JP2016188002A - ブレーキ制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】 簡素な制御態様にて高精度な出力の調節を行うことが可能な負圧式倍力装置を備えたブレーキ制御システムを提供すること。
【解決手段】 負圧式倍力装置１０３の負圧室Ｒ１と変圧室Ｒ２とを区画する可動隔壁２０に結合されたパワーピストン３０と、このパワーピストン３０内にて該ピストン３０に対し前進後退可能に設置されかつ外部からの操作力を受ける入力部材４０との相対変位量に基づいて、変圧室Ｒ２に大気圧及び負圧を選択的に導入可能な第１・第２開閉弁１０９Ａ，１０９Ｂの開弁量を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等の車両の負圧式倍力装置を備えたブレーキ制御システムに関するものである。

負圧式倍力装置を備えたブレーキ制御システムとして、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。このシステムは、負圧の導入される負圧室と大気圧の導入される変圧室との圧力差を利用して倍力駆動されるパワーピストンを備えている。このパワーピストンには、変圧室への大気圧の導入量を調節可能な制御弁が収容されている。

また、該システムにおいては、上記制御弁とは別に、負圧及び大気圧を選択的に変圧室に導入可能な電磁開閉弁が設けられており、上記制御弁とともにこの電磁開閉弁を介して変圧室に大気圧を導入することで倍力装置の特性をコントロールできるようになっている。

特開平８−３３２９４４

しかしながら、上記のシステムでは、ペダル踏力とマスタシリンダ圧との関係に基づき電磁開閉弁を制御するようにしている。こうした態様においては、ペダル踏力とマスタシリンダ圧との関係がブレーキフルード温度の影響を受け易いため、制御精度の向上を図るために補正処理を行うなど制御が複雑になることが懸念される。また、ペダル操作につき、それが踏込み操作であるか、戻し操作であるかを推定するにあたっては、ペダル踏力及びマスタシリンダ圧の各値を継続的に把握することに加えて、その各値を関連づけたうえでその関係の推移を継続的に演算し続ける必要があり、更なる制御の複雑化が懸念される。

本発明の課題は、簡素な制御態様にて高精度な出力の調節を行うことが可能な負圧式倍力装置を備えたブレーキ制御システムを提供することにある。

前記課題を解決するために、請求項１に記載のブレーキ制御システムは、内部に圧力室を形成するハウジングと、このハウジング内に前進後退可能に組付けられて前記圧力室を前方の負圧室と後方の変圧室とに区画する可動隔壁と、前記ハウジングに前進後退可能に組付けられて前記ハウジング内に収容されている前端部にて前記可動隔壁に結合されたパワーピストンと、このパワーピストン内にて該パワーピストンに対し前進後退可能に設置されかつ外部からの操作力を受ける入力部材と、前記パワーピストンの前端部に組付けられて前記パワーピストンの推進力をマスタピストンに向けて出力する出力部材と、前記入力部材に設けた環状の大気弁部との接離により前記変圧室と大気圧空間との連通・遮断を制御する大気制御弁部と前記パワーピストンに設けた負圧弁座との接離により前記変圧室と前記負圧室との連通・遮断を制御する負圧制御弁部とを有して前記パワーピストン内に組付けられる制御弁と、を有してなる負圧式倍力装置を備えている。
また、前記制御弁とは別に設けられ前記変圧室に大気圧及び負圧を選択的に導入可能な電磁開閉弁と、この電磁開閉弁の開閉状態を制御する電子制御デバイスと、を備えている。
そして、前記電子制御デバイスは、前記パワーピストン、前記マスタピストン、及び前記パワーピストンの推進力を前記マスタピストンに伝達する部材から選択される一以上の出力側部材と、前記入力部材及び該入力部材と連結され該入力部材に操作力を付与する操作力付与部材から選択される一以上の入力側部材との相対変位量に基づいて前記電磁開閉弁の開弁量を制御する。

これによれば、例えば、ペダル踏力とマスタシリンダ圧との関係に基づき電磁開閉弁を制御する態様と比較して、電磁開閉弁の制御を行ううえで、ブレーキフルード温度の影響を受け難くなる。また、上記相対変位量は、倍力装置の出力レスポンスやパワーピストンの慣性、移動抵抗等の影響により、踏込みなどブレーキ操作にかかる動作速度（以下、単に操作速度という）が高いほど、ブレーキ非操作時の値を０（ゼロ）基準とした絶対値が大きくなる傾向がある。そのため、上記相対変位量を継続的に把握しなくても、言い換えれば、一時点の相対変位量を把握することで、その時点の操作速度を容易に推定することができる。したがって、本発明によれば、操作速度に応じた電磁開閉弁の制御を通じて倍力出力を行うにあたり、簡素な制御態様にて高精度な出力の調節を行うことが可能となる。なお、こうした出力調節としては、例えば、動特性（操作速度が高いときの出力特性）を静特性（操作速度が低いときの出力特性）に近づけることを目的としたものがある。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記電子制御デバイスは、ブレーキ非操作時における前記出力側部材と前記入力側部材との位置関係を基準として、前記出力側部材に対する前記入力側部材の前方側への相対変位量が大きいほど前記変圧室への大気圧の単位時間当たり導入量が大きくなるよう前記電磁制御弁の開弁量を制御する。
これによれば、倍力出力を増大させるための操作速度が高いほど変圧室への大気圧の単位時間当たり導入量が大きくなるため、例えば、踏込み操作時において、上記動特性を上記静特性に好適に近づけることができる。

