JP4026092B2

JP4026092B2 - 制動装置

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Publication number: JP4026092B2
Application number: JP28313697A
Authority: JP
Inventors: 利男高山; 賢佐久間; 邦洋松永
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1997-09-30
Filing date: 1997-09-30
Publication date: 2007-12-26
Anticipated expiration: 2017-09-30
Also published as: US6203118B1; DE19845052B4; JPH11105703A; DE19845052A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、緊急状態にはドライバのブレーキ操作を補助して大きなブレーキ力を発生させるブレーキ補助機構を備えた制動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ブレーキ補助機構を組み込んだ制動装置の一例として、特開昭６１−２６８５６０号公報に示すようなものがある。
この制動装置は、ブレーキ補助機構をブレーキ倍力装置に組み込んで構成されている。
【０００３】
その倍力装置の構成は、事故回避時のような車を即座に停止または減速させたい緊急状態であるか否かをブレーキペダルの踏み込み速度を検出するセンサの出力に基づいて判定し、通常時は、ドライバによるブレーキペダルの踏力に応じて移動する入力ロッドによって負圧弁を閉弁すると共に大気弁を開弁し、従前同様に変圧室に作動流体を供給し、これによりパワーピストンに差圧を発生させて倍力作用を行う一方、事故回避時のような車を即座に停止または減速させたい緊急状態は、前述した入力ロッドの移動による従前通りの作動流体の供給とは別に、コントロール弁を開弁して作動流体を変圧室に供給し、これによりパワーピストンにさらに大きな差圧を発生させて倍力作用を行い、ドライバのブレーキ操作を補助して大きなブレーキ力を発生させる構成となっている。
【０００４】
そして、このようなブレーキ倍力装置の、ブレーキペダルの踏み込み速度に基づき緊急状態を判定してコントロール弁を開弁させるコントローラの従来例としては、図７に示すようなものがある。
【０００５】
この従来例では、コントローラは、予め定められた制御サイクル毎に図示しないペダルストロークセンサからのストローク信号ｓＢを読み取り（ステップS1）、次のステップS2で前回の制御サイクルでのストローク信号値ｓＢ（ｎ−１）と今回の前記ステップS1で読み込んだストローク信号値ｓＢ（ｎ）との差分ＶＢを求める。ここで、制御サイクルは、タイマ割り込み処理などによって一定時間間隔で起動されるようになっており、上記差分計算により、速度（ストローク速度）ＶＢが算出される。すなわち、ステップS2で、コントローラは、前記差分ＶＢに対応するストローク速度を算出しており、以下、適宜、ストローク速度を符号ＶＢで示す。
【０００６】
次のステップS3で、コントローラは、ストローク速度閾値の基準値Ｓｅｏに車両速度係数Ｆ１（Ｖ）及びストローク係数Ｆ２（ｓＢ）を乗算してストローク速度閾値Ｓｅを算出する。
ここで、車両速度係数Ｆ１（Ｖ）は、例えば特開平７−７６２６７号公報に示されるようなもので、車速に応じて予め設定されており、車速が小さいときには大きな係数として設定され、駐車や後退の際の制動ペダルの激しい操作によって無用にブレーキ補助機構が作動開始してしまうのを防止できるように設定されており、また、車速が普通の円滑な走行速度にあるときには、前記車速が小さいときの係数よりも小さな係数（最小値も含む）として設定され、制動ペダルの激しい操作によってブレーキ補助機構が作動開始するのを許容し易いように設定されている。さらに、車速が非常に高いときには、前記車速が普通の円滑な走行速度にあるときよりも再び大きな係数として設定され、車速が非常に高いときにはドライバは制動ペダルの激しい操作を行う傾向があるので、この制動ペダルの激しい操作によって無用にブレーキ補助機構が作動開始してしまうのを防止するように設定されている。
【０００７】
また、ストローク係数Ｆ２（ｓＢ）は、例えば特開平７−７６２６７号公報に示されるようなもので、ブレーキペダルのストロークの増大に伴い段階的に低下する値になっており、例えばブレーキペダルのストロークの増大につれて倍力装置の反力が増加するので、このストロークの増大によってドライバが速いブレーキペダルの踏み込み速度を得られにくくなり、ブレーキ補助機構が作動開始しにくくなるのを補正するように設定されている。
【０００８】
続くステップS4では、ブレーキ剛性監視処理を行って、剛性係数Ｋｗを算出する。
