JPH0637162B2 - 自動車の制動力制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、自動車の制動力制御装置に関し、特にグル
ープ分けされた車輪グループごとに制動力の制御を行な
う制動力制御装置に関する。

従来の技術 近年、自動車の制動力および安全性を向上させるため
に、電子制御装置を利用して各車輪ごとに制動力の制御
を行なうことが要望されている。この要望に応えようと
する制動力制御装置が、既に特公昭５２−９７９１号公
報および特開昭４７−３９８７６号公報に開示されてい
る。特公昭５２−９７９１号公報では、制動力を変化さ
せ得る両方向制御の真空シリンダが、各車輪に通ずる作
動チャンネルごとに使用されている。そして、その真空
シリンダは、増圧用として高圧側に通ずる１個の電磁弁
と低圧側に通ずる１個の電磁弁とを有し、減圧用として
高圧側に通ずる１個の電磁弁と低圧側に通ずる１個の電
磁弁とを有している。したがって、４個の車輪に対して
は、４個の真空シリンダと１６個の電磁弁とが必要とな
る。特開昭４７−３９８７６号公報では、各作動チャン
ネルごとに、１つのブレーキ液圧カットオフ弁と１つの
電磁弁を持つ片方向制御の真空シリンダが、増圧用およ
び減圧用にそれぞれ１個ずつ使用される。したがって、
４個の車輪に対しては、８個の真空シリンダが必要とな
る。

発明が解決しようとする問題点 各車輪に通ずるチャンネルごとに着目したとき、上述さ
れた従来の制動力制御装置は、機能上特に問題はないか
もしれない。しかし、たとえば四輪自動車の各輪を独立
して制御しようとすれば、その装置は非常に大型化す
る。すなわち、特公昭５２−９７９１号公報によれば、
４個の作動チャンネルに対して合計で１６個の電磁弁が
必要とされ、特開昭４７−３９８７６号公報によれば、
４個の作動チャンネルに対して合計で８個の真空シリン
ダが必要となる。また、特公昭５２−９７９１号公報で
は、ブレーキペダル部分とアクチュエータとが電子制御
装置を介して電子指令でつながっているのみなので、万
一、電子演算制御系やまたは動力系（この場合は真空
系）に失陥を生じた場合、全く制動力が失われてしまう
という固有の問題点がある。

それゆえに、この発明の目的は、全体として見ても比較
的簡素でかつ軽量小型化可能であり、しかもたとえ電子
制御系や動力系に失陥を生じたとしても、少なくともブ
レーキペダルによる操作力のみはブレーキ装置に伝達し
得る、自動車の制動力制御装置を提供することである。

問題点を解決するための手段 この発明は、グループ分けされた車輪グループ毎に制動
力の制御を行なう自動車の制動力制御装置である。制動
力制御装置は、マスタシリンダと、車輪ブレーキと、ア
クチュエータと、リザーバと、補助動力源と、高圧側補
助回路と、低圧側補助回路と、制御弁とを備える。マス
タシリンダは、ブレーキペダルによる操作力を液圧に変
換する。車輪ブレーキは、車輪に対する制動力を発揮す
る。アクチュエータは、マスタシリンダと車輪ブレーキ
とを連絡する液路に配置される。補助動力源は、リザー
バから作動流体を吸引加圧して補助動力圧を蓄える。高
圧側補助回路は、補助動力源とアクチュエータとを連絡
する。低圧側補助回路は、リザーバとアクチュエータと
を連絡する。制御弁は、高圧側補助回路および低圧側補
助回路に配置される。

アクチュエータは、ハウジングと、このハウジング内を
摺動可能に設けられたピストンとを備える。ハウジング
は、一端から他端に向かって順に配置された第１チャン
バ、第２チャンバ、第３チャンバおよび第４チャンバを
有する。ピストンは、第１チャンバと第２チャンバとを
液封分離する第１液封部、第２チャンバと第３チャンバ
とを液封分離する第２液封部、および第３チャンバと第
４チャンバとを液封分離する第３液封部を一体に有して
いる。

ハウジングは、さらに、少なくとも４個のポートを備え
る。第１のポートは、マスタシリンダと第１チャンバと
を連絡する。第２のポートは、第２チャンバと制御弁と
を連絡する。第３のポートは、第３チャンバと制御弁と
を連絡する。第４のポートは、第４チャンバと車輪ブレ
ーキとを連絡する。