請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の発明において、前記電子制御デバイスは、ブレーキ非操作時における前記出力側部材と前記入力側部材との位置関係を基準として、前記出力側部材に対する前記入力側部材の後方側への相対変位量が大きいほど前記変圧室への負圧の単位時間当たり導入量が大きくなるよう前記電磁制御弁の開弁量を制御する。
これによれば、倍力出力を低下させるための操作速度が高いほど変圧室への負圧の単位時間当たり導入量が大きくなるため、例えば、戻し操作時において、上記動特性を上記静特性に好適に近づけることができる。

請求項４に記載の発明では、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発明において、前記電子制御デバイスは、ブレーキ非操作時における前記出力側部材と前記入力側部材との位置関係を基準として、前記出力側部材に対する前記入力側部材の前方側への相対変位量が所定の第１閾値より大きいときにのみ前記変圧室に大気圧を導入するよう前記電磁制御弁の開弁量を制御する。
これによれば、倍力出力を増大させるための操作速度が比較的遅いときには電磁開閉弁を介した変圧室への大気圧の導入を行わないようにすることができるため、例えば、踏込み操作時において、上記静特性を良好に維持できる。

請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の発明において、前記第１閾値は、前記大気制御弁部において前記変圧室と前記大気圧空間との連通・遮断が切り替わるときの前記出力側部材に対する前記入力側部材の前方側への相対変位量より大きく設定される。
これによれば、踏込み操作など倍力出力を増大させるための操作時において、大気制御弁部を介した変圧室への大気圧導入が既に行われている状態で電磁開閉弁を介した変圧室への大気圧導入が開始されるため、該電磁開閉弁の開閉ハンチングが生じ難くなる。

請求項６に記載の発明では、請求項１〜５のいずれか一項に記載の発明において、前記電子制御デバイスは、ブレーキ非操作時における前記出力側部材と前記入力側部材との位置関係を基準として、前記出力側部材に対する前記入力側部材の後方側への相対変位量が所定の第２閾値より大きいときにのみ前記変圧室に負圧を導入するよう前記電磁制御弁の開弁量を制御する。
これによれば、倍力出力を低下させるための操作速度が比較的遅いときには電磁開閉弁を介した変圧室への負圧の導入を行わないようにすることができるため、例えば、戻し操作時において、上記静特性を良好に維持できる。

請求項７に記載の発明では、請求項６に記載の発明において、前記第２閾値は、前記負圧制御弁部において前記変圧室と前記負圧室との連通・遮断が切り替わるときの前記出力側部材に対する前記入力側部材の後方側への相対変位量より大きく設定される。
これによれば、戻し操作など倍力出力を低下させるための操作時において、負圧制御弁部を介した変圧室への負圧導入が既に行われている状態で電磁開閉弁を介した変圧室への負圧導入が開始されるため、該電磁開閉弁の開閉ハンチングが生じ難くなる。

本発明の一実施形態のブレーキ制御システムを示す図。 同じく負圧式倍力装置の要部断面図。 同じくブレーキ制御システムの作用を説明する線図。 同じくブレーキ制御システムの作用を説明する線図。 同じく相対変位量と各弁の開弁量との関係を示す線図。

以下、本発明の実施形態により具体的に説明するが、本発明はその趣旨を超えない限り、以下の実施形態によって限定されるものではない。
図１に示すように、本実施形態のブレーキ制御システム１０１は、通常ブレーキ時にブレーキペダル（操作力付与部材）１０２の踏込み操作により作動し出力する負圧式倍力装置１０３と、この負圧式倍力装置１０３の出力により２つの液室にそれぞれブレーキ液圧を発生させるタンデム型のブレーキマスタシリンダ１０４とを備えている。ブレーキマスタシリンダ１０４にて発生したブレーキ液圧は、図示しない液圧通路を介してアンチスキッド制御装置経由でホイールシリンダに供給される。

