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JP3191245B2 - 制動力制御装置 - Google Patents

制動力制御装置

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JP3191245B2
JP3191245B2 JP04348992A JP4348992A JP3191245B2 JP 3191245 B2 JP3191245 B2 JP 3191245B2 JP 04348992 A JP04348992 A JP 04348992A JP 4348992 A JP4348992 A JP 4348992A JP 3191245 B2 JP3191245 B2 JP 3191245B2
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Japan
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pressure
chamber
cylinder
simulation
wheel cylinder
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内 裕 明 竹
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Aisin Corp
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Aisin Seiki Co Ltd
Aisin Corp
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Publication date
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    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/32Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
    • B60T8/34Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition
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    • B60T8/4072Systems in which a driver input signal is used as a control signal for the additional fluid circuit which is normally used for braking
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    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10S303/02Brake control by pressure comparison

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は自動車等の制動力を制御
し、自動車等を制動させる装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、車両のブレーキ操作に応じて
車両の制動性能を向上させるべく制動力を調整する装置
が開発されている。例えば、特公平2−21982号公
報や特公平2−46426号公報には、ブレーキ操作時
に車両の減速度をブレーキ操作力に対応させる技術が開
示されている。これらの技術は、ブレーキペダルとマス
タシリンダ間に配設されブレーキ操作力を助勢するブー
スタの作動を制御するものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この技術にお
いては、ブースタの作動を制御すると、その反動がブレ
ーキペダルに伝達されるため、ユーザーのブレーキ操作
フィーリングが損なわれるという問題があった。
【0004】そこで、ホイールシリンダの圧力を調整時
にブレーキペダルにおけるブレーキ操作フィーリングを
損なわない装置として、マスタシリンダとホイールシリ
