JP5708296B2 - ブレーキ液圧制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、ＥＳＣ（横滑り防止制御）やＴＣＳ（トラクションコントロール）に代表される自動ブレーキ機能を備えたブレーキ液圧制御装置、詳しくは、低温環境やマスタシリンダからポンプ吸入口までの吸入路の管路抵抗が大きくなるような状況下であっても自動ブレーキの応答性を向上させることができるブレーキ液圧制御装置に関する。

近年の車両用ブレーキ液圧制御装置は、ＡＢＳ（アンチロック制御）だけでなく、自動ブレーキにも対応できるものが主流をなしている。そのようなブレーキ液圧制御装置が、例えば、下記特許文献１に開示されている。

自動ブレーキを実行可能な液圧ブレーキ装置の回路構成の一例を、図８に示す。同図のＭＣは、大気圧状態でブレーキ液を貯留する主リザーバＭＲを伴ったマスタシリンダであって、いわゆるサービスブレーキでは、ブレーキペダルＢＰを操作することで、このマスタシリンダＭＣを作動させてブレーキ液圧を発生させる。

マスタシリンダＭＣで発生させたブレーキ液圧（以下では、マスタシリンダ圧と言う）が主流路Ａを通ってホイールシリンダＷＣに供給され、制動が行われる。主流路Ａには、下流側（ホイールシリンダＷＣ側を下流と考える）の液圧を上流側の液圧（マスタシリンダ圧）に応じて所定の比率で高くなるように調圧する流路遮断機能を備えた制御電磁弁１（図のそれは、リニア電磁弁。これに代えてＯＮ・ＯＦＦ式カット弁を用いることもある）と、増圧電磁弁２が設置されている。

また、ホイールシリンダＷＣから排出されたブレーキ液を通す減圧路Ｂが設けられ、その減圧路Ｂに減圧電磁弁３と、排出されたブレーキ液を一時的に溜める調圧リザーバ４が設置されている。

図中５は、減圧路Ｂに吸入口がつながれたポンプであり、このポンプはモータ６によって駆動される。このポンプ５の吐出口につながった還流路Ｃは、主流路Ａの、前記制御電磁弁１と増圧電磁弁２との間に合流させている（ｃｐが合流点）。

調圧リザーバ４は、ブレーキ液が導入されたときに閉弁する応圧タイプのカット弁７を伴っており、そのカット弁７経由でポンプ５の吸入口につながる吸入路Ｄが、主流路Ａの制御電磁弁１よりも上流側と減圧路Ｂとの間に設けられている。なお、カット弁７を伴った調圧リザーバ４に代えて、吸入路Ｄに電磁開閉弁（図示せず）を組み込むこともなされている。

制御電磁弁１と、増圧電磁弁２と、減圧電磁弁３のそれぞれの一部と、調圧リザーバ４と、ポンプ５及びカット弁７がハウジング（液圧ブロック）１０に組み込まれて調圧ユニットが構成される。ハウジング１０の一面は電磁弁装着面として形成されており、その電磁弁装着面に開口してハウジングに加工された電磁弁装着穴に各電磁弁を構成する部品の一部が組み込まれる。図中８は、ポンプ吐出圧の脈動を抑制するダンパ、９は圧力センサであり、これ等は、必要に応じて設置される。

電磁弁を構成する部品の他の一部（電磁コイルなど）は、ハウジング１０の外部に突出させている。調圧ユニットと電子制御ユニットを組み合わせて構成される一般的なブレーキ液圧制御装置は、その突出部を電子制御装置ＥＣＵの実装基板を収納したケースで覆い、電磁弁装着面とは反対側の面にポンプ駆動用のモータを取り付けている。

