JP2013075596A - 気圧式倍力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】気圧式倍力装置において、リアクション部材の耐久性を向上させる。
【解決手段】リアクション部材の変形量が抑制されるので、リアクション部材の耐久性を向上させることができる。ブレーキペダルで入力ロッドを操作し、制御バルブで変圧室に大気を導入し、パワーピストンを推進してプライマリピストンを前進させてマスタシリンダでブレーキ液圧を発生させる。液圧による反力の一部をリアクション部材を介して入力ロッドに伝達する。プライマリピストンに液圧を発生しない所定（遊び）のストロークＳを設け、反力調整ばねによりプランジャに伝達する反力を制限する。ストロークＳの領域で、液圧制御装置でホイールシリンダに液圧を供給して回生協調制御を行ない、反力ばねによる反力を入力ロッドに付与する。これにより、液圧制御装置の作動によるマスタシリンダの液圧変動が入力ロッドに伝達されない。
【選択図】図２

Description

本発明は、気圧式倍力装置に関するものである。

車両のブレーキ装置においては、液圧式ブレーキによる摩擦制動と発電機による回生制動との制動力の配分を制御する回生協調制御が知られている。そして、特許文献１には、マスタシリンダと各車輪の液圧ブレーキ装置との間に、ポンプ、アキュムレータ及び電磁弁等を含むとともに液圧ブレーキ装置へ供給する液圧を増減及び保持する液圧制御装置を配置し、回生制動時に液圧ブレーキ装置へ供給する液圧を液圧制御装置によって調整することで回生協調制御を行うブレーキ制御装置が記載されている。

特開２００９−２０２６７８号公報

このようなブレーキ制御装置においては、ブレーキペダルの操作フィーリングを確保するために、気圧式倍力装置の入力側（入力ロッド）への反力伝達開始時の出力荷重、所謂、ジャンプインの設定荷重を大きくすることがある。通常、ジャンプインの設定荷重を大きくした場合、それに伴いリアクション部材の変形量が大きくなり、リアクション部材の耐久性が低下する可能性がある。

本発明は、入力側への反力伝達時の出力荷重に対してリアクション部材の変形量を小さくすることが可能な気圧式倍力装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る気圧式倍力装置は、ブレーキペダルの操作によって移動する入力部材と、前記入力部材に対して進退動可能な助力部材と、前記入力部材の移動により前記助力部材を推進して前記入力部材に追従させるアクチュエータと、前記入力部材及び前記助力部材の推力を合成してマスタシリンダのピストンへ伝達し、該ピストンからの反力を前記入力部材と前記助力部材とへ分配する反力分配機構と、を備え、前記反力分配機構は、前記マスタシリンダのピストンへ出力を行う出力部材と、前記出力部材と前記助力部材との間に設けられて弾性体により構成されるリアクション部材と、一端が前記リアクション部材に対向して他端が前記入力部材に連結されたプランジャに対向して配置される反力伝達部材と、前記反力伝達部材を前記リアクション部材に向けて付勢する付勢部材と、を有し、前記入力部材が、初期位置から、前記ブレーキペダルの操作により前記マスタシリンダに液圧が発生した後の所定ストローク位置まで移動する間、前記反力分配機構から反力を受けず、さらなるストロークに対して前記反力分配機構から反力を受けるように構成されることを特徴とする。

本発明によれば、入力側への反力伝達時の出力荷重に対してリアクション部材の変形量を小さくすることが可能となり、リアクション部材の耐久性を向上させることができる。

第１実施形態の気圧式倍力装置を含むブレーキ装置の概念図である。 マスタシリンダを含む第１実施形態の気圧式倍力装置の縦断面図である。 図２における要部拡大図であって、マスタシリンダのピストンが液圧を発生しない遊びのストロークの範囲にある状態を示す図である。 図３に示される状態から、マスタシリンダが液圧を発生し、その液圧の反力が入力ロッドに伝達される状態を示す図である。 マスタシリンダを含む他の実施形態の気圧式倍力装置の縦断面図である。 図１に示される気圧式倍力装置の入出力特性を示すグラフである。

本発明の一実施形態を添付した図を参照して説明する。
まず、図１を参照して本実施形態の気圧式倍力装置１０１を用いた自動車のブレーキ装置２００を説明する。ブレーキ装置２００は、気圧式アクチュエータを倍力源とするシングル型の気圧式倍力装置１０１と、該気圧式倍力装置１０１に取り付けられたマスタシリンダ１１０の液圧ポート１６４、１６５に接続されて、各車輪Ｗａ〜Ｗｄの液圧ブレーキのホイールシリンダＢａ〜Ｂｄにブレーキ液圧を供給する液圧制御装置５と、液圧制御装置５を制御するコントローラ７と、回生制動を行なう回生ブレーキ装置８と、を含む。

