JPH11105703A

JPH11105703A - 制動装置

Info

Publication number: JPH11105703A
Application number: JP9283136A
Authority: JP
Inventors: Toshio Takayama; 利男高山; Masaru Sakuma; 賢佐久間; Kunihiro Matsunaga; 邦洋松永
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1997-09-30
Filing date: 1997-09-30
Publication date: 1999-04-20
Anticipated expiration: 2017-09-30
Also published as: US6203118B1; DE19845052A1; JP4026092B2; DE19845052B4

Abstract

(57)【要約】【課題】安全性及び操作性を確保でき、容易な制御で
緊急時に大きなブレーキ力を発生させることができるブ
レーキ補助機構を備えた制動装置を提供する。【解決手段】ストローク速度がストローク速度閾値の
基準値を超えた場合、ソレノイド２１に通電してアーマ
チュア２３を吸引し、プランジャ２０の位置に無関係
に、大気弁２４が開弁し、定圧室７と変圧室８との圧力
差に応じた推力でパワーピストン６ａ，６ｂひいては出
力ロッド２７が前進してフル制動が行われる。中程度の
緊急状態での安全性向上には、反力調整機構３２が寄与
させる一方、ソレノイド２１による強制フル制動を、緊
急度の高い場合に限定利用することができる。すなわ
ち、安全性を確保した状態で、ストローク速度閾値の基
準値Ｓｅｏを大きく設定して、不要な制動を防止できる
ので、上述した従来技術で必要とされた妥協的な閾値設
定を厳密に追求する必要がなくなり、この分、コントロ
ーラ３９の構成の簡易化が図れると共に、制御の迅速化
を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、緊急状態にはドラ
イバのブレーキ操作を補助して大きなブレーキ力を発生
させるブレーキ補助機構を備えた制動装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、ブレーキ補助機構を組み込んだ制
動装置の一例として、特開昭６１−２６８５６０号公報
に示すようなものがある。この制動装置は、ブレーキ補
助機構をブレーキ倍力装置に組み込んで構成されてい
る。

【０００３】その倍力装置の構成は、事故回避時のよう
な車を即座に停止または減速させたい緊急状態であるか
否かをブレーキペダルの踏み込み速度を検出するセンサ
の出力に基づいて判定し、通常時は、ドライバによるブ
レーキペダルの踏力に応じて移動する入力ロッドによっ
て負圧弁を閉弁すると共に大気弁を開弁し、従前同様に
変圧室に作動流体を供給し、これによりパワーピストン
に差圧を発生させて倍力作用を行う一方、事故回避時の
ような車を即座に停止または減速させたい緊急状態は、
前述した入力ロッドの移動による従前通りの作動流体の
供給とは別に、コントロール弁を開弁して作動流体を変
圧室に供給し、これによりパワーピストンにさらに大き
な差圧を発生させて倍力作用を行い、ドライバのブレー
キ操作を補助して大きなブレーキ力を発生させる構成と
なっている。

【０００４】そして、このようなブレーキ倍力装置の、
ブレーキペダルの踏み込み速度に基づき緊急状態を判定
してコントロール弁を開弁させるコントローラの従来例
としては、図７に示すようなものがある。

【０００５】この従来例では、コントローラは、予め定
められた制御サイクル毎に図示しないペダルストローク
センサからのストローク信号ｓＢを読み取り（ステップ
S1）、次のステップS2で前回の制御サイクルでのストロ
ーク信号値ｓＢ（ｎ−１）と今回の前記ステップS1で読
み込んだストローク信号値ｓＢ（ｎ）との差分ＶＢを求
める。ここで、制御サイクルは、タイマ割り込み処理な
どによって一定時間間隔で起動されるようになってお
り、上記差分計算により、速度（ストローク速度）ＶＢ
が算出される。すなわち、ステップS2で、コントローラ
は、前記差分ＶＢに対応するストローク速度を算出して
おり、以下、適宜、ストローク速度を符号ＶＢで示す。

【０００６】次のステップS3で、コントローラは、スト
ローク速度閾値の基準値Ｓｅｏに車両速度係数Ｆ１
（Ｖ）及びストローク係数Ｆ２（ｓＢ）を乗算してスト
ローク速度閾値Ｓｅを算出する。ここで、車両速度係数
Ｆ１（Ｖ）は、例えば特開平７−７６２６７号公報に示
されるようなもので、車速に応じて予め設定されてお
り、車速が小さいときには大きな係数として設定され、
駐車や後退の際の制動ペダルの激しい操作によって無用
にブレーキ補助機構が作動開始してしまうのを防止でき
るように設定されており、また、車速が普通の円滑な走
行速度にあるときには、前記車速が小さいときの係数よ
りも小さな係数（最小値も含む）として設定され、制動
ペダルの激しい操作によってブレーキ補助機構が作動開
始するのを許容し易いように設定されている。さらに、
車速が非常に高いときには、前記車速が普通の円滑な走
行速度にあるときよりも再び大きな係数として設定さ
れ、車速が非常に高いときにはドライバは制動ペダルの
激しい操作を行う傾向があるので、この制動ペダルの激
しい操作によって無用にブレーキ補助機構が作動開始し
てしまうのを防止するように設定されている。

【０００７】また、ストローク係数Ｆ２（ｓＢ）は、例
えば特開平７−７６２６７号公報に示されるようなもの
で、ブレーキペダルのストロークの増大に伴い段階的に
低下する値になっており、例えばブレーキペダルのスト
ロークの増大につれて倍力装置の反力が増加するので、
このストロークの増大によってドライバが速いブレーキ
ペダルの踏み込み速度を得られにくくなり、ブレーキ補
助機構が作動開始しにくくなるのを補正するように設定
されている。

