JP4900320B2 - マスタシリンダ - Google Patents

Description

本発明は、車両用の電子制御ブレーキシステムに設けられて、ブレーキペダルの操作に応じた液圧を発生させるマスタシリンダに関する。

近年、車両における制動装置として、車両の走行状況に応じて最適な制動力を車両に与えるよう各車輪の制動力を制御する電子制御ブレーキシステムが多く採用されている。このような電子制御ブレーキシステムでは、圧力センサによって各車輪のホイールシリンダ圧を監視し、ホイールシリンダ圧が運転者のブレーキペダル操作量に基づいて演算される目標油圧になるように、電磁流量制御弁を制御している。

このような電子制御ブレーキシステムに設けられるマスタシリンダは、通常、シリンダハウジング内に摺動自在に収容されたピストンによって、ブレーキペダルの操作に応じて油圧を発生させるマスタ液圧室と、リザーバタンクに連通され、油圧が大気圧に保持される大気圧室とが形成されている。そして、ピストンが初期位置にあるときにはマスタ液圧室が大気圧室に連通され、ピストンが初期位置から所定のストローク量以上前方に移動したときにはマスタ液圧室と大気圧室との連通を遮断するように構成されている。このマスタ液圧室と大気圧室との連通が遮断されるまでのピストンの初期位置からのストローク量は、「ポートアイドル」と称される。マスタシリンダでは、このようにポートアイドルを設けることにより、ピストンが初期位置にある状態、すなわちブレーキペダルが踏み込まれていない状態において、マスタシリンダに油圧が発生して所謂ブレーキの引き摺りが発生するのを防止できるようになっている（たとえば、特許文献１参照）。
特開２００５−３１３７０３号公報

しかしながら、このようなポートアイドルを備えるマスタシリンダにおいては、ピストンが初期位置からポートアイドル分前方に移動するまでの間は、ブレーキペダルを踏み込んでも作動油がマスタ液圧室から大気圧室に流れるのでそれほど大きなペダル反力が発生せず、ピストンがポートアイドル分移動した後に急激にペダル反力が発生するため、運転者はブレーキ操作初期においてにガタ感を感じ、ペダルフィーリングに違和感を伴う場合がある。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、ブレーキ操作におけるペダルフィーリングを向上することのできるマスタシリンダを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様のマスタシリンダは、車両のブレーキ制御装置に設けられ、運転者によるブレーキペダルの操作に応じて作動油を送り出すマスタシリンダであって、シリンダハウジングと、シリンダハウジング内に摺動自在に収容され、シリンダハウジング内にマスタ液圧室と大気圧室とを形成するピストンと、ピストンとブレーキペダルとを連結するピストンロッドと、ピストンが初期位置にあるときにはマスタ液圧室を大気圧室に連通し、ピストンが初期位置から所定のポートアイドル以上前方に移動したときにはマスタ液圧室と大気圧室との連通を遮断する連通制御手段と、前記ピストンロッドと前記車両の車体側との間で吸引力を発生させることにより、ピストンが初期位置からポートアイドル分移動するまでの間に、ピストンの前方への移動に対して抵抗力を発生させる抵抗力発生手段とを備える。

この態様によると、ピストンが初期位置からポートアイドル分移動するまでの間に、ピストンの前方への移動に対して抵抗力を発生させる抵抗力発生手段を設けたことにより、運転者はブレーキ操作初期においてもペダル反力を感じるようになるので、ガタ感が軽減され、ペダルフィーリングを向上できる。

抵抗力発生手段は、磁力によりピストンの前方への移動に対して抵抗力を発生させるものであってもよい。抵抗力発生手段は、電磁石と、電磁石に通電する電流を制御してピストンの前方への移動に対して抵抗力を発生させる制御部とを備えてもよい。この場合、好適に抵抗力を発生させることができる。

制御部は、ピストンが初期位置からポートアイドル分前方に移動するときにはピストンに後方への力が発生するよう電磁石に通電してもよい。

制御部は、ブレーキペダルが所定のストローク量以上操作されている場合には、電磁石への通電を停止してもよい。抵抗力を発生させる必要がないときには通電を停止することにより、消費電力を低減できる。

