JPH11321621A - ブレーキペダルストロークシミュレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、ヒステリシス特性を実現するブレ
ーキストロークシミュレータに関し、摩耗に起因する経
時変化を防止すると共に、ヒステリシス特性を他の特性
とは独立に調整することを目的とする。 【解決手段】 シリンダ４０内に摺動可能に設けられた
ピストン４２及びダンパ４８の間に液室５０が画成され
る。ピストン４２にはペダル踏力が伝達される。液室５
０は、バルブ機構５３及びカップシール５８により、ピ
ストン４２側の第１液室６０とダンパ４８側の第２液室
６２とに区画される。カップシール５８は、第１液室６
０が第２液室６２に比して高圧の場合に、第１液室６０
から第２液室への作動油の流れを許容する。バルブ機構
５３は、バルブボディ７０、バルブスプリング７２等よ
り構成され、第２液室６２から第１液室６０への作動油
の流れを、それらの差圧が所定の開弁圧に達した場合に
許容する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ブレーキペダルス
トロークシミュレータに関し、特に、ヒステリシス特性
を実現することが可能なブレーキペダルストロークシミ
ュレータに関する。

【０００２】

【従来の技術】車両用ブレーキ制御装置として、ブレー
キペダルの操作量を電気的に検出し、その検出値に基づ
いてホイルシリンダに供給する液圧を制御する電子制御
式ブレーキ装置が知られている。電子制御式ブレーキ装
置においては、通常時は、マスタシリンダとホイルシリ
ンダとの間は遮断されているため、ブレーキ操作が行わ
れてもマスタシリンダからホイルシリンダへ作動油が流
出することはない。従って、電子制御式ブレーキ装置に
は、ペダル踏力に応じたペダルストロークを得るべく、
ブレーキペダルストロークシミュレータが設けられる。

【０００３】ところで、ブレーキブースタを備え、ブレ
ーキ操作に応じてブレーキブースタに発生した液圧をホ
イルシリンダに供給する形式のブレーキ制御装置におい
ては、ブレーキブースタの特性により、ペダル踏力とブ
レーキ力との関係はヒステリシスを伴っている。すなわ
ち、ブレーキペダルを踏み込んだ状態からペダル踏力を
減少させた場合、ブレーキ力はペダル踏力の減少に対し
て遅れを伴いながら減少する。かかるヒステリシス特性
によれば、ブレーキペダルが踏み込まれた後、ペダル踏
力が低下した場合にもブレーキ力が保持されることで、
良好なブレーキフィーリングを得ることができる。従っ
て、電子制御式ブレーキ装置においても、ブレーキペダ
ルストロークシミュレータにより上記のヒステリシス特
性をシミュレートすることが望ましい。

【０００４】かかるヒステリシス特性をシミュレートす
ることが可能なブレーキペダルストロークシミュレータ
として、従来より、例えば特開平６−２１１１２４号公
報に開示される構成が公知である。このブレーキペダル
ストロークシミュレータは、ハウジング内に摺動可能に
設けられたピストンと、ピストンにより画成され、マス
タシリンダに連通する液室と、液室を縮小させる向きに
ピストンを付勢するバネ部材とを備えている。ブレーキ
操作に伴ってマスタシリンダ圧が上昇すると、ペダルス
トロークに応じた量の作動油が液室に流入する。この作
動油の流入量に応じて、ピストンはバネ部材を収縮させ
ながら変位する。その際、バネ部材の収縮変形に伴って
発生する弾性力により、液室内の液圧が上昇する。そし
て、液室内に生じた液圧がマスタシリンダを介してブレ
ーキペダルへ伝達されることで、その液圧に応じたペダ
ル踏力が生ずることとなる。

【０００５】上記従来のストロークシミュレータにおい
て、バネ部材は複数の皿バネを重ね合わせることにより
構成されている。バネ部材が伸縮変形する過程では、各
皿バネは互いに摺動することで摺動抵抗が発生する。バ
ネ部材が収縮変形した状態から復元変形する場合、すな
わち、ブレーキペダルの踏み込みが解除される場合に
は、バネ部材の復元変形は、皿バネ間の摺動抵抗により
妨げられる。かかる摺動抵抗の影響で、ペダルストロー
クに対するペダル踏力の関係は、ブレーキペダルの踏み
込み時と踏み込み解除時とで変化することとなり、これ
により、ペダルストロークとペダル踏力との関係にヒス
テリシス特性が生成される。従って、例えば、ペダルス
トロークに応じたブレーキ力を発生させることにより、
ヒステリシス特性を伴うペダル踏力とブレーキ力との関
係を実現することができる。また、このヒステリシス特
性は、皿バネ間の摺動抵抗に応じて変化する。従って、
バネ部材を構成する皿バネの枚数を変更し、バネ部材全
体としての摺動抵抗を変化させることにより、ヒステリ
シス特性を調整することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述の如く、上記従来
のブレーキペダルストロークシミュレータにおいては、
皿バネ間の摺動抵抗によりヒステリシス特性を実現して
いる。このため、摺動に伴って皿バネに摩耗が生じ、ヒ
ステリシス特性に経時変化が生ずる可能性がある。

【０００７】また、上記従来のブレーキペダルストロー
クシミュレータにおいて、バネ部材のバネ定数によりペ
ダル踏力とペダルストロークとの関係の勾配が定まる。
従って、ヒステリシス特性を調整すべく皿バネの枚数を
変更すると、バネ部材のバネ定数が変化することで、ペ
ダル踏力とペダルストロークとの関係の勾配も変化して
しまう。すなわち、上記従来のブレーキペダルストロー
クシミュレータにおいて、ヒステリシス特性のみを独立
して調整することは困難である。