【０００８】続くステップS4では、ブレーキ剛性監視処
理を行って、剛性係数Ｋｗを算出する。ここで、ブレー
キ剛性監視処理とは、例えば特開平８−２０７７２１号
公報に示されるようなもので、例えば倍力装置のパワー
ピストンに設けられたダイアフラムの弾力変化やブレー
キパッドの摩耗等によって制動装置の反応特性が変化し
てしまった場合、この制動装置の反応特性の変化をブレ
ーキペダルのストロークや車速等といったデータの関係
に基づき監視し、この反応特性変化が検出された場合に
はこの変化による影響を補正するための係数、剛性係数
Ｋｗを演算するものである。

【０００９】次のステップS5では、ドライバ操作癖監視
処理を行って、操作癖係数を算出する。ここで、ドライ
バ操作癖監視処理は、例えば特開平７−１５６７８６号
公報に示されるようなもので、ドライバ個々に関係する
補正係数としての操作癖係数を求めるもので、ドライバ
による制動操作終了後、当該ドライバに関係する操作癖
係数を、当該制動操作の際に得られたブレーキペダルの
最大ストローク速度ＶＢｍ及び最大ストロークｓＢｍに
基づき特性係数Ｋを演算し、予め設定されているモデル
ドライバの操作癖係数（＝１）にこの特性係数Ｋを乗算
して、当該ドライバ固有の操作癖係数を演算する処理で
ある。

【００１０】そして、次のステップS6では、先のステッ
プS3で求めたストローク速度閾値Ｓｅ、剛性係数Ｋｗ及
び操作癖係数を乗算して修正ストローク速度閾値を求
め、この修正ストローク速度閾値に比して先に求められ
たストローク速度ＶＢが大きいか否か比較され、緊急状
態か否かが判定される。

【００１１】これにより、ステップS6でYES となり緊急
状態と判定されると、コントロール弁のソレノイドを駆
動して開弁することにより、入力ロッドの移動による従
前どおりの負圧弁及び大気弁の作動による変圧室への作
動流体の供給とは別に、作動流体を作動流体源からコン
トロール弁を介して変圧室に供給するようにし、これに
よりパワーピストンにさらに大きな差圧を発生させて倍
力作用を行い、ドライバのブレーキ操作を補助して大き
なブレーキ力を発生させるようにする。そして、以上説
明した前記ステップS1〜S7の制御（サブルーチン）が終
了し、この制御は予め定められた制御サイクル毎に繰り
返し実行される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
緊急状態にはドライバのブレーキ操作を補助して大きな
ブレーキ力を発生させるブレーキ機構を備えた制動装置
では、本当に必要な緊急状態でのみブレーキ補助機構を
作動させるべきで、緊急度の低い場面ではブレーキ補助
機構は作動させるべきではない。そのため、図７で説明
したように、ブレーキ補助機構を作動させなければなら
ない緊急状態であるか否かの判定のためのストローク速
度閾値の設定は、車両速度やブレーキペダルストローク
に応じて細かく調整しなければならず、さらに倍力装置
のパワーピストンに設けられたダイアフラムの弾力変化
やブレーキパッドの摩耗等によっても同じブレーキペダ
ルの踏力であってもブレーキ踏み込み速度が変化するの
で、このブレーキ剛性についても常時モニタしてストロ
ーク速度閾値を補正しなければならない。

【００１３】さらに、緊急時のブレーキペダルの踏力
（操作の仕方）自体も一の個人にあっては緊急状態の操
作の仕方であっても他の個人にあっては通常時の操作の
仕方の範囲内であるといった個人差もあるので、ドライ
バの癖に応じてもストローク速度閾値を補正しなければ
ならなかった。そのため、これら補正のための係数設定
が複雑である上、その設定のためには多人数を対象に、
かつ多大な時間をかけて事前調査を行わなければならな
かった。また、さらにこれら多大な労力をかけて厳密に
ストローク速度閾値を修正しても、修正したストローク
速度閾値の前後で極端にブレーキの効きが変化すること
があり、かえってドライバのブレーキペダルの操作感覚
に混乱を招く虞もあった。

【００１４】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、安全性及び操作性を確保でき、容易な制御で緊急時
に大きなブレーキ力を発生させることができるブレーキ
補助機構を備えた制動装置を提供することを目的とす
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
ハウジング内をパワーピストンにより定圧室と変圧室と
に画成し、該パワーピストンに支持されたバルブボディ
内には、ブレーキペダルに連動する入力ロッドに連結さ
れたプランジャの移動により前記変圧室への作動流体の
供給を制御する弁機構を設け、該弁機構の作動に基づく
前記変圧室と前記定圧室との間に発生した差圧によって
前記パワーピストンに生じた推力を出力ロッドを介して
伝達し、その反力の一部をリアクション部材及び前記プ
ランジャを介して前記入力ロッドに作用させる構成とし
た倍力装置と、該倍力装置の変圧室に連通して設けら
れ、駆動信号の入力により該変圧室へ作動流体の供給を
行う制御弁手段と、ブレーキペダルのストロークを検出
するストローク検出手段と、該ストローク検出手段の検
出結果に基づくブレーキペダルのストローク速度と予め
設定された閾値とを比較し、閾値を越えたときには前記
制御弁手段に駆動信号を出力する制御弁駆動制御手段
と、前記出力ロッドから前記リアクション部材及び前記
プランジャを介して入力ロッドに作用する反力の一部が
所定値に達したときに、前記入力ロッドに作用する反力
の割合を該所定値到達前に対し低減させる反力調整機構
と、を設けたことを特徴とする。

