ストロークシミュレータ、このストロークシミュレータを有するマスタシリンダ、およびこのマスタシリンダを用いたブレーキシステム
【課題】ストロークシミュレーション機能の作動開始をより一層スムーズに行う。
【解決手段】マスタシリンダのペダル感覚シミュレータ部３は立ち上がり荷重低減部２８を有し、この例の立ち上がり荷重低減部２８は立ち上がり荷重低減スプリング２９を有する。立ち上がり荷重低減スプリング２９の弾性係数は、シミュレータ作動ピストンリターンスプリング１６の弾性係数より小さく設定されている。したがって、入力軸４により立ち上がり荷重低減スプリング２９が押圧されると、立ち上がり荷重低減スプリング２９は、シミュレータ作動ピストンリターンスプリング１６が弾性的に撓んでシミュレータ作動ピストンが前方へ移動開始する前に弾性的に撓み開始する。これにより、ペダル感覚シミュレータ部３の立ち上がり荷重が低減する。
【解決手段】マスタシリンダのペダル感覚シミュレータ部３は立ち上がり荷重低減部２８を有し、この例の立ち上がり荷重低減部２８は立ち上がり荷重低減スプリング２９を有する。立ち上がり荷重低減スプリング２９の弾性係数は、シミュレータ作動ピストンリターンスプリング１６の弾性係数より小さく設定されている。したがって、入力軸４により立ち上がり荷重低減スプリング２９が押圧されると、立ち上がり荷重低減スプリング２９は、シミュレータ作動ピストンリターンスプリング１６が弾性的に撓んでシミュレータ作動ピストンが前方へ移動開始する前に弾性的に撓み開始する。これにより、ペダル感覚シミュレータ部３の立ち上がり荷重が低減する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレーキシステム等に用いられるペダルの踏み込みに応じた反力を発生させるストロークシミュレータの技術分野、このストロークシミュレータを有するマスタシリンダの技術分野、およびこのマスタシリンダを用いたブレーキシステムの技術分野に関するものである。なお、本発明の明細書の記載において、前後方向の関係は、ブレーキペダルの踏み込み時に入力軸が移動する方向を「前」、ブレーキペダルの踏み込み解除時に入力軸が戻る方向を「後」とする。
【背景技術】
【０００２】
乗用車等の自動車においては、ハイブリッド車や電気自動車の開発が進んでいる。これに伴い、自動車のブレーキシステムにおいては、回生ブレーキと摩擦ブレーキとを協調して用いられる回生協調ブレーキシステムが種々開発されている。この回生協調ブレーキシステムは、ブレーキペダルの踏み込みストロークを検出し、検出されたストロークに基づいて、制御部（Electric control unit: ECU）が回生ブレーキによるブレーキ力と摩擦ブレーキによるブレーキ力とを演算し、演算されたブレーキ力で自動車にブレーキがかけられる。
【０００３】
このような回生協調ブレーキシステムにおいては、制御部がブレーキペダルの踏み込みストロークに基づいてブレーキ力を決定するため、ブレーキペダルの踏み込みストロークに応じた反力が運転者に伝達されない。そこで、運転者がブレーキペダルの踏み込みストロークに応じた反力を認識可能にするため、ペダル感覚シミュレータ部を有するマスタシリンダが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図４は、この特許文献１に記載されているペダル感覚シミュレータ部を有するマスタシリンダを模式的に示す図である。図中、１はマスタシリンダ、２は摩擦ブレーキのブレーキ液圧を発生するタンデムマスタシリンダ部、３はタンデムマスタシリンダ部２に一体的に設けられたペダル感覚シミュレータ部（ストロークシミュレータ）、４はブレーキペダル（図４には不図示）の踏み込みに応じてストロークする入力軸、５は入力軸４のストロークを検出するストロークセンサ、６はブレーキ液を貯留するリザーバタンクである。
【０００５】
タンデムマスタシリンダ部２は、従来周知のタンデムマスタシリンダと同様に、プライマリピストン７、セカンダリピストン８、プライマリピストン７とセカンダリピストン８で区画されるプライマリ液圧室９、セカンダリピストン８で区画されるセカンダリ液圧室１０、プライマリピストン７を常時非作動位置の方へ付勢するプライマリスプリング１１、セカンダリピストン８を常時非作動位置の方へ付勢するセカンダリスプリング１２を有する。プライマリ液圧室９は一方のブレーキ系統のブレーキシリンダ(図４には不図示）
に常時連通するとともに、図示のプライマリピストン７の非作動位置でリザーバタンク６に連通し、かつプライマリピストン７が前進するとリザーバタンク６から遮断されて、プライマリ液圧室９にブレーキ液圧が発生される。セカンダリ液圧室１０は他方のブレーキ系統のブレーキシリンダ(図４には不図示）に常時連通するとともに、図示のセカンダリ
ピストン８の非作動位置でリザーバタンク６に連通し、かつセカンダリピストン８が前進するとリザーバタンク６から遮断されて、セカンダリ液圧室１０にブレーキ液圧が発生される。
【０００６】
更に、タンデムマスタシリンダ部２は、プライマリピストン７とシリンダ壁との間に動力室１３を有する。この動力室１３には、ブレーキ作動時に図示しない動力源から作動液
が供給される。その場合、作動液は、動力室１３の液圧が制御部で演算された摩擦ブレーキによるブレーキ力に応じた液圧となるように供給される。
【０００７】
ペダル感覚シミュレータ部３は、入力軸４により作動されるシミュレータ作動ピストン１４、シミュレータ作動ピストン１４の作動によってシミュレータ作動液圧が発生するシミュレータ作動液圧室１５、シミュレータ作動ピストン１４を常時非作動位置の方へ付勢するコイルばねからなるシミュレータ作動ピストンリターンスプリング１６、およびペダル感覚シミュレータカートリッジ１７を有する。また、ペダル感覚シミュレータカートリッジ１７は、シミュレータ作動液圧室１５のシミュレータ作動液圧が作用される第１反力シミュレータピストン１８（本発明の反力シミュレータ部材に相当）、第１反力シミュレータピストン１８を常時非作動位置の方へ付勢する第１反力シミュレータスプリング１９（本発明の反力シミュレータ部材に相当）、第１反力シミュレータスプリング１９を支持する第２反力シミュレータピストン２０（本発明の反力シミュレータ部材に相当）、第２反力シミュレータピストン２０を常時非作動位置の方へ付勢する第２反力シミュレータスプリング２１（本発明の反力シミュレータ部材に相当）を有する。
【０００８】
このペダル感覚シミュレータ部３においては、ブレーキペダルが踏み込まれない非作動時には、シミュレータ作動ピストン１４は図４に示す非作動位置にある。この状態では、シミュレータ作動液圧室１５はリザーバタンク６に連通し、シミュレータ作動液圧室１５内はシミュレータ作動液圧が発生しなく大気圧となっている。したがって、第１反力シミュレータピストン１８および第２反力シミュレータピストン２０は図４に示す非作動位置にある。
【０００９】
そして、ブレーキペダルが踏み込まれると、入力軸４が前進（図４において左動）するので、シミュレータ作動ピストン１４がシミュレータ作動ピストンリターンスプリング１６を弾性的に撓ませながら前進（作動）する。シミュレータ作動ピストン１４の作動でシミュレータ作動液圧室１５がリザーバタンク６から遮断されると、シミュレータ作動液圧室１５内にシミュレータ作動液圧が発生する。このシミュレータ作動液圧は第１反力シミュレータピストン１８に作用する。シミュレータ作動液圧が所定の液圧に増大すると、このシミュレータ作動液圧により第１反力シミュレータピストン１８は第１反力シミュレータスプリング１９を押圧して弾性的に撓ませながら図４において下方へ移動（作動）するとともに、第１反力シミュレータピストン１８の押圧力で第２反力シミュレータピストン２０が第２反力シミュレータスプリング２１を撓ませながら図４において下方へ移動（作動）する。これにより、第１および第２反力シミュレータスプリング１９,２１はそれら
の撓み量に応じた力を第１反力シミュレータピストン１８に反力として作用する。
【００１０】
そして、シミュレータ作動液圧による第１反力シミュレータピストン１８への作用力と第１反力シミュレータスプリング１９による第１反力シミュレータピストン１８への作用力とがバランスすると、第１および第２反力シミュレータピストン１８,２０の移動が停
止する。このとき、シミュレータ作動液圧室１５内のシミュレータ作動液圧はブレーキペダルの踏み込みストロークに応じた液圧となる。そして、第１反力シミュレータピストン１８の反力はシミュレータ作動液圧に変換されてシミュレータ作動ピストン１４に作用し、更に反力はシミュレータ作動ピストン１４から入力軸４を介してブレーキペダルに伝達される。これにより、運転者はブレーキペダルからブレーキペダルの踏み込みストロークに応じた反力を認識する。
【００１１】
このように構成されたペダル感覚シミュレータ部３におけるペダル感覚特性線図（つまり、ブレーキペダルのストロークＳに対する反力Ｆの特性線図）は、図５（ａ）に示す特性線図となる。すなわち、ペダル感覚特性線図は、ペダル感覚シミュレータ部３の作動初期ではストロークの増大に対して反力が比較的小さく、ストロークが所定量大きくなると
