JP4923839B2 - 車両用ブレーキ液圧制御ユニット - Google Patents

Description

この発明は、車両の各車輪に付属したホイールシリンダの液圧を電子制御装置からの指令に基づいて制御する車両用ブレーキ液圧制御ユニットに関する。

アンチロック制御（ＡＢＳ）や車両安定制御（ＥＳＣ）などの機能を有する車両用液圧ブレーキ装置に採用される首記のブレーキ液圧制御ユニットは、ポンプと電磁弁をハウジングに組み付けた液圧ブロックと、前記ポンプを駆動するモータと、モータ駆動回路及び電磁弁制御回路を備えた電子制御ユニットとを組み合わせて構成されている。電磁弁は、マスタシリンダからホイールシリンダに至るブレーキ液通路を開閉するものや、各ホイールシリンダの液圧を制御するものが用いられている。液圧ブロックには、必要に応じて圧力センサなども組み込まれる。

この種のブレーキ液圧制御ユニットで、モータを液圧ブロックの一面側に、電子制御ユニットをモータと向かい合わせになる状態にして前記液圧ブロックの他面側にそれぞれ取り付けるものが、例えば、下記特許文献１、２に開示されている。

モータと電子制御ユニットを液圧ブロックの一面側にモータ軸方向に並べて設ける構造も提案されており、また、電子制御ユニットをモータの外周に配置することも可能であるが、搭載する車両によっては、上述したようにモータと電子制御ユニットを向かい合わせにして液圧ブロックの一面側と他面側に別々に取り付けたブレーキ液圧制御ユニットが要求されることがある。
特開平１０−０５９１５２号公報 特開平１０−２７８７７１号公報

車両のエンジンルーム内に設置されるブレーキ液圧制御ユニットは、その体格（外寸）が大きくなりすぎると、車両の種類によっては設置スペースの確保が難しくなって車両に搭載できなくなると言う問題が発生する。従って、体格をできるだけ小さくすることが重要になるが、従来のブレーキ液圧制御ユニットは、前掲の特許文献１が図４に開示しているように、電磁弁などの機器（以下では回路構成機器という）を横に並べて配置したものが多く、その回路構成機器の横並び配置によって液圧ブロックの横幅寸法が大きくなり、搭載規制を受け易くなっていた。

横長のブレーキ液圧制御ユニットよりも縦長のブレーキ液圧制御ユニットの方が設置スペース確保の面で有利になる車両は少なからず存在する。ところが、複数の回路構成機器を横に並べて配置したブレーキ液圧制御ユニットは、液圧ブロックの横幅が必然的に大きくなり、縦長が有利とされる車両では設置規制を受け易くなる。

一般的なブレーキ液圧制御ユニットは、車両のエンジンルームへの組み付け後に上方から作業を行って外部配管を接続する。その接続作業を支障なく行うために、マスタシリンダ、ホイールシリンダ、リザーバなどとの接続ポートを液圧ブロックの上部に設けているが、各液圧系に属する回路構成機器をそれぞれ横に並べた構造で、液圧ブロック内のブレーキ液通路（油路）を他系統の機器やブレーキ液通路との干渉を回避しながらブロック上部の接続ポートにつながらせようとすると、各ブレーキ液通路の位置を幅方向に大きくずらすことが不可欠となり、そのために、液圧ブロックの横幅が大きくなってしまう。第１系統に属する回路構成機器と第２系統に属する回路構成機器を液圧ブロックの上約半分と下約半分の箇所に分けて配置し、なおかつ、各液圧系に属する回路構成機器をそれぞれ横に並べて配置するものは、下側に配置された機器を上側に配置された機器を避けて上部の接続ポートにつなぐ必要があるため、横幅の増加がより顕著になる。

この発明は、モータと電子制御ユニットを向かい合わせにして液圧ブロックの一面側と
他面側にそれぞれ取り付けるタイプのブレーキ液圧制御ユニットを対象にし、そのブレーキ液圧制御ユニットの車両に対する搭載規制を緩和するために、そのブレーキ液圧制御ユニットの幅を縮小することを課題としている。