【００１６】請求項２記載の発明は、請求項１記載の構
成において、前記弁機構は、バルブボディ内に設けられ
た弁体と、バルブボディ内を移動可能に設けられ、前記
入力ロッドに連結されたプランジャと、前記弁体に当接
する弁座部及び前記プランジャが係合可能な係合部を有
し、常時は該係合部を前記プランジャに当接させるよう
に付勢されて前記バルブボディ内を移動可能に設けられ
たアーマチュアとからなり、前記制御弁手段は、該アー
マチュアと、該アーマチュアを前記弁体から離間させる
ように該アーマチュアに対して磁力を発生するソレノイ
ドとからなり、前記反力調整機構は、前記リアクション
部材に当接可能に配置され、前記リアクション部材とプ
ランジャとの間にプランジャに対して相対移動可能に介
在された反力受けと、該反力受けとプランジャとの間に
介装されたスプリング部材と、前記反力受けとプランジ
ャとの間に介装され前記反力受けとプランジャとの初期
離間位置および前記スプリング部材の前記反力受けに対
するセット荷重を調整する調整部材とからなることを特
徴とする。

【００１７】請求項３記載の発明は、請求項１記載の構
成において、前記弁機構は、バルブボディ内に設けられ
た弁体と、バルブボディ内を移動可能に設けられ、前記
入力ロッドに連結されたプランジャと、前記弁体に当接
する弁座部及び前記プランジャが係合可能な係合部を有
し、常時は該係合部を前記プランジャに当接させるよう
に付勢されて前記バルブボディ内を移動可能に設けられ
たアーマチュアとからなり、前記制御弁手段は、該アー
マチュアと、該アーマチュアを前記弁体から離間させる
ように該アーマチュアに対して磁力を発生するソレノイ
ドとからなり、前記反力調整機構は、前記バルブボディ
の当接部に形成され、前記プランジャの先端が収容され
た凹部からなり、該凹部により出力反力の大きさに応じ
てプランジャの有効受圧面積を変化させるように構成し
たことを特徴とする。

【００１８】

【実施の形態】以下、本発明の第１の実施の形態の制動
装置を図１ないし図５に基づいて説明する。なお、図７
に示す部分と同一の部分は同一符号で示し、その説明は
適宜省略する。図１及び図２において、１はフロントシ
ェル２及びリアシェル３からなるハウジングである。ハ
ウジング１内は、センタシェル４により、前・後室（符
号省略）に画成されている。前室は、ダイアフラム４ａ
を備えたパワーピストン６ａによって、前側定圧室７ａ
及び前側変圧室８ａに画成され、後室は、ダイアフラム
５ｂを備えたパワーピストン６ｂによって、前側定圧室
７ｂ及び前側変圧室８ｂに画成されている。本実施の形
態では、上述したハウジング１、及び後述する弁機構、
リアクションディスク２８、プランジャ２０等により倍
力装置が構成されている。

【００１９】パワーピストン６ａ，６ｂには略筒状のバ
ルブボディ９が取り付けられている。バルブボディ９
は、カップ形状の有底の大径筒部１０と、この大径筒部
１０に連接された小径筒部１１とからなっている。大径
筒部１０はパワーピストン６ａ，６ｂに気密的に嵌合さ
れていると共に、センタシェル４に対し気密的かつ摺動
可能に挿通されている。小径筒部１１はリアシェル３に
気密的かつ摺動可能に挿通してリアシェル３の後方に延
ばされている。小径筒部１１の開口側にはサイレンサ機
能及び空気浄化機能を有するフィルタ１２が収納されて
おり、フィルタ１２を介して大気がバルブボディ９内部
に導入されるようになっている。

【００２０】小径筒部１１の大径筒部１０側部分は肉厚
に形成されており、当該肉厚部分１３には、一端側が大
径筒部１０の開口側に開口し、他端側が小径筒部１１の
先端側に開口する軸方向に延びる通路Ｔ１及び一端側が
後側変圧室８ｂに開口し、他端側が肉厚部分１３の内側
に開口する径方向に延びる通路Ｔ２（便宜上、模式的に
図示する。）が形成されている。さらに、バルブボディ
９には、前側定圧室７ａと後側定圧室７ｂとを連通する
通路Ｔ３、前側変圧室８ａと後側変圧室８ｂとを連通す
る通路（図示省略）が形成されている。以下、便宜上、
前側定圧室７ａ及び後側定圧室７ｂを適宜、定圧室７と
総称し、前側変圧室８ａ及び後側変圧室８ｂを適宜、変
圧室８と総称する。定圧室７は、図示しないエンジンの
吸気装置等の負圧源に接続されて常時負圧になってい
る。

【００２１】小径筒部１１内の前記通路Ｔ１の開口部分
の近傍には、弾性変形可能な弁体１４の基端部が押え部
材１５により固定されている。弁体１４の先端部と入力
ロッド１６との間にはばね１７が介装されており、弁体
１４を通路Ｔ１の開口側（弁座）に付勢して通路Ｔ１を
閉じるようにしている。この弁体１４及び通路Ｔ１の開
口部分（弁座）により真空弁１８が構成されている。押
え部材１５と入力ロッド１６との間には戻しばね１９が
介装されていて入力ロッド１６を後方に付勢するように
している。

