JP4290581B2

JP4290581B2 - 自動二輪車のブレーキ装置

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Publication number: JP4290581B2
Application number: JP2004024044A
Authority: JP
Inventors: 西川　　豊; 一彦谷; 卓也田上
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2004-01-30
Filing date: 2004-01-30
Publication date: 2009-07-08
Anticipated expiration: 2024-01-30
Also published as: JP2005212679A; DE102005003235A1; US20050168062A1; ITTO20050023A1; US7252345B2

Description

この発明は、自動二輪車のブレーキ装置、特に、車両の運転条件とブレーキ操作に応じて電動アクチュエータで作り出した液圧を車輪制動手段に作用させ、そのときにブレーキ操作部に擬似的な反力を作用させることのできる自動二輪車のブレーキ装置に関する。

近年、車両用ブレーキ装置として、ブレーキペダル等のブレーキ操作部の操作量を電気的に検出し、その検出値に基いて液圧モジュレータで作り出した液圧によって車輪制動手段を操作する所謂バイワイヤ方式（以下、この方式を「バイワイヤ方式」と呼ぶ。）のものが開発されている。

この種のブレーキ装置としては、例えば、特許文献１に記載されるようなものがあり、同文献に記載のブレーキ装置は以下のような概略構成となっている。

即ち、このブレーキ装置は、ブレーキペダル（ブレーキ操作部）に連動するマスターシリンダと各輪のホイールシリンダ（車輪制動手段）を接続する主ブレーキ通路に、電動ポンプ（電動アクチュエータ）とリザーバ、制御弁等によって液圧を作り出す液圧モジュレータが合流接続され、さらに、主ブレーキ通路のモジュレータ接続部よりもマスターシリンダ側に常開型の電磁開閉弁が設けられている。この電磁開閉弁はフェイルセーフのためのものであり、通常のブレーキング時には通電によってマスターシリンダ側の通路を遮断する。そして、ホイールシリンダに供給する液圧は、ペダルの操作量やその他の車両運転条件等を電気的に検出して、その検出値に応じた液圧を液圧モジュレータによって作り出す。

また、このブレーキ装置の場合、電磁開閉弁が主ブレーキ通路を閉じたときに、ブレーキペダルの操作量に応じた擬似的な液圧反力をマスターシリンダに作用させる反力モジュレータが設けられ、ブレーキペダルを操作する運転者の足先に違和感のない操作感覚が伝達されるようになっている。反力モジュレータは、マスターシリンダから流入する作動液を受容する液室がピストンとシリンダによって隔成され、そのピストンが液室の容積を縮小する方向に単一のコイルばねによって付勢されている。したがって、この反力モジュレータの場合、マスターシリンダ側には常時コイルばねの変位に応じた液圧反力が作用する。
特開平５−３９００８号公報

しかし、この従来のブレーキ装置の場合、反力モジュレータで発生する液圧反力が単一のコイルばねによって与えられるため、マスターシリンダによる発生圧によって車輪制動部を直接操作するブレーキ装置（以下、「直接操作タイプのブレーキ装置」と呼ぶ。）と同様の違和感のないブレーキ操作感を運転者に与えることが難しい。つまり、直接操作タイプのブレーキ装置の場合、ブレーキ操作初期に緩やかな反力の立ち上がりが所定ストローク続き、そのストロークを超えてから比較的急な反力の立ち上がりがある程度の減衰抵抗をもって生じるが、このような特性を単一のコイルばねの反力だけでブレーキ操作感に反映させることは実際上不可能に近い。

また、反力モジュレータに電気的サーボ機構等を用いて直接操作タイプに近い操作反力を再現することも考えられるが、このような機構を組み込むことはブレーキ装置の大型・重量化を招き、特に、小型・軽量化が要求される自動二輪車に適用するには適さない。

また、上記従来のブレーキ装置においては、マスターシリンダと反力モジュレータを接続する通路に電磁開閉弁（流路切換弁）を介装し、その電磁開閉弁によって反力モジュレータへの作動液の流入を制御するようにしている。しかし、この装置の場合、マスターシリンダから反力モジュレータへの作動液の流入と、反力モジュレータからマスターシリンダへの作動液の戻りが常に一本の通路を通して行われているため、電磁開閉弁の作動条件によっては反力モジュレータからマスターシリンダに作動液が完全に戻される前に電磁開閉弁が通路を閉じてしまうことがあり、この場合、次回のブレーキ操作時に操作感が変化することが懸念される。

そこでこの発明は、バイワイヤ方式で車輪制動手段を操作する場合にあっても直接操作タイプのブレーキ装置に近いブレーキ操作感を得ることのできる自動二輪車のブレーキ装置を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ブレーキ操作部（例えば、実施形態におけるブレーキ操作部２）に連動するマスターシリンダ（例えば、実施形態におけるマスターシリンダ３）と、液圧操作によって車輪に制動力を付与する車輪制動手段（例えば、実施形態におけるブレーキキャリパ４）と、前記マスターシリンダと車輪制動手段を接続する主ブレーキ通路（例えば、実施形態における主ブレーキ通路５）と、電動アクチュエータ（例えば、実施形態における電動モータ２３）によって車両の運転条件とブレーキ操作に応じた液圧を作り、前記主ブレーキ通路に合流接続されて同通路に液圧を給排する液圧モジュレータ（例えば、実施形態における液圧モジュレータ）と、前記主ブレーキ通路上の液圧モジュレータとの合流接続部よりもマスターシリンダ側位置に設けられ、マスターシリンダと車輪制動手段との連通と遮断を操作する電磁開閉弁（例えば、実施形態における第１の電磁開閉弁７）と、前記電磁開閉弁が主ブレーキ通路を閉じたときに、適宜ブレーキ操作部の操作量に応じた擬似的な液圧反力をマスターシリンダに作用させる反力モジュレータ（例えば、実施形態における反力モジュレータ４５）と、を備えた自動二輪車のブレーキ装置において、前記反力モジュレータを、マスターシリンダ側から流入した作動液を受容する液室（例えば、実施形態における液室４８）と、その液室の壁を成すピストン（例えば、実施形態におけるピストン４７）と、そのピストンを前記液室の容積を縮小する方向に付勢する、特性の異なる複数の弾性部材（例えば、実施形態におけるコイルスプリング４９、異形樹脂スプリング５０）と、を備えた構成とし、前記複数の弾性部材を、反力の立ち上がりが緩やかな線形的なばね特性を有する金属材料から成るコイルスプリング（例えば、実施形態におけるコイルスプリング４９）と、反力の立ち上がりが急で減衰特性をもつヒステリシス特性を有する樹脂材料から成る異形樹脂スプリング（例えば、実施形態における異形樹脂スプリング５０）とによって構成し、該各スプリングを前記ピストンの背部側に直列に配置すると共に、前記線形的なばね特性を有するコイルスプリングより、前記ヒステリシス特性を有する異形樹脂スプリングの方が、ばね定数が大きく設定される構成とした。

