JPWO2013179746A1 - 液圧発生装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、液圧式ブレーキシステムに組込まれる液圧発生装置において、倍力失陥状態時に制動機能を維持しつつ、ブレーキペダルの操作を好適に行えるようにすることを課題とする。プライマリピストン７２には、サブピストン９２が摺動可能かつ液密的に配置されている。サブピストン９２には、入力ピストン９３の小径部９３ｄが摺動可能かつ液密的に配置されている。通常制動時には、ブレーキペダル２２の操作量に基づきモータ３３を駆動してプライマリピストン７２及びサブピストン９２が前進することでマスタシリンダ１９にブレーキ液圧が発生する。倍力失陥時には、ブレーキペダル２２の操作により、入力ピストン９３が前進し、その段部９３がサブピストン９２に当接することで、サブピストン９２がプライマリピストン７２から離間して前進し、入力ピストン９３とサブピストン９２との受圧面積によりブレーキ液圧が発生する。

Description

本発明は、自動車等の車両の液圧式ブレーキシステムに組み込まれてブレーキ液圧を発生させるための液圧発生装置に関する。

この種の液圧発生装置として、例えば、特許文献１に記載されたものがある。特許文献１に記載された液圧発生装置は、ブレーキ液圧を発生するマスタシリンダと、ブレーキペダルの操作に対して電動モータによってサーボ力を付与する電動倍力装置と、ブレーキペダルの操作量に応じて電動モータを制御するコントローラとを備えている。マスタシリンダには、ブレーキペダルに連結された受圧面積の小さい主ピストン、及び、電動モータによって推進される受圧面積の大きいブーストピストンが挿入され、主ピストンとブーストピストンとは相対移動可能となっている。

ブレーキペダルが操作されると、主ピストンが前進すると共に、コントローラがブレーキペダルの操作量に応じて電動モータを作動させ、ブーストピストンを前進させてマスタシリンダにブレーキ液圧を発生させる。このとき、マスタシリンダのブレーキ液圧が主ピストンを介してブレーキペダルにフィードバックされる。

万一、電気系統や機械的な失陥等により電動モータによるブーストピストンの作動が不能な倍力失陥状態となった場合、ブレーキペダルの操作により、主ピストンのみが前進してマスタシリンダにブレーキ液圧を発生させることができる。あるいは、主ピストンが所定量だけ移動したとき、ブーストピストンに当接してブーストピストンを前進させることによりマスタシリンダにブレーキ液圧を発生させることができる。これにより、万一、倍力失陥状態となった場合でも制動機能を維持することができる。

特開平１０−１３８９０９号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された液圧発生装置では次のような問題がある。電動モータが停止した状態でブレーキペダルを操作する場合、ブレーキペダルの操作により主ピストンのみが前進するものでは、受圧面積の小さい主ピストンによってブレーキ液圧を発生させるので、ブレーキペダルの操作力を小さくできる反面、必要な制動力を得るためにはブレーキペダルを大きくストロークさせる必要がある。また、主ピストンを当接させてブーストピストンを前進させるものでは、受圧面積の大きいブーストピストンによってブレーキ液圧を発生させるので、ブレーキペダルのストロークを小さくできる反面、必要な制動力を得るためには、相当に大きなブレーキペダル踏力が必要となる。

本発明は、電動モータが作動しない状態でも、ブレーキペダルの操作による制動機能を維持しつつ、ブレーキペダルの操作を好適に行うことができる液圧発生装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明に係る一の液圧発生装置は、シリンダ本体と、該シリンダ本体に挿入されたピストンと、該ピストンを駆動するアクチュエータと、前記シリンダ本体に挿入されて前記アクチュエータにより前記ピストンと共に駆動されるサブピストンと、前記シリンダ本体に挿入されてブレーキペダルに連結された入力ピストンとを備え、前記サブピストンは、前記入力ピストンの前進により、前記入力ピストンに係合して前記ピストンとは独立して前記入力ピストンと共に前進することを特徴とする。 また、本発明に係る他の液圧発生装置は、シリンダ本体と、該シリンダ本体に挿入され液圧を発生するピストンと、該ピストンを駆動するアクチュエータと、前記シリンダ本体に挿入されるサブピストンと、前記シリンダ本体に挿入されてブレーキペダルに連結された入力ピストンとを備え、前記サブピストンは、前記入力ピストンが所定量前進したときに前記入力ピストンに係合して前記入力ピストンと共に前進することで液圧を発生することを特徴とする。

本発明に係る液圧発生装置によれば、電動モータが作動しない場合でも、ブレーキペダルの操作による制動機能を維持しつつ、ブレーキペダルの操作を好適に行うことができる。

本発明の一実施形態に係る液圧発生装置が組込まれた自動車のブレーキシテムの概略構成を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る液圧発生装置の縦断面図である。 図１に示す液圧発生装置のマスタシリンダ部分の拡大縦断面図である。 図１に示す液圧発生装置の非制動時における本体部分の拡大縦断面図である。 図１に示す液圧発生装置の通常制動時における本体部分の縦断面図である。 図１に示す液圧発生装置の失陥時における制動状態を示す要部の縦断面図である。 第１実施形態に係る液圧発生装置の概念的構成を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る液圧発生装置の要部の縦断面図である。 本発明の第３実施形態に係る液圧発生装置の非制動状態を示す要部の縦断面図である。 図９の液圧発生装置の失陥時における制動状態を示す要部の縦断面図である。 本発明の第４実施形態に係る液圧発生装置の要部の縦断面図である。 本発明の第１乃第４実施形態に係る液圧発生装置のブレーキペダルストロークに対する液圧特性を示すグラフ図である。 本発明の第１乃第４実施形態に係る液圧発生装置のブレーキペダル踏力、ブレーキペダルストローク、及び、制動による車両減速度（ブレーキ液圧）の相互関係を示すグラフ図である。

１…液圧発生装置、２２…ブレーキペダル、３３…モータ（アクチュエータ）、７２…プライマリピストン、７３…シリンダ本体、９２…サブピストン、９３…入力ピストン

以下、実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本実施形態は、エンジンのみが発生するトルクに基づき走行する車両（以下エンジン車という）、エンジンと電動機の両方が発生するトルクに基づき走行するハイブリッド車、あるいは、電動機のみが発生するトルクに基づき走行する純粋な電気自動車（以下ＥＶ車という）等の車両走行システムの種類が異なる車両、あるいは、乗用車、バス、トラック等の用途が異なる車両に対して、制限されることなく、これらの車両を含むあらゆる車両に適用することができる。
以下の実施形態の説明では、代表例として、前輪駆動の乗用車、特にＥＶ車に適用した例について説明するが、エンジン車、ハイブリッド車等、異なる種類の車両にも適用が可能である。

第１実施形態について、図１乃至図６を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る液圧発生装置１が組込まれたブレーキシステム３及び走行用駆動システム４を搭載する車両２の概略構成を示すシステム図である。以下の説明において、「前方」、「後方」、「前部」、「後部」、「上方」、「下方」、「上部」、「下部」という記載及は、それぞれ車両２における方向を示すものとする。

〔走行用駆動システム〕
車両２に搭載される走行用駆動システム４は、高電圧蓄電システム５と、モータジェネレータ６と、電力変換装置７と、受電用コネクタ８と、充電装置９とを備える。高電圧蓄電システム５は、例えば数百ボルトの高電圧直流電力を蓄電する。モータジェネレータ６は、交流電力を受けて車両２を走行するためのトルクを発生するモータの機能と、車両の走行エネルギーに基づき交流電力を発生するジェネレータの機能とを有する。電力変換装置７は、高電圧蓄電システム５からの高電圧直流電力を受けてモータジェネレータ６に供給する交流電力を発生すると共に、モータジェネレータ６が発生した交流電力を直流電力に変換する。受電用コネクタ８は、外部の充電設備から電力を受電するために車両２の外装部に設けられる。充電装置９は、受電用コネクタ８を介して受電した電力に基づいて高電圧蓄電システム５を充電する。

〔走行用駆動システムの充電動作〕
操作者によって受電用コネクタ８が車外の充電設備に接続されると、交流電力が受電用コネクタ８を介して充電装置９に供給される。充電装置９は、交流電力を直流電力に変換すると共に、高電圧蓄電システム５へ供給する電流が予め定められた範囲内となるように供給する電流値を制御する。また、高電圧蓄電システム５の充電状態（以下、ＳＯＣという）を表す情報は、高電圧蓄電システム５から充電装置９へ以下で述べる情報伝送線１０を介して伝送される。充電装置９は、高電圧蓄電システム５のＳＯＣが規定値、例えば満充電に対し８０パーセントのＳＯＣに達するまで高電圧蓄電システム５の充電動作を続ける。充電装置９は、高電圧蓄電システム５のＳＯＣが規定値に達すると高電圧蓄電システム５への充電動作を停止する。また、充電装置９は、充電動作中に必要に応じて、車両２に搭載されている様々なシステムを動作させるための制御装置の電源用電力を電力供給線１１に供給する。仮に低電圧電源装置１２の電力供給が十分でない状態でも、高電圧蓄電システム５の制御装置は、上記充電装置９の制御電力を受けて正常に動作することが可能となっている。高電圧蓄電システム５は、例えばリチウムイオン二次電池を備えて高電圧直流電力を蓄電する。この場合、ＳＯＣはリチウムイオン二次電池の端子電圧から求めることができる。

