JPH0641256B2 - 自動車用ブレーキスリップ制御付ブレーキ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ブレーキペダルを通じて作動されるマスタシ
リンダと、このマスタシリンダにブレーキ回路を介して
接続されたホイールシリンダと、センサと、自動車の制
動状態に応じて制動圧をパルス状に減圧する制動圧調整
装置とを備える自動車用ブレーキスリップ制御付ブレー
キ装置に関する。

従来のブレーキスリップ制御付ブレーキシステムにおい
ては、ブレーキスリップ制御された車輪の回転状態は誘
導センサで常時測定され、自動車の速度あるいは対応す
る基準信号と比較される。測定値あるいはその変化が車
輪のロックしそうな状態を表すと、制動圧が一定の割合
であるいはパルス状に減圧される。スリップ制御された
車輪が再度加速されると、ただちに制動圧が形成され、
制動作用を行う。

各車輪の制動状態および自動車全体の制動状態は広い範
囲内で大きく変化する多数のファクターで定まる。この
ようなファクターの例として天候および道路の状態にし
たがう道路条件、タイヤの粘着力、車軸の静荷重および
動荷重更にその軸荷重の配分、及びブレーキシステムの
規格および状態等がある。問題を生じさせるファクタ
ー、および、測定値の検出および処理が不正確であるこ
とも同様に重要である。これらの理由およびブレーキシ
ステムに基本的に要求される高度の安全性および信頼性
を確保するため、ブレーキスリップ制御付ブレーキシス
テムは比較的高価でかつ複雑なものとなる。したがっ
て、検出された信号と好適な制御および調整方法との間
の関係について、センサ、評価回路および制動圧調整装
置の選定および構造と共に、妥当な価格で実現できる多
数の論文および刊行物が発表されている。

更に、スリップ制御を特定の車輪あるいは車軸側に限定
することにより、スリップ制御付ブレーキシステムの簡
略化および製造コストの低減を図ることが知られてい
る。このような装置においては、他の車輪は同じ制動圧
で作動され、あるいは、スリップ制御された車輪とは異
なる制動圧または非制動状態の制動圧で作動される（欧
州特許出願第51,801号）。したがって、状況によって
は、車輪のロックを防止することがてきない場合が考え
られる。前車輪を制御するブレーキシステムに比して、
これらのシステムはその選択した限度に応じて、比較的
希な状態では操向安定性が失われあるいは制動距離が増
大する虞がある。

深雪、砂、固い岩石の多い道路、あるいは、氷結道路等
を走行する場合のように特に制動の困難な状況下におい
て制御装置に起因する制動距離の増加を防止するため、
所定間隔で１の車輪の制御を抑制し、この車輪をロック
させることが知られている（ドイツ特許出願第22 58 31
7号）。

更に、間欠的に制動することにより車両の走行安定性お
よび操向性を改善するためのパルセイターすなわちパル
ス発生装置を有するアンチスキッド制御システムが知ら
れている（ドイツ特許第20 48 802号および出願公告さ
れたドイツ特許出願第23 34 493号）。これらの制御シ
ステムでは、単段あるいは２段ポンプがパルセイターと
して用いられている。車輪の回転数の減速度と車両の減
速度との差が所定の値を越えると、これらのポンプが直
ちに作動され、周期的に各車輪の制動圧を調整する。上
記ドイツ特許出願第23 34 493号の場合には、減圧ある
いはパルスの大きさはブレーキペダルによる制動圧に応
じて排出量を制御する制御スリーブで調整され、この制
御スリーブはブレーキペダルのペダル踏力にしたがって
調整される。この装置では更にパルセイター用の作動検
出部材としてセンサが用いられる。このセンサは応答閾
値を変化することができる。このセンサにより、車輪の
回転数の減速度が車両の減速度と比較される。この形式
の制御システムは極めて高価である。複雑な手段が追加
して設けられない場合には、この形式の制御システムは
パルス状に制御する制動圧の大きさがブレーキペダルで
形成される制動圧にのみ対応する点で不都合がある。

本発明は上述に鑑みてなされたもので、構造が簡単でよ
り安価に製造できると共に、実際に起こり得るあらゆる
状況下でも制動中に車両の走行安定性および操向性を維
持しつつ可能な限り制動距離を短くすることができブレ
ーキスリップ制御付ブレーキ装置を提供することを目的
とする。