制御部は、ブレーキペダルが所定のストローク速度以上で操作された場合には、ピストンに前方への力が発生するよう電磁石に通電してもよい。ブレーキペダルが高い速度で操作された場合には、急な制動力が要求される場合と考えられる。このような場合にピストンに前方への力が発生するように電磁石に通電し、ペダル操作力を助勢することにより、迅速に制動力を発生させることができる。

抵抗力発生手段は、ピストンロッドと車両の車体側との間で吸引力を発生させることにより、ピストンが初期位置からポートアイドル分移動するまでの間に、ピストンの前方への移動に対して抵抗力を発生させるものであってもよい。この場合、ガタ感が少なく、好適なペダルフィーリングを実現できる。

本発明によれば、ブレーキ操作におけるペダルフィーリングを向上することのできるマスタシリンダを提供できる。

以下、図面を参照しつつ本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るマスタシリンダ１４を備えたブレーキ制御装置の構成を示す図である。図１に示すブレーキ制御装置１０は、車両用の電子制御式ブレーキシステム（ＥＣＢ）を構成しており、運転者によるブレーキ操作部材としてのブレーキペダル１２の操作量に基づいて車両の４輪のブレーキを最適に制御するものである。

ブレーキペダル１２は、運転者による踏み込み操作に応じて作動油を送り出すマスタシリンダ１４に接続されている。マスタシリンダ１４の詳細な構成については、後述する。ブレーキペダル１２には、その踏み込みストロークを検出するためのストロークセンサ４６が設けられている。

マスタシリンダ１４の第１出力ポート１４ａには、運転者によるブレーキペダル１２の踏力に応じたペダルストロークを創出するストロークシミュレータ２４が接続されている。ストロークシミュレータ２４の詳細な構成については後述する。

マスタシリンダ１４とストロークシミュレータ２４とを接続する流路の中途には、シミュレータカット弁２３が設けられている。シミュレータカット弁２３は、通常時通電することにより開弁し、異常時等非通電時に閉弁する常閉型の電磁開閉弁である。また、マスタシリンダ１４には、作動油を貯留するためのリザーバタンク２６が接続されている。

マスタシリンダ１４の第１出力ポート１４ａには、右前輪用のブレーキ油圧制御管１８が接続されており、ブレーキ油圧制御管１８は、右前輪に対して制動力を付与する右前輪用のホイールシリンダ２０ＦＲに接続されている。また、マスタシリンダ１４の第２出力ポート１４ｂには、左前輪用のブレーキ油圧制御管１６が接続されており、ブレーキ油圧制御管１６は、左前輪に対して制動力を付与する左前輪用のホイールシリンダ２０ＦＬに接続されている。

右前輪用のブレーキ油圧制御管１８の中途には、右電磁開閉弁２２ＦＲが設けられており、左前輪用のブレーキ油圧制御管１６の中途には、左電磁開閉弁２２ＦＬが設けられている。これらの右電磁開閉弁２２ＦＲおよび左電磁開閉弁２２ＦＬは、何れも、非通電時に開状態にあり、通電時に閉状態に切り換えられる常開型電磁弁である。

また、右前輪用のブレーキ油圧制御管１８の中途には、右前輪側のマスタシリンダ圧を検出する右マスタ圧力センサ４８ＦＲが設けられており、左前輪用のブレーキ油圧制御管１６の途中には、左前輪側のマスタシリンダ圧を計測する左マスタ圧力センサ４８ＦＬが設けられている。

ブレーキ制御装置１０では、運転者によってブレーキペダル１２が踏み込まれた際、ストロークセンサ４６によりその踏み込み操作量が検出されるが、これらの右マスタ圧力センサ４８ＦＲおよび左マスタ圧力センサ４８ＦＬによって検出されるマスタシリンダ圧からもブレーキペダル１２の踏み込み操作力（踏力）を求めることができる。このように、ストロークセンサ４６の故障を想定して、マスタシリンダ圧を２つの圧力センサ４８ＦＲおよび４８ＦＬによって監視することは、フェイルセーフの観点からみて好ましい。なお、以下では適宜、右マスタ圧力センサ４８ＦＲおよび左マスタ圧力センサ４８ＦＬを総称して、マスタシリンダ圧センサ４８という。

