JPH09309429A - ブレーキ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電気粘性流体を用いた、全く新しい原理に基づ
くポンプを利用し、電磁弁等の油路切り替え手段が不要
なブレーキ制御装置を構成する 【解決手段】一対の電極２、８、２２、２３間に粒子分
散形電気粘性流体１２を満たし、同電気粘性流体１２に
前記電極２、８、２２、２３を介して電界を与え、か
つ、少なくとも一方の電極２を移動させることにより、
電極２、８、２２、２３間に架橋構造を形成する分散粒
子および分散媒を輸送することができる粒子分散形電気
粘性流体を作動油として利用したポンプと、同ポンプの
入力ポートと連通されたリザーバ１５と、同ポンプの出
力ポートと連通されたブレーキ制御装置内の液圧室５６
と、該液圧室５６の液圧の変化により移動するブレーキ
ピストン５５とを備え、前記電極にブレーキペダル５０
の操作量あるいは車輪のスリップ状態に応じた電界を与
えるとともにポンプを駆動し、ポンプからの吐出圧を変
え、さらに液圧室５６の液圧を変え、これらによってブ
レーキ力を制御できるようにしたことを特徴とするブレ
ーキ制御装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，粒子分散形電気粘
性流体を作動油に用いた全く新しい原理に基づくポンプ
を使用したブレーキ制御装置に関するものであり、さら
に詳細には、電磁弁等の切り替え手段を用いずに通常ブ
レーキ、アンチロック制御、トラクションコントロール
等のブレーキ制御が可能であり、かつ、シンプルな構造
で小型軽量化が可能なブレーキ制御装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来より一般車両や産業機械用動力油圧
源として油圧ポンプが広く利用されており、こうした油
圧ポンプは、モータ等の外部アクチュエータによりピス
トンや羽根車を作動して作動油を汲み上げ、油圧を高く
して吐出する構成が一般的である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
なポンプをアンチロック制御やトラクションコントロー
ルを実行するためのブレーキ制御装置に用いた場合、高
圧側と低圧側の通路を電磁弁等により切り替える必要が
あり、また、電磁弁やそれに伴う配管などシステム全体
の構成が複雑となり、部品点数も多く、コスト高の原因
となるなど問題点があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、最
近になって開発された電気粘性流体を用いた、全く新し
い原理に基づくポンプを利用してブレーキ制御装置を構
成することにより、上記のような問題点を解決せんとす
るものである。本発明のブレーキ制御装置に採用するポ
ンプは、ポンプを構成する一対の電極に印加する電圧を
変えることにより、電極間に存在する電気粘性流体の粘
度を変え、この粘度の変化を利用して、作動油を吸入し
吐出する機構からなるため、油圧制御部に、従来必要と
していた電磁弁等の油路切り替え手段が不要となり、装
置構成が極めて簡略化されたブレーキ制御装置を提供で
きる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このため、本発明が採用
した技術解決手段は、一対の電極２、８、２２、２３間
に粒子分散形電気粘性流体１２を満たし、同電気粘性流
体１２に前記電極２、８、２２、２３を介して電界を与
え、かつ、少なくとも一方の電極２を移動させることに
より、電極２、８、２２、２３間に架橋構造を形成する
分散粒子および分散媒を輸送することができる粒子分散
形電気粘性流体を作動油として利用したポンプと、同ポ
ンプの入力ポートと連通されたリザーバ１５と、同ポン
プの出力ポートと連通されたブレーキ制御装置内の液圧
室５６と、該液圧室５６の液圧の変化により移動するブ
レーキピストン５５とを備え、前記電極にブレーキペダ
ル５０の操作量あるいは車輪のスリップ状態に応じた電
界を与えるとともにポンプを駆動し、ポンプからの吐出
圧を変え、さらに液圧室５６の液圧を変え、これらによ
ってブレーキ力を制御できるようにしたことを特徴とす
るブレーキ制御装置である。