このようにした場合、電磁開閉弁が主ブレーキ通路を閉じ、ブレーキ操作部の操作量に応じた作動液がマスターシリンダから反力モジュレータの液室に流入すると、その液室の壁を成すピストンが弾性部材の付勢力に抗して後退する。このとき、マスターシリンダに作用する液圧反力はピストンを付勢する弾性部材によって作られるが、この弾性部材は特性の異なるものが複数組合せて用いられているため、例えば、ブレーキ操作初期の緩やかな反力の立ち上がりを一つの弾性部材の特性によって作り、その後の反力の急な立ち上がりと減衰抵抗を他の弾性部材の特性によって作ることができる。

請求項２に記載の発明は、前記ピストンの背部側には、軸方向略中央に一対のフランジ（例えば、実施形態におけるフランジ５１ａ，５１ｂ）を有するガイドロッド（例えば、実施形態におけるガイドロッド５２）が配置され、このガイドロッドの一端は前記ピストンの背部中央に形成された収容穴（例えば、実施形態における収容穴５３）内に挿入され、他端は前記異形樹脂スプリングの軸心部を貫通することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、前記コイルスプリングは、前記ピストンの収容穴と前記ガイドロッドの一端部の間に配置されることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、前記異形樹脂スプリングは、前記シリンダの底部に配置されたスラストワッシャ（例えば、実施形態におけるスラストワッシャ５４）と前記ガイドロッドの一フランジの間に配置されることを特徴とする

この発明は、特性の異なる複数の弾性部材による反力を反力モジュレータのピストンストロークに応じて作用させるものであるため、装置の大型・重量化や構造の複雑化を招くことなく、直接操作タイプのブレーキ装置に近い違和感の無いブレーキ操作感を得ることができる。

この発明は、線形的なばね特性を有するばね部材とヒステリシス特性を有するばね部材の組合せによって、任意の反力の立ち上がり特性とヒステリシス特性を容易に得ることができるため、ブレーキ操作感を変更する際の自由度が高いという利点がある。

この発明は、線形的なばね特性とヒステリシス特性を金属材料から成るばね部材と樹脂材料から成るばね部材で得るものであるため、製造コストを抑制しつつ、ブレーキ操作感の変更の自由度が高いブレーキ装置を得ることができる。

次に、この発明の実施形態を図面に基いて説明する。
図１は、この発明にかかるブレーキ装置の一実施形態の全体構成を示すものであり、この実施形態のブレーキ装置は、同図に示すように相互に独立した前輪側ブレーキ回路１ａと後輪側ブレーキ回路１ｂを備えている。この実施形態の場合、前輪側と後輪側のブレーキ回路１ａ，１ｂは、前輪側のブレーキ操作部２がレバーによって構成され、後輪側のブレーキ操作部２がペダルによって構成されている点で異なるが、その他の基本的構成はほぼ同様とされている。以下の具体的な回路構成の説明においては、前輪側ブレーキ回路１ａについてのみ詳述し、後輪側ブレーキ回路１ｂについては、前輪側ブレーキ回路１ａと同一部分に同一符号を付して重複する説明を省略するものとする。

各ブレーキ回路１ａ，１ｂは、ブレーキ操作部２に連動するマスターシリンダ３と、それに対応する車輪制動手段であるブレーキキャリパ４とが主ブレーキ通路５によって接続され、その主ブレーキ通路５の途中に、後述する電動アクチュエータによって液圧を作り出す液圧モジュレータ６が合流接続されている。そして、主ブレーキ通路５上の液圧モジュレータ６との合流接続部よりもマスターシリンダ３側位置には、マスターシリンダ３とブレーキキャリパ４の連通と遮断を操作する常開型の第１の電磁開閉弁７が介装されると共に、この第１の電磁開閉弁７が主ブレーキ通路５を閉じたときに、適宜ブレーキ操作部２の操作量に応じた擬似的な液圧反力をマスターシリンダ３に作用させる反力モジュレータ４５が接続されている。また、液圧モジュレータ６の電動アクチュエータと第１の電磁開閉弁７は、液圧モジュレータ６等に内蔵される他の弁類等と共にコントローラ（ＥＣＵ）９によって電気的に制御されるようになっている。

尚、コントローラ９には、各ブレーキ回路１ａ，１ｂの入力側（第１の電磁開閉弁７を挟んでマスターシリンダ３側。）と出力側（同弁７を挟んでブレーキキャリパ４側。）の液圧を検出する各圧力センサ１０，１１と、前後輪の各車輪速度を検出する車輪速度センサ１２のほか、制御モードをライダーによる手動操作で切換えるモード切換えスイッチ１３（モード切換え手段）等が接続されており、コントローラ９は、これらの入力信号やモード切換え信号に応じてブレーキキャリパ４の制動圧を制御する。

このブレーキ装置は、前輪側と後輪側の一方のブレーキ操作部２が操作されたときに他方のブレーキキャリパ４を連動操作し得るＣＢＳを備えており、このＣＢＳの従となる側のブレーキキャリパ４はバイワイヤ方式によって液圧モジュレータ６からの供給圧によって操作される。つまり、一方のブレーキ操作部２が操作されると、そのとき前後輪の速度やブレーキ操作量等の情報が各種センサを通してコントローラ９に入力され、このときコントローラ９からの指令によって他方のブレーキ回路の第１の電磁開閉弁７が主ブレーキ通路５を閉じると同時に、液圧モジュレータ６が他方の回路のブレーキキャリパ４に車両の運転条件やブレーキ操作に応じた液圧を供給する。ただし、このようにブレーキ操作されない側の回路に液圧モジュレータ６から液圧が供給されるのは、後に詳述するモード切換えスイッチ１３がＣＢＳを許容するモードに設定されているときに限る。

