JPH0466744B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、倍力装置の圧力制御方法に関し、よ
り詳しくは倍力装置を構成する倍力機構に供給す
る圧力流体の圧力を制御する圧力制御方法に関す
る。

「従来の技術」 従来、ブレーキ倍力装置として、ブレーキペダ
ルに加えられる踏力の大きさを入力検出手段によ
り検出するとともにその信号を制御装置に入力
し、この制御装置で圧力制御装置を制御して上記
踏力の大きさに応じた制御圧力を発生させ、この
制御圧力をマスターシリンダに連動させた倍力機
構の制御圧室に供給することにより上記マスター
シリンダにブレーキ液圧を発生させるようにした
ものがある（例えば特開昭58−188746号）。

この種のブレーキ倍力装置によれば、上記制御
装置における圧力制御装置の制御条件を変更する
だけで倍力機構の出力特性を容易に変更すること
ができるので、汎用性が増すとともに運転者の好
みに応じて出力特性を変更することが可能とな
り、また車両の重量や減速度を検出する検出器か
らの信号を上記制御装置に入力すれば、車両の運
転状態に応じて上記圧力制御装置を一層細かく制
御することができるので、運転状態に応じた理想
的なブレーキ力を得ることが可能となる。

「発明が解決しようとする問題点」 ところで上記圧力制御装置には、必要な大きさ
の制御圧力を安定して得られること、その安定し
た制御圧力を速やかに得られること等が要求され
るが、従来公知の圧力制御装置ではそのような条
件を充分に満すものがなかつた。

例えばブレーキ倍力装置用の圧力制御装置とし
て、上記倍力機構の制御圧室と圧力流体の供給源
とを連通する通路に第１電磁開閉弁を設けるとと
もに、上記制御圧室とこの制御圧室内の圧力流体
を排出する排出部とを連通する通路に第２電磁開
閉弁を設け、上記制御圧室の制御圧力が必要な大
きさの制御圧力となるようにその圧力を検出しな
がら上記第１電磁開閉弁と第２電磁開閉弁とを開
閉制御できるようにしたものを用いることが考え
られる。

しかしながら、かかる構成の圧力制御装置で
は、電磁開閉弁は一般に作動速度が早いので応答
性という点では問題は生じないが、一対の電磁開
閉弁の開閉制御による圧力制御であるので制御圧
力に動脈が生じ、安定した制御圧力を得ることが
困難となる。そして特に小さなブレーキ力が要求
された際には、その脈動による圧力変動は要求さ
れた制御圧力に対して相対的に大きな圧力変動と
なるので、運転者に不快感を与えるようになる。

これに対し、その他の圧力制御装置として、一
定の制御圧力が得られる適宜の構成の圧力制御弁
にサーボモータを組込み、そのサーボモータで圧
力制御弁による制御圧力を可変にできるように構
成したものを用いることが考えられる。このよう
な圧力制御装置では必要な大きさの制御圧力を安
定して得ることは容易となるが、一般にサーボモ
ータは電磁開閉弁に比べて応答性が悪く、応答性
を高めるためには高価で大型のサーボモータを用
いなければならないという欠点があつた。

「問題点を解決するための手段」 本発明はそのような事情に鑑み、検出した入力
値を要素として上記倍力機構に急速な出力上昇が
要求されているか否かを判定し、急速な出力上昇
が要求されている場合には、応答性の良い電磁弁
により速やかに上記入力値に基く制御圧力よりも
低い第１制御圧力を得るとともに、サーボモータ
により安定した第２制御圧力を得るようにし、か
つ第１制御圧力と第２制御圧力のうち高い制御圧
力を倍力機構の制御圧室に供給するようにしたも
のである。

これに対し、上記倍力機構に急速な出力上昇が
要求されていない場合には、上記電磁弁によつて
得られる第１制御圧力を倍力機構の制御圧室に供
給することなく、サーボモータによつて得られる
安定した第２制御圧力をその制御圧室に供給する
ようにしたものである。

「作用」 このような制御方法によれば、上記急速な出力
上昇が要求された際には、その作動初期に応答性
の良い電磁弁で第１制御圧力を得て速やかに倍力
機構に出力を発生させ、ひき続きサーボモータに
よりその第１制御圧力よりも高い安定した第２制
御圧力を得て、上記倍力機構に入力値に基く安定
した出力を発生させることができる。そして、急
速な出力上昇が要求されたということは一般に大
きな出力が要求されたということと異ならないの
で、上記作動初期に電磁弁の作動により制御圧室
に供給される制御圧力に脈動が生じても、大きな
出力を得る制御圧力に対する圧力変動は相対的に
小さいので操作者に不快感を与えることが防止で
き、したがつて応答性に優れしかも安定した制御
圧力を得ることができるようになる。

