JP3741531B2 - 液圧倍力装置およびこの液圧倍力装置を用いたブレーキ液圧倍力システム - Google Patents
液圧倍力装置およびこの液圧倍力装置を用いたブレーキ液圧倍力システム Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液圧により入力を所定の大きさに倍力させて出力する液圧倍力装置およびこの液圧倍力装置を用いたブレーキ液圧倍力システムの技術分野に属し、特に、サーボ制御時の途中でサーボ比を変化させることができるようにする液圧倍力装置およびこの液圧倍力装置を用いたブレーキ液圧倍力システムの技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のブレーキ液圧倍力装置は、小さなペダル踏力で大きなブレーキ力を得るようにするものである。このブレーキ液圧倍力装置の一例として、自動車のブレーキ液圧倍力システムに用いられたブレーキ液圧倍力装置が、実願平４ー３３４０２号（実開平５ー８４５５３号）のマイクロフィルムにより提案されている。
【０００３】
図１２は、このマイクロフィルムに開示されているブレーキ液圧倍力装置を示す図である。図中、１′はブレーキ液圧倍力装置、２′はハウジング、３′はプラグ、４′はパワーピストン、５′は制御弁、６′は弁座部材、７′は筒状固定部材、８′はナット、９′はボール弁、１０′は弁体、１１′は筒状部材、１２′は入力軸、１３′は筒状ストッパ部材、１４′は反力ピストン、１５′は動力室、１６′は出力軸である。
【０００４】
このブレーキ液圧倍力装置１′においては、図示の非作動状態では、制御弁５′のボール弁９′が弁座部材６′に着座しているとともに、筒状部材１１′の先端弁部がボール弁９′から離座している。したがって、動力室１５′が、図示しない液圧源に常時接続されている入力口１７′から遮断しているとともに、同じく図示しないリザーバに常時接続されている室１８′に連通し、動力室１５′には液圧が導入されていなく、パワーピストン４′は作動しない。
【０００５】
この非作動状態から入力が加えられて、入力軸１２′が前進すると、筒状部材１１′も前進して、筒状部材１１′の先端弁部が制御弁５′のボール弁９′に当接するとともにこのボール弁９′を押して、弁座部材６′から離座する。これにより、動力室１５′は入力口１７′に連通するとともに、室１８′から遮断し、動力室１５′に圧液が導入され、パワーピストン４′が作動する。パワーピストン４′の作動により、ブレーキ液圧倍力装置１′は出力軸１６′から出力し、図示しないマスタシリンダのピストンを作動し、マスタシリンダはブレーキ液圧を発生する。動力室１５′の液圧が入力に応じた大きさになると、ボール弁９′が弁座部材６′に着座するので、ブレーキ液圧倍力装置１′の出力は、入力を倍力した大きさとなる。
【０００６】
動力室１５′の液圧により、反力ピストン１４′がスプリング１９′に対抗して後方に押圧されるが、動力室１５′の液圧がまだ小さく、ブレーキシステムのロスストロークが解消しないで実質的にブレーキ力が発生しない初期段階では、反力ピストン１４′が入力軸１２′の段部１２′ａに当接しないので、倍力比つまりサーボ比がきわめて大きいサーボ制御によるジャンピング作用が行われる。動力室１５′の液圧が所定圧となって、反力ピストン１４′が入力軸１２′の段部１２′ａに当接した後は、ブレーキ力が実質的に発生し、このときサーボ比が小さくなって通常ブレーキのサーボ比となり、これ以後ブレーキ液圧倍力装置１′は、入力をこのサーボ比で倍力した出力を発生する通常ブレーキ時のサーボ制御を行うようになる。
【０００７】
動力室１５′の液圧が液圧源で発生する圧力で決まる最大圧となって、それ以上上昇しなくなると、ブレーキ液圧倍力装置１′は全負荷となってサーボ制御を行わなく、それ以後は入力の上昇分に基づく出力上昇分は倍力されない大きさとなる。
【０００８】
入力をなくすと、入力軸１２′が図示しないリターンスプリングにより後退するので、筒状部材１１′も後退して、筒状部材１１′の先端弁部が制御弁５′のボール弁９′から離座する。これにより、動力室１５′は入力口１７′から遮断するとともに、室１８′に連通し、動力室１５′に導入された液圧がリザーバに排出され、パワーピストン４′がリターンスプリング２０′により後退する。入力軸１２′に固定された筒状ストッパ部材１３′がプラグ３′のストッパ２１′に当接すると、入力軸１２′はそれ以上後退しなく、後退限となって、図示の非作動状態に戻る。動力室１５′の液圧が完全に排出されると、パワーピストン４′も図示の非作動状態に戻り、ブレーキ液圧倍力装置１′は出力しなく、マスタシリンダも非作動状態となる。
【０００９】
この従来のブレーキ液圧倍力装置１′においては、図１３に示すように実質的にブレーキ力が発生するサーボ制御でのサーボ比は一定となっている。通常は、このサーボ比は通常ブレーキ時で望まれる入出力特性に合わせて設定されている。このようにサーボ比が一定であると、急ブレーキ時でも入出力特性が通常ブレーキ時の場合と同じになり、通常ブレーキ時でも、急ブレーキ時でも、同じ入力に対してブレーキ力は同じ速さで上昇するようになっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車両のブレーキシステムにおいては、急ブレーキ時は、通常ブレーキ時よりはなるべく早く大きなブレーキ力を発生させることができるようにすることが望ましい。
【００１１】
また、急ブレーキ時に大きなブレーキ力を発生させる必要があるが、初心者等の自動車の運転に慣れていないドライバのなかには、ブレーキペダルを大きく踏み込むことができなく、大きなブレーキ力を発生させることができない場合があり、このような場合には、運転に慣れていないドライバであっても、確実に大きなブレーキ力を発生させるために補助できるようにすることが望ましい。
【００１２】
しかしながら、従来のブレーキ液圧倍力装置１′では、実質的にブレーキ作動が行われるサーボ制御でのサーボ比が一定であるため、急ブレーキ時に通常ブレーキ時より早く大きなブレーキ力を発生させることはできないばかりでなく、運転に慣れていない人に対して、確実に大きなブレーキ力を発生させるように補助することはできなく、前述のような要望に確実に応えることが難しい。
【００１３】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、簡単な構造で、所定以上の入力で通常の出力より大きな出力を得ることのできる液圧倍力装置を提供することである。
【００１４】
また、本発明の他の目的は、急ブレーキ時にはなるべく早く大きなブレーキ力を得ることができるとともに、運転に慣れていない人にも、確実に大きなブレーキ力を発生させるように補助することのできるブレーキ液圧倍力装置を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するために、請求項１の発明の液圧倍力装置は、液圧を発生する液圧源と、作動液を貯えるリザーバと、前部が小径部にかつ後部が大径部になる段部を有するとともに出力を発生するパワーピストンと、このパワーピストンの後方部の受圧面が面する動力室と、非作動時に前記動力室を前記液圧源から遮断するとともに前記リザーバに連通し、作動時に前記動力室を前記リザーバから遮断するとともに前記液圧源に連通して、前記液圧源の圧液をその作動に応じて前記動力室に導入する制御弁と、この制御弁を作動制御する入力軸とを備え、前記パワーピストンの段部が位置するように反力室が形成されており、前記動力室の液圧が所定圧より小さい時に前記反力室にサーボ比制御圧の圧液を導入するとともに、前記動力室の液圧が前記所定圧以上の時に前記反力室の圧液を前記リザーバに排出するサーボ比制御圧制御弁が設けられていることを特徴としている。
【００１６】
また請求項２の発明は、液圧を発生する液圧源と、作動液を貯えるリザーバと、前部が小径部にかつ後部が大径部になる段部を有するとともに出力を発生するパワーピストンと、このパワーピストンの後方部の受圧面が面する動力室と、非作動時に前記動力室を前記液圧源から遮断するとともに前記リザーバに連通し、作動時に前記動力室を前記リザーバから遮断するとともに前記液圧源に連通して、前記液圧源の圧液をその作動に応じて前記動力室に導入する制御弁と、この制御弁を作動制御する入力軸と、外径が前記入力軸の制御弁側と反対側の部分の径より大きく設定されて筒状に形成されているとともに前記入力軸の小径部に摺動可能に嵌合され、その前端が前記動力室に面しかつその後端が前記入力軸の段部に当接可能な反力ピストンと、この反力ピストンの後端が前記入力軸の段部から離れる方向に常時付勢するとともに、前記動力室の液圧が第１所定圧以上の時前記反力ピストンの後端を前記入力軸の段部に当接させるスプリングと、入力が加えられて前記入力軸を作動する操作手段とを備え、前記パワーピストンの段部が位置するように反力室が形成されており、前記動力室の液圧が前記第１所定圧より大きい第２所定圧より小さい時に前記反力室にサーボ比制御圧の圧液を導入するとともに、前記動力室の液圧が前記第２所定圧以上の時に前記反力室の圧液を前記リザーバに排出するように制御するサーボ比制御圧制御弁が設けられていることを特徴としている。
【００１７】
更に請求項３の発明は、前記サーボ比制御圧制御弁が、パワーピストンに設けられ、前記動力室の液圧によって作動制御される切換弁であることを特徴としている。
更に、請求項４の発明は、前記切換弁が、スプール弁であることを特徴としている。
【００１８】
更に、請求項５の発明は、前記サーボ比制御圧制御弁が、１つの切換弁または２つの開閉弁からなることを特徴としている。
更に、請求項６の発明は、前記切換弁または前記開閉弁が、前記動力室の液圧によって作動制御されるか、前記動力室の液圧に応じて励磁される電磁力によって制御されることを特徴としている。
【００１９】
更に、請求項７の発明は、前記サーボ比制御圧が、前記動力室の液圧であることを特徴としている。
更に、請求項８の発明は、前記サーボ比制御圧制御弁が、前記動力室の液圧に応じて制御される電磁比例制御弁であり、前記サーボ比制御圧は、前記動力室の液圧または前記液圧源の液圧を前記電磁比例制御弁によって制御された液圧であることを特徴としている。
【００２０】
更に、請求項９の発明は、請求項１ないし８のいずれか１記載の液圧倍力装置と、この液圧倍力装置の出力によって作動制御され、ブレーキ液圧を発生するマスタシリンダと、このマスタシリンダのブレーキ液圧が導入されることによりブレーキ力を発生するブレーキシリンダとを備えていることを特徴としている。
【００２１】
更に、請求項１０の発明は、２系統のブレーキシステムにおいて、請求項１ないし８のいずれか１記載の液圧倍力装置と、この液圧倍力装置の出力によって作動制御され、ブレーキ液圧を発生するマスタシリンダと、前記液圧倍力装置の前記動力室の液圧が導入されることによりブレーキ力を発生する一方の系統のブレーキシリンダと、前記マスタシリンダのブレーキ液圧が導入されることによりブレーキ力を発生する他方の系統のブレーキシリンダとを備えて、セミフルパワーブレーキが構成されていることを特徴としている。
【００２２】
【作用】
このような構成をした請求項１の発明の液圧倍力装置においては、作動時動力室の液圧が所定圧より小さい間は、反力室が動力室の液圧と等しい液圧となっているとともに、この反力室のサーボ比制御圧がパワーピストンの段部に、動力室の液圧と対抗するように作用するので、サーボ比は通常ブレーキ時の小さいサーボ比となり、このサーボ比でサーボ制御が行われる。更に、動力室の液圧が所定圧以上の時は、反力室の圧液がリザーバに排出されて大気圧となり、パワーピストンの段部には圧力が作用しないので、大きいサーボ比となり、液圧倍力装置の出力が大きくなる。
【００２３】
このように、パワーピストンに段部を形成するとともに、この段部を反力室に位置させるだけで、簡単な構造で、液圧倍力装置は、入力がある所定以上大きくなったとき、小さいサーボ比から大きいサーボ比に変更する、いわゆる逆二段サーボ特性を発揮するようになる。
【００２４】
また、請求項２の発明の液圧倍力装置においては、作動時動力室の液圧が第１所定圧より小さい時は、反力ピストンが入力軸の段部に当接しなく、液圧倍力装置はジャンピング作用を行うようになる。また、反力ピストンが入力軸の段部に当接して、ジャンピング作用の終了後は、請求項１の発明と同様に逆二段サーボ作用を行うようになる。
【００２５】
更に、請求項３の発明においては、動力室の液圧が所定圧となると、切換弁が切換制御され、これにより反力室のサーボ比制御圧がリザーバに排出され、大きなサーボ比のサーボ制御が行われる。
更に、請求項４の発明においては、反力室に対するサーボ比制御圧の給排がスプール弁で制御されるようになる。
【００２６】
更に、請求項５の発明においては、動力室の液圧が所定圧となると、１つの切換弁または２つの開閉弁が切換制御され、これにより反力室のサーボ比制御圧がリザーバに排出され、大きなサーボ比のサーボ制御が行われる。
更に、請求項６の発明においては、請求項５の切換弁または開閉弁が、動力室の液圧、または動力室の液圧に応じて励磁される電磁力によって制御されるようになる。
【００２７】
更に、請求項７の発明においては、動力室の液圧がサーボ比制御圧として反力室に導入され、この動力室の液圧によりサーボ比変更が制御されるようになる。
【００２８】
更に、請求項８の発明においては、電磁比例制御弁により、反力室へのサーボ比制御圧が制御されるので、サーボ比の切り換えが滑らかに行われるようになる。 更に、請求項９および１０の発明のブレーキ制御システムにおいては、簡単構造で、ジャンピング特性によりブレーキ力の立ち上がりが早くなるとともに、逆二段サーボ制御により、急ブレーキ時や初心者等の運転者でも大きなブレーキ力を得ることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明に係るブレーキ液圧倍力システムの実施の形態の第１例を示す断面図、図２は図１の部分拡大断面図である。
【００３０】
図１および図２に示すように本例のブレーキ液圧倍力システムに用いられているブレーキ液圧倍力装置１は、マスタシリンダ２が一体に設けられており、このマスタシリンダ２と共通のハウジング３を備えている。
【００３１】
ハウジング３には、小径部４ａ、中径部４ｂ、および大径部４ｃからなる段付孔４が軸方向にかつ図１において右端に開口して穿設されている。この段付孔４の右端開口部は、Ｏリング５を有するプラグ６によって液密に閉塞されている。このプラグ６は段付筒状突出部６ａを有しており、この段付筒状突出部６ａの小径突出部６ｂがハウジング３の段付孔４の中径部４ｂ内に配置されているとともに、段付筒状突出部６ａの大径突出部６ｃが中径部４ｂ内に液密に嵌合されている。また、プラグ６はハウジング３に螺合されたナット７によって段付孔４の中径部４ｂと大径部４ｃとの間の段部に当接されてハウジング３に固定されている。
【００３２】
