JP2009090932A - 制動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ブレーキペダルの初期操作領域において、操作力を軽減させて操作子の操作フィーリングを良好に確保することができる制動装置を提供する。
【解決手段】制動装置１０は、ブレーキペダル１２およびマスターシリンダ１７を繋ぐ伝達部材７５とを備える。伝達部材７５は、マスターシリンダ１７に連結されるプッシュロッド８６の移動量とブレーキペダル１２の操作量との比を変化可能な機構である。また、伝達部材７５は、ブレーキペダル１２の初期位置Ｓ４から所定操作量の位置Ｓ６までの初期操作領域Ｅ２において、プッシュロッド８６の移動量に対するブレーキペダル１２の操作量の比は、初期操作領域Ｅ２の直後の操作領域Ｅ３と比較して大きくなるように構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、マスターシリンダから供給されたブレーキ液を蓄えるシミュレータを備えるとともに、操作子およびマスターシリンダを繋ぐ伝達部材を備えた制動装置に関する。

制動装置のなかには、ブレーキペダルの操作特性を良好に確保するためにシミュレータ（操作量シミュレータ）を備えたものがある。
この制動装置は、操作子としてのブレーキペダルに踏力（操作力）を作用させて、マスターシリンダのピストンを押圧し、マスターシリンダ内に液圧を発生させたとき、発生した液圧でシミュレータ内のスプリングを圧縮するように構成されている。

シミュレータ内のスプリングを圧縮することで、ブレーキペダルが踏み込まれるに連れてブレーキペダルに作用する反力を増加させることが可能になる。
これにより、ブレーキペダルのストロークに対応させて踏力を調整することが可能である（例えば、特許文献１参照。）。
特許第３４８９４５３号公報

ところで、マスターシリンダ内のピストンや、シミュレータ内のピストンには、密封性を確保するためにカップシール（シール材）が備えられている。
これらのカップシールは、外周がマスターシリンダやシミュレータシリンダの内周壁に押し付けられて密封性が確保されている。

しかし、カップシールの外周が内周壁に押し付けられているので、マスターシリンダやシミュレータのピストンと一体にカップシールが移動するとき、カップシールに摺動抵抗が発生する。この摺動抵抗はブレーキペダルに反力として作用する。
このため、特に、ブレーキペダルの初期操作領域において、マスターシリンダやシミュレータのピストンが移動し難くなり、ブレーキペダルの操作フィーリングを良好に確保することが難しいとされていた。

ところで、制動装置のなかには、レバー比（いわゆる、ブレーキペダルの移動量／プッシュロッドの移動量）をブレーキペダルのストローク（ペダルストローク）に対応させて変化させることで制動装置の操作性を高めるものが知られている（例えば、特許文献２参照。）。
特許第３２６９２３９号公報

特許文献２の制動装置は、制動力が小さい領域において、レバー比を小さくして（すなわち、ペダルストロークに対するプッシュロッドの移動量を大きくして）、ストロークコントロールがおこないやすい特性にしている。
一方、制動力が大きい領域において、レバー比を大きくして（すなわち、ペダルストロークに対するプッシュロッドの移動量を小さく抑えて）、踏力コントロールがおこないやすい特性にしている。

この制動装置は、制動力が小さい領域においてレバー比を小さく、制動力が大きい領域においてレバー比を大きくするために、ブレーキペダル装置が図８に示すように構成されている。

図８は従来のブレーキペダル装置を示す側面図である。
ブレーキペダル装置２００は、ブレーキペダル２０１の上端部２０１ａが第１支軸２０２を介して車体に回動自在に設けられ、ブレーキペダル２０１が連結リンク２０３および回動リンク２０４を介してプッシュロッド２０５に連結されている。

ブレーキペダル２０１のペダル２０７に踏力を矢印の如く作用させることにより、ブレーキペダル２０１が第１支軸２０２を軸にして時計回り方向に回動する。
回動リンク２０４は第２支軸２０６を介して車体に回動自在に設けられている。
このブレーキペダル装置２００は、図９に示すようにモデル化して表すことができる。

図９（ａ），（ｂ）はモデル化した従来のブレーキペダル装置の動作を説明する図である。
ブレーキペダル２０１のペダル２０７に踏力を矢印の如く作用させることにより、ブレーキペダル２０１が第１支軸２０２を軸にして時計回り方向に回動する。
ブレーキペダル２０１の連結アーム２０８（図８も参照）が第１連結ピン２０９を介して連結リンク２０３を矢印の如く押圧する。

連結リンク２０３が第２連結ピン２１１を介して回動リンク２０４の第１アーム２０４ａを押圧する。回動リンク２０４が第２支軸２０６を軸にして反時計回り方向に回動する。
回動リンク２０４の第２アーム２０４ｂが第３連結ピン２１３を介してプッシュロッド２１４を矢印の如く移動させる。プッシュロッド２１４が移動することで、マスターシリンダのピストン２１６を矢印の方向に移動する。

図１０は従来のブレーキペダル装置のペダル操作量とレバー比との関係を示すグラフである。縦軸はレバー比を示し、横軸はペダル操作量を示す。
グラフｇ１は、ペダル操作量０〜ｓ１間において、ペダル操作量が大きくなるにしたがってレバー比は大きくなる。
ペダル操作量ｓ１〜ｓ２間において、ペダル操作量が大きくなるにしたがってレバー比は小さくなる。
ペダル操作量ｓ２〜ｓ３間において、ペダル操作量が大きくなるにしたがってレバー比は大きくなる。

