JPH0939775A - 車両の液圧ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両の液圧ブレーキ装置において、ブースタ
の小型化を図る。 【解決手段】 ブレーキ操作部材の操作力により液圧Ｐ
ｍを発生させる加圧室３４と、該加圧室３４の液圧Ｐｍ
を受ける受圧ピストン４０と、該受圧ピストン４０によ
り、液圧源よりの液圧Ｐｅを前記加圧室３４の液圧Ｐｍ
に応じた液圧Ｐｅｍ１に制御する制御圧室５９とを備え
た液圧制御弁１４において、前記受圧ピストン４０の加
圧室３４側の受圧面積Ｓ１と、制御圧室５９側の受圧面
積Ｓ２との比Ｓ１／Ｓ２を１より大とすることにより液
圧制御弁１４にサーボ機能を持たせ、ブースタ３０を小
型化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マスタシリンダに
よって発生される液圧及び液圧源によって発生される液
圧を、適宜に組合せてホイールシリンダに供給し得るよ
うに構成した車両の液圧ブレーキ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば特開平７−２０８７号公報
に開示されているように、ブレーキ操作部材の操作力に
より液圧を発生させる加圧室と、該加圧室の液圧を受け
る受圧ピストンと、該受圧ピストンにより、液圧源より
の液圧を前記加圧室の液圧に応じた液圧に制御する制御
圧室とを備えた液圧制御弁を有し、液圧源の液圧をブレ
ーキ操作部材の操作力に応じた液圧に制御してホイール
シリンダに供給する液圧ブレーキ装置が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の液圧ブレーキ装置では、ブースタやマスタシリン
ダ、更に液圧制御弁等を有し、装置が大型化してしまう
という問題がある。

【０００４】本発明は、前記従来の問題を解決するべく
なされたもので、ブースタを小型化し、装置の軽量化、
省スペース化、低コスト化を達成した車両の液圧ブレー
キ装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、ブレーキ操作
部材の操作力により液圧を発生させる加圧室と、該加圧
室の液圧を受ける受圧ピストンと、該受圧ピストンによ
り、液圧源よりの液圧を前記加圧室の液圧に応じた液圧
に制御する制御圧室とを備えた液圧制御弁を有し、液圧
源の液圧をブレーキ操作部材の操作力に応じた液圧に制
御してホイールシリンダに供給する車両の液圧ブレーキ
装置において、前記液圧制御弁の受圧ピストンの、前記
加圧室側の受圧面積Ｓ１と、前記制御圧室側の受圧面積
Ｓ２との比Ｓ１／Ｓ２を１より大としたことにより、前
記目的を達成したものである。

【０００６】即ち、前記液圧制御弁において、受圧ピス
トンの加圧室側に作用する力と制御圧室側に作用する力
とが等しくなるように、液圧源からの液圧が調圧され
る。このとき、前記受圧ピストンの加圧室側の受圧面積
Ｓ１と、この面積Ｓ１に働く液圧との積と、前記受圧ピ
ストンの制御圧室側の受圧面積Ｓ２と、この面積Ｓ２に
働く液圧との積とが等しくなる。従って、受圧ピストン
の制御圧室側にかかる液圧と加圧室側にかかる液圧との
比はＳ１とＳ２の比に等しく、制御圧室側にかかる液圧
は、加圧室側にかかる液圧の（Ｓ１／Ｓ２）倍となる。
本発明では、面積Ｓ１の方が面積Ｓ２より大きく、即ち
Ｓ１／Ｓ２＞１となるように設定されているため、液圧
制御弁にサーボ機能が付与されることとなり、この分ブ
ースタを小型化することが可能となる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下図面に基づいて、具体的な実
施の形態の例を詳細に説明する。