段付孔４の中径部４ｂ内にパワーピストン８が液密にかつ摺動可能に配設されている。パワーピストン８には、その中心に位置して軸方向に延びるとともにパワーピストン８の後端（図１および図２において右端）に開口する段付孔９が穿設されており、段付孔９の小径部９ａ内には、第１弁座１０ａを有する筒状の弁座部材１０が液密に嵌合されている。弁座部材１０の右端のフランジ部１０ｂが段付孔９の段部に当接されているとともに、段付孔９の大径部９ｂ内に嵌入された筒状固定部材１１によって反力ピストン２０を介して軸方向に支持されており、更に筒状固定部材１１はナット１２によってパワーピストン８に固定されている。なお、反力ピストン２０は、後述するようにブレーキ液圧倍力装置１にジャンピング機能を持たせるものであるが、この第１例では、反力ピストン２０は作動不能とされて、第１例のブレーキ液圧倍力装置１の機能に直接的に関与しないので、省略することもできる。その場合には、弁座部材１０の右端のフランジ部１０ｂは筒状固定部材１１によって軸方向に直接固定支持される。
【００３３】
段付孔９の小径部９ａ内には、カラー１３が液密に嵌合されているとともに、このカラー１３に、ボール弁１４を支持した弁体１５が摺動可能に配設されており、この弁体１５はスプリング１６によりボール弁１４が弁座部材１０の第１弁座１０ａに着座する方向に常時付勢されている。また、弁座部材１０の軸方向孔１０ｃ内に、筒状部材１７の先端部が配置されており、その先端に第２弁座１７ａがボール弁１４に着座可能に設けられている。また、筒状部材１７の後端部はは、段部１８ａを有する入力軸１８の先端に嵌合固定されている筒状ストッパ部材２２に液密に嵌合されている。
【００３４】
筒状ストッパ部材２２には、プラグ６の小径突出部６ｂの先端に当接可能で、この当接時に入力軸１８の後退限を規定するフランジ状のストッパ部２２ａが設けられている。弁座部材１０と筒状部材１７との間にはスプリング１９が縮設されていて、筒状部材１７および入力軸１８は、常時右方に付勢されている。入力軸１８はプラグ６を液密に貫通し、その後端は、図示しないがブレーキペダルに連結されるようになっている。
【００３５】
ハウジング３には、圧液が導入される入力口２３と、この入力口２３とパワーピストン８の外周に形成された環状凹部２４とを常時接続する通路孔２５とが設けられている。また、パワーピストン８には、環状凹部２４と段付孔９の小径部９ａとを連通する通路孔２６が穿設されている。その場合、通路孔２６は、弁座部材１０とカラー１３との間の小径部９ａに開口している。
【００３６】
プラグ６とパワーピストン８の右端との間の段付孔４の中径部４ｂには、動力室２７が形成されており、この動力室２７は弁座部材１０の軸方向孔１０ｃに常時連通されている。この動力室２７内に、筒状ストッパ部材２２のストッパ部２２ａおよび筒状部材１７がそれぞれ位置されている。なお、プラグ６の小径突出部６ｂの外周面と筒状固定部材１１の内周面との間には隙間が設けられていて、筒状固定部材１１の軸方向の両方向で作動液が自由に流動可能となっている。また、動力室２７は、ハウジング３に穿設された通路孔２８を介して出力口２９に常時連通されているとともに、この出力口２９は２ブレーキ系統のうちの一方の系統におけるホイールシリンダ３０,３１に常時連通されている。
【００３７】
また、左右両端に開口する筒状部材１７の軸方向の通路孔１７ｂは、入力軸１８に穿設された軸方向の通路孔３２および径方向の通路孔３３、プラグ６に形成された環状溝３４および径方向の通路孔３５、プラグ６とハウジング３との間に形成された環状室３６、ハウジング３に穿設された軸方向の通路孔３７を介して排出口３８に常時連通されており、この排出口３８はリザーバ３９に連通可能とされている。更に、動力室２７は、パワーピストン８に穿設された通路孔４０を介して弁体１５の左端に面する室４１に常時連通されている。
【００３８】
入力口２３とリザーバ３９とを接続する液圧回路４２に、モータ４３で駆動される液圧ポンプ４４と液圧ポンプ４４の吐出側にチェックバルブ４５を介してアキュムレータ４６とがそれぞれ設けられている。アキュムレータ４６には、液圧ポンプ４４の吐出圧によって常時所定圧が蓄えられるようになっている。
【００３９】
パワーピストン８の前部側には、パワーピストン８とプラグ４７とにより、軸方向空間４８が形成されているとともに、この軸方向空間４８はパワーピストン８の径方向通路孔４９を介して、パワーピストン８の小径部８ａの外周面とハウジング３における段付孔４の中径部４ｂの内周面との間に形成された環状の反力室５０に常時連通している。この反力室５０は、パワーピストン８の大径部８ｂに設けられたＯリング５１と小径部８ａに設けられたカップシール５２とにより、軸方向に液密にされている。カップシール５２は、パワーピストン８と後述するマスタシリンダピストンとの間の、段付孔４の小径部４ａに設けられた室５３から反力室５０に向かう液の流れは許容するようになっている。更に、反力室５０には、パワーピストン８の段部８ｃとハウジング３の段付孔４の小径部４ａと中径部４ｂとの間の段部との間に、リターンスプリング５４が縮設されており、このリターンスプリング５４はパワーピストン８を常時非作動方向に付勢している。
【００４０】
軸方向空間４８には、スプール弁５５が摺動可能に設けられている。スプール弁５５の外周面には、第１および第２環状溝５６,５７が形成されている。また、スプール弁５５には、第１環状溝５６に連通するとともに、スプール弁５５の後端面に開口する第１通路孔５８が設けられているとともに、第２環状溝５７に連通するとともに、スプール弁５５の前端面に開口する第２通路孔５９が設けられている。更に、スプール弁５５の後端面は、パワーピストン８に穿設された通路孔６０を介して室４１に常時面しており、またスプール弁５５の前端面は、パワーピストン８およびプラグ４６に穿設された通路孔６１を介して室５３に常時面している。
【００４１】
更に、スプール弁５５はスプリング６２により後方へ常時付勢されていて、」通常時は図示の非作動位置に設定されている。そして、スプール弁５５のこの非作動位置では、第１環状溝５６が径方向通路孔４９に連通するとともに第２環状溝５７が径方向通路孔４９から遮断されている。したがって、この状態では、反力室５０は、径方向通路孔４９、第１環状溝５６、第１通路孔５８、通路孔６０、室４１、通路孔４０を通って、動力室２７に連通され、かつ室５３から遮断されるようになっている。また、室４１の液圧つまりは動力室２７の液圧が所定圧以上になると、スプール弁５５は、スプリング６２のばね力に抗して前進する。すると、第１環状溝５６が径方向通路孔４９から遮断されるとともに第２環状溝５７が径方向通路孔４９に連通するようになる。したがって、この状態では、反力室５０は、径方向通路孔４９、第２環状溝５７、第２通路孔５９、および通路孔６１を通って室５３に連通され、かつ室４１から遮断されるようになっている。室５３は接続口６３に常時連通している。
【００４２】
ところで、この第１例のブレーキ液圧倍力システムは自動ブレーキの機能も有しており、自動ブレーキの機能のために、電磁切換弁６４と電磁開閉弁６５とが設けられている。電磁切換弁６４は、接続口６３をリザーバ３９に接続する第１位置Iと、接続口６３を、圧力調整弁６６を介してアキュムレータ４６に接続する第２位置IIとが設定されており、通常時は第１位置Iに設定されている。また、電磁開閉弁６５は、排出口３８をリザーバ３９に接続する第１位置Iと、排出口３８とリザーバ３９とを遮断する第２位置IIとが設定されており、通常時は第１位置Iに設定されている。
【００４３】
一方、パワーピストン８の前方には、マスタシリンダ２のマスタシリンダピストン６７が配設されており、このマスタシリンダピストン６７は、パワーピストン８の小径部８ａの有効受圧面積と同じ有効受圧面積に設定されて、ハウジング３の段付孔４の小径部４ａに摺動可能に嵌合されている。このマスタシリンダピストン６７により、ハウジング３の小径部４ａ内には液室６８が画成されているとともに、この液室６８は出力口６９を介して２ブレーキ系統のうちの他方の系統におけるホイールシリンダ７０,７１に常時連通されている。
【００４４】
マスタシリンダピストン６７の両端には、それぞれカップシール７２,７３が設けられている。カップシール７２は、液室６８からこのカップシール７２より後方の室７４へ向かう液の流れを阻止しかつ室７４から液室６８へ向かう液の流れを許容するようになっている。また、カップシール７３は、室５３から室７４へ向かう液の流れを阻止しかつ室７４から室５３へ向かう液の流れを許容するようになっている。室７４はハウジング３に穿設された図示しないブレーキ液供給口を介してリザーバ３９に常時連通している。
【００４５】
マスタシリンダピストン６７に穿設された軸方向孔６７ａには、先端に弁７５が設けられた弁ロッド７６が貫通しており、この弁ロッド７６はハウジング３に設けられた弁解放ロッド７７に当接可能となっている。弁解放ロッド７７は、マスタシリンダピストン６７および段付孔４の小径部４ａをそれぞれ径方向に貫通しているとともに、マスタシリンダピストン６７が弁解放ロッド７７に対して軸方向に相対摺動可能となっている。更に、弁７５はスプリング７８によってマスタシリンダピストン６７の軸方向孔を閉じる方向に常時付勢されている。
【００４６】
そして、マスタシリンダピストン６７が図示の非作動位置にあるときは、弁ロッド７６が弁解放ロッド７７に当接することにより、弁７５がスプリング７８のばね力に抗して前進して、軸方向孔６７ａが開き、液室６８と室７４とが連通するようになっている。また、マスタシリンダピストン６７が前進したときは、弁ロッド７６が弁解放ロッド７７から離れ、かつスプリング７８のばね力により弁７５が軸方向孔６７ａを閉じ、リザーバ３９と液室６８とが遮断されて、マスタシリンダ圧が発生するようになっている。
液室６８内には、マスタシリンダピストン６７を常時非作動方向に付勢するリターンスプリング７９が縮設されている。
【００４７】
更に、マスタシリンダピストン６７の後端に突起８０が形成されているとともに、この突起８０が、パワーピストン８の前端のプラグ４７の前面に形成された凹部８１に嵌入しかつ凹部８１の底部に当接されている。
【００４８】
このように、本例のマスタシリンダ２と一体のブレーキ液圧倍力装置１を用いたブレーキ液圧倍力システムは、一方のブレーキ系統のホイールシリンダ３０,３１に動力室２７の液圧が導入されるとともに、他方のブレーキ系統のホイールシリンダ７０,７１にマスタシリンダ圧が導入されるという、セミフルパワーブレーキシステムとして構成されている。
【００４９】
次に、この例のブレーキ液圧倍力装置１の作用について説明する。
ブレーキペダルが踏み込まれないブレーキ非操作時は、ボール弁１４、弁座部材１０の第１弁座１０ａおよび筒状部材１７の第２弁座１７ａは、図１および図２に示す位置関係にある。すなわち、ボール弁１４が第１弁座１０ａに着座しているとともに、第２弁座１７ａがボール弁１４から離座している。この状態では、入力口２３に常時連通している通路孔２６と弁座部材１０の軸方向孔１０ｃとが遮断されているとともに、弁座部材１０の軸方向孔１０ｃと排出口３８に常時連通している筒状部材１７の軸方向孔１７ｂとが連通している。したがって、ブレーキ非操作時は、動力室２７がポンプ４４およびアキュムレータ４６から遮断されているとともにリザーバ３９に連通し、動力室２７には圧液が供給されない。更に、筒状ストッパ部材２２のストッパ部２２ａがプラグ６の小径突出部６ｂに当接しているとともに、スプール弁５５が図示の位置にあり、反力室５０は動力室２７に連通している。更に、電磁切換弁６４および電磁開閉弁６５がともに第１位置Iに設定されて、室５３および排出口３８がともにリザーバ３９に接続されている。
【００５０】
この状態で、ブレーキペダルの踏込みによりブレーキ操作が行われると、入力軸１８が前進し、筒状部材１７の第２弁座１７ａがボール弁１４に着座するとともに、ボール弁１４が弁座部材１０の第１弁座１０ａから離座するので、通路孔２６と弁座部材１０の軸方向孔１０ｃとが連通するとともに、弁座部材１０の軸方向孔１０ｃと筒状部材１７の軸方向孔１７ｂとが遮断される。したがって、動力室２７がリザーバ３９から遮断されるとともにポンプ４４およびアキュムレータ４６に連通し、動力室２７にアキュムレータ４４の圧液が供給される。この場合、ボール弁１４、第１弁座１０ａおよび第２弁座１７ａにより、動力室２７をポンプ４４およびアキュムレータ４６の液圧源またはリザーバ３９に選択的に切換制御するブレーキ液圧倍力装置１の制御弁８２が構成されている。
【００５１】
動力室２７内に導入された圧液がリターンスプリング５４のばね力に打ち勝つ圧力になると、この液圧によりパワーピストン８が前進してブレーキ液圧倍力装置１が出力を発生するとともに、マスタシリンダピストン６７が前進して、弁７５が軸方向孔６７ａを閉じ、液室６８にマスタシリンダ圧が発生する。ブレーキ液圧倍力装置１の出力は入力を倍力したものとなっている。そして、動力室２７内の液圧が一方の系統の両ホイールシリンダ３０,３１に導入されるとともに、マスタシリンダ圧が他方の系統の両ホイールシリンダ７０,７１に導入され、両系統のブレーキが作動する。
【００５２】
動力室２７内の圧液は軸方向の通路孔４０を介して室４１内に導入され、この室４１内の液圧が弁体１５に作用することにより、弁体１５は動力室２７の液圧に対抗する方向に付勢される。更に、室４１の圧液は通路孔６０、第１通路孔５８、第１環状溝５６、および通路孔４９を介して反力室５０にも導入される。この反力室５０の液圧が、パワーピストン８の段部８ｃに作用してこのパワーピストン８をその出力に対抗するように付勢する。
【００５３】
入力軸１８は、その先端にある筒状部材１７および筒状ストッパ部材２２の有効受圧面が受ける動力室２７内の液圧による力が作用されるようになり、この力が反力として運転者に伝えられる。
【００５４】
入力軸１８の反力が入力軸１８の入力に等しくなると、ボール弁１４が第１弁座１０ａおよび第２弁座１７ａのいずれにも着座し、動力室２７はアキュムレータ４６およびリザーバ３９のいずれからも遮断され、パワーピストン８は入力を倍力した出力を発生するようになる。
【００５５】
いまブレーキ液圧倍力装置１の出力をＷ1、動力室２７の液圧Ｐ1、マスタシリンダピストン６７の有効受圧面積をＡ2、リターンスプリング５４のばね力をＳＰＧとすると、このときのブレーキ液圧倍力装置１の出力Ｗ1は、
【００５６】
【数１】
【００５７】
で与えられるとともに、図３に示すように通常ブレーキの小さいサーボ比（小さな傾き）の直線αで表される。
入力軸１８の入力が更に上昇すると、再びボール弁１４が第１弁座１０ａから離座し、動力室２７には更に圧液が供給され、動力室２７内の液圧が更に上昇する。
【００５８】
