JP3821336B2 - 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装置の技術分野に属し、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装置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等に用いられる液圧倍力装置は、小さな入力で大きな出力を得るようにするものである。この液圧倍力装置の一例として、自動車のブレーキ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９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】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この従来のブレーキ液圧倍力装置１′においては、図１０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。
【００１０】
しかしながら、このようにサーボ比が常に一定であると、ブレーキ力がある程度上昇した後も、入力の上昇に対して出力が常に同じ割合で上昇し、ブレーキ力が必要以上に大きくなってしまう。このため、ブレーキフィーリングが必ずしも良好であるとは言えない。そこで、ブレーキ力がある程度上昇した後は、入力の上昇に対して出力の上昇を小さくして、ブレーキ力が必要以上に大きくなるのを抑制し、ブレーキフィーリングをより一層良好にすることが求められる。
【００１１】
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、サーボ制御の途中からからサーボ比を小さくして、入出力特性を滑らかにすることのできる液圧倍力装置を提供することである。
【００１２】
【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、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とともに、制御弁側の部分が小径でかつ制御弁側と反対側の部分が大径の段部を有する段付の入力軸とを備え、前記入力軸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ときには前記反力室に大気圧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ときには前記反力室にサーボ比制御圧の圧液を導入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。
【００１３】
また請求項２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３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。
【００１４】
更に請求項４の発明は、前記サーボ比制御圧制御弁と前記反力室との間の通路に、少なくとも、オリフィスと、このオリフィスより前記サーボ比制御圧制御弁側に位置して低圧アキュムレータとが設けられていることを特徴としている。 更に請求項５の発明は、前記サーボ比制御圧が、前記動力室の液圧または前記液圧源の液圧であることを特徴としている。その場合、液圧源の液圧は液圧源の液圧自体でもよいし、液圧源の液圧を圧力調整弁で調整した液圧でもよい。
【００１５】
更に請求項６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が、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。
【００１６】
更に請求項７の発明は、請求項１ないし６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。
【００１７】
更に請求項８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６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。
【００１８】
【作用】
このような構成をした請求項１ないし６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時は反力室の液圧が大気圧となっているので、大きいサーボ比でのサーボ制御が行われ、入力上昇に対する液圧倍力装置の出力上昇が大きくなる。更に、動力室の液圧が所定圧以上になると、反力室にサーボ比制御圧が導入され、このサーボ比制御圧が入力軸の段部に入力と対抗する方向に作用するようになる。このため、小さいサーボ比でのサーボ制御が行われ、入力上昇に対する液圧倍力装置の出力上昇が小さくなる。
【００１９】
このように、請求項１ないし６の発明においては、入力軸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、この反力室の液圧を制御するだけで、簡単な構造で、液圧倍力装置は、大きなサーボ比によるサーボ制御の途中から小さいサーボ比によるサーボ制御に変わる二段サーボ特性を発揮するようになる。
【００２０】
この二段サーボ特性により、所定以上の大きさの出力上昇が抑制され、液圧倍力装置の入出力特性は滑らかになる。
【００２１】
特に、請求項３の発明においては、切換弁または開閉弁が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場合、サーボ比制御圧の急上昇時に電磁力による切換弁または開閉弁の切換を遅らせることにより、反力室の液圧上昇が遅れるので、大きいサーボ比から小さいサーボ比への移行が遅れるようになる。つまりサーボ比切換点が変更する。これにより、液圧倍力装置の出力が通常時より大きくなる。
【００２２】
また請求項４の発明においては、サーボ比制御圧の急上昇時にサーボ比制御圧の圧液がオリフィスにより絞られて反力室の液圧上昇が遅れるので、大きいサーボ比から小さいサーボ比への移行が遅れるようになる。つまりサーボ比切換点が変更する。これにより、液圧倍力装置の出力が通常時より大きくなる。
【００２３】
更に請求項５の発明においては、液圧源の液圧は動力室の液圧より高いので、サーボ比制御圧として液圧源の液圧を用いることにより、より小さいサーボ比を設定することができる。なお、液圧源の液圧は液圧源の液圧自体でもよいし、液圧源の液圧を圧力調整弁で調整した液圧でもよい。
【００２４】
更に、請求項６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７および８の発明のブレーキ液圧倍力システムにおいては、簡単な構造で、サーボ制御の途中から大きなサーボ比から小さなサーボ比へ移行する二段サーボ制御を行うことができるようになるので、ブレーキフィーリングがより良好になる。
【００２５】
【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装置の実施の形態の第１例を示す断面図、図２は図１の部分拡大断面図である。
【００２６】
図１および図２に示すようにこの第１例の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。
【００２７】
ハウジング３には、比較的軸方向に長い段付孔４が図１において右端に開口して穿設されているとともに、この段付孔４の小径部４ａが一定の断面積でブレーキ液圧倍力装置１からマスタシリンダ２まで延びている。この軸方向孔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の小径部４ａ内に位置するようにして、段付筒状突出部６ａの大径突出部６ｃが小径部４ａ内に圧入されているとともに、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の段部に当接されてハウジング３に固定されている。
【００２８】
段付孔４の小径部４ａ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、端部に第１弁座１０ａを有する筒状の弁座部材１０が圧入されている。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によって軸方向に支持されており、更に筒状固定部材１１はＣリング１２によってパワーピストン８に固定されている。
【００２９】
段付孔９の小径部９ａ内には、カラー１３が圧入されており、このカラー１３に、円錐弁１４が一体に形成された筒状の弁体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により円錐弁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内には、弁作動部材１７の先端に形成された第２弁座１７ａが円錐弁１４に着座可能に配設されている。また、弁作動部材１７は入力軸１８に嵌合固定されているとともに、この弁作動部材１７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１７ｂが一体に設けられている。弁座部材１０と弁作動部材１７との間にはスプリング１９が縮設されていて、弁作動部材１７および入力軸１８は、常時図において右方に付勢されている。入力軸１８は前方の小径部と後方の大径部とにより形成された段部１８ａを有する段付軸に形成されており、入力軸１８の大径部がプラグ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ている。
【００３０】
