に伝達するよう連繋している。
【００５０】
図３において、プッシュロッドアーム３８ａはプッシュロッドアーム３８ａに形成する係止片３８ｂが左ケーシング３５に突出形成される係止部３５ａに当接して後退限を規制されている。
【００５１】
プラネタリキャリア４０の外周には、ウオームホイールギヤ４０ｗｈが形成されており、右ケーシング３４および左ケーシング３５に固定されるモータ３１の回転軸に嵌着されるウオームギヤ３１ｗに噛合している。
【００５２】
このウオームギヤ３１ｗとウオームホイールギヤ４０ｗｈとの歯車対は、セルフロックされる設定とされており、ウオームホイールギヤ４０ｗｈの駆動回転によりウオームギヤ３１ｗが従動回転することを不可能としている。従って、モータ３１の動力を停止しているときにあっても、ウオームホイールギヤ４０ｗｈが成形されているプラネタリキャリア４０は現位置での拘束が可能になり、電力消費を低減することができ、プラネタリキャリア４０の回転を拘束するための電磁クラッチ等のブレーキ装置追加等もなんら必要としない。
【００５３】
電子制御装置１３には、入力回転角センサ３２および出力回転角センサ３３の検出値が送達されモータ３１の回転をフィードバック制御可能にされている。
【００５４】
さらに電子制御装置１３には、前述した第１の圧力センサＳ１、第２の圧力センサＳ２、回生ブレーキ装置７０の情報が送達され、回生協調ブレーキ作動中であれば予め目標とする非回生協調ブレーキ作動中のブレーキペダル１１の入力に対応するブレーキペダル１１のストロークとなるよう、モータ３１を制御するものである。
【００５５】
（非回生協調ブレーキ作動）
図５を参照して、非回生協調ブレーキ作動時のストロークシミュレータ３０の作動を説明する。非回生協調ブレーキ作動時にはストロークシミュレータ３０を構成する遊星歯車機構３６のプラネタリキャリア４０を回動させることはない。
【００５６】
ドライバがブレーキペダル１１を踏み込んだとき、車両の駆動用電源の充電状態より回生ブレーキの必要性有無を判断して、回生の必要がない場合には、回生ブレーキ装置７０は電子制御装置１３に回生ブレーキ量がゼロであるという情報を送達する。
【００５７】
電子制御装置１３は、非回生協調ブレーキ作動の制御を開始するが、ドライバの所望する車両制動力から電気回生制動力を差し引いた車輪ブレーキ制動力に車輪ブレーキ油圧を制御する必要がないため、ＡＢＳ１５は非回生協調ブレーキモードとなり、マスタシリンダ６０に発生する油圧は車輪ブレーキＢＦＬ，ＢＦＲ，ＢＲＬ，ＢＲＲに規制なく伝達される。
【００５８】
従って、ブレーキペダル１１の作動量に対するプッシュロッドアーム３８ａの作動量は補正する必要がなく、ストロークシミュレータ３０を構成する遊星歯車機構３６のプラネタリキャリア４０は停止させたままに制御されるものである。
【００５９】
ブレーキペダル１１の回動は、ブレーキペダル１１と一体的に構成される第１のサンギヤ３７の回動となって伝達して、第１のサンギヤ３７の回動は第１のサンギヤ３７と第２のサンギヤ３８とに噛合するプラネタリギヤ３９，３９，３９，３９の自転となり、該自転は第２のサンギヤ３８の回動へと伝達して第２のサンギヤ３８と一体的に構成されるプッシュロッドアーム３８ａの回動、そしてプッシュロッド４６の直動へと変換される。
【００６０】
ここに、
θ１：ブレーキペダル１１の回転角
θ２：プラネタリキャリアの回転角
θ３：プッシュロッドアーム３８ａの回転角
ＺＡ：第１のサンギヤ３７の歯数
ＺＢ：第１のサンギヤ３７に歯合するプラネタリギヤ３９の歯数
ＺＣ：第２のサンギヤ３８に歯合するプラネタリギヤ３９の歯数
ＺＡ：第２のサンギヤ３８の歯数
としたとき、
θ３＝θ１（ＺＡ・ＺＣ）／（ＺＢ・ＺＤ）＋θ２｛１−（ＺＡ・ＺＣ）／（ＺＢ・ＺＤ）｝
となる。
【００６１】
非回生協調ブレーキ作動では、θ２がゼロであるため、
θ３＝θ１（ＺＡ・ＺＣ）
のみとなり、実施例ではＺＡよりもＺＤのほうが歯数が多い設定であるため、図５に示すようにブレーキペダル１１の回転角よりもプッシュロッドアーム３８ａの回転角のほうがやや小さくなるよう（レバー比としては大となるよう）にされている。
【００６２】
（回生協調ブレーキ作動）
図６を参照して、回生協調ブレーキ作動時のストロークシミュレータ３０の作動を説明する。車両の駆動用電源に充電の余地があるときには、回生ブレーキ装置７０は回生制動を行い、ＡＢＳ１５は、ドライバの所望する車両制動力から回生制動力を差し引いた車輪ブレーキ制動力となるよう、車輪ブレーキ油圧を規制する回生協調ブレーキモードとなる。
【００６３】
ドライバがブレーキペダル１１を踏み込み、ＡＢＳ１５が回生協調ブレーキモードになると、マスタシリンダ６０が車輪ブレーキＢＦＬ，ＢＦＲ，ＢＲＬ，ＢＲＲに吐出するブレーキ液量が制限されるが、このときブレーキペダル１１の作動量（ストローク）が減少して板踏み感が発生しないようにブレーキペダル１１の作動量を増やすように制御する。
【００６４】
電子制御装置１３は、ドライバの所望する車両制動力のうち、回生ブレーキ装置７０の回生制動力の割合を演算して、ＡＢＳ１５に適宜な回生協調ブレーキモードとなるよう制御するとともに、ブレーキペダル１１の作動量を増加させるためストロークシミュレータ３０の遊星歯車機構３６のプラネタリキャリア４０を図３にて反時計回り方向（遅角方向）に回動させるようモータ３１を制御する。
【００６５】
プラネタリキャリア４０が遅角方向（前述θ２がマイナス）に回転するとブレーキペダル１１の作動量に対するプッシュロッドアーム３８ａの作動量が減少する。換言すると、規制されたプッシュロッドアームの作動量に対するブレーキペダル１１の作動量が増加する。
