JPH09273575A - 電気粘性流体を用いた制動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両の停止までの間、要求される制動力を確
実に維持できる電気粘性流体を用いた制動装置を得る。 【解決手段】 外部より印加される電圧に応じて粘度が
変る電気粘性流体３を流体ケース１内に充満させ、流体
ケース１内の電気粘性流体３中に回転板２を挿入し、流
体ケース１と回転板２を介して電気粘性流体３に電圧を
印加することにより回転板に制動をかける制動装置にお
いて、電圧の印加により低下する回転部材の回転速度に
応じて電圧を増加させる電圧制御装置８を設ける。電圧
制御装置８は、ブレーキペダル９の踏力ｐを検出するセ
ンサ１０の信号と、回転板２の回転速度を検出するセン
サ１１の信号とに基づいて、電気粘性流体に印加する電
圧Ｖを算出し、高電圧発生装置に同電圧Ｖを印加するよ
う指令する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に、車両の補助
ブレーキ装置として好適な電気粘性流体を用いた制動装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】トラック、バス等の大型車両において
は、主ブレーキである摩擦ブレーキ装置の外に、補助ブ
レーキ装置を装着したものが知られている。前記補助ブ
レーキ装置は、例えば降坂時における高速からの減速時
等に制動トルクを発生させ、摩擦ブレーキ装置の温度上
昇によるフェードを防止し、車両の安全性及び摩擦材の
耐久性を向上させるもので、例えば排気ブレーキや流体
式の外に特公昭５０−４６３０号公報に開示されるよう
な電気粘性流体を、適用したものが提案されている。図
４はこの電気粘性流体を用いた制動装置の一例を示す。

【０００３】図４において、流体ケース１はステータと
して固定されており、流体ケース１の内部には円柱形の
空洞が形成されている。この空洞の内部には、ロータと
して回転可能な円形の回転板２が収容されており、この
回転板２と周囲の流体ケース１の内壁とは適当な間隔を
おいて対向している。そして、流体ケース１の空洞内に
は、外部から印加される電圧に応じて粘度が変る電気粘
性流体３が充填されている。回転板２は、流体ケース１
の壁部を貫通する回転軸４の先端に固定されている。回
転軸４は、流体ケース１に対してベアリング５を介して
回転自在に支持されると共に、液密を確保するためのシ
ール６を備え、さらに、絶縁材料１２を介して流体ケー
ス１と電気的に絶縁されている。

【０００４】また、回転軸４は高電圧発生装置７と電気
的に接続され、流体ケース１はアースされている。そし
て、高電圧発生装置７が回転軸４を介し電極として機能
する回転板２と流体ケース１との間に所定電圧を印加す
ることにより、電気粘性流体２は粘度を高めて、その粘
性抵抗により回転板２に制動をかけるようになってい
る。即ち、電気粘性流体の粘性抵抗を利用した制動装置
では、電気粘性流体に働く剪断応力が剪断速度に依存す
るため、発生制動力は、電気粘性流体の剪断速度と電界
強度（印加電圧）とによって決まる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記した従
来の制動装置では、制動時の印加電圧は一定値のままで
回転板に制動力をかけるようにしていた。しかし、印加
電圧を一定とした場合、例えば車両が減速するのに伴い
制動力は低下してしまい、要求される減速度を車両停止
まで維持できないという問題があった。即ち、電気粘性
流体を用いた制動装置では、制動力が車両速度に対して
図５のような特性を示す。そのため、印加電圧をＶ
₀ （＝０）からＶ₁ またはＶ₂ の一定にコントロールし
た場合、車両速度に応じて制動力が変化する。つまり、
車両速度が小さいほど制動力が小さくなる。したがっ
て、電気粘性流体に電圧印加して制動をかけた場合、車
両の減速に伴って制動力が低下してしまい、例えば車両
停止に至るまでの必要な減速度を発生できなかった。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、制動をかけてから車両が停止するまでの間、要求さ
れる制動力を確実に維持することのできる電気粘性流体
を用いた制動装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る電気粘性流体を用いた制動装置は、外部
より印加される電圧に応じて粘度が変る電気粘性流体に
接するように回転部材を配設し、前記電気粘性流体に対
して電圧を印加して回転部材に制動をかける電気粘性流
体を用いた制動装置において、前記電圧の印加により低
下する前記回転部材の回転速度に応じて電圧を増加させ
る電圧制御装置を設けたことを特徴とする。あるいは、
前記電気粘性流体を流体ケース内に充満させ、前記流体
ケース内の電気粘性流体中に前記回転部材としての回転
板を挿入し、前記流体ケースと回転板間に電圧を印加す
ることを特徴とする。あるいは、前記電圧制御装置が、
制動操作部材の操作量を検出するセンサの出力信号と、
前記回転部材の回転速度を検出するセンサの出力信号と
に基づいて前記電気粘性流体に印加する電圧を制御する
ことを特徴としてもよい。

