(57)【要約】【課題】作動開始時により一層小さな入力で入力軸を作動開始させることができるようにして、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】入力軸４の作動開始時に補助動力部２８の電磁石２９がＮ極に励磁されることで、この電磁石２９とＳ極に励磁された永久磁石３０との間の吸引力により補助動力がシミュレータ作動ピストン１４に前進方向に加えられる。これにより、入力軸４の作動開始時の入力が小さくなる。また、入力軸４の後退ストローク時に電磁石２９がＳ極に励磁されることで、電磁石２９と永久磁石３０との間の反発力により補助動力がシミュレータ作動ピストン１４に後退方向に加えられる。このとき、電磁石２９への通電を制御することで、所望のヒステリシスが得られる。【選択図】  図２
2013049369.tif 000002
【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、
少なくとも前記入力軸の作動開始時に補助動力を前記シミュレータ作動ピストンに前記シミュレータ作動ピストンの作動方向に加える補助動力部と
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】
前記電磁石に対する通電を制御する制御部を有し、
前記補助動力部は、ハウジングに配設された電磁石と前記シミュレータ作動ピストンに配設されるとともにＮ極およびＳ極のいずれか一方の磁極に励磁された磁石とを有し、
前記制御部は、少なくとも前記入力軸の作動開始時に前記電磁石がＮ極およびＳ極のいずれか他方の磁極に励磁されるように前記電磁石に対し通電制御することで、前記電磁石と前記磁石との間の吸引力により前記補助動力を前記シミュレータ作動ピストンに加え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】
前記補助動力部は、前記入力軸の前進ストローク時に補助動力を前記シミュレータ作動ピストンに前記シミュレータ作動ピストンの前進方向に加えるとともに、前記入力軸の後退ストローク時に補助動力を前記シミュレータ作動ピストンに前記シミュレータ作動ピストンの後退方向に加え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４】
前記電磁石に対する通電を制御する制御部を有し、
前記補助動力部は、ハウジングに配設された電磁石と前記シミュレータ作動ピストンに配設されるとともにＮ極およびＳ極のいずれか一方の磁極に励磁された磁石とを有し、
前記制御部が、少なくとも前記入力軸の作動開始時に前記電磁石がＮ極およびＳ極のいずれか他方の磁極に励磁されるように前記電磁石に対し通電制御することで、前記補助動力部が前記電磁石と前記磁石との間の吸引力により前記補助動力を前記シミュレータ作動ピストンに加え、
前記制御部が、前記入力軸の後退ストローク時に前記電磁石が前記シミュレータ作動ピストンに配設された前記磁石の磁極と同じ磁極に励磁されるように前記電磁石に対し通電制御することで、前記補助動力部が前記電磁石と前記磁石との間の反発力により前記補助動力を前記シミュレータ作動ピストンに加え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】
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４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６】
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５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。
【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、ストローク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５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５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５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５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５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５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が前進ストローク（図５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５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５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１９,２
１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。こうして、ペダル感覚シミュレータ部３はストロークシミュレータ機能を発揮する。