図示のブレーキ装置は、電子制御装置ＥＣＵが、車両の挙動を監視する加速度センサや車輪速センサ（これ等は図示せず）等からの情報に基づいてホイールシリンダ圧の調圧の必要性を判断する。そして、調圧が必要と判断した場合には、そこから制御電磁弁１、増圧電磁弁２、減圧電磁弁３やモータ６に対して作動指令が流れ、ホイールシリンダ圧の調圧が実行される。

自動ブレーキ制御では、ブレーキペダルＢＰの操作は行われておらず、制御電磁弁１は制御の開始に伴って閉じられる。この状態でポンプ５が駆動されると、そのポンプ５が吸入路ＤとマスタシリンダＭＣの圧力室（この部屋は、マスタシリンダが作動していないときには主リザーバＭＲに連通している）を経由して主リザーバＭＲ内のブレーキ液を吸込み、それを圧縮して吐出する。その吐出液が主流路Ａに還流されてホイールシリンダＷＣに供給され、その液圧でロータに対する摩擦材の押圧がなされて制動力が発生する。

特開２００８−１４３２０２号公報

上述したように、自動ブレーキ制御では、モータ駆動のポンプに対して主リザーバからブレーキ液が供給されるが、トラックなどの大型車両では特に、液圧制御装置（ハイドロユニット）をマスタシリンダから離れたボディの長手途中などに配置することがあり、そのようなケースでは、主リザーバからポンプまでの吸入路の長さが長くなってポンプの吸入抵抗が大きくなる。

そのために、ブレーキ液（油）の粘性が高まる低温環境下では特に、ポンプ吐出圧の急速な立ち上がりが望めず、自動ブレーキでの加圧応答性が不十分なものになると言う課題があった。なお、この課題は、環境温度が低くてブレーキ液の粘性増加が顕著な場合には、吸入路の長さが短くても発生する。

そこで、この発明は、自動ブレーキでの加圧応答性を高めて吸入路の管路抵抗が大きい状況や低温環境下で使用する場合にも、制動の遅れを生じさせないようにすることを目的としている。

上記の課題を解決するため、この発明においては、マスタシリンダからホイールシリン
ダに至る主流路に設けられてその主流路を開閉する増圧電磁弁と、この増圧電磁弁よりも
マスタシリンダ側で前記主流路に設けられる流路遮断機能を備えた制御電磁弁と、前記ホ
イールシリンダにつながる減圧路に設けられる減圧電磁弁と、吸入口が、主リザーバに通
じた吸入路に接続され、さらに、前記減圧電磁弁経由で前記ホイールシリンダに接続され
たモータ駆動のポンプと、前記制御電磁弁、増圧電磁弁、減圧電磁弁及びポンプの動作を
制御する電子制御装置を有し、前記制御電磁弁と、増圧電磁弁と、減圧電磁弁と、ポンプ
が単一のハウジングに組み込まれ、前記電子制御装置からの指令に基づいて前記ポンプが
前記主リザーバから供給されるブレーキ液、または、前記ホイールシリンダから排出され
るブレーキ液を汲み上げて前記主流路の前記制御電磁弁から前記増圧電磁弁に至る領域に
還流させるブレーキ液圧制御装置において、
前記減圧路と前記ポンプ吸入口の双方に連通した液溜めを前記ハウジングの内部に設け
、その液溜めを、当該液溜め内のブレーキ液が前記ポンプ吸入口に向けて重力で流れる位
置に配置し、さらに、前記ハウジングに設けられた減圧電磁弁装着穴の奥端に延長部を形成してその延長部で前記液溜めを構成し、前記減圧電磁弁装着穴の奥端の延長部の内径を、当該減圧電磁弁装着穴の前記延長部よりも入口側領域の奥端の内径よりも大きくした。なお、前記主リザーバは、マスタシリンダにブレーキ液を供給するリザーバである。

上記液溜めは、全域がポンプ吸入口よりも上にあると好ましいが、その液溜めの天面がポンプ吸入口よりも上にあれば、吸入口よりも上側に位置する部分の貯留液に対して重力による送り込み力が働く。