【０００８】図２に本発明に係わる液圧制御弁の構造を
示す。又、図１に該液圧制御弁を組み込んだ実施の形態
の一例である車両の液圧ブレーキ装置の全体構成を示
す。

【０００９】図１、２に示すように、本実施の形態に係
わる液圧ブレーキ装置は、ブレーキペダル２８（ブレー
キ操作部材）の操作力により液圧（マスタシリンダ液圧
Ｐｍ）を発生させる加圧室３４と、該加圧室３４の液圧
Ｐｍを受ける受圧ピストン４０と、該受圧ピストン４０
により、液圧源１２よりの液圧Ｐｅを前記加圧室３４の
液圧Ｐｍに応じた液圧（調整マスタシリンダ液圧Ｐｅｍ
１）に制御する制御圧室５９とを備えた液圧制御弁１４
を有し、液圧源１２の液圧Ｐｅをブレーキペダル２８の
操作力に応じた液圧Ｐｅｍ１に制御してホイールシリン
ダＦＬ、ＲＲ、ＲＬ、ＦＲに供給するようにしたもので
ある。ここにおいて、前記液圧制御弁１４の受圧ピスト
ン４０の、加圧室３４側の受圧面積Ｓ１と、制御圧室５
９側の受圧面積Ｓ２との比Ｓ１／Ｓ２が１より大とされ
ている。

【００１０】以下より詳細に説明する。

【００１１】ブレーキペダル２８はブースタ３０を介し
てマスタシリンダ１０に接続されている。ブレーキペダ
ル２８の踏込みはブレーキスイッチ２９によって検出さ
れ、制御装置３１に伝達される。

【００１２】マスタシリンダ１０はブースタ３０によっ
て図中右方向に移動させられる加圧ピストン３２と、該
加圧ピストン３２の移動によってマスタシリンダ液圧Ｐ
ｍが発生する加圧室３４と、リザーバ３６とを備える。

【００１３】又、液圧制御弁１４は、マスタシリンダ１
０と一体化されており、加圧室３４よりマスタシリンダ
液圧Ｐｍを受ける受圧ピストン４０を有している。液圧
制御弁１４は液路１３により液圧源１２と接続されてい
る。

【００１４】チェンジバルブ２０は、第１液路１６によ
り液圧制御弁１４と接続され、第２液路１８によりマス
タシリンダ１０と接続されている。チェンジバルブ２０
には第１液路１６からは調整マスタリシンダ液圧Ｐｅｍ
１が、第２液路１８からはマスタシリンダ液圧Ｐｍがそ
れぞれ入力される。チェンジバルブ２０の出力ポート２
２からは、上記調整マスタシリンダ液圧Ｐｅｍ１及びマ
スタシリンダ液圧Ｐｍのうち液圧の高い方が選択的に出
力される。

【００１５】又、第２液路１８中には、第１逆止弁２４
及び第２逆止弁２６が並列に設けられている。この第１
逆止弁２４は、チェンジバルブ２０からマスタシリンダ
１０への流れのみを許容し、第２逆止弁２６は、マスタ
シリンダ１０からチェンジバルブ２０への所定圧以上の
流れのみを許容する。

【００１６】又、第２液路１８中の、第１逆止弁２４及
び第２逆止弁２６とマスタシリンダ１０との間にストロ
ークシミュレータ３８が接続されている。

【００１７】このストロークシミュレータ３８は、マス
タシリンダ液圧Ｐｍに応じて、ブレーキ液を消費し、比
較的ブレーキペダル３０の踏み力が小さいときにストロ
ークを大きく確保し、大きいときに小さなストロークと
なるように調整するものである。

【００１８】なお、図の符号４２は液圧制御弁１４の受
圧ピストン４０を図の右方向に付勢するためのばねであ
る。この受圧ピストン４０及びばね４２の機能について
は後述する。

【００１９】前記液圧源１２は、ポンプ４４、モータ４
５、アキュムレータ４６、圧力センサ４７、圧力スイッ
チ４８、及びリリーフ弁４９とから主に構成され、制御
装置３１の指令に基づいて作動するモータ４５によって
ポンプ４４が駆動され、アキュムレータ４６によって所
定の液圧Ｐｅにまで蓄圧される構成とされている。又、
その上限がリリーフ弁４９によって規定されている。

【００２０】制御装置３１によるモータ４５への指令
は、圧力センサスイッチ４７により液圧源１２の圧力が
所定圧Ｐｆよりも下回って検出されたときに出力される
ようになっている。

