JP2596224B2

JP2596224B2 - 車両用制動装置

Info

Publication number: JP2596224B2
Application number: JP41468490A
Authority: JP
Inventors: 豊大沼; 司朗門崎
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1990-12-26
Filing date: 1990-12-26
Publication date: 1997-04-02
Anticipated expiration: 2012-04-02
Also published as: JPH04224449A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車両用制動装置に関する
ものであり、特に、前車輪と後車輪との制動力の配分に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】車両の制動は、前車輪の回転および後車
輪の回転を抑制することにより行われる。この制動時に
は車両後方から前方への減速度の大きさに応じた荷重移
動が生じ、後車輪の荷重が減少するため、車両の減速度
が大きいほど後車輪の制動力の前車輪の制動力に対する
割合を小さく抑えることが必要である。そのため従来
は、特開昭６４−４１４５３号公報に記載されているよ
うに、後車輪のブレーキのリヤホイールシリンダに供給
する液圧を前車輪のブレーキのフロントホイールシリン
ダに供給する液圧に対して一定の比率で減圧することが
行われており、また、後車輪の荷重を検出し、その大き
さに応じて減圧開始液圧の高さを変えることも行われて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに後車輪の荷重に応じて減圧開始液圧を変えるように
しても、前車輪および後車輪に適正な配分の制動力が得
られるとは限らない。製造時における摩擦材の摩擦係数
のばらつき、走行中の熱フェードの発生による摩擦係数
の変化、車速等により、ホイールシリンダに供給される
液圧が同じであっても得られる制動力が異なることがあ
るからである。

【０００４】本発明は、摩擦材の摩擦係数のばらつき等
の影響を受けることなく、前車輪と後車輪とに適正な配
分の制動力を得ることができる車両用制動装置を提供す
るとを課題として為されたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の車両用制動装置
は、上記の課題を解決するために、（ａ）車両の減速度
を検出する減速度検出手段と、（ｂ）前車輪の回転を抑
制するブレーキのフロントホイールシリンダの圧力を検
出するフロントホイールシリンダ圧検出手段と、（ｃ）
後車輪の回転を抑制するブレーキのリヤホイールシリン
ダの圧力を検出するリヤホイールシリンダ圧検出手段
と、（ｄ）前車輪の荷重を検出する前車輪荷重検出手段
と、（ｅ）後車輪の荷重を検出する後車輪荷重検出手段
と、（ｆ）減速度検出手段，フロントホイールシリンダ
圧検出手段，リヤホイールシリンダ圧検出手段，前車輪
荷重検出手段および後車輪荷重検出手段の相前後する２
時点の検出結果に基づいて、前車輪の制動力を前車輪の
荷重で除した値と、後車輪の制動力を後車輪の荷重で除
した値とが実質的に等しくなるようにフロントホイール
シリンダの圧力とリヤホイールシリンダの圧力との少な
くとも一方を制御する圧力制御手段とを含むように構成
される。

【０００６】

【作用】車輪の最大制動力は車輪の荷重および路面の摩
擦係数で決まる。これら車輪の荷重と路面の摩擦係数と
の積である摩擦力と等しい制動力が得られるとき、車輪
は最大の制動力を発揮するのである。したがって、路面
の摩擦係数が一様であるとすれば、その一様な摩擦係数
と前車輪および後車輪の各荷重との積に相当する制動力
がそれぞれ前車輪と後車輪との両方についても得られる
とき、車両が最も効果的に制動されることとなる。前車
輪の制動力を荷重で除した値と後車輪の制動力を荷重で
除した値とが実質的に等しくなるようにするということ
は、前車輪と後車輪との両方について同時に最大制動力
が得られるようにするということ、あるいは前車輪と後
車輪とについて最大制動力の何パーセントで制動が行わ
れるかを合わせるということであり、それにより前車輪
と後車輪との制動力の配分が適正配分となる。