入力が所定量になって、動力室２７内の液圧がスプール弁５５の作動圧になると、スプール弁５５がスプリング６２のばね力に抗して前進し、第１環状溝５６が通路孔４９から遮断され、かつ第２環状溝５７が通路孔４９に接続される。すると、反力室５０は室４１から遮断されるとともに、室５３つまりリザーバ３９に接続され、反力室５０の圧液がリザーバ３９に排出されて、反力室５０は大気圧となる。したがって、パワーピストン８の段部８ｃには液圧が作用しなくなり、ブレーキ液圧倍力装置１の出力は大きくなる。以後、ブレーキ液圧倍力装置１の出力は入力軸１８の入力に対して通常ブレーキ時のサーボ比より大きなサーボ比で大きく上昇する。これにより、各ホイールシリンダ３０,３１；７０,７１はそれぞれ入力軸１８の入力に対して通常ブレーキ時のブレーキ力より大きなブレーキ力を発生する。このときの、ブレーキ液圧倍力装置１の出力Ｗ2は、
【００５９】
【数２】
【００６０】
で与えられるとともに、図３に示すように大きなサーボ比（大きな傾き）の直線βで表される。
【００６１】
このように、この第１例のブレーキ液圧倍力装置１は、入力が所定以上大きくなると通常ブレーキ時のサーボ比より大きなサーボ比でサーボ制御を行う逆二段サーボ作用を行うようになる。
【００６２】
更に、入力が上昇して、動力室２７の液圧がアキュムレータ４６に蓄圧される最大設定圧になると、動力室２７の液圧はそれ以上上昇しなく、ブレーキ液圧倍力装置１は大きなサーボ比によるサーボ制御を終了し、全負荷状態となる。したがって、これ以後、ブレーキ液圧倍力装置１の出力上昇分は、入力上昇分を倍力しないものとなる。
【００６３】
ブレーキペダルを解放してブレーキ作動を解除すると、入力軸１８および筒状部材１７がともに後退して制御弁８２の第２弁座１７ａがボール弁１４から離座し、動力室２７内の圧液が、弁座部材１０の軸方向孔１０ｃ、ボール弁１４と第２弁座１７ａとの間の隙間、筒状部材１７の軸方向の通路孔１７ｂ、軸方向通路孔３２、径方向通路孔３３、環状溝３４、径方向通路孔３５、環状室３６、軸方向通路孔３７、排出口３８、および電磁開閉弁６５を通ってリザーバ３９に排出される。このとき、入力軸１８がパワーピストン８に対して大きく後退するので、第２弁座１７ａがボール弁１４から大きく開き、動力室２７内の圧液は迅速に排出される。動力室２７内の圧液の排出により、一方の系統の両ホイールシリンダ３０,３１の圧液も迅速に動力室２７を通ってリザーバ３９に排出されて、両ホイールシリンダ３０,３１の液圧が低下する。
【００６４】
一方、リターンスプリング７９のばね力により、マスタシリンダピストン６７が後退するため、液室６８の液圧および他方の系統の両ホイールシリンダ７０,７１の液圧がともに低下する。そして、弁ロッド７６が弁開放ロッド７７に当接すると、それ以後のマスタシリンダピストン６７の後退に対して、弁７５が軸方向孔６７ａを開き、液室６８がリザーバ３９に接続される。このため、両ホイールシリンダ７０,７１の圧液も迅速に液室６８を通ってリザーバ３９に排出されて、両ホイールシリンダ７０,７１の液圧が更に低下する。これにより、両系統のブレーキが迅速に解除開始される。
【００６５】
動力室２７内の液圧がスプール弁５５の作動圧より低下すると、スプール弁５５が非作動位置に後退し、反力室５０がリザーバ３９から遮断され、かつ室４２に連通される。すると、反力室５０に、再び動力室２７の圧液が導入され、前述と同様に反力室５０の液圧がパワーピストン８の段部８ｃに作用する。このため、ブレーキ液圧倍力装置１の出力は、入力の低下に対して、小さいサーボ比の直線αに沿って低下するようになる。
【００６６】
ブレーキ解除がほぼ終了するまで入力軸１８が更に後退すると、筒状ストッパ部材２２のストッパ部２２ａがプラグ６の小径突出部６ｂの先端に当接することにより、入力軸１８および筒状部材１７の後退が停止し、入力軸１８および筒状部材１７はともに後退限となる。しかしながら、入力軸１８および筒状部材１７の後退が停止しても、パワーピストン８、ボール弁１４および弁座部材１０は、ともに更に後退を続けるため、ボール弁１４が筒状部材１７の第２弁座１７ａに近づいてくる。
【００６７】
パワーピストン８の後端がプラグ６に当接すると、パワーピストン８の後退が停止して非作動位置となるとともに、マスタシリンダピストン４７が非作動位置となって、ブレーキが迅速にかつ完全に解除される。このブレーキ解除時では、ブレーキ液圧倍力装置１の出力は、入力の低下に対して、入力上昇時とは逆に、全負荷、直線β、および直線αに沿って降下するようなる。
【００６８】
パワーピストン８の非作動位置では、ボール弁１４が筒状部材１７の第２弁座１７ａにきわめて近づいてボール弁１４と第２弁座１７ａとの間の間隙がきわめて小さくなり、着座寸前となる。したがってブレーキペダルが踏み込まれて入力軸１８および筒状部材１７が前進すると、直ぐに第２弁座１７ａがボール弁１４に着座するとともにボール弁１４が弁座部材１０の第１弁座１０ａから直ぐに離座する。すなわち、制御弁８２の切換作動を行うためのロスストロークがきわめて小さくなり、ブレーキが迅速に作動する。
【００６９】
このようにして、ブレーキ操作時には迅速にブレーキが作動するとともに、ブレーキ操作解除時にはブレーキ作動が迅速に解除し、ブレーキ液圧発生装置１はきわめて応答性のよいものとなる。
一方、車両の走行状態が自動ブレーキ作動条件を成立させた状態となると、図示しない電子制御装置は、電磁切換弁６４および電磁開閉弁６５をともに第２位置IIに切換設定し、接続口６３をアキュムレータ４６側に接続するとともに、排出口３８をリザーバ３９から遮断する。
【００７０】
すると、アキュムレータ４６からの圧液が圧力調整弁６６で所定圧に調圧されて接続口６３に導入され、更に、この圧液は室５３、カップシール５２、反力室５０、通路孔４９、スプール弁５５の第１通路孔５８、通路孔６０、室４１、および通路孔４０を通って動力室２７に導入される。更に、この動力室２７に導入された圧液は、通路孔２８および出力口２９を通ってホイールシリンダ３０,３１に導入され、一方の系統のブレーキが作動する。このとき、排出口３８がリザーバ３９から遮断されているので、動力室２７の圧液はリザーバ３９に排出されなく、ブレーキは、ほとんど圧力ロスなく作動するようになる。
【００７１】
また、室５３の液圧はマスタシリンダピストン６７に作用するので、マスタシリンダピストン６７が前進し、前述と同様に、マスタシリンダピストン６７は液室６８にマスタシリンダ圧を発生し、このマスタシリンダ圧がホイールシリンダ７０,７１に導入され、他方の系統のブレーキが作動する。こうして、自動ブレーキが作動する。
【００７２】
自動ブレーキ作動条件成立が解消すると電子制御装置は、電磁切換弁６４および電磁開閉弁６５を、ともに再び第１位置Iに設定する。すると、室５３の圧液がリザーバ３９に排出されるとともに、動力室２７、室４１、反力室５０、およびホイールシリンダ３０,３１の圧液がリザーバ３９に排出され、自動ブレーキが解除する。
【００７３】
この第１例のブレーキ液圧倍力装置１によれば、通常ブレーキ時のサーボ制御の途中において、動力室２７の液圧が所定圧、換言すればブレーキペダルからの入力が所定の大きさ以上になると、通常ブレーキ時のサーボ比より大きなサーボ比でサーボ制御を行う逆二段サーボ作用を行うことができるようになる。その場合、パワーピストン８の段部が面する空間に、反力室５０を設けるとともに、パワーピストン８にスプール弁５５を設けて、この反力室５０に動力室２７の液圧を導入するという簡単な構造で、この逆二段サーボ特性を得ることができるようになる。特に、段付のパワーピストン８およびその段部が面する空間は、従来から多く用いられている液圧倍力装置が有しているものであるから、従来の液圧倍力装置に対して大幅な設計変更を必要としなく、この第１例のブレーキ液圧倍力装置１をより一層簡単に構成することができる。
【００７４】
これにより、急ブレーキ時には、ブレーキペダルをサーボ比切換点の入力まで踏み込むだけで、従来のようにかなり大きく踏み込まなくても、早く大きなブレーキ力を得ることができる。また、運転に慣れていない運転者でも、急ブレーキ時には確実に大きなブレーキ力を発生させるように補助することができるようになる。
【００７５】
更に、スプリング６２のばね力を種々設定変更可能にすることにより、スプール弁５５の作動圧を種々調整することにより、サーボ比切換点を種々変えることが可能となる。
【００７６】
図４および図５は、本発明の実施の形態の第２例を示す、図１および図２と同様の図である。なお、第１例と同じ構成要素には同じ符号を付すことにより、その詳細な説明は省略する（以下、他の例についても、同じである）。
【００７７】
前述の第１例では、サーボ比を変更するスプール弁５５がパワーピストン８内に設けるようにしているが、この第２例では、サーボ比を変更する圧力切換弁をブレーキ液圧倍力装置１の外に設けるようにしている。すなわち、図４および図５に示すように、ハウジング３に、反力室５０に連通する制御圧導入口８３が設けられており、この制御圧導入口８３に圧力切換弁８４が設けられている。この圧力切換弁８４は、制御圧導入口８３を出力口２９つまり動力室２７およびホイールシリンダ３０,３１に接続する第１位置Iと、制御圧導入口８３を、リザーバ３９に接続する第２位置IIとが設定されており、通常時は第１位置Iに設定されており、出力口２９の液圧つまり動力室２７の液圧が所定圧以上のときにその液圧により第１位置IIに切換設定されるようになっている。
【００７８】
この第２例では、圧力切換弁８４が設けられることにより、第１例のスプール弁５５が削除されているとともに、スプール弁５５に伴って設けられている軸方向空間４８、通路孔４９,６０,６１が削除されている。また、この第２例のブレーキ液圧倍力システムは自動ブレーキの機能を有していないので、電磁切換弁６４、電磁開閉弁６５、圧力調整弁６６、カップシール７３、および接続口６３も削除されている。
【００７９】
更に、この第２例のブレーキ液圧倍力装置１では、ジャンピング作用を行わせるための反力ピストン２０と、この反力ピストン２０を付勢するスプリング２１とが設けられている。すなわち、入力軸１８と筒状ストッパ部材２２の各外周とプラグ６の小径突出部６ｂの軸方向孔の内周との間に、筒状の反力ピストン２０が、入力軸１８および筒状ストッパ部材２２の各外周、小径突出部６ｂの内周、筒状固定部材１１の内周のいずれにも摺動可能に嵌合されている。
【００８０】
図６に示すように、この反力ピストン２０の図６において左端部には、第１フランジ部２０ａと第２フランジ部２０ｂとが設けられている。第１フランジ部２０ａの左側部は、筒状ストッパ部材２２のストッパ部１７ａが当接可能となっており、このストッパ部１７ａが第１フランジ部２０ａの左側部に当接することにより、反力ピストン２０に対してこの筒状ストッパ部材２２のそれ以上の後退を阻止するストッパ部２０ｃとされている。換言すれば、筒状ストッパ部材２２のストッパ部２２ａが反力ピストン２０のストッパ部２０ｃに当接することにより、反力ピストン２０に対して入力軸１８のそれ以上の後退が阻止されるようになっている。
【００８１】
また、第２フランジ部２０ｂの右側部は、反力ピストン２０がパワーピストン８に対して所定量後退移動したとき、筒状固定部材１１の段部１１ａに係合する係合部２０ｄとされている。更に、反力ピストン２０の右端２０ｅは、入力軸１８の段部１８ａに当接可能となっている。そして、反力ピストン２０の第２フランジ部２０ｂと筒状固定部材１１との間にスプリング２１が縮設されており、このスプリング２１により、通常時は反力ピストン２０の第２フランジ部２０ｂは弁座部材１０のフランジ部１０ａに当接されている。そして、筒状ストッパ部材２２のストッパ部２２ａおよび反力ピストン２０の第１および第２フランジ部２０ａ,２０ｂが、それぞれ動力室２７内に位置されている。
【００８２】
また、リザーバ３９は、液圧倍力装置用リザーバ３９ａとマスタシリンダ用リザーバ３９ｂとに分割されており、ポンプ４４、排出口３８、および切換弁８４は、ともに液圧倍力装置用リザーバ３９ａに接続されている。更に、ハウジング３には、マスタシリンダ用リザーバ３９ｂと段付孔４の小径部４ａとを連通するブレーキ液供給口８５と補償口８６とが穿設されている。マスタシリンダピストン４４の先端のカップシール４５が補償口８６の開口端より後方の非作動位置にあるときは、液室６８はマスタシリンダ用リザーバ３９ｂに連通して、液室６８にはマスタシリンダ圧は発生しないが、マスタシリンダピストン６７のカップシール７２が補償口８６の開口端より前方に前進したときには、マスタシリンダ圧が発生するようになっている。更に、マスタシリンダ用リザーバ３９ｂのブレーキ液がハウジング３に穿設されたブレーキ液供給口８５およびマスタシリンダピストン６７に穿設された軸方向孔７５を介して液室６８に供給可能となっている。更に、パワーピストン８とマスタシリンダピストン６７との間には、連結ロッド８７が介設されている。
【００８３】
この第２例のブレーキ液圧倍力装置１の他の構成は、第１例と同じである。
【００８４】
このように構成された第２例のブレーキ液圧倍力装置１においては、ブレーキ非操作時は、図４および図５に示す状態となっている。その場合、反力ピストン２０の右端２０ｅは、入力軸１８の段部１８ａから離隔している。また、筒状ストッパ部材２２のストッパ部２２ａは、反力ピストン２０の第１フランジ部２０ａのストッパ部２０ｃから離隔してこのストッパ部２０ｃより前進した位置となっている。
【００８５】
この状態でブレーキペダルの踏み込みによるブレーキ操作が行われると、第１例と同様に、入力軸１８が前進し制御弁８２が切り換えられて、動力室２７に圧液が導入され、パワーピストン８が作動する。動力室２７の圧液がホイールシリンダ３０,３１に導入されるとともに、パワーピストン８の作動により、マスタシリンダピストン６７が作動して、液室６８のブレーキ液がホイールシリンダ７０,７１に導入される。
【００８６】
また、動力室２７内の液圧により反力ピストン２０がスプリング２１のばね力に抗してパワーピストン８および入力軸１８に対して右方へ相対変位されるが、動力室２７内の液圧が比較的小さく、各ホイールシリンダ３０,３１；７０,７１のロスストロークがあって実質的にこれら各ホイールシリンダがブレーキ力を発生しない初期段階では、反力ピストン２０の後端２０ｅが入力軸１８の段部１８ａに当接するまでには至らないので、入力軸１８は反力ピストン２０から何らの力も作用されない。このため、ブレーキ液圧倍力装置１は、図７に示す比較的大きなサーボ比の直線γ′に沿って出力し、ジャンピング作用が行われる。
【００８７】
動力室２７内の液圧が上昇して、その液圧により反力ピストン２０の右端２０ｅが入力軸１８の段部１８ａに当接すると、反力ピストン２０は動力室２７内の液圧による付勢力で入力軸１８に力を入力軸１８の入力に対抗するように作用する。したがって、入力軸１８に作用される反力が大きくなって、ジャンピング作用が終了し、以後、ブレーキ液圧倍力装置１の出力は入力軸１８の入力に対してロスストローク中よりは小さく上昇する。すなわち、ブレーキ液圧倍力装置１は反力が大きくなることから、図７に示す比較的小さなサーボ比の直線α′に沿って入力軸１８の入力を倍力して出力するサーボ制御を行うとともに、動力室２７内の液圧がこのサーボ比に対応した液圧となる。このときのサーボ比は通常ブレーキ時のサーボ比に設定されている。また、このサーボ制御中で、入力が所定の大きさになるまでは、動力室２７内の液圧が圧力切換弁８４の作動圧まで上昇しないので、圧力切換弁８４は第１位置Iに設定されたままとなり、反力室５０は出力口２９に接続されたままとなっている。