ンダ間を分断し、ブレーキ操作時にマスタシリンダ側を
マスタシリンダの出力圧に応じて容積変化させると共に
ホイールシリンダ側をブレーキ操作力に応じて圧力調整
するシミュレーション制御手段を備えることが考えられ
る。このシミュレーション制御手段はブレーキ操作がな
されたときブレーキ操作力に応じてホイールシリンダ圧
を制御する。マスタシリンダとホイールシリンダはこの
時点で分断されており、ホイールシリンダは単にブレー
キ操作力に応じた制御が行えるとともに、車輪の回転数
に応じてスリップ防止の制御等を追加することもでき
る。また、マスタシリンダの圧が高まるとマスタシリン
ダに接続される室の容積が増大し違和感のないブレーキ
ペダルフィーリングが得られる。
【0005】シミュレーション制御手段のホイールシリ
ンダ側の圧力を制御するには、通常はポンプと、ポンプ
の出力圧を蓄圧するアキュームレータと、リザーバと、
アキュームレータ及びリザーバに接続され両者を切り換
えて圧力調整しホイールシリンダに所定圧を供給するリ
ニア圧力制御弁が用いられる。しかし、このタイプの構
成ではリニア圧力制御弁の作動頻度が高く、リニア圧力
制御弁の漏れが発生してホイールシリンダ側の圧力が低
下しても、ホイールシリンダに直ちにマスタシリンダ圧
に等しい圧力を加えることができず、さらに構成が複雑
になる虞があった。
【0006】そこで、本発明においては、このシミュレ
ーション制御手段を備える制動力制御装置において、
力制御手段の異状時にもホイールシリンダに直ちにマス
タシリンダ圧に等しい圧力を加えることができ、構成の
簡素な制動力制御装置を提供することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明において用いた手段は、マスタシリンダとホイ
ールシリンダとの間に配設されるとともにブレーキ操作
時にマスタシリンダ側をマスタシリンダの出力圧に応じ
て容積変化させるシミュレーション手段と、ホイールシ
リンダへ供給される圧力を制御するホイールシリンダ圧
力制御手段とを備える制動力制御装置において、前記シ
ミュレーション手段は、ホイールシリンダに接続された
カット弁と、中空のシリンダと、前記シリンダ内を摺動
可能に配置されるとともに前記シリンダ内を第1室及び
第2室に区画するシミュレーション制御用ピストンと、
前記シリンダに前記第1室に面して設けられるとともに
前記マスタシリンダに接続された第1ポートと、前記シ
リンダに前記第2室に面して設けられるとともに前記カ
ット弁に接続された第2ポートと、前記第1ポートと前
記第2ポートとの間に設けられるとともにオリフィスを
介して前記マスタシリンダに接続された第3ポートと、
前記シミュレーション制御用ピストンを前記第1室側へ
付勢する付勢手段と、前記第1室と連通して前記第1室
内の圧力に応じて容積変化するシミュレータ室と、前記
第1室と前記シミュレータ室ととの連通を前記シミュレ
ーション制御用ピストンの移動に応じて開閉するととも
に前記シミュレーション制御用ピストンが前記第1室側
へ付勢されたときに開状態となる弁手段とを備えたこと
である。
【0008】
【0009】
【0010】
【0011】
【作用】上記の手段によれば、マスタシリンダ圧が零の
とき、カット弁を開くと、シミュレーション制御用ピス
トンは、付勢手段により第1室側へ付勢され、第1ポー
トがシミュレータ室に連通すると共に、第3ポートが第
2室と連通し、マスタシリンダとホイールシリンダがオ
リフィスを介して連通する。カット弁を閉じたとき、シ
ミュレーション制御用ピストンはマスタシリンダからの
圧力に応じて移動する。マスタシリンダ圧が上昇しシミ
ュレーション制御用ピストンが移動し、シミュレーショ
ン制御用ピストンにより第3ポートと第2室間の連通が
遮断されると、第2室が密閉され、それ以上シミュレー
ション制御用ピストンは移動しない。一方、弁手段は開
のままであり、マスタシリンダ圧に応じてシミュレータ
室の容積が変化する。この状態で弁手段が開くと、シミ
ュレーション制御用ピストンが更に第2室に向けて移動
し、弁手段が閉じ、シミュレーション効果がなくなる。
シミュレーション制御用ピストンはマスタシリンダ圧に
応じて摺動し、マスタシリンダ圧に等しい圧力がホイー
ルシリンダに加えられる。したがって、正常時にカット
弁を閉じることでブレーキペダルの踏込み量に応じたシ