液溜めの一部のみをポンプ吸入口よりも上に置く場合には、この液溜めはハウジングの内部に設けられてポンプ吸入口までの距離が極めて短くなっているので、液溜めの無い態様と比較した場合、ポンプによる汲み上げが迅速化される。

前記液溜めは、前記ハウジングに、電磁弁装着面とは反対側の面から追加穴を加工し、その追加穴の解放口を栓で閉じて当該追加穴を前記減圧電磁弁装着穴の奥端に連通させ、この追加穴で構成することができる。
また、この発明のブレーキ液圧制御装置には、前記ハウジングの内蔵機器組み付け箇所を避けた位置に追加穴を設け、その追加穴を前記ポンプ吸入口に連通させてその追加穴で構成した補助液溜めを追設することができる。

この発明のブレーキ液圧制御装置は、ポンプを組み付けた調圧ユニットのハウジングに、貯留液が重力で流れ出す液溜めを設けたので、自動ブレーキ作動初期のポンプに対してその液溜めからブレーキ液がスムーズに供給される。

液溜めはポンプの内蔵されたハウジングに設けられており、液溜めからポンプまでの距離が近い。そのために、液溜め内のブレーキ液を吸い込んでいる間はポンプの吸入抵抗が小さく保たれる。これに加えて、液溜め内のブレーキ液に対して重力による移動力が働く。

これにより、液溜めからブレーキ液が供給されている間は、ブレーキ液の粘性増加の影響やマスタシリンダから液圧制御装置までの距離の影響が排除され、低温環境下、或いは、マスタシリンダから液圧制御装置までの間の吸入抵抗が大きくなる環境下で使用したときにも、ポンプ吐出圧が急速に立ち上がって自動ブレーキでの加圧応答性が高まる。

なお、減圧電磁弁は、通常、ポンプ吸入口に最も接近した位置に設けられる。そのため
、減圧電磁弁装着穴の奥端に延長部を形成してその延長部でこの発明を特徴づける液溜め
を構成する本発明によれば、液溜めからポンプ吸入口までの管路抵抗が無視できるほど小さくなり、発明の効果が最大限に発揮される。

また、減圧電磁弁装着穴の奥端からハウジングの電磁弁装着面とは反対側の面までの間
には比較的大きなデッドスペースが生じており、その部分を有効活用して液溜めを作っているため、液溜め設置によるハジングの体格増加を回避することもできる。

減圧電磁弁装着穴の延長部の内径を、その延長部よりも穴の入口側領域の奥端の内径よ
りも大きくしたことで、ハジングの体格増加を避けながら液溜めの容積を増加させることもできる。

また、ハウジングの電磁弁装着面とは反対側の面から穴を加工し、その穴で前記液溜めを構成するものは、リセス加工を行わずに加工する穴の径を減圧電磁弁装着穴の奥端の内径よりも大きくして容積の大きい液溜めを作ることができる。

この発明のブレーキ液圧制御装置の調圧ユニットのハウジングの内部の一例を示す斜視図 図１ハウジングの内部の側面図 液溜めの参考形態を示す断面図 この発明を特徴づける液溜めの一形態を示す断面図 液溜めの他の参考形態を示す断面図 液溜めのさらに他の参考形態を示す断面図 昇圧試験結果の概要を示す図表 この発明を適用するブレーキ装置の一例の概要を示す回路図

以下、添付図面の図１〜図７に基づいて、この発明のブレーキ液圧制御装置の実施の形
態と参考形態を説明する。図１〜図３に、第１の形態の要部を示す。図１及び図２は、調圧ユニットのハウジング１０を示している。