【００２２】小径筒部１１には、ブレーキペダル（図示
省略）に連動した入力ロッド１６が挿入されている。入
力ロッド１６の先端部には、該入力ロッド１６に連動す
る軸状のプランジャ２０が設けられている。前記大径筒
部１０の底部側には入力ロッド１６と同心になるように
ソレノイド２１が配置されている。ソレノイド２１は略
筒状のソレノイド保持具２２を介して大径筒部１０に保
持されている。ソレノイド２１の内側にはソレノイド２
１に駆動される略筒状のアーマチュア２３が進退動可能
に配置されている。ソレノイド２１は、励磁されて磁力
を発生し、アーマチュア２３を弁体１４から離間させる
ようにする。この場合、アーマチュア２３は、ソレノイ
ド２１の中心に対して入力ロッド１６側に偏倚して配置
されている。

【００２３】アーマチュア２３は、大径のアーマチュア
本体２３ａと、このアーマチュア本体２３ａに締結され
るアーマチュア補助体２３ｂとから大略構成されてお
り、アーマチュア補助体２３ｂは、アーマチュア本体２
３ａに比して小径の筒状とされている。アーマチュア本
体２３ａには、プランジャ２０を挿通する孔（符号省
略）が形成された底部（係合部）２３ｃが設けられてい
る。この底部２３ｃには、プランジャ２０の段差部２０
ａが当接するようになっており、プランジャ２０の前進
に連動してアーマチュア２３が前進し得るようになって
いる。アーマチュア補助体２３ｂは、その先端部が弁体
１４の先端部に当接可能であり当接時に通路Ｔ２と大気
とを遮断し、かつ離間することにより両者を連通させて
大気を後側変圧室８ｂ及び前側変圧室８ａに導入させる
ようになっている。上述したアーマチュア補助体２３ｂ
及び弁体１４により大気弁２４が構成されている。本実
施の形態では、弁体１４、プランジャ２０及びアーマチ
ュア２３により弁機構が構成されている。また、アーマ
チュア２３及びソレノイド２１により制御弁手段が構成
されている。

【００２４】前記ソレノイド保持具２２の一端側（図１
左側）には、ディスク収納体２５が装着されている。デ
ィスク収納体２５は、収納体筒部２５ａと、リング状の
フランジ部２５ｂとからなり、フランジ部２５ｂがソレ
ノイド保持具２２に取り付けられ、収納体筒部２５ａが
ソレノイド２１内に延長されたものになっている。ディ
スク収納体２５とフロントシェル２との間には戻しばね
２６が介装されており、ディスク収納体２５ひいてはバ
ルブボディ９を後方（図１右方向）に付勢している。

【００２５】ディスク収納体２５に形成された孔２５ｃ
には、出力ロッド２７の基端部及びゴム等の弾性体から
なるリアクションディスク（リアクション部材）２８が
収納されている。出力ロッド２７の先端部は、フロント
シェル２を気密的に挿通してその前方に延ばされ、マス
タシリンダ（図示省略）に連結される。収納体筒部２５
ａとアーマチュア本体２３ａとの間にはばね２９が介装
されており、両者を離間する方向に付勢している。フロ
ントシェル２にはスタッドボルト３０が植立されてお
り、このスタッドボルト３０を介してマスタシリンダが
本装置に一体的に取り付けられる。リアシェル３にはス
タッドボルト３１が植立されており、このスタッドボル
ト３１を介して倍力装置が車体（図示省略）に固定され
ている。

【００２６】前記ディスク収納体２５の孔２５ｃ及びア
ーマチュア本体２３ａ内で前記リアクションディスク２
８とプランジャ２０との間には反力調整機構３２が介装
されている。反力調整機構３２は、リアクションディス
ク２８に並設されるリング状の中間部材３３と、中間部
材３３の孔に一端側が挿通される有底筒状の反力受け３
４と、プランジャ２０の先端部に設けられるハット状の
ばね受け３５と、反力受け３４に形成されたフランジ３
４ａとばね受け３５との間に介装された圧縮ばね３６
と、この圧縮ばね３６に所定のセット荷重を与える調整
ロッド３７とから大略構成されている。図１（図２）に
示す初期状態で反力受け３４とリアクションディスク２
８との間には所定幅の隙間が形成されている。

【００２７】この場合、反力調整機構３２は、圧縮ばね
３６のセット荷重を調整しておくことにより、出力ロッ
ド２７からリアクションディスク２８及びプランジャ２
０を介して入力ロッド１６に作用する反力の一部が所定
値（後述する図４の点Ｃに対応する値）に達したとき
に、入力ロッド１６に作用する反力の割合を該所定値到
達前に対し低減させる（図４の出力領域Ｄ）ようにして
いる。

【００２８】ばね受け３５は、有底の筒部（以下、ばね
受け筒部という。）３５ａと、ばね受け筒部３５ａの開
口側に形成されたフランジ（以下、ばね受けフランジと
いう。）３５ｂとからなり、ばね受け筒部３５ａの底部
３５ｃには調整ロッド３７の軸部３７ａを進退可能に挿
通する孔（符号省略）が形成されている。ばね受け筒部
３５ａの開口側には、プランジャ２０の先端部が嵌合さ
れている。

【００２９】調整ロッド３７は、その軸部３７ａがばね
受け筒部３５ａの底部３５ｃの孔を挿通して反力受け３
４の穴に圧入固定されると共に、その頭部３７ｂがばね
受け筒部３５ａ内を進退動可能でかつばね受け筒部３５
ａの底部３５ｃに係止されるようになっている。反力受
け３４の穴への調整ロッド３７の挿入長さを変えること
により、圧縮ばね３６に付与するセット荷重を調整し得
るようになっている。また、圧縮ばね３６に荷重がかか
っていない組付状態で反力受け３４からばね受け筒部３
５ａの底部３５ｃまでの長さＭに比して調整ロッド３７
の頭部３７ｂからプランジャ２０の先端部までの長さＮ
が長く（Ｎ＞Ｍ）なっており、圧縮ばね３６の短縮時に
反力受け３４とばね受け筒部３５ａの底部３５ｃとが当
接するまで調整ロッド３７の頭部３７ｂがばね受け筒部
３５ａ内を移動可能になっている。