一方、リザーバタンク２６には、油圧給排管２８の一端が接続されており、この油圧給排管２８の他端には、モータ３２により駆動されるオイルポンプ３４の吸込口が接続されている。オイルポンプ３４の吐出口は、高圧管３０に接続されており、この高圧管３０には、アキュムレータ５０とリリーフバルブ５３とが接続されている。本実施形態では、オイルポンプ３４として、モータ３２によってそれぞれ往復移動させられる２体以上のピストン（図示せず）を備えた往復動ポンプが採用される。また、アキュムレータ５０としては、作動油の圧力エネルギを窒素等の封入ガスの圧力エネルギに変換して蓄えるものが採用される。

アキュムレータ５０は、オイルポンプ３４によって例えば１４〜２２ＭＰａ程度にまで昇圧された作動油を蓄える。また、リリーフバルブ５３の弁出口は、油圧給排管２８に接続されており、アキュムレータ５０における作動油の圧力が異常に高まって例えば２５ＭＰａ程度になると、リリーフバルブ５３が開弁し、高圧の作動油は油圧給排管２８へと戻される。さらに、高圧管３０には、アキュムレータ５０の出口圧力、すなわち、アキュムレータ５０における作動油の圧力を検出するアキュムレータ圧センサ５１が設けられている。

そして、高圧管３０は、増圧弁４０ＦＲ、４０ＦＬ、４０ＲＲ、４０ＲＬを介して右前輪用のホイールシリンダ２０ＦＲ、左前輪用のホイールシリンダ２０ＦＬ、右後輪用のホイールシリンダ２０ＲＲおよび左後輪用のホイールシリンダ２０ＲＬに接続されている。以下、適宜、ホイールシリンダ２０ＦＲ〜２０ＲＬを総称して「ホイールシリンダ２０」といい、適宜、増圧弁４０ＦＲ〜４０ＲＬを総称して「増圧弁４０」という。増圧弁４０は、何れも、非通電時は閉じた状態にあり、必要に応じてホイールシリンダ２０の増圧に利用される常閉型の電磁流量制御弁（リニア弁）である。なお、図示されない車両の各車輪に対しては、ディスクブレーキユニットが設けられており、各ディスクブレーキユニットは、ホイールシリンダ２０の作用によってブレーキパッドをディスクに押し付けることで制動力を発生する。

また、右前輪用のホイールシリンダ２０ＦＲと左前輪用のホイールシリンダ２０ＦＬとは、それぞれ減圧弁４２ＦＲまたは４２ＦＬを介して油圧給排管２８に接続されている。減圧弁４２ＦＲおよび４２ＦＬは、必要に応じてホイールシリンダ２０ＦＲ，２０ＦＬの減圧に利用される常閉型の電磁流量制御弁（リニア弁）である。一方、右後輪用のホイールシリンダ２０ＲＲと左後輪用のホイールシリンダ２０ＲＬとは、常開型の電磁流量制御弁である減圧弁４２ＲＲまたは４２ＲＬを介して油圧給排管２８に接続されている。以下、適宜、減圧弁４２ＦＲ〜４２ＲＬを総称して「減圧弁４２」という。

右前輪用、左前輪用、右後輪用および左後輪用のホイールシリンダ２０ＦＲ〜２０ＲＬ付近には、それぞれ対応するホイールシリンダ２０に作用する作動油の圧力であるホイールシリンダ圧を検出するホイールシリンダ圧センサ４４ＦＲ，４４ＦＬ，４４ＲＲおよび４４ＲＬが設けられている。以下、適宜、ホイールシリンダ圧センサ４４ＦＲ〜４４ＲＬを総称して「ホイールシリンダ圧センサ４４」という。

上述の右電磁開閉弁２２ＦＲおよび左電磁開閉弁２２ＦＬ、増圧弁４０ＦＲ〜４０ＲＬ、減圧弁４２ＦＲ〜４２ＲＬ、オイルポンプ３４、アキュムレータ５０等は、ブレーキ制御装置１０の油圧アクチュエータ８１を構成する。そして、かかる油圧アクチュエータ８１は、電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）２００によって制御される。