また、ハウジング３には、圧液が導入される入力口２２と、この入力口２２と段付孔４の小径部４ａとを連通する通路孔２３とが設けられているとともに、パワーピストン８に、この通路孔２３と段付孔９の小径部９ａとを連通する通路孔２４が穿設されている。その場合、通路孔２４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。これらの入力口２２および通路孔２３,２４により、液圧供給通路が構成されている。
【００３１】
プラグ６とパワーピストン８の右端との間には、動力室２５が形成されており、この動力室２５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２５内に、弁作動部材１７のストッパ部材１７ｂが位置されている。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、作動液が自由に流動可能となっている。
【００３２】
また、動力室２５は、ハウジング３に穿設された通路孔２６を介して出力口２７に常時連通されているとともに、この出力口２７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２８,２９に常時連通されている。
【００３３】
更に、弁体１５には軸方向に貫通する軸方向孔３０が穿設されており、この軸方向孔３０はパワーピストン８に穿設された径方向孔３１に常時連通している。この径方向孔３１は小径部４ａを介してハウジング３に穿設された排出口３２に常時連通されており、この排出口３２はリザーバ３３に常時連通されている。 更に、動力室２５は、パワーピストン８に穿設された通路孔３４を介して弁体１５の段部１５ａに面する室３５に常時連通されている。
【００３４】
更に、入力口２２とリザーバ３３とを接続する液圧回路３６に、モータ３７で駆動される液圧ポンプ３８と、液圧ポンプ３８の吐出側にチェックバルブ３９を介してアキュムレータ４０とがそれぞれ設けられている。アキュムレータ４０には、液圧ポンプ３８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。
【００３５】
ところで、本例のブレーキ液圧倍力装置１は、更にプラグ６に形成された反力室４１が設けられており、この反力室４１に、入力軸１８の段部１８ａが面するようになっている。そして、反力室４１はプラグ６に穿設された径方向孔４２、ハウジング３とプラグ６との間の環状空間４３、ハウジング３に穿設された軸方向孔４４を介して、制御圧導入口４５に常時連通されている。
【００３６】
図１に示すように、制御圧導入口４５は可変サーボ装置６１に接続されており、この可変サーボ装置６１は二位置三方弁からなる圧力切換弁４６を備えている。二位置三方切換弁４６は、制御圧導入口４５を、リザーバ３３に常時連通する液圧回路３６に接続する第１位置Iと、制御圧導入口４５を、出力口２７とホイールシリンダ２８,２９とを接続するブレーキ液通路に接続する第２位置IIとが設定されており、通常時は第１位置Iに設定されるとともに、出力口２７の液圧、つまり動力室２５の液圧が設定作動圧（すなわちサーボ比切換圧）になったとき、第２位置IIに切換制御されるようになっている。
【００３７】
一方、パワーピストン８の前部には、マスタシリンダ２のマスタシリンダピストン４７が一体に形成されており、このマスタシリンダピストン４７はパワーピストン８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、カップシール４８により一方向にのみ液密に、かつ摺動可能に嵌合されている。
【００３８】
また、小径部４ａ内にはマスタシリンダピストン４７により液室４９が画成されているとともに、この液室４９は出力口５０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５１,５２に常時連通されている。更に、マスタシリンダピストン４７には、径方向孔３１つまりリザーバ３３と液室４９とを連通する軸方向孔５３が穿設されている。この軸方向孔５３には、先端に弁５４が設けられた弁ロッド５５が貫通しており、この弁ロッド５５は、ハウジング３に小径部４ａを径方向に貫通して設けられた弁解放ロッド５６に当接可能となっている。更に、弁５４はスプリング５７によって弁座５８に着座する方向に常時付勢されている。そして、マスタシリンダピストン４７が図示の非作動位置にあるときは、弁ロッド５５が弁解放ロッド５６に当接することにより、弁５４がスプリング５７のばね力に抗して弁座５８から離座し、リザーバ３３と液室４９とが連通されるようになっている。また、マスタシリンダピストン４７が前進したときは、スプリング５７のばね力により弁５４が弁座５８に着座しかつ弁ロッド５５が弁解放ロッド５６から離れ、リザーバ３３と液室４９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。
更に、液室４９内には、マスタシリンダピストン４７が一体となったパワーピストン８を常時非作動方向に付勢するリターンスプリング５９が縮設されている。
【００３９】
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を用いたブレーキシステムは、一方のブレーキ系統がそのホイールシリンダ２８,２９に動力室２５の液圧が導入されるフルパワーブレーキ系統であり、また他方のブレーキ系統がそのホイールシリンダ５１,５２にマスタシリンダ圧が導入される液圧ブレーキ系統である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。
【００４０】
次に、この例のマスタシリンダと一体のブレーキ液圧倍力装置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、円錐弁１４、弁座部材１０の第１弁座１０ａおよび弁作動部材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、円錐弁１４が弁座部材１０の第１弁座１０ａに着座しているとともに、弁作動部材１７の第２弁座１７ａが円錐弁１４から離座している。この状態では、入力口２２に常時連通している通路孔２４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３２に常時連通している弁体１５の軸方向孔３０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２５がポンプ３８およびアキュムレータ４０から遮断されているとともにリザーバ３３に連通し、動力室２５には圧液が供給されない。
【００４１】
また、弁作動部材１７のストッパ部１７ｂがプラグ６の小径突出部６ｂに当接した位置となっている。更に圧力切換弁４６が図示の第１位置Iにあり、反力室３２はリザーバ３３に連通している。
【００４２】
ブレーキペダルの踏込みによるブレーキ操作時は、入力軸１８が前進し、弁作動部材１７の第２弁座１７ａが円錐弁１４に着座するとともに、円錐弁１４が弁座部材１０の第１弁座１０ａから離座するので、この状態では通路孔２４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と弁体１５の軸方向孔３０とが遮断される。したがって、動力室２５がリザーバ３３から遮断されるとともにポンプ３８およびアキュムレータ４０に連通し、動力室２５にアキュムレータ４０の圧液が供給される。この場合、円錐弁１４、第１弁座１０ａおよび第２弁座１７ａにより、動力室２５をポンプ３８およびアキュムレータ４０の液圧源またはリザーバ３３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６０が構成されている。
【００４３】
動力室２５内に導入された圧液がリターンスプリング５９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４７が前進して、弁５４が弁座５８に着座して、液室４９にマスタシリンダ圧が発生する。そして、動力室２５内の液圧が一方の系統の両ホイールシリンダ２８,２９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５１,５２に導入され、両系統のブレーキが作動する。このとき、動力室２５内の液圧が作用するパワーピストン８の有効受圧面積が液室４９のマスタシリンダ圧が受けるマスタシリンダピストン４４の有効受圧面積とが等しいことから、動力室２５内の液圧とマスタシリンダ圧とはバランスして等しくなる。したがって、各ホイールシリンダ２８,２９；５１,５２にはともに等しい液圧の圧液が供給される。
【００４４】
更に動力室２５内の圧液は軸方向の通路孔３４を介して室３５内にも導入され、この室３５内の液圧が弁体１５の段部１５ａに作用することにより、弁体１５は動力室２５の液圧に対抗する方向に付勢される。
入力軸１８は、その先端にある弁作動部材１７の比較的小さな有効受圧面積が受ける動力室２５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。
【００４５】
入力軸１８の反力が入力軸１８の入力に等しくなると、円錐弁１４が弁座部材１０の第１弁座１０ａおよび弁作動部材１７の第２弁座１７ａのいずれにも着座し、動力室２５はアキュムレータ４０およびリザーバ３３のいずれからも遮断される。入力軸１８の入力が更に上昇すると、再び円錐弁１４が第１弁座１０ａから離座し、動力室２５には更に圧液が供給され、動力室２５内の液圧が更に上昇する。以後、円錐弁１４が第１弁座１０ａに対する着座および離座を繰り返すことにより、動力室２５内の液圧が入力軸１８の入力の上昇にしたがって上昇する