上記の課題を解決するため、この発明においては、各々がブレーキ液を汲み上げて車両
の各車輪に付属したホイールシリンダに供給する複数のポンプと、マスタシリンダからホ
イールシリンダに至るブレーキ液通路およびホイールシリンダからリザーバに至るブレー
キ液通路を開閉し、かつ、各ホイールシリンダの液圧を個々に制御する複数の電磁弁を有
する液圧ブロックと、
第１系統の液圧回路と第２系統の液圧回路に半々に振り分けて配置された前記ポンプを
それぞれ駆動する２個のモータと、
第１系統及び第２系統の各液圧回路に属する圧力センサと、
前記電磁弁、およびポンプ駆動用の各モータに動作指令を出す電子制御ユニットとを有
し、前記マスタシリンダ、ホイールシリンダ及びリザーバとの接続ポートが液圧ブロック
の上部に設けられた車両用ブレーキ液圧制御ユニットにおいて、
前記２個のモータのひとつを第１系統のポンプの駆動用、他のひとつを第２系統のポンプの駆動用とし、その２個のモータを前記液圧ブロックの一端側に縦に並べて配置し、前記複数の電磁弁及び前記圧力センサからなる回路構成機器と前記電子制御ユニットとを前記液圧ブロックの他端側に設け、
液圧ブロックの電磁弁設置側の端面視において、一方の系統の液圧回路に組み込まれる前記回路構成機器をポンプ組み付け部の左側の縦長領域に、他方の系統の液圧回路に組み込まれる前記回路構成機器をポンプ組み付け部の右側の縦長領域にそれぞれ、同一縦長領域内の前記回路構成機器が左右方向にはオーバラップする状態にして縦長に配列し、なおかつ、一方の系統の前記回路構成機器の一部を、他方の系統のポンプ組み付け部と縦方向にオーバラップする（左右方向に並ぶ）状態に配置した。

なお、ポンプは、ピストンポンプでもよいがそれよりはギヤポンプに代表される回転ポンプが好ましい。

モータも、ブラシ付きモータとブラシレスモータの両方が考えられ、ブレーキ液圧制御ユニットの高性能化の面では後者のブラシレスモータが有利である。

第１系統の液圧回路に対応させた電気系統と、第２系統の液圧回路に対応させた電気系統も互いに独立させるとより好ましいユニットになる。

この発明では、２個のモータを液圧ブロックの一端側に縦に並べて配置し、そのモータ列の左右、即ち、液圧ブロックの電磁弁設置側の端面視において、ポンプ組み付け部の左側の縦長領域と右側の縦長領域に、第１系統の液圧回路に組み込まれる回路構成機器と第２系統の液圧回路に組み込まれる回路構成機器を分けて配置したので、同一液圧系に属する回路構成機器を左右方向にはオーバラップする状態にして縦長に配列し、その状態でブレーキ液通路の干渉を回避することが可能になり、左右方向のオーバラップ配置によりユニットの横幅を縮めることが可能になる。

なお、回転ポンプを使用したブレーキ液圧制御ユニットは、ピストンポンプを採用したものと比較すると静粛性に優れ、より一層の小型化も図れる。

また、ブラシレスモータを使用したブレーキ液圧制御ユニットは、ブラシ付きモータを
使用したものに比べて応答性が向上し、高性能化が図れる。

このほか、第１系統の液圧回路に対応させた電気系統と第２系統の液圧回路に対応させた電気系統を互いに独立させたものは、一方の電気系統が断線するなどしても他方の系統が正常に作動して車両の安全性が確保される。

以下、添付図面の図１〜図４に基づいて、この発明の実施の形態を説明する。ここでは
、説明の便宜上、同じものが複数個設けられる要素に対しては、付号と合わせて区別のための付加記号（_−１〜_−４）を付す。図１〜図３は、実施形態のブレーキ液圧制御ユニットを示している。このブレーキ液圧制御ユニット１は、液圧ブロック２、モータ３_−１，３_−２および電子制御ユニット４を組み合わせて構成されている。