【００８８】
動力室２７の液圧が圧力切換弁８４の作動圧になると、この液圧により、圧力切換弁８４が第１位置IIに切換設定される。すると、反力室５０は出力口２９から遮断されかつ液圧倍力装置用リザーバ３９ｂに接続されるので、反力室５０の圧液は液圧倍力装置用リザーバ３９ｂに排出され、反力室５０は大気圧となって、反力室５０の液圧によるパワーピストン８への作用はなくなる。これにより、図７に示す比較的大きなサーボ比の直線β′に沿って入力軸１８の入力を倍力して出力するサーボ制御を行うようになる。
【００８９】
ブレーキペダルの解放により、ブレーキ作動を解除すると、筒状ストッパ部材２２のストッパ部２２ａが、反力ピストン２０のストッパ部２０ｃに当接するまで、入力軸１８が大きく後退するので、第２弁座１７ａがボール弁１４から大きく開き、第１例と同様に動力室２７内の圧液は迅速に排出される。
【００９０】
この第２例の場合は、ブレーキ解除時、ブレーキ液圧倍力装置１の出力は、入力の低下に対して、入力上昇時とは逆に、全負荷、直線β′、直線α′、および直線γ′に沿って降下するようなる。
【００９１】
この第２例のブレーキ液圧倍力装置１によれば、サーボ比を変更させる圧力切換弁８４を、ブレーキ液圧倍力装置１の外に設けているので、ブレーキ液圧倍力装置１を小型化できる。
この第２例のブレーキ液圧倍力装置１の他の作用効果は、自動ブレーキの部分を除いて、第１例と同じである。
【００９２】
なお、反力室５０に導入する液圧を、動力室２７の液圧に代えて、アキュムレータ４６のアキュムレータ圧を導入することもできる。この場合には、アキュムレータ圧を圧力調整弁で調圧して反力室５０に導入するようにする。アキュムレータ圧は、通常ブレーキ時には動力室２７の液圧より高いので、大きなサーボ比、すなわち同じ入力に対して大きな出力を得ることができる。このアキュムレータ圧導入については、後述する他の例で具体的に説明する。
【００９３】
図８は、本発明の実施の形態の第３例を示す、図５と同様の図である。
前述の第２例では、サーボ比を変更する圧力切換弁８４を動力室２７の液圧により切換制御するようにしているが、この第３例のブレーキ液圧倍力装置１では、この圧力切換弁８４に代えて電磁切換弁８８が設けられているとともに、電磁切換弁８８を切換制御するために基準となる動力室２７の液圧を検出する圧力センサ８９が設けられている。電磁切換弁８８は、第２例の圧力切換弁８４とまったく同様に、制御圧導入口８３を出力口２９に接続する第１位置Iと、制御圧導入口８３を、液圧倍力装置用リザーバ３９ａに接続する第２位置IIとが設定されている。そして、通常時は第１位置Iに設定されており、動力室２７の液圧が所定圧以上のときに、圧力センサ８９からの圧力検出信号に基づいて、電子制御装置が第２位置IIに切換設定されるようになっている。
【００９４】
この第３例のブレーキ液圧倍力装置１においても、第２例と同じ図７に示す、ジャンピング特性と逆二段サーボ特性とを有するようになる。
この第３例のブレーキ液圧倍力装置１の他の構成および作用効果は、前述の第２例と同じである。
【００９５】
図９は、本発明の実施の形態の第４例を示す、図８と同様の図である。
前述の図８に示す第３例では、電磁切換弁８８を用いて逆二段サーボ特性を得るようにしているが、この第４例のブレーキ液圧倍力装置１は、図９に示すように第１および第２電磁開閉弁９０,９１が用いられている。
【００９６】
第１電磁開閉弁９０は、出力口２９と制御圧導入口８３とを接続する通路に設けられて、出力口２９と制御圧導入口８３とを連通する連通位置Iと、出力口２９と制御圧導入口８３とを遮断する遮断位置IIとが設定されており、通常は連通位置Iに設定される常開の開閉弁とされている。
【００９７】
第２電磁開閉弁９１は、制御圧導入口８３と液圧倍力装置用リザーバ３９ａとを接続する通路に設けられて、制御圧導入口８３と液圧倍力装置用リザーバ３９ａとを遮断する遮断位置Iと、制御圧導入口８３と液圧倍力装置用リザーバ３９ａとを連通する連通位置IIとが設定されており、通常は遮断位置Iに設定される常閉の開閉弁とされている。更に、これらの第３および第４電磁開閉弁１０５,１０６の開閉は、動力室２５の液圧によって制御されるようになっており、そのために前述の第３例と同様の、動力室２７の液圧を検出する圧力センサ８９が設けられている。
この第４例のブレーキ液圧倍力装置１の他の構成は、第３例と同じである。
【００９８】
このように構成された第４例のブレーキ液圧倍力装置１においては、動力室２７の液圧がサーボ比変更点の圧力になるまでは、電子制御装置は圧力センサ８９からの圧力検出信号に基づいて、第１電磁開閉弁９０を図示の連通位置Iに切り換えるとともに、第２電磁開閉弁９１を遮断位置Iに切り換える。したがって、反力室５０には動力室２７の液圧が導入される。また、動力室２７の液圧がサーボ比変更点の圧力となると、電子制御装置は圧力センサ８９からの圧力検出信号に基づいて、第１電磁開閉弁９０を遮断位置IIに切り換えるとともに、第２電磁開閉弁９１を連通位置IIに切り換える。したがって、反力室５０の圧液は液圧倍力装置用リザーバ３９ｂに排出され、反力室５０は大気圧となる。
【００９９】
この第４例のブレーキ液圧倍力装置１においても、第２例と同じ図７に示す、ジャンピング特性と逆二段サーボ特性とを有するようになる。
この第４例のブレーキ液圧倍力装置１の他の構成および作用効果は、前述の第３例と同じである。
【０１００】
なお、第１および第２電磁開閉弁９０,９１に代えて、図４に示す第２例の圧力切換弁８４と同様に、動力室２７の液圧で切り換え制御される２つの開閉弁を用いることもできる。
【０１０１】
図１０は、本発明の実施の形態の第５例を示す、図８と同様の図である。
前述の図８に示す第３例では、電磁切換弁８８を用いて逆二段サーボ特性を得るようにしているが、この第４例のブレーキ液圧倍力装置１では、図１０に示すように電磁比例制御弁９２を設けているとともに圧力調整弁９３を設けており、アキュムレータ４６のアキュムレータ圧を圧力調整弁９３によって調整し、この調整した液圧をこの電磁比例制御弁９２によって制御して反力室５０に導入するようにしている。その場合、電子制御装置は圧力センサ８９の検出信号に基づいて動力室２７の液圧が所定圧以上であることを判断したとき、圧力センサ８９の圧力検出信号の大きさつまり動力室２５の液圧に比例した大きさの制御信号を出力して電磁比例制御弁９２を作動するようになっている。
【０１０２】
そして、電磁比例制御弁９２は、通常時は反力室５０を圧力調整弁９３に接続して、アキュムレータ圧を圧力調整弁９３で調整した液圧をそのまま反力室５０に導入するようになっている。また、電磁比例制御弁９２は、作動時は反力室５０の液圧が電子制御装置からの制御信号の大きさに比例して制御した液圧となるように、反力室５０の液圧を液圧倍力装置用リザーバ３９ｂに排出したり、あるいは圧力調整弁９３からの液圧を反力室５０に導入したりする制御を行うようになっている。
この第５例のブレーキ液圧倍力装置１の他の構成は、前述の第３および第４例と同じである。
【０１０３】
このように構成された第５例のブレーキ液圧倍力装置１においては、圧力センサ８９からの圧力検出信号に基づいて、電子制御装置は、動力室２７の液圧が電磁比例制御弁９２の設定作動圧より低いと判断したときは、電磁比例制御弁９２を作動しなく、電磁比例制御弁９２は反力室４１を圧力調整弁９３に何ら制限することなく接続する。したがって、このときは、通常ブレーキ時の小さなサーボ比でサーボ制御が行われる。
【０１０４】
動力室２７の液圧が電磁比例制御弁９２の作動圧になったことが判断されると、電磁比例制御弁９２が作動され、この電磁比例制御弁９２は作動して、反力室５０の液圧を動力室２５の液圧に比例した液圧に制御する。これにより、反力室５０の液圧が低くなり、サーボ比が大きい方に変化する。反力室５０に導入された液圧は、動力室２７の液圧上昇に対してリニア降下するようになるので、サーボ比も比例して次第に大きくなる。
【０１０５】
反力室５０の液圧が動力室２５の液圧に等しくなると、前述の第３および第４例とまったく同じになり、ブレーキ液圧倍力装置１は、図１１に示す大きなサーボ比の直線β′に沿うサーボ制御を行うようになる。この第５例のブレーキ液圧倍力装置１によれば、直線α′のサーボ比から直線β′のサーボ比への切換えを、直線δ′に沿って滑らかに行うことができる逆二段サーボを行うことができるようになる。また、反力室５０にアキュムレータ４６の蓄圧を導入するようにしているので、反力室５０に動力室２７の液圧を導入する場合に比べて、ブレーキ液圧倍力装置１の出力を大きくできる。
この第５例のブレーキ液圧倍力装置１の他の作用効果は、第３および第４例と同じである。
【０１０６】
なお、反力室５０の液圧を制御することにより、図１１に二点鎖線で示すように直線α′のサーボ比から直接全負荷に滑らかに変えるようにすることもできる。また、この第５例においても、アキュムレータ圧に代えて、反力室５０に動力室２７の液圧を電磁比例制御弁９２で制御して導入することもできる。
【０１０７】
なお、第２ないし第５例においては、反力ピストン２０およびスプリング２１を設けて反力ピストン２０によるジャンピング作用を行うものとしているが、サーボ比を変更するための圧力切換弁８４等をブレーキ液圧倍力装置１の外に配設することは、図１および図２に示す第１例のように反力ピストン２０によるジャンピング作用を行わない液圧倍力装置にも適用することができる。
また、前述の実施例では、本発明の液圧倍力装置をブレーキ液圧倍力装置に適用して説明しているが、ブレーキ以外の他の液圧倍力装置にも適用できる。
【０１０８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の液圧倍力装置によれば、簡単な構造で、逆二段サーボ特性を得ることができるようになる。これにより、所定以上の入力で、通常の出力より大きな出力を得ることができる。特に、従来多く用いられている段付のパワーピストンの段部を利用するので、大きな設計変更を必要としなく、より一層構造が簡単になる。
【０１０９】
また、サーボ比切換点を変更することができ、これにより種々の入出力特性に柔軟に対応することが可能となる。
更に、電磁比例制御弁を用いているので、サーボ比を滑らかに変えることができるようになる。
【０１１０】
更に、本発明のブレーキ制御システムによれば、簡単構造で、ジャンピング特性によりブレーキ力の立ち上がりを早くできるとともに、逆二段サーボ制御により、急ブレーキ時に迅速に大きなブレーキ力を得ることができるとともに、初心者等の運転者でも大きなブレーキ力を確実に得られるように補助することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るブレーキ液圧倍力システムの実施の形態の第１例を示す断面図である。
【図２】 図１に示すブレーキ液圧倍力装置の部分拡大断面図である。
【図３】 図１に示すブレーキ液圧倍力装置の入出力特性を示す図である。
【図４】 本発明の実施の形態の第２例を示す、図１と同様の断面図である。
【図５】 図４に示すブレーキ液圧倍力装置を示す、図２と同様の部分拡大断面図である。
【図６】 図４に示すブレーキ液圧倍力装置に用いられている反力ピストンを示す断面図である。
【図７】 図４に示すブレーキ液圧倍力装置の入出力特性を示す図である。
【図８】 本発明の実施の形態の第３例を示す、図５と同様の部分拡大断面図である。
【図９】 図６に示すブレーキ液圧倍力装置の入出力特性を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態の第４例を示す、図５と同様の部分拡大断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態の第５例を示す、図５と同様の部分拡大断面図である。
【図１２】従来のブレーキ液圧倍力装置を部分的に示す部分断面図である。
【図１３】図１２に示すブレーキ液圧倍力装置の入出力特性を示す図である。
【符号の説明】
１…ブレーキ液圧倍力装置、２…マスタシリンダ、３…ハウジング、８…パワーピストン、１８…入力軸、１８ａ…段部、２０…反力ピストン、２０ｅ…反力ピストンの右端、２１…スプリング、２７…動力室、２９…出力口、３９…リザーバ、３９ａ…液圧倍力装置用リザーバ、３９ｂ…マスタシリンダ用リザーバ、４６…アキュムレータ、５０…反力室、５５…スプール弁、６７…マスタシリンダピストン、８２…制御弁、８３…制御圧導入口、８４…圧力切換弁、８８…電磁切換弁、８９…圧力センサ、９０…第１電磁開閉弁、９１…第２電磁開閉弁、９２…電磁比例制御弁、９３…圧力調整弁
【発明の属する技術分野】
本発明は、液圧により入力を所定の大きさに倍力させて出力する液圧倍力装置およびこの液圧倍力装置を用いたブレーキ液圧倍力システムの技術分野に属し、特に、サーボ制御時の途中でサーボ比を変化させることができるようにする液圧倍力装置およびこの液圧倍力装置を用いたブレーキ液圧倍力システムの技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のブレーキ液圧倍力装置は、小さなペダル踏力で大きなブレーキ力を得るようにするものである。このブレーキ液圧倍力装置の一例として、自動車のブレーキ液圧倍力システムに用いられたブレーキ液圧倍力装置が、実願平４ー３３４０２号（実開平５ー８４５５３号）のマイクロフィルムにより提案されている。
【０００３】
図１２は、このマイクロフィルムに開示されているブレーキ液圧倍力装置を示す図である。図中、１′はブレーキ液圧倍力装置、２′はハウジング、３′はプラグ、４′はパワーピストン、５′は制御弁、６′は弁座部材、７′は筒状固定部材、８′はナット、９′はボール弁、１０′は弁体、１１′は筒状部材、１２′は入力軸、１３′は筒状ストッパ部材、１４′は反力ピストン、１５′は動力室、１６′は出力軸である。
【０００４】
このブレーキ液圧倍力装置１′においては、図示の非作動状態では、制御弁５′のボール弁９′が弁座部材６′に着座しているとともに、筒状部材１１′の先端弁部がボール弁９′から離座している。したがって、動力室１５′が、図示しない液圧源に常時接続されている入力口１７′から遮断しているとともに、同じく図示しないリザーバに常時接続されている室１８′に連通し、動力室１５′には液圧が導入されていなく、パワーピストン４′は作動しない。
【０００５】