制御弁は、補助動力圧がピストンに対して正および負の
いずれの方向にも作用し得るように、第２および第３チ
ャンバと、高圧側および低圧側補助回路とを結ぶ液路を
選択的に切換える。

実施例 第１図には、この発明の一実施例の概要が示されてい
る。図示される自動車の制動力制御装置は、四輪車の各
車輪ごとに独立にその制動力の制御を行なうようにされ
ている。図中、各車輪に対するブレーキは、１ａ，１
ｂ，１ｃ，１ｄで示され、ブレーキペダルは２で示され
る。ブレーキペダル２にはマスタシリンダ３が直結され
ている。そして、ブレーキペダル２による操作力は、マ
スタシリンダ３によって液圧に変換される。通常、マス
タシリンダ３は、安全性を高めるために、２回路４，５
によって出力される。一方の回路４は、さらに２個の作
動チャンネル６ａおよび６ｂに分かれる。他方の回路５
も、同様に２個の作動チャンネル６ｃおよび６ｄに分か
れる。各作動チャンネル６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄは、そ
れぞれ各車輪ブレーキ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに通じて
いる。そして、各作動チャンネル６ａ，６ｂ，６ｃ，６
ｄ内にで、ブレーキ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの各制動力
を直接作用させ得るアクチュエータ７ａ，７ｂ，７ｃ，
７ｄが配置される。

マスタシリンダ３によって生じた液圧は、各作動チャン
ネル内に配置されたアクチュエータ７ａ，７ｂ，７ｃ，
７ｄのピストンに作用する。そして、各アクチュエータ
７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄの出力は、それぞれブレーキ１
ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに導入され、制動力を発生する。

また、図示するように、補助動力による液圧が各アクチ
ュエータ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄのピストンに作用し得
るようにするために、補助動力回路８ａ，８ｂ，８ｃ，
８ｄおよび９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄが設けられる。一方
の補助動力回路８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄは高圧側に通
じ、他方の補助動力回路９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄは低圧
側に通じている。そして、各車輪に通ずる上記各補助動
力回路内には、それぞれ制御弁１０ａ，１０ｂ，１０
ｃ，１０ｄが配置される。この実施例に用いられている
制御弁１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄはいわゆる方向
流量制御弁である。補助動力は、タンク１１内の作動油
をポンプ１２によって加圧することによって得られる。
そして、加圧された液は、各制御弁１０ａ，１０ｂ，１
０ｃ，１０ｄに導かれる。各制御弁１０ａ，１０ｂ，１
０ｃ，１０ｄはそれぞれ、電子制御装置１３によって独
立に制御される。また、各制御弁１０ａ，１０ｂ，１０
ｃ，１０ｄはそれぞれ、２個の液路を介してアクチュエ
ータ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄに連絡される。こうして、
各アクチュエータ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄのピストンに
は、マスタシリンダ３からの液圧に加えて、制御弁１０
ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄによって適度の大きさに制
御された補助動力からの補助液圧が、正および負のいず
れの方向にも作用し得るように構成される。したがっ
て、各アクチュエータ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄは、たと
えマスタシリンダ３からの入力がなかったとしても、制
御弁１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄの操作のみによっ
て出力圧を出すことができる。

なお、各アクチュエータ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ内に２
種類の液を導入することは好ましくない。したがって、
好ましくは、ブレーキ系に使用される液と、補助動力系
に使用される液とを同一の種類のものにするのがよい。
図示された例では、各アクチュエータ７ａ，７ｂ，７
ｃ，７ｄはそれぞれ独立にリザーバ１４ａ，１４ｂ，１
４ｃ，１４ｄを有している。しかしながら、各アクチェ
ユータ用のリザーバとして、適当な中間仕切を設けてあ
る一体のリザーバを使用してもよい。さらに変形例とし
て、各アクチュエータ用のリザーバとマスタシリンダ用
のリザーバ１５とを合体させてもよく、あるいはタンク
１１と合体させてもよい。

電子制御装置１３には色々な情報が入力される。そして
この入力された情報に基づいて、各制御弁１０ａ，１０
ｂ，１０ｃ，１０ｄをそれぞれ適宜に動作させる。つま
り、各車輪の回転はそれぞれ回転センサ１６ａ，１６
ｂ，１６ｃ，１６ｄによって監視されるが、電子制御装
置１３は、各車輪に所望の回転状況を現出させるように
制御弁１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄを制御する。