他方、急速な出力上昇が要求されなかつた場合
には、相対的に応答性の悪いサーボモータによつ
て得られる第２制御圧力で倍力機構に出力を発生
させても、応答性の悪さによる不快感を操作者に
与えることがないことは明らかであり、しかも急
速な出力上昇が要求されなかつた場合として小さ
な出力が要求された場合があるが、そのような小
さな出力が要求された場合であつても、上記サー
ボモータによつて得られる安定した第２制御圧力
を倍力機構の制御圧室に供給するようにしている
ので、操作者に脈動による不快感を与えることが
ない。

「実施例」 以下図示実施例について本発明を説明すると、
第１図において、１は図示しない車体に枢支した
ブレーキペダル、２はそのブレーキペダル１に加
えられる踏力を倍力する倍力機構で、この倍力機
構２は密封容器としてのシエル３と、このシエル
３内に進退動自在に設けたパワーピストン４と、
このパワーピストン４とともに上記シエル３内を
前方の大気圧室５と後方の制御圧室６とに区画す
るダイアフラム７とを備えている。

上記パワーピストン４の軸部筒状部４ａはシエ
ル３を気密を保つて後方側に貫通突出してパワー
ピストン４に先端を枢支した入力軸８を介して上
記ブレーキペダル１に連動しており、またこのパ
ワーピストン４はリターンスプリング９により通
常は後退した図示非作動位置に保持されている。
上記パワーピストン４の前方には出力軸１０が一
体に連結固定され、この出力軸１０はシエル３の
前部に取付けた図示しないマスターシリンダに連
動している。

上記倍力機構２の前方の大気圧室５はシエル３
に設けた開口を介して常時大気に連通しており、
また後方の制御圧室６は本発明に係る圧力制御装
置１１を介して圧縮空気の供給源１２又は大気に
切換え連通可能となつている。この圧力制御装置
１１はマイクロコンピユータを備える制御装置１
３によつて制御され、この制御装置１３は上記入
力軸８に加えられる入力をロードセル等の入力検
出手段１４で検出するとともに、後述する圧力制
御装置１１における第１圧力室６７内の圧力を圧
力検出器７５で検出し、非作動時には上記圧力制
御装置１１により倍力機構２の制御圧室６を大気
に連通させ、また作動時には上記入力軸８に加え
られる入力に応じた制御圧力をその制御圧室６内
に供給するようになつている。

然して、上記圧力制御装置１１は、上下方向に
貫通孔２０を穿設した５つの部材からなるハウジ
ング２１内に弁機構１９を備えており、この弁機
構１９は、上記貫通孔２０の中間部下方の径を拡
開してその段部に形成した第１弁座２２と、上記
貫通孔２０内の中央部に摺動自在に嵌合してその
下端部に第２弁座２３を形成したプランジヤ２４
とを備えている。そして上記貫通孔２０の下方部
に筒状の弁体２５を摺動自在に嵌合し、この弁体
２５とハウジング２１との間に弾装したばね２６
によつて弁体２５の上端面を各弁座２２，２３に
着座するように上方に付勢している。

したがつて、上記弁体２５は第１弁座２２に着
座する第１着座部３０と、第２弁座２３に着座す
る第２着座部３１とを有することとなり、その第
１着座部３０と第２着座部３１との中間部部分を
ハウジング２１に形成した横方向通路３２および
導管３３からなる制御通路３４を介して上記倍力
機構２の制御圧室６に連通させている。

また、上記中間部分よりも半径方向外方をハウ
ジング２１に形成した横方向通路３５および導管
３６からなる供給通路３７を介して上述した圧力
流体の供給源１２に連通させ、さらに上記中間部
分よりも半径方向内方を上記弁体２５の軸部に形
成した通路３８およびハウジング２１に形成した
縦方向通路３９からなる排出通路４０を介して制
御圧室６内の圧力流体を排出する排出部すなわち
大気に連通させている。

さらに上記弁体２５は、その中間部から下方を
小径とすることによりその中間部に段部４１を形
成してあり、この段部４１を含む空間を、弁体２
５とハウジング２１との間に張設したダイアフラ
ム状シール部４２と、ハウジング２１に設けられ
て弁体２５の外周面下部に摺接するリング状シー
ル部材４３とによつて、上記供給通路３７と排出
通路４０とから区画した圧力室４４として形成し
ている。

