JP2014129055A - 液圧発生装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ブレーキペダルの変位に応じて変位するセカンダリピストン40aおよびプライマリピストン40bと、プライマリピストン40bの第1中空部401bと連通しプライマリピストン40bの変位に応じた液圧をブレーキ液に発生させる第1圧力室56bと、セカンダリピストン40aの第2中空部401aと連通しセカンダリピストン40aの変位に応じた液圧をブレーキ液に発生させる第2圧力室56aと、第1中空部401b、第2中空部401aの周壁にそれぞれ形成される第1ポート孔43b、第2ポート孔43aと、を有し、第1ポート孔43bの単位時間あたりのブレーキ液の流量と、第2ポート孔43aの単位時間あたりのブレーキ液の流量が異なるマスタシリンダ38を備える液圧発生装置。
【選択図】図2
Description
このような液圧発生装置に備わるマスタシリンダでは、2つのピストンを収納するシリンダチューブと、2つのピストンと、で形成され、それぞれ液圧を発生する2つの圧力室における液圧の急激な変化によって、ブレーキペダルの変位速度が極めて微小に乱れることがあり、運転者にはブレーキフィーリング(ペダルフィール)を低下させる違和感として感じられる。したがって、このような速度の乱れの発生が抑制されることが好ましい。
例えば、特許文献1には、2つの圧力室の液圧を抜くためのポート孔(連通孔)が開通するタイミングを、2つの圧力室で変えることによってブレーキペダルが踏み込み操作されるときのペダルフィールを改善する技術が開示されている。
ブレーキペダルが踏み込み操作されたときの状態からプライマリピストンおよびセカンダリピストンが戻るときには、無効ストロークの長い一方のピストンに形成される連通孔が先にリザーバと連通するため、無効ストロークの短い一方のピストンに形成される連通孔がリザーバと連通したときには、無効ストロークの長い一方のピストンに形成される連通孔はリザーバと連通している。
したがって、後からリザーバと連通する連通孔を単位時間に流通するブレーキ液の流量を少なくすることができる。
図1は、本発明の実施形態に係る車両用ブレーキシステムの概略構成図である。
また、車両用ブレーキシステム10は、前輪駆動、後輪駆動、4輪駆動など、駆動形式を限定することなく、全ての駆動形式の車両に搭載可能である。
また、プライマリピストン40bのセカンダリピストン40a側の端部からセカンダリピストン40aの摺動方向に沿ってガイドロッド48aが延設され、セカンダリピストン40aは、ガイドロッド48aにガイドされて摺動する。
そして、セカンダリピストン40aとプライマリピストン40bはガイドロッド48aで連結されて直列に配置される。ガイドロッド48a、48bの詳細は後記する。
さらに、セカンダリピストン40aの外周に摺接する一対のカップシール44Sa、44Sbは、セカンダリピストン40aの摺動方向に第2リリーフポート52aを挟んで配置される。また、プライマリピストン40bの外周に摺接する一対のカップシール44Pa、44Pbは、プライマリピストン40bの摺動方向に第1リリーフポート52bを挟んで配置される。
第1圧力室56bは、カップシール44Paと側端部38a(壁)で区画され、第2圧力室56aは、カップシール44Pbとカップシール44Saで区画されている。
また、セカンダリピストン40aはブレーキペダル12とプッシュロッド42を介して連結され、ブレーキペダル12の動作にともなってシリンダチューブ38内を変位する。さらに、プライマリピストン40bは、セカンダリピストン40aの変位によって第2圧力室56aに発生する液圧によって変位する。つまり、プライマリピストン40bはセカンダリピストン40aに応動して変位する。
つまり、ストロークシミュレータ64は、第1圧力室56bから導出されるブレーキ液の液圧に応じた反力を発生し、この反力をマスタシリンダ34を介してブレーキペダル12に与えるように構成される。なお、マスタシリンダ34の詳細については後記する。
本実施形態においてボールねじ構造体80は、ギヤ機構78とともにアクチュエータハウジング172の機構収納部173aに収納される。
そして、略円筒状を呈するシリンダ本体82の開放された端部(開放端)がハウジング本体172Fとハウジングカバー172Rからなるアクチュエータハウジング172に嵌合してシリンダ本体82とアクチュエータハウジング172が連結され、モータシリンダ装置16が構成される。