液圧制御装置５は、マスタシリンダ１１０のプライマリポート１６４からの液圧を左前輪Ｗａ及び右後輪Ｗｂのブレーキ装置のホイールシリンダＢａ、Ｂｂに供給するための第１液圧回路５Ａ（図１の液圧制御装置５の中央より右側分部）と、セカンダリポート１６５からの液圧を右前輪Ｗｃ及び左後輪Ｗｄのブレーキ装置のホイールシリンダＢｃ、Ｂｄに供給するための第２液圧回路５Ｂ（図１の液圧制御装置５の中央より左側分部）とからなる所謂「Ｘ配管」とした２系統の液圧回路を有する。なお、ブレーキ装置は、ディスクブレーキの他、ドラムブレーキ等の他の液圧式ブレーキとすることができる。

第１液圧回路５Ａと第２液圧回路５Ｂとは同様の構成であり、また、各車輪Ｗａ〜Ｗｄのブレーキ装置のホイールシリンダＢａ〜Ｂｄに接続された液圧回路の構成は同様の構成であり、以下の説明において参照符号の添え字Ａ及Ｂ並びにａ乃至ｄは、それぞれ、第１液圧回路５Ａ及び第２液圧回路５Ｂ、並びに、各車輪Ｗａ乃至Ｗｄに対応する。

液圧制御装置５には、マスタシリンダ１１０から各車輪Ｗａ〜Ｗｄのブレーキ装置のホイールシリンダＢａ〜Ｂｄへの液圧の供給を制御する電磁開閉弁である供給弁３５Ａ、３５Ｂと、ブレーキ装置のホイールシリンダＢａ〜Ｂｄへの液圧の供給を制御する電磁開閉弁である増圧弁３６ａ〜３６ｄと、ブレーキ装置のホイールシリンダＢａ〜Ｂｄから液圧を解放するためのシステムリザーバ３７Ａ、３７Ｂと、ブレーキ装置のホイールシリンダＢａ〜Ｂｄからシステムリザーバ３７Ａ、３７Ｂへの液圧の解放を制御する電磁弁開閉弁である減圧弁３８ａ〜３８ｄと、ブレーキ装置のホイールシリンダＢａ〜Ｂｄに液圧を供給するためポンプ３９Ａ、３９Ｂと、ポンプ３９Ａ、３９Ｂを駆動するポンプモータ４０と、マスタシリンダ１１０からポンプ３９Ａ、３９Ｂの吸込み側への液圧の供給を制御する電磁開閉弁である加圧弁４１Ａ、４１Ｂと、ポンプ３９Ａ、３９Ｂの下流側から上流側への逆流を防止するための逆止弁４２Ａ、４２Ｂ、４３Ａ、４３Ｂ、４４Ａ、４４Ｂと、マスタシリンダ１１０のプライマリポート１６４及びセカンダリポート１６５の液圧を検出する液圧センサ４５Ａ、４５Ｂと、を有している。

そして、コントローラ７によって供給弁３５Ａ、３５Ｂ、増圧弁３６ａ〜３６ｄ、減圧弁３８ａ〜３８ｄ、加圧弁４１Ａ、４１Ｂ及びポンプモータ４０の作動を制御して、次のような作動モードを実行することができる。
［通常制動モード］
通常制動時には、供給弁３５Ａ、３５Ｂ及び増圧弁３６ａ〜３６ｄを開き、減圧弁３８ａ〜３８ｄ、加圧弁４１Ａ、４１Ｂを閉じることにより、マスタシリンダ１１０から各車輪Ｗａ〜ＷｄのホイールシリンダＢａ〜Ｂｄに液圧を供給する。
［減圧モード］
減圧弁３８ａ〜３８ｄを開き、供給弁３５Ａ、３５Ｂ、増圧弁３６ａ〜３６ｄ及び加圧弁４１Ａ、４１Ｂを閉じることにより、ホイールシリンダＢａ〜Ｂｄの液圧をリザーバ３７Ａ、３７Ｂに解放して減圧する。
［保持モード］
増圧弁３６ａ〜３６ｄ及び減圧弁３８ａ〜３８ｄを閉じることにより、ホイールシリンダＢａ〜Ｂｄの液圧を保持する。
［増圧モード］
増圧弁３６ａ〜３６ｄを開き、供給弁３５Ａ、３５Ｂ、減圧弁３８ａ〜３８ｄ及び加圧弁４１Ａ、４１Ｂを閉じて、ポンプモータ４０を作動することにより、ブレーキ液をリザーバ３７Ａ、３７Ｂからマスタシリンダ１１０側へ戻してホイールシリンダＢａ〜Ｂｄの液圧を増圧する。
［加圧モード］
加圧弁４１Ａ、４１Ｂ及び増圧弁３６ａ〜３６ｄを開き、減圧弁３８ａ〜３８ｄ及び供給弁３５Ａ、３５Ｂを閉じて、ポンプモータ４０を作動することにより、マスタシリンダ１１０の液圧にかかわらず、ポンプ３９Ａ、３９Ｂによってブレーキ液をホイールシリンダＢａ〜Ｂｄに供給する。

