JPH0775965B2

JPH0775965B2 - 液圧制御装置及び同装置を用いたブレーキ装置

Info

Publication number: JPH0775965B2
Application number: JP27262889A
Authority: JP
Inventors: 晧司高田
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1988-11-14
Filing date: 1989-10-18
Publication date: 1995-08-16
Anticipated expiration: 2010-08-16
Also published as: JPH0390462A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、液圧制御装置、具体的には液圧の昇降圧速
度（厳密には流速）を制御する装置に関するものであ
る。

なお、この発明の液圧制御装置は、圧力や流量制御の必
要な液圧装置の全てに利用できるが、中でも、乗物のブ
レーキ装置の液圧を電子的に制御するときにその有効性
が顕著となるので、以下では、便宜上、ブレーキ装置、
特にアンチロック装置に適用した場合を例に採って説明
する。

〔従来の技術〕

電子制御式ブレーキ装置（アンチロック装置等）には、
液圧制御要素としてほゞ例外なく電磁弁が用いられてい
る。

ところが、電磁弁は、降圧指令又は昇圧指令の継続時間
（開指令時間又は閉指令時間）が一定であっても、その
ときの電圧、温度、入力液圧、出力液圧等により、降圧
量又は昇圧量（通過液量）が異なるのに対し、自らが昇
降圧量の変動を検出してフィードバックする機能は持ち
合わせておらず、従って、昇降圧量の変動を別途検出し
て補正しない限り、正確な制御を期待し難い。なお、セ
ンサ類を付加し、このセンサからの信号に基いて変動要
因による影響を補正することは容易に考えられることで
あり、現に、いくつかの特許出願がなされているが、こ
の方法は価格上昇を招くため好ましくない。

このほか、一指令に対する降圧量、昇圧量を小さくする
ほどきめ細か制御が可能になるが、電磁弁は、一指令で
の制御量を小さくすると上記変動要因のために、ある場
合には全く昇降圧しないと云う事態を招く恐れがあり、
このため、一指令で制御し得る昇降圧量にも自ずと限界
がある。

このような事情から、従来のブレーキ液圧制御装置は制
御面で到達し得る即応性、制御粗さ等に限界が生じてい
る。

ここで、実公昭52−54021号公報には、入力口と出力口
間での液流をオリフィスに通し、電気／力変換器に駆動
されるスプールにオリフィス前後の差圧を対向して加え
るようにして電気／力変換器の出力とオリフィス前後の
差圧をバランスさせ、これにより電気指令に調整圧を対
応させる流量調整弁が示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記公報に示される流量調整弁は、正確できめ細かな制
御が望めるが、２ポート型であるのでアンチロック装置
用として利用するのには適していない。例えば、アンチ
ロックの減圧、再加圧、保持を単一の弁で行わしめるに
は３ポート型の制御弁が要るが、オリフィスを筐体側に
設け、ポペット弁部で入力口と出力口との間の液流を制
御する上記公報に開示の技術で筐体に排出口を付加し、
出力口が排出口につながった減圧時にも固定オリフィス
前後の差圧を電気／力変換器の出力とバランスさせた調
圧が行われるようにするのは機構上無理がある。

そこで、本発明は、入力口が出力口と連通しているとき
と、出力口が排出口に連通しているときの双方において
電気指令に対応した圧力制御が行われる３ポート型の液
圧制御装置とこれを用いて制御の信頼性を高めたブレー
キ装置を実現して提供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明では、上記の課題を解決するために、入力口、
排出口及び出力口を有する筐体中にスプールを挿入す
る。また、そのスプールは一端を第１液室に、他端を出
力口と連通する第２液室に各々臨ませると共に、その両
液室を連通する内部通路と、この内部通路中に設ける固
定オリフイスと、当該オリフイスよりも第１液室側で内
部通路を外周に開放させる表面通路を備える構成にして
スプリングで初期位置に保持する。

そして、このスプールを電気／力変換器の電気指令量に
応じた出力で駆動し、表面通路が入力口と連通する昇圧
位置（以下これを第１位置と云う）、表面通路が排出口
と連通する降圧位置（以下これを第３位置と云う）、表
面通路が入力口からも排出口からも遮断される中立位置
（以下これを第２位置と云う）の間を自由に移動させる
ようにする（請求項１の構成）。

なお、ここで云う第１位置とは、入力口全開時も入力口
が表面通路との間に可変オリフィスを形成する時も共に
含む位置である。排出口を開く第３位置についても同様
である。

この装置におけるスプールの初期位置すなわち、電気／
力変換器の出力が０のときの位置は、スプリングの構成
方法により、上記第１、第２、第３位置のいずれにも定
めることができる。その初期位置が請求項２で特定する
第２位置ならば、電気／力変換器の一方向（プラス又は
マイナス）の出力がスプールを第２位置から第１位置側
に、他方向（マイナス又はプラス）の出力が第２位置か
ら第３位置側に各々駆動するようにし、一方、初期位置
が請求項３で特定する第２位置又は第３位置ならば変換
器出力が中位の時スプリング力とバランスするように
し、変換器出力の大小でスプール位置を調整するように
しておけばよい。