、ストロークの増大に対して反力が比較的大きくなるように湾曲した特性曲線を描く。
【００１２】
一方、このマスタシリンダ１においては、ブレーキペダルが踏み込まれない非作動時には、タンデムマスタシリンダ部２およびペダル感覚シミュレータ部３はともに図４に示す非作動状態にある。すなわち、動力室１３に動力源から作動液が供給されなく、プライマリピストン７およびセカンダリピストン８はともに図４に示す非作動位置にある。したがってプライマリ液圧室９およびセカンダリ液圧室１０はともにリザーバタンク６に連通し、プライマリ液圧室９およびセカンダリ液圧室１０内にはブレーキ液圧は発生していない。また、シミュレータ作動液圧室１５はリザーバタンク６に連通し、シミュレータ作動液圧室１５内にはシミュレータ作動液圧は発生しない。
【００１３】
また、ブレーキペダルが踏み込まれると、入力軸４が前方へストロークする。この入力軸４のストロークがストロークセンサ５により検出される。図示しない制御部は、ストロークセンサ５からの入力軸４のストローク（つまり、ブレーキペダルの踏み込みストローク）に基づいて動力源を駆動制御する。これにより、動力源から作動液が動力室１３に供給され、プライマリピストン７およびセカンダリピストン８が前進する。すると、プライマリ液圧室９およびセカンダリ液圧室１０がともにリザーバタンク６から遮断されて、プライマリ液圧室９およびセカンダリ液圧室１０内にブレーキ液圧が発生する。これらのブレーキ液圧がそれぞれ２系統の対応するブレーキシリンダに供給され、自動車の対応する車輪にブレーキがかけられる。
【００１４】
動力室１３内の作動液圧がブレーキペダルの踏み込みストロークに対応した液圧となると、制御部は動力源を停止する。すると、プライマリピストン７およびセカンダリピストン８がともに停止し、プライマリ液圧室９およびセカンダリ液圧室１０内のブレーキ液圧はともにブレーキペダルの踏み込みストロークに対応した液圧となる。すなわち、ブレーキペダルの踏み込みストロークに対応したブレーキ力でブレーキが車輪にかけられる。
【００１５】
このとき、前述のようにペダル感覚シミュレータ部３はブレーキペダルの踏み込みストロークに対応した反力をブレーキペダルに伝達する。したがって、運転者はこの反力を認識して、ブレーキペダルの踏み込みストロークに対応したブレーキ力でブレーキが車輪にかけられることを感知する。
【００１６】
ブレーキペダルが解放されると、入力軸４が後方（非作動位置の方）へストロークし、この入力軸４のストロークがストロークセンサ５により検出される。制御部は、ストロークセンサ５で検出されたストロークに基づいて図示しない制御弁を制御し、動力室１３内の作動液をリザーバタンク６に排出する。これにより、動力室１３内の液圧が低下し、プライマリピストン７およびセカンダリピストン８がそれぞれプライマリスプリング１１およびセカンダリスプリング１２の付勢力で後退する。動力室１３内の液圧が大気圧となると、プライマリピストン７およびセカンダリピストン８がともに図４に示す非作動位置となり、車輪のブレーキが解除する。
【００１７】
一方、入力軸４が後方へストロークすることで、シミュレータ作動ピストンリターンスプリング１６の付勢力でシミュレータ作動ピストン１４が後退する。そして、シミュレータ作動ピストン１４が非作動位置近傍になると、シミュレータ作動液圧室１５がリザーバタンク６に連通し、シミュレータ作動液圧室１５内のシミュレータ作動液圧が低下する。シミュレータ作動ピストン１４が図４に示す非作動位置になった状態では、シミュレータ作動液圧室１５の液圧は大気圧となる。これにより、第１反力シミュレータピストン１８および第２反力シミュレータピストン２０もともに図４に示す非作動位置となる。なお、各構成要素に用られている用語および符号は、いずれも特許文献１に記載された用語および符号と同じ用語および符号ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特許第４５１０３８８号公報。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
ところで、特許文献１に記載のペダル感覚シミュレータ部３は、シミュレータ作動ピストンリターンスプリング１６、第１反力シミュレータスプリング１９、および第２反力シミュレータスプリング２１の複数のスプリングを有している。一方、ペダル感覚シミュレータ部３が立ち上がる（作動開始する）ためには、シミュレータ作動ピストン１４が作動する必要がある。このため、ペダル感覚シミュレータ部３が立ち上がるためには、ブレーキペダルの踏み込みストロークこれらの複数のスプリングが撓んでシミュレータ作動ピストン１４が作動しなければならない。
【００２０】
特に、シミュレータ作動ピストン１４には、シールによるシミュレータ作動ピストン１４の摺動抵抗が作用するため、シミュレータ作動ピストン１４を非作動位置に確実に戻らせるには、シミュレータ作動ピストンリターンスプリング１６のばね荷重を比較的大きくする必要がある。このため、シミュレータ作動ピストンリターンスプリング１６の初期設定荷重は比較的大きい。
【００２１】
したがって、ペダル感覚シミュレータ部３の立ち上がり時（作動開始時）に、ブレーキペダルの踏み込み力によりシミュレータ作動ピストン１４がシミュレータ作動ピストンリターンスプリング１６を押圧する力は、少なくともシミュレータ作動ピストンリターンスプリング１６の初期設定荷重を超える大きさが必要となる。すなわち、図５（ａ）のVB部を拡大した図５（ｂ）に示すようにペダル感覚シミュレータ部３の立ち上がり時には、シミュレータ作動ピストン１４がシミュレータ作動ピストンリターンスプリング１６を押圧する押圧力（反力に等しい）は、シミュレータ作動ピストンリターンスプリング１６が撓み開始する力Ｆ１を超える大きさである必要がある。なお、Ｆ２は、第１および第２反力シミュレータスプリング１９,２１が撓み開始する力である。
【００２２】
しかしながら、このようにシミュレータ作動ピストンリターンスプリング１６の初期設定荷重が大きいと、シミュレータ作動ピストン１４が撓み開始する力Ｆ１が大きくなる。つまり、ペダル感覚シミュレータ部３の立ち上がり荷重が大きくなる。このため、ペダル感覚シミュレータ部３によるペダル感覚シミュレーション機能の立ち上がりがスムーズに行われない。
【００２３】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ストロークシミュレーション機能の作動開始をより一層スムーズに行うことができるストロークシミュレータ、このストロークシミュレータを有するマスタシリンダ、およびこのマスタシリンダを用いたブレーキシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
前述の課題を解決するために、本発明に係るストロークシミュレータは、入力が加えられて作動する入力軸と、前記入力軸により作動されるシミュレータ作動ピストンと、
前記シミュレータ作動ピストンを非作動位置の方向に付勢するシミュレータ作動ピストンリターンスプリングと、前記シミュレータ作動ピストンの作動により、前記入力軸の入力に基づいた反力を前記シミュレータ作動ピストンに出力する反力シミュレータ部材と、
前記入力軸が作動開始する作動開始荷重を低減する作動開始荷重低減部とを有することを特徴としている。
【００２５】
また、本発明に係るストロークシミュレータは、前記作動開始荷重低減部が、前記入力軸と前記シミュレータ作動ピストンとの間に配設されることを特徴としている。
更に、本発明に係るストロークシミュレータは、前記作動開始荷重低減部が、前記シミュレータ作動ピストンリターンスプリングの弾性係数より小さい弾性係数の弾性部材を有することを特徴としている。
【００２６】
更に、本発明に係るストロークシミュレータは、前記弾性部材が、コイルスプリングからなる作動開始荷重低減スプリングであることを特徴としている。
更に、本発明に係るストロークシミュレータは、前記弾性部材がゴム部材であることを特徴としている。
更に、本発明に係るストロークシミュレータは、前記弾性部材が前記入力軸と前記シミュレータ作動ピストンとの間に密封されたガスであることを特徴としている。
【００２７】
更に、本発明に係るストロークシミュレータは、前記シミュレータ作動ピストンの作動でシミュレータ作動液圧が発生されるシミュレータ作動液圧室を有し、前記反力シミュレータ部材が、前記シミュレータ作動液圧室の前記シミュレータ作動液圧が作用されて作動する反力シミュレータピストンと、前記反力シミュレータピストンにより押圧されて撓んで反力を発生する反力シミュレータスプリングとを有することを特徴としている。
【００２８】
更に、本発明に係るマスタシリンダは、入力軸の入力に基づいた反力を出力するストロークシミュレータと前記入力軸の入力に基づいた液圧を発生するマスタシリンダピストンとを有するマスタシリンダにおいて、前記ストロークシミュレータが、前述の本発明のストロークシミュレータのいずれか１つであることを特徴としている。