図４は、車両の各車輪に対応してポンプを１個ずつ設け、合計４個のポンプを２個のモータで個々に駆動するブレーキバイワイヤ方式のブレーキ装置の回路構成の一例を示している。図１〜図３のブレーキ液圧制御ユニット１は、図４のブレーキ装置用として構成されたものであるので、まず、図４のブレーキ装置について詳細に説明する。

図４の１１はブレーキ操作部材（図のそれはブレーキペダル）、１２はブレーキ操作部材１１の操作度合いを検出する踏力センサ（ストロークセンサで代替可）、１３はリザーバ１４を伴ったタンデム型のマスタシリンダ、１５はストロークシミュレータ、１６はストローク制御用の電磁弁、１７_−１，１７_−２は常開の電磁弁（開閉弁）、１８_−１〜１８_−４は、各ホイールシリンダに供給されるブレーキ液圧を制御電流の大きさに応じて制御する電磁弁（リニア制御弁）、１９_−１，１９_−２は常閉の電磁弁（開閉弁）である。また、２０_−１〜２０_−４は、各車輪（ＦＲは右前輪、ＦＬは左前輪、ＲＲは右後輪、ＲＬは左後輪を表す）に付属したホイールシリンダ、２１_−１〜２１_−４は、各ホイールシリンダに対応させて１個ずつ設けたポンプ、２２_−１，２２_−２および２３_−１〜２３_−４は圧力センサである。

このブレーキ装置は、２系統に分けられた液圧回路のうち、第１系統の液圧回路Ａ_−１に左前輪ＦＬと右後輪ＲＲのホイールシリンダ２０_−１，２０_−２を、第２系統の液圧回路Ａ_−２に左後輪ＲＬと右前輪ＦＲのホイールシリンダ２０_−３，２０_−４をそれぞれ配置した所謂Ｘ配管の回路構成を採用しており、アンチロック制御（ＡＢＳ）、トラクションコントロール（ＴＲＣ）、車両安定制御（ＥＳＣ）などの制御を行えるものになっている。

ポンプ２１_−１，２１_−２は第１系統の液圧回路Ａ_−１に、また、ポンプ２１_−３，２１_−４は第２系統の液圧回路Ａ_−２にそれぞれ組み込まれている。ポンプ２１_−１と２１_−２はタンデムポンプになっており、モータ３_−１によって駆動される。ポンプ２１_−３と２１_−４も同様であり、これらはモータ３_−２によって駆動される。

第１、第２系統の液圧回路Ａ_−１，Ａ_−２は、マスタシリンダ１３から各ホイールシリンダ２０_−１〜２０_−４に至るブレーキ液通路２４_−１，２４_−２と、各ホイールシリンダ２０_−１〜２０_−４からリザーバ１４に至るブレーキ液通路２５_−１〜２５_−４を有しており、前者のブレーキ液通路２４_−１，２４_−２の途中に電磁弁１７_−１，１７_−２が組み込まれ、この電磁弁１７_−１，１７_−２よりも上流側、即ち、マスタシリンダ１３側において液圧回路Ａ_−１のブレーキ液通路２４_−１にストローク制御弁１６とストロークシミュレータ１５が設けられている。また、電磁弁１７_−１，１７_−２よりも下流側、即ち、ホイールシリンダ側の液圧回路Ａ_−１，Ａ_−２に、ポンプ２１_−１〜２１_−４が配置され、各ポンプ２１_−１〜２１_−４が汲み上げたブレーキ液が各ホイールシリンダ２０_−１〜２０_−４に供給されるようになっている。