【００２１】又、第１液路１６は、全ホイールシリンダ
ＦＬ、ＲＲ、ＲＬ、ＦＲのうちの左後輪のホイールシリ
ンダＲＬ及び右前輪のホイールシリンダＦＲ側と接続さ
れており、チェンジバルブ２０の出力ポート２２は、
（残りの）左前輪のホイールシリンダＦＬ及び右後輪の
ホイールシリンダＲＲ側に接続されている。なおこの車
両は前輪駆動の車両である。

【００２２】図１の説明に戻る。図１において、符号７
０は、加速スリップ制御（ＴＲＣ制御）及び車両安定性
制動制御を実行する際に切換えられる電磁切換弁であ
り、符号７１、７２はＡＢＳ、ＴＲＣ、車両安定性制動
制御時に切換えられる電磁切換弁である。

【００２３】電磁制御弁７３は、これ自体は公知のもの
で、スリップ率等をパラメータとして、ホイールシリン
ダＦＬ、ＲＲ、ＲＬ、ＦＲに現に係る液圧を制御するた
めのものである。なお、減圧制御が行われる場合には、
ブレーキ液の一部は液路７４を介してリザーバ３６に環
流される。

【００２４】なお、図１の符号７５は、公知のＰバルブ
（プロポーショニングバルブ）である。

【００２５】次に、液圧制御弁１４について説明する。
前に述べたように、この液圧制御弁１４は、液圧源１２
の液圧Ｐｅを、マスタシリンダ液圧Ｐｍに応じた高さの
調整マスタシリンダ液圧Ｐｅｍ１に調圧するものであ
る。

【００２６】図２に示すように、液圧制御弁１４は（マ
スタシリンダ１０と一体の）ハウジング５０を備える。
ハウジング５０の内部には、弁室５１が形成されてお
り、ハウジング５０の内側に突出して形成された仕切り
壁５２で仕切られている。

【００２７】仕切り壁５２の弁室５１側の壁面にはテー
パが形成され、弁座５３とされており、この弁座５３の
中央に円形断面の貫通孔５４が形成されている。

【００２８】一方、弁室５１には、ばね５５によって貫
通孔５４の方向に付勢された弁子としてのボール５６が
備えられている。貫通孔５４を通してボール５６を押圧
するように延びている受圧ピストン４０の小径部４０ａ
の先端は、ボール５６の球面形状に沿って形成されてお
り、その中央部から受圧ピストン４０の外周部に形成さ
れた円環溝５７に至る液路５８が形成されている。

【００２９】又、ハウジング５０の内周には加圧室３４
において発生するマスタシリンダ液圧Ｐｍを受ける前記
受圧ピストン４０が摺動可能に嵌合されている。この受
圧ピストン４０と仕切り壁５２の間には制御圧室５９が
形成されている。受圧ピストン４０の加圧室３４側の受
圧面積Ｓ１は、制御圧室５９側の受圧面積Ｓ２より大き
く設計されている（Ｓ１＞Ｓ２）。又弁室５１側へ延び
ている小径部４０ａの断面積Ｓ３は無視し得る程に微小
である。この受圧ピストン４０は貫通孔５４の方向に前
記ばね４２で付勢されており、逆の方向にばね６０で付
勢されている。付勢力は、ばね４２＞ばね６０である。
受圧ピストン４０とハウジング５０との間の液密はシー
ル部材４０ｂ、４０ｃによって保たれている。

【００３０】ハウジング５０の側壁にはリザーバ３６と
円環溝５７とを連通させるポート５０ａと、第１液路１
６と接続されたポート５０ｂとが設けられており、弁室
５１には液圧源１２側からの液路１３と接続されたポー
ト５０ｃが設けられている。又、加圧室３４には、リザ
ーバ３６と連通しブレーキ液を加圧室３４に供給するた
めのポート５０ｄ、及び第２液路１８と接続されたポー
ト５０ｅが設けられている。

【００３１】ブレーキペダル２８が踏み込まれておら
ず、ポンプ４４からのブレーキ液の供給もない状態で
は、図２で示すように受圧ピストン４０がばね４２に付
勢されて、ばね６０、５５の付勢力に抗してボール５６
を弁座５３から押し離している。