図示のハウジング１０は、図８の回路構成を基本にしたブレーキ装置用であって、内部に、制御電磁弁装着穴１１と、増圧電磁弁装着穴１２と、減圧電磁弁装着穴１３と、リザーバ穴１４と、ポンプ組み付け穴１５と、カム室１６と、ダンパ構成穴１７と、圧力センサ装着穴１８と、図８で説明した主流路Ａの一部と、減圧路Ｂ、還流路Ｃ及び吸入路Ｄをそれぞれ構成する流路孔１９と、内部回路をマスタシリンダとホイールシリンダにつなぐ接続ポート２０と、モータへの給電線を通す端子挿入孔２１が設けられている。

制御電磁弁装着穴１１には、図８の制御電磁弁１を構成する部品が組み付けられる。また、増圧電磁弁装着穴１２には、図８の増圧電磁弁２を構成する部品が、減圧電磁弁装着穴１３には、図８の減圧電磁弁３を構成する部品がそれぞれ組み付けられ、リザーバ穴１４には、図８の調圧リザーバ４を構成する部品（ピストンとそれを付勢するスプリング）が挿入される。

また、対向配置のポンプ組み付け穴１５にはプランジャポンプ（の構成部品）が組み付けられ、カム室１６には、プランジャポンプのプランジャを押し動かす偏心カムが配置される。

各電磁弁装着穴１１〜１３は、ハウジング１０の電磁弁装着面ｆ１に開口している。また、その電磁弁装着面ｆ１とは反対側の面ｆ２（図のそれはモータ取付面）にモータ（図８の６）が固定され、そのモータによってカム室１６内の偏心カムが回転駆動される。プランジャポンプのプランジャにはスプリングで復帰力を加えており、偏心カムによる押し込みとスプリング力による復帰が繰り返されてポンプによるブレーキ液の汲み上げがなされる。

ダンパ構成穴１７は、ポンプの吐出経路（図８の還流路Ｃ）に必要に応じてダンパ８を組み込むときに用いられる。そのダンパを設ける装置には、このダンパ構成穴１７が設置される。

圧力センサ装着穴１８には、マスタシリンダの出力圧を検知する圧力センサが組み込まれる。なお、図８の吸入路Ｄに電磁開閉弁を設置する装置は、図８のカット弁７を必要としない。従って、その装置には、カット弁７が組み付けられる穴（図１、図２のリザーバ穴１４の奥端に形成される穴）１４ａが設置されないが、ここでの説明は、その穴１４ａとともにリザーバ穴１４があり、そのリザーバ穴１４が下（地の側）になる姿勢にして液圧制御装置が使用されるケースを例に挙げて以下の説明を行なう。

図１、図２の減圧電磁弁装着穴１３の一形態（これは参考形態）の詳細を図３に示す。その減圧電磁弁装着穴１３は、通常は、奥端が一点鎖線で示した位置近くにあるように構成される。その減圧電磁弁装着穴１３の奥端に延長部Ｅを形成してその延長部Ｅで液溜め２２を構成している。
この図３におけるＸとＹの長さ関係は、Ｙ／Ｘ＞３の関係を満たすのが望ましい（ここ
に、Ｘ：減圧電磁弁装着穴１３のうち減圧電磁弁３の先端が圧入され、又は弁の上流側と
下流側との間をシールしつつ挿入される部分の軸方向長さ、Ｙ：減圧電磁弁装着穴１３の
うち長さＸに対応する部分と同径の部分の軸方向長さ）。

その液溜め２２は、減圧路とポンプ吸入口の双方に連通しており、当該液溜め２２内のブレーキ液がポンプ吸入口（これは例えばポンプ組み付け穴１５の天面に設けられる）に向けて重力で流れる位置にある。図示のケースでは、その液溜め２２の全体がポンプ吸入口よりも上方に置かれているが、液溜め２２の一部がポンプ吸入口よりも上方に置かれている構造でも、液溜め内のブレーキ液に対して重力による移動力が働いて発明の目的が達成される。

