JP2008179270A - ブレーキペダル反力発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】良好なブレーキフィーリングを安定して実現することのできるブレーキペダル反力発生装置を提供する。
【解決手段】ブレーキペダル反力発生装置において、可変絞り機構１００は、マスタシリンダからの作動液の供給流量が所定の流量を超えたときに、ストロークシミュレータ６９との間の流路面積を変化させる機能をもつ。可変絞り機構１００は、作動液を通すための貫通路１０６が形成された可動子１０４を有し、当該貫通路１０６中に絞り部分が形成される。可動子１０４はケース体１０２の内部に摺動可能に設けられ、ケース体１０２に形成された連通口１１２の一部をふさぐことで、流路面積を変化させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、運転者のブレーキ操作に対する反力を創出するブレーキペダル反力発生装置に関し、特にストロークシミュレータを備えたブレーキペダル反力発生装置に関する。

ブレーキ装置では、運転者に良好なブレーキフィーリングを与えるためにストロークシミュレータが用いられることがある。たとえば特許文献１は、マスタシリンダとストロークシミュレータとの間にシミュレータ制御弁を設けた構成を開示する。シミュレータ制御弁への供給電流を変更することにより、マスタシリンダからストロークシミュレータへの流入抵抗を変更し、これにより操作力と操作ストロークとの関係が制御される。
特開２００３−１１２６１７号公報

バキュームブースタを備えたブレーキ制御装置では、ブレーキペダル操作速度が大きくなると、ブレーキペダルの踏力が大きくなるように制御される。一方、電子制御式ブレーキシステム（ＥＣＢ）を採用したブレーキ制御装置では、バキュームブースタを用いず、代わりにマスタシリンダとストロークシミュレータとの間にオリフィスが設けられることがある。その場合、ブレーキペダルの踏力アップ量（ΔＦ）と、ブレーキペダル操作速度（Ｖ）との関係は、オリフィスの流量式にしたがうこととなり、具体的には、ΔＦがＶ^２に比例する。この関係の下では、ブレーキペダル操作速度が小さいとき、運転者は踏力アップ量が大きく、ブレーキペダルが重いと感じ、一方でブレーキペダル操作速度が大きくなると、踏力アップ量が小さく、ブレーキペダルが軽いと感じることが経験的に分かっている。特に、ブレーキペダルの早踏み時において、ブレーキペダル操作速度の小さい踏み込み初期にブレーキペダルが重いと、ペダルが張り付いたような感覚を運転者に与え、違和感を生じさせる。したがって、ブレーキペダル操作速度に応じて、適切な踏力アップ量を創出する技術が望まれる。

特許文献１は、操作力と操作ストロークとに応じて緊急操作状態であることを取得することを目的としているのであって、ブレーキペダル速度とブレーキペダルの踏力アップ量との関係について考慮するものではない。また特許文献１のように、電流駆動のシミュレータ制御弁により流入抵抗を変化させることは、コストアップにつながるとともに、フィードバック制御による応答遅れが生じる可能性もある。

そこで、本発明は、良好なブレーキフィーリングを安定して実現することのできるブレーキペダル反力発生装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のある態様のブレーキペダル反力発生装置は、マスタシリンダからの作動液の供給流路に接続された可変絞り機構と、前記可変絞り機構に連通するストロークシミュレータとを備えて、運転者のブレーキ操作に対する反力を創出する。前記可変絞り機構は、マスタシリンダからの作動液の供給流量が所定の流量を超えたときに流路面積を変化させる。この態様によると、可変絞り機構が作動液の供給流量に応じて流路面積を変化させることで、良好なブレーキフィーリングを安定して実現することが可能となる。

前記可変絞り機構は、前記ストロークシミュレータとの間の流路面積を変化させてもよい。ストロークシミュレータに直接連通する流路の面積を変化可能に構成することで、ストロークシミュレータにより発生される反力を適切に制御することが可能となる。なお、可変絞り機構は、マスタシリンダ側の流路面積を変化させてもよい。

前記可変絞り機構は、作動液を通すための貫通路が形成された可動子を有し、当該貫通路中に絞り部分が形成されていてもよい。可動子中の貫通路に絞り部分を形成することで、作動液の流量に応じて可動子の前後に差圧を発生させ、可動子を動かすことが可能となる。

前記可動子はケース体の内部に摺動可能に設けられ、ケース体に形成された連通口の一部をふさぐことで、流路面積を変化させてもよい。これにより、比較的シンプルな構造で可変絞り機構を構成することが可能となる。