この非作動状態から入力が加えられて、入力軸１２′が前進すると、筒状部材１１′も前進して、筒状部材１１′の先端弁部が制御弁５′のボール弁９′に当接するとともにこのボール弁９′を押して、弁座部材６′から離座する。これにより、動力室１５′は入力口１７′に連通するとともに、室１８′から遮断し、動力室１５′に圧液が導入され、パワーピストン４′が作動する。パワーピストン４′の作動により、ブレーキ液圧倍力装置１′は出力軸１６′から出力し、図示しないマスタシリンダのピストンを作動し、マスタシリンダはブレーキ液圧を発生する。動力室１５′の液圧が入力に応じた大きさになると、ボール弁９′が弁座部材６′に着座するので、ブレーキ液圧倍力装置１′の出力は、入力を倍力した大きさとなる。
【０００６】
動力室１５′の液圧により、反力ピストン１４′がスプリング１９′に対抗して後方に押圧されるが、動力室１５′の液圧がまだ小さく、ブレーキシステムのロスストロークが解消しないで実質的にブレーキ力が発生しない初期段階では、反力ピストン１４′が入力軸１２′の段部１２′ａに当接しないので、倍力比つまりサーボ比がきわめて大きいサーボ制御によるジャンピング作用が行われる。動力室１５′の液圧が所定圧となって、反力ピストン１４′が入力軸１２′の段部１２′ａに当接した後は、ブレーキ力が実質的に発生し、このときサーボ比が小さくなって通常ブレーキのサーボ比となり、これ以後ブレーキ液圧倍力装置１′は、入力をこのサーボ比で倍力した出力を発生する通常ブレーキ時のサーボ制御を行うようになる。
【０００７】
動力室１５′の液圧が液圧源で発生する圧力で決まる最大圧となって、それ以上上昇しなくなると、ブレーキ液圧倍力装置１′は全負荷となってサーボ制御を行わなく、それ以後は入力の上昇分に基づく出力上昇分は倍力されない大きさとなる。
【０００８】
入力をなくすと、入力軸１２′が図示しないリターンスプリングにより後退するので、筒状部材１１′も後退して、筒状部材１１′の先端弁部が制御弁５′のボール弁９′から離座する。これにより、動力室１５′は入力口１７′から遮断するとともに、室１８′に連通し、動力室１５′に導入された液圧がリザーバに排出され、パワーピストン４′がリターンスプリング２０′により後退する。入力軸１２′に固定された筒状ストッパ部材１３′がプラグ３′のストッパ２１′に当接すると、入力軸１２′はそれ以上後退しなく、後退限となって、図示の非作動状態に戻る。動力室１５′の液圧が完全に排出されると、パワーピストン４′も図示の非作動状態に戻り、ブレーキ液圧倍力装置１′は出力しなく、マスタシリンダも非作動状態となる。
【０００９】
この従来のブレーキ液圧倍力装置１′においては、図１３に示すように実質的にブレーキ力が発生するサーボ制御でのサーボ比は一定となっている。通常は、このサーボ比は通常ブレーキ時で望まれる入出力特性に合わせて設定されている。このようにサーボ比が一定であると、急ブレーキ時でも入出力特性が通常ブレーキ時の場合と同じになり、通常ブレーキ時でも、急ブレーキ時でも、同じ入力に対してブレーキ力は同じ速さで上昇するようになっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車両のブレーキシステムにおいては、急ブレーキ時は、通常ブレーキ時よりはなるべく早く大きなブレーキ力を発生させることができるようにすることが望ましい。
【００１１】
また、急ブレーキ時に大きなブレーキ力を発生させる必要があるが、初心者等の自動車の運転に慣れていないドライバのなかには、ブレーキペダルを大きく踏み込むことができなく、大きなブレーキ力を発生させることができない場合があり、このような場合には、運転に慣れていないドライバであっても、確実に大きなブレーキ力を発生させるために補助できるようにすることが望ましい。
【００１２】
しかしながら、従来のブレーキ液圧倍力装置１′では、実質的にブレーキ作動が行われるサーボ制御でのサーボ比が一定であるため、急ブレーキ時に通常ブレーキ時より早く大きなブレーキ力を発生させることはできないばかりでなく、運転に慣れていない人に対して、確実に大きなブレーキ力を発生させるように補助することはできなく、前述のような要望に確実に応えることが難しい。
【００１３】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、簡単な構造で、所定以上の入力で通常の出力より大きな出力を得ることのできる液圧倍力装置を提供することである。
【００１４】
また、本発明の他の目的は、急ブレーキ時にはなるべく早く大きなブレーキ力を得ることができるとともに、運転に慣れていない人にも、確実に大きなブレーキ力を発生させるように補助することのできるブレーキ液圧倍力装置を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するために、請求項１の発明の液圧倍力装置は、液圧を発生する液圧源と、作動液を貯えるリザーバと、前部が小径部にかつ後部が大径部になる段部を有するとともに出力を発生するパワーピストンと、このパワーピストンの後方部の受圧面が面する動力室と、非作動時に前記動力室を前記液圧源から遮断するとともに前記リザーバに連通し、作動時に前記動力室を前記リザーバから遮断するとともに前記液圧源に連通して、前記液圧源の圧液をその作動に応じて前記動力室に導入する制御弁と、この制御弁を作動制御する入力軸とを備え、前記パワーピストンの段部が位置するように反力室が形成されており、前記動力室の液圧が所定圧より小さい時に前記反力室にサーボ比制御圧の圧液を導入するとともに、前記動力室の液圧が前記所定圧以上の時に前記反力室の圧液を前記リザーバに排出するサーボ比制御圧制御弁が設けられていることを特徴としている。
【００１６】
また請求項２の発明は、液圧を発生する液圧源と、作動液を貯えるリザーバと、前部が小径部にかつ後部が大径部になる段部を有するとともに出力を発生するパワーピストンと、このパワーピストンの後方部の受圧面が面する動力室と、非作動時に前記動力室を前記液圧源から遮断するとともに前記リザーバに連通し、作動時に前記動力室を前記リザーバから遮断するとともに前記液圧源に連通して、前記液圧源の圧液をその作動に応じて前記動力室に導入する制御弁と、この制御弁を作動制御する入力軸と、外径が前記入力軸の制御弁側と反対側の部分の径より大きく設定されて筒状に形成されているとともに前記入力軸の小径部に摺動可能に嵌合され、その前端が前記動力室に面しかつその後端が前記入力軸の段部に当接可能な反力ピストンと、この反力ピストンの後端が前記入力軸の段部から離れる方向に常時付勢するとともに、前記動力室の液圧が第１所定圧以上の時前記反力ピストンの後端を前記入力軸の段部に当接させるスプリングと、入力が加えられて前記入力軸を作動する操作手段とを備え、前記パワーピストンの段部が位置するように反力室が形成されており、前記動力室の液圧が前記第１所定圧より大きい第２所定圧より小さい時に前記反力室にサーボ比制御圧の圧液を導入するとともに、前記動力室の液圧が前記第２所定圧以上の時に前記反力室の圧液を前記リザーバに排出するように制御するサーボ比制御圧制御弁が設けられていることを特徴としている。
【００１７】
更に請求項３の発明は、前記サーボ比制御圧制御弁が、パワーピストンに設けられ、前記動力室の液圧によって作動制御される切換弁であることを特徴としている。
更に、請求項４の発明は、前記切換弁が、スプール弁であることを特徴としている。
【００１８】
更に、請求項５の発明は、前記サーボ比制御圧制御弁が、１つの切換弁または２つの開閉弁からなることを特徴としている。
更に、請求項６の発明は、前記切換弁または前記開閉弁が、前記動力室の液圧によって作動制御されるか、前記動力室の液圧に応じて励磁される電磁力によって制御されることを特徴としている。
【００１９】
更に、請求項７の発明は、前記サーボ比制御圧が、前記動力室の液圧であることを特徴としている。
更に、請求項８の発明は、前記サーボ比制御圧制御弁が、前記動力室の液圧に応じて制御される電磁比例制御弁であり、前記サーボ比制御圧は、前記動力室の液圧または前記液圧源の液圧を前記電磁比例制御弁によって制御された液圧であることを特徴としている。
【００２０】
更に、請求項９の発明は、請求項１ないし８のいずれか１記載の液圧倍力装置と、この液圧倍力装置の出力によって作動制御され、ブレーキ液圧を発生するマスタシリンダと、このマスタシリンダのブレーキ液圧が導入されることによりブレーキ力を発生するブレーキシリンダとを備えていることを特徴としている。
【００２１】
更に、請求項１０の発明は、２系統のブレーキシステムにおいて、請求項１ないし８のいずれか１記載の液圧倍力装置と、この液圧倍力装置の出力によって作動制御され、ブレーキ液圧を発生するマスタシリンダと、前記液圧倍力装置の前記動力室の液圧が導入されることによりブレーキ力を発生する一方の系統のブレーキシリンダと、前記マスタシリンダのブレーキ液圧が導入されることによりブレーキ力を発生する他方の系統のブレーキシリンダとを備えて、セミフルパワーブレーキが構成されていることを特徴としている。
【００２２】
【作用】
このような構成をした請求項１の発明の液圧倍力装置においては、作動時動力室の液圧が所定圧より小さい間は、反力室が動力室の液圧と等しい液圧となっているとともに、この反力室のサーボ比制御圧がパワーピストンの段部に、動力室の液圧と対抗するように作用するので、サーボ比は通常ブレーキ時の小さいサーボ比となり、このサーボ比でサーボ制御が行われる。更に、動力室の液圧が所定圧以上の時は、反力室の圧液がリザーバに排出されて大気圧となり、パワーピストンの段部には圧力が作用しないので、大きいサーボ比となり、液圧倍力装置の出力が大きくなる。
【００２３】
このように、パワーピストンに段部を形成するとともに、この段部を反力室に位置させるだけで、簡単な構造で、液圧倍力装置は、入力がある所定以上大きくなったとき、小さいサーボ比から大きいサーボ比に変更する、いわゆる逆二段サーボ特性を発揮するようになる。
【００２４】
また、請求項２の発明の液圧倍力装置においては、作動時動力室の液圧が第１所定圧より小さい時は、反力ピストンが入力軸の段部に当接しなく、液圧倍力装置はジャンピング作用を行うようになる。また、反力ピストンが入力軸の段部に当接して、ジャンピング作用の終了後は、請求項１の発明と同様に逆二段サーボ作用を行うようになる。
【００２５】
更に、請求項３の発明においては、動力室の液圧が所定圧となると、切換弁が切換制御され、これにより反力室のサーボ比制御圧がリザーバに排出され、大きなサーボ比のサーボ制御が行われる。
更に、請求項４の発明においては、反力室に対するサーボ比制御圧の給排がスプール弁で制御されるようになる。
【００２６】
更に、請求項５の発明においては、動力室の液圧が所定圧となると、１つの切換弁または２つの開閉弁が切換制御され、これにより反力室のサーボ比制御圧がリザーバに排出され、大きなサーボ比のサーボ制御が行われる。
更に、請求項６の発明においては、請求項５の切換弁または開閉弁が、動力室の液圧、または動力室の液圧に応じて励磁される電磁力によって制御されるようになる。
【００２７】
更に、請求項７の発明においては、動力室の液圧がサーボ比制御圧として反力室に導入され、この動力室の液圧によりサーボ比変更が制御されるようになる。
【００２８】
更に、請求項８の発明においては、電磁比例制御弁により、反力室へのサーボ比制御圧が制御されるので、サーボ比の切り換えが滑らかに行われるようになる。 更に、請求項９および１０の発明のブレーキ制御システムにおいては、簡単構造で、ジャンピング特性によりブレーキ力の立ち上がりが早くなるとともに、逆二段サーボ制御により、急ブレーキ時や初心者等の運転者でも大きなブレーキ力を得ることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明に係るブレーキ液圧倍力システムの実施の形態の第１例を示す断面図、図２は図１の部分拡大断面図である。
【００３０】
図１および図２に示すように本例のブレーキ液圧倍力システムに用いられているブレーキ液圧倍力装置１は、マスタシリンダ２が一体に設けられており、このマスタシリンダ２と共通のハウジング３を備えている。
【００３１】
ハウジング３には、小径部４ａ、中径部４ｂ、および大径部４ｃからなる段付孔４が軸方向にかつ図１において右端に開口して穿設されている。この段付孔４の右端開口部は、Ｏリング５を有するプラグ６によって液密に閉塞されている。このプラグ６は段付筒状突出部６ａを有しており、この段付筒状突出部６ａの小径突出部６ｂがハウジング３の段付孔４の中径部４ｂ内に配置されているとともに、段付筒状突出部６ａの大径突出部６ｃが中径部４ｂ内に液密に嵌合されている。また、プラグ６はハウジング３に螺合されたナット７によって段付孔４の中径部４ｂと大径部４ｃとの間の段部に当接されてハウジング３に固定されている。
【００３２】
段付孔４の中径部４ｂ内にパワーピストン８が液密にかつ摺動可能に配設されている。パワーピストン８には、その中心に位置して軸方向に延びるとともにパワーピストン８の後端（図１および図２において右端）に開口する段付孔９が穿設されており、段付孔９の小径部９ａ内には、第１弁座１０ａを有する筒状の弁座部材１０が液密に嵌合されている。弁座部材１０の右端のフランジ部１０ｂが段付孔９の段部に当接されているとともに、段付孔９の大径部９ｂ内に嵌入された筒状固定部材１１によって反力ピストン２０を介して軸方向に支持されており、更に筒状固定部材１１はナット１２によってパワーピストン８に固定されている。なお、反力ピストン２０は、後述するようにブレーキ液圧倍力装置１にジャンピング機能を持たせるものであるが、この第１例では、反力ピストン２０は作動不能とされて、第１例のブレーキ液圧倍力装置１の機能に直接的に関与しないので、省略することもできる。その場合には、弁座部材１０の右端のフランジ部１０ｂは筒状固定部材１１によって軸方向に直接固定支持される。
【００３３】
段付孔９の小径部９ａ内には、カラー１３が液密に嵌合されているとともに、このカラー１３に、ボール弁１４を支持した弁体１５が摺動可能に配設されており、この弁体１５はスプリング１６によりボール弁１４が弁座部材１０の第１弁座１０ａに着座する方向に常時付勢されている。また、弁座部材１０の軸方向孔１０ｃ内に、筒状部材１７の先端部が配置されており、その先端に第２弁座１７ａがボール弁１４に着座可能に設けられている。また、筒状部材１７の後端部はは、段部１８ａを有する入力軸１８の先端に嵌合固定されている筒状ストッパ部材２２に液密に嵌合されている。
【００３４】
筒状ストッパ部材２２には、プラグ６の小径突出部６ｂの先端に当接可能で、この当接時に入力軸１８の後退限を規定するフランジ状のストッパ部２２ａが設けられている。弁座部材１０と筒状部材１７との間にはスプリング１９が縮設されていて、筒状部材１７および入力軸１８は、常時右方に付勢されている。入力軸１８はプラグ６を液密に貫通し、その後端は、図示しないがブレーキペダルに連結されるようになっている。
【００３５】
ハウジング３には、圧液が導入される入力口２３と、この入力口２３とパワーピストン８の外周に形成された環状凹部２４とを常時接続する通路孔２５とが設けられている。また、パワーピストン８には、環状凹部２４と段付孔９の小径部９ａとを連通する通路孔２６が穿設されている。その場合、通路孔２６は、弁座部材１０とカラー１３との間の小径部９ａに開口している。