ブレーキ制御システム１０１においては、負圧通路１０５を介して負圧源（例えば、図示省略のエンジンの吸気マニホールド）１０６から負圧式倍力装置１０３へ負圧が（負圧源の作動時には常時）供給される。また、負圧式倍力装置１０３には、該倍力装置１０３に対して負圧源１０６の負圧及び大気圧のいずれかを選択的に供給するための変圧通路１０７が接続されている。変圧通路１０７の負圧式倍力装置１０３と反対側の部分は、大気圧を導入するための大気側分岐路１０７ａと負圧を導入するための負圧源側分岐路１０７ｂとに分岐形成されており、これら分岐路１０７ａ，１０７ｂには、各分岐路１０７ａ，１０７ｂを開閉可能な常閉の電磁弁からなる第１開閉弁（第１の電磁開閉弁）１０９Ａ、第２開閉弁（第２の電磁開閉弁）１０９Ｂが同順に設けられている。

第１及び第２開閉弁１０９Ａ，１０９Ｂは、ＥＣＵ（電子制御デバイス）１１０からの制御信号に基づき開閉状態がコントロールされる。本実施形態のブレーキ制御システム１０１には、ブレーキペダル１０２に連結された後述の入力部材（本発明の入力側部材のひとつ）４０とパワーピストン（本発明の出力側部材のひとつ）３０との軸方向（前後方向）の相対変位量をリニアに検出可能なホール素子等からなる変位センサ１１１が設けられており、ＥＣＵ１１０はこの変位センサ１１１からの信号に基づき第１及び第２開閉弁１０９Ａ，１０９Ｂの開閉状態をコントロールする。

以下、負圧式倍力装置１０３について説明する。図２に示されるように、本実施形態の負圧式倍力装置１０３は、ハウジング１０に組付けられた可動隔壁２０とパワーピストン３０とを備えるとともに、パワーピストン３０に組付けられた入力部材４０、出力部材５０、反力部材６０、制御弁７０、及びキー部材８０等を備えている。

ハウジング１０は、内部に圧力室Ｒ０を形成する前方シェル１１と後方シェル１２とを備えている。この圧力室Ｒ０は、可動隔壁２０によって前方（図１、図２の左方）の負圧室Ｒ１とその後方に位置する変圧室Ｒ２とに区画されている。負圧室Ｒ１には、上述の負圧通路１０５が接続されており、該通路１０５を介して負圧源１０６に常時連通する。変圧室Ｒ２は、パワーピストン３０の備える制御弁７０によって負圧室Ｒ１及び大気圧空間とそれぞれ連通・遮断され得るようになっている。また、変圧室Ｒ２には上述の変圧通路１０７が接続されており、第１及び第２開閉弁１０９Ａ，１０９Ｂを介して負圧源１０６の負圧及び大気圧のいずれかが選択的に供給され得るようになっている。

可動隔壁２０は、金属製のプレート２１とゴム製のダイアフラム２２とから成り、ハウジング１０内に前進後退可能に組付けられている。ダイアフラム２２は、その外周縁に形成されたビード部にて、後方シェル１２の外周縁に設けられた折り返し部と前方シェル１１とにより気密的に挟持されている。また、ダイアフラム２２は、その内周縁に形成されたビード部にて、パワーピストン３０の前方フランジ部外周に設けられた溝に、プレート２１とともに気密的に固定されている。

図１に示したブレーキマスタシリンダ１０４は、そのシリンダ本体１０４ａの後端部が前方シェル１１に形成された中心筒部を貫通して負圧室Ｒ１内に気密的に突入した状態で前方シェル１１に固定されている。また、ブレーキマスタシリンダ１０４のピストン（マスタピストン）１０４ｂは、シリンダ本体１０４ａから後方に突出して負圧室Ｒ１内に突入しており、出力部材５０の先端によって前方に押動されるように構成されている。

パワーピストン３０は、ハウジング１０内に収容されている前端部にて可動隔壁２０に結合された中空状のピストンであって、後方シェル１２に対して前進後退可能に組付けられており、ハウジング１０の前方シェル１１との間に介装されたスプリング３１によって後方に付勢されている。パワーピストン３０は、その可動隔壁２０との結合部分よりも後方にて円筒状に形成された部位を有しており、この円筒状部位と、後方シェル１２に設けられた環状シール部材１２ａとの当接によって変圧室Ｒ２と大気領域とが気密的に区画されている。

パワーピストン３０の軸心には、図２に示したように、前端面から後端面に向けて、反力室孔３０ａ、反力室孔３０ａより小径のプランジャ先端部収納孔３０ｂ、プランジャ収納孔３０ｃ、プランジャ収納孔３０ｃより大径のプランジャ収容孔３０ｄ、制御弁収納孔３０ｅ、フィルタ収納孔３０ｆ等からなり、前後方向に貫通する軸孔が設けられている。