〔走行時の走行用駆動システムの動作〕
車両２の走行状態における走行用駆動システム４の動作について説明する。
車両２の走行状態でモータジェネレータ６は、モータとして走行用のトルクを発生する力行運転状態と、ジェネレータとして運転し交流電力を発生する回生運転状態とを取り得る。ここで、モータジェネレータ６は、永久磁石を備えた回転子を有する永久磁石モータであってもよいし、誘導電動機であってもよい。但し、永久磁石モータの方が誘導電動機よりも小型で大きなトルクを発生することができるため、永久磁石モータが望ましい。

モータジェネレータ６の「力行運転状態」では、図示しないアクセルペダル等の操作部の操作量に基づき、図示しない制御装置は、モータジェネレータ６が発生する目標トルクを演算する。電力変換装置７の電力変換制御装置１３は、情報伝送線１０を介して目標トルクを受信し、受信した目標トルクに基づき電力変換装置７のインバータ回路１４の電力変換動作を制御する。インバータ回路１４は、高電圧蓄電システム５から高電圧の直流電力を受け、電力変換制御装置１３の制御に基づいて交流電力を発生し、モータジェネレータ６に供給する。モータジェネレータ６は、インバータ回路１４が発生した交流電力を受け、目標トルクを発生する。一方、「回生運転（回生制動）状態」では、モータジェネレータ６は、車両２の運動エネルギーを電力に変換、すなわち、ブレーキ操作による減速中に発電機として動作して高電圧蓄電システム５に電力を回生する。

モータジェネレータ６の力行運転あるいは回生運転への切り替えは、モータジェネレータ６の回転子の回転速度と交流電力による回転磁界との速度関係や位相関係を制御して行う。例えば、インバータ回路１４が、モータジェネレータ６の回転子の回転速度より早い回転磁界を発生する交流電力を発生すると、即ち回転子の磁極位置より進み位相の交流電力を発生すると、モータジェネレータ６はモータとして機能する。逆にインバータ回路１４が、モータジェネレータ６の回転子の回転速度より遅い回転磁界を発生すると、即ち交流電力を発生（回転子の磁極位置より遅れ位相の交流電力を発生）すると、モータジェネレータ６は、ジェネレータとして機能する。

インバータ回路１４は、電力変換制御装置１３により制御される。インバータ回路１４は、上アームを構成する半導体スイッチと下アームを構成する半導体スイッチとを直列に接続した直列回路を３相分並列接続することで、ブリッジ回路として構成される。インバータ回路１４は、直列回路の両端を高電圧蓄電システム５と接続し、各相の上下アームの接続点をモータジェネレータ６のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各端子にそれぞれ接続するように構成される。上下アームの導通状態を電力変換制御装置１３で制御して、上述のインバータ回路１４の制御がなされる。代表的な制御方式としては例えばＰＷＭ制御方式がある。

〔低電圧電源装置〕
車両２は、低電圧、例えば１４ボルト又は２８ボルトを基準電圧とする低電圧の直流電力を蓄電する低電圧電源装置１２と、蓄電している低電圧直流電力を供給する電力供給線１１を備えている。走行用駆動システム４と後述するブレーキシステム３には、電力供給線１１を介して低電圧電源装置１２から直流電力が供給される。低電圧電源装置１２は、制御回路の動作電源や低電圧のモータなどの電源として使用される。

低電圧電源装置１２はＤＣ−ＤＣ変換装置とバッテリとを備え、上述の高電圧蓄電システム５に蓄電されている高電圧直流電力を受け、ＤＣ−ＤＣ変換装置により低電圧の直流電圧に変換し、バッテリに蓄電する。なお、低電圧電源装置１２は、バッテリとして鉛バッテリを有し、鉛バッテリに低電圧直流電力を蓄電すると共に、電力供給線１１を介して蓄えている低電圧の直流電力を供給する。低電圧電源装置１２は、１４ボルト又は２８ボルト系のバッテリでもよいが、これとは異なる電圧系の電池でもよい。

〔車載情報ネットワーク〕
車両２には、情報を伝送するための情報伝送線１０が設けられている。この情報伝送線１０を介して、ブレーキシステム３、走行用駆動システム４及び低電圧電源装置１２が、それぞれの動作に使用する情報の送受信を行う。情報伝送線１０は、後述のＥＣＵ２０、３０に接続され、例えば時分割多重通信方式の電気信号を用いて情報を送受信する。情報伝送線１０は、車両２に搭載される図１に示していない様々な装置やシステムとも接続することができる。情報伝送線１０は、車両２内の情報ネットワークを形成する。情報伝送線１０は、情報の伝送方式として、例えばＣＡＮ方式を使用することができる。電気信号の形式はシリアル通信でもよいし、ＦｌｅｘＲａｙ、ＬＡＮ等の多重通信でもよい。なお、電力供給線１１および情報伝送線１０は、万一の失陥に備えて多重化してもよい。例えば、電力供給線１１の電力線が、独立した２系統からなり、おのおのが電力供給源となる蓄電手段あるいは発電手段を備えた構成でもよい。また、情報伝送線１０が独立した２系統からなるものでもよい。

〔ブレーキシステムの構成〕
車両２のブレーキシステム３は、液圧発生装置１と、液圧制御ユニット１６と、各車輪に対して制動力を発生するホイールシリンダ１７とを有する。ホイールシリンダ１７は、４つの車輪にそれぞれ設けられ、液圧によって制動力を発生する公知のディスクブレーキ、ドラムブレーキ等の液圧ブレーキとすることができる。液圧発生装置１は、車両２のエンジンルームと車室とを区画する隔壁であるダッシュパネル１８に取付けられている。液圧発生装置１は、電動倍力装置１５と、マスタシリンダ１９と、制御装置２０とを備えている。電動倍力装置１５の入力ロッド２１は、車室内に延出し、ブレーキペダル２２に機械的に連結されて操作者によるブレーキペダル２２の操作により変位する。

操作者によるブレーキ操作量は、ブレーキペダル２２の変位として入力ロッド２１に伝達されて、入力ロッド２１の軸方向の変位として電動倍力装置１５に伝達される。また、ブレーキペダル２２の変位は、ストロークセンサ２３により検出され、電気信号に変換されて、情報伝送線１０を介して、制御装置２０（以下、ＥＣＵ２０という）に伝達される。なお、図示の例では、ストロークセンサ２３は、情報伝達線１０に接続されているが、ノイズの影響を低減するため、情報伝達線１０を介さずに直接ＥＣＵ２０に接続して検出信号を伝達するようにしてもよい。また、ストロークセンサ２３は、ブレーキペダル２２の変位を検出するように設けられているが、入力ロッド２１の変位、若しくは、後述する入力部材３１の変位を検出するようにしてもよい。また、操作者によるブレーキ操作量は、ブレーキペダル２２への踏力を検出する踏力センサにより検出するようにしてもよい。

ＥＣＵ２０はブレーキペダル２２の操作量である変位や踏力に基づいて、電動倍力装置１５を制御してマスタシリンダ１９のピストンを推進する。マスタシリンダ１９は、制動力を発生するためにホイールシリンダ１７に供給するブレーキ液圧を発生する。液圧発生装置１が発生するブレーキ液圧は、２系統のアクチュエーション管路２４、２５を介して液圧制御ユニット１６に伝達される。液圧制御ユニット１６は、２系統のアクチュエーション管路２４、２５を介して供給されるブレーキ液圧に基づき、各車輪のホイールシリンダ１７にブレーキ液圧を供給する。液圧制御ユニット１６のブレーキ液圧は、４系統のファンデーション管路２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄを介して各車輪のホイールシリンダ１７に伝達されてそれぞれの車輪で制動力を発生する。また、液圧制御ユニット１６は、これ自体でブレーキ液圧を発生させることができ、各ホイールシリンダ１７に供給し、そのブレーキ液圧を制御することができる。これにより、車両２の走行状態、運転状態等に応じて液圧制御ユニット１６の作動を制御してブレーキ液圧を加圧、減圧及び保持することにより、アンチロックブレーキ制御（ＡＢＳ）、トラクション制御、あるいは、アンダーステア及びオーバーステア等を抑制する車両姿勢安定化のブレーキ制御が可能となる。

