专利名称: | 制动装置 | ||
专利名称(英文): | Brake device | ||
专利号: | CN201480020636.0 | 申请时间: | 20140509 |
公开号: | CN105102282A | 公开时间: | 20151125 |
申请人: | 日立汽车系统株式会社 | ||
申请地址: | 日本茨城县 | ||
发明人: | 齐藤将之; 高野美通; 中泽千春 | ||
分类号: | B60T7/06 | 主分类号: | B60T7/06 |
代理机构: | 北京市柳沈律师事务所 11105 | 代理人: | 岳雪兰 |
摘要: | 提供一种能够抑制消耗能量的制动装置。具备连接在制动踏板(2)与杆(4)之间连接、将制动踏板(2)的操作力(踩踏力FP)增大并向杆(4)传递的连杆式助力装置(3),连杆式助力装置(3)被设定为:杆(4)的轴向行程量(杆行程SR)相对于制动踏板(2)的行程量(踏板行程SP)少。 | ||
摘要(英文): | Provided is a brake device that makes it possible to minimize energy consumption. The brake device is provided with a link-type servo device (3) that connects a brake pedal (2) and a rod (4) and that amplifies the operating force (stepping force (Fp)) of the brake pedal (2) and transmits the result to the rod (4). The link-type servo device (3) is set so that the axial-direction stroke amount (rod stroke (Sr)) of the rod (4) decreases with respect to the stroke amount (pedal stroke (Sp)) of the brake pedal (2). |
1.一种制动装置,其特征在于,具备: 制动踏板,其以摆动自如的方式支承于托架; 杆,其与所述制动踏板连动并沿轴向工作,并且以能够转动的方式与用 于产生主缸的液压的活塞连接,该主缸产生轮缸的液压; 连杆式助力装置,其连接在所述制动踏板与所述杆之间,将所述制动踏 板的操作力增大并向所述杆传递; 所述连杆式助力装置具备: 第一连杆,其一端侧以能够转动的方式连接于所述制动踏板; 第二连杆,其以摆动自如的方式连接于所述托架,并且该第二连杆的一 端侧以能够转动的方式连接于所述第一连杆的另一端侧,该第二连杆的另一 端侧以能够转动的方式连接于所述杆; 所述连杆式助力装置被设定为:所述杆的轴向行程量相对于所述制动踏 板的行程量少。
2.根据权利要求1所述的制动装置,其特征在于, 在所述主缸和经由油路连接于所述主缸的所述轮缸之间,具备能够执行 防抱死制动控制的液压控制单元。
3.根据权利要求1所述的制动装置,其特征在于, 在所述主缸和经由油路连接于所述主缸的所述轮缸之间,具备能够执行 防抱死制动控制以及车辆动态控制的液压控制单元。
4.根据权利要求1所述的制动装置,其特征在于, 所述连杆式助力装置具备行程限制部,若所述制动踏板的行程量达到规 定量,则该行程限制部限制所述制动踏板的行程。
5.根据权利要求4所述的制动装置,其特征在于, 所述行程限制部具备能够抵接于所述制动踏板的抵接部,利用所述抵接 部限制所述制动踏板的行程。
6.根据权利要求5所述的制动装置,其特征在于,具备: 缓冲器,其吸收所述制动踏板抵接于所述抵接部时的冲击。
7.根据权利要求6所述的制动装置,其特征在于, 所述缓冲器具备弹簧部和与所述弹簧部串联配置的缓冲部件。
8.一种制动装置,其特征在于,具备: 制动踏板,其以摆动自如的方式支承于托架; 杆,其与所述制动踏板连动并沿轴向行进,并且为了产生主缸的液压而 以能够转动的方式与所述主缸的活塞连接,该主缸产生轮缸的液压; 连杆式助力装置,其具有第一连杆和第二连杆,所述第一连杆的一端侧 以能够转动的方式连接于所述制动踏板,所述第二连杆的一端侧以能够转动 的方式连接于所述第一连杆的另一端侧,所述第二连杆的另一端侧以能够转 动的方式连接于所述杆,且所述第二连杆以摆动自如的方式连接于所述托 架,相比于所述制动踏板的行程初期,将后期设定为,相对于所述制动踏板 的行程的变化量的所述杆的轴向行程的变化量更少,所述连杆式助力装置将 所述制动踏板的操作力增大并向所述杆传递; 液压控制单元,其设于所述主缸与所述轮缸之间,控制所述轮缸的液压。
9.根据权利要求8所述的制动装置,其特征在于, 所述液压控制单元具备将所述轮缸的液压减压的防抱死制动控制部。
10.根据权利要求9所述的制动装置,其特征在于, 所述连杆式助力装置具备行程限制部,若所述制动踏板的行程量达到所 述规定量,则该行程限制部限制所述制动踏板的行程。
11.根据权利要求10所述的制动装置,其特征在于, 所述行程限制部具备: 抵接部,其供所述制动踏板抵接; 缓冲器,其吸收所述制动踏板抵接于所述抵接部时的冲击。
12.根据权利要求11所述的制动装置,其特征在于, 所述缓冲器具备弹簧部和与所述弹簧部串联配置的缓冲部件。
13.根据权利要求8所述的制动装置,其特征在于, 所述连杆式助力装置被设定为: 在驾驶员未进行制动操作的初期状态下,在将所述制动踏板的从力点至 相对于所述托架的摆动中心的距离设为a时, 从所述制动踏板的所述摆动中心至通过所述杆相对于所述活塞的转动 中心的垂线的距离为5a/8, 从所述第二连杆相对于所述杆的转动中心至所述垂线的距离为5a/17, 从所述第二连杆相对于所述杆的转动中心至所述第二连杆相对于所述 托架的摆动中心的距离为a/8, 从所述第二连杆的所述摆动中心至所述第二连杆相对于所述第一连杆 的所述另一端侧的转动中心的距离为a/6, 从所述制动踏板的所述摆动中心至所述第一连杆的所述一端侧相对于 所述制动踏板的转动中心的距离为10a/43, 从所述杆相对于所述活塞的转动中心至通过所述制动踏板的所述摆动 中心的水平线的距离为5a/14, 从所述第二连杆的所述摆动中心至所述水平线的距离为5a/21, 以所述制动踏板的所述摆动中心为起点且通过所述制动踏板的力点的 射线与以所述制动踏板的所述摆动中心为起点且通过所述第一连杆的所述 一端侧的转动中心的射线所成的角度为30.5度, 通过所述第二连杆的所述摆动中心的水平线与以所述第二连杆的所述 摆动中心为起点且通过所述第二连杆相对于所述第一连杆的所述另一端侧 的转动中心的射线所成的角度为25度。
14.一种制动装置,其特征在于,具备: 制动踏板,其以摆动自如的方式支承于托架; 杆,其与所述制动踏板连动地沿轴向行进,并且以能够转动的方式与用 于产生主缸的液压的活塞连接,该主缸产生轮缸的液压; 连杆式助力装置,其具有第一连杆和第二连杆,所述第一连杆的一端侧 以转动自如的方式连接于所述制动踏板,所述第二连杆的一端侧以能够转动 的方式连接于所述第一连杆的另一端侧,所述第二连杆的另一端侧以能够摆 动的方式连接于所述杆,且所述第二连杆以摆动自如的方式连接于所述托 架,所述连杆式助力装置被设定为,在所述制动踏板的行程量达到规定量之 前,所述制动踏板的行程量相对于所述杆的行程量的比率、与所述杆的推力 相对于所述制动踏板的操作力的比率之间的差值逐渐增加,所述连杆式助力 装置将所述制动踏板的操作力增大并向所述杆传递。
15.根据权利要求14所述的制动装置,其特征在于,具备: 液压控制单元,其设于所述主缸与所述轮缸之间,控制所述轮缸的液压。
16.根据权利要求14所述的制动装置,其特征在于, 所述连杆式助力装置具备行程限制部,若所述制动踏板的行程量达到第 二规定量以上,则该行程限制部限制所述制动踏板的行程。
17.根据权利要求16所述的制动装置,其特征在于, 所述行程限制部具备: 抵接部,其供所述制动踏板抵接; 缓冲器,其吸收所述制动踏板抵接于所述抵接部时的冲击。
18.根据权利要求17所述的制动装置,其特征在于, 所述缓冲器具备弹簧部和与所述弹簧部串联配置的缓冲部件。