【０００８】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、摩耗等に起因する経時変化を防止することがで
き、かつ、ヒステリシス特性を独立して調整することが
可能なブレーキペダルストロークシミュレータを提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、請求項１
に記載する如く、ペダル踏力が所定の方向に伝達される
ピストン部材と、前記ピストン部材に対して前記所定の
方向に離間して設けられ、前記所定の方向とは逆方向に
付勢されたダンパ部材と、前記ピストン部材と前記ダン
パ部材との間に画成され、作動油が封入されてなる液室
とを備えるブレーキペダルストロークシミュレータであ
って、前記液室を、前記ピストン部材に隣接する第１の
液室と、前記ダンパ部材に隣接する第２の液室とに分割
すると共に、第１の開弁圧を有し、前記第１の液室から
前記第２の液室への作動油の流れのみを許容する第１の
一方向弁と、第２の開弁圧を有し、前記第２の液室から
前記第１の液室への作動油の流れのみを許容する第２の
一方向弁とを設け、かつ、前記第１の開弁圧及び前記第
２の開弁圧を、それらの和が正の所定値となるように設
定したブレーキペダルストロークシミュレータにより達
成される。

【００１０】本発明において、ピストン部材にペダル踏
力が伝達されると、第１の液室の液圧（以下、第１液圧
と称す）が上昇する。第１の液圧が第１の開弁圧を越え
ると、第１の一方向弁は第１の液室から第２の液室への
作動油の流れを許容する。このため、第１液圧が第１の
開弁圧を越えて上昇すると、第２の液室の液圧（以下、
第２液圧と称す）は、第１液圧に比して第１の開弁圧だ
け低圧とされた状態で上昇する。第２液室が上昇した
後、ペダル踏力が減少すると、第１液圧は低下する。こ
の場合、第１の液室と第２の液室との間の差圧が第１の
開弁圧を下回ることで、第１の一方向弁は第１の液室か
ら第２の液室への作動油の流れを遮断する。一方、第１
液圧が第２液圧に比して第２の開弁圧だけ低圧となるま
では、第２の一方向弁は、第２の液室から第１の液室へ
の作動油の流れを許容しない。このため、ペダル踏力が
減少した後、第１の液室と第２の液室との間の作動油の
流れが禁止されることで、第２液圧は一定に保持され
る。

【００１１】第１液圧が第２液圧に比して第２の開弁圧
だけ低圧となるまでペダル踏力が減少すると、以後、第
２の一方向弁は第２の液室から第１の液室への作動油の
流れを許容する。このため、第１液圧が更に低下する
と、第２液圧は、第１液圧に比して第２の開弁圧だけ高
圧とされた状態で低下する。このように、ペダル踏力が
減少した場合、第１液圧が第２液圧に比して第１の開弁
圧だけ高圧である状態から、第１液圧が第２液圧に比し
て第２の開弁圧だけ低圧である状態に達するまでの間、
第２液圧は一定に保持される。すなわち、ブレーキ踏力
の減少開始後、第１液圧が第１の開弁圧と第２の開弁圧
との和に相当する圧力だけ低下するまで、第２液圧は一
定に維持される。第１の開弁圧と第２の開弁圧とは、そ
れらの和が正の所定値となるように設定される。従っ
て、第１液圧と第２液圧との関係は、上記所定値をヒス
テリシス量とするヒステリシス特性を伴うものになる。

【００１２】ダンパ部材は、上記所定方向（すなわち、
ペダル踏力の伝達方向）とは逆方向に付勢される。この
ため、第２液圧が上昇すると、ダンパ部材は所定方向と
は逆方向に変位し、一方、第２液圧が低下すると、ダン
パ部材は所定方向に変位する。ダンパ部材が変位する
と、ピストン部材も同じ方向へ変位する。従って、第２
液圧の変化に応じたペダルストロークが発生する。ま
た、上記の如く、第１液圧はペダル踏力に応じた値とな
る。従って、第１液圧と第２液圧との関係がヒステリシ
ス特性を伴うことで、ペダル踏力とペダルストロークと
の関係もヒステリシス特性を伴うものとなる。

【００１３】上記の如く、本発明において、ヒステリシ
ス特性は、第１の一方向弁及び第２の一方向弁の開弁圧
により生成される。一般に、一方向弁の開弁圧は、スプ
リングの弾性力により設定される。従って、本発明によ
れば、摺動部分を生じさせることなくヒステリシス特性
を実現することができる。また、第１の一方向弁及び第
２の一方向弁の開弁圧は、ヒステリシス特性以外のブレ
ーキペダルストロークシミュレータの特性に関連しな
い。従って、本発明によれば、ヒステリシス特性のみを
独立して、任意に調整することが可能となる。

【００１４】また、上記の目的は、請求項２に記載する
如く請求項１記載のブレーキペダルストロークシミュレ
ータであって、ブレーキ操作量を検出する操作量検出手
段と、前記ブレーキ操作量に基づいて、所定の高圧源を
液圧源としてホイルシリンダ圧を制御する液圧制御手段
とを備えるブレーキ制御装置に設けられ、前記第１の液
室又は前記第２の液室とホイルシリンダとを接続する連
通路と、前記連通路に設けられた遮断弁と、システム失
陥時に、前記遮断弁を開弁させる失陥時開弁手段とを備
えるブレーキペダルストロークシミュレータにより更に
効果的に達成される。

