JP3191172B2 - ブレーキ圧力制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はアンチロックブレーキシ
ステム（ＡＢＳ）やトラクションコンクトロールシステ
ム（ＴＣＳ）などに用いられるブレーキ圧力制御装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の圧力制御装置としては図８に示
す圧力調整弁が提案されている。この圧力調整弁は制御
時に固定絞り流路へ切り替えるタイプの制御弁で、マス
タシリンダａに連通する入口ポートｂと、ホイールブレ
ーキｃに連通する出口ポートｄと、２ポート２位置弁で
ある電磁弁ｅに接続する排出口ポートｆとを有する。ハ
ウジングｇは内部に異径の穿孔を有し、入口ポートｂに
連通する孔奥の加圧室ｈ内にばねｏを介在してボール弁
ｉを収容し、大径側の孔内にスプールガイドｊを配設
し、またスプールガイドｊ内に漏斗状のスプールｋをば
ねｌを介して摺動自在に収容している。スプールｋ内に
は入口ポートｂと排出口ポートｆの流路に連通する減圧
室ｍを形成し、またスプールガイドｊとスプールｋの周
面間には入口ポートｂと出口ポートｄの流路を連通する
環状室ｎを形成している。ばねｌよりばね力の小さいば
ねｏで付勢されたボール弁ｉと、スプールｋ上縁の弁座
ｐとにより常閉式の第１弁を構成し、またボール弁ｉ
と、スプールガイドｊ上縁に設けたスロットルｑ付きの
弁座ｒとにより常開式の第２弁を構成し、これらの各第
１弁及び第２弁の開閉により各ポート間の流路が切り替
わる。上記第２弁が固定絞りに相当する。そして、アン
チロック制御時の減圧モードにおいては、電磁弁ｅが開
状態に切り替わり、減圧室ｍ内の圧力を排出する。その
結果、第１弁を閉じた状態のままスプールｋとボール弁
ｉが降下し、ボール弁ｉが弁座ｒに着座して第２弁を閉
じる。減圧室ｍの減圧が続くと、スプールｋがさらに降
下して弁座ｐがボール弁ｉから離れて第１弁が開き、ホ
イールブレーキｃの圧力は環状室ｎ、減圧室ｍ、電磁弁
ｅを通じてリザーバｓへ排出される。この際、加圧室ｈ
から環状室ｎへはスロットルｑを通じてマスタシリンダ
ａ側の圧力が流入するが、この流入量よりリザーバｓ側
への排出量が大きくなるように設定してあるので、ホイ
ールブレーキｃの減圧が進行する。また増圧モードにお
いては、電磁弁ｅが閉に切り替わり、加圧室ｈの圧液が
スロットルｑと環状室ｎを通じてホイールブレーキｃへ
流入し、ホイールブレーキｃの圧力が徐々に上昇する。
この間、スプールｋは液圧やばね力とバランスしながら
第１弁の閉鎖状態を維持する。

【０００３】

【発明が解決しようとする問題点】前記した従来のブレ
ーキ圧力制御技術にあっては次のような問題点がある。

【０００４】＜イ＞ ＡＢＳの制御ロジックの点からみ
れば、制御時における昇圧速度の変化が少ないことが望
ましい。固定絞りの場合は、絞り開口面積が一定である
ことから、固定絞りを通過する流体の流体速度は、固定
絞りの前後の圧力差、すなわちマスタシリンダ側とホイ
ールブレーキ側との圧力差に大きく影響を受けて変化
し、例えば圧力差が大きいほど流量が増して昇圧速度が
速くなる。そのため、制御時の昇圧速度がブレーキペダ
ルの踏力の強弱に影響を受けて変化するために、適正な
液圧制御を困難化させて、車両の安定性や操舵性の悪化
や減速度不足の問題が指摘されている。

【０００５】＜ロ＞ 凍結路等の低μ路において高踏力
でブレーキをかけた場合を想定し、この想定の基で適正
な昇圧速度を得る方法としては、固定絞りの絞り面積を
超微小に形成することが考えられる。ところが、固定絞
りの絞り面積が小さくなるほど、異物が詰まり易くなる
ことや、加工精度の点で不安が残る。くわえて、絞り開
口面積を小さく設計すると逆に高μ路での昇圧速度に遅
れを生じて制動力が不足したり、ブレーキ液の粘度が低
温環境下において高く変化することから昇圧速度の遅れ
による減速度不足の問題が発生する。