【０００６】

【実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実施形態
を説明すると、図１は本発明に係わるブレーキ制御装置
の概念構成図である。図において、５０はブレーキペダ
ル、５１は同ブレーキペダルの踏力、ストローク量等を
検出する操作量検出センサー、５２は電子制御装置、５
３はバッテリー、５４はキャリパ、５５はキャリパ内に
摺動自在に設けられたブレーキピストン、５６は液圧
室、５７は液圧室内の圧力を検出する圧力検出手段、５
８はディスク、５９はブレーキパッド、Ｐは新しい原理
に基づくポンプ（作動原理は後述する）、４は同ポンプ
を作動するモータ、６はポンプの入力室、７はポンプの
出力室、１０はポンプの入力ポート、１１はポンプの出
力ポート、１３は同ポンプの高電圧発生装置、１４はポ
ンプＰの端板、１５はリザーバである。なお、端板１４
は必要に応じて省略することも可能である。

【０００７】上記装置では、運転者がブレーキペダル５
０を操作すると、その操作量が操作量検出センサー５１
で検出され、さらにその信号が電子制御装置５２に入力
されて、モータ４を駆動し、後述する新原理に基づくポ
ンプＰを作動して液圧室５６内に流体を吐出し、ブレー
キピストン５５を図中左方に移動してブレーキペダルの
操作量に応じたブレーキを掛けることができる。また、
ブレーキペダル５０を開放すると、その状態が電子制御
装置５２に入力され、モータ４を逆転駆動したり、ある
いはポンプ内の電極間の電圧をゼロにして、液圧室５６
内に流入していた流体をポンプＰの入力室６側に戻して
ブレーキを開放できるようになっている。

【０００８】また、図示せぬスピードセンサ、圧力検出
手段などからの検知信号が公知の電子制御装置に入力さ
れ、電子制御装置はこの入力に基づいて車輪速度、スリ
ップ率、減速度などを演算し、この演算結果により車輪
のスキッド状態を評価しポンプを作動してブレーキ液圧
の減圧、保持、再加圧等の種々の態様を実行する。

【０００９】つづいて上記ブレーキ制御装置に使用する
新ポンプＰについての構成を説明をする。ところで、従
来から流体の物性値としての粘度は、温度や圧力の関数
であることは広く知られている。しかし、それらは通常
状態では緩慢な変化しか起こせないために、油圧システ
ム等の分野では粘度は基本的には一定のものとして取り
扱われている。これに対して本発明で採用する新ポンプ
は、近年になって開発された、電気（電圧）をかけると
瞬時に固まり電圧をかけることをやめると元の流体の姿
に戻るという性質をもったＥｌｅｃｔｒｏ Ｒｈｅｏｌ
ｉｇｉｃａｌ流体（略してＥＲ流体）と呼ばれる流体の
物性を巧みに利用している。

【００１０】以下、図面を参照してこの新ポンプの説明
をすると、図２は第１実施形態としてのポンプの構成
図、図３は図２中のＡ−Ａ断面図である。図中１はポン
プ本体であり、この本体１は導電性の材料で構成され、
さらに本体１内には第１電極としてのローラー２が左右
支持軸２ａ、２ｂを介してベアリング１８により回転自
在に軸支されている。ローラー２は本体１と導通状態と
なっているとともに、ローラー２の一方側の支持軸２ｂ
にはギヤ３が固定されている。ギヤ３はモータ４の出力
軸に固定されたピニオン５と噛み合っており、モータ４
の回転により、ローラー２が回転するようになってい
る。

【００１１】ローラー２は図２、図３に示すように本体
内に形成した入力室６と出力室７とを連通する流路内に
図示の如く少し突出した状態で配置され、さらにローラ
ー２に対抗して第２電極としての固定体８が配置されて
おり、固定体８は絶縁体９により本体１とは絶縁状態で
保持されている。入力室６には図示せぬリザーバと接続
されている入力ポート１０が、また出力室７には出力ポ
ート１１が連通しており、出力ポート１１は上述したブ
レーキ制御装置の液圧室５６に連通されていて、これら
の流路内には前述した粒子分散形電気粘性流体１２が充
満されている。前記固定体（第２電極）８には高電圧発
生装置１３が接続され、また本体１はアースされてお
り、第１電極（ローラー２）、第２電極（固定体８）間
に高電圧をかけることができるようになっている。図中
１４は本体１に固定した端板である。