前記可変絞り機構は、ケース体内部において前記可動子を所定位置に付勢するための付勢手段を有し、前記所定位置から前記連通口までの間が所定距離に設定されていてもよい。この所定距離は０より大きい距離に設定され、したがって運転者がブレーキペダルをある程度踏み込むまで、可動子が所定位置から連通口までの間を移動するようにする。これにより、可動子が連通口の一部をふさぐまで、運転者は比較的軽くブレーキペダルを踏み込むことができ、ブレーキペダル踏み込み直後に、ペダル反力が急に大きくなる状況を回避できる。前記付勢手段はバネであって、前記所定距離は、バネ係数に応じて設定されてもよい。

本発明によれば、良好なブレーキフィーリングを安定して実現することができる。

以下、図面を参照しながら、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、本発明の一実施形態に係るブレーキ制御装置２０を示す系統図である。同図に示されるブレーキ制御装置２０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、車両に設けられた４つの車輪に付与される制動力を制御する。本実施形態に係るブレーキ制御装置２０は、例えば、走行駆動源として電動モータと内燃機関とを備えるハイブリッド車両に搭載される。このようなハイブリッド車両においては、車両の運動エネルギを電気エネルギに回生することによって車両を制動する回生制動と、ブレーキ制御装置２０による液圧制動とのそれぞれを車両の制動に用いることができる。本実施形態における車両は、これらの回生制動と液圧制動とを併用して所望の制動力を発生させるブレーキ回生協調制御を実行することができる。

ブレーキ制御装置２０は、図１に示されるように、各車輪に対応して設けられたディスクブレーキユニット２１ＦＲ、２１ＦＬ、２１ＲＲおよび２１ＲＬと、マスタシリンダユニット１０と、動力液圧源３０と、液圧アクチュエータ４０とを含む。

ディスクブレーキユニット２１ＦＲ、２１ＦＬ、２１ＲＲおよび２１ＲＬは、車両の右前輪、左前輪、右後輪、および左後輪のそれぞれに制動力を付与する。本実施形態におけるマニュアル液圧源としてのマスタシリンダユニット１０は、ブレーキ操作部材としてのブレーキペダル２４の運転者による操作量に応じて加圧されたブレーキフルードをディスクブレーキユニット２１ＦＲ〜２１ＲＬに対して送出する。動力液圧源３０は、動力の供給により加圧された作動流体としてのブレーキフルードを、運転者によるブレーキペダル２４の操作から独立してディスクブレーキユニット２１ＦＲ〜２１ＲＬに対して送出することが可能である。液圧アクチュエータ４０は、動力液圧源３０またはマスタシリンダユニット１０から供給されたブレーキフルードの液圧を適宜調整してディスクブレーキユニット２１ＦＲ〜２１ＲＬに送出する。これにより、液圧制動による各車輪に対する制動力が調整される。

ディスクブレーキユニット２１ＦＲ〜２１ＲＬ、マスタシリンダユニット１０、動力液圧源３０、および液圧アクチュエータ４０のそれぞれについて以下で更に詳しく説明する。各ディスクブレーキユニット２１ＦＲ〜２１ＲＬは、それぞれブレーキディスク２２とブレーキキャリパに内蔵されたホイールシリンダ２３ＦＲ〜２３ＲＬを含む。そして、各ホイールシリンダ２３ＦＲ〜２３ＲＬは、それぞれ異なる流体通路を介して液圧アクチュエータ４０に接続されている。なお以下では適宜、ホイールシリンダ２３ＦＲ〜２３ＲＬを総称して「ホイールシリンダ２３」という。

ディスクブレーキユニット２１ＦＲ〜２１ＲＬにおいては、ホイールシリンダ２３に液圧アクチュエータ４０からブレーキフルードが供給されると、車輪と共に回転するブレーキディスク２２に摩擦部材としてのブレーキパッドが押し付けられる。これにより、各車輪に制動力が付与される。なお、本実施形態においてはディスクブレーキユニット２１ＦＲ〜２１ＲＬを用いているが、例えばドラムブレーキ等のホイールシリンダ２３を含む他の制動力付与機構を用いてもよい。