このグラフｇ１において、ブレーキペダル装置２００は、ペダル操作量ｓ４〜ｓ５の領域で使用するように設定されている。
これにより、制動力が小さい初期操作領域ｅ１においてレバー比を小さく、制動力が大きい操作領域ｅ２においてレバー比を大きくすることが可能である。

ここで、ブレーキペダルの初期操作領域ｅ１において、踏力を軽減させるためには、初期操作領域ｅ１のレバー比を大きくする必要がある。
しかし、図１０のグラフｇ１に示すように、ブレーキペダル装置２００は、初期操作領域ｅ１においてレバー比が小さい。

このため、従来のブレーキペダル装置２００では、ブレーキペダル２０１の初期操作領域において、踏力を軽減させることは難しいとされていた。

本発明は、ブレーキペダルの初期操作領域において、操作力を軽減させて操作子の操作フィーリングを良好に確保することができる制動装置を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、操作子と、ブレーキシリンダと、前記操作子の操作量または操作力に応じて、電気的に制動力を制御可能な電気的制動力制御装置と、液圧を発生させるマスターシリンダと、前記マスターシリンダに前記操作子を繋ぐ伝達部材と、前記マスターシリンダから供給されたブレーキ液を蓄えるシミュレータと、前記マスターシリンダおよび前記ブレーキシリンダのブレーキ液の連通を遮断する遮断部材とを備えた制動装置において、前記伝達部材は、前記マスターシリンダに連結される出力部材の出力量と前記操作子の操作量との比を変化可能な機構であり、前記操作子の初期位置から所定操作量の位置までの初期操作領域において、前記出力部材の出力量に対する操作量の比は、前記初期操作領域直後の操作領域と比較して大きいことを特徴とする。

請求項２において、前記伝達部材は前記マスターシリンダに直に連結されたことを特徴とする。

ここで、制動装置のなかには、伝達部材とマスターシリンダとの間に負圧サーボ装置を介在させたものがある。この負圧サーボ装置は、伝達部材の操作ロッドを押圧することで、負圧を解除し、マスターシリンダにばね力を作用させて操作力を大きくすることが可能である。
負圧サーボ装置は空気圧を確保するために、伝達部材の操作ロッドに環状のシールが設けられている。

負圧サーボ装置に発生する空気圧は、ブレーキ回路に発生するブレーキ液の液圧と比較して小さい。
よって、伝達部材の操作ロッドを操作する際に生じるシール材の摺動抵抗は小さい。
さらに、負圧サーボ装置は、伝達部材とマスターシリンダとの間に反力ゴム材を介在させている。
このように、負圧サーボ装置を備えた場合、シール材の摺動抵抗が小さいことや、反力ゴム材を介在させることで、操作子の初期操作力を良好に抑えることができる。

しかし、負圧サーボ装置を備えるためには、負圧サーボ装置を収容するスペースを確保する必要があり、さらに部品点数が増す。
そこで、請求項２において、伝達部材およびマスターシリンダ間に負圧サーボ装置を介在させることなく、伝達部材をマスターシリンダに直に連結することにした。

請求項１に係る発明では、伝達部材に、出力部材の出力量と操作子の操作量との比を変化させる伝達部材を備えた。この伝達部材は、操作子の初期操作領域において、出力部材の出力量に対する操作量の比が、初期操作領域直後の操作領域と比較して大きくなるように構成されている。
このように、操作子の初期操作領域においてレバー比を大きくすることで、操作子に作用する操作力に対して、出力部材の出力（操作力）を大きく確保することができる。
これにより、ブレーキペダルの初期操作領域において、操作子の操作力を軽減させて操作フィーリングを良好に確保することができる。

請求項２に係る発明では、伝達部材をマスターシリンダに直に連結することで、例えば、伝達部材およびマスターシリンダ間に負圧サーボ装置を備える必要がない。
これにより、負圧サーボ装置を収容するスペースを不要にすることができ、さらに部品点数を減らすことができる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図１は本発明に係る制動装置（第１実施の形態）を示す液圧回路図である。
制動装置１０は、操作子としてのブレーキペダル１２を組み込んだブレーキペダル装置１１と、車輪に制動力をかけるブレーキシリンダ１４…と、ブレーキペダル１２の操作量または踏力（操作力）に応じて電気的に制動力を制御可能な電気的制動力制御装置１３と、ブレーキペダル１２の操作に応じて液圧を発生するマスターシリンダ１７と、マスターシリンダ１７から供給されたブレーキ液を蓄える操作量シミュレータ（シミュレータ）３５と、マスターシリンダ１７およびブレーキシリンダ１４…のブレーキ液の連通を遮断する一対の遮断弁（遮断部材）１８，１９とを備える。
電気的制動力制御装置１３は、後述する電気的制動力発生部１５および制御部１６を備えている。

以下、ブレーキシリンダ１４…は、構成の理解を容易にするために、左前輪および右後輪のブレーキシリンダ１４ａ，１４ｂとし、右前輪および左後輪のブレーキシリンダ１４ｃ，１４ｄとして説明する。
なお、ブレーキペダル装置１１については、図３〜図５に基づいて詳しく説明する。

マスターシリンダ１７は、運転者がブレーキペダル１２を踏む踏力に応じた液圧を発生する二つの第１液圧室２１，２２を備えたタンデム型のシリンダである。
一方の第１液圧室２１は、液路２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄを経て左前輪および右後輪のディスクブレーキ装置２５，２６のブレーキシリンダ１４ａ，１４ｂに接続されている。
他方の第１液圧室２２は、液路２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄを経て右前輪および左後輪のディスクブレーキ装置２７，２８のブレーキシリンダ１４ｃ，１４ｄに接続されている。