19.根据权利要求14所述的制动装置,其特征在于, 所述连杆式助力装置被设定为: 在驾驶员未进行制动操作的初期状态下,在将所述制动踏板的从力点至 相对于所述托架的摆动中心的距离设为a时, 从所述制动踏板的所述摆动中心至通过所述杆相对于所述活塞的转动 中心的垂线的距离为5a/8, 从所述第二连杆相对于所述杆的转动中心至所述垂线的距离为5a/17, 从所述第二连杆相对于所述杆的转动中心至所述第二连杆相对于所述 托架的摆动中心的距离为a/8, 从所述第二连杆的所述摆动中心至所述第二连杆相对于所述第一连杆 的所述另一端侧的转动中心的距离为a/6, 从所述制动踏板的所述摆动中心至所述第一连杆的所述一端侧相对于 所述制动踏板的转动中心的距离为10a/43, 从所述杆相对于所述活塞的转动中心至通过所述制动踏板的所述摆动 中心的水平线的距离为5a/14, 从所述第二连杆的所述摆动中心至所述水平线的距离为5a/21, 以所述制动踏板的所述摆动中心为起点且通过所述制动踏板的力点的 射线与以所述制动踏板的所述摆动中心为起点且通过所述第一连杆的所述 一端侧的转动中心的射线所成的角度为30.5度, 通过所述第二连杆的所述摆动中心的水平线与以所述第二连杆的所述 摆动中心为起点且通过所述第二连杆相对于所述第一连杆的所述另一端侧 的转动中心的射线所成的角度为25度。
1.一种制动装置,其特征在于,具备: 制动踏板,其以摆动自如的方式支承于托架; 杆,其与所述制动踏板连动并沿轴向工作,并且以能够转动的方式与用 于产生主缸的液压的活塞连接,该主缸产生轮缸的液压; 连杆式助力装置,其连接在所述制动踏板与所述杆之间,将所述制动踏 板的操作力增大并向所述杆传递; 所述连杆式助力装置具备: 第一连杆,其一端侧以能够转动的方式连接于所述制动踏板; 第二连杆,其以摆动自如的方式连接于所述托架,并且该第二连杆的一 端侧以能够转动的方式连接于所述第一连杆的另一端侧,该第二连杆的另一 端侧以能够转动的方式连接于所述杆; 所述连杆式助力装置被设定为:所述杆的轴向行程量相对于所述制动踏 板的行程量少。
2.根据权利要求1所述的制动装置,其特征在于, 在所述主缸和经由油路连接于所述主缸的所述轮缸之间,具备能够执行 防抱死制动控制的液压控制单元。
3.根据权利要求1所述的制动装置,其特征在于, 在所述主缸和经由油路连接于所述主缸的所述轮缸之间,具备能够执行 防抱死制动控制以及车辆动态控制的液压控制单元。
4.根据权利要求1所述的制动装置,其特征在于, 所述连杆式助力装置具备行程限制部,若所述制动踏板的行程量达到规 定量,则该行程限制部限制所述制动踏板的行程。
5.根据权利要求4所述的制动装置,其特征在于, 所述行程限制部具备能够抵接于所述制动踏板的抵接部,利用所述抵接 部限制所述制动踏板的行程。
6.根据权利要求5所述的制动装置,其特征在于,具备: 缓冲器,其吸收所述制动踏板抵接于所述抵接部时的冲击。
7.根据权利要求6所述的制动装置,其特征在于, 所述缓冲器具备弹簧部和与所述弹簧部串联配置的缓冲部件。
8.一种制动装置,其特征在于,具备: 制动踏板,其以摆动自如的方式支承于托架; 杆,其与所述制动踏板连动并沿轴向行进,并且为了产生主缸的液压而 以能够转动的方式与所述主缸的活塞连接,该主缸产生轮缸的液压; 连杆式助力装置,其具有第一连杆和第二连杆,所述第一连杆的一端侧 以能够转动的方式连接于所述制动踏板,所述第二连杆的一端侧以能够转动 的方式连接于所述第一连杆的另一端侧,所述第二连杆的另一端侧以能够转 动的方式连接于所述杆,且所述第二连杆以摆动自如的方式连接于所述托 架,相比于所述制动踏板的行程初期,将后期设定为,相对于所述制动踏板 的行程的变化量的所述杆的轴向行程的变化量更少,所述连杆式助力装置将 所述制动踏板的操作力增大并向所述杆传递; 液压控制单元,其设于所述主缸与所述轮缸之间,控制所述轮缸的液压。
9.根据权利要求8所述的制动装置,其特征在于, 所述液压控制单元具备将所述轮缸的液压减压的防抱死制动控制部。
10.根据权利要求9所述的制动装置,其特征在于, 所述连杆式助力装置具备行程限制部,若所述制动踏板的行程量达到所 述规定量,则该行程限制部限制所述制动踏板的行程。
11.根据权利要求10所述的制动装置,其特征在于, 所述行程限制部具备: 抵接部,其供所述制动踏板抵接; 缓冲器,其吸收所述制动踏板抵接于所述抵接部时的冲击。
12.根据权利要求11所述的制动装置,其特征在于, 所述缓冲器具备弹簧部和与所述弹簧部串联配置的缓冲部件。
13.根据权利要求8所述的制动装置,其特征在于, 所述连杆式助力装置被设定为: 在驾驶员未进行制动操作的初期状态下,在将所述制动踏板的从力点至 相对于所述托架的摆动中心的距离设为a时, 从所述制动踏板的所述摆动中心至通过所述杆相对于所述活塞的转动 中心的垂线的距离为5a/8, 从所述第二连杆相对于所述杆的转动中心至所述垂线的距离为5a/17, 从所述第二连杆相对于所述杆的转动中心至所述第二连杆相对于所述 托架的摆动中心的距离为a/8, 从所述第二连杆的所述摆动中心至所述第二连杆相对于所述第一连杆 的所述另一端侧的转动中心的距离为a/6, 从所述制动踏板的所述摆动中心至所述第一连杆的所述一端侧相对于 所述制动踏板的转动中心的距离为10a/43, 从所述杆相对于所述活塞的转动中心至通过所述制动踏板的所述摆动 中心的水平线的距离为5a/14, 从所述第二连杆的所述摆动中心至所述水平线的距离为5a/21, 以所述制动踏板的所述摆动中心为起点且通过所述制动踏板的力点的 射线与以所述制动踏板的所述摆动中心为起点且通过所述第一连杆的所述 一端侧的转动中心的射线所成的角度为30.5度, 通过所述第二连杆的所述摆动中心的水平线与以所述第二连杆的所述 摆动中心为起点且通过所述第二连杆相对于所述第一连杆的所述另一端侧 的转动中心的射线所成的角度为25度。
14.一种制动装置,其特征在于,具备: 制动踏板,其以摆动自如的方式支承于托架; 杆,其与所述制动踏板连动地沿轴向行进,并且以能够转动的方式与用 于产生主缸的液压的活塞连接,该主缸产生轮缸的液压; 连杆式助力装置,其具有第一连杆和第二连杆,所述第一连杆的一端侧 以转动自如的方式连接于所述制动踏板,所述第二连杆的一端侧以能够转动 的方式连接于所述第一连杆的另一端侧,所述第二连杆的另一端侧以能够摆 动的方式连接于所述杆,且所述第二连杆以摆动自如的方式连接于所述托 架,所述连杆式助力装置被设定为,在所述制动踏板的行程量达到规定量之 前,所述制动踏板的行程量相对于所述杆的行程量的比率、与所述杆的推力 相对于所述制动踏板的操作力的比率之间的差值逐渐增加,所述连杆式助力 装置将所述制动踏板的操作力增大并向所述杆传递。
15.根据权利要求14所述的制动装置,其特征在于,具备: 液压控制单元,其设于所述主缸与所述轮缸之间,控制所述轮缸的液压。
16.根据权利要求14所述的制动装置,其特征在于, 所述连杆式助力装置具备行程限制部,若所述制动踏板的行程量达到第 二规定量以上,则该行程限制部限制所述制动踏板的行程。
17.根据权利要求16所述的制动装置,其特征在于, 所述行程限制部具备: 抵接部,其供所述制动踏板抵接; 缓冲器,其吸收所述制动踏板抵接于所述抵接部时的冲击。
18.根据权利要求17所述的制动装置,其特征在于, 所述缓冲器具备弹簧部和与所述弹簧部串联配置的缓冲部件。
19.根据权利要求14所述的制动装置,其特征在于, 所述连杆式助力装置被设定为: 在驾驶员未进行制动操作的初期状态下,在将所述制动踏板的从力点至 相对于所述托架的摆动中心的距离设为a时, 从所述制动踏板的所述摆动中心至通过所述杆相对于所述活塞的转动 中心的垂线的距离为5a/8, 从所述第二连杆相对于所述杆的转动中心至所述垂线的距离为5a/17, 从所述第二连杆相对于所述杆的转动中心至所述第二连杆相对于所述 托架的摆动中心的距离为a/8, 从所述第二连杆的所述摆动中心至所述第二连杆相对于所述第一连杆 的所述另一端侧的转动中心的距离为a/6, 从所述制动踏板的所述摆动中心至所述第一连杆的所述一端侧相对于 所述制动踏板的转动中心的距离为10a/43, 从所述杆相对于所述活塞的转动中心至通过所述制动踏板的所述摆动 中心的水平线的距离为5a/14, 从所述第二连杆的所述摆动中心至所述水平线的距离为5a/21, 以所述制动踏板的所述摆动中心为起点且通过所述制动踏板的力点的 射线与以所述制动踏板的所述摆动中心为起点且通过所述第一连杆的所述 一端侧的转动中心的射线所成的角度为30.5度, 通过所述第二连杆的所述摆动中心的水平线与以所述第二连杆的所述 摆动中心为起点且通过所述第二连杆相对于所述第一连杆的所述另一端侧 的转动中心的射线所成的角度为25度。
翻译:技术领域
本发明涉及搭载于车辆的制动装置。
背景技术