上記目的を達成する本発明の自動車用ブレーキスリップ
制御付ブレーキ装置は、ブレーキペダルを通じて作動さ
れるマスタシリンダと、ブレーキ回路を介してこのマス
タシリンダに接続されるホイールシリンダと、制動圧と
車軸荷重と自動車の減速度とを検出してその検出値に応
じた電気信号を発生するセンサと、これらのセンサから
の信号を処理して制動状態を検出する回路装置と、この
回路装置で制御され、車輪がロックしそうな状態となっ
たときに制動圧をパルス状に減圧する制動圧調整装置と
を具備してなり、この制動圧調整装置は、前記ブレーキ
回路中の圧力媒体流を制御する弁のホイールシリンダ側
にこのホイールシリンダに連通するプランジャ室を形成
するシリンダとこのシリンダ内を移動してプランジャ室
の容積を変動させるピストンとを有する制動圧制御弁
と、前記回路装置からの出力信号で制御されて前記ピス
トンを移動するカム付コントローラとを備え、このコン
トローラのカムは前記回路装置からの出力信号により、
ピストンを移動するカムストロークを調整されることを
特徴とする。

本発明のブレーキ装置における回路装置は、センサから
制動圧と車軸荷重と自動車の減速度とにそれぞれ対応す
る電気信号を受ける。自動車の減速度と制動圧との間に
は常に密接な関係があり、過制動により車輪がロックし
そうな不安定な状態となると、この自動車の減速度と制
動圧との間の関係は、安定走行時のものと対応しなくな
る。そして、回路装置がそのときの対応するセンサから
の電気信号により、車輪がロックしそうな状態となった
ことを検出すると、制動圧調整装置を通じて制動圧をパ
ルス状に減圧する。この制動圧の減圧は、制動圧制御弁
のピストンをカムコントローラにより移動し、ホイール
シリンダに連通するプランジャ室の容積を変動すること
により行われ、制動圧制御弁を作動して制動圧を減圧す
るパルス周波数はこのコントローラのカムの回転数で定
められる。そして、このカムストロークが回路装置から
の出力信号で調整されることにより、ピストンの移動量
すなわち制動圧制御弁による減圧の際の圧力変動の大き
さが定められる。

したがって、本発明のブレーキ装置によれば、ホイール
シリンダ内の圧力媒体を外部に排出するための弁、再度
ホイールシリンダ内に圧力媒体を供給するためのポン
プ、及び、これらの弁及びポンプ等を制御するための制
御機構を必要とせず、その作動信頼性を損なうことなく
極めて少数かつ比較的簡単な部材のみで安価に製造で
き、更に、既存のブレーキ装置に後から容易に組込むこ
ともできる。

本発明の好ましい実施例では、２つの制動圧制御弁が設
けられ、これらの制動圧制御弁はダイアゴナル接続され
た自動車の各々のブレーキ回路の制動圧を制御し、共通
のカム付コントローラにより同じ位相あるいは１８０°
ずれるのが好ましい異なる位相で制御される。

他の好ましい実施例によれば、カム付コントローラのカ
ムは、その回転軸を中心として回転しかつこの回転軸に
対して傾斜する制御面を形成されたカムボディを有し、
このカムボディが１回転したときのカムストロークがカ
ムボディの軸方向位置にしたがって変化し、このカムボ
ディの軸方向位置は前記電子回路装置の出力信号により
調整されかつ変化される。また、圧力媒体を流通させる
制動圧調整弁は、カムで移動されかつプランジャ室を区
画するピストンを収容したシリンダを備え、このシリン
ダ内の通路はシート弁が開値に配置されたときに開か
れ、このピストン一方の端部位置に配置されたときにプ
ランジャ室の容積が最小容積となる。ピストンがこの端
部位置から移動すると直ちにシート弁が閉じ、ホイール
シリンダに連通するプランジャ室の膨脹により制動圧が
減圧される。

本発明の好ましい実施例では、周期的な制動圧変化中に
解放されたエネルギが制動圧制御弁のピストンを介して
カムおよび駆動モータの回転質量に伝達され、運動エネ
ルギとして蓄えられ、後に続く増圧段階で少なくともそ
の一部が再使用される。したがって別個の高価なエネル
ギ貯蔵装置および補助エネルギ供給システムが不要とな
り、これはシステム全体の製造コストに極めて好ましい
影響を与える。

本発明の他の特徴および利点は添付図面を参照する下記
実施例に関する説明から明らかとなる。

第１図に示す実施例では、本発明の自動車用ブレーキス
リップ制御付ブレーキ装置は通常のマスタシリンダ１を
備え、このマスタシリンダ１はペダル２を通じて図式的
に示すペダル踏力Ｆで作動され、負圧ブースタ３で形成
される補助力でアシストされる。マスタシリンダ１の２
つのブレーキ回路４，５はダイアゴナル配置の接続管路
６，７に接続されており、それぞれの前輪VRおよび後輪
HRは図式的に示してある。