また、パワーピストン３０には、プランジャ収納孔３０ｃに対応してキー部材挿通孔３０ｇが径方向に設けられている。また、パワーピストン３０には、負圧室Ｒ１と制御弁収納孔３０ｅを連通可能な一対の連通孔３０ｈ（一方は図示省略）が設けられており、これら各連通孔３０ｈの後端部には制御弁７０の負圧制御弁部７０ａが着座可能な円弧状の負圧弁座３０ｉが形成されている。また、パワーピストン３０には、キー部材８０の軸中央部分を収容する収容孔３０ｊと、この収容孔３０ｊとプランジャ収容孔３０ｄを連通させる複数の軸方向連通孔３０ｋと、収容孔３０ｊと軸方向連通孔３０ｋを変圧室Ｒ２に連通させる径方向連通孔３０ｍが形成されている。

入力部材４０は、パワーピストン３０内にて該パワーピストン３０に対し前進後退可能に設置されかつ外部からの操作力（入力）を受ける部材であり、パワーピストン３０のプランジャ先端部収納孔３０ｂから制御弁収納孔３０ｅに収容されてパワーピストン３０に対して軸方向（前後方向）に移動可能なプランジャ４１と、このプランジャ４１に球状先端部４２ａにて関節状に連結されて後端部にてブレーキペダル１０２に連結される入力ロッド４２を備えている。入力ロッド４２には、上述した変位センサ１１１の構成部材が配設されている。

プランジャ４１は、図２にて示したように、前端部にてパワーピストン３０のプランジャ先端部収納孔３０ｂに軸方向へ摺動可能に組付けられ、中間部にてパワーピストン３０のプランジャ収納孔３０ｃに軸方向へ摺動可能に組付けられていて、パワーピストン３０によってガイド支持されている。また、プランジャ４１は、先端（前端面）にてパワーピストン３０の反力室孔３０ａに収容された反力部材６０に係合可能であり、その後端には制御弁７０の大気制御弁部７０ｂに離座可能に着座する環状の大気弁部４１ａが形成されている。

出力部材５０は、パワーピストン３０の推進力を外部に出力するものであり、反力部材６０とともにパワーピストン３０の反力室孔３０ａに軸方向へ移動可能に組付けられた後方部材５１と、この後方部材５１の先端部に一体的に組付けられた出力ロッド５２によって構成されている。出力ロッド５２の先端は、図１に示したように、ブレーキマスタシリンダ１０４におけるピストン１０２の係合部に押動可能に当接している。

反力部材６０は、パワーピストン３０内にて入力部材４０と出力部材５０間に介装されたリアクションゴムディスクであり、その前端面にて出力部材５０の後方部材５１の後端面に当接し、その後端面にて、パワーピストン３０の環状反力受け面３０ｎに当接するとともに、プランジャ４１の前端面に当接可能となっていて、出力部材５０に作用する力の反力をパワーピストン３０と入力部材４０（プランジャ４１）に分けて伝達可能である。

制御弁７０は、上述した負圧制御弁部７０ａと大気制御弁部７０ｂとを有する環状の可動部７０Ａと、パワーピストン３０の制御弁収納孔３０ｅに形成された段部に気密的に嵌合固定された環状の固定部７０Ｂと、環状の可動部７０Ａと環状の固定部７０Ｂを連結する円筒状の伸縮部７０Ｄによって構成されている。環状の可動部７０Ａは、入力ロッド４２に組付けたリテーナ４３との間に介装したスプリングＳ１によって前方に向けて付勢されていて、前後方向に移動可能である。環状の固定部７０Ｂは、環状のリテーナ７１によってパワーピストン３０に固定されていて、入力ロッド４２に組付けたリテーナ４３との間に介装したスプリングＳ２によって前方に向けて付勢されている。

スプリングＳ２は、パワーピストン３０と入力部材４０との間に介装されて入力部材４０をパワーピストン３０に対して後方所定位置に向けて後方に付勢するリターンスプリングであり、前端にてリテーナ７１を介してパワーピストン３０に係合し、後端にてリテーナ４３を介して入力部材４０の入力ロッド４２に係合している。リテーナ７１は、パワーピストン３０に組付けられていて、パワーピストン３０の内孔段部に固定されており、制御弁７０の固定部７０Ｂをパワーピストン３０に固定する機能をも備えている。リテーナ４３は、入力ロッド４２に組付けられていて、入力ロッド４２の外周段部に固定されている。

負圧制御弁部７０ａは、パワーピストン３０に形成された一対の円弧状負圧弁座３０ｉに着座・離座可能であり、円弧状負圧弁座３０ｉへの着座によって当該制御弁７０における負圧室Ｒ１と変圧室Ｒ２との連通を遮断し、円弧状負圧弁座３０ｉからの離座によって負圧室Ｒ１と変圧室Ｒ２とを連通させる。大気制御弁部（弁座）７０ｂは、プランジャ４１に形成された環状の大気弁部４１ａに着座・離座可能であり、環状の大気弁部４１ａへの着座によって当該制御弁７０における変圧室Ｒ２と大気領域との連通を遮断し、環状の大気弁部４１ａからの離座によって変圧室Ｒ２と大気領域とを連通させる。

