(57)【要約】【課題】異常発生時においてもブレーキペダルの踏込みに応じた適切な制動力を得ることができるブレーキ制御装置を提供する。【解決手段】正常時にはマスタシリンダ２とホイルシリンダ６ａ，６ｂとを遮断して、ストロークシミュレータ１２とリターンスプリング１４とでペダル反力を発生し、ストロークセンサ検出値に基づいてポンプ９で液圧を発生してホイルシリンダ圧を制御し、一方、異常発生時にはマスタシリンダ２とホイルシリンダ６Ｆｌ，６ｂとを連通して、マスタシリンダ２の液圧により直接ホイルシリンダ圧を制御するブレーキ制御装置において、異常発生時には、リターンスプリング１４が付勢しているピストン１５ｂを初期位置に戻して固定する。【選択図】      図１
2006151342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーキペダルの踏込量に応じた踏込力がリターンスプリングを介して入力され、その入力に応じた制動用の作動流体圧を出力するマスタシリンダと、車輪を制動する制動力を発生するホイルシリンダとを備え、所定条件を満足していると判定したとき、前記マスタシリンダと前記ホイルシリンダとを連通し、前記マスタシリンダから出力される作動流体圧により前記ホイルシリンダの制動力を制御するブレーキ制御装置において、
前記所定条件を満足していると判定したとき、前記リターンスプリングの伸縮を規制する伸縮規制手段を備えることを特徴とするブレーキ制御装置。
【請求項２】
前記リターンスプリングの一端に接続されたピストンと、前記リターンスプリングの他端に接続されて前記ピストンが摺動自在に配置されるシリンダとを備え、前記伸縮規制手段は、前記シリンダに対する前記ピストンの摺動を規制する摺動規制手段により前記リターンスプリングの伸縮を規制することを特徴とする請求項１に記載のブレーキ制御装置。
【請求項３】
前記摺動規制手段は、前記ピストンに設置された永久磁石と、前記シリンダのピストンロッド側に設置された電磁石とを有し、前記所定条件を満足していると判定したとき、前記電磁石を作動して前記ピストンの摺動を規制することを特徴とする請求項２に記載のブレーキ制御装置。
【請求項４】
前記摺動規制手段は、前記ピストンにより前記シリンダに形成される室のうち、ピストンロッド側の室の圧力が他方の室の圧力より低くなるように制御する圧力制御手段を有し、前記所定条件を満足していると判定したとき、前記圧力制御手段で前記ピストンロッド側の室の圧力を低くして、前記ピストンの摺動を規制することを特徴とする請求項２又は３に記載のブレーキ制御装置。
【請求項５】
前記圧力制御手段は、前記ピストンロッド側の室に設置された負圧導入弁を有し、該負圧導入弁を開いて当該ピストンロッド側の室に負圧を導入して、同室の圧力が他方の室の圧力より低くなるように制御することを特徴とする請求項４に記載のブレーキ制御装置。
【請求項６】
前記摺動規制手段は、前記ピストンに設置された第１の永久磁石と、前記シリンダの近傍に移動可能に設置された第２の永久磁石とを有し、前記所定条件を満足していると判定したとき、前記第２の永久磁石を前記第１の永久磁石に対して磁力の及ぶ位置に移動して、前記ピストンの摺動を規制することを特徴とする請求項２〜５の何れか１項に記載のブレーキ制御装置。
【請求項７】
前記摺動規制手段は、前記シリンダ内を移動可能に配置されたストッパ部材と、該ストッパ部材を移動するストッパ移動手段とを有し、前記所定条件を満足していると判定したとき、前記ストッパ移動手段で前記ストッパ部材を前記ピストン側に移動して当該ピストンの摺動を規制することを特徴とする請求項２〜６の何れか１項に記載のブレーキ制御装置。
【請求項８】
前記ストッパ部材は前記シリンダ内を画成するピストン部を有し、前記ストッパ移動手段は、前記ピストン部により前記シリンダに形成される室のうち前記ピストンと反対側の室に液圧を導入する液圧導入手段を有し、前記液圧導入手段で前記ピストンと反対側の室に液圧を導入して、前記ストッパ部材を前記ピストン側に移動することを特徴とする請求項７に記載のブレーキ制御装置。
【請求項９】
前記ストッパ移動手段は、モータを駆動して前記ストッパ部材を前記ピストン側に移動することを特徴とする請求項７〜８の何れか１項に記載のブレーキ制御装置。
【請求項１０】
前記摺動規制手段は、前記ストッパ移動手段で前記ストッパ部材を移動したとき、当該ストッパ部材を前記シリンダに対して固定するストッパ固定手段を備えることを特徴とする請求項７〜９の何れか１項に記載のブレーキ制御装置。
【請求項１１】
前記摺動規制手段は、前記ストッパ固定手段による前記ストッパ部材の固定を解除するストッパ固定解除手段を備えることを特徴とする請求項１０に記載のブレーキ制御装置。
【請求項１２】
前記摺動規制手段は、前記リターンスプリングのバネ特性を変更する特性変更手段により前記リターンスプリングの伸縮を規制することを特徴とする請求項１に記載のブレーキ制御装置。
【請求項１３】
前記リターンスプリングは反力特性の異なる複数のスプリングにより構成され、前記特性変更手段は、前記所定条件を満足していると判定したとき、反力の高いスプリングを作動すると共に反力の低いスプリングを非作動とし、前記所定条件が不成立であると判定したとき、反力の高いスプリングを非作動すると共に反力の低いスプリングを作動とすることで前記複数のスプリングを切り換えて、前記リターンスプリングのバネ特性を変更するバネ切換手段を備えることを特徴とする請求項１２に記載のブレーキ制御装置。
【請求項１４】
前記特性変更手段は、前記リターンスプリングを強制的に縮めるバネ圧縮手段を有し、前記所定条件を満足していると判定したとき、前記バネ圧縮手段で前記リターンスプリングを強制的に縮めることで、当該リターンスプリングのバネ特性を変更することを特徴とする請求項１２に記載のブレーキ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレーキペダルの踏込みによって作動流体圧を昇圧するマスタシリンダとは個別に、各車輪の制動用シリンダへの作動流体圧を制御可能なブレーキ制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のブレーキ制御装置としては、次のようなものがある。例えば、ブレーキペダルの踏込量に応じた踏込力がリターンスプリングを介して入力され、その入力に応じた制動圧を出力するマスタシリンダを備え、ホイルシリンダに対して制動圧を供給する油圧ポンプの正常時には、マスタシリンダとホイルシリンダとを遮断し、前記油圧ポンプを作動することで、ホイルシリンダ液圧を踏力センサ検出値に基づいて算出された目標液圧となるように制御し、一方、油圧ポンプの失陥時には、マスタシリンダとホイルシリンダとを連通してマスタシリンダ圧により直接ホイルシリンダ圧を制御するというものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−１５７４３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来のブレーキ制御装置にあっては、油圧ポンプの失陥時においてもリターンスプリングが作動する。その結果、マスタシリンダ圧を直接ホイルシリンダに供給する場合に、ホイルシリンダ圧が発生するためのペダルストローク（ロスストローク）が、ブレーキペダルの踏込み時にリターンスプリングが縮む分だけ長くなり、制動力がその分弱くなるという未解決の課題がある。
そこで、本発明は、異常発生時においてもブレーキペダルの踏込みに応じた適切な制動力を得ることができるブレーキ制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために、本発明に係るブレーキ制御装置は、所定条件を満足していると判定したとき、マスタシリンダとホイルシリンダとを連通し、伸縮規制手段でリターンスプリングの伸縮を規制し、前記マスタシリンダから出力される作動流体圧により前記ホイルシリンダの制動力を制御する。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、所定の条件を満足していると判定したときには、リターンスプリングを作動させないようにするので、マスタシリンダ圧を直接ホイルシリンダに供給する場合に、ブレーキペダルの踏込みに応じてリターンスプリングが縮む分のロスストロークをなくすことができ、ブレーキペダルの踏込みに応じた適切な制動力を得ることができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、第１の実施形態に係るブレーキ制御装置の概略構成図を示しており、図中符号１はブレーキペダル、符号２はブレーキペダル１の踏込量に応じて昇圧されるマスタシリンダである。