マスタシリンダユニット１０は、本実施形態では液圧ブースタ付きマスタシリンダであり、液圧ブースタ３１、マスタシリンダ３２、レギュレータ３３、およびリザーバ３４を含む。液圧ブースタ３１は、ブレーキペダル２４に連結されており、ブレーキペダル２４に加えられたペダル踏力を増幅してマスタシリンダ３２に伝達する。動力液圧源３０からレギュレータ３３を介して液圧ブースタ３１にブレーキフルードが供給されることにより、ペダル踏力は増幅される。そして、マスタシリンダ３２は、ペダル踏力に対して所定の倍力比を有するマスタシリンダ圧を発生する。

マスタシリンダ３２とレギュレータ３３との上部には、ブレーキフルードを貯留するリザーバ３４が配置されている。リザーバ３４における液圧は例えば大気圧である。マスタシリンダ３２は、ブレーキペダル２４の踏み込みが解除されているときにリザーバ３４と連通する。一方、レギュレータ３３は、リザーバ３４と動力液圧源３０のアキュムレータ３５との双方と連通しており、リザーバ３４を低圧源とすると共に、アキュムレータ３５を高圧源とし、マスタシリンダ圧とほぼ等しい液圧を発生する。

動力液圧源３０は、アキュムレータ３５およびポンプ３６を含む。アキュムレータ３５は、ポンプ３６により昇圧されたブレーキフルードの圧力エネルギを窒素等の封入ガスの圧力エネルギ、例えば１４〜２２ＭＰａ程度に変換して蓄えるものである。ポンプ３６は、駆動源としてモータ３６ａを有し、その吸込口がリザーバ３４に接続される一方、その吐出口がアキュムレータ３５に接続される。また、アキュムレータ３５は、マスタシリンダユニット１０に設けられたリリーフバルブ３５ａにも接続されている。アキュムレータ３５におけるブレーキフルード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３５ａが開弁し、高圧のブレーキフルードはリザーバ３４へと戻される。

上述のように、ブレーキ制御装置２０は、ホイールシリンダ２３に対するブレーキフルードの供給源として、マスタシリンダ３２、レギュレータ３３およびアキュムレータ３５を有している。そして、マスタシリンダ３２にはマスタ配管３７が、レギュレータ３３にはレギュレータ配管３８が、アキュムレータ３５にはアキュムレータ配管３９が接続されている。これらのマスタ配管３７、レギュレータ配管３８およびアキュムレータ配管３９は、それぞれ液圧アクチュエータ４０に接続される。

液圧アクチュエータ４０は、複数の流路が形成されるアクチュエータブロックと、複数の電磁制御弁を含む。アクチュエータブロックに形成された流路には、個別流路４１、４２、４３および４４と、主流路４５とが含まれる。個別流路４１〜４４は、それぞれ主流路４５から分岐されて、対応するディスクブレーキユニット２１ＦＲ、２１ＦＬ、２１ＲＲ，２１ＲＬのホイールシリンダ２３ＦＲ、２３ＦＬ、２３ＲＲ、２３ＲＬに接続されている。これにより、各ホイールシリンダ２３は主流路４５と連通可能となる。

また、個別流路４１、４２、４３および４４の中途には、ＡＢＳ保持弁５１、５２、５３および５４が設けられている。各ＡＢＳ保持弁５１〜５４は、ＯＮ／ＯＦＦ制御されるソレノイドおよびスプリングをそれぞれ有しており、何れもソレノイドが非通電状態にある場合に開とされる常開型電磁制御弁である。開状態とされた各ＡＢＳ保持弁５１〜５４は、ブレーキフルードを双方向に流通させることができる。つまり、主流路４５からホイールシリンダ２３へとブレーキフルードを流すことができるとともに、逆にホイールシリンダ２３から主流路４５へもブレーキフルードを流すことができる。ソレノイドに通電されて各ＡＢＳ保持弁５１〜５４が閉弁されると、個別流路４１〜４４におけるブレーキフルードの流通は遮断される。

更に、ホイールシリンダ２３は、個別流路４１〜４４にそれぞれ接続された減圧用流路４６、４７、４８および４９を介してリザーバ流路５５に接続されている。減圧用流路４６，４７，４８および４９の中途には、ＡＢＳ減圧弁５６，５７，５８および５９が設けられている。各ＡＢＳ減圧弁５６〜５９は、ＯＮ／ＯＦＦ制御されるソレノイドおよびスプリングをそれぞれ有しており、何れもソレノイドが非通電状態にある場合に閉とされる常閉型電磁制御弁である。各ＡＢＳ減圧弁５６〜５９が閉状態であるときには、減圧用流路４６〜４９におけるブレーキフルードの流通は遮断される。ソレノイドに通電されて各ＡＢＳ減圧弁５６〜５９が開弁されると、減圧用流路４６〜４９におけるブレーキフルードの流通が許容され、ブレーキフルードがホイールシリンダ２３から減圧用流路４６〜４９およびリザーバ流路５５を介してリザーバ３４へと還流する。なお、リザーバ流路５５は、リザーバ配管７７を介してマスタシリンダユニット１０のリザーバ３４に接続されている。

