JP2910383B2 - アンチスキッド制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車両用液圧ブレーキ装置
に設けられるアンチスキッド制御装置に関するものであ
り、特に直流モータの正転，逆転によりブレーキシリン
ダ液圧の増減が行われる形式のアンチスキッド制御装置
における液圧制御精度の向上に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】本出願人は特願平２−１８３５９８号，
特願平２−２９１２９２号および特願平２−４１１５６
０号等において上記形式のアンチスキッド制御装置を提
案した。これらアンチスキッド制御装置は、（１）直流
モータ制御回路により正転，逆転させられる直流モータ
によって往動，復動させられる可動部材とその可動部材
の移動により容積が増大，減少させられる液室とを備
え、その液室が車輪の回転を抑制するブレーキのブレー
キシリンダの液室に連通させられて、ブレーキシリンダ
の液圧を制御する液圧制御装置と、（２）前記車輪のス
リップ状態に応じて前記液圧制御装置を制御し、その車
輪のスリップ率を適正範囲に保つ主制御装置とを含むよ
うに構成される。

【０００３】車両制動時に車輪のスリップが過大となれ
ば、主制御装置が直流モータを正転させて液圧制御装置
の液室の容積を増大させる。それによりブレーキシリン
ダの液室からブレーキ液が液圧制御装置の液室に流出
し、ブレーキシリンダ液圧が低下して制動力が低下す
る。その結果、車輪のスリップが減少すれば、主制御装
置が直流モータを逆転させ、液圧制御装置の液室からの
ブレーキ液の供給によりブレーキシリンダ液圧が増大
し、制動力が増す。この作動の繰返しによりブレーキシ
リンダ液圧がほぼ適正値に保たれ、車輪のスリップ率が
適正範囲に保たれるのである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記直流モータの制御
回路としては、（ａ）直流モータと直流電源とをそれぞ
れ接続する正転用回路と逆転用回路とを含み、それら両
回路がそれぞれ選択的に導通状態とされることにより直
流モータへの電流供給方向を切り換える方向切換スイッ
チ手段を有し、かつ、それら両回路の少なくとも一方が
デューティ制御により直流モータへの供給電流の大きさ
を制御する電流量制御用スイッチ手段を有する主回路
と、（ｂ）前記主制御装置からの指令電流値に基づいて
前記電流量制御用スイッチ手段をデューティ制御するデ
ューティ制御回路とを含むものが望ましい。直流モータ
の正転，逆転のみならず、正方向，逆方向のうち少なく
とも一方について回転速度を制御してブレーキシリンダ
液圧の増圧速度と減圧速度との少なくとも一方を制御す
ることができ、アンチスキッド制御精度を向上させるこ
とができるからである。

【０００５】しかし、この回路においては、主制御装置
からの指令電流値と実際に直流モータに流れる実電流値
との関係が、直流モータのコイルの誘導性リアクタンス
やＭＯＳＦＥＴ等スイッチ手段のＯＮ，ＯＦＦ特性の非
線形性等に起因して、非線形となる。そのため、直流モ
ータの回転速度の制御が難しくなり、ひいてはブレーキ
シリンダ液圧の制御精度が悪くなる問題が生じる。本発
明は、直流モータの回転速度制御の精度を向上させるこ
とによりブレーキシリンダ液圧の制御精度を改善するこ
とを課題としてなされたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そして、本発明の要旨
は、前記（１）液圧制御装置および（２）主制御装置を
含むアンチスキッド制御装置の、上記（ａ）主回路およ
び（ｂ）デューティ制御回路を含むモータ制御回路に、
（ｃ）直流モータを実際に流れる電流値を検出する電流
値検出器と、（ｄ）その電流値検出器による検出電流値
をデューティ制御回路にフィードバックするフィードバ
ック回路とを設けたことにある。フィードバック回路は
主回路の正転用回路と逆転用回路との一方のみに設ける
ことも、両方に設けることも可能である。そして、フィ
ードバック回路を両方に設ける場合に、電流検出器を主
回路の正転用回路と逆転用回路とにそれぞれ設けること
も可能であるが、それら両回路の共通部分に設けて共用
することも可能である。