液圧制御ユニット１６には、内部の電動機、電磁弁等の作動を制御するための制御装置３０（以下、ＥＣＵ３０という）が設けられている。液圧発生装置１及び液圧制御ユニット１６のＥＣＵ２０、３０は、低電圧電源装置１２から電力供給線１１を介して直流電力を受け、直流電力を交流電力に変換し、交流電力を電動機に供給する。ＥＣＵ２０、３０は、供給する交流電力を制御して、電動機の回転方向や回転トルクを制御することができる。図１に示す例では、液圧発生装置１の電動倍力装置１５とＥＣＵ２０とが、互いに分離して図示されている。また、液圧制御ユニット１６のハウジング２７とＥＣＵ３０とが互いに分離して図示されている。しかし、これらのＥＣＵ２０、３０は、それぞれ電動倍力装置１５、ハウジング２７と一体構造としてもよい。これらは、一体構造とすることにより、省スペース化を図ることができ、また、図示のように別体構造とすることにより組み立ての簡易化を期待することができる。

また、ＥＣＵ２０、３０は、回生制動時には、次のようにして回生協調制御を実行する。回生制動時には、モータジェネレータ６の回生運転により運動エネルギーが電力に変換される分だけ車両２に制動力が発生する。ＥＣＵ２０、３０は、ブレーキ液圧による制動力が、回生が無い場合に比較して回生によって発生した制動力に相当する分だけ小さくなるように液圧発生装置１又は液圧制御ユニット１６を制御して回生協調制御を実行する。回生協調制御を行うために、電力変換制御装置１３は、回生量、あるいは回生量に相当する制動力、トルク、ブレーキ液圧などの情報を、直接または情報伝送線１０を介して回生制動要求としてＥＣＵ２０、３０へ伝達する。

〔液圧制御装置の構成〕
図２乃至図４に示すように、液圧発生装置１は、ブレーキ液圧を発生するマスタシリンダ１９と、マスタシリンダ１９に結合されてマスタシリンダ１９を作動させる電動倍力装置１５とから構成されている。

電動倍力装置１５は、入力部材３１と、電動で回転するモータ３３と、ボールネジ機構３４と、これらを収容するハウジング３２とを備えている。ハウジング３２は、アルミニウム合金等で形成され、マスタシリンダ１９側のフロントハウジング３５と、ブレーキペダル２２側のリアハウジング３６と、これらの間に結合される中間ハウジング３７とを有する３分割構造となっている。本実施形態においては、モータ３３とボールネジ機構３４とからアクチュエータが構成されている。

フロントハウジング３５は、略有底円筒状で底部にマスタシリンダ１９の開口端部が嵌合する小径円筒部３５ａが形成されている。小径円筒部３５ａは、内周面に環状溝であるシール溝３５ｂが形成されている。シール溝３５ｂには、カップ状のシール部材３８が装着されている。フロントハウジング３５の開口側が中間ハウジング３７の一端部に結合されている。中間ハウジング３７は、フロントハウジング３５の側方に配置されたモータケース４１が結合されて、モータケース４１と共にモータ３３を収容する。また、中間ハウジング３７には、２本のスルーボルト４８（１本のみ図示）が圧入、固定され、このスルーボルト４８をフロントハウジング３５及びマスタシリンダ１９に挿通してナット４９を螺着することによって、これら、中間ハウジング３７、フロントハウジング３５及びマスタシリンダ１９が固定されている。中間ハウジング３７の他端部には、リアハウジング３６が結合されている。リアハウジング３６は、その後端部がダッシュパネル１８に固定される。リアハウジング３６の後端部には、突出形成された円筒部３６ａが設けられ、円筒部３６ａはダッシュパネル１８を貫通して車室内に延ばされている。

ハウジング３２の内部には、リアハウジング３６の円筒部３６ａの外方からマスタシリンダ１９にかけて入力部材３１が挿入されている。入力部材３１は、入力ロッド２１、プランジャロッド９０及び入力ピストン９３を備えている。入力ロッド２１は、基端部のクレビス２１ａによってブレーキペダル２２に連結される。

プランジャロッド９０は、その基端部が入力ロッド２１の先端部に揺動可能に連結される。入力ピストン９３は、その基端部がプランジャロッド９０の先端部に当接し、先端部がサブピストン９２を挿通してマスタシリンダ１９内に臨んで配置される。

なお、入力ピストン９３へのブレーキペダル２２の連結は、上記のように機械的に連結してもよく、または、ワイヤで連結してもよい。また、ブレーキペダル２２により発生した液圧によって入力ピストン９３を動かすように液圧で連結してもよく、要は、ブレーキペダル２２の操作力を入力ピストン９３に伝達する構造であればよい。

サブピストン９２は、円筒形状で、内周部が入力ピストン９３の先端の小径部９３ｄに摺動可能かつ液密的に外嵌されてマスタシリンダ１９内に挿入されるようになっている。リアハウジング３６の円筒部３６ａには、図２に示す（他の図面では省略）ようにプランジャ９０の変位を検出するストロークセンサ２３が設けられている。本実施形態においてストロークセンサ２３は、操作者によるブレーキ操作量、言い換えれば、ブレーキペダル２２の変位、若しくは、入力ロッド２１の軸方向の変位を検出するようになっている。

プランジャロッド９０は、リアハウジングの３６の円筒部に３６ａによって軸方向に沿って摺動可能に案内され、中間部に形成された大径のフランジ部９０ｂが円筒部３６ａに形成されたストッパ３６ｂに当接することで後退位置が規定されている。 入力ピストン９３は、先端側の小径部９３ｄ、基端側の中径９３ａ及び中径部９３ａに形成された大径のフランジ部９３ｂを有する段付形状となっており、小径部９３ｄと中径９３ａとの間の段部９３ｅがサブピストン９２の後端部に当接可能に形成されている。また、サブピストン９２の後端部とフランジ部９３ｂとの間には、圧縮コイルスプリングであるバネ１００が介装されている。このバネ１００は、入力ピストン９３と後述するピストン９２とが相対変位した際のペダル反力を調整するものとなっている。

モータ３３は、ＥＣＵ２０からの制御電流によって作動して電動倍力装置１５に駆動力を提供する。モータ３３は、出力軸４２、ロータ４３、マグネット４４、ステータ４５及びこれらを収容するモータケース４１等を有するブラシレスＤＣモータとなっている。出力軸４２の先端部には、モータ３３の出力をボールネジ機構３４に伝達するための歯付のプーリ４６が取付けられている。モータ３３は、出力軸４２の回転を検出して検出信号をＥＣＵ２０、３０に送信する回転検出器としてのレゾルバ４７を有する。なお、回転検出器として本実施形態では、レゾルバ４７を使用しているが、ロータリエンコーダやホール素子等を用いてもよい。また、モータ３３は、本実施形態のブラシレスＤＣモータのほか、ブラシ付ＤＣモータ、ＡＣモータ等とすることができるが、制御性や静粛性や耐久性等の観点からはＤＣブラシレスモータが望ましい。

ボールネジ機構３４は、プライマリピストン７２と同軸上に配置された円筒状の直動部材５５と、直動部材５５が挿入された円筒状の回転部材５７と、これらの間に形成された螺旋状のネジ溝５５ａに装填された複数の転動体であるボール５６（鋼球）とを備えている。直動部材５７は、リアハウジング３６の円筒部３６ａ内に挿入されてハウジング３２内で軸方向に沿って移動可能、かつ、軸回りに回転しないように支持されている。回転部材５７は、ハウジング３２内で一対のベアリング５１によって軸回りに回転可能かつ軸方向に移動しないように支持されている。そして、ボールネジ機構３４は、モータ３３の駆動力によって回転部材５７を回転させることにより、ネジ溝５５ａ内をボール５６が転動して直動部材５５が軸方向に移動するようになっている。

直動部材５５の前端部は、図４に示すように、大径のフランジ状のバネ受６１がＣリング６３によって結合されている。バネ受６１は、フロントハウジング３５内に配置され、スルーボルト４８が摺動可能に挿通されて軸方向に沿って移動可能に案内されると共に軸回りに回転しないように支持されている。これにより、回転部材５７を軸回りに回転しないように支持している。また、バネ受６１は、プライマリピストン７２の後端部にリテーナ６１ａによって連結されている。フロントハウジング３５内には、フロントハウジング３５の底部とバネ受６１との間に圧縮コイルバネであるリターンスプリング６２が介装されて、バネ受６１及びリテーナ６１ａを介して直動部材５５を後退位置へ向けて付勢している。直動部材５５の後退位置は、リターンスプリング６２の付勢によってばね受６１が中間ハウジング３７に当接することにより規定されるようになっている。直動部材５５は、モータ３３の駆動力が伝達されない状態の時には、リターンスプリング６２の付勢力によって後退位置に復帰するようになっている。直動部材５５内には、入力部材３１のプランジャロッド９０及び入力ピストン９３が移動可能に配置されるようになっている。