【００３６】
プラグ６とパワーピストン８の右端との間の段付孔４の中径部４ｂには、動力室２７が形成されており、この動力室２７は弁座部材１０の軸方向孔１０ｃに常時連通されている。この動力室２７内に、筒状ストッパ部材２２のストッパ部２２ａおよび筒状部材１７がそれぞれ位置されている。なお、プラグ６の小径突出部６ｂの外周面と筒状固定部材１１の内周面との間には隙間が設けられていて、筒状固定部材１１の軸方向の両方向で作動液が自由に流動可能となっている。また、動力室２７は、ハウジング３に穿設された通路孔２８を介して出力口２９に常時連通されているとともに、この出力口２９は２ブレーキ系統のうちの一方の系統におけるホイールシリンダ３０,３１に常時連通されている。
【００３７】
また、左右両端に開口する筒状部材１７の軸方向の通路孔１７ｂは、入力軸１８に穿設された軸方向の通路孔３２および径方向の通路孔３３、プラグ６に形成された環状溝３４および径方向の通路孔３５、プラグ６とハウジング３との間に形成された環状室３６、ハウジング３に穿設された軸方向の通路孔３７を介して排出口３８に常時連通されており、この排出口３８はリザーバ３９に連通可能とされている。更に、動力室２７は、パワーピストン８に穿設された通路孔４０を介して弁体１５の左端に面する室４１に常時連通されている。
【００３８】
入力口２３とリザーバ３９とを接続する液圧回路４２に、モータ４３で駆動される液圧ポンプ４４と液圧ポンプ４４の吐出側にチェックバルブ４５を介してアキュムレータ４６とがそれぞれ設けられている。アキュムレータ４６には、液圧ポンプ４４の吐出圧によって常時所定圧が蓄えられるようになっている。
【００３９】
パワーピストン８の前部側には、パワーピストン８とプラグ４７とにより、軸方向空間４８が形成されているとともに、この軸方向空間４８はパワーピストン８の径方向通路孔４９を介して、パワーピストン８の小径部８ａの外周面とハウジング３における段付孔４の中径部４ｂの内周面との間に形成された環状の反力室５０に常時連通している。この反力室５０は、パワーピストン８の大径部８ｂに設けられたＯリング５１と小径部８ａに設けられたカップシール５２とにより、軸方向に液密にされている。カップシール５２は、パワーピストン８と後述するマスタシリンダピストンとの間の、段付孔４の小径部４ａに設けられた室５３から反力室５０に向かう液の流れは許容するようになっている。更に、反力室５０には、パワーピストン８の段部８ｃとハウジング３の段付孔４の小径部４ａと中径部４ｂとの間の段部との間に、リターンスプリング５４が縮設されており、このリターンスプリング５４はパワーピストン８を常時非作動方向に付勢している。
【００４０】
軸方向空間４８には、スプール弁５５が摺動可能に設けられている。スプール弁５５の外周面には、第１および第２環状溝５６,５７が形成されている。また、スプール弁５５には、第１環状溝５６に連通するとともに、スプール弁５５の後端面に開口する第１通路孔５８が設けられているとともに、第２環状溝５７に連通するとともに、スプール弁５５の前端面に開口する第２通路孔５９が設けられている。更に、スプール弁５５の後端面は、パワーピストン８に穿設された通路孔６０を介して室４１に常時面しており、またスプール弁５５の前端面は、パワーピストン８およびプラグ４６に穿設された通路孔６１を介して室５３に常時面している。
【００４１】
更に、スプール弁５５はスプリング６２により後方へ常時付勢されていて、」通常時は図示の非作動位置に設定されている。そして、スプール弁５５のこの非作動位置では、第１環状溝５６が径方向通路孔４９に連通するとともに第２環状溝５７が径方向通路孔４９から遮断されている。したがって、この状態では、反力室５０は、径方向通路孔４９、第１環状溝５６、第１通路孔５８、通路孔６０、室４１、通路孔４０を通って、動力室２７に連通され、かつ室５３から遮断されるようになっている。また、室４１の液圧つまりは動力室２７の液圧が所定圧以上になると、スプール弁５５は、スプリング６２のばね力に抗して前進する。すると、第１環状溝５６が径方向通路孔４９から遮断されるとともに第２環状溝５７が径方向通路孔４９に連通するようになる。したがって、この状態では、反力室５０は、径方向通路孔４９、第２環状溝５７、第２通路孔５９、および通路孔６１を通って室５３に連通され、かつ室４１から遮断されるようになっている。室５３は接続口６３に常時連通している。
【００４２】
ところで、この第１例のブレーキ液圧倍力システムは自動ブレーキの機能も有しており、自動ブレーキの機能のために、電磁切換弁６４と電磁開閉弁６５とが設けられている。電磁切換弁６４は、接続口６３をリザーバ３９に接続する第１位置Iと、接続口６３を、圧力調整弁６６を介してアキュムレータ４６に接続する第２位置IIとが設定されており、通常時は第１位置Iに設定されている。また、電磁開閉弁６５は、排出口３８をリザーバ３９に接続する第１位置Iと、排出口３８とリザーバ３９とを遮断する第２位置IIとが設定されており、通常時は第１位置Iに設定されている。
【００４３】
一方、パワーピストン８の前方には、マスタシリンダ２のマスタシリンダピストン６７が配設されており、このマスタシリンダピストン６７は、パワーピストン８の小径部８ａの有効受圧面積と同じ有効受圧面積に設定されて、ハウジング３の段付孔４の小径部４ａに摺動可能に嵌合されている。このマスタシリンダピストン６７により、ハウジング３の小径部４ａ内には液室６８が画成されているとともに、この液室６８は出力口６９を介して２ブレーキ系統のうちの他方の系統におけるホイールシリンダ７０,７１に常時連通されている。
【００４４】
マスタシリンダピストン６７の両端には、それぞれカップシール７２,７３が設けられている。カップシール７２は、液室６８からこのカップシール７２より後方の室７４へ向かう液の流れを阻止しかつ室７４から液室６８へ向かう液の流れを許容するようになっている。また、カップシール７３は、室５３から室７４へ向かう液の流れを阻止しかつ室７４から室５３へ向かう液の流れを許容するようになっている。室７４はハウジング３に穿設された図示しないブレーキ液供給口を介してリザーバ３９に常時連通している。
【００４５】
マスタシリンダピストン６７に穿設された軸方向孔６７ａには、先端に弁７５が設けられた弁ロッド７６が貫通しており、この弁ロッド７６はハウジング３に設けられた弁解放ロッド７７に当接可能となっている。弁解放ロッド７７は、マスタシリンダピストン６７および段付孔４の小径部４ａをそれぞれ径方向に貫通しているとともに、マスタシリンダピストン６７が弁解放ロッド７７に対して軸方向に相対摺動可能となっている。更に、弁７５はスプリング７８によってマスタシリンダピストン６７の軸方向孔を閉じる方向に常時付勢されている。
【００４６】
そして、マスタシリンダピストン６７が図示の非作動位置にあるときは、弁ロッド７６が弁解放ロッド７７に当接することにより、弁７５がスプリング７８のばね力に抗して前進して、軸方向孔６７ａが開き、液室６８と室７４とが連通するようになっている。また、マスタシリンダピストン６７が前進したときは、弁ロッド７６が弁解放ロッド７７から離れ、かつスプリング７８のばね力により弁７５が軸方向孔６７ａを閉じ、リザーバ３９と液室６８とが遮断されて、マスタシリンダ圧が発生するようになっている。
液室６８内には、マスタシリンダピストン６７を常時非作動方向に付勢するリターンスプリング７９が縮設されている。
【００４７】
更に、マスタシリンダピストン６７の後端に突起８０が形成されているとともに、この突起８０が、パワーピストン８の前端のプラグ４７の前面に形成された凹部８１に嵌入しかつ凹部８１の底部に当接されている。
【００４８】
このように、本例のマスタシリンダ２と一体のブレーキ液圧倍力装置１を用いたブレーキ液圧倍力システムは、一方のブレーキ系統のホイールシリンダ３０,３１に動力室２７の液圧が導入されるとともに、他方のブレーキ系統のホイールシリンダ７０,７１にマスタシリンダ圧が導入されるという、セミフルパワーブレーキシステムとして構成されている。
【００４９】
次に、この例のブレーキ液圧倍力装置１の作用について説明する。
ブレーキペダルが踏み込まれないブレーキ非操作時は、ボール弁１４、弁座部材１０の第１弁座１０ａおよび筒状部材１７の第２弁座１７ａは、図１および図２に示す位置関係にある。すなわち、ボール弁１４が第１弁座１０ａに着座しているとともに、第２弁座１７ａがボール弁１４から離座している。この状態では、入力口２３に常時連通している通路孔２６と弁座部材１０の軸方向孔１０ｃとが遮断されているとともに、弁座部材１０の軸方向孔１０ｃと排出口３８に常時連通している筒状部材１７の軸方向孔１７ｂとが連通している。したがって、ブレーキ非操作時は、動力室２７がポンプ４４およびアキュムレータ４６から遮断されているとともにリザーバ３９に連通し、動力室２７には圧液が供給されない。更に、筒状ストッパ部材２２のストッパ部２２ａがプラグ６の小径突出部６ｂに当接しているとともに、スプール弁５５が図示の位置にあり、反力室５０は動力室２７に連通している。更に、電磁切換弁６４および電磁開閉弁６５がともに第１位置Iに設定されて、室５３および排出口３８がともにリザーバ３９に接続されている。
【００５０】
この状態で、ブレーキペダルの踏込みによりブレーキ操作が行われると、入力軸１８が前進し、筒状部材１７の第２弁座１７ａがボール弁１４に着座するとともに、ボール弁１４が弁座部材１０の第１弁座１０ａから離座するので、通路孔２６と弁座部材１０の軸方向孔１０ｃとが連通するとともに、弁座部材１０の軸方向孔１０ｃと筒状部材１７の軸方向孔１７ｂとが遮断される。したがって、動力室２７がリザーバ３９から遮断されるとともにポンプ４４およびアキュムレータ４６に連通し、動力室２７にアキュムレータ４４の圧液が供給される。この場合、ボール弁１４、第１弁座１０ａおよび第２弁座１７ａにより、動力室２７をポンプ４４およびアキュムレータ４６の液圧源またはリザーバ３９に選択的に切換制御するブレーキ液圧倍力装置１の制御弁８２が構成されている。
【００５１】
動力室２７内に導入された圧液がリターンスプリング５４のばね力に打ち勝つ圧力になると、この液圧によりパワーピストン８が前進してブレーキ液圧倍力装置１が出力を発生するとともに、マスタシリンダピストン６７が前進して、弁７５が軸方向孔６７ａを閉じ、液室６８にマスタシリンダ圧が発生する。ブレーキ液圧倍力装置１の出力は入力を倍力したものとなっている。そして、動力室２７内の液圧が一方の系統の両ホイールシリンダ３０,３１に導入されるとともに、マスタシリンダ圧が他方の系統の両ホイールシリンダ７０,７１に導入され、両系統のブレーキが作動する。
【００５２】
動力室２７内の圧液は軸方向の通路孔４０を介して室４１内に導入され、この室４１内の液圧が弁体１５に作用することにより、弁体１５は動力室２７の液圧に対抗する方向に付勢される。更に、室４１の圧液は通路孔６０、第１通路孔５８、第１環状溝５６、および通路孔４９を介して反力室５０にも導入される。この反力室５０の液圧が、パワーピストン８の段部８ｃに作用してこのパワーピストン８をその出力に対抗するように付勢する。
【００５３】
入力軸１８は、その先端にある筒状部材１７および筒状ストッパ部材２２の有効受圧面が受ける動力室２７内の液圧による力が作用されるようになり、この力が反力として運転者に伝えられる。
【００５４】
入力軸１８の反力が入力軸１８の入力に等しくなると、ボール弁１４が第１弁座１０ａおよび第２弁座１７ａのいずれにも着座し、動力室２７はアキュムレータ４６およびリザーバ３９のいずれからも遮断され、パワーピストン８は入力を倍力した出力を発生するようになる。
【００５５】
いまブレーキ液圧倍力装置１の出力をＷ1、動力室２７の液圧Ｐ1、マスタシリンダピストン６７の有効受圧面積をＡ2、リターンスプリング５４のばね力をＳＰＧとすると、このときのブレーキ液圧倍力装置１の出力Ｗ1は、
【００５６】
【数１】
で与えられるとともに、図３に示すように通常ブレーキの小さいサーボ比（小さな傾き）の直線αで表される。
入力軸１８の入力が更に上昇すると、再びボール弁１４が第１弁座１０ａから離座し、動力室２７には更に圧液が供給され、動力室２７内の液圧が更に上昇する。
【００５８】
入力が所定量になって、動力室２７内の液圧がスプール弁５５の作動圧になると、スプール弁５５がスプリング６２のばね力に抗して前進し、第１環状溝５６が通路孔４９から遮断され、かつ第２環状溝５７が通路孔４９に接続される。すると、反力室５０は室４１から遮断されるとともに、室５３つまりリザーバ３９に接続され、反力室５０の圧液がリザーバ３９に排出されて、反力室５０は大気圧となる。したがって、パワーピストン８の段部８ｃには液圧が作用しなくなり、ブレーキ液圧倍力装置１の出力は大きくなる。以後、ブレーキ液圧倍力装置１の出力は入力軸１８の入力に対して通常ブレーキ時のサーボ比より大きなサーボ比で大きく上昇する。これにより、各ホイールシリンダ３０,３１；７０,７１はそれぞれ入力軸１８の入力に対して通常ブレーキ時のブレーキ力より大きなブレーキ力を発生する。このときの、ブレーキ液圧倍力装置１の出力Ｗ2は、
【００５９】
【数２】
で与えられるとともに、図３に示すように大きなサーボ比（大きな傾き）の直線βで表される。
【００６１】
このように、この第１例のブレーキ液圧倍力装置１は、入力が所定以上大きくなると通常ブレーキ時のサーボ比より大きなサーボ比でサーボ制御を行う逆二段サーボ作用を行うようになる。
【００６２】
更に、入力が上昇して、動力室２７の液圧がアキュムレータ４６に蓄圧される最大設定圧になると、動力室２７の液圧はそれ以上上昇しなく、ブレーキ液圧倍力装置１は大きなサーボ比によるサーボ制御を終了し、全負荷状態となる。したがって、これ以後、ブレーキ液圧倍力装置１の出力上昇分は、入力上昇分を倍力しないものとなる。
【００６３】
ブレーキペダルを解放してブレーキ作動を解除すると、入力軸１８および筒状部材１７がともに後退して制御弁８２の第２弁座１７ａがボール弁１４から離座し、動力室２７内の圧液が、弁座部材１０の軸方向孔１０ｃ、ボール弁１４と第２弁座１７ａとの間の隙間、筒状部材１７の軸方向の通路孔１７ｂ、軸方向通路孔３２、径方向通路孔３３、環状溝３４、径方向通路孔３５、環状室３６、軸方向通路孔３７、排出口３８、および電磁開閉弁６５を通ってリザーバ３９に排出される。このとき、入力軸１８がパワーピストン８に対して大きく後退するので、第２弁座１７ａがボール弁１４から大きく開き、動力室２７内の圧液は迅速に排出される。動力室２７内の圧液の排出により、一方の系統の両ホイールシリンダ３０,３１の圧液も迅速に動力室２７を通ってリザーバ３９に排出されて、両ホイールシリンダ３０,３１の液圧が低下する。
【００６４】