また、必要に応じて第１位置で入力口と出力口を直通す
る昇圧バイパス路を付加する請求項４の構成や、第３位
置で排出口と出力口を直通する降圧バイパス路を付加す
る請求項５の構成を採用することができる。

以下に述べる請求項６及び７のブレーキ装置は、本発明
の液圧制御装置の効果を生かしてアンチロック時に緻密
で正確な圧力制御を可能ならしめたものである。

請求項６のブレーキ装置は、入力操作により少なくとも
１系統のブレーキ液圧（静圧）を発生させる静圧発生
源、動力圧源、上記入力操作端の操作ストロークと車輌
減速度が予め定めた一定の関係になるように調圧指令を
出す電子制御ユニット及び請求項（２）記載の液圧制御
装置又はこれに請求項（４）、（５）の昇圧バイパス
路、降圧バイパス路を付加した装置を具備し、この液圧
制御装置が電子制御ユニットからの指令で入力口につな
いだ動力圧源及び排出口につないだリザーバと車輪ブレ
ーキに至る出力口との間の連絡を調整して静圧系のブレ
ーキ液圧を制御するようにしてあり、一方、請求項７の
ブレーキ装置は、請求項（３）記載の液圧制御装置又は
これに請求項（４）、（５）の昇圧バイパス路、降圧バ
イパス路を付加した装置の入力項にマスターシリンダ又
はこれに代る加圧源（入力圧源）を、出力項に車輪ブレ
ーキを、排出口にリザーバ又はポンプで入力圧源側に還
流される一時的低圧液溜めを各々接続して構成される。

なお、請求項７のブレーキ装置は、スプール使用による
微量の液洩れで低圧液溜め中にブレーキ液が徐々に溜ま
り、高圧からの急速な減圧がスムーズにいかなくなる恐
れがあるので、その問題対策として上記低圧液溜めから
入力圧源に至る還流回路を、入力圧が０のときには上記
ポンプが非駆動中であっても低圧液溜めの中の液が圧力
差で入力圧源側に自然還流する請求項８の構成や、上記
排出口とリザーバ又は一時的低圧液溜めとの間に電磁開
閉弁を設け、電気制御非作動中は排出口を閉止し、作動
中は開口させる請求項９の構成を付加しておくのが望ま
しい。

〔作用〕

請求項１の構成にすると、被制御液の通過流速、即ち、
負荷剛性を一定とすれば出力液圧の時間微分値である昇
降圧速度が自動的に電気指令に対応するようにメカニカ
ルなフィードバックがかゝる。これは以下の理由による
ものである。

今、入力口から出力口に或いは出力口から排出口に至る
液は、昇降圧の都度、可動スプール中の固定オリフイス
を通過し、この通過のたびに固定オリフイスの前後に圧
力差が発生する。固定オリフイスの通過液量は、この圧
力差によって決まるが、かゝる圧力差は、スプリングの
力と電気／力変換器の駆動力のバランスによって決ま
り、この圧力差が保持されるように、スプールの表面通
路と筐体側の入力口又は排出口との間の重なり具合で形
成される可変オリフイスの開度がスプール変位によって
自動的に調整される。従って、ブレーキ等に至る液流或
いはブレーキ等から戻される液流の流速（昇降圧速度）
は結果的に電気指令量に対応したものとなり、これによ
り制御指令と直結した昇降圧速度制御が可能になって、
出力側液圧そのものを電気指令に対応させるものに比し
て本質的にオーバーシュートが少なく、液圧振動を抑制
し、制御性に優れている。

この説明から判るように、請求項１の液圧制御装置は入
力口、出力口、排出口を有する３ポート型であって、第
１、第２液室を連通させる通路と固定オリフィスをスプ
ール内に設けたことにより、入力口が出力口に通じる昇
圧時、出力口が排出口に通じる降圧時とも電気指令に応
じた圧力制御が実行され、従って、アンチロックの圧力
制御等を他の弁を組合わせずに行うことができる。

なお、請求項２、３の構成は、スプールの初期位置の選
択により電気／力変換器に与える電気指令を制御弁の用
途に応じたものに成し得ると云う効果がある。

また、請求項４、５の構成は、実施例で詳しく述べるよ
うに、バイパス路の働きにより固定オリフィスの径を大
きくせずに（小流速域での制御性を悪化させずに）制御
開始前の昇降圧速度を早められると云う効果があり、多
機能化で用途を更に広げる。

請求項６のブレーキ装置は、上記の液圧制御装置を用い
て静圧系のブレーキ液圧（液量）を制御するので、操作
ストロークと車輌減速度の関係を緻密にコントロールで
き、制御の高度化と信頼性向上の効果をもたらす。

請求項７のブレーキ装置も、上記の液圧制御装置を用い
てブレーキ液圧を制御するので、アンチロックの減圧、
再加圧を緻密に行え、また、バイパス路の働きで通常制
動時の昇降圧の遅れを防止できると云う効果がある。

さらに、請求項８の構成は、スプール外周からの液漏れ
による低圧液溜めの余剰蓄液能力の低下を防止して高圧
からの急速な減圧を確実化するのに有効であり、ブレー
キ装置の信頼性を高める効果がある。

このほか、請求項９の構成は、上述の液漏れを高精度加
工で防止する方法と、漏れ液の流出路を電磁開閉弁で遮
断して防止する方法のうち、経済的な方を選ぶことを可
能にする。

