JP2753870B2 - ブレーキ制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ブレーキ入力に対して最適な減速度が得ら
れるようにマスタシリンダに作用してブレーキ液圧を制
御し、または、足踏みブレーキとは別にブレーキ作用を
可能とするためのブレーキ制御装置に関する。

（従来の技術） 車両のブレーキでは、ブレーキペダルの踏み込み（ブ
レーキ入力）量と車両の減速度とが常に同じ対応関係で
あることが、ブレーキ操作上好ましいものであるが、積
載荷重の変化や、ディスクブレーキなどのブレーキ装置
のパッドの摩耗等により、同じブレーキペダルの踏み込
み量に対して減速度が変化してしまい、常に同じ対応関
係が得られていない。そこで、これを解決するためのブ
レーキ制御装置が、特開昭58−188746号公報において提
案されている。

この装置は、第６図に示すように、入力軸１からの入
力に対してマスタシリンダ２に作用する出力軸３を助勢
するためのブースタ４と、出力軸３の助勢を制御するた
めのコントロールバルブ５とからなる。

ブースタ４は、ハウジング６内をダイヤフラム７を備
えたパワーピストン８により定圧室９と変圧室10の２つ
の室に区画し、パワーピストン８に固定された筒状のガ
イド部材11に、入力軸１が連結されたプランジャ12を摺
動可能に嵌挿し、プランジャ12の前方に出力軸３を配置
したものである。そして、出力軸３の先端はマスタシリ
ンダ２の入力ピストン13に嵌合保持されている。また、
定圧室９は、エンジンの吸気管（図示せず）等の負圧発
生源に接続されていて、常時負圧状態となっている。

コントロールバルブ５を説明すると、内部にバルブ室
14を画成したハウジング15に、バルブ室14を挟んで両側
にソレノイド16,17を配置し、バルブ室14には前記定圧
室９と連通する配管18が接続されるポート19と、変圧室
10と連通する配管20が接続されるポート21と、大気を導
入するポート22とが開口している。バルブ室14内にはポ
ート19とポート21との連通を開閉するポペットバルブ23
が設けられている。さらに、ソレノイド16,17への通電
により作動するロッド24にはポート21とポート22との連
通を開閉するバルブ25が形成されている。

そして、入力軸１に設けられているブレーキ入力検知
センサ26からの信号および車輪の回転数から車両の減速
度を検知する減速度検知センサ27からの信号に基づい
て、制御装置28が適宜ソレノイド16,17に通電する。

この構成によれば、第７図の斜線範囲で示すように、
ブレーキペダルの踏み込み量に応じた理想の減速度に対
して、所定の幅で下限減速度領域Ｉおよび上限減速度領
域IIを設定し、その領域内に減速度が入るように制御す
ることができる。

これを具体的に説明すると、ブレーキの不作動状態の
ときには、第６図に示すように定圧室９および変圧室10
が連通して負圧状態となっている。ブレーキ操作を行な
うと、入力軸１からの入力に応じて出力軸３がマスタシ
リンダ２に作用して、ブレーキ液圧がディスクブレーキ
などのブレーキ装置のホイールシリンダに供給されて車
両が減速される。この減速時に、減速度が前記領域Ｉ以
下となっているときには、ソレノイド16,17に通電して
ロッド24を移動させてポペットバルブ23が閉じて定圧室
９と変圧室10の連通を遮断するとともにバルブ25を開け
てポート22から大気を変圧室10に導入する。そうする
と、定圧室９と変圧室10との圧力差が大きくなりパワー
ピストン８が出力軸３を助勢する。そして、減速度が領
域Ｉ内に入ると、ソレノイド16,17への通電を制御して
バルブ25を閉じて大気の導入を停止することにより減速
度は領域Ｉ内に維持される。

一方、定圧室９と変圧室10との圧力差によってパワー
ピストン８が前進して出力軸３を助勢している際に、減
速度が領域II以上となったときには、両ソレノイド16,1
7への通電を適宜制御して定圧室９と変圧室10を連通を
させることにより圧力差を小さくし助勢を低下させる。
そして、減速度が領域II内に入ると、ポペットバルブ23
を閉じて負圧の導入を停止することにより減速度を領域
内に維持させる。