電磁弁１８_−１〜１８_−４は、各ホイールシリンダ２０_−１〜２０_−４からリザーバ１４に向かう〜２５_−４に設けられている。ブレーキ液通路２５_−１と２５_−２、および２５_−３と２５_−４は、それぞれ合流点Ｇ１、Ｇ２で合流してリザーバ１４に至っている。ブレーキ液通路２５_−２と２５_−３はポンプの吸入路を兼用したものになっており、また、電磁弁１９_−１は、電磁弁１８_−１よりもリザーバ１４側、かつ、合流点Ｇ１よりもホイールシリンダ側でブレーキ液通路２５_−１に、電磁弁１９_−２は、電磁弁１８_−４よりもリザーバ１４側、かつ、合流点Ｇ２よりもホイールシリンダ側でブレーキ液通路２５_−４にそれぞれ配置されている。

このように構成された図４のブレーキ装置は、電気系統などに失陥がないとき（正常時）に運転者によってブレーキ操作がなされると、電子制御装置（これは後述する電磁弁回路基板に搭載されている）からの指令によって電磁弁１７_−１，１７_−２が閉弁し、電磁弁１６が開弁する。また、電磁弁１８_−１〜１８_−４は開弁した状態が維持され、さらに、モータ３_−１，３_−２が駆動されてポンプ２１_−１〜２１_−４によるリザーバ１４内のブレーキ液の汲み上げがなされ、汲み上げたブレーキ液がホイールシリンダ２０_−１〜２０_−４に供給されて各車輪に制動力が発生する。運転者の操作なしで自動ブレーキが掛けられるときも同様の動作となる。

また、電子制御装置が、車輪の状態や車両の挙動を検出した各種センサ（図４に示した圧力センサや踏力センサ、さらには、図示していない車輪速センサ、ヨーレートセンサ、横Ｇセンサなど）からの情報に基づいて液圧制御の必要性を判断したら、制御が必要と判断された回路のリニア制御弁が駆動されて（電磁弁１９_-１，１９_-２は必要に応じて開弁する）ホイールシリンダの液圧が制御される。

さらに、第１、第２系統の液圧回路Ａ_−１，Ａ_−２のどちらか一方が失陥したときには、図４の回路構成では他方の系統による対角位置の２輪の制動がなされ、第１、第２系統
が共に失陥してポンプによる加圧がなされないときには、電磁弁１７_−１，１７_−２が開、電磁弁１６と電磁弁１９_−１，１９_−２が閉のままになってマスタシリンダ１３で発生させた液圧による制動がなされる。

図１〜図３に示したブレーキ液圧制御ユニット１の液圧ブロック２は、図４のモータ３_−１，３_−２を除く鎖線枠内の要素をハウジング２ａに組み付けて構成されている。ハウジング２ａは、図４のマスタシリンダ１３に対する接続ポートＰ１、各ホイールシリンダ２０_−１、２０_−２に対する接続ポートＰ２，Ｐ３，リザーバ１４に対する接続ポートＰ４（図１には一方の液圧系の接続ポートのみを開示）を有しており、このハウジング２ａの内部に図４の鎖線枠内のブレーキ液通路が設けられ、また、図４のポンプ２１_−１〜２１_−４が並列配置の２組のタンデムポンプとして構成されてハウジング２ａの内部に組み込まれ、さらに、図４の電磁弁１７_−１，１７_−２、１８_−１〜１８_−４、１９_−１，１９_−２の弁部Ｖ（図には一部のみを開示）と、各圧力センサ２２_−１，２２_−２、２３_−１〜２３_−４もハウジング２ａの内部に組み込まれている。

２個のモータ３_−１、３_−２は、液圧ブロック２の一端側に縦に並べて配置されている。

各ポンプ２１_−１〜２１_−４は、静粛性に優れ、ユニットの平面視における投影面積も小さいギヤポンプ（内接歯車式ポンプ）であり、そのポンプが２組に分けられてハウジング２ａの内部に組み込まれ、各組のポンプがモータ３_−１，３_−２によって別々に駆動されるようになっている。液圧ブロックのハウジング２ａは反モータ側の端面が部分的にモータ軸方向に突出し、２箇所の突出部がポンプ組み付け部２ｂとして構成されてその内部にポンプが組み付けられている。