【００２９】
更に、本発明に係るブレーキシステムは、ブレーキペダルと、前記ブレーキペダルの踏み込みで作動して前記ブレーキペダルの踏み込みに基づいたブレーキ液圧を発生するマスタシリンダと、前記マスタシリンダで発生された前記ブレーキ液圧でブレーキ力を発生するブレーキシリンダとを備えるブレーキシステムにおいて、前記マスタシリンダが、前述のマスタシリンダであることを特徴としている。
【発明の効果】
【００３０】
このように構成された本発明に係るストロークシミュレータ、これを有するマスタシリンダ、およびブレーキシステムによれば、入力軸が作動開始する作動開始荷重を低減する作動開始荷重低減部が設けられる。これにより、この作動開始荷重低減部によりストロークシミュレータの作動開始荷重を、従来のストロークシミュレータの作動開始荷重より低減することができる。したがって、ストロークシミュレータによるストロークシミュレーション機能の作動開始をスムーズに行うことが可能となる。
【００３１】
また、作動開始荷重低減部の弾性部材の弾性係数あるいは初期設定荷重を、それぞれシミュレータ作動ピストンリターンスプリングの弾性係数あるいは初期設定荷重より小さい範囲内で任意に設定することができる。これにより、ストロークシミュレータの作動開始荷重を任意に設定することが可能となる。特に、作動開始荷重低減部の弾性部材の初期設定荷重を０にする（つまり、ストロークの非作動時に弾性部材を自由長に設定する）ことで、ストロークシミュレータを初期設定荷重の０点から作動開始することが可能となる。
【００３２】
更に、ストロークシミュレーション機能の作動開始をスムーズに行うことができるストロークシミュレータを有するマスタシリンダをブレーキシステムに用いることで、車両のブレーキ操作を良好なフィーリングで行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係るストロークシミュレータの実施の形態の一例を有するマスタシリンダ、およびこのマスタシリンダを用いたブレーキシステムを模式的に示す図である。
【図２】図１におけるII部の部分拡大図である。
【図３】（ａ）は本発明に係るストロークシミュレータの実施の形態の他の例を示す部分拡大図、（ｂ）は本発明に係るストロークシミュレータの実施の形態の更に他の例を示す部分拡大図である。
【図４】特許文献１に記載されている従来のペダル感覚シミュレータ部を有するマスタシリンダを模式的に示す図である。
【図５】（ａ）は図４に示すペダル感覚シミュレータ部のペダル感覚特性線図、（ｂ）は（ａ）におけるVB部の部分拡大図、（ｃ）は図１および図２に示す例のストロークシミュレータのストロークに対する反力の特性線図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、図面を用いて本発明を実施するための形態について説明する。
図１は本発明に係るストロークシミュレータの実施の形態の一例を有するマスタシリンダ、およびこのマスタシリンダを用いたブレーキシステムを模式的に示す図である。また、図２は図１におけるII部の部分拡大図である。なお、前述の図４に示すストロークシミュレータを有するマスタシリンダの構成要素と同じ本発明の構成要素には、同じ符号を付すことでそれらの詳細な説明は省略する。
【００３５】
図１および図２に示すように、この例のブレーキシステム２２にはマスタシリンダ１が用いられる。このマスタシリンダ１のタンデムマスタシリンダ部２では、プライマリ液圧室９が一方の系統のブレーキシリンダ２３,２４に連通しているとともに、セカンダリ液
圧室１０が他方の系統のブレーキシリンダ２５,２６に連通している。
また、入力軸４にはブレーキペダル２７が連結されている。運転者がブレーキペダル２７を踏み込むことで、入力軸４が前進するようになっている。
【００３６】
更に、マスタシリンダ１のストロークシミュレータであるペダル感覚シミュレータ部３は、入力軸４が作動開始する作動開始する作動開始荷重を低減する立ち上がり荷重低減部２８（本発明の作動開始荷重低減部に相当）を有する。この例の立ち上がり荷重低減部２８は弾性部材のコイルスプリングである立ち上がり荷重低減スプリング２９を有し、この立ち上がり荷重低減スプリング２９は入力軸４とシミュレータ作動ピストン１４との間に配設される。この立ち上がり荷重低減スプリング２９の弾性係数は、シミュレータ作動ピストンリターンスプリング１６の弾性係数より小さく設定されている。したがって、入力軸４により立ち上がり荷重低減スプリング２９が押圧されると、立ち上がり荷重低減スプリング２９は、シミュレータ作動ピストンリターンスプリング１６が弾性的に撓んでシミュレータ作動ピストン１４が前方へ移動開始する前に弾性的に撓み開始する。そして、立ち上がり荷重低減スプリング２９がボトミングする（つまり、立ち上がり荷重低減スプリング２９が最大限に撓んで、立ち上がり荷重低減スプリング２９の撓みが終了する）と、実質的にシミュレータ作動ピストンリターンスプリング１６が弾性的に撓んでシミュレータ作動ピストン１４が前方へ移動開始するようになっている。
【００３７】
このようにシミュレータ作動ピストン１４が前方へ移動開始する前に、立ち上がり荷重低減スプリング２９が撓み開始することで、ペダル感覚シミュレータ部３の立ち上がり荷重（作動開始荷重）が、図４に示す従来のペダル感覚シミュレータ部３の立ち上がり荷重（作動開始荷重）より低減する。
【００３８】
これをペダル感覚シミュレータ部３のペダル感覚特性線図（ブレーキペダル２７のストロークに対する反力の特性線図）で説明する。図５（ｃ）に示すように、最初にシミュレ
ータ作動ピストンリターンスプリング１６の弾性係数より小さい弾性係数の立ち上がり荷重低減スプリング２９が弾性的に撓むことで、ペダル感覚シミュレータ部３が立ち上がる。立ち上がり荷重低減スプリング２９が撓み開始する力は、シミュレータ作動ピストンリターンスプリング１６が撓み開始する力Ｆ１より小さいＦ３である（Ｆ１＞Ｆ３）。すなわち、この例のペダル感覚シミュレータ部３の立ち上がり荷重はＦ３となり、従来のペダル感覚シミュレータ部３の立ち上がり荷重より小さい。
【００３９】
なお、図４（ｃ）に示すようにこの例のペダル感覚シミュレータ部３では、立ち上がり荷重低減スプリング２９のボトミング位置αは、第１および第２反力シミュレータスプリング１９,２１がともに実質的に撓む前に設定されている。また、立ち上がり荷重低減ス
プリング２９のボトミング位置αが、第１および第２反力シミュレータスプリング１９,
２１がともに実質的に撓んだ後に設定される場合（第１および第２反力シミュレータスプリング１９,２１の作動開始荷重Ｆ４は、図５（ｄ）に示す特性線図となる。
【００４０】
図１に示すように、更にこの例のブレーキシステム２２は、動力源３０、電磁切換弁３１、および制御部（ＥＣＵ）３２を備えている。動力源３０は作動液を動力室１３に供給する。電磁切換弁３１は動力室１３をリザーバ６および動力源３０のいずれか一方に選択的に切り換え連通させる。その場合、ブレーキペダル２７が踏み込まれないブレーキシステム２２の非作動時は、電磁切換弁３１は作動しなく、動力室１３を動力源３０から遮断しリザーバ６に連通する。また、ブレーキペダル２７が踏み込まれたブレーキシステム２２の作動時は、電磁切換弁３１は作動し、動力室１３をリザーバ６から遮断して動力源３０に連通する。
【００４１】
制御部（ＥＣＵ）３２は、ブレーキペダル２７の踏み込み時、ストロークセンサ５からの入力軸４のストロークの検出信号により、動力源３０を駆動するとともに電磁切換弁３１を切換作動する。これにより、動力室１３がリザーバ６から遮断され、動力源３０から作動液が動力室１３に供給される。その場合、制御部（ＥＣＵ）３２は、入力軸４のストローク（つまり、ブレーキペダル２７の踏み込み量）に基づいて、前述と同様に摩擦ブレーキによるブレーキ力に応じた液圧を演算するとともに、動力室１３の液圧が演算された液圧に制御される。動力室１３の液圧により、プライマリピストン７が作動してプライマリ液圧室９にブレーキペダル２７の踏み込み量に基づいたブレーキ液圧が発生されるとともに、セカンダリピストン８が作動してセカンダリ液圧室１０にブレーキペダル２７の踏み込み量に基づいたブレーキ液圧が発生される。これらのブレーキ液圧がそれぞれ対応するブレーキシリンダ２３,２４,２５,２６に供給され、車輪３３,３４,３５,３６にブレーキがかけられる。
【００４２】
また、制御部（ＥＣＵ）３２は、ブレーキペダル２７の解放時、ストロークセンサ５からの入力軸４のストロークの検出信号により、動力源３０を停止するとともに電磁切換弁３１を切換作動する。これにより、動力室１３が動力源３０から遮断され、かつリザーバ６に連通され、動力室１３内の作動液がリザーバ６に排出される。すると、プライマリピストン７およびセカンダリピストン８がいずれも図１に示す非作動位置となり、プライマリ液圧室９およびセカンダリ液圧室１０がともにリザーバ６に連通し、プライマリ液圧室９およびセカンダリ液圧室１０内の液圧が大気圧となる。したがって、車輪３３,３４,３５,３６のブレーキが解除される。