このようにして、変圧室10に負圧または大気を適宜供
給することによって、ブレーキペダルの踏み込み量に応
じて常に理想的な減速度を達成することができる。

また、以上の他に、コントロールバルブ５を入力軸１
の操作と関係なく、操作することによって、坂道等での
停車時にブレーキ力を作用させたままに維持させたり、
車両の急発進または急加速時に駆動輪のスリップを防止
するためのトラクションコントロールの液圧源として利
用することができる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来のブレーキ制御装置では次の
ような問題点を有していた。

ソレノイド16,17に通電する電気回路に断線などが生
じてソレノイド16,17に通電できずロッド24を作動させ
ることができなくなった場合には、ポペットバルブ23が
開いた状態となってしまい、定圧室９と変圧室10とが連
通されて各室9,10とも負圧状態となるため、出力軸３に
圧力差を利用した助勢が行なえなくなって踏力による入
力軸１からの推力のみ出力軸３に加わることになり、ブ
レーキ入力に対して理想的な減速度が得られないだけで
なく、制動力も十分に確保できなくなる虞れがあるとい
う問題点があった。

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、電気回路の破損時でも出力軸を
助勢することのできるブレーキ制御装置を提供すること
にある。

（課題を解決するための手段） 本発明のブレーキ制御装置は、ハウジングに、該ハウ
ジング内を負圧状態の定圧室と負圧または大気が導入さ
れる変圧室との２つの室に区画するパワーピストンを設
け、前記ハウジングの定圧室側に圧力流体が充満された
シリンダを設け、前記パワーピストンに該パワーピスト
ンの移動に応じて前記シリンダに摺動するピストンを設
けてなるブースタと、 ブレーキ操作部に連結された入力軸の移動に応じて前
記変圧室へ負圧または大気を導入するバルブ機構を設
け、前記ブースタのシリンダから供給される圧力流体に
より作動して、マスタシリンダに作用する出力軸を助勢
するピストンを設けてなる助勢操作部と、 前記変圧室と前記バルブ機構との間に設けられ、電流
非供給時には常時変圧室とバルブ機構とを連通し、電流
供給時には変圧室とバルブ機構との連通を遮断して、該
変圧室へ負圧または大気を導入する電磁切換弁と、 から構成したことを特徴とする。

（作用） この構成とすると、入力軸の移動によりバルブ機構に
よって負圧または大気がブースタの変圧室に供給された
り、電磁切換弁の切換により負圧または大気がブースタ
の変圧室に供給されると、変圧室と定圧室との圧力差に
よってパワーピストンが移動し、それに伴ないパワーピ
ストンに設けられたピストンがシリンダ内の圧力流体を
助勢操作部に給排して、助勢操作部のピストンが移動す
る。これにより、入力軸からのブレーキ入力に対して出
力軸がマスタシリンダに作用する力が増減されたり、入
力軸からのブレーキ入力には係らず出力軸がマスタシリ
ンダに作用してブレーキ液圧を発生および増減させるこ
とができる。

また、電気回路の断線等により電磁切換弁が動作しな
くなっても、助勢操作部のバルブ機構とブースタの変圧
室とが連通されているため、通常の作用がある助勢操作
部から変圧室への負圧または大気の供給制御は行なわれ
て、制動力を低下させることがない。

（実施例） つぎに、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
なお、第１図は、本実施例の全体構成を示す模式図、第
２図は、第１図に用いた助勢制御部の構成を示す図であ
る。

本実施例のブレーキ制御装置29は、ブレーキ操作部で
あるブレーキペダルからのブレーキ入力に基づいて圧力
流体を助勢操作部30に供給するブースタ31と、ブースタ
31から供給された圧力流体により出力軸32を助勢する助
勢操作部30と、ブレーキの入力とは関係なくブースタ31
に負圧または大気を導入してブースタ31の作動を制御す
る助勢制御部33とから概略構成されている。

まず、ブースタ31の構成を説明する。

ハウジング34内は、ダイヤフラム35を備えたパワーピ
ストン36によって定圧室37と変圧室38との２つの室に区
画されており、定圧室37は、図示しないエンジンの吸気
管等の負圧発生源Ｐと配管39によって接続されていて常
時負圧状態となっている。また、変圧室38は、後述する
助勢制御部33を介して助勢操作部30に配管40によって接
続されていて負圧または大気が導入される。パワーピス
トン36の定圧室37側には、ハウジング34に設けられてい
る圧力流体が充満されたシリンダ41に摺動可能なピスト
ン42が設けられている。パワーピストン36は、リターン
スプリング43によって変圧室38の容積が小さくなる方向
（図中右方向）に付勢されている。

