JPH06270781A - 圧力制御アクチュエータ及びこれを用いたブレーキ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ブレーキ制御装置の圧力制御アクチュエータ
を、安価で信頼性の高いものとする。 【構成】 ピストン１１で区画される制御シリンダの部
屋１３をホイールシリンダ２７と接続しかつカット弁２
を介してマスターシリンダ３０と接続する。ピストンは
中立位置より部屋の容積拡大方向に移動するとき、強力
な初期ばね力が設定されたリターンスプリング１７と当
接する。カット弁を閉じてピストンをモータ駆動するこ
とによりＡＢＳ、トラクション制御が行なわれる。これ
により、ＡＢＳ制御の減圧後電動モータ２０による推力
を０にすればピストンは迅速確実に中立位置に復帰し、
トラクション制御の増圧後もモータ推力を０にすれば軽
いブレーキ力で中立に戻る。１個のカット弁で済み、シ
ール部も少ない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液圧を制御するための
圧力制御アクチュエータ及びこれを用いたブレーキ制御
装置に関する。

【０００２】

【従来技術】従来の圧力制御アクチュエータを用いた制
御装置としては、例えば特開平３−１６７０５８号公報
に示されているようなブレーキ制御装置があり、これを
図７を用いて説明する。なお、下記の装置は車両の各輪
について１セット必要である。先ず、ブレーキペタル５
１に加えられた操作力を液圧に変換するマスターシリン
ダ５２が、流路によって第１電磁カット弁５３のポート
Ｋに接続され、第１電磁カット弁５３のポートＬが調圧
シリンダ５４の上部にある上部側の部屋５５に接続され
ている。

【０００３】この部屋５５の下部には、シリンダ５６内
をシール５７を介して上下に摺動自在な第１ピストン５
８が設けてある。この第１ピストン５８の下部には、ロ
ッド状の第２ピストン５９と下部側の部屋６０が設けら
れている。この部屋６０の下部には隔壁としての中空円
筒６１が設けてあって、中心を第２ピストン５９がシー
ル６２を介して上下に摺動できるようになっている。ま
た中空円筒６１は、シリンダ５６に固定してあるととも
に、シール６３で外部への液洩れを防止するようになっ
ている。

【０００４】なお、第１ピストン５８には、第２ピスト
ン５９の上端突起により開き下面から上面方向にフリー
フローとなるチェック弁６４が内蔵されている。さら
に、第１ピストン５８の上、下面にはこの第１ピストン
５８を、それぞれ下方及び上方へ付勢しているスプリン
グ６５，６６が第１ピストン５８の中立復帰を助けるた
めに設けてある。また、第２ピストン５９の下端には、
モータ６７，ギャー群６８，ボールねじ６９からなる推
力発生装置７０が設けられている。

【０００５】一方、液圧をブレーキ力に変換するホイー
ルシリンダ７１は、流路により前記の下部側の部屋６０
に接続されているとともに、他方第２電磁カット弁７２
を介して前記第１電磁カット弁５３のポートＬにも接続
されている。上記構成により、図７を参照しながらその
作動を説明する。先ずＡＢＳ制御時は、コントローラ７
５からの指令により第２電磁カット弁７２を閉じてか
ら、推力発生装置７０を適宜に操作して第２ピストン５
９を低下させると、チェック弁６４が閉じるとともに部
屋６０の容積が拡大することにより、ホイールシリンダ
７１内の圧力が減圧する。これにより、ブレーキが弛め
られる。

【０００６】また、トラクション制御時は、第１電磁カ
ット弁５３を閉じた後、推力発生装置７０を適宜に操作
して第２ピストン５９を上昇させると、第１ピストン５
８を押し上げるから部屋５５と部屋６０を合わせた容積
が減少する。依って、部屋５５，６０に流路によって接
続されたホイールシリンダ７１の圧力が増圧され、ブレ
ーキを強められることになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の圧力制御アクチュエータを用いたブレー
キ制御装置においては、下記のような問題点が指摘され
る。先ず、ＯＮ・ＯＦＦタイプの第１，第２電磁カット
弁５３，７２が必要であるから、電磁カット弁は１輪に
ついて２個必要になる。すなわち、車両１台で８個必要
とするため、コストが高くなるという問題がある。ま
た、トラクション制御時にブレーキペダル５１が踏まれ
ても、第１電磁カット弁５３が閉ざされているので、圧
力がホイールシリンダ７１に伝達されず、ブレーキング
のタイミングが遅れることになる。

【０００８】さらに通常時、ブレーキ圧力で第２ピスト
ン５９が低下しないようにモータ６７を固定しておく必
要があり、電磁ブレーキなども必要とするためコストが
高くなるという問題がある。また、この電磁ブレーキが
開放状態で故障した場合、ブレーキ圧が発生すると第２
ピストン５９が下方にストロークし、その間ブレーキ圧
力が上昇しないという問題がある。そしてまた、第２ピ
ストン５９を所定の中立位置に戻す動作は、電流を調整
して行なわなければならず、微妙な調整制御が要求され
る。

【０００９】すなわち、例えばＡＢＳ制御を終了する時
は、ブレーキペダル５１を踏み込んだまま第２電磁カッ
ト弁７２が開になるからブレーキ圧力が０の場合、第２
ピストン５９を急激に押し上げない程度の小さな電流を
モータ６７に与え、第２ピストン５９が第１ピストン５
８に当たってチェック弁６４を開くまで徐々に上昇させ
る必要があり、復帰に要する時間も長くかかった。ま
た、路面と車輪との間のμが高くなってブレーキ圧力が
０でない状態でＡＢＳ制御を終了する場合には、モータ
６７に電流を与えすぎると第２ピストン５９を急激に押
し上げてしまい、小さいと第１ピストン５８に当るまで
上昇しない。