【００１５】本発明において、ブレーキペダルストロー
クシミュレータは、第１の液室又は第２の液室とホイル
シリンダとを接続する連通路、及び、連通路に設けられ
た遮断弁を備える。失陥時開弁手段は、システム失陥時
に、遮断弁を開弁させる。遮断弁が開弁されると、第１
液圧又は第２液圧がホイルシリンダに供給される。従っ
て、システム失陥が生ずると、ホイルシリンダ圧は第１
の液室又は第２の液室を液圧源として昇圧される。すな
わち、本発明において、ブレーキペダルストロークシミ
ュレータは、マスタシリンダとしての機能を併有する。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施例である
ブレーキペダルストロークシミュレータ１０（以下、ス
トロークシミュレータ１０と略称する）が適用されたブ
レーキ制御装置のシステム構成図である。ブレーキ制御
装置は、電子制御ユニット１２（以下、ＥＣＵ１２と称
す）により制御される。

【００１７】図１に示す如く、ストロークシミュレータ
１０には、プッシュロッド１４を介してブレーキペダル
１６が連結されている。ストロークシミュレータ１０
は、ブレーキペダル１４に付与されるペダル踏力（以
下、ペダル踏力Ｆと表す）に応じた液圧を発生する。ス
トロークシミュレータ１０の構成及び動作については後
に詳述する。

【００１８】ブレーキ制御装置は、ストロークシミュレ
ータ１０が発生する液圧（以下、ストロークシミュレー
タ圧Ｐ_STと称す）を検出する液圧センサ１８、及び、ブ
レーキペダル１６のペダルストローク（以下、ペダルス
トロークＳと表す）を検出するストロークセンサ２０を
備えている。液圧センサ１８及びストロークセンサ２０
の出力信号はＥＣＵ１２に供給されている。ＥＣＵ１２
は、液圧センサ１８及びストロークセンサ２０から供給
される出力信号に基づいて、ストロークシミュレータ圧
Ｐ_ST及びペダルストロークＳを検出する。

【００１９】ブレーキ制御装置は、また、油圧アクチュ
エータ２２を備えている。油圧アクチュエータ２２に
は、液圧ポンプ２４、及び、各車輪に対応して設けられ
たホイルシリンダ２６が連通されている。油圧アクチュ
エータ２２には、図示しない電磁弁を備える油圧回路が
組み込まれている。油圧アクチュエータ２２が備える各
電磁弁は、ＥＣＵ１２から供給される制御信号に応じて
駆動される。油圧アクチュエータ２２は、各電磁弁が適
宜駆動されることにより、液圧ポンプ２４を液圧源とし
てホイルシリンダ２６の液圧（以下、ホイルシリンダ圧
Ｐ_W/C と称す）を制御する。

【００２０】ストロークシミュレータ１０には、各ホイ
ルシリンダ２６へ至る液圧通路２８が連通している。液
圧通路２８には電磁開閉弁３０が配設されている。電磁
開閉弁３０は常態で閉弁状態をとり、ＥＣＵ１２からオ
ン信号を供給されることにより開弁状態となる２位置の
電磁弁である。本実施例において、通常時には、ＥＣＵ
１２は、ストロークシミュレータ圧Ｐ _STに応じた液圧が
ホイルシリンダ２６に供給されるように、油圧アクチュ
エータ２２の各電磁弁に対して制御信号を出力する。上
述の如く、ストロークシミュレータ１０はペダル踏力Ｆ
に応じたストロークシミュレータ圧Ｐ_STを発生する。従
って、上記の制御によれば、ペダル踏力Ｆに応じたホイ
ルシリンダ圧Ｐ_W/C を発生させる通常のブレーキ装置と
しての機能が実現される。以下、ブレーキ制御装置にお
いて、通常のブレーキ装置としての機能を実現するため
の制御を、通常ブレーキ制御と称す。

【００２１】本実施例のブレーキ制御装置は、通常ブレ
ーキ制御の他、ＥＣＵ１２が車輪のスリップ状態や、車
両の減速度及びヨーレート等に関する各種情報に基づい
て油圧アクチュエータ２２を制御することにより、制動
時の車輪のロックを防止するアンチロックブレーキ制御
（ＡＢＳ）、過大な駆動トルクに起因する車輪のスリッ
プを防止するトラクションコントロール（ＴＲＣ）、及
び、車両の不安定な挙動を防止する車両安定化制御（Ｖ
ＳＣ）等の自動ブレーキ制御を実現することができる。

【００２２】ところで、ブレーキブースタを備える従来
の構成のブレーキ装置（以下、ブースタ式ブレーキ装置
と称す）では、ペダル踏力に応じてブレーキブースタに
発生した液圧がホイルシリンダに供給され、この液圧に
応じたブレーキ力が発生される。かかるブースタ式ブレ
ーキ装置によれば、ブレーキブースタが有する特性によ
り、ペダル踏力とブレーキ力との間の関係（以下、踏力
ーブレーキ力関係と称す）はヒステリシス特性を伴うも
のとなる。図２は、ヒステリシス特性を伴う踏力−ブレ
ーキ力関係の一例を示す。

【００２３】図２に示す踏力−ブレーキ力関係によれ
ば、ブレーキペダルが踏み込まれた後、ペダル踏力が緩
められた場合、ブレーキ力は、ペダル踏力が一定のヒス
テリシス量Ｆ_HYS だけ減少した後に減少を開始する。従
って、例えば、運転者がブレーキペダルを踏み込んだ
後、ペダル踏力を緩めた場合にブレーキ力が保持される
ことで、ブレーキの効き込み感が増大し、良好なブレー
キフィーリングを得ることができる。