ＥＣＵ２００は、ホイールシリンダ２０ＦＲ〜２０ＲＬにおけるホイールシリンダ圧を制御する制御手段として機能する。ＥＣＵ２００は、各種演算処理を実行するＣＰＵ、各種制御プログラムを格納するＲＯＭ、データ格納やプログラム実行のためのワークエリアとして利用されるＲＡＭ、エンジン停止時にも記憶内容を保持できるバックアップＲＡＭ等の不揮発性メモリ、入出力インターフェース、各種センサ等から入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換して取り込むためのＡ／Ｄコンバータ、計時用のタイマ等を備えるものである。

ＥＣＵ２００には、上述の電磁開閉弁２２ＦＲ，２２ＦＬ、シミュレータカット弁２３、増圧弁４０ＦＲ〜４０ＲＬ、減圧弁４２ＦＲ〜４２ＲＬ等の油圧アクチュエータ８１を含む各種アクチュエータ類が電気的に接続されている。

また、ＥＣＵ２００には、制御に用いるための信号を出力する各種センサ・スイッチ類が電気的に接続されている。すなわち、ＥＣＵ２００には、ホイールシリンダ圧センサ４４ＦＲ〜４４ＲＬから、ホイールシリンダ２０ＦＲ〜２０ＲＬにおけるホイールシリンダ圧を示す信号が入力される。

また、ＥＣＵ２００には、ストロークセンサ４６からブレーキペダル１２のペダルストロークを示す信号が入力され、右マスタ圧力センサ４８ＦＲおよび左マスタ圧力センサ４８ＦＬからマスタシリンダ圧を示す信号が入力され、アキュムレータ圧センサ５１からアキュムレータ圧を示す信号が入力される。

さらに、図示しないが、ＥＣＵ２００には、各車輪ごとに設置された車輪速センサから各車輪の車輪速度を示す信号が入力され、ヨーレートセンサからヨーレートを示す信号が入力され、操舵角センサからステアリングホイールの操舵角を示す信号が入力されたりしている。

このように構成されるブレーキ制御装置１０では、運転者によってブレーキペダル１２が踏み込まれると、ＥＣＵ２００により、ブレーキペダル１２の踏み込み量を表すペダルストロークとマスタシリンダ圧とから車両の目標減速度が算出され、算出された目標減速度に応じて各車輪のホイールシリンダ圧の目標値である目標油圧が求められる。そして、ＥＣＵ２００により増圧弁４０、減圧弁４２が制御され、各車輪のホイールシリンダ圧が目標油圧になるよう制御される。

一方、このとき電磁開閉弁２２ＦＲ及び２２ＦＬは閉状態とされ、シミュレータカット弁２３は開状態とされる。よって、運転者によるブレーキペダル１２の踏込によりマスタシリンダ１４から送出された作動油は、シミュレータカット弁２３を通ってストロークシミュレータ２４に流入する。

また、アキュムレータ圧が予め設定された制御範囲の下限値未満であるときには、ＥＣＵ２００によりオイルポンプ３４が駆動されてアキュムレータ圧が昇圧され、アキュムレータ圧がその制御範囲に入ればオイルポンプ３４の駆動が停止される。

図２は、本発明の実施の形態に係るマスタシリンダ１４の構成を説明するための図である。マスタシリンダ１４は、シリンダハウジング６０と、第１ピストン６２と、第２ピストン６４とを備える。マスタシリンダ１４は、所謂センターポート型のマスタシリンダである。

マスタシリンダ１４は、シリンダハウジング６０内に、第１ピストン６２が摺動自在に収容されている。第１ピストン６２の一方の端には、第１ピストン６２とブレーキペダル１２とを連結するピストンロッド７０が設けられている。さらに、シリンダハウジング６０内には、第２ピストン６４が摺動自在に収容されている。このように２つのピストンがシリンダハウジング６０に挿入されることにより、第１ピストン６２と第２ピストン６４との間に第１マスタ液圧室７８が形成され、第２ピストン６４とシリンダハウジング６０の底部との間に第２マスタ液圧室８０が形成されている。

また、第１ピストン６２と第２ピストン６４の間には、所定の取付荷重で第１スプリング６６が設けられており、第２ピストン６４とシリンダハウジング６０の底部との間には、所定の取付荷重で第２スプリング６８が設けられている。