【０００７】このようにして制動力配分を適正にするた
めには制動力を検出することが必要であるが、制動力を
検出することは容易ではない。そこで、本発明において
は車両の減速度，フロントホイールシリンダの圧力，リ
ヤホイールシリンダの圧力，前車輪の荷重および後車輪
の荷重が検出され、それらから制動力が推定される。実
施例の項において詳述するように、相前後する２時点に
おいて検出される車両の減速度，フロントホイールシリ
ンダの圧力，リヤホイールシリンダの圧力，前車輪の荷
重および後車輪の荷重から制動力を推定することが可能
なのである。

【０００８】

【発明の効果】このように本発明の車両用制動装置にお
いては、前車輪の制動力を前車輪の荷重で除した値と、
後車輪の制動力を後車輪の荷重で除した値とが実質的に
等しくなるように制御するようにされており、車両の積
載荷重のみを検出する場合のように摩擦材の摩擦係数の
ばらつき等の影響を受けることなく、適正な配分の制動
力を得ることができる。しかも、制動力自体を検出する
のではなく、検出の容易な車両の減速度，フロントホイ
ールシリンダの圧力，リヤホイールシリンダの圧力，前
車輪の荷重および後車輪の荷重を検出し、その検出結果
に基づいて適正な配分の制動力を容易に得ることができ
る。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

【００１０】図２において１０はブレーキぺダルであ
る。ブレーキぺダル１０の踏込みにより、マスタシリン
ダ１２の２個の加圧室にそれぞれ液圧が発生させられ
る。一方の加圧室に発生させられた液圧は前車輪１４に
設けられたブレーキのフロントホイールシリンダ１６に
供給され、他方の加圧室に発生させられた液圧は後車輪
２０に設けられたブレーキのリヤホイールシリンダ２２
に供給される。なお、前車輪１４，後車輪２０，フロン
トホイールシリンダ１６およびリヤホイールシリンダ２
２は実際には２個ずつ設けられているが、左右の前車輪
と左右の後車輪とはそれぞれまとめて制御されるため、
ここでは代表的に１個のみ示して説明する。

【００１１】リヤホイールシリンダ２２に供給される液
圧は、圧力制御装置２８により減圧制御される。この圧
力制御装置２８は、図３に示すように圧力制御弁３０と
荷重設定装置３２とから成る。圧力制御弁３０のバルブ
ハウジング３４内には、段付状の弁孔３６が形成されて
いる。弁孔３６の大径孔部３８の開口はプラグ４０によ
り閉塞されるとともに、プラグ４０に設けられたポート
４２においてリヤホイールシリンダ２２に連通させられ
ている。プラグ４０にはまた、嵌合穴４４が形成され、
この嵌合穴４４と弁孔３６の小径孔部４６とに跨ってプ
ランジャ４８が液密かつ摺動可能に嵌合されている。プ
ランジャ４８の液密はシール５０，５２により保たれ、
それによりプランジャ４８と大径孔部３８との間に入力
室５４が形成され、ポート５６において前記マスタシリ
ンダ１２の加圧室に連通させられている。

【００１２】プランジャ４８内には、入力室５４に連通
する半径方向通路６０，軸方向通路６２，プランジャ４
８のプラグ４０側の端面に開口する弁孔６４が形成され
ており、弁孔６４内には弁体６６が収容されるととも
に、スプリング６８により嵌合穴４４の底部に配設され
た円盤７０に当接させられている。円盤７０には複数の
貫通孔７２が設けられ、弁孔６４とポート４２との連通
を保つ。弁孔６４内にはまた、弁座形成部材７６が固着
されており、弁体６４の弁座形成部材７６への着座，離
間によりマスタシリンダ１２の加圧室とリヤホイールシ
リンダ２２との連通が遮断，許容される。

