JPS61263859A - 車両用アンチスキツド・ブレ−キ装置 - Google Patents

車両用アンチスキツド・ブレ−キ装置

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JPS61263859A
JPS61263859A JP60105928A JP10592885A JPS61263859A JP S61263859 A JPS61263859 A JP S61263859A JP 60105928 A JP60105928 A JP 60105928A JP 10592885 A JP10592885 A JP 10592885A JP S61263859 A JPS61263859 A JP S61263859A
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憲司 武田
Kazuma Matsui
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ホイールシリンダに印加されるブレーキ油圧
を自動車走行状態および路面状態に応じて制御すること
により制動距離の短縮と操舵性の確保とを図る様になっ
たアンチスキッド・ブレーキ装置に関する。
〔従来技術と問題点〕
従来のこの種の装置においては、図面を参照して後述す
る如く、マスターシリンダとホイールシリンダとを結ぶ
主油圧管路に０Ｎ１０ＦＦ弁が配置してあり、ホイール
シリンダは３位置弁を介してリザーバに接続されている
。この装置は更に電気モータで駆動される油圧ポンプを
備えており、この油圧ポンプはリザーバ内のブレーキ油
を吸引加圧して主油圧管路に圧送し得る様になっている
。
制動中にブレーキがロック傾向にある事を検出手段が検
知した時には、０Ｎ１０ＦＦ弁が閉じられてマスターシ
リンダからホイールシリンダへの油圧の印加を遮断する
と同時に、３位置弁をリリーフ位置に切り換えてホイー
ルシリンダ内のブレーキ油をリザーバに放出させてホイ
ールシリンダ油圧を低下させ制動力を減少させる。ブレ
ーキのロック傾向が解消するまでこの操作を短時間間隔
で反覆し、その後で３位置弁を導通位置にして油圧ポン
プからの高圧ブレーキ油をホイールシリンダに導入して
ホイールシリンダ油圧を増圧し制動力を漸次増大させる
。
前記型式のアンチスキッド・ブレーキ装置では、油圧ポ
ンプ駆動用に電気モータを用いている。油圧ポンプの所
要動力が大きいことから、大型で重いモータを必要とす
るという難点がある。
更に、電気モータは間欠作動させるに適さず、制動中は
連続的に作動せられるので、同様に油圧ポンプも連続的
に作動せられることとなる。このために、圧送されたブ
レーキ油がマスターシリンダに送られ、ブレーキペダル
のキックバック現象を発生させる。
また、前記従来装置では、ホイールシリンダ油圧を制御
するため実公昭５８−１７１６９号公報に開示された型
式の電磁式３位置弁が使用されている。この３位置弁は
通常位置と中間位置と終位置とを有するため、構造が複
雑で、大型であるという難点がある。また、中間位置に
保持するためには中間的な電流値の制御電流を供給する
ことが必要であり、供給電流値に制限が課される。この
ため、応答性が悪いという問題があった。
〔発明の目的〕
本発明は従来技術の軟土の問題点を解消することを目的
とするもので、小型、軽量で高応答の構成要素を備え、
キックバック現象を生ずることのないアンチスキッド・
し゛レーキ装置を提供することを目的とするものである
。
〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明のア
ンチスキッド・ブレーキ装置は、マスターシリンダと、
車輪のブレーキに連結されたホイールシリンダと、マス
ターシリンダの油圧をホイールシリンダに伝達する主油
圧管路と、主油圧管路途中に配設された第１の電磁式遮
断弁と、ブレーキ油を貯蔵するリザーバと、ホイールシ
リンダと第１遮断弁との間の主油圧管路中のブレーキ油
をリザーバに導くホイールシリンダ油圧減圧用リリーフ
管路と、このリリーフ管路途中に配設された第２の電磁
式遮断弁と、リザーバをホイールシリンダと第１遮断弁
との間の主油圧管路に接続するホイールシリンダ油圧増
圧用圧送管路と、この圧送管路途中に配設されリザーバ
