JP4219600B2 - 車両用ブレーキ液圧発生装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、動力駆動のポンプを含む液圧源から供給される液圧を調圧弁でブレーキ操作力に応じた値に調圧して出力する車両用ブレーキ液圧発生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
首記の形式のブレーキ液圧発生装置として、例えば、特公昭61−37140号公報に開示されるものがある。
【0003】
同公報の装置は、倍力ピストンに挿入された作動ロッドにブレーキペダルからブレーキ操作力を加え、その操作力を行程制限ばねを介して倍力ピストン内の入力ロッドに伝える。そして、その入力ロッドで出口弁を閉じ、入口弁を開いて倍力ピストンの前方の圧力貯え室にポンプから送り込んでいる液圧を調圧して出力する。
【0004】
調圧弁の出力液圧は第1液圧系にブレーキ液圧として供給され、同時にマスタシリンダにも供給される。この液圧によりマスタシリンダが作動して第1液圧系から独立した第2液圧系にもブレーキ液圧が発生する。なお同公報の作動ロッドは本願のシミュレータピストンに、行程制限ばねは弾性部材に、放圧室はシミュレータ室に、補充容器は大気圧リザーバに各々相当する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報の倍力装置を用いたブレーキ液圧発生装置は、ブレーキ戻し時にブレーキ液圧を下げるには、調圧弁の減圧ポート(出口弁)を開弁させるためのストロークに加え、減圧される調圧弁の出力液圧に対応するところまで行程制限ばねを復元させるストロークを必要とするため、ブレーキ操作部材を大きくストロークさせる必要があり、ブレーキフィーリングが悪いと言う問題がある。
【0006】
調圧弁の出力液圧で作動させるマスタシリンダを備えた同公報の装置は、ブレーキ戻し時に調圧弁の出力液圧をマスタシリンダピストンの摺動抵抗に相当する分余分に減圧する必要があり、その分、行程制限ばねのストロークが大きくなる。従って、ブレーキ戻し時のブレーキフィーリングはより悪くなる。
【0007】
そこで、この発明は、短い戻しストロークでブレーキ液圧(即ち制動力)を下げ始められるようにしてブレーキ戻し時のブレーキフィーリングを向上させることを課題としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明においては、所定の液圧を発生して出力する液圧源と、ブレーキ操作部材に連動するシミュレータピストンとこのシミュレータピストンにブレーキ操作力に応じたストロークを付与する弾性部材とから成るストロークシミュレータと、前記シミュレータピストンを内部に備え、前記弾性部材経由でシミュレータピストンからブレーキ操作力を受ける入力ピストンと、その入力ピストンの変位に応じて作動し、前記液圧源から供給される液圧をブレーキ操作力に応じた値に調圧して出力する調圧弁とを備える車両用ブレーキ液圧発生装置において、ブレーキ操作力増加時のシミュレータピストンストロークに対する調圧弁の出力液圧が、ブレーキ操作力減少時のシミュレータピストンストロークに対する調圧弁の出力液圧よりも高くなるように前記ストロークシミュレータのヒステリシスを設定する。
【0009】
ストロークシミュレータのヒステリシスを、シミュレータピストンの摺動抵抗でつくり、この摺動抵抗を入力ピストンの摺動抵抗よりも大きくすることでブレーキ操作力増加時と減少時の調圧弁出力液圧を上述のように設定することができる。この場合、シミュレータピストンの外周をシールする第1シール部材と、入力ピストンの外周をシールする第2シール部材の硬度又は締め代に差をつけてシミュレータピストンの摺動抵抗を入力ピストンの摺動抵抗よりも大きくする方法を採ると、ヒステリシスの設定、調整がし易い。
【0010】
前記弾性部材をゴムで形成し、このゴムのヒステリシスでストロークシミュレータのヒステリシスをつくり出すこともでき、この構造もヒステリシスの設定が容易である。
【0011】
ストロークシミュレータのヒステリシスをシミュレータピストンの摺動抵抗でつくり、シミュレータピストンと入力ピストンの摺動抵抗に差を生じさせるものは、ブレーキ操作力に応じた位置に動いて調圧弁を作動させる入力ピストンが必須であるが、調圧弁にシミュレータピストンから前記弾性部材経由でブレーキ操作力を伝えて調圧弁を作動させる装置は、入力ピストンを必要としない。前記弾性部材をゴムで形成してそのゴムのヒステリシスでストロークシミュレータのヒステリシスをつくり出すものは、その入力ピストンを備えていない装置にも適用できる。