【００６６】
このように、ＡＢＳ１５がおこなう回生協調ブレーキモードの状態にあわせて、適宜ブレーキペダル１１の作動量を制御することで、回生協調ブレーキ作動時と非回生協調ブレーキ時とのブレーキペダル１１の入力に対する作動量を同一の特性にすることができる。
【００６７】
図７のブレーキペダルストローク特性線図を参照して、Ｃ０〜Ｃ１は非回生協調ブレーキ作動時のブレーキペダル１１の入力に対するブレーキペダル１１のストローク線図である。
【００６８】
破線で示すＣ０〜Ｃ２は、回生協調ブレーキ作動時にストロークシミュレータ３０の補正制御がおこなわれない場合の線図である。
【００６９】
回生ブレーキ作動中において、電子制御装置１３はＡＢＳ１５の回生協調ブレーキモードの実行程度を参照して、適宜目標とするＣ０〜Ｃ１線図にブレーキペダル１１のストロークにのるようにストロークシミュレータ３０を遅角制御（前述θ２がマイナス方向）して板踏み感を無くし、非回生協調ブレーキ作動時と回生協調ブレーキ作動時とのブレーキフィーリングを一定にする。
【００７０】
図８の出力液圧特性を参照して、実線で示すＫ０〜Ｋ１〜Ｋ２〜Ｋ３は非回生協調ブレーキ作動時におけるブレーキペダル１１の入力に対するマスタシリンダ６０の出力液圧特性線図である。
【００７１】
破線で示すＫ０〜Ｋ４〜Ｋ５〜Ｋ６は、回生協調ブレーキ作動時におけるブレーキペダル１１の入力に対するマスタシリンダ６０の出力液圧特性線図である。
【００７２】
２点鎖線で示すＫ７〜Ｋ８は、負圧ブースタが倍力作動を停止している場合のブレーキペダル１１の入力に対するマスタシリンダ６０の出力液圧特性線図である。
【００７３】
非回生協調ブレーキ作動時において、Ｋ０〜Ｋ１では、負圧ブースタのいわゆる液圧ジャンピングがおこなわれ車輪および駆動系の慣性力を打ち消すべく、一気に所定圧力まで車輪ブレーキ液圧を上げる。
【００７４】
Ｋ１〜Ｋ２ではブレーキペダル１１の入力増加に対して略比例的に出力液圧を上げて、Ｋ２ポイントでは負圧ブースタの倍力補助限界となる。
【００７５】
さらにブレーキペダル１１の入力を上げると、Ｋ２からＫ３線図となるが、この勾配は負圧ブースタの作動が停止している場合の線図Ｋ７〜Ｋ８の勾配と平行になるものである。
【００７６】
回生協調ブレーキ作動では、Ｋ７〜Ｋ８の線図より上まわり、かつＫ０〜Ｋ１〜Ｋ３より下回るようにＡＢＳ１５が制御され、Ｋ０〜Ｋ４まで低めにジャンピングしたのちにＫ７〜Ｋ８線と略平行にオフセットさせて昇圧しＫ４〜Ｋ５線図となる。
【００７７】
Ｋ５〜Ｋ６では、非回生協調ブレーキ作動線図Ｋ１〜Ｋ２と略平行にオフセットして昇圧させることにより、Ｋ４〜Ｋ５〜Ｋ６〜Ｋ２〜Ｋ１〜Ｋ４で囲まれる領域を回生ブレーキ装置７０の回生制動力として電力の回生をおこなうことができる。
【００７８】
回生協調ブレーキ作動中に車両の駆動用電源が満充電になるなど電力の回生が必要なくなった場合には、ＡＢＳ１５を非回生協調ブレーキに切り替えて非回生協調ブレーキ作動線図Ｋ０〜Ｋ１〜Ｋ２〜Ｋ３に垂直移動して車輪ブレーキ液圧を増強する。
【００７９】
上記のように回生協調ブレーキ作動から非回生協調ブレーキ作動に切り替える際には、回生制動力の減少に同期してストロークシミュレータ３０の遅角制御量を減少してブレーキペダル１１のストロークを非回生ブレーキ作動時状態に戻してゆく。
【００８０】
（応用的制御）
以上、ストロークシミュレータ３０の回生協調ブレーキ作動時における制御について説明してきたが、ストロークシミュレータ３０は他の目的に用いることもできる。
【００８１】
図９を参照して、ブレーキペダル１１の作動量に対して、プッシュロッドアーム３８ａの作動量が大きくなるようプラネタリキャリア４０が図９の時計回り方向（進角方向）に回動されている。
【００８２】
プラネタリキャリア４０が進角方向（前述θ２がプラス方向）に回動されると、ブレーキペダル１１の作動量に対してプッシュロッドアーム３８ａの作動量が増加する。換言するとプッシュロッドアーム３８ａの作動量に対してブレーキペダル１１の作動量が節約できる。
【００８３】
このような制御を用いることにより、従来よりもマスタシリンダ６０の有効径を小さくして、出力液圧を上げながらもブレーキペダル１１の作動量を小さく設定することが可能になる。
【００８４】
また、ブレーキペダル１１はブレーキペダル１１に形成される係止片１１ｃ（図４）により後退限が規制されているので、この位置においてプラネタリキャリア４０を進角方向に回動することで、係止片１１ｃが回動反力を支承してプッシュロッドアーム３８ａをマスタシリンダ６０の昇圧方向に回動することができる。
【００８５】
この自動ブレーキ作動と、自動ブレーキ作動をおこなった上でＡＢＳ１５を適宜作動させスタビリティコントロール制御などもおこなうことができる。
【００８６】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。
【００８７】
本実施例では、遊星歯車機構を複合遊星歯車の段付型構成で説明したが、一般的なサンギヤとプラネタリギヤとリングギヤ（内歯）で構成される２Ｋ−Ｈとしてもよい。
【符号の説明】
【００８８】
１１ ブレーキペダル
１１ｂ ダンパ
１３ 電子制御装置
１４ 警報装置
１５ ＡＢＳ
３０ ストロークシミュレータ
３１ モータ
３１ｗ ウオームギヤ
３２ 入力回転角センサ
３３ 出力回転角センサ
３４ 右ケーシング
３５ 左ケーシング
３６ 遊星歯車機構
３７ 第１のサンギヤ
３８ 第２のサンギヤ
３９，３９，３９，３９ プラネタリギヤ
４０ プラネタリキャリア
４０ｗｈ ウオームホイールギヤ