〔実施例〕

第１図に、この発明の液圧制御装置の第１実施例を示
す。

図に示すように、液圧制御装置10は、筐体11の内部の軸
方向に可能なスプール12を有している。また、このスプ
ールの一端部と筐体との間に第１液室Ａを、他端部と筐
体との間に第２液室Ｂを各々有し、スプール12には固定
オリフイス15を介して液室Ａ、Ｂを連通する内部通路
と、固定オリフイス15よりも液室Ａ側で内部通路から外
周面に至る表面通路14を設けてある。実際の製造に当っ
ては、筐体11に直接スプール12を挿入したり、或いは筐
体11の内部にスリーブを設けてそのスリーブ中にスプー
ル12を挿入したりすることができる。

また、スプリング18がワッシャ21、22に挟まれた配置と
なっており、スプール12に他の力が加わらないときは、
スプールがスプリング力により図示の中立位置（第２位
置）に来るようにしてある。

スプリング18は、スプール12が図の位置から右に動こう
とするとワッシャ21を介してスプールを左に押し戻そう
とし、スプールが左に動こうとするとワッシャ22を介し
てスプールを右に押し戻そうとする。このスプリングの
力は、スプールの摺動抵抗に打ち勝って、外力の無いと
き中立位置に戻すのに必要最小限な力となるように設定
する。そのスプリング力に逆らってスプールを駆動する
のが電気／力変換器20の出力である。この電気／力変換
器20は、コイルへの印加電流（電圧）の正負によってス
プール駆動子19に右方或いは左方に動かす力を発生する
タイプのものを用いている。印加電流（電圧）が０のと
きは駆動子19の発生駆動力は勿論０である。

このような、電気／力変換器20としては、多くのタイプ
が公知であり、コイルと永久磁石、コイルと電磁力、永
久磁石と電磁石、電磁石と鉄芯等種々の組合せが各種の
機器に広く用いられているが、本発明に採用するもの
は、ストロークによる力の変化が少ないものを選択する
ことが望ましい。

さて、今、昇圧指令に基いて電気／力変換器20に正の電
流（電圧）が印加され、これによりスプール12が図中右
に移動して入力口13と表面通路14がつながったとする
と、出力口16に至る供給液は固定オリフイス15を右方か
ら左方に流れようとする。この際の流速は固定オリフイ
ス15前後の差圧によって決まる。また、入力口13と表面
通路14の交点に、両者のつながり具合で通路面積（開
度）が変化する可変オリフイスが形成されるが、上記差
圧はこの可変オリフイスの開度の影響を受ける。即ち、
スプール12が右に動いて13、14間の可変オリフイスの開
度が大きくなると、固定オリフイス15の右方のスプール
内液圧が上がってスプールは左方に戻ろうとし、逆にス
プール12が左に動いて可変オリフイスの開度が小さくな
ると、固定オリフイス15の通過液量よりも可変オリフイ
スの通過流量が小さくなってスプールは電気／力変換器
の力で右に動こうとする。

この自動平衡作用で固定オリフイス15の左方の液圧と右
方の液圧の差にスプール面積を乗じた力は、電気／力変
換器20が発生する力とスプリング18の力の差に相当した
値に釣合い、このため、固定オリフイス15の通過液量
は、オリフイス左右の液圧差即ち、電気／力変換器20が
発生する力からスプリング18の力を差し引いた力をスプ
ール断面積で除した圧力に相当したものとなる。

次に、保持指令に基いて電気／力変換器20の力が０にな
るとスプール12はスプリングの力で図の第２位置に戻さ
れて出力口16が入力口13からも排出口17からも遮断され
る。

また、降圧のために電気／力変換器20に負の電流（電
圧）が印加されてスプール12が左方に移動すると、排出
口17と表面通路14との間で可変オリフイスを構成するよ
うになる。そうなると、固定オリフイス左方の液圧が右
方の液圧よりも高くなり、固定オリフイス15を通る液流
が左方から右方へ方向転換して出力側の液圧が低下す
る。この際の釣合いは、既に説明した昇圧過程のときと
方向が異なるのみで同じメカニズムによって支配され
る。

電気／力変換器の配線を逆にすれば、上とは逆に正の指
令で降圧、負の指令で昇圧となる。

第２図及び第３図は、この発明の第２実施例である。

第１実施例は、スプールの初期位置を第２位置に定め、
電気指令＋（−）０−（＋）において昇圧−保持−
降圧となるようにしたが、用途或いはブレーキ装置等の
回路構成によっては、電気指令０大において昇圧−保
持−降圧となる機能が望まれる。

このため、第２実施例の液圧制御装置110は、スプール1
2の初期位置を図の位置即ち第１位置に定め、電気／力
変換器20に対する電気指令が０のときには排出口17を閉
じて入力口13を開き、電気指令が中位のときスプールが
第２位置に移動して入力口、排出口を共に閉鎖し、電気
指令が更に増大するとスプールが第３位置に来て入力口
を閉じて排出口を開くようにしてある。図中、距離l₂は
中立の第２位置を確保するため当然に距離l₁よりも大き
くしてある。