キー部材８０は、パワーピストン３０に対するプランジャ４１の軸方向移動（前進後退移動）の限度を規定するとともに、パワーピストン３０のハウジング１０に対する後退位置を規定するためのものであり、プランジャ４１とパワーピストン３０に対して前進後退可能に組付けられていて、パワーピストン３０に形成された径方向のキー部材挿通孔３０ｇに挿通されている。キー部材８０の前後方向の肉厚寸法は、キー部材挿通孔３０ｇの前後方向寸法よりも小さくされていて、キー部材８０はパワーピストン３０に対して所定量だけ前後方向に移動可能である。

このキー部材８０は、パワーピストン３０から径外方に突出した両端部の後端面にて後方シェル１２に当接可能であり、ハウジング１０に対するパワーピストン３０の後方への移動限界位置は、図２に示すように、キー部材挿通孔３０ｇの前方壁がキー部材８０の前端面に当接しかつキー部材８０の両端部の後端面が後方シェル１２に当接した位置である。

また、キー部材８０は、その中央部にて、プランジャ４１の中央部に形成された環状溝の前後両端面４１ｂ，４１ｃに当接可能であって、プランジャ４１がパワーピストン３０に組付けられた後に、パワーピストン３０に組付けられている。パワーピストン３０に対するプランジャ４１の後方への移動限界位置は、環状溝の前端面４１ｂがキー部材８０の前端面に当接しかつキー部材８０の後端面がキー部材挿通孔３０ｇの後方壁に当接した位置である。また、パワーピストン３０に対するプランジャ４１の前方への移動限界位置は、環状溝の後端面４１ｃがキー部材８０の後端面に当接しかつキー部材８０の前端面がキー部材挿通孔３０ｇの前方壁に当接した位置である。

また、図２に示すように、ハウジング１０に対するプランジャ４１の後方への移動限界位置は、環状溝の前端面４１ｂがキー部材８０の前端面に当接しかつキー部材８０の後端面が後方シェル１２に当接した位置である。ここで、入力部材４０の入力ロッド４２に外部からの操作力が入力されていない「ブレーキ非操作状態」においては、プランジャ４１すなわち入力部材４０とパワーピストン３０との双方がともにハウジング１０に対して後方への移動限界位置に配置されることとなる。図２は、この状態を示したものである。以下では、パワーピストン３０と入力部材４０との相対位置関係がこのとき（両者がそれぞれハウジング１０に対して後方への移動限界位置にあるとき）と同じ状態にあることを、「パワーピストン３０に対して入力部材４０が初期位置（基準位置）にある」あるいは「パワーピストン３０と入力部材４０との相対変位量が０（ゼロ）である」という。

なお、フィルタ９１，９２は、パワーピストン３０のフィルタ収納孔３０ｆ内にて入力ロッド４２の周囲に配設されていて、これらのフィルタ９１，９２にはパワーピストン３０の摺動部を外周から保護するブーツ９３に形成された通気孔９３ａを通して大気（空気）が流入可能である。

上記のように構成した本実施形態の負圧式倍力装置１０３においては、ブレーキペダル１０２の踏込み操作にかかるブレーキ操作時に、入力部材４０のパワーピストン３０に対する前方への移動（相対変位）に伴って、制御弁７０により変圧室Ｒ２が負圧室Ｒ１との連通を遮断されて大気圧空間に連通し、変圧室Ｒ２に流入する空気によってパワーピストン３０がハウジング１０に対して前方に移動する。このとき、反力部材６０からの反力は、パワーピストン３０と入力部材４０のプランジャ４１とに伝達される。なお、上記したブレーキ操作後のブレーキ解除時（ブレーキペダル１０２の戻し操作時）には、入力部材４０のパワーピストン３０に対する後方への移動（相対変位）に伴って、制御弁７０により変圧室Ｒ２が大気圧空間との連通を遮断されて負圧室Ｒ１に連通し、変圧室Ｒ２に負圧が導入されることによりスプリング３１によってパワーピストン３０がハウジング１０に対して後方に移動する。これにより、各部材が図２に示した原位置に復帰し、次のブレーキ動作に備えることになる。

ところで、こうした負圧式倍力装置１０３においては、急ブレーキ時など、踏込み操作速度が高いとき（以下、単に「速踏み時」ということがある）には、踏込み操作速度が低いとき（以下、単に「遅踏み時」ということがある）と比較して、同じ踏力に対する倍力出力ひいてはブレーキ液圧が小さくなることが一般的に知られている。これは、速踏み時には、ブレーキペダル１０２の踏力の上昇速度が比較的高くなるものの、制御弁７０を介して変圧室Ｒ２へ流入する大気の流量やその流量の増加速度に限りがあるため、これによる倍力出力の上昇速度限界の影響により生じる。