いま、ブレーキ液圧倍力装置１の出力をＦout、ブレーキ液圧倍力装置１の入力をＦin、段付の入力軸１８の小径部外径の断面積（有効受圧面積；以下、他の断面積も同じ）をＡ1（図２に図示：以下、他の断面積の符号も同じ）、入力軸１８の大径部外径の断面積をＡ2、円錐弁１４と第２弁座１７ａとのシート断面積をＡ3、パワーピストン８の外径の断面積をＡ4（ここで、Ａ3＜Ａ1＜Ａ2＜Ａ4）、各スプリング１９,５９のばね力をそれぞれＳＰＧ1,ＳＰＧ2とすると、このときの、ブレーキ液圧倍力装置１の入出力特性は、
【００４６】
【数１】
【００４７】
で与えられるとともに、図３に示すように直線αで表され、大きなサーボ比でサーボ制御が行われる。
【００４８】
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２５内の液圧が圧力切換弁４６の作動圧まで上昇しないので、圧力切換弁４６は第１位置Iに設定されたままとなり、反力室４１はリザーバ３３に接続されたままとなっている。
【００４９】
入力が所定量になって、動力室２５内の液圧が圧力切換弁４６のサーボ比切換圧になると、圧力切換弁４６は切り換えられて第２位置IIに設定される。すると、反力室４１は出力口２７とホイールシリンダ２８,２９との間のブレーキ液通路に接続され、反力室４１には、サーボ比制御圧である出力口２７の液圧、つまり動力室２５の液圧が導入される。そして、反力室４１に導入された液圧は、入力軸１８の段部１８ａに、入力軸１８に加えられている入力と対抗するように作用するようになる。このため、入力軸１８に作用される反力が大きくなって、図３に示す直線αで表される大きなサーボ比でのサーボ制御が終了し、以後、ブレーキ液圧倍力装置１の出力は入力軸１８の入力に対してこれまでのサーボ制御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比較的小さなサーボ比で入力軸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。これにより、各ホイールシリンダ２８,２９；５１,５２はそれぞれ入力軸１８の入力に対して直線αによるブレーキ力より小さ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の入出力特性は、
【００５０】
【数２】
【００５１】
で与えられるとともに、図３に示すように直線βで表される。このように、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、これまでのサーボ比より小さなサーボ比でサーボ制御を行う二段サーボ特性を有している。
【００５２】
更に、入力が上昇して、動力室２５の液圧がアキュムレータ４０に蓄圧される最大設定圧になると、動力室２５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。
【００５３】
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および弁作動部材１７がともに右方へ後退して制御弁６０の第２弁座１７ａが円錐弁１４から離座し、動力室２５内の圧液が、弁座部材１０の軸方向孔１０ｃ、円錐弁１４と第２弁座１７ａとの間の隙間、弁体１５の軸方向孔３０，径方向孔３１、段付孔４の小径部４ａ、および排出口３２を介してリザーバ３３に排出される。入力軸１８が大きく後退するので、第２弁座１７ａが円錐弁１４から大きく開き、動力室２５内の圧液は迅速に排出される。
【００５４】
動力室２５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２８,２９の圧液も迅速に動力室２５を通ってリザーバ３３に排出されて、両ホイールシリンダ２８,２９の液圧が低下する。一方、リターンスプリング５９のばね力により、マスタシリンダピストン４４およびパワーピストン８が迅速に後退するため、液室４９の液圧および他方の系統の両ホイールシリンダ５１,５２の液圧がともに低下する。そして、弁ロッド５５が弁開放ロッド５６に当接すると、それ以後のマスタシリンダピストン４７の後退に対して、弁５４が弁座５８から離座し、液室４９がリザーバ３３に接続される。このため、両ホイールシリンダ５１,５２の圧液も迅速に液室４９を通ってリザーバ３３に排出されて、両ホイールシリンダ５１,５２の液圧が更に低下する。これにより、ブレーキ液圧倍力装置１の出力は入力軸１８の入力低下に対して全負荷から直線βの小さなサーボ比で低下し、両系統のブレーキが解除開始される。
【００５５】
動力室２５内の液圧が圧力切換弁４６のサーボ比切換圧より低下すると、圧力切換弁４６が第１位置Iに切り換わり、反力室４１がリザーバ３３に接続される。このため、反力室４１の液圧がなくなって入力軸１８の段部１８ａに作用しなくなり、直線αの大きなサーボ比でのサーボ制御に移行し、以後、ブレーキ液圧倍力装置１の出力は入力軸１８の入力低下に対して直線βの小さなサーボ比でのサーボ制御よりは大きく低下する。
【００５６】
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、弁作動部材１７のストッパ部１７ｂ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および弁作動部材１７の後退が停止し、入力軸１８および弁作動部材１７はともに後退限となる。しかしながら、入力軸１８および弁作動部材１７の後退が停止しても、パワーピストン８、円錐弁１４および弁座部材１０は、ともに更に後退を続ける。このため、円錐弁１４が弁作動部材１７の第２弁座１７ａに近づいてくる。
【００５７】
パワーピストン８の右端がプラグ６に当接すると、パワーピストン８の後退が停止し、マスタシリンダピストン４７およびパワーピストン８は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。
【００５８】
パワーピストン８の非作動位置では、円錐弁１４が弁作動部材１７の第２弁座１７ａにきわめて近づいて円錐弁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および弁作動部材１７が前進すると、直ぐに第２弁座１７ａが円錐弁１４に着座するとともに円錐弁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６０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。
【００５９】
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。
この例のブレーキ液圧倍力装置１によれば、ブレーキ時のサーボ制御の途中において、動力室２５の液圧が所定圧以上の時、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の時、これまでのサーボ比より小さなサーボ比でサーボ制御を行う二段サーボ特性を発揮することができるようになる。その場合、入力軸１８の段部１８ａが位置する場所に、反力室４１を設けるとともに、圧力切換弁４６により、この反力室４１に動力室２５の液圧を導入するという簡単な構造で、この二段サーボ特性を得ることができる。
【００６０】
これにより、ブレーキ液圧倍力装置１は、ブレーキ力の上昇が、所定のブレーキ力以上では小さく抑制されるようになり、ブレーキフィーリングが良好になる。 なお、圧力切換弁４６の設定作動圧を可変にして種々調整することにより、サーボ比切換点を変えることが可能となる。
【００６１】
また、反力室４１にアキュムレータ４０の蓄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４０の蓄圧自体を反力室４１に導入することもできるが、アキュムレータ４０の蓄圧を圧力調整弁で調整した液圧を反力室４１に導入するようにする。これにより、液圧倍力装置は、より小さなサーボ比が得られるようになる。
【００６２】
図４は、本発明の実施の形態の第２例を部分的に示す部分断面図である。
前述の第１例では可変サーボ装置７３が動力室２５の液圧によるパイロット圧で切換制御される圧力切換弁４６を備えているが、この第２例のブレーキ液圧倍力装置１では、図４に示すように可変サーボ装置６１がこの圧力切換弁４６に代えて電磁切換弁６２を備えている。また、第２例のブレーキ液圧倍力装置１では、この電磁切換弁６２を切換制御するための圧力センサ６３が設けられている。
【００６３】
電磁切換弁６２は、前述の圧力切換弁４６とまったく同じ、第１位置Iと第２位置IIとが設定された二位置三方弁からなっている。圧力センサ６３は、動力室２５の液圧を検出して図示しない電子制御装置に出力し、電子制御装置はこの圧力センサ６３からの圧力検出信号に基づいて、動力室２５の液圧が前述の圧力切換弁４６の作動圧と同じ圧力となったとき、電磁切換弁６２を第２位置IIに切り換えるようになっている。
【００６４】
またこの第２例においては、電子制御装置は、圧力センサ６３からの検出信号に基づいて動力室２５の液圧の、通常ブレーキ時より急速な上昇を検知して、急ブレーキ操作が行われたと判断したときは、電磁切換弁６２を第２位置IIへの切換を遅らせるようにする。
この第２例のブレーキ液圧倍力装置１の他の構成は、前述の第１例と同じである。
【００６５】
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、動力室２５の液圧が電磁切換弁６２の作動圧より低いときは、電子制御装置が電磁切換弁６２を第１位置Iに設定するので、反力室４１がリザーバ３３に接続されて大気圧となり、前述の図３に示す直線αで表される大きなサーボ比でサーボ制御が行われる。また、動力室２５の液圧が電磁切換弁６２の作動圧以上のときは、電子制御装置が電磁切換弁６２を第２位置IIに設定するので、反力室４１に動力室２５の液圧が導入されて入力軸１８の段部１８ａに作用し、前述の図３に示す直線βで表される小さなサーボ比でサーボ制御が行われる。