マスタシリンダ２は２つの出力系統を有し、これらの２つの出力系統に作動流体圧を出力する。以下、一方の出力系統をプライマリ系統、他方をセカンダリ系統と称す。そして、これらの作動流体圧は、マスタシリンダカット弁（待機時開）３ａ及び３ｂと常開型電磁弁（待機時開）４ａ，４ｂとを介して、車輪５ａ，５ｂに制動力を発生させるホイルシリンダ６ａ，６ｂに供給される。
【０００７】
また、マスタシリンダ２の各出力側には、作動流体圧を検出するための圧力センサであるマスタシリンダ圧センサ７ａ，７ｂが介装されている。
一方、マスタシリンダ２に並設されたリザーバ８に、ポンプ９が接続されている。このポンプ９は、電動モータ９ａと当該電動モータ９ａによって回転駆動される油圧ポンプ９ｂとで構成され、ポンプ９から出力される制動圧はマスタシリンダカット弁３ａと常開電磁弁４ａとの間の流体路に供給される。また、マスタシリンダカット弁３ａと常開型電磁弁４ａとの間の流体路と、マスタシリンダカット弁３ｂと常開型電磁弁４ｂとの間の流体路とは常閉型（待機時閉）の電磁開閉弁である系統遮断弁１０を介して接続されている。
さらに、ホイルシリンダ６ａ及び６ｂとリザーバ８とは常閉型電磁弁（待機時閉）１１ａ及び１１ｂを介して接続されており、ホイルシリンダ６ａ及び６ｂからリザーバ８への液圧の排出を制御するように構成されている。
【０００８】
また、マスタシリンダ２の一方の出力側におけるマスタシリンダカット弁３ｂの上流側には、常閉型（待機時閉）の電磁開閉弁であるストロークシミュレータカット弁１３を介してストロークシミュレータ１２が接続されている。ブレーキ制御装置（ブレーキバイワイヤシステム）が起動しており且つ正常時には、マスタシリンダカット弁３ａ，３ｂが閉じられてマスタシリンダ２とホイルシリンダ６ａ，６ｂとを切断すると共に、ストロークシミュレータカット弁１３は通電状態で開状態となり、当該出力側とストロークシミュレータ１２とを接続する。そして、ストロークシミュレータカット弁１３が開状態であるとき、ストロークシミュレータ１２は、マスタシリンダ２から出力される作動流体圧を吸収するように構成されている。
【０００９】
このストロークシミュレータ１２は、シリンダと、このシリンダ内に摺動自在に配設されたピストン１２ａと、ピストン１２ａを付勢するコイルスプリング１２ｂとで構成されており、ブレーキペダル１のストロークに応じたペダル反力を発生する。
マスタシリンダ２は、圧力発生室２ａ及び２ｂを有し、これらの圧力発生室２ａ，２ｂはシリンダ内のピストン２ｃ，２ｄによって形成される。そして、圧力発生室２ａ内にはスプリング２ｅが設置され、圧力発生室２ｂにはスプリング２ｆが設置されている。
【００１０】
つまり、圧力発生室２ａ，２ｂから夫々作動流体圧が出力されるように構成されており、圧力発生室２ａからの出力系統がプライマリ系統に相当し、圧力発生室２ｂからの出力系統がセカンダリ系統に相当している。
ピストン２ｃには、運転者によってブレーキペダル１に加えられる踏込力がリターンスプリング１４を介して入力される。ここで、リターンスプリング１４のバネ定数は、スプリング２ｅ及び２ｆのバネ定数よりも小さく設定されている。そのため、このリターンスプリング１４は、ストロークシミュレータ１２が作動する前の低踏力の領域においてペダル反力を発生させる。
【００１１】
このリターンスプリング１４の一端にはピストン１５ｂが接続され、他端には当該ピストン１５ｂが摺動自在に配置されるシリンダ１５ａが接続される。つまり、リターンスプリング１４は、ブレーキペダル１とマスタシリンダ２との間に介装されたシリンダ１５ａ内で、ブレーキペダル１の踏込みに応じて摺動自在に配設されたピストン１５ｂをマスタシリンダ２側から付勢している。なお、リターンスプリング１４は、ブレーキペダル１による踏込力が零である非制動状態で全伸び状態となり、このときのピストン１５ｂの位置をピストン１５ｂの初期位置という。
【００１２】
また、ピストン１５ｂには永久磁石１６が設置され、シリンダ１５ａ内のピストンロッド１５ｄ側、即ちリターンスプリング１４が全伸び状態であるときに永久磁石１６と当接する位置には電磁石１７が設置されている。この電磁石１７は、後述する所定条件を満足しているときに作動し、ピストン１５ｂを初期位置に強制的に戻して摺動を規制するように構成されている。このように、ピストン１５ｂの摺動を規制することにより、ブレーキペダル１が踏み込まれたときのリターンスプリング１４の作動を規制する。
【００１３】
さらに、このブレーキ制御装置は、ブレーキペダル１の踏込量を検出するためのストロークセンサ１８と、ホイルシリンダの作動流体圧を検出するためのホイルシリンダ圧センサ１９ａ，１９ｂとを備えている。
ここで、本実施形態において前記所定条件が満足している状態とは、マスタシリンダ圧センサ７ａ，７ｂ、ポンプ９及びストロークセンサ１８の何れかに異常（故障）が発生している状態をいう。
【００１４】
そして、マスタシリンダカット弁３ａ，３ｂ、常開型電磁弁４ａ，４ｂ、系統遮断弁１０、常閉型電磁弁１１ａ，１１ｂ及びストロークシミュレータカット弁１３の夫々は、ソレノイドに供給されるコントロールユニット３０からの制御信号によって開閉状態が制御され、当該制御信号がオフ状態（非通電状態）であるときにノーマル状態となり、オン状態（通電状態）であるときにオフセット位置に切り換わるように構成されている。
【００１５】
コントロールユニット３０は、例えばマイクロコンピュータ等の演算処理装置を介装して構成される。そして、このコントロールユニット３０では、正常時には、マスタシリンダ２とホイルシリンダ６ａ，６ｂとの間のマスタシリンダカット弁３ａ，３ｂを閉状態とすることにより、マスタシリンダ２とホイルシリンダ６ａ，６ｂとを切断し、ポンプ９でホイルシリンダ６ａ，６ｂに供給する液圧を発生する。また、このときストロークシミュレータカット弁１３を開状態として、ストロークシミュレータ１２によってブレーキペダル１の踏込みを吸収する。
【００１６】
異常発生時には、マスタシリンダカット弁３ａ，３ｂを開状態とすることによりマスタシリンダ２とホイルシリンダ６ａ，６ｂとを連通し、マスタシリンダ２の液圧によって直接ホイルシリンダ６ａ，６ｂの液圧を発生させる。このとき、系統遮断弁１０を閉じることによって、マスタシリンダのプライマリとセカンダリとの２系統が独立に液圧を発生させる。
なお、この異常発生時には、ストロークシミュレータカット弁１３を閉じることによりストロークシミュレータ１２にブレーキ液が流入しない構造とし、ストロークシミュレータ１２によるロスストロークを低減する。
【００１７】
次に、コントロールユニット３０で実行されるブレーキ液圧制御の処理手順を、図２をもとに説明する。
このブレーキ液圧制御処理は、予め設定された所定時間（例えば、１０〜１０００ｍｓｅｃ）毎のタイマ割込み処理として実行され、先ずステップＳ１で各種データを読み込む。具体的には、マスタシリンダ圧センサ７ａ，７ｂ、ストロークセンサ１８及びホイルシリンダ圧センサ１９ａ，１９ｂの検出値を読込む。
【００１８】
次いでステップＳ２に移行して、システムが異常であるか否かを判定する。この判定は、マスタシリンダ圧センサ７ａ，７ｂ、ストロークセンサ１８及びポンプ９の異常判断を行い、何れかの異常を検知した場合にはステップＳ３に移行して後述する失陥時制御を行ってからタイマ割込み処理を終了する。一方、異常が検出されない場合には、システムは正常であると判断してステップＳ４に移行する。
【００１９】
ステップＳ４では、マスタシリンダカット弁３ａ，３ｂを閉状態に制御する制御信号を出力すると共に、ストロークシミュレータカット弁１３を開状態に制御する制御信号を出力してステップＳ５に移行する。
ステップＳ５では、前記ステップＳ１で読込んだマスタシリンダ圧センサ検出値とストロークセンサ検出値とからブレーキ液圧の指令値を算出してステップＳ６に移行する。
【００２０】
ステップＳ６ではポンプ９を作動させて液圧を発生させ、次いでステップＳ７で、常開型電磁弁４ａ，４ｂ及び常閉型電磁弁１１ａ，１１ｂを制御して、ホイルシリンダ６ａ，６ｂの液圧が前記ステップＳ５で算出したブレーキ液圧指令値となるように制御し、タイマ割込み処理を終了する。
また、前記ステップＳ３の失陥時制御では、図３に示す失陥時制御処理を行い、先ずステップＳ３１で、ストロークシミュレータカット弁１３を閉状態とする制御信号を出力し、次いでステップＳ３２で、系統遮断弁１０を閉状態とする制御信号を出力してプライマリとセカンダリ系統を遮断する。
【００２１】
そして、ステップＳ３３では、常開型電磁弁４ａ，４ｂを開状態とする制御信号を出力し、次いでステップＳ３４に移行して、常閉型電磁弁１１ａ，１１ｂを閉状態とする制御信号を出力し、ステップＳ３５に移行する。