以往,已知有如下制动装置,该制动装置具备使用与驾驶员的制动操作 力不同的能量源来产生用于减少制动操作力的辅助力的助力装置。例如专利 文献1记载的制动装置所具备的助力装置利用电动马达所产生的力或者通过 气体压产生的力使加压活塞前进,从而对工作液进行加压。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:(日本)特开2012-192850号公报
发明内容
但是,在现有技术中,由于是使用与驾驶员的制动操作力不同的其他能 量源来产生辅助力的结构,因此存在消耗能量增大的隐患。本发明的目的在 于提供一种能够抑制消耗能量的制动装置。
为了实现上述目的,本发明的制动装置优选具备输出部件的工作量相对 于制动操作部件的操作量少的连杆式助力装置。
因此,能够抑制消耗能量。
附图说明
图1是实施例1的制动装置的制动踏板侧单元的整体立体图。
图2是拆卸了图1的托架的第二部件的状态的整体立体图。
图3是图2的侧视图。
图4是从侧面观察实施例1的初期状态下的制动踏板、连杆式助力装置 和杆的示意图。
图5是从车辆上下方向观察实施例1的行程限制部的局部剖视图。
图6是实施例1的液压控制单元的整体立体图。
图7是表示实施例1的连杆式助力装置的工作的示意图。
图8是表示实施例1的连杆式助力装置的工作的示意图。
图9是表示实施例1的连杆式助力装置的工作的示意图。
图10是表示实施例1的行程限制部的工作的示意图。
图11是表示实施例1的行程限制部的工作的示意图。
图12是表示实施例1的行程限制部的工作的示意图。
图13是表示实施例1的行程限制部的工作的示意图。
图14是表示不具备行程限制部的比较例的连杆式助力装置的工作的示 意图。
图15是表示不具备行程限制部的比较例的连杆式助力装置的工作的示 意图。
图16表示实施例1的杆行程SR相对于踏板行程SP的变化的特性。
图17表示实施例1的相对于踏板行程SP的比率SP/SR以及比率FR/FP的 变化的特性。
图18表示实施例1的制动液量Q与液压P的关系的特性。
图19表示实施例1的踩踏力FP与踏板行程SP的关系的特性。
图20表示实施例1的踩踏力FP与车辆减速度G的关系的特性。
图21表示实施例1的踩踏力FP与踏板行程SP的关系的特性。
图22表示实施例1的踩踏力FP与液压P的关系的特性。
图23表示实施例1的踏板行程SP与液压P的关系的特性。
具体实施方式
以下,基于附图说明实现本发明的制动装置的方式。
[实施例1]
实施例1的制动装置(以下,称作“装置1”)是应用于车辆的制动系 统、对车辆的各车轮施加制动液压而产生制动力的液压式制动装置。上述车 辆例如是除了发动机之外还设置电动式的马达(发电机)作为驱动车轮的原 动机的混合动力车、仅具备电动式的马达(发电机)的电动汽车等电动车辆。 此外,也可以是仅将发动机作为驱动源的非电动车辆。装置1具备制动踏板 侧的单元与液压控制单元6。图1是制动踏板侧的单元的整体立体图。该单 元具备制动踏板2、连杆式助力装置3、推杆4和主缸5。以下,为了说明, 沿主缸5的轴向设置x轴,相对于制动踏板2将设置有主缸5的一侧(主缸 5的活塞根据制动踏板2的踩踏而行进的方向)设为正。
制动踏板2是承受驾驶员的制动操作的输入的制动操作部件,具有向x 轴正方向侧呈凸起状弯曲并且沿车辆的上下方向延伸的踏板臂20和设于踏 板臂20的下端的踏板垫21。制动踏板2以摆动自如的方式支承于在车身侧 固定设置的托架7。托架7的一部分收容于有底盘状的安装壁部件70,并且 通过螺栓紧固固定于安装壁部件70的底部的x轴负方向侧。安装壁部件70 以托架7的安装侧面向车室内的方式固定于将发动机室(或设置动力单元的 马达室。以下,简称作“发动机室”)与车室分隔开的车身侧的隔壁部件即 前围板的下部,构成前围板的一部分。由此,托架7以向车室侧(x轴负方 向侧)突出的方式被固定。托架7通过使第一部件7a与第二部件7b组合而 形成为在从x轴方向侧观察时下侧开口的コ字状。在沿车辆的左右方向(以 下,简称作“左右方向”)对置的第一部件7a与第二部件7b之间,以向左 右方向延伸的方式设置有踏板旋转轴91。踏板旋转轴91被固定于托架7。
制动踏板2是所谓的悬挂型,踏板臂20的上端部以能够旋转的方式连 结于踏板旋转轴91。由此,制动踏板2以踏板旋转轴91为中心旋转自如地 支承于托架7。若制动踏板2的下端部的踏板垫21被驾驶员踏下而受到操作 力(踏板踩踏力或踩踏力),则制动踏板2以踏板旋转轴91为中心向车辆 的前方(x轴正方向)转动。在踏板旋转轴91上,以包围其外周的方式设置 有能够相对于踏板旋转轴91旋转的筒状的旋转部件91a。制动踏板2的上端 部固定于旋转部件91a,从而制动踏板2的上端部被设为能够相对于踏板旋 转轴91旋转。在相同的旋转部件91a上,以在左右方向与制动踏板2的上 端部邻接的方式固定有板状的臂部件22的上端侧。制动踏板2与臂部件22 以踏板旋转轴91为中心以相互相同的旋转相位(旋转角)旋转。在该意思 中,能够将制动踏板2与臂部件22视为一体的部件。
图2是拆卸了托架7的第二部件7b的状态下的制动踏板侧的单元的整 体立体图,图3是上述状态下的上述单元的侧视图。连杆式助力装置3是连 接在制动踏板2与推杆4之间、将驾驶员对制动踏板2的操作力增大并向推 杆4传递的连杆式的助力装置。装置1利用连杆式助力装置3发挥产生若靠 驾驶员的制动操作力则不足的液压制动力来对制动操作进行辅助的助力功 能。即,装置1也可以不具备增压器,该增压器使用车辆的发动机所产生的 吸气压(负压)、电动马达等的与驾驶员的制动操作力不同的能量源对制动 踏板的操作力进行助力或增大。取而代之的是,装置1被设为能够通过使连 杆式助力装置3根据制动踏板2的操作进行工作,辅助制动操作力。
连杆式助力装置3是使推杆4的轴向移动量(杆行程SR)相对于制动踏 板2的旋转方向移动量(踏板行程SP)的变化比例可变的连杆机构。连杆式 助力装置3具有多个板状的连杆,包括在侧视时(从左右方向观察)为棒状 的第一连杆31和在侧视时为三角形形状的第二连杆32。第一连杆31的一端 侧(x轴负方向侧)以能够转动的方式连接于制动踏板2,第一连杆31的另 一端侧(x轴正方向侧)以能够转动的方式连接于第二连杆32。具体而言, 第一连杆31的一端侧(x轴负方向侧)经由沿左右方向延伸的作为轴部件的 销92以能够旋转的方式连结于臂部件22的下端侧。第一连杆31的另一端 侧(x轴负方向侧)经由沿左右方向延伸的销93以能够旋转的方式连结于第 二连杆32的一端侧(x轴负方向侧)。
第二连杆32以摆动自如的方式连接于托架7,并且第二连杆32的一端 侧(x轴负方向侧)以能够转动的方式连接于第一连杆31的另一端侧(x轴 正方向侧),第二连杆32的另一端侧(x轴正方向侧)以能够转动的方式连 接于推杆4。具体而言,在托架7(第一部件7a与第二部件7b之间),在 比踏板旋转轴91更靠x轴正方向侧并且是下侧的位置,以沿左右方向延伸 的方式设置有第二连杆旋转轴94。第二连杆32的上端侧(第一角部)以能 够旋转的方式连结于第二连杆旋转轴94。由此,第二连杆32以第二连杆旋 转轴94为中心旋转自如地支承于托架7。第二连杆32的下端侧并且是x轴 负方向侧(第二角部)经由沿左右方向延伸的销93以能够旋转的方式连结 于第一连杆31的另一端侧(x轴正方向侧)。第二连杆32的下端侧并且是 x轴正方向侧(第三角部)经由沿左右方向延伸的销95以能够旋转的方式连 结于U形夹40,U形夹40固定在推杆4的x轴负方向端。
推杆(以下,称作“杆”)4是将输入到制动踏板2(通过连杆式助力 装置3增大过的)的驾驶员的操作力作为x轴方向的推力(杆推力)传递到 主缸5的操作力传递部件,其与制动踏板2(连杆式助力装置3)连动并沿x 轴方向工作。杆4作为连杆式助力装置3的输出部件,经由U形夹40承受 来自第二连杆32的输入(以第二连杆旋转轴94为中心的旋转力),根据制 动踏板2的踩踏操作向x轴正方向行进。杆4还是主缸5的输入部件(输入 杆),其x轴正方向端连接于主缸5的活塞。
主缸5经由杆4连接于连杆式助力装置3。在主缸5上一体地设有储液 容器(以下,称作“储液器”)5a,储液容器5a是储存制动液的制动液源, 主缸5从储液器5a补给制动液。主缸5经由未图示的油路(制动配管)连 接于车辆的各车轮的轮缸(制动钳)。主缸5是根据驾驶员对制动踏板2的 操作(制动操作)产生液压(主缸液压)的第一制动液压产生源。主缸液压 经由上述油路向轮缸供给,产生轮缸液压(制动液压)。主缸5是所谓的串 联型,具备x轴正方向侧封闭的有底筒状的缸体50和以能够滑动的方式插 入到缸体50的内周面的两个活塞。在缸体50的内部,利用这些活塞划分出 了初级P系统的液压室与次级S系统的液压室。各液压室分别连通于排出端 口(供给端口)51及补给端口52。排出端口51连接于液压控制单元6,并 被设为能够与轮缸连通。补给端口52连接于储液器5a并与其连通。