【００２４】また、一般に、運転者が所望のブレーキ力
を得ようとする場合、ブレーキペダルを適当な量だけ踏
み込んだ後、ペダル踏力を緩めることによりブレーキ力
を調整することが多いと考えられる。この場合、図２に
示す踏力−ブレーキ力関係によれば、ペダル踏力の減少
に対して、ブレーキ力が敏感に変化することがないの
で、運転者にとってブレーキ力の調整が容易なものとな
る。

【００２５】上記の踏力−ブレーキ関係におけるヒステ
リシス量Ｆ_HYS は、最適なブレーキフィーリングが実現
されるように調整できることが望ましい。ブースタ式ブ
レーキ装置では、ブレーキブースタが備えるリアクショ
ンディスクの硬度や、コントロールバルブの形状などに
よってヒステリシス量Ｆ_HYS を調整することができる。

【００２６】本実施例のブレーキ制御装置は、ブレーキ
シミュレータ１０により上述の如きヒステリシス特性を
伴う踏力−ブレーキ力関係をシミュレートすることで、
ブースタ式ブレーキ装置と同様の良好なブレーキフィー
リングを得ることができ、かつ、そのヒステリシス量を
ストロークシミュレータ１０の他の特性に影響を与える
ことなく独立して調整することができる点に特徴を有し
ている。以下、ストロークシミュレータ１０の構成及び
動作について説明する。

【００２７】図３は、ストロークシミュレータ１０の構
成図である。図３に示す如く、ストロークシミュレータ
１０はシリンダ４０を備えている。シリンダ４０の内部
には、ピストン４２が配設されている。ピストン４２の
周囲にはカップシール４６が装着されている。カップシ
ール４６により、ピストン４２はシリンダ４０の内部を
液密状態で摺動することができる。ピストン４２には、
上記したプッシュロッド１４が連結されている。ブレー
キペダル１６にペダル踏力Ｆが付与されると、その力は
所定のレバー比で増大され、プッシュロッド１４を介し
てピストン４２に伝達されることで、ピストン４２は図
３における右方向へ変位する。以下、ペダル踏力Ｆがピ
ストン４２に伝達される方向（すなわち、図３における
右方向）を踏み込み方向と称し、これとは逆の方向を踏
み込み解除方向と称す。また、以下の記載においては、
簡単のため、上記レバー比を無視して、ペダル踏力Ｆは
ブレーキペダル１６からピストン４２へ伝達される力に
一致するものとし、また、ペダルストロークＳはピスト
ン４２の踏み込み方向への変位量に一致するものとす
る。

【００２８】シリンダ４０の内部の、ピストン４２より
図３における右方には、ダンパ４８が液密かつ摺動可能
に配設されている。ピストン４２とダンパ４８との間に
は液室５０が画成されている。液室５０には作動油が封
入されている。ダンパ４８は、ダンパスプリング５２に
より、踏み込み解除方向、すなわち、液室５０を縮小さ
せる向きに付勢されている。

【００２９】液室５０の内部には、バルブ機構５３が設
けられている。バルブ機構５３は、バルブハウジング５
４を備えている。バルブハウジング５４は、シリンダ４
０の内壁との間に通路５６が画成されるように、シリン
ダ４０に対して固定されている。通路５６には、カップ
シール５８が配設されている。バルブ機構５３及びカッ
プシール５８は、液室５０の内部を、ピストン４２に隣
接する第１液室６０と、ダンパ４８に隣接する第２液室
６２とに区画している。カップシール５８は、第１液室
６０の液圧が第２液室６２の液圧に比して高圧である場
合に、第１液室６０から第２液室６２への流体の流れを
許容し、その逆方向の流れを常時阻止する一方向弁とし
て機能する。なお、第２液室６２の液圧が上記したスト
ロークシミュレータ圧Ｐ_STに相当している。また、上記
した液圧通路２８は第２液室６２に接続されているバル
ブハウジング５４は、その内部にバルブ室６３を備えて
いる。バルブハウジング５４は、また、バルブ室６３と
第１液室６０とを連通するポート６４、及び、バルブ室
６３と第２液室６２とを連通するポート６６を備えてい
る。上記したピストン４２には、ガイドロッド６８が連
結されている。ガイドロッド６８は、ポート６４を貫通
して、バルブ室６３に進入している。バルブ室６３の内
部には、バルブボディ７０が配設されている。バルブボ
ディ７０は、ガイドロッド６８の周囲に液密かつ摺動可
能に保持されている。バルブハウジング５４の、ポート
６６の周囲の内壁面はバルブボディ７０に対するバルブ
シート７１を構成している。

【００３０】ガイドロッド６８には、凸部７３が形成さ
れている。凸部７３は、ブレーキペダル１６の踏み込み
が解除された状態で、バルブボディ７０と係合すること
によりバルブボディ７０を図３中左方に変位させ、か
つ、ブレーキペダル１６が踏込まれた状態で、バルブボ
ディ７０から図中右方へ離脱するように配置されてい
る。このため、ブレーキペダル１６の踏み込みが解除さ
れた状態では、バルブボディ７０はバルブシート７１か
ら離間し、一方、ブレーキペダル１６が踏み込まれた状
態では、バルブボディ７０は、バルブスプリング７２に
より所定の荷重（以下、バルブ荷重ｆ_v と称す）でバル
ブシート７１に向けて押圧される。従って、ブレーキペ
ダル１６が踏込まれている場合、常態においては、バル
ブボディ７０がバルブシート７１に着座することで、ポ
ート６６は閉塞されている。