【０００８】そして、回転部材の回転速度の低下に応じ
て電気粘性流体に対する印加電圧が増加することによ
り、電気粘性流体の粘性抵抗を増加させて、剪断速度の
低下による制動力の低下分を補うことができる。また、
流体ケースと、その内部に収納された回転板との間に電
圧が印加されるので、回転板と流体ケースの内壁との間
の空間に充満した電気粘性流体に対して平均して電圧が
印加され、回転板の表面全域に電気粘性流体の粘性によ
る抵抗力が作用する。

【０００９】また、電圧制御装置が、制動操作部材の操
作量を検出するセンサの出力信号と、前記回転部材の回
転速度を検出するセンサの出力信号とに基づいて電気粘
性流体に印加する電圧を制御するようになっている。こ
の場合、制動操作部材の操作量は要求制動力に相当す
る。したがって、要求制動力を確保するべく、センサの
検出する回転部材の回転速度の低下に応じて、電気粘性
流体に対する印加電圧が制御される。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る電気粘性流体
を用いた制動装置の好適な実施の形態を図面を参照して
詳細に説明する。図１は本発明による制動装置の一実施
形態を示す構成図である。この制動装置は、車両用ブレ
ーキ装置として備えられており、制動装置の本体として
は、図４に示した従来の構成をそのまま有している。即
ち、内部に電気粘性流体３を充満させた流体ケース１
と、その電気粘性流体３中に挿入された回転部材として
の回転板２と、回転板２を先端に固定した回転軸４と、
流体ケース１と回転板２との間に回転軸４を介して電圧
を印加する高電圧発生装置７と、絶縁シール６やベアリ
ング５等を有している。この場合の回転軸４は、車両の
走行車輪の回転に応じて回転するようになっている。

【００１１】そして、本制動装置では、上記構成の外
に、高電圧発生装置７による印加電圧を制御するための
制御装置（電圧制御装置）８と、制動操作部材としての
ブレーキペダル９の踏圧ｐを検出して検出信号を制御装
置８に出力する踏圧センサ１０と、回転軸４の回転速度
ｎを検出して検出信号を制御装置８に出力する車輪速セ
ンサ１１とを設けている。制御装置８は、例えばエンジ
ンコントロールユニットとして用いられるマイクロコン
ピュータにより構成されており、踏圧ｐに対応した要求
制動力Ａを発生させるために、回転軸４の回転速度ｎに
応じて電気粘性流体３に対する印加電圧Ｖを算出し、同
電圧を印加すべき指令ｖを高電圧発生装置７に供給す
る。

【００１２】実際には、図２の特性図に示すように、制
動をかけてから（ブレーキペダル９を踏んでから）の一
定時間の経過により、回転軸４の減速に伴って電気粘性
流体３の粘性抵抗の速度依存成分Ｂが低下するので、印
加電圧依存成分をＣとした場合、Ｂ＋Ｃ＝要求制動力Ａ
となるように、印加電圧Ｖをコントロールする。これに
より、車両速度によらず、所望の制動力（要求制動力＝
踏力ｐに応じた制動力）を発生させることが可能とな
る。