ここで、ブレーキ剛性監視処理とは、例えば特開平８−２０７７２１号公報に示されるようなもので、例えば倍力装置のパワーピストンに設けられたダイアフラムの弾力変化やブレーキパッドの摩耗等によって制動装置の反応特性が変化してしまった場合、この制動装置の反応特性の変化をブレーキペダルのストロークや車速等といったデータの関係に基づき監視し、この反応特性変化が検出された場合にはこの変化による影響を補正するための係数、剛性係数Ｋｗを演算するものである。
【０００９】
次のステップS5では、ドライバ操作癖監視処理を行って、操作癖係数を算出する。
ここで、ドライバ操作癖監視処理は、例えば特開平７−１５６７８６号公報に示されるようなもので、ドライバ個々に関係する補正係数としての操作癖係数を求めるもので、ドライバによる制動操作終了後、当該ドライバに関係する操作癖係数を、当該制動操作の際に得られたブレーキペダルの最大ストローク速度ＶＢｍ及び最大ストロークｓＢｍに基づき特性係数Ｋを演算し、予め設定されているモデルドライバの操作癖係数（＝１）にこの特性係数Ｋを乗算して、当該ドライバ固有の操作癖係数を演算する処理である。
【００１０】
そして、次のステップS6では、先のステップS3で求めたストローク速度閾値Ｓｅ、剛性係数Ｋｗ及び操作癖係数を乗算して修正ストローク速度閾値を求め、この修正ストローク速度閾値に比して先に求められたストローク速度ＶＢが大きいか否か比較され、緊急状態か否かが判定される。
【００１１】
これにより、ステップS6でYES となり緊急状態と判定されると、コントロール弁のソレノイドを駆動して開弁することにより、入力ロッドの移動による従前どおりの負圧弁及び大気弁の作動による変圧室への作動流体の供給とは別に、作動流体を作動流体源からコントロール弁を介して変圧室に供給するようにし、これによりパワーピストンにさらに大きな差圧を発生させて倍力作用を行い、ドライバのブレーキ操作を補助して大きなブレーキ力を発生させるようにする。
そして、以上説明した前記ステップS1〜S7の制御（サブルーチン）が終了し、この制御は予め定められた制御サイクル毎に繰り返し実行される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような緊急状態にはドライバのブレーキ操作を補助して大きなブレーキ力を発生させるブレーキ機構を備えた制動装置では、本当に必要な緊急状態でのみブレーキ補助機構を作動させるべきで、緊急度の低い場面ではブレーキ補助機構は作動させるべきではない。
そのため、図７で説明したように、ブレーキ補助機構を作動させなければならない緊急状態であるか否かの判定のためのストローク速度閾値の設定は、車両速度やブレーキペダルストロークに応じて細かく調整しなければならず、さらに倍力装置のパワーピストンに設けられたダイアフラムの弾力変化やブレーキパッドの摩耗等によっても同じブレーキペダルの踏力であってもブレーキ踏み込み速度が変化するので、このブレーキ剛性についても常時モニタしてストローク速度閾値を補正しなければならない。
【００１３】
さらに、緊急時のブレーキペダルの踏力（操作の仕方）自体も一の個人にあっては緊急状態の操作の仕方であっても他の個人にあっては通常時の操作の仕方の範囲内であるといった個人差もあるので、ドライバの癖に応じてもストローク速度閾値を補正しなければならなかった。
そのため、これら補正のための係数設定が複雑である上、その設定のためには多人数を対象に、かつ多大な時間をかけて事前調査を行わなければならなかった。
また、さらにこれら多大な労力をかけて厳密にストローク速度閾値を修正しても、修正したストローク速度閾値の前後で極端にブレーキの効きが変化することがあり、かえってドライバのブレーキペダルの操作感覚に混乱を招く虞もあった。
【００１４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、安全性及び操作性を確保でき、容易な制御で緊急時に大きなブレーキ力を発生させることができるブレーキ補助機構を備えた制動装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、ハウジング内をパワーピストンにより定圧室と変圧室とに画成し、該パワーピストンに支持されたバルブボディ内には、ブレーキペダルに連動する入力ロッドに連結されたプランジャの移動により前記変圧室への作動流体の供給を制御する弁機構を設け、該弁機構の作動に基づく前記変圧室と前記定圧室との間に発生した差圧によって前記パワーピストンに生じた推力を出力ロッドを介して伝達し、その反力の一部をリアクション部材及び前記プランジャを介して前記入力ロッドに作用させる構成とした倍力装置と、該倍力装置の変圧室に連通して設けられ、駆動信号の入力により該変圧室へ作動流体の供給を行う制御弁手段と、ブレーキペダルのストロークを検出するストローク検出手段と、該ストローク検出手段の検出結果に基づくブレーキペダルのストローク速度と予