【００４３】
この例のマスタシリンダ１およびペダル感覚シミュレータ部３の他の構成および他の作用効果は、前述の図４に示すマスタシリンダ１およびペダル感覚シミュレータ部３（つまり、特許文献１に記載のペダル感覚シミュレータを有するマスタシリンダ）と同じである。また、タンデムマスタシリンダ部２よりブレーキシリンダ２３,２４,２５,２６までの
ブレーキシステムの他の構成および他の作用効果は、従来周知の一般的なタンデムマスタ
シリンダよりブレーキシリンダまでのブレーキシステムと同じである。
【００４４】
この例のペダル感覚シミュレータ部３、これを有するマスタシリンダ１、およびブレーキシステム２２によれば、立ち上がり荷重低減スプリング２９を有する立ち上がり荷重低減部２８が設けられる。これにより、この立ち上がり荷重低減部２８により、ペダル感覚シミュレータ部３の立ち上がり荷重を、図４に示す従来のペダル感覚シミュレータ部３の立ち上がり荷重より低減することができる。したがって、ペダル感覚シミュレータ部３によるペダル感覚シミュレーション機能の立ち上がりをスムーズに行うことが可能となる。
【００４５】
また、立ち上がり荷重低減スプリング２９の弾性係数あるいは初期設定荷重を、それぞれシミュレータ作動ピストンリターンスプリング１６の弾性係数あるいは初期設定荷重より小さい範囲内で任意に設定することができる。これにより、ペダル感覚シミュレータ部３の立ち上がり荷重を任意に設定することが可能となる。特に、立ち上がり荷重低減スプリング２９の初期設定荷重を０にする（つまり、ペダル感覚シミュレータ部３の非作動時に立ち上がり荷重低減スプリング２９を自由長に設定する）ことで、ペダル感覚シミュレータ部３を立ち上がり荷重の０点から立ち上げることが可能となる。
【００４６】
更に、ストロークシミュレーション機能の立ち上がりをスムーズに行うことができるペダル感覚シミュレータ部３を有するマスタシリンダ１をブレーキシステム２２に用いることで、車両のブレーキ操作を良好なフィーリングで行うことができる。
【００４７】
図３（ａ）は本発明に係るストロークシミュレータの実施の形態の他の例を示す部分拡大図、図３（ｂ）は本発明に係るストロークシミュレータの実施の形態の更に他の例を示す部分拡大図である。
【００４８】
図１および図２に示す例では、ペダル感覚シミュレータ部３の立ち上がり荷重低減部２８が立ち上がり荷重低減スプリング２９を有するが、図３（ａ）に示すように、この例のストロークシミュレータであるペダル感覚シミュレータ部３の立ち上がり荷重低減部２８は、スプリングに代えて硬度の比較的低いゴム板３７を有する。その場合、ゴム板３７は入力軸４とシミュレータ作動ピストン１４との間に位置して入力軸４に取り付けられる。このゴム板３７は弾性部材であり、その弾性係数はシミュレータ作動ピストンリターンスプリング１６の弾性係数より小さい。また、シミュレータ作動ピストン１４には突起１４ａがゴム板３７に対向して設けられる。そして、入力軸４の前方移動時に、シミュレータ作動ピストン１４が移動する前にゴム板３７が突起１４ａに当接して弾性的に撓むようになっている。
【００４９】
この例のマスタシリンダ１およびペダル感覚シミュレータ部３の他の構成および他の作用効果は、前述の図１および図２に示すマスタシリンダ１およびペダル感覚シミュレータ部３と同じである。また、タンデムマスタシリンダ部２よりブレーキシリンダ２３,２４,２５,２６までのブレーキシステムの他の構成および他の作用効果は、従来周知の一般的
なタンデムマスタシリンダよりブレーキシリンダまでのブレーキシステムと同じである。
【００５０】
また図３（ｂ）に示すように、この例のストロークシミュレータであるペダル感覚シミュレータ部３の立ち上がり荷重低減部２８は、スプリングに代えて弾性部材として機能する所定圧のガス３８が入力軸４とシミュレータ作動ピストン１４との間に密封されている。そして、入力軸４の前方移動時に、シミュレータ作動ピストン１４が移動する前にガス３８が弾性的に圧縮（圧縮変形）されるようになっている。
【００５１】
この例のマスタシリンダ１およびペダル感覚シミュレータ部３の他の構成および他の作用効果は、前述の図１および図２に示すマスタシリンダ１およびペダル感覚シミュレータ
部３と同じである。また、タンデムマスタシリンダ部２よりブレーキシリンダ２３,２４,２５,２６までのブレーキシステムの他の構成および他の作用効果は、従来周知の一般的
なタンデムマスタシリンダよりブレーキシリンダまでのブレーキシステムと同じである。なお、ガスを弾性変形可能な袋状の容器に封入したガスカートリッジを形成し、このガスカートリッジを入力軸４とシミュレータ作動ピストン１４との間に配設することもできる。
【００５２】
なお、本発明は前述の各例に限定されることはなく、シミュレータ作動ピストン１４が前方へ移動する前にペダル感覚シミュレータ部３の立ち上がり荷重低減部２８が作動するものであれば、どのようなストロークシミュレータにも適用することができる。要は、本発明は特許請求の範囲に記載されて事項の範囲内で種々設計変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明に係るストロークシミュレータ、マスタシリンダ、およびブレーキシステムは、それぞれ、ペダルの踏み込みに応じてシミュレートした反力を発生させるストロークシミュレータ、このストロークシミュレータを有するマスタシリンダ、およびこのマスタシリンダを用いたブレーキシステムに好適に利用可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１…マスタシリンダ、２…タンデムマスタシリンダ部、３…ペダル感覚シミュレータ部（ストロークシミュレータ）、４…入力軸、５…ストロークセンサ、６…リザーバタンク、７…プライマリピストン、８…セカンダリピストン、１３…動力室、１４…シミュレータ作動ピストン、１５…シミュレータ作動液圧室、１６…シミュレータ作動ピストンリターンスプリング、１７…ペダル感覚シミュレータカートリッジ、１８…第１反力シミュレータピストン、１９…第１反力シミュレータスプリング、２０…第２反力シミュレータピストン、２１…第２反力シミュレータスプリング、２２…ブレーキシステム、２３,２４,２５,２６…ブレーキシリンダ、２７…ブレーキペダル、２８…立ち上がり荷重低減部、２
９…立ち上がり荷重低減スプリング、３０…動力源、３１…電磁切換弁、３２…制御部（ＥＣＵ）、３７…ゴム板、３８…ガス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレーキシステム等に用いられるペダルの踏み込みに応じた反力を発生させるストロークシミュレータの技術分野、このストロークシミュレータを有するマスタシリンダの技術分野、およびこのマスタシリンダを用いたブレーキシステムの技術分野に関するものである。なお、本発明の明細書の記載において、前後方向の関係は、ブレーキペダルの踏み込み時に入力軸が移動する方向を「前」、ブレーキペダルの踏み込み解除時に入力軸が戻る方向を「後」とする。
【背景技術】
【０００２】
乗用車等の自動車においては、ハイブリッド車や電気自動車の開発が進んでいる。これに伴い、自動車のブレーキシステムにおいては、回生ブレーキと摩擦ブレーキとを協調して用いられる回生協調ブレーキシステムが種々開発されている。この回生協調ブレーキシステムは、ブレーキペダルの踏み込みストロークを検出し、検出されたストロークに基づいて、制御部（Electric control unit: ECU）が回生ブレーキによるブレーキ力と摩擦ブレーキによるブレーキ力とを演算し、演算されたブレーキ力で自動車にブレーキがかけられる。
【０００３】
このような回生協調ブレーキシステムにおいては、制御部がブレーキペダルの踏み込みストロークに基づいてブレーキ力を決定するため、ブレーキペダルの踏み込みストロークに応じた反力が運転者に伝達されない。そこで、運転者がブレーキペダルの踏み込みストロークに応じた反力を認識可能にするため、ペダル感覚シミュレータ部を有するマスタシリンダが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図４は、この特許文献１に記載されているペダル感覚シミュレータ部を有するマスタシリンダを模式的に示す図である。図中、１はマスタシリンダ、２は摩擦ブレーキのブレーキ液圧を発生するタンデムマスタシリンダ部、３はタンデムマスタシリンダ部２に一体的に設けられたペダル感覚シミュレータ部（ストロークシミュレータ）、４はブレーキペダル（図４には不図示）の踏み込みに応じてストロークする入力軸、５は入力軸４のストロークを検出するストロークセンサ、６はブレーキ液を貯留するリザーバタンクである。
【０００５】