マスタシリンダ１４の第１出力ポート１４ａは、第１マスタ液圧室７８に連通しており、第１出力ポート１４ａには、右前輪用のブレーキ油圧制御管１８が接続されている。また、上述したように、第１出力ポート１４ａには、ブレーキ油圧制御管１８を介してストロークシミュレータ２４が接続されている。なお、図２では、ブレーキ油圧制御管１８とストロークシミュレータ２４の間に設けられるシミュレータカット弁の図示を省略している。

第１ピストン６２の外周面には、２つの環状の溝部が形成されている。一方のピストンロッド７０側の溝部には、第１カップリング７２が収容され、他方の第１マスタ液圧室７８側の溝部には、第２カップリング７４が収容されている。この第１カップリング７２および第２カップリング７４は、ゴムなどの弾性材料により形成された断面カップ状のシール部材である。第１カップリング７２および第２カップリング７４は、カップの内側面がマスタシリンダ１４の前方を向くように設けられており、第１カップリング７２と第２カップリング７４の間に、第１大気圧室７３が形成されている。第１大気圧室７３は、シリンダハウジング６０の側面に設けられた第１入力ポート７１を介して、図示しないリザーバタンクに連通している。なお、本明細書において、マスタシリンダ１４の前方とは、ブレーキペダル１２が踏み込まれたときに、第１ピストン６２が移動する方向であり、マスタシリンダ１４の後方とは、ブレーキペダル１２の踏み込みが解除されて所定の初期位置の戻るときに、第１ピストン６２が移動する方向である。

また、第２ピストン６４の外周面にも、２つの環状の溝部が形成されている。一方の第１マスタ液圧室７８側の溝部には、第３カップリング７６が収容され、他方の第２マスタ液圧室８０側の溝部には、第４カップリング７７が収容されている。第３カップリング７６は、カップの内側面がマスタシリンダ１４の後方を向くように設けられており、第４カップリング７７は、カップの内側面がマスタシリンダ１４の前方を向くように設けられている。第３カップリング７６と第４カップリング７７の間には、第２大気圧室７５が形成されている。第２大気圧室７５は、シリンダハウジング６０の側面に設けられた第２入力ポート７９を介して、リザーバタンクに連通している。

ストロークシミュレータ２４は、上述したように、運転者によるブレーキペダル１２の踏力に応じたペダルストロークを創出する。ストロークシミュレータ２４は、有底円筒状のシリンダハウジング１６０内に、ピストン１６２がカップリング１７２を介して液密的摺動自在に収容されている。ストロークシミュレータ２４は、このピストン１６２により、シリンダハウジング１６０内に液室１７８および大気圧室１８０が形成されている。大気圧室１８０には、第１ストロークシミュレータスプリング１６６および第２ストロークシミュレータスプリング１６７が、ピストン１６２を液室１７８側に付勢するように設けられている。ストロークシミュレータ２４の液室１７８は、入力ポート１８２、ブレーキ油圧制御管１８を介して、マスタシリンダ１４の第１マスタ液圧室７８に連通されている。また、ストロークシミュレータ２４の大気圧室１８０は、図示しない出力ポートを介して、マスタシリンダ１４の第１大気圧室７３またはリザーバタンクに連通されている。

図３は、本発明の実施の形態に係るマスタシリンダ１４をより詳細に説明するための図である。図３では、マスタシリンダ１４の第１ピストン６２周辺部分を拡大して図示している。

図示しないリザーバタンクと連通する第１大気圧室７３は、第１ピストン６２の中間部を横方向に貫通する透孔８２と、そこから第１ピストン６２の中心部を通ってその前面に開口するリリーフポート８４とを介して第１マスタ液圧室７８と連通する。

第１ピストン６２の前端部には、リリーフポート８４の開閉のためのリリーフポート弁８６が設けられている。リリーフポート弁８６は、弁函８８と、ポペット弁９０と、開弁ピン９３と、封止部材９４と、弁スプリング９５とを備える。

弁函８８は、後方側に位置する底壁を弁座とするカップ形状であり、その弁座の中心にはリリーフポート８４が開口している。また、前方側に位置する弁函８８の上壁の中央部には、第１マスタ液圧室７８に開口する開口部が設けられている。