内のブレーキ油をホイールシリンダに向って間欠的に圧
送可能な高速作動ポンプと、圧送管路をマスターシリン
ダと第１遮断弁との間の主油圧管路に接続する連通管路
と、この連通管路途中に配設され圧送管路から主油圧管
路の方向へのブレーキ油の流れを許容する逆止弁とを包
含して成る。この間欠作動式高速作動ポンプは好ましく
は圧電式油圧ポンプにより構成する。
この高速作動ポンプは、ホイールシリンダ油圧を再び増
圧させることを必要とする場合（この時にはホイールシ
リンダ油圧はブレーキがロックし得る圧力以下に低下し
ており、従って、マスターシリンダ油圧より低くなって
いることに注意されたい）にのみ必要な回数だけ間欠的
に反覆作動させることができるので、この高速ポンプの
作動によりブレーキペダルのキックバンク現象が生ずる
ことが無い。また、ホイールシリンダ油圧は２つの遮断
弁と高速ポンプにより制御されるので、３位置弁を必要
としない。
〔実施例〕 次に、第１図および第２図を参照して本発明の詳細な説
明する。
初めに、第１図を参照して、本発明のアンチスキッド・
ブレーキ装置の全体構造を説明する。
ブレーキペダル１０により作動せられるマスターシリン
ダ１２は主油圧管路１４によりホイールシリンダ１６に
接続されている。第１図には１つのホイールシリンダし
か示さなかったが、同一油圧管路１４により２つ又はそ
れ以上ホイールシリンダに高圧ブレーキ油を供給する様
に構成することも可能である。また、言うまでもなく、
各ホイールシリンダ毎に独立した油圧系統を設けること
も可能である。
主油圧管路１４には制御回路（図示せず）により０Ｎ１
０ＦＦＩＩＪ御される第１の電磁式遮断弁１８が設置し
てあり、マスターシリンダ１２とホイールシリンダ１６
との間の主油圧管路１４を導通または遮断し得る様にな
っている。主油圧管路１４は第２の電磁式遮断弁２０を
備えたリリーフ管路２２によりリザーバ２４に接続され
ており、第２遮断弁２０の開弁時にホイールシリンダ１
６内のブレーキ油を流出させてリザーバ２４内に貯蔵し
得る様になっている。リザーバ２４は圧電式油圧ポンプ
２６　（その詳細は第２図を参照して後述する）を備え
た圧送管路２８により第１遮断弁１８とホイールシリン
ダ１６との間の主油圧管路１４に接続されており、ポン
プ２６の作動に伴いリザーバ２４内のブレーキ油を加圧
してホイールシリンダ１６に圧送し得る様になっている
。圧送管路２８は逆止弁３０を備えた連通管路３２によ
りマスターシリンダ１２と第１遮断弁１８との間の主油
圧管路１４に接続されている。この逆止弁３０は主油圧
管路１４から圧送管路２８の方向のブレーキ油の流通は
阻止するが、その逆方向の流通を許容する様に配置され
ている。
本発明のアンチスキッド・ブレーキ装置の作動を第１図
を用いて説明するに、同図は通常の制動状態を示し、ブ
レーキペダル１０を踏み込むことによりブレーキ油はマ
スターシリンダ１２から第１遮断弁１８を経てホイール
シリンダ１６に圧送されて制動力を発現する。
ホイールシリンダ内圧力が非常に高い場合とか路面の摩
擦係数が低い場合には、車輪のロック現象が発生して制
動距離が長くなったり、操舵性を失ったりするが、これ
は次の様にして本発明のアンチスキッド・ブレーキ装置
により回避される。
制動力（ホイールシリンダ圧）が高（車輪がロック傾向
にあることを公知のロック検出手段が検知すると、制御
回路（図示せず）は第１遮断弁１８を開位置から閉位置
へと切換え、マスターシリンダ１２とホイールシリンダ
１６間が遮断される。
これでもまだロック傾向が進む場合には、第２遮断弁２
０が閉位置から開位置に切換えられ、ホイールシリンダ
１６内のブレーキ油はリザーバ２４内へ流出せられ、ホ
イールシリンダ圧は低下する。
制動力の低下に伴ない車輪のロックが解除されると、第
２遮断弁２０は開位置から閉位置へと戻され制動力は保
持される。この状態において、車輪の回転が速くなり過
ぎる場合には、圧電式油圧ポンプ２６が作動を開始せら
れ、リザーバ２４内のブレーキ油は再びホイールシリン
ダ１６へと圧送され、制動力が上昇せられる。そして車
輪が再びロック傾向を示すと圧電式油圧ポンプは直ちに
停止せられ、ホイールシリンダ油圧を保持したままで遮
断弁１８および２０ならびに圧電式油圧ポンプ２６は次
の制御指令を待つ。
次に、第２図を参照して圧電式油圧ポンプ２６の構造お