これらの作動モードを車両状態に応じて適宜実行することにより、各種ブレーキ制御を行なうことができる。例えば、制動時に接地荷重等に応じて各車輪に適切に制動力を配分する制動力配分制御、制動時に各車輪の制動力を自動的に調整して車輪のロックを防止するアンチロックブレーキ制御、走行中の車輪の横滑りを検知して、ブレーキペダル１９の操作量にかかわらず各車輪に適宜自動的に制動力を付与することにより、アンダーステア及びオーバーステアを抑制して車両の挙動を安定させる車両安定性制御、坂道（特に上り坂）において制動状態を保持して発進を補助する坂道発進補助制御、発進時等において車輪の空転を防止するトラクション制御、先行車両に対して一定の車間を保持する車両追従制御、走行車線を保持する車線逸脱回避制御、障害物との衝突を回避する障害物回避制御等を実行することができる。

なお、ポンプ３９Ａ、３９Ｂとしては、例えばプランジャポンプ、トロコイドポンプ、ギヤポンプ等の公知の液圧ポンプを用いることができるが、車載性、静粛性、ポンプ効率等を考慮するとギヤポンプとすることが望ましい。ポンプモータ４０としては、例えばＤＣモータ、ＤＣブラシレスモータ、ＡＣモータ等の公知のモータを用いることができるが、車載性等の観点からＤＣモータが望ましい。

また、液圧制御装置５の電磁開閉弁の特性は、使用態様に応じて適宜設定することができる。例えば、供給弁３５Ａ、３５Ｂ及び増圧弁３６ａ〜３６ｄを常開弁とし、減圧弁３８ａ〜３８ｄ及び加圧弁４１Ａ、４１Ｂを常閉弁とすることにより、コントローラ７からの制御信号がない場合に、マスタシリンダ１１０らブレーキ装置のホイールシリンダＢａ〜Ｂｄに液圧を供給することができる。このため、フェイルセーフ及び制御効率の観点から、上記のような構成とすることが望ましい。

回生ブレーキ装置８は、減速時及び制動時等に少なくとも１つの車輪の回転によって発電機（電動モータ）を駆動することにより、運動エネルギーを電力として回収する。回生ブレーキ装置８とコントローラ７とは、相互に制御信号の授受を行なう。コントローラ７は、運転者によるブレーキペダル１９の操作によるストロークセンサ２０からの信号に基づき、回生制動中には回生ブレーキ装置８から指示される回生制動分を減じた減速度に相当するブレーキ液圧をホイールシリンダＢａ〜Ｂｄに供給することにより、所望の制動力を得る回生協調制御を実行する。

次に、本実施形態に係る気圧式倍力装置１０１を説明する。図２に示されるように、気圧式倍力装置１０１は、薄板によって形成されたフロントシェル１０２とリアシェル１０３とが結合されて構成されるハウジング１０４を備え、ハウジング１０４内は、ダイアフラム１０５を有するパワーピストン１０６によって定圧室１０７と変圧室１０８との２室に区画されている。フロントシェル１０２及びリアシェル１０３は、略有底円筒形であり、これらは、フロントシェル１０２の外周の開口縁部に、リアシェル１０３の外周の開口縁部を嵌合し、これらの間にダイアフラム１０５の外周部を挟み込むことによって気密に結合されている。

フロントシェル１０２の底部の中央開口１０９にはマスタシリンダ１１０の後端部が挿入され、フロントシェル１０２にはマスタシリンダ１１０が取付けられている。リアシェル１０３の底部の中央部には、後述するバルブボディ１１１（助力部材）を挿通させるための後部円筒部１１２が突出されている。後部円筒部１１２の周囲には、車体のダッシュパネル（図示せず）に当接するリア座面１１３が形成されている。

ハウジング１０４には、フロントシェル１０２からリアシェル１０３のリア座面１１３に貫通するタイロッド１１４が設けられている。タイロッド１１４は、両端部に取付ネジ部１１５及び固定ネジ部１１６が形成され、取付ネジ部１１５及び固定ネジ部１１６の基部に、それぞれ拡径されたフロントフランジ１１７及びリアフランジ１１８が形成されている。そして、フロントフランジ１１７がフロントシェル１０２の内側にリテーナ１１９及びシール１２０を介して気密に当接し、リアフランジ１１８がリア座面１１３の内側に気密に当接した状態で、リアシェル１０３側にカシメによって固定されている。タイロッド１１４の中央部は、パワーピストン１０６に設けられた開口１２１及びダイアフラム１０５と一体に形成された略円筒形のロッドシール１２２に挿入されて、パワーピストン１０６及びダイアフラム１０５に対して摺動可能かつ気密に貫通する。

タイロッド１１４は、フロントシェル１０２及びリアシェル１０３の直径方向２箇所に配置されており（一方のみ図示する）、取付ネジ部１１５によってフロントシェル１０２にマスタシリンダ１１０を固定し、固定ネジ部１１６によってリア座面１１３を上述の車体のダッシュパネル（図示せず）に固定する。また、リア座面１１３には、これをダッシュパネルに固定するためのリアボルト（図示せず）がカシメによって固定されている。