ミュレータ室の容積変化でよいペダルフィーリングが得
られるとともに、ホイールシリンダ圧力制御手段により
ホイールシリンダ圧を必要に応じて変化させることがで
きる。
【0012】
【0013】
【0014】
【0015】
【0016】また、異状時にはカット弁を開き、ホイー
ルシリンダ圧力制御を非制御とすれば、マスタシリンダ
圧に等しい圧力がホイールシリンダに加えられ、通常ど
おりの制動を行なうことができる。
【0017】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。
【0018】図1は本発明の制動力制御装置の第1実施
例である。図1において、ブレーキペダル8を踏むとブ
レーキブースター2を介してマスタシリンダ1の圧力が
高まり、マスタシリンダ側配管5内にブレーキ圧が印加
される。ブレーキ操作力を検出する操作力検出手段であ
る踏力センサ43がブレーキペダル8に近接して設けら
れる。圧力センサ42はマスタシリンダ1内の圧力を検
出する。
【0019】シミュレーション手段であるシミュレーシ
ョン装置4はマスタシリンダ側配管5と配管6間に介装
されている。配管6はカット弁45を介してホイールシ
リンダ側配管7aに接続されている。カット弁45は常
時開の電磁弁であり、制御手段である電子制御装置9か
らの信号により切り換えられ閉となる。ホイールシリン
ダ側配管7aはホイールシリンダ圧力制御手段であるホ
イールシリンダ圧力制御装置10内に形成された第1圧
力室23を介してホイールシリンダ側配管7bに接続さ
れている。ホイールシリンダ側配管7bはディスクブレ
ーキのホイールシリンダ3に接続されている。ホイール
シリンダ側配管7aにはホイールシリンダ側配管7aの
圧力即ちホイールシリンダ圧を測定するためのホイール
シリンダ圧力検出手段である圧力センサ44が設けられ
ている。
【0020】ホイールシリンダ圧力制御装置10はモー
ター11、ハウジング12、ギヤ13,14、ウオーム
15、圧力制御用ピストン18を備える。モーター11
は電子制御装置9により回転量を制御されるステッピン
グモーターである。モーター11の回転軸にはギヤ13
が固定されている。ギヤ13はギヤ14とかみ合う。
【0021】ギヤ13,14は減速ギヤ機構を形成して
いる。ギヤ14の中心軸にはウオーム15が固定されて
いる。ウオーム15はベアリング16によりハウジング
12に対し回転可能に保持されている。ウオーム15は
ボールネジ17を介して圧力制御用ピストン18に接続
されている。圧力制御用ピストン18はハウジング12
内にシール19によりシールされて摺動可能に配置され
ている。
【0022】モーター11を正転・逆転させると、ギヤ
13,14を介してウオーム15が回転する。ウオーム
15が回転すると、圧力制御用ピストン18が図示上下
方向に摺動する。圧力制御用ピストン18の一側のハウ
ジング12内に第1圧力室23が形成されている。した
がって、モーター11の回転量に応じて第1圧力室23
の容積が変化する。
【0023】シミュレーション装置4の構成図を図2に
示す。シュミレーション装置4は、中空のシリンダ2
6、シリンダ26内を摺動する中空のシミュレーション
制御用ピストン27、シミュレーション制御用ピストン
27内を摺動するシミュレータピストン28を備える。
シリンダ26の内部空間はシミュレーション制御用ピス
トン27により、シミュレーション制御用ピストン27
の図示右側の第1室34(図3,4参照)、および図示
左側の第2室35に区分けされる。シミュレーション制
御用ピストン27は第2室35に設けられた付勢手段で
あるスプリング33により第1室側に向けて付勢されて
いる。シリンダ26とシミュレーション制御用ピストン
27間の摺動面にはシール38,39が設けられ、第1
室と第2室間の流体の漏れを防止している。シミュレー
ション制御用ピストン27の内部空間はシミュレータピ
ストン28の図示右側の第3室36、および図示左側の
第4室37に区分けされる。第4室37内には弾性変形
可能なシミュレータ29が配置されている。シミュレー
タ29としてはゴム等を使用すればよい。第3室36は
連通路27aにより第1室34に連通している。第3室
内にはステム30が配置されている。ステム30は、連
通路27a内を第1室内まで伸びる突出部30aと、第
3室と連通路27a間を遮断可能な弾性体からなる弁体
31、およびステム30本体を図示右方向に付勢するバ