【００３１】バルブハウジング５４とピストン４２との
間には、セットスプリング７６が配設されている。セッ
トスプリング７６は、ブレーキペダル１６が踏み込まれ
ていない状態で、ピストン４２に対して、踏み込み解除
方向に所定の荷重（以下、セット荷重ｆ_s と称す）を作
用させるように構成されている。シリンダ４０の上部に
は、作動油を貯留するリザーバタンク７８が設置されて
いる。リザーバタンク７８は、シリンダ４０に設けられ
たリザーバポート８０に連通している。リザーバポート
８０は、ブレーキペダル１６が踏み込まれていない状態
ではカップシール４６より僅かに図３中右方に位置する
ように配置されている。従って、リザーバタンク７８
は、ブレーキペダル１６が踏み込まれていない状態では
第１液室６０と連通し、ブレーキペダル１６の踏み込み
に伴ってピストン４２が変位を開始すると第１液室６０
から遮断される。

【００３２】次に、図４から図７を参照して、ストロー
クシミュレータ１０の動作について説明する。図４は、
ペダル踏力Ｆと、第２液室６２の液圧、すなわち、スト
ロークシミュレータ圧Ｐ_STとの関係の一例を示す図であ
る。また、図５から図７は、それぞれ、ブレーキペダル
１６が踏み込まれる過程（図４に示す矢印で示す過
程）、ブレーキペダル１６が踏み込まれた後、ペダル踏
力が所定量減少されるまでの過程（図４に矢印で示す
過程）、及び、ブレーキペダル１６の踏み込みが解除さ
れてストロークシミュレータ圧Ｐ_STが減圧される過程
（図４に矢印で示す過程）におけるストロークシミュ
レータ１０の状態を示す。

【００３３】上述の如く、ブレーキペダル１６が踏み込
まれていない場合、ピストン４２には、セットスプリン
グ７６により、セット荷重ｆ_s が踏み込み解除方向に作
用している。このため、ペダル踏力Ｆがセット荷重ｆ_s
に達するまではピストン４２に変位は生じず、図４に矢
印で示す如く、ストロークシミュレータ圧Ｐ_STは上昇
しない。

【００３４】ペダル踏力Ｆがｆ_s を越えると、ピストン
４２はセットスプリング７６の付勢力に抗して踏み込み
方向へ変位を開始する。ピストン４２が変位を開始する
ことによりカップシール４６がリザーバポート８０を越
えると、第１液室６０はリザーバタンク７８から遮断さ
れる。第１液室６０がリザーバタンク７８から遮断され
た状態で、ペダル踏力Ｆが増加されると、それに応じて
第１液室６０の液圧（以下、第１液圧Ｐ₁ と称す）が上
昇する。第１液室Ｐ₁ は、ピストン４２に作用する力の
釣合より、次式で表される。

【００３５】Ｐ₁ ＝（Ｆ−ｆ_s ）／Ａ_p （１） ここで、Ａ_p はピストン４２の断面積である。なお、セ
ット荷重ｆ_s は、厳密には、ピストン４２の変位量に応
じて変化する。しかしながら、セットスプリング７２の
ばね定数を十分に小さな値に設定することで、セット荷
重ｆ_s はピストン４２の変位量にかかわらず一定に維持
されるとみなすことができる。

【００３６】上述の如く、通路５６に設けられたカップ
シール５８は、第１液室６０側から第２液室６２側への
流体の流れのみを許容する一方向弁として機能する。ま
た、第１液圧Ｐ₁ が上昇した状況下では、バルブボディ
７０がバルブシート７１に着座した状態が維持される。
従って、ペダル踏力Ｆの増加に伴って第１液圧Ｐ₁ が上
昇すると、図５に示す如く、第１液室６０内の作動油が
通路５６を経由して第２液室６２へ流入することで、ス
トロークシミュレータ圧Ｐ_STは第１液圧Ｐ₁ に等しい液
圧まで上昇する。すなわち、ペダル踏力Ｆが増加されて
いる過程では、第１液圧Ｐ₁ に等しいストロークシミュ
レータ圧Ｐ_STが発生する。このため、図４に矢印で示
す如く、ペダル踏力Ｆがｆ_s を上回った領域では、
（１）式で表される関係により、ストロークシミュレー
タ圧Ｐ_STはペダル踏力Ｆの増加に対して直線的に上昇す
る。なお、上述の如く、通常時は、液圧通路２８は電磁
弁３０により遮断されているため、ストロークシミュレ
ータ圧Ｐ_stが上昇した場合に作動油が第２液室６２から
液圧通路２８へ流出することはない。

【００３７】ペダル踏力Ｆの増加が停止されて一定に保
持されると、第１液圧Ｐ₁ 及びストロークシミュレータ
圧Ｐ_STも一定に保持される。この状態からペダル踏力Ｆ
が減少されると、（１）式に従って、第１液圧Ｐ₁ が低
下する。第１液圧Ｐ₁ の低下により、第１液圧Ｐ₁ がス
トロークシミュレータ圧Ｐ_STに比して低圧になると、通
路５６はカップシール５８により遮断される。一方、バ
ルブボディ７０には、第１液室Ｐ₁ とストロークシミュ
レータ圧Ｐ_STとの差圧ΔＰ（＝Ｐ_ST−Ｐ₁ ）に応じた力
Ｆ_v が、バルブ荷重ｆ_v とは逆向きに作用する。ここ
で、バルブボディ７０の断面積をＡ_v とすると、力Ｆ_v
は次式で表される。

【００３８】 Ｆ_v ＝（Ｐ_ST−Ｐ₁ ）・Ａ_v （２） この力Ｆ_v がバルブ荷重ｆ_v よりも小さい場合は、バル
ブボディ７０がバルブシート７１に着座し、ポート６６
が閉塞された状態が維持される。一方、力Ｆ_v がバルブ
荷重ｆ_v を上回ると、バルブボディ７０はバルブシート
７１から離座し、ポート６６は導通される。すなわち、
バルブ機構５３は開弁圧ｆ_v ／Ａ_v を有する一方向弁と
して機能する。