つぎに、助勢操作部30を説明する。

ハウジング44は内部が段付のシリンダ45となってお
り、シリンダ45にはバルブボディ46が摺動自在に嵌合し
ていて、ハンジング45内は前室47と後室48とに区画され
ている。前室47は、前記負圧発生源Ｐと配管40によって
接続されていて常時負圧状態となっており、後室48は、
配管40によってブースタ31の変圧室38と接続されてい
る。バルブボディ46には、入力軸50が連結されたプラン
ジャ51が摺動自在に嵌合していて、プランジャ51とバル
ブボディ46との相対的な移動は、キー52により一定の範
囲で規制されている。バルブボディ46の後側（図中右
側）は筒状部53となっており、筒状部53内部は通路54に
より前記前室47と連通し、また、通路55により前記後室
48と連通している。筒状部53の内部にはポペットバルブ
56が設けられており、このポペットバルブ56は、プラン
ジャ51に形成されているバルブシート57およびバルブボ
ディ46に形成されているバルブシート58に離着座して、
前記入力軸50の移動に応じて前記ブースタ31の変圧室38
への負圧または大気の導入を制御するバルブ機構59を構
成している。すなわち、プランジャ51のバルブシート57
に着座しバルブボディ46のバルブシート58から離座して
いるときには、後室48が前室47と通路54を介して連通さ
れるため、負圧をブースタ31の変圧室38に供給すること
ができ、また、プランジャ51のバルブシート57から離座
しバルブボディ46のバルブシート58に着座しているとき
には、ポペットバルブ56の内周側の間隙を通って後室48
と大気とが連通されるため、大気をブースタ31の変圧室
38に供給することができる。

バルブボディ46には、前方（図中左方向）に向けて開
口する凹部60が形成されており、該凹部60に前記プラン
ジャ51の前端面が面している。また、凹部60にはリアク
ションディスク61を介して出力軸32の後端側のフランジ
部62が摺動自在に嵌合しており、出力軸32の先端はマス
タシリンダ63の入力ピストン64に当接している。

バルブボディ46の前部にはシリンダ45に摺動するピス
トン65が形成されており、ピストン65は、シリンダ45の
大径部に摺動するピストン部66と小径部に摺動するピス
トン部67とからなり、各ピストン部66,67の間にはシリ
ンダ室68が構成され、シリンダ室68はブースタ31に設け
られているシリンダ41内と配管69によって接続されてい
る。そして、シリンダ室68内へ圧力流体を供給すること
により、ピストン部66,67の受圧面積の差によってバル
ブボディ46を前進させる。なお、70はバルブボディ46を
後方へ付勢するリターンスプリングである。

つづいて、助勢制御部33を説明する。

助勢制御部33は、ブースタ31の変圧室38と助勢操作部
30の後室48とを接続する配管40の途中に設けられている
電磁切換弁71と、電磁切換弁71を制御する制御装置72と
から構成されている。

電磁切換弁71は、第２図に示すように、２つの電磁式
３ポート２位置切換弁73,74と電磁式２ポート２位置切
換弁75とを直列に組み合わせたものである。そして、第
一の３ポート２位置切換弁73の１つのポート76は助勢操
作部30の前室47と配管77で接続されており、第二の３ポ
ート２位置切換弁74の１つのポート78は大気と連通して
いる。なお、第２図中左側が変圧室38に接続され、右側
が後室48に接続されている。

通常の状態では、各電磁切換弁73,74,75が第２図に示
すように、各，，の位置をそれぞれとっているた
め、変圧室38と後室48とは連通された状態となってい
る。そして、第一の３ポート２位置切換弁73を励磁して
位置に切換えると、助勢操作部30の後室48とブースタ
31の変圧室38との連通が遮断されて前室47から負圧が変
圧室38に供給され、通常の状態から第二の３ポート２位
置切換弁74を励磁して位置に切換えると、後室48と変
圧室38との連通が遮断されて大気が変圧室38に供給され
る。また、２ポート２位置切換弁75を励磁してに切換
えると、変圧室38と後室48との連通が遮断される。

制御装置72は、入力軸50に設けられ、ブレーキペダル
の踏み込みを検知するブレーキ入力検知センサ79および
車輪の回転数から車両の減速度を検知する減速度検知セ
ンサ80からの信号を受けて、理想的な減速度となるよう
に電磁切換弁71を制御する。また、トラクションコント
ロールやヒルホールドを行なうための信号を受けて電磁
切換弁71を制御することもできる。