【００３２】ブレーキペダル２８の踏み込みが開始され
ると、圧力センサ４８と圧力スイッチ４７の信号を受け
た制御装置３１の指令により直ちにポンプ４４が作動を
開始し、液路１３を介しポート５０ｃから弁室５１にブ
レーキ液が供給される。又、ブレーキペダル２８の踏み
込みに伴ってマスタシリンダ１０の加圧室３４にマスタ
シリンダ液圧Ｐｍが発生する。

【００３３】弁室５１内の（液圧源１２側からの）液圧
Ｐｅが上昇し、受圧ピストン４０の制御圧室５９側に加
わる力（Ｐｅ×Ｓ２）が、加圧室３４側に加わる力（Ｐ
ｍ×Ｓ１）より大きくなると、受圧ピストン４０は図の
左方向に移動し、ボール５６が弁座５３に着座する。但
し、受圧ピストン４０の小径部４０ａの先端はまだボー
ル５６に接している。

【００３４】この際、受圧ピストン４０の制御圧室５９
側に加わる力Ｐｅ×Ｓ２は、加圧室３４側に加わる力Ｐ
ｍ×Ｓ１に等しい大きさとなり、次の式が成り立つ。

【００３５】Ｐｅ：Ｐｍ＝Ｓ１：Ｓ２ Ｐｅ＝Ｐｍ×（Ｓ１／Ｓ２）

【００３６】従って、制御圧室５９の液圧（調整マスタ
シリンダ液圧）Ｐｅｍ１は、マスタシリンダ液圧Ｐｍよ
り一定数（Ｓ１／Ｓ２）倍だけ大きくなる。

【００３７】なお、厳密には制御圧室５９側には、ばね
６０の付勢力が加わり、加圧室３４側には、ばね４２の
付勢力が加わる。従って、調整マスタシリンダ液圧Ｐｅ
ｍ１には、「ばね４２の付勢力−ばね６０の付勢力」に
対応する分もプラスされている。

【００３８】ボール５６が弁座５３に着座すると、液圧
源１２側の液圧Ｐｅは受圧ピストン４０にはそれ以上作
用しなくなる。従って、マスタシリンダ液圧Ｐｍの上昇
が止まっている限り、系はそこで動きがなくなり釣り合
うが、例えばアンチスキッド制御の実行によってホイー
ルシリンダＲＬ、ＦＲのブレーキ液の一部がリザーバ３
６に戻されたりして、制御圧室５９のブレーキ液が少し
でも減小すると、加圧室３４側の押圧力の方が相対的に
強くなるため、受圧ピストン４０は図の右方向に移動し
て再び図２の状態に戻り、ボール５６が弁座５３から離
れる。すると、再び液圧源１２側の液圧Ｐｅが受圧ピス
トン４０に作用するようになり、結局制御圧室５９はマ
スタシリンダ液圧Ｐｍに（ばね４２の付勢力−ばね６０
の付勢力）分だけプラスした圧力を一定数（Ｓ１／Ｓ
２）倍した調整マスタシリンダ液圧Ｐｅｍ１に常に調圧
されるようになる。

【００３９】この圧力増大分により、制動初期の調整マ
スタシリンダ液圧Ｐｅｍ１の立ち上がりを速めることが
でき、チェンジバルブ２０でのマスタシリンダ液圧Ｐｍ
の遮断が速やかに行えるようになる。その結果、加圧室
３４のブレーキ液の流出を抑えることができ、ブレーキ
操作フィーリングを向上させることができる。又、ブー
スタ３０を小型化することができる。

【００４０】ブレーキペダル３０が弛められてマスタシ
リンダ液圧Ｐｍが低下すると、受圧ピストン４０の加圧
室３４側に加わる力の方が制御圧室５９側に加わる力よ
りも小さくなるため、受圧ピストン４０が更に図の左へ
移動し、ボール５６が弁座５３に着座したままの状態で
受圧ピストン４０の小径部４０ａの先端がボール５６か
ら離れ、制御圧室５９とリザーバ３６とが液路５８を通
じて連通させられる。