４１ カバー
６０ マスタシリンダ
６１ マスタシリンダボディ
６４ 負圧ブースタ
７０ 回生ブレーキ装置
Ｓ１ 第１の圧力センサ
Ｓ２ 第２の圧力センサ
ＺＡ 歯数（第１のサンギヤに形成）
ＺＢ、ＺＢ，ＺＢ，ＺＢ 歯数（ＺＡに歯合）
ＺＣ，ＺＣ，ＺＣ，ＺＣ 歯数（ＺＤに歯合）
ＺＤ 歯数（第２のサンギヤに形成）
【技術分野】
【０００１】
本出願は、電動車両等の回生協調ブレーキシステムに好適であり、回生協調ブレーキ作動時にマスタシリンダ作動量を規制された際のブレーキペダル操作量を、非回生協調ブレーキ作動時のブレーキペダル操作量に補正する回生協調ブレーキ用ストロークシミュレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関と電気モータを併用して走行動力とするいわゆるハイブリッド車両や、電気モータのみを走行動力とする電気自動車などでは、減速時の減速エネルギーを電気エネルギーに変換すべく、発電機または電気モータを介してバッテリやキャパシタ等の駆動力用電源に蓄電する回生ブレーキ作動をおこなっている。
【０００３】
回生ブレーキ作動時には、ドライバの所望する制動力から回生ブレーキ制動力を差し引いた車輪（油圧）ブレーキ制動力となるように、圧力制御弁等を介してマスタシリンダにて発生した油圧のホイールシリンダへの伝達を一部規制するようにして回生協調ブレーキ作動をおこなっている。
【０００４】
一方、例えば信号待ち停止時などの減速エネルギーの発生しない状態や、減速エネルギーが発生していても駆動力用電源の蓄電量が充分ある状態では、マスタシリンダ液圧のホイールシリンダへの伝達を規制しない非回生協調ブレーキ作動となる。また回生協調ブレーキ作動途中にて蓄電量が充分になった場合などでは、過充電防止のため回生協調ブレーキ作動から非回生協調ブレーキ作動に切り替わることになる。
【０００５】
マスタシリンダからホイールシリンダへのブレーキ液吐出量を規制しない非回生協調ブレーキに対して、マスタシリンダからホイールシリンダへのブレーキ液の吐出量を規制してホイールシリンダ圧力を規制する回生協調ブレーキは、ブレーキペダルのストロークは大きく減少して板踏み感が発生し、回生協調ブレーキと非回生協調ブレーキの両モードが混在する一般運転においてはブレーキの操作フィーリングに大きな違和感を生じてしまう。
【０００６】
上記違和感を緩和するため、特許文献１では回生協調ブレーキ作動中にはストロークシミュレータ内の流体を大気圧に開放する状態としてストロークシミュレータの作動を許容し、非回生協調ブレーキ作動中にはストロークシミュレータ内の流体を油密にする状態としてストロークシミュレータの作動を規制するよう切り替えることにより、ブレーキペダルの回動支点を移動させブレーキペダルのフィーリング違和感を低減する装置が提案されている。
【０００７】
特許文献２では、回生協調ブレーキ制御などで調圧装置が作動するときには倍力比可変装置も連動してブレーキ操作部材のレバー比を上げるよう制御してブレーキ操作部材の操作ストロークを増やすよう制御される装置が提案されている。
【０００８】
特許文献３では、ブレーキペダルとマスタシリンダとを連結するプッシュロッドを分割し、遊星歯車機構を介して一方のプッシュロッドと他方のプッシュロッドのストロークを可変できるようにしている装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第４２２９０５２号公報
【特許文献２】特開２００６−２７３２１８号公報
【特許文献３】特開２００７−１６０９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１のストロークシミュレータ内の流体を大気圧に開放してストロークシミュレータの作動を許容する装置では、回生協調ブレーキ作動中に非回生ブレーキ作動に切り替わるとき、大気開放された流体は圧力を失っているため、開放された流体をストロークシミュレータの背圧として戻すことができず、すでにストロークシミュレータに吸収されたブレーキペダルのストロークを回収することができない。
【００１１】
特許文献２の装置においては、ブレーキ作動時には常に揺動するブレーキ操作部材の支点と力点との中間に倍力比可変装置を設置する必要があるため、ワイヤハーネス等の耐久性の課題やブレーキ操作部材の慣性重量の増加による操作フィーリング悪化等の課題が心配される。
【００１２】
特許文献３の装置では、ブレーキペダルとマスタシリンダを連結するプッシュロッドを分割して遊星歯車機構機構を介したため、車両の前後方向への寸法が拡大する課題がある。また、マスタシリンダと一体的となる筐体内に遊星歯車機構機構を設置するため、筐体は新規設計となるという課題がある。
【００１３】
本発明はこれらの課題を解決すべくなされたものであり、回生協調ブレーキ作動時と非回生協調ブレーキ作動時のブレーキペダルフィーリングを同一にするとともに、制動中に回生協調ブレーキ作動から非回生協調ブレーキ作動に切り替わる際には、すでに吸収されているブレーキペダルのストロークを回復し、さらに装置の構成を簡素化して小型化を図った回生協調ブレーキ搭載車に好適なストロークシミュレータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明のストロークシミュレータは次の構成を備える。
請求項１記載の発明は、ブレーキペダルと、車輪ブレーキに接続されるマスタシリンダと、正逆転自在なモータと、遊星歯車機構とからなり、該遊星歯車機構に前記モータの回動を作用させて前記ブレーキペダルの作動量と前記マスタシリンダに連繋するプッシュロッド作動量とを可変せしめる装置において、前記ブレーキペダルの回動支点と前記遊星歯車機構のサンギヤ回動支点と前記プッシュロッドを駆動するプッシュロッドアームの回動支点とを同軸に構成することを特徴とする。