そして、出力軸72bの回転駆動がギヤ機構78を介してボールねじ構造体80に伝達されるように構成される。
なお、第2及び第1スレーブピストン88a、88bの間には、第2リターンスプリング96aが配設され、第1スレーブピストン88bとシリンダ本体82の側端部と間には、第1リターンスプリング96bが配設される。
この構成によって、シリンダ本体82の内部に充填されるブレーキ液がガイドピストン90cによってシリンダ本体82に封入され、アクチュエータハウジング172の側に流れ込まないように構成されている。
なお、ガイドピストン90cとスレーブカップシール90bの間には、後記するリザーバポート92aと連通する第2背室94aが形成される。
なお、ガイドピストン90cがシリンダ本体82に取り付けられる方法は限定するものではなく、例えば、図示しないサークリップで取り付けられる構成とすればよい。
さらに、VSA装置18に代えて、ABS機能のみを搭載するABS装置が接続される構成であってもよい。
本実施形態に係る車両用ブレーキシステム10は、基本的に以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。
そして、モータシリンダ装置16で発生したブレーキ液圧が導入ポート26a、26bからVSA装置18に供給される。つまり、モータシリンダ装置16は、ブレーキペダル12が操作されたときに電気信号で回転駆動する電動モータ72の回転駆動力で第2スレーブピストン88a及び第1スレーブピストン88bを駆動し、ブレーキペダル12の操作量に応じたブレーキ液圧を発生させてVSA装置18に供給する装置である。
また、本実施形態における電気信号は、例えば、電動モータ72を駆動する電力や電動モータ72を制御するための制御信号である。
例えば、ブレーキペダル12のブレーキ操作量に対応して決定される制動力(総制動力)から回生制動力を減じた制動力をモータシリンダ装置16で発生させるためのブレーキ液圧を目標液圧に設定したり、総制動力に対して所定の比率の制動力をモータシリンダ装置16で発生させるためのブレーキ液圧を目標液圧に設定して、制御手段150がモータシリンダ装置16の作動量を決定する構成とすればよい。
図2に示すように、マスタシリンダ34のシリンダチューブ38は側端部38aの側が閉塞して形成され、シリンダチューブ38内には、セカンダリピストン40aとプライマリピストン40bが直列に配置されて収容されている。以下、シリンダチューブ38の側端部38aの側を「進み側FWD」、プッシュロッド42の側を「戻り側REV」とする。つまり、シリンダチューブ38内において、プライマリピストン40bはセカンダリピストン40aに対して進み側FWDに配置され、セカンダリピストン40aはプライマリピストン40bに対して戻り側REVに配置される。
また、ガイドロッド48bの先端部はマウント部402bの内部側で、閉塞部分に開口する貫通孔の径よりも大きく拡径している。この構成によって、プライマリピストン40bの戻り側REVの方向への変位の量がガイドロット48bによって規制される。
第2ポート孔43aは、セカンダリピストン40aの摺動によって、一対のカップシール44Sa、44Sbの間に移動し、第2リリーフポート52aと第2中空部401aが第2ポート孔43aを介して連通するように構成される。そして、第2リリーフポート52aと第2中空部401aが連通すると、第2中空部401aと連通する第2圧力室56aが第2リリーフポート52aと連通する。
なお、一対のカップシール44Sa、44Sbのうち、一方のカップシール44Saが第2リリーフポート52aよりも進み側FWDに配置され、他方のカップシール44Sbが第2リリーフポート52aよりも戻り側REVに配置される構成とする。つまり、カップシール44Sa、44Sbが第2リリーフポート52aを挟むように配置されている。
なお、第2中空部401aの進み側FWDの端部は、常にカップシール44Saよりも進み側FWDに位置するように構成されている。
さらに、第1ポート孔43bは、プライマリピストン40bの摺動によって、一対のカップシール44Pa、44Pbの間に移動し、第1リリーフポート52bと第1中空部401bが第1ポート孔43bを介して連通するように構成される。第1リリーフポート52bと第1中空部401bが連通すると、第1中空部401bと連通する第1圧力室56bが第1リリーフポート52bと連通する。そして、第1圧力室56bは第1リリーフポート52bと連通すると、第2圧力室56aと同様に大気圧まで減圧する。つまり、第1ポート孔43bが第1リリーフポート52bと連通すると、第1圧力室56bは大気圧まで減圧する。