【００３０】前記フロントシェル２には、ストロークセ
ンサ（ストローク検出手段）３８の本体部３８ａが気密
的に嵌合されている。ストロークセンサ３８の本体部３
８ａに進退可能に支持された可動軸３８ｂの先端部がパ
ワーピストン６ａに連結されており、パワーピストン６
ａひいてはバルブボディ９の移動位置を検出するように
なっている。ストロークセンサ３８及びソレノイド２１
には、ハウジング１外に配置したコントローラ（制御弁
駆動制御手段）３９が接続されている。ソレノイド２１
とコントローラ３９とを接続する接続線４０は、フロン
トシェル２に気密的に嵌装されたグロメット４１に貫通
されている。

【００３１】コントローラ３９は、後述するようにスト
ローク速度ＶＢが基準値Ｓｅｏを超えたとき、ソレノイ
ド２１への通電を行い大きな出力を得られるようにして
いる。

【００３２】このコントローラ３９は、図３に示すよう
な演算処理を行う。すなわち、ストロークセンサ３８か
らのストローク信号ｓＢを読み取り（ステップS1）、次
のステップS2でストローク速度ＶＢを求める。次に、ス
トローク速度ＶＢがストローク速度閾値の基準値Ｓｅｏ
を超えたか否かを判定する（ステップS6A ）。ステップ
S6A でYES と判定すると、反力調整機構３２の作動とは
別個に、図示しないソレノイド２１に通電することによ
り大気弁２４を開弁する（ステップS7）。

【００３３】上述したように構成した制動装置の作用
を、以下に説明する。この制動装置は、図１（図２）に
示す初期状態で、定圧室７、変圧室８は一定圧（負圧）
となっており、かつ大気弁２４、真空弁１８は閉じられ
ている。この状態で入力ロッド１６が押されると、プラ
ンジャ２０、アーマチュア２３及び反力調整機構３２
が、リアクションディスク２８、反力調整機構３２及び
プランジャ２０相互の間の隙間を移動することにより、
アーマチュア補助体２３ｂが弁体１４から離間し（大気
弁２４が開弁し）、大気が小径筒部１１とアーマチュア
２３との間の空間部４８及び通路Ｔ１を通って後側変圧
室８ｂ（及び前側変圧室８ａ）に流入して後側定圧室７
ｂと後側変圧室８ｂとの間及び前側定圧室７ａと前側変
圧室８ａとの間に差圧が生じる。これによりパワーピス
トン６ａ，６ｂひいてはバルブボディ９が前進して出力
ロッド２７に推力が発生し制動作用が開始される。

【００３４】この制動初期状態では、反力調整機構３２
の反力受け３４が、リアクションディスク２８と反力受
け３４との間の隙間を移動することによりリアクション
ディスク２８からの反力を受けることなく大気弁２４が
開弁されるので、十分な初期制動力（図４の出力領域Ａ
に示すジャンプイン量）を得ることができる。この後、
プランジャ２０がさらに前進して、リアクションディス
ク２８の一部が反力受け３４の方向に膨出変形すると、
膨出変形したリアクションディスク２８を介して出力反
力の一部が反力受け３４から非圧縮状態の圧縮ばね３
６、ひいてはプランジャ２０及び入力ロッド１６に伝達
され、入力に応じて出力が比例して増加する（図４の出
力領域Ｂ）。

【００３５】ブレーキペダル踏力が、反力調整機構３２
（圧縮ばね３６）のセット荷重に達すると、圧縮ばね３
６が縮み出し入出力特性を示す線分が点Ｃを境に屈曲し
て倍力比（入力ロッド１６の入力に対する出力ロッド２
７からの出力比。図４の線分の傾斜角で示される。）
が、出力領域Ｂの倍力比に比して大きくなる（図４の出
力領域Ｄ）。

【００３６】なお、このように出力領域Ｄの倍力比が出
力領域Ｂの倍力比に比して大きくなるのは、上述したよ
うに出力ロッド２７からリアクションディスク２８及び
プランジャ２０を介して入力ロッド１６に作用する反力
の一部が所定値に達したときに、入力ロッド１６に作用
する反力の割合を該所定値到達前に対し低減させる（図
４の出力領域Ｄ）ようにしていることにより得られるも
のである。

【００３７】ここで、「反力の割合の低減」により「倍
力比が大きくなる」ことについて、以下に説明する。上
述したように図２に示す初期状態で、定圧室７ａ，７
ｂ、変圧室８ａ，８ｂは一定圧（負圧）で、大気弁２４
は閉じられている。この状態でブレーキペダルが操作さ
れ入力ロッド１６が押された場合は、上述したように入
力ロッド１６に連結されたプランジャ２０が前進すると
共に、段差部２０ａを介してアーマチュア２３も前進
し、真空弁１８が閉じられた状態で、アーマチュア補助
体２３ｂの端部が弁体１４から離間して大気弁２４が開
弁し、変圧室８ａ，８ｂに大気が流入して定圧室７ａ，
７ｂと変圧室８ａ，８ｂとの間に差圧が生じる。この差
圧によりパワーピストン６ａ，６ｂが前進し、リアクシ
ョンディスク２８を介して出力ロッド２７に前方への出
力が発生する。また、リアクションディスク２８は、こ
の際の出力ロッド２７からの反力により変形し、反力調
整機構３２の反力受け３４とリアクションディスク２８
との間に形成されている所定幅の隙間Ｐを埋めて反力受
け３４に当接し押圧するようになる。この結果、出力ロ
ッド２７からの反力の一部が、反力調整機構３２、プラ
ンジャ２０を介して入力ロッド１６に作用し、ブレーキ
ペダルの踏力感を付与することになる（図４の出力領域
Ａに示すジャンプイン量）。