【００１３】図３は制御装置８の制動制御処理の内容を
示すフローチャートである。制動制御処理が開始される
と、ステップ１０１で、制御装置８は、制動の要求が継
続して行われているか否か、つまりブレーキペダル９が
引き続き踏み込まれているか否かを判断する。踏み込み
が継続して行われている場合、判定がＹＥＳとなって、
ステップ１０２に進み、ブレーキ要求入力信号つまり踏
力ｐを読み込む。次に、ステップ１０３で車輪速度ｎを
読み込み、ステップ１０４で、電気粘性流体３に対する
印加電圧Ｖを、要求制動力Ａと車輪速度ｎとの関数より
算出する。そして、ステップ１０５で、算出した印加電
圧Ｖを高電圧発生装置７に供給し、流体ケース１と回転
板２との間に電圧を印加させ、ステップ１０１に戻る。
ステップ１０１で、ブレーキペダル９の踏み込が解除さ
れていると判断されれば（判定ＮＯ）、処理を終了す
る。

【００１４】このように、現実の車輪速度ｎに応じて電
圧Ｖを制御するので、車輪速度ｎの低下によって落ちる
はずの制動力を、要求制動力の値に常にコントロールす
ることができる。したがって、車両が停止するまで一定
の制動力を維持することができて、制動性能の安定を図
ることができる。そのため、本発明による制動装置は、
単に補助ブレーキ装置としての利用だけに止まらず、主
ブレーキ装置として用いることもできる。

【００１５】なお、上記制動装置では、回転板２を回転
側部材とし、流体ケース１を固定側部材としたが、反対
にしてもよい。即ち、流体容器としての流体ケース１を
回転側部材とし、図示の回転板２を固定側部材としても
よい。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による電気
粘性流体を用いた制動装置は、制動をかけた際の回転部
材の減速に伴う制動力の低下分を、電気粘性流体に対す
る印加電圧の増加により補うことができるため、例えば
車両用の主ブレーキ装置として適用した場合、車両の停
止までの間、所望の制動力を保つことができる。したが
って、制動性能の安定化を図ることができる。また、電
気粘性流体を流体ケース内に充満させ、流体ケース内の
電気粘性流体中に回転板を挿入し、流体ケースと回転板
間に電圧を印加するようにしているので、回転板と流体
ケースの内壁との間の空間に充満する電気粘性流体に平
均して電圧を印加することができ、回転板の表面全域に
電気粘性流体の粘性による抵抗力を作用させることがで
きる。よって、小型の割りに大きな制動力を発揮させる
ことができる。また、制動操作部材の操作量と回転部材
の回転速度に基づいて電気粘性流体に印加する電圧を制
御するようにしているので、制動操作部材の操作量に応
じた制動力を、回転部材の回転速度によらず、常に発生
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電気粘性流体を用いた制動装置を
示す構成図である。

【図２】図１の制動装置によって実現される制動力の特
性図である。

【図３】制御内容を示すフローチャートである。

【図４】従来の制動装置の構成図である。

【図５】従来の制動装置の特性図である。

【符号の説明】

１ 流体ケース ２ 回転板（回転部材） ３ 電気粘性流体 ８ 制御装置（電圧制御装置） ９ ブレーキペダル（制動操作部材） １０ 踏圧センサ １１ 車輪速センサ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部より印加される電圧に応じて粘度が
   変る電気粘性流体に接するように回転部材を配設し、前
   記電気粘性流体に対して電圧を印加して前記回転部材に
   制動をかける電気粘性流体を用いた制動装置において、 前記電圧の印加により低下する前記回転部材の回転速度
   に応じて前記電圧を増加させる電圧制御装置を設けたこ
   とを特徴とする電気粘性流体を用いた制動装置。
2. 【請求項２】 前記電気粘性流体を流体ケース内に充満
   させ、前記流体ケース内の電気粘性流体中に前記回転部
   材としての回転板を挿入し、前記流体ケースと回転板間
   に電圧を印加することを特徴とする請求項１記載の電気
   粘性流体を用いた制動装置。
3. 【請求項３】 前記電圧制御装置が、制動操作部材の操
   作量を検出するセンサの出力信号と、前記回転部材の回
   転速度を検出するセンサの出力信号とに基づいて前記電
   気粘性流体に印加する電圧を制御することを特徴とする
   請求項１または２記載の電気粘性流体の制動装置。