これをブレーキ液圧の時系列推移で説明すると、例えば図３に示したようになる。すなわち、制御弁７０を介してのみ変圧室Ｒ２に大気圧を導入する態様においては、速踏み時のほうが遅踏み時と比較して、踏込み操作開始時から所定のブレーキ液圧へ到達するまでにかかる時間が長くなる。

図４は、踏込み操作開始から戻し操作完了までの一連のブレーキ操作が行われた際における踏力（入力）とブレーキ液圧との関係を示す。制御弁７０を介してのみ変圧室Ｒ２に大気圧を導入する態様においては、この図において「動特性（従来）」として示すように、速踏み時は、「静特性」として示す遅踏み時と比較して、同じ踏力におけるブレーキ液圧が小さい。そして、速戻し時は、速踏み時とは逆に、同じ踏力におけるブレーキ液圧が大きい。これにより、踏力を増加させたときに速踏み時は遅踏み時と比較してブレーキ液圧の立ち上がりが遅く、踏力を減少させたときに速戻し時は遅戻し時と比較してブレーキ液圧の立ち下がり開始が遅くなる。

そこで本実施形態では、こうしたブレーキ液圧の立ち上がりや立ち下がり開始の遅れを解消して動特性を静特性に近づけるべく、踏込み・戻し操作速度に基づき第１及び第２開閉弁１０９Ａ，１０９Ｂを制御するようにしている。すなわち、ＥＣＵ１１０は、第１開閉弁１０９Ａの開弁量を、速踏み時には大きく、遅踏み時には小さくする。また、ＥＣＵ１１０は、第２開閉弁１０９Ｂの開弁量を、速踏み時には大きく、遅踏み時には小さくする。これにより、速踏み時の立ち上がりや速戻し時の立ち下がり開始の遅れを抑えて遅踏み時や遅戻し時の状態に近づけるようにしている。

ここで、本実施形態では、踏込み操作速度及び戻し操作速度をパワーピストン３０と入力部材４０との軸方向（前後方向）相対変位量に基づき推定・把握するようにしている。すなわち、変位センサ１１１を用いてパワーピストン３０と入力部材４０との軸方向相対変位量を検出するとともに、この検出値に基づき踏込み操作速度及び戻し操作速度をリニアに推定する。

パワーピストン３０に対して入力部材４０が初期位置にある「ブレーキ非操作状態」から踏込み操作を行うと、入力部材４０とパワーピストン３０との間に介装されたスプリングＳ２が圧縮されて入力部材４０がパワーピストン３０に対して前方に移動（相対変位）する。このときのパワーピストン３０と入力部材４０との相対変位量は、負圧式倍力装置１０３の出力レスポンスやパワーピストン３０の慣性、環状シール部材１２ａとパワーピストン３０との摺動抵抗等の移動抵抗などの影響により、踏込み操作や戻し操作の速度が高いほど、ブレーキ非操作時の値を０（ゼロ）基準とした絶対値が大きくなる傾向がある。すなわち、速踏み時における上記相対変位量の絶対値は遅踏み時のそれよりも大きくなり、また、速戻し時における上記相対変位量の絶対値は遅戻し時のそれよりも大きくなる。本件の発明者はこの点に着目した。すなわち、本実施形態では、パワーピストン３０に対して入力部材４０が初期位置にある状態を０（ゼロ）基準とする前後方向の相対変位量を、踏込み操作速度及び戻し操作速度をリニアに表すパラメータとして用いている。そして、上記相対変位量に基づき第１及び第２開閉弁１０９Ａ，１０９Ｂの開弁量を制御することで上記の動特性を静特性に近づけるようにしている。

これによれば、例えば、ペダル踏力とマスタシリンダ圧との関係に基づき電磁開閉弁を制御する態様と比較して、電磁開閉弁（本実施形態では第１及び第２開閉弁１０９Ａ，１０９Ｂ）の制御を行ううえで、ブレーキフルード温度の影響を受け難くなる。また、上記相対変位量は、上述したように操作速度が高いほど、ブレーキ非操作時の値を０（ゼロ）基準とした絶対値が大きくなる傾向がある。そのため、上記相対変位量を継続的に把握しなくても、言い換えれば、一時点の相対変位量を把握するだけで、その時点の操作速度を推定することができる。

また、本実施形態では、上記相対変位量が正の値であるか負の値であるかに基づき、踏込み操作中か戻し操作中かを判断するようにしている。すなわち、例えば、パワーピストン３０に対して入力部材４０が上記相対変位量０（ゼロ）の状態より前方側にあるときを「正」、後方側にあるときを「負」として、この正負の判別により踏込み操作中か戻し操作中かを判断している。

そして、本実施形態では、こうして得た相対変位量情報すなわち操作速度情報に基づき、第１及び第２開閉弁１０９Ａ，１０９Ｂの開弁量をリニアに制御している。すなわち、ＥＣＵ１１０には、例えば図５に示されるような上記相対変位量と上記開弁量との関係情報が保存されており、ＥＣＵ１１０は、この関係情報に基づき、第１及び第２開閉弁１０９Ａ，１０９Ｂの開弁量を調節する。