【0012】
なお、液圧源から供給される液圧を調圧弁でブレーキ操作力に応じた値に調圧して出力するブレーキ液圧発生装置は、万が一の事態を考えて2つに分けた液圧系の一方にブレーキ液圧を供給するマスタシリンダを伴わせ、そのマスタシリンダを装置正常時には調圧弁の出力液圧で作動させ、液圧源やそれにつながる他方の液圧系が失陥したときにはブレーキ操作力をマスタシリンダに直接伝えてマスタシリンダをブレーキ操作力で作動させる構造にしておくことが多い。
【0013】
そのマスタシリンダを備える装置は、ブレーキ戻し時に調圧弁の出力液圧をマスタピストンの摺動抵抗に相当する分余分に減圧する必要があるが、ブレーキ操作力増加時のシミュレータピストンストロークに対するマスタシリンダ出力液圧が、ブレーキ操作力減少時のシミュレータピストンストロークに対するマスタシリンダ出力液圧よりも高くなるようにストロークシミュレータのヒステリシスを設定してそのヒステリシスによりマスタピストンの摺動抵抗に相当する分の減圧がなされるようにしておけば、余分の減圧による戻しストローク増は起こらない。
【0014】
【作用】
入力ピストンを備える装置は、ブレーキ操作力を緩めると、ストロークシミュレータに与えたヒステリシスによりシミュレータピストンが入力ピストンに対して相対移動を開始する前に入力ピストンが調圧弁に対し相対移動を開始する。
【0015】
また、ブレーキ操作力を弾性部材経由でシミュレータピストンから調圧弁に伝えて調圧弁を作動させるものは、ブレーキ操作力を緩めると調圧弁の弁体がシミュレータピストンに遅れずに追従して戻り、このため、どちらの形態の装置も、ブレーキ液圧を下げ始めるまでの戻しストロークは調圧弁の減圧ポートを開弁させる分があればよく、ブレーキ操作部材を大きくストロークさせずにブレーキ液圧を下げ始めることができる。
【0016】
なお、これ等の装置には、調圧弁の出力液圧で作動させるマスタシリンダを具備させることができ、そのマスタシリンダを有するものは、この発明の効果がより顕著に発揮される。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を図1乃至図3に基づいて説明する。
【0018】
図1のブレーキ液圧発生装置1は、液圧源2と、大気圧リザーバ3と、マスタシリンダ5を一体に形成したマスタシリンダ付き調圧装置4を組合わせて成る。
【0019】
液圧源2は、動力駆動のポンプ2aと、蓄圧器2bと、圧力センサ2cを有し、圧力センサ2cによる検出液圧が設定下限値になるとその圧力センサ2cから信号を受ける制御装置(図示せず)から指令が出てポンプ2aが作動し、検出液圧が設定上限値になるとポンプ2aが停止する。従って、正常時には所定範囲の液圧を常に蓄えており、その液圧がブレーキが操作されたときに調圧装置4に供給される。
【0020】
大気圧リザーバ3は、ポンプ2aの吸い込み側と調圧装置4内の液室C1 及びマスタシリンダ5に各々接続されている。
【0021】
調圧装置4は、ハウジング41、先端を液室C1 に臨ませてハウジング41内に組込む入力ピストン42、入力ピストン42の前方に配置する補助ピストン43、入力ピストン42の内部に設けて前面をシミュレータ室CSに臨ませるシミュレータピストン44、シミュレータピストン44にブレーキ操作部材(図のそれはブレーキペダル6)から加えられるブレーキ操作力に応じたストロークを付与する弾性部材45(図のそれはコイルスプリングであるが、ゴムや空気ばねを単独で或いは併用して用いることもある)、弾性部材45を介してシミュレータピストン44から入力ピストン42に伝達されるブレーキ操作力を後述する調圧弁と補助ピストン43に分配して伝える分配装置46、及び液圧源2から供給されるブレーキ液圧をブレーキ操作力に応じた値に調圧して出力する調圧弁47を備えている。なお、シミュレータピストン44、弾性部材45及び入力ピストン42に設けた孔を介して液室C1 に連通しているシミュレータ室CSは、ストロークシミュレータSSを構成する。
【0022】