以上の構成のブレーキ制御装置72に係る作用を説明す
る。

図示しないブレーキペダルを踏み込んで入力軸50を前
進させると、ポペットバルブ56がプランジャ51のバルブ
シート57から離座してバルブボディ46のバルブシート58
に着座するため、大気が助勢操作部30の後室48に導入さ
れ、さらに、配管40を通ってブースタ31の変圧室38に供
給される。そのため、ブースタ31では負圧状態の定圧室
37と大気が導入される変圧室38とで圧力差が生じ、パワ
ーピストン36が前進してピストン42がシリンダ41内の圧
力流体を押し出す。そして、圧力流体が、助勢操作部30
のシリンダ室68に供給されてピストン65が前進すること
により、出力軸32を助勢し大きな力でがマスタシリンダ
63に作用する。それにより、車輪に設けられているディ
スクブレーキなどのホイールシリンダに高い液圧が供給
されて車両が制動される。このときの、入力軸50からの
入力と出力軸32の出力とは、第４図に示すような関係と
なっている。

ここで、入力軸50からの入力に対する理想的な減速度
の関係を第５図の実線Ｆに示す。

この図において、たとえば、ブレーキ入力に対して減
速度Ａが理想値よりも小さい場合には、出力軸32からの
出力が小さくホイールシリンダに供給するブレーキ液圧
が低いので、第４図に示すように、入力F₀に対して出力
をf₀からf₁に大きくしてブレーキ液圧を高めてやればよ
い。そのため、助勢制御部33の制御装置72が、各センサ
79,80からの信号に基づいて電磁切換弁71を制御する。
これは、電磁切換弁71の第二の２位置３ポート電磁切換
弁74を位置に切換えることにより、助勢操作部30の後
室48と変圧室38との連通が遮断されて大気が変圧室38に
供給されるため、出力軸32が大きな力で助勢される。

また、第５図のＢ点に示すように、ブレーキ入力に対
して減速度が理想値よりも大きい場合には、助勢制御部
33の制御装置72が、電磁切換弁71の第１の２位置３ポー
ト電磁切換弁73を制御して位置に切換えることによ
り、助勢操作部30の後室48と変圧室38との連通が遮断さ
れて前室47から負圧が変圧室38に供給される。これによ
り、出力軸32への助勢を低下させる。

このようにして、ブレーキ入力に対して常に理想的な
減衰力が常に得られるように出力軸32の助勢を制御する
ことができる。

そして、電気回路が断線した場合、助勢制御部33の制
御装置72から電磁切換弁71に指示を与えることができな
くなるが、助勢操作部30の後室48と変圧室38とは連通さ
れた状態となっているため、変圧室38には入力軸50から
のブレーキ入力に応じたバルブ機構59の切換えによって
負圧または大気が導入することができ、通常の助勢作用
は行なわれるため、制動力を低下させることがない。

また、本実施例では、トラクション制御およびヒルフ
ォールドを行なうことができる。

トラクション制御では、車両の加速時に加速度センサ
や車輪の回転速度を検知するセンサ等の検知データに基
づいて車輪がスリップしやすいと判定されて、その判定
信号Ｃが助勢制御部33の制御装置72に入力されると、第
二の３ポート２位置電磁切換弁74が切換わって大気を変
圧室38に供給することにより、入力軸50からの入力にか
かわらず、ブースタ31から助勢操作部30のシリンダ室68
に圧力流体が供給され、助勢操作部30のピストン65が移
動し、それによって、出力軸32がマスタシリンダ63に作
用してブレーキ液圧を発生させ、車輪に適宜制動力を与
えてスリップを防止する。

また、ヒルホールドでは、ブレーキペダルを踏み込ん
で車両を制動させているときに、ヒルホールドを行なう
という信号Ｄを助勢制御部33が受けると、２ポート２位
置電磁切換弁75が切換わって後室48と変圧室38との連通
を遮断して変圧室38内の大気を維持することにより、制
動力が解除されないようにする。

このようにして、入力軸50からのブレーキ入力にかか
わらずブレーキ液圧を発生させることができ、種々の制
御を行なうことができる。

つぎに、助勢制御部33の他の実施例を第３図に基づい
て説明する。

これは、上記実施例の助勢制御部33の電磁切換弁71の
代りに第３図に示すコントロールバルブ81を用いたもの
である。

このコントロールバルブ81の構成を説明する。

内部は、インプットロッド82に設けられたダイヤフラ
ム83によって２つの室に84,85区画されている。一方の
室84は助勢操作部30の後室48に接続され、他方の室85は
ブースタ31の変圧室38に接続されている。インプットロ
ッド82には両室84,85を連通する連通路86が形成されて
おり、連通路86が他方の室85に開口する部分にはポペッ
トバルブ87が対向していて、インプットロッド82が移動
すると連通路85がポペットバルブ87により遮断されると
ともに、他方の室85が外部と連通されるようになってい
る。インプットロッド82には、比例ソレノイド88への通
電により移動するプランジャ89のロッド90が当接してい
る。