液路２３ａの途中に、常開型電磁弁である一方の遮断弁１８が設けられている。また、液路２４ａの途中に、常開型電磁弁である他方の遮断弁１９が設けられている。
液路２３ａと液路２３ｂとの間、および液路２４ａと液路２４ｂとの間に電気的制動力制御装置１３の電気的制動力発生部１５が設けられている。
また、電気的制動力発生部１５とディスクブレーキ装置２５〜２８との間にＡＢＳ装置３１が設けられている。

液路２４ａから分岐する液路３２には、常閉型電磁弁である反力許可弁３４を介して操作量シミュレータ（シミュレータ）３５が設けられている。
操作量シミュレータ３５については図２で詳しく説明する。

電気的制動力発生部１５は、アクチュエータ４１と、シリンダ本体４２とを備え、ブレーキペダル１２の操作量または踏力に応じて電気的に制動力を制御可能な装置である。
アクチュエータ４１は、電動モータ４４の出力軸に設けた駆動ベベルギヤ４５と、駆動ベベルギヤ４５に噛合する従動ベベルギヤ４６と、従動ベベルギヤ４６により作動するボールねじ機構４７とを備える。

シリンダ本体４２の内部に、一対のリターンスプリング４８，４９で後退方向に付勢された一対のピストン５１，５２が摺動自在に嵌合されている。ピストン５１，５２の前面に一対の第２液圧室５３，５４が区画されている。
一方の第２液圧室５３は、ポート５５ａを介して液路２３ａに連通されるとともに、ポート５６ａを介して液路２３ｂに連通されている。
また、他方の第２液圧室５４は、ポート５５ｂを介して液路２４ａに連通されるとともに、ポート５６ｂを介して液路２４ｂに連通されている。

電気的制動力発生部１５によれば、電動モータ４４を駆動することにより、駆動ベベルギヤ４５、従動ベベルギヤ４６およびボールねじ機構４７を介して一対のピストン５１，５２が前進する。
一対のピストン５１，５２が前進することで、液路２３ａ，２４ａに連なるポート５５ａ，５５ｂが閉塞され、第２液圧室５３，５４に液圧が発生する。
発生した液圧を、ポート５６ａを経て液路２３ｂに伝えるとともに、ポート５６ｂを経て液路２４ｂに伝える。

ＡＢＳ装置３１は、左前輪および右後輪のディスクブレーキ装置２５，２６の系統と、右前輪および左後輪のディスクブレーキ装置２７，２８の系統とに同じ構造のものが設けられている。
ＡＢＳ装置３１の代表例として、左前輪および右後輪のディスクブレーキ装置２５，２６の系統について説明する。

左前輪および右後輪のディスクブレーキ装置２５，２６の系統は、液路２３ｂ，２３ｃ，２３ｄに、一対の常開型電磁弁よりなるインバルブ６１，６１が設けられ、インバルブ６１，６１とリザーバ６２との間に常閉型電磁弁よりなるアウトバルブ６３，６３が配置されている。
リザーバ６２と液路２３ｂとの間に、一対のチェックバルブ６４，６４に挟まれた液圧ポンプ６５が設けられている。この液圧ポンプ６５は電動モータ６６で駆動される。

一対の遮断弁１８，１９、反力許可弁３４、電気的制動力発生部１５およびＡＢＳ装置３１の作動を制御する制御部１６が設けられている。
制御部１６は、ブレーキペダル１２の操作量または踏力に応じた信号を受け、受けた信号に基づいて電気的制動力発生部１５を電気的に制御するものである。
制御部１６には、マスターシリンダ１７が発生する液圧を検出する液圧センサ７１と、ディスクブレーキ装置２５，２６に伝えられた液圧を検出する液圧センサ７２と、各車輪の車輪速を検出する車輪速センサ７３…とが接続されている。

図２は第１実施の形態に係る制動装置の操作量シミュレータを示す断面図である。
操作量シミュレータ３５は、シリンダ３６内に第１ピストン３７が摺動自在に設けられ、第１ピストン３７に第２ピストン３８が摺動自在に嵌合され、第２ピストン３８内にストッパ部材３３および第１スプリング４０が設けられ、シリンダ３６内に第２スプリング４３が設けられ、第１ピストン３７の環状溝３７ａにカップシール（シール材）５０が設けられている。

操作量シミュレータ３５は、第１ピストン３７が第１スプリング４０で上方に付勢され、第２ピストン３８が第２スプリング４３で上方に付勢され、カップシール５０でピストン３８の反スプリング側に液室３９が形成されている。
第１スプリング４０のばね定数は、第２スプリング４３のばね定数より小さい。
また、液室３９が液路３２に連通されることで、液室３９にブレーキ液が充填されている。

この操作量シミュレータ３５によれば、図１に示すブレーキペダル１２に踏力が作用して、マスターシリンダ１７で発生したブレーキ液の液圧が液室３９に作用する。
マスターシリンダ１７で発生するブレーキ液の液圧（すなわち、液室３９の液圧）は、ブレーキペダル１２に作用する踏力が大きくなるにしたがって大きくなる。
これにより、液室３９の液圧が大きくなることで、第１ピストン３７や第２ピストン３８が、第１スプリング４０や第２スプリング４３の付勢力に抗して下方に移動する。

つぎに、図１に戻って、制動装置１０の作用について説明する。
ブレーキペダル１２に踏力（操作力）を作用させてブレーキペダル１２を操作することで、常開型電磁弁よりなる一対の遮断弁１８，１９が消磁されて開弁し、常閉型電磁弁よりなる反力許可弁３４が励磁されて開弁する。
この状態で、液路２４ａの液圧センサ７１が、ブレーキペダル１２の踏み込みを検出する。この検出信号に基づいて、電気的制動力発生部１５のアクチュエータ４１が作動して一対のピストン５１，５２が前進する。