よび作動について説明する。
この油圧ポンプ２６のハウジングは例えば鋼鉄製の上部
本体５０と基部５２とで構成されており、両者は例えば
複数本のボルト５４により液密に締結されている。上部
本体５０はピストン５６を摺動自在に収容するシリンダ
として作用するもので、基部５２は圧電式アクチュエー
タ５８を収容する役割を持つ。圧電式アクチュエータ５
８はＰＺＴ材料から成る薄い圧電円板を複数枚（例えば
約１００枚）堆積して形成した円柱状積層体６０を有す
る。各圧電円板は交互に反対極性に配置されている。各
圧電円板間には金属箔から成るプラス電極とマイナス電
極（図示せず）が交互に挟持してあり、プラス電極はプ
ラスリード線６２に電気接続されマイナス電極はマイナ
スリード線６４に接続されている。リード線６２と６４
との間に約’ｓ　ｏ　ｏ　ｖの電圧を印加すれば、圧電
式アクチュエータ５８の圧電円板積層体６０を約５０μ
ｍ伸長させることができる。積層体６０は上下一対の絶
縁板６６．６８間に挟持されており、基部５２と積層体
６０との間の空間にはシリコーン油が大気圧で封入され
ていて電気絶縁と冷却を行う様になっている。リード線
６２．６４は絶縁性プラグ７０を液密に貫通して外部に
導かれており、制御回路（図示せず）に接続される。
ポンプシリンダを構成する上部本体５０には段付は状の
シリンダボアが設けてあり、ピストン５６が摺動自在に
精密嵌合しである。ピストン５６は上方の小径部７２と
下方の大径部７４とを有し、小径部７２はシリンダボア
との間に加圧室７６を画定しており、大径部７４はシリ
ンダボアとの間に受圧室７８を画定している。ピストン
５６は皿ばね８０により圧電円板積層体６０に向って付
勢されている。この皿ばね８０はピストン５６を積層体
６０に圧接させると共に、積層体６０に所定の予荷重を
与えるものである。前述した様に、圧電式アクチュエー
タ５８の伸縮量は極めて微少である。従って、ピストン
５６のストロークを最大にし、ポンプ効率を最良にする
ためには、積層体６０にできるだけ大きな予荷重を加え
ることが好ましい。後述する如く、受圧室７８はポンプ
吐出圧を利用して積層体に予荷重を与える手段として機
能するものである。
上部本体５０にはリザーバ２４（第１図）に接続される
入口８２が設けてあり、この人口８２は逆止弁８４を介
して加圧室７６と連通している。
逆止弁８４のチェックボール８６はピストン小径部７２
に設けたばね座に支承されたばね８８により弁座９０に
圧接されている。加圧室７６はピストン小径部７２の内
部に設けられ第２０逆止弁９２を備えた内部通路により
受圧室７８に連通せられている。逆止弁９２のチェック
ボール９４はピストン５６内のばね座９６に支承された
ばね９８により対応する弁座に圧接されている。受圧室
７８は上部本体５０のフランジ部１００に設けた半径方
向通路１０２により吐出ポート１０４に接続されている
。吐出ポート１０４は圧送管路２８によりホイールシリ
ンダ１６に接続される。加圧室７６のシールを確実にす
るためピストン小径部７２の周溝にはＯリング１０６が
装着してあり、受圧室７８内のブレーキ油が基部５２の
内部に向って流出して圧電式アクチュエータ５８に接触
するのを防止するためピストン大径部７４とシリンダボ
ア肩部との間には０リング１０８が設けである。
以下、前述のアンチスキッド・ブレーキ装置の作動に関
連してこの圧電式ポンプ２６の作動を説明する。前述の
如くこの圧電アクチェエータ駆動式の油圧ポンプ２６は
車輪がロックしない通常の制動時には作動していない。
ブレーキペダル１０を踏むことによりホイールシリンダ
圧力は高く（約１００気圧位）、第２図における吐出ポ
ート１０４の油圧も高くなっている。そして逆止弁９２
によって、ホイールシリンダ１６に接続された吐出ポー
ト１０４とリザーバ２４に接続された入口ボート８２と
の間は確実に遮断されている。またピストン５６はピス
トン大径部７４に作用する受圧室７８内の高圧の油圧に
よって確実に圧電素子積層体６０に圧着されているため
動くことは無い。
次に前述の如く車輪のロックが解除された状態になり、
車輪の回転が速すぎる時には、圧電駆動の油圧ポンプ２
６は作動を開始せられる。この判断は図示しないホイー
ルシリンダに設けられた回転センサとコンピュータによ
って行われるが、アンチスキッド・ブレーキ装置の制御