パワーピストン１０６及びダイアフラム１０５の中央開口部１０５Ａ、１０６Ａには、略円筒形のバルブボディ１１１の前端を拡径させて形成した円筒部１１１Ａが挿入されている。バルブボディ１１１は、略円筒形に形成されて前端の円筒部１１１Ａに対して同軸且つ一体で形成されるボス部１１１Ｅを有する。そして、ダイアフラム１０５の中央開口部１０５Ａの内周縁部１０５Ｂはバルブボディ１１１の外周溝１１１Ｂに嵌合されて、これらが気密に結合されている。バルブボディ１１１の後端側の小径筒部１１１Ｃは、変圧室１０８を通過して、リアシェル１０３の後部の円筒部１１２に挿入されて外部へ延びている。円筒部１１２には、シール部材１２４が装着されて、バルブボディ１１１の小径筒部１１１Ｃとの間が摺動可能にシールされている。円筒部１１２とバルブボディ１１１の小径筒部１１１Ｃとの間には、蛇腹状のダストカバー１２５が設けられている。フロントシェル１０２には接続管１２６が取付けられており、接続管１２６がエンジンの吸気管等の負圧源（図示せず）に接続されることで定圧室１０７は常時所定の負圧に維持される。

バルブボディ１１１の前端の円筒部１１１Ａには、反力調整機構１５０が設けられる。バルブボディ１１１は、その推力を、反力調整機構１５０を介して、出力ロッド１２８（出力部材）へ伝達する。出力ロッド１２８は、先端部１２８Ａがプライマリピストン１６０に当接し、基端部１２８Ｂがカップ状に形成されて円板形のリアクション部材１５５（反力分配機構）が収容される。そして、出力ロッド１２８は、リアクション部材１５５を介して、反力調整機構１５０から力の伝達を受けるとともにマスタシリンダ１１０からの反力を伝達するように構成されている。

図３に示されるように、反力調整機構１５０は、バルブボディ１１１の円筒部１１１Ａに嵌合されて固定されるばね受部材１５１と、前端部がバルブボディ１１１のボス部１１１Ｅに嵌合されて固定される反力受部材１５２と、反力受部材１５２（ケーシング）内に軸方向へ移動可能に収容された軸形状の反力伝達部材１５３（反力調整手段）と、を含む。反力受部材１５２は、略円筒形に形成されて前端部端面がリアクション部材１５５に当接される。反力伝達部材１５３は、前端部が反力受部材１５２の内部に形成される内孔１５２Aに摺動可能に嵌合される。また、反力伝達部材１５３は、前端部に対して小径の軸部を有しており、小径の軸部には、環形状に形成されて前端部との間の段形状よって軸方向（前方）への移動が規制されるばね受部１５４と、カシメによって反力受部材１５２の後端部に固定されて小径の軸部を案内する案内部１５６と、が摺動可能に嵌合される。そして、反力伝達部材１５３は、ばね受部１５４と案内部１５６との間に介装された反力調整ばね１５７としての圧縮コイルばねによってリアクション部材１５５側へ付勢される。

バルブボディ１１１の後端の小径筒部１１１Ｃ内には、プランジャ１３１が挿入されている。プランジャ１３１は、バルブボディ１１１の円筒部１１１Ａと小径筒部１１１Ｃとの間の拡径部によって軸方向へ摺動可能且つ気密に案内されており、前端の凸部が、反力伝達部材１５３との間にジャンプインクリアランスとなる隙間Ｃを持って対向されている。プランジャ１３１には、バルブボディ１１１の後端開口から挿入された入力ロッド１３３（入力部材）の先端部が連結される。入力ロッド１３３の基端部は、バルブボディ１１１の後端部に装着された通気性を有するダストシール１３４を貫通させて外部へ延びている。また、入力ロッド１３３の基端部には、ブレーキペダル１９（図２参照）に連結させるためのクレビス１３５が取付けられる。また、バルブボディ１１１の小径筒部１１１Ｃには、プランジャ１３１によって開閉弁が制御される制御バルブ１３２が挿入されている。制御バルブ１３２は、一端が入力ロッド１３３に係止された弁ばね１４１によって閉弁方向に付勢される。

バルブボディ１１１の側壁１１１Ｄには、バルブボディ１１１の軸方向に延びて定圧室１０７に連通する定圧通路１３６及びバルブボディ１１１の径方向に延びて変圧室１０８に連通する変圧通路１３７が設けられている。制御バルブ１３２は、バルブボディ１１１とプランジャ１３１との相対変位に応じて、変圧通路１３７に対する定圧通路１３６と大気（ダストシール１３４側）との接続／遮断を切り換えるように構成されている。ブレーキペダル１９が操作されていない非操作状態では、変圧通路１３７（変圧室１０８）に対して、定圧通路１３６（定圧室１０７）及び大気（ダストシール１３４側）を遮断している。