そしてこの圧力室４４をハウジング２１に形成
した横方向通路４５および縦方向通路４６を介し
て上記制御通路３４に連通させ、かつ上記段部４
１の受圧面積と、上記弁体２５の第１着座部３０
と第２着座部３１との中間部分における受圧面積
とを等しくすることにより、弁体２５に加わる制
御圧力が平衡するようにしている。

次に、上記プランジヤ２４の中間部には第２ピ
ストン５０を固定してあり、この第２ピストン５
０とハウジング２１との間にダイアフラム５１を
張設してその上下に大気圧室５２と第２圧力室５
３をそれぞれ区画形成している。そして上方の大
気圧室５２をハウジング２１に形成した通路５４
を介して大気に連通させるとともに、下方の第２
圧力室５３をハウジング２１に形成した通路５５
を介して上記制御通路３４内に連通させている。

上記第２圧力室５３内に収納したばね５６は第
２ピストン５０とハウジング２１との間に弾装し
てあり、このばね５６は、圧力制御装置１１の非
作動状態では上記第２ピストン５０を上昇端位置
に保持している。この状態では、第２ピストン５
０と一体のプランジヤ２４も上昇端に位置して第
２弁座２３と弁体２５とが離座し、その弁体２５
はばね２６の弾撥力により第１弁座２２に着座し
ているので、倍力機構２の制御圧室６は制御通路
３４、第２弁座２３と弁体２５との間隙および排
出通路４０を介して大気に連通している。

また、上記プランジヤ２４の上端部には支持部
材５７を摺動自在に嵌合し、そのプランジヤ２４
の上端大径部５８によつて支持部材５７がプラン
ジヤ２４から抜出るのを防止している。そしてこ
の支持部材５７と上記第２ピストン５０との間に
ばねからなる弾性体５９を弾装し、通常はその弾
性体５９の弾撥力により支部部材５７を上記上端
大径部５８に当接した上昇端位置に保持してい
る。

上記支持部材５７には第１ピストン６５を連動
させてあり、この第１ピストン６５とハウジング
２１との間にダイヤフラム６６を張設してその上
方に前述した第１圧力室６７を区画するととも
に、その下方に上述のダイヤフラム５１とともに
大気に連通させた大気圧室５２を形成している。
なお、上記支持部材５７と第１ピストン６５とは
別体であつても一体であつてもよい。

上記第１ピストン６５はハウジング２１に摺動
自在に設けてその上端部を外部に突出させてあ
り、この上端部に、ハウジング２１に固定したス
テツピングモータ等のサーボモータ６８の回転軸
６９に固定した偏心カム７０を連動させている。
このサーボモータ６８は前述した制御装置１３に
よつて回転制御され、上記偏心カム７０、第１ピ
ストン６５および支持部材５７を介して弾性体５
９を撓ませ、これによつてプランジヤ２４の下方
への付勢力を制御できるようにしている。

さらに、上記第１圧力室６７はハウジング２１
に形成した通路７１、導管７２および第１電磁開
閉弁７３を介して上記供給源１２に連通させてあ
り、また上記導管７２から分岐させて第２電磁開
閉弁７４を介して大気に連通させている。これら
電磁開閉弁７３，７４は上記制御装置１３によつ
てそれぞれ開閉制御されるようになつており、上
記導管７２に前述した圧力検出器７５を接続して
いる。

以上の構成において、非作動状態すなわちブレ
ーキペダル１に踏力が作用していない状態では、
上記制御装置１３はその状態を入力検出手段１４
によつて検出し、上記サーボモータ６８を非作動
位置に制御すると同時に、第１電磁開閉弁７３を
閉じ、第２電磁開閉弁７４を開いて第１圧力室６
７を大気に連通させている。この状態では、前述
したように、倍力機構２の制御圧室６は制御通路
３４、第２弁座２３と弁体２５との間隙および排
出通路４０を介して大気に連通しており、したが
つてパワーピストン４前後に圧力差が発生してい
ないので、そのパワーピストン４もリターンスプ
リング９によつて非作動位置に保持されている。

この状態からブレーキペダル１が踏込まれて入
力軸８に踏力が伝達されると、その踏力が入力検
出手段１４によつて検出され、その踏力の値が第
２図に示す予め定めた基準入力値Ｆを越えた際に
は、制御装置１３は第２電磁開閉弁７４を閉じる
とともに第１電磁開閉弁７３を開いて上記第１圧
力室６７内に圧力流体を供給すると同時に、入力
値に応じてサーボモータ６８の回転位置を制御す
る。