め設定された閾値とを比較し、閾値を越えたときには前記制御弁手段に駆動信号を出力する制御弁駆動制御手段と、前記出力ロッドから前記リアクション部材及び前記プランジャを介して入力ロッドに作用する反力の一部が所定値に達したときに、前記入力ロッドに作用する反力の割合を該所定値到達前に対し低減させる反力調整機構と、を設け、前記弁機構は、バルブボディ内に設けられた弁体と、バルブボディ内を移動可能に設けられ、前記入力ロッドに連結されたプランジャと、前記弁体に当接する弁座部及び前記プランジャが係合可能な係合部を有し、常時は該係合部を前記プランジャに当接させるように付勢されて前記バルブボディ内を移動可能に設けられたアーマチュアとからなり、前記制御弁手段は、該アーマチュアと、該アーマチュアを前記弁体から離間させるように該アーマチュアに対して磁力を発生するソレノイドとからなり、前記反力調整機構は、前記リアクション部材に当接可能に配置され、前記リアクション部材とプランジャとの間にプランジャに対して相対移動可能に介在された反力受けと、該反力受けとプランジャとの間に介装されたスプリング部材とからなり、前記制御弁駆動制御手段の閾値は、前記反力調整機構のスプリング部材が縮められるストローク速度よりも大きな値に設定されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の構成において、前記制御弁駆動制御手段は、前記ブレーキペダルのストロークの増大に伴い段階的に低下するストローク係数に基づいて前記閾値を算出することを特徴とする。
【００１７】
請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載の構成において、制御弁駆動制御手段は、制動操作の際に得られた前記ブレーキペダルの最大ストローク速度と最大ストロークとに基づく操作癖係数を算出し、該操作癖係数に基づいて前記閾値を算出することを特徴とする。
【００１８】
【実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態の制動装置を図１ないし図５に基づいて説明する。
なお、図７に示す部分と同一の部分は同一符号で示し、その説明は適宜省略する。図１及び図２において、１はフロントシェル２及びリアシェル３からなるハウジングである。ハウジング１内は、センタシェル４により、前・後室（符号省略）に画成されている。前室は、ダイアフラム４ａを備えたパワーピストン６ａによって、前側定圧室７ａ及び前側変圧室８ａに画成され、後室は、ダイアフラム５ｂを備えたパワーピストン６ｂによって、前側定圧室７ｂ及び前側変圧室８ｂに画成されている。
本実施の形態では、上述したハウジング１、及び後述する弁機構、リアクションディスク２８、プランジャ２０等により倍力装置が構成されている。
【００１９】
パワーピストン６ａ，６ｂには略筒状のバルブボディ９が取り付けられている。バルブボディ９は、カップ形状の有底の大径筒部１０と、この大径筒部１０に連接された小径筒部１１とからなっている。大径筒部１０はパワーピストン６ａ，６ｂに気密的に嵌合されていると共に、センタシェル４に対し気密的かつ摺動可能に挿通されている。小径筒部１１はリアシェル３に気密的かつ摺動可能に挿通してリアシェル３の後方に延ばされている。小径筒部１１の開口側にはサイレンサ機能及び空気浄化機能を有するフィルタ１２が収納されており、フィルタ１２を介して大気がバルブボディ９内部に導入されるようになっている。
【００２０】
小径筒部１１の大径筒部１０側部分は肉厚に形成されており、当該肉厚部分１３には、一端側が大径筒部１０の開口側に開口し、他端側が小径筒部１１の先端側に開口する軸方向に延びる通路Ｔ１及び一端側が後側変圧室８ｂに開口し、他端側が肉厚部分１３の内側に開口する径方向に延びる通路Ｔ２（便宜上、模式的に図示する。）が形成されている。
さらに、バルブボディ９には、前側定圧室７ａと後側定圧室７ｂとを連通する通路Ｔ３、前側変圧室８ａと後側変圧室８ｂとを連通する通路（図示省略）が形成されている。以下、便宜上、前側定圧室７ａ及び後側定圧室７ｂを適宜、定圧室７と総称し、前側変圧室８ａ及び後側変圧室８ｂを適宜、変圧室８と総称する。定圧室７は、図示しないエンジンの吸気装置等の負圧源に接続されて常時負圧になっている。
【００２１】
小径筒部１１内の前記通路Ｔ１の開口部分の近傍には、弾性変形可能な弁体１４の基端部が押え部材１５により固定されている。弁体１４の先端部と入力ロッド１６との間にはばね１７が介装されており、弁体１４を通路Ｔ１の開口側（弁座）に付勢して通路Ｔ１を閉じるようにしている。この弁体１４及び通路Ｔ１の開口部分（弁座）により真空弁１８が構成されている。
押え部材１５と入力ロッド１６との間には戻しばね１９が介装されていて入力ロッド１６を後方に付勢するようにしている。
【００２２】
小径筒部１１には、ブレーキペダル（図示省略）に連動した入力ロッド１６が挿入されている。入力ロッド１６の先端部には、該入力ロッド１６に連動する軸状のプランジャ２０が設けられている。