これらのブレーキ回路４，５中の制動圧を制御する制動
圧調整装置は、マスタシリンダ１とダイアゴナル配置の
接続管路６，７との間のブレーキ回路４，５中に配置さ
れてカム付コントローラで作動される制動圧制御弁８，
９を備える。第１図には、制動圧調整装置を形成するブ
レーキスリップ制御に必要な全ての部材が点線で囲まれ
ている。これは、ブレーキスリップ制御に必要な全ての
部材が、ブレーキスリップ制御を行うことができない既
存のブレーキ装置に後から取付けできることを示すもの
である。

図示の実施例における制動圧制御弁８，９はシリンダ１
０，１１を備え、これらのシリンダ１０，１１を通して
例えばブレーキ流体である圧力媒体が流れる。これらの
シリンダ１０，１１内にはピストン１２，１３が配置さ
れており、これらのピストン１２，１３はシリンダ１
０，１１の固定壁部１６，１７で保持される戻しばね１
４，１５の付勢力に抗して軸方向に移動することができ
る。これらのピストン１２，１３と壁部１６，１７とシ
リンダ１０，１１の周面とはプランジャ室１８，１９を
形成する。プランジャ室１８，１９は図示の端部位置で
最小容積となる。この端部位置では、マスタシリンダ１
に接続された入口２０，２１と、ホイールシリンダすな
わち自動車のダイアゴナル配置の接続管路６，７に接続
される出口２２，２３との間の流れが阻害されない。ピ
ストン１２，１３のこの端部位置では、本実施例ではマ
スタシリンダ側でブレーキ回路４，５中を流れる圧力媒
体流を制御するシート弁の一部を形成する球状の弁部材
２４，２５が、ピストン１２，１３に接続されたタペッ
ト２６，２７によりその弁座２８，２９から離隔され
る。

各制動圧制御弁８，９のピストン１２，１３はタペット
３０，３１を通じてカム３２で機械的に制御され、この
タペット３０，３１はカム３２で保持されかつピストン
１２，１３に結合され、一方、カム３２は回転軸３５を
中心として回転しかつこの回転軸に対して傾斜する制御
面４８を外周部に配置したカムボディとして形成されて
いる。

電動モータ３３はカム３２を回転させ、この駆動トルク
はモータピニオン３４を介して、カムの回転軸３５に結
合された駆動部材３６に伝達される。

更に、カム３２は戻しばね３７の付勢力に抗して軸方向
に移動することができる。第１図では、カム３２が軸方
向端部位置に配置された状態を示し、この状態ではカム
３２が回転しても制動圧制御弁８，９の２つのピストン
１２，１３は端部位置を維持し、２つの弁を常時開いて
圧力媒体を流通させる。

カム３２の軸方向位置は、このカム３２に結合されたタ
ペット４０を軸線方向に沿って平行に移動させるステッ
プモータあるいはソレノイド３８により制御することが
できる。

好ましい実施例では、２つのブレーキ回路の接続管路
６，７に作用する２つの制動圧制御弁８，９は１８０°
位相をずれた状態で制御される。このためのカムの外形
形状を第２図および第３図に示す。カム３２がストッパ
３９に近付くと、カム３２がその回転軸３５を中心とし
て１回転したときのカムストロークすなわち各ピストン
のストロークが増大し、したがって接続管路６，７ある
いはこれらの接続管路に接続されたホイールシリンダ内
の圧力変動の大きさが増大する。同時に、ここで選択さ
れたカム３２の実施例では、第３図に示すようにカム３
２の軸方向位置はサイクル比すなわち増圧あるいは圧力
形成時間に対する減圧時間の比を変化する。第３図で
は、カム３２の中央断面ＢＢおよび下側断面ＣＣで角度
α_１，α_２が形成される。この角度はカム３２の回転中
に図示の制動圧制御弁９が最大制動圧を形成する時間を
定める。上側断面ＡＡあるいは初期位置では、この角度
はα_０＝３６０°となる。

カム３２がばね３７の付勢力に抗して移動すると、ピス
トン１２，１３はカム軸３５の方向に周期的に移動さ
れ、弁部材２４，２５が閉じる。これは球状のの弁部材
２４，２５が、ばね４６，４７およびマスタシリンダ１
内の制動圧の作用でその弁座２８，２９に当接されるこ
とにより行われる。

