JP3913426B2 - 制動用油圧ブースタ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、旋回或いは障害物回避または路面状況の変化等に対応する自動車の制動装置に関し、特に、制動力を補助する制動用油圧ブースタ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、旋回或いは障害物回避または路面状況の変化等に対応する自動車の制動装置が数多く提案されており、この種の制動装置として、例えば、図５に示すファミリア整備書４ＷＤ（８９−８）に記載された制動装置に開示されたようなものが知られているが、まず、この装置の概要を説明する。
【０００３】
ブレーキペダル１０１を踏まない非作動時においては、図５（Ａ）に示すように、戻しばね１１１がリンク１１０を介して制動スプール１０３を押し戻すため、レバー１１２及び当該レバー１１２に結合部１１３Ｃで連結されたレバー１１３を介して制動スプール１０３に応動する制御スプール１０７は、アキュムレータＡｃに連通するポート１００Ａを閉じられる一方、タンクＴに連通するポート１００Ｂが開放され、ブースタ室１００Ｃ及び当該ブースタ室に連通孔１００Ｄを介して連なる容室１００Ｆ，１００Ｇ，１００ＨはタンクＴに連通している。
【０００４】
ブレーキペダル１０１を踏むと、図５（Ｂ）に示すように、その踏み力はリンク１１０を介して制動スプール１０３に伝えられ、レバー１１３の下端１１３Ａが左方に前進する。
【０００５】
この時レバー１１３の上端１１３Ｂはボディ１００に保持されているので、レバー１１２に回動自在に連結された結合部１１３Ｃが前進する。ところが、レバー１１２の下端１１２Ａはブースタピストン１０２に支持されているため、レバー１１３の結合部１１３Ｃに押されたレバー１１２の上端１１２Ｂが前進し、制御スプール１０７を左方に前進させる。
【０００６】
制御スプール１０７が前進すると、まずタンクＴに連通するポート１００Ｂが閉じ、つぎにアキュムレータＡｃに連通するポート１００Ａが開くので、アキュムレータＡｃからの圧油がブースタ室１００Ｃに導かれ、管路１００Ｌを介して後輪左右のリアブレーキＲａ，Ｒｂが作動する。
【０００７】
ブースタ室１００Ｃに導かれた圧油は、ブースタピストン１０２に作用し、ブースタピストン１０２の受圧面積にブースタ室１００Ｃの圧力を乗じた駆動力でこれを左方に前進させるとともに、プッシュロッド１０４を介してマスタシリンダ内の第１ピストン１０５と第２ピストン１０６を前進させる。
【０００８】
第１ピストン１０５と第２ピストン１０６が前進し始めると、第１ピストンのポート１０５Ａと第２ピストンのポート１０６Ａが左方に組み付けられたチェックシールにより遅滞なく閉じられるので、前記ブースタピストン１０２の駆動力により、マスタシリンダ内の容室１００Ｊ及び１００Ｋが加圧され、前輪左右のフロントブレーキＦａ，Ｆｂが作動する。
【０００９】
ところが、ブースタピストン１０２が前進し、制動スプール１０３との相対的な前進量が減少すると、レバー１１２は制御スプール１０７を後退させるため、ポート１００Ａが閉じられてアキュムレータＡｃからの圧油は遮断される。
【００１０】
ブースタ室１００Ｃの圧力は制動スプール１０３に作用し、ブレーキペダル１０１への反力となるので、ブースタ室１００Ｃ及びマスタシリンダ内の容室１００Ｊ及び１００Ｋの液圧は、ブレーキペダル１０１の踏み力に応じて調整され、前後輪の制動力を制御できることになる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記制動装置は、ブレーキペダル１０１と連結された制動スプール１０３により、レバー１１２，１１３を介して制御スプール１０７を応動させ、アキュムレータＡｃからの圧油をブレーキペダル１０１の踏み力に応じて調整のうえ、ブースタ室１００Ｃに給排して、調整された圧力でフロント及びリアブレーキを作動させる。