一方、ブレーキ操作部２が先に操作された側のブレーキ回路では、マスターシリンダ３で発生した液圧が直接ブレーキキャリパ４に供給される。つまり、一方のブレーキ操作部２が他方のブレーキ操作部２よりも先に操作されたことが圧力センサ１０を通してコントローラ９によって判断されると、第１の電磁開閉弁７が非通電のまま維持され、その結果、マスターシリンダ３の液圧が主ブレーキ通路５を通してブレーキキャリパ４に供給されることとなる。

したがって、このブレーキ装置のＣＢＳは、従となる側のブレーキ回路をバイワイヤによって液圧制御するため、ブレーキキャリパ４や配管を複雑にすることなく前後のブレーキを最適な液圧比で連動させることができる。しかも、先にブレーキ操作された主となるブレーキ回路では、マスターシリンダ３の液圧がブレーキキャリパ４に直接供給されるため、そのブレーキ回路の液圧モジュレータ６（内蔵した電動アクチュエータ）を停止状態にしておくことができる。このため、このブレーキ装置は、ＣＢＳによるブレーキング時に少なくとも一方の液圧モジュレータ６（内蔵した電動アクチュエータ）を非作動状態にしておくことができるため、電流消費を確実に抑えることができる。

また、主ブレーキ通路５に介装される第１の電磁開閉弁７は常開型であるため、車両の通常運転中等には非通電にしておくことができる。したがって、この点からも車両の電流消費を大きく抑えることができる。尚、以上はブレーキ操作が比較的短時間行われるときの説明であるが、このブレーキ装置は、坂道での停車等のブレーキ操作が長時間にわたって行われるときには、さらに電流消費を抑制するモードに移行するようになっている。この電流抑制モードについては後に述べる。

つづいて、液圧モジュレータ６の具体的な構造と機能について図２〜図１０を参照して説明する。

液圧モジュレータ６は、図４の展開断面図に示すように、モジュレータボディ１４内に形成されたシリンダ１５にピストン１６が進退自在に収容され、そのシリンダ１５とピストン１６の間に液圧室１７が隔成されている。この液圧室１７は常閉型の第３の電磁開閉弁１８が介在されたメインの給排通路１９によってモジュレータボディ１４の出力ポート２０に接続されている。この出力ポート２０は、図３，図９，図１０に示すように主ブレーキ通路５に接続され、液圧室１７と主ブレーキ通路５の間で適宜作動液の給排が行われるようになっている。尚、図４に示す液圧モジュレータ６と、図３，図９，図１０に示す液圧モジュレータ６は液圧室１７から主ブレーキ通路５に繋がる内部通路が異なって描かれているが、これは図示都合上の相違であって実際の構造と機能は変わるものではない。

また、液圧モジュレータ６は、図４に示すように前記ピストン１６を液圧室１７方向に押し上げるカム機構２１と、ピストン１６をカム機構２１側に常時押し付けるリターンスプリング２２と、カム機構２１を作動させる電動アクチュエータとしての電動モータ２３と、を備え、この電動モータ２３がコントローラ９（図１参照。）によって適宜正逆方向に回転制御されるようになっている。

カム機構２１は、モジュレータボディ１４内に軸受支持されたカム軸２４に、一対のカムローラ２５，２６がカム軸２４の回転中心から偏心するように設けられている。この両カムローラ２５，２６は、カム軸２４の外周部にその軸と平行に設けられた共通のシャフト２７に針状ころ軸受２８を介して回転自在に支持されている。したがって、両カムローラ２５，２６はカム軸２４の外周部に軸方向に直列に並んだかたちで配置されている。一方のカムローラ２５には、リターンスプリング２２によって付勢されたピストン１６の端部が常時当接し、他方のカムローラ２６には後述するリフター２９が当接するようになっている。

また、前記カム軸２４の一端にはセクタギヤ３０が一体に設けられ、このセクタギヤ３０部分が減速ギヤ３１を介して電動モータ２３の出力軸上のピニオンギヤ３２に連繋されている（図４,図６（b）参照。）。したがって、電動モータ２３の回転トルクはこれらのギヤによる噛み合いによってカム軸２４に伝達され、そのトルクによるカム軸２４の回動はカムローラ２５を介してピストン１６に操作力として伝達される。また、カム軸２４の一端にはさらに角度センサ３３が設けられており、この角度センサ３３で検出されたカム軸２４の角度情報がコントローラ９にフィードバックされるようになっている。

ピストン１６は、シリンダ１５内の略中央位置を中立基準位置としてシリンダ１５内の一端側領域と他端側領域で作動制御される。図３，図４と図６（ａ），図６（ｂ）は、ピストン１６が中立基準位置にある状態を示し、この状態ではカム軸２４上のカムローラ２５の偏心位置がピストン１６のストローク方向と略直交している。電動モータ２３は通電制御によってこのカムローラ２５の偏心位置を図中上下に適宜回動操作する。

この実施形態の液圧モジュレータ６では、中立基準位置に対して液圧室１７が拡張される側（図４では下方側。）の領域はＡＢＳ制御に用い、逆に液圧室１７が縮小される側（図４では上方側。）の領域はＣＢＳ制御に用いるようにしている。ＡＢＳは、主ブレーキ通路５（ブレーキキャリパ４）に対する減圧から始まり、保持、再増圧といった液圧制御を行うものであるため、中立基準位置からのピストン作動によって液圧室１７が拡張される領域の使用は制御に好適であり、また、ＣＢＳは、主ブレーキ通路（ブレーキキャリパ４）に作動液を積極供給することから始まるものであるため、中立基準位置からのピストン作動によって液圧室１７が縮小される領域の使用はその制御に好適である。尚、図７（ａ），（ｂ）と図９はＣＢＳ制御の状態を示し、図８（ａ），（ｂ）と図１０はＡＢＳ制御の状態を示す。