【００６６】
また、急ブレーキ操作が行われると、動力室２５の液圧が通常ブレーキ時よりも急速に上昇する。電子制御装置は、圧力センサ６３からの検出信号に基づいて動力室２５の液圧のこの急上昇を検知したときは、電磁切換弁６２を第２位置IIへの切換を遅らせる。これにより、図３に二点鎖線γで示すように直線αの大きなサーボ比から直線βの小さなサーボ比への移行が遅くなる。つまり、サーボ比切換点が変わり、大きなサーボ比によるサーボ制御の終了が遅くなる。したがって、その分ブレーキ液圧倍力装置１は大きな出力を発生するようになり、急ブレーキ時により大きなブレーキ力を得ることができる。
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、前述の第１例と同じである。
【００６７】
図５は、本発明の実施の形態の第３例を部分的に示す図である。
前述の第２例では、動力室２５の液圧の急上昇時に電磁切換弁６２の切換を遅らせることによりサーボ比の切換を遅らせて、急ブレーキ時に大きなブレーキ力を得るようにしているが、この第３例のブレーキ制御装置１の可変サーボ装置６１では、図５に示すように前述の第２例の電磁切換弁６２と制御圧導入口４５との間の通路に、更に、ピストン６４、シリンダ６５、およびスプリング６６を有し、液を溜めるための低圧アキュムレータ６７と、指示圧導入口４５と電磁切換弁６２および低圧アキュムレータ６７との間の通路に設けられたオリフィス６８と、このオリフィス６８をバイパスして設けられ、指示圧導入口４５から電磁切換弁６２および低圧アキュムレータ６７への液の流れのみを許容するチェックバルブ６９とを備え、オリフィス６８と低圧アキュムレータ６７とによりサーボ比の切換を遅らせて、急ブレーキ時に大きなブレーキ力を得るようにしている。
この第３例のブレーキ液圧倍力装置１の他の構成は、第２例と同じである。
【００６８】
この第３例のブレーキ液圧倍力装置１においては、急ブレーキ操作が行われると、動力室２５の液圧が急速に上昇する。すると、電磁切換弁６２が第２位置IIに切り換えられたとき、動力室２５の圧液が反力室４１へ急速に流動するようになるが、この圧液はオリフィス６８によって絞られるとともに低圧アキュムレータ６７に貯えられ、その結果低圧アキュムレータ６７が蓄圧されるようになる。このため、反力室４１の液圧上昇が遅れるので、その分、図３に二点鎖線γで示すように直線αの大きなサーボ比から直線βの小さなサーボ比への移行が遅くなる。つまり、サーボ比切換点が変わり、大きなサーボ比によるサーボ制御の終了が遅くなる。したがって、その分ブレーキ液圧倍力装置１は大きな出力を発生するようになり、急ブレーキ時により大きなブレーキ力を得ることができる。なお、その後、電磁切換弁６２が切り換えられて第１位置Iに設定されたときは、反力室４１の圧液はチェックバルブ６９を介して迅速にリザーバ３３へ排出されるようになる。
この第３例のブレーキ液圧倍力装置１の他の作用効果は、第２例と同じである。
【００６９】
なお、第３例のブレーキ液圧倍力装置１に、急ブレーキ時に、第２例のような電磁切換弁６２の切換の遅延制御を組み合わせることにより、急ブレーキ時に更に大きなブレーキ力を得ることができる。
【００７０】
図６は、本発明の実施の形態の第４例を部分的に示す図である。
図６に示すように、この第４例のブレーキ制御装置１の可変サーボ装置６１では、図４に示す第２例の二位置三方弁からなる電磁切換弁６２に代えて、２個の第１および第２電磁開閉弁７０,７１が設けられている。
【００７１】
第１電磁開閉弁７０は連通位置Iと遮断位置IIとからなる常開の開閉弁であり、また第２電磁開閉弁７１は遮断位置Iと連通位置IIとからなる常閉の開閉弁である。これらの第１および第２電磁開閉弁７０,７１は、前述の電磁切換弁６２と同様に、圧力センサ６３によって検出された動力室２５の液圧が電磁開閉弁７０,７１の作動圧以上のとき、電子制御装置が第１および第２電磁開閉弁７０,７１をそれぞれ第２位置IIに切換設定するようになっている。
この第４例のブレーキ液圧倍力装置１の他の構成および作用効果は第２例と同じである。
【００７２】
図７は、本発明の実施の形態の第５例を示す図である。
図７に示すように、この第５例のブレーキ液圧倍力装置１では、可変サーボ装置６１に電磁比例制御弁７２が設けられているとともに、この電磁比例制御弁７２は圧力調整弁７３を介してアキュムレータ４０に接続されている。そして、電磁比例制御弁７２は、前述の各電磁弁と同様に圧力センサ６３により検出された動力室２５の液圧に基づいて電子制御装置により制御されて、非作動時に制御圧導入口４５をリザーバ３３に接続するとともに圧力調整弁７３から遮断し、また作動時に制御圧導入口４５をリザーバ３３から遮断するとともに圧力調整弁７３に接続するようになっている。その場合、電磁比例制御弁７２は、圧力調整弁７３からの出力圧をソレノイドに入力される制御信号に比例的に制御して出力する。したがって、反力室４１には、アキュムレータ４０の蓄圧が圧力調整弁７３で調整され、更に電磁比例制御弁７２で動力室２５の液圧に応じて制御された圧力が導入されるようになっている。
この第５例のブレーキ液圧倍力装置１の他の構成は、第２例と同じである。
【００７３】
この第５例のブレーキ液圧倍力装置１においては、非作動時は、電磁比例制御弁７２が反力室４１をリザーバ３３に接続し、反力室４１は大気圧となっている。
【００７４】
この状態で、ブレーキ操作が行われると、ブレーキ液圧倍力装置１は、図８に示す直線α（図３の直線αと同じ）の大きなサーボ比によるサーボ制御を行うようになる。
【００７５】
動力室２５の液圧がサーボ比切換圧になると、圧力センサ６３の検出信号に基づいて、電子制御装置は電磁比例制御弁７２を作動し、反力室４１をリザーバ３３から遮断する。これ以後、動力室２５の液圧上昇に対して、電子制御装置は電磁比例制御弁７２をこの動力室２５の液圧に応じて制御するので、電磁比例制御弁７２は動力室２５の液圧に応じた圧力を出力し、この出力圧の圧液が反力室４１に導入される。これにより、ブレーキ液圧倍力装置１は、図８に示すようにサーボ比を直線αから直線γに沿って徐々に変化させながら、直線βに切り換える。 このようにして、第５例のブレーキ液圧倍力装置１においては、サーボ比が滑らかに切り換えられるようになる。
【００７６】
なお、電磁比例制御弁７２を適宜制御することにより、図８に二点鎖線δで示すように直線αのサーボ比から直接全負荷に移行させることもできる。また、反力室４１に導入される液圧として、アキュムレータの蓄圧に代えて動力室２５の液圧を用いることもできる。
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２例と同じである。 前述の各例では、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。
【００７７】
【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、サーボ制御の途中から大きなサーボ比から小さなサーボ比へ移行する二段サーボ特性を得ることができる。
また、サーボ比切換点を変更することができ、これにより求められる種々の入出力特性に柔軟に対応することが可能となる。
【００７８】
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。
更に、本発明のブレーキ液圧倍力装置によれば、二段サーボ制御を行うことにより、簡単な構造で、ブレーキフィーリングをより一層良好にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るブレーキ液圧倍力装置の実施の形態の第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例を示す断面図である。
【図５】 本発明の実施の形態の第３例を示す断面図である。
【図６】 本発明の実施の形態の第４例を示す断面図である。
【図７】 本発明の実施の形態の第５例を示す断面図である。
【図８】 図７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９】 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１０】図９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、２５…動力室、２７…出力口、３３…リザーバ、４０…アキュムレータ、４１…反力室、４４…マスタシリンダピストン、４５…制御圧導入口、４６…切換弁、６０…制御弁、６１…可変サーボ装置、６２…電磁切換弁、６３…圧力センサ、６７…低圧アキュムレータ、６８…オリフィス、６９…チェックバルブ、７０…第３電磁切換弁、７１…第４電磁切換弁、７２…電磁比例制御弁、７３…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装置の技術分野に属し、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装置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等に用いられる液圧倍力装置は、小さな入力で大きな出力を得るようにするものである。この液圧倍力装置の一例として、自動車のブレーキ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９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】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この従来のブレーキ液圧倍力装置１′においては、図１０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。