【００１０】しかし、どの程度の電流を与えればいいか
はブレーキ圧力を検出するなどしないと分からないの
で、事実上中立位置に復帰することが不可能であるとい
う問題があった。したがって、高μと低μが交互に現れ
る路面をブレーキを踏み続けて通過した場合には、２回
目のＡＢＳ動作からは第２ピストン５９の初期位置が定
まらず、例えば第１ピストン５８に当たっていなければ
減圧ストロークの不足で制御不良という不具合があり、
また第１ピストン５８を押し上げていれば中立位置まで
はチェック弁６４が開いているので減圧開始が遅れると
いう問題が発生する。

【００１１】また、トラクション制御を終了するとき
も、第１，第２ピストン５８，５９を中立に復帰するの
に時間がかかることから、続けてすぐにブレーキペダル
５１が踏まれれば、第１，第２ピストン５８，５９を中
立位置に復帰させることは不可能となり、ＡＢＳ制御に
移った場合はやはり第１，第２ピストン５８，５９の初
期位置が定まらず、制御ストローク不足による動作の遅
れなどの不具合を招くこととなる。さらに、シール５
７，６２，６３と液圧シールが３ケ所もあるから、液洩
れに対する信頼性が低くなるおそれがあるという問題も
あった。

【００１２】したがって本発明は、上記の問題点に鑑
み、電磁カット弁と液圧シールの数を減らし、コストダ
ウンと信頼性の向上が図れるとともに、ピストンの中立
復帰が迅速かつ容易であり、如何なる状況においても即
座にかつ確実に所定の圧力制御が可能な圧力制御アクチ
ュエータ及びこれを用いた圧力制御装置を提供すること
を目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の発明は、操作子に加えられた操
作力を液圧に変換する液圧変換装置と、前記の液圧を作
用力に変換する作用子との間を結ぶ流路に配置されて作
用力を制御するための圧力制御アクチュエータであっ
て、ポートＡとポートＢを持ち、信号ａが入力されると
ポートＡ，Ｂ間を流通させ、信号ｂが入力されるとポー
トＡ，Ｂ間を流通させないようにし、ポートＡは液圧変
換装置に接続され、ポートＢは作用子に接続されたカッ
ト弁と、ピストンによって区画され、カット弁と作用子
との間の流路に接続された部屋を有する制御シリンダ
と、駆動命令に従い前記のピストンを駆動するピストン
駆動手段と、ピストンが所定位置より部屋の容積拡大方
向に位置するとき、液圧変換装置の液圧によりピストン
が付勢される方向と反対の方向へピストンを付勢し、液
圧変換装置が最高圧力のときにピストンが付勢される力
と釣り合うように初期ばね力が設定されたリターンスプ
リングとからなることを特徴とする圧力制御アクチュエ
ータとした。

【００１４】また請求項２に記載の発明は、上記の操作
子を車両のブレーキペダルとし、液圧変換装置をマスタ
ーシリンダとし、作用力をブレーキ力として、タイヤと
路面との間のスリップ率を検出するスリップ率検出手段
と、該スリップ率検出手段によって検出されたスリップ
率がしきい値Ｓ１を上回っているときには上記圧力制御
アクチュエータのカット弁に信号ｂを入力し、スリップ
率がしきい値Ｓ１より小さなしきい値Ｓ２を下回ってい
るときにはカット弁に信号ａを入力する制御手段とを有
するブレーキ制御装置とした。

【００１５】

【作用】請求項１のものにおいては、作用子に接続され
た流路に、シリンダ内でピストンが摺動する圧力制御ア
クチュエータの部屋が接続されており、この部屋は、ピ
ストンの動きにより圧力が増減できるようになっている
から、信号ｂによりカット弁を閉じるとともに、部屋の
容積を拡大するような駆動命令をピストン駆動手段に出
すと、中立位置にあるピストンが適宜に駆動されて作用
子への圧力が減圧される。このあとカット弁を信号ａに
より開に戻すと、そのカット弁を開に戻す際強力なリタ
ーンスプリングにより、ピストンは速やかに中立位置に
戻される。また、カット弁を閉じてピストン駆動手段に
制御シリンダの部屋の容積を縮小するような駆動命令を
出すと、ピストンが適宜に駆動されて部屋とこれにつな
がる作用子の圧力が増圧される。このあとカット弁を開
に戻したあとは液圧変換装置からの液圧増大があれば強
力なリターンスプリングによって規定される所定位置、
すなわち中立位置までピストンは速やかに戻される。

【００１６】請求項２のものでは、運転者が車両を停止
あるいは減速させるためにブレーキペダルを踏むと、操
作力はマスターシリンダに伝達され、流路を介して操作
力に見合った液圧がホイールシリンダに伝わるから車輪
の回転が抑さえられる。そして、制御手段では、スリッ
プ率検出手段から入力されるスリップ率が予め設定され
たしきい値Ｓ１を越えると、マスターシリンダとホイー
ルシリンダ間の流路に設けられたカット弁を閉にするよ
うに指令を出し、その流路遮断によりＡＢＳ制御が開始
される。