そして、ブレーキペダル１９が操作されて、バルブボディ１１１に対してプランジャ１３１が前進すると、定圧通路１３６を、変圧通路１３７に対して遮断したままの状態で大気（ダストシール１３４側）に接続する。この時、変圧通路１３７は、ダストシール１３４を介して大気に開放されるように構成されている。バルブボディ１１１の側壁１１１Ｄを径方向に延びる変圧通路１３７には、ストップキー１３８が挿入される。ストップキー１３８は、リアシェル１０３の円筒部１１２の段部に係合することで、バルブボディ１１１の後退位置を制限する。また、ストップキー１３８は、プランジャ１３１の外周溝に移動可能に係合させることで、バルブボディ１１１とプランジャ１３１との相対変位量を制限する。

バルブボディ１１１の後端の小径筒部１１１Ｃには、入力ロッド１３３を後退位置へ付勢する戻しばね１４０が収容されている。また、入力ロッド１３３が貫通して入力ロッド１３３をクレビス１３５に固定するナット１４２によって軸方向（後方）への移動が規制されるばね受１４３と、リアシェル１０３のリア座面１１３との間には、入力ロッド１３３を後退位置へ付勢する反力ばね１５９（反力付与手段）が設けられる。

マスタシリンダ１１０には、開口側に、先端部がカップ状に形成された円筒形のプライマリピストン１６０が嵌装され、底部側にカップ状のセカンダリピストン１６１が嵌装されている。プライマリピストン１６０の後端部は、マスタシリンダ１１０の開口部から突出して、低圧室１０７内において出力ロッド１２８の先端部に当接している。マスタシリンダ１１０内は、プライマリピストン１６０及びセカンダリピストン１６１によってプライマリ室１６２及びセカンダリ室１６３の２つの圧力室が形成されている。プライマリ室１６２及びセカンダリ室１６３には、液圧ポート１６４、１６５（図１参照）がそれぞれ設けられている。液圧ポート１６４、１６５は、２系統の液圧回路からなる液圧制御装置５を介して各車輪Ｗａ〜Ｗｄの液圧ブレーキのホイールシリンダＢａ〜Ｂｄに接続されている（図１参照）。

マスタシリンダ１１０の側壁の上部には、プライマリ室１６２及びセカンダリ室１６３をリザーバ１０に接続するためのリザーバポート１６６、１６７が設けられる。マスタシリンダ１１０のシリンダボアと、プライマリピストン１６０及びセカンダリピストン１６１との間は、それぞれ２つのシール部材１６８Ａ、１６８Ｂ及び１６９Ａ、１６９Ｂによってシールされる。シール部材１６８Ａ、１６８Ｂは、軸方向へリザーバポート１６６を挟むように配置される。そして、プライマリピストン１６０が非制動位置（図２参照）に位置する場合、プライマリ室１６２がプライマリピストン１６０の側壁に設けられたポート１７０を介してリザーバポート１６６に連通する。

そして、プライマリピストン１６０が非制動位置から所定（遊び）のストロークＳだけ前進すると、シール部材１６８Ｂによってポート１７０が閉じてプライマリ室１６２がリザーバポート１６６から遮断され、プライマリ室１６２が加圧される。同様に、シール部材１６９Ａ、１６９Ｂは、軸方向へリザーバポート１６７を挟むように配置される。そして、セカンダリピストン１６１が非制動位置に位置する場合、セカンダリ室１６３がセカンダリピストン１６１の側壁に設けられたポート１７１を介してリザーバポート１６７に連通する。そして、セカンダリピストン１６１が非制動位置から所定（遊び）のストロークＳだけ前進すると、シール部材１６９Ｂによってポート１７１が閉じてセカンダリ室１６３がリザーバポート１６７から遮断され、セカンダリ室１６３が加圧される。

プライマリ室１６２内のプライマリピストン１６０とセカンダリピストン１６１との間には、ばねアセンブリ１７２が介装される。また、セカンダリ室１６３内のマスタシリンダ１１０の底部とセカンダリピストン１６１との間には、戻しばね１７３としての圧縮コイルばねが介装される。ばねアセンブリ１７２は、圧縮コイルばねを伸縮可能なリテーナによって所定の圧縮状態で保持し、そのばね力に抗して圧縮可能としたものである。そして、プライマリピストン１６０及びセカンダリピストン１６１は、通常は同時に移動してプライマリ室１６２及びセカンダリ室１６３を同時に加圧する。

次に、本実施形態の作用を説明する。なお、図６は、入力ロッド１３３への入力Ｆ（ブレーキペダル１９への踏力）と、マスタシリンダ１１０の液圧Ｐ（及び制動力）、入力ロッド１３３のストロークＬとの関係を示す。
図２に示す非制動状態（ブレーキペダル１９の非操作状態）においては、プランジャ１３１が非制動位置（図２参照）に位置し、定圧室１０７と変圧室１０８とが同圧であるため、パワーピストン１０６に推力は生じない。この状態で、定圧通路１３６（定圧室１０７）と変圧通路１３７（変圧室１０８）とは、制御バルブ１３２によって遮断される。