【００１５】
請求項２記載の発明は、請求項１の発明に加えて、前記遊星歯車機構は、第１のサンギヤと、該第１のサンギヤとは歯数の異なる第２のサンギヤとを同軸に備え、前記第１のサンギヤと前記第２のサンギヤに噛合するプラネタリギヤを担持するプラネタリキャリアからなり、前記プラネタリキャリアに前記モータを連繋し、前記第１のサンギヤまたは前記第２のサンギヤのいずれかに前記ブレーキペダルを連繋し、残る前記第１のサンギヤまたは前記第２のサンギヤのいずれかに前記プッシュロッドアームを連繋することを特徴とする。
【００１６】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明に加えて、前記プッシュロッドと前記マスタシリンダとの間に負圧ブースタを介設することを特徴とする
【００１７】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明に加えて、前記モータの作動量を制御して、前記ブレーキペダルの作動量を可変せしめる電子制御装置を含み、回生協調ブレーキ作動時には予め目標値と定める非回生協調ブレーキ作動時の前記ブレーキペダル入力に対応する該ブレーキペダルの作動量近傍になるよう制御されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１記載の発明によれば、遊星歯車機構をブレーキペダルと同軸に設けたのでストロークシミュレータ全体を簡素化してかつ小型化できる。乗用車などの場合、エンジンルーム側のブレーキ装置にかかるスペース拡大の検討を不要とすることができる。
【００１９】
請求項２記載の発明によれば、サンギヤとプラネタリギヤとリングギヤ（内歯）にて遊星歯車機構で構成（通常の２Ｋ−Ｈ型）した場合、互いの歯車に大きな減速比が設定されてしまうが、複合遊星歯車機構に２個備えるサンギヤの一方にブレーキペダル、他方のサンギヤにマスタシリンダのプッシュロッドを連繋することにより、両サンギヤの減速比を小さく抑えられるため従来のペダル比を踏襲することができ、ブレーキペダルの剛性設計等において従来データが流用できる。
【００２０】
請求項３記載の発明によれば、予めストロークシミュレータに備えるモータ動力により作動量を制御されたプッシュロッドの推力を負圧ブースタにより更に増大した推力をマスタシリンダに伝達することができる。従ってストロークシミュレータに備えるモータは負圧ブースタ駆動前の小さなプッシュロッド推力を制御するだけの出力を持てばよく、モータの小型化およびかかる電力消費を抑制することができる。
【００２１】
請求項４記載の発明によれば、回生協調ブレーキ作動時と非回生協調ブレーキ作動時のブレーキペダル操作感を同一フィーリングにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】車両用ブレーキ装置の全体構成を示すブレーキ液圧系統図
【図２】ストロークシミュレータの非作動初期位置での正面要部断面図（図３のＡ−Ａ断面）
【図３】ストロークシミュレータの非作動初期位置での左側面要部断面図（図２のＢ−Ｂ断面）
【図４】ストロークシミュレータの非作動初期位置での右側面要部断面図（図２のＣ−Ｃ断面）
【図５】ストロークシミュレータのモータ非作動時の作動図（図２のＢ−Ｂ断面）
【図６】ストロークシミュレータのモータ遅角作動時の作動図（図２のＢ−Ｂ断面）
【図７】ストロークシミュレータ特性図
【図８】出力液圧特性図
【図９】ストロークシミュレータのモータ進角作動時の作動図（図２のＢ−Ｂ断面）
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係るストロークシミュレータの実施の形態について、図面とともに詳細に説明する。
【００２４】
先ず図１において、ストロークシミュレータ３０は、樹脂等で形成されてブレーキ液を蓄えるマスタリザーバ１２を上部に装着するタンデム型のマスタシリンダ６０と、ドライバの踏力に対してマスタシリンダ６０の発生液圧を増大する倍力装置である負圧ブースタ６４と組み合わされ、車体に取り付けられている。
【００２５】
ストロークシミュレータ３０は、ブレーキペダル１１と、ブレーキペダル１１の作動量に対してプッシュロッド４６（図３）の作動量を可変せしめるように構成され、図示せぬ車体に吊設されている。
【００２６】
ドライバのブレーキペダル１１の作動量は、ストロークシミュレータ３０に具備するエンコーダやポテンショメータ等で構成される入力回転角センサ３２および出力回転角センサ３３（図２）にて検出され、検出値は電子制御装置１３に送達される。
【００２７】
そして、電子制御装置１３にはドライバの所望する制動力に対する回生制動力の割合等の情報が回生ブレーキ装置７０から送達されるようになっている。
【００２８】
さらに、電子制御装置１３にはドライバのブレーキペダル１１の操作入力と回生ブレーキとの協調量を正確に把握すべく、マスタシリンダ６０の直後に発生する圧力を検出する第１の圧力センサＳ１と以下に説明するＡＢＳ１５の増圧弁１８の直後の圧力を検出する第２の圧力センサＳ２の検出値が送達され、これらの検出値や回生制動力情報をもとに演算されるモータ３１（図３）の回動量を制御するようになっている。
【００２９】
また、電子制御装置１３には、図示せぬ車輪速センサ、ヨーセンサ、Ｇセンサ等の検出値をもとにＡＢＳ１５を制御して車両の統合的な制御を可能に電気回路を配索する。そして、これらの車両用ブレーキ装置の異常時にはドライバに警報を発する警報装置１４を備える。