ピストン５１，５２が前進することで、一対の第２液圧室５３，５４に液圧が発生する。
発生した液圧は、ＡＢＳ装置３１の開弁したインバルブ６１…を経てディスクブレーキ装置２５，２６，２７，２８のブレーキシリンダ１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄにそれぞれ伝えられ、各車輪を制動する。

電気的制動力発生部１５のピストン５１，５２が僅かに前進すると、ポート５５ａ，５５ｂが閉塞される。液路２３ａと第２液圧室５３との連通が遮断されるとともに、液路２４ａと第２液圧室５４との連通が遮断される。
よって、マスターシリンダ１７で発生した液圧が、ディスクブレーキ装置２５，２６，２７，２８に伝わることを防止する。

このとき、マスターシリンダ１７の他方の第１液圧室２２で発生した液圧は、開弁した反力許可弁３４を経て操作量シミュレータ３５の液室３９に伝わる。
液圧で操作量シミュレータ３５の第１、第２のピストン３７，３８を、第１、第２のスプリング４０，４３に抗して移動させる（第２ピストン３８および第１スプリング４０は図２参照）。
これにより、ブレーキペダル１２の操作量を許容するとともに擬似的なペダル反力を発生させて運転者の違和感を解消する。
なお、操作量シミュレータ３５の作動とブレーキペダル１２の踏力との関係については図５〜図６などに基づいて後述する。

液路２３ａ，２４ａと第２液圧室５３，５４との連通がそれぞれ遮断された状態において、液圧センサ７２で検出した電気的制動力発生部１５の液圧が、液圧センサ７１で検出したマスターシリンダ１７の液圧に応じた大きさになるように、電気的制動力発生部１５のアクチュエータ４１の作動を制御する。
この制御で、ブレーキペダル１２に作用する踏力に応じた制動力を、ディスクブレーキ装置２５，２６，２７，２８に発生させる。

制動装置１０による制動中に、何れかの車輪のスリップ率が増加してロック傾向になることが考えられる。この場合、車輪速センサ７３…の出力に基づいて車輪がロック傾向になったことが検出される。
車輪のロック傾向が検出された場合、常開型電磁弁よりなる遮断弁１８，１９を励磁して閉弁するとともに電気的制動力発生部１５を作動状態に維持して、ＡＢＳ装置３１を作動させて車輪のロックを防止する。

すなわち、所定の車輪がロック傾向になった場合、その車輪のディスクブレーキ装置のブレーキシリンダ１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄに連なるインバルブ６１…を閉弁して電気的制動力発生部１５からの液圧の伝達を遮断する。
この状態で、アウトバルブ６３…を開弁してブレーキシリンダ１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの液圧をリザーバ６２，６２に逃がして減圧する。

続いて、アウトバルブ６３…を閉弁してブレーキシリンダ１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの液圧を保持して、車輪がロックしないように制動力を低下させる。
よって、車輪速度が回復してスリップ率が低下する。スリップ率が低下した場合、インバルブ６１…を開弁してブレーキシリンダ１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの液圧を増加させることで、車輪の制動力を増加させる。

液圧の増加により、車輪が再びロック傾向になった場合、前述した液圧の減圧、保持、増圧作動を再び実行する。この作動を繰り返すことにより車輪のロックを抑制しながら最大限の制動力を発生させる。
この作動の繰返し中に、リザーバ６２，６２に流入したブレーキ液は、液圧ポンプ６５で上流側の液路２３ｂ，２４ｂに戻される。

ＡＢＳ装置３１による制御中は、遮断弁１８，１９が閉弁状態に維持されている。
これにより、ＡＢＳ装置３１の作動による液圧の変化がキックバックとなってマスターシリンダ１７からブレーキペダル１２に伝わることを防止できる。

ここで、走行用の電動モータを備えたハイブリッド車両や電動車両においては、液圧制動と回生制動とを協調させるために以下のような制御がおこなわれる。
すなわち、ブレーキペダル１２が踏まれた状態で回生制動が可能であると判断されると、電気的制動力発生部１５の作動を停止し、液圧による制動に代えて回生制動を優先することでエネルギーの回収効率を高めることができる。

回生制動の実行中は電気的制動力発生部１５のポート５５ａ，５５ｂが開放している。このため、マスターシリンダ１７で発生した液圧がブレーキシリンダ１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄに伝えられないように、遮断弁１８，１９は閉弁状態に切り換えられる。

なお、回生制動の実行中に何れかの車輪がロック傾向になった場合には、回生制御が中止されてＡＢＳ装置３１の制御に移行する。

図３は第１実施の形態に係る制動装置のブレーキペダル装置を示す側面図である。
ブレーキペダル装置１１は、運転者が踏力をかけることで操作可能なブレーキペダル１２と、ブレーキペダル１２とマスターシリンダ１７とを繋ぐ伝達部材７５とを備える。
マスターシリンダ１７は、ピストン９５にカップシール（シール材）９６…が設けられている。

ブレーキペダル１２は、取付ブラケット７６に回動自在に連結されたレバー部７７と、レバー部７７の下端部に設けられたペダル７８とを備える。
レバー部７７は、上端部７７ａが第１支軸８１を介して取付ブラケット７６に回動自在に連結され、上端部７７ａ近傍に上アーム８２が設けられている。
取付ブラケット７６は、車体側に取り付けられた部材である。