この場合の電気／力変換器20は、第２図のように駆動子
19を引込むタイプ、第３図のように逆に押出すタイプの
どちらを用いてもよい。第２図と第３図ではスプリング
の向き及び13、17、16の20に対する位置関係が逆になる
が機能上の相違はない。即ち、両者とも第１実施例と同
一のメカニズムによって昇降圧制御が行われる。

次に、第４図及び第５図にこの発明の第３実施例を示
す。

この発明の装置の対象システム（電子制御ブレーキシス
テム）を考えたとき、特に大きな流速が要求されるの
は、制御（この場合はアンチロック制御）開始前の通常
制動時に入力操作でブレーキ圧を早い速度で高めるとき
である。

ところが、前述の実施例の装置は、小流速域の制御性確
保の面から固定オリフイスの開口面積をあまり大きくで
きないと言う制約があるので、大流速（大昇圧速度）を
期待することができない。

また、例えば、アンチロック制御の降圧過程では、出力
圧を排出口に流して圧力を下げて行くが、一定圧を下回
った後は、固定オリフイスの開口面積による制約でそれ
までの流速、即ち降圧速度の確保が不能となり、更なる
降圧の進行に応じて降圧速度がどんどん下ってしまう。

アンチロック制御を緻密に行うには、低出力圧領域でも
ある程度の降圧速度を確保することが望まれるが、その
ためには、固定オリフイスの径を大きくしなければなら
ず、通常制御時の特に小流速領域での制御性が悪化す
る。

そこで、第３実施例に示す初期位置が第１位置であるタ
イプの液圧制御装置210には、スプールが初期位置に位
置するとき入力口13と出力口16を連通し、スプールが初
期位置から第２液室側にｌ（ｌ＜l₁）だけ移動するとこ
の連通が断たれる昇圧バイパス路23を設けてある。

この制御装置210は、電気／力変換器20の出力が０のと
き、昇圧バイパス路23が開通している。従って、固定オ
リフイス15の両端の圧力差は実質的に０であり、（オリ
フイスの通過流速は差圧の平方根に比例するので流速も
実質的に０）スプール12はスプリング18に押されて図の
位置即ち初期位置に止まり、電気／力変換器20が出力を
開始するまでの非制御期間中は被制御液が入力口13から
出力口16に直接流れる。つまり、この状態では固定オリ
フイスによる流速制限が何もなく、任意の昇降圧速度が
得られる。

また、制御が開始されると、昇圧バイパス路23が閉じて
昇圧用の液は固定オリフイスを通過するので、最大流速
は小さいが、前述のメカニズムによる可変流量制御の特
性が活かされた優れた制御性が得られる。従って、この
第３実施例は、制御開始前には大流量をバイパスし、制
御開始後は小流量を制御すると言うバイパス付固定流量
制御弁（特願昭63−135041号）を可変流量型に改良した
ものと見なすこともできる。

なお、昇圧バイパス路23は、第４図では筺体内通路23
a、23bとスプール外周溝23cの３者で構成したが、第５
図のように、筺体11内に入力口13を第２液室Ｂに直通さ
せる通路23dを設け、その通路の液室Ｂに対する開放端
をスプール12の初期位置からのｌの移動で閉鎖するよう
にすれば、バイパス路23を簡略化できる。

この第３実施例は、スプール12が初期位置から第２液室
に向ってl₃（l₃＞l₂）を移動する間は遮断されており、
l₃以上移動すると排出口17と出力口16を連通する降圧バ
イパス路24を付加した構成をも示している。降圧バイパ
ス路を設けると、降圧に関して出力液圧０近傍の制御性
を良くすることができる。

即ち、筺体内通路24aとスプール側の通路24bの２者で構
成される降圧バイパス路24は、表面通路14と排出口17が
それ等の間に可変オリフイスを形成して固定オリフイス
経由での降圧制御を行っている間はまだ開かれていな
い。しかし、電気／力変換器20の力からスプリング18の
力を差引いた力、即ち、所望の降圧速度を見合う力より
も出力圧が小さくなると、排出口の圧力を０と考えた場
合、上記力の差に見合うスプール両端の圧力差の維持が
不可能になり、このために、スプール12が図中右に動い
て12の移動量がl₃を越えたところで、降圧バイパス路24
が開く。

この状態になると、降圧速度は固定オリフイス15の制約
を離れ、これにより、出力圧は速やかに実質的な０圧に
向って降下する。そして、この状態は、電気／力変換器
20の出力がスプリング18の力よりも小さくなるまで、つ
まり、20に対する電気指令が昇圧或いは保持に転ずるま
で持続される。

第３実施例には、以上のほかに下記に工夫を凝らしてあ
る。即ち、筺体11にスプリング18の調整ねじ25を設けて
ある。これは、液圧の保持指令が出たとき、電気／、変
換器20の出力とスプリング18の力のバランスを調整する
ためのものであって、スプール12の表面通路14が入力口
13とも排出口17とも連通しない両閉止の位置（第２位
置）でバランスが取れてその位置にスプール12が保たれ
るように調整される。両閉止の範囲（l₂−l₁の範囲）の
長さにスプリング18のバネ定数を乗じた値が調整すべき
力の範囲となる。