すると、電磁開閉弁７３，７４の応答性の方が
サーボモータ６８の応答性よりも優れているの
で、第１ビストン６５は第１圧力室６７内に導入
された流体圧力により支持部材５７を介して弾性
体５９を撓ませ、これによりプランジヤ２４を下
方に変位させて第２弁座２３と弁体２５とを着座
させて制御圧室６と大気との連通を遮断し、ひき
続き弁体２５をばね２６に抗して下方に移動させ
て弁体２５を第１弁座２２から離座させる。

これにより供給源１２から圧力流体が供給通路
３７、弁体２５と第１弁座２２との間隙および制
御通路３４を介して倍力機構２の制御圧室６内に
供給されるのでパワーピストン４の前後に流体圧
力差が生じ、パワーピストン４はリターンスプリ
ング９の弾撥力に抗して前進されるようになる。

上記第１圧力室６７内に導入される圧力は圧力
検出器７５によつて検出されており、その圧力が
上記入力に対応した圧力よりも所定値だけ低い圧
力に達すると、上記制御装置１３は第１電磁開閉
弁７３を閉じる。

第１圧力室６７内の圧力が低下すると、上記制
御装置６７は再び第１電磁開閉弁７３を開くとと
もに第２電磁開閉弁７４を閉じて第１圧力室６７
に圧力流体を供給するようになり、その結果、第
２図の曲線Ａで示すように、制御圧室６内には上
記入力軸８に加えられた入力に対応する圧力Ｂよ
りも所定値だけ低く、しかも各電磁開閉弁７３，
７４の開閉作動に伴なつて脈動する第１制御圧力
が導入されるようになる。

他方、上記サーボモータ６８は偏心カム７０を
介して第１ピストン６５を下方に変位させようと
するが、その作動初期には上記各電磁開閉弁７
３，７４による第１ピストン６５の下方への移動
の方が早いので、第１ピストン６５を下方に変位
させることはできない（第２図の曲線Ｃにおける
点線参照）。しかしながら、サーボモータ６８に
よる第１ピストン６５の下方への変位量は入力値
に対応し、上記各電磁開閉弁７３，７４による第
１ピストン６５の下方への変位量はその入力より
も所定値だけ小さい圧力に基いているので、やが
て、第２図のＤ点においてサーボモータ６８が第
１ピストン６５の下方への変位を受け持つように
なる。

このサーボモータ６８による第１ピストン６５
の下方への変位量、したがつて弾性体５９による
プランジヤ２４の下方への付勢力は、入力値が一
定であれば一定となる。他方、上記制御圧室６内
の制御圧力は制御通路３４からハウジング２１に
形成した通路５５を介して第２圧力室５３内に導
入され、この第２圧力室５３内に導入された流体
圧力は上記第２ピストン５０を介してプランジヤ
２４を弾性体５９の付勢力に抗して上方に付勢す
るようになり、プランジヤ２４が上方に移動され
ると、弁体２５が第１弁座２２に着座する。

したがつてその結果、制御通路３４、第２圧力
室５３および制御圧室６内の制御圧力はサーボモ
ータ６８による第１ピストン６５および支持部材
５７の降下量に対応する弾性体５９の付勢力に、
つまりは入力軸８に加えられる入力に応じた第２
制御圧力に安定に制御される（第２図の曲線Ｃに
おける実線参照）。これにより上記パワーピスト
ン４およびこれと一体の出力軸１０は入力に応じ
た出力で前進され、出力軸１０に連動する図示し
ないマスターシリンダ内にブレーキ液圧が発生し
てブレーキ作用が行なわれるようになる。

このように、入力値が上記基準入力値Ｆを越え
た際には、まず第１制御圧力を得て速やかに倍力
機構２に出力を発生させ、ひき続き第１制御圧力
よりも高い安定した第２制御圧力を得て倍力機構
２に入力値に基く安定した出力を発生させること
ができるので、応答性に優れしかも安定した出力
を得ることができる。

これに対し、上記入力検出手段１４によつて検
出された入力値が上記基準入力値Ｆに満たない場
合には、制御装置１３は上記第１電磁開閉弁７３
と第２電磁開閉弁７４とを非作動状態に、すなわ
ち第１電磁開閉弁７３を閉じ、第２電磁開閉弁７
４を開いて第１圧力室６７を大気に連通させた状
態とするとともに、検出した入力値に応じてサー
ボモータ６８の回転位置を制御する。