【０００６】

【本発明の目的】本発明は以上の問題点を解決するため
になされたもので、その目的とするところは、車両の安
定性、操舵性及び減速度の向上が図れる、ブレーキ圧力
制御装置を提供することにある。

【０００７】

【問題点を解決するための手段】本発明は、圧力発生源
とホイ−ルブレ−キとを結ぶ主流路の途上に介在し、車
輪の回転状態を検出するコントロ−ルユニットからの信
号に応答して、ホイ−ルブレ−キ圧力を減圧するための
圧力排出手段と、制御された割合でホイ−ルブレ−キ圧
力を再増圧するための流量調整弁とを有するブレ−キ圧
力制御装置において、流量調整弁は、ピストンとピスト
ンガイドを同心円状に配置してなり、ピストンはピスト
ンガイドに対して摺動可能であり、ピストン及びピスト
ンガイドは径方向に向けて形成した複数の孔を有し、絞
りは可変絞りのみで、ピストンの孔とピストンガイドの
孔で第１可変絞りと第２可変絞りと連通路を形成し、第
１可変絞りと第２可変絞りと連通路は、上流側から下流
側に順次配置され、ピストンの相対的移動は、第２可変
絞りの上流側と連通路の下流側との圧力差によって制御
され、この圧力差が増加すると第１可変絞りの開口面積
を減少するようにしたことを特徴とする、ブレ−キ圧力
制御装置である。

【０００８】

【実施例１】以下図面を参照しながら本発明の実施例に
ついて説明する。

【０００９】＜イ＞全体の構成 図１はブレーキ圧力制御装置を備えたブレーキシステム
の一例を示す。ブレーキ圧力制御装置は流量調整弁１０
と排出弁３０を基本の構成要素とする。 ブレーキペダ
ル２０の踏み込み量に応じて作動する加圧源であるマス
タシリンダ２１は、主流路２３を介してホイールブレー
キ２４と連通している。主流路２３から排出流路２５が
分岐し、この分岐位置に流体作動式の流量調整弁１０及
び電磁作動式の排出弁３０とを、バルブブロック２６に
直列に設置している。排出流路２５はリザーバ２７を介
して公知のポンプ２８と連通し、このポンプ２８は戻り
流路２９を介してマスタシリンダ２１と連通している。

【００１０】＜ロ＞流量調整弁 流量調整弁１０の構造について説明すると、バルブブロ
ック２６に収容孔２２を穿設し、この収容孔２２内に流
量調整弁１０のピストンガイド１１を収容すると共に、
収容孔２２の入口側を排出弁３０が離脱を防止した状態
で閉塞している。 収容孔２２とピストンガイド１１の
周面間に、マスタシリンダ２１側の主流路２３と連通す
る入口１２を形成すると共に、ホイールブレーキ２４側
の主流路２３と連通する第１出口１３を形成している。
またピストンガイド１１には、入口１２と径方向に連通
する入口ポート１４を穿設すると共に、第１出口１３と
連通する第１導入路１５、第２導入路１６、第３導入路
１７を夫々穿設している。またピストンガイド１１内に
は軸方向に摺動するピストン４０を収容しており、この
ピストン４０の隔壁４１を隔てて上半に入口室４２を画
成し、下半に減圧室４３を夫々画成している。ピストン
４０には、入口ポート１４と入口室４２とを径方向に常
時連通する第１通液路４４と、第１導入路１５または第
２導入路１６と入口室４２とを択一的に径方向に連通す
る第２通液路４５と、減圧室４３と常時連通し、かつ第
３導入路１７と径方向に連通可能な第３通液路４６を夫
々穿設している。本実施例では、第１通液路４４と入口
ポート１４とにより第１可変絞りＡを構成し、第２通液
路４５と第２導入路１６とにより第２可変絞りＢを構成
し、これらの第１第２可変絞りＡ、Ｂは一方の絞り面積
が増加すると他方が縮小する位置関係にある。（図３及
び図４参照） 第２導入路１６及び第３導入路１７は励磁コイル３６に
給電しない非制御時において、ピストン４０の躯体で閉
鎖されて入口室４２と減圧室４３との間を遮蔽できる位
置に形成される。尚、４７は減圧室４３に面するピスト
ン４０と後述する排出弁３０との間に縮設した戻しばね
で、第１可変絞りＡを拡張する方向に付勢している。