タンデムマスタシリンダ部２は、従来周知のタンデムマスタシリンダと同様に、プライマリピストン７、セカンダリピストン８、プライマリピストン７とセカンダリピストン８で区画されるプライマリ液圧室９、セカンダリピストン８で区画されるセカンダリ液圧室１０、プライマリピストン７を常時非作動位置の方へ付勢するプライマリスプリング１１、セカンダリピストン８を常時非作動位置の方へ付勢するセカンダリスプリング１２を有する。プライマリ液圧室９は一方のブレーキ系統のブレーキシリンダ(図４には不図示）
に常時連通するとともに、図示のプライマリピストン７の非作動位置でリザーバタンク６に連通し、かつプライマリピストン７が前進するとリザーバタンク６から遮断されて、プライマリ液圧室９にブレーキ液圧が発生される。セカンダリ液圧室１０は他方のブレーキ系統のブレーキシリンダ(図４には不図示）に常時連通するとともに、図示のセカンダリ
ピストン８の非作動位置でリザーバタンク６に連通し、かつセカンダリピストン８が前進するとリザーバタンク６から遮断されて、セカンダリ液圧室１０にブレーキ液圧が発生される。
【０００６】
更に、タンデムマスタシリンダ部２は、プライマリピストン７とシリンダ壁との間に動力室１３を有する。この動力室１３には、ブレーキ作動時に図示しない動力源から作動液
が供給される。その場合、作動液は、動力室１３の液圧が制御部で演算された摩擦ブレーキによるブレーキ力に応じた液圧となるように供給される。
【０００７】
ペダル感覚シミュレータ部３は、入力軸４により作動されるシミュレータ作動ピストン１４、シミュレータ作動ピストン１４の作動によってシミュレータ作動液圧が発生するシミュレータ作動液圧室１５、シミュレータ作動ピストン１４を常時非作動位置の方へ付勢するコイルばねからなるシミュレータ作動ピストンリターンスプリング１６、およびペダル感覚シミュレータカートリッジ１７を有する。また、ペダル感覚シミュレータカートリッジ１７は、シミュレータ作動液圧室１５のシミュレータ作動液圧が作用される第１反力シミュレータピストン１８（本発明の反力シミュレータ部材に相当）、第１反力シミュレータピストン１８を常時非作動位置の方へ付勢する第１反力シミュレータスプリング１９（本発明の反力シミュレータ部材に相当）、第１反力シミュレータスプリング１９を支持する第２反力シミュレータピストン２０（本発明の反力シミュレータ部材に相当）、第２反力シミュレータピストン２０を常時非作動位置の方へ付勢する第２反力シミュレータスプリング２１（本発明の反力シミュレータ部材に相当）を有する。
【０００８】
このペダル感覚シミュレータ部３においては、ブレーキペダルが踏み込まれない非作動時には、シミュレータ作動ピストン１４は図４に示す非作動位置にある。この状態では、シミュレータ作動液圧室１５はリザーバタンク６に連通し、シミュレータ作動液圧室１５内はシミュレータ作動液圧が発生しなく大気圧となっている。したがって、第１反力シミュレータピストン１８および第２反力シミュレータピストン２０は図４に示す非作動位置にある。
【０００９】
そして、ブレーキペダルが踏み込まれると、入力軸４が前進（図４において左動）するので、シミュレータ作動ピストン１４がシミュレータ作動ピストンリターンスプリング１６を弾性的に撓ませながら前進（作動）する。シミュレータ作動ピストン１４の作動でシミュレータ作動液圧室１５がリザーバタンク６から遮断されると、シミュレータ作動液圧室１５内にシミュレータ作動液圧が発生する。このシミュレータ作動液圧は第１反力シミュレータピストン１８に作用する。シミュレータ作動液圧が所定の液圧に増大すると、このシミュレータ作動液圧により第１反力シミュレータピストン１８は第１反力シミュレータスプリング１９を押圧して弾性的に撓ませながら図４において下方へ移動（作動）するとともに、第１反力シミュレータピストン１８の押圧力で第２反力シミュレータピストン２０が第２反力シミュレータスプリング２１を撓ませながら図４において下方へ移動（作動）する。これにより、第１および第２反力シミュレータスプリング１９,２１はそれら
の撓み量に応じた力を第１反力シミュレータピストン１８に反力として作用する。
【００１０】
そして、シミュレータ作動液圧による第１反力シミュレータピストン１８への作用力と第１反力シミュレータスプリング１９による第１反力シミュレータピストン１８への作用力とがバランスすると、第１および第２反力シミュレータピストン１８,２０の移動が停
止する。このとき、シミュレータ作動液圧室１５内のシミュレータ作動液圧はブレーキペダルの踏み込みストロークに応じた液圧となる。そして、第１反力シミュレータピストン１８の反力はシミュレータ作動液圧に変換されてシミュレータ作動ピストン１４に作用し、更に反力はシミュレータ作動ピストン１４から入力軸４を介してブレーキペダルに伝達される。これにより、運転者はブレーキペダルからブレーキペダルの踏み込みストロークに応じた反力を認識する。
【００１１】
このように構成されたペダル感覚シミュレータ部３におけるペダル感覚特性線図（つまり、ブレーキペダルのストロークＳに対する反力Ｆの特性線図）は、図５（ａ）に示す特性線図となる。すなわち、ペダル感覚特性線図は、ペダル感覚シミュレータ部３の作動初期ではストロークの増大に対して反力が比較的小さく、ストロークが所定量大きくなると
、ストロークの増大に対して反力が比較的大きくなるように湾曲した特性曲線を描く。
【００１２】
一方、このマスタシリンダ１においては、ブレーキペダルが踏み込まれない非作動時には、タンデムマスタシリンダ部２およびペダル感覚シミュレータ部３はともに図４に示す非作動状態にある。すなわち、動力室１３に動力源から作動液が供給されなく、プライマリピストン７およびセカンダリピストン８はともに図４に示す非作動位置にある。したがってプライマリ液圧室９およびセカンダリ液圧室１０はともにリザーバタンク６に連通し、プライマリ液圧室９およびセカンダリ液圧室１０内にはブレーキ液圧は発生していない。また、シミュレータ作動液圧室１５はリザーバタンク６に連通し、シミュレータ作動液圧室１５内にはシミュレータ作動液圧は発生しない。
【００１３】
また、ブレーキペダルが踏み込まれると、入力軸４が前方へストロークする。この入力軸４のストロークがストロークセンサ５により検出される。図示しない制御部は、ストロークセンサ５からの入力軸４のストローク（つまり、ブレーキペダルの踏み込みストローク）に基づいて動力源を駆動制御する。これにより、動力源から作動液が動力室１３に供給され、プライマリピストン７およびセカンダリピストン８が前進する。すると、プライマリ液圧室９およびセカンダリ液圧室１０がともにリザーバタンク６から遮断されて、プライマリ液圧室９およびセカンダリ液圧室１０内にブレーキ液圧が発生する。これらのブレーキ液圧がそれぞれ２系統の対応するブレーキシリンダに供給され、自動車の対応する車輪にブレーキがかけられる。
【００１４】
動力室１３内の作動液圧がブレーキペダルの踏み込みストロークに対応した液圧となると、制御部は動力源を停止する。すると、プライマリピストン７およびセカンダリピストン８がともに停止し、プライマリ液圧室９およびセカンダリ液圧室１０内のブレーキ液圧はともにブレーキペダルの踏み込みストロークに対応した液圧となる。すなわち、ブレーキペダルの踏み込みストロークに対応したブレーキ力でブレーキが車輪にかけられる。
【００１５】
このとき、前述のようにペダル感覚シミュレータ部３はブレーキペダルの踏み込みストロークに対応した反力をブレーキペダルに伝達する。したがって、運転者はこの反力を認識して、ブレーキペダルの踏み込みストロークに対応したブレーキ力でブレーキが車輪にかけられることを感知する。
【００１６】
ブレーキペダルが解放されると、入力軸４が後方（非作動位置の方）へストロークし、この入力軸４のストロークがストロークセンサ５により検出される。制御部は、ストロークセンサ５で検出されたストロークに基づいて図示しない制御弁を制御し、動力室１３内の作動液をリザーバタンク６に排出する。これにより、動力室１３内の液圧が低下し、プライマリピストン７およびセカンダリピストン８がそれぞれプライマリスプリング１１およびセカンダリスプリング１２の付勢力で後退する。動力室１３内の液圧が大気圧となると、プライマリピストン７およびセカンダリピストン８がともに図４に示す非作動位置となり、車輪のブレーキが解除する。
【００１７】
一方、入力軸４が後方へストロークすることで、シミュレータ作動ピストンリターンスプリング１６の付勢力でシミュレータ作動ピストン１４が後退する。そして、シミュレータ作動ピストン１４が非作動位置近傍になると、シミュレータ作動液圧室１５がリザーバタンク６に連通し、シミュレータ作動液圧室１５内のシミュレータ作動液圧が低下する。シミュレータ作動ピストン１４が図４に示す非作動位置になった状態では、シミュレータ作動液圧室１５の液圧は大気圧となる。これにより、第１反力シミュレータピストン１８および第２反力シミュレータピストン２０もともに図４に示す非作動位置となる。なお、各構成要素に用られている用語および符号は、いずれも特許文献１に記載された用語および符号と同じ用語および符号ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特許第４５１０３８８号公報。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