【００１２】つづいて、上記ポンプの作動を図４を参照
しながら説明する。第１電極（ローラー２であり−電
極）と第２電極（固定体８であり＋電極）間に高電圧発
生装置１３により電圧をかけると、両電極２、８間にあ
る粒子分散形電気粘性流体（ＥＲＦ）に電圧がかかり、
同流体内に混入している分散粒子が電極２、８間に架橋
構造を形成し一種の膜状態を形成する。この状態で、第
１電極２をモータ４により回転すると、ローラー２、固
定体８間に架橋構造を形成している分散粒子は、ローラ
ー２の回転方向に引きずられやがて電界を離れてフリー
となる。

【００１３】このようにして、分散粒子は図４中の入力
室６側から出力室７側へと送られる。分散粒子密度が高
くなると、ローラー２および分散粒子に引きずられて分
散媒も出力室７側へ送られることから出力室７の圧力が
上昇し、これによって出力ポート１１に連通している液
圧室５６に流体を送り、ブレーキピストン５５（図１参
照）を移動することができる。また、液圧室５６の減圧
は、電極２、８間の電圧をゼロにすることにより、入出
力室の圧力差および粒子の分散性により行われる。さら
に、電圧を印加したままで、ローラー２を逆回転させる
ことにより、液圧室の減圧を急速に行うこともできる。

【００１４】上記ポンプでは、流量は主にローラー２の
回転速度で与えられ、入力室６側と出力室７側の圧力差
は、主に電極２、８間電圧により与えられる。そのた
め、ローラー２の回転速度と両電極間にかける電圧を制
御することによりブレーキ制御装置内の液圧室の緻密な
圧力制御を実行することができる。

【００１５】つづいて、本発明に係わるポンプの第２実
施形態を図５、図６を参照して説明すると、図５は同ポ
ンプの構成図、図６は図５中のＢ−Ｂ断面図である。図
中２１はポンプ本体であり、この本体２１は絶縁体材料
で構成され、さらに本体２１内には第１電極としてのロ
ーラー２２の左右支持軸がベアリングを介して、また第
２電極としてのローラー２３の左右支持軸がベアリング
を介してそれぞれ回転自在に軸支されている。前記各ロ
ーラー２２、２３は入力室２６と出力室２７とを連通す
る流路内に図示の如く少し突出した状態で配置されてお
り、また入力室２６はリザーバと、出力室２７は前述し
たブレーキ制御装置内の液圧室５６と接続されており、
これらの流路内には第１実施形態と同様に粒子分散形電
気粘性流体１２が充満されている。

【００１６】各ローラー２２、２３のうち一方のローラ
ー２２（本例では第１電極）はリード線およびスリップ
リングを介してアースされ、他方のローラー２３（本例
では第２電極）はリード線およびスリップリングを介し
て高電圧発生装置１３に接続されており、第１、第２電
極２２、２３間に高電圧をかけることができるようにな
っている。また、各ローラー２２、２３の一側の支持軸
にはギヤ３０、３１が固定されており、これらのギヤは
互いに噛み合っており、さらに一方のギヤ３０はモータ
の出力軸に固定されたギヤ３２と噛み合っており、モー
タ４の回転により、各ローラー２２、２３が互いに逆方
向に回転する構成となっている。図中１４は本体２１に
固定した端板である。

【００１７】つづいて、上記ポンプの作動を図７を参照
しながら説明する。第１電極（ローラー２２であり−電
極）、第２電極（ローラー２３であり＋電極）間に高電
圧発生装置１３により電圧をかけると、両電極２２、２
３間にある粒子分散形電気粘性流体１２に電圧がかか
り、同流体内に混入している分散粒子が電極２２、２３
間に架橋構造を形成し一種の膜状態を形成する。この状
態で、第１電極（ローラー２２）、第２電極（ローラー
２３）をモータ４により互いに逆方向に回転させると、
両電極間に架橋構造を形成している分散粒子は、ローラ
ー２２、２３の回転方向に引きずられ図７左方に送られ
ることになる。