【００１２】
このため、フロント及びリアブレーキの制動力の比は、各ブレーキに内蔵されるピストンの径及びブースタピストン１０２の受圧面積により固定されてしまうとともに、制動スプール１０３，ブースタピストン１０２，第１ピストン１０５，第２ピストン１０６が同軸上に配設されることもあって、全体構造がどうしても複雑になってしまう。また作動油を共用しているため、制動装置全体に高価なブレーキ油を使用しなければならないという問題がある。
【００１３】
本発明は、以上のような実情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、制御装置が比較的簡単で、適切な制御を行うことができる制動装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ブレーキペダルに油圧ブースタを介して連動するマスタシリンダの出力によりブレーキを作動させて車輌の車輪を制動する制動装置を前提とするものである。
【００１５】
課題を解決するため本発明の採った第１の手段は、上記油圧ブースタは、バルブボディと、バルブボディ内に出没自在に挿入したブースタピストン及び補助ピストンと、ブースタピストン内に摺動自在に挿入され且つブレーキペダルと連動しながらブースタピストン内のばね室をポンプ又はタンク側に選択的に切り換える制動スプールとを備え、更に上記ブースタピストンと補助ピストンとをマスタシリンダの入力軸が当接する可動板の反対側に当接させ、上記補助ピストンの背面側補助室を固定絞りを介して上記ばね室に接続するとともに可変絞りを介してタンクに接続し、補助室の作動圧を可変絞りにより調整してマスタシリンダへの補助入力を制御することである。
【００１６】
上記可変絞りは、車速，車高，前後左右の加速度，ハンドル舵角等の各種センサからの入力信号を演算処理するコントローラで駆動される例えば前後輪別々の比例電磁弁とすれば、ドライバーの負担を軽減することができる。
【００１７】
つぎに、第２の手段は、上記油圧ブースタがバルブボディと、バルブボディ内に出没自在に挿入したブースタピストン及びフロントとリアの補助ピストンと、ブースタピストン内に摺動自在に挿入され且つブレーキペダルと連動しながらブースタピストン内のばね室をポンプ又はタンク側に選択的に切り換える制動スプールとを備え、更に上記ブースタピストンと補助ピストンとをマスタシリンダの入力軸が当接する可動板の反対側に当接させ、上記補助ピストンのいずれか一方の背面側補助室を固定絞りを介して上記ばね室に、かつ可変絞りを介してタンクにそれぞれ接続するとともに、他方の補助ピストンの背面側補助室を可変絞りを介して上記ばね室に、かつ固定絞りを介してタンクにそれぞれ接続し、補助室の作動圧を可変絞りにより調整してマスタシリンダへの補助入力を制御することである。
【００１８】
上記可変絞りは、車速，車高，前後左右の加速度，ハンドル舵角等の各種センサからの入力信号を演算処理するコントローラで駆動される例えば前後輪共用のサーボ弁とすれば、ドライバーの負担を軽減することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明は、ブレーキの踏み力或いは踏み込みストロークに応じて補助力を発生しマスタシリンダを付勢する車輌の制動装置に関するものである。以下、本発明を図１に示す第１実施形態に基づいて説明する。
【００２０】
まず、車体に基端部を固定されたブレーキペダル１と、同じく外筒部を車体に固定されフロントブレーキＦａ，Ｆｂ及びリアブレーキＲａ，Ｒｂに圧油を供給するマスタシリンダ３，４の間に、油圧ブースタ２のボディ２１を同様に車体に固定する。
【００２１】