【００１１】＜ハ＞排出弁 排出弁３０は、ハウジング３１内に摺動自在に収容した
アマチュア３５と、アマチュア３５と一体に摺動する可
動弁体３４と、アマチュア３５に外装した励磁コイル３
６と、ハウジングの開口を閉鎖するステータ３７と、可
動弁体３４を弁座３３の着座方向に付勢する押しばね３
８を基本の構成要素とし、励磁コイル３６への給電時の
み流路を開く公知の常閉式の電磁弁である。収容孔２２
の開口側を閉塞して取付ける排出弁３０のハウジング３
１の内部には、減圧室４３と排出流路２５とをむすぶ流
路を第２出口３２として穿設し、第２出口の途上に弁座
３３を配設し、この弁座３３に可動弁体３４が離着して
流路を開閉する。

【００１２】

【作用】つぎにブレーキ圧力制御装置の作用について説
明する。

【００１３】＜イ＞通常ブレーキ時（非制御時） 図１は通常ブレーキ時の作動を示すもので、排出弁３０
は給電されず、可動弁体３４は押しばね３８のばね力を
受けて弁座３３に着座して第２出口３３と排出流路２５
の間を閉鎖している。ポンプ２８は非作動状態にあり、
ピストン４０は戻しばね４７のばね力で収容孔２２の底
部に当接した非作動位置にある。入口１２と入口室４２
は入口ポート１４と第１通液路４４の整合により連通
し、入口室４２と第１出口１３は第２通液路４５と第１
導入路１５の整合により連通し、またピストン４０の下
半の外周面が各第２、第３導入路１６、１７の封鎖位置
に位置して、第１出口１３と減圧室４３間の連通を閉鎖
している。したがって、流量調整弁１０の入口１２と第
１出口１３の間に、減圧室４３を通らずに大流量の作動
液を通過できる大流路が形成されている。この状態でブ
レーキペダル２０を踏み込みと、ブレーキペダル２０の
踏み込み量に応じた作動液が主流路２３を通じてホイー
ルブレーキ２４へ給液される。

【００１４】＜ロ＞ＡＢＳ制御時（減圧初期） 図１は入口室４２を含む主流路２３と減圧室４３の連通
が閉鎖されている通常ブレーキ時の作動状態を示す。こ
の状態において、車輪のロック傾向が検知されると、図
示しないコントロールユニットからの制御信号により排
出弁３０は給電を受けて閉弁状態から開弁状態に切り替
わり、減圧室４３と低圧のリザーバ２７が第２出口３２
及び排出流路２５を介して連通すると同時に、ポンプ２
８が駆動を開始する。そのため入口室４２内の圧力に対
して減圧室４３内の圧力が低下し、両室４２、４３間に
圧力差を生じ、この圧力差によって生じるピストン４０
を降下させる力が戻しばね４７のばね力を越えると、図
２に示すようにピストン４０は減圧室４３の作動液をリ
ザーバ２７へ排出しながら下降する。より正確にはピス
トン４０にかかる下向きの力Ｆ₁ （入口室４２の内圧と
ピストン４０受圧面積の積）がピストン４０にかかる上
向きの力Ｆ₂ （減圧室４３の内圧とピストン４０受圧面
積の積に、戻しばね４７のばね力を加えた力）を越えた
ときに、ピストン４０が下降を開始する。ピストン４０
が降下するに従い、第１導入路１５と第２通液路４５の
連通面積が減少していき、ピストン４０が図２に示す位
置まで降下すると、第１導入路１５と第２通液路４５の
連通を遮断する。その結果、入口１２と第１出口１３と
の間を連通していた大流路を閉じ、ホイールブレーキ２
４への給液を停止する。