【００３０】
マスタシリンダ６０の前部出力ポート１６Ｆと後部出力ポート１６Ｒから出力される液圧は前部液圧路１７Ｆおよび後部液圧路１７Ｒに導かれ、該後部液圧路１７Ｒの発生液圧は第１の圧力センサＳ１にて検出可能にされている。
【００３１】
前部液圧路１７ＦはＡＢＳ１５を介して左前輪用車輪ブレーキＢＦＬおよび右前輪用車輪ブレーキＢＦＲに接続される。また後部液圧路１７Ｒも、ＡＢＳ１５を介して左後輪用車輪ブレーキＢＲＬおよび右後輪用車輪ブレーキＢＲＲに接続される。
【００３２】
ＡＢＳ１５は、前部液圧路１７Ｆを分岐して、左前輪用車輪ブレーキＢＦＬおよび右前輪用車輪ブレーキＢＦＲ間に設けられる常開型電磁弁１８，１８と、常開型電磁弁１８，１８に並列に接続される一方向弁１９，１９と、減圧リザーバ２１と、左前輪用車輪ブレーキＢＦＬおよび右前輪用車輪ブレーキＢＦＲと減圧リザーバ２１間に設けられる常閉型電磁弁２０，２０と、減圧リザーバ２１から前部液圧路１７Ｆ側へブレーキ液を還流するべく、ＡＢＳモータ２２に駆動されるＡＢＳポンプ２３を備える。
【００３３】
さらにＡＢＳ１５は、後部液圧路１７Ｒを分岐して、左後輪用車輪ブレーキＢＲＬおよび右後輪用車輪ブレーキＢＲＲ間に設けられる常開型電磁弁１８，１８と、常開型電磁弁１８，１８に並列に接続される一方向弁１９，１９と、減圧リザーバ２１と、左後輪用車輪ブレーキＢＲＬおよび右後輪用車輪ブレーキＢＲＲと減圧リザーバ２１間に設けられる常閉型電磁弁２０，２０と、減圧リザーバ２１から後部液圧路１７Ｒ側へブレーキ液を還流するべく、ＡＢＳモータ２２に駆動されるＡＢＳポンプ２３を備える。
【００３４】
ＡＢＳ１５は電子制御装置１３により制御され、各車輪ブレーキＢＦＬ，ＢＦＲ，ＢＲＬ，ＢＲＲに対応した常開型電磁弁１８を開くとともに常閉型電磁弁２０を閉じる増圧モードと、常開型電磁弁１８を閉じるとともに常閉型電磁弁２０を開く減圧モードと、常開型電磁弁１８および常閉型電磁弁２０をともに閉じる保持モードとを切換えて制御し、これにより各車輪ブレーキＢＦＬ，ＢＦＲ，ＢＲＬ，ＢＲＲのブレーキ液圧を状況に応じて個別で最適に制御することができる。
【００３５】
回生協調ブレーキ制御は、回生ブレーキ装置７０の状況に応じてＡＢＳ１５を制御するものであり、ブレーキ作動中に送達される入力回転角センサ３２によるブレーキペダル１１の作動量および第１の圧力センサＳ１からドライバの所望する制動力を推定して、このドライバの所望する制動力から回生ブレーキ装置７０にて発生している制動力を差し引くようにＡＢＳ１５にて車輪ブレーキ液圧を調整する。
【００３６】
車両の駆動用電源が満充電などの条件により、回生ブレーキ装置７０では回生制動力が発生していない場合には、各車輪ブレーキＢＦＬ，ＢＦＲ，ＢＲＬ，ＢＲＲに対応した常開型電磁弁１８を開くとともに常閉型電磁弁２０を閉じる増圧モードのままに制御される非回生協調ブレーキモードをおこなう。
【００３７】
回生ブレーキ装置７０により回生制動力が発生している場合には、車輪ブレーキ液圧を制限するために各車輪ブレーキＢＦＬ，ＢＦＲ，ＢＲＬ，ＢＲＲに対応した常閉型電磁弁２０を閉弁してかつ、第２の圧力センサＳ２を参照しながら常開型電磁弁１８を適宜開閉し、目標とする車輪ブレーキ液圧となるように制限する回生協調ブレーキモードをおこなう。
【００３８】
回生協調ブレーキモード中に車輪ブレーキ液圧が高すぎる状態となったときには一時的に減圧リザーバ２１に少量ブレーキ液を排出するか、または回生ブレーキ装置７０に吸収する回生量を減少させて総合的な車両制動力を調整することになる。
【００３９】
電子制御装置１３は、ストロークシミュレータ３０およびＡＢＳ１５を統合的に制御するものであり、前述した回生協調ブレーキ制御および制動時のタイヤスリップ状態を制御するアンチロックブレーキ制御、さらに後述するブレーキペダル１１の操作量に応じたストロークシミュレータ３０の作動制御を行うことができる。
【００４０】
図２〜４を参照して、ストロークシミュレータ３０は遊星歯車機構３６が右ケーシング３４および左ケーシング３５に回動自在に挟持されている。
【００４１】
遊星歯車機構３６は、第１のサンギヤ３７と、第１のサンギヤ３７と同軸に対向的に備える第２のサンギヤ３８と、第１のサンギヤ３７と第２のサンギヤ３８の両方に噛合する複数のプラネタリギヤ３９，３９，３９，３９を回動自在に軸支するプラネタリキャリア４０とを備える。
【００４２】
第１のサンギヤ３７には歯数ＺＡが形成され、第２のサンギヤ３８には歯数ＺＤが形成され、第１のサンギヤ３７の歯数ＺＡに歯合する歯数ＺＢと第２のサンギヤ３８の歯数ＺＤに歯合する歯数ＺＣとがプラネタリギヤ３９，３９，３９，３９に各々形成されている。
【００４３】
プラネタリギヤ３９，３９，３９，３９はプラネタリキャリア４０とカバー４１に挟持され、軸受４４，４４，４４，４４，４４，４４，４４，４４を介して軸支されながら第１のサンギヤ３７および第２のサンギヤ３８上にて自転、公転自在にされている。
【００４４】
第１のサンギヤ３７は、プラネタリキャリア４０右端と右ケーシング３４に挟持され、軸受４２、軸受４３により回動自在に軸支されるものであり、軸端には右ケーシング３４に固定的に設置される入力回転角センサ３２の回転子３２ａが嵌合されて、第１のサンギヤ３７の作動回転角が検出可能にされている。
【００４５】
さらに、第１のサンギヤ３７はダンパ１１ｂを介しブレーキペダル１１と一体的に構成されており、このダンパ１１ｂは硬質ゴムなどの弾性部材からなり、ゴム硬度を高く設定する高剛性のものであり、遊星歯車機構にて発生する微細なバックラッシ等の衝撃を吸収するものである。