ポペット弁９０は、傘部９１と、傘部９１を支持する弁杆９２とを有して構成される。ポペット弁９０は、ゴム製のＯリングである封止部材９４を介して傘部９１を弁座に対向させ、弁杆９２をリリーフポート８４に遊挿して設けられる。

弁スプリング９５は、ポペット弁９０を弁座側、すなわち後方に付勢するように弁函８８に設けられる。開弁ピン９３は、ポペット弁９０の弁杆９２の後端を押動したり、それから離間したりし得るように、第１ピストン６２の透孔８２に遊挿される。また、開弁ピン９３の両端は、シリンダハウジング６０に固定されている。

リリーフポート弁８６においては、第１ピストン６２が初期位置にあるときには、開弁ピン９３は、透孔８２の前端部に位置しており、また弁杆９２の後端は開弁ピン９３に当接した状態となっている。第１ピストン６２が初期位置にあるときとは、ブレーキペダル１２が非操作状態のときである。このとき、ポペット弁９０は、傘部９１が封止部材９４から距離Ｄｐｉだけ離間するように形成される。この距離Ｄｐｉをポートアイドルと称する。このようにポートアイドルＤｐｉを設けることにより、第１ピストン６２が初期位置にあるときにはリリーフポート弁８６は開弁状態となり、第１マスタ液圧室７８は、リリーフポート８４および透孔８２を介して第１大気圧室７３に連通する。

ブレーキペダル１２が踏み込まれてポートアイドルＤｐｉ分以上第１ピストン６２が前方に移動すると、ポペット弁９０の傘部９１によってリリーフポート８４が閉弁され、第１マスタ液圧室７８と第１大気圧室７３との連通が遮断される。その結果、第１マスタ液圧室７８にマスタシリンダ圧が発生し、上述したようにホイールシリンダ圧の目標油圧が設定され、該目標油圧を目標値として各車輪の増圧弁４０、減圧弁４２が制御される。また、このマスタシリンダ圧によりストロークシミュレータ２４のピストン１６２が第１ストロークシミュレータスプリング１６６および第２ストロークシミュレータスプリング１６７の付勢力に抗して押動され、第１ストロークシミュレータスプリング１６６および第２ストロークシミュレータスプリング１６７により、ペダル反力が創出される。なお、本実施形態では、ブレーキ制御装置１０の通常の制御状態において、第２マスタ液圧室８０の第２出力ポート１４ｂが連通している左電磁開閉弁２２ＦＬは閉状態とされるので、第２ピストン６４は移動しない。

このように、マスタシリンダ１４では、ポートアイドルＤｐｉを設けることにより、第１ピストン６２が初期位置にある状態では、第１マスタ液圧室７８と第１大気圧室７３とが連通しているので、第１マスタ液圧室７８の油圧は常に大気圧と等しくなり、ブレーキ非操作状態においてマスタシリンダ圧が発生してブレーキの引き摺りが発生する事態を防止できる。

しかしながら、ポートアイドルＤｐｉを設けることにより、第１ピストン６２が初期位置からポートアイドルＤｐｉ分前方に移動するまでの間は、マスタシリンダ圧が発生せず、従ってストロークシミュレータ２４によりペダル反力が創出されない。そして、第１ピストン６２がポートアイドルＤｐｉ分以上前進したのちに、マスタシリンダ圧が発生して、ストロークシミュレータ２４によりペダル反力が創出されるため、運転者はブレーキ操作初期においてガタ感を感じ、ペダルフィーリングに違和感を伴う場合がある。

そこで、本実施形態では、図２に示すように、第１ピストン６２が初期位置からポートアイドルＤｐｉ分移動するまでの間に、第１ピストン６２の前方への移動に対して抵抗力を発生させる抵抗力発生部９６を備える。抵抗力発生部９６は、ピストンロッド７０の後方側の端部に取り付けられた永久磁石９７と、たとえば鉄などの強磁性体により形成され、永久磁石９７と対向するようにして車体側のダッシュ部９９に取り付けられた固定部９８とを備える。永久磁石９７と固定部９８との間で吸引力が発生することにより、第１ピストン６２に前方への移動に対する抵抗力が発生する。この抵抗力により、ブレーキ操作初期におけるガタ感を低減できるので、ペダルフィーリングを向上できる。