【００１５】＜ハ＞制御減圧時 さらに減圧室４３から排出流路２５への作動液の流出が
進行し、ピストン４０が降下すると、図３に示すように
入口ポート１４と第１通液路４４の間に微小流路である
第１可変絞りＡを形成すると共に、第２通液路４５と第
２導入路１６が連通して微小流路である第２可変絞りＢ
を形成して入口１２と第１出口１３との間を直列に経由
する絞り流路を形成する。また第３通液路４６が第３導
入路１７に連通して、第１出口１３と減圧室４３との間
を連通する減圧流路を形成する。これによりホイールブ
レーキ２４の作動液がこの減圧流路を経て排出流路２５
へ排出され、ホイールブレーキ２４の減圧が進む。この
減圧工程において、第１、第２可変絞りＡ、Ｂで構成さ
れる絞り流路により流量を調整された作動液が入口１２
から入口室４２を経て第１出口１３へ流入するが、ホイ
ールブレーキ２４とリザーバ２７を結ぶ減圧流路によっ
て排出されるために、ホイールブレーキ２４の圧力は上
昇せずに、低圧力状態を維持する。一方、減圧時（減圧
初期を含む）にリザーバ２７へ排出されたた作動液は、
ポンプ２８によって汲み上げられマスタシリンダ２１側
の主流路２３へ還流される。

【００１６】＜ニ＞制御再増圧時 図４は再増圧時の作動状態を示す。排出弁３０が閉弁状
態に切り替わると、減圧室４３と排出流路２５との間の
連通を遮断する。マスタシリンダ２１側からは前記した
制御減圧時の項で記載したように、第１可変絞りＡと第
２可変絞りＢを直列に経由して流量を調整された作動液
が、第１出口１３、主流路２３通じてホイールブレーキ
２４へ流入してホイールブレーキ２４の液圧を上昇す
る。この再増圧工程をより詳細に説明すると、マスタシ
リンダ２１側の圧力と、ホイールブレーキ２４に連通状
態の減圧室４３内の圧力との差が一定値を越えている間
はピストンガイド１１内のピストン４０は入口室４２の
内圧にピストン４０の受圧面積を掛け合わせた下向きの
力と、減圧室４３の内圧にピストン４０の受圧面積を掛
け合わせ、これに戻しばね４７のばね力を付加した上向
きの力とが均衡し、図４に示す第１可変絞りＡ及び第２
可変絞りＢの形成状態を維持する。つまり入口室４２と
減圧室４３の圧力差、換言すると第２可変絞りＢの前後
の圧力差が戻しばね４７のばね力をピストン４０の受圧
面積で割った値より小さくなると、ピストン４０は上方
へ移動して第１可変絞りＡの絞り開口面積が増し、入口
１２から入口室４２への作動液の流入量が増す。尚、ピ
ストン４０の上方への移動に伴い、第２可変絞りＢの絞
り開口面積が減少する。入口室４２への流入量が増加す
ると入口室４２の圧力が増加し、両室４２、４３の圧力
差が戻しばね４７のばね力をピストン４０の受圧面積で
割った値よりも大きくなるとピストン４０は下方へ移動
する。すると第１可変絞りＡの絞り開口面積が小さくな
り、入口１２から入口室４２への作動液の流入量が減少
すると共に、可変絞りＢの絞り開口面積が大きくなり、
両室４２、４３の圧力差が小さくなり、ピストン４０は
再び上方へ移動する。このように再増圧時においては、
ピストン４０が上下運動を繰り返して流量を調整する。
そして、マスタシリンダ２１側とホイールブレーキ２４
と連通状態の減圧室４３の圧力差が、戻しばね４７のば
ね力をピストン４０の受圧面積で割った値よりも小さく
なるとピストン４０は戻しばね４７によって上昇し、図
１の非制御状態に復帰する。尚、ピストン４０を非制御
位置へ復帰させる際、減圧室４３内に負圧を生じないよ
う、必要に応じて微小の流路等を設けておくことは従来
と同様である。