【０００７】

【作用】上記構成のモータ制御回路を備えたアンチスキ
ッド制御装置においては、電流検出器により検出された
実電流がデューティ制御回路にフィードバックされるこ
とにより、モータコイルの誘導性リアクタンスやスイッ
チ手段の非線形性に起因する主回路の非線形性にもかか
わらず、制御回路全体としてはほぼ線形となり、直流モ
ータの回転速度の制御精度が向上する。フィードバック
回路が正転用回路に設けられれば、直流モータの正転の
速度制御精度が向上して減圧制御の精度が改善され、逆
転用回路に設けられれば、逆転の速度制御精度が向上し
て増圧制御の精度が改善され、正転用および逆転用の両
回路に設けられれば、増圧および減圧の両制御精度が改
善される。

【０００８】

【発明の効果】このように、本発明によればブレーキシ
リンダ液圧の制御精度が改善されて、車輪のスリップ率
が従来よりさらに適正値に近い範囲に保たれ、アンチス
キッド制御精度が向上して、車両の制動距離が短縮さ
れ、走行安定性が良くなる。しかも、そのために電流検
出器とフィードバック回路とを付加すればよいため安価
に目的を達成することができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を四輪自動車用液圧ブレーキ装
置のアンチスキッド制御装置に適用した場合を例に取
り、図面に基づいて詳細に説明する。図２において１０
はマスタシリンダであり、このマスタシリンダ１０にバ
キュームブースタ（以下、単にブースタという）１２を
介してブレーキ操作部材としてのブレーキペダル１４が
連結されている。マスタシリンダ１０は２個の加圧ピス
トン１８，２０を直列に備えたタンデム型であり、ブレ
ーキペダル１４の踏込みに応じて２個の独立した加圧室
２２，２４にほぼ同じ高さの液圧を発生させる。符号２
６はブレーキ液を大気圧で収容するリザーバである。ブ
ースタ１２はブレーキペダル１４に加えられる踏力を倍
力し、その倍力した踏力をプッシュロッド２８を介して
加圧ピストン２０に伝達するものである。

【００１０】マスタシリンダ１０の一方の加圧室２２に
発生した液圧は主液通路３０，３２および３４により右
前輪３６，左後輪３８の各ブレーキのブレーキシリンダ
４０，４２に伝達され、他方の加圧室２４に発生した液
圧は主液通路４６，４８および５０により左前輪５２，
右後輪５４の各ブレーキのブレーキシリンダ５６，５８
に伝達される。主液通路３２と３４との間、４８と５０
との間にはそれぞれプロポーショニングバルブ６０，６
２が設けられている。本ブレーキシステムはＸ配管式な
のである。

【００１１】ブースタ１２とマスタシリンダ１０との間
には前進阻止装置７０が設けられている。前進阻止装置
７０は有底円筒状のハウジング７２を備え、それに制御
ピストン７４が液密かつ摺動可能に嵌合されている。制
御ピストン７４の後端部（図において右側の端部）には
ブースタ１２のプッシュロッド２８、前端部（図におい
て左側の端部）にはマスタシリンダ１０の加圧ピストン
２０がそれぞれ係合させられている。ハウジング７２に
制御ピストン７４が嵌合されることにより制御ピストン
７４の前方（図において左方）に制御液室７８が形成さ
れている。

【００１２】この制御液室７８は、制御ピストン７４が
前進（図において左方へ移動）するのに伴って容積が減
少し、後退するのに伴って容積が増加するものである。
制御液室７８は常開の電磁開閉弁８０を介して前記リザ
ーバ２６と接続されている。その電磁開閉弁８０にはそ
れをバイパスする逆止弁８２が接続されている。逆止弁
８２は、リザーバ２６側から制御液室７８側へ向かうブ
レーキ液の流れは許容し、その逆は阻止するものであ
る。

【００１３】ハウジング７２と制御ピストン７４との２
つの嵌合部にはそれぞれカップシール８４と８６とが取
り付けられている。それら各カップシール８４，８６は
本体部から制御液室７８側に向かって延びる第一のリッ
プと外側に向かって延びる第二のリップとを有し、制御
液室７８側から外側へ向かうブレーキ液の流れもその逆
向きの流れも阻止する。