分配装置46は、入力ピストン42の先端の環状凹部42a内に配置するゴム部材46aと、一端を補助ピストン43に当接させ、他端側を前記環状凹部42aに挿入する筒状部材46bと、その筒状部材の内側に挿入してゴム部材46aと調圧弁47との間に介在する伝達部材46c及び鋼球46dとで構成されている。なお、ゴム部材46aと筒状部材46bの端部に取付けたゴム部材保護用樹脂製環状板46eとの間には、隙間gが設けられる。
【0023】
この分配装置46を設けると、ブレーキ操作の初期にはゴム部材46a、伝達部材46c、鋼球46dを介して操作力が調圧弁47のみに伝わる。また、ブレーキ操作力がある値を超えると弾性変形して隙間gに入り込んだゴム部材46aが環状板46eに接し、この後は、操作力の一部が筒状部材46bを介して補助ピストン43にも分配伝達される。
【0024】
従って、この機能を利用して調圧弁47によって調圧されるブレーキ液圧の初期の立ち上りを急にするジャンピング特性をブレーキ液圧発生装置に付与することができる。また、筒状部材46bの内径と伝達部材46cの外径が変わると調圧弁47と補助ピストン43に伝達されるブレーキ操作力の配分比が変わり、さらに、これ等の部材の長さ変化で力の分配開始時期が変わるので、筒状部材46bと伝達部材46cを異サイズ品と交換してブレーキ操作力と調圧弁の出力液圧の関係を変えることもできる。
【0025】
この点で分配装置46は好ましい要素と云えるが、これを省いて入力ピストン42から調圧弁47に直接力を伝達することも可能である。
【0026】
次に、調圧弁47は、出力液圧の昇圧、降圧、保持の切替えをスプール47aで行うものを示している。
【0027】
補助ピストン43には、入力ポートP01,出力ポートP02,減圧ポートP03を設けており、これ等のポートの接続の切替と弁部の開度調節がスプール47aの変位によってなされる。
【0028】
入力ポートP01は、補助ピストン43の外周に設けた環状入力室C2 とハウジング41に設けた入力ポートP1 を介して常時液圧源2に連通し、減圧ポートP03は、液室C1 とハウジング41に設けたドレンポートP3 を介して常時大気圧リザーバ3に連通する。また、出力ポートP02は、補助ピストン43内の液室C3 と補助ピストン43の前面を臨ませた液室C4 との間にあり、スプール47aに設けた内部通路pwをハウジング41に設けた出力ポートP2 に連通させている。
【0029】
このように構成した調圧弁47は、スプール47aが復帰スプリング47bに押し戻されて図示の原位置にあるときにスプール47a内の内部通路pwが減圧ポートP03につながり、降圧状態となる。この位置からスプール47aが図中左方に押込まれていくと、内部通路pwが減圧ポートP03、入力ポートP01の双方から切り離されて出力保持の状態になり、そこからスプール47aが更に押込まれると、内部通路pwが入力ポートP01につながり、液圧源2から供給された液圧が液室C4 に流れて図中右側の系統(便宜上以下ではこれを第1液圧系と云う)のホイールシリンダW1、W2が昇圧状態になる。
【0030】
スプール47aは、液室C3 に導入された液圧による推力に復帰スプリング47bの力を加算した力と、入力ピストン42を介して加えられるブレーキ操作力とのバランス点に移動し、これにより、内部通路pwが入力ポートP01につながったときに入力ポートP01とスプールの肩部との間に形成される弁部及び内部通路pwが減圧ポートP03につながったときに減圧ポートP03とスプールの肩部との間に形成される弁部の開度調節がなされて出力ポートP02から出力されるブレーキ液圧がブレーキ操作力に応じたものになる。
【0031】
なお、液室C4 に液圧が導入されると、補助ピストン43がその液圧によりシリンダ41内のストッパ48に押し当てられる。従って、補助ピストン43は、液圧源2や第1液圧系が正常なときには図示の位置に保持されて動かず、入力ピストン42の移動規制がこの補助ピストン43によってなされる。
【0032】
マスタシリンダ5は、前部をマスタ室C5 に、後部を液室C4 に各々臨ませたマスタピストン5aと、そのピストンの復帰スプリング5bと、マスタピストン5aが外周を液室にシールする2組のカップシール5cとで構成されている。
【0033】
液室C4 に、調圧弁47から出力液圧が導入されると、マスタピストン5aはその圧力を受けてマスタ室C5 側に移動する。その移動の初期に、マスタピストン5aに設けた連通孔phが大気圧リザーバ3に通じるポートP4 から切り離され、以後、マスタ室C5 内に液室C4 内とほぼ同圧の液圧が発生し、その液圧が第2液圧系のホイールシリンダW3、W4に向けて出力される。