したがって、この液圧モジュレータ６の場合、シリンダ１５の略中央位置を中立基準位置としてピストン１６を両領域でＡＢＳとＣＢＳで夫々使い分けることにより、ＡＢＳ用とＣＢＳ用の専用のピストンを別々に設ける必要を無くすことができる。このため、この液圧モジュレータ６では部品点数の削減とモジュレータ自体の小型・軽量化が可能となっている。

また、液圧モジュレータ６の他方のカムローラ２６の下方位置には、図６〜図８に示すように、有底円筒状の前記リフター２９が進退自在に配置され、そのリフター２９が、入れ子型に配置された一対のバックアップスプリング３４ａ，３４ｂ（付勢手段）によってカムローラ２６方向に付勢されている。リフター２９はモジュレータボディ１４内の段差状の収容穴３５内に配置されており、そのリフター２９の開口縁には収容穴３５の段差面３６に当接可能なストッパフランジ３７が一体に形成されている。このストッパフランジ３７は、収容穴３５の段差面と共にバックアップスプリング３４ａ，３４ｂによるピストン１６の付勢位置を規制するストッパを構成している。このストッパ（ストッパフランジ３７と段差面３６）は、バックアップスプリング３４ａ，３４ｂによるピストン１６の最大付勢位置を前記の中立基準位置に規制する。

バックアップスプリング３４ａ，３４ｂは、液圧室１７を縮小する方向にピストン１６を付勢するものであるが、このピストン１６に対する付勢力は電動モータ２３が非通電状態になったときに主に発揮され、電動モータ２３のトルクが作用しない状況下になると、前述のストッパが機能する中立基準位置までピストン位置を戻すようになる。尚、バックアップスプリング３４ａ，３４ｂとリターンスプリング２２のばね反力は、ピストン１６が中立基準位置にあるときにバックアップスプリング３４ａ，３４ｂ側の方が大きくなるように設定され、ピストン１６には常時両側スプリング３４ａ，３４ｂ，２２から中立基準位置に戻す方向のばね反力が作用するようになっている。

また、モジュレータボディ１４には、図４に示すように、第３の電磁開閉弁１８を迂回して液圧室１７と出力ポート２０を接続するバイパス通路３８が設けられている。このバイパス通路３８には、液圧室１７から出力ポート２０方向への作動液の流通を許容する逆止弁３９が設けられている。

メインの給排通路１９中の第３の電磁開閉弁１８は常閉型であり、ＡＢＳ制御時と、ＣＢＳ制御で液圧モジュレータ６からブレーキキャリパ４に作動液を供給するときにだけ通電によって開かれる。しかし、このような制御状況下にあっても、何等かの原因によって第３の電磁開閉弁１８が非通電になると、給排通路１９は自動的に閉じられてしまう。このブレーキ装置では、このように第３の電磁開閉弁１８が閉じられた状況においても、液圧室１７から主ブレーキ通路５方向の作動液の流通はバイパス通路３８と逆止弁３９によって確保される。

また、このブレーキ装置の場合、各ブレーキ回路の出力側の液圧を検出する圧力センサ１１は液圧モジュレータ６のモジュレータボディ１４に組み付けられ、センサ検出部がモジュレータボディ１４内の給排通路１９のうちの第３の電磁開閉弁１８よりも上流側位置（出力ポート２０側位置）に臨むように配置されている。したがって、このブレーキ装置では、圧力センサ１１を液圧モジュレータ６と一体ブロックとしてコンパクトに配置することができると共に、ブレーキ回路の出力側の液圧をブレーキキャリパ４に近接した部位において検出することができる。

また、この実施形態の液圧モジュレータの場合、図５〜図８に示すように軸長の長い機能部品である圧力センサ１１、電動モータ２３、第３の電磁開閉弁１８の三者が相互に平行になるようにモジュレータボディ１４に組み付けられている。このため、液圧モジュレータ６全体がコンパクトになり、車両に搭載するうえで非常に有利になる。

次に、反力モジュレータ４５部分の具体的な構造について図１１，図１２を参照して説明する。尚、図１１，図１２に示す構造は、図３，図９，図１０に示したものと構成部品の向き等が異なって描かれているが、これは図示の都合上によるものである。

反力モジュレータ４５は、一体ブロック状の流路切換えユニット８内に組み込まれている。この流路切換えユニット８のユニットボディ４０には主ブレーキ通路５の一部を成す主ブレーキ構成路５ａが形成されており、この主ブレーキ構成路５ａの一端と他端が夫々マスターシリンダ３側に連通する入口ポート４１と、ブレーキキャリパ４側に連通する出口ポート４２とされている。また、ユニットボディ４０には、前記第１の電磁開閉弁７が一体に組み付けられ、この第１の電磁開閉弁７の開閉操作部が主ブレーキ構成路５ａを開閉するようになっている。

そして、前記主ブレーキ構成路５ａ中の第１の電磁開閉弁７よりも上流側位置（マスターシリンダ３側位置）には分岐通路４３が設けられ、この分岐通路４３に常閉型の第２の電磁開閉弁４４を介して反力モジュレータ４５が接続されている。第２の電磁開閉弁４４は第１の電磁開閉弁７と同様にコントローラ９によって通電制御され、ＣＢＳ制御時に、従となるブレーキ通路側においてマスターシリンダ３側と反力モジュレータ４５とを連通させる。尚、このとき第１の電磁開閉弁７は通電によって主ブレーキ構成路５ａを閉じる。

また、分岐通路４３の第２の電磁開閉弁４４よりも上流側（入口ポート４１側）にはブレーキ回路の入力側の圧力センサ１０が設けられている。この圧力センサ１０はユニットボディ４０に一体に組み付けられ、圧力検出部が分岐通路内に臨むように配置されている。分岐通路４３の第２の電磁開閉弁４４よりも上流側部分は、第１の電磁開閉弁７の開閉に関係なく常時入口ポート４１に導通しているため、圧力センサ１０は常に回路内のマスターシリンダ３近傍の圧力を正確に検出することができる。