【００１８】ここで、粒子密度が高くなると、第１実施
形態と同様に分散媒はローラー２２、２３および分散粒
子に引きずられて出力室２７側へ送られることになり出
力室２７の圧力が上昇し、これによって出力ポート１１
に連通しているブレーキ制御装置の液圧室の圧力も上昇
し、ブレーキピストンが左方に移動し、ブレーキを働か
せることができる。また、液圧室５６の減圧は、電極２
２、２３間の電圧をゼロにすることにより、入出力室２
６、２７の圧力差および粒子の分散性により行われる。
また、電圧を印加したままで、ローラー２２、２３を逆
回転させることにより、アクチュエータの減圧を急速に
行うこともできる。

【００１９】なお、上記第２実施形態では、第１電極
（ローラー２２）および第２電極（ローラー２３）をと
もにモータ４により強制的に回転させる構造となってい
るが、第１電極および第２電極のいづれか一方のみをモ
ータで回転させることもできる。この場合、電極間に結
合した分散粒子を介して非駆動側の電極も、駆動側電極
の回転に引きずられて回転するため、第１実施形態と同
様に分散粒子が定位置に留まろうとする作用が働かず効
率的に分散粒子を送ることができる。なお、一方のみの
ローラーを回転させる構成の場合には、電気粘性流体の
送り込み量が第２実施形態のものに比較して減少するこ
とになるが、構成や重量が第２実施形態のものよりも簡
単、軽量化できるというメリットがある。

【００２０】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、つぎ
のような優れた効果を得ることができる。 （１）本ポンプを使用することにより、流量制御弁のよ
うな複雑で精密な機械的可動部を必要とせず、油圧シス
テムそのものの構造を簡略化できるブレーキ制御装置を
得ることができ、また、部品点数の減少にともなう装置
の低コスト化を図ることができる。 （２）また油路切り替え用の流量制御弁が不要となるた
め、その部分での流体の外部漏れの心配がなくなる。 （３）一対の電極に印加する電圧を変えるだけで、吐出
圧を簡単に制御することができ、アンチロック制御、ト
ラクションコントロール、自動ブレーキ等あらゆるブレ
ーキ態様を容易に実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係わるブレーキ制御装置の構成図で
ある。

【図２】 同ブレーキ制御装置に使用するポンプＰの構
成図である。

【図３】 図１中のＡ−Ａ断面図である。

【図４】 同ポンプの作動原理説明図である。

【図５】 本発明に係わる第２実施形態のポンプの構成
図である。

【図６】 図４中のＢ−Ｂ断面図である。

【図７】 第２実施形態に係わるポンプの作動説明図で
ある。

【符号の説明】

１ ポンプ本体 ２ 第１電極（ローラー） ３ ギヤ ４ モータ ５ ピニオン ６ 入力室 ７ 出力室 ８ 第２電極（固定体） ９ 絶縁体 １０ 入力ポート １１ 出力ポート １２ 粒子分散形電気粘性流体 １３ 高電圧発生装置 １５ リザーバ ５０ ブレーキペダル ５１ 操作量検出センサー ５２ 電子制御装置 ５４ キャリパ ５５ ブレーキピストン ５６ 液圧室 Ｐ ポンプ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の電極２、８、２２、２３間に粒子
   分散形電気粘性流体１２を満たし、同電気粘性流体１２
   に前記電極２、８、２２、２３を介して電界を与え、か
   つ、少なくとも一方の電極２を移動させることにより、
   電極２、８、２２、２３間に架橋構造を形成する分散粒
   子および分散媒を輸送することができる粒子分散形電気
   粘性流体を作動油として利用したポンプと、同ポンプの
   入力ポートと連通されたリザーバ１５と、同ポンプの出
   力ポートと連通されたブレーキ制御装置内の液圧室５６
   と、該液圧室５６の液圧の変化により移動するブレーキ
   ピストン５５とを備え、前記電極にブレーキペダル５０
   の操作量あるいは車輪のスリップ状態に応じた電界を与
   えるとともにポンプを駆動し、ポンプからの吐出圧を変
   え、さらに液圧室５６の液圧を変え、これらによってブ
   レーキ力を制御できるようにしたことを特徴とするブレ
   ーキ制御装置。