主流路４５は、中途に分離弁６０を有する。この分離弁６０により、主流路４５は、個別流路４１および４２と接続される第１流路４５ａと、個別流路４３および４４と接続される第２流路４５ｂとに区分けされている。第１流路４５ａは、個別流路４１および４２を介して前輪用のホイールシリンダ２３ＦＲおよび２３ＦＬに接続され、第２流路４５ｂは、個別流路４３および４４を介して後輪用のホイールシリンダ２３ＲＲおよび２３ＲＬに接続される。

分離弁６０は、ＯＮ／ＯＦＦ制御されるソレノイドおよびスプリングを有しており、ソレノイドが非通電状態にある場合に閉とされる常閉型電磁制御弁である。分離弁６０が閉状態であるときには、主流路４５におけるブレーキフルードの流通は遮断される。ソレノイドに通電されて分離弁６０が開弁されると、第１流路４５ａと第２流路４５ｂとの間でブレーキフルードを双方向に流通させることができる。

また、液圧アクチュエータ４０においては、主流路４５に連通するマスタ流路６１およびレギュレータ流路６２が形成されている。より詳細には、マスタ流路６１は、主流路４５の第１流路４５ａに接続されており、レギュレータ流路６２は、主流路４５の第２流路４５ｂに接続されている。また、マスタ流路６１は、マスタシリンダ３２と連通するマスタ配管３７に接続される。レギュレータ流路６２は、レギュレータ３３と連通するレギュレータ配管３８に接続される。

マスタ流路６１は、中途にマスタカット弁６４を有する。マスタカット弁６４は、マスタシリンダ３２から各ホイールシリンダ２３へのブレーキフルードの供給経路上に設けられている。マスタカット弁６４は、ＯＮ／ＯＦＦ制御されるソレノイドおよびスプリングを有しており、規定の制御電流の供給を受けてソレノイドが発生させる電磁力により閉弁状態が保証され、ソレノイドが非通電状態にある場合に開とされる常開型電磁制御弁である。開状態とされたマスタカット弁６４は、マスタシリンダ３２と主流路４５の第１流路４５ａとの間でブレーキフルードを双方向に流通させることができる。ソレノイドに規定の制御電流が通電されてマスタカット弁６４が閉弁されると、マスタ流路６１におけるブレーキフルードの流通は遮断される。

レギュレータ流路６２は、中途にレギュレータカット弁６５を有する。レギュレータカット弁６５は、レギュレータ３３から各ホイールシリンダ２３へのブレーキフルードの供給経路上に設けられている。レギュレータカット弁６５も、ＯＮ／ＯＦＦ制御されるソレノイドおよびスプリングを有しており、規定の制御電流の供給を受けてソレノイドが発生させる電磁力により閉弁状態が保証され、ソレノイドが非通電状態にある場合に開とされる常開型電磁制御弁である。開状態とされたレギュレータカット弁６５は、レギュレータ３３と主流路４５の第２流路４５ｂとの間でブレーキフルードを双方向に流通させることができる。ソレノイドに通電されてレギュレータカット弁６５が閉弁されると、レギュレータ流路６２におけるブレーキフルードの流通は遮断される。

液圧アクチュエータ４０には、マスタ流路６１およびレギュレータ流路６２に加えて、アキュムレータ流路６３も形成されている。アキュムレータ流路６３の一端は、主流路４５の第２流路４５ｂに接続され、他端は、アキュムレータ３５と連通するアキュムレータ配管３９に接続される。

アキュムレータ流路６３は、中途に増圧リニア制御弁６６を有する。また、アキュムレータ流路６３および主流路４５の第２流路４５ｂは、減圧リニア制御弁６７を介してリザーバ流路５５に接続されている。増圧リニア制御弁６６と減圧リニア制御弁６７とは、それぞれリニアソレノイドおよびスプリングを有しており、何れもソレノイドが非通電状態にある場合に閉とされる常閉型電磁制御弁である。増圧リニア制御弁６６および減圧リニア制御弁６７は、それぞれのソレノイドに供給される電流に比例して弁の開度が調整される。