一方、反力モジュレータ４５は、ユニットボディ４０に形成されたシリンダ４６にピストン４７が進退自在に収容され、このシリンダ４６とピストン４７の間に、マスターシリンダ３側から流入した作動液を受容する液室４８が形成されている。ピストン４７の背部側には、金属製のコイルスプリング４９と異形樹脂スプリング５０が直列に配置されており、これらの特性の異なる二つのスプリング４９，５０（弾性部材）によってピストン４７に反力を付与するようになっている。

また、シリンダ４６内のピストン４７の背部側には、軸方向略中央に一対のフランジ５１ａ，５１ｂを有するガイドロッド５２が配置されている。このガイドロッド５２の一端はピストン４７の背部中央に形成された収容穴５３内に挿入され、他端は異形樹脂スプリング５０の軸心部を貫通している。コイルスプリング４９は、ピストン４７の収容穴５３とガイドロッド５２の一端部の間に配置され、ピストン４７の背面がガイドロッド５２のフランジ５１ａに当接するまでの間ストロークに応じたばね反力を発生するようになっている。一方、異形樹脂スプリング５０は、シリンダ４６の底部に配置されたスラストワッシャ５４とガイドロッド５２の他方のフランジ５１ｂの間に配置されており、ガイドロッド５２の後退ストロークに応じて形状を変化させ、このとき変形に伴う反力と減衰抵抗（内部摩擦抵抗）を発生するようになっている。尚、異形樹脂スプリング５０の形状や材質は狙いとする特性に応じて決められる。

ここで、コイルスプリング４９と異形樹脂スプリング５０のばね定数は異形樹脂スプリング５０側の方が全体的に大きく設定され、ピストン１６が後退ストロークするときにはコイルスプリング４９が先に変形を開始するようになっている。また、金属材料から成るコイルスプリング４９は線形的なばね特性を有し、異形樹脂スプリング５０はヒステリシス特性（減衰特性）を有している。このため、この反力モジュレータ４５においては、ピストン１６の後退初期には、主にコイルスプリング４９による立ち上がりの緩やかな反力特性が得られ、後退後期には、異形樹脂スプリング５０による反力の立ち上がりが急で減衰特性をもった特性が得られる。

このブレーキ装置の場合、ＣＢＳ制御時に、後から遅れて操作された側のブレーキ回路ではマスターシリンダ３から反力モジュレータ４５に作動液が導入されるが、このとき反力モジュレータ４５では上述のようにニ種のスプリング４９，５０による多段の反力を発生するため、極めて簡単な構造でありながら直接操作タイプのブレーキ装置と変わらぬ自然なブレーキ操作感を得ることができる。

また、反力モジュレータ４５のユニットボディ４０には、第２の電磁開閉弁４４を迂回して反力モジュレータ４５と、主ブレーキ構成路５ａの第１の電磁開閉弁７よりも上流側部位とを連通するバイパス通路５５が設けられている。そして、このバイパス通路５５には反力モジュレータ４５側から入口ポート４１方向（マスターシリンダ３方向。）の作動液の流れを許容する逆止弁５６が設けられている。したがって、作動液が反力モジュレータ４５に導入された状態でＣＢＳ制御が解除されたとしても、反力モジュレータ４５内の作動液はバイパス通路５５を通ってマスターシリンダ３側に確実に戻される。これにより、反力モジュレータ４５のピストン４７が初期位置に確実に戻されるため、次にＣＢＳ制御が開始されたときにも同様のブレーキ操作感を得ることができる。

また、この実施形態においては、主ブレーキ通路５を開閉する第１の電磁開閉弁７が反力モジュレータ４５と共に流路切換えユニット８に一体に組み付けられているため、両者を一体ブロックとしてコンパクトにすることができる。さらに、この実施形態では、第１の電磁開閉弁７ばかりでなく、入力側の圧力センサ１０と、第２の電磁開閉弁４４も同じユニット８に一体化されているため、機能部品の密集度が高まり、これらの機能部品を車両に搭載するうえで非常に有利となる。

さらに、前記の流路切換えユニット８では、軸長の長い機能部品である第１と第２の電磁開閉弁７，４４と圧力センサ１０がすべて反力モジュレータ４５に対して平行になるようにユニットボディ４０に組み付けられている。このことは、流路切換えユニット８自体をコンパクトにするうえで有利となる。

また、流路切換えユニット８では、第１の電磁開閉弁７と第２の電磁開閉弁４４の軸方向位置がずらして配置され、入口ポート４１から第２の電磁開閉弁４４に繋がる通路（主ブレーキ構成路５ａの一部と分岐通路４３の一部。）が直線状に形成されている。このため、通路の加工が容易になるという利点がある。

以上の構成部品の説明を踏まえ、ブレーキ装置全体の作動について説明する。ただし、モード切換えスイッチ１３は、ＣＢＳを許容するモードになっているものとする。
車両の走行時に、ライダーが前輪側と後輪側の一方のブレーキ操作部２を先に操作した場合、先に操作した側のブレーキ回路では、第１〜第３の電磁開閉弁７，４４，１８がすべて非通電状態のままとされ、マスターシリンダ３で発生した液圧がそのままブレーキキャリパ４に供給される。

一方、このとき後に操作した側のブレーキ回路では、第１〜第３の電磁開閉弁７，４４，１８がすべて通電され、主ブレーキ通路５が第１の電磁開閉弁７によってマスターシリンダ３から切り離されると同時に、第２の電磁開閉弁４４の開作動によってマスターシリンダ３と反力モジュレータ４５が導通し、さらに第３の電磁開閉弁１８の開作動によって液圧モジュレータ６と主ブレーキ通路５が導通する。これにより、ライダーは反力モジュレータ４５によって擬似的に再現させたブレーキ操作感を感じることが可能になり、同時に液圧モジュレータ６の作動による液圧変動はライダー側に伝達されなくなる。また、このとき、これに平行して液圧モジュレータ６の電動モータ２３が作動し、カムローラ２５がピストン１６を押し上げることによって液圧室１７の作動液を加圧する。これによって、電動モータ２３の制御に応じた液圧が主ブレーキ通路５を通してブレーキキャリパ４に供給される。