電子制御装置１３には、車輪回転のみならず踏力を代表
するマスタシリンダ液圧センサ１７の出力も入力され
る。このマスタシリンダ液圧センサ１７は、ブレーキペ
ダル２に働く力またはブレーキペダル２とマスタシリン
ダ３のピストンとの間を連結するプッシュロッドに働く
力を検出するセンサ１８に置き換えることができる。ま
た、良好な制御を得るために多くの場合、各アクチュエ
ータ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄの出力圧をセンサ１９ａ，
１９ｂ，１９ｃ，１９ｄによって感知し、この信号を電
子制御装置１３に入力することが望ましい。その場合に
は、センサ１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄと同種の圧
力センサ１７を用いるのがコスト上有利である。しか
し、逆にマスタシリンダ３の遅れやヒステリシスを考慮
するならば、ブレーキペダル２の操作力を直接計測する
センサ１８の方が性能上有利である。さらに良好な制御
を得るために、車体減速度センサ、車体対地速度セン
サ、各車輪の制動トルクセンサ、各車輪の輪荷重セン
サ、あるいは制御弁１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄの
出力すなわちアクチュエータ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ中
の補助動力圧のセンサなどの任意のセンサを付加するこ
とができる。さらに、アクセルペダルスイッチやクラッ
チペダルスイッチを付加することもできるし、エンジン
制御系、サスペンション制御系、ステアリング制御系な
どからの情報を受取ることもできる。これら付加的なセ
ンサ、スイッチまたは他の電子制御装置からの情報は、
いずれも電子制御装置１３で設定される時々刻々の目標
制動圧力をより理想的なものに近づけることになる。な
お、電子制御装置１３は公知のものであるが、この発明
が意図するものは、この公知の電子制御装置による出力
をいかに忠実かつ簡素に制動圧力として実現させるかに
ある。

第２図には、アクチュエータ７ａおよびそれに関連した
構成が示されている。アクチュエータ７ａは、ハウジン
グ１００と、ピストン２０とを備える。ハウジング１０
０は、一端から他端に向かって順に配置された第１チャ
ンバＡ、第２チャンバＢ、第３チャンバＣおよび第４チ
ャンバＤを有している。

ピストン２０は、ハウジング１００内を摺動可能に設け
られている。このピストン２０は、第１チャンバＡと第
２チャンバＢとを液封分離する第１液封部２０ａ、第２
チャンバＢと第３チャンバＣとを液封分離する第２液封
部２０ｂ、および第３チャンバＣと第４チャンバＤとを
液封分離する第３液封部２０ｃを一体に有している。

ハウジング１００のポート３０は、マスタシリンダ３と
第１チャンバＡとを連絡する。ハウジング１００のポー
ト１０１は、第２チャンバＢと制御弁１０ａとを連絡す
る。ハウジング１００のポート１０２は、第３チャンバ
Ｃと制御弁１０ａとを連絡する。ハウジング１００のポ
ート２９は、第４チャンバＤと車輪ブレーキ１ａとを連
絡する。

制御弁１０ａは、補助動力圧がピストン２０に対して正
および負のいずれの方向にも作用し得るように、第２お
よび第３チャンバＢ，Ｃと、高圧側および低圧側補助回
路８ａ，９ａとを結ぶ液路を選択的に切換える。図示さ
れている状態では、ブレーキペダル２は操作されておら
ず、しかもポンプ１２によって加圧された液は制御弁１
０ａによってその流路が遮断されている。したがって、
アクチュエータ７ａのピストン２０は、図において最も
右方に位置している。なおこのピストン２０は、復帰ば
ね２１の働きによって常に右方へ移動するように付勢さ
れている。

図示するように、ピストン２０の左方端部分には、スラ
イドピン２２がスライド可能に受入れられている。スラ
イドピン２２は、その左方端部にゴム２３が固着されて
おり、板ばね２４によって常に図において左方へ移動す
るように付勢されている。第２図に示す状態では、スラ
イドピン２２の右方端部２２ａが、スナップリング２５
を介してピストン２０の左方端部に固着されている断面
Ｕ字状部材２６と係合し、それによって左方への移動が
禁止されている。そしてその状態では、スライドピン２
２の左方端面つまりはゴム２３の左方端面が壁面から離
れており、したがってリザーバ１４ａからの液路は開い
ていることになる。その状態からピストン２０がわずか
に左方へ移動すれば、スライドピン２２の右方端面２２
ａと断面Ｕ字状部材２６との係合が外れ、その結果スラ
イドピン２２は板ばね２４の働きによって左方へ移動す
る。そしてその後は、ピストン２０の左方に位置するチ
ャンバ２７内の圧力上昇によって、自力でリザーバ１４
ａからの液路を閉じる。以上の説明から明らかなよう
に、図示されるアクチュエータ７ａでは、スライドピン
２２に関連した構成（これは公知のセンターバルブであ
る）と復帰ばね２１との組合わせによって、常に原点状
態を確保することができる。その原点状態では、リザー
バ１４ａに通ずるポート２８と、ブレーキ１ａに通ずる
ポート２９とが連通状態となっている。