【００１０】
しかしながら、このようにサーボ比が常に一定であると、ブレーキ力がある程度上昇した後も、入力の上昇に対して出力が常に同じ割合で上昇し、ブレーキ力が必要以上に大きくなってしまう。このため、ブレーキフィーリングが必ずしも良好であるとは言えない。そこで、ブレーキ力がある程度上昇した後は、入力の上昇に対して出力の上昇を小さくして、ブレーキ力が必要以上に大きくなるのを抑制し、ブレーキフィーリングをより一層良好にすることが求められる。
【００１１】
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、サーボ制御の途中からからサーボ比を小さくして、入出力特性を滑らかにすることのできる液圧倍力装置を提供することである。
【００１２】
【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、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とともに、制御弁側の部分が小径でかつ制御弁側と反対側の部分が大径の段部を有する段付の入力軸とを備え、前記入力軸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ときには前記反力室に大気圧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ときには前記反力室にサーボ比制御圧の圧液を導入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。
【００１３】
また請求項２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３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。
【００１４】
更に請求項４の発明は、前記サーボ比制御圧制御弁と前記反力室との間の通路に、少なくとも、オリフィスと、このオリフィスより前記サーボ比制御圧制御弁側に位置して低圧アキュムレータとが設けられていることを特徴としている。 更に請求項５の発明は、前記サーボ比制御圧が、前記動力室の液圧または前記液圧源の液圧であることを特徴としている。その場合、液圧源の液圧は液圧源の液圧自体でもよいし、液圧源の液圧を圧力調整弁で調整した液圧でもよい。
【００１５】
更に請求項６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が、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。
【００１６】
更に請求項７の発明は、請求項１ないし６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。
【００１７】
更に請求項８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６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。
【００１８】
【作用】
このような構成をした請求項１ないし６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時は反力室の液圧が大気圧となっているので、大きいサーボ比でのサーボ制御が行われ、入力上昇に対する液圧倍力装置の出力上昇が大きくなる。更に、動力室の液圧が所定圧以上になると、反力室にサーボ比制御圧が導入され、このサーボ比制御圧が入力軸の段部に入力と対抗する方向に作用するようになる。このため、小さいサーボ比でのサーボ制御が行われ、入力上昇に対する液圧倍力装置の出力上昇が小さくなる。
【００１９】
このように、請求項１ないし６の発明においては、入力軸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、この反力室の液圧を制御するだけで、簡単な構造で、液圧倍力装置は、大きなサーボ比によるサーボ制御の途中から小さいサーボ比によるサーボ制御に変わる二段サーボ特性を発揮するようになる。
【００２０】
この二段サーボ特性により、所定以上の大きさの出力上昇が抑制され、液圧倍力装置の入出力特性は滑らかになる。
【００２１】
特に、請求項３の発明においては、切換弁または開閉弁が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場合、サーボ比制御圧の急上昇時に電磁力による切換弁または開閉弁の切換を遅らせることにより、反力室の液圧上昇が遅れるので、大きいサーボ比から小さいサーボ比への移行が遅れるようになる。つまりサーボ比切換点が変更する。これにより、液圧倍力装置の出力が通常時より大きくなる。
【００２２】
また請求項４の発明においては、サーボ比制御圧の急上昇時にサーボ比制御圧の圧液がオリフィスにより絞られて反力室の液圧上昇が遅れるので、大きいサーボ比から小さいサーボ比への移行が遅れるようになる。つまりサーボ比切換点が変更する。これにより、液圧倍力装置の出力が通常時より大きくなる。
【００２３】
更に請求項５の発明においては、液圧源の液圧は動力室の液圧より高いので、サーボ比制御圧として液圧源の液圧を用いることにより、より小さいサーボ比を設定することができる。なお、液圧源の液圧は液圧源の液圧自体でもよいし、液圧源の液圧を圧力調整弁で調整した液圧でもよい。
【００２４】
更に、請求項６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７および８の発明のブレーキ液圧倍力システムにおいては、簡単な構造で、サーボ制御の途中から大きなサーボ比から小さなサーボ比へ移行する二段サーボ制御を行うことができるようになるので、ブレーキフィーリングがより良好になる。
【００２５】
【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装置の実施の形態の第１例を示す断面図、図２は図１の部分拡大断面図である。
【００２６】
図１および図２に示すようにこの第１例の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。
【００２７】
ハウジング３には、比較的軸方向に長い段付孔４が図１において右端に開口して穿設されているとともに、この段付孔４の小径部４ａが一定の断面積でブレーキ液圧倍力装置１からマスタシリンダ２まで延びている。この軸方向孔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の小径部４ａ内に位置するようにして、段付筒状突出部６ａの大径突出部６ｃが小径部４ａ内に圧入されているとともに、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の段部に当接されてハウジング３に固定されている。
【００２８】
段付孔４の小径部４ａ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、端部に第１弁座１０ａを有する筒状の弁座部材１０が圧入されている。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によって軸方向に支持されており、更に筒状固定部材１１はＣリング１２によってパワーピストン８に固定されている。
【００２９】
段付孔９の小径部９ａ内には、カラー１３が圧入されており、このカラー１３に、円錐弁１４が一体に形成された筒状の弁体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により円錐弁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内には、弁作動部材１７の先端に形成された第２弁座１７ａが円錐弁１４に着座可能に配設されている。また、弁作動部材１７は入力軸１８に嵌合固定されているとともに、この弁作動部材１７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１７ｂが一体に設けられている。弁座部材１０と弁作動部材１７との間にはスプリング１９が縮設されていて、弁作動部材１７および入力軸１８は、常時図において右方に付勢されている。入力軸１８は前方の小径部と後方の大径部とにより形成された段部１８ａを有する段付軸に形成されており、入力軸１８の大径部がプラグ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ている。
【００３０】
また、ハウジング３には、圧液が導入される入力口２２と、この入力口２２と段付孔４の小径部４ａとを連通する通路孔２３とが設けられているとともに、パワーピストン８に、この通路孔２３と段付孔９の小径部９ａとを連通する通路孔２４が穿設されている。その場合、通路孔２４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。これらの入力口２２および通路孔２３,２４により、液圧供給通路が構成されている。
【００３１】
プラグ６とパワーピストン８の右端との間には、動力室２５が形成されており、この動力室２５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２５内に、弁作動部材１７のストッパ部材１７ｂが位置されている。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、作動液が自由に流動可能となっている。
【００３２】