缸体50通过螺栓紧固固定于安装壁部件70的底部的x轴正方向侧。安 装壁部件70以主缸5的安装侧(x轴正方向侧)面向发动机室内的方式固定 于前围板。由此,主缸5以向发动机室侧(x轴正方向侧)突出的方式被固 定。在P系统的活塞的x轴负方向端,以能够转动的方式连接有贯通安装壁 部件70的杆4的x轴正方向端。杆4从缸体50的x轴负方向侧的开口部插 入。杆4的x轴正方向端形成为凸球面状,通过嵌合设置于在P系统的活塞 的x轴负方向侧形成为凹球面状的承受部,被设为能够相对于P系统的活塞 旋转。S系统的活塞是自由活塞,设置于P系统的活塞的x轴正方向侧。在 两活塞之间划分有P系统的液压室,在S系统的活塞与缸体50的底部之间 划分有S系统的液压室。通过驾驶员的制动操作,将杆4的x轴正方向的推 力传递到P系统的活塞。若P系统的活塞向x轴正方向侧行进,则各液压室 的容积缩小。由此,从各液压室经由排出端口51向轮缸供给制动液。另外, 在各液压室内产生液压(主缸液压)。此外,在两液压室产生大致相同的液 压。在各液室内以压缩的状态设置有螺旋弹簧,该螺旋弹簧是活塞的回位弹 簧,并且是对制动踏板2施加适当的反作用力的反作用力施加构件。
图4是从侧面观察未被驾驶员进行制动操作的初期状态下的制动踏板 2、连杆式助力装置3和杆4的示意图。在该初期状态下,设从制动踏板2 的力点(踏板垫21)至支点、即制动踏板2相对于托架7的摆动中心(踏板 旋转轴91)的距离为a(>0)。在该侧视下,如以下那样设定各尺寸(几 何形状)。设通过杆4相对于主缸5的活塞的转动中心96(杆4的嵌合于P 系统的活塞的x轴负方向侧的承受部中的x轴正方向端)的虚拟的垂线为 L1。从制动踏板2的摆动中心(踏板旋转轴91)至垂线L1的距离为5a/8。 从第二连杆32相对于杆4的转动中心(销95)至垂线L1的距离为5a/17。 从第二连杆32相对于杆4的转动中心(销95)至第二连杆32的摆动中心(连 杆旋转轴94)的距离为a/8。从第二连杆32相对于托架7的摆动中心(连杆 旋转轴94)至第二连杆32相对于第一连杆31的另一端侧(x轴正方向侧) 的转动中心(销93)的距离为a/6。从制动踏板2的摆动中心(踏板旋转轴 91)至第一连杆31的一端侧(x轴负方向侧)相对于臂部件22(制动踏板2) 的转动中心(销92)的距离为10a/43。
设通过制动踏板2的摆动中心(踏板旋转轴91)的虚拟的水平线为L2。 从杆4相对于主缸5的活塞的转动中心96至水平线L2的距离为5a/14。从 第二连杆32的摆动中心(连杆旋转轴94)至水平线L2的距离为5a/21。以 制动踏板2的摆动中心(踏板旋转轴91)为起点,设通过制动踏板2的力点 (踏板垫21)的射线为L3。另外,以上述摆动中心(踏板旋转轴91)为起 点,设通过第一连杆31的一端侧(x轴负方向侧)的转动中心(销92)的 射线为L4。以上述摆动中心(踏板旋转轴91)为顶点,射线L3与射线L4 所成的角度为30.5度。设通过第二连杆32的摆动中心(连杆旋转轴94)的 虚拟的水平线为L5。以上述摆动中心(连杆旋转轴94)起点,设通过第二 连杆32相对于第一连杆31的另一端侧(x轴正方向侧)的转动中心(销93) 的射线为L6。以上述摆动中心(连杆旋转轴94)为顶点,水平线L5与射线 L6所成的角度为25度。
连杆式助力装置3具备行程限制部8,若踏板行程SP达到规定量,则行 程限制部8限制制动踏板2的旋转方向移动(换言之是连杆31、32等的工 作)。如图1~图3所示,行程限制部8固定于车身侧,并且与连杆31、32 等相比更靠下侧配置。图5是从车辆的上下方向观察行程限制部8的局部剖 视图,表示利用包含各轴81等的中心轴的平面对抵接部件80等进行剖切而 得到的剖面。行程限制部8是具备抵接部件80、第一支承轴81、第二支承 轴82、第三支承轴83、第一保持部件84、第二保持部件85、第一弹性部件 86、第二弹性部件87和第三弹性部件88的行程限制机构。抵接部件80是 大致长方形的板部件,以沿左右方向延伸的方式配置,并以其x轴负方向侧 的面在x轴方向上在与制动踏板2的踏板臂21(的弯曲部分)对置的方式设 置。在抵接部件80上,形成有左右一对贯通孔800a、800b。在此,为设于 左右中的一方侧的部件或结构标注尾标a,为设于左右中的另一方侧的部件 或结构标注尾标b,从而对两者进行区别。
第一支承轴81是通过螺栓紧固固定于安装壁部件70的轴部件,设有左 右一对。第一支承轴81从安装壁部件70的底部向x轴负方向侧突出,并设 置为沿x轴方向延伸。在第一支承轴81的x轴负方向端固定有凸缘部(螺 母等)810。在第一支承轴81的x轴正方向端固定有弹簧保持件(螺母等) 700。通过使抵接部件80的贯通孔800a、800b分别与各第一支承轴81a、81b 嵌合,将抵接部件80支承于第一支承轴81。抵接部件80被设为能够相对于 第一支承轴81沿x轴方向移动。抵接部件80的向x轴负方向侧的移动因抵 接部件80(的贯通孔800的周围的部分)抵接于凸缘部810而被限制。
第一保持部件84是保持或支承各弹性部件86~88的大致长方体的板部 件,以沿左右方向延伸的方式配置。在第一保持部件84上形成有左右一对 贯通孔840a、840b。通过使第一保持部件84的贯通孔840a、840b分别与各 第一支承轴81a、81b嵌合,将第一保持部件84支承于第一支承轴81。第一 保持部件84在抵接部件80与安装壁部件70之间被设为能够相对于第一支 承轴81沿x轴方向移动。第一弹性部件86的x轴负方向端设置在第一保持 部件84的x轴正方向侧的面。第二弹性部件87与第三弹性部件88的x轴 正方向端设置在第一保持部件84的x轴负方向侧的面。第二保持部件85是 保持第二弹性部件87的大致长方体的板部件,以沿左右方向延伸的方式配 置。在第二保持部件85上形成有左右一对贯通孔850a、850b。通过使第二 保持部件85的贯通孔850a、850b分别与各第一支承轴81a、81b嵌合,将 第二保持部件85支承于第一支承轴81。第二保持部件85在抵接部件80与 第一保持部件84之间设为能够相对于第一支承轴81沿x轴方向移动。第二 弹性部件87的x轴负方向端设置在第二保持部件85的x轴正方向侧的面。
第二支承轴82和第三支承轴83以间隙配合状态设置于各保持部件84、 85。在第一保持部件84上以被贯通孔840a、840b夹持的方式形成有左右一 对贯通孔843a、843b,并以被贯通孔843a、843b夹持的方式形成有贯通孔 844。在第二保持部件85上以被贯通孔850a、850b夹持的方式形成有左右 一对贯通孔853a、853b,并以被贯通孔853a、853b夹持的方式形成有贯通 孔854。在第二支承轴82的x轴负方向端设有直径比贯通孔853大的凸缘部 820。在第三支承轴83的x轴负方向端设有直径比贯通孔854大的凸缘部 830。凸缘部820、830位于第二保持部件85的x轴负方向侧,各支承轴82、 83的x轴正方向侧贯通贯通孔853、854而向第二保持部件85的x轴正方向 侧突出。各支承轴82、83的x轴正方向端贯通第一保持部件84的贯通孔843、 844而向第一保持部件84的x轴正方向侧突出。在该突出部固定有直径比贯 通孔843、844大的凸缘部(螺母等)821、831。各保持部件84、85在凸缘 部820、830、821、831之间设为能够相对于各支承轴82、83沿x轴方向移 动。
第一弹性部件86是压缩弹簧,具体而言是螺旋弹簧,第一弹性部件86 以卷绕于各第一支承轴81的周围的方式设置,并被第一支承轴81支承。第 一弹性部件86的x轴正方向端抵接保持于弹簧保持件700,并且x轴负方向 端抵接保持于第一保持部件84。第一弹性部件86以被压缩的状态保持于弹 簧保持件700(安装壁部件70)与第一保持部件84之间。
第二弹性部件87设有左右一对,并以被第一支承轴81a、81b夹持的方 式配置。第二弹性部件87是用树脂或橡胶形成的弹性体,其被成形为波纹 状。第二弹性部件87保持于第一保持部件84与第二保持部件85之间。第 二弹性部件87的x轴正方向端嵌合保持于第一保持部件84的x轴负方向侧 的面上的形成于贯通孔843的周围的凹部841。第二弹性部件87的x轴负方 向端嵌合保持于第二保持部件85的x轴正方向侧的面上的形成于贯通孔853 的周围的凹部851。在第二弹性部件87的内周侧,以能够相对于第二弹性部 件87滑动的方式插入设置有第二支承轴82。第二支承轴82支承第二弹性部 件87以使第二弹性部件87不会从凹部841、851脱落,并且第二支承轴82 将第二弹性部件87引导为主要沿x轴方向压缩变形。