ところで、特許文献１に記載のペダル感覚シミュレータ部３は、シミュレータ作動ピストンリターンスプリング１６、第１反力シミュレータスプリング１９、および第２反力シミュレータスプリング２１の複数のスプリングを有している。一方、ペダル感覚シミュレータ部３が立ち上がる（作動開始する）ためには、シミュレータ作動ピストン１４が作動する必要がある。このため、ペダル感覚シミュレータ部３が立ち上がるためには、ブレーキペダルの踏み込みストロークこれらの複数のスプリングが撓んでシミュレータ作動ピストン１４が作動しなければならない。
【００２０】
特に、シミュレータ作動ピストン１４には、シールによるシミュレータ作動ピストン１４の摺動抵抗が作用するため、シミュレータ作動ピストン１４を非作動位置に確実に戻らせるには、シミュレータ作動ピストンリターンスプリング１６のばね荷重を比較的大きくする必要がある。このため、シミュレータ作動ピストンリターンスプリング１６の初期設定荷重は比較的大きい。
【００２１】
したがって、ペダル感覚シミュレータ部３の立ち上がり時（作動開始時）に、ブレーキペダルの踏み込み力によりシミュレータ作動ピストン１４がシミュレータ作動ピストンリターンスプリング１６を押圧する力は、少なくともシミュレータ作動ピストンリターンスプリング１６の初期設定荷重を超える大きさが必要となる。すなわち、図５（ａ）のVB部を拡大した図５（ｂ）に示すようにペダル感覚シミュレータ部３の立ち上がり時には、シミュレータ作動ピストン１４がシミュレータ作動ピストンリターンスプリング１６を押圧する押圧力（反力に等しい）は、シミュレータ作動ピストンリターンスプリング１６が撓み開始する力Ｆ１を超える大きさである必要がある。なお、Ｆ２は、第１および第２反力シミュレータスプリング１９,２１が撓み開始する力である。
【００２２】
しかしながら、このようにシミュレータ作動ピストンリターンスプリング１６の初期設定荷重が大きいと、シミュレータ作動ピストン１４が撓み開始する力Ｆ１が大きくなる。つまり、ペダル感覚シミュレータ部３の立ち上がり荷重が大きくなる。このため、ペダル感覚シミュレータ部３によるペダル感覚シミュレーション機能の立ち上がりがスムーズに行われない。
【００２３】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ストロークシミュレーション機能の作動開始をより一層スムーズに行うことができるストロークシミュレータ、このストロークシミュレータを有するマスタシリンダ、およびこのマスタシリンダを用いたブレーキシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
前述の課題を解決するために、本発明に係るストロークシミュレータは、入力が加えられて作動する入力軸と、前記入力軸により作動されるシミュレータ作動ピストンと、
前記シミュレータ作動ピストンを非作動位置の方向に付勢するシミュレータ作動ピストンリターンスプリングと、前記シミュレータ作動ピストンの作動により、前記入力軸の入力に基づいた反力を前記シミュレータ作動ピストンに出力する反力シミュレータ部材と、
前記入力軸が作動開始する作動開始荷重を低減する作動開始荷重低減部とを有することを特徴としている。
【００２５】
また、本発明に係るストロークシミュレータは、前記作動開始荷重低減部が、前記入力軸と前記シミュレータ作動ピストンとの間に配設されることを特徴としている。
更に、本発明に係るストロークシミュレータは、前記作動開始荷重低減部が、前記シミュレータ作動ピストンリターンスプリングの弾性係数より小さい弾性係数の弾性部材を有することを特徴としている。
【００２６】
更に、本発明に係るストロークシミュレータは、前記弾性部材が、コイルスプリングからなる作動開始荷重低減スプリングであることを特徴としている。
更に、本発明に係るストロークシミュレータは、前記弾性部材がゴム部材であることを特徴としている。
更に、本発明に係るストロークシミュレータは、前記弾性部材が前記入力軸と前記シミュレータ作動ピストンとの間に密封されたガスであることを特徴としている。
【００２７】
更に、本発明に係るストロークシミュレータは、前記シミュレータ作動ピストンの作動でシミュレータ作動液圧が発生されるシミュレータ作動液圧室を有し、前記反力シミュレータ部材が、前記シミュレータ作動液圧室の前記シミュレータ作動液圧が作用されて作動する反力シミュレータピストンと、前記反力シミュレータピストンにより押圧されて撓んで反力を発生する反力シミュレータスプリングとを有することを特徴としている。
【００２８】
更に、本発明に係るマスタシリンダは、入力軸の入力に基づいた反力を出力するストロークシミュレータと前記入力軸の入力に基づいた液圧を発生するマスタシリンダピストンとを有するマスタシリンダにおいて、前記ストロークシミュレータが、前述の本発明のストロークシミュレータのいずれか１つであることを特徴としている。
【００２９】
更に、本発明に係るブレーキシステムは、ブレーキペダルと、前記ブレーキペダルの踏み込みで作動して前記ブレーキペダルの踏み込みに基づいたブレーキ液圧を発生するマスタシリンダと、前記マスタシリンダで発生された前記ブレーキ液圧でブレーキ力を発生するブレーキシリンダとを備えるブレーキシステムにおいて、前記マスタシリンダが、前述のマスタシリンダであることを特徴としている。
【発明の効果】
【００３０】
このように構成された本発明に係るストロークシミュレータ、これを有するマスタシリンダ、およびブレーキシステムによれば、入力軸が作動開始する作動開始荷重を低減する作動開始荷重低減部が設けられる。これにより、この作動開始荷重低減部によりストロークシミュレータの作動開始荷重を、従来のストロークシミュレータの作動開始荷重より低減することができる。したがって、ストロークシミュレータによるストロークシミュレーション機能の作動開始をスムーズに行うことが可能となる。
【００３１】
また、作動開始荷重低減部の弾性部材の弾性係数あるいは初期設定荷重を、それぞれシミュレータ作動ピストンリターンスプリングの弾性係数あるいは初期設定荷重より小さい範囲内で任意に設定することができる。これにより、ストロークシミュレータの作動開始荷重を任意に設定することが可能となる。特に、作動開始荷重低減部の弾性部材の初期設定荷重を０にする（つまり、ストロークの非作動時に弾性部材を自由長に設定する）ことで、ストロークシミュレータを初期設定荷重の０点から作動開始することが可能となる。
【００３２】
更に、ストロークシミュレーション機能の作動開始をスムーズに行うことができるストロークシミュレータを有するマスタシリンダをブレーキシステムに用いることで、車両のブレーキ操作を良好なフィーリングで行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係るストロークシミュレータの実施の形態の一例を有するマスタシリンダ、およびこのマスタシリンダを用いたブレーキシステムを模式的に示す図である。
【図２】図１におけるII部の部分拡大図である。
【図３】（ａ）は本発明に係るストロークシミュレータの実施の形態の他の例を示す部分拡大図、（ｂ）は本発明に係るストロークシミュレータの実施の形態の更に他の例を示す部分拡大図である。
【図４】特許文献１に記載されている従来のペダル感覚シミュレータ部を有するマスタシリンダを模式的に示す図である。
【図５】（ａ）は図４に示すペダル感覚シミュレータ部のペダル感覚特性線図、（ｂ）は（ａ）におけるVB部の部分拡大図、（ｃ）は図１および図２に示す例のストロークシミュレータのストロークに対する反力の特性線図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、図面を用いて本発明を実施するための形態について説明する。
図１は本発明に係るストロークシミュレータの実施の形態の一例を有するマスタシリンダ、およびこのマスタシリンダを用いたブレーキシステムを模式的に示す図である。また、図２は図１におけるII部の部分拡大図である。なお、前述の図４に示すストロークシミュレータを有するマスタシリンダの構成要素と同じ本発明の構成要素には、同じ符号を付すことでそれらの詳細な説明は省略する。
【００３５】
図１および図２に示すように、この例のブレーキシステム２２にはマスタシリンダ１が用いられる。このマスタシリンダ１のタンデムマスタシリンダ部２では、プライマリ液圧室９が一方の系統のブレーキシリンダ２３,２４に連通しているとともに、セカンダリ液
圧室１０が他方の系統のブレーキシリンダ２５,２６に連通している。
また、入力軸４にはブレーキペダル２７が連結されている。運転者がブレーキペダル２７を踏み込むことで、入力軸４が前進するようになっている。