ブレーキペダル１９の踏み込みが開始され（図６における入力Ｆ１）、戻しばね１４０と反力ばね１５９とのばね力に抗して、入力ロッド１３３によってプランジャ１３１を前進させると、制御バルブ１３２からプランジャ１３１が離間し、変圧通路１３７が大気に開放されて、変圧室１０８に大気が導入される。これにより、定圧室１０７と変圧室１０８との間に差圧が生じ、この差圧によってパワーピストン１０６に推力が発生する。その結果、バルブボディ１１１が前進してリアクション部材１５５を介して出力ロッド１２８を前進させ、マスタシリンダ１１０のプライマリピストン１６０を押圧する。バルブボディ１１１の前進により、制御バルブ１３２によって変圧通路１３７が大気から遮断されて、定圧室１０７と変圧室１０８との差圧、すなわち、パワーピストン１０６の推力が維持されるので、バルブボディ１１１は、プランジャ１３１の移動に追従して移動する。この時、プライマリピストン１６０のストロークがストロークＳに達するまでは、マスタシリンダ１１０で液圧が発生せず、液圧による反力が発生しないので、ブレーキペダル１９には、反力ばね１５９（反力付与手段）のばね力による反力だけが作用する。

ブレーキペダル１９がさらに踏み込まれて、プライマリピストン１６０のストロークがストロークＳに達すると、シール部材１６８Ｂ、１６９Ｂによってポート１７０、１７１が閉じてマスタシリンダ１１０で液圧が発生し（図６における入力Ｆ２）、その反力がリアクション部材１５５及び反力受部材１５２を介してバルブボディ１１１に作用する。この時、反力の一部がリアクション部材１５５を介して反力伝達部材１５３にも作用するが、反力伝達部材１５３に作用する反力が反力調整ばね１５７のばね力に達するまでは、反力伝達部材１５３は移動せず、プランジャ１３１との間に隙間Ｃが設けられているため、プランジャ１３１には、マスタシリンダ１１０の液圧による反力は作用せず、引続き、反力ばね１５９のばね力による反力のみが作用する。これにより、マスタシリンダ１１０の液圧に左右されない良好なブレーキペダル１９の操作フィーリングを維持することができる。

ブレーキペダル１９がさらに踏み込まれ、バルブボディ１１１の前進により、マスタシリンダ１１０の液圧が上昇し、液圧による反力が増大して、リアクション部材１５５から反力伝達部材１５３に伝達される反力が反力調整ばね１５７のばね力を超えると、図４に示されるように、反力伝達部材１５３が後退してプランジャ１３１に当接する（図６における入力Ｆ３）。これにより、マスタシリンダ１１０の液圧による反力の一部がプランジャ１３１に伝達される。その結果、伝達される力は小さくなるが、マスタシリンダ１１０の液圧上昇に伴う反力がブレーキペダル１９に伝達され、反力ばね１５９による反力だけでは得ることができない剛性感のあるブレーキフィーリングを付与することができる。また、このとき、弾性体で形成されるリアクション部材１５５は、リアクション部材１５５から反力伝達部材１５３に反力を伝達するために、変形して反力受部材１５２の内孔１５２Aに膨出してくる。しかし、このリアクション部材１５５の膨出は、反力調整ばね１５７のばね力により抑えられ、その変形量が小さいものとなる。

ここで、本実施形態の気圧式倍力装置１０１と、反力伝達部材１５３を持たない従前の気圧式倍力装置とを比較すると、反力伝達部材１５３を持たない従前の気圧式倍力装置では、リアクション部材の膨出は、ブレーキペダルの操作が一定で維持されている、いわゆるバランス状態時に、ジャンプインクリアランス相当の長さの変形量まで達することになり、隙間Ｃで規定されるジャンプインクリアランスが大きい場合には、リアクション部材の変形量も図４の点線Ｄで示す程度まで大きくなる。これに対し、本実施形態の気圧式倍力装置１０１では、リアクション部材の膨出は、反力調整ばね１５７のばね力により抑えられるので、隙間Ｃで規定されるジャンプインクリアランスの長さよりも変形量は小さいものとなる。したがって、ジャンプインクリアランスを同一に設定する場合、本実施形態の気圧式倍力装置１０１は、リアクション部材１５５の変形量を、反力伝達部材１５３を持たない従前の気圧式倍力装置よりも小さくすることが可能であり、その結果、リアクション部材１５５の耐久性を向上させることができる。

その後、ブレーキペダル１９がさらに踏み込まれて全負荷点に達すると（図６における入力Ｆ４）、倍力比はさらに小さくなる。そして、ブレーキペダル１９を戻して入力ロッド１３３への入力を解除すると、プランジャ１３１が後退し、制御バルブ１３２によって、変圧通路１３７が大気から遮断された状態で定圧通路１３６に接続される。これにより、定圧室１０７と変圧室１０８との差圧が解消され、パワーピストン１０６の推力が消失して、パワーピストン１０６は、プランジャ１３１の移動に追従して後退して非制動状態（図２参照）に戻る。