前記大径筒部１０の底部側には入力ロッド１６と同心になるようにソレノイド２１が配置されている。ソレノイド２１は略筒状のソレノイド保持具２２を介して大径筒部１０に保持されている。ソレノイド２１の内側にはソレノイド２１に駆動される略筒状のアーマチュア２３が進退動可能に配置されている。ソレノイド２１は、励磁されて磁力を発生し、アーマチュア２３を弁体１４から離間させるようにする。この場合、アーマチュア２３は、ソレノイド２１の中心に対して入力ロッド１６側に偏倚して配置されている。
【００２３】
アーマチュア２３は、大径のアーマチュア本体２３ａと、このアーマチュア本体２３ａに締結されるアーマチュア補助体２３ｂとから大略構成されており、アーマチュア補助体２３ｂは、アーマチュア本体２３ａに比して小径の筒状とされている。アーマチュア本体２３ａには、プランジャ２０を挿通する孔（符号省略）が形成された底部（係合部）２３ｃが設けられている。この底部２３ｃには、プランジャ２０の段差部２０ａが当接するようになっており、プランジャ２０の前進に連動してアーマチュア２３が前進し得るようになっている。
アーマチュア補助体２３ｂは、その先端部が弁体１４の先端部に当接可能であり当接時に通路Ｔ２と大気とを遮断し、かつ離間することにより両者を連通させて大気を後側変圧室８ｂ及び前側変圧室８ａに導入させるようになっている。上述したアーマチュア補助体２３ｂ及び弁体１４により大気弁２４が構成されている。
本実施の形態では、弁体１４、プランジャ２０及びアーマチュア２３により弁機構が構成されている。また、アーマチュア２３及びソレノイド２１により制御弁手段が構成されている。
【００２４】
前記ソレノイド保持具２２の一端側（図１左側）には、ディスク収納体２５が装着されている。ディスク収納体２５は、収納体筒部２５ａと、リング状のフランジ部２５ｂとからなり、フランジ部２５ｂがソレノイド保持具２２に取り付けられ、収納体筒部２５ａがソレノイド２１内に延長されたものになっている。ディスク収納体２５とフロントシェル２との間には戻しばね２６が介装されており、ディスク収納体２５ひいてはバルブボディ９を後方（図１右方向）に付勢している。
【００２５】
ディスク収納体２５に形成された孔２５ｃには、出力ロッド２７の基端部及びゴム等の弾性体からなるリアクションディスク（リアクション部材）２８が収納されている。出力ロッド２７の先端部は、フロントシェル２を気密的に挿通してその前方に延ばされ、マスタシリンダ（図示省略）に連結される。収納体筒部２５ａとアーマチュア本体２３ａとの間にはばね２９が介装されており、両者を離間する方向に付勢している。フロントシェル２にはスタッドボルト３０が植立されており、このスタッドボルト３０を介してマスタシリンダが本装置に一体的に取り付けられる。リアシェル３にはスタッドボルト３１が植立されており、このスタッドボルト３１を介して倍力装置が車体（図示省略）に固定されている。
【００２６】
前記ディスク収納体２５の孔２５ｃ及びアーマチュア本体２３ａ内で前記リアクションディスク２８とプランジャ２０との間には反力調整機構３２が介装されている。
反力調整機構３２は、リアクションディスク２８に並設されるリング状の中間部材３３と、中間部材３３の孔に一端側が挿通される有底筒状の反力受け３４と、プランジャ２０の先端部に設けられるハット状のばね受け３５と、反力受け３４に形成されたフランジ３４ａとばね受け３５との間に介装された圧縮ばね３６と、この圧縮ばね３６に所定のセット荷重を与える調整ロッド３７とから大略構成されている。図１（図２）に示す初期状態で反力受け３４とリアクションディスク２８との間には所定幅の隙間が形成されている。
【００２７】
この場合、反力調整機構３２は、圧縮ばね３６のセット荷重を調整しておくことにより、出力ロッド２７からリアクションディスク２８及びプランジャ２０を介して入力ロッド１６に作用する反力の一部が所定値（後述する図４の点Ｃに対応する値）に達したときに、入力ロッド１６に作用する反力の割合を該所定値到達前に対し低減させる（図４の出力領域Ｄ）ようにしている。
【００２８】
ばね受け３５は、有底の筒部（以下、ばね受け筒部という。）３５ａと、ばね受け筒部３５ａの開口側に形成されたフランジ（以下、ばね受けフランジという。）３５ｂとからなり、ばね受け筒部３５ａの底部３５ｃには調整ロッド３７の軸部３７ａを進退可能に挿通する孔（符号省略）が形成されている。ばね受け筒部３５ａの開口側には、プランジャ２０の先端部が嵌合されている。
【００２９】