第１、第２系統の液圧回路Ａ_−１，Ａ_−２に組み込まれる回路構成機器（実施例は電磁弁１７_−１，１７_−２、１８_−１〜１８_−４、１９_−１，１９_−２および圧力センサ２２_−１，２２_−２、２３_−１〜２３_−４）は、いずれもハウジング２ａの反モータ側の端面に設けられている。これらの回路構成機器を、第１系統の液圧回路Ａ_−１に属するものと第２系統の液圧回路Ａ_−２に属するものに分け、液圧ブロック２の電磁弁設置側の端面視において縦に並んだポンプ組み付け部２ｂの両側、即ち、ポンプ組み付け部２ｂを間に挟んだ右側の縦長領域と左側の縦長領域にそれぞれ配置している。

このような配置となすことで、ハウジング２ａの内部に設けられるブレーキ液通路の干渉回避が必要とされる部位が減少し、また、干渉回避も容易となり、図２に示すように、各液圧系の回路構成機器を左右方向にはオーバラップする状態にして縦長に配列することができるようになる。一方の液圧系に属する圧力センサ２２₋₁、電磁弁１７_−１，１８_−１、圧力センサ２３_−１と他方の液圧系に属する圧力センサ２２_−２、電磁弁１７_−２，１８_−４、圧力センサ２３_−４をそれぞれ垂直な線Ｌ１，Ｌ２上に配置し、図１に示すように、同一面内にあるブレーキ液通路経由で接続ポートＰ２やＰ３につなぐこともできる（図１は一方の液圧系のブレーキ液通路の一部のみを開示。他方の液圧系も同様の構成となる）。これにより、液圧ブロック２の横幅が縮小され、ブレーキ液圧制御ユニット１の車両に対する搭載規制が緩和される。

モータ３_−１，３_−２は、ブラシ付きモータでもよいが、ここではブラシ付きモータよりも作動の応答性に優れるブラシレスモータを採用している。そのブラシレスモータを採用したことによってポンプで発生させるブレーキ液圧の昇圧速度を速くして制動の応答性を向上させることができる。

電子制御ユニット４は、モータの駆動回路と各電磁弁の制御回路が構成された回路基板
５と、この回路基板５と各電磁弁のコイル部と圧力センサの露出部を収容するケース６と
で構成されている。

ケース６は、ハウジング２ａの一面にねじで締め付けて液密に取り付ける筒枠状の本体部６ａと、その本体部の開口を塞ぐカバー６ｂとで構成されている。例示のケース６は、カバー６ｂを本体部６ａに熱融着させて一体化するものになっているが、これに限定されるものではない。７はケース６に設けたコネクタ部であり、ここに電源などとの間をつなぐハーネスが接続される。

回路基板５に構成されるモータの駆動回路、各電磁弁の制御回路などの電気回路は、第１系統の液圧回路Ａ_−１、第２系統の液圧回路Ａ_−２の各々に対応させて独立した系として構成されており、一方の電気系統に断線などのトラブルが発生しても他方の電気系統が正常に作動して対角位置の前輪１輪と後輪１輪の制動がなされ、車両の安全性が確保される。

図２の３ａは、各モータの電源回路用端子、３ｂは各モータの信号回路用端子である。これらの端子や、各電磁弁の端子、各圧力センサの端子は、回路基板５上の対応した電気回路に接続されている。

この発明のブレーキ液圧制御ユニットの一例を示す部分破断側面図 図１のＸ−Ｘ線に沿った断面図 図１のブレーキ液圧制御ユニットの右側の端面図 ＥＳＣ機能を備えたブレーキ装置の回路構成の一例を示す図