【００３９】従って、ペダル踏力Ｆが減少された後、差
圧ΔＰがバルブ機構５３の開弁圧ｆ _v ／Ａ_V に達するま
では、図６に示す如く、連通路５６はカップシール５８
により遮断され、かつ、ポート６６はバルブボディ７０
により閉塞される。このため、第２液室６２が第１液室
６０から遮断されることで、第１液圧Ｐ₁ が低下して
も、ストロークシミュレータ圧Ｐ_STに変化は生じない。
従って、図４に矢印で示す如く、ペダル踏力Ｆが所定
のヒステリシス量ＨＹＳを越えるまでは、ストロークシ
ミュレータ圧Ｐ_STは一定に維持される。

【００４０】ペダル踏力Ｆの減少に伴って、第１液圧Ｐ
₁ が低下を続けると、これに応じて差圧ΔＰ（＝Ｐ_ST−
Ｐ₁ ）は増加する。そして、差圧ΔＰが開弁圧ｆ_v ／Ａ
_v を越えるまでペダル踏力Ｆが減少すると、図７に示す
如く、バルブボディ７０がバルブシート７１から離座す
ることで、第２液室６２はポート６６、バルブ室６３、
及びポート６４を介して第１液室６０と連通する。第２
液室６２が第１液室６０と導通すると、第２液室６２か
ら第１液室６０へ作動油が流出することで、ストローク
シミュレータ圧Ｐ_STは低下する。ストロークシミュレー
タ圧Ｐ_STの低下に伴って、差圧ΔＰが開弁圧ｆ_v ／Ａ_v
を下回ると、バルブボディ７０がバルブシート７１に着
座することで、第２液室６２は再び第１液室６０から遮
断される。

【００４１】以後、差圧ΔＰが開弁圧ｆ_v ／Ａ_v を上回
ると、第２液室６２が第１液室６０と導通し、差圧ΔＰ
が開弁圧ｆ_v ／Ａ_v を下回ると、第２液室６２が第１液
室６０から遮断されるという動作が繰り返されること
で、図４に矢印で示す如く、差圧ΔＰが開弁圧ｆ_v ／
Ａ_v に等しい状態、すなわち、ストロークシミュレータ
圧Ｐ_STが第１液圧Ｐ₁ に比して開弁圧ｆ_v ／Ａ_v だけ高
圧である状態が維持されつつ、ストロークシミュレータ
圧Ｐ_STは低下することとなる。

【００４２】上述の如く、ストロークシミュレータ圧Ｐ
_STが低下を開始するのは、差圧ΔＰ（＝Ｐ_STーＰ₁ ）が
開弁圧ｆ_v ／Ａ_v に達した時点、すなわち、第１液圧Ｐ
₁ がｆ_v ／Ａ_v だけ減少した時点である。一方、第１液
圧Ｐ₁ は（１）式（Ｐ₁ ＝（Ｆ−ｆ_s ）／Ａ_p ）で表さ
れる。従って、ストロークシミュレータ圧Ｐ_STが低下を
開始するまでのペダル踏力Ｆの減少量、すなわち、ヒス
テリシス量ＨＹＳは次式で表されることとなる。

【００４３】ＨＹＳ＝ｆ_v ・Ａ_p ／Ａ_v （３） ペダル踏力Ｆの減少が停止され、再び増加に転ずると、
（１）式に従って、第１液圧Ｐ₁ が上昇する。このた
め、差圧ΔＰが減少してバルブ機構５３の開弁圧ｆ_v ／
Ａ_v を下回ることにより、バルブボディ７０がバルブシ
ート７１に着座する。かかる状況下において、第１液圧
Ｐ₁ がストロークシミュレータ圧Ｐ_STに比して低圧であ
る間は、通路５６はカップシール５８により遮断される
ため、ストロークシミュレータ圧Ｐ_STは変化しない。そ
して、第１液圧Ｐ₁ がストロークシミュレータ圧Ｐ_STを
上回るまでペダル踏力Ｆが増加されると、図５に示す如
く、作動油が第１液室６０から通路５６を経由して第２
液室６２へ流入する。このため、ストロークシミュレー
タ圧Ｐ_STは第１液圧Ｐ₁ と等圧となり、以後、図４に矢
印で示す如く、ストロークシミュレータ圧Ｐ_STは第１
液圧Ｐ₁ と等圧に保たれたれながらペダル踏力Ｆの増加
に応じて上昇する。

【００４４】なお、上記の如く、ブレーキペダル１６の
踏み込みが解除されると、ガイドロッド６８に形成され
た凸部７３が、バルブボディ７０をバルブシート７１か
ら離間させる。バルブボディ７０がバルブシート７１か
ら離間すると、第１液室６０と第２液室６２とがポート
６６を介して連通する。また、上記の如く、ブレーキペ
ダル１６の踏み込みが解除された状態では、リザーバタ
ンク７８と第１液室６０とがリザーバポート８０を介し
て連通することにより、第１液圧Ｐ₁ は大気圧に等しい
液圧となっている。従って、ブレーキペダル１６の踏み
込みが解除され、ペダル踏力Ｆがセット荷重ｆ_s 以下と
なるまで減少されると、図４に矢印で示す如く、スト
ロークシミュレータ圧Ｐ_STも大気圧まで低下することに
なる。すなわち、ガイドロッド６８に凸部７３が設けら
れていることにより、ブレーキペダル１６の踏み込みが
解除された場合に、第２液室６２に上記差圧ΔＰ（＝ｆ
_v／Ａ_v ）に等しいストロークシミュレータ圧Ｐ_STが残
ることが防止される。