【００３８】これにより、ブレーキペダルの踏力が所定
値の達するまでは、リアクションディスク２８を介して
反力調整機構３２に伝えられる反力の一部は、その圧縮
ばね３６の所定のセット荷重よりも小さいので、圧縮ば
ね３６は押し縮められることはなく、一定の倍力比で、
ブレーキ操作力に応じたサーボ力を発生させることがで
きる（図４の出力領域Ｂ）。

【００３９】これに対し、ブレーキペダルの踏力が所定
値を越えた場合は、リアクションディスク２８を介して
反力調整機構３２に伝えられる反力の一部は、その圧縮
ばね３６の所定のセット荷重よりも大きくなるので、圧
縮ばね３６は反力調整機構３２に伝えられる反力の一部
の大きさに応じて押し縮められて反力受け３４が相対的
にプランジャ２０側すなわちばね受け３５側に近接する
ことになる。この結果、この圧縮ばね３６が押し縮めら
れた分だけ、同じパワーピストン６ａ，６ｂの変位位置
に対しては、反力調整機構３２の反力受け３４はリアク
ションディスク２８と離れることとなり、両者の間に形
成されている隙間Ｐが、この圧縮ばね３６が押し縮めら
れた分だけ拡大されることになって、前述した図４に示
すジャンプイン量（出力領域Ａ）が増大することにな
る。

【００４０】これにより、ブレーキペダルの踏力が所定
値を越えている場合は、リアクションディスク２８を介
して反力調整機構３２に伝えられる反力の一部が圧縮ば
ね３６の所定のセット荷重よりも大きくなり、圧縮ばね
３６はその大きさに応じて押し縮められ、その押し縮め
られる分だけ前述のジャンプイン量が増していることに
なるので、ブレーキペダルの踏力が所定値を越えていな
い場合に比して、見かけ上、倍力比が大きくなる（図４
の出力領域Ｄ）。

【００４１】上述したようにして、本実施の形態の反力
調整機構３２は、図４出力領域Ｂ、Ｄに示されるような
２レシオ特性を得るようにしている。

【００４２】さらに、ブレーキペダルが踏まれて圧縮ば
ね３６が縮んで、ばね受け３５が反力受け３４に当接す
る（即ち、長さＭ＝０となる）と（図４で点Ｅに達する
と）、圧縮ばね３６のばね力が入力ロッド１６及び出力
ロッド２７間の力伝達に作用しなくなり、入出力特性を
示す線分が点Ｅを境に屈曲して倍力比が、出力領域Ｂの
倍力比と略同等になる（図４の出力領域Ｆ）。

【００４３】本実施の形態では、反力調整機構３２を有
しており、上述したように図４の出力領域Ａ、Ｂの入出
力特性（２レシオ特性）を発揮することができるが、こ
れに対して、反力調整機構３２を有していないタイプの
制動装置では、このような２レシオ特性を得ることがで
きず、その入出力特性は例えば図８に示されるものとな
る。

【００４４】上述したように、所定の入力（点Ｃ）を超
えると、出力増加割合が大きくなるので、踏力の増加が
少なくても大きな制動力を得ることができる。このた
め、反力調整機構３２を有しない従来装置に比して、あ
る程度の緊急（中程度の緊急）時にも比較的小さい踏力
で迅速に大きな制動力を発生することが可能になり、安
全性の向上を図ることができる。

【００４５】一方、コントローラ３９は、ストロークセ
ンサ３８の出力信号ｓＢを監視し、一定時間間隔の出力
信号ｓＢの差分計算によりストローク速度ＶＢを求める
と共に、このストローク速度ＶＢがストローク速度閾値
の基準値Ｓｅｏを超えた場合、ソレノイド２１に通電し
てアーマチュア２３を吸引する。このため、プランジャ
２０の位置に無関係に、大気弁２４が開弁し、変圧室８
に大気が導入されて定圧室７の真空度と変圧室８の内圧
（大気圧）との圧力差に応じた推力でパワーピストン６
ａ，６ｂひいては出力ロッド２７が前進してフル制動が
行われ、緊急度が極めて高い場合に利用可能となる。

【００４６】上述したように、中程度の緊急状態での安
全性向上には、反力調整機構３２が寄与するので、ソレ
ノイド２１による強制フル制動を、緊急度の高い場合に
限定利用することができる。すなわち、安全性を確保し
た状態で、ストローク速度閾値の基準値Ｓｅｏを大きく
設定して、不要な制動を防止できるので、上述した従来
技術で必要とされた妥協的な閾値設定を厳密に追求する
必要がなくなる。このため、上述した従来技術のステッ
プS3、S4、S5（図７）等のような閾値の補正処理を不要
とすることができ、この分、コントローラ３９の構成の
簡易化が図れると共に、制御の迅速化を図ることができ
る。

【００４７】次に本発明の第２の実施の形態を図５に基
づいて説明する。この第２の実施の形態のコントローラ
３９は、図３と同様にステップS1、S2、S7を設けると共
に、図３のステップS6A に代えてステップS6B を設け、
ステップS2とステップS6B との間にステップS3B 、ステ
ップS5B を設けた構成になっている。ステップS3B で
は、ストローク速度閾値の基準値Ｓｅｏにストローク係
数Ｆ２（ｓＢ）を乗算してストローク速度閾値Ｓｅを算
出する。ステップS5B では、図７と同様にドライバ操作
癖監視処理を行うと共に、操作癖係数を算出する。ステ
ップS6B では、ストローク速度閾値Ｓｅ及び操作癖係数
の積算を行って修正閾値を求め、この修正閾値（操作癖
係数により修正された閾値）に比してストローク速度Ｖ
Ｂが大きいか否かが判定される。