第三弹性部件88以被第二弹性部件87a、87b夹持的方式配置。第三弹 性部件88是用树脂或橡胶形成的弹性体,其被成形为圆柱状。第三弹性部 件88的x轴方向的弹性系数被设定为比第二弹性部件87的x轴方向的弹性 系数大,对于相同的x轴方向的力,第三弹性部件88比第二弹性部件87更 难以压缩变形。第三弹性部件88的x轴正方向端嵌合保持于第一保持部件 84的x轴负方向侧的面上的形成于贯通孔844的周围的凹部842。在第三弹 性部件88的内周侧,以能够相对于第三弹性部件88滑动的方式插入设置有 第三支承轴83。在第三弹性部件88的x轴负方向端与第二保持部件85的x 轴正方向侧的面上的形成于贯通孔854的周围的凹部852的底面之间,设有 规定的x轴方向距离(间隙)。凹部852的直径被设为比第三弹性部件88 的直径大。第三支承轴83将第三弹性部件88支承为不从凹部842脱落,并 且将第三弹性部件88引导为在被压缩时主要沿x轴方向压缩变形。
图6是液压控制单元6的整体立体图。液压控制单元6是从主缸5(储 液器5a)接受制动液的供给、能够独立于驾驶员的制动操作地产生制动液压 的第二制动液压产生源。液压控制单元6设于各车轮上设置的轮缸与主缸5 之间,能够单独向各轮缸供给主缸液压或者控制液压。液压控制单元6具备 液压单元6a和控制液压单元6a的工作的电子控制单元ECU6b。液压单元 6a与ECU6b构成为一体的单元。液压单元6a作为用于产生控制液压的液压 设备(致动器)而具有液压产生源即泵、切换形成于壳体60内的油路的连 通状态的多个控制阀(电磁阀)。在液压单元6a(壳体60)上一体地安装 有驱动泵的马达6c。关于液压单元6a的具体的液压回路结构,由于与公知 的液压单元相同,因此省略说明。在液压单元6a上设有检测油路的规定部 位的液压(主缸液压等)的液压传感器,其检测值被输入到ECU6b。ECU6b 能够通过基于输入的各种信息控制液压单元6a的各致动器的工作,根据驾 驶员的制动操作独立地控制(增压、减压、保持)各轮缸的液压。
液压单元6a经由制动配管连接于制动踏板侧的单元(参照图1),例如 被以图6的x轴方向与图1的x轴方向一致的方式配置在制动踏板侧的单元 的下侧。由此,能够减少整个装置1在铅垂方向(车辆上下方向)上的投影 面积而提高车辆搭载性。液压单元6a的壳体60经由缓冲器6d及托架6e向 车身侧(发动机室的地板)固定设置。在壳体60的上侧,作为形成于壳体 60内的油路的开口部,设有P系统及S系统的主缸端口61和四个轮缸端口 62。P系统的主缸端口61P经由制动配管连接于主缸5的P系统的排出端口 51P,并连通于P系统的液压室。S系统的主缸端口61S经由其他制动配管 连接于主缸5的S系统的排出端口51S,并连通于S系统的液压室。各轮缸 端口62分别经由制动配管连接于各轮缸。
液压控制单元6被设为能够执行用于缓和车轮的抱死趋势的防抱死制动 控制(ABS)、用于抑制车辆的侧滑等而使车辆动态稳定的制动控制(VDC、 ESC这样的车辆动态控制)。若在进行了制动操作的状态下检测出任一车轮 的抱死趋势,则ECU6b执行防抱死制动控制。具体而言,通过驱动液压单 元6a而使该车轮的轮缸液压减压来进行控制(例如,重复进行该车轮的减 压、保持、增压),以使该车轮的滑动率落入规定范围内。由于防抱死制动 控制的详细情况是公知的,因此省略说明。若在进行了或未进行制动操作的 状态下检测出车辆的侧滑等,则ECU6b执行车辆动态控制。具体而言,基 于检测出的车辆动态状态量(横向加速度等)驱动液压单元6a从而控制各 车轮的轮缸液压,以实现所希望的车辆动态。车辆动态控制的详细情况是公 知的,因此省略说明。此外,液压控制单元6既可以被设为仅能够执行防抱 死制动控制,也可以被设为能够执行除上述控制以外的自动制动控制(车间 距离控制、前车追随控制等),不被特别限定。
在液压控制单元6的各致动器为非工作的状态下,主缸5的液压室与各 车轮的轮缸为连通的状态。此时,利用使用驾驶员对制动踏板2的操作力(踩 踏力)产生的主缸液压,产生轮缸液压(以下,称作“踩踏力制动”)。装 置1在踏板行程SP的整个区域(即,制动的各阶段的各液压区域,包含制 动操作开始后的制动初期的低压区域)内使泵、电磁阀等为非通电状态,使 液压控制单元6为非工作状态,从而实现踩踏力制动。根据制动踏板2的踩 踏操作,从主缸5的各系统的液压室(经由液压单元6a内的油路)向各轮 缸供给制动液(增压时)。即,根据制动踏板2的踩踏操作产生的主缸液压 被原样供给到轮缸。另外,若松开制动踏板2,则制动液从各轮缸(经由液 压单元6a内的油路)向主缸5返回(减压时)。此时,设定为利用连杆式 助力装置3,实现规定的制动特性、即驾驶员的制动操作量(踏板行程SP)、 制动操作力(踩踏力)FP及制动液压P(车辆减速度G)之间的理想的关系 特性。在本实施例中,例如,在具备利用车辆的发动机所产生的负压对制动 操作力进行助力的通常尺寸的发动机负压增压器、并且不具备连杆式助力装 置3的制动装置(以下,称作“比较例1”)中,将发动机负压增压器工作 时实现的制动特性作为上述理想的关系特性。
[作用]
接下来,对装置1的作用进行说明。
(连杆式助力装置的工作)
图7~图9用与图4相同的示意图表示连杆式助力装置3的工作。利用 单点划线表示各部件在制动踏板2的踩踏量SP为零的初期状态下的位置(初 期位置)。若踏下制动踏板2,则制动踏板2的力点(踏板垫21)及作用点 (销92)绕支点(踏板旋转轴91)向图的逆时针方向旋转。作用点(销92) 处的旋转力经由第一连杆31被传递到第二连杆(销93),使第二连杆绕支 点(第二连杆旋转轴94)向逆时针方向旋转。第二连杆的旋转力经由销95 被传递到杆4,使杆4向x轴正方向移动。这样,制动踏板2的旋转力(踩 踏力)经由连杆式助力装置3被转换为使杆4向x轴正方向移动的直线方向 的力。在此,设为踏板行程SP与杆行程SR之比SP/SR能够在上述连杆机构 的作用下根据踏板行程SP而改变。另外,在制动踏板2能够摆动的整个区 域(踏板行程SP的整个区域)中,对于每个踏板行程SP,将杆4从初期位 置起的x轴方向移动量(杆行程SR)设定为比制动踏板2的踩踏量、即制动 踏板2的力点(踏板垫21)从初期位置起的移动量(踏板行程SP)少。另 外,在踏板行程SP的整个区域中,对于每个踏板行程SP,将杆行程SR设定 为比制动踏板2的作用点(销92)从初期位置起的移动量少。
(行程限制部的工作)
图10~图13是从侧面观察制动踏板2、连杆式助力装置3、杆4和行程 限制部8的示意图。图10表示各部件的初期位置。以下,设连结踏板旋转 轴91与销92的线段为L7,设连结销92与销93的线段为L8,设连结踏板 旋转轴91与销93的线段为L9。图11表示各部件在制动踏板2开始抵接于 行程限制部8的抵接部件80的状态下的位置。即,抵接部件80被设为能够 抵接于制动踏板2。若踏下制动踏板2,踏板行程SP达到规定量SP2,则如 图11所示,制动踏板2抵接于抵接部件80的x轴负方向侧的面。如此,抵 接部件80构成了抵接部。若制动踏板2抵接于抵接部件80,则制动踏板2 的进一步行程被以某种程度抑制。即,为了使制动踏板2进一步行进,额外 需要使弹性部件86~88压缩变形并且将抵接部件80推向x轴正方向侧而使 其移动的力。在该意思中,抵接部件80限制制动踏板2的行程。
图12表示各部件在行程限制部8的弹性部件86、87被压缩的过程中的 状态下的位置。第一弹性部件86是由螺旋弹簧构成的弹簧部,第二弹性部 件87是与上述弹簧部(第一弹性部件86)串联配置的缓冲部件。若从图11 的位置进一步踏下制动踏板2,则制动踏板2要以抵接于抵接部件80的状态 行进S2以上。具体而言,抵接部件80要与第二保持部件85一起相对于第 一支承轴81向x轴正方向侧移动(参照图5)。因此,从x轴正方向侧对第 二弹性部件87作用推力,因此第二弹性部件87被略微压缩。另外,利用从 第二弹性部件87作用于第一保持部件84的力,第一保持部件84要相对于 第一支承轴81向x轴正方向侧移动。因此,从x轴正方向侧对第一弹性部 件86作用推力,因此第一弹性部件86被略微压缩。通过使第一弹性部件86 及第二弹性部件87发生压缩变形,吸收制动踏板2抵接于抵接部件80时的 冲击。另外,作用于制动踏板2的反作用力(踏板反作用力)对应上述压缩 变形而相应地增大,使踩踏力FP衰减。第一弹性部件86及第二弹性部件87 的压缩变形量根据踏板行程SP的增大而增大,从而踏板反作用力增加。这 样,第一弹性部件86及第二弹性部件87构成了缓冲器。