図５に示すように、ＥＣＵ１１０は、踏込み操作にかかる上記相対変位量の絶対値が大きいほど（図５において右方の値であるほど）踏込み操作速度が高いと判断して第１開閉弁１０９Ａの開弁量を大きくする。また、ＥＣＵ１１０は、戻し操作にかかる上記相対変位量の絶対値が大きいほど（図５において左方の値であるほど）戻し操作速度が高いと判断して第２開閉弁１０９Ｂの開弁量を大きくする。

これによれば、踏込み操作速度が高いほど変圧室Ｒ２への大気圧の単位時間当たり導入量が大きくなるため、例えば、踏込み操作時において、上記動特性を上記静特性に好適に近づけることができるようになる。また、戻し操作についても、その操作速度が高いほど変圧室Ｒ２への負圧の単位時間当たり導入量が大きくなるため、上記同様、戻し操作時において上記動特性を上記静特性に好適に近づけることができるようになる。

また、ＥＣＵ１１０は、パワーピストン３０に対する入力部材４０の前方側への相対変位量の絶対値が閾値Ａ（第１閾値）の絶対値より大きいとき（図５において閾値Ａより右方の値であるとき）にのみ第１開閉弁１０９Ａを開状態とする（閾値Ａの絶対値以下のときは閉状態とする）。これにより、遅踏み時に第１開閉弁１０９Ａが開状態とならないようにできるため、踏込み操作にかかる上記静特性を良好に維持できる。

上記閾値Ａの絶対値は、制御弁７０の大気制御弁部７０ｂにおいて変圧室Ｒ２と大気圧空間との連通・遮断が切り替わるときのパワーピストン３０に対する入力部材４０の前方側への相対変位量の絶対値より大きく（図５において右方の値となるように）設定されている。これにより、ブレーキ非操作状態から踏込み操作が行われた際に、制御弁７０（大気制御弁部７０ｂ）を介した変圧室Ｒ２への大気圧導入が既に行われている状態で第１開閉弁１０９Ａを介した変圧室Ｒ２への大気圧導入が開始されるため、第１開閉弁１０９Ａの開閉ハンチングが生じ難くなる。

また、ＥＣＵ１１０は、パワーピストン３０に対する入力部材４０の後方側への相対変位量の絶対値が閾値Ｂ（第２閾値）の絶対値より大きいとき（図５において閾値Ｂより左方の値であるとき）にのみ第２開閉弁１０９Ｂを開状態とする（閾値Ｂの絶対値以下のときは閉状態とする）。これにより、遅戻し時に第２開閉弁１０９Ｂが開状態とならないようにできるため、戻し操作にかかる上記静特性を良好に維持できる。

上記閾値Ｂの絶対値は、制御弁７０の負圧制御弁部７０ａにおいて変圧室Ｒ２と負圧室Ｒ１との連通・遮断が切り替わるときのパワーピストン３０に対する入力部材４０の後方側への相対変位量の絶対値より大きく（図５において左方の値となるように）設定されている。これにより、戻し操作時において、制御弁７０（負圧制御弁部７０ａ）を介した変圧室Ｒ２への負圧導入が既に行われている状態で第２開閉弁１０９Ｂを介した変圧室Ｒ２への負圧導入が開始されるため、第２開閉弁１０９Ｂの開閉ハンチングが生じ難くなる。

なお、第１開閉弁１０９Ａの最大開弁量は大気制御弁部７０ｂにかかる制御弁７０のそれより大きく、第２開閉弁１０９Ｂの最大開弁量は負圧制御弁部７０ａにかかる制御弁７０のそれより大きい。

本実施形態では、上述したような第１及び第２開閉弁１０９Ａ，１０９Ｂの制御により、図４に示すように、速踏み時及び速戻し時における踏力とブレーキ液圧との関係特性すなわち動特性を、遅踏み時及び遅戻し時のそれすなわち静特性に近づけるようにしている。
また、図３に示すブレーキ液圧の時系列推移に関しては、上記の制御により、速踏み時の特性を図示の遅踏み時のそれとほぼ同じ状態となるようにしている。

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した、例えば以下のような形態として実施することもできる。
・上記実施形態では、電磁開閉弁の制御に用いる相対変位量にかかる出力側部材及び入力側部材として、パワーピストン３０と入力部材４０とを用いたが、これに限らず、例えば、出力側部材としてパワーピストン３０、マスタピストン１０４ｂ、及び出力部材５０のうちから選択される一以上の部材を用い、入力側部材として入力部材４０及びブレーキペダル１０２から選択される一以上の部材を用いてもよい。また、こうした出力側部材と入力側部材との相対変位量を求めるためのセンサ類としては、上記した変位センサ１１１に限らず、例えば、ブレーキペダル１０２の操作ストロークを検出可能なペダルストロークセンサやマスタピストン１０４ｂの移動ストロークを検出可能なマスタピストンストロークセンサ等を用いてもよい。