また、動力室２５は、ハウジング３に穿設された通路孔２６を介して出力口２７に常時連通されているとともに、この出力口２７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２８,２９に常時連通されている。
【００３３】
更に、弁体１５には軸方向に貫通する軸方向孔３０が穿設されており、この軸方向孔３０はパワーピストン８に穿設された径方向孔３１に常時連通している。この径方向孔３１は小径部４ａを介してハウジング３に穿設された排出口３２に常時連通されており、この排出口３２はリザーバ３３に常時連通されている。 更に、動力室２５は、パワーピストン８に穿設された通路孔３４を介して弁体１５の段部１５ａに面する室３５に常時連通されている。
【００３４】
更に、入力口２２とリザーバ３３とを接続する液圧回路３６に、モータ３７で駆動される液圧ポンプ３８と、液圧ポンプ３８の吐出側にチェックバルブ３９を介してアキュムレータ４０とがそれぞれ設けられている。アキュムレータ４０には、液圧ポンプ３８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。
【００３５】
ところで、本例のブレーキ液圧倍力装置１は、更にプラグ６に形成された反力室４１が設けられており、この反力室４１に、入力軸１８の段部１８ａが面するようになっている。そして、反力室４１はプラグ６に穿設された径方向孔４２、ハウジング３とプラグ６との間の環状空間４３、ハウジング３に穿設された軸方向孔４４を介して、制御圧導入口４５に常時連通されている。
【００３６】
図１に示すように、制御圧導入口４５は可変サーボ装置６１に接続されており、この可変サーボ装置６１は二位置三方弁からなる圧力切換弁４６を備えている。二位置三方切換弁４６は、制御圧導入口４５を、リザーバ３３に常時連通する液圧回路３６に接続する第１位置Iと、制御圧導入口４５を、出力口２７とホイールシリンダ２８,２９とを接続するブレーキ液通路に接続する第２位置IIとが設定されており、通常時は第１位置Iに設定されるとともに、出力口２７の液圧、つまり動力室２５の液圧が設定作動圧（すなわちサーボ比切換圧）になったとき、第２位置IIに切換制御されるようになっている。
【００３７】
一方、パワーピストン８の前部には、マスタシリンダ２のマスタシリンダピストン４７が一体に形成されており、このマスタシリンダピストン４７はパワーピストン８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、カップシール４８により一方向にのみ液密に、かつ摺動可能に嵌合されている。
【００３８】
また、小径部４ａ内にはマスタシリンダピストン４７により液室４９が画成されているとともに、この液室４９は出力口５０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５１,５２に常時連通されている。更に、マスタシリンダピストン４７には、径方向孔３１つまりリザーバ３３と液室４９とを連通する軸方向孔５３が穿設されている。この軸方向孔５３には、先端に弁５４が設けられた弁ロッド５５が貫通しており、この弁ロッド５５は、ハウジング３に小径部４ａを径方向に貫通して設けられた弁解放ロッド５６に当接可能となっている。更に、弁５４はスプリング５７によって弁座５８に着座する方向に常時付勢されている。そして、マスタシリンダピストン４７が図示の非作動位置にあるときは、弁ロッド５５が弁解放ロッド５６に当接することにより、弁５４がスプリング５７のばね力に抗して弁座５８から離座し、リザーバ３３と液室４９とが連通されるようになっている。また、マスタシリンダピストン４７が前進したときは、スプリング５７のばね力により弁５４が弁座５８に着座しかつ弁ロッド５５が弁解放ロッド５６から離れ、リザーバ３３と液室４９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。
更に、液室４９内には、マスタシリンダピストン４７が一体となったパワーピストン８を常時非作動方向に付勢するリターンスプリング５９が縮設されている。
【００３９】
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を用いたブレーキシステムは、一方のブレーキ系統がそのホイールシリンダ２８,２９に動力室２５の液圧が導入されるフルパワーブレーキ系統であり、また他方のブレーキ系統がそのホイールシリンダ５１,５２にマスタシリンダ圧が導入される液圧ブレーキ系統である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。
【００４０】
次に、この例のマスタシリンダと一体のブレーキ液圧倍力装置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、円錐弁１４、弁座部材１０の第１弁座１０ａおよび弁作動部材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、円錐弁１４が弁座部材１０の第１弁座１０ａに着座しているとともに、弁作動部材１７の第２弁座１７ａが円錐弁１４から離座している。この状態では、入力口２２に常時連通している通路孔２４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３２に常時連通している弁体１５の軸方向孔３０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２５がポンプ３８およびアキュムレータ４０から遮断されているとともにリザーバ３３に連通し、動力室２５には圧液が供給されない。
【００４１】
また、弁作動部材１７のストッパ部１７ｂがプラグ６の小径突出部６ｂに当接した位置となっている。更に圧力切換弁４６が図示の第１位置Iにあり、反力室３２はリザーバ３３に連通している。
【００４２】
ブレーキペダルの踏込みによるブレーキ操作時は、入力軸１８が前進し、弁作動部材１７の第２弁座１７ａが円錐弁１４に着座するとともに、円錐弁１４が弁座部材１０の第１弁座１０ａから離座するので、この状態では通路孔２４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と弁体１５の軸方向孔３０とが遮断される。したがって、動力室２５がリザーバ３３から遮断されるとともにポンプ３８およびアキュムレータ４０に連通し、動力室２５にアキュムレータ４０の圧液が供給される。この場合、円錐弁１４、第１弁座１０ａおよび第２弁座１７ａにより、動力室２５をポンプ３８およびアキュムレータ４０の液圧源またはリザーバ３３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６０が構成されている。
【００４３】
動力室２５内に導入された圧液がリターンスプリング５９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４７が前進して、弁５４が弁座５８に着座して、液室４９にマスタシリンダ圧が発生する。そして、動力室２５内の液圧が一方の系統の両ホイールシリンダ２８,２９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５１,５２に導入され、両系統のブレーキが作動する。このとき、動力室２５内の液圧が作用するパワーピストン８の有効受圧面積が液室４９のマスタシリンダ圧が受けるマスタシリンダピストン４４の有効受圧面積とが等しいことから、動力室２５内の液圧とマスタシリンダ圧とはバランスして等しくなる。したがって、各ホイールシリンダ２８,２９；５１,５２にはともに等しい液圧の圧液が供給される。
【００４４】
更に動力室２５内の圧液は軸方向の通路孔３４を介して室３５内にも導入され、この室３５内の液圧が弁体１５の段部１５ａに作用することにより、弁体１５は動力室２５の液圧に対抗する方向に付勢される。
入力軸１８は、その先端にある弁作動部材１７の比較的小さな有効受圧面積が受ける動力室２５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。
【００４５】
入力軸１８の反力が入力軸１８の入力に等しくなると、円錐弁１４が弁座部材１０の第１弁座１０ａおよび弁作動部材１７の第２弁座１７ａのいずれにも着座し、動力室２５はアキュムレータ４０およびリザーバ３３のいずれからも遮断される。入力軸１８の入力が更に上昇すると、再び円錐弁１４が第１弁座１０ａから離座し、動力室２５には更に圧液が供給され、動力室２５内の液圧が更に上昇する。以後、円錐弁１４が第１弁座１０ａに対する着座および離座を繰り返すことにより、動力室２５内の液圧が入力軸１８の入力の上昇にしたがって上昇する
いま、ブレーキ液圧倍力装置１の出力をＦout、ブレーキ液圧倍力装置１の入力をＦin、段付の入力軸１８の小径部外径の断面積（有効受圧面積；以下、他の断面積も同じ）をＡ1（図２に図示：以下、他の断面積の符号も同じ）、入力軸１８の大径部外径の断面積をＡ2、円錐弁１４と第２弁座１７ａとのシート断面積をＡ3、パワーピストン８の外径の断面積をＡ4（ここで、Ａ3＜Ａ1＜Ａ2＜Ａ4）、各スプリング１９,５９のばね力をそれぞれＳＰＧ1,ＳＰＧ2とすると、このときの、ブレーキ液圧倍力装置１の入出力特性は、
【００４６】
【数１】
で与えられるとともに、図３に示すように直線αで表され、大きなサーボ比でサーボ制御が行われる。
【００４８】
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２５内の液圧が圧力切換弁４６の作動圧まで上昇しないので、圧力切換弁４６は第１位置Iに設定されたままとなり、反力室４１はリザーバ３３に接続されたままとなっている。
【００４９】