次に、コントローラ７によるブレーキ装置２００の制御を説明する。
ブレーキペダル１９の踏み込みが開始され、プライマリピストン１６０及びセカンダリピストン１６１のストロークが所定（遊び）のストロークＳに達するまでは、ストロークセンサ２０によって検出した入力ロッド１３３のストローク、すなわち、ブレーキペダル１９のストロークに基づき、液圧制御装置５を作動させてホイールシリンダＢａ〜Ｂｄにブレーキ液を供給し、ブレーキペダル１９の操作量に応じた制動力を発生させる。この時、反力ばね１５９のばね力により、ブレーキペダル１９には、その操作量に応じた反力が作用する。

通常、この制動領域（図６における入力Ｆ１〜Ｆ３の領域）においては、Ｆ１から少しの遊びを経て、回生ブレーキ装置８による回生制動が行なわれ、コントローラ７により回生協調制御が実行される。回生協調制御中は、ストロークセンサ２０により検出された入力ロッド１３３のストロークに基いて目標制動力が決定され、この目標制動力に対応した回生制動が行われる。また、回生制動で足りない分の制動力は、回生制動を減じたブレーキ液圧をホイールシリンダＢａ〜Ｂｄに供給することで、所望の制動力を得る。

この時、入力ロッド１３３のストロークが所定（遊び）ストロークＳ（図６における入力Ｆ２）に達するまでは、マスタシリンダ１１０で液圧が発生しないので、回生制動を最大限に活用することができ、効率よくエネルギーを回収することができる。また、液圧制御装置５による回生協調作動により、マスタシリンダ１１０の液圧が変動した場合でも、マスタシリンダ１１０のプライマリ室１６２及びセカンダリ室１６３がリザーバ１０に連通しているので、マスタシリンダ１１０の液圧は上昇しない。このため、ブレーキペダル１９に液圧の反力によるキックバックが生じることがなく、ブレーキペダル１９の違和感のない操作フィーリングを得ることができる。ここで、遊びのストロークＳの領域において、回生制動装置８が最大回生状態に達するようにすることにより、回生制動を最大限に活用することが可能になり、効率よくエネルギーを回収することができる。また、ストロークＳの領域において、回生制動装置８が回生制動しないような場合、液圧制御装置５が入力ロッド１３３のストロークに応じた液圧を発生するので、ブレーキペダル１９の操作に対して運転者が感じる減速感に違和感を憶えることを防止できる。

ここで、最大回生状態とは、車両の設計段階で設定される回生ブレーキの最大の制動力（力または加速度で示されることが多い）をいう。なお、図６における入力Ｆ１〜Ｆ３の領域において、最大回生状態になること望ましいが、車速、バッテリーの充電状況、路面ミュー等に応じて、回生制動量は調整されるので、走行状態によって、同じ入力ロッド１３３の入力であっても、回生制動量は異なる。さらには、回生制動が中止されることもある。

ブレーキペダル１９がさらに踏み込まれて、プライマリピストン１６０のストロークが所定（遊び）のストロークＳに達すると（図６における入力Ｆ２）、プライマリピストン１６０及びセカンダリピストン１６１のそれぞれのポート１７０、１７１が閉じてマスタシリンダ１１０で液圧が発生し、液圧による反力がリアクション部材１５５を介して反力受部材１５２及び反力伝達部材１５３に作用する。この時、反力伝達部材１５３に作用する反力が反力調整ばね１５７のばね力に達するまでは、反力伝達部材１５３は移動せず、プランジャ１３１との間に隙間Ｃが設けられているので、プランジャ１３１には、マスタシリンダ１１０の液圧による反力は作用せず、引続き、反力ばね１５９と戻しばね１４０とのばね力による反力のみが作用する。これにより、マスタシリンダ１１０の液圧に左右されない良好なブレーキペダル１９の操作フィーリングを維持することができる。

このようにして、図６における斜線部Ｒで示す領域について、マスタシリンダ液圧は発生しないものの、回生ブレーキ装置８又は液圧制御装置５によって制動力を発生させることにより、ブレーキペダル１９の操作量に応じた斜線部Ｒのマスタシリンダ液圧が発生した時に相当する所望の制動力（図６における一点鎖線）を得ることができる。

ブレーキペダル１９がさらに踏み込まれ、バルブボディ１１１の前進により、マスタシリンダ１１０の液圧が上昇し、液圧による反力が増大して、リアクション部材１５５から反力伝達部材１５３に作用する反力が反力調整ばね１５７のばね力を超えると、図４に示されるように、反力伝達部材１５３が後退して、プランジャ１３１に当接する（図６における入力Ｆ３。これにより、マスタシリンダ１１０の液圧による反力の一部がプランジャ１３１に作用する。