ステップＳ３５では、マスタシリンダカット弁３ａ，３ｂを開状態とする制御信号を出力してマスタシリンダ２とホイルシリンダ６ａ，６ｂとを連通させ、ステップＳ３６に移行する。
【００２２】
ステップＳ３６では、電磁石１７を作動させ、ピストン１５ｂを強制的に初期位置に戻してシリンダ１５ａに対して固定することによりリターンスプリング１４を全伸び状態に固定してから失陥時制御を終了し、所定のメインプログラムに復帰する。
この図３のステップＳ３６、永久磁石１６及び電磁石１７が摺動規制手段に対応し、当該摺動規制手段により伸縮規制手段を構成している。
【００２３】
次に本実施形態の動作について説明する。
今、運転者がブレーキ操作を行っておらず、非制動状態であるものとする。この場合には、ブレーキペダル１が踏み込まれていない状態であるため、マスタシリンダ２は図４（ａ）に示す状態となっている。このとき、マスタシリンダカット弁３ａ，３ｂは閉状態、系統遮断弁１０及びストロークシミュレータカット弁１３は開状態となっており、電磁石１７は非作動となっている。
【００２４】
この状態から、運転者がブレーキペダル１を踏込んで制動操作を行った場合、電磁石１７は非作動であるため、ピストン１５ｂが押されて、図４（ｂ）に示すようにリターンスプリング１４の変位Ｂとマスタシリンダのプライマリ側の変位Ａとが発生する。なお、マスタシリンダカット弁３ａは閉状態であるため、マスタシリンダのセカンダリ側は変位しない。
【００２５】
つまり、図２のブレーキ液圧制御処理において、ステップＳ５でストロークセンサ検出値及びマスタシリンダ圧センサ検出値に基づいてブレーキ液圧指令値が算出され、次いでステップＳ６でポンプ９を作動することにより液圧が発生され、ホイルシリンダ６ａ，６ｂに導入される。そして、ステップＳ７で常開型電磁弁４ａ，４ｂと常閉型電磁弁１１ａ，１１ｂとを制御して、ホイルシリンダ圧がブレーキ液圧指令値となるように調圧する。また、ストロークシミュレータ１２は、ストロークに応じたペダル反力を発生すると共に、マスタシリンダ２から出力される作動流体圧を吸収して消費することにより、ブレーキペダル１の踏込み感覚を確保する。
【００２６】
一方、図４（ａ）に示す非制動状態で異常が発生した場合には、ステップＳ２の判定によりステップＳ３に移行する。そして、図３に示す失陥時制御処理において、電磁石１７が作動されることにより、ピストン１５ｂとリターンスプリング１４とは図４（ａ）の状態で固定される。そのため、この状態で運転者がブレーキペダル１を踏み込んで制動を行った場合、リターンスプリング１４は変位せずにマスタシリンダ２のピストンに圧力がかかることになる。したがって、マスタシリンダ圧を直接ホイルシリンダに供給する場合に、リターンスプリング１４によるロスストロークがなくなり、ブレーキペダルの踏込みに応じた適切な制動力を得ることができる。
【００２７】
また、図４（ｂ）に示す制動状態で異常が発生した場合には、失陥時制御処理において電磁石１７が作動されることにより、ピストン１５ｂが初期位置に戻される。このとき、ブレーキペダル１には踏込力がかかっているため、図４（ｃ）に示すようにピストン１５ｂは変位せず、外部のシリンダ１５ａ及びロッド１５ｃが変位してマスタシリンダ２に圧力をかけることになる。すなわち、マスタシリンダ２のストローク量Ｃは、プライマリの変位Ａとリターンスプリングの変位Ｂとの合計となる。なお、異常発生時にはマスタシリンダカット弁３ａは開状態に制御されているので、マスタシリンダのセカンダリ側にも変位が発生する。
【００２８】
ところで、ブレーキペダルが踏込まれているときに異常が発生したとき、単にリターンスプリングを固定するだけでは、ブレーキペダルをさらに踏み増ししないと制動力が生じない。しかしながら本発明では、上記構成により、異常発生時のブレーキペダルの踏込みによるリターンスプリングの変位分のロスストロークが短くなる分有利である。また、異常発生時にペダルストロークを保持した場合にも、すでにペダルストロークしている分の制動力をすぐに発生させることができるので、運転者の感覚に合った適切なブレーキ制御を行うことができる。
【００２９】
このように、上記第１の実施形態では、異常発生時にスタシリンダとホイルシリンダとを連通し、マスタシリンダ圧を直接ホイルシリンダに供給する場合、リターンスプリングが付勢しているピストンを固定する構成であるため、異常発生時においてリターンスプリングを非作動状態として、ホイルシリンダ液圧が発生するまでのリターンスプリング作動分のペダルストローク（ロスストローク）を短くすることができると共に、ブレーキペダルの踏込みに応じた適切な制動力を得ることができる。
【００３０】
また、リターンスプリングが付勢するピストンに永久磁石を設置すると共にピストンの初期位置であるシリンダのブレーキペダル側に電磁石を設置し、異常発生時には当該電磁石を作動させてピストンを強制的に初期位置に戻して固定状態とするので、リターンスプリング作動分のロスストロークをなくすことができると共に、異常発生時にペダルストロークしている分の制動力をすぐに発生させることができる。
【００３１】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
この第２の実施形態は、前述した第１の実施形態において、異常発生時に永久磁石と電磁石とを用いてピストンを固定しているのに対し、大気導入弁と負圧導入弁とを用いてピストンを固定するようにしたものである。
すなわち、第２の実施形態におけるリターンスプリング部の構成を図５に示すように、ピストン１５ｂによりシリンダ１５ａに形成される室のうち、リターンスプリング１４側の室に大気導入孔１０１を備え、ピストンロッド１５ｄ側の室に負圧導入弁１０２及び大気導入弁１０３を備えている。そして、正常時は負圧導入弁１０２を閉状態、大気導入弁１０３を開状態とし、ピストン１５ｂを摺動可能な状態としてリターンスプリング１４を作動状態とする。一方、異常発生時には、負圧導入弁１０２を開状態、大気導入弁１０３を閉状態として、ピストン１５ｂを初期位置に戻して固定し、リターンスプリング１４を非作動状態とするように構成されている。
【００３２】
ここで、負圧導入弁１０２とエンジン１０４とを繋ぐホース等はフレキシブルに移動する例えばゴムホース等の構成にして、外部シリンダ１５ａが移動可能な構成とする。
また、負圧導入弁１０２及び大気導入弁１０３の夫々は、ソレノイドに供給されるコントロールユニット３０からの制御信号によって開閉状態が制御されるように構成されている。この負圧導入弁１０２が圧力制御手段に対応している。
【００３３】
図６は、第２の実施形態において、図２のステップＳ３で実行される失陥時制御処理の処理手順を示すフローチャートであって、図３の失陥時制御処理において、ステップＳ３６の処理が大気導入弁１０３を閉状態とする制御信号を出力してから負圧導入弁１０２を開状態とする制御信号を出力するステップＳ１３６に置換されていることを除いては、図３と同様の処理を行い、図３との対応部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３４】
つまり、異常を検知した場合には、ステップＳ１３６で大気導入弁１０３を閉状態とし、次いで負圧導入弁１０２を開状態とすることにより、シリンダ１５ａ内のピストンロッド１５ｄ側の室に負圧が導入される。このようにして、ピストン１５ｂによって画成された室相互間の圧力差が制御され、ピストンロッド１５ｄ側の室の圧力が他方の室の圧力より低くなるように制御されることにより、ピストン１５ｂが強制的に初期位置に戻されて、リターンスプリング１４が全伸び状態に固定されることになる。
【００３５】
次に、本実施形態の動作について説明する。
今、運転者がブレーキ操作を行っておらず、非制動状態であるものとする。この場合には、ブレーキペダル１が踏み込まれていない状態であるため、マスタシリンダ２は図５（ａ）に示す状態となっている。このとき、マスタシリンダカット弁３ａ，３ｂは閉状態、系統遮断弁１０及びストロークシミュレータカット弁１３は開状態となっており、負圧導入弁１０２は閉状態、大気導入弁１０３は開状態となっている。
【００３６】
この状態から、運転者がブレーキペダル１を踏込んで制動操作を行った場合、大気導入弁１０３は開状態となっているので、ピストン１５ｂが押されて、図５（ｂ）に示すようにリターンスプリング１４の変位Ｂとマスタシリンダのプライマリ側の変位Ａとが発生する。なお、マスタシリンダカット弁３ａは閉状態であるため、マスタシリンダのセカンダリ側は変位しない。
【００３７】