その結果、第２図の曲線Ｅで示すように、倍力
機構２の制御圧室６内には上記サーボモータ６８
によつて制御された第２制御圧力のみが導入され
るようになり、これにより倍力機構２によつて安
定した相対的に小さな出力が得られる。そして、
そのような小さな出力が要求される場合には、前
述したように穏やかな出力が要求されたというこ
とと異ならないので、相対的に応答性の悪いサー
ボモータ６８によつて倍力機構２に出力を発生さ
せても、応答性の悪さによる不快感を操作者に与
えることはない。

なお、上記実施例では、検出した入力値の大小
から上記倍力機構に急速な出力上昇が要求されて
いるか否かを判定するようにしているが、これに
限定されるものではなく、例えば、上記検出した
入力値から上記倍力機構２の制御圧室６内に供給
する制御圧力を演算するとともに、圧力検出手段
により現在の倍力機構２の制御圧室６内の圧力を
検出し、その演算した制御圧力と現在の圧力との
差の大小から上記倍力機構に急速な出力上昇が要
求されているかいなかを判定するようにしてもよ
く、或いは検出した入力値の単位時間における変
化の大小からその判定を行なう等、種々の方法に
よつてその判定を行なうことができる。

また、上記実施例ではサーボモータ６８の回転
を偏心カム７０を用いて第１ピストン６５に伝達
しているが、これに限定されるものではなく、例
えばサーボモータ６８の回転軸６９にピニオンを
固定するとともに、このピニオンを第１ピストン
６５に形成したラツクに噛合させるようにしても
よい。

また、上記実施例のサーボモータ６８の代わり
にステツピングモータを用いてもよいことは勿論
であり、上記制御装置１３に車両の積載状態や減
速度等の各種の条件を入力して総合的に制御圧力
を決定するようにしてもよいことも勿論である。

「発明の効果」 以上のように、本発明によれば、操作者に不快
感を与えることなく応答性に優れしかも安定した
倍力機構の出力を得ることができるという効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示し、要部を断面
図とした系統図、第２図は本発明に係る特性曲線
図である。 １……ブレーキペダル、２……倍力機構、３…
…シエル、４……パワーピストン、６……制御圧
室、８……入力軸、１１……圧力制御装置、１２
……供給源、１３……制御装置、１４……入力検
出手段、１９……弁機構、２１……ハウジング、
２２……第１弁座、２３……第２弁座、２４……
プランジヤ、２５……弁体、３０……第１着座
部、３１……第２着座部、３４……制御通路、３
７……供給通路、４０……排出通路、５０……第
２ピストン、５３……第２圧力室、５７……支持
部材、５９……弾性体、６５……第１ピストン、
６７……第１圧力室、６８……サーボモータ、７
３……第１電磁開閉弁、７４……第２電磁開閉
弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 入力軸に加えられる入力を検出し、その入力
   値に基く制御圧力を倍力機構の制御圧室に供給し
   て出力を発生させる倍力装置の圧力制御方法であ
   つて、検出した入力値を要素として上記倍力機構
   に急速な出力上昇が要求されているか否かを判定
   し、急速な出力上昇が要求されている場合には、
   電磁弁を開閉制御して上記入力値に基く制御圧力
   よりも低い第１制御圧力を速やかに発生させるの
   と同時に、サーボモータにより上記入力値に基く
   所要の付勢力で弁機構を供給通路側に開かせて圧
   力流体を導入するとともに、この導入した圧力に
   より上記付勢力に対抗して弁機構を排出通路側に
   開かせ、その導入した圧力流体を排出させて上記
   第１制御圧力にひき続いて上記入力値に基いた第
   ２制御圧力を発生させ、かつ、上記第１制御圧力
   と第２制御圧力のうち高い制御圧力を倍力機構の
   制御圧室に供給し、他方、急速な出力上昇が要求
   されていない場合には、上記第１制御圧力を倍力
   機構の制御圧室に供給することなく上記第２制御
   圧力をその制御圧室に供給することを特徴とする
   倍力装置の圧力制御方法。 ２ 検出した入力値の大小から上記倍力機構に急
   速な出力上昇が要求されているか否かを判定する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   倍力装置の圧力制御方法。 ３ 検出した入力値に対応する制御圧力と、現在
   の制御圧室内の圧力との差の大小から上記倍力機
   構に急速な出力上昇が要求されているか否かを判
   定することを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の倍力装置の圧力制御方法。 ４ 検出した入力値の単位時間における変化の大
   小から上記倍力機構に急速な出力上昇が要求され
   ているか否かを判定することを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載の倍力装置の圧力制御方
   法。