そして、第1中空部401bの進み側FWDの端部は、常にカップシール44Paよりも進み側FWDに位置するように構成されている。
以降、第2ポート孔43a、第1ポート孔43bがそれぞれ第2リリーフポート52a、第1リリーフポート52bと連通する状態を「開放状態」とし、第2ポート孔43a、第1ポート孔43bが第2リリーフポート52a、第1リリーフポート52bと連通していない非連通の状態を「閉塞状態」とする。
同様に、ブレーキペダル12が所定の戻り位置にあるときに、プライマリピストン40bの第1ポート孔43bは一対のカップシール44Pa、44Pbの間にあって、第1ポート孔43bと第1リリーフポート52bが連通した開放状態になるように構成される。
ここでいうブレーキペダル12の戻り位置は、運転者によって踏み込み操作されないブレーキペダル12が図示しない付勢手段によって戻される位置とし、ペダルストロークセンサSt(図1参照)が計測するストロークが「0」の位置とする。
また、ブレーキペダル12(図1参照)が踏み込み操作されていない状態で、進み側FWDに配置されるカップシール44Saとセカンダリピストン40aが接する接点Pa1と、セカンダリピストン40aの第2ポート孔43aの開口の最も戻り側REVの点Pa2と、の距離を無効ストロークLaとする。
無効ストロークLaは、ブレーキペダル12(図1参照)が踏み込み操作されてセカンダリピストン40aが進み側FWDの方向に変位を始めてから、第2ポート孔43aと第2リリーフポート52aの連通が解消されるまで(閉塞状態になるまで)の距離である。
また、ブレーキペダル12(図1参照)が踏み込み操作されていない状態で、進み側FWDに配置されるカップシール44Paとプライマリピストン40bが接する接点Pb1と、プライマリピストン40bの第1ポート孔43bの開口の最も戻り側REVの点Pb2と、の距離を無効ストロークLbとする。
無効ストロークLbは、ブレーキペダル12が踏み込み操作されてプライマリピストン40bが進み側FWDの方向に変位を始めてから、第1ポート孔43bと第1リリーフポート52bの連通が解消されるまで(閉塞状態になるまで)の距離である。
同様に、ブレーキペダル12が所定の戻り位置にあるときに、第1ポート孔43bの開口の最も戻り側REVの点Pb2と、カップシール44Paとプライマリピストン40bが接する接点Pb1との距離が無効ストロークLbと等しくなるように構成される。
そして、セカンダリピストン40aがプッシュロッド42に押されて進み側FWDの方向に変位し、第2ポート孔43aが進み側FWDに配設されるカップシール44Saを越えると、第2ポート孔43aと第2リリーフポート52aの連通が解除されて閉塞状態となる。
第2ポート孔43a、第1ポート孔43bがともに閉塞状態になると、ブレーキペダル12(図1参照)の進み側FWDの変位に応じた液圧がそれぞれ第1圧力室56b(図2参照)、第2圧力室56a(図2参照)に生じ、第1圧力室56bのブレーキ液が第1液圧路58b(図2参照)を流通してストロークシミュレータ64(図2参照)に供給される。
さらに、プライマリピストン40bの第1ポート孔43bが閉塞状態になると、第1圧力室56b(図2参照)は大気圧から遮断された密閉空間となり、セカンダリピストン40aによる押圧とストロークシミュレータ64(図2参照)による与圧によって第1圧力室56bの液圧は上昇する。
図4の(a)のグラフは、縦軸が圧力およびストローク、横軸が経過時間(時間)を示す。また、破線が第1圧力室56bの液圧(液圧P1とする)の変化を示し、一点鎖線が第2圧力室56aの液圧(液圧P2とする)の変化を示す。なお、実線はペダルストロークセンサSt(図1参照)が計測するブレーキペダル12(図1参照)のストロークを示す。また、圧力「0」は大気圧を示す。
また、図4の(b)のグラフは、縦軸がペダル反力、横軸が経過時間(時間)を示す。
以下、図4を参照して、第1圧力室56b、第2圧力室56aの液圧の変化を説明する(適宜図1、2を参照)。
このように、時刻t2から時刻t3まで、セカンダリピストン40aおよびプライマリピストン40bは不規則に変位しながら、大局的には、ばね部材50a、50bの弾性力で戻り側REVの方向に変位する。