ドライバーがブレーキペダル１を踏むと、当該ブレーキペダル１にリンク１０で連結された制動スプール２３が左方に押し込まれるので、油圧源Ｐに環状溝２１Ｐを介して連なるブースタピストン２２のポンプポート２２Ｐに制動スプール２３の環状溝２３Ａが連通し、当該環状溝２３Ａに開口する連通孔２３Ｂを介してばね室２２Ｓに前記油圧源Ｐの圧力が導かれる。
【００２２】
ばね室２２Ｓには、制動スプール２３をブレーキペダル１側に付勢する反力ばね２４が組み込まれているので、ばね室２２Ｓの圧力Ｐｓに制動スプール２３の受圧面積を乗じた推力に反力ばね２４のばね力を加えた反力が、リンク１０を介するブレーキペダル１の踏み力に等しくなる位置で、制動スプール２３及び当該制動スプールに油圧力で追動するブースタピストン２２が停止する。ブースタピストン２２の左端部は、マスタシリンダ３，４を作動させる可動板５に当接しているので、マスタシリンダ３，４の入力軸３Ａ，４Ａが所定のストローク分だけ作動する。
【００２３】
以下、フロント，リアに共通する事項をフロント（リア）の形式で説明する。ブースタピストン２２の連通孔２２Ｒとボディ２１の環状溝２１Ｒを通り、フロント（リア）側の固定絞りＦｆ（Ｆｒ）を介してフロント（リア）側の補助室２１Ｅ（２１Ｆ）に導かれた圧油は、フロント（リア）側の通路２１Ｇ（２１Ｈ）に設けられた可変絞りＶｆ（Ｖｒ）を経てタンクＴに解放され、補助室２１Ｅ（２１Ｆ）には可変絞りの開度に対応した圧力が発生する。
【００２４】
この結果、フロント（リア）側の補助ピストン２５（２６）を、その受圧面積に補助室２１Ｅ（２１Ｆ）の圧力を乗じた補助力で左方に付勢する。ここで固定絞りＦｆ（Ｆｒ）は、下流側への通過流量を制限して油圧源Ｐの負担を軽減するものである。
【００２５】
補助ピストン２５（２６）の左端部は、マスタシリンダ３，４を作動させる可動板５に当接しているので、マスタシリンダ３，４の駆動力が補助ピストン２５（２６）により補助される。
【００２６】
補助ピストン２５（２６）の付勢力は、可変絞りＶｆ（Ｖｒ）を調整することによって、開度を大きくすれば減少し、開度を小さくすれば増大するので、この分ドライバーの踏み力を軽減することができる。
【００２７】
油圧ブースタ２とフロント（リア）のブレーキＦａ，Ｆｂ（Ｒａ，Ｒｂ）を作動させるマスタシリンダ３，４とは、可動板５を挟んで分離されているので、油圧ブースタ２側にはマスタシリンダ３，４側の高価なブレーキ油を使用しなくてもよい。
【００２８】
以上、フロント（リア）の可変絞りＶｆ（Ｖｒ）を手動で調整する方法について説明したが、図２に示す第２の実施形態のように自動的に調整することもできる。
【００２９】
この実施形態においては、第１の実施形態におけるフロント（リア）の可変絞りＶｆ（Ｖｒ）を、車速，車高，前後左右の加速度，ハンドル舵角等の各種センサＳからの入力信号を演算処理するコントローラＣＴの出力で駆動される、例えば、比例電磁弁Ｅｆ，Ｅｒにより調整するようにしたものである。
【００３０】
コントローラＣＴは、ドライバーの技量も配慮して車輌状態を最適に維持する出力を発生することができるので、ドライバーの負担を軽減することができる。
【００３１】
前記した第１の実施形態は、ブースタピストン２２を通り、フロント（リア）側の固定絞りＦｆ（Ｆｒ）を介してフロント（リア）側の補助室２１Ｅ（２１Ｆ）に導かれた圧油が、フロント（リア）側の通路２１Ｇ（２１Ｈ）に設けられた可変絞りＶｆ（Ｖｒ）を経てタンクＴに解放され、フロント（リア）側の補助ピストン２５（２６）を、その受圧面積に補助室２１Ｅ（２１Ｆ）の圧力を乗じた補助力で左方に付勢するのであるが、図３に示す第３の実施形態のように、フロント・リアいずれか一方の固定絞りと可変絞りを入れ替えることもできる。
【００３２】