入力が所定量になって、動力室２５内の液圧が圧力切換弁４６のサーボ比切換圧になると、圧力切換弁４６は切り換えられて第２位置IIに設定される。すると、反力室４１は出力口２７とホイールシリンダ２８,２９との間のブレーキ液通路に接続され、反力室４１には、サーボ比制御圧である出力口２７の液圧、つまり動力室２５の液圧が導入される。そして、反力室４１に導入された液圧は、入力軸１８の段部１８ａに、入力軸１８に加えられている入力と対抗するように作用するようになる。このため、入力軸１８に作用される反力が大きくなって、図３に示す直線αで表される大きなサーボ比でのサーボ制御が終了し、以後、ブレーキ液圧倍力装置１の出力は入力軸１８の入力に対してこれまでのサーボ制御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比較的小さなサーボ比で入力軸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。これにより、各ホイールシリンダ２８,２９；５１,５２はそれぞれ入力軸１８の入力に対して直線αによるブレーキ力より小さ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の入出力特性は、
【００５０】
【数２】
で与えられるとともに、図３に示すように直線βで表される。このように、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、これまでのサーボ比より小さなサーボ比でサーボ制御を行う二段サーボ特性を有している。
【００５２】
更に、入力が上昇して、動力室２５の液圧がアキュムレータ４０に蓄圧される最大設定圧になると、動力室２５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。
【００５３】
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および弁作動部材１７がともに右方へ後退して制御弁６０の第２弁座１７ａが円錐弁１４から離座し、動力室２５内の圧液が、弁座部材１０の軸方向孔１０ｃ、円錐弁１４と第２弁座１７ａとの間の隙間、弁体１５の軸方向孔３０，径方向孔３１、段付孔４の小径部４ａ、および排出口３２を介してリザーバ３３に排出される。入力軸１８が大きく後退するので、第２弁座１７ａが円錐弁１４から大きく開き、動力室２５内の圧液は迅速に排出される。
【００５４】
動力室２５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２８,２９の圧液も迅速に動力室２５を通ってリザーバ３３に排出されて、両ホイールシリンダ２８,２９の液圧が低下する。一方、リターンスプリング５９のばね力により、マスタシリンダピストン４４およびパワーピストン８が迅速に後退するため、液室４９の液圧および他方の系統の両ホイールシリンダ５１,５２の液圧がともに低下する。そして、弁ロッド５５が弁開放ロッド５６に当接すると、それ以後のマスタシリンダピストン４７の後退に対して、弁５４が弁座５８から離座し、液室４９がリザーバ３３に接続される。このため、両ホイールシリンダ５１,５２の圧液も迅速に液室４９を通ってリザーバ３３に排出されて、両ホイールシリンダ５１,５２の液圧が更に低下する。これにより、ブレーキ液圧倍力装置１の出力は入力軸１８の入力低下に対して全負荷から直線βの小さなサーボ比で低下し、両系統のブレーキが解除開始される。
【００５５】
動力室２５内の液圧が圧力切換弁４６のサーボ比切換圧より低下すると、圧力切換弁４６が第１位置Iに切り換わり、反力室４１がリザーバ３３に接続される。このため、反力室４１の液圧がなくなって入力軸１８の段部１８ａに作用しなくなり、直線αの大きなサーボ比でのサーボ制御に移行し、以後、ブレーキ液圧倍力装置１の出力は入力軸１８の入力低下に対して直線βの小さなサーボ比でのサーボ制御よりは大きく低下する。
【００５６】
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、弁作動部材１７のストッパ部１７ｂ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および弁作動部材１７の後退が停止し、入力軸１８および弁作動部材１７はともに後退限となる。しかしながら、入力軸１８および弁作動部材１７の後退が停止しても、パワーピストン８、円錐弁１４および弁座部材１０は、ともに更に後退を続ける。このため、円錐弁１４が弁作動部材１７の第２弁座１７ａに近づいてくる。
【００５７】
パワーピストン８の右端がプラグ６に当接すると、パワーピストン８の後退が停止し、マスタシリンダピストン４７およびパワーピストン８は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。
【００５８】
パワーピストン８の非作動位置では、円錐弁１４が弁作動部材１７の第２弁座１７ａにきわめて近づいて円錐弁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および弁作動部材１７が前進すると、直ぐに第２弁座１７ａが円錐弁１４に着座するとともに円錐弁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６０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。
【００５９】
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。
この例のブレーキ液圧倍力装置１によれば、ブレーキ時のサーボ制御の途中において、動力室２５の液圧が所定圧以上の時、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の時、これまでのサーボ比より小さなサーボ比でサーボ制御を行う二段サーボ特性を発揮することができるようになる。その場合、入力軸１８の段部１８ａが位置する場所に、反力室４１を設けるとともに、圧力切換弁４６により、この反力室４１に動力室２５の液圧を導入するという簡単な構造で、この二段サーボ特性を得ることができる。
【００６０】
これにより、ブレーキ液圧倍力装置１は、ブレーキ力の上昇が、所定のブレーキ力以上では小さく抑制されるようになり、ブレーキフィーリングが良好になる。 なお、圧力切換弁４６の設定作動圧を可変にして種々調整することにより、サーボ比切換点を変えることが可能となる。
【００６１】
また、反力室４１にアキュムレータ４０の蓄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４０の蓄圧自体を反力室４１に導入することもできるが、アキュムレータ４０の蓄圧を圧力調整弁で調整した液圧を反力室４１に導入するようにする。これにより、液圧倍力装置は、より小さなサーボ比が得られるようになる。
【００６２】
図４は、本発明の実施の形態の第２例を部分的に示す部分断面図である。
前述の第１例では可変サーボ装置７３が動力室２５の液圧によるパイロット圧で切換制御される圧力切換弁４６を備えているが、この第２例のブレーキ液圧倍力装置１では、図４に示すように可変サーボ装置６１がこの圧力切換弁４６に代えて電磁切換弁６２を備えている。また、第２例のブレーキ液圧倍力装置１では、この電磁切換弁６２を切換制御するための圧力センサ６３が設けられている。
【００６３】
電磁切換弁６２は、前述の圧力切換弁４６とまったく同じ、第１位置Iと第２位置IIとが設定された二位置三方弁からなっている。圧力センサ６３は、動力室２５の液圧を検出して図示しない電子制御装置に出力し、電子制御装置はこの圧力センサ６３からの圧力検出信号に基づいて、動力室２５の液圧が前述の圧力切換弁４６の作動圧と同じ圧力となったとき、電磁切換弁６２を第２位置IIに切り換えるようになっている。
【００６４】
またこの第２例においては、電子制御装置は、圧力センサ６３からの検出信号に基づいて動力室２５の液圧の、通常ブレーキ時より急速な上昇を検知して、急ブレーキ操作が行われたと判断したときは、電磁切換弁６２を第２位置IIへの切換を遅らせるようにする。
この第２例のブレーキ液圧倍力装置１の他の構成は、前述の第１例と同じである。
【００６５】
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、動力室２５の液圧が電磁切換弁６２の作動圧より低いときは、電子制御装置が電磁切換弁６２を第１位置Iに設定するので、反力室４１がリザーバ３３に接続されて大気圧となり、前述の図３に示す直線αで表される大きなサーボ比でサーボ制御が行われる。また、動力室２５の液圧が電磁切換弁６２の作動圧以上のときは、電子制御装置が電磁切換弁６２を第２位置IIに設定するので、反力室４１に動力室２５の液圧が導入されて入力軸１８の段部１８ａに作用し、前述の図３に示す直線βで表される小さなサーボ比でサーボ制御が行われる。
【００６６】
また、急ブレーキ操作が行われると、動力室２５の液圧が通常ブレーキ時よりも急速に上昇する。電子制御装置は、圧力センサ６３からの検出信号に基づいて動力室２５の液圧のこの急上昇を検知したときは、電磁切換弁６２を第２位置IIへの切換を遅らせる。これにより、図３に二点鎖線γで示すように直線αの大きなサーボ比から直線βの小さなサーボ比への移行が遅くなる。つまり、サーボ比切換点が変わり、大きなサーボ比によるサーボ制御の終了が遅くなる。したがって、その分ブレーキ液圧倍力装置１は大きな出力を発生するようになり、急ブレーキ時により大きなブレーキ力を得ることができる。
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、前述の第１例と同じである。
【００６７】
図５は、本発明の実施の形態の第３例を部分的に示す図である。