【００１４】したがって、電磁開閉弁８０が閉じられた
状態では制御液室７８内にブレーキ液が封じ込められて
制御ピストン７４の前進が阻止され、ブレーキペダル１
４の踏込みによるマスタシリンダ１０の液圧の増加が阻
止される。また、電磁開閉弁８０が閉じられた状態でブ
レーキペダル１４の踏込みが緩められた場合には、リザ
ーバ２６から逆止弁８２を経て制御液室７８へブレーキ
液が流入し、制御ピストン７４の後退が許容される。

【００１５】前記加圧室２４には液通路８８により液圧
制御装置９０が接続されている。液圧制御装置９０は、
直流モータ９２の回転に基づいてボールねじ９４を移動
させることにより液圧制御ピストン９６を往動，復動さ
せて液室９８の容積を増大，減少させるものである。直
流モータ９２の回転運動がピニオン１００，ギヤ１０２
およびナット１０４によりボールねじ９４の直線運動に
変換されることにより液圧ピストン９６が往動，復動さ
せられるのである。

【００１６】直流モータ９２とピニオン１００とはクラ
ッチ１０８を介して互いに連結されている。クラッチ１
０８は直流モータ９２側の回転はピニオン１００側に伝
達するが、ピニオン１００側の回転は直流モータ９２側
に伝達しないワンウェイ式である。符号１１０はボール
ねじ９４と一体的に形成されたスプライン軸、１１２は
そのスプライン軸１１０が嵌合するスプライン穴を示
す。それらスプライン軸１１０およびスプライン穴１１
２により、ボールねじ９４の軸線方向の移動は許容され
るが軸線回りの回転は阻止されるようになっている。ま
た、ナット１０４は軸線回りに回転可能、軸線方向には
移動不能とされている。

【００１７】前記電磁開閉弁８０および直流モータ９２
は、アンチスキッド制御ユニット（以下、単にユニット
という）１２０により制御される。ユニット１２０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。ユニット
１２０には、左右前輪５２，３６の車輪速度をそれぞれ
検出する車輪速度センサ１２４，１２６および左右後輪
３８，５４の車輪速度を検出する車輪速度センサ１２
８，１３０の検出結果が供給され、ユニット１２０はそ
れに基づいて車輪速度，車輪加速度，車体速度，スリッ
プ率等を演算する。

【００１８】ユニット１２０はまた、モータ制御回路１
４０を介して直流モータ９２を制御する。上記演算の結
果に基づいて電磁開閉弁８０および直流モータ９２を制
御し、車輪３６，３８，５２，５４等のスリップ率をで
きる限り適正値に近い値に制御するのであり、本実施例
においてはユニット１２０が車輪速度センサ１２４，１
２６，１２８，１３０等と共に主制御装置を構成してい
るのである。

【００１９】モータ制御回路１４０は図１に示すよう
に、主回路１４２，デューティ制御回路１４４，電流検
出器１４６およびフードバック回路１４８を備えてい
る。主回路１４２は、電流供給方向切換用のＭＯＳ型Ｆ
ＥＴ１５２および電流量制御用のＭＯＳ型ＦＥＴ１５４
を直列に有する正転用回路１５６と、電流供給方向切換
用のＦＥＴ１６２および電流量制御用のＦＥＴ１６４を
直列に有する逆転用回路１６６とを備えている。正転用
回路１５６と逆転用回路１６６とは直流電源１７０と直
流モータ９２とをそれぞれ直列に接続する閉回路を成し
ているが、共通部分を有しており、その共通部分にシャ
ント抵抗器１７２が設けられている。