尚、このとき液圧モジュレータ６からブレーキキャリパ４に供給される液圧は、前後のブレーキの液圧が予め設定された配分比になるように制御される。また、このようなＣＢＳ制御において、モジュレータ作動側の車輪がロックしそうになったことが検出されたときには、コントローラ９による電動モータ２３の制御によってピストン１６を後退させ、ブレーキキャリパ４の制動圧を低下させることによって車輪のロックを回避する。

また、先にブレーキ操作された側のブレーキ回路において、車輪がロックしそうになったことが検出された場合には、コントローラ９が第１の電磁開閉弁７を作動させてマスターシリンダ３とブレーキキャリパ４の連通を遮断し、それと同時に第３の電磁開閉弁１８を作動させて液圧モジュレータ６を主ブレーキ通路５に導通させ、電動モータ２３の制御によってピストン１６を中立基準位置から後退させてＡＢＳ制御を開始する。これにより、ブレーキキャリパ４の制動圧が低下し、車輪のロックが回避される。尚、このとき流路切換えユニット８内の第２の電磁開閉弁４４は閉じられており、マスターシリンダ３と反力モジュレータ４５の連通は遮断されている。

ところで、このようにＡＢＳ制御が開始され、液圧モジュレータ６内のピストン１６が後退すると、カム軸２４上のカムローラ２５の偏心回転によってバックアップスプリング３４ａ，３４ｂがリフター２９を介して圧縮される。正常なＡＢＳ作動においては、この状態からのピストン１６の上昇作動は基本的に電動モータ２３の力によって行われるが、ＡＢＳ制御中に電動モータ２３が何等かの原因によって非通電になったときには、ピストン１６はバックアップスプリング３４ａ，３４ｂの力によって中立基準位置まで戻され、液圧室１７内に退避していた作動液が主ブレーキ通路５に戻される。また、このとき第３の電磁開閉弁１８が同時に非通電になると、液圧モジュレータ６内のメインの給排通路１９が閉じられるが、このとき液圧室１７内の作動液はバイパス通路３８と逆止弁３９を通って主ブレーキ通路５に戻される。

また、これらの一連のブレーキ操作によって車両が停止すると、一方の車輪側にはライダー入力によるマスタータシリンダ３の液圧が作用し、他方の車輪側には液圧モジュレータ６による液圧が作用することとなるが、車両停止後に一定時間が経過すると、液圧モジュレータ６（電動モータ２３）の作動を停止する前記の電流抑制モードに移行する。

この電流抑制モードでは、まず、ブレーキキャリパ４を加圧している側の液圧モジュレータ６の第３の電磁開閉弁１８の通電を停止し、こうしてモジュレータ６と主ブレーキ通路５の連通を遮断した状態で電動モータ２３の作動を停止する。このとき主ブレーキ通路５とブレーキキャリパ４には液圧モジュレータ６で発生した液圧が残っているため、その液圧によって制動力が維持される。

次に、流路切換えユニット８内の第１と第２の電磁開閉弁７，４４の通電を停止する。これにより、まず、第２の電磁開閉弁４４が閉じることによってマスターシリンダ３と反力モジュレータ４５の連通が遮断され、同時に第１の電磁開閉弁７が開くことによってマスターシリンダ３と主ブレーキ通路５のブレーキキャリパ４側が連通する。このとき主ブレーキ通路５には液圧モジュレータ６で発生した液圧が残っているため、マスターシリンダ３側のストロークはそのまま保持される。

このような順序で電流抑制モードに移行することにより、ライダーに違和感を与えることなく、マスターシリンダ３による制動に切換えることができる。そして、こうして電動モータ２３の作動を停止しても、確実に制動力を保持することができるため、電動モータ２３による電流消費を完全にゼロにすることができ、しかも、電動モータ２３のモータ・ブラシの摩耗等も軽減することができる。また、同時に各電磁開閉弁７，４４，１８での電流消費も抑制することができる。

また、この後ライダーがブレーキ操作を解除すると、ブレーキキャリパ４側からマスターシリンダ３に作動液が戻され、同時に反力モジュレータ４５に残存した作動液がバイパス通路５５と逆止弁５６を介してマスターシリンダ３に戻される。そして、コントローラ９はブレーキ回路の入力側の液圧が大気圧になった時点で第３の電磁開閉弁１８を開き、同時に電動モータ２３を作動させて液圧モジュレータ６内のピストン１６を中立基準位置まで後退させる。

以上がこのブレーキ装置の基本な作動であるが、ＣＢＳ制御の開始条件は、ブレーキ操作量（ブレーキ回路の入力側の液圧）や車速等に応じてコントローラ９によって制限することもできる。例えば、ブレーキ操作量が小さい領域では、ＣＢＳ制御を行わずに前後輪を夫々マスターシリンダ３の液圧のみによって制動し、ブレーキ操作量がある程度以上大きくなったときにのみ前述の液圧モジュレータ６を使用するＣＢＳ制御を行うようにしても良い。また、前後のブレーキが同時に大きく操作されたときには、ＣＢＳ制御を行わずに前後輪をマスターシリンダ３の液圧によって制動することにより、電流消費の抑制を図るようにしても良い。

また、この実施形態のブレーキ装置の場合、コントローラ９による制御モードが複数種用意されており、ライダーはモード切換えスイッチ１３を操作することによって任意の制御モードに切換えることができる。

予め用意されている制御モードは、例えば、以下のようなものである。
（１）スポーツモード：前輪ブレーキ操作時のみＣＢＳ制御を行い、後輪ブレーキ操作時にはマスターシリンダ圧による単独の制動を行う制御モード。
（２）ツアラーモード：前後輪のいずれのブレーキ操作時にもＣＢＳ制御を行う制御モード。
（３）コンベモード：前後輪のいずれのブレーキ操作時にもマスターシリンダ圧による単独制動を行うモード。

このブレーキ装置では、このような制御モードをライダーが車両使用環境や運転状況等に応じて適宜切換えることができるため、常に、ライダーのブレーキ操作嗜好に適合した制動を行うことができる。