ブレーキペダル２の操作に応じてマスタシリンダ３によ
って加圧された液は、ポート３０からアクチュエータ７
ａ内に導入され、ピストン２０の右側小径部３１を押圧
するように作用する。一方、ポンプ１２によって加圧さ
れた液は、制御弁１０ａの位置に応じて、ピストン２０
の右側環状部３２または左側環状部３３を押圧するよう
に作用する。したがって、ポート２９からブレーキ１ａ
に向かって送り出される液の圧力は、マスタシリンダ３
からの圧力による力に補助動力圧による力が任意に加減
されたものによって創出される。すなわち、アクチュエ
ータ７ａと制御弁１０ａとの組合わせによって、以下の
４つの状態を実現することができる。第１の状態は、補
助動力や制御装置（センサ類、演算装置、配線類など）
が失陥したときにブレーキペダル２による操作力のみで
車輪を制動しようとする状態である。第２の状態は、ブ
レーキペダル２による操作力にコンピュータ指令通りの
適度の補助力が加えられた倍力状態である。第３の状態
は、ブレーキペダル２による操作力をコンピュータ指令
どおりに適宜に減殺したアンチロック対応状態である。
第４の状態は、ブレーキペダル２による操作力なしで、
補助動力による力のみでコンピュータ指令どおりの適度
の制動力を発揮し得る自動ブレーキ状態である。

第１図に示された実施例では、上述された制御は、４個
の車輪ごとに行なわれる。しかし、必ずしも各車輪ごと
に制御する必要はない。たとえば２個の車輪を同一の作
動チャンネルによって連絡するようにすれば、全体で２
個の作動チャンネルとなる。そしてこの場合には、その
各作動チャンネルごとに制御されることになる。この場
合には、言うまでもないが、作動チャンネルの数に応じ
てアクチュエータおよび制御弁が用意される。

なお、制御弁に関しては、単純な４ポート３位置弁を公
知のパルス幅変調技術によって制御することもできる。
しかし、より確実に滑らかな制御を行なうためには、方
向流量制御弁を用いるのがよい。このような方向流量制
御弁としては、サーボ弁、比例電磁弁など公知のものが
多い。また、本願発明者と同一の発明者によってなされ
た特願昭５９−１８２９９７号（特開昭６１−６２６７
８号公報参照）に示されている回転式制御弁が、この種
の方向流量制御弁として有利に利用され得る。

第３図には、この発明に用いられるアクチュエータの他
の例およびそれに関連した構成が示されている。なお、
図中第２図に用いられた番号と同一の番号は、同一また
は相当の部分を示している。第２図に示した例では、制
御弁１０ａとして方向流量制御弁が用いられたが、第３
図に示す例では制御弁として３個のポート２位置弁を用
いている。前述されたような方向流量制御弁は比較的高
価であるが、第３図に示されるような２ポート２位置弁
は比較的安価である。ただ問題となるのは、各作動チャ
ンネルあたりに３個もの弁が必要となることであるが、
それでも特公昭５２−９７９１号公報に開示された装置
に比較すれば各チャンネルあたり１個の弁を減らすこと
ができるので有利である。なお、これらの弁によって
も、パルス幅変調によって滑らかな制御を指向すること
ができる。

第３図に示された例では２ポート２位置３４，３５，３
６を採用しているので、それに伴いアクチュエータ３７
も以下のような構成とされる。すなわち、ピストン３８
の補助動力受圧面積は、マスタシリンダからの液圧が作
用する方向と同方向に働く側と逆方向に働く側とで異な
っている。そして、相対的に大きな面積となっている部
分３９と低圧側補助動力回路９ａとの間に制御弁３６が
配置される。一方、相対的に小さな面積となっている部
分４０と補助動力源１２からの液圧回路８ａとの間に制
御弁３４が配置される。さらに、大面積側３９と小面積
側４０との間にバイパス路を設け、そのバイパス路に制
御弁３５が配置される。大面積側の作動力を制御するに
は、制御弁３５を開状態に保った上で制御弁３４と制御
弁３６とを作動させる。この場合、大面積側に働く圧力
と小面積側に働く圧力とが等しいので、両者の面積差分
だけの作動力が発生する。一方、小面積側の作動力を制
御するには、制御弁３６を開状態に保った上で制御弁３
４と制御弁３５とを作動させる。この場合、大面積側の
圧力が低圧状態となるので、小面積側に作動力が発生す
る。

