JPH0647373B2 - 倍力装置の圧力制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、倍力装置の圧力制御装置に関し、より詳しく
は倍力装置を構成する倍力機構に供給する圧力流体の圧
力を制御する圧力制御装置に関する。

「従来の技術」 従来、ブレーキ倍力装置として、ブレーキペダルに加え
られる踏力の大きさを入力検出手段により検出するとと
もにその信号を制御装置に入力し、この制御装置で圧力
制御装置を制御して上記踏力の大きさに応じた制御圧力
を発生させ、この制御圧力をマスターシリンダに連動さ
せた倍力機構の制御圧室に供給することにより上記マス
ターシリンダにブレーキ液圧を発生させるようにしたも
のがある（例えば特開昭58−188746号）。

この種のブレーキ倍力装置によれば、上記制御装置にお
ける圧力制御装置の制御条件を変更するだけで倍力機構
の出力特性を容易に変更することができるので、汎用性
が増すとともに運転者の好みに応じて出力特性を変更す
ることが可能となり、また車両の重量や減速度を検出す
る検出器からの信号を上記制御装置に入力すれば、車両
の運転状態に応じて上記圧力制御装置を一層細かく制御
することができるので、運転状態に応じた理想的なブレ
ーキ力を得ることが可能となる。

「発明が解決しようとする問題点」 ところで上記圧力制御装置には、必要な大きさの制御圧
力を安定して得られること、その安定した制御圧力を速
やかに得られること等が要求されるが、従来公知の圧力
制御装置ではそのような条件を充分に満すものがなかっ
た。

例えばブレーキ倍力装置用の圧力制御装置として、上記
倍力機構の制御圧室と圧力流体の供給源とを連通する通
路に電磁開閉弁を設けるとともに、上記制御圧室とこの
制御圧室内の圧力流体を排出する排出部とを連通する通
路に電磁開閉弁を設け、上記制御圧室の制御圧力が必要
な大きさの制御圧力となるようにその圧力を検出しなが
ら上記供給側の電磁開閉弁と排出側の電磁開閉弁とを開
閉制御できるようにしたものを用いることができる。

しかしながら、かかる構成の圧力制御装置では、電磁開
閉弁は一般に作動速度が早いので応答性という点では問
題は生じないが、一対の電磁開閉弁の開閉制御による圧
力制御であるので制御圧力に脈動が生じ、安定した制御
圧力を得ることが困難となる。そして特に小さなブレー
キ力が要求された際には、その脈動による圧力変動は要
求された制御圧力に対して相対的に大きな圧力変動とな
るので、運転者に不快感を与えるようになる。そのよう
な欠点を改善するため、上記一対の電磁開閉弁の流路面
積を小さくすれば圧力変動を小さくすることができる
が、その場合には応答性が悪くなることとなる。

「問題点を解決するための手段」 本発明はそのような事情に鑑み、圧力制御装置を、パイ
ロット室に導入されるパイロット圧力に対応した制御圧
力を発生させてその制御圧力を上記倍力機構の制御圧室
に供給するリレー弁と、上記パイロット室と圧力流体の
供給源とを連通および遮断する第１開閉手段と、上記パ
イロット室と排出部とを連通および遮断する第２開閉手
段とから構成するとともに、上記第１開閉手段と第２開
閉手段との少なくともいずれか一方を直列に接続した少
なくとも２つの電磁開閉弁から構成し、かつ直列に接続
した各電磁開閉弁の開閉作動を相互にオーバーラップさ
せて制御するようにしたものである。

「作用」 このような構成によれば、例えば第１開閉手段を直列に
接続した２つの電磁開閉弁から構成した場合には、出力
上昇時には、両電磁開閉弁を同時に開放することにより
速やかに制御圧力を上昇させることができ、他方、一定
の出力が要求された際には、その電磁開閉弁の開閉作動
を相互にオーバーラップさせてオーバーラップした間だ
け圧力流体を供給することにより、１つの電磁開閉弁を
開閉作動させる場合よりも圧力変動の小さな制御圧力を
得ることができるので、応答性に優れしかも安定した制
御圧力を得ることができるようになる。