【００１７】

【実施例２】図５から図７にかけて流路を変更した他の
流量調整弁１１０を示す。本実施例の説明に際し、前記
実施例の流量調整弁１０と同一の部位は１００の位の符
号を付して、その説明を省略する。図５は非制御状態を
示し、図６は減圧時の作動状態を示し、図７は再増圧時
の作動状態を示す。入口ポート１１４と第１通液路１４
４とにより第１可変絞りを構成すると共に、第２導入路
１１６と第２通液路１４５とにより第２可変絞りを構成
する。本実施例の場合は、ピストンガイド１１１の第２
導入路１１６を減圧室１４３に連通させて形成し、かつ
ピストン１４０内にピストンガイド１１１の第１導入路
１１５と減圧室１４３とを連通可能な第３通液路１４６
を穿設することによって、実施例１のピストンガイド１
１の第３導入路１７を省略できる。そのため、前記実施
例１と比較して流量調整弁１１０の軸方向の寸法を短く
設計できる。

【００１８】

【実施例３】以上の実施例１、２は固定式のピストンガ
イド１１、１１１に対してピストン４０、１４０を摺動
可能に構成する場合について説明したが、ピストンガイ
ド１１、１１１をピストン４０、１４０に対して摺動可
能に構成することも可能である。要は、ピストンガイド
１１、１１１、ピストン４０、１４０の少なくとも一方
が摺動可能に構成してあればよい。

【００１９】

【実施例４】バルブロックをピストンガイドの代わり用
いて直接ピストンをバルブロックに摺動自在に組み込む
ことも可能である。

【００２０】

【発明の効果】本発明は以上説明したようになるから次
のような効果を得ることができる。

【００２１】＜イ＞ 固定オリフィスによる流量調節方
法にあっては、マスタシリンダ側とホイールブレーキ側
の圧力差に影響を受けて作動液の流入量（増圧速度）の
変化が大きかった。これに対して２つの可変絞りを直列
に配設したことでマスタシリンダ側とホイールブレーキ
側の圧力差に対して作動液の流入量（増圧速度）の変化
を小さく抑制できる。そのため、ＡＢＳ等の制御がし易
く、良好な安定性、操舵性を確保できると同時に、適正
な減速度を得ることができる。

【００２２】＜ロ＞ 微小な絞りを必要としないから、
加工性や低温持性に優れ、しかも可変絞りの流路が拡径
変化するために自浄作用がはたらきコンタミの問題も解
消できる。

【００２３】＜ハ＞ 可変絞りで作動液の流量を調節で
きるから、従来の固定絞りと比較して高μ路においても
十分な減速度が得られ、良好な安定性、操舵性を確保で
きる。

【００２４】＜ニ＞ 以上の効果を簡単でコンパクトか
つ安価な構造で達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例１に係るブレーキ圧力制御装
置の全体図