前述の第２例では、動力室２５の液圧の急上昇時に電磁切換弁６２の切換を遅らせることによりサーボ比の切換を遅らせて、急ブレーキ時に大きなブレーキ力を得るようにしているが、この第３例のブレーキ制御装置１の可変サーボ装置６１では、図５に示すように前述の第２例の電磁切換弁６２と制御圧導入口４５との間の通路に、更に、ピストン６４、シリンダ６５、およびスプリング６６を有し、液を溜めるための低圧アキュムレータ６７と、指示圧導入口４５と電磁切換弁６２および低圧アキュムレータ６７との間の通路に設けられたオリフィス６８と、このオリフィス６８をバイパスして設けられ、指示圧導入口４５から電磁切換弁６２および低圧アキュムレータ６７への液の流れのみを許容するチェックバルブ６９とを備え、オリフィス６８と低圧アキュムレータ６７とによりサーボ比の切換を遅らせて、急ブレーキ時に大きなブレーキ力を得るようにしている。
この第３例のブレーキ液圧倍力装置１の他の構成は、第２例と同じである。
【００６８】
この第３例のブレーキ液圧倍力装置１においては、急ブレーキ操作が行われると、動力室２５の液圧が急速に上昇する。すると、電磁切換弁６２が第２位置IIに切り換えられたとき、動力室２５の圧液が反力室４１へ急速に流動するようになるが、この圧液はオリフィス６８によって絞られるとともに低圧アキュムレータ６７に貯えられ、その結果低圧アキュムレータ６７が蓄圧されるようになる。このため、反力室４１の液圧上昇が遅れるので、その分、図３に二点鎖線γで示すように直線αの大きなサーボ比から直線βの小さなサーボ比への移行が遅くなる。つまり、サーボ比切換点が変わり、大きなサーボ比によるサーボ制御の終了が遅くなる。したがって、その分ブレーキ液圧倍力装置１は大きな出力を発生するようになり、急ブレーキ時により大きなブレーキ力を得ることができる。なお、その後、電磁切換弁６２が切り換えられて第１位置Iに設定されたときは、反力室４１の圧液はチェックバルブ６９を介して迅速にリザーバ３３へ排出されるようになる。
この第３例のブレーキ液圧倍力装置１の他の作用効果は、第２例と同じである。
【００６９】
なお、第３例のブレーキ液圧倍力装置１に、急ブレーキ時に、第２例のような電磁切換弁６２の切換の遅延制御を組み合わせることにより、急ブレーキ時に更に大きなブレーキ力を得ることができる。
【００７０】
図６は、本発明の実施の形態の第４例を部分的に示す図である。
図６に示すように、この第４例のブレーキ制御装置１の可変サーボ装置６１では、図４に示す第２例の二位置三方弁からなる電磁切換弁６２に代えて、２個の第１および第２電磁開閉弁７０,７１が設けられている。
【００７１】
第１電磁開閉弁７０は連通位置Iと遮断位置IIとからなる常開の開閉弁であり、また第２電磁開閉弁７１は遮断位置Iと連通位置IIとからなる常閉の開閉弁である。これらの第１および第２電磁開閉弁７０,７１は、前述の電磁切換弁６２と同様に、圧力センサ６３によって検出された動力室２５の液圧が電磁開閉弁７０,７１の作動圧以上のとき、電子制御装置が第１および第２電磁開閉弁７０,７１をそれぞれ第２位置IIに切換設定するようになっている。
この第４例のブレーキ液圧倍力装置１の他の構成および作用効果は第２例と同じである。
【００７２】
図７は、本発明の実施の形態の第５例を示す図である。
図７に示すように、この第５例のブレーキ液圧倍力装置１では、可変サーボ装置６１に電磁比例制御弁７２が設けられているとともに、この電磁比例制御弁７２は圧力調整弁７３を介してアキュムレータ４０に接続されている。そして、電磁比例制御弁７２は、前述の各電磁弁と同様に圧力センサ６３により検出された動力室２５の液圧に基づいて電子制御装置により制御されて、非作動時に制御圧導入口４５をリザーバ３３に接続するとともに圧力調整弁７３から遮断し、また作動時に制御圧導入口４５をリザーバ３３から遮断するとともに圧力調整弁７３に接続するようになっている。その場合、電磁比例制御弁７２は、圧力調整弁７３からの出力圧をソレノイドに入力される制御信号に比例的に制御して出力する。したがって、反力室４１には、アキュムレータ４０の蓄圧が圧力調整弁７３で調整され、更に電磁比例制御弁７２で動力室２５の液圧に応じて制御された圧力が導入されるようになっている。
この第５例のブレーキ液圧倍力装置１の他の構成は、第２例と同じである。
【００７３】
この第５例のブレーキ液圧倍力装置１においては、非作動時は、電磁比例制御弁７２が反力室４１をリザーバ３３に接続し、反力室４１は大気圧となっている。
【００７４】
この状態で、ブレーキ操作が行われると、ブレーキ液圧倍力装置１は、図８に示す直線α（図３の直線αと同じ）の大きなサーボ比によるサーボ制御を行うようになる。
【００７５】
動力室２５の液圧がサーボ比切換圧になると、圧力センサ６３の検出信号に基づいて、電子制御装置は電磁比例制御弁７２を作動し、反力室４１をリザーバ３３から遮断する。これ以後、動力室２５の液圧上昇に対して、電子制御装置は電磁比例制御弁７２をこの動力室２５の液圧に応じて制御するので、電磁比例制御弁７２は動力室２５の液圧に応じた圧力を出力し、この出力圧の圧液が反力室４１に導入される。これにより、ブレーキ液圧倍力装置１は、図８に示すようにサーボ比を直線αから直線γに沿って徐々に変化させながら、直線βに切り換える。 このようにして、第５例のブレーキ液圧倍力装置１においては、サーボ比が滑らかに切り換えられるようになる。
【００７６】
なお、電磁比例制御弁７２を適宜制御することにより、図８に二点鎖線δで示すように直線αのサーボ比から直接全負荷に移行させることもできる。また、反力室４１に導入される液圧として、アキュムレータの蓄圧に代えて動力室２５の液圧を用いることもできる。
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２例と同じである。 前述の各例では、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。
【００７７】
【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、サーボ制御の途中から大きなサーボ比から小さなサーボ比へ移行する二段サーボ特性を得ることができる。
また、サーボ比切換点を変更することができ、これにより求められる種々の入出力特性に柔軟に対応することが可能となる。
【００７８】
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。
更に、本発明のブレーキ液圧倍力装置によれば、二段サーボ制御を行うことにより、簡単な構造で、ブレーキフィーリングをより一層良好にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るブレーキ液圧倍力装置の実施の形態の第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例を示す断面図である。
【図５】 本発明の実施の形態の第３例を示す断面図である。
【図６】 本発明の実施の形態の第４例を示す断面図である。
【図７】 本発明の実施の形態の第５例を示す断面図である。
【図８】 図７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９】 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１０】図９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、２５…動力室、２７…出力口、３３…リザーバ、４０…アキュムレータ、４１…反力室、４４…マスタシリンダピストン、４５…制御圧導入口、４６…切換弁、６０…制御弁、６１…可変サーボ装置、６２…電磁切換弁、６３…圧力センサ、６７…低圧アキュムレータ、６８…オリフィス、６９…チェックバルブ、７０…第３電磁切換弁、７１…第４電磁切換弁、７２…電磁比例制御弁、７３…圧力調整弁
Claims (8)
- 液圧を発生する液圧源と、作動液を貯えるリザーバと、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とともに、制御弁側の部分が小径でかつ制御弁側と反対側の部分が大径の段部を有する段付の入力軸とを備え、
前記入力軸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ときには前記反力室に大気圧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ときには前記反力室にサーボ比制御圧の圧液を導入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、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２記載の液圧倍力装置。
- 前記サーボ比制御圧制御弁と前記反力室との間の通路に、少なくとも、オリフィスと、このオリフィスより前記サーボ比制御圧制御弁側に位置して低圧アキュムレータとが設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１記載の液圧倍力装置。
- 前記サーボ比制御圧は、前記動力室の液圧または前記液圧源の液圧であることを特徴とする請求項１ないし４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記載の液圧倍力装置。
- 請求項１ないし６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６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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