回転部材５７の軸方向中間部の外周側には、歯付プーリであるプーリ５８がスプライン結合等によって取付けられている。このプーリ５８と、モータ３３の出力軸４２に取付けられた歯付のプーリ４６との間に歯付ベルトであるゴム製のベルト５３が巻装されている。これらにより、ベルト伝動機構が構成され、モータ３３によって回転部材５７が所定の減速比で回転駆動される。

なお、ベルト伝動機構として、歯付のベルト及びプーリを用いず、Ｖベルト及びＶプーリ等や金属ベルト、樹脂ベルトを用いてもよいが、本実施形態のように歯付のベルト及びプーリとすることが、伝達効率の向上及び低騒音化の観点で望ましい。また、ベルト伝動機構の代りに、歯車伝動機構、チェーン伝動機構等の他の公知の伝動機構を用いることができ、あるいは、伝達機構を介さずにモータによって回転部材５７を直接駆動（ダイレクトドライブ）するようにしてもよい。また、ベルト伝動機構に、歯車減速機構等の減速機構を組み合わせて設けて減速比を調整するようにしてもよい。さらに、ベルト伝動機構に、歯車減速機構等の減速機構を併設して設け、この減速機構をベルトが切断した際のバックアップとして用いてもよい。

マスタシリンダ１９は、タンデム型であり、有底筒状に形成されたシリンダ本体７３の内部のシリンダボア７４内に、円筒状のプライマリピストン７２及び有底円筒状のセカンダリピストン７１が軸方向に直列に配置されている。シリンダボア７４内における、プライマリピストン７２とセカンダリピストン７１との間には、プライマリ室７６が形成され、また、セカンダリピストン７１とシリンダ本体７３の底部との間には、セカンダリ室７５が形成されている。プラマリピストン７２には、サブピストン９２が摺動可能かつ液密的に挿入され、サブピストン９２には、入力ピストン９３の小径部９３ｄが摺動可能かつ液密的に挿入されている。サブピストン９２の前端部は、フランジ状の大径部９８が形成され、この大径部９８の後端部にプライマリピストン７２の前端部が当接している。大径部９８の外周部は、シリンダボア７４との間に隙間が形成されるようになっている。

シリンダ本体７３の側壁の上部には、プライマリ室７６及びセカンダリ室７５にそれぞれ連通するリザーバポート７３ｂ、７３ａが設けられている。これらのリザーバポート７３ｂ、７３ａには、ブレーキ液を貯留するリザーバ７７が接続されている。図３に示すように、シリンダ本体７３のシリンダボア７４に形成された内周溝には、その軸方向において各リザーバポート７３ｂ、７３ａを挟むように一対のピストンシール８１、８２及び７９、８０がそれぞれ装着されている。ピストンシール８１、８２及び７９、８０は、シリンダボア７４とプライマリ及びセカンダリピストン７２、７１との間をシールしている。 プライマリピストン７２の側壁及びセカンダリピストン７１の円筒部の側壁には、それぞれ径方向に貫通するピストンポート９５ａ、７１ａがそれぞれ複数、形成されている。

プライマリピストン７２に形成された内周溝には、軸方向においてピストンポート９５ａを挟むように一対のピストンシール９６、９７ａが装着されて、サブピストン９２との間をシールしている。また、ピストンシール９７ａの後端側には、ピストンシール９７ｂが設けられており、ピストンシール９７ａの失陥時の補償を行うようになっている。サブピストン９２の側壁には、径方向に貫通する複数のピストンポート９５ｂが形成されている。サブピストン９２の内周部には、ピストンシール１０３が装着されてサブピストン９２と入力ピストン９３の小径部９３ｄとの間をシールしている。ピストンシール１０３は、ピストンポート９５ｂに対してサブピストン９２の後端側に配置されており、カップシール１０３ａとＯリング１０３ｂとを有し、これらの間には、Ｏリング１０３ｂの格納部位を形成するためのカラー１０３ｃが配置されている。ピストンポート９５ｂは、入力ピストン９３の位置にかかわらず、プライマリ室７６に常時連通するようになっている。

プライマリ室７６内には、一端がセカンダリピストン７１に当接し、他端がサブピストン９２に当接する圧縮コイルバネである大径の戻しバネ９９ａ及び小径の戻しバネ９９ｂが配置されている。戻しバネ９９ａ及び９９ｂは、そのバネ力により、プライマリピストン７２及びサブピストン９２を後退位置へ向けて付勢しており、サブピストン９２の大径部９８をプライマリピストン７２の前端部に当接させている。小径の戻しバネ９９ｂには伸縮可能なリテーナ１０２が挿入され、リテーナ１０２によって戻しバネ９９ｂが所定の圧縮状態で保持され、そのバネ力に抗して圧縮可能となっている。大径の戻しバネ９９ａは、プライマリピストン７２を直接、後退位置へ向けて付勢するようになっている。一方、小径の戻しバネ９９ｂは、サブピストン９２を後退位置へ向けて付勢することで、サブピストン９２の大径部９８をプライマリピストン７２の前端部に当接させるとともに、このサブピストン９２の大径部９８を介してプライマリピストン７２を後退位置へ向けて付勢するようになっている。また、セカンダリ室７５には、一端がシリンダ本体７３の底部に当接し、他端がセカンダリピストン７１に当接する戻しバネ１０６が配置されている。戻しバネ１０６は、そのバネ力により、セカンダリピストン７１を後退位置へ向けて付勢している。戻しバネ１０６には、伸縮可能なリテーナ１０２ａが挿入され、リテーナ１０２ａによって戻しバネ１０６が所定の圧縮状態で保持され、そのバネ力に抗して圧縮可能となっている。

そして、図３及び図４に示すように、プライマリ及びセカンダリピストン７２、７１、並びに、サブピストン９２が後退位置にあるとき、プライマリピストン７２のピストンポート９５ａは一対のピストンシール８１、８２の間に配置され、サブピストン９２のピストンポート９５ｂは一対のピストンシール９６、９７の間に配置される。このとき、リザーバ７７とプライマリ室７６とがリザーバポート７３ｂ及びピストンポート９５ａ、９５ｂを介して連通される。また、セカンダリピストン７１のピストンポート７１ａは、一対のピストンシール７９、８０の間に配置される。このとき、リザーバ７７とセカンダリ室７５とがリザーバポート７３ａ及びピストンポート７１ａを介して連通される。これにより、ブレーキパッドの摩耗等に対して、リザーバ７７からプライマリ室７６及びセカンダリ室７５に適宜ブレーキ液を供給して、各ホイールシリンダ１７にブレーキ液を補充する。

図５に示すように、プライマリピストン７２及びサブピストン９２が前進してプライマリピストンのピストンポート９５ａが一方のピストンシール８１を越えて前進し、セカンダリピストン７１が前進してそのピストンポート７１ａが一方のピストンシール７９を越えて移動すると、リザーバポート７３ｂ、７３ａとピストンポート９５ａ、７１ａとの間が、それぞれピストンシール８１、７９によって遮断される。これにより、プライマリ室７６及びセカンダリ室７５がリザーバ７７から遮断されて、プライマリ及びセカンダリピストン７２、７１の前進に伴って、プライマリ室７６及びセカンダリ室７５が加圧されていくことになる。

また、図６に示すように、プライマリピストン７２が後退位置にあり、サブピストン９２が入力ピストン９３と共に前進し、サブピストン９２のピストンポート１８がプライマリピストン７２の一方のピストンシール９６を越えて移動すると、ピストンシール９６によりプライマリピストン７２のピストンポート９５ａがプライマリ室７６から遮断される。これにより、プライマリ室７２とリザーバ７７との連通が遮断されて、入力ピストン９３及びサブピストン９２の前進によりプライマリ室７６が加圧される。

プライマリ室７２に対して、プライマリピストン７２の受圧面積Ａは、外周側のピストンシール８１と内周側のピストンシール９６とによって規定される。サブピストン９２の受圧面積Ｂは、外周側のピストンシール９６と内周側のピストンシール１０３によって規定される。また、入力ピストン９３の受圧面積Ｃは、外周側のピストンシール１０３によって規定される。そして、プライマリピストン７２、サブピストン９２及び入力ピストン９３の受圧面積Ａ、Ｂ及びＣの関係はＡ＞Ｂ＞Ｃとなっている。

プライマリ室７６、セカンダリ室７５Ｂは、２系統のアクチュエーション管路２５、２４（図１参照）を介して同じブレーキ液圧を液圧制御ユニット１６に供給する。このように２系統のアクチュエーション管路２５、２４を備えていることで、万一、アクチュエーション管路２５、２４の一方が失陥した場合でも、他方に液圧が供給されるので、制動機能を維持することができる。