カム３２の軸方向位置は上述のようにピストン１２，１
３のストロークを定め、カムの回転中の圧力変動を、例
えばそれぞれ制動圧センサと車体減速度センサと車軸荷
重センサとを概略的に示すセンサ４１，４２，４３で検
出されて電子回路装置４４内で処理され論理的に組合わ
された測定値に対応させる。図示の信号線路４５を介し
て、回路装置４４の出力信号によりソレノイド３８が制
御される。この電子回路装置４４は所定の割付けをされ
た集積回路あるいはプログラム可能な回路であるいわゆ
るマイクロコントローラで形成することができる。

第１図のブレーキ装置は以下のように作用する。

制動作用が安定している状態すなわちロックしそうな状
態が検出されないときは、マスタシリンダ１の２つのブ
レーキ回路４，５は開位置の弁部材２４，２５を介して
接続管路６，７に直接的に接続されている。モータ３３
およびこのモータで駆動されるカム３２はアイドル回転
し、例えば電気抵抗、電子的に制御された直列抵抗ある
いは励磁用巻線等の図示しない手段はモータ３３のエネ
ルギ消費を極めてわずかなその無負荷状態とし、ブレー
キが作動されるまでは全力運転状態には切換えない。

初期位置では、タペット３０，３１は軸線３５と動軸の
円形の軌跡に沿って移動し（第３図の断面ＡＡ参照）、
したがってピストン１２，１３のストロークは零とな
る。センサ４１，４２，４３から供給される信号を比較
することにより、電子回路装置４４が車輪のロックしそ
うな状態を認識すると、ソレノイド３８を移動すること
によりカム３２が軸方向に移動され、カム３２の傾斜し
た制御面４８が作用する。各回転毎に弁部材２４，２５
が短時間閉じ、プランジャ室１８，１９の容積はピスト
ン１２，１３の移動により増大し、カム３２の軸方向位
置に応じて所定時間にわたって最小値まで再度減少す
る。したがって、接続管路６，７を介してホイールシリ
ンダ内に供給される制動圧が減圧され、再度増圧され、
この変動の大きさしたがってサイクル比はカム３２およ
びその形状にしたがう。カム３２の回転速度はほぼ一定
に保持されるため、減圧信号の繰返し周波数あるいは周
期的なパルス状の圧力変動の周波数も同様に一定とな
る。

本実施例では２つの制動圧制御弁は１８０°移送のずれ
た状態で制御される。これにより、一方の車軸側の１の
車輪に最大制動圧が作用したときは、同じ車軸側の他方
の車輪には最小制動圧が作用する。例えば５から１０サ
イクルである充分に高いパルス周波数では、強力な制動
段階と完全な制動解除段階とが迅速に続いて形成される
ため、安定性を損なうことはない。必要な場合には、反
対方向の制御面（ピストンnegativen Lenkrollradius;n
egative scrub radius）を設けることにより安定性を増
大することもできる。場合によっては制動圧制御弁を並
列に制御することが好ましい。

２つの制動圧制御通路を備える上述の実施例に代えて、
互いに連結されあるいは３または４の制御回路に分割さ
れた全てのブレーキ回路中の制動圧を１のカムを介して
位相のずれた状態あるいは並列状態で作動することも可
能である。

