JPH064405B2 - 車両用ブレ−キ制御システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 開示技術は、自動車等の車両用ブレーキの制御システム
の技術分野に属する。

而して、この発明は、自動車等の車両のブレーキペダル
に押圧ロッドを介して連係されたマスタシリンダの側加
圧室に油圧制御装置を介してブレーキペダルの踏力検出
装置に連係された油圧ポンプ等の制御圧発生装置の吐出
側が連通されている車両用ブレーキ制御システムに関す
る発明であり、特に、ブレーキペダルからの踏力信号に
応ずる減速度と車速センサからの車速信号とに基づいて
基準車両速度を計算し、油圧制御装置を介して制御圧発
生装置の３位置弁等の切換弁をコントロールして、一定
の減速度を得るようにした車両用ブレーキ制御システム
に係る発明である。

〈従来の技術〉 近年、自動車用のブレーキは運転者の踏力に応じて液圧
を発生させてブレーキングを行う態様が主流となり一歩
進んだ確実なブレーキングがなされ得るようになってき
ている。

〈発明が解決しようとする課題〉 さりなから、上述従来技術に基づく自動車用のブレーキ
制御システムにあっては、運転者は自ら操作したブレー
キペダルへの踏力に応じた減速度を期待するのに反し、
即ち、該ブレーキペダルへの踏力に対する車両の減速度
は一定であることが望ましいにもかかわらず、実際は車
両の積荷やブレーキパッドの経時的反復作用による摩擦
材の摩擦係数の変化等によって減速度はさまざまに変化
してしまうという欠点があった。

更に、ブレーキペダルに印加される踏力とストロークの
関係も当該ブレーキパッドの摩耗、シュークリアラシス
の変化等により一定ではないため、安定した減速性能が
得られ難いという難点もあった。

この発明の目的は上述従来技術に基づく車両用ブレーキ
制御システムの問題点を解決すべき技術的課題とし、運
転者のブレーキペダルへ印加する踏力に対し車体重量や
ブレーキパッドのシュークリアランス等が変化しても、
一定の減速度が得られるようにして車両産業における安
全技術利用分野に益する優れた車両用ブレーキ制御シス
テムを提供せんとするものである。

〈課題を解決するための手段〉 上述目的に沿い先述特許請求の範囲を要旨とするこの発
明の構成は、前述課題を解決するために、ブレーキペダ
ルに押圧ロッドを介して連係されたマスタシリンダの入
力側加圧室に油圧制御装置を介してブレーキペダルに接
続する踏力検出装置に連係された制御圧発生装置の吐出
側が連通されている車両用ブレーキ制御システムにおい
て、上記ブレーキペダルの踏力信号に基づいて車両の減
速度を演算する手段と、この演算された減速度とブレー
キ作動時の車速に基づいて基準車両速度を演算する手段
と該基準車両速度と実測車両速度を比較しこの比較結果
に基づき制御圧発生装置の切換弁をコントロールする油
圧制御手段とを備えるようにした技術的手段を講じたも
のである。

〈作用〉 而して、自動車等の車両の走行中に運転者がブレーキペ
ダルを踏むと、該ブレーキペダルに連係されたマスタシ
リンダと踏力シリンダの各々の押圧ロッドと踏力検出ア
ームとが押圧され、該踏力検出アームからの踏力信号が
油圧制御装置に入力されて踏力に応じた減速度が演算さ
れ、又、車速センサからの車速信号も該油圧制御装置に
入力され基準速度が演算され、車体重量等の諸条件に応
じた出力信号を介して制御圧発生装置の３位置弁や増圧
を減圧する２位置弁等の切換弁が駆動され、マスタシリ
ンダの入力側加圧室にオイルが供給されてフロント、リ
ヤの各ブレーキが作動し、この間、踏力シリンダは運転
者の踏力に応じた抗力を有するようにされ、制御圧発生
装置が故障した場合には、ブレーキペダルに連係された
押圧ロッドによりマスタシリンダのピストンが押圧され
てブレーキングがなされると共に踏力シリンダ内に設け
られた２つのピストン間に形成された伝圧室とマスタシ
リンダの入力側加圧室との間に介装された制御バルブが
作動して両室を連通させるため踏力シリンダの抗力は低
下され、運転者の踏力はそのままマスタシリンダに印加
され踏力に応じて一定の減速度が得られるようにしたも
のである。

〈実施例〉 次に、この発明の１実施例を図面に基づいて説明すれば
以下の通りである。

第１図に示す態様は、この発明の要旨の中心を成す車両
用ブレーキ制御装置１であり、ブレーキペダル２には押
圧ロッド３を介して周知の２系統タイプのマスタシリン
ダ４が連係され、フロントホイール５、５とリヤホイー
ル６、６のブレーキへ各々油圧通路７、８を介して接続
されている。