【００１３】プランジャ４８の弁孔６４が形成された側
とは反対側の端部には小径の係合頭部８２が形成され、
バルブハウジング３４に設けられた大気圧室８４内に突
出させられている。大気圧室８４内には２個のばね受け
８６，８８が軸方向に摺動可能かつ回転不能に嵌合され
るとともに、それらの間にスプリング９０が配設されて
いる。一方のばね受け８６は係合頭部８２に当接させら
れ、他方のばね受け８８は、パルスモータ９２により回
転させられるねじ部材９４に螺合されている。したがっ
て、ねじ部材９４が回転させられればばね受け８８が軸
方向に移動し、スプリング９０の設定荷重が変えられ
る。圧力制御弁３０は、通常は開いてマスタシリンダ１
２の加圧室をリヤホイールシリンダ２２に連通させてい
るが、マスタシリンダ１２の圧力が増大し、プランジャ
４８を図において左方へ移動させる向きの力がスプリン
グ９０の付勢力より大きくなればプランジャ４８が移動
して弁体６６が弁座形成部材７６に着座し、連通が遮断
される。それによりリヤホイールシリンダ２２への供給
圧力はプランジャ４８の大径部と小径部との断面積によ
って決まる比率で減圧されるのであるが、このリヤホイ
ールシリンダ２２への供給圧力がスプリング９０の設定
荷重を変えることにより変えられるのであり、ばね受け
８８，ねじ部材９４およびパルスモータ９２が荷重設定
装置３２を構成している。

【００１４】本液圧ブレーキ装置においてリヤホイール
シリンダ２２に供給される液圧の高さは、制御ユニット
１００により制御される。この制御ユニット１００は、
ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭおよびそれらを接続するバスを
有するコンピュータを主体とするものである。制御ユニ
ット１００には、ブレーキぺダル１０の踏込みを検出す
るブレーキスイッチ１０２，前車輪１４の荷重を検出す
る前車輪荷重センサ１０４，後車輪２０の荷重を検出す
る後車輪荷重センサ１０６，フロントホイールシリンダ
１６に供給される液圧を検出するフロント液圧センサ１
０８，リヤホイールシリンダ２２に供給される液圧を検
出するリヤ液圧センサ１１０および減速度センサ１１２
が接続されている。なお、前後の車輪荷重センサ１０
４，１０６はそれぞれ、左右の前車輪，後車輪のうちの
一方の前車輪，後車輪の荷重を検出し、フロントおよび
リヤの液圧センサ１０８，１１０は左右の前車輪，後車
輪のうちの一方の前車輪，後車輪のブレーキのホイール
シリンダ圧を検出するものであるが、前後２個ずつの車
輪の荷重およびホイールシリンダの圧力をいずれも検出
してそれらの平均を求め、前車輪，後車輪の荷重，ホイ
ールシリンダ圧としてもよい。

【００１５】また、ＲＡＭには、図４に示すように、第
一前車輪荷重メモリ１１６，第二前車輪荷重メモリ１１
８，第一後車輪荷重メモリ１２０，第二後車輪荷重メモ
リ１２２，第一フロント液圧メモリ１２４，第二フロン
ト液圧メモリ１２６，第一リヤ液圧メモリ１２８，第二
リヤ液圧メモリ１３０，第一減速度メモリ１３２，第二
減速度メモリ１３４がワーキングメモリと共に設けられ
ている。さらに、ＲＯＭには図１にフローチャートで示
すリヤ液圧設定ルーチンが格納されている。

【００１６】次に作動を説明する。制動時にはブレーキ
ぺダル１０が踏み込まれ、マスタシリンダ１２の２個の
加圧室にそれぞれ発生させられた液圧がフロントホイー
ルシリンダ１６とリヤホイールシリンダ２２とに供給さ
れ、前車輪１４および後車輪２０の回転が抑制される。
このように制動が行われる間、リヤ液圧設定ルーチンが
実行される。まず、ステップＳ１（以下、Ｓ１と略称す
る。）において前車輪荷重Ｗ_F，後車輪荷重Ｗ_R，フロ
ントホイールシリンダ１６の液圧Ｐ_F，リヤホイールシ
リンダ２２の液圧Ｐ_R，減速度Ｇが読み込まれ、第一の
前車輪荷重メモリ１１６，後車輪荷重メモリ１２０，フ
ロント液圧メモリ１２４，リヤ液圧メモリ１２８および
減速度メモリ１３２に格納される。これら第一のメモリ
に格納された値には０を付して示す。