一方、図５（ａ）に示す非制動状態で異常が発生した場合には、ステップＳ２の判定によりステップＳ３に移行する。そして、図６に示す失陥時制御処理において、大気導入弁１０３が閉状態とされ、次いで負圧導入弁１０２が開状態とされることにより、ピストン１５ｂとリターンスプリング１４とは図５（ａ）の状態で固定される。そのため、この状態で運転者がブレーキペダル１を踏み込んで制動を行った場合、リターンスプリング１４は変位せずにマスタシリンダ２のピストンに圧力がかかることになるので、リターンスプリング１４によるロスストロークがなくなり、ブレーキペダル１の踏込みに応じた適切な制動力を得ることができる。
【００３８】
また、図５（ｂ）に示す制動状態で異常が発生した場合には、失陥時制御処理において大気導入弁１０３が閉状態とされ、次いで負圧導入弁１０２が開状態とされることにより、シリンダ１５ａのピストンロッド１５ｄ側の室に負圧が導入されてピストン１５ｂが初期位置に戻される。このとき、ブレーキペダル１には踏込力がかかっているため、図５（ｃ）に示すようにピストン１５ｂは変位せず、外部のシリンダ１５ａ及びロッド１５ｃが変位してマスタシリンダ２に圧力をかけることになる。すなわち、マスタシリンダ２のストローク量Ｃは、プライマリの変位Ａとリターンスプリングの変位Ｂとの合計となる。なお、異常発生時にはマスタシリンダカット弁３ａは開状態に制御されているので、マスタシリンダのセカンダリ側にも変位が発生する。
【００３９】
このように、上記第２の実施形態では、リターンスプリング部に大気導入孔、負圧導入弁及び大気導入弁を備え、これらを用いて異常発生時にリターンスプリングが付勢しているピストンを固定する構成としたので、前述した第１の実施形態と同様に異常発生時におけるリターンスプリング分のロスストロークをなくすことができ、適切な制動力を得ることができる。
また、負圧導入弁とエンジンとを繋ぐ構成としたので、エンジンが作動していればリターンスプリング部に負圧を導入することが可能となり、電源失陥時など電磁力が得られない場合であってもピストンを固定することができ、走行中の異常発生時にも適切な制動力を確保することができる。
【００４０】
なお、上記第２の実施形態においては、負圧を導入することによりピストンを初期位置に固定する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、シリンダ１５ａ内におけるリターンリターンスプリング１４が配設されている側の室に正圧導入弁と大気導入弁とを設け、他方の室に大気導入孔を設け、異常発生時には正圧導入弁を開状態とすると共に大気導入弁を閉状態として正圧を導入することにより、ピストンを初期位置に固定するようにしてもよい。
【００４１】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
この第３の実施形態は、前述した第１の実施形態において、異常発生時に永久磁石と電磁石とを用いてピストンを固定しているのに対し、電磁石の代わりに外部永久磁石を用いるようにしたものである。
すなわち、第３の実施形態におけるリターンスプリング部の構成を図７に示すように、図４に示す電磁石１７を、シリンダ１５ａの近傍に設置された移動可能な外部永久磁石２０１に変更した構成となっている。
この外部永久磁石２０１は、正常時は永久磁石１６に対して磁力の及ばない初期位置にバネにより固定されており、異常発生時には外部永久磁石２０１に取り付けられたバネの復元力により永久磁石１６に対して磁力の及ぼす位置に移動するように構成されている。
【００４２】
図８は、第３の実施形態において、図２のステップＳ３で実行される失陥時制御処理の処理手順を示すフローチャートであって、図３の失陥時制御処理において、ステップＳ３６の処理が外部永久磁石２０１を作動させるステップＳ２３６に置換されていることを除いては、図３と同様の処理を行い、図３との対応部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
つまり、異常を検知した場合には、ステップＳ２３６で外部永久磁石２０１を永久磁石１６に対して磁力の及ぼす位置に移動することにより、ピストン１５ｂが強制的に初期位置に戻されてリターンスプリング１４が全伸び状態に固定されることになる。
【００４３】
次に、本実施形態の動作について説明する。
今、運転者がブレーキ操作を行っておらず、非制動状態であるものとする。この場合には、ブレーキペダル１が踏み込まれていない状態であるため、マスタシリンダ２は図７（ａ）に示す状態となっている。このとき、マスタシリンダカット弁３ａ，３ｂは閉状態、系統遮断弁１０及びストロークシミュレータカット弁１３は開状態となっており、外部永久磁石２０１は永久磁石１６に対して磁力の及ぼさない初期位置に固定されている。
【００４４】
この状態から、運転者がブレーキペダル１を踏込んで制動操作を行った場合、ピストン１５ｂが押されて、図７（ｂ）に示すようにリターンスプリング１４の変位Ｂとマスタシリンダのプライマリ側の変位Ａとが発生する。なお、マスタシリンダカット弁３ａは閉状態であるため、マスタシリンダのセカンダリ側は変位しない。
【００４５】
一方、図７（ａ）に示す非制動状態で異常が発生した場合には、ステップＳ２の判定によりステップＳ３に移行する。そして、図８に示す失陥時制御処理において、外部永久磁石２０１が作動されて、永久磁石１６に対して磁力の及ぼす位置に移動されることにより、ピストン１５ｂとリターンスプリング１４とは図７（ａ）の状態で固定される。そのため、この状態で運転者がブレーキペダル１を踏み込んで制動を行った場合、リターンスプリング１４は変位せずにマスタシリンダ２のピストンに圧力がかかることになるので、リターンスプリング１４によるロスストロークがなくなり、ブレーキペダル１の踏込みに応じた適切な制動力を得ることができる。
【００４６】
また、図７（ｂ）に示す制動状態で異常が発生した場合には、失陥時制御処理において外部永久磁石２０１が作動されることにより、永久磁石１６に対して磁力が及ぼされてピストン１５ｂが初期位置に戻される。このとき、ブレーキペダル１には踏込力がかかっているため、図７（ｃ）に示すようにピストン１５ｂは変位せず、外部のシリンダ１５ａ及びロッド１５ｃが変位してマスタシリンダ２に圧力をかけることになる。すなわち、マスタシリンダ２のストローク量Ｃは、プライマリの変位Ａとリターンスプリングの変位Ｂとの合計となる。なお、異常発生時にはマスタシリンダカット弁３ａは開状態に制御されているので、マスタシリンダのセカンダリ側にも変位が発生する。
【００４７】
このように、上記第３の実施形態では、リターンスプリング部に永久磁石と外部永久磁石とを備え、これらを用いて異常発生時にピストンを固定する構成としたので、前述した第１及び第２の実施形態と同様に異常発生時におけるリターンスプリング分のロスストロークをなくすことができ、適切な制動力を得ることができる。
また、異常発生時のピストンを初期位置に戻す際に外部永久磁石を用いるので、別のパワーソースを必要とせず、異常発生時に外部のパワーソースが得られない場合であっても常にリターンスプリングを固定することができ、ロスストロークをなくして適切な制動力を得ることができる。
【００４８】
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
この第４の実施形態は、ストッパを用いてシリンダに対するピストンの摺動を規制するようにしたものである。
すなわち、第４の実施形態における概略構成図を図９に示すように、前述した第１〜第３の実施形態における概略構成図において、ポンプ９の液圧を溜めるアキュムレータ２０が設けられ、シリンダ１５ａとアキュムレータ２０とが常閉型電磁弁（待機時閉）２１を介して接続され、シリンダ１５ａとリザーバ８とが常閉型電磁弁（待機時閉）２２を介して接続され、リターンスプリング部が後述する図１０に示す構成に変更されていることを除いては図１と同様の構成を有し、図１と同様の構成を有する部分には同符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４９】
アキュムレータ２０は常時、ポンプ９によって蓄圧された状態を保って待機しており、故障が発生したときに常閉型電磁弁２１が開かれることにより、アキュムレータ２０の液圧がシリンダ１５ａ内に導入されるように構成されている。また、故障した状態から故障が解消した状態へ移行したときには、常閉型電磁弁２１を閉じると共に常閉型電磁弁２２を開くことにより、シリンダ１５ａ内の液圧がリザーバ８へ排出され、シリンダ１５ａ内の液圧が排出された後常閉型電磁弁２２を閉じることで正常時の状態に復帰するようになっている。このアキュムレータ２０及び常閉型電磁弁２１により液圧導入手段を構成している。
【００５０】