この調整は図示の調整ねじによる方法のほか、予めスプ
リングの出来具合に合わせて組み合わすべきシムを選択
し、これをスプリングと筺体、或いはスプリングとスプ
ール間に挟み込む方式でもよい。また、スプリング力で
はなく電気／力変換器20の出力を調整してもよい。

電気／力変換器20の出力調整は、抵抗の付加、又は付加
抵抗の抵抗値の選択、可変抵抗の調整による方法等が考
えられる。

もし、20に電気指令を出す電子制御ユニットと制御装置
210が１対１に固定的に組合わされて用いられるなら、
出荷時に電子制御ユニット内の定数を調整する（この場
合、例えば書込みの可能ないわゆるPROMや書き直しも可
能ないわゆるEEPROM等を用いる）ことにより対処できる
が、普通、電子制御ユニットと制御装置は任意の組合わ
せが要求されるので、この方法を使えるケースは少ない
であろう。

出荷時の定数調整が不能ならば、電子制御ユニットに実
使用中の制御状況を判断させながら適切な調整値を学
習、記憶させることも可能である。この場合、対象シス
テム中に圧力センサが含まれていれば何ら特別な工夫は
要らないが、圧力センサを省略する場合（自動車用のブ
レーキシステムでは殆んどの場合、コスト面で圧力セン
サを備える余裕が無い）、システム全体の制御が予測通
りに実行されたかどうかを見て特定の予測し易い状況下
で或る限度以上予測が外れたとき、それを補正する方向
に少しづつ調整すべき値を変化させていき、新しい値を
記憶させる。出荷時の初期値を製造バラツキの平均値近
辺の値にセットしておけば、少ない補正回数で最適値へ
の調整が行える。

なお、このようなバランス調整は第１、第２実施例につ
いても同様に行うことができる。

第６図は、この発明の液圧制御装置を用いたブレーキ装
置の一例である。このブレーキ装置は、アンチロック減
圧後の静圧系の簡便な復圧、ペダルフイールの改善を目
的として本出願人が特願平１−85176号で提案したもの
に第１図で述べた液圧制御装置10を応用したものであっ
て、マスターシリンダ１で発生した液圧（静圧）と動力
圧源６から供給されてブースタ９を経由した液圧（動
圧）を２系統のブレーキ2_-1、2_-2に伝達し、車輪にブレ
ーキをかける。

静圧と動圧は図のように２系統に別々に導入するほか、
タンデムマスターシリンダを用い、静圧を２系統に個別
に導入して動力圧は人力操作力の増幅と静圧系の復圧に
のみ利用することもある。制御装置10は、動力圧源６か
ら静圧系の管路の途中につながる液路を設けてその液路
中の挿入してある。

ブースタ９は、内部構造を省略したが、ブレーキペダル
34と連動するプッシュロッド、動圧室内で液圧を作用さ
せる動圧ピストン、及び、プッシュロッドと動圧ピスト
ンの相対位置により動力圧源６及びリザーバ７と動圧室
との間の連絡を制御して正常時には踏力に比例した圧力
（動圧）を動圧室に発生させる純機械的弁機構を有す
る。この弁機構による調整済動圧は動圧室内でプッシュ
ロッドを介してペダル34に操作反力を与える一方、動圧
ピストンを押圧する。マスターシリンダピストンは動圧
ピストンに連動するようにしてあるので動作ピストンが
押されるとマスターシリンダ１に静圧が生じる。図の場
合、その静圧がブレーキ2_-1に流れ、ブースタ９を経由
した動圧がブレーキ2_-2に流れる。

動圧系が失陥すると動圧による反力が無くなるのでプッ
シュロッドが動圧ピストンに接してペダル踏力を直接マ
スターシリンダに伝達する。

このブレーキ装置は、ペダル34の操作ストロークを検出
器35で検出して電子制御ユニット４に伝える。電子制御
ユニット４は、ペダルストロークと車輪速センサ３から
の情報をもとに推定した車輌減速度（車輌加減速度セン
サを設けて直接測定した車輌減速度でもよい）が予め定
めた一定の関係になるように制御装置10に動作指令を発
し、この指令で制御装置10が動力圧源６から静圧系に適
量の圧液を導入し、又は静圧系圧液をリザーバ７に放出
する。

従って、アンチロック装置32によるアンチロック減圧後
の静圧系の復圧液量を装置10経由で動力圧源からまかな
うことができる。また、ペダルストロークに比し減速度
が過小と判断されたならば、装置10経由で動力圧源が静
圧系につながり、そのために静圧系は勿論動圧系もブレ
ーキ圧が上昇して減速度が大きくなる、或いはペダルが
押し戻されてペダルストロークが小さくなるのいずれか
又は双方がその時の踏力に応じて起こる。また、ペダル
ストロークに比し減速度が過大と判断された場合は装置
10経由で静圧系がリザーバにつながってブレーキ力減少
がに伴う車輌減速度の低下、プッシュロッド反力の低下
によるペダルストロークの増加のいずれか又は双方がそ
のときの踏力に応じて起こり、結果としてペダルストロ
ークと減速度が所定の関係に落ち着く。