発明の効果 以上のように、この発明によれば、グループ分けされた
各作動チャンネルごとに設けられているアクチュエータ
と制御弁との組合わせによって、踏力・減速度比例制御
のような高度の倍力作用や補助動力失陥時の対応などを
含めて、主要な制御の全モードを行なわせるものである
ので、比較的簡素でかつ軽量小型化可能な制動力制御装
置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示す概要図である。第
２図は、この発明に用いられるアクチュエータの一例お
よびそれに関連した構成を示す図である。第３図は、こ
の発明に用いられるアクチュエータの他の例およびそれ
に関連した構成を示す図である。 図において、１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄはブレーキ、２は
ブレーキペダル、３はマスタシリンダ、６ａ，６ｂ，６
ｃ，６ｄは作動チャンネル、７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄは
アクチュエータ、８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄおよび９ａ，
９ｂ，９ｃ，９ｄは補助動力回路、１０ａ，１０ｂ，１
０ｃ，１０ｄは制御弁、１３は電子制御装置を示す。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−26027（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−4272（ＪＰ，Ａ) 特公 昭50−14311（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】グループ分けされた車輪グループ毎に制動
   力の制御を行なう自動車の制動力制御装置において、 ブレーキペダルによる操作力を液圧に変換するマスタシ
   リンダ（３）と、 車輪に対する制動力を発揮する車輪ブレーキ（１ａ）
   と、 前記マスタシリンダと前記車輪ブレーキとを連絡する液
   路に配置されたアクチュエータ（７ａ）と、 リザーバ（１１）と、 前記リザーバから作動流体を吸引加圧して補助動力圧を
   蓄える補助動力源（１２）と、 前記補助動力源と前記アクチュエータとを連絡する高圧
   側補助回路（８ａ）と、 前記リザーバと前記アクチュエータとを連絡する低圧側
   補助回路（９ａ）と、 前記高圧側補助回路および前記低圧側補助回路に配置さ
   れる制御弁（１０ａ）と、 を備え、 前記アクチュエータ（７ａ）は、 一端から他端に向かって順に配置された第１チャンバ
   （Ａ）、第２チャンバ（Ｂ）、第３チャンバ（Ｃ）およ
   び第４チャンバ（Ｄ）を有するハウジング（１００）
   と、 前記ハウジング（１００）内を摺動可能に設けられ、前
   記第１チャンバ（Ａ）と前記第２チャンバ（Ｂ）とを液
   封分離する第１液封部（２０ａ）、前記第２チャンバ
   （Ｂ）と前記第３チャンバ（Ｃ）とを液封分離する第２
   液封部（２０ｂ）、および前記第３チャンバ（Ｃ）と前
   記第４チャンバ（Ｄ）とを液封分離する第３液封部（２
   ０ｃ）とを一体に有するピストン（２０）と、 を備え、 前記ハウジング（１００）は、 前記マスタシリンダ（３）と前記第１チャンバ（Ａ）と
   を連絡するポート（３０）と、 前記第２チャンバ（Ｂ）と前記制御弁（１０ａ）とを連
   絡するポート（１０１）と、 前記第３チャンバ（Ｃ）と前記制御弁（１０ａ）とを連
   絡するポート（１０２）と、 前記第４チャンバ（Ｄ）と前記車輪ブレーキ（１ａ）と
   を連絡するポート（２９）と、 を備え、 前記制御弁（１０ａ）は、前記補助動力圧が前記ピスト
   ン（２０）に対して正および負のいずれの方向にも作用
   し得るように、前記第２および第３チャンバ（Ｂ，Ｃ）
   と、前記高圧側および低圧側補助回路（８ａ，９ａ）と
   を結ぶ液路を選択的に切換える、自動車の制動力制御装
   置。
2. 【請求項２】前記制御弁は、方向流量制御弁であること
   を特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の自動車の
   制動力制御装置。
3. 【請求項３】前記自動車の車輪は１輪毎にその制動力の
   制御が行なわれることを特徴とする、特許請求の範囲第
   １項または第２項に記載の自動車の制動力制御装置。