「実施例」 以下図示実施例について本発明を説明すると、第１図に
おいて、１は図示しない車体に枢支したブレーキペダ
ル、２はそのブレーキペダル１に加えられる踏力を倍力
する倍力機構で、この倍力機構２は密封容器としてのシ
ェル３と、このシェル３内に進退動自在に設けたパワー
ピストン４と、このパワーピストン４とともに上記シェ
ル３内を前方の大気圧室５と後方の制御圧室６とに区画
するダイアフラム７とを備えている。

上記パワーピストン４の軸部筒状部4aはシェル３を気密
を保って後方側に貫通突出し、パワーピストン４に先端
を枢支した入力軸８を介して上記ブレーキペダル１に連
動しており、またこのパワーピストン４はリターンスプ
リング９により通常は後退した図示非作動位置に保持さ
れている。上記パワーピストン４の前方には出力軸10が
一体に連結固定され、この出力軸10はシェル３の前部に
取付けた図示しないマスターシリンダに連動している。

上記倍力機構２の前方の大気圧室５はシェル３に設けた
開口を介して常時大気に連通しており、また後方の制御
圧室６は本発明の圧力制御装置11を構成するリレー弁12
を介して圧縮空気の供給源13又は大気に切換え連通可能
となっている。上記リレー弁12は、後述するようにパイ
ロット室14に導入されるパイロット圧力に対応した制御
圧力を発生させ、その制御圧力を上記倍力機構２の制御
圧室６に供給するようになっている。

さらに上記圧力制御装置11は、上記パイロット室14と供
給源13とを連通および遮断する第１開閉手段15と、上記
パイロット室14と排出部としての大気とを連通および遮
断する第２開閉手段16とを備えている。これら開閉手段
15、16はコンピュータを備える制御装置17によって開閉
制御されるようになっており、その制御装置17は上記入
力軸８に加えられる入力をロードセル等の入力検出手段
18で検出するとともに、圧力検出手段19により上記パイ
ロット室14内のパイロット圧力を検出しつつ各開閉手段
15、16を制御し、入力値に対応したパイロット圧力をそ
のパイロット室14内に発生させることができるようにな
っている。

然して上記リレー弁12は、上下方向に貫通孔20を穿設し
た３つの部材からなるハウジング21と、上記貫通孔20の
中間部下方の径を拡開してその段部に形成した第１弁座
22と、上記貫通孔20内に摺動自在に嵌合してその下端部
に第２弁座23を形成したプランジャ24とを備えている。
そして上記貫通孔20の下方部に筒状の弁体25を摺動自在
に嵌合し、この弁体25とハウジング21との間に弾装した
ばね26によって弁体25の上端面を各弁座22、23に着座す
るように上方に付勢している。

したがって、上記弁体25は第１弁座22に着座する第１着
座部30と、第２弁座23に着座する第２着座部31とを有す
ることとなり、その第１着座部30と第２着座部31との中
間部分をハウジング21に形成した横方向通路32および導
管33からなる制御通路34を介して上記倍力機構２の制御
圧室６に連通させている。

また、上記第１着座部30よりも半径方向外方をハウジン
グ21に形成した横方向通路35および導管36からなる共給
通路37を介して上述した圧力流体の供給源13に連通さ
せ、さらに上記第２着座部31よりも半径方向内方を上記
弁体25の軸部に形成した通路38およびハウジング21に形
成した縦方向通路39からなる排出通路40を介して制御圧
室６内の圧力流体を排出する排出部すなわち大気に連通
させている。

さらに上記弁体25は、その中間部から下方を小径とする
ことによりその中間部に段部41を形成してあり、この段
部41を含む空間を、弁体25とハウジング21との間に張設
したダイアフラム状シール部材42と、ハウジング21に設
けられて弁体25の外周面下部に摺接するリング状シール
部材43とによって、上記供給通路37と排出通路40とから
区画した圧力室44として形成している。

そしてこの圧力室44をハウジング21に形成した横方向通
路45および縦方向通路46を介して上記制御通路34に連通
させ、かつ上記段部41の受圧面積と、上記弁体25の第１
着座部30と第２着座部31との中間部分における受圧面積
とを等しくすることにより、弁体25に加わる制御圧力が
平衡するようにしている。