この構成のコントロールバルブ81では、通常の比例ソ
レノイド88に通電されていない状態のときには、助勢操
作部30の後室48とブースタ31の変圧室38とが連通された
状態であるため、入力軸50からの入力によるバルブ機構
59の動作に応じて変圧室38に負圧または大気が導入され
る。そして、ブレーキ入力に対して減速度が理想値より
も小さい場合には制御装置72からの信号によりコントロ
ールバルブ81の比例ソレノイド88に通電する。これによ
りプランジャ89のロッド90がインプットロッド82を押し
て、連通路86をポペットバルブ87により遮断するととも
に、大気を他方の室85を介して変圧室38に供給する。こ
のようにして、上記実施例と同様に、出力軸32を助勢し
て制動力を高めて理想的な減速度にすることができる。

なお、このコントロールバルブ81を用いた実施例で
は、減速度が理想値よりも小さい場合に、出力軸32をよ
り助勢して減速度を高めることができるものであって、
減速度を低下させる作用はしないため、上記実施例に対
して配管77が必要ない。

このコントロールバルブ81においても、電気回路が断
線した場合、制御装置72から指示を与えることができな
くなるが、助勢操作部30の後室48と変圧室38とは連通さ
れた状態となっているため、変圧室38には助勢操作部30
のバルブ機構59の切換えによって負圧または大気が導入
することができ、通常の助勢作用は行なわれるため、制
動力を低下させることがない。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように本発明は、助勢操作部のバ
ルブ機構によるブースタの変圧室への負圧または大気の
供給および電磁切換弁の切換えによる変圧室への負圧ま
たは大気の供給によって、マスタシリンダからのブレー
キ液圧の発生および増減が自由に行なえる。そのため、
車両の積載荷重の変化や、ブレーキパッドの摩耗等が生
じても常にブレーキ入力と減速度が一定の対応関係にす
る制御が可能となり、さらに、トラクション制御やヒル
ホールド制御などの種々の制御も可能となる。

また、電気回路が断線しても、通常のブレーキ操作が
行なえるため、制動力が低下することがなく安定した車
両の制動を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のブレーキ制御装置の一実施例を示す
模式図、 第２図は、第１図に示す電磁切換弁の一例を示す回路
図、 第３図は、電磁切換弁の他の例であるコントロールバル
ブの断面図、 第４図は、第１図に示した装置の入力と出力との関係を
示す図、 第５図は、第１図に示した装置の入力と減速度との関係
を示した図、 第６図は、ブレーキ制御装置の従来の一例を示す縦断面
図、 第７図は、第６図に示した装置での制御を示すための入
力と減速度との関係を示す図である。 30……助勢操作部、31……ブースタ 32……出力軸、33……助勢制御部 34……ハウジング、36……パワーピストン 37……定圧室、38……変圧室 41……シリンダ、42……ピストン 50……入力軸、59……バルブ機構 63……マスタシリンダ、65……ピストン 71……電磁切換弁

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハウジングに、該ハウジング内を負圧状態
   の定圧室と負圧または大気が導入される変圧室との２つ
   の室に区画するパワーピストンを設け、前記ハウジング
   の定圧室側に圧力流体が充満されたシリンダを設け、前
   記パワーピストンに該パワーピストンの移動に応じて前
   記シリンダに摺動するピストンを設けてなるブースタ
   と、 ブレーキ操作部に連結された入力軸の移動に応じて前記
   変圧室へ負圧または大気を導入するバルブ機構を設け、
   前記ブースタのシリンダから供給される圧力流体により
   作動して、マスタシリンダに作用する出力軸を助勢する
   ピストンを設けてなる助勢操作部と、 前記変圧室と前記バルブ機構との間に設けられ、電流非
   供給時には常時変圧室とバルブ機構とを連通し、電流供
   給時には変圧室とバルブ機構との連通を遮断して、該変
   圧室へ負圧または大気を導入する電磁切換弁と、 から構成したことを特徴とするブレーキ制御装置。