【００４５】上述の如く、ストロークシミュレータ１０
によれば、ペダル踏力Ｆとストロークシミュレータ圧Ｐ
_STとの間に、図４に示す如きヒステリシス特性を伴う関
係が生成される。一方、上述の如く、本実施例のブレー
キ制御装置において、ブレーキ力はストロークシミュレ
ータ圧Ｐ_STに応じた値に制御される。従って、本実施例
によれば、従前のブースタ式ブレーキ装置と同様に、図
２に示す如きヒステリシス特性を伴う踏力−ブレーキ力
関係を実現することができる。

【００４６】また、上述の如く、ストロークシミュレー
タ１０におけるヒステリシス特性は、バルブスプリング
７２の付勢力により得られている。すなわち、ストロー
クシミュレータ１０は、皿バネによりヒステリシス特性
を得る上記従来技術の構成とは異なり、摺動部分を設け
ることなくヒステリシス特性が得られる構成である。従
って、本実施例のストロークシミュレータ１０によれ
ば、摺動に伴う摩耗等に起因するヒステリシス特性の経
時変化を防止することができる。

【００４７】また、上記ヒステリシス特性におけるヒス
テリシス量ＨＹＳは、上記（３）式で表される如く、バ
ルブ荷重ｆ_v に依存している。バルブ荷重ｆ_v は、スト
ロークシミュレータ１０の他の特性（例えば、ペダル踏
力Ｆに対するストロークシミュレータ圧Ｐ_STの勾配）に
は一切関連しないパラメータである。従って、ストロー
クシミュレータ１０によれば、バルブスプリング７２の
セット荷重ｆ_v を適宜設定することで、ストロークシミ
ュレータ１０の他の特性に影響を与えることなく、ヒス
テリシス量ＨＹＳのみを独立に調整することができる。

【００４８】ところで、ストロークシミュレータ圧Ｐ_ST
が上昇すると、その液圧に応じた力がダンパ４８に作用
することで、ダンパスプリング５２に収縮変形が生ず
る。ダンパ４８の断面積をＡ_d 、ダンパスプリング５２
のぱね定数をｋ_d とすると、ダンパスプリング５２の収
縮変形量ｘ_d は次式で表される。 ｘ_d ＝Ｐ_ST・Ａ_d ／ｋ_d （４） 液室５０の容積は変化しないとみなすことができるの
で、ダンパスプリング５２の収縮変形量ｘ_d は、ピスト
ン４２の踏み込み方向への変位量、すなわち、ペダルス
トロークＳに一致する。従って、ペダルストロークＳは
次式で表されることとなる。

【００４９】 Ｓ＝Ｐ_ST・Ａ_d ／ｋ_d （５） （５）式より、ダンパスプリング５２として線型バネを
用いた場合には、ペダルストロークＳは、ストロークシ
ミュレータ圧Ｐ_STに比例して変化することがわかる。ま
た、ダンパスプリング５２として非線型バネを用いた場
合には、ばね定数ｋ_d は収縮変形量ｘ_d によって変化す
る。この場合、ダンパスプリング５２の変形量ｘとばね
力Ｔとの関係が非線型関数Ｔ＝ｇ（ｘ）で表されるもの
とすると、ペダルストロークＳは次式で表される。

【００５０】 Ｓ＝ｇ^-1（Ｐ_ST・Ａ_d ／Ａ_p ） （６） 従って、ダンパスプリング５２の非線型特性を適宜選択
することにより、ペダル踏力ＦとペダルストロークＳと
の関係を所望の特性に設定することができる。非線型バ
ネとしては、例えば、不均一な巻線ピッチを有するコイ
ルスプリングや皿バネ等を用いることができる。あるい
は、ダンパスプリング５２として線型バネを用い、ダン
パ４８が所定量変位した位置でダンパ４８に当接する別
の弾性体を設けること等により、上記非線型特性を実現
することもできる。

【００５１】ところで、本実施例のブレーキ制御装置に
おいては、上記の如く、ＥＣＵ１２がストロークシミュ
レータ圧Ｐ_STに基づいて、油圧アクチュエータ２２を制
御することにより、ホイルシリンダ圧Ｐ_W/C がペダル踏
力Ｆに応じた値に制御される。しかしながら、油圧アク
チュエータ２２あるいは液圧ポンプ２４に失陥が生じた
場合には、油圧アクチュエータ２２によってホイルシリ
ンダ圧Ｐ_W/C を昇圧することができなくなる。

【００５２】これに対して、本実施例のブレーキ制御装
置においては、油圧アクチュエータ２２あるいは液圧ポ
ンプ２４の失陥等のシステム失陥が検出されると、ＥＣ
Ｕ１２は電磁弁３０にオン信号を供給することにより、
電磁弁３０を開弁させる。電磁弁３０が開弁されると、
各ホイルシリンダ２６は液圧通路２８を介してストロー
クシミュレータ１０の第２液室６２と連通することで、
ストロークシミュレータ圧Ｐ_STがホイルシリンダ２６に
供給される。従って、本実施例のブレーキ制御装置によ
れば、システム失陥が発生した場合にも、ストロークシ
ミュレータ１０の第２液室６２を液圧源としてホイルシ
リンダ圧Ｐ_W/C を昇圧させることができる。この意味
で、本実施例のブレーキ制御装置は、システム失陥に対
するフェールセーフ対策が十分に講じられたものとなっ
ている。