一方、リターンスプリング７９のばね力により、マスタシリンダピストン６７が後退するため、液室６８の液圧および他方の系統の両ホイールシリンダ７０,７１の液圧がともに低下する。そして、弁ロッド７６が弁開放ロッド７７に当接すると、それ以後のマスタシリンダピストン６７の後退に対して、弁７５が軸方向孔６７ａを開き、液室６８がリザーバ３９に接続される。このため、両ホイールシリンダ７０,７１の圧液も迅速に液室６８を通ってリザーバ３９に排出されて、両ホイールシリンダ７０,７１の液圧が更に低下する。これにより、両系統のブレーキが迅速に解除開始される。
【００６５】
動力室２７内の液圧がスプール弁５５の作動圧より低下すると、スプール弁５５が非作動位置に後退し、反力室５０がリザーバ３９から遮断され、かつ室４２に連通される。すると、反力室５０に、再び動力室２７の圧液が導入され、前述と同様に反力室５０の液圧がパワーピストン８の段部８ｃに作用する。このため、ブレーキ液圧倍力装置１の出力は、入力の低下に対して、小さいサーボ比の直線αに沿って低下するようになる。
【００６６】
ブレーキ解除がほぼ終了するまで入力軸１８が更に後退すると、筒状ストッパ部材２２のストッパ部２２ａがプラグ６の小径突出部６ｂの先端に当接することにより、入力軸１８および筒状部材１７の後退が停止し、入力軸１８および筒状部材１７はともに後退限となる。しかしながら、入力軸１８および筒状部材１７の後退が停止しても、パワーピストン８、ボール弁１４および弁座部材１０は、ともに更に後退を続けるため、ボール弁１４が筒状部材１７の第２弁座１７ａに近づいてくる。
【００６７】
パワーピストン８の後端がプラグ６に当接すると、パワーピストン８の後退が停止して非作動位置となるとともに、マスタシリンダピストン４７が非作動位置となって、ブレーキが迅速にかつ完全に解除される。このブレーキ解除時では、ブレーキ液圧倍力装置１の出力は、入力の低下に対して、入力上昇時とは逆に、全負荷、直線β、および直線αに沿って降下するようなる。
【００６８】
パワーピストン８の非作動位置では、ボール弁１４が筒状部材１７の第２弁座１７ａにきわめて近づいてボール弁１４と第２弁座１７ａとの間の間隙がきわめて小さくなり、着座寸前となる。したがってブレーキペダルが踏み込まれて入力軸１８および筒状部材１７が前進すると、直ぐに第２弁座１７ａがボール弁１４に着座するとともにボール弁１４が弁座部材１０の第１弁座１０ａから直ぐに離座する。すなわち、制御弁８２の切換作動を行うためのロスストロークがきわめて小さくなり、ブレーキが迅速に作動する。
【００６９】
このようにして、ブレーキ操作時には迅速にブレーキが作動するとともに、ブレーキ操作解除時にはブレーキ作動が迅速に解除し、ブレーキ液圧発生装置１はきわめて応答性のよいものとなる。
一方、車両の走行状態が自動ブレーキ作動条件を成立させた状態となると、図示しない電子制御装置は、電磁切換弁６４および電磁開閉弁６５をともに第２位置IIに切換設定し、接続口６３をアキュムレータ４６側に接続するとともに、排出口３８をリザーバ３９から遮断する。
【００７０】
すると、アキュムレータ４６からの圧液が圧力調整弁６６で所定圧に調圧されて接続口６３に導入され、更に、この圧液は室５３、カップシール５２、反力室５０、通路孔４９、スプール弁５５の第１通路孔５８、通路孔６０、室４１、および通路孔４０を通って動力室２７に導入される。更に、この動力室２７に導入された圧液は、通路孔２８および出力口２９を通ってホイールシリンダ３０,３１に導入され、一方の系統のブレーキが作動する。このとき、排出口３８がリザーバ３９から遮断されているので、動力室２７の圧液はリザーバ３９に排出されなく、ブレーキは、ほとんど圧力ロスなく作動するようになる。
【００７１】
また、室５３の液圧はマスタシリンダピストン６７に作用するので、マスタシリンダピストン６７が前進し、前述と同様に、マスタシリンダピストン６７は液室６８にマスタシリンダ圧を発生し、このマスタシリンダ圧がホイールシリンダ７０,７１に導入され、他方の系統のブレーキが作動する。こうして、自動ブレーキが作動する。
【００７２】
自動ブレーキ作動条件成立が解消すると電子制御装置は、電磁切換弁６４および電磁開閉弁６５を、ともに再び第１位置Iに設定する。すると、室５３の圧液がリザーバ３９に排出されるとともに、動力室２７、室４１、反力室５０、およびホイールシリンダ３０,３１の圧液がリザーバ３９に排出され、自動ブレーキが解除する。
【００７３】
この第１例のブレーキ液圧倍力装置１によれば、通常ブレーキ時のサーボ制御の途中において、動力室２７の液圧が所定圧、換言すればブレーキペダルからの入力が所定の大きさ以上になると、通常ブレーキ時のサーボ比より大きなサーボ比でサーボ制御を行う逆二段サーボ作用を行うことができるようになる。その場合、パワーピストン８の段部が面する空間に、反力室５０を設けるとともに、パワーピストン８にスプール弁５５を設けて、この反力室５０に動力室２７の液圧を導入するという簡単な構造で、この逆二段サーボ特性を得ることができるようになる。特に、段付のパワーピストン８およびその段部が面する空間は、従来から多く用いられている液圧倍力装置が有しているものであるから、従来の液圧倍力装置に対して大幅な設計変更を必要としなく、この第１例のブレーキ液圧倍力装置１をより一層簡単に構成することができる。
【００７４】
これにより、急ブレーキ時には、ブレーキペダルをサーボ比切換点の入力まで踏み込むだけで、従来のようにかなり大きく踏み込まなくても、早く大きなブレーキ力を得ることができる。また、運転に慣れていない運転者でも、急ブレーキ時には確実に大きなブレーキ力を発生させるように補助することができるようになる。
【００７５】
更に、スプリング６２のばね力を種々設定変更可能にすることにより、スプール弁５５の作動圧を種々調整することにより、サーボ比切換点を種々変えることが可能となる。
【００７６】
図４および図５は、本発明の実施の形態の第２例を示す、図１および図２と同様の図である。なお、第１例と同じ構成要素には同じ符号を付すことにより、その詳細な説明は省略する（以下、他の例についても、同じである）。
【００７７】
前述の第１例では、サーボ比を変更するスプール弁５５がパワーピストン８内に設けるようにしているが、この第２例では、サーボ比を変更する圧力切換弁をブレーキ液圧倍力装置１の外に設けるようにしている。すなわち、図４および図５に示すように、ハウジング３に、反力室５０に連通する制御圧導入口８３が設けられており、この制御圧導入口８３に圧力切換弁８４が設けられている。この圧力切換弁８４は、制御圧導入口８３を出力口２９つまり動力室２７およびホイールシリンダ３０,３１に接続する第１位置Iと、制御圧導入口８３を、リザーバ３９に接続する第２位置IIとが設定されており、通常時は第１位置Iに設定されており、出力口２９の液圧つまり動力室２７の液圧が所定圧以上のときにその液圧により第１位置IIに切換設定されるようになっている。
【００７８】
この第２例では、圧力切換弁８４が設けられることにより、第１例のスプール弁５５が削除されているとともに、スプール弁５５に伴って設けられている軸方向空間４８、通路孔４９,６０,６１が削除されている。また、この第２例のブレーキ液圧倍力システムは自動ブレーキの機能を有していないので、電磁切換弁６４、電磁開閉弁６５、圧力調整弁６６、カップシール７３、および接続口６３も削除されている。
【００７９】
更に、この第２例のブレーキ液圧倍力装置１では、ジャンピング作用を行わせるための反力ピストン２０と、この反力ピストン２０を付勢するスプリング２１とが設けられている。すなわち、入力軸１８と筒状ストッパ部材２２の各外周とプラグ６の小径突出部６ｂの軸方向孔の内周との間に、筒状の反力ピストン２０が、入力軸１８および筒状ストッパ部材２２の各外周、小径突出部６ｂの内周、筒状固定部材１１の内周のいずれにも摺動可能に嵌合されている。
【００８０】
図６に示すように、この反力ピストン２０の図６において左端部には、第１フランジ部２０ａと第２フランジ部２０ｂとが設けられている。第１フランジ部２０ａの左側部は、筒状ストッパ部材２２のストッパ部１７ａが当接可能となっており、このストッパ部１７ａが第１フランジ部２０ａの左側部に当接することにより、反力ピストン２０に対してこの筒状ストッパ部材２２のそれ以上の後退を阻止するストッパ部２０ｃとされている。換言すれば、筒状ストッパ部材２２のストッパ部２２ａが反力ピストン２０のストッパ部２０ｃに当接することにより、反力ピストン２０に対して入力軸１８のそれ以上の後退が阻止されるようになっている。
【００８１】
また、第２フランジ部２０ｂの右側部は、反力ピストン２０がパワーピストン８に対して所定量後退移動したとき、筒状固定部材１１の段部１１ａに係合する係合部２０ｄとされている。更に、反力ピストン２０の右端２０ｅは、入力軸１８の段部１８ａに当接可能となっている。そして、反力ピストン２０の第２フランジ部２０ｂと筒状固定部材１１との間にスプリング２１が縮設されており、このスプリング２１により、通常時は反力ピストン２０の第２フランジ部２０ｂは弁座部材１０のフランジ部１０ａに当接されている。そして、筒状ストッパ部材２２のストッパ部２２ａおよび反力ピストン２０の第１および第２フランジ部２０ａ,２０ｂが、それぞれ動力室２７内に位置されている。
【００８２】
また、リザーバ３９は、液圧倍力装置用リザーバ３９ａとマスタシリンダ用リザーバ３９ｂとに分割されており、ポンプ４４、排出口３８、および切換弁８４は、ともに液圧倍力装置用リザーバ３９ａに接続されている。更に、ハウジング３には、マスタシリンダ用リザーバ３９ｂと段付孔４の小径部４ａとを連通するブレーキ液供給口８５と補償口８６とが穿設されている。マスタシリンダピストン４４の先端のカップシール４５が補償口８６の開口端より後方の非作動位置にあるときは、液室６８はマスタシリンダ用リザーバ３９ｂに連通して、液室６８にはマスタシリンダ圧は発生しないが、マスタシリンダピストン６７のカップシール７２が補償口８６の開口端より前方に前進したときには、マスタシリンダ圧が発生するようになっている。更に、マスタシリンダ用リザーバ３９ｂのブレーキ液がハウジング３に穿設されたブレーキ液供給口８５およびマスタシリンダピストン６７に穿設された軸方向孔７５を介して液室６８に供給可能となっている。更に、パワーピストン８とマスタシリンダピストン６７との間には、連結ロッド８７が介設されている。
【００８３】
この第２例のブレーキ液圧倍力装置１の他の構成は、第１例と同じである。
【００８４】
このように構成された第２例のブレーキ液圧倍力装置１においては、ブレーキ非操作時は、図４および図５に示す状態となっている。その場合、反力ピストン２０の右端２０ｅは、入力軸１８の段部１８ａから離隔している。また、筒状ストッパ部材２２のストッパ部２２ａは、反力ピストン２０の第１フランジ部２０ａのストッパ部２０ｃから離隔してこのストッパ部２０ｃより前進した位置となっている。
【００８５】
この状態でブレーキペダルの踏み込みによるブレーキ操作が行われると、第１例と同様に、入力軸１８が前進し制御弁８２が切り換えられて、動力室２７に圧液が導入され、パワーピストン８が作動する。動力室２７の圧液がホイールシリンダ３０,３１に導入されるとともに、パワーピストン８の作動により、マスタシリンダピストン６７が作動して、液室６８のブレーキ液がホイールシリンダ７０,７１に導入される。
【００８６】
また、動力室２７内の液圧により反力ピストン２０がスプリング２１のばね力に抗してパワーピストン８および入力軸１８に対して右方へ相対変位されるが、動力室２７内の液圧が比較的小さく、各ホイールシリンダ３０,３１；７０,７１のロスストロークがあって実質的にこれら各ホイールシリンダがブレーキ力を発生しない初期段階では、反力ピストン２０の後端２０ｅが入力軸１８の段部１８ａに当接するまでには至らないので、入力軸１８は反力ピストン２０から何らの力も作用されない。このため、ブレーキ液圧倍力装置１は、図７に示す比較的大きなサーボ比の直線γ′に沿って出力し、ジャンピング作用が行われる。
【００８７】
動力室２７内の液圧が上昇して、その液圧により反力ピストン２０の右端２０ｅが入力軸１８の段部１８ａに当接すると、反力ピストン２０は動力室２７内の液圧による付勢力で入力軸１８に力を入力軸１８の入力に対抗するように作用する。したがって、入力軸１８に作用される反力が大きくなって、ジャンピング作用が終了し、以後、ブレーキ液圧倍力装置１の出力は入力軸１８の入力に対してロスストローク中よりは小さく上昇する。すなわち、ブレーキ液圧倍力装置１は反力が大きくなることから、図７に示す比較的小さなサーボ比の直線α′に沿って入力軸１８の入力を倍力して出力するサーボ制御を行うとともに、動力室２７内の液圧がこのサーボ比に対応した液圧となる。このときのサーボ比は通常ブレーキ時のサーボ比に設定されている。また、このサーボ制御中で、入力が所定の大きさになるまでは、動力室２７内の液圧が圧力切換弁８４の作動圧まで上昇しないので、圧力切換弁８４は第１位置Iに設定されたままとなり、反力室５０は出力口２９に接続されたままとなっている。
【００８８】
動力室２７の液圧が圧力切換弁８４の作動圧になると、この液圧により、圧力切換弁８４が第１位置IIに切換設定される。すると、反力室５０は出力口２９から遮断されかつ液圧倍力装置用リザーバ３９ｂに接続されるので、反力室５０の圧液は液圧倍力装置用リザーバ３９ｂに排出され、反力室５０は大気圧となって、反力室５０の液圧によるパワーピストン８への作用はなくなる。これにより、図７に示す比較的大きなサーボ比の直線β′に沿って入力軸１８の入力を倍力して出力するサーボ制御を行うようになる。
【００８９】
ブレーキペダルの解放により、ブレーキ作動を解除すると、筒状ストッパ部材２２のストッパ部２２ａが、反力ピストン２０のストッパ部２０ｃに当接するまで、入力軸１８が大きく後退するので、第２弁座１７ａがボール弁１４から大きく開き、第１例と同様に動力室２７内の圧液は迅速に排出される。
【００９０】
この第２例の場合は、ブレーキ解除時、ブレーキ液圧倍力装置１の出力は、入力の低下に対して、入力上昇時とは逆に、全負荷、直線β′、直線α′、および直線γ′に沿って降下するようなる。
【００９１】
この第２例のブレーキ液圧倍力装置１によれば、サーボ比を変更させる圧力切換弁８４を、ブレーキ液圧倍力装置１の外に設けているので、ブレーキ液圧倍力装置１を小型化できる。
この第２例のブレーキ液圧倍力装置１の他の作用効果は、自動ブレーキの部分を除いて、第１例と同じである。
【００９２】
なお、反力室５０に導入する液圧を、動力室２７の液圧に代えて、アキュムレータ４６のアキュムレータ圧を導入することもできる。この場合には、アキュムレータ圧を圧力調整弁で調圧して反力室５０に導入するようにする。アキュムレータ圧は、通常ブレーキ時には動力室２７の液圧より高いので、大きなサーボ比、すなわち同じ入力に対して大きな出力を得ることができる。このアキュムレータ圧導入については、後述する他の例で具体的に説明する。
【００９３】
図８は、本発明の実施の形態の第３例を示す、図５と同様の図である。