調整ロッド３７は、その軸部３７ａがばね受け筒部３５ａの底部３５ｃの孔を挿通して反力受け３４の穴に圧入固定されると共に、その頭部３７ｂがばね受け筒部３５ａ内を進退動可能でかつばね受け筒部３５ａの底部３５ｃに係止されるようになっている。反力受け３４の穴への調整ロッド３７の挿入長さを変えることにより、圧縮ばね３６に付与するセット荷重を調整し得るようになっている。また、圧縮ばね３６に荷重がかかっていない組付状態で反力受け３４からばね受け筒部３５ａの底部３５ｃまでの長さＭに比して調整ロッド３７の頭部３７ｂからプランジャ２０の先端部までの長さＮが長く（Ｎ＞Ｍ）なっており、圧縮ばね３６の短縮時に反力受け３４とばね受け筒部３５ａの底部３５ｃとが当接するまで調整ロッド３７の頭部３７ｂがばね受け筒部３５ａ内を移動可能になっている。
【００３０】
前記フロントシェル２には、ストロークセンサ（ストローク検出手段）３８の本体部３８ａが気密的に嵌合されている。ストロークセンサ３８の本体部３８ａに進退可能に支持された可動軸３８ｂの先端部がパワーピストン６ａに連結されており、パワーピストン６ａひいてはバルブボディ９の移動位置を検出するようになっている。
ストロークセンサ３８及びソレノイド２１には、ハウジング１外に配置したコントローラ（制御弁駆動制御手段）３９が接続されている。ソレノイド２１とコントローラ３９とを接続する接続線４０は、フロントシェル２に気密的に嵌装されたグロメット４１に貫通されている。
【００３１】
コントローラ３９は、後述するようにストローク速度ＶＢが基準値Ｓｅｏを超えたとき、ソレノイド２１への通電を行い大きな出力を得られるようにしている。
【００３２】
このコントローラ３９は、図３に示すような演算処理を行う。すなわち、ストロークセンサ３８からのストローク信号ｓＢを読み取り（ステップS1）、次のステップS2でストローク速度ＶＢを求める。次に、ストローク速度ＶＢがストローク速度閾値の基準値Ｓｅｏを超えたか否かを判定する（ステップS6A ）。ステップS6A でYES と判定すると、反力調整機構３２の作動とは別個に、図示しないソレノイド２１に通電することにより大気弁２４を開弁する（ステップS7）。
【００３３】
上述したように構成した制動装置の作用を、以下に説明する。
この制動装置は、図１（図２）に示す初期状態で、定圧室７、変圧室８は一定圧（負圧）となっており、かつ大気弁２４、真空弁１８は閉じられている。この状態で入力ロッド１６が押されると、プランジャ２０、アーマチュア２３及び反力調整機構３２が、リアクションディスク２８、反力調整機構３２及びプランジャ２０相互の間の隙間を移動することにより、アーマチュア補助体２３ｂが弁体１４から離間し（大気弁２４が開弁し）、大気が小径筒部１１とアーマチュア２３との間の空間部４８及び通路Ｔ１を通って後側変圧室８ｂ（及び前側変圧室８ａ）に流入して後側定圧室７ｂと後側変圧室８ｂとの間及び前側定圧室７ａと前側変圧室８ａとの間に差圧が生じる。これによりパワーピストン６ａ，６ｂひいてはバルブボディ９が前進して出力ロッド２７に推力が発生し制動作用が開始される。
【００３４】
この制動初期状態では、反力調整機構３２の反力受け３４が、リアクションディスク２８と反力受け３４との間の隙間を移動することによりリアクションディスク２８からの反力を受けることなく大気弁２４が開弁されるので、十分な初期制動力（図４の出力領域Ａに示すジャンプイン量）を得ることができる。
この後、プランジャ２０がさらに前進して、リアクションディスク２８の一部が反力受け３４の方向に膨出変形すると、膨出変形したリアクションディスク２８を介して出力反力の一部が反力受け３４から非圧縮状態の圧縮ばね３６、ひいてはプランジャ２０及び入力ロッド１６に伝達され、入力に応じて出力が比例して増加する（図４の出力領域Ｂ）。
【００３５】
ブレーキペダル踏力が、反力調整機構３２（圧縮ばね３６）のセット荷重に達すると、圧縮ばね３６が縮み出し入出力特性を示す線分が点Ｃを境に屈曲して倍力比（入力ロッド１６の入力に対する出力ロッド２７からの出力比。図４の線分の傾斜角で示される。）が、出力領域Ｂの倍力比に比して大きくなる（図４の出力領域Ｄ）。
【００３６】
なお、このように出力領域Ｄの倍力比が出力領域Ｂの倍力比に比して大きくなるのは、上述したように出力ロッド２７からリアクションディスク２８及びプランジャ２０を介して入力ロッド１６に作用する反力の一部が所定値に達したときに、入力ロッド１６に作用する反力の割合を該所定値到達前に対し低減させる（図４の出力領域Ｄ）ようにしていることにより得られるものである。
【００３７】
ここで、「反力の割合の低減」により「倍力比が大きくなる」ことについて、以下に説明する。
上述したように図２に示す初期状態で、定圧室７ａ，７ｂ、変圧室８ａ，８ｂは一定圧（負圧）で、大気弁２４は閉じられている。
この状態でブレーキペダルが操作され入力ロッド１６が押された場合は、上述したように入力ロッド１６に連結されたプランジャ２０が前進すると共に、段差部２０ａを介してアーマチュア２３も前進し、真空弁１８が閉じられた状態で、アーマチュア補助体２３ｂの端部が弁体１４から離間して大気弁２４が開弁し、変圧室８ａ，８ｂに大気が流入して定圧室７ａ，７ｂと変圧室８ａ，８ｂとの間に差圧が生じる。この差圧によりパワーピストン６ａ，６ｂが前進し、リアクションディスク２８を介して出力ロッド２７に前方への出力が発生する。また、リアクションディスク２８は、この際の出力ロッド２７からの反力により変形し、反力調整機構３２の反力受け３４とリアクションディスク２８との間に形成されている所定幅の隙間Ｐを埋めて反力受け３４に当接し押圧するようになる。この結果、出力ロッド２７からの反力の一部が、反力調整機構３２、プランジャ２０を介して入力ロッド１６に作用し、ブレーキペダルの踏力感を付与することになる（図４の出力領域Ａに示すジャンプイン量）。