【0034】
マスタシリンダ5は、液圧源2や第1液圧系が失陥した時のフェールセーフ対応として設けている。即ち、液圧源2等の失陥により液室C4 に液圧が発生しなければ、補助ピストン43が入力ピストン42経由で加わるブレーキ操作力によって押し動かされ、マスタピストン5aに補助ピストン43経由でブレーキ操作力が直接伝わる。これにより、マスタシリンダから第2液圧系のホイールシリンダW3、W4に入力操作力に見合う液圧が出力され、ブレーキが効かないいわゆるノーブレーキが回避される。
【0035】
図1のブレーキ液圧発生装置は、シミュレータピストン44の外周に入力ピストン42との間を液封するゴム製の第1シール部材7を、入力ピストン42の外周にハウジング41との間を液封するゴム製の第2シール部材8を各々設け、第1シール部材7の硬度を第2シール部材8の硬度よりも高くするか又は第1シール部材7の締め代を第2シール部材8の締め代よりも大きくしてシミュレータピストン44の摺動抵抗を入力ピストン42の摺動抵抗よりも大きくしており、その摺動抵抗差により、図4に示すように、ブレーキ操作力増加時(昇圧時)のシミュレータピストンストロークに対する調圧弁47の出力液圧が、ブレーキ操作力減少時のシミュレータピストンストロークに対する調圧弁47の出力液圧よりも高くなるように設定されている。
【0036】
シミュレータピストン44の摺動抵抗が入力ピストン42の摺動抵抗よりも大きいため、ストロークがΔst戻るまでは入力ピストン42とシミュレータピストン44の相対移動は起こらず、Δstのストロークのみで調圧弁47の減圧ポートが開いてブレーキ液圧がΔP降下し、ブレーキフィーリングが良くなる。なお、シミュレータピストン44の入力ピストン42に対する相対移動は、図4のa点から始まる。
【0037】
図2のブレーキ液圧発生装置1は、ストロークシミュレータSSの弾性部材45を、コイルスプリング45aとゴム部材45bの2者で構成したものである。この装置も先に述べたのと同様の方法でシミュレータピストン44の摺動抵抗を入力ピストン42の摺動抵抗よりも大きくしており、図1の装置と同様の作用、効果が得られる。その他の構成は図1の装置と同一であるので、同一要素に同一符号を付して再説明を省く。
【0038】
この図2の装置は、ストロークシミュレータSSのヒステリシスを、シミュレータピストンの摺動抵抗を利用せずにゴム部材45bのヒステリシスでつくることもできる。
【0039】
ゴム部材45bのヒステリシスを利用するものは、シミュレータピストン44が初期位置にあるときにゴム部材45bの先端が入力ピストン42に接触する構造にしてコイルスプリング45aを省くことができる。
【0040】
図3は、ブレーキ操作力を弾性部材45経由でシミュレータピストン44から調圧弁47に伝えて調圧弁47を作動させる装置の一例である。
【0041】
このブレーキ液圧発生装置1は、図1の入力ピストン42を無くし、代わりに、液圧源2が正常なときには調圧弁47の出力液圧によって初期位置に保持される補助ピストン43をハウジング41に受け止められる位置まで延長し、その補助ピストン43の内部にシミュレータピストン44を挿入している。また、弾性部材45をゴムで形成してその先端を分配装置46に接触させ、さらに、分配装置46は、ゴム部材46aを有底円筒状の可動部材46fに挿入したものにしている。図3の装置は、以上述べた部分が図1の装置と異なる。
【0042】
この図3の装置は、入力ピストンが無く、シミュレータピストン44の摺動抵抗によるヒステリシス設定が行えないので、弾性部材45を形成するゴムのヒステリシスで本発明を特徴づけるストロークシミュレータのヒステリシスをつくり出している。
【0043】
なお、図示の装置は、いずれもマスタシリンダ5を備えているが、この発明は、マスタシリンダの無い装置にも適用できる。
【0044】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明においては、ストロークシミュレータのヒステリシスによってブレーキ操作力減少時にシミュレータピストンが少し戻った位置で調圧弁の減圧ポートが開かれるようにしたので、ブレーキ操作部材を大きくストロークさせることなくブレーキ液圧を下げ始めることができ、ブレーキ戻し時のブレーキフィーリングが良くなる。