なお、ピストンシール７９、８０、８１、８２、９６、９７及び１０３には、断面Ｃ形や断面Ｅ形のカップシール等を適宜用いることができる。また、本実施形態では、ピストンシール７９、８０、８１、８２は、シリンダ本体７３に形成した内周溝内に配置しているが、シリンダ本体７３内に別体のスリーブを複数設けて形成したシール溝内に配置するようにしてもよい。本実施形態では、ピストンシール９７を２箇所に設けた二重シールとして気密性及び信頼性を高めているが、ピストンシール９７は、必要な気密性及び信頼性が得られるように、１箇所又は３箇所以上設けてもよい。また、本実施形態では、プライマリピストン７２の内周部にピストンシールのシール溝（内周溝）を設けているが、これらのシール溝を省略し、代りに、サブピストン９２の外周部にシール溝（外周溝）を設けてピストンシールを収容するようにしてもよい。この場合、サブピストン９２に溝加工を集中することになり、プライマリピストン７２の加工工数を減らすことができる。

〔液圧発生装置の作動〕
次に液圧発生装置１の作動について図２乃至図７を参照して説明する。なお、以下の説明において、セカンダリピストン７１は、プライマリピストン７２若しくはサブピストン９２の移動に応じて移動するものとなっているため、その作動に関する説明を省略する。また、図７は、液圧発生装置１の概念的構成を図示して、その作動原理を示すものである。

（非制動状態時）
非制動状態では、図２乃至４に示すように、プライマリピストン７２は、リターンスプリング６２のバネ力によりボールネジ機構３４の直動部材５５と共に後退位置にある。また、サブピストン９２は、戻しバネ９９ａ、９９ｂ、１０６のバネ力により、大径部９８の端部がプライマリピストン７２の前端部に当接して位置決めされる後退位置にある。そして、入力ピストン９３は、バネ１００のバネ力によりプランジャロッド９０に当接し、プランジャロッド９０のフランジ部９０ｂがリアハウジング３６の円筒部３６ａのストッパ３６ｂに当接して位置決めされる後退位置にある。上述したように、この非制動状態においては、リザーバ７７とプライマリ室７６とがリザーバポート７３ｂ及びピストンポート９５ａ、９５ｂを介して連通されているので、プライマリ室７６は大気圧状態となっている。

（通常制動時）
図５に示すように、ブレーキペダル２２が操作されて入力ロッド２１及びプランジャロッド９０を介して入力ピストン９３が前進すると、プランジャ９０の変位、すなわち入力部材３１の変位がストロークセンサ２３によって検出される。この検出信号を受けたＥＣＵ２０は、入力部材３１の変位に基づく目標位置にプライマリピストン７２を到達させるためにモータ３３を駆動し、回転検出器であるレゾルバ４７の検出に応じてモータ３３の回転をフィードバック制御する。なお、レゾルバ４７に代えて、直動部材５５の位置を検出する図示しない変位センサ、または、マスタシリンダ１９の液圧を検出する図示しない液圧センサ等の検出に基づいてモータ３３を制御するようにしてもよい。モータ３３の回転により、プーリ４６、５８及びベルト５３を介してボールネジ機構３４の回転部材５７が駆動されて直動部材５５が前進することで、プライマリピストン７２が推進する。このとき、サブピストン９２は、その大径部９８がプライマリピストン７２の前端部に当接しているので、プライマリピストン７２と共に前進する。これにより、マスタシリンダ１９のプライマリ室７６は、入力ピストン９３（受圧面積Ｃ）、プライマリピストン７２（受圧面積Ａ）及びサブピストン９２（受圧面積Ｂ）によって加圧される。マスタシリンダ１９で発生したブレーキ液圧は、２系統のアクチュエーション管路２４、２５によって液圧制御ユニット１６に供給され、更に、４系統のファンデーション管路２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄを介して各車輪のホイールシリンダ１７に供給されて制動力を発生させる。

マスタシリンダ１９のプライマリ室７６の液圧は、入力ピストン９３（受圧面積Ｃ）を介してブレーキペダル２２に反力としてフィードバックされる。この反力がフィードバックされることにより、プライマリピストン７２、サブピストン９２及び入力ピストン９３の受圧面積Ａ、Ｂ及びＣの合計面積に対する入力ピストン９３の受圧面積Ｃの比率に基づき電動倍力装置１の基本的な入出力特性が決定されるようになっている。また、入力ピストン９３とプライマリピストン７２及びサブピストン９２との相対位置を調整することにより、バネ１００のバネ力により入力ピストン９３（すなわちブレーキペダル２２）に対する反力を加減して入出力特性を制御することができる。このとき、入力ピストン９３に対して、プライマリピストン７２の位置を前方に調整することにより入力に対する出力の度合いが大きくなり、後方に調整することにより入力に対する出力の度合いが小さくなる。これにより、倍力制御、ブレーキアシスト制御、車間車両安定性制御、車間制御、回生協調制御等の種々のブレーキ制御を実行することができる。

ブレーキペダル２２の踏込みを解除すると、入力ピストン９３、プライマリピストン７２、及びサブピストン９２が図２乃至４に示す後退位置に後退して、マスタシリンダ１９のブレーキ液圧が解除され、ホイールシリンダ１７の液圧が解除されて制動が解除される。

（回生制動時）
車両２の減速時に車輪の回転によってモータジェネレータ６を発電機として作動させることにより、動力系における制動力である回生制動力を発生しつつ、車両２の運動エネルギーを電気エネルギーに変換して回収する回生制動を実行することができる。このとき、ＥＣＵ２０は、ブレーキペダル２２の操作量に対するモータ３３の制御量を変化させることにより、回生制動力に対応する液圧分だけマスタシリンダ１９の液圧を減圧して、ブレーキペダル２２の操作量に応じた所望の制動力を得る。詳細には、回生制動時にＥＣＵ２０は、通常制動時に比して、マスタシリンダ１９の液圧を減圧する分だけモータ３３によるプライマリピストン７２の前進量を小さく、すなわち、プライマリピストン７２の目標位置を通常制動時の目標位置よりも後退側（ブレーキぺダル２２側）に設定してモータ３３を制御する。このとき、通常制動時に比べてサブピストン９２の後端部とフランジ部９３ｂとの間隔が小さくなるので、通常制動時に比べて入力ピストン９３へのバネ１００のバネ力が大きくなり、マスタシリンダ１９の減圧により減少する液圧反力を補完してブレーキペダル２２の操作力を適正化するようにしている。

（倍力失陥時）
ＥＣＵ２０、モータ３３、あるいは、ボールネジ機構３４等の失陥によりボールネジ機構３４の直動部材５５が後退位置から前進できなくなった場合、すなわち、倍力失陥時について図６を参照して説明する。操作者のブレーキペダル２２の操作により、先ず、入力ロッド２１、プランジャロッド９０及び入力ピストン９３が前進する。この場合、モータ３３は作動することができず、ボールネジ機構３４の直動部材５５は前進せず、プライマリピストン７２及びサブピストン９２も前進しない。このとき、入力ピストン９３の段部９３ｅがサブピストン９２の後端部に当接するまでは、マスタシリンダ１９のプライマリ室７６が、ピストンポート９５ａ、９５ｂを介してリザーバ７７に連通されたままとなっているので、マスタシリンダ１９はブレーキ液圧を発生しない。入力部材３１の前進が続いて入力ピストン９３の段部９３ｅがサブピストン９２の後端部に当接すると、サブピストン９２が、入力ピストン９３と共に移動する。これにより、大径部９８がプライマリピストン７２の前端部から離間してプライマリピストン７２から独立して前進する。そして、入力部材３１の前進により、サブピストン９２のピストンポート９５ｂがピストンシール９６を超える位置までサブピストン９２が移動すると、プライマリ室７６がリザーバ７７から遮断され、プライマリ室７６は、入力ピストン９３及びサブピストン９２によって加圧される。

このようにして、倍力失陥時においてもブレーキペダル２２の操作、すなわち、操作者の踏力により、ブレーキ液圧を発生させることができ、制動機能を維持することができる。このとき、入力ピストン９３とサブピストン９２が、入力ピストン９３の受圧面積Ｃとサブピストン９２の受圧面積Ｂとの合計面積（Ｂ＋Ｃ）でプライマリ室７６を加圧してブレーキ液圧を発生させる。したがって、従来の受圧面積の小さい入力ピストン（例えば、本実施形態における受圧面積Ｃ）のみによりブレーキ液圧を発生させる場合、あるいは、入力ピストン及びプライマリピストンによってマスタシリンダの全断面積を受圧面積としてブレーキ液圧を発生させる場合に比して、適度な受圧面積によってブレーキ液圧を発生させることができる。このため、ブレーキペダル２２の操作力及びストロークを好適に行うことができる。
なお、上記は失陥によりボールネジ機構３４の直動部材５５が後退位置から前進できなくなった場合として説明したが、失陥ではくとも、制御則としてボールネジ機構３４を移動させない場合においても、本実施の形態の構造は同様に作用して、ブレーキペダル２２の操作力及びストロークを好適に行うことができる。