【００３８】
これにより、ブレーキペダルの踏力が所定値に達するまでは、リアクションディスク２８を介して反力調整機構３２に伝えられる反力の一部は、その圧縮ばね３６の所定のセット荷重よりも小さいので、圧縮ばね３６は押し縮められることはなく、一定の倍力比で、ブレーキ操作力に応じたサーボ力を発生させることができる（図４の出力領域Ｂ）。
【００３９】
これに対し、ブレーキペダルの踏力が所定値を越えた場合は、リアクションディスク２８を介して反力調整機構３２に伝えられる反力の一部は、その圧縮ばね３６の所定のセット荷重よりも大きくなるので、圧縮ばね３６は反力調整機構３２に伝えられる反力の一部の大きさに応じて押し縮められて反力受け３４が相対的にプランジャ２０側すなわちばね受け３５側に近接することになる。この結果、この圧縮ばね３６が押し縮められた分だけ、同じパワーピストン６ａ，６ｂの変位位置に対しては、反力調整機構３２の反力受け３４はリアクションディスク２８と離れることとなり、両者の間に形成されている隙間Ｐが、この圧縮ばね３６が押し縮められた分だけ拡大されることになって、前述した図４に示すジャンプイン量（出力領域Ａ）が増大することになる。
【００４０】
これにより、ブレーキペダルの踏力が所定値を越えている場合は、リアクションディスク２８を介して反力調整機構３２に伝えられる反力の一部が圧縮ばね３６の所定のセット荷重よりも大きくなり、圧縮ばね３６はその大きさに応じて押し縮められ、その押し縮められる分だけ前述のジャンプイン量が増していることになるので、ブレーキペダルの踏力が所定値を越えていない場合に比して、見かけ上、倍力比が大きくなる（図４の出力領域Ｄ）。
【００４１】
上述したようにして、本実施の形態の反力調整機構３２は、図４出力領域Ｂ、Ｄに示されるような２レシオ特性を得るようにしている。
【００４２】
さらに、ブレーキペダルが踏まれて圧縮ばね３６が縮んで、ばね受け３５が反力受け３４に当接する（即ち、長さＭ＝０となる）と（図４で点Ｅに達すると）、圧縮ばね３６のばね力が入力ロッド１６及び出力ロッド２７間の力伝達に作用しなくなり、入出力特性を示す線分が点Ｅを境に屈曲して倍力比が、出力領域Ｂの倍力比と略同等になる（図４の出力領域Ｆ）。
【００４３】
本実施の形態では、反力調整機構３２を有しており、上述したように図４の出力領域Ｂ、Ｄの入出力特性（２レシオ特性）を発揮することができるが、これに対して、反力調整機構３２を有していないタイプの制動装置では、このような２レシオ特性を得ることができず、その入出力特性は例えば図８に示されるものとなる。
【００４４】
上述したように、所定の入力（点Ｃ）を超えると、出力増加割合が大きくなるので、踏力の増加が少なくても大きな制動力を得ることができる。このため、反力調整機構３２を有しない従来装置に比して、ある程度の緊急（中程度の緊急）時にも比較的小さい踏力で迅速に大きな制動力を発生することが可能になり、安全性の向上を図ることができる。
【００４５】
一方、コントローラ３９は、ストロークセンサ３８の出力信号ｓＢを監視し、一定時間間隔の出力信号ｓＢの差分計算によりストローク速度ＶＢを求めると共に、このストローク速度ＶＢがストローク速度閾値の基準値Ｓｅｏを超えた場合、ソレノイド２１に通電してアーマチュア２３を吸引する。このため、プランジャ２０の位置に無関係に、大気弁２４が開弁し、変圧室８に大気が導入されて定圧室７の真空度と変圧室８の内圧（大気圧）との圧力差に応じた推力でパワーピストン６ａ，６ｂひいては出力ロッド２７が前進してフル制動が行われ、緊急度が極めて高い場合に利用可能となる。
【００４６】
上述したように、中程度の緊急状態での安全性向上には、反力調整機構３２が寄与するので、ソレノイド２１による強制フル制動を、緊急度の高い場合に限定利用することができる。すなわち、安全性を確保した状態で、ストローク速度閾値の基準値Ｓｅｏを大きく設定して、不要な制動を防止できるので、上述した従来技術で必要とされた妥協的な閾値設定を厳密に追求する必要がなくなる。このため、上述した従来技術のステップS3、S4、S5（図７）等のような閾値の補正処理を不要とすることができ、この分、コントローラ３９の構成の簡易化が図れると共に、制御の迅速化を図ることができる。
【００４７】
次に本発明の第２の実施の形態を図５に基づいて説明する。