【００１７】上記ホイールシリンダに接続された流路に
は、シリンダ内でピストンが摺動する圧力制御アクチュ
エータの部屋が接続されている。この部屋は、ピストン
の動きにより圧力が増減できるようになっているから、
前記制御手段により部屋の容積を拡大するような駆動命
令をピストン駆動手段に出すと、中立位置にあるピスト
ンが適宜に駆動されてホイールシリンダ内の圧力が減圧
されることによりスリップ率が下がって行く。

【００１８】そして、スリップ率が予め設定されたしき
い値Ｓ２以下になると、再びカット弁が開になるような
指令が出され、マスターシリンダからの液圧に基づいて
ホイールシリンダの圧力が増圧される。以上が繰り返さ
れてＡＢＳ制御が行なわれる。このとき圧力制御アクチ
ュエータでは、上記カット弁を開に戻す際強力なリター
ンスプリングにより、ピストンは速やかに中立位置に戻
され、次の制御作動に対処する。

【００１９】次に、タイヤと路面間のスリップがマイナ
スの値になった場合、すなわちタイヤが空転を始めた場
合には、上記マイナスのスリップ率が予め設定されたし
きい値Ｓ３以下になったら制御手段はトラクション制御
を指令する。先ず、制御手段によりカット弁が閉ざされ
る。そして、圧力制御アクチュエータのピストン駆動手
段に制御シリンダの部屋の容積を縮小するような駆動命
令が出される。するとピストンが適宜に駆動されて部屋
とホイールシリンダ内の圧力が増圧されるからタイヤの
空転が減少して行く。

【００２０】マイナス値をもつスリップ率が、予め設定
されたしきい値Ｓ４（Ｓ４＞Ｓ３）以上になったら空転
がなくなったと判断されて、制御手段によりカット弁が
開になる。そして、トラクション制御が解除されて通常
の走行に戻る。この場合もピストンの中立復帰は、軽く
ブレーキペダルを踏むことにより強力なリターンスプリ
ングによって規定される所定位置までピストンを移動さ
せればよいので、次の動作に速やかに対処できる。

【００２１】

【実施例】以下、添付図面に基づいてこの発明の実施例
を説明する。図１は本発明の車両用ブレーキ制御装置の
実施例を示す。図中、点線が電気系統、実線が液圧系統
のつながりを表わす。ブレーキ制御装置３２は、先ず通
常のブレーキ圧力を発生させるブレーキペタル２８を操
作して作動され、ブースタ２９を備えて増幅した液圧を
出力するマスターシリンダ３０が設けられ、４輪の各車
軸部にはホイールシリンダ２７が設けられて、マスター
シリンダ３０とホイールシリンダ２７が流路であるブレ
ーキ配管３８、３８’、３９で接続されている。

【００２２】ブレーキ配管の途中にはそれぞれ制御回路
３１からの指令で制御される圧力制御アクチュエータ１
が設けてある。マスターシリンダ３０から出たところの
ブレーキ配管３８には、圧力センサ３３が接続されてい
る。また、各車輪には車輪速センサ３４が付設され検出
信号が制御回路３１へ送られる。さらにその他のセンサ
３５として、実車速（対地車速）センサ、車両加速度セ
ンサなどが設けられていて、上記の各センサからの情報
をもとに制御回路３１で各圧力制御アクチュエータ１へ
の指令を演算して与える。なお、スリップ率は［（実車
速−車輪速）／実車速］で計算できるので、スリップ率
検出手段は上記実車速センサと車輪速センサ３４と制御
回路３１内の演算回路から構成される。さらにはまた、
実車速も例えば複数の車輪速の平均値として求めること
もできる。

【００２３】つぎに、図２によって圧力制御アクチュエ
ータの詳細を説明する。マスターシリンダ３０からは、
通常フェールセーフのためプライマリとセカンダリの２
系統にわけて液圧が出力され、１系統がＦｒ（前）２
輪，他方がＲｒ（後）２輪、または１系統がＦｒ／ＲＨ
（前右）とＲｒ／ＬＨ（後左），他方がＦｒ／ＬＨ（前
左）とＲｒ／ＲＨ（後右）に接続される。図２において
は、１輪についてのみ示し、矢印で示される他輪にも同
じものが接続されているものとする。

【００２４】圧力制御アクチュエータ１は、カット弁２
と圧力制御アクチュエータ本体９とからなっている。カ
ット弁２のボディ３の中には、先端が円錐状になったプ
ランジャ４が摺動自在に設けられていて、このプランジ
ャ４の先端が坐るバルブシート５がボディ３に設けてあ
る。また、このボディ３には、プランジャ４をバルブシ
ート５から常時引き離す方向に付勢されたばね６が設け
てある。

【００２５】さらに、プランジャ４の後端には鉄心７が
設けられていて、この鉄心７の外周のボディ３内には電
磁コイル８が設けてある。そして、電磁コイル８が励磁
されると、プランジャ４の先端がバルブシート５に押し
付けられて、カット弁２が閉になるようになっている。
また、ボディ３にはバルブシート５のプランジャ４側の
室に通じるポートＡと、バルブシート５のプランジャ４
と反対の面に通じるポートＢが設けてある。

【００２６】次に、圧力制御アクチュエータ本体９につ
いて説明する。この圧力制御アクチュエータ本体９の左
部分には制御シリンダ１０が設けてある。この制御シリ
ンダの左端にはポートＣが設けられていて、内部にはピ
ストン１１が液圧のシール１２を介して左右に摺動自在
に設けられている。なお、ピストン１１の受圧面積をＡ
Ｃとする。