符号の説明

１ ブレーキ液圧制御ユニット
２ 液圧ブロック
２ａ ハウジング
２ｂ ポンプ組み付け部
３_−１，３_−２ モータ
３ａ 電源回路用端子
３ｂ 信号回路用端子
４ 電子制御ユニット
５ 回路基板
６ ケース
６ａ 本体部
６ｂ カバー
７ コネクタ部
１１ ブレーキ操作部材
１２ 踏力センサ
１３ マスタシリンダ
１４ リザーバ
１５ ストロークシミュレータ
１６ ストローク用電磁弁
１７_−１，１７_−２ 電磁弁（開閉弁）
１８_−１〜１８_−４ 電磁弁（リニア制御弁）
１９_−１，１９_−２ 電磁弁（開閉弁）
２０_−１〜２０_−４ ホイールシリンダ
２１_−１〜２１_−４ ポンプ
２２_−１，２２_−２、２３_−１〜２３_−４ 圧力センサ
２４_−１，２４_−２、２５_−１〜２５_−４ ブレーキ液通路
Ａ_−１ 第１系統の液圧回路
Ａ_−２ 第２系統の液圧回路
Ｐ１〜Ｐ４ 接続ポート
Ｌ１，Ｌ２ 垂直な線
Ｇ１，Ｇ２ 合流点

Claims (4)

1. 各々がブレーキ液を汲み上げて車両の各車輪に付属したホイールシリンダに供給する複
   数のポンプと、マスタシリンダからホイールシリンダに至るブレーキ液通路およびホイー
   ルシリンダからリザーバに至るブレーキ液通路を開閉し、かつ、各ホイールシリンダの液
   圧を個々に制御する複数の電磁弁を有する液圧ブロック（２）と、
   第１系統の液圧回路と第２系統の液圧回路に半々に振り分けて配置された前記ポンプを
   それぞれ駆動するモータ（３_−１，３_−２）と、
   第１系統及び第２系統の各液圧回路に属する圧力センサと、
   前記電磁弁およびポンプ駆動用のモータ（３_−１，３_−２）に動作指令を出す電子制御ユニット（４）とを有し、前記マスタシリンダ、ホイールシリンダ及びリザーバとの接続ポートが液圧ブロック（２）の上部に設けられた車両用ブレーキ液圧制御ユニットにおいて、
   前記モータ（３_−１，３_−２）のひとつを第１系統のポンプの駆動用、他のひとつを第２系統のポンプの駆動用とし、そのモータ（３ _−１ ，３ _−２ ）を前記液圧ブロック（２）の一端側に縦に並べて配置し、前記複数の電磁弁及び前記圧力センサからなる回路構成機器と前記電子制御ユニット（４）とを前記液圧ブロック（２）の他端側に設け、
   液圧ブロック（２）の電磁弁設置側の端面視において、一方の系統の液圧回路に組み込
   まれる前記回路構成機器をポンプ組み付け部（２ｂ）の左側の縦長領域に、他方の系統の液圧回路に組み込まれる前記回路構成機器をポンプ組み付け部（２ｂ）の右側の縦長領域にそれぞれ、同一縦長領域内の前記回路構成機器が左右方向にはオーバラップする状態にして縦長に配列し、なおかつ、一方の系統の前記回路構成機器の一部を、他方の系統のポンプ組み付け部と縦方向にオーバラップする状態に配置したことを特徴とする車両用ブレーキ液圧制御ユニット。
2. 前記ポンプとして回転ポンプを使用したことを特徴とする請求項１に記載の車両用ブレ
   ーキ液圧制御ユニット。
3. 前記電磁弁の中に、各ホイールシリンダに供給されるブレーキ液圧を制御電流の大きさに応じて制御するリニア制御弁を含ませたことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用ブレーキ液圧制御ユニット。
4. 前記回路構成機器の中に、各ホイールシリンダに対応させて設けられる圧力センサが含まれ、前記電磁弁は、各ホイールシリンダに供給されるブレーキ液圧を前記圧力センサからの情報に基づいて制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車両用ブレーキ液圧制御ユニット。

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