以下、フロント側の固定絞りと可変絞りを入れ替えた場合について説明する。この実施形態においては、固定絞りＦｆ（Ｆｒ）の上流側（下流側）の可変絞りＶｆ（Ｖｒ）を調整するので、可変絞りＶｆ（Ｖｒ）の開度が大きくすれば、フロント（リア）側の補助室２１Ｅ（２１Ｆ）の圧力が高く（低く）なり、フロント（リア）側の補助ピストン２５（２６）の補助力は大きく（小さく）なる。
【００３３】
逆に開度が小さくすれば、フロント（リア）側の補助室２１Ｅ（２１Ｆ）の圧力が低く（高く）なり、フロント（リア）側の補助ピストン２５（２６）の補助力は小さく（大きく）なる。この結果、可変絞りＶｆ（Ｖｒ）の開度を調整することによりフロントとリアのブレーキ力の配分を自由に調整することができることになる。
【００３４】
上記した第３の実施形態においては、フロント（リア）の可変絞りを別々に調整する方法について説明したが、図４に示す第４の実施形態のように、フロント・リア共用の１個のサーボ弁Ｓｖを使用することにより同時に調整することもできる。
【００３５】
この実施形態においては、固定絞りＦｆ（Ｆｒ）の上流側（下流側）をフロント・リア共用のサーボ弁Ｓｖで調整するので、第３実施形態と同様に、開度が大きければ、フロント（リア）側の補助ピストン２５（２６）の補助力は大きく（小さく）なる。逆に開度が小さければ、フロント（リア）側の補助ピストン２５（２６）の補助力は小さく（大きく）なる。
【００３６】
この結果、フロントとリアのブレーキ力の配分を車速，車高，前後左右の加速度，ハンドル舵角等の各種センサＳからの入力信号を演算処理するコントローラＣＴの出力で調整することができる。そして、コントローラＣＴは、ドライバーの技量も配慮して車輌状態を最適に維持する。また、フロント（リア）の可変絞りを１個のサーボ弁Ｓｖで調整するようにしたので、制動装置のコストを軽減することができる。
【００３７】
以上いずれの実施形態においても、補助ピストンをフロントとリアの双方に設ける例を説明したが、ドライバーの踏み力によるベースとなるブレーキ力は、フロントとリアの双方に加わるので、補助ピストンによる補助力は、フロントまたはリアのいずれか一方にのみ付加するようにしてもよい。
【００３８】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明の第１の実施形態によれば、ドライバーがブレーキペダルを踏むことにより、リンクを介して連結された制動スプールを介して、ブースタピストンを制動スプールに追動させ、ブレーキを作動させるマスタシリンダの入力軸が当接する可動板をブースタピストンで押圧するとともに、油圧源にブースタピストンと固定絞りを介して開閉自在に連通する補助ピストンの作動圧を、補助ピストンからタンクへの還流通路に配設した可変絞りを調整することによって調整し、マスタシリンダへの補助入力を制御できるので、ドライバーの負担を軽減することができる。
【００３９】
つぎに、第２の実施形態によれば、第１実施形態における可変絞りを、車速，車高，前後左右の加速度，ハンドル舵角等の各種センサからの入力信号を演算処理するコントローラで駆動される例えば比例電磁弁により調整するようにしたので、ドライバーの負担を更に軽減することができる。
【００４０】
また、第１の実施形態のフロント・リアいずれか一方の固定絞りと可変絞りを入れ替えた第３の実施形態によれば、固定絞りの上流側（下流側）の可変絞りを調整するので、可変絞りの開度を大きくすれば、フロント（リア）側の補助ピストンの補助力は大きく（小さく）なり、逆に開度が小さくすれば、フロント（リア）側の補助ピストンの補助力は小さく（大きく）なる。この結果、フロントとリアのブレーキ力の配分を自由に調整することができる。
【００４１】
更に、第４の実施形態によれば、第３実施形態のフロント（リア）の可変絞りを、車速，車高，前後左右の加速度，ハンドル舵角等の各種センサからの入力信号を演算処理するコントローラで駆動されるフロントとリア共用のサーボ弁で調整するようにしたので、ドライバーの負担が軽減されるとともに、制動装置のコストを軽減することができる。