【００４１】そのため、制御圧室５９内のブレーキ液が
液路５８を介してリザーバ３６に排出され、制御圧室５
９の液圧が低下し、受圧ピストン４０の制御圧室５９側
に加わる力が小さくなり、該受圧ピストン４０が再び図
の右方向に移動する。その結果、小径部４０ａの先端が
ボール５６と当接する。

【００４２】小径部４０ａの先端がボール５６と当接す
ると、制御圧室５９からリザーバ３６へのブレーキ液の
排出が中止され、それでも受圧ピストン４０の制御圧室
５９側に加わる力が小されけば該受圧ピストン４０はボ
ール５６を図の右側に押し出し、該制御圧室５９に液圧
Ｐｅを導入する。従って結局この場合も制御圧室５９は
マスタシリンダ液圧Ｐｍに一定数（Ｓ１／Ｓ２）をかけ
た分だけ増圧された調整マスタシリンダ液圧Ｐｅｍ１に
調圧されるようになる。

【００４３】このようにして、制御圧室５９の液圧がマ
スタシリンダ液圧Ｐｍに比例した高さを有する調整マス
タシリンダ液圧Ｐｅｍ１に常に調圧され、これがポート
５０ｂから第１液路１６へと出力される。

【００４４】次に、本実施形態に係る液圧ブレーキ装置
全体の作用を説明する。

【００４５】ブレーキペダル２８が踏み込まれ、ブース
タ３０を介して加圧ピストン３２が図１の右方向に移動
されると、加圧室３４にマスタシリンダ液圧Ｐｍが発生
する。又、圧力センサ４８と圧力スイッチ４７により液
圧源１２の圧力が所定圧Ｐｆよりも下回って検出された
ことが制御装置３１に伝達されると、液圧源１２に液圧
Ｐｅを発生させるべく、モータ４５が駆動される。

【００４６】発生したマスタシリンダ液圧Ｐｍは、液圧
制御弁１４の受圧ピストン４０に伝達されると共に、第
２液路１８を介してチェンジバルブ２０に伝達される。

【００４７】液圧制御弁１４では、既に詳述したような
作用により、このマスタシリンダ液圧Ｐｍを元に液圧源
１２によって発生した液圧Ｐｅをマスタリシンダ液圧Ｐ
ｍの（Ｓ１／Ｓ２）倍の調整マスタシリンダ液圧Ｐｅｍ
１に調圧する。

【００４８】液圧制御弁１４において発生された調整マ
スタシリンダ液圧Ｐｅｍ１は、第１液路１６を介してチ
ェンジバルブ２０に入力されると共に、左後輪のホイー
ルシリンダＲＬ、及び右前輪のホイールシリンダＦＲ側
に伝達される（Ｘ配管のうちの１系統）。

【００４９】チェンジバルブ２０は、マスタシリンダ液
圧Ｐｍと調整マスタシリンダ液圧Ｐｅｍ１のうち高い方
の液圧（通常は調整マスタシリンダ液圧Ｐｅｍ１）を出
力ポート２２を介して左前輪のホイールシリンダＦＬ、
及び右後輪のホイールシリンダＲＲ側（Ｘ配管のうちの
残りの１系統）に伝達する。

【００５０】なお、ブレーキペダル２８を離した場合に
は、第２逆止弁２６とチェンジバルブ２０間のブレーキ
液圧を第１逆止弁２４を介して円滑にマスタシリンダ１
０側へ戻すことができ、ホイールシリンダＦＬ、ＲＲ側
に液圧が残らないようにすることができる。

【００５１】以上のように本実施形態によれば、液圧制
御弁１４が、受圧ピストン４０の受圧面積Ｓ１、Ｓ２に
差をつけて、Ｓ１／Ｓ２を１より大としたため、常に液
圧源１２側の液圧Ｐｅをマスタシリンダ液圧Ｐｍの一定
数（Ｓ１／Ｓ２）倍に調圧することができる。これによ
り、液圧制御弁１４はサーボ機能を有し、その分ブース
タ３０を小型化することができる。

【００５２】これを以下、グラフを用いて説明する。

【００５３】図３は、本発明のようなサーボ機能を有す
る液圧制御弁を用いることなく、ブースタのみのサーボ
を利用した場合における、ブースタ入力とホイールシリ
ンダ圧力との関係を表わすグラフである。