【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６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５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５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、前述のように入力軸４が前進ストロークし、この入力軸４の前進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、ストロークシミュレータ機能により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５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５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５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が、シミュレータ作動ピストン１４はこれらの複数のスプリングを撓ませながら作動しなければならない。このため、ペダル感覚シミュレータ部３の作動開始時に、シミュレータ作動ピストン１４が作動開始する力が大きくなる。したがって、ペダル感覚シミュレータ部３の作動開始時には入力軸４が大きな入力を加える必要があるため、大きなペダル踏力が必要となる。その結果、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難しいという問題が考えられる。
【００２０】
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、作動開始時により一層小さな入力で入力軸を作動開始させることができるようにして、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】
【００２１】
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、少なくとも前記入力軸の作動開始時に補助動力を前記シミュレータ作動ピストンに前記シミュレータ作動ピストンの作動方向に加える補助動力部とを有することを特徴としている。
【００２２】
また、本発明に係るストロークシミュレータは、前記電磁石に対する通電（電力供給）を制御する制御部を有し、前記補助動力部が、ハウジングに配設された電磁石と前記シミュレータ作動ピストンに配設されるとともにＮ極およびＳ極のいずれか一方の磁極に励磁された磁石とを有し、前記制御部が、少なくとも前記入力軸の作動開始時に前記電磁石がＮ極およびＳ極のいずれか他方の磁極に励磁されるように前記電磁石に対し通電制御することで、前記電磁石と前記磁石との間の吸引力により前記補助動力を前記シミュレータ作動ピストンに加えることを特徴としている。
【００２３】
更に、本発明に係るストロークシミュレータは、前記補助動力部が、前記入力軸の前進ストローク時に補助動力を前記シミュレータ作動ピストンに前記シミュレータ作動ピストンの前進方向に加えるとともに、前記入力軸の後退ストローク時に補助動力を前記シミュレータ作動ピストンに前記シミュレータ作動ピストンの後退方向に加えることを特徴としている。
【００２４】
更に、本発明に係るストロークシミュレータは、前記電磁石に対する通電を制御する制
御部を有し、前記補助動力部が、ハウジングに配設された電磁石と前記シミュレータ作動ピストンに配設されるとともにＮ極およびＳ極のいずれか一方の磁極に励磁された磁石とを有し、前記制御部が、少なくとも前記入力軸の作動開始時に前記電磁石がＮ極およびＳ極のいずれか他方の磁極に励磁されるように前記電磁石に対し通電制御することで、前記補助動力部が前記電磁石と前記磁石との間の吸引力により前記補助動力を前記シミュレータ作動ピストンに加え、前記制御部が、前記入力軸の後退ストローク時に前記電磁石が前記シミュレータ作動ピストンに配設された前記磁石の磁極と同じ磁極に励磁されるように前記電磁石に対し通電制御することで、前記補助動力部が前記電磁石と前記磁石との間の反発力により前記補助動力を前記シミュレータ作動ピストンに加えることを特徴としている。
【００２５】
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。
【００２６】
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】
【００２７】
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、少なくともストロークシミュレータの作動開始時に、補助動力部によりシミュレータ作動ピストンシミュレータ作動ピストンにその作動方向に補助動力を加えている。したがって、シミュレータ作動ピストンはストロークシミュレータに配設される複数のスプリングを撓ませながら作動させるようにしても、ストロークシミュレータの作動開始時に、シミュレータ作動ピストンが作動開始する力を小さくすることができる。これにより、ストロークシミュレータの作動開始時には入力軸をより一層小さな入力で前進ストローク（作動）させることができる。その結果、ストロークシミュレータを有するマスタシリンダを用いたブレーキシステムによれば、ブレーキペダルをより小さなペダル踏力で踏み込みストロークさせることが可能となり、ストロークシミュレータの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。
【００２８】