【００２０】正転用回路１５６のＦＥＴ１５２は、ユニ
ット１２０からの正転指令信号Ｒ_INが増幅器１７４，１
７６により増幅された信号がハイレベルのとき導通し、
直流モータ９２を正方向に回転させる向きの電流を許容
する。ユニット１２０からはまた電流値指令信号Ｒ_PWM
が出され、これが差動増幅器１７８を経てＰＷＭ（パル
ス幅制御信号）発生回路１８０に供給される。そして、
ＰＷＭ発生回路１８０からのＰＷＭ信号がＡＮＤ回路１
８２および増幅器１８４を経てＦＥＴ１５４に供給さ
れ、ＦＥＴ１５４のデューティ制御により直流モータ９
２への供給電流が変えられて、正方向の回転速度が変え
られる。

【００２１】前記シャント抵抗器１７２の両端子間の電
圧が増幅器１８６により増幅され、フィルタ１８８を経
て上記差動増幅器１７８に供給され、差動増幅器１７８
がユニット１２０からの電流値指令信号Ｒ_PWM とシャン
ト抵抗器１７２により検出された実電流値信号Ｉ_A との
差に応じた出力電圧をＰＷＭ発生回路１８０に供給する
ようになっている。これにより、ＰＷＭ発生回路１８０
は電流値指令信号Ｒ_PWM と実電流値信号Ｉ_A との差をな
くするＰＷＭ信号を発生することになる。シャント抵抗
器１７２および増幅器１８６が前記電流検出器１４６を
構成し、フィルタ１８８および差動増幅器１７８が前記
フィードバック回路１４８を構成しているのである。

【００２２】以上、正転用回路１５６側について説明し
たが、逆転用回路１６６側も同様に構成され、増幅器１
９４，１９６，差動増幅器１９８，ＡＮＤ回路２０２お
よび増幅器２０４等が設けられている。なお、逆転指令
信号をＬ_INで表し、逆転方向の電流値指令信号をＬ_PWM
で表す。

【００２３】ＡＮＤ回路１８２にはＰＷＭ信号の外に、
増幅器１７４の出力信号が入力されており、ユニット１
２０から正転指令信号Ｒ_INが出されている間のみ正転用
のＰＷＭ信号の通過が許容されるようになっている。Ａ
ＮＤ回路１８２にはさらに、増幅器１９４の出力信号が
インバータ２１０により反転された信号が入力されるよ
うになっている。これは、ユニット１２０の誤動作等に
より、万一ＦＥＴ１５２とＦＥＴ１６４とが同時に導通
させられれば、直流モータ９２をバイパスした短絡回路
が形成され、ＦＥＴ１５２，１６４が破損する恐れがあ
るのでそれを防止するためである。ＡＮＤ回路２０２側
についてもインバータ２１２が設けられ、同様に構成さ
れている。なお、インバータ２１０，２１２を省略し、
ＡＮＤ回路１８２，２０２を２入力のものとすることも
可能である。

【００２４】以上のように構成された液圧ブレーキ装置
においては、通常は、電磁開閉弁８０が開かれて制御液
室７８がリザーバ２６に連通させられている。したがっ
て、ブレーキペダル１４の踏込みにより制御ピストン７
４が前進させられ、加圧ピストン１８，２０が前進させ
られて加圧室２２，２４に液圧が発生させられ、車輪の
回転が抑制される。このとき、加圧室２２，２４の液圧
と等しい高さの液圧が液室９８に伝達されるが、液圧制
御ピストン９６の往動がクラッチ１０８により阻止され
ているため、液室９８の容積が増大することはない。

【００２５】ブレーキペダル１４の踏込み力が過大とな
り、車輪のスリップ率が適正範囲を超えた場合には、ユ
ニット１２０は電磁開閉弁８０を閉状態に切り換え、制
御ピストン７４の前進を阻止した状態で液圧制御ピスト
ン９６を作動させる。まず、モータ制御回路１４０を介
して電動モータ９２を液室９８の容積を増加させる向き
に回転させ、これにより、液室９８の液圧、ひいては加
圧室２２，２４の液圧およびブレーキシリンダ液圧が減
圧される。それにより、加圧ピストン２０から制御ピス
トン７４に加えられる反力が低下する。したがって、ブ
レーキぺダル１４の踏込み力が一定に保たれる限り、制
御ピストン７４の力の釣り合いが破れて制御ピストン７
４が前進しようとするが、制御液室７８からのブレーキ
液の流出が閉状態にある電磁開閉弁８０により阻止され
ているため、制御ピストン７４は前進することができ
ず、加圧ピストン２０からの反力低下量に見合う量だけ
制御液室７８の液圧が増加するのみとなる。すなわち、
電磁開閉弁８０が閉状態とされることにより、制御ピス
トン７４の前進が阻止されるのであって、加圧室２２，
２４の液圧が減少しても制御ピストン７４が前進して加
圧室２２，２４の液圧が増圧されることはない。