尚、リヤホイール６、６への通路油圧８にはプロポーシ
ョニングバルブ９が介装されている。

マスタシリンダ４の入力側加圧室10とオイルタンク11と
の間を結ぶ通路12には、油圧ポンプ13、切換弁としての
周知の３位置弁14、及び、アキュムレータ15が順次設け
られ、該３位置弁14に設けられたポートＡ、Ｂ、Ｃによ
り通路12の連通、遮断、開放が各々選択的に切換自在に
され、該３位置弁14の開放位置でのポートＣにはオイル
タンク11が通路16を介して連通されるようにされてい
る。

そして、第２図に詳示する様に、マスタシリンダ４には
踏力シリンダ17が一体的に併設され、該踏力シリンダ17
にはロードセル18を介して踏力検出アーム19が設けられ
てその基部は押圧ロッド３と同様にブレーキペダル２に
連係されている。

オイルタンク11と油圧ポンプ13、及び、３位置弁14、ア
キュムレータ15が制御圧発生装置20を構成している。

そして、３位置弁14とロードセル18は油圧制御装置21に
電気的に接続され、フロントホイール５、５とリヤホイ
ール６、６に各々設けられた車速センサ22、22…と共に
ロードセル18を介して車速信号、及び、ブレーキペダル
２の踏力に応じた信号を油圧制御装置21に対して入力し
て該踏力に応じた減速度を演算し、又、減速度と車速に
基づいて基準速度を演算し、３位置切換弁14を作動させ
るようにされている。

又、マスタシリンダ４と踏力シリンダ17は、第２図に示
す様に、ケーシング23で一体形成され、マスタシリンダ
４には押圧ロッド３が挿通された第１ピストン24と、コ
ンプレッションバネ25、26を介して内装された第２ピス
トン27がタンデム状に設けられ、第１ピストン24の押圧
ロッド３側には前記３位置弁14に連通する入力側加圧室
10が、又、第１ピストン24と第２ピストン27との間には
リヤ液圧室28が、第２ピストン27の先端側にはフロント
液圧室29が形成されている。

尚、30は第１ピストン24に形成されたリザーバ室であ
る。

而して、該第１ピストン24に挿入された押圧ロッド３の
先端側にはマニュアル操作の際、第１ピストン24の端面
を押圧するための押圧部31が形成されている。

一方、踏力シリンダ17は、マスタシリンダ４と同様に基
部側に第１ピストン32、前部に第２ピストン33を有し、
両者の間にはバネ34が介装されると共に伝圧室35が形成
され、第２ピストン33の先端側には踏力設定バネ36が設
けられ、運転者がブレーキペダル２を踏み込んだ際の踏
込み力に適切に対抗するバネ定数が設定されている。

又、マスタシリンダ４と踏力シリンダ17との間にはケー
シング23内に制御バルブ37が内装され、該制御バルブ37
にはマスタシリンダ４のリザーバ室30と踏力シリンダ17
の伝圧室35との連通路38を連通させる連通部39とマスタ
シリンダ４の入力側加圧室10と連通した受圧部40が形成
され、入力側加圧室10の圧力が低下した場合に踏力シリ
ンダ17の伝圧室35との差圧で作動し、連通路38を開き、
該伝圧室35のオイルがリザーバ室30に逃げるようにされ
ている。

上述構成において、自動車が走行している際にはフロン
トホイール５、５とリヤホイール６、６の車速センサ2
2、22により検出されたフロント側とリヤ側との各々の車
速の平均値を比較していづれか大きい方の車速信号が油
圧制御装置21に送信される。

この状態で運転者がブレーキペダル２を踏むと、踏力検
出アーム19を介してロードセル18に力が加わり、踏力信
号が車速センサ22、22からの検出信号と共に油圧制御装
置21に送られ、該油圧制御装置21が踏力に応じた減速度
を計算し、該減速度が実測車速との比較により基準速度
が演算されその結果により、３位置弁14をＡポートに切
換える制御信号が送られる。

そして、実測車速が基準速度より大きい初期制御時はオ
イルタンク11から油圧ポンプ13を介して圧送されるオイ
ルがマスタシリンダ４の入力側加圧室10に供給され、第
１ピストン24、第２ピストン27を押圧してフロント液圧
室25、リヤ液圧室29内のオイルの昇圧によりフロントホ
イール５、５、リヤホイール６、６にブレーキオイルを
加圧してブレーキングがなされる。

そして、自動車の減速度と車速について計算した基準車
速より車速センサ22からの実測値が低くなると、油圧制
御装置21から３位置弁14に対しＢポート、又、Ｃポート
への切換信号が送られ、Ｂポート位置に於いてはフロン
ト液圧室25、リヤ液圧室29の油圧が保持され、Ｃポート
位置に於いては入力側加圧室10のオイルがオイルタンク
11に戻るため、フロントホイール５、５、リヤホイール
６、６の加圧は解除される。

