JP4207572B2 - マスタシリンダ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両の制動装置に用いられるマスタシリンダに関し、特に大径シリンダ部と小径シリンダ部とを備えて入出力特性が切替わるマスタシリンダに好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えばブレーキペダルの踏込み開始時には大径シリンダ室で制動流体を加圧することによりより多量の制動流体をホイルシリンダに供給してペダルストロークを短縮し、或る程度、ブレーキペダルが踏込まれたら、具体的には既に制動力が発生しているときに小径シリンダ室で制動流体を加圧するように切替えることにより踏力を軽減するようにすると共に、シリンダ室の切替わり時、つまりブレーキ操作入力に対する制動流体圧出力の入出力特性の切替わり時には、大径シリンダ部による制動流体圧を徐々にリザーバ側に逃がして当該入出力特性が滑らかに切替るようにしている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−３２１６０９公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のマスタシリンダでは、既に制動力が発生しているときにブレーキ操作入力に対する制動流体圧出力の入出力特性が切替わるようにしているため、如何に滑らかに特性が切替わっても、例えば運転者がリニアにブレーキペダルを踏込んでいったときに制動力が急増し、違和感がある。
【０００５】
本発明は、これらの諸問題を解決すべく開発されたものであり、運転者によるブレーキ操作入力に対して制動流体圧出力の入出力特性をリニアに維持しながらペダルストロークを短縮可能なマスタシリンダを提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記諸問題を解決するため、本発明のマスタシリンダは、運転者のブレーキ操作量に応じた入力を倍力して伝達する気圧式倍力装置に接続され、ブレーキ操作入力に対する制動流体圧出力の入出力特性が所定の入力値で切替わるマスタシリンダにおいて、前記気圧式倍力装置の入出力特性のジャンプイン特性のジャンプイン中に前記ブレーキ操作入力に対する制動流体圧出力の入出力特性が切替わるように設定したことを特徴とするものである。また、前記ブレーキ操作入力に対する制動流体圧出力の入出力特性の切替わり時に、ブレーキ操作入力に対して制動流体圧出力がジャンプするように設定したことを特徴とするものである。
なお、本発明でいうジャンプとは、例えば制御工学で用いるステップ的な変化の仕方を示している。
【０００７】
【発明の効果】
而して、本発明のマスタシリンダによれば、気圧式倍力装置の入出力特性のジャンプイン特性のジャンプイン中にブレーキ操作入力に対する制動流体圧出力の入出力特性が切替わるように設定したことにより、気圧式倍力装置がジャンプインした後に発生する制動力は入出力特性の切替わり後となるので、ブレーキ操作入力に対する制動流体圧出力の入出力特性はリニアに維持され、切替わり前のブレーキ操作入力に対する制動流体圧出力の入出力特性を出力比大とすることによりペダルストロークを短縮することが可能となる。また、ブレーキ操作入力に対する制動流体圧出力の入出力特性の切替わり時に、ブレーキ操作入力に対して制動流体圧出力がジャンプするように設定したことにより、制動力発生以前により多量の制動流体を制動用シリンダ側に供給することができ、これにより制動力発生の応答性を向上することが可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に本発明に係るマスタシリンダの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１には、本発明のマスタシリンダの第１実施形態を示す。このマスタシリンダの基本構成は、前記特開２００２−３２１６０９公報のものと実質的に同じであり、図中の符号１は気圧式ブースタ、２はリザーバ、３は段付シリンダ、４はプライマリピストン、５はセカンダリピストン、６はセカンダリ側小径液圧室、７はセカンダリピストンスプリング、８は小径シリンダ部、９は大径シリンダ部、１０は小径ピストン部、１１は大径ピストン部、１２はプライマリ側小径液圧室、１３は大径与圧室、１４はカップシール、１５は液補給室、１６は制御弁、１７はバルブシリンダ本体、１８はバルブピストン、１９はバルブスプリングである。
【０００９】
このマスタシリンダでは、まず図２に示すように、ブレーキペダルの踏込み開始と９同時に大径与圧室１３の液圧が上昇を開始すると（ｐ１点）、カップシール１４が開いてプライマリ側小径液圧室１２の液圧も同じように上昇する（ｐ１点〜ｐ２点）。その後、制御弁１６内のバルブピストン１８に作用する力がバルブスプリング１９の設定力より大きくなると、当該バルブピストン１８がバルブスプリング１９の付勢力にこうして微小に移動し、大径与圧室１３の液圧解除を開始する。換言すれば、プライマリ側小径液圧室１２内の液圧の上昇に応じて、大径与圧室１３の液圧が徐々に下がるように、大径与圧室１３の液圧をリザーバ２側に逃がす（ｐ２点〜ｐ３点）。この液圧逃がしの勾配は任意に設定可能であり、車両に応じたチューニングが可能である。そして、体系与圧室３の液圧が解除されて大気圧になると、それ以後はプライマリ側小径液圧室１２のみでブレーキ液圧を制御することになる。
【００１０】