次に、上記プランジャ24の上端部には一体にピストン50
を形成して上記貫通孔20内に気密を保って摺動自在に嵌
合してあり、このピストン50の上下に前述したパイロッ
ト室14と圧力室51とをそれぞれ区画形成している。そし
て下方の圧力室51はハウジング21に形成した通路52を介
して上記制御通路34内に連通させている。

上記圧力室51内に収納したばね53はピストン50とハウジ
ング21との間に弾装してあり、このばね53は、リレー弁
12の非作動状態では上記ピストン50を上昇端位置に保持
している。この状態では、ピストン50と一体のプランジ
ャ24も上昇端に位置して第２弁座23と弁体25とが離座
し、その弁体25はばね26の弾撥力により第１弁座22に着
座しているので、倍力機構２の制御圧室６は制御通路3
4、第２弁座23と弁体25との間隙および排出通路40を介
して大気に連通している。

他方、上記パイロット室14はハウジング21に形成した通
路54、導管55および前述した第１開閉手段15を介して上
記供給源13に連通させてあり、また上記導管55から分岐
させて上記第２開閉手段16を介して大気に連通させてい
る。そして本実施例では、各開閉手段15、16はそれぞれ
２つの直列に接続した電磁開閉弁15ａ、15ｂ、16ａ、16
ｂから構成している。

以上の構成において、非作動状態すなわちブレーキペダ
ル１に踏力が作用していない状態では、上記制御装置17
はその状態を入力検出手段18によって検出し、第１開閉
手段15の電磁開閉弁15ａ、15ｂを閉じ、第２開閉手段16
の電磁開閉弁16ａ、16ｂを開いてパイロット室14を大気
に連通させている。この状態では、前述したように、倍
力機構２の制御圧室６は制御通路34、第２弁座23と弁体
25との間隙および排出通路40を介して大気に連通してお
り、したがってパワーピストン４前後に圧力差が発生し
ていないので、そのパワーピストン４もリターンスプリ
ング９によって非作動位置に保持されている。

この状態からブレーキペダル１が踏込まれて入力軸８に
踏力が伝達されると、その踏力が入力検出手段18によっ
て検出され、制御装置17は第２開閉手段16の電磁開閉弁
16ａ、16ｂを閉じるとともに第１開閉手段15の電磁開閉
弁15ａ、15ｂを開いて上記パイロット室14内に圧力流体
を供給する。

上記パイロット室14内に圧力流体が導入されると、ピス
トン50およびこれと一体のプランジャ24が下方に変位さ
れるので、第２弁座23と弁体25とが着座して制御圧室６
と大気との連通を遮断し、ひき続き弁体25がばね26に抗
して下方に移動されるので弁体25は第１弁座22から離座
される。これにより供給源13から圧力流体が供給通路3
7、弁体25と第１弁座22との間隙および制御通路34を介
して倍力機構２の制御圧室６内に供給されるのでパワー
ピストン４の前後に流体圧力差が生じ、パワーピストン
４はリターンスプリング９の弾撥力に抗して前進される
ようになる。

上記パイロット室14内に導入される圧力は圧力検出手段
19によって検出されており、その圧力が上記入力に対応
した圧力に達すると、上記制御装置17は以下に詳細に述
べるように、第１開閉手段15を閉じる。一方上記制御圧
室６の圧力は通路52を通って圧力室51に導かれピストン
50を上方に附勢する。これによりプランジャ24が上方に
移動するので、弁体25が第１弁座22に着座するとともに
第２弁座23と弁体25も着座するが、このとき上記第１開
閉手段15の締切りに僅かであるが時間がかかるため上記
パイロット室14の圧力は目標の圧力より僅かに高くな
る。すると、上記第２開閉手段16を開いて上記パイロッ
ト室14の圧力を低下させる。さらに、パイロット室14内
の圧力が低下しすぎると、上記制御装置17は再び第１開
閉手段15を開くとともに第２開閉手段16を閉じてパイロ
ット室14に圧力流体を供給するようになる。