増圧リニア制御弁６６は、各車輪に対応して複数設けられた各ホイールシリンダ２３に対して共通の増圧用制御弁として設けられている。また、減圧リニア制御弁６７も同様に、各ホイールシリンダ２３に対して共通の減圧用制御弁として設けられている。つまり、本実施形態においては、増圧リニア制御弁６６および減圧リニア制御弁６７は、動力液圧源３０から送出される作動流体を各ホイールシリンダ２３へ給排制御する１対の共通の制御弁として設けられている。このように増圧リニア制御弁６６等を各ホイールシリンダ２３に対して共通化すれば、ホイールシリンダ２３ごとにリニア制御弁を設けるのと比べて、コストの観点からは好ましい。

ブレーキ制御装置２０において、動力液圧源３０および液圧アクチュエータ４０は、本実施形態における制御部としてのブレーキＥＣＵ７０により制御される。ブレーキＥＣＵ７０は、ＣＰＵを含むマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に各種プログラムを記憶するＲＯＭ、データを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポートおよび通信ポート等を備える。そして、ブレーキＥＣＵ７０は、上位のハイブリッドＥＣＵ（図示せず）などと通信可能であり、ハイブリッドＥＣＵからの制御信号や、各種センサからの信号に基づいて動力液圧源３０のポンプ３６や、液圧アクチュエータ４０を構成する電磁制御弁５１〜５４，５６〜５９，６０，６４〜６７を制御する。

また、ブレーキＥＣＵ７０には、レギュレータ圧センサ７１、アキュムレータ圧センサ７２、および制御圧センサ７３が接続される。レギュレータ圧センサ７１は、レギュレータカット弁６５の上流側でレギュレータ流路６２内のブレーキフルードの圧力、すなわちレギュレータ圧を検知し、検知した値を示す信号をブレーキＥＣＵ７０に与える。アキュムレータ圧センサ７２は、増圧リニア制御弁６６の上流側でアキュムレータ流路６３内のブレーキフルードの圧力、すなわちアキュムレータ圧を検知し、検知した値を示す信号をブレーキＥＣＵ７０に与える。制御圧センサ７３は、主流路４５の第１流路４５ａ内のブレーキフルードの圧力を検知し、検知した値を示す信号をブレーキＥＣＵ７０に与える。各圧力センサ７１〜７３の検出値は、所定時間おきにブレーキＥＣＵ７０に順次与えられ、ブレーキＥＣＵ７０の所定の記憶領域に所定量ずつ格納保持される。

分離弁６０が開状態とされて主流路４５の第１流路４５ａと第２流路４５ｂとが互いに連通している場合、制御圧センサ７３の出力値は、増圧リニア制御弁６６の低圧側の液圧を示すと共に減圧リニア制御弁６７の高圧側の液圧を示すので、この出力値を増圧リニア制御弁６６および減圧リニア制御弁６７の制御に利用することができる。また、増圧リニア制御弁６６および減圧リニア制御弁６７が閉鎖されていると共に、マスタカット弁６４が開状態とされている場合、制御圧センサ７３の出力値は、マスタシリンダ圧を示す。更に、分離弁６０が開放されて主流路４５の第１流路４５ａと第２流路４５ｂとが互いに連通しており、各ＡＢＳ保持弁５１〜５４が開放される一方、各ＡＢＳ減圧弁５６〜５９が閉鎖されている場合、制御圧センサの７３の出力値は、各ホイールシリンダ２３に作用する作動流体圧、すなわちホイールシリンダ圧を示す。

さらに、ブレーキＥＣＵ７０に接続されるセンサには、ブレーキペダル２４に設けられたストロークセンサ２５も含まれる。ストロークセンサ２５は、ブレーキペダル２４の操作量としてのペダルストロークを検知し、検知した値を示す信号をブレーキＥＣＵ７０に与える。ストロークセンサ２５の出力値も、所定時間おきにブレーキＥＣＵ７０に順次与えられ、ブレーキＥＣＵ７０の所定の記憶領域に所定量ずつ格納保持される。なお、ストロークセンサ２５以外のブレーキ操作状態検出手段をストロークセンサ２５に加えて、あるいは、ストロークセンサ２５に代えて設け、ブレーキＥＣＵ７０に接続してもよい。ブレーキ操作状態検出手段としては、例えば、ブレーキペダル２４の操作力を検出するペダル踏力センサや、ブレーキペダル２４が踏み込まれたことを検出するブレーキスイッチなどがある。