図１０は、第４の実施形態におけるリターンスプリング部の構成を示す図である。シリンダ１５ａはその中央部に、内径方向に突出した台座２３を備え、この台座２３にリターンスプリング１４の一端が接続されている。つまり、シリンダ１５ａ内において、台座２３のブレーキペダル１側にリターンスプリング１４が配置されている。
【００５１】
また、台座２３のマスタシリンダ側には、ストッパ２４がストッパリターンスプリング２５によってマスタシリンダ側に付勢され、シリンダ１５ａ内を摺動可能に配置されている。このストッパ２４は、シリンダ１５ａと略同一断面形状と所定の厚みとを有するピストン部としての背面部２４ａと、この背面部２４ａの中心部からピストン１５ｂへ向けて伸び、且つストッパリターンスプリング２５及びリターンスプリング１４の内径より小さい径を有するピン２４ｂとから構成される。このピン２４ｂは、非制動状態における台座２３からピストン１５ｂまでの長さと同等の長さを有する。
【００５２】
そして、正常時は、その背面部２４ａをシリンダ１５ａのマスタシリンダ側の底部に接触させるなど、ピストン１５ｂがストローク可能な位置に配置されている。
故障発生時は、前述したように常閉型電磁弁２１が開かれてシリンダ１５ａ内に液圧が導入される。このとき、背面部２４ａによってシリンダ１５ａに形成される室のうちピストン１５ｂと反対側の室、即ちシリンダ１５ａのマスタシリンダ側底部とストッパ２４の背面部２４ａとの間（ストッパ２４の背部）に液圧が導入されることにより、ストッパ２４はシリンダ１５ａ内をブレーキペダル側に移動する。この構成がストッパ移動手段に対応している。
【００５３】
ストッパ２４は、その背面部２４ａが台座２３に接触するまで移動可能であり、当該背面部２４ａが台座２３に接触したとき、ピン２４ｂのブレーキペダル側端部がピストン１５ｂを非制動状態での初期位置まで押し戻すように構成されている。つまり、故障発生時には、ストッパ２４をブレーキペダル側に移動することで、ピストン１５ｂのシリンダ１５ａに対する摺動を規制するようになっている。
【００５４】
また、故障が解消した場合には、常閉型電磁弁２１を閉じ、常閉型電磁弁２２を開くことでシリンダ１５ａ内の液圧がリザーバ８へ排出され、ストッパリターンスプリング２５のスプリング反力によってストッパ２４がマスタシリンダ側に移動し、正常状態での初期位置に戻される。これにより、ピストン１５ｂはシリンダ１５ａ内を摺動可能な状態へ復帰する。
【００５５】
次に、本実施形態の動作について説明する。
今、運転者がブレーキ操作を行っておらず、非制動状態であるものとする。この場合には、ブレーキペダル１が踏み込まれていない状態であるため、マスタシリンダ２は図１０（ａ）に示す状態となっている。このとき、ストッパ２４はストッパリターンスプリング２５の付勢力によりシリンダ１５ａのマスタシリンダ側底部に貼りついた状態になっている。また、常閉型電磁弁２１及び常閉型電磁弁２２は閉状態（待機状態）となっており、パワー液圧源９によって発生する液圧をアキュムレータ２０に蓄圧する。
【００５６】
この状態から、運転者がブレーキペダル１を踏込んで制動操作を行った場合、ピストン１５ｂが押されて、リターンスプリング１４の変位と図示しないマスタシリンダのプライマリ側の変位とが発生する。なお、正常時はマスタシリンダカット弁３ａは閉状態であるため、マスタシリンダのセカンダリ側は変位しない。
【００５７】
一方、図１０（ａ）に示す非制動状態で故障が発生した場合には、常閉型電磁弁２１が開状態に制御され、アキュムレータ２０に蓄圧された作動流体がシリンダ１５ａ内におけるストッパ２４の背部に導入される。これによりストッパ２４がブレーキペダル側にストロークし、図１０（ｂ）に示すようにピン２４ｂのブレーキペダル側端部がピストン１５ｂの背面を押し続けるので、ピストン１５ｂとリターンスプリング１４とはこの状態で固定される。
そのため、この状態で運転者がブレーキペダル１を踏み込んで制動を行った場合、リターンスプリング１４は変位せずにマスタシリンダ２のピストンに直接圧力がかかることになるので、リターンスプリング１４によるロスストロークがなくなり、ブレーキペダル１の踏込みに応じた適切な制動力を得ることができる。
【００５８】
また、制動状態で故障が発生した場合には、アキュムレータ２０に蓄圧された作動流体がシリンダ１５ａ内におけるストッパ２４の背部に導入されることにより、ストッパ２４がブレーキペダル側に移動する。このとき、ブレーキペダル１には踏込力がかかっているためピストン１５ｂは変位せず、外部のシリンダ１５ａ及びロッド１５ｃがマスタシリンダ側に変位して、マスタシリンダ２に圧力をかけることになる。すなわち、マスタシリンダ２のストローク量は、プライマリの変位とリターンスプリングの変位との合計となる。したがって、故障発生時にペダルストロークを保持した場合、すでにペダルストロークしている分の制動力をすぐに発生させることができる。
【００５９】
このように、上記第４の実施形態では、故障発生時にストッパを移動するので、確実にシリンダに対するピストンの摺動を規制することができ、リターンスプリング分のロスストロークをなくすことができる。
また、故障発生時には、正常時に蓄圧した圧力によってシリンダ内に液圧を導入するので、確実にストッパを移動することができると共に、外部のパワーソースを必要としない構成とすることができる。
【００６０】
なお、上記第４の実施形態においては、正常時に蓄圧した圧力によって故障発生時にストッパ２４をブレーキペダル側に移動する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図１１（ａ）に示すように、シリンダ１５ａとストッパ２４の背面との間に火薬５０を封入し、故障発生時にはこの火薬５０を爆発させ、その爆圧によりストッパ２４をブレーキペダル側に移動するようにしてもよい。これが液圧導入手段に対応している。これにより、故障発生時には火薬５０の爆圧によって確実にストッパ２４をブレーキペダル側に移動することができ、シリンダ１５ａに対するピストン１５ｂの摺動を確実に規制することができる。
【００６１】
また、図１１（ｂ）に示すように、減速器５１とモータ５２とにより構成されるリニアガイドを用いた機構によって、故障発生時にストッパ２４をブレーキペダル側に移動するようにしてもよい。これにより、故障発生時にはモータ５２の動力源によって確実にストッパ２４をブレーキペダル側に移動することができ、シリンダ１５ａに対するピストン１５ｂの摺動を確実に規制することができる。
【００６２】
さらに、上記第４の実施形態においては、図１２に示すように、ピストン１５ｂでのストッパ２４側にストッパ２４のスライドガイド部２６を設けてもよい。このスライドガイド部２６は、ストッパ２４側に開口し、ストッパ２４のピン２４ｂが滑らかに摺動可能な程度の断面積を有するものとする。このような構成により、図１２（ｂ）に示すように、故障発生時にストッパ２４がこじることなくブレーキペダル側にストロークすることができ、リターンスプリング１４とストッパ２４との接触を確実に防止することができる。また、このようなスライドガイドを設けない場合には、ストッパ２４の背面部２４ａの厚みがスライドガイドとなるため、当該背面部２４ａは所定の厚みが必要となるが、ピストン１５ｂにスライドガイドを設けることにより、ストッパ２４の背面部２４ａの厚みを薄くすることができる。
【００６３】
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。
この第５の実施形態は、前述した第４の実施形態において、故障発生時にストッパがブレーキペダル側にストロークしたとき、ストッパをシリンダに対してメカ的にロックする機構を設けるようにしたものである。
すなわち、第５の実施形態におけるリターンスプリング部の構成を図１３に示すように、ストッパ２４の背面部２４ａの側面にくさび２４ｃを設けると共に、シリンダ１５ａの内周面にくさび２４ｃと噛み合うためのフック２７を形成したことを除いては図１２と同様の構成を有し、図１２と同様の構成を有する部分には同符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００６４】
シリンダ１５ａの内周面に設けられたフック２７は、故障発生時にストッパ２４が台座２３の位置までストロークしたとき、背面部２４ａに設けられたくさび２４ｃと噛み合う位置に形成されている。このような構成により、故障発生時にストッパ２４がストロークすると、くさび２４ｃとフック２７とによってストッパ２４がシリンダ１５ａに対して摺動しないようにロックされることになる。この構成がストッパ固定手段に対応している。
【００６５】