伝達部材７５は、取付ブラケット７６に回動自在に連結された回動リンク８４と、回動リンク８４をレバー部７７の上アーム８２に連結する連結リンク８５と、回動リンク８４に連結されたプッシュロッド（出力部材）８６とを備える。
回動リンク８４は、下端部８４ａが第２支軸８７を介して取付ブラケット７６に回動自在に連結されている。回動リンク８４の中央アーム８８に第１連結ピン９１を介して連結リンク８５の一端部８５ａが回動自在に連結されている。
連結リンク８５は、他端部８５ｂが第２連結ピン９２を介して上アーム８２に回動自在に連結されている。

また、回動リンク８４の中央アーム８８近傍に第３連結ピン９３を介してプッシュロッド８６の後端部８６ａが回動自在に連結されている。
プッシュロッド８６は、マスターシリンダ１７のピストン９５に連結されている。
すなわち、回動リンク８４は、プッシュロッド８６および第３連結ピン９３を介してマスターシリンダ１７のピストン９５に連結されている（繋がれている）。
このブレーキペダル装置１１は、図４に示すようにモデル化して表すことができる。
モデル化したブレーキペダル装置１０１の動作を図４に基づいて説明する。

図４（ａ）〜（ｄ）はモデル化したブレーキペダル装置の動作を説明する図である。
なお、モデル化したブレーキペダル装置１０１の構成部材にブレーキペダル装置１１と同じ符号を付して説明する。
ブレーキペダル１２のペダル７８に踏力Ｆ１が作用することにより、ブレーキペダル１２が第１支軸８１を軸にして時計回り方向に回動する。
具体的には、ブレーキペダル１２は、図４（ａ），（ｄ）に示すペダル操作量０〜Ｓ３の領域において時計回り方向に回動する。

ブレーキペダル１２が回動することで、第２連結ピン９２を介して連結リンク８５を矢印Ａの如く引っ張る。
連結リンク８５が矢印Ａの方向に移動することで、連結リンク８５で回動リンク８４を引っ張る。回動リンク８４が第２支軸８７を軸にして矢印Ｂの如く反時計回り方向に回動する。

回動リンク８４が回動することで、プッシュロッド８６が矢印Ｃの如く移動する。
プッシュロッド８６が移動することで、マスターシリンダ１７のピストン９５が移動する。
以下、プッシュロッド８６の移動量（出力量）をプッシュロッド出力量という。

以上説明したように、モデル化したブレーキペダル装置１０１は、ペダル操作量０〜Ｓ３の領域において、ブレーキペダル１２を操作した際に、連結リンク８５を矢印Ａの如く引っ張り、連結リンク８５で回動リンク８４を引っ張ることで回動リンク８４を回動させるリンク機構である。
このように、モデル化したブレーキペダル装置１０１は、ブレーキペダル１２の操作力で連結リンク８５および回動リンク８４を引っ張る方向に移動させている。

すなわち、モデル化したブレーキペダル装置１０１によれば、連結リンク８５は、ブレーキペダル１２が操作される際に、ブレーキペダル１２で引っ張られるように配置されている。
よって、ペダル操作量０〜Ｓ３の領域において、ブレーキペダル１２、連結リンク８５および回動リンク８４などが干渉することを防止できる。

図５は第１実施の形態に係るブレーキペダル装置のペダル操作量とレバー比との関係を示すグラフである。縦軸はレバー比を示し、横軸はペダル操作量（操作量）を示す。
レバー比は、マスターシリンダ１７に連結されたプッシュロッド８６の出力量（プッシュロッド出力量）とブレーキペダルの操作量（ペダル操作量）との比である。
すなわち、
レバー比＝ペダル操作量／プッシュロッド出力量
となる。

レバー比が大きいと、ブレーキペダル１２の踏力に対して、プッシュロッド８６の出力（操作力（以下、押付力という）が大きくなりマスターシリンダ１７の液圧を高めることができる。
一方、レバー比が小さいと、ブレーキペダル１２の踏力に対して、プッシュロッド８６の出力（押付力）が小さくなる。
また、ペダル操作量は、図４（ａ）に示すペダル操作量０の位置から、図４（ｄ）に示すペダル操作量Ｓ３の位置までの操作量を示す。

グラフＧ１に示すように、ペダル操作量０〜Ｓ１間において、ペダル操作量が大きくなるにしたがってレバー比は小さくなる。
また、ペダル操作量Ｓ１〜Ｓ２間において、ペダル操作量が大きくなるにしたがってレバー比は大きくなる。
さらに、ペダル操作量Ｓ２〜Ｓ３間において、ペダル操作量が大きくなるにしたがってレバー比は小さくなる。
すなわち、伝達部材７５はレバー比を変化可能な機構である。

このグラフＧ１において、ブレーキペダル装置１１は、ペダル操作量Ｓ４〜Ｓ５の領域Ｅ１で使用するように設定されている。
すなわち、ペダル操作量Ｓ４は、ブレーキペダル装置１１の非操作状態の初期位置（操作開始位置）となる。

このように、ブレーキペダル装置１１のペダル操作量を領域Ｅ１に設定することで、Ｅ１領域のうち、ブレーキペダル１２の初期位置Ｓ４から所定操作量の位置Ｓ６までの初期操作領域Ｅ２において、レバー比（プッシュロッド出力量に対するペダル操作量の比）は、初期操作領域Ｅ２の直後の操作領域（すなわち、中期操作領域）Ｅ３と比較して大きくすることができる。
このように、ブレーキペダル１２の初期操作領域Ｅ２においてレバー比を大きくすることで、ブレーキペダル１２に作用する踏力に対して、プッシュロッド８６の出力（押付力）を大きくしてマスターシリンダ１７の液圧を高めることができる。