【００２７】上記ピストン１１の左面からポートＣまで
の制御シリンダ１０内の部屋１３はピストンの摺動によ
って容積が変化し、カット弁２が閉じた状態でホイール
シリンダの液圧を増加、減少させるようになっている。
この部屋１３の容積は、中立状態では液圧を０からブレ
ーキの必要最高圧力、例えば１２０Ｋｇｆ／ｃｍ2 まで
増加させるために必要な値以上に設定されている。 ま
たブレーキの最高圧力から０まで、減圧するために必要
な容積まで拡大可能なように制御シリンダ１０の長さが
決められている。

【００２８】上記ピストン１１の右面にはピストンロッ
ド１４が固定されて設けてある。このピストンロッド１
４は、後述の推力発生装置１８で発生した推力をピスト
ン１１に伝える。そして、このピストンロッド１４は可
動スプリングシート１５を貫通しており、貫通部よりピ
ストン１１側は可動スプリングシート１５の貫通穴１５
ａより径が太くなっている。この大径部１４ａの長さ
は、ピストン１１が中立状態にあるときに、大径部１４
ａの右端が制御シリンダ１０の右端突起部１０ａの右端
に一致するような長さに設定されている。

【００２９】この突起部１０ａには、可動スプリングシ
ート１５が通常当たっているので、ブレーキ圧力が軽く
加わり大径部１４ａが可動スプリングシート１５に当た
ると、ピストン１１が中立位置に来るように設定されて
いる。制御シリンダ１０の右側にはスプリングハウジン
グ１６が固定されて設けてあり、このスプリングハウジ
ング１６の内部には、強力なリターンスプリング１７が
ピストンロッド１４の小径部１４ｂの外周に設けられて
いる。このリターンスプリング１７は、可動スプリング
シート１５を左方へ付勢している。取り付け状態ではプ
リロードがかかっており、可動スプリングシート１５を
制御シリンダ１０の右端に設けた突起部１０ａに押し付
けている。

【００３０】このプリロードは、ブレーキの必要最高圧
力でピストン１１に加わる右方向の力より大きい値とし
てある。したがって、通常、ブレーキペダル２８を踏ん
だだけではリターンスプリング１７が初期取り付け状態
より撓むことはなく、そのためブレーキ液圧剛性の低下
はない。前記可動スプリングシート１５はリターンスプ
リング１７の左端に設けられ、制御シリンダ１０とピス
トンロッド１４の大径部１４ａと接している。

【００３１】この可動スプリングシート１５は、通常時
およびピストン１１が右方向に移動したときは、ピスト
ン１１に働く力をピストンロッド１４を介してリターン
スプリング１７に伝える役目を果たし、またピストン１
１が左方に移動した場合には制御シリンダ１０の右端の
突起部１０ａに当たっているので、リターンスプリング
１７はプリロードを保つように静止し、ピストンロッド
１４が自由に移動できるようになっている。

【００３２】上記スプリングハウジング１６の右方に
は、ピストン１１を駆動するためのピストン駆動手段と
しての推力発生装置１８が設けてある。この推力発生装
置１８のハウジング１９の右端には電動モータ２０が設
けられている。この電動モータ２０は電流を流すとトル
クを発生する。トルクは一般に電流に比例するので、電
流を制御することでトルクの制御ができる。 また、電
流を逆向きに流せば、逆向きのトルクを発生させること
もできる。

【００３３】上記電動モータ２０の駆動軸にはピニオン
２１が結合されており、このピニオン２１には、上記推
力発生装置１８のハウジング１９とスプリングハウジン
グ１６に回転自在に軸支されたギア２２が噛合してい
る。このギア２２はピニオン２１よりピッチ円径が大き
いので、電動モータ２０で発生したトルクはギア比に応
じて増幅されて、ボス部内孔に設けられたボールねじナ
ット２３に伝えられる。このボールねじナット２３は、
ボールねじ軸２４とボールを介して勘合し、回転運動と
直進運動の相互の変換を行う。これにより、ボールねじ
ナット２３に加えられたトルクに応じてボールねじ軸２
４に推力が発生する。

【００３４】なお、このボールねじ軸２４は、前記ピス
トンロッド１４の小径部１４ｂの右端に同軸で連動連結
されている。そして、ボールねじナット２３に加えられ
るトルクに応じて推力を発生し、ピストンロッド１４に
伝達する。図１の構成では、電動モータ２０がピニオン
２１側から見て反時計方向にトルクを発生すると、ボー
ルねじ軸２４には左方向へ推力が発生する。このボール
ねじ軸２４の右端にはスプラインナット２５が同軸に取
り付けられ、上記のハウジング１９のボス部内孔に設け
られたスプラインチューブ２６とボールを介して勘合し
ていて、ボールねじ軸２４が左右に移動することは許す
が、ボールねじナット２３と共に回転してしまうことを
防止している。上記スプラインチューブ２６は、ハウジ
ング１９のボス部内孔に適数の溝が軸方向に形成された
もので、スプラインナット２５のボールが勘合するよう
になっているから、スプラインナット２５の回転を抑え
直進を許す構造になっている。

【００３５】上述の圧力制御アクチュエータ本体９に設
けられた部屋１３の左端にあるポートＣは、ブレーキ配
管３９により、液圧をブレーキ力に変換するホイールシ
リンダ２７に接続されているとともに、カット弁のポー
トＢにも接続されている。さらにカット弁のポートＡ
は、マスターシリンダ３０にブレーキ配管３８により接
続されている。