【００１７】次いで、Ｓ２においてブレーキぺダル１０
が踏み込まれているか否かにより制動中であるか否かの
判定が行われる。制動中であればＳ２はＹＥＳとなり、
Ｓ３においてＳ１の実行から設定時間ｔが経過したか否
かの判定が行われる。この判定は当初はＮＯであり、設
定時間ｔが経過するまでＳ２およびＳ３が実行され、そ
の間に制動が解除されればルーチンの実行は終了する。
制動が解除されることなく設定時間ｔが経過すればＳ３
がＹＥＳとなってＳ４が実行され、再び、前車輪荷重Ｗ
_F，後車輪荷重Ｗ_R，フロントホイールシリンダ１６の
液圧Ｐ_F，リヤホイールシリンダ２２の液圧Ｐ_R，減速
度Ｇが読み込まれ、第二の前車輪荷重メモリ１１８，後
車輪荷重メモリ１２２，フロント液圧メモリ１２６，リ
ヤ液圧メモリ１３０および減速度メモリ１３４に格納さ
れる。これら第二のメモリに格納された値には１を付し
て示す。

【００１８】続いてＳ５において前車輪１４のブレーキ
効き係数Ｂ_Fおよび後車輪２０のブレーキ効き係数Ｂ_R
が算出される。Ｓ１とＳ４とにおいて設定時間ｔを経て
読み込まれた２時点の検出値およびブレーキ効き係数Ｂ
_F，Ｂ_Rについて数１および数２が成り立つ。

【００１９】

【数１】

【００２０】

【数２】

【００２１】ブレーキの効き係数は、ブレーキの構造，
タイヤの半径，摩擦材の摩擦係数等により決まり、摩擦
材の摩擦係数の変化に応じて変わる。しかし、この変化
は緩慢であり、微小な設定時間ｔ内の変化は無視しても
よく、Ｂ_F0＝Ｂ_F1，Ｂ_R0＝Ｂ_R1である。また、前車輪荷
重と後車輪荷重との総和は常に一定であってＷ_F0＋Ｗ_R0
＝Ｗ_F1＋Ｗ_R1であり、ブレーキ効き係数Ｂ_FおよびＢ_R
は数３，数４で表される。

【００２２】

【数３】

【００２３】

【数４】

【００２４】なお、これらブレーキ効き係数Ｂ_F0，Ｂ_R0
は、次にＳ６の説明において述べるようにリヤホイール
シリンダ２０に発生させるべき設定液圧Ｐの算出に使わ
れるのであるが、その算出時に（Ｗ_F1＋Ｗ_R1）は消去さ
れるため、Ｓ５ではブレーキ効き係数Ｂ_F0，Ｂ_R0は（Ｗ
_F1＋Ｗ_R1）を付さない式で示されている。

【００２５】次にＳ６において、前後の車輪の制動力を
適正な配分とするためにリヤホイールシリンダ２２に発
生させるべき設定液圧Ｐが求められる。この設定液圧Ｐ
は、前輪制動力と後輪制動力との配分が適正になるに
は、前車輪制動力を前車輪荷重で除した値と、後車輪制
動力を後車輪荷重で除した値とが実質的に等しくなれば
よいことから求められる。前車輪制動力および後車輪制
動力は数５，数６で表される。

【００２６】

【数５】

【００２７】

【数６】これら数５，数６から数７が成立する。

【００２８】

【数７】数７をＰ_R1について解けば、数８が得られる

【００２９】

【数８】Ｓ６においては数８で表される演算が行われ、リヤホイ
ールシリンダ２０に発生させるべき設定液圧Ｐが求めら
れるのである。

【００３０】続いてＳ７が実行され、Ｓ６において求め
られた設定液圧ＰとＳ４で読み込まれた最新のリヤホイ
ールシリンダ液圧Ｐ_R1とが等しいか否かの判定が行われ
る。等しければリヤホイールシリンダ液圧が適正な制動
力配分を得るのに適した値であることを意味し、リヤホ
イールシリンダ圧を増大も減少もさせる必要がなく、Ｓ
１１において最新の前輪荷重Ｗ_F1，後輪荷重Ｗ_R1，フロ
ントホイールシリンダ圧Ｐ_F1，リヤホイールシリンダ圧
Ｐ_R1，減速度Ｇ₁が第二のメモリ１１８，１２２，１２
６，１３０，１３４から第一のメモリ１１６，１２０，
１２４，１２８，１３２に移されてＷ_F0，Ｆ_R0，Ｐ_F0，
Ｐ_R0，Ｇ₀にされた後、ルーチンの実行はＳ２に戻る。