图13表示各部件在行程限制部8的弹性部件86~88被最大压缩的状态 下的位置。若从图12的位置进一步踏下制动踏板2,则第二弹性部件87的 压缩量增大,第三弹性部件88与第二保持部件85的凹部852之间的x轴方 向距离(间隙)消失。设此时的踏板行程SP为SP30(>SP2)。上述间隙的 大小相当于S30与S2之差。在这之后,第三弹性部件88被压缩,因此作为 踏板反作用力,除了第一弹性部件86及第二弹性部件87的弹力,还要加上 第三弹性部件88的压缩的弹力。此时,第一弹性部件86的弹簧圈间的缝隙 因压缩而几乎消失,第一弹性部件86不能=进一步沿x轴方向变形。在第三 弹性部件88被以某种程度压缩的踏板行程SP下,踏板反作用力变大至制动 踏板2的行程通过驾驶员的通常的制动踩踏操作实质上不能达到的程度。换 言之,即使驾驶员在制动踩踏操作中使出通常设想的最大的力,制动踏板2 也不能进一步行进。设该踏板行程SP(限制后的最大踏板行程)为SP3(> SP30)。这样,第三弹性部件88构成在踏板行程SP为SP30以上(SP3以下) 时阻止制动踏板2的行程的限位件。此外,第三弹性部件88既也可以保持 于第二保持部件85(凹部852)而非第一保持部件84(凹部842),也可以 不嵌合保持于凹部842、852中的任一者而仅被第三支承轴83支承。
图14、图15是从侧面观察不具备行程限制部8的比较例2的连杆式助 力装置3与杆4的示意图,示出了踏板行程SP超过临界点(特異点)时的 连杆式助力装置的工作。出自于第一、第二连杆31、32构成的连杆机构的 特性,在踏板行程SP的后半区域,出现了杆行程SR相对于SP的增大而从增 大向减少切换(杆4的轴向的移动方向反转,杆4反向行进)的临界点。在 SP到达比SP3大的SP5之前,线段L7、L8所成的角度向180度增大。与此 对应,销93绕支点(第二连杆旋转轴94)向逆时针方向旋转,以使线段L9 变长。伴随着销93被下压,杆4向x轴正方向侧移动(图10~图13)。若 SP达到SP5,则线段L7、L8所成的角度达到180度,销92位于线段L9上, 线段L7、L8与线段L9一致(临界姿势(特異姿勢))。线段L9的长度达 到最大(线段L7、L8的长度之和)。此时,作用于第一连杆31(各销92、 93)的转矩相互平衡。若SP超过SP5而增大,则线段L7、L8所成的角度变 得比180度小。与此对应,销93绕支点(第二连杆旋转轴94)向顺时针方 向旋转,以使线段L9短。伴随着销93被拉起,杆4向x轴负方向侧移动(图 14、图15)。这样,若SP从小于SP5超过SP5(临界点),则第二连杆32 的旋转方向反转,杆4的移动方向也从x轴正方向向x轴负方向反转。图14 表示踏板行程SP超过SP5而增大、杆4反向行进的状态。图15示出在连杆 机构上、踏板行程SP达到所能取得的最大量(连杆机构上的最大踏板行程) 的状态。此外,一旦销92跨越线段L9而导致杆4开始反向行进,即便使脚 离开制动踏板2,第二连杆32也会利用从主缸5作用于杆4反作用力继续顺 时针方向的旋转,因此制动踏板2不会返回初期位置。
(助力特性)
图16所示的曲线表示装置1的杆行程SR相对于踏板行程SP的变化的特 性。利用连杆式助力装置3使两者之比SP/SR可变。连杆式助力装置3具备 第一连杆31与第二连杆32。因此,例如与在制动踏板2与杆4之间仅有一 个连杆部件相比,能够使比SP/SR连续地或者顺畅地变化。在SP为零时,SR也为零。随着SP从零起变大,SR也从零起变大。将连杆机构排列为:相对 于SP的相同变化量ΔSP的SR的变化量ΔSR根据SP的大小以所希望的特性变 化。换言之,调整连杆式助力装置3的支轴94等的位置、连杆31、32的形 状、长度等,以使杆4以相同量移动所需的制动踏板2的操作量根据踏板行 程SP的大小以所希望的特性变化。相比于制动踩踏操作的初期(SP较小时), 将后期(SP较大时)设定为:相对于SP的单位变化量ΔSP的SR的变化量ΔSR(=ΔSR/ΔSP)更少。具体而言,在SP从零至小于SP5时,随着SP变大,ΔSR/ΔSP从(比零大的)规定值逐渐变小。在制动踩踏操作的后期,在SP为SP5附近 时,ΔSR/ΔSP大致为零(相对于SP的变化,SR几乎不变化)。但是,随着 SP超过SP5而变大,ΔSR/ΔSP从零变小,其绝对值逐渐大。因此,表示SR相 对于SP的变化的曲线变为向右上升且上凸的曲线。
图17所示的两条曲线分别表示(1)比例SP/SR、及(2)(考虑液压带 来的反作用力时的)杆推力FR相对于踩踏力FP的比率FR/FP的、相对于SP的变化的特性。图18所示的曲线表示从主缸5向轮缸供给的制动液的量Q 与主缸5或轮缸的液压P的关系(液压刚性)的特性。比SP/SR是作为连杆 式助力装置3的行程比的杠杆比R(S),是可变的。若在任意的SP处描绘 图16中的SP相对于SR的比SP/SR,则为图17的R(S)所示的曲线。R(S) 相当于将ΔSP/ΔSR积分而成的值,并随着SP从零变大而从(比零大的)规定 值逐渐变大。图16的表示SR相对于SP的变化的曲线是向右上升且上凸的曲 线。因此,如图17所示,比SP/SR至少在SP达到SP5之前逐渐增加。表示 SP/SR相对于SP的变化的曲线为向右上升且下凸的平缓的曲线。
另外,比FR/FP是作为连杆式助力装置3的助力比的杠杆比R(F),是 可变的。若不考虑作用于杆4的液压P带来的反作用力,则比FR/FP与ΔSR/ΔSP成反比例。因此,比FR/FP应该是SP越接近SP5(ΔSR/ΔSP大致越接近零)则 越大,若SP处于SP5附近则显著变大。但是,若SP(SR)增大而使液压P 以某种程度上升,则作用于杆4的液压P带来的反作用力增大。即,液量Q 与SR的增大成比例地增加。在此,如图18所示,本实施例的液压刚性成为 如下特性:在液量Q为零至规定量Q1的范围内,相对于液量Q的增加的液 压P的上升率较小,若Q超过Q1,则相对于Q的增加的P的上升率变大。 因此,在假定Q在SR超过规定量(SP超过规定量SP1)时超过Q1的情况下, 在SP超过规定量SP1时,相对于SP的增加的、液压P带来的反作用力的增 大率变大。在考虑这样的液压刚性(液压P带来的反作用力)的影响时,若 SP以某种程度增大,则比FR/FP的增大被抑制。因此,如图17所示,表示(考 虑液压P带来的反作用力时的)比FR/FP的相对于SP的变化的曲线在SP达到 规定量SP4(SP3<SP4<SP5)之前向右上升且呈S字状。
该曲线R(F)的斜率(相对于ΔSP的变化量)在SP从零达到SP4之前 比表示SP/SR的变化的曲线R(S)的斜率大,在SP超过SP4而增大时比曲线 R(S)的斜率小。因此,在SP达到SP4之前成为如下特性:比SP/SR与比 FR/FP的差值(曲线R(F)、R(S)间的距离)根据SP的增大而逐渐增加。 此外,若SP自SP5增大,则杆4反向行进,因此SR相对于SP的增大而减少 (ΔSR/ΔSP为负)。因此,在SP超过SP5的区域内,比FR/FP减少(曲线R (F)向右下降)。另一方面,即使SP自SP5增大,比SP/SR也持续增加(曲 线R(S)向右上升)。因此,成为如下特性:若SP自SP5增大,则比SP/SR与比FR/FP的差值根据SP的增大而减少。
(节能化、小型化、低成本化)
在产生与驾驶员的制动操作相应的液压制动力的常规制动(踩踏力制 动)时,无论有无液压控制单元6的工作,装置1都利用连杆式助力装置3 产生用于减少驾驶员的制动操作力的辅助力。该连杆式助力装置3是机械式 的助力装置。即,专门利用驾驶员的制动操作力机械地对制动操作力进行助 力。换言之,不是使用电动马达、储压器产生液压的助力装置、使用发动机 负压的真空助力器等使用与驾驶员的制动操作力不同的能量源驱动的、产生 辅助力的助力装置。这样,装置1在通常制动时(驾驶员的制动操作时)不 让使用与驾驶员的制动操作力不同的能量源产生辅助力的那种助力装置工 作。因此,与使用与驾驶员的制动操作力不同的能量源产生辅助力的结构相 比,能够抑制用于产生辅助力的消耗能量。另外,由于能够省略使用电动马 达、发动机负压等的助力装置,因此能够抑制助力装置的大型化。