【００５４】図３において、Ａのグラフは標準サイズの
ブースタの特性を表わしており、点Ｐ１はその助勢限界
点である。この助勢限界点とは、ここから先は、ブース
タ入力を増やしてもブースタがサーボ機能を発揮し得
ず、図のグラフが示すようにホイールシリンダへの出力
がそれほど増加しない点のことである。ここで、更に大
きな助勢力を得ようとして、ブースタのサイズはそのま
まで、サーボ比を上げるとＢのグラフのようになり、点
Ｐ２がこの場合の助勢限界点となる。従って、助勢限界
点Ｐ２までについては、少しのブースタ入力に対し大き
なホイールシリンダ圧力が得られるが、図のｄで示すよ
うに、前より助勢限界点が下がってしまう。このような
場合に、ドライなアスファルト路面のような高μ路等
で、制動をかけるときには、大きな油圧が必要となり、
特に非力な運転者の場合ロックに多大な労力を必要とす
る。従って、単にサーボ比を上げるのではなくブースタ
のサイズ自体を大きくすることによって大きな制動力を
得るようにしなければならなくなる。

【００５５】本発明では、液圧制御弁にサーボ機能を持
たせたため、ブースタの小型化が図れる。即ち、図４
で、Ａのグラフは図３の標準サイズのブースタの特性を
表わすグラフであり、これに対し、Ｃのグラフは、これ
よりサイズを小さくしたブースタの特性を表わすグラフ
で、Ｐ３がその助勢限界点である。

【００５６】このとき、グラフＣの特性を持つブースタ
に対し、本発明によるサーボ機能を有する液圧制御弁を
組合せた場合のブースタ特性を表わすのがＤのグラフで
あり、点Ｐ４がその助勢限界点である。すると、図のｈ
が示すように、ＣからＡへとブースタのサイズを大きく
した場合よりも、助勢限界点を大きく上げることがで
き、その分ブースタの小型、軽量化を達成することがで
きる。そのため、装置の軽量化、省スペース化、低コス
ト化を達成することができる。

【００５７】このように、本実施形態によれば、液圧制
御弁にサーボ機能を持たせることによって、ブースタを
小型化できるため、ブースタは失陥時の制動力が確保で
きる程度の最小限のサイズがあればよいことになる。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
液圧制御弁における受圧ピストンの加圧室側受圧面積と
制御圧室側受圧面積との比を１より大とすることで液圧
制御弁にサーボ機能を持たせることにより、ブースタを
小型化することができ、装置の軽量化、省スペース化及
び低コスト化を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係わる車両の液圧ブレーキ装置の
全体構成を示す油圧回路図

【図２】本実施形態に係わる液圧制御弁の構造を示す断
面図

【図３】ブースタのみのサーボによるブースタの特性を
示す線図

【図４】本実施形態に係わる液圧制御弁のサーボ機能を
表わす線図

【符号の説明】

１０…マスタシリンダ １２…液圧源 １４…液圧制御弁 １６…第１液路 １８…第２液路 ２０…チェンジバルブ ２４…第１逆止弁 ２６…第２逆止弁 ２８…ブレーキペダル ３０…ブースタ ３２…加圧ピストン ３４…加圧室 ３６…リザーバ ３８…ストロークシミュレータ ４０…受圧ピストン ５９…制御圧室 ７０、７１、７２…電磁切換弁 ７３…電磁制御弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ブレーキ操作部材の操作力により液圧を発
   生させる加圧室と、該加圧室の液圧を受ける受圧ピスト
   ンと、該受圧ピストンにより、液圧源よりの液圧を前記
   加圧室の液圧に応じた液圧に制御する制御圧室とを備え
   た液圧制御弁を有し、液圧源の液圧をブレーキ操作部材
   の操作力に応じた液圧に制御してホイールシリンダに供
   給する車両の液圧ブレーキ装置において、 前記液圧制御弁の受圧ピストンの、前記加圧室側の受圧
   面積Ｓ１と、前記制御圧室側の受圧面積Ｓ２との比Ｓ１
   ／Ｓ２を１より大としたことを特徴とする車両の液圧ブ
   レーキ装置。