【００３１】それに対し、Ｐ_R1がＰと等しくない場合に
はＳ７がＮＯとなってＳ８が実行され、Ｐ_R1がＰより大
きいか否かの判定が行われる。Ｐ_R1がＰより小さければ
現在のリヤホイールシリンダ液圧が適正な制動力配分を
得るために不足であることを意味し、Ｓ９においてリヤ
ホイールシリンダ圧が増大させられる。スプリング９０
の設定荷重が大きくされ、Ｐ_RとＰ₁との差の分だけリ
ヤホイールシリンダ圧が増大するように圧力制御弁３２
の減圧開始液圧が高くされるのである。

【００３２】また、Ｐ_R1がＰより大きい場合には、適正
な配分の制動力を得るのにリヤホイールシリンダ圧が過
大であることを意味し、Ｓ１０が実行されてリヤホイー
ルシリンダ圧が減圧される。スプリング９０の設定荷重
が小さくされ、圧力制御弁３０の減圧開始液圧が低くさ
れるのである。

【００３３】以上の説明から明らかなように、本実施例
においては、フロント液圧センサ１０４がフロントホイ
ールシリンダ圧検出手段を構成し、リヤ液圧センサ１０
６がヤホイールシリンダ圧検出手段を構成し、前車輪荷
重センサ１０８が前車輪荷重検出手段を構成し、後車輪
荷重センサ１１０が後車輪荷重検出手段を構成し、減速
度センサ１１２が減速度検出手段を構成するとともに、
圧力制御装置２８，ＲＯＭのＳ１〜Ｓ１１を記憶する部
分ならびにＣＰＵおよびＲＡＭのそれらステップを実行
する部分が圧力制御手段を構成しているのである。

【００３４】なお、上記実施例においては、リヤホイー
ルシリンダ圧が圧力制御弁３０のスプリング９０の設定
荷重を調節することにより増大，減少させられるように
なっていたが、電磁液圧制御弁を設けて制御するように
してもよい。例えば、図５に示すように、フロントホイ
ールシリンダ１６へは前記実施例の場合と同様にマスタ
シリンダ１２の加圧室に発生させられた液圧が供給さ
れ、リヤホイールシリンダ２２へは圧力発生装置１４０
において発生させられた液圧が供給されるようにするの
である。

【００３５】圧力発生装置１４０は、図６に示すよう
に、リザーバ１４２からポンプ１４３によりブレーキ液
を汲み上げてアキュムレータ１４４に供給するととも
に、アキュムレータ１４４の液圧を電磁液圧制御弁１４
６が励磁電流の大きさに対応する高さに制御してリヤホ
イールシリンダ２２に供給するものである。この電磁液
圧制御弁１４６は、本出願人に係る特願平２−１８２９
３８号に記載の電磁液圧制御弁とほぼ同じである。ブレ
ーキぺダル１０の踏込み力が踏込み力センサ１４８（図
５参照）により検出され、フォースモータ１５０のコイ
ル１５２に励磁電流が供給される。スプール１５４は非
制動時には図に示す位置にあり、制御圧ポート１５６を
低圧ポート１５８に連通させているが、励磁電流の供給
により前進させられ、制御圧ポート１５６を高圧ポート
１６０に連通させる。スプール１５４には反力ピン１６
２によって後退方向の力が加えられ、スプール１５４は
前進方向の制御力と後退方向の反力とが釣り合う位置で
停止し、制御圧ポート１５６の液圧はコイル１５２の励
磁電流の大きさに対応する高さになる。