また、補助動力部は、ハウジングに配設された電磁石とシミュレータ作動ピストンに配設された磁石とを有する。そして、入力軸の前進ストローク時および入力軸の後退ストローク時に、それぞれ電磁石への通電量を制御して電磁石と磁石との間の吸引力および反発力を適宜制御することで、ストロークシミュレータにヒステリシスを持たせることができる。その場合、電磁石に対する通電制御を容易に行うことができるので、容易に所望のヒステリシスを得ることができる。更に、電磁石への通電量を制御することで、入力軸の入力つまりペダル踏力を可変にできる。これにより、ブレーキペダルのペダル踏力の設定をユーザの要望に応じて柔軟に対応することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【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】図１に示す例のストロークシミュレータの電磁石の通電制御について説明する図である。
【図４】電磁石の通電制御を行うためのフローを示す図である。
【図５】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６】図５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である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
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５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。
【００３１】
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。
【００３２】
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の作動力を補助する補助動力部２８を有する。この例の補助動力部２８は、マスタシリンダ１のハウジング１ａの隔壁１ｂに固定された電磁石２９と、シミュレータ作動ピストン１４に配設された永久磁石３０とを有する。永久磁石３０はＳ極の磁石であり、シミュレータ作動液圧室１５内に位置するシミュレータ作動ピストン１４に配設される。
【００３３】
そして、入力軸４の前進ストローク時に電磁石２９が永久磁石３０のＳ極と異極のＮ極に励磁されることで、電磁石２９と永久磁石３０との間に吸引力が作用する。すると、シミュレータ作動ピストン１４はこの吸引力による補助動力が作用されてその前進ストローク作動が補助される。これにより、入力軸４の前進ストローク時に電磁石２９と永久磁石３０による補助動力で入力軸４の前進ストローク作動が補助される。したがって、初期の小さい入力で入力軸４が前進ストローク作動する。すなわち、初期の小さいブレーキペダル踏力でブレーキペダル２７が踏み込みストロークする。
【００３４】
また、入力軸４の後退（戻り）ストローク時に電磁石２９が永久磁石３０のＳ極と同極のＳ極に励磁されることで、電磁石２９と永久磁石３０との間に反発力が作用する。すると、シミュレータ作動ピストン１４はこの反発力による補助動力が作用されてその後退ストローク作動が補助される。これにより、入力軸４の後退ストローク時に電磁石２９と永久磁石３０による補助動力で入力軸４の後退ストローク作動が補助される。したがって、小さい後退力で入力軸４が後退ストローク作動する。すなわち、ブレーキペダル２７は滑らかにかつ確実に戻りストロークする。
【００３５】
このように入力軸４の前進ストローク開始時に電磁石２９と永久磁石３０との間の吸引力が補助動力としてシミュレータ作動ピストン１４に作用することで、ペダル感覚シミュレータ部３の作動開始荷重が、図５に示す従来のペダル感覚シミュレータ部３の作動開始荷重より低減する。また、入力軸４の前進ストローク途中で電磁石２９と永久磁石３０との間の吸引力が補助動力としてシミュレータ作動ピストン１４に作用することで、ペダル感覚シミュレータ部３の作動荷重が、図５に示す従来のペダル感覚シミュレータ部３の作
動荷重より低減する。
【００３６】
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３２、電磁切換弁３３、および制御部（ＥＣＵ）３４を備えている。動力源３２は作動液を動力室１３に供給する。また、図３に示すようにＥＣＵ３４は電磁切換弁切換設定部３５および磁極設定部３６を有する。更に、ＥＣＵ３４の電磁切換弁切換設定部３５および磁極設定部３６にはストロークセンサ５が接続される。更に、電磁切換弁切換設定部３５には電磁切換弁３３が接続されるとともに、磁極設定部３６には電磁石２９および電源３７がそれぞれ接続される。
【００３７】
そして、ＥＣＵ３４には、ストロークセンサ５で検出されたシミュレータ作動ピストン１４のストローク信号（つまり、入力軸４のストローク信号、ブレーキペダル２７の踏み込みストローク信号）が入力される。ＥＣＵ３４の電磁切換弁切換設定部３５は、ストロークセンサ５からのストローク信号がないと判断したときは、電磁切換弁３３を作動しない。これにより、動力室１３が動力源３２から遮断されリザーバ６に連通される。また、ＥＣＵ３４の電磁切換弁切換設定部３５は、ストロークセンサ５からのストローク信号が前進ストローク信号であると判断したときは、動力室１３がリザーバ６から遮断され動力源３２に連通されるように電磁切換弁３３を切換作動する。更に、ＥＣＵ３４の電磁切換弁切換設定部３５は、ブレーキペダル２７が踏み込まれた後、ペダル踏み込みストロークが停止したと判断したときは、動力室１３が動力源３２およびリザーバ６のいずれからも遮断されるように電磁切換弁３３を切換作動する。更に、ＥＣＵ３４の電磁切換弁切換設定部３５は、ストロークセンサ５からのストローク信号が後退ストローク信号であると判断したときは、動力室１３が動力源３２から遮断されリザーバ６に連通されるように電磁切換弁３３を切換作動する。