【００４８】この第２の実施の形態では、上述した従来
技術のステップS4のような閾値の補正処理を不要とする
と共に、ステップS3の車両速度係数Ｆ１（Ｖ）を用いた
演算が不要となるので、この分、コントローラ３９の構
成の簡易化が図れると共に、制御の迅速化を図ることが
できる。ここで、ステップS4はブレーキの監視処理であ
るが、このブレーキ監視には一般に車両減速度情報が必
要で、車両速度係数Ｆ１（Ｖ）を用いた演算が不要とな
ることとあいまって、車両速度計算のための信号入力回
路が不要となり、かつ速度演算処理を行わなくて済み、
システムの簡素化が可能となる。

【００４９】上記実施の形態は、反力調整機構３２がば
ね部材（圧縮ばね３６）を用いたタイプである場合を、
これに代えて、バルブボディ９に凹部（中径貫通孔５０
ｂ）を形成し、凹部（中径貫通孔５０ｂ）により出力反
力の大きさに応じてプランジャ２０の有効受圧面積を変
化させるように構成した反力調整機構を用いるようにし
てもよい。

【００５０】このように構成した一例（本発明の第３の
実施の形態）を、図６に示す。図６において、図１と共
通する部材は同等の符号で示し、その説明は適宜省略す
る。なお、この制動装置は、上述したタンデム型（二組
の定圧室７及び変圧室８）と異なり、一組の定圧室７及
び変圧室８を有するものである。

【００５１】図６において、バルブボディ９の大径筒部
１０は、厚肉に形成されている。大径筒部１０の貫通孔
５０は、内径が段階的に異なる大径、中径、小径貫通孔
５０ａ，５０ｂ，５０ｃからなり、大径貫通孔５０ａに
出力ロッド２７の基端部及びリアクションディスク２８
が収納されている。プランジャ２０の先端側に備えられ
た略円柱状の先端軸部２０ａは、小径貫通孔５０ｃを挿
通して中径貫通孔（凹部）５０ｂ側に突出している。先
端軸部２０ａの先端部とリアクションディスク２８との
間には、通常時、隙間（ジャンプインクリアランス）Ｐ
が形成されている。ここで、リアクションディスク２８
の断面積はＲ、中径貫通孔（凹部）５０ｂの面積はＢ
₁ 、先端軸部２０ａの断面積はＢ₂ （Ｂ₁ ＞Ｂ₂ ）に設
定されている。大径筒部１０の入力ロッド１６側部分に
は、入力ロッド１６側に開口する環状溝５１が形成され
ており、この環状溝５１にアーマチュア２３が進退自在
に挿入されている。また、大径筒部１０には、アーマチ
ュア２３を駆動するソレノイド２１が埋設されている。

【００５２】この図６の装置では、制動初期段階では、
入力ロッド１６が押されプランジャ２０が、先端軸部２
０ａの先端部とリアクションディスク２８との間に形成
されている隙間Ｐ分だけ、移動することによりリアクシ
ョンディスク２８からの反力を受けることなく大気弁２
４が開弁されるので、十分な初期制動力（図４の出力領
域Ａに示すジャンプイン量）を得ることができる。

【００５３】この後、プランジャ２０がさらに前進し
て、プランジャ２０がリアクションディスク２８を押す
と、リアクションディスク２８の一部が中径貫通孔５０
ｂ側に膨出する。この際、プランジャ２０が受ける出力
反力は、リアクションディスク２８からの反力からバル
ブボディ９が受ける分（面積Ｒから面積Ｂ₁ を引いた分
に相当する。）を引いた大きさ、すなわち面積Ｂ₁ （有
効受圧面積）に対応した大きさ（有効受圧面積）にな
り、倍力比はＲ／Ｂ₁ となる（図４の出力領域Ｂ参
照）。

【００５４】リアクションディスク２８がさらに膨出し
てリアクションディスク２８の膨出分が中径貫通孔５０
ｂと小径貫通孔５０ｃとの段差部に達して、当該段差部
も出力反力を受けるようになると、プランジャ２０の有
効受圧面積はＢ₁ となり、倍力比はＲ／Ｂ₂ （＞Ｒ／Ｂ
₁ ）となる（図４の出力領域Ｄ参照）。本実施の形態で
は、上述したように、バルブボディ９に凹部（中径貫通
孔５０ｂ）を形成し、凹部（中径貫通孔５０ｂ）により
出力反力の大きさに応じてプランジャ２０の有効受圧面
積を変化させるように構成し、上述した図４に示すよう
な２レシオ特性を得られるようにしている。この実施の
形態では、中径貫通孔（凹部）５０ｂの面積の大きさに
応じて倍力比を変更できるので、緊急度合いが中程度の
場合における制動力の変更設定を比較的容易に果たすこ
とができる。

【００５５】なお、上記実施の形態では、制御弁手段
（アーマチュア２３及びソレノイド２１）をバルブボデ
ィ９内に設けた場合を例にしたが、本発明は、これに限
定されるものではなく、変圧室（前側、後側変圧室８
ａ，８ｂ）に連通させてハウジング１外部に制御弁手段
を設け、変圧室へ作動流体の供給を行うように構成して
もよい。