【図２】 減圧初期の作動を説明するためのモデル図

【図３】 減圧時の作動を説明するためモデル図

【図４】 再増圧時の作動を説明するためモデル図

【図５】 実施例２に係るブレーキ圧力制御装置の全体
図

【図６】 減圧時の作動を説明するためモデル図

【図７】 再増圧時の作動を説明するためモデル図

【図８】 本発明が前提とするブレーキ圧力制御装置の
全体図

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60T 8/00 - 8/96

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧力発生源とホイ−ルブレ−キとを結
   ぶ主流路の途上に介在し、車輪の回転状態を検出するコ
   ントロ−ルユニットからの信号に応答して、ホイ−ルブ
   レ−キ圧力を減圧するための圧力排出手段と、制御され
   た割合でホイ−ルブレ−キ圧力を再増圧するための流量
   調整弁とを有するブレ−キ圧力制御装置において、 流量調整弁は、ピストンとピストンガイドを同心円状に
   配置してなり、 ピストンはピストンガイドに対して 摺動可能であり、ピストン及びピストンガイド は径方向に向けて形成した
   複数の孔を有し、 絞りは可変絞りのみで、ピストンの孔とピストンガイド
   の孔で第１可変絞りと第２可変絞りと連通路を形成し、 第１可変絞りと第２可変絞りと連通路は、上流側から下
   流側に順次配置され、 ピストンの相対的移動は、第２可変絞りの上流側と連通
   路の下流側と の圧力差によって制御され、 この圧力差が増加すると第１可変絞りの開口面積を減少
   するようにしたことを特徴とする、 ブレ−キ圧力制御装置。
2. 【請求項２】 圧力発生源とホイールブレーキとを結
   ぶ主流路から分岐して排出流路を設け、 該分岐部に流量調整弁及び排出流路との連通を開閉する
   通常閉の電磁作動の排出弁を設け、 流量調整弁は、圧力発生源と連通する入口ポート、ホイ
   ールブレーキと連通する第１導入路、第２導入路、第３
   導入路とを形成したピストンガイドを有し、 前記ピストンガイド内にはピストンを軸方向摺動自在に
   嵌合して、前記入口ポート側に入口室を画成すると共
   に、前記排出弁側に排出弁と連通する減圧室を画成し、 ピストンには入口ポートと入口室間を連通する第１通液
   路と、 第１導入路又は第２導入路と入口室間を連通可能な第２
   通液路を設けると共に、 第３導入路と減圧室間を連通
   可能な第３通液路を設け、 減圧室内にピストンを入口室方向に付勢する戻しばねを
   配設し、 前記ピストンガイドとピストンの軸方向の相対移動によ
   り、非制御時には、入口ポート、第１通液路、入口室、
   第２通液路、第１導入路を経由して圧力発生源側とホイ
   ールブレーキ側を連通する大流路を開き、 排出弁開の制御減圧時には、第１導入路と第２通液路の
   連通を遮断して、大流路を閉鎖すると共に、第３導入路
   と第３通液路を連通してホイールブレーキ側と減圧室を
   結ぶ減圧流路を開き、 排出弁閉鎖後の制御再増圧時には、入口ポートと第１通
   液路の端縁部で、第１可変絞りを形成すると共に、第２
   導入路と第２通液路の端縁部で第２可変絞りを形成し
   て、第１及び第２可変絞りを直列に経由してのみ圧力発
   生源側とホイールブレーキ側を連通する絞り流路を形成
   し、 圧力発生源側圧力とホイールブレーキ側圧力の差が一定
   値以下になると、戻しばねにより非制御位置に戻るよう
   に構成したことを特徴とする、 請求項１に記載のブレーキ圧力制御装置。
3. 【請求項３】 圧力発生源とホイールブレーキとを結
   ぶ主流路から分岐して排出流路を設け、 該分岐部に流量調整弁及び排出流路との連通を開閉する
   通常閉の電磁作動の排出弁を設け、 流量調整弁はマスタシリンダと連通する入口ポート、ホ
   イールブレーキと連通する第１導入路及び排出弁と連通
   する第２導入路を有するピストンガイドの内孔内に、ピ
   ストンを軸方向摺動自在に嵌合して、前記入口ポート側
   に入口室を画成すると共に前記第２導入路側に排出弁と
   連通する減圧室を画成し、 ピストンに入口ポートと入口室間を連通する第１通液路
   と、第１導入路又は第２導入路と入口室間を連通可能な
   第２通液路と、第１導入路と減圧室間を連通可能な第３
   通液路を設け、 減圧室内にピストンを入口室方向に付勢する戻しばねを
   配設し、前記ピストンガイドとピストンの軸方向相対移
   動により、 非制御時には入口ポート、第１通液路、入口室、第２通
   液路、第１導入路を経由して圧力発生源側とホイールブ
   レーキ側を連通する大流路を開き、 排出弁開の制御減圧時には、第１導入路と第２通液路の
   連通を遮断して大流路を閉鎖すると共に、第１導入路と
   第３通液路を連通してホイールブレーキ側と減圧室を結
   ぶ減圧流路を開き、 排出弁閉鎖後の制御再増圧時には、入口ポートと第１通
   液路の端縁部で第１可変絞りを形成すると同時に、第２
   導入路と第２通液路の端縁部で第２可変絞りを形成し
   て、第１及び第２可変絞りを直列に経由し、かつ減圧
   室、第３通液路、第１導入路を経由してのみ圧力発生源
   側とホイールブレーキ側を連通する絞り流路を形成し、 圧力発生源圧力とホイールブレーキ圧力の差が一定値以
   下になると、戻しばねにより非制御位置に戻るように構
   成したことを特徴とする、 請求項１に記載のブレーキ圧力制御装置。
4. 【請求項４】 非制御時に第２可変絞りが閉鎖してい
   ることを特徴とする請求項１〜３に記載のブレーキ圧力
   制御装置。