ところで本実施例では、各一対の電磁開閉弁15ａ、15ｂ
および16ａ、16ｂはそれぞれオーバーラップして開閉制
御されるようになっており、これによって上記パイロッ
ト室14の圧力変動を、したがって制御圧室６の圧力変動
を小さくするようにしている。すなわち、第２図に示す
ように、上記各開閉手段15、16をそれぞれ１つの電磁開
閉弁で構成し、かつそれら電磁開閉弁を交互に開閉制御
した際にはパイロット室14の圧力変動幅Ｐが大きくな
る。

これに対し、第３図に示すように、開閉手段15、16を構
成する２つの電磁開閉弁15ａ、15ｂおよび16ａ、16ｂを
それぞれオーバーラップして開閉制御すると、両電磁開
閉弁が同時に開いた時間Ｔの間だけ圧力流体が流通でき
るようになる。

この状態では第２図の場合に比較して、パイロット室14
内の圧力変動幅ｐは小さくなる。

したがって、制御圧室６内には上記入力軸８に加えられ
た入力に対応し、かつ各一対の相互にオーバーラップし
て開閉制御される電磁開閉弁15ａ、15ｂおよび16ａ、16
ｂの作動に伴なって小さく脈動する制御圧力が導入され
るようになる。そしてこれにより、上記パワーピストン
４およびこれと一体の出力軸10は入力に応じた出力で前
進され、出力軸10に連動する図示しないマスターシリン
ダ内にブレーキ液圧が発生してブレーキ作用が行なわれ
るようになる。

このように、圧力上昇時には両電磁開閉弁15ａ、15ｂを
開放して速やかに倍力機構２に出力を発生させることが
でき、しかも制御圧力が入力値に対応した所要の圧力と
なった際には、各電磁開閉弁15ａ、15ｂおよび16ａ、16
ｂの相互にオーバーラップした開閉制御によって圧力変
動を小さくすることができるので、応答性が良くしかも
操作者に不快感を与えることが防止できる。

なお、上記実施例では各開閉手段15、16をそれぞれ一対
の電磁開閉弁15ａ、15ｂおよび16ａ、16ｂから構成して
いるが、これに限定されるものではなく、例えば一方の
開閉手段を流路面積の異なる並列に接続した一対の電磁
開閉弁から構成し、要求される圧力上昇の程度に応じて
その並列の電磁開閉弁の一方又は双方を選択使用するよ
うにしてもよい。

さらに、上記制御装置17に車両の積載状態や減速度等の
各種の条件を入力して総合的に制御圧力を決定するよう
にしてもよいことは勿論である。

「発明の効果」 以上のように、本発明によれば、応答性に優れしかも安
定した倍力機構の出力を得ることが可能となるという効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示し、要部を断面図とした
系統図、第２図は各開閉手段をそれぞれ１つの電磁開閉
弁から構成し、かつ両者を交互に開閉制御した場合の圧
力変動幅Ｐを説明する図、第３図は本発明における圧力
変動幅ｐを説明する図である。 １……ブレーキペダル、２……倍力機構 ３……シエル、４……パワーピストン ６……制御圧室、８……入力軸 11……圧力制御装置、12……リレー弁 13……供給源、14……パイロット室 15……第１開閉手段、16……第２開閉手段 15ａ、15ｂ、16ａ、16ｂ……電磁開閉弁 17……制御装置、18……入力検出手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石川 泰毅 神奈川県横須賀市夏島町１番地 日産自動 車株式会社追浜工場内 (56)参考文献 特開 昭60−1403（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力軸に加えられる入力を検出し、その入
   力値に基く制御圧力を倍力機構の制御圧室に供給して出
   力を発生させる倍力装置の圧力制御装置であって、上記
   圧力制御装置は、パイロット室に導入されるパイロット
   圧力に対応した制御圧力を発生させてその制御圧力を上
   記倍力機構の制御圧室に供給するリレー弁と、上記パイ
   ロット室と圧力流体の供給源とを連通および遮断する第
   １開閉手段と、上記パイロット室と排出部とを連通およ
   び遮断する第２開閉手段とを備え、かつ上記第１開閉手
   段と第２開閉手段との少なくともいずれか一方を直列に
   接続した少なくとも２つの電磁開閉弁から構成し、かつ
   直列に接続した各電磁開閉弁の開閉作動を相互にオーバ
   ーラップさせて制御することを特徴とする倍力装置の圧
   力制御装置。