前述の第２例では、サーボ比を変更する圧力切換弁８４を動力室２７の液圧により切換制御するようにしているが、この第３例のブレーキ液圧倍力装置１では、この圧力切換弁８４に代えて電磁切換弁８８が設けられているとともに、電磁切換弁８８を切換制御するために基準となる動力室２７の液圧を検出する圧力センサ８９が設けられている。電磁切換弁８８は、第２例の圧力切換弁８４とまったく同様に、制御圧導入口８３を出力口２９に接続する第１位置Iと、制御圧導入口８３を、液圧倍力装置用リザーバ３９ａに接続する第２位置IIとが設定されている。そして、通常時は第１位置Iに設定されており、動力室２７の液圧が所定圧以上のときに、圧力センサ８９からの圧力検出信号に基づいて、電子制御装置が第２位置IIに切換設定されるようになっている。
【００９４】
この第３例のブレーキ液圧倍力装置１においても、第２例と同じ図７に示す、ジャンピング特性と逆二段サーボ特性とを有するようになる。
この第３例のブレーキ液圧倍力装置１の他の構成および作用効果は、前述の第２例と同じである。
【００９５】
図９は、本発明の実施の形態の第４例を示す、図８と同様の図である。
前述の図８に示す第３例では、電磁切換弁８８を用いて逆二段サーボ特性を得るようにしているが、この第４例のブレーキ液圧倍力装置１は、図９に示すように第１および第２電磁開閉弁９０,９１が用いられている。
【００９６】
第１電磁開閉弁９０は、出力口２９と制御圧導入口８３とを接続する通路に設けられて、出力口２９と制御圧導入口８３とを連通する連通位置Iと、出力口２９と制御圧導入口８３とを遮断する遮断位置IIとが設定されており、通常は連通位置Iに設定される常開の開閉弁とされている。
【００９７】
第２電磁開閉弁９１は、制御圧導入口８３と液圧倍力装置用リザーバ３９ａとを接続する通路に設けられて、制御圧導入口８３と液圧倍力装置用リザーバ３９ａとを遮断する遮断位置Iと、制御圧導入口８３と液圧倍力装置用リザーバ３９ａとを連通する連通位置IIとが設定されており、通常は遮断位置Iに設定される常閉の開閉弁とされている。更に、これらの第３および第４電磁開閉弁１０５,１０６の開閉は、動力室２５の液圧によって制御されるようになっており、そのために前述の第３例と同様の、動力室２７の液圧を検出する圧力センサ８９が設けられている。
この第４例のブレーキ液圧倍力装置１の他の構成は、第３例と同じである。
【００９８】
このように構成された第４例のブレーキ液圧倍力装置１においては、動力室２７の液圧がサーボ比変更点の圧力になるまでは、電子制御装置は圧力センサ８９からの圧力検出信号に基づいて、第１電磁開閉弁９０を図示の連通位置Iに切り換えるとともに、第２電磁開閉弁９１を遮断位置Iに切り換える。したがって、反力室５０には動力室２７の液圧が導入される。また、動力室２７の液圧がサーボ比変更点の圧力となると、電子制御装置は圧力センサ８９からの圧力検出信号に基づいて、第１電磁開閉弁９０を遮断位置IIに切り換えるとともに、第２電磁開閉弁９１を連通位置IIに切り換える。したがって、反力室５０の圧液は液圧倍力装置用リザーバ３９ｂに排出され、反力室５０は大気圧となる。
【００９９】
この第４例のブレーキ液圧倍力装置１においても、第２例と同じ図７に示す、ジャンピング特性と逆二段サーボ特性とを有するようになる。
この第４例のブレーキ液圧倍力装置１の他の構成および作用効果は、前述の第３例と同じである。
【０１００】
なお、第１および第２電磁開閉弁９０,９１に代えて、図４に示す第２例の圧力切換弁８４と同様に、動力室２７の液圧で切り換え制御される２つの開閉弁を用いることもできる。
【０１０１】
図１０は、本発明の実施の形態の第５例を示す、図８と同様の図である。
前述の図８に示す第３例では、電磁切換弁８８を用いて逆二段サーボ特性を得るようにしているが、この第４例のブレーキ液圧倍力装置１では、図１０に示すように電磁比例制御弁９２を設けているとともに圧力調整弁９３を設けており、アキュムレータ４６のアキュムレータ圧を圧力調整弁９３によって調整し、この調整した液圧をこの電磁比例制御弁９２によって制御して反力室５０に導入するようにしている。その場合、電子制御装置は圧力センサ８９の検出信号に基づいて動力室２７の液圧が所定圧以上であることを判断したとき、圧力センサ８９の圧力検出信号の大きさつまり動力室２５の液圧に比例した大きさの制御信号を出力して電磁比例制御弁９２を作動するようになっている。
【０１０２】
そして、電磁比例制御弁９２は、通常時は反力室５０を圧力調整弁９３に接続して、アキュムレータ圧を圧力調整弁９３で調整した液圧をそのまま反力室５０に導入するようになっている。また、電磁比例制御弁９２は、作動時は反力室５０の液圧が電子制御装置からの制御信号の大きさに比例して制御した液圧となるように、反力室５０の液圧を液圧倍力装置用リザーバ３９ｂに排出したり、あるいは圧力調整弁９３からの液圧を反力室５０に導入したりする制御を行うようになっている。
この第５例のブレーキ液圧倍力装置１の他の構成は、前述の第３および第４例と同じである。
【０１０３】
このように構成された第５例のブレーキ液圧倍力装置１においては、圧力センサ８９からの圧力検出信号に基づいて、電子制御装置は、動力室２７の液圧が電磁比例制御弁９２の設定作動圧より低いと判断したときは、電磁比例制御弁９２を作動しなく、電磁比例制御弁９２は反力室４１を圧力調整弁９３に何ら制限することなく接続する。したがって、このときは、通常ブレーキ時の小さなサーボ比でサーボ制御が行われる。
【０１０４】
動力室２７の液圧が電磁比例制御弁９２の作動圧になったことが判断されると、電磁比例制御弁９２が作動され、この電磁比例制御弁９２は作動して、反力室５０の液圧を動力室２５の液圧に比例した液圧に制御する。これにより、反力室５０の液圧が低くなり、サーボ比が大きい方に変化する。反力室５０に導入された液圧は、動力室２７の液圧上昇に対してリニア降下するようになるので、サーボ比も比例して次第に大きくなる。
【０１０５】
反力室５０の液圧が動力室２５の液圧に等しくなると、前述の第３および第４例とまったく同じになり、ブレーキ液圧倍力装置１は、図１１に示す大きなサーボ比の直線β′に沿うサーボ制御を行うようになる。この第５例のブレーキ液圧倍力装置１によれば、直線α′のサーボ比から直線β′のサーボ比への切換えを、直線δ′に沿って滑らかに行うことができる逆二段サーボを行うことができるようになる。また、反力室５０にアキュムレータ４６の蓄圧を導入するようにしているので、反力室５０に動力室２７の液圧を導入する場合に比べて、ブレーキ液圧倍力装置１の出力を大きくできる。
この第５例のブレーキ液圧倍力装置１の他の作用効果は、第３および第４例と同じである。
【０１０６】
なお、反力室５０の液圧を制御することにより、図１１に二点鎖線で示すように直線α′のサーボ比から直接全負荷に滑らかに変えるようにすることもできる。また、この第５例においても、アキュムレータ圧に代えて、反力室５０に動力室２７の液圧を電磁比例制御弁９２で制御して導入することもできる。
【０１０７】
なお、第２ないし第５例においては、反力ピストン２０およびスプリング２１を設けて反力ピストン２０によるジャンピング作用を行うものとしているが、サーボ比を変更するための圧力切換弁８４等をブレーキ液圧倍力装置１の外に配設することは、図１および図２に示す第１例のように反力ピストン２０によるジャンピング作用を行わない液圧倍力装置にも適用することができる。
また、前述の実施例では、本発明の液圧倍力装置をブレーキ液圧倍力装置に適用して説明しているが、ブレーキ以外の他の液圧倍力装置にも適用できる。
【０１０８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の液圧倍力装置によれば、簡単な構造で、逆二段サーボ特性を得ることができるようになる。これにより、所定以上の入力で、通常の出力より大きな出力を得ることができる。特に、従来多く用いられている段付のパワーピストンの段部を利用するので、大きな設計変更を必要としなく、より一層構造が簡単になる。
【０１０９】
また、サーボ比切換点を変更することができ、これにより種々の入出力特性に柔軟に対応することが可能となる。
更に、電磁比例制御弁を用いているので、サーボ比を滑らかに変えることができるようになる。
【０１１０】
更に、本発明のブレーキ制御システムによれば、簡単構造で、ジャンピング特性によりブレーキ力の立ち上がりを早くできるとともに、逆二段サーボ制御により、急ブレーキ時に迅速に大きなブレーキ力を得ることができるとともに、初心者等の運転者でも大きなブレーキ力を確実に得られるように補助することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るブレーキ液圧倍力システムの実施の形態の第１例を示す断面図である。
【図２】 図１に示すブレーキ液圧倍力装置の部分拡大断面図である。
【図３】 図１に示すブレーキ液圧倍力装置の入出力特性を示す図である。
【図４】 本発明の実施の形態の第２例を示す、図１と同様の断面図である。
【図５】 図４に示すブレーキ液圧倍力装置を示す、図２と同様の部分拡大断面図である。
【図６】 図４に示すブレーキ液圧倍力装置に用いられている反力ピストンを示す断面図である。
【図７】 図４に示すブレーキ液圧倍力装置の入出力特性を示す図である。
【図８】 本発明の実施の形態の第３例を示す、図５と同様の部分拡大断面図である。
【図９】 図６に示すブレーキ液圧倍力装置の入出力特性を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態の第４例を示す、図５と同様の部分拡大断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態の第５例を示す、図５と同様の部分拡大断面図である。
【図１２】従来のブレーキ液圧倍力装置を部分的に示す部分断面図である。
【図１３】図１２に示すブレーキ液圧倍力装置の入出力特性を示す図である。
【符号の説明】
１…ブレーキ液圧倍力装置、２…マスタシリンダ、３…ハウジング、８…パワーピストン、１８…入力軸、１８ａ…段部、２０…反力ピストン、２０ｅ…反力ピストンの右端、２１…スプリング、２７…動力室、２９…出力口、３９…リザーバ、３９ａ…液圧倍力装置用リザーバ、３９ｂ…マスタシリンダ用リザーバ、４６…アキュムレータ、５０…反力室、５５…スプール弁、６７…マスタシリンダピストン、８２…制御弁、８３…制御圧導入口、８４…圧力切換弁、８８…電磁切換弁、８９…圧力センサ、９０…第１電磁開閉弁、９１…第２電磁開閉弁、９２…電磁比例制御弁、９３…圧力調整弁
Claims (10)
- 液圧を発生する液圧源と、作動液を貯えるリザーバと、前部が小径部にかつ後部が大径部になる段部を有するとともに出力を発生するパワーピストンと、このパワーピストンの後方部の受圧面が面する動力室と、非作動時に前記動力室を前記液圧源から遮断するとともに前記リザーバに連通し、作動時に前記動力室を前記リザーバから遮断するとともに前記液圧源に連通して、前記液圧源の圧液をその作動に応じて前記動力室に導入する制御弁と、この制御弁を作動制御する入力軸とを備え、
前記パワーピストンの段部が位置するように反力室が形成されており、前記動力室の液圧が所定圧より小さい時に前記反力室にサーボ比制御圧の圧液を導入するとともに、前記動力室の液圧が前記所定圧以上の時に前記反力室の圧液を前記リザーバに排出するサーボ比制御圧制御弁が設けられていることを特徴とする液圧倍力装置。 - 液圧を発生する液圧源と、作動液を貯えるリザーバと、前部が小径部にかつ後部が大径部になる段部を有するとともに出力を発生するパワーピストンと、このパワーピストンの後方部の受圧面が面する動力室と、非作動時に前記動力室を前記液圧源から遮断するとともに前記リザーバに連通し、作動時に前記動力室を前記リザーバから遮断するとともに前記液圧源に連通して、前記液圧源の圧液をその作動に応じて前記動力室に導入する制御弁と、この制御弁を作動制御する入力軸と、外径が前記入力軸の制御弁側と反対側の部分の径より大きく設定されて筒状に形成されているとともに前記入力軸の小径部に摺動可能に嵌合され、その前端が前記動力室に面しかつその後端が前記入力軸の段部に当接可能な反力ピストンと、この反力ピストンの後端が前記入力軸の段部から離れる方向に常時付勢するとともに、前記動力室の液圧が第１所定圧以上の時前記反力ピストンの後端を前記入力軸の段部に当接させるスプリングと、入力が加えられて前記入力軸を作動する操作手段とを備え、
前記パワーピストンの段部が位置するように反力室が形成されており、前記動力室の液圧が前記第１所定圧より大きい第２所定圧より小さい時に前記反力室にサーボ比制御圧の圧液を導入するとともに、前記動力室の液圧が前記第２所定圧以上の時に前記反力室の圧液を前記リザーバに排出するように制御するサーボ比制御圧制御弁が設けられていることを特徴とする液圧倍力装置。 - 前記サーボ比制御圧制御弁は、パワーピストンに設けられ、前記動力室の液圧によって作動制御される切換弁であることを特徴とする請求項１または２記載の液圧倍力装置。
- 前記切換弁は、スプール弁であることを特徴とする請求項３記載の液圧倍力装置。
- 前記サーボ比制御圧制御弁は、１つの切換弁または２つの開閉弁からなることを特徴とする請求項１または２記載の液圧倍力装置。
- 前記切換弁または前記開閉弁は、前記動力室の液圧によって作動制御されるか、前記動力室の液圧に応じて励磁される電磁力によって制御されることを特徴とする請求項５記載の液圧倍力装置。
- 前記サーボ比制御圧は、前記動力室の液圧であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１記載の液圧倍力装置。
- 前記サーボ比制御圧制御弁は、前記動力室の液圧に応じて制御される電磁比例制御弁であり、前記サーボ比制御圧は、前記動力室の液圧または前記液圧源の液圧を前記電磁比例制御弁によって制御された液圧であることを特徴とする請求項１または２記載の液圧倍力装置。
- 請求項１ないし８のいずれか１記載の液圧倍力装置と、この液圧倍力装置の出力によって作動制御され、ブレーキ液圧を発生するマスタシリンダと、このマスタシリンダのブレーキ液圧が導入されることによりブレーキ力を発生するブレーキシリンダとを備えていることを特徴とするブレーキ液圧倍力システム。
- ２系統のブレーキシステムにおいて、
請求項１ないし８のいずれか１記載の液圧倍力装置と、この液圧倍力装置の出力によって作動制御され、ブレーキ液圧を発生するマスタシリンダと、前記液圧倍力装置の前記動力室の液圧が導入されることによりブレーキ力を発生する一方の系統のブレーキシリンダと、前記マスタシリンダのブレーキ液圧が導入されることによりブレーキ力を発生する他方の系統のブレーキシリンダとを備えて、セミフルパワーブレーキが構成されていることを特徴とするブレーキ液圧倍力システム。
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