このようにして、自動車はスリップしない最大の加圧力
により、第３図に縦軸に車速を、横軸に時間をとって示
される様に、ブレーキングされる。

尚、油圧ポンプ13の応答が不充分なときは、アキュムレ
ータ15によって圧力が助勢される。

又、運転者がブレーキペダル２を踏み増したような場合
にはロードセル18によりこれを感知し、より高い減速度
を設定して基準速度を計算するので、マスタシリンダ４
の入力側加圧室10の圧力が高まり、車両の減速度も大き
くなって確実なブレーキングがなされる。

このように、運転者の踏力に応じてマスタシリンダ４の
入力側加圧室10の圧力が最適に制御されるが、運転者が
ブレーキペダル２から受ける抗力は踏力シリンダ17に設
けられた踏力設定バネ36により設定され、該踏力設定バ
ネ36には前述した如く運転者が最も自然に感ずるバネ定
数が与えられている。

そして、運転者によって加圧された踏力シリンダ17の第
１ピストン32により伝圧室35のオイルが加圧されるが、
マスタシリンダ４の入力側加圧室10の圧力の方が大きく
設定されているため、制御バルブ37は図中左側に移動し
てその連通部39が閉塞されてマスタシリンダ４の押圧ロ
ッド３は何ら抗力を受けないため、運転者がブレーキペ
ダル２から受けるのは踏力設定バネ36の設定された弾性
力だけである。

したがって、踏力設定バネ36のバネ定数等を油圧制御装
置21の減速度の設定と共に最適に予めセットすることに
より、ブレーキペダル２の踏込みストローク、及び、減
速度の関係を自在に設定出来る他、ブレーキシューの摩
擦係数の変化や車両の積載状態に影響されず、運転者の
フィーリングにマッチしたブレーキストローク、減速度
を得ることが出来る。

一方、何らかの原因で制御圧発生装置20が故障し、マス
タシリンダ４の入力側加圧室10に圧力がかからないとき
には、制御バルブ37の受圧部40に圧力がかからないた
め、通路38からかかる踏力シリンダ17の伝圧室35の圧力
により制御バルブ37は図上で右側に移動し、コの字状の
カップを介して連通路38が開く。

したがって、運転者がブレーキペダル２を踏むと、マス
タシリンダ４の第１ピストン24が押圧ロッド３の押圧部
31により加圧され、前述の正常作動と同様にブレーキン
グがなされる。

この際、踏力シリンダ17の伝圧室35のオイルは制御バル
ブ37により開放された連通路38からリザーバ室30に戻
り、踏力設定バネ36の弾性力は作用せず、運転者は自ら
の脚力でブレーキングを行うことが出来る。

尚、この発明の実施態様は上述実施例に限るものでない
ことは勿論であり、例えば、切換弁は上述３位置弁に代
えて増圧を減圧する２位置弁を用いることが出来たり、
又、アンチスキッドタイプの車両に対して装着すること
が出来る等種々の態様が採用可能である。

〈発明の効果〉 以上、この発明によれば、基本的に自動車等車両のブレ
ーキを最適状態に制御することにより、最も適切な減速
効果が得られるという優れた効果がある。

又、ブレーキペダルから踏力信号に応じた減速度と車速
センサからの信号とに基づいて基準車両速度を計算し、
油圧制御装置を介して制御圧発生装置の３位置弁や２位
置弁等の切換弁をコントロールすることにより、ブレー
キシューの摩擦係数の変化や車両の積載重量の変化等に
かかわらず、乗員の踏力に応じた一定の減速度が得ら
れ、最適のブレーキングがなされるという優れた効果が
奏される。

加えて、制御圧発生装置の設定により油圧ブースタ、バ
キュームブースタを用いなくとも、高い制御用圧力がか
けられているため、特に、アンチスキッド装置を組み合
わせた場合には構造がシンプルになるというメリットも
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の１実施例の全体模式回路図、第２図
は同要部拡大断面図、第３図は車速と時間との関係を示
すグラフ図である。 ２…ブレーキペダル、３…押圧ロッド、 ４…マスタシリンダ、10…入力側加圧室、 21…油圧制御装置、19…踏力検出アーム、 20…制御圧発生装置、 １…車両用ブレーキ制御装置、 22…車速センサ、14…切換位置弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉谷 達夫 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 金子 久教 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ブレーキペダルに押圧ロッドを介して連係
   されたマスタシリンダの入力側加圧室に油圧制御装置を
   介してブレーキペダルに接続する踏力検出装置に連係さ
   れた制御圧発生装置の吐出側が連通されている車両用ブ
   レーキ制御システムにおいて、上記ブレーキペダルの踏
   力信号に基づいて車両の減速度を演算する手段と、この
   演算された減速度とブレーキ作動時の車速に基づいて基
   準車両速度を演算する手段と該基準車両速度と実測車両
   速度を比較しこの比較結果に基づき制御圧発生装置の切
   換弁をコントロールする油圧制御手段とを備えることを
   特徴とする車両用ブレーキ制御システム。