更に、特別な場合には制御をより正確とし、応答速度を
早めるため、例えば制動トルクセンサあるいは制動力セ
ンサを更に設け、回路装置４４内で電子的に組合わせる
ことによりその出力信号を評価することも可能である。
この形式のセンサは歪みゲージを応用したものとして知
られている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例によるブレーキ装置の概略を示
す説明図、第２図は第１図のカムの拡大図、第３図は第
２図のカムの各部の断面形状を示す説明図である。 １……マスタシリンダ、４，５……ブレーキ回路、６，
７……接続管路、８，９……制動圧制御弁、１０，１１
……シリンダ、１２，１３……ピストン、１８，１９…
…プランジャ室、２４，２５……弁部材、２６，２７，
３０，３１……タペット、２８，２９……弁座、３２…
…カム、３３……モータ、３５……回転軸、３８……ソ
レノイド、４１，４２，４３……センサ、４４……電子
回路装置。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ブレーキペダルを通じて作動されるマスタ
   シリンダ（１）と、ブレーキ回路（４，５）を介してこ
   のマスタシリンダに接続されるホイールシリンダ（VR，
   HR）と、制動圧と車軸荷重と自動車の減速度とを検出し
   てその検出値に応じた電気信号を発生するセンサ（４
   １，４２，４３）と、これらのセンサからの信号を処理
   して制動状態を検出する回路装置（４４）と、この回路
   装置（４４）で制御され、車輪がロックしそうな状態と
   なったときに制動圧がパルス状に減圧する制動圧調整装
   置（８，９，３２，３８）とを具備してなり、この制動
   圧調整装置は、前記ブレーキ回路（４，５）中の圧力媒
   体流を制御する弁（２４，２８；２５，２９）のホイー
   ルシリンダ側にこのホイールシリンダに連通するプラン
   ジャ室を形成するシリンダ（１０，１１）とこのシリン
   ダ内を移動してプランジャ室の容積を変動させるピスト
   ン（１２，１３）とを有する制動圧制御弁（８，９）
   と、前記回路装置（４４）からの出力信号で制御されて
   前記ピストン（１２，１３）を移動するカム付コントロ
   ーラ（３２，３８）とを備え、このコントローラ（３
   ２，３８）のカム（３２）は前記回路装置（４４）から
   の出力信号により、ピストンを移動するカムストローク
   を調整されることを特徴とする自動車用ブレーキスリッ
   プ制御付ブレーキ装置。
2. 【請求項２】前記制動圧調整装置は複数のブレーキ回路
   （４，５）のそれぞれに介装された複数の制動圧制御弁
   （８，９）と、共通のカム付コントローラ（３２，３
   ８）とを備える特許請求の範囲第１項記載のブレーキ装
   置。
3. 【請求項３】前記カム（３２）は、その回転軸を中心と
   して回転しかつこの回転軸に対して傾斜する制御面（４
   ８）を形成されたカムボディを有し、このカムボディが
   １回転したときのカムストロークがカムボディの軸方向
   位置にしたがって変化し、このカムボディの軸方向位置
   は前記電子回路装置（４４）の出力信号により調整され
   かつ変化される特許請求の範囲第２項記載のブレーキ装
   置。
4. 【請求項４】前記カム（３２）は、戻しばね（３７）の
   付勢力に抗してカムボディを軸方向に移動する連接ロッ
   ド（４０）を有し、この連接ロッド（４０）は電子回路
   装置の出力信号によりソレノイド（３８）と、ステップ
   モータとの一方で移動される特許請求の範囲第５項記載
   のブレーキ装置。
5. 【請求項５】前記カム（３２）は一度に複数の制動圧制
   御弁を制御する特許請求の範囲第２項から第４項いずれ
   か１記載のブレーキ装置。
6. 【請求項６】前記カム（３２）は、位相を１８０°ずら
   して２つの制動圧制御弁（８，９）を同時に作動し、こ
   れらの２つの制動圧制御弁（８，９）はそれぞれホイー
   ルシリンダをダイアゴナル接続する接続管路（６，７）
   の一方の制動圧を制御する特許請求の範囲第２項から第
   ４項いずれか１記載のブレーキ装置。
7. 【請求項７】前記制動圧制御弁（８，９）の圧力媒体流
   を制御する弁は、マスタシリンダ（１）に連通する圧力
   媒体の入口側から弁座（２８，２９）に向けてばね付勢
   された弁部材（２４，２５）を有し、この弁部材（２
   ４，２５）は前記プランジャ室（１８，１９）の容積が
   最少となる一方の端部位置に前記ピストン（１２，１
   ３）が配置されたときに、タペット（２６，２７）によ
   り弁座（２８，２９）から離隔される特許請求の範囲第
   １項から第６項のいずれか１記載のブレーキ装置。
8. 【請求項８】前記カム（３２）は電動モータ（３３）で
   回転され、このモータ（３３）の回転質量は、制動圧を
   パルス状に減圧するときに制動圧制御弁（８，９）のピ
   ストン（１２，１３）を介してカム（３２）に伝達され
   るエネルギに対応する大きさに設定され、このカムに伝
   達されるエネルギの少なくとも一部が駆動モータの回転
   質量に蓄えられ、制動圧を再度増圧するときに使用され
   る特許請求の範囲第１項から第７項いずれか１記載のブ
   レーキ装置。
9. 【請求項９】前記駆動モータ（３３）はこのブレーキ装
   置を作動したときに、エネルギ消費量の少ない準備位置
   にある無負荷状態から自動的に全出力状態に切換えられ
   る特許請求の範囲第８項記載のブレーキ装置。
10. 【請求項１０】前記センサ（４１）は、制動力センサで
    形成され、制動圧を間接的に表す電気信号を形成する特
    許請求の範囲第１項から第９項いずれか１記載のブレー
    キ装置。
11. 【請求項１１】前記回路装置（４４）は、制動トルクと
    制動力との少なくとも一方に対応した電気信号を形成す
    るセンサから、この電気信号を供給され特許請求の範囲
    第１項から第１０項いずれか１記載のブレーキ装置。