【００３６】
更に、マスタシリンダ１のストロークシミュレータであるペダル感覚シミュレータ部３は、入力軸４が作動開始する作動開始する作動開始荷重を低減する立ち上がり荷重低減部２８（本発明の作動開始荷重低減部に相当）を有する。この例の立ち上がり荷重低減部２８は弾性部材のコイルスプリングである立ち上がり荷重低減スプリング２９を有し、この立ち上がり荷重低減スプリング２９は入力軸４とシミュレータ作動ピストン１４との間に配設される。この立ち上がり荷重低減スプリング２９の弾性係数は、シミュレータ作動ピストンリターンスプリング１６の弾性係数より小さく設定されている。したがって、入力軸４により立ち上がり荷重低減スプリング２９が押圧されると、立ち上がり荷重低減スプリング２９は、シミュレータ作動ピストンリターンスプリング１６が弾性的に撓んでシミュレータ作動ピストン１４が前方へ移動開始する前に弾性的に撓み開始する。そして、立ち上がり荷重低減スプリング２９がボトミングする（つまり、立ち上がり荷重低減スプリング２９が最大限に撓んで、立ち上がり荷重低減スプリング２９の撓みが終了する）と、実質的にシミュレータ作動ピストンリターンスプリング１６が弾性的に撓んでシミュレータ作動ピストン１４が前方へ移動開始するようになっている。
【００３７】
このようにシミュレータ作動ピストン１４が前方へ移動開始する前に、立ち上がり荷重低減スプリング２９が撓み開始することで、ペダル感覚シミュレータ部３の立ち上がり荷重（作動開始荷重）が、図４に示す従来のペダル感覚シミュレータ部３の立ち上がり荷重（作動開始荷重）より低減する。
【００３８】
これをペダル感覚シミュレータ部３のペダル感覚特性線図（ブレーキペダル２７のストロークに対する反力の特性線図）で説明する。図５（ｃ）に示すように、最初にシミュレ
ータ作動ピストンリターンスプリング１６の弾性係数より小さい弾性係数の立ち上がり荷重低減スプリング２９が弾性的に撓むことで、ペダル感覚シミュレータ部３が立ち上がる。立ち上がり荷重低減スプリング２９が撓み開始する力は、シミュレータ作動ピストンリターンスプリング１６が撓み開始する力Ｆ１より小さいＦ３である（Ｆ１＞Ｆ３）。すなわち、この例のペダル感覚シミュレータ部３の立ち上がり荷重はＦ３となり、従来のペダル感覚シミュレータ部３の立ち上がり荷重より小さい。
【００３９】
なお、図４（ｃ）に示すようにこの例のペダル感覚シミュレータ部３では、立ち上がり荷重低減スプリング２９のボトミング位置αは、第１および第２反力シミュレータスプリング１９,２１がともに実質的に撓む前に設定されている。また、立ち上がり荷重低減ス
プリング２９のボトミング位置αが、第１および第２反力シミュレータスプリング１９,
２１がともに実質的に撓んだ後に設定される場合（第１および第２反力シミュレータスプリング１９,２１の作動開始荷重Ｆ４は、図５（ｄ）に示す特性線図となる。
【００４０】
図１に示すように、更にこの例のブレーキシステム２２は、動力源３０、電磁切換弁３１、および制御部（ＥＣＵ）３２を備えている。動力源３０は作動液を動力室１３に供給する。電磁切換弁３１は動力室１３をリザーバ６および動力源３０のいずれか一方に選択的に切り換え連通させる。その場合、ブレーキペダル２７が踏み込まれないブレーキシステム２２の非作動時は、電磁切換弁３１は作動しなく、動力室１３を動力源３０から遮断しリザーバ６に連通する。また、ブレーキペダル２７が踏み込まれたブレーキシステム２２の作動時は、電磁切換弁３１は作動し、動力室１３をリザーバ６から遮断して動力源３０に連通する。
【００４１】
制御部（ＥＣＵ）３２は、ブレーキペダル２７の踏み込み時、ストロークセンサ５からの入力軸４のストロークの検出信号により、動力源３０を駆動するとともに電磁切換弁３１を切換作動する。これにより、動力室１３がリザーバ６から遮断され、動力源３０から作動液が動力室１３に供給される。その場合、制御部（ＥＣＵ）３２は、入力軸４のストローク（つまり、ブレーキペダル２７の踏み込み量）に基づいて、前述と同様に摩擦ブレーキによるブレーキ力に応じた液圧を演算するとともに、動力室１３の液圧が演算された液圧に制御される。動力室１３の液圧により、プライマリピストン７が作動してプライマリ液圧室９にブレーキペダル２７の踏み込み量に基づいたブレーキ液圧が発生されるとともに、セカンダリピストン８が作動してセカンダリ液圧室１０にブレーキペダル２７の踏み込み量に基づいたブレーキ液圧が発生される。これらのブレーキ液圧がそれぞれ対応するブレーキシリンダ２３,２４,２５,２６に供給され、車輪３３,３４,３５,３６にブレーキがかけられる。
【００４２】
また、制御部（ＥＣＵ）３２は、ブレーキペダル２７の解放時、ストロークセンサ５からの入力軸４のストロークの検出信号により、動力源３０を停止するとともに電磁切換弁３１を切換作動する。これにより、動力室１３が動力源３０から遮断され、かつリザーバ６に連通され、動力室１３内の作動液がリザーバ６に排出される。すると、プライマリピストン７およびセカンダリピストン８がいずれも図１に示す非作動位置となり、プライマリ液圧室９およびセカンダリ液圧室１０がともにリザーバ６に連通し、プライマリ液圧室９およびセカンダリ液圧室１０内の液圧が大気圧となる。したがって、車輪３３,３４,３５,３６のブレーキが解除される。
【００４３】
この例のマスタシリンダ１およびペダル感覚シミュレータ部３の他の構成および他の作用効果は、前述の図４に示すマスタシリンダ１およびペダル感覚シミュレータ部３（つまり、特許文献１に記載のペダル感覚シミュレータを有するマスタシリンダ）と同じである。また、タンデムマスタシリンダ部２よりブレーキシリンダ２３,２４,２５,２６までの
ブレーキシステムの他の構成および他の作用効果は、従来周知の一般的なタンデムマスタ
シリンダよりブレーキシリンダまでのブレーキシステムと同じである。
【００４４】
この例のペダル感覚シミュレータ部３、これを有するマスタシリンダ１、およびブレーキシステム２２によれば、立ち上がり荷重低減スプリング２９を有する立ち上がり荷重低減部２８が設けられる。これにより、この立ち上がり荷重低減部２８により、ペダル感覚シミュレータ部３の立ち上がり荷重を、図４に示す従来のペダル感覚シミュレータ部３の立ち上がり荷重より低減することができる。したがって、ペダル感覚シミュレータ部３によるペダル感覚シミュレーション機能の立ち上がりをスムーズに行うことが可能となる。
【００４５】
また、立ち上がり荷重低減スプリング２９の弾性係数あるいは初期設定荷重を、それぞれシミュレータ作動ピストンリターンスプリング１６の弾性係数あるいは初期設定荷重より小さい範囲内で任意に設定することができる。これにより、ペダル感覚シミュレータ部３の立ち上がり荷重を任意に設定することが可能となる。特に、立ち上がり荷重低減スプリング２９の初期設定荷重を０にする（つまり、ペダル感覚シミュレータ部３の非作動時に立ち上がり荷重低減スプリング２９を自由長に設定する）ことで、ペダル感覚シミュレータ部３を立ち上がり荷重の０点から立ち上げることが可能となる。
【００４６】
更に、ストロークシミュレーション機能の立ち上がりをスムーズに行うことができるペダル感覚シミュレータ部３を有するマスタシリンダ１をブレーキシステム２２に用いることで、車両のブレーキ操作を良好なフィーリングで行うことができる。
【００４７】
図３（ａ）は本発明に係るストロークシミュレータの実施の形態の他の例を示す部分拡大図、図３（ｂ）は本発明に係るストロークシミュレータの実施の形態の更に他の例を示す部分拡大図である。
【００４８】
図１および図２に示す例では、ペダル感覚シミュレータ部３の立ち上がり荷重低減部２８が立ち上がり荷重低減スプリング２９を有するが、図３（ａ）に示すように、この例のストロークシミュレータであるペダル感覚シミュレータ部３の立ち上がり荷重低減部２８は、スプリングに代えて硬度の比較的低いゴム板３７を有する。その場合、ゴム板３７は入力軸４とシミュレータ作動ピストン１４との間に位置して入力軸４に取り付けられる。このゴム板３７は弾性部材であり、その弾性係数はシミュレータ作動ピストンリターンスプリング１６の弾性係数より小さい。また、シミュレータ作動ピストン１４には突起１４ａがゴム板３７に対向して設けられる。そして、入力軸４の前方移動時に、シミュレータ作動ピストン１４が移動する前にゴム板３７が突起１４ａに当接して弾性的に撓むようになっている。
【００４９】
この例のマスタシリンダ１およびペダル感覚シミュレータ部３の他の構成および他の作用効果は、前述の図１および図２に示すマスタシリンダ１およびペダル感覚シミュレータ部３と同じである。また、タンデムマスタシリンダ部２よりブレーキシリンダ２３,２４,２５,２６までのブレーキシステムの他の構成および他の作用効果は、従来周知の一般的
なタンデムマスタシリンダよりブレーキシリンダまでのブレーキシステムと同じである。
【００５０】