ところで、故障発生時にストッパ２４をストロークさせる手段として、正常時に蓄圧した液圧や火薬の爆圧を用いる場合には、ストッパ２４をストロークさせた後もその圧力を維持しておくための気密性が要求される。また、圧力供給源の気密漏れ等が生じた場合、ストッパ２４のストローク位置がマスタシリンダ側に後退し、ブレーキペダル１が操作されたときピストン１５ｂのストロークが可能となってしまうという問題がある。
【００６６】
しかしながら、本実施形態のようなロック機構を設けることにより、故障発生時にストッパ２４をロック状態とするまでの力が入力されれば、その後、仮に気密漏れ等が生じた場合であっても、シリンダ１５ａに対するピストン１５ｂの摺動を規制した状態を確実に維持することができる。
また、故障発生時にストッパ２４をストロークさせる手段として、リニアガイドを用いた機構を用いる場合には、ストッパ２４をストロークさせた後、その状態を維持するためには電力を供給し続けなければならないが、本実施形態のようなロック機構を設けることにより、ストッパ２４をロック状態とした後は電力を供給する必要がなくなる。
【００６７】
このように、上記第５の実施形態では、故障発生時にストッパをブレーキペダル側にストロークさせたとき、ストッパをシリンダに対してロックするロック機構を設けたので、故障発生時にストッパをストロークさせる手段として圧力を用いる場合における気密漏れ対策用のコストを削減することができると共に、故障発生時にストッパをストロークさせる手段としてリニアガイドを用いた機構を適用する場合における電力供給を削減することができる。
【００６８】
また、ストッパの背面部の側面にくさびを設けると共にシリンダの内周面にフックを設け、このくさびとフックとを噛み合わせることでロック機構を実現するので、確実にストッパをロックさせることができる。
なお、上記第５の実施形態においては、ストッパの背面部のくさび２４ｃとシリンダのフック２７とでストッパのロック機構を実現する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、くさび２４ｃやフック２７を設ける代わりにストッパの背面部２４ａの外径とシリンダ１５ａの内径とに圧入代を設けるようにしてもよい。このような構成により、故障発生時にストッパ２４がブレーキペダル側にストロークすると、ストッパ２４がシリンダ１５ａに圧入されて、確実にストッパ２４をロックすることができる。
【００６９】
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。
この第６の実施形態は、スライドガイド部の外周面及びシリンダの台座をくさび形状にすることで、ストッパのロック機構を実現するようにしたものである。
すなわち、第６の実施形態におけるリターンスプリング部の構成を図１４に示すように、シリンダ１５ａの台座２３をくさび形状にすると共に、ストッパ側端部がシリンダ１５ａの外径方向へ開くような開閉機構を備えたスライドガイド部２６の外周面にくさびを設け、ストッパ２４をテーパ状に形成したことを除いては図１２と同様の構成を有し、図１２と同様の構成を有する部分には同符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００７０】
スライドガイド部２６には、少なくとも２箇所にシリンダ１５ａの軸方向の切り込みが形成され、ストッパ２４側が外径方向に開くことが可能な開閉機構を実現するようになっている。そして、このスライドガイド部２６の外周面には、台座２３と噛み合うためのくさびが軸方向で等間隔に形成されている。
正常時は、スライドガイド部２６のくさびと台座２３のくさびとが噛み合うことなく、ピストン１５ｂはブレーキペダル１の踏込みに応じてシリンダ１５ａ内を摺動する。一方、故障発生時はストッパ２４がストロークし、当該ストッパ２４のテーパによってスライドガイド部２６が外径方向に開かれる。このとき、スライドガイド部２６に設けられたくさびと台座２３のくさびとが噛み合うようになっている。
【００７１】
つまり、運転者がブレーキペダルを操作していない非制動状態では、リターンスプリング部は図１４（ａ）に示す状態となっている。この状態から運転者がブレーキペダルを踏込むと、スライドガイド部２６のくさびと台座２３のくさびとが噛み合うことなくピストン１５ｂがマスタシリンダ側にストロークする。
この状態で故障が発生すると、ストッパ２４がブレーキペダル１側に移動される。ストッパ２４はテーパ状に形成されているため、ストッパ２４がスライドガイド部２６に差し込まれるほど、当該スライドガイド部２６は外径方向に開く。その結果、スライドガイド部２６のくさびと台座２３のくさびとが噛み合って、図１４（ｂ）に示す状態となる。
【００７２】
これにより、シリンダ１５ａに対するピストン１５ｂの摺動が規制されると共に、ストッパ２４はスライドガイド部２６に差し込まれた状態でメカ的にロックされる。
ところで、前述した第５の実施形態では、一度故障が発生すると、ストッパ２４がロックされた状態を維持し続けるが、ロックを解除するためにはリターンスプリング部を分解若しくは交換をしなければならない構造となっており、部品交換のためのコストが嵩むという問題がある。
【００７３】
そこで、本実施形態では、故障発生時のストッパ２４のロック状態を解除することができるようにする。具体的には、故障した状態から復帰したとき、ストッパ２４に対して、正常状態での初期位置の方向であるマスタシリンダ側に引き戻すための力を加える。この引き離す力は、モータ駆動源であっても、負圧による張力及びスプリング反力であってもよい。この構成がストッパ固定解除手段に対応している。
【００７４】
図１４（ｂ）に示すロック状態で、ストッパ２４にスライドガイド部２６から引き離す力が加えられたとすると、ストッパ２４が初期位置に戻される。ストッパ２４はテーパ状に形成されているので、ストッパ２４がマスタシリンダ側にストロークするにつれて、スライドガイド部２６は徐々に内径方向に閉じていき、台座２３との噛み合わせが解除される。その結果、ピストン１５ｂはブレーキペダル１の踏込みに応じてシリンダ１５ａ内を摺動可能となって、正常状態に復帰する。
【００７５】
このように、上記第６の実施形態では、ストッパのテーパを用いてスライドガイド部を外径方向に開くことで、スライドガイド部に形成されたくさびとシリンダの台座のくさびとを噛み合わせてシリンダに対するピストンの摺動を規制するので、故障発生時におけるピストンの摺動規制までの時間が早く、故障発生時の咄嗟の切換において遅れをなくすことができる。
【００７６】
また、ストッパがテーパ状になっているので、故障発生時にストッパがストロークすると、ストッパがスライドガイド部に圧入されてその時の位置でロック状態とすることができる。
さらに、ストッパをピストンから引き離す力を入力することにより、上記ロック状態を解除することができるので、故障が解消された後でも部品を再利用することが可能となり、部品交換のためのコストを削減することができる。
【００７７】
次に、本発明の第７の実施形態について説明する。
この第７の実施形態は、故障発生時のストッパのロック機構及びロック解除機構を設けると共に、制動状態で故障が発生したときには、すでにペダルストロークしている分の制動力を発生させるようにしたものである。
すなわち、第７の実施形態におけるリターンスプリング部の構成を図１５に示すように、スライドガイド部２６は、シリンダ１５ａの外径方向に開くことができる開閉機構を有している。また、スライドガイド部２６のマスタシリンダ側端部にはシリンダ１５ａの台座２３と噛み合うためのロック部２６ａが設けられている。
【００７８】
ストッパ２４のピン２４ｂのブレーキペダル側端部には球状の突起部２４ｄが設けられ、故障発生時にストッパ２４がブレーキペダル側にストロークすると、この突起部２４ｄがスライドガイド部２６に入り込む。突起部２４ｄの径は正常時のスライドガイド部２６の径より大きく形成されており、突起部２４ｄがスライドガイド部２６に入り込むことにより当該スライドガイド部２６が外径方向に開くように構成されている。
【００７９】
そして、ストッパ２４の突起部２４ｄがスライドガイド部２６の奥まで差し込まれると、スライドガイド部先端のロック部２６ａと台座２３とが噛み合うと共に、ストッパ２４の突起部２４ｄはスライドガイド部２６の根元に形成されたストッパロック部２６ｂに固定される。
つまり、運転者がブレーキペダルを操作していない非制動状態では、リターンスプリング部が図１５（ａ）に示す状態となっている。この状態ではロック部２６ａが噛み合う場所がないため、運転者がブレーキペダルを踏込むと、ピストン１５ｂがマスタシリンダ側にストロークする。
【００８０】