方法としては公知であるので説明は省略する。
先ず、コンピュータの指令に基いて制御回路の高圧電源
（図示せず）によって圧電式アクチュエータ５８のリー
ド線６２．６４間に高電圧が印加され、圧電素子積層体
６０は伸張する。この伸張は圧電素子の特性により極め
て瞬時に行われる（１ｍｓ程度）。これに伴い圧電素子
積層体６０に当接しているピストン５６が第２図上方に
移動する。これにより加圧室７６内に満されていたブレ
ーキ油ば高圧に加圧され、逆止弁９２を第２図下方に押
し下げ、通路１０２を経て吐出ポート１０４に流出する
。この時にはホイールシリンダ１６にかかる油圧力はす
でに車輪がロックしない程度に低下していることに注意
されたい。上記説明で理解される如く、加圧室７６は圧
電素子積層体６０が伸張した分だけ小さくなる。
次にコンピュータの指示により圧電式アクチュエータ５
８に印加されていた高電圧が解除されると、ピストン５
６は皿ばね８０の作用により圧電素子積層体６０との当
接を保ちつつ第２図下方に変位し、もとの位置に戻ろう
とする。この時加圧室７６の容積は増大するため加圧室
７６内の圧力は負圧となり、第１の逆止弁８４が開くの
で、リザーバ２４内に常に２〜３気圧の圧力で貯蔵され
ていたブレーキ油は加圧室７８内に流入することになる
。この時、第２の逆止弁９２はスプリング９８の作用と
、加圧室７６と受圧室７８との間の差圧の作用により閉
じた状態となる。以上の説明で容易に理解されるように
、圧電式アクチュエータ５８への電圧印加および解除に
より圧電素子積層体６０を一回だけ伸縮させると、ピス
トン５６が一回の圧送ストロークを行ってリザーバ２４
からホイールシリンダ１６へ所定量のブレーキ油が送ら
れる。
上記伸縮を１００Ｈｚ程度の周期で行い、コンピュータ
の判断で必要とされる間だけポンプ作動を行わせしめる
。こうしてホイールシリンダ油圧の上昇に伴い制動力が
上昇し車輪がロック傾向を示すと、圧電式油圧ポンプ２
６は直ちに停止せられて油圧系内の油圧を保持し、次の
制御指令を待つのである。油圧ポンプ２６の寸法は２〜
４ａａ’／ｓｅｅ。
の吐出量を確保できる様に設定することができる。
次に、第３図を参照して従来装置の構成要素と作動を説
明しながら本発明のアンチスキッド・ブレーキ装置と従
来装置との相違を明確にする。第３図において、第１図
の装置の構成要素と均等の構成要素は同じ参照番号で示
し、説明は省略する。
この従来装置においては、油圧ポンプ２００は直流モー
タ２０２で駆動される電動ポンプである。
この電動油圧ポンプ２００は車輪がロック傾向になった
ことが検出された時に直ちに起動されるが、直流モータ
２０２の慣性のため所望油圧のブレーキ油を吐出するま
でに約５００μｓｅｃ、を要するので、アンチスキッド
制御の応答性が悪い。これに対し、本発明の装置では圧
電式油圧ポンプ２６を使用しており、圧電素子の応答性
は極めて速く（数μｓｅｃ、）　、ピストン５６の圧送
ストロークは約ｌ　ｍ５ｅｃ、で起るので、制御の応答
性は大幅に向上せられる。
また、直流モータ２０２は、その特性上、極めて短い時
間間隔で間欠的に０Ｎ１０ＦＦすることはできないので
、アンチスキッド・ブレーキ装置の作動中は連続的に作
動せられ、ブレーキ油を吐出し続ける。このため、３位
置弁２０４が必要となる。これに対し、本発明の装置で
は圧電式油圧ポンプ２６はホイールシリンダ油圧の増圧
が必要な時にのみ間欠的に高速作動させることができる
ので、３位置弁を必要と′せず、リリーフ制御用の遮断
弁２０で足りる。このため、装置が簡単となり、安価で
ある。
更に、第３図から理解される様に、ホイールシリンダ油
圧を保持するため３位置弁２０４を中間位置に変位させ
た時には、油圧ポンプ２００から吐出されたブレーキ油
は連通路３２を介してマスターシリンダ１２に流入しブ
レーキペダル１０をキックバックさせる。電動油圧ポン
プ２００は連続作動せられているのでこのキックパック
は不可避である。これに対し、本発明の装置では、連通
路３２には逆止弁３０が設けて・あり、マスターシリン
ダ１２の油圧を圧送管路２８に伝えない様にしであるの
で、車輪ロック傾向の検出に伴い遮断弁１８が閉位置に
せられた時にはマスターシリンダ１２と遮断弁１８およ
び逆止弁３０との間の管路にはブレーキペダル踏力に応
じた油圧が閉じ込められている。この油圧は圧電式油圧