また、予め用意する制御モードは、上記の他にもブレーキ操作量に応じた前後の液圧配分を固定した制御モードや、ＣＢＳ制御の開始条件の異なる制御モードを設けるようにしても良い。

ところで、このブレーキ装置は、前輪側のブレーキ操作に後輪側を連動させるＣＢＳ制御が行われる場合、図１３（ａ）に示すように、前輪側制動力を増大させるとき（ブレーキ操作量を増大させるとき。）と、逆に前輪側制動力を減少させるとき（ブレーキ操作量を減少させるとき。）とで、前輪側と後輪側の制動力配分比が異なるようになっている。

具体的には、前輪側制動力を増大させるときには、ある領域までは後輪側制動力が漸増するように液圧制御され、その後に前輪側制動力が設定値に達するまで後輪側制動力が一時一定に維持された後、設定値を超えたところで後輪側制動力が漸減するように液圧制御される。このように前輪側制動力が増す状況下では、後輪側制動力をこのように制御することにより、ブレーキング初期の制動効率の向上と、ブレーキング後期の後輪設置荷重の低下を抑制することができる。

他方、前輪側制動力を減少させるときには、前輪側制動力が設定値以下になったところで、後輪側制動力は前輪側制動力の減少に応じて現状維持または漸減するように液圧制御される（図１３（ａ）中の矢印参照。）。このように前輪側制動力が減少する状況下では、後輪側制動力の漸増を抑えることによって後輪のスリップ率の増加を回避し、ライダーに自然なブレーキ操作感を与えることができる。

このブレーキ装置の場合、後輪側の制動力は電気的に制御するため、上記の制御を迅速かつ高精度に行うことができる。

また、以上説明したものは、前輪側制動力をライダーが減少させるときに後輪側制動力を保持または減圧するように制御するものであるが、前輪側制動力をライダーが減少させるときに後輪側の制動時間を制御することも可能である。

また、このブレーキ装置は、前輪側のブレーキ操作に後輪側を連動させるＣＢＳ制御が行われる場合には、以下のようにして後輪接地荷重の低下を判断し、その後輪接地荷重の低下を抑えるように後輪側制動力配分を制御するようにしている。

即ち、このブレーキ装置では、前輪側ブレーキ操作時における車両速度と、前輪側の液圧と、前後輪のスリップ率とから後輪接地荷重の低下を判断するようにしている。車両の後輪接地荷重は個々の車両毎に（個々の車両のホイールベースや重心位置によって。）車両速度と前輪側の制動力との関係でどの程度低下するかを予測することができる。そこで、この二つの要素から後輪接地荷重の低下をある程度判断することができるが、この実施形態においては、両輪が同様にスリップする状況を除外するために、前輪側のスリップ率が設定値λ_ａ以下で、かつ、後輪側のスリップ率が別の設定値λ_ｂ以上であることをその判断条件に加えている。

このブレーキ装置では、具体的には、例えば、図１４に示すような処理によって後輪接地荷重の低下を抑制するようにしている。

即ち、まず、ステップ１００と１０１においては、前輪側ブレーキ回路の液圧が設定圧Ｐａ以上で、かつ、車速が設定速度ｖａ以上であるかどうかを判断し、両条件が満たされたときに、ステップ１０２で前輪側のスリップ率がλ_ａ以下であるかどうかを判断し、つづく、ステップ１０３で後輪側のスリップ率がλ_ｂ以上であるかどうかを判断する。そして、以上の４条件がすべて満たされているときには後輪接地荷重の低下が始まっているものとし、ステップ１０４では後輪側の現在の制動圧をそのまま維持し、次のステップ１０５で後輪側のスリップ率がλ_ｂ以上であるかを再度判断する。このステップ１０５において、スリップ率がλ_ｂよりも小さいと判断されたときには以降のフローを抜け（ＥＮＤ）、逆にスリップ率がλ_ｂ以上であると判断された場合には次のステップ１０６でループ回数がＮ以上かどうかを判断する。ここでループ回数がＮに達していない場合にはステップ１０４に戻ってループ回数を１増加させ、このループがＮ回繰り返されたとき（つまり、所定時間経過してもスリップ率がλ_ｂよりも小さくならないとき。）には、ステップ１０７において後輪側の制動圧を減少させる。

したがって、このブレーキ装置の場合、以上のような制御によって前輪側ブレーキ操作時に後輪接地荷重の低下が進行するのを未然に防止することができる。尚、図１５は、前輪ブレーキ操作時における後輪側の車輪速度の変化の様子を前輪側の単独制動時とＣＢＳ制御時で比較したものである。ＣＢＳを持たないブレーキ装置に採用される既存の後輪接地荷重検出手段の場合、後輪速度の減速勾配が小さくなったところを後輪接地荷重の低下と判断していたが、ＣＢＳを採用するブレーキ装置の場合、後輪接地荷重が低下しても減速勾配が小さくならないため、既存の技術をそのまま適用することはできなかった。しかし、この実施形態のブレーキ装置においては上述のようにして後輪接地荷重の低下を正確に判断することができる。

また、このブレーキ装置は、後輪側のブレーキ操作に前輪側を連動させるＣＢＳ制御が行われる場合には、以下のようにして前輪側制動力配分を制御するようにしている。

即ち、図１６に示すように、後輪制動力に対する前輪制動力の配分特性は車速毎に予め決めておき、後輪側のブレーキ操作が開始されたときには、その開始時の速度に対応する配分特性で前輪側制動力を終始制御するようにしている。このため、後輪側のブレーキ操作量が一定であれば、車両が停止するまでの間、前輪側に一定配分比の制動力が作用することとなる。車速毎に予め設定しておく制動力配分特性は、例えば、車両速度が５０km/hでは後輪制動力（液圧）がある値に達するまで前輪制動力がゼロに維持され、ある値を超えたときに後輪制動力の増加に応じて前輪制動力が増加し、車両速度が６０km/h、８０km/hと増加するにつれて、前輪制動力の配分開始点と、前輪制動力の配分比が夫々増加するものが望ましい。また、この場合、車両速度がある速度（例えば、５０km/h）よりも低い場合には、前輪への制動力配分を行わないようにする。