この制動状態で故障が発生すると、ストッパ２４がブレーキペダル１側に移動される。ストッパ２４のブレーキペダル側端部にはスライドガイド部２６の径より大きい径を有する突起部２４ｄが形成されているので、この突起部２４ｄによってピストン１５ｂが初期位置まで押し戻される。このとき、ブレーキペダル１には踏込力がかかっているため、ピストン１５ｂは変位せず、外部のシリンダ１５ａ及びロッド１５ｃがマスタシリンダ側に変位してマスタシリンダ２に圧力をかけることになる。
【００８１】
ストッパ２４は、ピストン１５ｂを初期位置まで押し戻した後もさらにブレーキペダル側へストロークし、突起部２４ｄがスライドガイド部２６を外径方向に開きながら差し込まれる。そして、突起部２４ｄがピストン１５ｂの背面に到達したとき、ロック部２６ａが台座２３と噛み合うので、スライドガイド部２６には台座２３からの反力によって開閉機構を閉じようとする力が発生する。この開閉機構を閉じようとする力によって、突起部２４ｄがストッパロック部２６ｂに収まり続ける状態となる。その結果、図１５（ｂ）に示す状態を維持する。
【００８２】
このストッパ２４のロック状態を解除するためには、ピストン１５ｂにストッパ２４から引き離す力を加えてやればよい。この引き離す力は、モータ駆動源であっても、負圧による張力及びスプリング反力であってもよい。
つまり、図１５（ｂ）に示すロック状態で、ピストン１５ｂをブレーキペダル側に引き戻す力を加えると、先ずロック部２６ａの噛み込みが台座２３から外れることにより、台座２３からの反力がなくなるので、スライドガイド部２６の開閉機構を閉じようする力がなくなる。これにより、突起部２４ｄを押さえる力が弱くなるので、ストッパ２４がマスタシリンダ側に戻されれば正常状態に復帰することができる。
【００８３】
このように、上記第７の実施形態では、故障発生時にストッパを移動したとき、ストッパをシリンダに対して固定することができると共に、故障が解消したときその固定を解除することができるので、前述した第６の実施形態と同様に、部品交換のためのコストを削減することができる。
また、故障が発生したとき、ストッパがピストンを初期位置まで戻してから摺動規制をするので、制動状態で故障が発生したとき、すでにペダルストロークしている分の制動力をすぐに発生させることができ、適切な制動力を得ることができる。
【００８４】
次に、本発明の第８の実施形態について説明する。
この第８の実施形態は、正常時と故障発生時とでリターンスプリングのバネ特性を変更するようにしたものである。
すなわち、第８の実施形態におけるマスタシリンダ及びリターンスプリング部の構成を図１６に示すように、ロッド１５ｃがマスタシリンダのピストン２ｃのブレーキペダル側に配置されたキャンセルピストン２８ａに接続されており、このキャンセルピストン２８ａによって圧力発生室２ａのブレーキペダル側にキャンセルスプリング室２８ｂを形成している。
【００８５】
このキャンセルピストン室２８ｂ内には、リターンスプリング１４よりバネ定数の大きいキャンセルスプリング２８ｃが設けられている。また、キャンセルピストン室２８ｂにおいて、ピストン２ｃに磁石２８ｄが設置すると共にキャンセルピストン２８ａに電磁石２８ｅを設置する。
正常時は、図１６（ａ）に示すように、電磁石２８ｅを作動することで磁石２８ｄと電磁石２８ｅとを磁力によって結合し、ピストン２ｃとキャンセルピストン２８ａとの距離を最短とする。このとき、キャンセルスプリング２８ｃは、ピストン２ｃとキャンセルピストン２８ａとによって潰されて、作動しないようになっている。
【００８６】
そして、故障発生時は、電磁石２８ｅへの通電を遮断することにより、ピストン２ｃとキャンセルピストン２８ａとの結合を解放する。ここで、前述したようにキャンセルスプリング２８ｃのバネ定数はリターンスプリング１４のバネ定数より大きいため、キャンセルピストン２８ａの解放によりリターンスプリング１４が潰され、図１６（ｂ）に示すように、キャンセルスプリング２８ｃが作動状態となり、リターンスプリング１４が非作動状態となる。
【００８７】
つまり、故障発生時には、ブレーキペダル１とマスタシリンダ２との間に介在するスプリングは、リターンスプリング１４からキャンセルスプリング２８ｃへ切り換わることになる。この構成がバネ切換手段に対応している。これは、正常時と故障発生時とでリターンスプリングのバネ特性を変更することに相当する。
このような構成により、ピストン２ｃには、運転者によってブレーキペダル１に加えられる踏込力がリターンスプリング１４とキャンセルピストン２８ｃとを介して入力されることになる。この図１６において、リターンスプリング１４とキャンセルピストン２８ｃとで、ブレーキペダル１の踏込量に応じた踏込力をマスタシリンダ２に入力するリターンスプリングを構成している。
【００８８】
図１７（ａ）は、ブレーキペダルのペダルストロークとマスタシリンダ圧との関係を示す図である。図１７（ｂ）の破線に示すように、従来装置にあっては、ペダルストロークが大きくなるほどリターンスプリング１４のストロークはフルストロークとなるまで比例的に大きくなっていく。
そのため、従来装置におけるマスタシリンダ圧は、図１７（ａ）の破線に示すように、リターンスプリング１４がフルストロークとなるまではペダルストロークに応じて緩やかに上昇し、リターンスプリング１４がフルストロークとなった後、一点鎖線に示す正常時特性と同じ勾配を持って上昇することになる。すなわち、リターンスプリング１４分のロスストロークが発生するという問題がある。
【００８９】
本実施形態では、故障発生時には、ブレーキペダル１とマスタシリンダ２との間に介在するスプリングを、リターンスプリング１４からバネ定数の大きいキャンセルスプリング２８ｃへ切り換えるので、図１７（ｂ）の実線に示すように、リターンスプリング１４のストロークは常にフルストロークとなる。
その結果、ペダルストロークに対するマスタシリンダへの入力（プッシュロッド推力）が大きくなるので、図１７（ａ）の実線に示すように、ペダルストロークに対するマスタシリンダ圧の上昇勾配が急になり、一点鎖線に示す正常時と同等の特性とすることができる。つまり、従来装置における特性の勾配を正常時における特性の勾配に近づけるように変化させている。
【００９０】
このように、上記第８の実施形態では、故障発生時にはリターンスプリングのバネ特性を変更するので、ペダルストロークに対するマスタシリンダプッシュロッド推力を大きくすることができ、リターンスプリング分のロスストロークを低減することができる。
また、リターンスプリングを反力特性の異なる２つのスプリングで構成し、故障発生時には反力の高い方のスプリングを作動すると共に反力の低い方のスプリングを非作動とするので、スプリングゲインを大きくさせることで剛体に近づけることができ、ロスストロークを低減することができる。
さらに、本実施形態は構造を簡素にすることができるため、高精度な部品加工が不要で、設計工数を大幅に抑えることができる。
【００９１】
なお、上記第８の実施形態においては、マスタシリンダ内にキャンセルピストン及びキャンセルスプリングを設ける場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図１８に示すように、リターンスプリング部にキャンセルピストン２８ａ及びキャンセルスプリング２８ｃを設けるようにしてもよい。この場合にも、正常時は図１８（ａ）に示すように磁石２８ｄと電磁石２８ｅとの磁力によってシリンダ１５ａのマスタシリンダ側底部とキャンセルピストン２８ａとの間が最短となるように結合し、故障発生時に図１８（ｂ）に示すように電磁石２８ｅへの通電を遮断して両者の結合を解放するようにすればよい。これにより、故障発生時には、ブレーキペダル１とマスタシリンダ２との間に介在するスプリングは、リターンスプリング１４からバネ定数の大きいキャンセルスプリング２８ｃへ切り換わることになるので、リターンスプリング分のロスストロークを低減することができる。
【００９２】
また、上記第８の実施形態においては、ブレーキペダルの踏込量に応じた踏込力をマスタシリンダに入力するリターンスプリングを、リターンスプリング１４とキャンセルスプリング２８ｃとの２つのスプリングにより構成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、３つ以上の反力特性の異なるスプリングにより構成するようにしてもよい。
【００９３】
次に、本発明の第９の実施形態について説明する。
この第９の実施形態は、故障発生時にリターンスプリングを強制的に潰して機能しないようにするものである。
すなわち、第９の実施形態におけるマスタシリンダ及びリターンスプリング部の構成を図１９に示すように、シリンダ１５ａ内に、モータ２９ａと、モータ２９ａによって駆動されるスパイラルシャフト２９ｂと、スパイラルシャフト２９ｂにねじ合わされて当該スパイラルシャフト２９ｂの駆動によってシリンダ１５ａ内を軸方向に移動するキャンセルピストン２９ｃとを配置する。