【００３８】
一方、この例のブレーキシステム２２では、電磁石２９の磁極は一例として入力軸４の前進ストローク時にはＮ極に設定されるとともに、入力軸４の戻りストローク時にはＳ極に設定される。その場合、電磁石２９は、入力軸４がストロークしなく非作動位置にあるときは、非励磁にされるとともに、入力軸４の前進ストローク中にストローク停止した時には停止時での磁極つまりＮ極に保持され、また、入力軸４の戻りストローク中にストローク停止した時には停止時での磁極つまりＳ極に保持される。なお、電磁石２９の磁極の設定はこれに限定されることはなく，種々任意に設定可能である。以下、この例のブレーキシステム２２の説明では、前述のとおりに磁石２９は磁極が設定されるものとする。
すなわち、ＥＣＵ３４の磁極設定部３６は、ストロークセンサ５からのストローク信号がない（ストローク信号が０；入力軸４が非作動状態；ブレーキペダル２７が踏み込まれていない状態）と判断したときは、電磁石２９を電源３７から遮断してこの電磁石２９に通電（電力供給）しない。したがって、電磁石２９は非励磁に設定される。また、ＥＣＵ３４の磁極設定部３６は、ストロークセンサ５からのストローク信号が前進ストローク信号であると判断したときは、電磁石２９を電源３７に接続しこの電磁石２９がＮ極に励磁されるように通電（電力供給）する。更に、ＥＣＵ３４の磁極設定部３６は、ストロークセンサ５からのストローク信号が戻りストローク信号であると判断したときは、電磁石２９を電源３７に接続しこの電磁石２９がＳ極に励磁されるように通電する。更に、ＥＣＵ３４の磁極設定部３６は、ストロークセンサ５からのストローク信号が出力された後、一定値に保持されて変化しない（つまり、入力軸４が前進ストローク中にストローク停止した状態である）と判断したときは、電磁石２９の磁極をそのときの磁極つまりＮ極に保持する。
【００３９】
次に、この例のストロークシミュレータの電磁石の通電制御について説明する。図４は、この電磁石の通電制御を行うためのフローを示す図である。
図４に示すように、ステップＳ１においてブレーキペダル２７が踏み込まれたか否かが
判断される。ブレーキペダル２７が踏み込まれていないと判断されると、電磁石の通電制御は終了する。すなわち、マスタシリンダ１の入力軸４ｂの非作動（ストロークしない）時は、電磁石２９に必要な電力が供給されず（通電されず）、電磁石２９は非励磁となる。ステップＳ１でブレーキペダル２７が踏み込まれた（つまり、入力軸４ｂが前進ストロークした）と判断されると、ステップＳ２においてブレーキペダル２７の踏み込みストロークにより電磁石２９に必要な電力が供給され（通電され）、電磁石２９はＮ極に励磁される。したがって、電磁石２９と永久磁石３０との間に吸引力が発生する。次に、ステップＳ３においてブレーキペダル２７の踏み込みストロークが停止されたか否かが判断される。ブレーキペダル２７の踏み込みストロークが停止されていないと判断されると、このステップＳ３の処理が繰り返される。このとき、電磁石２９の磁極はＮ極に保持される。
【００４０】
ステップＳ３でストロークセンサ５からストローク信号が一定値に保持されて変化しないことから、ブレーキペダル２７が踏み込みストロークが停止された（つまり、入力軸４ｂが前進ストローク中にストローク停止した）と判断されると、ブレーキペダル２７がそのときの踏み込み位置に保持されるとともに、ステップＳ４において電磁石２９はストローク停止した時の磁極、つまりＮ極に保持される。次に、ステップＳ５においてブレーキペダル２７がストロークしたか否かが判断される。ブレーキペダル２７がストロークしないと判断されると、このステップＳ５の処理が繰り返される。このとき、電磁石２９は依然としてＮ極に保持されている。ステップＳ５でブレーキペダル２７がストロークしたと判断されると、ステップＳ６においてブレーキペダル２７のストロークが戻りストロークであるか否かが判断される。ブレーキペダル２７のストロークが戻りストロークではないと判断される、つまり踏み込みストロークであると判断されると、ステップＳ３の処理に移行し、このステップＳ３以降の処理が繰り返される。したがって、電磁石２９の磁極はＮ極に保持されている。
【００４１】
ステップＳ６でブレーキペダル２７のストロークが戻りストロークであると判断されると、ステップＳ７においてこの戻りストローク量が予め設定された所定量以上であるか否かが判断される。戻りストローク量が所定量以上でないと判断されると、このステップＳ７の処理が繰り返される。ステップＳ７で戻りストローク量が所定量以上であると判断されると、ステップＳ８においてブレーキペダル２７の戻りストロークにより電磁石２９に必要な電力が供給され、電磁石２９はＳ極に励磁される。したがって、電磁石２９と永久磁石３０との間に反発力が発生する。
【００４２】