第1圧力室56bの液圧P1および第2圧力室56aの液圧P2が上昇するのにともなって、戻り側REVの方向へのプライマリピストン40bおよびセカンダリピストン40aの変位が促進され、戻り側REVの方向へのブレーキペダル12の変位が促進される。その後、ブレーキペダル12はストロークが「0」になるまで戻り側REVの方向に変位する。ストロークが「0」のとき、ブレーキペダル12の位置が戻り位置になる。
このことによって、図4の(b)に示すように、時刻t3から時刻t4で、ブレーキペダル12に生じるペダル反力が急増する。
そして、ペダル反力の急増によって変位するブレーキペダル12に速度の乱れが生じる。したがって、運転者の足がブレーキペダル12にかかった状態であると、運転者は違和感を感じることになってブレーキフィーリングが悪化する。
具体的に、プライマリピストン40bに開口する第1ポート孔43bの1つあたりの開口面積とセカンダリピストン40aに開口する第2ポート孔43aの1つあたりの開口面積が等しい場合には、プライマリピストン40bの第1ポート孔43bの数が、セカンダリピストン40aの第2ポート孔43aの数よりも少ない構成とする。
このように第1ポート孔43bと第2ポート孔43aが開放状態になるタイミングがずれることによって、第1圧力室56bの液圧P1と第2圧力室56aの液圧P2が昇圧するタイミングがずれる。そして、ブレーキペダル12に生じるペダル反力が軽減されて、運転者が感じる違和感が軽減される。
例えば、図5の(a)に示すように、セカンダリピストン40aの第2中空部401aの周囲をなす壁部に、周方向に均等に8つの第2ポート孔43aが開口する構成とする。
そして、図5の(b)に示すように、プライマリピストン40bの第1中空部401bの周囲をなす壁部に、周方向に均等に2つの第1ポート孔43bが開口する構成とする。
この構成によって、第1圧力室56bと第1リザーバ36の間を流通するブレーキ液の単位時間あたりの流量を、第2圧力室56aと第1リザーバ36の間を流通するブレーキ液の単位時間あたりの流量の1/4とすることができる。
ブレーキペダル12(図1参照)が開放されると、プライマリピストン40b(図2参照)およびセカンダリピストン40a(図2参照)が戻り側REVの方向に変位し、図6の(a)に示す時刻t3でプライマリピストン40bの第1ポート孔43b(図2参照)が開放状態となる。そして、時刻t2以降負圧になっている第1圧力室56bの液圧P1は負圧から大気圧まで昇圧する。そのとき、プライマリピストン40bに2つの第1ポート孔43bが形成されている本実施形態は、プライマリピストン40bに8つの第1ポート孔43bが形成される従来例(破線)よりもプライマリピストン40bの第1中空部401bに流入するブレーキ液の単位時間当たりの流入量が少なく、実線で示すように液圧P1は緩やかに上昇する。
この構成によって、プライマリピストン40bが戻り側REVの方向に変位するときに生じる第1圧力室56b(図1参照)の液圧P1の急速な昇圧を抑制することができ、ブレーキペダル12(図1参照)に生じるペダル反力の急速な変化を抑制できる。そして、変位するブレーキペダル12に生じる速度の乱れが抑制されて、運転者が感じる違和感を軽減できる。
この構成によって、ブレーキペダル12が戻り側REVの方向に変位するときに、セカンダリピストン40aの第2ポート孔43aをプライマリピストン40bの第1ポート孔43bよりも先に開放状態にすることができる。つまり、セカンダリピストン40aおよびプライマリピストン40bが戻り側REVの方向に変位するときに、第2圧力室56a(図2参照)が、第1圧力室56b(図2参照)よりも先に第1リザーバ36(図1参照)と連通する構成とすることができる。
この構成に限定されず、プライマリピストン40bとセカンダリピストン40aに同じ数の第1ポート孔43b、第2ポート孔43aが形成され、プライマリピストン40bに形成される第1ポート孔43bの開口面積がセカンダリピストン40aに形成される第2ポート孔43aの開口面積よりも小さい構成であってもよい。このような構成であっても、第1ポート孔43bを単位時間あたりに流通できるブレーキ液の流量を、第2ポート孔43aを単位時間あたりに流通できるブレーキ液の流量よりも少なくできる。
これに対し、図示はしないが、プライマリピストン40bの無効ストロークLbがセカンダリピストン40aの無効ストロークLaよりも大きい構成のマスタシリンダ34であってもよい。つまり、「無効ストロークLb>無効ストロークLa」となるマスタシリンダ34であってもよい。この場合、セカンダリピストン40aの第2ポート孔43aにおける単位時間当たりのブレーキ液の流量がプライマリピストン40bの第1ポート孔43bにおける単位時間当たりのブレーキ液の流量よりも少なくなるように構成されることが好ましい。