换言之,近来,出于提高车辆的燃料效率的要求,需要一种助力装置不 利用发动机负压、或者即使利用发动机负压也使用低负压的制动装置。另一 方面,在具备使用电动马达、储压器产生液压的助力装置的情况下,制动系 统大型化、复杂化,而且部件数量增加而导致在成本方面较为不利,并且存 在向车辆搭载的搭载性变差的隐患。而且,由于车辆大型化、重量增大,因 此存在车辆的能量效率变差的隐患。这样,需要一种能够提高燃料效率、并 且小型、廉价的制动系统。与此相对,装置1使用可变连杆式的助力装置作 为助力装置,从而至少能够在常用区域中满足所需的制动性能,提高燃料效 率,并且能够使制动系统小型化,而且在成本方面较为有力。
另外,装置1除了连杆式助力装置3还具备液压控制单元6。液压控制 单元6能够执行ABS控制(或车辆动态控制),能够利用以往以来已被很 多制动装置所具备的单元。在通常制动时,能够利用连杆式助力装置3辅助 踩踏力FP而确保所需的制动力,另一方面,在ABS控制(或车辆动态控制) 介入时,能够使液压控制单元6工作而获得所需的制动力。因此,能够满足 车辆一般所需的制动性能,同时减少部件数量而减少成本,并且能够实现简 易的制动系统。换言之,能够将被看作由制动踏板侧的单元与液压控制单元 6构成的系统的整个装置1简化,提高向车辆搭载的搭载性。而且,能够实 现车辆的小型化、轻型化,由此能够实现车辆的能量效率的提高。
此外,也考虑利用液压控制单元6作为弥补制动操作力的不足的能量源。 例如,在规定的制动操作区域中,除了连杆式助力装置3之外还使液压控制 单元6工作,实现要求制动液压。但是,若频繁地进行液压控制单元6的工 作(泵送),则存在抑制消耗能量的上述效果被削弱的隐患。另外,存在泵 的耐久性降低的隐患,并且存在制动装置的静音性(音振性能)降低的隐患。 与此相对,装置1在通常制动时仅使用踩踏力制动(连杆式助力装置3), 不利用液压控制单元6。因此,能够避免上述那样的问题,获得将能量效率 最大限度提高等的效果。另外,由于装置1使用机械的连杆式助力装置作为 助力装置,因此即使在电源系统出现故障的情况下,也能够利用驾驶员的制 动操作力实现所需最低限度的车辆的减速度。因此,失效保护性优异。
(连杆式助力装置的作用)
装置1适合小型车、轻型汽车(以下,称作“小型车等”)。即,在小 型车等中,轮缸(制动钳)的容量较小,主缸(的活塞)的直径较小也可以, 因此对驾驶员的制动操作力进行助力的力(杠杆比R)也不需要那么大。另 外,由于小型车等的质量较小,因此产生相同减速度G所需的制动力较小也 可以。因此,本申请人分析的结果是,发现在小型车等中,至少在常用区域 中,仅利用连杆式助力装置3就能够充分实现与以往的制动装置(比较例1) 相同的制动特性(S-F-G特性)。此外,装置1的应用对象并不限定于小 型车等。具体而言,连杆式助力装置3被设定为:在其整个工作区域,杆4 的x轴方向移动量(杆行程SR)比制动踏板2的踩踏量(踏板行程SP)少。 因此,行程比SP/SR即杠杆比R(S)比1大,因此通过该原理,将制动踏板 2的操作力(踩踏力FP)增大而向杆4传递。即,在踏板行程SP的整个区 域,由于杆推力FR比踩踏力FP大,因此能够发挥助力功能,将踩踏力FP 增大(助力)而向主缸5的活塞传递,获得较高的制动液压P。
更具体而言,与制动踏板2从支点(踏板旋转轴91)至作用点(销92) 的距离和从支点(踏板旋转轴91)至力点(踏板垫21)的距离之比(踏板 比)相应地,增大踩踏力FP。而且,在踏板行程SP的整个区域,杆4的x 轴方向移动量(从初期状态起的移动量)即杆行程SR被设定为比制动踏板2 的作用点(销92)的移动量(从初期状态起的移动量)小。因此,在踏板行 程SP的整个区域,相比于根据上述踏板比而增大的踩踏力FP(从制动踏板2 经由销92向第一连杆31输入的力),杆推力FR更大。因此,与不具备连 杆式助力装置3的情况相比,能够通过将制动踏板2的操作力进一步增大(助 力)并向主缸5的活塞传递,获得更高的制动液压P。
在此,对于表示踏板行程SP、踩踏力FP及液压P(减速度G)之间的关 系的制动特性,存在各种要求。通过调整连杆式助力装置3的连杆特性,能 够满足上述要求。在本实施例中,基本思想(要求或对其的对策)如下。
(ア)在制动操作初期,通过向轮缸(制动钳)供给较多的制动液量Q, 提高制动力(液压P)相对于制动操作的增大响应性。
(イ)在频率较高的制动操作区域(常用区域)中,通过接近具有发动 机负压增压器的制动装置(比较例1)的制动特性(S-F-G特性),抑制 制动操作感觉(踏板感觉)的降低。
如图16所示,相比于制动踏板2的行程初期,将后期的ΔSR/ΔSP设定 为更少。换言之,在行程初期,相对于SP的变化量ΔSP的SR的变化量ΔSR大(杆4容易行进)。因此,在制动操作初期,能够以较短的SP向轮缸供 给更多的制动液量Q。因此,能够在制动踩踏开始后的较早的时期供给液量 Q1以上,能够提前脱离图18所示的液压刚性低(P相对于Q的上升率小) 的非线性区域即0~Q1(0~P1)区域。因此,能够提高制动力(液压P) 相对于制动操作的增大响应性。此外,在制动踏板2的行程后期,相对于ΔSP的ΔSR较小,因此能够增大制动操作后期的踩踏力FP的增大率,容易确保 制动力。例如,即使在出现故障时,也能够通过驾驶员的制动操作力实现所 需最低限度的车辆的减速度。在此,在具有图18所示的液压刚性的特性的 本实施例中,“相比于制动踏板2的行程初期,将后期的相对于ΔSP的ΔSR设定为更少”与“在SP达到SP4之前,将比SP/SR与比FR/FP的差值设定为 根据SP的增大而逐渐增大”同义。因此,通过如上述那样将上述差值设定 为逐渐增大,与上述相同,能够获得制动力响应性提高等作用效果。
图19是对表示踩踏力FP与踏板行程SP的关系的F-S特性进行表示的 曲线,图20是对表示踩踏力FP与车辆减速度G的关系的F-G特性进行表 示的曲线。此外,G是设想轻型汽车、小型电动汽车等而计算出的。用实线 表示本实施例的特性,用单点划线表示比较例1(使发动机负压增压器工作 的情况下)的特性。网状区域是频率较高(例如,占规定的制动总次数中的 大致80%的次数)的常用区域,是制动操作初期的、G较低的制动操作区 域。在具有图18所示的那种液压刚性的特性的情况下,存在以下要求:作 为车辆的制动特性,例如设为在踏板行程SP1处达到踩踏力FP1以下且液压 P1以上的特性。在该情况下,在SP到达SP1之前调整连杆特性(助力特性) 以便能够从主缸5供给液量Q1,从而在SP1处实现P1以上。另外,如图19 所示那样调整连杆特性以便在SP1处达到FP1以上,并如图20所示那样调 整连杆特性以便在FP1处达到G1(相当于P1)以上。
在此,在使发动机负压增压器工作的比较例1中,例如,关于F-S特 性及F-G特性,如图19、图20的单点划线所示,具有如下特性(跃变特 性):在刚刚制动踩踏之后,在FP为零至小于规定值Fj的范围内,不会产 生SP及G,另一方面,若FP达到Fj以上,则SP及G产生并分别瞬间增大 到规定量。如图19、图20的网状区域所示,通过调整连杆特性,能够在常 用区域中实现模拟比较例1的特性(跃变特性等)的制动特性(S-F-G), 由此能够提高踏板感觉。例如,在图20中,在FP为Fj至FP1的范围内,G 相对于FP的变化比例(斜率)接近比较例1。此外,也可以通过调整主缸5 的无效踩踏力(实际上是超过零而开始产生SP或G的FP的大小),从而使 图19的网状区域中的F-S特性整体上接近比较例1,或者使图20中相对 于FP实际产生的G的大小接近比较例1。
另一方面,在制动操作后期的高G区域中,由于存在人以踩踏力FP控 制减速度G(液压制动力)的趋势,因此,即使在制动特性中,也优选重视 F-G特性来调整连杆特性。例如,在FP比FP2大的区域,优选调整为:在 图19所示的F-S特性中,使本实施例背离比较例1,而在图20所示的F -G特性中,使本实施例接近比较例1。换言之,如果F-G特性接近比较 例1,则即使F-S特性背离比较例1也没有特别的问题。在仅靠连杆特性 的调整不能获得理想的F-G特性的情况下,例如能够利用后述行程限制部 8的缓冲器功能,调整F-G特性(F-P特性)(参照图22)。
如上所述,通过调整连杆式助力装置3的连杆特性,能够满足所要求的 制动特性。通过基于车辆的各种因素、踩踏力制动的目标特性对连杆特性进 行调整,能够根据所搭载的车型,模拟(具备发动机负压增压器的情况下的) 制动特性。仅通过只对连杆式助力装置3进行设计变更就可以应对车型的不 同,由此能够提高装置1的搭载性。
(行程限制部的作用)