詳細には、従来技術においては、電気系統や機械的な失陥等により電動モータによるブーストピストンの作動が不能な倍力失陥状態となった場合、制動機能を維持するために、次の２通りの構造がある。（１）ブレーキペダルの操作により、主ピストンのみを前進させてマスタシリンダにブレーキ液圧を発生させる。（２）ブレーキペダルの操作により、主ピストンが所定量だけ移動したとき、主ピストンをブーストピストンに当接させるようにしてブーストピストンを前進させることによりマスタシリンダにブレーキ液圧を発生させる。

上記構造（１）においては、受圧面積の小さい主ピストンによってブレーキ液圧を発生させるので、ブレーキペダルの操作力を小さくできる反面、必要な制動力を得るためにはブレーキペダルを大きくストロークさせる必要がある。このため、倍力失陥時に備えてブレーキペダルのストロークを大きくしておく必要があり、このようにしてしまうと、通常制動時のブレーキペダルの操作がし辛くなってしまう。また、運転者が座席に座った状態でブレーキペダルを操作できるストロークは限られているため、操作ストロークが足りなくなってしまう場合がある。

また、上記構造（２）においては、圧面積の大きいブーストピストンによってブレーキ液圧を発生させるので、ブレーキペダルのストロークを小さくできる反面、必要な制動力を得るためには、相当に大きなブレーキペダル踏力が必要となる。このため、運転者が非力である場合には、充分な制動を行えない可能性がある。また、機械的な失陥によってブースタピストンの摺動性が悪化してしまっているような場合には、さらに大きなブレーキペダル踏力が必要となってしまう。

このような従来構造（１）、（２）に対して、上記実施形態においては、シリンダ本体７３に挿入されてアクチュエータであるモータ３３によりプライマリピストン７２と共に駆動されるサブピストン９２は、入力部材３１の前進により、前記入力部材３１に係合して前記プライマリピストン７２とは独立して前記入力ピストン３１と共に前進するようになっている。このため、倍力失陥状態となった場合でも、ブレーキペダルの操作による制動機能を維持しつつ、ブレーキペダルの操作を好適に行うことができる。

なお、プライマリピストン７２、サブピストン９２及び入力ピストン９３の受圧面積Ａ、Ｂ及びＣの関係は、必ずしもＡ＞Ｂ＞Ｃでなくてもよく、通常制動時において所望の倍力を得ることができ、また、失陥時においてブレーキペダル２２の操作力及びストロークを適正化できるように、適宜設定すればよい。

次に、本発明の第２実施形態について、図８を参照して説明する。
なお、本実施形態に係る液圧発生装置は、上記第１実施形態に対して、プライマリピストン７２及びサブピストン９２の構造が異なる以外は概して同様の構造である。図８にはマスタシリンダ１９及び入力部材３１の部分のみを図示し、上記第１実施形態に対して、同様の部分には同じ参照符号を用いて、異なる部分について適宜説明する。

本第２実施形態に係る液圧発生装置において、サブピストン９２は、その後端部９２ａがボールネジ機構３４の直動部材５５の前端部５５ｂに直接当接するようになっている。したがって、サブピストン９２は、第１実施形態のように、前端部側に大径部９８が設けられておらず、軸方向においてプライマリピストン７２に当接するようにはなっていない。また、プランジャロッド９０は省略されて、入力ロッド２１と入力ピストン９３とが直接連結されるようになっている。

このような構造により、通常制動時（回生制動時を含む）には、直動部材５５によってプライマリピストン７２と共にサブピストン９２を前進させて、上記第１実施形態と同様に、プライマリピストン７２とサブピストン９２とにより、マスタシリンダ１９のプライマリ室７６を加圧する。また、倍力失陥時には、入力ピストン９３の段部９３ｅによりサブピストン９２の後端部９２ａを押圧することにより、サブピストン９２を直動部材５５から離間してプライマリピストン７２とは独立して前進させて、入力ピストン９３及びサブピストン９２によってプライマリ室７６を加圧する。その結果、上記第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

なお、上記実施形態においては、電動で回転するモータ３３とボールネジ機構３４とでアクチュエータを構成した電動倍力装置を例にして説明したが、リニアモータを用いた電動倍力装置を用いた液圧発生装置に本実施形態の構造を適用してもよい。また、電動倍力装置に限らず、ピストンを用いた液圧発生装置であれば、油圧倍力装置や制御型の気圧式倍力装置を用いた液圧発生装置に本実施形態の構造を適用してもよい。

上述の各実施形態の液圧発生装置においては、シリンダ本体と、該シリンダ本体に挿入され液圧を発生するピストンと、該ピストンを駆動するアクチュエータと、前記シリンダ本体に挿入されて前記アクチュエータにより前記ピストンと共に駆動されるサブピストンと、前記シリンダ本体に挿入されてブレーキペダルに連結された入力ピストンとを備え、前記サブピストンは、前記入力ピストンの前進により、前記入力ピストンに係合して前記ピストンとは独立して前記入力ピストンと共に前進することで液圧を発生する構成となっている。

このような構成によれば、液圧発生装置が倍力失陥状態となった場合でも、ブレーキペダルの操作による制動機能を維持しつつ、ブレーキペダルの操作を好適に行うことができる。 また、上記構成の液圧発生装置においては、入力ピストンは液圧を発生する構成となっている。

上述の各実施形態の液圧発生装置においては、前記シリンダ本体には液圧室が設けられ、前記サブピストンは、前記液圧室の液圧を受圧する外側寸法が、前記ピストンよりも小さく、かつ、前記入力部材よりも大きくなっている。

このような構成によれば、前記サブピストンの受圧面積を適正なものとすることでき、液圧発生装置が倍力失陥状態となった場合でも、ブレーキペダルの操作による制動機能を維持しつつ、ブレーキペダルの操作を好適に行うことができる。

上述の第１実施形態の液圧発生装置においては、前記サブピストンは、前記アクチュエータが駆動したときに前記ピストンにより移動するように構成されている。

上記構成の液圧発生装置においては、前記サブピストンは戻しばねにより前記ピストンに付勢される構成となっている。

上述の第１実施形態の液圧発生装置においては、前記サブピストンは、前記ピストンの前記液圧室に臨む先端側に当接するように構成されている。

上述の第２実施形態の液圧発生装置においては、前記アクチュエータには、前記ピストンを推進する直動部材が設けられ、前記サブピストンは、前記アクチュエータが駆動したときに前記直動部材により移動するように構成されている。

上述の各実施形態の液圧発生装置においては、前記ピストンと、前記サブピストンと、前記入力ピストンとは、同軸上に配置されている。

上述の第１実施形態の液圧発生装置においては、前記入力ピストンと前記サブピストンとの間には、これらの間の相対変位に対してバネ力を付与するバネ手段が介装されている。

このような構成によれば、バネ手段によって、入力ピストンとピストンとが相対変位した際のペダル反力を調整することが可能となる。
なお、上記各実施形態では、入力ピストン９３の外周にサブピストン９２を、サブピストン９２の外周にプライマリピストン７２を配置した同軸構造を示したが、これら各ピストンの配置順は、上記実施例の構造が合理的ではあるが、順番を変えてもよい。また、図７に概念的構成を示すとおり、大きくなるが、それぞれ独立にシリンダを設けて、並列に設けてもよい。

また、上記各実施形態では、通常制動時は、サブピストン９２がプライマリピストン７２と係合して移動し、倍力失陥時に、入力ピストン９３と係合する例を示したが、これに限らず、例えば、図７の係合部７２Ａを無くすことで、サブピストン９２は、プライマリピストン７２は係合せずに、入力ピストン９３のみと係合するようにしてもよい。なお、この場合、通常にプライマリピストン７２が前進した際にサブピストン９２が後退してしまうとシリンダ内の圧力が上がらないので、サブピストン９２の最大後退位置を規制するストッパが必要である。

次に、本発明の第３実施形態に係る液圧発生装置について、図９、図１０及び図１２を参照して説明する。なお、本実施形態は、上記第１実施形態に対して、主に入力ピストン、サブピストン及びプライマリピストンの一部の構造が異なる以外は概して同様の構造であるから、以下の説明において、上記第１実施形態に対して、同様の部分には同じ参照符号を用いて、異なる部分について適宜詳細に説明する。