ネ32から構成されている。シリンダ26には3つのポ
ートが設けられている。第1ポート26aは第1室に面
して設けられ、マスタシリンダ側配管5に接続されいて
る。第2ポート26cは第2室に面して設けられ、配管
6に接続されている。第3ポート26bは第1ポート2
6aと第2ポート26c間に設けられている。第3ポー
ト26bはオリフィス25を介してマスタシリンダ側配
管5に接続されいてる。またオリフィス25と並列に逆
止弁24が設けられている。逆止弁24はマスタシリン
ダ側配管5から第3ポート26bへの流体の流れを阻止
する。シミュレーション制御用ピストン27には第2図
の状態で第2室35と第3ポート26bを連通する切欠
き27bが設けられている。
【0024】図1において、電子制御装置9は踏力セン
サ43、圧力センサ42,44の信号を受ける。他に車
輪の回転速度を検出する車輪速センサ40や車両の加速
度を検出する加速度センサ41が設けられている。電子
制御装置9はマイクロコンピュータを備え、図5のフロ
ーチャートにしたがって作動する。電子制御装置9は電
源オンにてスタートし、最初にイニシャライズステップ
100を実行する。ここでは、マイクロコンピュータの
入出力端子の設定やメモリーの初期化を行う。
【0025】次に、入力処理ステップ102にて踏力セ
ンサ43、圧力センサ42,44、車輪速センサ40、
加速度センサ41等のセンサの入力を受け、データ処理
する。
【0026】ステップ103において、踏力センサ43
の出力データから判断したブレーキ操作力と所定値F1
とを比較する。F1はブレーキ操作力がゼロに相当する
値で、誤動作を防止するためゼロより少し高い値を設定
している。ブレーキ操作力が所定値F1以下の場合に
は、ステップ104にて制御中フラグをオフとし、ステ
ップ105にてタイマーTにゼロを代入し、ステップ1
06にてモーター11を停止させ、カット弁45を開く
ように設定する。その後、ステップ108にて、設定に
したがって、モーター11、カット弁45に出力を行
う。ステップ103において、ブレーキ操作力が所定値
F1を越えると、ステップ109以下を実行する。ステ
ップ109では制御中フラグの状態を判定する。最初に
ブレーキ操作力が所定値F1を越えたとき、その時点で
制御中フラグはオフであるので、ステップ110にて制
御中フラグがオンに更新され、ステップ111にてタイ
マーTに整数値T0を代入し、ステップ112にてモー
ター11を回転させ、カット弁45を閉じるように設定
する。この後、ステップ114にてブレーキ操作力や加
速度等に応じてモーター11の制御値の設定を行う。ス
テップ108にてモーター11の回転角度を制御する。
ブレーキ操作力が所定値F1を越えた状態が継続する
と、制御中フラグがオンとなるので、ステップ113が
実行され、タイマーTの値が1だけ減算される。この制
御中フラグがオンの状態がT0回数分継続すると、タイ
マーTの値は0となる。このとき、ステップ107およ
び115の判断ルーチンによりステップ116へ分岐さ
れ、タイマーTの値が再びT0に設定される。このと
き、ステップ117にてホイールシリンダ圧力が指示し
た制御値よりも所定量α以上に減少していると、モータ
ー11またはその周辺の回路の故障が考えられる。この
場合には、ステップ118にてモーター11を停止さ
せ、カット弁45を開くように設定する。次にステップ
119にて出力処理を継続する。
【0027】上記構成の装置において、ブレーキペダル
8が踏まれていないとき、マスタシリンダ側配管5の圧
力は低下しているので、シミュレーション装置4のシミ
ュレーション制御用ピストン27はスプリング33によ
り付勢されて、図2に示す位置(第1位置)に移動す
る。電子制御装置9はブレーキ操作力がゼロであるの
で、カット弁45を開ける。この状態でホイールシリン
ダ3内の流体は、ホイールシリンダ側配管7b,7a−
配管6−第2ポート26c−第2室35−切欠き27b
−第3ポート26b−オリフィス25および逆止弁24
−マスタシリンダ側配管5を介してマスタシリンダ1へ
流れ、ホイールシリンダ3は制動力を働かせない。
【0028】ブレーキペダル8が踏まれると、マスタシ
リンダ側配管5の圧力が高まる。この圧力は第1室34
および第2室35に導入されるが、第2室35へはオリ
フィス25を介して圧力が導入されるため、一時的に第
1室34の圧力が第2室35の圧力より高まる。このた