図４は、抵抗力発生部９６を設けなかった場合の踏力−ストローク曲線を示す図である。この場合、特性曲線Ａに示すように、ポートアイドルＤｐｉが設けられているために、ブレーキ操作初期の低い踏力Ａ１でブレーキペダル１２を踏み込んだ場合でもストロークが発生する。このとき、マスタシリンダ圧は発生しないので、ストロークシミュレータ２４によりペダル反力は創出されない。その後踏力を高め、踏力Ａ２のときに第１ピストン６２がポートアイドルＤｐｉ分前進すると、マスタシリンダ圧が発生して急にストロークシミュレータ２４によりペダル反力が創出されるため、運転者は踏力Ａ１からＡ２までの間にペダル操作にガタ感を感じてしまう。

図５は、抵抗力発生部９６の永久磁石９７と固定部９８との間の吸引力と第１ピストン６２のストロークの関係を示す図である。図５の特性曲線Ｂに示すように、第１ピストン６２のストロークの増大に伴って、永久磁石９７と固定部９８との間の吸引力は非線形に減少する。

図６は、本発明の実施の形態に係るマスタシリンダ１４の踏力−ストローク曲線を示す図である。本実施形態においては、抵抗力発生部９６を設けたことにより、永久磁石９７と固定部９８との間の吸引力が、第１ピストン６２が動き出す際の抵抗力となり、図４に示す特性曲線Ａの踏力Ａ１からＡ２までの部分と、図５に示す特性曲線Ｂとが互いに相殺し合うので、実線Ｃで示すような特性曲線となる。このように本実施の形態に係るマスタシリンダ１４では、ペダル操作初期においてペダル反力が少ない状態で第１ピストン６２がストロークするのが抑制されるので、ガタ感の発生が低減され、ブレーキフィーリングを向上することができる。

上述の実施形態において、抵抗力発生部９６の永久磁石９７は、電磁石に置き換えてもよい。この場合、たとえばＥＣＵ２００に、電磁石に通電する電流を制御して、第１ピストン６２が初期位置からポートアイドルＤｐｉ分移動するまでの間、第１ピストン６２の前方への移動に対して抵抗力を発生させる電流制御部を設ける。これにより、永久磁石を用いた場合と比較して様々な制御が可能となる。

たとえば、ＥＣＵ２００の電流制御部は、第１ピストン６２が初期位置からポートアイドルＤｐｉ分前方に移動するときには第１ピストン６２に後方への力が発生するよう電磁石を制御し、第１ピストン６２が後方に移動して初期位置に戻るときには前方への力が発生するよう電磁石を制御してもよい。これは、電磁石に通電する電流の極性を切り替えることで実現できる。永久磁石の場合には、第１ピストン６２が後方側に移動して初期位置に戻るときには、永久磁石によるブレーキペダル１２の引っ張られ感が発生し、ペダルフィーリングが悪化する虞がある。そこで、このように第１ピストン６２が初期位置に戻るときには前方への力が発生するよう電磁石を制御することにより、ブレーキペダル１２の引っ張られ感が低減され、ペダルフィーリングを向上できる。

また、ＥＣＵ２００の電流制御部は、ブレーキペダル１２が所定のストローク量以上操作されている場合には、電磁石への通電を停止してもよい。この場合、電磁石による消費電力を低減することができる。

また、電流制御部は、ブレーキペダル１２が所定のストローク速度以上で操作された場合には、電磁石への通電を停止してもよい。ブレーキペダル１２が高い速度で踏み込まれた場合には、急な制動力が必要な場合と考えられるので、そのような場合には、ブレーキペダル１２の操作力を助勢することにより、迅速に制動力を発生させることができる。

抵抗力発生部９６は、第１ピストン６２が初期位置からポートアイドルＤｐｉ分移動するまでの間に、第１ピストン６２の前方への移動に対して抵抗力を発生させるものであれば、本実施の形態のようにピストンロッド７０の後方側の端部に限られず、たとえばブレーキペダル１２に設けた永久磁石または電磁石と車体側の固定部との間で吸引力が生じるようにしてもよい。但し、この場合、ブレーキペダル１２とピストンロッド７０とを繋ぐクレビスピンのガタによりペダルフィーリングが悪くなる虞があるので、図２のようにピストンロッド７０の後方側の端部に抵抗力発生部９６を設けることが好ましい。