アンチロック装置32がアンチロック減圧と静圧系圧液の
放出の両機能を有する場合は、制御装置10は排出口のな
い一方向タイプのものでよい。

また、このブレーキ装置は、電子制御ユニットが予め定
められた一定のペダルストローク−減速度関係に比しス
トローク過大（減速度過小）と判断して制御装置10に開
指令を出し続けてもペダルストローク−減速度関係の修
復兆候が見られない場合、或いはペダルストローク−減
速度の関係が上記一定の関係から或る限度以上外れた場
合には、リミット弁31が作動する状況にある場合を除い
て（31は必要に応じて設けるものであって静圧系の圧力
が正常な動力圧源下限設定圧力を超えたときに閉弁す
る）制御装置10の開動作を禁止するのが望ましい。

このほか、特願平１−85176号で述べたように他の諸々
の機能を付加することもできるが、例示のブレーキ装置
の特徴部分は調圧弁として第１図の液圧制御装置を用い
たことであり、電気指令に応じて流量即ち、昇降圧速度
を調整する上で入力側、出力側の圧力の影響を受けない
安定した調圧特性が得られ、装置の信頼性がより一層高
まる。

図中30は逆止弁、33は動圧系のアンチロック装置であ
る。32、33には、第２又は第３実施例を好適に採用でき
る。

第７図は、第３実施例の液圧制御装置210をアンチロッ
ク装置として採用したブレーキ装置の一例である。

このブレーキ装置は、マスターシリンダ１で発生した液
圧を前述の昇圧バイパス路23経由でブレーキ２に伝達し
て車輪にブレーキをかける。そして、車輪速センサ３で
検出した車輪速の挙動を電子制御ユニット４で判断し、
必要があれば「保持」又は「降圧」指令を液圧制御装置
210に伝える。

その指令が「保持」ならば、電気／力変換器20がスプリ
ング力に逆らってスプール12を第２位置に駆動し、出力
圧の変化が止まる。また、指令が「降圧」ならばスプー
ル12が第３位置、即ち、14と17の連通位置に移動し、こ
れにより、ブレーキ中の液は出力口16から固定オリフイ
ス15を逆流して排出口17経由で低圧の液溜め５に流出
し、ブレーキ液圧が下がる。この際の降圧速度は、前述
の作用により、電気指令に対応した速度となり、また、
所望の降圧速度に見合う圧力よりも出力圧が小さくなる
と、降圧バイパス路24が開いて出力圧は実質的な０圧に
向かって急降下する。

降圧指令と同時に動力圧源のモータ６が起動され、ポン
プ6aが液溜め中の液を汲み出し、マスターシリンダ１と
液圧制御装置との間に還流させる。

次に、一旦昇圧バイパス路23が閉じられた後、電子制御
ユニット４が昇圧指令に転じると、スプール12が第１位
置側に戻されて14、13が再連通し、降圧時とは逆のメカ
ニズムで昇圧制御が行われる。この昇圧によりスプール
12の両端間にあるべき圧力差よりも入力圧と出力圧の差
が小さくなると、スプール両端の圧力差の維持が不可能
になって18の力から20の力を差引いた力がスプール両端
の圧力差よりも大きくなる。

この時点でスプール12は、調圧能力の限界を越えて第４
図、第５図の左端側に動き、昇圧バイパス路23が再開通
する。そして、このバイパス路23が一旦開くと、スプー
ル両端の圧力差が無くなるから、次の降圧又は少なくと
も保持指令が出て20の力が18の力を上回るまで昇圧バイ
パス路23は開かれたまゝになる。

なお、図の210に代えて第２実施例の110を用いる場合に
は、アンチロック制御時に閉、非制御時に開となる電磁
弁を伴なった回路をマスターシリンダとブレーキとの間
に110と並列に設けて大昇降圧速度を得るようにしても
よい。

ところで、上述のような液圧制御弁を用いる場合、アン
チロック非作動時に、スプール外周からの漏液がある
と、マスターシリンダからブレーキ系までのブレーキ液
が低圧液溜め５に流出し、制動中の踏力が一定でもブレ
ーキペダルが前進してしまうので、スプールからの液洩
れは、ペダルフィーリングの面から前述の不具合がドラ
イバーに感知されない程度に抑制しなければならない。

しかし、極微量の液洩れを特に高温時においても完全に
抑制するのは難しく、大踏力の印加が何度も繰り返され
ると徐々に低圧液溜め中にブレーキ液が溜ってくる恐れ
がある。このようにして、低圧液溜めの余裕畜圧容量が
減少すると、高圧から一挙に極低圧迄ブレーキ圧を下げ
る必要が生じたとき（アンチロックでは路面の摩擦係数
が非常に高い状態で急制動を行っている際に突如路面の
摩擦係数が激減するとこのような事態が起こる）充分な
降圧が望めない。

そこで、この問題の回避策として、低圧液溜め５のリタ
ーンスプリング5aの力よりも還流回路中の逆止弁８
−_１、８−_２の開弁圧を充分に小さくしておき、マスタ
ーシリンダ１の圧力が０になったときにはポンプ6aが回
転していなくても、低圧液溜め５中の液が回路中の差圧
で自動的にマスターシリンダ側に押し戻されるようにし
ておくのが望ましい。この場合、ポンプ6aとしてその可
動部が液路を閉鎖してしまうことのないものを選ぶか又
は小差圧で開弁する逆止弁を組入れたバイパス路をポン
プ6aと並列に設けておく必要がある。並列逆止弁を設け
れば８−_１、８−_２の開弁圧が自由に選べるようになる
ことは当然である。