１０ ハウジング
２０ 可動隔壁
３０ パワーピストン（出力側部材）
３０ｉ 負圧弁座
４０ 入力部材（入力側部材）
４１ａ 大気弁部
５０ 出力部材（出力側部材）
７０ 制御弁
７０ａ 負圧制御弁部
７０ｂ 大気制御弁部
１０１ ブレーキ制御システム
１０２ ブレーキペダル（入力側部材（操作力付与部材））
１０３ 負圧式倍力装置
１０４ｂ マスタピストン（出力側部材）
１０９Ａ 第１開閉弁（電磁開閉弁）
１０９Ｂ 第２開閉弁（電磁開閉弁）
１１０ ＥＣＵ（電子制御デバイス）
Ｒ０ 圧力室
Ｒ１ 負圧室
Ｒ２ 変圧室

Claims (7)

1. 内部に圧力室を形成するハウジングと、このハウジング内に前進後退可能に組付けられて前記圧力室を前方の負圧室と後方の変圧室とに区画する可動隔壁と、前記ハウジングに前進後退可能に組付けられて前記ハウジング内に収容されている前端部にて前記可動隔壁に結合されたパワーピストンと、このパワーピストン内にて該パワーピストンに対し前進後退可能に設置されかつ外部からの操作力を受ける入力部材と、前記パワーピストンの前端部に組付けられて前記パワーピストンの推進力をマスタピストンに向けて出力する出力部材と、前記入力部材に設けた環状の大気弁部との接離により前記変圧室と大気圧空間との連通・遮断を制御する大気制御弁部と前記パワーピストンに設けた負圧弁座との接離により前記変圧室と前記負圧室との連通・遮断を制御する負圧制御弁部とを有して前記パワーピストン内に組付けられる制御弁と、を備えてなる負圧式倍力装置と、
   前記制御弁とは別に設けられ前記変圧室に大気圧及び負圧を選択的に導入可能な電磁開閉弁と、
   この電磁開閉弁の開閉状態を制御する電子制御デバイスと、
   を備えるブレーキ制御システムであって、
   前記電子制御デバイスは、前記パワーピストン、前記マスタピストン、及び前記パワーピストンの推進力を前記マスタピストンに伝達する部材から選択される一以上の出力側部材と、前記入力部材及び該入力部材と連結され該入力部材に操作力を付与する操作力付与部材から選択される一以上の入力側部材との相対変位量に基づいて前記電磁開閉弁の開弁量を制御する
   ことを特徴とするブレーキ制御システム。
2. 前記電子制御デバイスは、ブレーキ非操作時における前記出力側部材と前記入力側部材との位置関係を基準として、前記出力側部材に対する前記入力側部材の前方側への相対変位量が大きいほど前記変圧室への大気圧の単位時間当たり導入量が大きくなるよう前記電磁制御弁の開弁量を制御する請求項１に記載のブレーキ制御システム。
3. 前記電子制御デバイスは、ブレーキ非操作時における前記出力側部材と前記入力側部材との位置関係を基準として、前記出力側部材に対する前記入力側部材の後方側への相対変位量が大きいほど前記変圧室への負圧の単位時間当たり導入量が大きくなるよう前記電磁制御弁の開弁量を制御する請求項１又は２に記載のブレーキ制御システム。
4. 前記電子制御デバイスは、ブレーキ非操作時における前記出力側部材と前記入力側部材との位置関係を基準として、前記出力側部材に対する前記入力側部材の前方側への相対変位量が所定の第１閾値より大きいときにのみ前記変圧室に大気圧を導入するよう前記電磁制御弁の開弁量を制御する請求項１〜３のいずれか一項に記載のブレーキ制御システム。
5. 前記第１閾値は、前記大気制御弁部において前記変圧室と前記大気圧空間との連通・遮断が切り替わるときの前記出力側部材に対する前記入力側部材の前方側への相対変位量より大きく設定される請求項４に記載のブレーキ制御システム。
6. 前記電子制御デバイスは、ブレーキ非操作時における前記出力側部材と前記入力側部材との位置関係を基準として、前記出力側部材に対する前記入力側部材の後方側への相対変位量が所定の第２閾値より大きいときにのみ前記変圧室に負圧を導入するよう前記電磁制御弁の開弁量を制御する請求項１〜５のいずれか一項に記載のブレーキ制御システム。
7. 前記第２閾値は、前記負圧制御弁部において前記変圧室と前記負圧室との連通・遮断が切り替わるときの前記出力側部材に対する前記入力側部材の後方側への相対変位量より大きく設定される請求項６に記載のブレーキ制御システム。