在想要将连杆式助力装置3的结构(连杆特性)设为能够在车辆搭载时 的限制条件下获得规定的助力性能的结构的情况下,虽然能够在踏板行程 SP的一部分区域获得优选的制动特性,但是存在不能在SP的整个区域发挥 优选的制动特性的隐患。例如,若想要如上述那样设为在SP1处达到FP1以 上且P1以上的制动特性,则能够实现该要求的杠杆比R(F)的特性有时被 如图17所示那样具有临界点(SP5,R(F)5)的特性限制。另外,若想要 优化装置1的车辆搭载性,则连杆机构的结构、形状、配置受到限制。特别 是,在将装置1搭载于小型车等的情况下,由于能够搭载的空间较窄(用于 设置制动踏板2、连杆式助力装置3的驾驶员的脚下空间受限),因此上述 限制变大。例如,明明是想要在图17所示的杠杆比R(F)的特性中的比临 界点SP5更靠左侧的(较小的)踏板行程SP的区域中使用连杆式助力装置3, 有时却由于连杆31、32的结构、配置等的限制,使得通过制动操作所能实 现的(连杆机构上的)最大踏板行程比上述临界点SP5更靠右侧(难以在向 车辆搭载装置1的基础上不使SP超过SP5)。因此,例如在想要在制动操作 初期的踏板行程区域获得优选的制动特性的情况下,存在不能在制动操作后 期的踏板行程区域获得优选的特性的隐患。具体而言,在制动操作后期存在 杠杆比R(F)过度上升、或者液压P因杆4的反向行进而减少的隐患。
图21~图23表示制动特性的试验、分析的结果。图21表示F-S特性。 图22表示踩踏力FP与液压P的关系(F-P特性)。图23表示踏板行程SP与液压P的关系(S-P特性)。用双点划线表示不具备行程限制部8的情 况下(比较例2)的特性,用实线表示具备行程限制部8的本实施例的特性。 图的箭头分别表示制动操作的踩踏时与松开时。在制动操作后期(FP>FP2), 若杠杆比R(F)过度上升,则相对于踏板行程SP的增加量ΔSP,杆行程SR的增加量ΔSR变得过小,并且,相对于踩踏力FP的增加量ΔFP,杆推力FR的增加量ΔFR变得过大。因此,如图21的双点划线所示,相对于ΔFP,ΔSP变得过大。另外,如图22的双点划线所示,相对于ΔFP,液压P的增加量ΔP 变得过大。因此,出于通过液压P作用于杆4的反作用力的原因而导致不能 适当地获得作用于制动踏板2的反作用力(踏板反作用力),感到踩踏力 FP过轻(制动踏板2急剧变轻)。因此,存在踏板感觉变差的隐患。另外, 若(连杆机构上的)最大踏板行程比杠杆比R(F)达到峰值R(F)5时的 踏板行程SP5大,则在踏板行程SP超过SP5时,杆4反向行进。从结果来 看,如图23的双点划线所示,在SP超过SP5的区域,无论是否踏下制动踏 板2,液压P都将下降(存在减速度G发生消失的隐患)。
与此相对,本实施例的连杆式助力装置3具备行程限制部8,若在制动 操作后期(制动踏板2的踩踏操作的后半段)SP达到SP2以上,则行程限制 部8限制制动踏板2的行程。由此,能够通过调整制动特性,抑制上述不良 情况的产生。行程限制部8具备作为缓冲器的第一弹性部件86及第二弹性 部件87。弹性部件86、87在SP为SP2以上(小于SP30)时使踏板反作用力 增大,从而使实际起作用的(用于增大SP的)踩踏力FP减少(衰减)。因 此,如图21的实线所示,在制动操作后期,抑制了ΔSP相对于ΔFP变得过 大。另外,如图22的实线所示,抑制了ΔP相对于ΔFP变得过大。因此,能 够获得适当的踏板反作用力,抑制踏板感觉的变差。
具体而言,设定为:在比SP1(FP1)大且杠杆比R(F)即将开始过度 增大之前的SP2(FP2),制动踏板2抵接于抵接部件80而使弹性部件86、 87开始作为缓冲器发挥功能。在SP2(FP2)至SP30(FP30),弹性部件86、 87压缩变形。通过适当地变更弹性部件86、87的特性,能够任意地设定制 动特性。此外,弹性部件86、87还具有吸收制动踏板2抵接于抵接部件80 时的冲击的功能。特别是,通过设置作为弹簧部的第一弹性部件86,能够有 效地吸收上述抵接时的冲击,提高踏板感觉。另外,通过与作为弹簧部的第 一弹性部件86串联地配置作为缓冲部件的第二弹性部件87,能够确保仅靠 弹簧部(第一弹性部件86)容易不足的衰减力,有效地调整制动特性。因此, 能够更有效地抑制踏板感觉的变差。
另外,若SP(FP)达到SP30(FP30)以上,则在SP(FP)达到SP3(FP3) 之前,作为缓冲部件的第三弹性部件88压缩变形。第三弹性部件88被设为 比第二弹性部件87更不易压缩变形(坚硬)。因此,如图21所示,在第三 弹性部件88以某种程度压缩变形的状态下,踏板反作用力显著变大,制动 踏板2不能进一步行进(行程在狭义上受到限制)。如图23所示,该限制 后的最大踏板行程SP3被设定为比杆4反向行进时的(杠杆比R(F)达到 峰值时的)SP5小。由此,在制动操作后期,能够避免SP超过SP5,抑制无 论是否踏下制动踏板2,液压P都下降的(减速度G发生消失的)事态。因 此,能够抑制踏板感觉的变差。第三弹性部件88与第二弹性部件87并列配 置,因此与串联配置的情况相比,能够有效地发挥作为阻止制动踏板2的行 程的限位件的功能。另外,第三弹性部件88被设为能够以某种程度压缩变 形,因此能够缓和阻止制动踏板2的行程时的冲击。
如上所述,行程限制部8构成了在踏板行程SP为规定量SP2以上时调整 制动踏板2的操作力(踩踏力FP)的制动操作力调整部。行程限制部8通过 配合着连杆式助力装置3的连杆特性,(以对其进行补充的方式)调整地踩 踏力FP,能够任意地设定制动特性。
[实施例1的效果]
以下,列举实施例1的制动装置1所起到的效果。
(A1)制动装置1具备:
制动踏板2,其以摆动自如的方式支承于托架7;
杆4,其与制动踏板2连动并沿轴向工作,并且以能够转动的方式与用 于产生主缸5的液压的活塞连接,该主缸5产生轮缸的液压;
连杆式助力装置3,其连接在制动踏板2与杆4之间,将制动踏板2的 操作力(踩踏力FP)增大并向杆4传递;
连杆式助力装置3具备:
第一连杆31,其一端侧以能够转动的方式连接于制动踏板2;
第二连杆32,其以摆动自如的方式连接于托架7,并且该第二连杆32 的一端侧以能够转动的方式连接于第一连杆31的另一端侧,该第二连杆32 的另一端侧以能够转动的方式连接于杆4;
连杆式助力装置3被设定为:杆4的轴向行程量(杆行程SR)相对于制 动踏板2的行程量(踏板行程SP)少。
因此,能够实现助力功能,并且能够抑制消耗能量。
(B1)制动装置1具备:
制动踏板2,其以摆动自如的方式支承于托架7;
杆4,其与制动踏板2连动并沿轴向行进,且为了产生主缸5的液压而 以能够转动的方式与主缸5的活塞连接,该主缸5产生轮缸的液压;
连杆式助力装置3,其具有第一连杆31和第二连杆32,第一连杆31的 一端侧以能够转动的方式连接于制动踏板2,第二连杆32的一端侧以能够转 动的方式连接于第一连杆31的另一端侧,第二连杆32的另一端侧以能够转 动的方式连接于杆4,且第二连杆32以摆动自如的方式连接于托架7,相比 于制动踏板2的行程初期,将后期设定为,相对于制动踏板2的行程的变化 量ΔSP的杆4的轴向行程的变化量ΔSR更少,连杆式助力装置3将制动踏板 2的操作力(踩踏力FP)增大并向杆4传递;
液压控制单元6,其设于主缸5与轮缸之间,控制轮缸的液压。
因此,能够实现助力功能,并且能够抑制消耗能量。另外,能够提高制 动的响应性等,改善制动特性。而且,能够满足车辆一般所需的制动性能, 并且能够实现简易的制动系统。
(C1)制动装置1具备:
制动踏板2,其以摆动自如的方式支承于托架7;
杆4,其与制动踏板2连动并沿轴向行进,并且以能够转动的方式与用 于产生主缸5的液压的活塞连接,该主缸5产生轮缸的液压;
连杆式助力装置3,其具有第一连杆31和第二连杆32,第一连杆31的 一端侧以转动自如的方式连接于制动踏板2,第二连杆32的一端侧以能够转 动的方式连接于第一连杆31的另一端侧,第二连杆32的另一端侧以能够摆 动的方式连接于杆4,且第二连杆32以摆动自如的方式连接于托架7,连杆 式助力装置3被设定为,在制动踏板2的行程量(踏板行程SP)达到规定量 SP4之前,制动踏板2的行程量相对于杆4的行程量的比率SP/SR、与杆4的 推力相对于制动踏板2的操作力(踩踏力FP)的比率FR/FP之间的差值逐渐 增加,连杆式助力装置3将制动踏板2的操作力增大并向杆4传递。
因此,能够实现助力功能,并且能够抑制消耗能量。另外,能够提高制 动的响应性等,改善制动特性。
[其他实施例]
以上,基于实施例说明了用于实现本发明的方式,但本发明的具体结构 不限于这些实施例,不脱离发明主旨的范围内的设计变更等也包含于本发 明。例如,制动踏板、连杆式助力装置、行程限制部的具体结构