この時、回生ブレーキ装置８は、回生制動を終了し、また、コントローラにより、液圧制御装置５は通常制動モードに移行し、マスタシリンダ１１０の液圧をホイールシリンダＢａ〜Ｂｄに供給する。これにより、気圧式倍力装置１０１により負圧による倍力が行なわれ、全負荷点に達する（図６における入力Ｆ４参照）。その結果、負圧による倍力により、違和感のないブレーキペダル１９の操作フィーリングを得ることができる。また、液圧制御装置５の第１又は第２液圧回路５Ａ、５Ｂの一方の液圧系統が失陥した場合、他方の液圧系統によって液圧を発生させることができ、制動機能を維持することができる。

本実施形態によれば、反力調整ばね１５７によりリアクション部材１５５の変形量が抑制されるので、リアクション部材１５５の耐久性を向上させることができる。
また、反力伝達部材と反力調整ばね（付勢手段）とを、リアクション部材に当接する反力受部材（ケーシング）内に組立体として構成して助力部材の内側のボス部内に配置したので、組立工程を合理化することができる。
さらに、回生協調時にブレーキペダルの反力の変動を軽減してブレーキペダルの操作フィーリングを改善することができる。

本実施形態では、図２に示されるように、リアシェル１０３のリア座面１１３と、入力ロッド１３３が貫通して入力ロッド１３３をクレビス１３５に固定するナット１４２によって軸方向への移動が規制されるばね受１４３との間に、反力ばね１５９としての圧縮コイルばねを設けて気圧式倍力装置１０１を構成した。この他に、図５に示されるように、ダッシュパネル１８とブレーキペダル１９との間に反力ばね１５９’としての引張りコイルばねを設けて気圧式倍力装置１０１Ａを構成することができる。反力ばね１５９，１５９’は、必ずしも設ける必要はない。また、反力ばね（反力付与手段）は、上述した反力ばね１５９，１５９’のように、ハウジング１０４の外部に設けなければならないものではなく、反力ばね１５９，１５９’の代わりに戻しばね１４０のばね力を調整して用いるようにしてもよい。反力ばね（反力付与手段）は、本実施形態においては、ブレーキペダルの操作ストローク全域で反力を付与するようになっているが、少なくとも、入力ロッドが、初期位置から、前記ブレーキペダルの操作により前記マスタシリンダに液圧が発生した後の所定ストローク位置まで移動する間に、前記入力ロッドに反力を付与するものであれば、ブレーキペダルの操作ストロークの途中で反力付与を解除できるような機構を設けてもよい。さらに、反力ばね（反力付与手段）は、上述した反力ばね１５９のように金属製のコイルばねに限らず、巻きばねやトーションばね、あるいは、空気ばねやゴム等の弾性体等の反力付与部材を用いることができる。

１９ ブレーキペダル、１０１ 気圧式倍力装置（アクチュエータ）、１１０ マスタシリンダ、１１１ バルブボディ（助力部材）、１２８ 出力ロッド（出力部材）、１３３ 入力ロッド（入力部材）、１５０ 反力分配機構、１５２ 反力受部材（ケーシング）、１５３ 反力伝達部材、１５５ リアクション部材（反力分配機構）、１５７ 反力調整ばね（付勢部材）、１５９ 反力ばね（反力付与手段）、１６０ プライマリピストン（ピストン）

Claims (3)

1. ブレーキペダルの操作によって移動する入力ロッドと、
   前記入力ロッドに対して進退動可能な助力部材と、
   前記入力ロッドの移動により前記助力部材を推進して前記入力ロッドに追従させるアクチュエータと、
   前記入力ロッド及び前記助力部材の推力を合成してマスタシリンダのピストンへ伝達し、該ピストンからの反力を前記入力ロッドと前記助力部材とへ分配する反力分配機構と、を備え、
   前記反力分配機構は、
   前記マスタシリンダのピストンへ出力を行う出力部材と、
   前記出力部材と前記助力部材との間に設けられて弾性体により構成されるリアクション部材と、
   一端が前記リアクション部材に対向して他端が前記入力ロッドに連結されたプランジャに対向して配置される反力伝達部材と、
   前記反力伝達部材を前記リアクション部材に向けて付勢する付勢部材と、を有し、
   前記入力ロッドが、初期位置から、前記ブレーキペダルの操作により前記マスタシリンダに液圧が発生した後の所定ストローク位置まで移動する間、前記反力分配機構から反力を受けず、さらなるストロークに対して前記反力分配機構から反力を受けるように構成されることを特徴とする気圧式倍力装置。
2. 前記入力ロッドの推進に対して反力を付与する反力付与手段を備え、該反力付与手段は、少なくとも前記入力ロッドが、初期位置から、前記ブレーキペダルの操作により前記マスタシリンダに液圧が発生した後の所定ストローク位置まで移動する間に、前記入力ロッドに反力を付与することを特徴とする請求項１に記載の気圧式倍力装置。
3. 前記反力伝達部材と前記付勢手段とは、前記リアクション部材に当接するケーシング内に組立体として構成されて、筒形状の前記助力部材の内側に配置されることを特徴とする請求項１に記載の気圧式倍力装置。

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