これをブースタ出力、即ちマスタシリンダへの入力とマスタシリンダによる発生液圧との関係で示すと図３に実線で示すように表れる。即ち、ブースタ出力がリニアに増加していると仮定すると、ブースタ出力に相当する液圧がｐ１〜ｐ２までの間は、前記体系与圧室１３の液圧と同等のプライマリ側小径液圧室１２の液圧が比較的小さな傾きで増大し、その後、ブースタ出力に相当する液圧がｐ２〜ｐ３までの間は、本来、プライマリ側小径液圧室１２の液圧は大きな傾きで増大しようとするのであるが、前記制御弁１６による液圧逃がし作用によって結果的にプライマリ側小径液圧室１２の液圧は、それ以前よりも大きな傾きで増大することになり、ブースタ出力に相当する液圧がｐ３より大きい領域では、プライマリ側小径液圧室１２の液圧が本来の大きな傾きで増大する。逆に言えば、前記液圧ｐ１〜ｐ２までの間は、液圧の増加が抑制される分、制動液の流量は多くなり、結果的に制動用シリンダ、つまりホイルシリンダに多量の制動液が供給され、これによりペダルストロークを短縮することが可能となり、少なくとも前記液圧ｐ３より大きな領域では、小さな踏力で大きな制動力を得ることが可能となる。
【００１１】
一方、前記気圧式ブースタ１は、リアクションディスクやプランジャ等を備える既存の気圧式ブースタ（倍力装置）であり、例えばリアクションディスクとプランジャとが接触するまでの間にロスストローク（接触隙間）が若干存在するため、両者が接触するまでは出力がなく、接触すると瞬時に出力が立ち上がる、所謂ジャンプイン特性がある。図３に、このブースタジャンプイン特性を示す。ブレーキペダルの操作量に対し、ブースタへ入力はリニアに増加するが、前記リアクションディスクとプランジャとの接触開始と同時にブースタ出力がジャンプインする。
【００１２】
本実施形態は、前記制御弁１６によるプライマリ側小径液圧室１２への完全切替わり点ｐ３を、ブースタ出力のジャンプイン点ｐ_INよりも小さな値にする、つまりブースタのジャンプイン特性のジャンプイン中に、ブレーキ操作入力に対する液圧出力の入出力特性が切替わるように設定した。このようにすることにより、例えば図４に実線で示すように、ブースタ出力が立上り、少なくとも制動力が立上ってからは、ペダル踏力とブースタ入力とブースタ出力と液圧とがリニアな関係に維持されるので、ペダルストローク（踏力を含む）に対し、制動力がリニアに変化することになって違和感がない。また、制動力が発生する前に制動用シリンダ、即ちホイルシリンダには多量の制動液が供給されるので、例えばパッドとロータとの隙間を小さくして応答性を向上させることができると共に、ペダルストロークを短縮することが可能となる。
【００１３】
これに対し、例えば図３に破線で示すように、マスタシリンダの入出力特性切替わり点をブースタ出力のジャンプイン点より大きな値に設定すると、図４に破線で示すようにペダルストローク（踏力を含む）に対して制動力が発生した後にマスタシリンダの入出力特性が切替わることになり、ペダルストローク及び踏力に対する制動力のリニア性が損なわれ、その入出力特性の折れ点で違和感が発生してしまう。
【００１４】
次に、本発明のマスタシリンダの第２実施形態について説明する。この実施形態の具体的な構成は、前記第１実施形態のそれから制御弁１６を除去したものとなっている。そのため、前述した液圧をリザーバに逃がす作用がなくなり、前記図２の作用図でいえば、液圧ｐ３で体系与圧室３の液圧からプライマリ側小径液圧室１２の液圧にジャンプすることになる。本実施形態では、このマスタシリンダ出力圧のジャンプ点をブースタジャンプイン点より小さな値に設定する、換言すればブースタのジャンプイン特性のジャンプイン中にブレーキ操作入力に対する液圧出力の入出力特性が切替わるように設定すると共に、その入出力特性の切替わり時に、ブレーキ操作入力に対して液圧出力がジャンプするように設定した。このようにすることにより、前記第１実施形態よりもより一層、制動用シリンダ、即ちホイルシリンダに多量の制動液を供給することができ、その分だけ応答性を向上すると共にペダルストロークを短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のマスタシリンダの第１実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図１のマスタシリンダの制御弁による大径与圧室の液圧説明図である。
【図３】図１のマスタシリンダの特性説明図である。
【図４】図１のマスタシリンダの作用説明図である。
【図５】本発明のマスタシリンダの第２実施形態を示す特性説明図である。
【符号の説明】
１は気圧式ブースタ
２はリザーバ
１２はプライマリ側小径液圧室
１３は大径与圧室
１４はカップシール
１６は制御弁
１８はバルブピストン

Claims (2)

1. 運転者のブレーキ操作量に応じた入力が所定の入力値以上になると、出力圧力が０からジャンプインし、その後、入力と共に出力圧力がリニアに増加する気圧式倍力装置を備えると共に、前記気圧式倍力装置の出力圧力を入力とし、当該入力が小さいときには大径シリンダ室で制動流体を加圧することで制動流体圧を第１の所定増大率で増大し、入力が所定値以上になったら小径シリンダ室で制動流体圧を加圧することで制動流体圧を前記第１の所定増大率より大きな第２の所定増大率で増大するように切換えて入力に対する制動流体圧出力の入出力特性が所定の入力値で切替わるマスタシリンダにおいて、前記気圧式倍力装置の入出力特性のジャンプイン特性のジャンプイン到達出力圧力よりも前記制動流体圧出力の入出力特性の切替わり入力値に相当する当該気圧式倍力装置の出力圧力を小さく設定したことを特徴とするマスタシリンダ。
2. 前記入力に対する制動流体圧出力の入出力特性の切替わり時に、当該入力に対して制動流体圧出力がジャンプするように設定したことを特徴とする請求項１に記載のマスタシリンダ。

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