図９に示すように、本実施形態に係る液圧発生装置では、入力ピストン９３のフランジ部９３ｂの外径がプライマリピストン７２のサブピストン９２が挿入されたボア７２ａの内径よりも大きくなっている。また、プライマリピストン７２のボア７２ａの後端部は、入力ピストン９３のフランジ部９３ｂが挿入されるように拡径されて段部７２ｂが形成されている。そして、入力ピストン９３は、その段部９３ｅがサブピストン９２の後端部に当接した後、更に、サブピストン９２と共に所定距離だけ前進すると、図１０に示すように、フランジ部９３ｂがプライマリピストン７２の段部７２ｂに当接するようになっている。フランジ部９３ｂが段部７２ｂに当接した後、入力ピストン９３が更に前進すると、プライマリピストン７２は、フランジ部９３ｂによって押圧されて入力ピストン９３と共に前進する。

このように構成したことにより、通常制動時（回生制動時を含む）には、上記第１実施形態と同様に、直動部材５５によってプライマリピストン７２と共にサブピストン９２を前進させて、プライマリピストン７２とサブピストン９２とにより、マスタシリンダ１９のプライマリ室７６を加圧する（ブレーキペダル２２のストロークとブレーキ液圧（車両減速度）との関係は、図１２の実線（１）に示す特性となる。）。

また、倍力失陥時には、次のようにしてマスタシリンダ１９でブレーキ液圧を発生させる。ブレーキペダル２２の操作により、上記第１実施形態のものと同様、先ず、入力ロッド２１、プランジャロッド９０及び入力ピストン９３が前進する。このとき、入力ピストン９３の段部９３ｅがサブピストン９２の後端部に当接するまでは、マスタシリンダ１９のプライマリ室７６が、ピストンポート９５ａ、９５ｂを介してリザーバ７７に連通されたままとなっているので、マスタシリンダ１９はブレーキ液圧を発生しない（図１２の実線（３）で示す特性のブレーキペダルストロークＳ１までの区間参照）。

入力部材３１の前進が続いて入力ピストン９３の段部９３ｅがサブピストン９２の後端部に当接すると、サブピストン９２が、入力ピストン９３と共に移動する。これにより、大径部９８がプライマリピストン７２の前端部から離間してプライマリピストン７２から独立して前進する。そして、入力部材３１の前進により、サブピストン９２のピストンポート９５ｂがピストンシール９６を超える位置までサブピストン９２が移動すると、プライマリ室７６がリザーバ７７から遮断され、プライマリ室７６は、入力ピストン９３及びサブピストン９２によって加圧される（図１２の実線（３）で示す特性のブレーキペダルストロークＳ１〜Ｓ２の区間参照）。

このとき、入力ピストン９３（受圧面積Ｃ）とサブピストン９２（受圧面積Ｂ）が、これらの合計受圧面積（Ｂ＋Ｃ）でプライマリ室７６を加圧してブレーキ液圧を発生させる。これにより、制動初期においては、プライマリピストン９３の受圧面積Ａを除いた適度に小さい受圧面積（Ｂ＋Ｃ）によってブレーキ液圧を発生させることができ、ブレーキペダル２２の操作力を軽減しつつ、ホイールシリンダ１７に必要なブレーキ液量を供給することができる。

更に、ブレーキペダル２２が踏込まれて入力部材３１が前進すると、図１０に示すように、入力ピストン９３のフランジ部９３ｂがプラマリピストン７２の段部７２ｂに当接する（図１２の実線（３）で示す特性のブレーキペダルストロークＳ２参照）。その後、入力ピストン９３が更に前進すると、プライマリピストン７２がフランジ部９３ｂに押圧されて入力ピストン９３及びサブピストン９２と共に前進して、プライマリ室７６を加圧してブレーキ液圧を発生させる。このとき、プライマリ室７６は、プライマリピストン７２（受圧面積Ａ）、サブピストン９２（受圧面積Ｂ）及び入力ピストン９３（受圧面積Ｃ）の合計受圧面積（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）によって加圧されるので、ホイールシリンダ１７に供給するブレーキ液量を増大させることができ、ブレーキペダル２２の踏力の増大により、必要な制動力を迅速に得ることができる（図１２の実線（３）で示す特性のブレーキペダルストロークＳ２以降の区間参照）。

このように、入力ピストン３１によってサブピストン９２が所定量前進したとき、入力ピストン３１と共にプライマリピストン７２が前進して液圧を発生することにより、ブレーキペダル２２の可動ストローク範囲内において、ブレーキ踏力に応じた高減速度の達成が可能になる。

すなわち、第１及び第２実施形態のように、倍力失陥時に、入力ピストン３１によってサブピストン９２だけを前進させた場合、ブレーキペダル２２のストロークとブレーキ液圧（車両減速度）との関係は、図１２の破線（２）で示す特性となる。この場合、車両の諸元によっては、ブレーキペダル２２の可動ストローク範囲内で、緊急ブレーキとして十分な減速度に達しない可能性がある。このため、上述した第３実施形態の構成とすることで、ブレーキペダル２２の可動ストローク範囲内での最大減速度を増加させることが可能となる。

ここで、入力ピストン９３が、例えば、０．２〜０．３Ｇぐらいまでの車両の常用減速度に対応する液圧よりも大きな液圧となる位置まで前進したとき、プライマリピストン７２が入力ピストン９３と共に前進し始めるように、入力ピストン９３のフランジ部９３ｂとプライマリピストン７２の段部７２ｂとが当接する位置を設定するとよい。このように設定することで、倍力失陥時において、車両の常用減速度領域での必要ブレーキペダル踏力を低減できるとともに、緊急ブレーキ時の減速度を高めることが可能になる。

次に、本発明の第４実施形態について、図１１及び図１２を参照して説明する。なお、本実施形態は、上記第２実施形態に対して、サブピストン９２の一部の構造が異なる以外は概して同様の構造であるから、以下の説明において、上記第２実施形態に対して、同様の部分には同じ参照符号を用いて、異なる部分について適宜詳細に説明する。

図１１に示すように、本実施形態に係る液圧発生装置では、段付円筒状に形成されたサブピストン９２の後部側の大径部９２ｂがプライマリピストン７２のボア７２ａ内に摺動可能に挿入され、前部側の小径部９２ｃがプライマリピストン７２のピストンシール９６、９７が設けられた小径部７２ｃ内に摺動可能に挿入されている。これにより、サブピストン９２の大径部９２ｂの前端部とプライマリピストン７２の小径部７２ｃの後端部とが当接可能に対向している。そして、入力ピストン９３が前進してその段部９３ｅがサブピストン９２の後端部９２ａに当接した後、サブピストン９２が入力ピストン９３と共に所定距離だけ前進すると、サブピストン９２の大径部９２ｂの前端部がプライマリピストン７２の小径部７２ｃの後端部に当接するようになっている。その後、入力ピストン９３と共にサブピストン９３が更に前進すると、プライマリピストン７２は、サブピストン９２の大径部９２ｂに押圧されて、入力ピストン９３及びサブピストン９２と共に前進する。

このように構成したことにより、通常制動時（回生制動時を含む）には、直動部材５５によってプライマリピストン７２と共にサブピストン９２を前進させて、上記第２実施形態と同様に、プライマリピストン７２とサブピストン９２とにより、マスタシリンダ１９のプライマリ室７６を加圧する（ブレーキペダル２２のストロークとブレーキ液圧（車両減速度）との関係は、図１２の実線（１）に示す特性となる。）。

また、倍力失陥時には、次のようにしてマスタシリンダ１９でブレーキ液圧を発生させる。ブレーキペダル２２の操作により、上記第２実施形態のものと同様、制動初期においては、入力ピストン９３が前進して、入力ピストン９３の段部９３ｅでサブピストン９２の後端部９２ａを押圧することにより、サブピストン９２が直動部材５５から離間してプライマリピストン７２とは独立して前進し、ピストンポート９５ａ、９５ｂを閉じて（図１２の実線（３）で示す特性のブレーキペダルストロークＳ１参照）、入力ピストン９３及びサブピストン９２によってプライマリ室７６を加圧する（図１２の実線（３）で示す特性のブレーキペダルストロークＳ１〜Ｓ２の区間参照）。

このとき、入力ピストン９３の受圧面積Ｃとサブピストン９２の受圧面積Ｂとの合計受圧面積（Ｂ＋Ｃ）でプライマリ室７６を加圧してブレーキ液圧を発生させるので、制動初期において、プライマリピストン９３の受圧面積Ａを除いた適度に小さい受圧面積（Ｂ＋Ｃ）によってブレーキ液圧を発生させることができ、ブレーキペダル２２の操作力を軽減しつつ、ホイールシリンダ１７に必要なブレーキ液量を供給することができる。