【００３６】本実施例においては、前記実施例の場合と
同様に制動時にはリヤ液圧設定ルーチンが実行され、適
正な配分の制動力を得るために必要な設定液圧Ｐが算出
される。そして、最新のリヤホイールシリンダ圧Ｐ_R1が
設定液圧Ｐより大きい場合には、電磁液圧制御弁１４６
のコイル１５２への励磁電流が減少させられ、リヤホイ
ールシリンダ圧が低下させられる。また、最新のリヤホ
イールシリンダ圧Ｐ_R1が設定液圧Ｐより低い場合には、
コイル１５２への励磁電流が増大させられ、リヤホイー
ルシリンダ圧が増大させられる。

【００３７】なお、上記各実施例の制動装置において
は、前車輪および後車輪について、あるいは前車輪につ
いて、ホイールシリンダにマスタシリンダ１２に発生さ
せられた液圧を供給することにより車輪の回転を抑制す
る所謂マニュアル式となっていたが、ブレーキぺダル
等、ブレーキ操作部材の操作量を電気的に検出し、その
検出に基づいてブレーキのホイールシリンダに液圧を供
給する電子制御ブレーキ装置にも本発明を適用すること
ができる。この場合には、上記各実施例と同様にフロン
トホイールシリンダ圧を基準としてリヤホイールシリン
ダ圧を制御してもよく、あるいは前記リヤ液圧設定ルー
チンのＳ６においてリヤホイールシリンダ圧とフロント
ホイールシリンダ圧との比率を求め、両圧力がその比率
となり、かつ、車両にブレーキ操作部材の操作量に見合
った減速度が生ずるようにフロントホイールシリンダ圧
とリヤホイールシリンダ圧との両方を制御してもよい。

【００３８】また、上記各実施例においては、左右のリ
ヤホイールシリンダ圧がまとめて制御されるようになっ
ていたが、独立に制御されるようにしてもよい。この場
合には、各車輪について荷重センサ，ホイールシリンダ
圧センサを設けるとともに圧力制御装置を設け、適正な
配分の制動力が得られるようにホイールシリンダの圧力
をそれぞれ制御する。

【００３９】その他、特許請求の範囲を逸脱することな
く、当業者の知識に基づいて種々の変形，改良を施した
態様で本発明を実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である車両用制動装置を制御
する制御ユニットの主体を成すコンピュータのＲＯＭに
格納されたリヤ液圧設定ルーチンを示すフローチャート
である。

【図２】上記車両用制動装置の系統図である。

【図３】上記車両用制動装置においてリヤホイールシリ
ンダの圧力を制御する圧力制御装置を示す正面断面図で
ある。

【図４】上記コンピュータのＲＡＭの構成を示す図であ
る。

【図５】本発明の別の実施例である車両用制動装置の系
統図である。

【図６】図５に示す車両用制動装置においてリヤホイー
ルシリンダに供給する圧力を発生する圧力発生装置を示
す図である。

【符号の説明】

１４前車輪１６フロントホイールシリンダ２０後車輪２２リヤホイールシリンダ２８圧力制御装置１００制御ユニット１０４前車輪荷重センサ１０６後車輪荷重センサ１０８フロント液圧センサ１１０リヤ液圧センサ１１２減速度センサ１４０圧力発生装置

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の減速度を検出する減速度検出手段
と、前車輪の回転を抑制するブレーキのフロントホイー
ルシリンダの圧力を検出するフロントホイールシリンダ
圧検出手段と、後車輪の回転を抑制するブレーキのリヤ
ホイールシリンダの圧力を検出するリヤホイールシリン
ダ圧検出手段と、前記前車輪の荷重を検出する前車輪荷
重検出手段と、前記後車輪の荷重を検出する後車輪荷重
検出手段と、前記減速度検出手段，前記フロントホイー
ルシリンダ圧検出手段，前記リヤホイールシリンダ圧検
出手段，前記前車輪荷重検出手段および前記後車輪荷重
検出手段の相前後する２時点の検出結果に基づいて、前
車輪の制動力を前車輪の荷重で除した値と、後車輪の制
動力を後車輪の荷重で除した値とが実質的に等しくなる
ように前記フロントホイールシリンダの圧力と前記リヤ
ホイールシリンダの圧力との少なくとも一方を制御する
圧力制御手段とを含むことを特徴とする車両用制動装
置。