【００４２】
いずれの実施形態においても、油圧ブースタ側とブレーキを作動させるマスタシリンダ側とは、可動板を挟んで分離されているので、油圧ブースタ側には高価なブレーキ油を使用しなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係わる制動用油圧ブースタ装置である。
【図２】本発明の第２実施形態に係わる制動用油圧ブースタ装置である。
【図３】本発明の第３実施形態に係わる制動用油圧ブースタ装置である。
【図４】本発明の第４実施形態に係わる制動用油圧ブースタ装置である。
【図５】（Ａ）従来の制動装置における非作動時の説明図である。
（Ｂ）従来の制動装置における作動時の説明図である。
【符号の説明】
ＣＴ コントローラ
Ｆｆ，Ｆｒ 固定絞り
Ｅｆ，Ｅｒ 比例電磁弁
Ｐ 油圧源
Ｓ 各種センサ
Ｔ タンク
Ｖｆ，Ｖｒ 可変絞り
Ｓｖ サーボ弁
１ ブレーキペダル
２ 油圧ブースタ
３，４ マスタシリンダ
３Ａ，４Ａ マスタシリンダの入力軸
５ 可動板
２１ バルブボディ
２１Ｅ，２１Ｆ 補助室
２１Ｇ，２１Ｈ 還流通路
２２ ブースタピストン
２３ 制動スプール
２５，２６ 補助ピストン

Claims (4)

1. ブレーキペダルに油圧ブースタを介して連動するマスタシリンダの出力によりブレーキを作動させて車輌の車輪を制動する制動装置において、上記油圧ブースタは、バルブボディと、バルブボディ内に出没自在に挿入したブースタピストン及び補助ピストンと、ブースタピストン内に摺動自在に挿入され且つブレーキペダルと連動しながらブースタピストン内のばね室をポンプ又はタンク側に選択的に切り換える制動スプールとを備え、更に上記ブースタピストンと補助ピストンとをマスタシリンダの入力軸が当接する可動板の反対側に当接させ、上記補助ピストンの背面側補助室を固定絞りを介して上記ばね室に接続するとともに可変絞りを介してタンクに接続し、補助室の作動圧を可変絞りにより調整してマスタシリンダへの補助入力を制御することを特徴とする制動用油圧ブースタ装置。
2. 上記可変絞りは、車速，車高，前後左右の加速度，ハンドル舵角等の各種センサからの入力信号を演算処理するコントローラで駆動される前後輪別々の比例電磁弁からなることを特徴とする請求項１に記載の制動用油圧ブースタ装置。
3. ブレーキペダルに油圧ブースタを介して連動するマスタシリンダの出力によりブレーキを作動させて車輌の車輪を制動する制動装置において、上記油圧ブースタは、バルブボディと、バルブボディ内に出没自在に挿入したブースタピストン及びフロントとリアの補助ピストンと、ブースタピストン内に摺動自在に挿入され且つブレーキペダルと連動しながらブースタピストン内のばね室をポンプ又はタンク側に選択的に切り換える制動スプールとを備え、更に上記ブースタピストンと補助ピストンとをマスタシリンダの入力軸が当接する可動板の反対側に当接させ、上記補助ピストンのいずれか一方の背面側補助室を固定絞りを介して上記ばね室に、かつ可変絞りを介してタンクにそれぞれ接続するとともに、他方の補助ピストンの背面側補助室を可変絞りを介して上記ばね室に、かつ固定絞りを介してタンクにそれぞれ接続し、補助室の作動圧を可変絞りにより調整してマスタシリンダへの補助入力を制御することを特徴とする制動用油圧ブースタ装置。
4. 上記可変絞りは、車速，車高，前後左右の加速度，ハンドル舵角等の各種センサからの入力信号を演算処理するコントローラで駆動される前後輪共用のサーボ弁からなることを特徴とする請求項３に記載の制動用油圧ブースタ装置。

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