【００９４】
キャンセルピストン２９ｃにリターンスプリング１４の一端を接続し、正常時は図１９（ａ）に示すように、キャンセルピストン２９ｃをモータ２９ａ側へ移動させておくことで、非制動状態でリターンスプリング１４が全伸び状態となるようにする。また、正常時は、モータ２９ａを非作動状態とし、スパイラルシャフト２９ｂを駆動させないことでキャンセルピストン２９ｃを固定しておく。
【００９５】
そして、故障が発生したときモータ２９ａを作動してスパイラルシャフト２９ｂを回転駆動する。このとき、キャンセルピストン２９ｃをブレーキペダル側へ移動させる方向へ回転させる。これにより、図１９（ｂ）に示すように、キャンセルピストン２９ｃがブレーキペダル側に移動して、リターンスプリング１４が潰される。モータ２９ａは、リターンスプリング１４が完全に潰された状態となるまで作動される。この構成がバネ圧縮手段に対応している。
【００９６】
リターンスプリング１４が完全に潰された状態となると、モータ２９ａの作動を停止し、キャンセルピストン２９ｃの移動を停止し、固定する。したがって、この状態で制動操作を行うと、リターンスプリング１４はフルストロークの状態であるので、マスタシリンダ２のピストンに直接圧力がかかることになる。
つまり、故障発生時には、ブレーキペダル１とマスタシリンダ２との間に介在するスプリングが、リターンスプリング１４から完全な剛体に切り換わることになるので、シリンダ１５ａに対するピストン１５ｂの摺動を完全に規制することができ、ペダルストロークを直接マスタシリンダに伝達することができる。
【００９７】
図２０（ａ）は、ブレーキペダルのペダルストロークとマスタシリンダ圧との関係を示す図である。図２０（ｂ）の破線に示すように、従来装置にあっては、ペダルストロークが大きくなるほどリターンスプリング１４のストロークはフルストロークとなるまで比例的に大きくなっていく。
そのため、従来装置におけるマスタシリンダ圧は、図２０（ａ）の破線に示すように、リターンスプリング１４がフルストロークとなった後、一点鎖線に示す正常時特性と同じ勾配を持って上昇することになる。
【００９８】
本実施形態では、故障発生時には、ブレーキペダル１とマスタシリンダ２との間に介在するスプリングを、リターンスプリング１４から完全な剛体へ切り換えるので、図２０（ａ）の実線に示すように、ペダルストロークに対するマスタシリンダ圧の特性を、一点鎖線に示す正常時と同等の特性とすることができる。つまり、従来装置における特性を正常時における特性の勾配に近づけるようにオフセットさせている。
【００９９】
このように、上記第９の実施形態では、モータとスパイラルシャフトとを適用することにより、故障発生時にはリターンスプリングのバネ特性を変更し、完全な剛体とすることができるので、ペダルストロークに対するマスタシリンダ圧特性を最適な状態にすることができる。
なお、上記第９の実施形態においては、故障発生時にリターンスプリングを完全に潰す場合について説明したが、これに限定されるものではない。つまり、リターンスプリングを少しでも縮めることができれば、リターンスプリングの初期セット荷重が大きくなるので、マスタシリンダ圧特性を正常時の特性に近づけることができる。
【０１００】
なお、上記各実施形態においては、マスタシリンダ圧センサやストロークセンサを適用してブレーキペダルの踏込量を検出する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ブレーキペダルにかかる踏込力を磁歪センサやストレンゲージ等のトルクセンサで検出することにより、ブレーキペダルの踏込量を検出するようにしてもよい。
また、上記各実施形態においては、制動圧発生手段として電動モータ９ａで駆動される油圧ポンプ９ｂを適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、エンジンの回転力を利用して油圧ポンプを回転駆動するようにしてもよい。
【０１０１】
さらに、上記各実施形態においては、リターンスプリングのブレーキペダル側端部にピストンを接続する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、リターンスプリングのマスタシリンダ側端部にピストンを接続し、他端に当該ピストンが摺動自在に配置されるシリンダを接続するようにしてもよい。
また、上記各実施形態においては、摺動規制手段として永久磁石と電磁石とを用いる手段や、負圧導入弁を用いる手段などを個別に備える場合について説明したが、これに限定されるものではなく、前述した第１〜第７の実施形態における摺動規制手段を組み合わせて備えるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の実施形態を示す概略構成図である。
【図２】コントロールユニットで実行されるブレーキ液圧制御処理を示すフローチャートである。
【図３】第１の実施形態における失陥時制御処理を示すフローチャートである。
【図４】第１の実施形態における動作を説明する図である。
【図５】第２の実施形態における動作を説明する図である。
【図６】第２の実施形態における失陥時制御処理を示すフローチャートである。
【図７】第３の実施形態における動作を説明する図である。
【図８】第３の実施形態における失陥時制御処理を示すフローチャートである。
【図９】第４の実施形態を示す概略構成図である。
【図１０】第４の実施形態における動作を説明する図である。
【図１１】ストッパを移動する手段の別の例説明する図である。
【図１２】第４の実施形態の別の例を説明する図である。
【図１３】第５の実施形態における動作を説明する図である。
【図１４】第６の実施形態における動作を説明する図である。
【図１５】第７の実施形態における動作を説明する図である。
【図１６】第８の実施形態における動作を説明する図である。
【図１７】第８の実施形態におけるマスタシリンダ圧特性を示す図である。
【図１８】第８の実施形態の別の例を説明する図である。
【図１９】第９の実施形態における動作を説明する図である。
【図２０】第９の実施形態におけるマスタシリンダ圧特性を示す図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１  ブレーキペダル
２  マスタシリンダ
３ａ，３ｂ  マスタシリンダカット弁
４ａ，４ｂ  常開型電磁弁
５ａ，５ｂ  車輪
６ａ，６ｂ  ホイルシリンダ
７ａ，７ｂ  マスタシリンダ圧センサ
８  リザーバ
９  ポンプ
１０  系統遮断弁
１１ａ，１１ｂ  常閉電磁弁
１２  ストロークシミュレータ
１３  ストロークシミュレータカット弁
１４  リターンスプリング
１５ａ  シリンダ
１５ｂ  ピストン
１５ｃ  ロッド
１６  永久磁石
１７  電磁石
１８  ストロークセンサ
１９ａ，１９ｂ  ホイルシリンダ圧センサ
２０  アキュムレータ
２３  台座
２４  ストッパ
２５  ストッパリターンスプリング
２６  スライドガイド部
２８ａ  キャンセルピストン
２８ｂ  リターンスプリング室
２８ｃ  キャンセルスプリング
２８ｄ  磁石
２８ｅ  電磁石
２９ａ  モータ
２９ｂ  スパイラルシャフト
２９ｃ  キャンセルピストン
３０  コントロールユニット
１０１  大気導入孔
１０２  負圧導入弁
１０３  大気導入弁
２０１  外部永久磁石
【図１】
2006151342.tif 000003
【図２】
2006151342.tif 000004
【図３】
2006151342.tif 000005
【図４】
2006151342.tif 000006
【図５】
2006151342.tif 000007
【図６】
2006151342.tif 000008
【図７】
2006151342.tif 000009
【図８】
2006151342.tif 000010
【図９】
2006151342.tif 000011
【図１０】
2006151342.tif 000012
【図１１】
2006151342.tif 000013
【図１２】
2006151342.tif 000014
【図１３】
2006151342.tif 000015
【図１４】
2006151342.tif 000016
【図１５】
2006151342.tif 000017
【図１６】
2006151342.tif 000018
【図１７】
2006151342.tif 000019
【図１８】
2006151342.tif 000020
【図１９】
2006151342.tif 000021
【図２０】
2006151342.tif 000022