【００４６】
図４において、ブレーキペダル１１はブレーキペダル１１に形成する係止片１１ｃが右ケーシング３４に突出形成される係止部３４ａに当接して後退限を規制されている。
【００４７】
第２のサンギヤ３８は、プラネタリキャリア４０左端と左ケーシング３５に挟持され、軸受４２、軸受４３により回動自在に軸支されるものであり、軸端には左ケーシング３５に固定的に設置される出力回転角センサ３３の回転子３３ａが嵌合されて、第２のサンギヤ３８の作動回転角が検出可能にされている。
【００４８】
さらに、第２のサンギヤ３８は軸外周に腕部であるプッシュロッドアーム３８ａが一体的に形成され、プッシュロッドアーム３８ａ先端部にはプッシュロッド４６がピン４５にて回動自在に軸支されている。
【００４９】
プッシュロッド４６はマスタシリンダボディ６１と一体的に結合されている負圧ブースタ６４を介して、プッシュロッド４６の推力を４〜１０倍程度まで増大した推力をマスタシリンダ６０に伝達するよう連繋している。
【００５０】
図３において、プッシュロッドアーム３８ａはプッシュロッドアーム３８ａに形成する係止片３８ｂが左ケーシング３５に突出形成される係止部３５ａに当接して後退限を規制されている。
【００５１】
プラネタリキャリア４０の外周には、ウオームホイールギヤ４０ｗｈが形成されており、右ケーシング３４および左ケーシング３５に固定されるモータ３１の回転軸に嵌着されるウオームギヤ３１ｗに噛合している。
【００５２】
このウオームギヤ３１ｗとウオームホイールギヤ４０ｗｈとの歯車対は、セルフロックされる設定とされており、ウオームホイールギヤ４０ｗｈの駆動回転によりウオームギヤ３１ｗが従動回転することを不可能としている。従って、モータ３１の動力を停止しているときにあっても、ウオームホイールギヤ４０ｗｈが成形されているプラネタリキャリア４０は現位置での拘束が可能になり、電力消費を低減することができ、プラネタリキャリア４０の回転を拘束するための電磁クラッチ等のブレーキ装置追加等もなんら必要としない。
【００５３】
電子制御装置１３には、入力回転角センサ３２および出力回転角センサ３３の検出値が送達されモータ３１の回転をフィードバック制御可能にされている。
【００５４】
さらに電子制御装置１３には、前述した第１の圧力センサＳ１、第２の圧力センサＳ２、回生ブレーキ装置７０の情報が送達され、回生協調ブレーキ作動中であれば予め目標とする非回生協調ブレーキ作動中のブレーキペダル１１の入力に対応するブレーキペダル１１のストロークとなるよう、モータ３１を制御するものである。
【００５５】
（非回生協調ブレーキ作動）
図５を参照して、非回生協調ブレーキ作動時のストロークシミュレータ３０の作動を説明する。非回生協調ブレーキ作動時にはストロークシミュレータ３０を構成する遊星歯車機構３６のプラネタリキャリア４０を回動させることはない。
【００５６】
ドライバがブレーキペダル１１を踏み込んだとき、車両の駆動用電源の充電状態より回生ブレーキの必要性有無を判断して、回生の必要がない場合には、回生ブレーキ装置７０は電子制御装置１３に回生ブレーキ量がゼロであるという情報を送達する。
【００５７】
電子制御装置１３は、非回生協調ブレーキ作動の制御を開始するが、ドライバの所望する車両制動力から電気回生制動力を差し引いた車輪ブレーキ制動力に車輪ブレーキ油圧を制御する必要がないため、ＡＢＳ１５は非回生協調ブレーキモードとなり、マスタシリンダ６０に発生する油圧は車輪ブレーキＢＦＬ，ＢＦＲ，ＢＲＬ，ＢＲＲに規制なく伝達される。
【００５８】
従って、ブレーキペダル１１の作動量に対するプッシュロッドアーム３８ａの作動量は補正する必要がなく、ストロークシミュレータ３０を構成する遊星歯車機構３６のプラネタリキャリア４０は停止させたままに制御されるものである。
【００５９】
ブレーキペダル１１の回動は、ブレーキペダル１１と一体的に構成される第１のサンギヤ３７の回動となって伝達して、第１のサンギヤ３７の回動は第１のサンギヤ３７と第２のサンギヤ３８とに噛合するプラネタリギヤ３９，３９，３９，３９の自転となり、該自転は第２のサンギヤ３８の回動へと伝達して第２のサンギヤ３８と一体的に構成されるプッシュロッドアーム３８ａの回動、そしてプッシュロッド４６の直動へと変換される。
【００６０】
ここに、
θ１：ブレーキペダル１１の回転角
θ２：プラネタリキャリアの回転角
θ３：プッシュロッドアーム３８ａの回転角
ＺＡ：第１のサンギヤ３７の歯数
ＺＢ：第１のサンギヤ３７に歯合するプラネタリギヤ３９の歯数
ＺＣ：第２のサンギヤ３８に歯合するプラネタリギヤ３９の歯数
ＺＡ：第２のサンギヤ３８の歯数
としたとき、
θ３＝θ１（ＺＡ・ＺＣ）／（ＺＢ・ＺＤ）＋θ２｛１−（ＺＡ・ＺＣ）／（ＺＢ・ＺＤ）｝
となる。
【００６１】
非回生協調ブレーキ作動では、θ２がゼロであるため、
θ３＝θ１（ＺＡ・ＺＣ）
のみとなり、実施例ではＺＡよりもＺＤのほうが歯数が多い設定であるため、図５に示すようにブレーキペダル１１の回転角よりもプッシュロッドアーム３８ａの回転角のほうがやや小さくなるよう（レバー比としては大となるよう）にされている。
【００６２】
（回生協調ブレーキ作動）
図６を参照して、回生協調ブレーキ作動時のストロークシミュレータ３０の作動を説明する。車両の駆動用電源に充電の余地があるときには、回生ブレーキ装置７０は回生制動を行い、ＡＢＳ１５は、ドライバの所望する車両制動力から回生制動力を差し引いた車輪ブレーキ制動力となるよう、車輪ブレーキ油圧を規制する回生協調ブレーキモードとなる。
【００６３】