【0045】
マスタシリンダを備えるものは、戻しストロークが大きくなる前に調圧弁の出力液圧が下がることによりマスタピストンの復帰応答性が良くなってマスタシリンダの出力液圧も下がり、従って、マスタピストンの摺動抵抗に相当する分調圧弁の出力液圧を余分に下げる必要があるマスタシリンダ付きブレーキ液圧発生装置にこの発明を適用すると、より良い効果を期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ブレーキ液圧発生装置の実施形態の概要を示す断面図
【図2】他の実施形態の概要を示す断面図
【図3】更に他の実施形態の概要を示す断面図
【図4】ストロークシミュレータのヒステリシスによる液圧とストロークの相関を示す図
【符号の説明】
1 ブレーキ液圧発生装置
2 液圧源
2a ポンプ
3 大気圧リザーバ
4 調圧装置
5 マスタシリンダ
5a マスタピストン
6 ブレーキペダル
7 第1シール部材
8 第2シール部材
42 入力ピストン
43 補助ピストン
44 シミュレータピストン
45 弾性部材
45a コイルスプリング
45b ゴム部材
46 分配装置
47 調圧弁
48 ストッパ
P01、P1 入力ポート
P02、P2 出力ポート
P03 減圧ポート
P3 ドレンポート
pw 内部通路
C1 、C3 、C4 液室
C2 環状入力室
C5 マスタ室
CS シミュレータ室
SS ストロークシミュレータ
W1〜W4 ホイールシリンダ
Claims (6)
- 所定の液圧を発生して出力する液圧源と、ブレーキ操作部材に連動するシミュレータピストンとこのシミュレータピストンにブレーキ操作力に応じたストロークを付与する弾性部材とから成るストロークシミュレータと、前記シミュレータピストンを内部に備え、前記弾性部材経由でシミュレータピストンからブレーキ操作力を受ける入力ピストンと、その入力ピストンの変位に応じて作動し、前記液圧源から供給される液圧をブレーキ操作力に応じた値に調圧して出力する調圧弁とを備える車両用ブレーキ液圧発生装置において、ブレーキ操作力増加時のシミュレータピストンストロークに対する調圧弁の出力液圧が、ブレーキ操作力減少時のシミュレータピストンストロークに対する調圧弁の出力液圧よりも高くなるように前記ストロークシミュレータのヒステリシスを設定したことを特徴とする車両用ブレーキ液圧発生装置。
- ストロークシミュレータのヒステリシスは、シミュレータピストンの摺動抵抗でつくられており、シミュレータピストンの摺動抵抗は入力ピストンの摺動抵抗よりも大きいことを特徴とする請求項1記載の車両用ブレーキ液圧発生装置。
- シミュレータピストンの外周をシールする第1シール部材と、入力ピストンの外周をシールする第2シール部材の硬度又は締め代に差をつけてシミュレータピストンの摺動抵抗を入力ピストンの摺動抵抗よりも大きくした請求項2記載の車両用ブレーキ液圧発生装置。
- 所定の液圧を発生して出力する液圧源と、ブレーキ操作部材に連動するシミュレータピストンとこのシミュレータピストンにブレーキ操作力に応じたストロークを付与する弾性部材とから成るストロークシミュレータと、前記弾性部材経由でシミュレータピストンからブレーキ操作力を受けて作動し、前記液圧源から供給される液圧をブレーキ操作力に応じた値に調圧して出力する調圧弁とを備える車両用ブレーキ液圧発生装置において、ブレーキ操作力増加時のシミュレータピストンストロークに対する調圧弁の出力液圧が、ブレーキ操作力減少時のシミュレータピストンストロークに対する調圧弁の出力液圧よりも高くなるように前記ストロークシミュレータのヒステリシスを設定したことを特徴とする車両用ブレーキ液圧発生装置。
- 前記弾性部材をゴムで形成し、このゴムのヒステリシスでストロークシミュレータのヒステリシスをつくり出した請求項1又は4に記載の車両用ブレーキ液圧発生装置。
- 調圧弁の出力液圧で作動させるマスタシリンダを具備させ、ブレーキ操作力増加時のシミュレータピストンストロークに対するマスタシリンダ出力液圧が、ブレーキ操作力減少時のシミュレータピストンストロークに対するマスタシリンダ出力液圧よりも高くなるように前記ストロークシミュレータのヒステリシスを設定した請求項1乃至5のいずれかに記載の車両用ブレーキ液圧発生装置。
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