更に筐体とスプールのクリアランスを小さくする、即
ち、筐体とスプールの加工精度を向上させるコストが著
しく大であると判断されるならば、排出口17の部分に電
磁弁を挿入し、アンチロック非作動時は排出口を閉鎖し
ておき、アンチロック作動時のみ開口することも可能で
ある。このほか、２個のソレノイド弁を組合せた通常の
アンチロック装置では踏力を急速に緩めたときに、電子
制御ユニット４がそれを検知する前に自動的にブレーキ
２中の圧力が追随して下がるよう、逆止弁８−_３で入力
回路と出力回路を連結しておくのが普通であるが、本発
明の液圧制御装置210（又は110）を用いれば逆止弁８−
_３が無くても踏力を緩めればブレーキ圧が自然に追随し
て低下すると云う利点もある。210の場合、そのような
事態になると昇圧バイパス路が開かれる。

なお、本実施例にトラクションコントロール機能を付加
することは、単にマスターシリンダに強制加圧装置を付
加するか又は強制加圧液源とマスターシリンダとの回路
切換弁を付加するかのいずれかでもって、簡単に実現で
きる。

また、加圧源がマスターシリンダのハイドロスタティク
な圧力ではなく、少なくともアンチロック中は液圧ブー
スタのハイドロダイナミックな圧力が導入される場合に
は、低圧液溜めを介してポンプで還流させる必要がない
から、排出口をそのまゝ液圧ブースタ用ポンプのリザー
バに連通させることができる。更に、正常時（非アンチ
ロック時）もハイドロダイナミックな加圧源が用いられ
る場合は前述の筐体、スプール間の微量液漏れは問題に
ならないから、排出口17に電磁弁を挿入する等の余分な
コストをかけなくても筐体、スプールの加工精度を落す
ことができ、すこぶる経済的である。

〔効果〕

以上述べたように、この発明の液圧制御装置は、スプー
ル両端に対向して液圧を加える第１、第２液室間をスプ
ール内に設けた通路で連通させてその通路中に固定オリ
フィスを配置することにより、排出口のある３ポート型
にして昇降圧の都度、可動スプール中のオリフイス前後
に差圧を生じさせ、この差圧を電気／力変換器の出力と
バランスさせて昇降圧速度が自動的に電気指令に対応す
るようにしたものであるから、系外に液を排出するアン
チロック制御等にもひとつの装置で対応でき、しかも昇
圧時、降圧時ともに制御される液圧の昇降圧速度から入
力側液圧、出力側液圧の影響を排除することができる。

栄た、温度の影響については、スプール中のオリフイス
を例示図面に示すような薄刃形状となすことにより、通
常考えられる液圧回路では殆んど実害の無い範囲に抑え
ることができる。

残るは、電源電圧の影響と電気回路の温度の影響である
が、大部分の電気／力変換器は、実際は電流／力変換器
となっている。

従って、電子制御ユニットの出力部を、所望昇降圧速度
を電圧として出力するタイプではなく、電流として出力
するタイプ（例えばPWM制御で実効電流を制御できるタ
イプ）にすると、負荷（ブレーキ系）の液圧剛性以外の
昇降圧速度の変動要因の影響が全て除去されることにな
り、非常に良好な液圧制御が期待できる。

また、スプールの初期位置を、請求項３のように電気指
令０のときに入力圧と出力圧を一致させる第１位置、請
求項２のように入力圧と無関係に出力圧を保持する第２
位置、排出口圧（リザーバ圧すなわち０圧）を出力圧と
一致させる第３位置のいずれにも設定でき、さらに、請
求項４、５のように昇圧バイパス路或いは降圧バイパス
路を付加して固定オリフイスの制約を離れた大流速での
昇降圧制御機能をもたせることもできるため、各種の用
途に広く応用できる。

なお、この発明の液圧制御装置は、応答性、制御粗さが
重視される車輌用ブレーキに特に適しているが、一般の
油圧機器全般〔特に液圧負荷装置（シリンダ等）へ圧液
の送出量と液圧負荷装置中の圧力上昇が一定の関係にあ
る油圧機器〕に対しても、簡素な流量制御弁として利用
でき、この場合にも、応答性、制御粗さ等に関して装置
の有効性が充分に発揮される。

請求項６のブレーキ装置は、上記の液圧制御装置を用い
て静圧系のブレーキ液量を高精度にコントロールするの
で、制御の高度化と信頼性向上が計れる。

また、請求項７のブレーキ装置は、アンチロック制御を
上記の液圧制御装置で行うので、制御精度を高めること
ができ、また、バイパス路の働きで通常制動時の昇降圧
の遅れも防止できると云う効果がある。

さらに、請求項８の構成は、スプール外周からの漏れ液
で低圧液溜めの余剰畜液能力が低下するのを防止し、高
圧からの急減圧を確実化してブレーキ装置の信頼性を高
める効果がある。