【００３６】前記の電磁コイル８および電動モータ２０
は、制御回路３１に図２における点線のように電気的に
接続されている。そして、車両の状態を検出し、各車輪
毎に設けられた圧力制御アクチュエータ１への指令値、
すなわちカット弁２のＯＮ・ＯＦＦと電動モータ２０へ
のトルク制御指令を計算して与えるようになっている。

【００３７】次に、図３に基づいて圧力制御アクチュエ
ータ１の作動と特性について説明する。図３の右半分に
示される増圧制御においては、マスターシリンダ３０の
所定圧力ＰB でカット弁２を閉じると、先ず部屋１３に
この圧力ＰB が封入される。電動モータ２０への電流を
０としておくと、このときピストン１１には［圧力ＰB
× 受圧面積ＡC ］の力が図２において右向きに加わ
り、この力はピストンロッド１４、可動スプリングシー
ト１５を介してリターンスプリング１７に加わる。とこ
ろが、リターンスプリング１７には［ブレーキの必要最
高圧力ＰMAX ×受圧面積ＡC ］分のプリロードがかかっ
ているため、これ以上の力が加わらないとリターンスプ
リングは撓まない。したがって、ピストン１１は可動ス
プリングシート１５に当接したたまま静止している。

【００３８】ここで電動モータ２０に電流を与え、左向
きの推力をピストン１１に与えると、可動スプリングシ
ート１５とピストンロッド１４との間の抗力が０になる
まで、すなわち推力が［ＰB ×ＡC ］になるまで、ピス
トン１１は静止したままである。推力が上記の値を越え
ると、ピストンロッド１１は左に移動を始め、圧力ＰB
がＰB ’に増加する。このとき、ピストンロッド１４、
ピストン１１などは、圧力ＰB ’と推力Ｆ以外の力を受
けないので、圧力ＰB ’は力がバランスした状態で［推
力Ｆ／受圧面積ＡC ］で表わされる値となる。推力Ｆ
は、トルクすなわち電動モータ２０に与える電流に比例
するので、増圧動作は、「基本的には入力電流に比例し
た圧力を発生し、封入時より低い圧力相当の電流では封
入時の圧力をそのまま保つ」という動作になる。

【００３９】つぎに、図３の左半分に示される減圧制御
においては、電動モータ２０への電流が０の状態は増圧
制御時と同じで、ピストン１１は静止している。電動モ
ータ２０に今度は右向きの推力−Ｆを発生するような電
流を与えると、ピストン１１には［ＰB ×ＡC ＋Ｆ］の
右向きの力が加わり、リターンスプリング１７を撓ませ
ようとする。前述のように、リターンスプリング１７は
力が［ＰMAX ×ＡC ］を越えないと撓まないので、ピス
トン１１はＦが［（ＰMAX −ＰB ）×ＡC ］を越えた時
点から右に移動を始める。

【００４０】ピストン１１が右に移動を始めると、圧力
ＰB がＰB ”に低下するとともに、リターンスプリング
１７の発生する力が［ばね定数Ｋ × 変位値量Ｘ］だ
け増加する。一般に油圧のばね定数［ピストン１１の変
位 ＶＳ 圧力変化による力］は非常に高いので、リタ
ーンスプリング１７のばね定数Ｋを無視すると、力がバ
ランスした状態では、圧力ＰB ”は、［ＰMAX −Ｆ／Ａ
C ］となる。したがって、減圧動作は、「基本的にはリ
ターンスプリング１７のプリロード相当圧力から入力電
流に比例して減圧された圧力を発生し、封入時より高い
圧力相当の電流では封入時の圧力をそのまま保つ」とい
う動作になる。

【００４１】上述したブレーキ制御装置３２において
は、マスターシリンダ３０による圧力を圧力センサ３３
により、車輪速を車輪速センサ３４により、その他の情
報をその他のセンサ３５によりそれぞれ検出して、各デ
ータが制御回路３１へ送られ、車両の状態が把握され
る。以降、これらのデータをもとに各種の演算・判断が
行なわれる。

【００４２】上記の動作の流れが、図４〜図６のフロー
チャートに示される。なお、このフローチャートは１輪
についての１サイクル分を示す。先ず、ステップ１０１
の車両状態検出が行われる。例えば車両のスターターキ
ーを回して電気系の作動位置になるとステップ１０１は
活動を始め、例えエンストしても続行されるものであ
る。次にステップ１０２で、ＡＢＳ制御中か否かがチェ
ックされる。ＡＢＳ制御中でなければ、ステップ１０３
に進んでトラクション制御中か否かのチェックに移る。
ここでトラクション制御中ならば、次のステップ１０４
において、車輪スリップがチェックされる。そして車輪
がスリップ状態でなければ、ステップ１０５に進んで車
輪空転のチェックが行なわれる。

【００４３】ステップ１０５で車輪が空転状態になけれ
ば、車両は制御を必要としない通常の状態と判断され
る。そこで、ステップ１０６におて制御回路３１からカ
ット弁２を開にするよう信号ａが出力されるとともに、
ステップ１０７で電動モータ２０への電流が０にセット
される。そして、ステップ１０８において、ＡＢＳ，ト
ラクションの両フラグがクリアされる。これにより、マ
スターシリンダ３０で発生したブレーキ圧力がカット弁
２を素通りしてホイールシリンダ２７に伝達され、ブレ
ーキペダル２８を踏んだ操作力に相当したブレーキ力が
作用することになる。