以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。これらの実施形態は例示であり、各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

たとえば、抵抗力発生部は、車体側のダッシュ部に永久磁石または電磁石を取り付け、ピストンロッドの後方側の端部に固定部を取り付けるように構成してもよい。

また、上述の実施形態では、センターポート型のマスタシリンダ１４を例として説明したが、マスタ液圧室と大気圧室とを連通するリリーフポートをシリンダハウジング６０の側壁に設けたサイドポート型のマスタシリンダの場合も、抵抗力発生部９６を設けることにより、ガタ感が低減され、ペダルフィーリングを向上できる。

本発明の実施形態に係るマスタシリンダを備えたブレーキ制御装置の構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係るマスタシリンダの構成を説明するための図である。 本発明の実施の形態に係るマスタシリンダをより詳細に説明するための図である。 抵抗力発生部を設けなかった場合の踏力−ストローク曲線を示す図である。 抵抗力発生部の永久磁石と固定部との間の吸引力と第１ピストンのストロークの関係を示す図である。 本発明の実施の形態に係るマスタシリンダの踏力−ストローク曲線を示す図である。

符号の説明

１０ ブレーキ制御装置、 １２ ブレーキペダル、 １４ マスタシリンダ、 ２０ ホイールシリンダ、 ２４ ストロークシミュレータ、 ２６ リザーバタンク、 ４０ 増圧弁、 ４２ 減圧弁、 ６０ シリンダハウジング、 ６２ 第１ピストン、 ６４ 第２ピストン、 ６６ 第１スプリング、 ６８ 第２スプリング、 ７０ ピストンロッド、 ７８ 第１マスタ液圧室、 ８０ 第２マスタ液圧室、 ８２ 透孔、 ８４ リリーフポート、 ８６ リリーフポート弁、 ８８ 弁函、 ９０ ポペット弁、 ９３ 開弁ピン、 ９６ 抵抗力発生部、 ９７ 永久磁石、 ９８ 固定部、 ２００ ＥＣＵ。

Claims (6)

1. 車両のブレーキ制御装置に設けられ、運転者によるブレーキペダルの操作に応じて作動油を送り出すマスタシリンダであって、
   シリンダハウジングと、
   前記シリンダハウジング内に摺動自在に収容され、前記シリンダハウジング内にマスタ液圧室と大気圧室とを形成するピストンと、
   前記ピストンと前記ブレーキペダルとを連結するピストンロッドと、
   前記ピストンが初期位置にあるときには前記マスタ液圧室を前記大気圧室に連通し、前記ピストンが初期位置から所定のポートアイドル以上前方に移動したときには前記マスタ液圧室と前記大気圧室との連通を遮断する連通制御手段と、
   前記ピストンロッドと前記車両の車体側との間で吸引力を発生させることにより、前記ピストンが初期位置から前記ポートアイドル分移動するまでの間に、前記ピストンの前方への移動に対して抵抗力を発生させる抵抗力発生手段と、
   を備えることを特徴とするマスタシリンダ。
2. 前記抵抗力発生手段は、磁力により前記ピストンの前方への移動に対して抵抗力を発生させるものであることを特徴とする請求項１に記載のマスタシリンダ。
3. 前記抵抗力発生手段は、電磁石と、前記電磁石に通電する電流を制御して前記ピストンの前方への移動に対して抵抗力を発生させる制御部と、を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のマスタシリンダ。
4. 前記制御部は、前記ピストンが初期位置から前記ポートアイドル分前方に移動するときには前記ピストンに後方への力が発生するよう前記電磁石に通電することを特徴とする請求項３に記載のマスタシリンダ。
5. 前記制御部は、前記ブレーキペダルが所定のストローク量以上操作されている場合には、前記電磁石への通電を停止することを特徴とする請求項３または４に記載のマスタシリンダ。
6. 前記制御部は、前記ブレーキペダルが所定のストローク速度以上で操作された場合には、前記ピストンに前方への力が発生するよう前記電磁石に通電することを特徴とする請求項３から５のいずれかに記載のマスタシリンダ。

Images