また、請求項９の構成は、スプール外周からの液漏れを
経済的に止めるのに有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の液圧制御装置の一例を示す断面
図、第２図乃至第５図は他の実施例の断面図、第６図は
第１実施例の液圧制御装置を用いたこの発明のブレーキ
装置の一例を示す回路図、第７図は第３実施例の液圧制
御装置を用いたブレーキ装置の一例を示す回路図であ
る。１……マスターシリンダ、２……ブレーキ、３……車輪速センサ、４……電子制御ユニット、５……低圧液溜め、６……動力圧源、 6a……ポンプ、6b……モータ、７……リザーバ、８−_１〜８−_３……逆止弁、 10……液圧制御装置、11……筐体、 12……スプール、13……入力口、 14……表面通路、15……オリフイス、 16……出力口、17……排出口、 18……スプリング、19……駆動子、 20……電気／力変換器、 21、22……ワッシャ、 23……昇圧バイパス路、 24……降圧バイパス路、 25……調整ねじ、30……逆止弁、 31……リミット弁、 32、33……アンチロック装置、 34……ブレーキペダル、 35……ストローク検出器。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力口及び出力口を有する筐体と、その筐
体内に軸方向スライド可能に挿入されたスプールと、ス
プールの各端部で筐体との間に形成された第１及び第２
液室と、その両液室を連通する通路及びこの通路中に設
けた固定オリフィスと、スプールを初期位置に保持する
スプリングと、スプールに電気指令量に応じた軸方向駆
動力を与える電気／力変換器とを有し、上記出力口は第２液室に連通し、スプール変位で上記入
力口と第１液室の接続状態が変化し、被制御が上記固定
オリフィス部を通って流れるとき、固定オリフィスの前
後に変換器出力からスプリング力を減じた力とバランス
する差圧が生じるように構成されている液圧制御装置に
おいて、第１、第２液室を連通させる上記通路とその通路中に配
置する上記固定オリフィスをスプールの内部に設け、固
定オリフィスよりも第１液室側でスプール内通路に通じ
てスプール外周に達する表面通路をスプールに、その表
面通路との連通がスプール変位によって断続される排出
口を筐体に各々形成し、上記電気／力変換器の出力値に
応じてスプールがその表面通路が入力口と連通する第１
位置、入力口からも排出口からも遮断される第２位置、
排出口と連通する第３位置に移動し、固定オリフィス前
後の差圧を電気／力変換器の出力とバランスさせた圧力
制御が第１位置と第３位置の双方で行われるようにした
ことを特徴とする液圧制御装置。
【請求項２】スプールの初期位置を上記第２位置に定
め、電気／力変換器の一方向（プラス又はマイナス）の
出力がスプールを第１位置に向かって駆動し、他方向の
出力（マイナス又はプラス）がスプールを第３位置に向
かって駆動するようにしてある請求項（１）記載の液圧
制御装置。
【請求項３】スプールの初期位置を上記第１位置に定
め、電気／力変換器に対する電気指令が中位のときにス
プールを第２位置に駆動し、中位から更に増大したとき
には第３位置に向かって駆動するようにしてある請求項
（１）記載の液圧制御装置。
【請求項４】スプールが第１位置から第２位置への遷移
点より一定距離以上入力口側（第１位置側）に移動した
時入力口と出力口を連通する昇圧バイパス路を筐体又は
筐体とスプールに加工して付加してある請求項（１）乃
至（３）のいずれかに記載の液圧制御装置。
【請求項５】スプールが第２位置から第３位置への遷移
点より一定距離以上排出口側（第３位置側）に移動した
時排出口と出力口を連通する降圧バイパス路を筐体又は
筐体とスプールに加工して付加してある請求項（１）、
（２）、（３）又は（４）に記載の液圧制御装置。
【請求項６】人力操作により少なくとも１系統のブレー
キ液圧（静圧）を発生させる静圧発生源、動力圧源、上
記人力操作端の操作ストロークと車輌減速度が予め定め
た一定の関係になるように調圧指令を出す電子制御ユニ
ット及び請求項（２）記載の液圧制御装置又はこれに請
求項（４）、（５）の昇圧バイパス路、降圧バイパス路
を付加した装置を具備し、この液圧制御装置が電子制御
ユニットからの指令で入力口につないだ動力圧源及び排
出口につないだリザーバと車輪ブレーキに至る出力口と
の間の連絡を調整して静圧系のブレーキ液圧を制御する
ようにしてあるブレーキ装置。
【請求項７】請求項（３）記載の液圧制御装置又はこれ
に請求項（４）、（５）の昇圧バイパス路、降圧バイパ
ス路を付加した装置の入力口にマスターシリンダ又はこ
れに代る加圧源（入力圧源）を、出力口に車輪ブレーキ
を、排出口にリザーバ又はポンプで入力圧源側に還流さ
れる一時的低圧液溜めを各々接続して構成されるブレー
キ装置。
【請求項８】上記低圧液溜めから入力圧源に至る還流回
路を、入力圧が０のときには上記ポンプが非駆動中であ
っても低圧液溜めの中の液が圧力差で入力圧源側に自然
還流する構成となした請求項（７）記載のブレーキ装
置。
【請求項９】上記排出口とリザーバ又は一時的低圧液溜
めとの間に電磁開閉弁を設け、電気制御非作動中は排出
口を閉止し、作動中は開口する如く構成した請求項
（７）記載のブレーキ装置。