【００４４】ＡＢＳ制御の要否は、検出された車両状態
を基に、ステップ１０４で制御回路３１において、車輪
スリップの有無を計算して判断される。この判断には、
［（実車速−車輪速）／実車速］などで定義されるスリ
ップ率が用いられる。この値は完全スリップ状態（車輪
速＝０）で１．０となり、完全グリップ状態（車輪速＝
実車速）で０となるので、スリップ率があるしきい値Ｓ
1 を越えたら車輪がスリップを始める状態と判断され、
ＡＢＳ制御が開始される。

【００４５】ＡＢＳ制御では、まずステップ１０９にお
いて、カット弁２の電磁コイル８に制御回路３１から信
号ｂが送られ、カット弁２が閉となる。これにより、そ
れ以上のホイールシリンダ２７の液圧上昇が阻止され、
かつ圧力が封じ込められる。次にステップ１１０で、そ
のとき封じ込められた圧力、つまりマスターシリンダ圧
力が記憶される。そして、ステップ１１１においてＡＢ
Ｓ制御フラグがセットされ、以降ＡＢＳ制御中であるこ
とが認識できるようにされる。なお、先のステップ１０
２におけるチェックで、ＡＢＳ制御中である場合には、
ステップ１１２で実車速が０になったか否かが判断され
る。実車速が０の場合は停止状態なので、制御の必要は
なく、ステップ１０６以降の制御終了ルーチンに進む。

【００４６】ステップ１１１のあと、あるいは、ステッ
プ１１２のチェックで車速が０以外のため制御続行と判
断されたら、それぞれステップ１１３で指令圧力が制御
回路３１で演算される。この指令圧力は、車輪のスリッ
プ率がある規定の範囲内、例えば最大の減速度を発生す
るスリップ率にある幅を付けたような範囲に入るような
圧力として計算される。ステップ１１３で必要な指令圧
力の計算が終了したら、ステップ１１４でその指令圧力
と先に検出した現在のマスターシリンダの圧力とが比較
される。ステップ１１３で計算された指令圧力が現在の
マスターシリンダ圧力よりも高い場合には、ＡＢＳ作動
後にブレーキペタル２８を緩めたか、路面のμが増加し
たものと判断できる。

【００４７】何れにしても運転者は、制御で得られる高
い減速度より低いレベルの減速をしようとしていると考
えられるので、カット弁開のステップ１０６以降に進み
制御が終了される。ステップ１１４での比較において、
現在のマスターシリンダ圧力より指令圧力が低いときに
は、次のステップ１１５で、指令圧力は封入したときの
圧力と比較される。封入時のマスターシリンダの圧力よ
りも指令圧力が高い場合、ブレーキペダル２８を増し踏
みした上にμが増加したと考えられる。このときは圧力
制御アクチュエータ１の動作は増圧となり、ＡＢＳ制御
としては異常な状態となるが、マスターシリンダ３０に
は充分な圧力が蓄えられているので、このマスターシリ
ンダ圧力をホイールシリンダ２７に導けば増圧制御は必
要ない。

【００４８】このため一旦制御を中止し、ステップ１０
６以降に移行してカット弁２が開かれる。この後、やは
りＡＢＳ制御が必要であれば、ステップ１０４で車輪ス
リップ状態が感知された時点で再びＡＢＳ制御を開始す
る。このときは、マスターシリンダ３０から制御シリン
ダ１０の部屋１３に導かれた高い圧力からの減圧動作と
なり、普通のＡＢＳ制御と同じになる。すなわち、ステ
ップ１１５において、封入時のマスターシリンダ圧力よ
りステップ１１３で計算された指令圧力が高くなければ
ステップ１１６に進む。つまり図３のグラフに従ってモ
ータへの指令電流が計算され、ステップ１１７で電動モ
ータ２０へ指令電流を送って駆動する。これにより、ピ
ストン１１が右に移動して部屋１３およびホイールシリ
ンダ２７の圧力を減じさせて１サイクルのＡＢＳ制御が
終了する。

【００４９】次に、トラクション制御の要否は、ステッ
プ１０５において、先のステップ１０１で検出された車
両状態を基に車輪空転の有無を計算して判断される。こ
の判断はマイナスのスリップ率によってもよいが、（車
輪速−実車速）／（車輪速）などで定義される値を用い
ればよい。この値は、完全空転状態（実車速＝０）で
１．０となり、完全グリップ状態（車輪速＝実車速）で
０となるので、やはりしきい値Ｓ3 を越えたとき車輪が
空転を始める状態と判断して、トラクション制御が開始
される。

【００５０】まずステップ１１８でカット弁２が閉じら
れ、圧力が封じ込められる。次にステップ１１９でその
ときの封じ込め圧力（＝マスターシリンダ圧力、大抵は
０である）が記憶される。そしてステップ１２０でトラ
クションフラグがセットされて、ステップ１０３のチェ
ック時トラクション制御中であることを認識できるよう
にする。またトラクション制御をしている最中の場合
は、別途ステップ１２１で車輪が空転しているか否かが
判断される。空転が止まった場合は制御の必要はないの
で、ステップ１０６以降へ移行して制御が終了する。

【００５１】制御を開始あるいは制御続行と判断された
ら、次にステップ１２２で指令圧力が計算される。この
圧力としては、車輪の空転が止められるような最低限の
圧力値が求められる。必要な指令圧力の計算が終了した
ら、ステップ１２３において、先のステップ１０１で検
出された現在のマスターシリンダ圧力と比較される。も
し計算された指令圧力が現在のマスターシリンダ圧力よ
りも低い場合、トラクション制御作動中に運転者がブレ
ーキペダルを踏んだと判断できる。この場合、運転者の
希望より低い圧力に制御をし続けることは危険であり、
運転者の意志に任せるためにステップ１０６以降へ移行
して制御が終了する。