上述のように構成されたブレーキ制御装置２０は、ブレーキ回生協調制御を実行することができる。ブレーキ制御装置２０は制動要求を受けて制動を開始する。制動要求は、例えば運転者がブレーキペダル２４を操作した場合など、車両に制動力を付与すべきときに生起される。制動要求を受けてブレーキＥＣＵ７０は要求制動力を演算し、要求制動力から回生による制動力を減じることによりブレーキ制御装置２０により発生させるべき制動力である要求液圧制動力を算出する。ここで、回生による制動力は、ハイブリッドＥＣＵからブレーキ制御装置２０に供給される。そして、ブレーキＥＣＵ７０は、算出した要求液圧制動力に基づいて各ホイールシリンダ２３ＦＲ〜２３ＲＬの目標液圧を算出する。ブレーキＥＣＵ７０は、ホイールシリンダ圧が目標液圧となるように、フィードバック制御則により増圧リニア制御弁６６や減圧リニア制御弁６７に供給する制御電流の値を決定する。

その結果、ブレーキ制御装置２０においては、ブレーキフルードが動力液圧源３０から増圧リニア制御弁６６を介して各ホイールシリンダ２３に供給され、車輪に制動力が付与される。また、各ホイールシリンダ２３からブレーキフルードが減圧リニア制御弁６７を介して必要に応じて排出され、車輪に付与される制動力が調整される。本実施形態においては、動力液圧源３０、増圧リニア制御弁６６及び減圧リニア制御弁６７等を含んでホイールシリンダ圧制御系統が構成されている。ホイールシリンダ圧制御系統は、マスタシリンダユニット１０からホイールシリンダ２３へのブレーキフルードの供給経路に並列に設けられている。

このとき、ブレーキＥＣＵ７０は、レギュレータカット弁６５を閉状態とし、レギュレータ３３から送出されるブレーキフルードがホイールシリンダ２３へ供給されないようにする。更にブレーキＥＣＵ７０は、マスタカット弁６４を閉状態とする。これにより、運転者によるブレーキペダル２４の操作に伴ってマスタシリンダ３２から送出されるブレーキフルードがホイールシリンダ２３ではなくペダル反力発生装置８０へと供給される。ブレーキ回生協調制御中は、レギュレータカット弁６５及びマスタカット弁６４の上下流間には、回生制動力の大きさに対応する差圧が作用する。

本実施形態のブレーキ制御装置２０において、ペダル反力発生装置８０がマスタ配管３７にシミュレータ流路７８により接続されている。ペダル反力発生装置８０は、運転者のブレーキ操作に対する反力を創出する。ペダル反力発生装置８０は、マスタシリンダ３２からのブレーキフルードの供給流路であるシミュレータ流路７８に接続された可変絞り機構１００と、連通路１１４により可変絞り機構１００に連通するストロークシミュレータ６９とを備える。可変絞り機構１００は、ブレーキフルードの流量に応じて流路面積を変化させる流量感応型の絞り機構であり、ストロークシミュレータ６９は、可変絞り機構１００から供給されるブレーキフルードをうけて、運転者によるブレーキペダル２４の踏み込み操作に対する反力を創出する。

図２は、ブレーキペダルの踏力アップ量（ΔＦ）とブレーキペダル操作速度（Ｖ）との関係を示す。特性曲線Ａは、従来のオリフィスを利用したときに導出される関係を示し、オリフィスの流量式にしたがって、ΔＦはＶ^２に比例する。一方、特性曲線Ｂは、ユーザの要望などから経験的に求められる理想的なΔＦとＶとの関係を概念的に示す。

特性曲線ＡおよびＢを比較すると、ブレーキペダル操作速度に応じてオリフィスにより演出される踏力のアップ量は、ブレーキペダル操作速度の小さいときは（Ｖ＜Ｖ_０）所望の踏力アップ量よりも大きく、一方ブレーキペダル操作速度の大きいときには（Ｖ＞Ｖ_０）所望の踏力アップ量よりも小さいことになる。そのため、ブレーキペダル２４の早踏みを行う運手者は、ブレーキペダル操作速度の小さいとき、すなわち踏み込み初期にはブレーキペダル２４が重く、張り付くように感じ、一方、ブレーキペダル操作速度が大きいときにはブレーキペダル２４が軽く感じることになる。