【００５６】

【発明の効果】請求項１ないし３の発明は、反力調整機
構により出力が調整されて２レシオ特性を得ることが可
能となると共に、制御弁駆動制御手段からの駆動信号に
より制御弁手段が変圧室へ作動流体を供給するので、反
力調整機構の作動と独立して大きな倍力比を得ることが
可能となり、これにより、中程度の緊急状態での安全性
向上には、反力調整機構を寄与させる一方、制御弁駆動
制御手段による強制フル制動を、緊急度の高い場合に限
定利用することができる。このため、従来技術で必要と
された妥協的な閾値設定を厳密に追求する必要がなくな
り、この分、精度高い制動を行うために要求された閾値
の補正処理が不要となり、ひいては、制御系の構成の簡
易化が図れると共に、制御の迅速化を図ることができ
る。

【００５７】請求項２記載の発明は、反力調整機構を、
リアクション部材に当接可能に配置され、リアクション
部材とプランジャとの間にプランジャに対して相対移動
可能に介在された反力受けと、該反力受けとプランジャ
との間に介装されたスプリング部材と、前記反力受けと
プランジャとの間に介装され前記反力受けとプランジャ
との初期離間位置および前記スプリング部材の前記反力
受けに対するセット荷重を調整する調整部材とから構成
しており、調整部材によりスプリング部材のセット荷重
が調整されるので、倍力比の変化開始点を調整できる。
請求項３記載の発明は、凹部により出力反力の大きさに
応じてプランジャの有効受圧面積を変化させるように構
成し、凹部の大きさに応じて倍力比が変更可能であるの
で、緊急度合いが中程度の場合における制動力の変更設
定を比較的容易に果たすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の制動装置を示す断
面図である。

【図２】図１の部分拡大図である。

【図３】図１の制動装置のコントローラの演算制御内容
を示すフローチャートである。

【図４】図１の制動装置の入出力特性を示す図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態の制動装置のコント
ローラの制御演算内容を示すフローチャートである。

【図６】本発明の第３実施の形態の制動装置を示す断面
図である。

【図７】従来の制動装置の一例における制御演算内容を
示すフローチャートである。

【図８】図４と比較するための従来技術の入出力特性を
示す図である。

【符号の説明】

１ハウジング６ａ，６ｂパワーピストン７定圧室８変圧室９バルブボディ２０プランジャ２１ソレノイド２３アーマチュア２３ｂアーマチュア補助体２４大気弁３２反力調整機構

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ハウジング内をパワーピストンにより定
圧室と変圧室とに画成し、該パワーピストンに支持され
たバルブボディ内には、ブレーキペダルに連動する入力
ロッドに連結されたプランジャの移動により前記変圧室
への作動流体の供給を制御する弁機構を設け、該弁機構
の作動に基づく前記変圧室と前記定圧室との間に発生し
た差圧によって前記パワーピストンに生じた推力を出力
ロッドを介して伝達し、その反力の一部をリアクション
部材及び前記プランジャを介して前記入力ロッドに作用
させる構成とした倍力装置と、該倍力装置の変圧室に連通して設けられ、駆動信号の入
力により該変圧室へ作動流体の供給を行う制御弁手段
と、ブレーキペダルのストロークを検出するストローク検出
手段と、該ストローク検出手段の検出結果に基づくブレーキペダ
ルのストローク速度と予め設定された閾値とを比較し、
閾値を越えたときには前記制御弁手段に駆動信号を出力
する制御弁駆動制御手段と、前記出力ロッドから前記リアクション部材及び前記プラ
ンジャを介して入力ロッドに作用する反力の一部が所定
値に達したときに、前記入力ロッドに作用する反力の割
合を該所定値到達前に対し低減させる反力調整機構と、を設けたことを特徴とする制動装置。
【請求項２】前記弁機構は、バルブボディ内に設けら
れた弁体と、バルブボディ内を移動可能に設けられ、前
記入力ロッドに連結されたプランジャと、前記弁体に当
接する弁座部及び前記プランジャが係合可能な係合部を
有し、常時は該係合部を前記プランジャに当接させるよ
うに付勢されて前記バルブボディ内を移動可能に設けら
れたアーマチュアとからなり、前記制御弁手段は、該ア
ーマチュアと、該アーマチュアを前記弁体から離間させ
るように該アーマチュアに対して磁力を発生するソレノ
イドとからなり、前記反力調整機構は、前記リアクショ
ン部材に当接可能に配置され、前記リアクション部材と
プランジャとの間にプランジャに対して相対移動可能に
介在された反力受けと、該反力受けとプランジャとの間
に介装されたスプリング部材と、前記反力受けとプラン
ジャとの間に介装され前記反力受けとプランジャとの初
期離間位置および前記スプリング部材の前記反力受けに
対するセット荷重を調整する調整部材とからなることを
特徴とする請求項１記載の制動装置。
【請求項３】前記弁機構は、バルブボディ内に設けら
れた弁体と、バルブボディ内を移動可能に設けられ、前
記入力ロッドに連結されたプランジャと、前記弁体に当
接する弁座部及び前記プランジャが係合可能な係合部を
有し、常時は該係合部を前記プランジャに当接させるよ
うに付勢されて前記バルブボディ内を移動可能に設けら
れたアーマチュアとからなり、前記制御弁手段は、該ア
ーマチュアと、該アーマチュアを前記弁体から離間させ
るように該アーマチュアに対して磁力を発生するソレノ
イドとからなり、前記反力調整機構は、前記バルブボデ
ィの当接部に形成され、前記プランジャの先端が収容さ
れた凹部からなり、該凹部により出力反力の大きさに応
じてプランジャの有効受圧面積を変化させるように構成
したことを特徴とする請求項１記載の制動装置。