め、シミュレーション制御用ピストン27がスプリング
33の付勢に抗して移動する。一方、電子制御装置9は
ブレーキ操作力を検出し、カット弁45を閉じる。した
がって、シミュレーション制御用ピストン27が図3に
示す位置(第2位置)までくると、シミュレーション制
御用ピストン27により第3ポート26bが閉じられ、
また、カット弁45も閉じられているので、第2室35
が密閉され、シミュレーション制御用ピストン27は図
3に示す位置(第2位置)に固定される。この状態でス
テム30の弁体31は閉じておらず、第3室36と第1
室34は連通されている。したがって、マスタシリンダ
側配管5−第1ポート26a−第1室34−連通路27
aを介してマスタシリンダ圧が第3室36に導入され
る。第3室36内の圧力が高まるとシミュレータピスト
ン28が図示左方向の圧力を受け、シミュレータ29を
押圧する。シミュレータ29は押圧力に応じて弾性変形
するので、第3室36内の容積はマスタシリンダ圧に応
じて可変する。このため、ブレーキペダル8の踏込みに
要する力は踏み込むにつれ増加し、よいブレーキ踏込み
フィーリングが得られる。一方、電子制御装置9はモー
ター11の回転角度を制御して第1圧力室23の容積を
調整するので、ホイールシリンダ側配管7bを介してホ
イールシリンダ内圧が電子制御装置9が出力する値に調
整される。
【0029】電子制御装置9とモーター11間の断線、
モーター11の故障、ギヤ13,14のかみこみ等の故
障が発生すると、電子制御装置9の制御にも係わらずホ
イールシリンダ3内の圧力が高まらず、車輪に制動がか
からないことがあるので危険である。そこで、電子制御
装置9は、前述したように、ホイールシリンダ内圧が出
力値に対して上昇しないとき、モーター11を停止させ
カット弁45を開く。
【0030】シミュレーション装置4の第2室35はホ
イールシリンダ3と連通するので第2室35の圧力が下
がる。このため、シミュレーション制御用ピストン27
はマスタシリンダ1の圧力とホイールシリンダ3とが釣
り合うまで移動し、図4の状態(第3位置)となる。こ
の状態においては、ステム30の突出部30aが第1室
の壁面から離れるので、弁体31が第3室36の壁面に
当たり、第3室36と連通路27aを遮断する。第3ポ
ート26bは閉じたままである。したがって、この状態
においては第3室は密閉され、マスタシリンダ側にシミ
ュレータ効果を与えない。シミュレーション制御用ピス
トン27は第1室と第2室の圧力差に応じて摺動するよ
うになるので、ブレーキペダルをより踏み込めばシミュ
レーション制御用ピストン27が図示左側へ移動し、ホ
イールシリンダ圧力を上昇させる。
【0031】これにより、仮にモーター11の辺りで故
障が発生しても、従来通りのマスタシリンダ圧に応じた
ホイールシリンダ圧が得られ、高い制動性能は得られな
いものの通常ブレーキは可能となる。
【0032】図6は本発明の制動力制御装置の第2実施
例である。第1実施例とはホイールシリンダ圧力制御装
置10が異なる。第2実施例ではホイールシリンダ圧力
制御装置10’にハウジング12’、プランジャ21、
圧力制御用ピストン18’が設けられる。プランジャ2
1はボールネジ17を介してウオーム15に接続されて
いる。プランジャ21は図示上部に小径部21aを有す
る。ハウジング12’は内部空間に向けて突出する鍔部
12aを備える。プランジャ21の小径部21aは鍔部
12aに対し摺動可能に配置される。小径部21aと鍔
部12aはシール19によりシールされる。圧力制御用
ピストン18’はプランジャ21の上部にハウジング1
2’内を摺動可能に配置されている。圧力制御用ピスト
ン18’とハウジング12’間にはシール20が設けら
れている。圧力制御用ピストン18’はスプリング22
により図示下方方向に付勢されている。圧力制御用ピス
トン18’は図示上部に第1圧力室23を、図示下部に
第2圧力室46を形成する。第2圧力室46内には非圧
縮性の流体(例えば油)が封入されている。その他の構
成は第1実施例と同一である。
【0033】モーター11を回転させ、ウオーム15を
回転させると、プランジャ21が図示上下方向に摺動す
る。プランジャ21が上昇すると、プランジャ21上部
の小径部21aが上昇し第2圧力室46内の圧力を高め
る。これにより圧力制御用ピストン18’が第2圧力室