【００５２】ステップ１２３のチェックで、現在のマス
ターシリンダ圧力よりも指令圧力が高い場合は、次のス
テップ１２４で封入したときの圧力と比較される。ほと
んど有り得ないが、封入時の圧力よりも指令圧力が低い
場合には、圧力制御アクチュエータ１の作動は減圧とな
り、トラクション制御としては異常な状態となるので、
ステップ１０６に進みカット弁２が開かれて一旦制御を
終了する。このとき、マスターシリンダ３０にはより低
い圧力しかないので、ホイールシリンダ２７の圧力は低
下する。このあとやはりトラクション制御が必要であれ
ば、ステップ１０５において車輪が空転状態になった時
点で再びトラクション制御が開始されるが、抜けた圧力
からの制御となるので減圧動作とはならない。

【００５３】以上の判断でやはりトラクション制御が必
要と判断された場合、ステップ１２５において図３のグ
ラフの右半分に従って電動モータ２０への指令電流が計
算される。 その後、ステップ１２６で電動モータ２０
に対して駆動電流が与えられ、制御シリンダ１０の部屋
１３およびホイールシリンダ２７の圧力が所定値まで増
圧されて、１サイクルの制御が終了する。以下、これら
のサイクルが繰り返されて、ＡＢＳ制御あるいはトラク
ション制御が必要に応じて実行される。

【００５４】以上のようにこの実施例によれば、１個の
電動モータ２０で増圧も減圧も行いながら、カット弁２
は１輪について１個で済み、コストが低減される。さら
に、圧力センサ３３によるマスターシリンダ３０の圧力
情報を基に制御を行うので、トラクション制御の際の増
し踏みなど従来例では反映されなかった運転者の意志が
忠実にブレーキのホイールシリンダ２７に伝達されると
いう効果を有している。また、従来例では通常のブレー
キ圧力による第１ピストン５８の低下を抑えるため、モ
ータをロックするのに電磁ブレーキなどを必要とした
が、本実施例の構成ではプリロードをかけたリターンス
プリング１７を用いることによって電磁ブレーキとその
ためのハーネスや駆動回路などを廃止することができ、
なお一層のコストの低減が図られるとともに、断線やシ
ョートなどの故障の心配もないという利点がある。

【００５５】さらにまた、プリロードを付与したリター
ンスプリング１７を用いているから、電動モータ２０の
電流を０にした後、カット弁２を開けばピストン１１は
初期に圧力を封入した時のピストン位置に確実にかつ迅
速に復帰する。すなわち、リターンスプリング１７はピ
ストン１１を迅速に中立位置に復帰させる機能も併せ持
つため、高μ低μが交互に続くような路面でも毎回同じ
特性でＡＢＳ制御が遂行される。

【００５６】またトラクション制御終了時においても、
電流を０に戻し後にカット弁２を開けば、ある程度ブレ
ーキ圧力が上昇して可動スプリングシート１５にピスト
ンロッド１４の大径部１４ａの端面が当たって、ピスト
ン１１は中立位置に確実に復帰し、もし何等かの原因で
中立位置まで瞬間的に復帰しなくても、続けてブレーキ
ペダル２８が踏まれればその圧力で中立位置に復帰す
る。本実施例は以上のように、いかなる状況においても
迅速確実にＡＢＳ制御およびトラクション制御が行なわ
れる。

【００５７】さらに、従来例では３ケ所の液圧シールが
必要であったが、本実施例では１個のシール１２しか使
用していないので、液洩れに対する信頼性を向上するこ
とができる。なお、本発明は前述の実施例に限定される
ものではなく、適宜な変更を行うことにより、それ以外
の態様でも実施しうるものである。

【００５８】

【発明の効果】以上のとおり、本発明の圧力制御アクチ
ュエータのカット弁は１個であるからこれを操作する指
令信号は信号ａ，ｂだけで済み、制御系も簡単になり断
線，ショートに対する信頼性が向上するという効果があ
る。そして増圧および減圧の各種制御が、上記カット弁
と組み合わせて、制御シリンダの部屋の圧力を増減する
１個のピストンをピストン駆動手段で駆動するだけで済
み、経済的にその制御が実現されるという効果がある。
また、圧力制御用のピストンは１個だけなので、液圧シ
ールも１個だけでよいため液洩れに対する信頼性も向上
するという効果がある。

【００５９】そして、制御シリンダの部屋を作用子と接
続するとともにカット弁を介して液圧変換装置と接続
し、ピストンが所定位置より部屋の容積拡大方向に位置
するとき、液圧変換装置の液圧により当該ピストンが付
勢される方向と反対の方向へピストンを付勢し、液圧変
換装置が最高圧力のときにピストンが付勢される力と釣
り合うように初期ばね力が設定されたリターンスプリン
グとを備えるものとしたことにより、ピストン駆動手段
の力を０にした後、カット弁に信号ａを送って開にすれ
ば、ピストンは確実かつ迅速に中立位置に復帰するか
ら、制御が繰り返されても毎回同じ作動特性で確実な制
御をすることができる。

【００６０】また本発明のブレーキ制御装置は、マスタ
ーシリンダを上記液圧変換装置とし、ホイールシリンダ
を作用子とするとともに、検出されたスリップ率がしき
い値Ｓ１を上回っているときには上記圧力制御アクチュ
エータのカット弁に信号ｂを入力してこれを閉鎖し、ス
リップ率がしきい値Ｓ１より小さなしきい値Ｓ２を下回
っているときにはカット弁にａ信号を送って開放するよ
うな制御手段を有するので、制御系がチャタリングを起
こすことなく理想的なスリップ率が保持され、最大のブ
レーキング効果が得られる。