ポンプ２６が駆動される時のホイールシリンダ油圧より
高いので（何故ならば、圧電式ポンプ２６によるホイー
ルシリンダ油圧の増圧は車輪ロックが解除された時にの
み行われる）、逆止弁３０を閉じたままでポンプ２６か
らのブレーキ油をホイールシリンダ１６に圧送すること
ができる。この間運転者はブレーキペダル１０を踏み続
けているので、マスターシリンダ１２と遮断弁１８およ
び逆止弁３０との間の管路内にはホイールシリンダ油圧
の変動は全く伝わらない。従って、本発明の装置ではブ
レーキペダルのキックバックは全く発生しない。
以上には本発明の特定の実施例について説明したが、言
うまでもなく種々の変更や修正を加えることが可能であ
る。例えば、圧電式アクチュエータはＰＺＴ材料から成
る圧電素子積層体を備えたものとして説明したが、圧電
性材料としては他の材料を用いてもよく、また、圧電素
子には一体焼成型のものを用いてもよい。更に、間欠作
動可能な高速油圧ポンプとしては電磁式の油圧ポンプを
用いることも可能である。また、圧電式油圧ポンプ２６
の構造は実施例に限定されるものでないことは言うまで
もない。
〔発明の効果〕
以上から明らかに、本発明のアンチスキッド・ブレーキ
装置は次の様な優れた効果を奏する。
（１）　　油圧ポンプの駆動源として圧電式アクチュエ
ータの様な高速間欠作動可能なポンプを用いたので、大
型で重い電気モータを必要とせず、装置を小型、軽量化
することができる。
（２）また、油圧ポンプの停止および作動は瞬時に行う
ことができるので、ホイールシリンダ油圧の制御（増圧
、保持）は瞬時に達成できる。
（３）　　従来の様な３位置弁を必要とせず、ホイール
シリンダ油圧の減圧はリリーフ管路に設けた０Ｎ１０Ｆ
Ｆ遮断弁で行うことができるので、小型で簡単かつ応答
性の優れた２位置電磁弁を用いることができる。中間電
流値を要する３位置弁と異なり、２位置弁では電流値に
制限がなく大電流で駆動できるので、応答性は大幅に向
上するのである。
（４）油圧ポンプはホイールシリンダ油圧の増圧を必要
とする時にのみ間欠作動せられるので、必要以上のブレ
ーキ油を吐出することが無（、ブレーキペダルのキック
パック現象は全く生じない。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明のアンチスキッド・ブレーキ装置の油圧
系統図、第２図は圧電式油圧ポンプの断面図、第３図は
従来のアンチスキッド・ブレーキ装置の油圧系統図であ
る。 １０・・・ブレーキペダル、１２・・・マスターシリン
ダ、１４・・・主油圧゛管路、１６・・・ホイールシリ
ンダ、１８．２０・・・電磁式遮断弁、２２・・・リリ
ーフ管路、２４・・・リザーバ、２６・・・圧電式油圧
ポンプ、２８・・・圧送管路、３０・・・逆止弁、３２
・・・連通管路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、マスターシリンダと、車輪のブレーキに連結された
    ホイールシリンダと、前記マスターシリンダの油圧をホ
    イールシリンダに伝達する主油圧管路と、前記主油圧管
    路途中に配設された第１の電磁式遮断弁と、ブレーキ油
    を貯蔵するリザーバと、ホイールシリンダと第１遮断弁
    との間の主油圧管路中のブレーキ油をリザーバに導くホ
    イールシリンダ油圧減圧用リリーフ管路と、該リリーフ
    管路途中に配設された第２の電磁式遮断弁と、リザーバ
    をホイールシリンダと第１遮断弁との間の主油圧管路に
    接続するホイールシリンダ油圧増圧用圧送管路と、前記
    圧送管路途中に配設されリザーバ内のブレーキ油をホイ
    ールシリンダに向って間欠的に圧送可能な高速作動ポン
    プと、前記圧送管路をマスターシリンダと第１遮断弁と
    の間の主油圧管路に接続する連通管路と、前記連通管路
    途中に配設され圧送管路から主油圧管路の方向へのブレ
    ーキ油の流通を許容する逆止弁、とを備えて成る車両用
    アンチスキッド・ブレーキ装置。 ２、前記高速作動ポンプは圧電式油圧ポンプである特許
    請求の範囲第１項記載のアンチスキッド・ブレーキ装置
    。
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