【００２６】上記減圧によりスリップ率が回復し始めれ
ば、液圧制御ピストン９６の往動が停止させられるか、
あるいは復動させられ、液室９８の容積が保持あるいは
減少させられてその液圧、ひいてはブレーキシリンダ液
圧が保持あるいは増圧される。この増圧により加圧ピス
トン２０から制御ピストン７４への反力が増加するが、
その増加に見合う量だけ制御液室７８の液圧が減少して
制御ピストン７４に対する力の釣り合いが保たれ、制御
ピストン７４は静止し続ける。

【００２７】このようにユニット１２０は直流モータ９
２を制御し、液室９８の容積をブレーキペダル１４の踏
込みとは関係なく増大，減少させてブレーキシリンダ液
圧を減圧，保持，増圧し、車輪のスリップ率を適正範囲
に保つのであるが、アンチスキッド制御中にブレーキペ
ダル１４の踏込みが緩められれば制御ピストン７４が後
退し、それに伴って加圧ピストン１８，２０も後退して
加圧室２２，２４の液圧は運転者が望む高さに減圧され
る。

【００２８】ブレーキシリンダ液圧の制御は上記のよう
に減圧，保持および増圧により行われるのであるが、本
実施例においては減圧および増圧の両方の速度が任意に
制御可能となっている。例えば、減圧速度は、ユニット
１２０からの電流値指令信号Ｒ_PWM に基づいてＦＥＴ１
５４のデューティ制御が行われ、直流モータ９２への供
給電流の制御によって回転速度が制御され、ブレーキシ
リンダ４０，４２，５６および５８の液室から液圧制御
装置９０の液室９８へのブレーキ液の流出速度が制御さ
れることによって制御される。

【００２９】しかも、直流モータ９２の実電流値が電流
検出器１４６により検出され、ＰＷＭ発生回路１８０に
フィードバックされて、ＰＷＭ発生回路１８０がユニッ
ト１２０からの電流値指令信号Ｒ_PWM と実電流値信号Ｉ
_A との差に応じたＰＷＭ信号を発生するようになってい
るため、電流制御が容易である。直流モータ９２のコイ
ルには誘導性リアクタンスがあり、またＦＥＴ１５４の
ＯＮ／ＯＦＦ特性には非線形性があるため、正転用回路
１５６は全体として直流モータ９２の実電流値がユニッ
ト１２０からの指令電流値に比例しない非線形回路なの
であるが、実電流値のフィードバックにより実質的に線
形回路となり、ユニット１２０による電流制御が容易と
なるのである。

【００３０】したがって、直流モータ９２の回転速度制
御の精度が向上し、ブレーキシリンダ液圧の減圧精度が
良くなる。ブレーキシリンダ液圧の増圧制御についても
同様であり、減圧と増圧との速度を任意にかつ正確に制
御し得、ブレーキシリンダ液圧を高い精度で制御するこ
とができる。

【００３１】モータ制御回路の別の実施例を図３に示
す。前記モータ制御回路１４０においては、ユニット１
２０からの正転指令信号Ｒ_INおよび逆転指令信号Ｌ_INに
基づく電流値指令信号Ｒ_PWM ，Ｌ_PWM の選択が、ＡＮＤ
回路１８２，２０２によって行われるようになってお
り、ＡＮＤ回路１８２，２０２としては市販の７４０８
ＴＴＬ等を使用することができ、かつ、選択をユニット
１２０のプログラムで行う必要がないため、安価に構成
し得る利点があるのであるが、図３に示すように、アナ
ログスイッチ２２０によっても同様の目的を果たすこと
ができる。アナログスイッチ２２０が増幅器１８６の出
力信号をユニット１２０からの切換信号に応じて選択し
てフィルタ２２２に供給するようするのである。