この第２の実施の形態のコントローラ３９は、図３と同様にステップS1、S2、S7を設けると共に、図３のステップS6A に代えてステップS6B を設け、ステップS2とステップS6B との間にステップS3B 、ステップS5B を設けた構成になっている。ステップS3B では、ストローク速度閾値の基準値Ｓｅｏにストローク係数Ｆ２（ｓＢ）を乗算してストローク速度閾値Ｓｅを算出する。
ステップS5B では、図７と同様にドライバ操作癖監視処理を行うと共に、操作癖係数を算出する。
ステップS6B では、ストローク速度閾値Ｓｅ及び操作癖係数の積算を行って修正閾値を求め、この修正閾値（操作癖係数により修正された閾値）に比してストローク速度ＶＢが大きいか否かが判定される。
【００４８】
この第２の実施の形態では、上述した従来技術のステップS4のような閾値の補正処理を不要とすると共に、ステップS3の車両速度係数Ｆ１（Ｖ）を用いた演算が不要となるので、この分、コントローラ３９の構成の簡易化が図れると共に、制御の迅速化を図ることができる。ここで、ステップS4はブレーキの監視処理であるが、このブレーキ監視には一般に車両減速度情報が必要で、車両速度係数Ｆ１（Ｖ）を用いた演算が不要となることとあいまって、車両速度計算のための信号入力回路が不要となり、かつ速度演算処理を行わなくて済み、システムの簡素化が可能となる。
【００４９】
上記実施の形態は、反力調整機構３２がばね部材（圧縮ばね３６）を用いたタイプであるが、これに代えて、バルブボディ９に凹部（中径貫通孔５０ｂ）を形成し、凹部（中径貫通孔５０ｂ）により出力反力の大きさに応じてプランジャ２０の有効受圧面積を変化させるように構成した反力調整機構を用いて構成される制動装置を参考技術として説明する。
【００５０】
このように構成した参考技術としての制動装置を、図６に示す。図６において、図１と共通する部材は同等の符号で示し、その説明は適宜省略する。なお、この制動装置は、上述したタンデム型（二組の定圧室７及び変圧室８）と異なり、一組の定圧室７及び変圧室８を有するものである。
【００５１】
図６において、バルブボディ９の大径筒部１０は、厚肉に形成されている。大径筒部１０の貫通孔５０は、内径が段階的に異なる大径、中径、小径貫通孔５０ａ，５０ｂ，５０ｃからなり、大径貫通孔５０ａに出力ロッド２７の基端部及びリアクションディスク２８が収納されている。
プランジャ２０の先端側に備えられた略円柱状の先端軸部２０ａは、小径貫通孔５０ｃを挿通して中径貫通孔（凹部）５０ｂ側に突出している。先端軸部２０ａの先端部とリアクションディスク２８との間には、通常時、隙間（ジャンプインクリアランス）Ｐが形成されている。ここで、リアクションディスク２８の断面積はＲ、中径貫通孔（凹部）５０ｂの面積はＢ₁ 、先端軸部２０ａの断面積はＢ₂ （Ｂ₁ ＞Ｂ₂ ）に設定されている。
大径筒部１０の入力ロッド１６側部分には、入力ロッド１６側に開口する環状溝５１が形成されており、この環状溝５１にアーマチュア２３が進退自在に挿入されている。また、大径筒部１０には、アーマチュア２３を駆動するソレノイド２１が埋設されている。
【００５２】
この図６の装置では、制動初期段階では、入力ロッド１６が押されプランジャ２０が、先端軸部２０ａの先端部とリアクションディスク２８との間に形成されている隙間Ｐ分だけ、移動することによりリアクションディスク２８からの反力を受けることなく大気弁２４が開弁されるので、十分な初期制動力（図４の出力領域Ａに示すジャンプイン量）を得ることができる。
【００５３】
この後、プランジャ２０がさらに前進して、プランジャ２０がリアクションディスク２８を押すと、リアクションディスク２８の一部が中径貫通孔５０ｂ側に膨出する。この際、プランジャ２０が受ける出力反力は、リアクションディスク２８からの反力からバルブボディ９が受ける分（面積Ｒから面積Ｂ₁ を引いた分に相当する。）を引いた大きさ、すなわち面積Ｂ₁ （有効受圧面積）に対応した大きさ（有効受圧面積）になり、倍力比はＲ／Ｂ₁ となる（図４の出力領域Ｂ参照）。
【００５４】
リアクションディスク２８がさらに膨出してリアクションディスク２８の膨出分が中径貫通孔５０ｂと小径貫通孔５０ｃとの段差部に達して、当該段差部も出力反力を受けるようになると、プランジャ２０の有効受圧面積はＢ1 となり、倍力比はＲ／Ｂ2 （＞Ｒ／Ｂ1 ）となる（図４の出力領域Ｄ参照）。本参考技術では、上述したように、バルブボディ９に凹部（中径貫通孔５０ｂ）を形成し、凹部（中径貫通孔５０ｂ）により出力反力の大きさに応じてプランジャ２０の有効受圧面積を変化させるように構成し、上述した図４に示すような２レシオ特性を得られるようにしている。この参考技術では、中径貫通孔（凹部）５０ｂの面積の大きさに応じて倍力比を変更できるので、緊急度合いが中程度の場合における制動力の変更設定を比較的容易に果たすことができる。
【００５５】
なお、上記実施の形態では、制御弁手段（アーマチュア２３及びソレノイド２１）をバルブボディ９内に設けた場合を例にしたが、本発明は、これに限定されるものではなく、変圧室（前側、後側変圧室８ａ，８ｂ）に連通させてハウジング１外部に制御弁手段を設け、変圧室へ作動流体の供給を行うように構成してもよい。