したがって、良好なブレーキフィーリングを実現するためのペダル反力発生装置８０の特性としては、オリフィス使用時よりもブレーキペダル踏み込み初期における踏力アップ量を低減して、ブレーキペダル２４の張り付き感を低減させ、また運転者がブレーキペダル２４をさらに踏み込んでブレーキペダル操作速度が大きくなったときに、適度な大きさの踏み込み感を与えられることが望ましい。したがって本実施形態のブレーキ制御装置２０では、ペダル反力発生装置８０が、ペダル踏み込み初期における踏力アップ量を低減させ、またペダル操作速度が大きいときに踏力アップ量を大きくさせるように作用する。なお、ペダル反力発生装置８０は、これらのいずれか一方の作用を実現するものであってもよい。

図３（ａ）〜図３（ｂ）は、可変絞り機構１００の内部構造を示す。可変絞り機構１００は、ケース体１０２に収容された可動子１０４およびバネ１１０を含んで構成される。ケース体１０２は、内部を筒状に形成され、可動子１０４は、ケース体内部を摺動可能である。ケース体１０２は、その一端面において連通口１０３からシミュレータ流路７８と接続しており、また側面において連通口１１２から連通路１１４と接続している。連通路１１４には、ペダル反力を創出するストロークシミュレータ６９が接続されている。バネ１１０は、連通口１０３が形成されていない側のケース体端面と可動子１０４の底面に接触してケース体１０２内部に配置され、可動子１０４を、連通口１０３が形成された端面に押しつける向きに付勢する。これにより、運転者からのブレーキ操作がない状態では、可動子１０４がバネ１１０により端面に押しつけられた状態を維持する。

図３（ａ）は、可動子１０４がバネ１１０により端面に押しつけられた状態を示す。バネ１１０は、可動子１０４を所定位置に置くように付勢する手段として機能する。可動子１０４には、シミュレータ流路７８からのブレーキフルードをケース体１０２内部に導き、さらに連通口１１２から連通路１１４を介してストロークシミュレータ６９に供給する貫通路１０６が形成される。貫通路１０６には絞り１０８が形成される。

本実施形態において、運転者によるブレーキペダル２４の操作がなされると、ブレーキペダル２４のストロークに応じて加圧されたマスタシリンダ圧が連通口１０３から可動子１０４に作用する。ブレーキフルードは貫通路１０６を通ってケース体１０２内部に流入する。このとき、貫通路１０６中の絞り１０８により可動子１０４の前後に差圧が発生する。この差圧が所定値を超えると、可動子１０４がバネ１１０の付勢力に抗して連通口１１２の方向に摺動される。なお、可動子１０４が端面に押しつけられた位置から、連通口１１２の縁に到達するまでの距離は０より大きい所定距離に設定され、この距離を、無効ストロークＳＴとよぶ。ここでは、無効ストロークＳＴを、可動子１０４がケース体端面に押しつけられた状態における可動子１０４の底面の位置から、連通口１１２の縁部までの距離とする。

図３（ｂ）は、可動子１０４が連通口１１２の一部を塞いだ状態を示す。このとき、可動子１０４は、端面当接位置から、無効ストロークＳＴを超えて移動させられている。このように、可動子１０４が無効ストロークＳＴ以上動くと、連通口１１２の一部が塞がれて流路面積が変化する。なお流路面積とは、流路における断面積を意味する。具体的には、連通口１１２の開口面積が狭められ、結果として連通路１１４が絞られる。可動子１０４の移動量は、可動子１０４の前後に発生する差圧とバネ力により定められる。

このように、可動子１０４の移動量は、ブレーキフルードの流量に応じて決定され、ブレーキフルードの供給流量が所定の流量を超えたときに無効ストロークＳＴ以上となる。このとき連通口１１２の一部が塞がれることで、連通路１１４の流路面積が変化し、ブレーキフルードの流入抵抗が大きくなる。このように、可変絞り機構１００は、可動子１０４およびバネ１１０による比較的単純な構造で、ブレーキフルードの流量感応型の絞り機構を実現する。また、可変絞り機構１００は、電磁弁を利用したフィードバック制御とは異なり、可動子１０４が動くことで絞りを直接変化させるため、ブレーキペダル速度の変化に対して高速に応答できる。