【００５３】上述の如く、本実施例では、システム失陥
時にストロークシミュレータ１０が液圧源として用いら
れることで、ストロークシミュレータ１０はマスタシリ
ンダとしての機能をも果たすこととなる。すなわち、本
実施例によれば、ストロークシミュレータとマスタシリ
ンダとを別体に設けることが不要となり、これにより、
システムの低コスト化を図ることができる。

【００５４】なお、上記実施例では、液圧通路２８を第
２液室６２に接続し、システム失陥時には第２液室６２
を液圧源として用いることとしたが、液圧通路２８を第
１液室６０に接続して第１液室６０を液圧源として用い
ることとしてもよい。また、上記実施例においては、第
１液室６０から第２液室６２への作動油の流れを許容す
る一方向弁としてカップシール５８を用い、その開弁圧
をゼロとする一方、第２液室６２から第１液室６０への
作動油の流れを許容する一方向弁として、開弁圧ｆ_v ／
Ａ_v を有するバルブ機構５３を用いることとした。しか
しながら、本発明はこれに限定されるものではなく、第
１液室６０から第２液室６２への作動油の流れを許容す
る一方向弁として一定の開弁圧を有する一方向弁を用
い、第２液室６２から第１液室６０への作動油の流れを
許容する一方向弁として、例えばカップシールのような
開弁圧がゼロである一方向弁を用いてもよい。すなわ
ち、２つの一方向弁の少なくとも一方が正の（すなわ
ち、ゼロでない）開弁圧を有する構成であればよい。

【００５５】なお、上記実施例においては、カップシー
ル５８が請求項１に記載した第１の一方向弁に、バルブ
機構５３が請求項１に記載した第２の一方向弁に、液圧
通路２８が請求項２に記載した連通路に、電磁弁３０が
請求項２に記載した遮断弁にそれぞれ相当し、また、シ
ステム失陥時にＥＣＵ１２が電磁弁３０を開弁させるこ
とにより請求項２に記載した失陥時開弁手段が実現され
ている。

【００５６】

【発明の効果】上述の如く、請求項１記載の発明によれ
ば、ブレーキペダルストロークシミュレータに摺動部分
を設けることなくヒステリシス特性を実現することがで
きると共に、各一方向弁の開弁圧を適宜設定すること
で、ヒステリシス量を調整することができる。従って、
本発明によれば、摩耗に起因する経時変化を抑制するこ
とができると共に、ブレーキペダルストロークシミュレ
ータの他の特性に影響を与えることなくヒステリシス特
性のみを独立して任意に調整することができる。

【００５７】また、請求項２記載の発明によれば、シス
テム失陥時にブレーキストロークシミュレータをマスタ
シリンダとして機能させることができる。従って、本発
明によれば、ブレーキペダルストロークシミュレータと
マスタシリンダとを別体に設けることが不要になること
で、装置コストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるブレーキペダルストロ
ークシミュレータが適用されたブレーキ制御装置のシス
テム構成図である。

【図２】従来のブースタ式ブレーキ装置における踏力ー
ブレーキ力関係の一例を示す図である。

【図３】本実施例のブレーキペダルストロークシミュレ
ータの構成図である。

【図４】本実施例のブレーキペダルストロークシミュレ
ータにより実現されるペダル踏力Ｆとストロークシミュ
レータ圧Ｐ_STとの関係の一例を示す図である。

【図５】ブレーキペダルが踏み込まれる過程でのブレー
キペダルストロークシミュレータを示す図である。

【図６】ブレーキペダルが踏み込まれた後、ペダル踏力
が所定量減少されるまでの過程でのブレーキペダルスト
ロークシミュレータを示す図である。

【図７】ブレーキペダルの踏み込みが解除されてストロ
ークシミュレータ圧Ｐ_STが減圧される過程でのブレーキ
ペダルストロークシミュレータを示す図である。

【符号の説明】

１０ ブレーキペダルストロークシミュレータ １２ ＥＣＵ １６ ブレーキペダル ４２ ピストン ５０ 液室 ５３ バルブ機構 ５８ カップシール ６０ 第１液室 ６２ 第２液室

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ペダル踏力が所定の方向に伝達されるピ
   ストン部材と、前記ピストン部材に対して前記所定の方
   向に離間して設けられ、前記所定の方向とは逆方向に付
   勢されたダンパ部材と、前記ピストン部材と前記ダンパ
   部材との間に画成され、作動油が封入されてなる液室と
   を備えるブレーキペダルストロークシミュレータであっ
   て、 前記液室を、前記ピストン部材に隣接する第１の液室
   と、前記ダンパ部材に隣接する第２の液室とに分割する
   と共に、 第１の開弁圧を有し、前記第１の液室から前記第２の液
   室への作動油の流れのみを許容する第１の一方向弁と、 第２の開弁圧を有し、前記第２の液室から前記第１の液
   室への作動油の流れのみを許容する第２の一方向弁とを
   設け、かつ、 前記第１の開弁圧及び前記第２の開弁圧を、それらの和
   が正の所定値となるように設定したことを特徴とするブ
   レーキペダルストロークシミュレータ。
2. 【請求項２】 請求項１記載のブレーキペダルストロー
   クシミュレータであって、 ブレーキ操作量を検出する操作量検出手段と、前記ブレ
   ーキ操作量に基づいて、所定の高圧源を液圧源としてホ
   イルシリンダ圧を制御する液圧制御手段とを備えるブレ
   ーキ制御装置に設けられ、 前記第１の液室又は第２の液室とホイルシリンダとを接
   続する連通路と、 前記連通路に設けられた遮断弁と、 前記液圧制御手段の失陥時に、前記遮断弁を開弁させる
   失陥時開弁手段とを備えることを特徴とするブレーキペ
   ダルストロークシミュレータ。