ここで、図３に示すブレーキペダル装置１１は、前述したように、ペダル操作量０〜Ｓ３の領域において、ブレーキペダル１２が操作される際に、連結リンク８５がブレーキペダル１２で引っ張られるように構成されている。
すなわち、連結リンク８５は、ブレーキペダル１２が初期位置Ｓ４から操作される際に、ブレーキペダル１２で引っ張られるように配置されている。
これにより、ペダル操作量Ｓ４〜Ｓ５の領域Ｅ１において、ブレーキペダル装置１１を使用する際に、図３に示すブレーキペダル１２、連結リンク８５および回動リンク８４などの構成部材が干渉することはない。

加えて、図３に示すブレーキペダル装置１１のレバー比を変更可能とすることで、ペダル操作量を領域Ｅ１（すなわち、ブレーキペダル１２の全ストローク）を適正距離に抑えた状態で、初期操作領域Ｅ２においてレバー比を大きくすることができる。

つぎに、制動装置のブレーキペダルに作用する踏力と、操作量シミュレータのピストンのストローク（以下、ピストンストロークという）との関係を図２、図５および図６などに基づいて説明する。
図６（ａ），（ｂ）は第１実施の形態に係る制動装置のブレーキペダルに作用する踏力と操作量シミュレータのピストンストロークの関係を示すグラフである。
縦軸はブレーキペダル１２に作用する踏力を示し、横軸は操作量シミュレータ３５のピストンストロークを示す。
グラフＧ３は、図５のグラフＧ２（すなわち、ブレーキペダル装置のレバー比が一定）のものを比較例として示したものである。
グラフＧ４は、図５のグラフＧ１（すなわち、実施の形態のレバー比が変化可能）のものを実施例として示したものである。

図５に示すように、実施例のグラフＧ１は、初期操作領域Ｅ２において、比較例のグラフＧ２よりレバー比が大きい。さらに、実施例のグラフＧ１は、中期操作領域Ｅ３において、比較例のグラフＧ２よりレバー比が小さく、終期操作領域Ｅ４において、比較例のグラフＧ２よりレバー比が大きい。

まず、図６に示すグラフＧ３に基づいて比較例を説明する。
図１に示すブレーキペダル１２に踏力が作用して、マスターシリンダ１７で発生したブレーキ液の液圧が操作量シミュレータ３５の液室３９（図２参照）に作用する。
マスターシリンダ１７で発生するブレーキ液の液圧（すなわち、液室３９の液圧）は、踏力が大きくなるにしたがって大きくなる。

ここで、図３に示すマスターシリンダ１７の第１液圧室２１，２２に液圧が作用して、カップシール９６…の外周がシリンダの内周壁に押し付けられる。
よって、ピストン９５とともにカップシール９６…が移動しようとすると、カップシール９６…の外周に比較的大きな摺動抵抗が作用する。

さらに、操作量シミュレータ３５の第１ピストン３７に設けられたカップシール５０にブレーキ液の液圧が作用して、カップシール５０の外周５０ａ（図２参照）がシリンダ３６の内周壁３６ａに押し付けられる。
よって、第１ピストン３７とともにカップシール５０が移動しようとすると、カップシール５０の外周５０ａに比較的大きな摺動抵抗が作用する。
以下、カップシール９６…およびカップシール５０の摺動抵抗を合わせたものを、「カップシール摺動抵抗」として説明する。

比較例は、図５のグラフＧ２に示すようにレバー比が一定である。よって、ブレーキペダル１２の全ストロークを所望の長さに抑えるために、レバー比が比較的小さく抑えられている。
このため、初期操作領域Ｅ２のように、ブレーキペダル１２に作用する踏力が小さいとき、図３に示すプッシュロッド８６の出力（押付力）も小さい。このため、液室３９に、第１ピストン３７を移動させる液圧を発生させることはできない。

すなわち、図６のグラフＧ３に示すように、初期操作領域Ｅ２において、ブレーキペダル１２に踏力を作用させたとき、踏力がＦ１に上昇するまで、第１ピストン３７は殆ど移動しない（具体的には、カップシール５０が弾性変形して０からＬ１まで僅かに移動するのみである）。
そして、踏力がＦ１まで上昇すると、図３に示すプッシュロッド８６の出力（押付力）も大きくなる。よって、液室３９の液圧が大きくなり、カップシール摺動抵抗や第１スプリング４０の付勢力などに抗して第１ピストン３７の移動を開始させる。

踏力がＦ１からＦ２に上昇するにしたがって液室３９の液圧が大きくなり、第１ピストン３７が位置Ｌ１から位置Ｌ２まで比較的速く移動する。
第１ピストン３７が位置Ｌ２まで移動すると、第１ピストン３７がストッパ部材３３（図２参照）に当接する。

この状態で、踏力がＦ２から上昇するにしたがって液室３９の液圧が大きくなり、カップシール摺動抵抗および第１、第２のスプリング４０，４３の付勢力などに抗して、第１、第２のピストン３７，３８を位置Ｌ２から比較的ゆっくり移動させる。

以上説明したように、図６に示すグラフＧ３の比較例は、レバー比が一定であるため、ブレーキペダル１２に踏力を作用させても、踏力がＦ１に上昇するまで、第１ピストン３７は移動を開始しない。
さらに、第１ピストン３７の移動を、第１スプリング４０から第２スプリング４３の付勢力に抗して移動する状態に切り換えるとき、第１ピストン３７の移動速度が比較的大きく変化して、第１、第２のピストン３７，３８を円滑に移動させることはできない。
このため、比較例の制動装置は、ブレーキペダル１２の操作フィーリングを良好に確保することは難しい。