無効ストロークＳＴは、バネ１１０のバネ定数ｋに応じて設定される。可動子１０４の前後に発生する差圧はブレーキフルードの供給流量に対応するが、ブレーキペダル２４の早踏み操作時の初期段階において、差圧Ｐとなるまで運転者にペダル張り付き感を感じさせないようにするためには、可動子１０４の端面当接位置におけるバネ１１０による初期荷重をＬ、流路面積をＡとすると、無効ストロークが、
ＳＴ>=（Ｐ・Ａ−Ｌ）／ｋ
となるように設定されることが好ましい。

図４は、ペダルストロークとペダル踏力との関係を示す。特性曲線Ｃは、ペダルストロークとペダル踏力との関係の静特性を示す。

特性曲線Ｄは、運転者がペダルを早く踏み込んだときの特性曲線である。この例では、ペダルストロークがＳ_０を超えるまで、ペダル踏力の増加量は低く維持されている。これは、前後の差圧により可動子１０４が連通口１１２の方向に移動しているが、まだ無効ストロークＳＴの範囲内にあり、連通口１１２に到達していないためである。一方、ペダルストロークがＳ_０を超えると、可動子１０４が連通口１１２に到達して、連通路１１４を徐々に絞っていく。これにより、流路抵抗が増大し、ペダル踏力の増加量は大きくなる。

以上のように、可動子１０４が連通口１１２に到達するまでは、ペダル踏力の増加量を抑えることができ、したがって早踏み初期段階において、運転者に違和感を与えさせないブレーキ操作を実現させることができる。一方、可動子１０４が連通口１１２に到達すると、ペダル踏力の増加量を大きくでき、適度なブレーキフィーリングを運転者に提供することができる。

なお、運転者がブレーキペダル２４を比較的緩やかに踏み込むとき、可動子１０４の前後の差圧がＰに到達せず、可動子１０４が連通口１１２に到達しなければ、特性曲線Ｅに示すようなペダルストロークとペダル踏力との関係が成立する。緩やかにブレーキペダル２４を踏み込む場合には、連通口１１２を絞ることでペダル踏力の増加量を大きくする必要性もないため、ブレーキペダル速度に応じた好適なブレーキフィーリングを実現することができる。

本発明の一実施形態に係るブレーキ制御装置を示す系統図である。 ブレーキペダルの踏力アップ量（ΔＦ）とブレーキペダル操作速度（Ｖ）との関係を示す図である。 可変絞り機構の内部構造を示す図である。 ペダルストロークとペダル踏力との関係を示す図である。

符号の説明

１０・・・マスタシリンダユニット、２０・・・ブレーキ制御装置、２４・・・ブレーキペダル、３２・・・マスタシリンダ、３３・・・レギュレータ、６９・・・ストロークシミュレータ、７０・・・ブレーキＥＣＵ、７８・・・シミュレータ流路、８０・・・ペダル反力発生装置、１００・・・可変絞り機構、１０２・・・ケース体、１０３・・・連通口、１０４・・・可動子、１０６・・・貫通路、１０８・・・絞り、１１０・・・バネ、１１２・・・連通口、１１４・・・連通路。

Claims (6)

1. 運転者のブレーキ操作に対する反力を創出するブレーキペダル反力発生装置であって、
   マスタシリンダからの作動液の供給流路に接続された可変絞り機構と、
   前記可変絞り機構に連通するストロークシミュレータとを備え、
   前記可変絞り機構は、マスタシリンダからの作動液の供給流量が所定の流量を超えたときに、流路面積を変化させることを特徴とするブレーキペダル反力発生装置。
2. 前記可変絞り機構は、前記ストロークシミュレータとの間の流路面積を変化させることを特徴とする請求項１に記載のブレーキペダル反力発生装置。
3. 前記可変絞り機構は、作動液を通すための貫通路が形成された可動子を有し、当該貫通路中に絞り部分が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のブレーキペダル反力発生装置。
4. 前記可動子はケース体の内部に摺動可能に設けられ、ケース体に形成された連通口の一部をふさぐことで、流路面積を変化させることを特徴とする請求項３に記載のブレーキペダル反力発生装置。
5. 前記可変絞り機構は、ケース体内部において前記可動子を所定位置に付勢するための付勢手段を有し、前記所定位置から前記連通口までの間が所定距離に設定されていることを特徴とする請求項４に記載のブレーキペダル反力発生装置。
6. 前記付勢手段はバネであり、前記所定距離は、バネ係数に応じて設定されることを特徴とする請求項５に記載のブレーキペダル反力発生装置。

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