更にブレーキペダル２２が踏込まれて入力ピストン９３と共にサブピストン９２が前進すると、サブピストン９２の大径部９２ｂの前端部がプラマリピストン７２の小径部７２ｃの後端部に当接する（図１２の実線（３）で示す特性のブレーキペダルストロークＳ２参照）。その後、入力ピストン９３及びサブピストン９２が更に前進すると、プライマリピストン７２がサブピストン９２によって押圧されてサブピストン９２と共に前進し、プライマリ室７６を加圧してブレーキ液圧を発生させる。

このとき、プライマリ室７６は、プライマリピストン７２（受圧面積Ａ）、サブピストン９２（受圧面積Ｂ）及び入力ピストン９３（受圧面積Ｃ）の合計受圧面積（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）によって加圧されるので、ホイールシリンダ１７に供給するブレーキ液量を増大させることができ、ブレーキペダル２２の踏力の増大により、必要な制動力を迅速に得ることができる。その結果、ブレーキペダルの可動範囲内において、ブレーキ踏力に応じて高減速度の達成が可能になる。

ここで、入力ピストン９３が、車両の常用減速度に対応する液圧よりも大きな液圧となる位置まで前進したとき、プライマリピストン７２が入力ピストン９３と共に前進し始めるように、サブピストン９２の大径部９２ｂの前端部とプラマリピストン７２の小径部７２ｃの後端部とが当接する位置を設定するとよい。このように設定することで、倍力失陥時において、車両の常用減速度領域での必要ブレーキペダル踏力を低減できるとともに、緊急ブレーキ時の減速度を高めることが可能になる。

なお、上記第１乃至第４実施形態に係る液圧発生装置の特性は、図１２及び図１３に示されている。 図１２は、ブレーキペダル２２のストローク（図中Ｓで示す）とブレーキ液圧（車両減速度）（図中Ｐ（Ｇ）で示す）との関係を示している。図１３において、（Ａ）はブレーキペダル２２のストローク（図中Ｓで示す）とブレーキ液圧（車両減速度）（図中Ｐ（Ｇ）で示す）との関係を示し、（Ｂ）はブレーキペダル２２の踏力（図中Ｆで示す）とブレーキ液圧（車両減速度）（図中Ｐ（Ｇ）で示す）との関係を示し、（Ｃ）ブレーキペダル２２の踏力（図中Ｆで示す）とストローク（図中Ｓで示す）との関係を示す。 図１２及び図１３中、実線（１）は、上記第１乃至第４実施形態の通常制動時の特性を表し、破線（２）は、上記第１及び第２実施形態の倍力失陥時の特性を表し、実線（３）は、上記第３及び第４実施形態の倍力失陥時の特性を表している。

上述したように、第１乃至第４実施形態の液圧発生装置においては、シリンダ本体と、該シリンダ本体に挿入され液圧を発生するピストンと、該ピストンを駆動するアクチュエータと、前記シリンダ本体に挿入されて前記アクチュエータにより前記ピストンと共に駆動されるサブピストンと、前記シリンダ本体に挿入されてブレーキペダルに連結された入力ピストンとを備え、前記サブピストンは、前記入力ピストンの前進により、前記入力ピストンに係合して前記ピストンとは独立して前記入力ピストンと共に前進することで液圧を発生するようになっている。

このような液圧発生装置によれば、電動モータが作動しない場合でも、ブレーキペダルの操作による制動機能を維持しつつ、ブレーキペダルの操作を好適に行うことができる。

第１乃至第４実施形態の液圧発生装置においては、前記シリンダ本体には液圧室が設けられ、前記サブピストンは、前記液圧室の液圧を受圧する外側寸法が、前記ピストンよりも小さく、かつ、前記入力部材よりも大きくなっている。

このような液圧発生装置によれば、電動モータが作動しない場合でも、必要な制動力を得るためのブレーキペダル踏力を比較的小さくすることが可能となる。

第１乃至第４実施形態の液圧発生装置においては、シリンダ本体と、該シリンダ本体に挿入され液圧を発生するピストンと、該ピストンを駆動するアクチュエータと、前記シリンダ本体に挿入されるサブピストンと、前記シリンダ本体に挿入されてブレーキペダルに連結された入力ピストンとを備え、前記サブピストンは、前記入力ピストンが所定量前進したときに前記入力ピストンに係合して前記入力ピストンと共に前進することで液圧を発生するようになっている。

このような液圧発生装置によれば、電動モータが作動しない場合でも、ブレーキペダルの操作による制動機能を維持しつつ、ブレーキペダルの操作を好適に行うことができる。

第３及び第４実施形態の液圧発生装置においては、前記ピストンが、前記サブピストンが所定量前進したとき、前記入力ピストンと共に前進して液圧を発生するようになっている。

このような液圧発生装置によれば、ブレーキペダルの可動ストローク範囲内において、ブレーキ踏力に応じた高減速度の達成が可能になる。

上記の課題を解決するために、本発明に係る一の液圧発生装置は、シリンダ本体と、該シリンダ本体に挿入され液圧を発生するピストンと、該ピストンを駆動するアクチュエータと、前記シリンダ本体に挿入されて前記アクチュエータにより前記ピストンと共に駆動されるサブピストンと、前記シリンダ本体に挿入されてブレーキペダルに連結された入力ピストンと、を備え、前記シリンダ本体には液圧室が設けられ、前記サブピストンは、前記液圧室の液圧を受圧する外側寸法が、前記ピストンよりも小さく、かつ、前記入力部材よりも大きくなっており、前記入力ピストンの前進により、前記入力ピストンに係合して前記ピストンとは独立して前記入力ピストンと共に前進することで液圧を発生することを特徴とする。
また、本発明に係る他の液圧発生装置は、シリンダ本体と、該シリンダ本体に挿入され液圧を発生するピストンと、該ピストンを駆動するアクチュエータと、前記シリンダ本体に挿入されるサブピストンと、前記シリンダ本体に挿入されてブレーキペダルに連結された入力ピストンと、を備え、前記サブピストンは、前記入力ピストンが所定量前進したときに前記入力ピストンに係合して前記入力ピストンと共に前進することで液圧を発生し、前記ピストンは、前記サブピストンが所定量前進したとき、前記入力ピストンと共に前進して液圧を発生することを特徴とする。

Claims (10)

1. シリンダ本体と、該シリンダ本体に挿入され液圧を発生するピストンと、該ピストンを駆動するアクチュエータと、前記シリンダ本体に挿入されて前記アクチュエータにより前記ピストンと共に駆動されるサブピストンと、前記シリンダ本体に挿入されてブレーキペダルに連結された入力ピストンとを備え、前記サブピストンは、前記入力ピストンの前進により、前記入力ピストンに係合して前記ピストンとは独立して前記入力ピストンと共に前進することで液圧を発生することを特徴とする液圧発生装置。
2. 前記シリンダ本体には液圧室が設けられ、 前記サブピストンは、前記液圧室の液圧を受圧する外側寸法が、前記ピストンよりも小さく、かつ、前記入力部材よりも大きくなっていることを特徴とする請求項１に記載の液圧発生装置。
3. 前記サブピストンは、前記アクチュエータが駆動したときに前記ピストンにより移動することを特徴とする請求項１または２に記載の液圧発生装置。
4. 前記サブピストンは、前記ピストンの前記液圧室に臨む先端側に当接することを特徴とする請求項３に記載の液圧発生装置。
5. 前記アクチュエータには、前記ピストンを推進する直動部材が設けられ、前記サブピストンは、前記アクチュエータが駆動したときに前記直動部材により移動することを特徴とする請求項１または２に記載の液圧発生装置。
6. 前記ピストンと、前記サブピストンと、前記入力ピストンとは、同軸上に配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の液圧発生装置。
7. 前記入力ピストンと前記サブピストンとの間には、これらの間の相対変位に対してバネ力を付与するバネ手段が介装されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の液圧発生装置。
8. シリンダ本体と、該シリンダ本体に挿入され液圧を発生するピストンと、該ピストンを駆動するアクチュエータと、前記シリンダ本体に挿入されるサブピストンと、前記シリンダ本体に挿入されてブレーキペダルに連結された入力ピストンとを備え、前記サブピストンは、前記入力ピストンが所定量前進したときに前記入力ピストンに係合して前記入力ピストンと共に前進することで液圧を発生することを特徴とする液圧発生装置。
9. 前記ピストンは、前記サブピストンが所定量前進したとき、前記入力ピストンと共に前進して液圧を発生することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の液圧発生装置。
10. 前記入力ピストンが、車両の常用減速度に対応する液圧よりも大きな液圧となる位置まで前進したとき、前記ピストンは、前記入力ピストンと共に前進し始めることを特徴とする請求項９に記載の液圧発生装置。

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