つぎに、図６に示すグラフＧ４に基づいて実施例を説明する。
実施例は、図５のグラフＧ１に示すようにレバー比が変化可能である。
すなわち、実施例のレバー比は、初期操作領域Ｅ２および終期操作領域Ｅ４で比較例より大きく、中期操作領域Ｅ３で比較例より小さい。

初期操作領域Ｅ２でレバー比を大きくすることで、ブレーキペダル１２に作用する踏力が小さいときでも、図３に示すプッシュロッド８６の出力（押付力）を大きくすることができる。よって、図２に示す液室３９に、第１ピストン３７を移動させる液圧を発生させることができる。
これにより、初期操作領域Ｅ２において、ブレーキペダル１２に小さい踏力を作用させ始めたときから、カップシール摺動抵抗および第１スプリング４０の付勢力などに抗して、第１ピストン３７を移動させることが可能である。

すなわち、図６のグラフＧ４に示すように、ブレーキペダル１２に踏力を作用させ始めたときから、カップシール摺動抵抗および第１スプリング４０の付勢力などに抗して、第１ピストン３７を移動開始させることができる。
ブレーキペダル１２に作用する踏力を徐々に大きくする際に、踏力の上昇に追従させて第１ピストン３７を円滑に移動させることができる。

さらに、中期操作領域Ｅ３でレバー比を小さく抑えることで、ブレーキペダル１２に作用する踏力に対して、図２に示すプッシュロッド８６の出力（押付力）を小さく抑えることができる。
よって、グラフＧ４に示すように、第１ピストン３７の移動を、第１スプリング４０から第２スプリング４３の付勢力に抗して移動する状態に切り換えるときに、第１、第２のピストン３７，３８を円滑に移動させることができる。

加えて、終期操作領域Ｅ４でレバー比を大きくすることで、ブレーキペダル１２に作用する踏力に対して、図３に示すプッシュロッド８６の出力（押付力）を大きくすることができる。
よって、グラフＧ４に示すように、第１ピストン３７の移動速度を中期操作領域Ｅ３の移動速度に合わせることができる。

これにより、実施例の制動装置１０は、初期操作領域Ｅ２において、ブレーキペダル１２の踏力を軽減することができ、かつ、初期操作領域Ｅ２〜終期操作領域Ｅ４において、第１ピストン３７や第２ピストン３８を円滑に移動することができるので、ブレーキペダル１２の操作フィーリングを良好に確保することができる。

つぎに、制動装置の第２実施の形態を図７に基づいて説明する。なお、第２実施の形態において第１実施の形態の構成部材と同一・類似部材については同じ符号を付して説明を省略する。

図７は本発明に係る制動装置（第２実施の形態）を示す液圧回路図である。
制動装置１４０は、ブレーキペダル１２を組み込んだブレーキペダル装置１１と、車輪に制動力をかけるブレーキシリンダ１４…と、ブレーキペダル１２の操作量または踏力に応じて電気的に制動力を制御可能な電気的制動力制御装置１４１と、ブレーキペダル１２の操作で液圧を発生するマスターシリンダ１７と、マスターシリンダ１７から供給されたブレーキ液を蓄える操作量シミュレータ（シミュレータ）３５と、マスターシリンダ１７およびブレーキシリンダ１４…のブレーキ液の連通を遮断する一対の遮断弁（遮断部材）１８，１９とを備える。

電気的制動力制御装置１４１は、ブレーキペダル１２の操作で制動力を発生する電気的制動力発生部１４２と、ブレーキペダル１２の操作量または操作力に応じて電気的制動力発生部１４２を制御する制御部１６とを備える。

電気的制動力発生部１４２は、制御部１６から伝えられた信号に基づいて駆動するポンプモータ１４３と、ポンプモータ１４３で駆動するポンプ１４４とを備え、電磁気力により制動力を発生する装置である。

つぎに、制動装置１４０の作用について説明する。
ブレーキペダル１２に踏力を作用させることで、一対の遮断弁１８，１９が閉弁し、反力許可弁３４が開弁する。
遮断弁１８，１９を閉状態にすることでブレーキシリンダ１４…がマスターシリンダ１７から遮断される。

また、反力許可弁３４が開弁することで、マスターシリンダ１７の他方の第１液圧室２２で発生した液圧は、反力許可弁３４を経て操作量シミュレータ３５の液室３９に伝わる。
液圧で操作量シミュレータ３５の第１、第２のピストン３７，３８を、第１、第２のスプリング４０，４３に抗して移動させる（第２ピストン３８および第１スプリング４０は図２参照）。
これにより、ブレーキペダル１２の操作量を許容するとともに擬似的なペダル反力を発生させて運転者の違和感を解消する。

同時に、電気的制動力発生部１４２のポンプモータ１４３でポンプ１４４を駆動することにより、上昇した液圧がブレーキシリンダ１４…に伝わり、ディスクブレーキ装置２５，２７，２８，２６が作動する。
電気的制動力発生部１４２においては、減圧源液圧センサ１４６によって検出された液圧が設定範囲内にあるように、ポンプモータ１４３が制御される。

ディスクブレーキ装置２５，２７，２８，２６の作動中に、液圧センサ１４７で検出された液圧に基づいてブレーキペダル１２に作用する踏力（要求制動力）が求められる。
求めた踏力に応じた制動力が得られるように、ブレーキシリンダ１４…に作用する液圧を決定する。

そして、ブレーキシリンダ１４…に作用している実際の液圧が、決定した液圧と同じになるように、制御部１６から伝えられた信号に基づいて液圧制御弁装置１５１（すなわち、各増圧リニアバルブ１５２〜１５５、各減圧リニアバルブ１５６〜１５９）が制御される。