46側から圧を受け、第1圧力室23側に移動し、ホイ
ールシリンダ3の圧力を上げる。また、プランジャ21
が下降すると、第2圧力室46内の圧力が下がり、圧力
制御用ピストン18’が第2圧力室46側に移動し、ホ
イールシリンダ3の圧力を下げる。
【0034】第2実施例において、圧力制御用ピストン
18’の径に対し、プランジャ21の小径部21aの径
が小さくなっているため、圧力制御用ピストン18’に
より大きな力を加えることができる。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、ホイールシリンダ圧力制御手段の異状時にもホイー
ルシリンダに直ちにマスタシリンダ圧に等しい圧力を加
えることができ、構成の簡略な制動力制御装置を提供す
ることが可能となる。
【0036】
【0037】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の制動力制御装置の第1実施例の構成図
【図2】図1の制御装置のシミュレーション装置の断面
【図3】図2のシミュレーション装置の制動中の作動を
示す断面図
【図4】図2のシミュレーション装置の異常時における
作動を示す断面図
【図5】図1の電子制御装置のフローチャート
【図6】本発明の制動力制御装置の第2実施例の構成図
【符号の説明】
1 マスタシリンダ 2 ブレーキブースター 3 ホイールシリンダ 4 シミュレーション装置(シミュレーション手段) 5 マスタシリンダ側配管 6 配管 7a,7b ホイールシリンダ側配管 8 ブレーキペダル 9 電子制御装置 10,10’ ホイールシリンダ圧力制御装置(ホイー
ルシリンダ圧力制御手段) 11 モーター(モーター手段) 12,12’ ハウジング 12a 鍔部 13,14 ギヤ(減速ギヤ機構) 15 ウオーム 16 ベアリング 17 ボールネジ 18,18’ 圧力制御用ピストン 19 シール(シール手段) 20 シール 21 プランジャ 21a 小径部 22 スプリング 23 第1圧力室 24 逆止弁 25 オリフィス 26 シリンダ 26a 第1ポート 26b 第3ポート 26c 第2ポート 27 シミュレーション制御用ピストン 27a 連通路 27b 切欠き 28 シミュレータピストン 29 シミュレータ 30 ステム(弁手段) 30a 突出部 31 弁体 32 バネ 33 スプリング(付勢手段) 34 第1室 35 第2室 36 第3室 37 第4室 38,39 シール 40 車輪速センサ 41 加速度センサ 42,44 圧力センサ 43 踏力センサ 45 カット弁 46 第2圧力室

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】マスタシリンダとホイールシリンダとの間
    に配設されるとともにブレーキ操作時にマスタシリンダ
    側をマスタシリンダの出力圧に応じて容積変化させるシ
    ミュレーション手段と、ホイールシリンダへ供給される
    圧力を制御するホイールシリンダ圧力制御手段とを備え
    る制動力制御装置において、前記シミュレーション手段
    は、ホイールシリンダに接続されたカット弁と、中空の
    シリンダと、前記シリンダ内を摺動可能に配置されると
    ともに前記シリンダ内を第1室及び第2室に区画するシ
    ミュレーション制御用ピストンと、前記シリンダに前記
    第1室に面して設けられるとともに前記マスタシリンダ
    に接続された第1ポートと、前記シリンダに前記第2室
    に面して設けられるとともに前記カット弁に接続された
    第2ポートと、前記第1ポートと前記第2ポートとの間
    に設けられるとともにオリフィスを介して前記マスタシ
    リンダに接続された第3ポートと、前記シミュレーショ
    ン制御用ピストンを前記第1室側へ付勢する付勢手段
    と、前記第1室と連通して前記第1室内の圧力に応じて
    容積変化するシミュレータ室と、前記第1室と前記シミ
    ュレータ室ととの連通を前記シミュレーション制御用ピ
    ストンの移動に応じて開閉するとともに前記シミュレー
    ション制御用ピストンが前記第1室側へ付勢されたとき
    に開状態となる弁手段とを備えることを特徴とする制動
    力制御装置。
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