【００６１】そして、ＡＢＳ制御もトラクション制御
も、上記カット弁と組み合わせ、制御シリンダの部屋の
圧力を増減する１個のピストンをピストン駆動手段で駆
動するだけで済み、経済的にかつあらゆる路面状況に応
じて適切なブレーキ操作ができるという効果がある。こ
の際、ピストン駆動手段の力を０にした後、カット弁に
信号ａを送って開にすれば、ピストンは確実かつ迅速に
中立位置に復帰するから、高μ，低μが交互に続くよう
な路面でも毎回同じ作動特性で確実な制御をすることが
できる。そしてまた、圧力制御アクチュエータは、それ
が付設される１個のホイールシリンダにつきカット弁は
１個使用されているのみで、コストが低下するという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のブレーキ制御装置の実施例を示す図で
ある。

【図２】実施例の圧力制御アクチュエータの詳細を示す
断面説明図である。

【図３】圧力制御アクチュエータの作動特性を示す線図
である。

【図４】実施例における制御の流れを示すフローチャー
トである。

【図５】実施例における制御の流れを示すフローチャー
トである。

【図６】実施例における制御の流れを示すフローチャー
トである。

【図７】従来例を示す図である。

【符号の説明】

１ 圧力制御アクチュエータ ２ カット弁 ４ プランジャ ８ 電磁コイル ９ 圧力制御アクチュエータ本体 １０ 制御シリンダ １１ ピストン １３ 部屋 １４ ピストンロッド １５ 可動スプリングシート １６ スプリングハウジング １７ リターンスプリング １８ 推力発生装置（ピストン駆動手段） １９ ハウジング ２０ 電動モータ ２１ ピニオン ２２ ギア ２３ ボールねじナット ２４ ボールねじ軸 ２５ スプラインナット ２６ スプラインチューブ ２７ ホイールシリンダ ２８ ブレーキペダル ２９ ブースタ ３０ マスターシリンダ ３１ 制御回路 ３２ ブレーキ制御装置 ３３ 圧力センサ ３４ 車輪速センサ ３８、３８’、３９ ブレーキ配管 ５１ ブレーキペタル ５２ マスターシリンダ ５３ 第１電磁カット弁 ５４ 調圧シリンダ ５６ シリンダ ５７、６２、６３ シール ５８ 第１ピストン ５９ 第２ピストン ６１ 中空円筒 ６４ チェック弁 ６５、６６ スプリング ６７ モータ ６８ ギャー群 ６９ ボールねじ ７０ 推力発生装置 ７１ ホイールシリンダ ７２ 第２電磁カット弁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 操作子に加えられた操作力を液圧に変換
   する液圧変換装置と、前記液圧を作用力に変換する作用
   子との間を結ぶ流路に配置されて前記作用力を制御する
   ための圧力制御アクチュエータであって、ポートＡとポ
   ートＢを持ち、信号ａが入力されるとポートＡ，Ｂ間を
   流通させ、信号ｂが入力されるとポートＡ，Ｂ間を流通
   させないようにし、ポートＡは前記液圧変換装置に接続
   され、ポートＢは前記作用子に接続されたカット弁と、
   ピストンによって区画され、前記カット弁と前記作用子
   との間の流路に接続された部屋を有する制御シリンダ
   と、駆動命令に従い前記ピストンを駆動するピストン駆
   動手段と、前記ピストンが所定位置より部屋の容積拡大
   方向に位置するとき、前記液圧変換装置の液圧により前
   記ピストンが付勢される方向と反対の方向へ前記ピスト
   ンを付勢し、前記液圧変換装置が最高圧力のときに前記
   ピストンが付勢される力と釣り合うように初期ばね力が
   設定されたリターンスプリングとからなることを特徴と
   する圧力制御アクチュエータ。
2. 【請求項２】 車両のブレーキペダルに加えられた操作
   力を液圧に変換するマスターシリンダと、前記液圧をブ
   レーキ力に変換するホイールシリンダと、ポートＡとポ
   ートＢを持ち、信号ａが入力されるとポートＡ，Ｂ間を
   流通させ、信号ｂが入力されるとポートＡ，Ｂ間を流通
   させないようにし、ポートＡは前記マスターシリンダに
   接続され、ポートＢは前記ホイールシリンダに接続され
   たカット弁と、ピストンによって区画され、前記カット
   弁と前記ホイールシリンダとの間の流路に接続された部
   屋を有する制御シリンダと、駆動命令に従い前記ピスト
   ンを駆動するピストン駆動手段と、前記マスターシリン
   ダの液圧により前記ピストンが付勢される方向と反対の
   方向へ前記ピストンを付勢し、前記マスターシリンダが
   最高圧力のときに前記ピストンが付勢される力と釣り合
   うように初期ばね力が設定されたリターンスプリングと
   からなる圧力制御アクチュエータと、タイヤと路面との
   間のスリップ率を検出するスリップ率検出手段と、該ス
   リップ率検出手段によって検出されたスリップ率がしき
   い値Ｓ１を上回っているときには前記カット弁に前記信
   号ｂを入力し、前記スリップ率がしきい値Ｓ１より小さ
   なしきい値Ｓ２を下回っているときには前記カット弁に
   前記信号ａを入力する制御手段とを有することを特徴と
   するブレーキ制御装置。