制動装置１４０による制動中に、何れかの車輪のスリップ率が増加してロック傾向になることが考えられる。この場合、車輪速センサ７３…の出力に基づいて車輪がロック傾向になったことが検出される。
車輪のロック傾向が検出された場合、液圧制御弁装置１５１でＡＢＳ制御をおこない車輪のロックを防止する。

すなわち、所定の車輪がロック傾向になった場合、各増圧リニアバルブ１５２〜１５５、各減圧リニアバルブ１５６〜１５９を制御して、所定の車輪のロックを抑制しながら最大限の制動力を発生させる。

ここで、制動装置１４０の液圧回路からエアを排出すべきとするエア排出許可条件が満たされた場合には、リリーフ弁１６１が開状態に切り換えられるとともに、各増圧リニアバルブ１５２〜１５５、各減圧リニアバルブ１５６〜１５９が開状態に切り換えられる。同時に、ポンプ１４４がポンプモータ１４３で作動させられる。

アキュムレータ１６２と接続部１６３とが連通し、ポンプ１４４の作動でアキュムレータ１６２から高圧の作動液が吐出する。
吐出された高圧の作動液は、各増圧リニアバルブ１５２〜１５５、各減圧リニアバルブ１５６〜１５９、減圧通路１６４を経てマスターシリンダ１７のリザーバ１６５に供給され、リザーバ１６５でエアが排出される。
このエア排出制御は、エア排出終了条件が満たされたとき終了する。

第２実施の形態の制動装置１４０によれば、ブレーキペダル装置１１および操作量シミュレータ３５を備えることで、第１実施の形態の制動装置１０と同様の効果を得ることができる。

なお、前記第１〜第２の実施の形態では、ブレーキペダル装置１１の伝達部材７５にリンク機構を用いてレバー比を変化可能としたが、これに限らないで、歯車やカムなどの他の機構でレバー比を変化可能としてもよい。
さらに、リンクの揺動支点やプッシュロッドの出力点をアクチュエータで移動させる構成でレバー比を変化可能としてもよい。

また、前記第１〜第２の実施の形態では、吊り下げ式のブレーキペダル１２を用いた例について説明したが、これに限らないで、フロア側に取り付けた、いわゆるオルガン式のブレーキペダルを用いることも可能である。
また、操作子としてブレーキペダル１２を例示したが、これに限らないで、手動で操作可能な操作レバーを用いることも可能である。

さらに、前記第１〜第２の実施の形態では、遮断部材として遮断弁１８，１９を用いた例ついて説明したが、遮断部材はこれに限定するものではない。
例えば、図１に示すシリンダ本体４２のポート５５ａ，５５ｂをピストン５１，５２でそれぞれ閉じることで、ＡＢＳ制御などの際にキックバックの許容が可能であれば、遮断弁１８，１９に変えて、ポート５５ａ，５５ｂをピストン５１，５２を遮断部材としてもよい。

本発明は、操作子およびマスターシリンダを伝達部材で繋いだ制動装置を備えた自動車への適用に好適である。

本発明に係る制動装置（第１実施の形態）を示す液圧回路図である。 第１実施の形態に係る制動装置の操作量シミュレータを示す断面図である。 第１実施の形態に係る制動装置のブレーキペダル装置を示す側面図である。 モデル化したブレーキペダル装置の動作を説明する図である。 第１実施の形態に係るブレーキペダル装置のペダル操作量とレバー比との関係を示すグラフである。 第１実施の形態に係る制動装置のブレーキペダルに作用する踏力と操作量シミュレータのピストンストロークの関係を示すグラフである。 本発明に係る制動装置（第２実施の形態）を示す液圧回路図である。 従来のブレーキペダル装置を示す側面図である。 モデル化した従来のブレーキペダル装置の動作を説明する図である。 従来のブレーキペダル装置のペダル操作量とレバー比との関係を示すグラフである。

符号の説明

１０，１４０…制動装置、１１…ブレーキペダル装置、１２…ブレーキペダル（操作子）、１３，１４１…電気的制動力制御装置、１４（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ）…ブレーキシリンダ、１５，１４２…電気的制動力発生部、１６…制御部、１７…マスターシリンダ、１８，１９…遮断弁（遮断部材）、３５…操作量シミュレータ（シミュレータ）、７５…伝達部材、８６…プッシュロッド（出力部材）、Ｅ２…初期操作領域、Ｅ３…中期操作領域（直後の操作領域）、Ｓ４…初期位置、Ｓ６…所定操作量の位置。

Claims (2)

1. 操作子と、
   ブレーキシリンダと、
   前記操作子の操作量または操作力に応じて、電気的に制動力を制御可能な電気的制動力制御装置と、
   液圧を発生させるマスターシリンダと、
   前記マスターシリンダに前記操作子を繋ぐ伝達部材と、
   前記マスターシリンダから供給されたブレーキ液を蓄えるシミュレータと、
   前記マスターシリンダおよび前記ブレーキシリンダのブレーキ液の連通を遮断する遮断部材とを備えた制動装置において、
   前記伝達部材は、前記マスターシリンダに連結される出力部材の出力量と前記操作子の操作量との比を変化可能な機構であり、
   前記操作子の初期位置から所定操作量の位置までの初期操作領域において、前記出力部材の出力量に対する操作量の比は、前記初期操作領域直後の操作領域と比較して大きいことを特徴とする制動装置。
2. 前記伝達部材は前記マスターシリンダに直に連結されたことを特徴とする請求項１記載の制動装置。

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