次に、ステップＳ９においてブレーキペダル２７の戻りストロークが停止したか否かが判断される。ブレーキペダル２７の戻りストロークが停止されていないと判断されると、このステップＳ９の処理が繰り返される。このとき、電磁石２９の磁極はＳ極に保持される。ステップＳ９でブレーキペダル２７の戻りストロークが停止された（つまり、入力軸４ｂが戻りストローク中にストローク停止した）と判断されると、ブレーキペダル２７がそのときの踏み込み位置に保持されるとともに、ステップＳ１０において電磁石２９はストローク停止した時の磁極、つまりＳ極に保持される。次に、ステップＳ１１においてブレーキペダル２７がストロークしたか否かが判断される。ブレーキペダル２７がストロークしないと判断されると、このステップＳ１１の処理が繰り返される。このとき、電磁石２９は依然としてＳ極に保持される。ステップＳ１１でブレーキペダル２７がストロークしたと判断されると、ステップＳ１２においてブレーキペダル２７のストロークが戻りストロークであるか否かが判断される。ブレーキペダル２７のストロークが戻りストロークではないと判断される、つまり踏み込みストロークであると判断されると、ステップＳ２の処理に移行し、このステップＳ２以降の処理が繰り返される。したがって、電磁石２９はＮ極に励磁される。
【００４３】
ステップＳ１２でブレーキペダル２７のストロークが戻りストロークであると判断され
ると、ステップＳ１３においてブレーキペダル２７の戻りストロークが停止したか否かが判断される。ブレーキペダル２７の戻りストロークが停止されたと判断されると、ステップＳ１１の処理に移行し、このステップＳ１１の処理以降の各処理が行われる。ステップＳ１３でブレーキペダル２７の戻りストロークが停止されていないと判断されると、ステップＳ１４においてブレーキペダル２７の戻りストロークが終了したか否かが判断される、つまりブレーキペダル２７のストローク信号が０であるか否かが判断される。ブレーキペダル２７の戻りストロークが終了した、つまりブレーキペダル２７のストローク信号が０であると判断されると、ステップＳ１５において電磁石２９へ電力が供給されなく、電磁石２９は非励磁に設定される。こうして、この例のペダル感覚シミュレータ部３における電磁石２９の通電制御が終了する。
【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、少なくともペダル感覚シミュレータ部３の作動開始時に、補助動力部２８の電磁石２９によりシミュレータ作動ピストン１４を吸引することで、シミュレータ作動ピストン１４にその作動方向に補助動力を加えている。したがって、シミュレータ作動ピストン１４は前述の各スプリング１６,１９,２１を撓ませながら作動させるようにしても、ペダル感覚シミュレータ部３の作動開始時に、シミュレータ作動ピストン１４が作動開始する力を小さくすることができる。これにより、ペダル感覚シミュレータ部３の作動開始時には入力軸４をより一層小さな入力で前進ストローク（作動）させることができる。その結果、ブレーキペダル２７をより小さなペダル踏力で踏み込みストロークさせることが可能となり、ペダル感覚シミュレータ部３の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。
【００４５】
また、入力軸４の前進ストローク時および入力軸４の後退ストローク時に、それぞれ電磁石２９への通電量を制御して電磁石２９と永久磁石３０との間の吸引力および反発力を適宜制御することで、ペダル感覚シミュレータ部３にヒステリシスを持たせることができる。その場合、電磁石２９に対する通電制御を容易に行うことができるので、容易に所望のヒステリシスを得ることができる。更に、電磁石２９への通電量を制御することで、入力軸４の入力つまりペダル踏力を可変にできる。これにより、ブレーキペダル２７のペダル踏力の設定をユーザの要望に応じて柔軟に対応することが可能となる。
【００４６】
更に、ペダル感覚シミュレータ部３のペダル感覚シミュレータカートリッジ１７を廃止するとともにシミュレータ作動液圧室１５を大気室にし、更に電磁石２９と永久磁石３０との間の吸引力でシミュレータ作動ピストン１４がプライマリピストン７を押圧可能にすることで、必要時に自動的にブレーキが作動する自動ブレーキ機能や必要時にブレーキ力を補助するブレーキアシスト（ＢＡ）機能を発揮させることも可能となる。
【００４７】
なお、本発明は前述の各例に限定されることはなく、種々の設計変更が可能となる。例えば前述の例では、シミュレータ作動ピストン１４にＳ極の永久磁石３０を配設しているが、シミュレータ作動ピストン１４にＮ極の永久磁石３０を配設することもできる。この場合には、電磁石２９は前述の例と逆に、少なくとも入力軸４の前進ストローク開始時にはＳ極に励磁されるとともに入力軸４の後退ストローク開始時にはＳ極に励磁される。また、前述の例では入力軸４の前進ストロークのすべてにおいて電磁石２９をＮ極に励磁するものとしているが、電磁石２９は入力軸４の前進ストローク開始時のみＮ極に励磁することもできる。更に、補助動力部２８は、少なくとも入力軸４の前進ストローク開始時に補助動力を入力軸４に前進方向に加えることができるものであれば、どのような補助動力部を用いることもできる。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】
【００４８】
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】
【００４９】
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…補助動力部、２９…電磁石
、３０…永久磁石、３２…動力源、３３…電磁切換弁、３４…制御部（ＥＣＵ）、３５…電磁切換弁切換設定部、３６…磁極設定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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