ドライバがブレーキペダル１１を踏み込み、ＡＢＳ１５が回生協調ブレーキモードになると、マスタシリンダ６０が車輪ブレーキＢＦＬ，ＢＦＲ，ＢＲＬ，ＢＲＲに吐出するブレーキ液量が制限されるが、このときブレーキペダル１１の作動量（ストローク）が減少して板踏み感が発生しないようにブレーキペダル１１の作動量を増やすように制御する。
【００６４】
電子制御装置１３は、ドライバの所望する車両制動力のうち、回生ブレーキ装置７０の回生制動力の割合を演算して、ＡＢＳ１５に適宜な回生協調ブレーキモードとなるよう制御するとともに、ブレーキペダル１１の作動量を増加させるためストロークシミュレータ３０の遊星歯車機構３６のプラネタリキャリア４０を図３にて反時計回り方向（遅角方向）に回動させるようモータ３１を制御する。
【００６５】
プラネタリキャリア４０が遅角方向（前述θ２がマイナス）に回転するとブレーキペダル１１の作動量に対するプッシュロッドアーム３８ａの作動量が減少する。換言すると、規制されたプッシュロッドアームの作動量に対するブレーキペダル１１の作動量が増加する。
【００６６】
このように、ＡＢＳ１５がおこなう回生協調ブレーキモードの状態にあわせて、適宜ブレーキペダル１１の作動量を制御することで、回生協調ブレーキ作動時と非回生協調ブレーキ時とのブレーキペダル１１の入力に対する作動量を同一の特性にすることができる。
【００６７】
図７のブレーキペダルストローク特性線図を参照して、Ｃ０〜Ｃ１は非回生協調ブレーキ作動時のブレーキペダル１１の入力に対するブレーキペダル１１のストローク線図である。
【００６８】
破線で示すＣ０〜Ｃ２は、回生協調ブレーキ作動時にストロークシミュレータ３０の補正制御がおこなわれない場合の線図である。
【００６９】
回生ブレーキ作動中において、電子制御装置１３はＡＢＳ１５の回生協調ブレーキモードの実行程度を参照して、適宜目標とするＣ０〜Ｃ１線図にブレーキペダル１１のストロークにのるようにストロークシミュレータ３０を遅角制御（前述θ２がマイナス方向）して板踏み感を無くし、非回生協調ブレーキ作動時と回生協調ブレーキ作動時とのブレーキフィーリングを一定にする。
【００７０】
図８の出力液圧特性を参照して、実線で示すＫ０〜Ｋ１〜Ｋ２〜Ｋ３は非回生協調ブレーキ作動時におけるブレーキペダル１１の入力に対するマスタシリンダ６０の出力液圧特性線図である。
【００７１】
破線で示すＫ０〜Ｋ４〜Ｋ５〜Ｋ６は、回生協調ブレーキ作動時におけるブレーキペダル１１の入力に対するマスタシリンダ６０の出力液圧特性線図である。
【００７２】
２点鎖線で示すＫ７〜Ｋ８は、負圧ブースタが倍力作動を停止している場合のブレーキペダル１１の入力に対するマスタシリンダ６０の出力液圧特性線図である。
【００７３】
非回生協調ブレーキ作動時において、Ｋ０〜Ｋ１では、負圧ブースタのいわゆる液圧ジャンピングがおこなわれ車輪および駆動系の慣性力を打ち消すべく、一気に所定圧力まで車輪ブレーキ液圧を上げる。
【００７４】
Ｋ１〜Ｋ２ではブレーキペダル１１の入力増加に対して略比例的に出力液圧を上げて、Ｋ２ポイントでは負圧ブースタの倍力補助限界となる。
【００７５】
さらにブレーキペダル１１の入力を上げると、Ｋ２からＫ３線図となるが、この勾配は負圧ブースタの作動が停止している場合の線図Ｋ７〜Ｋ８の勾配と平行になるものである。
【００７６】
回生協調ブレーキ作動では、Ｋ７〜Ｋ８の線図より上まわり、かつＫ０〜Ｋ１〜Ｋ３より下回るようにＡＢＳ１５が制御され、Ｋ０〜Ｋ４まで低めにジャンピングしたのちにＫ７〜Ｋ８線と略平行にオフセットさせて昇圧しＫ４〜Ｋ５線図となる。
【００７７】
Ｋ５〜Ｋ６では、非回生協調ブレーキ作動線図Ｋ１〜Ｋ２と略平行にオフセットして昇圧させることにより、Ｋ４〜Ｋ５〜Ｋ６〜Ｋ２〜Ｋ１〜Ｋ４で囲まれる領域を回生ブレーキ装置７０の回生制動力として電力の回生をおこなうことができる。
【００７８】
回生協調ブレーキ作動中に車両の駆動用電源が満充電になるなど電力の回生が必要なくなった場合には、ＡＢＳ１５を非回生協調ブレーキに切り替えて非回生協調ブレーキ作動線図Ｋ０〜Ｋ１〜Ｋ２〜Ｋ３に垂直移動して車輪ブレーキ液圧を増強する。
【００７９】
上記のように回生協調ブレーキ作動から非回生協調ブレーキ作動に切り替える際には、回生制動力の減少に同期してストロークシミュレータ３０の遅角制御量を減少してブレーキペダル１１のストロークを非回生ブレーキ作動時状態に戻してゆく。
【００８０】
（応用的制御）
以上、ストロークシミュレータ３０の回生協調ブレーキ作動時における制御について説明してきたが、ストロークシミュレータ３０は他の目的に用いることもできる。
【００８１】
図９を参照して、ブレーキペダル１１の作動量に対して、プッシュロッドアーム３８ａの作動量が大きくなるようプラネタリキャリア４０が図９の時計回り方向（進角方向）に回動されている。
【００８２】
プラネタリキャリア４０が進角方向（前述θ２がプラス方向）に回動されると、ブレーキペダル１１の作動量に対してプッシュロッドアーム３８ａの作動量が増加する。換言するとプッシュロッドアーム３８ａの作動量に対してブレーキペダル１１の作動量が節約できる。
【００８３】
このような制御を用いることにより、従来よりもマスタシリンダ６０の有効径を小さくして、出力液圧を上げながらもブレーキペダル１１の作動量を小さく設定することが可能になる。
【００８４】
また、ブレーキペダル１１はブレーキペダル１１に形成される係止片１１ｃ（図４）により後退限が規制されているので、この位置においてプラネタリキャリア４０を進角方向に回動することで、係止片１１ｃが回動反力を支承してプッシュロッドアーム３８ａをマスタシリンダ６０の昇圧方向に回動することができる。