【００５６】
【発明の効果】
請求項１ないし３の発明は、反力調整機構により出力が調整されて２レシオ特性を得ることが可能となると共に、制御弁駆動制御手段からの駆動信号により制御弁手段が変圧室へ作動流体を供給するので、反力調整機構の作動と独立して大きな倍力比を得ることが可能となり、これにより、中程度の緊急状態での安全性向上には、反力調整機構を寄与させる一方、制御弁駆動制御手段による強制フル制動を、緊急度の高い場合に限定利用することができる。この場合、制御弁駆動制御手段の閾値は、前記反力調整機構のスプリング部材が縮められるストローク速度よりも大きな値に設定されているので、従来技術で必要とされた妥協的な閾値設定を厳密に追求する必要がなくなり、この分、精度高い制動を行うために要求された閾値の補正処理が不要となり、ひいては、制御系の構成の簡易化が図れると共に、制御の迅速化を図ることができる。
【００５７】
さらに、請求項１ないし３記載の発明は、反力調整機構を、リアクション部材に当接可能に配置され、リアクション部材とプランジャとの間にプランジャに対して相対移動可能に介在された反力受けと、該反力受けとプランジャとの間に介装されたスプリング部材と、前記反力受けとプランジャとの間に介装され前記反力受けとプランジャとの初期離間位置および前記スプリング部材の前記反力受けに対するセット荷重を調整する調整部材とから構成しており、調整部材によりスプリング部材のセット荷重が調整されるので、倍力比の変化開始点を調整できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の制動装置を示す断面図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】図１の制動装置のコントローラの演算制御内容を示すフローチャートである。
【図４】図１の制動装置の入出力特性を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態の制動装置のコントローラの制御演算内容を示すフローチャートである。
【図６】参考技術の制動装置を示す断面図である。
【図７】従来の制動装置の一例における制御演算内容を示すフローチャートである。
【図８】図４と比較するための従来技術の入出力特性を示す図である。

Claims

ハウジング内をパワーピストンにより定圧室と変圧室とに画成し、該パワーピストンに支持されたバルブボディ内には、ブレーキペダルに連動する入力ロッドに連結されたプランジャの移動により前記変圧室への作動流体の供給を制御する弁機構を設け、該弁機構の作動に基づく前記変圧室と前記定圧室との間に発生した差圧によって前記パワーピストンに生じた推力を出力ロッドを介して伝達し、その反力の一部をリアクション部材及び前記プランジャを介して前記入力ロッドに作用させる構成とした倍力装置と、該倍力装置の変圧室に連通して設けられ、駆動信号の入力により該変圧室へ作動流体の供給を行う制御弁手段と、ブレーキペダルのストロークを検出するストローク検出手段と、該ストローク検出手段の検出結果に基づくブレーキペダルのストローク速度と予め設定された閾値とを比較し、閾値を越えたときには前記制御弁手段に駆動信号を出力する制御弁駆動制御手段と、前記出力ロッドから前記リアクション部材及び前記プランジャを介して入力ロッドに作用する反力の一部が所定値に達したときに、前記入力ロッドに作用する反力の割合を該所定値到達前に対し低減させる反力調整機構と、を設け、
前記弁機構は、バルブボディ内に設けられた弁体と、バルブボディ内を移動可能に設けられ、前記入力ロッドに連結されたプランジャと、前記弁体に当接する弁座部及び前記プランジャが係合可能な係合部を有し、常時は該係合部を前記プランジャに当接させるように付勢されて前記バルブボディ内を移動可能に設けられたアーマチュアとからなり、前記制御弁手段は、該アーマチュアと、該アーマチュアを前記弁体から離間させるように該アーマチュアに対して磁力を発生するソレノイドとからなり、前記反力調整機構は、前記リアクション部材に当接可能に配置され、前記リアクション部材とプランジャとの間にプランジャに対して相対移動可能に介在された反力受けと、該反力受けとプランジャとの間に介装されたスプリング部材とからなり、
前記制御弁駆動制御手段の閾値は、前記反力調整機構のスプリング部材が縮められるストローク速度よりも大きな値に設定されていることを特徴とする制動装置。
前記制御弁駆動制御手段は、前記ブレーキペダルのストロークの増大に伴い段階的に低下するストローク係数に基づいて前記閾値を算出することを特徴とする請求項１記載の制動装置。
前記制御弁駆動制御手段は、制動操作の際に得られた前記ブレーキペダルの最大ストローク速度と最大ストロークとに基づく操作癖係数を算出し、該操作癖係数に基づいて前記閾値を算出することを特徴とする請求項１または２記載の制動装置。