つまり、第2中空部401aへ流入するブレーキ液の単位時間当たりの流量が、第1中空部401bへ流入するブレーキ液の単位時間当たりの流量よりも少なくなるような構成としてもよい。例えば、セカンダリピストン40aの第2ポート孔43aの数を、プライマリピストン40bの第1ポート孔43bの数より少なくする構成であってもよい。
14 入力装置(液圧発生装置)
36 第1リザーバ(リザーバ)
38 シリンダチューブ
40a セカンダリピストン
40b プライマリピストン
52a 第2リリーフポート
52b 第1リリーフポート
56a 第2圧力室
56b 第1圧力室
64 ストロークシミュレータ
401a 第2中空部
401b 第1中空部
43a 第2ポート孔(第2連通孔)
43b 第1ポート孔(第1連通孔)
La、Lb 無効ストローク
Claims (4)
- ブレーキペダルと連結されて、当該ブレーキペダルの動作にともなってシリンダチューブ内で変位するセカンダリピストンと、
前記セカンダリピストンの変位に応動して前記シリンダチューブ内で変位するプライマリピストンと、
前記プライマリピストンに形成される第1中空部と連通して前記シリンダチューブ内に形成されて当該プライマリピストンの変位に応じた液圧をブレーキ液に発生させる第1圧力室と、
前記セカンダリピストンに形成される第2中空部と連通して前記シリンダチューブ内に形成されて当該セカンダリピストンの変位に応じた液圧を前記ブレーキ液に発生させる第2圧力室と、
前記ブレーキ液を貯留し、第1リリーフポートおよび第2リリーフポートを介して前記シリンダチューブ内と連通するリザーバと、
前記第1中空部の周壁に形成され、前記プライマリピストンの変位によって前記第1リリーフポートとの連通状態および非連通状態が切り替わる第1連通孔と、
前記第2中空部の周壁に形成され、前記セカンダリピストンの変位によって前記第2リリーフポートとの連通状態および非連通状態が切り替わる第2連通孔と、
を有する液圧発生装置において、
前記第1連通孔を単位時間あたりに流通できる前記ブレーキ液の流量と、前記第2連通孔を単位時間あたりに流通できる前記ブレーキ液の流量と、が異なることを特徴とする液圧発生装置。 - 前記ブレーキペダルが所定の戻り位置にあるときには、
前記第1連通孔が前記第1リリーフポートと連通状態に切り替わるとともに前記第2連通孔が前記第2リリーフポートと連通状態に切り替わり、
前記戻り位置にある前記ブレーキペダルが踏み込み操作されてから、前記第1連通孔が前記第1リリーフポートと非連通状態になるまでに前記プライマリピストンが変位する無効ストロークと、前記戻り位置にある前記ブレーキペダルが踏み込み操作されてから、前記第2連通孔が前記第2リリーフポートと非連通状態になるまでに前記セカンダリピストンが変位する無効ストロークと、が異なる長さに設定され、
前記プライマリピストンの前記無効ストロークが前記セカンダリピストンの前記無効ストロークより短く設定される場合は、前記第1連通孔を単位時間あたりに流通できる前記ブレーキ液の流量が、前記第2連通孔を単位時間あたりに流通できる前記ブレーキ液の流量よりも少なくなるように設定され、
前記セカンダリピストンの前記無効ストロークが前記プライマリピストンの前記無効ストロークより短く設定される場合は、前記第2連通孔を単位時間あたりに流通できる前記ブレーキ液の流量が、前記第1連通孔を単位時間あたりに流通できる前記ブレーキ液の流量よりも少なくなるように設定されていることを特徴とする請求項1に記載の液圧発生装置。 - 前記第1中空部の周壁に、開口面積が等しい複数の前記第1連通孔が形成され、
前記第2中空部の周壁に、前記第1連通孔と開口面積が等しい複数の前記第2連通孔が形成され、
前記第1連通孔の数が、前記第2連通孔の数よりも少ないことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の液圧発生装置。 - 前記ブレーキペダルが踏み込み操作されたときに、当該ブレーキペダルに与える反力を発生するストロークシミュレータが備わり、
前記ストロークシミュレータは、前記第1圧力室から導出される前記ブレーキ液の液圧に応じて前記反力を発生することを特徴とする請求項3に記載の液圧発生装置。
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