【００８５】
この自動ブレーキ作動と、自動ブレーキ作動をおこなった上でＡＢＳ１５を適宜作動させスタビリティコントロール制御などもおこなうことができる。
【００８６】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。
【００８７】
本実施例では、遊星歯車機構を複合遊星歯車の段付型構成で説明したが、一般的なサンギヤとプラネタリギヤとリングギヤ（内歯）で構成される２Ｋ−Ｈとしてもよい。
【符号の説明】
【００８８】
１１ ブレーキペダル
１１ｂ ダンパ
１３ 電子制御装置
１４ 警報装置
１５ ＡＢＳ
３０ ストロークシミュレータ
３１ モータ
３１ｗ ウオームギヤ
３２ 入力回転角センサ
３３ 出力回転角センサ
３４ 右ケーシング
３５ 左ケーシング
３６ 遊星歯車機構
３７ 第１のサンギヤ
３８ 第２のサンギヤ
３９，３９，３９，３９ プラネタリギヤ
４０ プラネタリキャリア
４０ｗｈ ウオームホイールギヤ
４１ カバー
６０ マスタシリンダ
６１ マスタシリンダボディ
６４ 負圧ブースタ
７０ 回生ブレーキ装置
Ｓ１ 第１の圧力センサ
Ｓ２ 第２の圧力センサ
ＺＡ 歯数（第１のサンギヤに形成）
ＺＢ、ＺＢ，ＺＢ，ＺＢ 歯数（ＺＡに歯合）
ＺＣ，ＺＣ，ＺＣ，ＺＣ 歯数（ＺＤに歯合）
ＺＤ 歯数（第２のサンギヤに形成）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーキペダルと、車輪ブレーキに接続されるマスタシリンダと、正逆転自在なモータと、遊星歯車機構とからなり、該遊星歯車機構に前記モータの回動を作用させて前記ブレーキペダルの作動量と前記マスタシリンダに連繋するプッシュロッド作動量とを可変せしめる装置において、前記ブレーキペダルの回動支点と前記遊星歯車機構のサンギヤ回動支点と前記プッシュロッドを駆動するプッシュロッドアームの回動支点とを同軸に構成することを特徴とするストロークシミュレータ。
【請求項２】
前記遊星歯車機構は、第１のサンギヤと、該第１のサンギヤとは歯数の異なる第２のサンギヤとを同軸に備え、前記第１のサンギヤと前記第２のサンギヤに噛合するプラネタリギヤを担持するプラネタリキャリアからなり、前記プラネタリキャリアに前記モータを連繋し、前記第１のサンギヤまたは前記第２のサンギヤのいずれかに前記ブレーキペダルを連繋し、残る前記第１のサンギヤまたは前記第２のサンギヤのいずれかに前記プッシュロッドアームを連繋することを特徴とする請求項１記載のストロークシミュレータ。
【請求項３】
前記プッシュロッドと前記マスタシリンダとの間に負圧ブースタを介設することを特徴とする請求項１または２記載のストロークシミュレータ。
【請求項４】
前記モータの作動量を制御して、前記ブレーキペダルの作動量を可変せしめる電子制御装置を含み、回生協調ブレーキ作動時には予め目標値と定める非回生協調ブレーキ作動時の前記ブレーキペダル入力に対応する該ブレーキペダルの作動量近傍になるよう制御されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のストロークシミュレータ。
【請求項１】
ブレーキペダルと、車輪ブレーキに接続されるマスタシリンダと、正逆転自在なモータと、遊星歯車機構とからなり、該遊星歯車機構に前記モータの回動を作用させて前記ブレーキペダルの作動量と前記マスタシリンダに連繋するプッシュロッド作動量とを可変せしめる装置において、前記ブレーキペダルの回動支点と前記遊星歯車機構のサンギヤ回動支点と前記プッシュロッドを駆動するプッシュロッドアームの回動支点とを同軸に構成することを特徴とするストロークシミュレータ。
【請求項２】
前記遊星歯車機構は、第１のサンギヤと、該第１のサンギヤとは歯数の異なる第２のサンギヤとを同軸に備え、前記第１のサンギヤと前記第２のサンギヤに噛合するプラネタリギヤを担持するプラネタリキャリアからなり、前記プラネタリキャリアに前記モータを連繋し、前記第１のサンギヤまたは前記第２のサンギヤのいずれかに前記ブレーキペダルを連繋し、残る前記第１のサンギヤまたは前記第２のサンギヤのいずれかに前記プッシュロッドアームを連繋することを特徴とする請求項１記載のストロークシミュレータ。
【請求項３】
前記プッシュロッドと前記マスタシリンダとの間に負圧ブースタを介設することを特徴とする請求項１または２記載のストロークシミュレータ。
【請求項４】
前記モータの作動量を制御して、前記ブレーキペダルの作動量を可変せしめる電子制御装置を含み、回生協調ブレーキ作動時には予め目標値と定める非回生協調ブレーキ作動時の前記ブレーキペダル入力に対応する該ブレーキペダルの作動量近傍になるよう制御されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のストロークシミュレータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−２１９０６４（Ｐ２０１１−２１９０６４Ａ）
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９３４５０（Ｐ２０１０−９３４５０）
【出願日】平成２２年４月１４日（２０１０．４．１４）
【出願人】（３０４０１４３９４）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月１４日（２０１０．４．１４）
【出願人】（３０４０１４３９４）
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]