このブレーキ装置の場合、後輪側ブレーキ操作のＣＢＳ制御において、ブレーキ操作開始時の車速に対応する制動力配分特性で終始前輪側の制動力を制御するため、高速運転状態から後輪側ブレーキ操作を行った場合であっても、図１７に示すように減速勾配が途中で急激に変化することがなく、したがって、ブレーキ操作中のライダーに違和感を与えることがない。

また、このブレーキ装置は、高速運転中にブレーキ操作した場合には、前輪側の制動力配分が大きくなるため、制動効率が良くなり、逆に、低速運転中にブレーキ操作した場合には、前輪側の制動力配分が小さくなる（ゼロの場合も含む。）ために、すり抜け運転時等の際に前輪制動力が運転の支障になることがない。

尚、予め車速毎に設定しておく制動力配分特性は、図１６に示すものに限るものでなく任意であり、例えば、各速度で後輪側のブレーキ操作量（制動力）がある値を超えたときに前輪側の制動力配分が急増するように設定しても良い。この場合、急停止を要するブレーキ操作時等により迅速な制動効果が得られるようになる。

この発明の一実施形態の全体概略構成を示す回路図。同実施形態の前輪側ブレーキ回路を示す概略的な回路図。同実施形態の前輪側ブレーキ回路を示す具体的な回路図。同実施形態の液圧モジュレータを示す図５のＡ−Ａ断面に対応する展開断面図。同実施形態の液圧モジュレータを示す図４の矢印Ｂ方向見た側面図。非作動状態にある同実施形態の液圧モジュレータを示すものであり、図４のＣ−Ｃ断面が現れるように切断した断面図（ａ）と、電動モータの噛み合い伝達部が現れるようにモジュレータボディの一部を破断した図４の矢印Ｂ方向から見た側面図（ｂ）と、を並べて配置した図。ＣＢＳ作動状態にある同実施形態の液圧モジュレータを示すものであり、図６と同様の断面図（ａ）と、側面図（ｂ）を並べて配置した図。ＡＢＳ作動状態にある同実施形態の液圧モジュレータを示すものであり、図６と同様の断面図（ａ）と、側面図（ｂ）を並べて配置した図。ＣＢＳ作動状態にある同実施形態の前輪側ブレーキ回路を示す具体的な回路図。ＡＢＳ作動状態にある同実施形態の前輪側ブレーキ回路を示す具体的な回路図。同実施形態の反力モジュレータを示す断面図。図１１の断面と直交する方向から見た反力モジュレータの通路配置図。同実施形態の前輪側をブレーキ操作したときの前輪側と後輪側の制動力配分特性図（ａ）と、比較例の同様の制動力配分特性図（ｂ）とを並べて配置した図。同実施形態の前輪側をブレーキ操作したときのコントローラの制御を示すフローチャート。前輪側をブレーキ操作したときにおけるＣＢＳを採用しないブレーキ装置と、ＣＢＳを採用した装置の後輪車速特性図。後輪側をブレーキ操作したときにおける実施形態の前輪側と後輪側の制動力配分特性図。比較例の場合の、後輪側ブレーキ操作時における車両の減速特性図。

符号の説明

２ブレーキ操作部
３マスターシリンダ
４ブレーキキャリパ（車輪制動手段）
５主ブレーキ通路
６液圧モジュレータ
７第１の電磁開閉弁（電磁開閉弁）
２３電動モータ（電動アクチュエータ）
４４第２の電磁開閉弁
４５反力モジュレータ
４７ピストン
４８液室
４９コイルスプリング（弾性部材、線形的なばね特性を有するばね部材、金属材料から成るばね部材）
５０異形樹脂スプリング（弾性部材、ヒステリシス特性を有するばね部材、樹脂材料から成るばね部材）
５５バイパス通路
５６逆止弁

Claims

ブレーキ操作部に連動するマスターシリンダと、
液圧操作によって車輪に制動力を付与する車輪制動手段と、
前記マスターシリンダと車輪制動手段を接続する主ブレーキ通路と
電動アクチュエータによって車両の運転条件とブレーキ操作に応じた液圧を作り、前記主ブレーキ通路に合流接続されて同通路に液圧を給排する液圧モジュレータと、
前記主ブレーキ通路上の液圧モジュレータとの合流接続部よりもマスターシリンダ側位置に設けられ、マスターシリンダと車輪制動手段との連通と遮断を操作する電磁開閉弁と、
前記電磁開閉弁が主ブレーキ通路を閉じたときに、適宜ブレーキ操作部の操作量に応じた擬似的な液圧反力をマスターシリンダに作用させる反力モジュレータと、
を備えた自動二輪車のブレーキ装置において、
前記反力モジュレータを、マスターシリンダ側から流入した作動液を受容する液室と、その液室の壁を成すピストンと、そのピストンを前記液室の容積を縮小する方向に付勢する、特性の異なる複数の弾性部材と、を備えた構成とし、
前記複数の弾性部材を、反力の立ち上がりが緩やかな線形的なばね特性を有する金属材料から成るコイルスプリングと、反力の立ち上がりが急で減衰特性をもつヒステリシス特性を有する樹脂材料から成る異形樹脂スプリングとによって構成し、該各スプリングを前記ピストンの背部側に直列に配置すると共に、
前記線形的なばね特性を有するコイルスプリングより、前記ヒステリシス特性を有する異形樹脂スプリングの方が、ばね定数が大きく設定されることを特徴とする自動二輪車のブレーキ装置。
前記ピストンの背部側には、軸方向略中央に一対のフランジを有するガイドロッドが配置され、このガイドロッドの一端は前記ピストンの背部中央に形成された収容穴内に挿入され、他端は前記異形樹脂スプリングの軸心部を貫通することを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車のブレーキ装置。
前記コイルスプリングは、前記ピストンの収容穴と前記ガイドロッドの一端部の間に配置されることを特徴とする請求項２に記載の自動二輪車のブレーキ装置。
前記異形樹脂スプリングは、前記シリンダの底部に配置されたスラストワッシャと前記ガイドロッドの一フランジの間に配置されることを特徴とする請求項３に記載の自動二輪車のブレーキ装置。