【００３２】本実施例において、例えば直流モータ９２
を正転させる必要がある場合には、ユニット１２０から
正転用の電流値指令信号Ｒ_PWM が、またフィルタ２２２
からは実電流値信号Ｉ_A がそれぞれ加算器２２４に供給
されて両者の差が算出される一方、逆転方向に関しては
ユニット１２０とフィルタ２２２とから等しい大きさの
信号が供給されて両者の差が零となり、ＰＷＭ発生回路
１８０には正転用の信号のみが供給される。他の部分は
前記実施例と同様であるため、対応する構成要素に同一
の符号を付して詳細な説明を省略する。

【００３３】なお、前記実施例においては、液圧制御装
置９０がマスタシリンダ１０，前進阻止装置７０および
ブースタ１２から別体とされていたが、それら液圧制御
装置９０，マスタシリンダ１０，前進阻止装置７０およ
びブースタ１２を互いに一体的に結合して液圧源ユニッ
トを構成することもできる。この場合、例えば、図４に
示すように、液圧制御装置９０を前進阻止装置７０と一
体的に構成し、マスタシリンダ１０とブースタ１２との
間にユニットとして着脱し得るようにすることも可能で
ある。

【００３４】また、上記各実施例においては、前進阻止
装置７０が、常には加圧ピストン１８，２０の前進も後
退も許容するが、アンチスキッド制御中には前進のみを
阻止する形式とされていたが、アンチスキッド制御中に
は前進のみならず後退をも阻止する形式とすることもで
きる。以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説
明したが、これらの他にも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アンチスキッド制御装
置のモータ制御回路の一例を示す回路図である。

【図２】上記アンチスキッド制御装置を備えた液圧ブレ
ーキ装置の系統図である。

【図３】本発明の別の実施例におけるモータ制御回路の
回路図である。

【図４】本発明の別の実施例であるアンチスキッド制御
装置を備えた液圧ブレーキ装置の系統図である。

【符号の説明】

１０ マスタシリンダ １４ ブレーキペダル ４０，４２，５６，５８ ブレーキシリンダ ７０ 前進阻止装置 ９０ 液圧制御装置 １２０ アンチスキッド制御ユニット １４０ モータ制御回路 １４２ 主回路 １４４ デューティ制御回路 １４６ 電流検出器 １４８ フィードバック回路 １５２，１５４，１６２，１６４ ＦＥＴ １５６ 正転用回路 １６６ 逆転用回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B60T 8/50

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流モータ制御回路により正転，逆転さ
   せられる直流モータによって往動，復動させられる可動
   部材とその可動部材の移動により容積が増大，減少する
   液室とを備え、その液室が車輪の回転を抑制するブレー
   キのブレーキシリンダの液室に連通させられて、ブレー
   キシリンダの液圧を制御する液圧制御装置と、 前記車輪のスリップ状態に応じて前記液圧制御装置を制
   御し、その車輪のスリップ率を適正範囲に保つ主制御装
   置とを含むアンチスキッド制御装置において、前記直流
   モータ制御回路を、 直流モータと直流電源とをそれぞれ接続する正転用回路
   と逆転用回路とを含み、それら両回路がそれぞれ選択的
   に導通状態とされることにより直流モータへの電流供給
   方向を切り換える方向切換スイッチ手段を有し、かつ、
   それら両回路の少なくとも一方がデューティ制御により
   直流モータへの供給電流の大きさを制御する電流量制御
   用スイッチ手段を有する主回路と、 前記主制御装置からの指令電流値に基づいて前記電流量
   制御用スイッチ手段をデューティ制御するデューティ制
   御回路と、 前記直流モータを実際に流れる電流値を検出する電流値
   検出器と、 その電流値検出器による検出電流値を前記デューティ制
   御回路にフィードバックするフィードバック回路とを含
   むものとしたことを特徴とするアンチスキッド制御装
   置。