また図３（ｂ）に示すように、この例のストロークシミュレータであるペダル感覚シミュレータ部３の立ち上がり荷重低減部２８は、スプリングに代えて弾性部材として機能する所定圧のガス３８が入力軸４とシミュレータ作動ピストン１４との間に密封されている。そして、入力軸４の前方移動時に、シミュレータ作動ピストン１４が移動する前にガス３８が弾性的に圧縮（圧縮変形）されるようになっている。
【００５１】
この例のマスタシリンダ１およびペダル感覚シミュレータ部３の他の構成および他の作用効果は、前述の図１および図２に示すマスタシリンダ１およびペダル感覚シミュレータ
部３と同じである。また、タンデムマスタシリンダ部２よりブレーキシリンダ２３,２４,２５,２６までのブレーキシステムの他の構成および他の作用効果は、従来周知の一般的
なタンデムマスタシリンダよりブレーキシリンダまでのブレーキシステムと同じである。なお、ガスを弾性変形可能な袋状の容器に封入したガスカートリッジを形成し、このガスカートリッジを入力軸４とシミュレータ作動ピストン１４との間に配設することもできる。
【００５２】
なお、本発明は前述の各例に限定されることはなく、シミュレータ作動ピストン１４が前方へ移動する前にペダル感覚シミュレータ部３の立ち上がり荷重低減部２８が作動するものであれば、どのようなストロークシミュレータにも適用することができる。要は、本発明は特許請求の範囲に記載されて事項の範囲内で種々設計変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明に係るストロークシミュレータ、マスタシリンダ、およびブレーキシステムは、それぞれ、ペダルの踏み込みに応じてシミュレートした反力を発生させるストロークシミュレータ、このストロークシミュレータを有するマスタシリンダ、およびこのマスタシリンダを用いたブレーキシステムに好適に利用可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１…マスタシリンダ、２…タンデムマスタシリンダ部、３…ペダル感覚シミュレータ部（ストロークシミュレータ）、４…入力軸、５…ストロークセンサ、６…リザーバタンク、７…プライマリピストン、８…セカンダリピストン、１３…動力室、１４…シミュレータ作動ピストン、１５…シミュレータ作動液圧室、１６…シミュレータ作動ピストンリターンスプリング、１７…ペダル感覚シミュレータカートリッジ、１８…第１反力シミュレータピストン、１９…第１反力シミュレータスプリング、２０…第２反力シミュレータピストン、２１…第２反力シミュレータスプリング、２２…ブレーキシステム、２３,２４,２５,２６…ブレーキシリンダ、２７…ブレーキペダル、２８…立ち上がり荷重低減部、２
９…立ち上がり荷重低減スプリング、３０…動力源、３１…電磁切換弁、３２…制御部（ＥＣＵ）、３７…ゴム板、３８…ガス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力が加えられて作動する入力軸と、
前記入力軸により作動されるシミュレータ作動ピストンと、
前記シミュレータ作動ピストンを非作動位置の方向に付勢するシミュレータ作動ピストンリターンスプリングと、
前記シミュレータ作動ピストンの作動により、前記入力軸の入力に基づいた反力を前記シミュレータ作動ピストンに出力する反力シミュレータ部材と、
前記入力軸が作動開始する作動開始荷重を低減する作動開始荷重低減部と
を有することを特徴とするストロークシミュレータ。
【請求項２】
前記作動開始荷重低減部は、前記入力軸と前記シミュレータ作動ピストンとの間に配設されることを特徴とする請求項１に記載のストロークシミュレータ。
【請求項３】
前記作動開始荷重低減部は、前記シミュレータ作動ピストンリターンスプリングの弾性係数より小さい弾性係数の弾性部材を有することを特徴とする請求項１または２に記載のストロークシミュレータ。
【請求項４】
前記弾性部材は、コイルスプリングからなる作動開始荷重低減スプリングであることを特徴とする請求項３に記載のストロークシミュレータ。
【請求項５】
前記弾性部材は、ゴム部材であることを特徴とする請求項３に記載のストロークシミュレータ。
【請求項６】
前記弾性部材は、前記入力軸と前記シミュレータ作動ピストンとの間に密封されたガスであることを特徴とする請求項３に記載のストロークシミュレータ。
【請求項７】
前記シミュレータ作動ピストンの作動でシミュレータ作動液圧が発生されるシミュレータ作動液圧室を有し、
前記反力シミュレータ部材は、前記シミュレータ作動液圧室の前記シミュレータ作動液圧が作用されて作動する反力シミュレータピストンと、前記反力シミュレータピストンにより押圧されて撓んで反力を発生する反力シミュレータスプリングとを有する、
ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のストロークシミュレータ。
【請求項８】
入力軸の入力に基づいた反力を出力するストロークシミュレータと前記入力軸の入力に基づいた液圧を発生するマスタシリンダピストンとを有するマスタシリンダにおいて、
前記ストロークシミュレータは、請求項１ないし７のいずれか１項に記載のストロークシミュレータであることを特徴とするマスタシリンダ。
【請求項９】
ブレーキペダルと、前記ブレーキペダルの踏み込みで作動して前記ブレーキペダルの踏み込みに基づいたブレーキ液圧を発生するマスタシリンダと、前記マスタシリンダで発生された前記ブレーキ液圧でブレーキ力を発生するブレーキシリンダとを備えるブレーキシステムにおいて、
前記マスタシリンダは、請求項８に記載のマスタシリンダであることを特徴とするブレーキシステム。
【請求項１】
入力が加えられて作動する入力軸と、
前記入力軸により作動されるシミュレータ作動ピストンと、
前記シミュレータ作動ピストンを非作動位置の方向に付勢するシミュレータ作動ピストンリターンスプリングと、
前記シミュレータ作動ピストンの作動により、前記入力軸の入力に基づいた反力を前記シミュレータ作動ピストンに出力する反力シミュレータ部材と、
前記入力軸が作動開始する作動開始荷重を低減する作動開始荷重低減部と
を有することを特徴とするストロークシミュレータ。
【請求項２】
前記作動開始荷重低減部は、前記入力軸と前記シミュレータ作動ピストンとの間に配設されることを特徴とする請求項１に記載のストロークシミュレータ。
【請求項３】
前記作動開始荷重低減部は、前記シミュレータ作動ピストンリターンスプリングの弾性係数より小さい弾性係数の弾性部材を有することを特徴とする請求項１または２に記載のストロークシミュレータ。
【請求項４】
前記弾性部材は、コイルスプリングからなる作動開始荷重低減スプリングであることを特徴とする請求項３に記載のストロークシミュレータ。
【請求項５】
前記弾性部材は、ゴム部材であることを特徴とする請求項３に記載のストロークシミュレータ。
【請求項６】
前記弾性部材は、前記入力軸と前記シミュレータ作動ピストンとの間に密封されたガスであることを特徴とする請求項３に記載のストロークシミュレータ。
【請求項７】
前記シミュレータ作動ピストンの作動でシミュレータ作動液圧が発生されるシミュレータ作動液圧室を有し、
前記反力シミュレータ部材は、前記シミュレータ作動液圧室の前記シミュレータ作動液圧が作用されて作動する反力シミュレータピストンと、前記反力シミュレータピストンにより押圧されて撓んで反力を発生する反力シミュレータスプリングとを有する、
ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のストロークシミュレータ。
【請求項８】
入力軸の入力に基づいた反力を出力するストロークシミュレータと前記入力軸の入力に基づいた液圧を発生するマスタシリンダピストンとを有するマスタシリンダにおいて、
前記ストロークシミュレータは、請求項１ないし７のいずれか１項に記載のストロークシミュレータであることを特徴とするマスタシリンダ。
【請求項９】
ブレーキペダルと、前記ブレーキペダルの踏み込みで作動して前記ブレーキペダルの踏み込みに基づいたブレーキ液圧を発生するマスタシリンダと、前記マスタシリンダで発生された前記ブレーキ液圧でブレーキ力を発生するブレーキシリンダとを備えるブレーキシステムにおいて、
前記マスタシリンダは、請求項８に記載のマスタシリンダであることを特徴とするブレーキシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２４０４５１（Ｐ２０１２−２４０４５１Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０９５０７（Ｐ２０１１−１０９５０７）
【出願日】平成２３年５月１６日（２０１１．５．１６）
【出願人】（０００００３３３３）ボッシュ株式会社 (510)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１６日（２０１１．５．１６）
【出願人】（０００００３３３３）ボッシュ株式会社 (510)
【Ｆターム（参考）】
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