なお、本形態のように、カット弁７を設ける態様においては、液溜め２２を有する経路がカット弁７を迂回する経路とならないようにするために、液溜め２２は、カット弁７を介してマスタシリンダＭＣとポンプ５の吸入口とを連通させる液圧路（例えば吸入路Ｄ）におけるカット弁７よりもマスタシリンダＭＣ側部分と、カット弁７よりもポンプ５の吸入口側部分のどちらか一方（図８に示した２箇所の連通路のどちらか一方）に連通させる。自動ブレーキが実行されるときには、カット弁７は開弁している（ドライバーによるブレーキ操作がなされてマスタシリンダＭＣに液圧が発生したときに閉弁する）ので、上記２箇所のどちらに連通させても構わない。

図４は、本発明の液溜めを構成する減圧電磁弁装着穴１３の一形態を示している。この図４の形態は、図３の形態と同様に、減圧電磁弁装着穴１３の奥端に延長部を形成してその延長部で液溜め２２を構成したが、減圧電磁弁装着穴１３の奥端の延長部Ｅは、リセス加工した穴にしており、その内径が、減圧電磁弁装着穴１３の延長部Ｅよりも入口側領域の奥端の内径（減圧電磁弁３を構成する部品の最奥端が嵌合した部分の内径）よりも大きくなっている。これにより、図３の形態よりも容積の大きな液溜め２２をハウジング１０内のデッドスペースを活用して作り出すことができる。

図５、図６は、減圧電磁弁装着穴１３の参考形態の他の例を示している。図５の形態は、ハウジング１０の内蔵機器組み付け箇所を避けた位置に追加穴Ｈを設け、その追加穴Ｈをポンプ吸入口に連通させている。この図５には、本願発明を特徴づける減圧電磁弁装着穴１３の奥端の延長部は描かれていない。

ここでの追加穴Ｈは、ハウジング１０の電磁弁装着面とは反対側の面ｆ２から加工して
その穴の開放端を栓２３で塞ぐ方法で形成している。この構造であれば、リセス加工を行
わずに減圧電磁弁装着穴１３の奥端の内径よりも大きな穴を加工して容積の大きい液溜めを作ることができる。

図６の形態（これも参考形態）も、ハウジング１０の内蔵機器組み付け箇所を避けた位置に追加穴Ｈを設け、その追加穴Ｈをポンプ吸入口に連通させている。ここでの追加穴Ｈは、減圧電磁弁装着穴１３の奥端に形成した延長部Ｅと、その延長部にクロスさせて設けたクロス穴ＣＨとからなる複合穴にしている。クロス穴ＣＨを形成可能なスペースがハウジング１０の内部に存在すれば、このような追加穴を加工して減圧電磁弁装着穴１３の奥端の延長部によって構成される液溜め２２（発明品は図４のように減圧電磁弁装着穴１３の奥端の内径よりも内径の大きな穴で形成される）と組み合わせる補助液溜めを構成するができる。

追加穴を利用する形態は、減圧電磁弁装着穴に形成する延長部の長さが規制されて延長部のみでは十分な容積の液溜めを作れないときに、ハウジング１０の内部の電磁弁装着穴の形成部から外れた位置のデッドスペースを有効に活用して延長部とは別箇所に補助液溜めを構成することができ、その補助液溜めの設置によって延長部で構成される液溜めの容積不足を補うことができる。

なお、上述した液溜めは、例示の異形態の液溜めを２種類或いはそれ以上複数組み合わせて構成してもよく、その組み合わせにより液溜めの設計に自由度が生じる。

この発明のブレーキ液圧制御装置の試作品（図４の液溜め２２を設けたもの）について、性能評価試験を行った。その試作装置と、本発明を特徴づける液溜めが設けられていないブレーキ液圧制御装置（従来品）を用いて環境温度−２０℃の条件で自動ブレーキを実行させたところ、従来品は、図７に点線で示すように、ホイールシリンダの液圧がほぼ一定の速度で緩やかに立ち上がった。

これに対し、発明品は、ホイールシリンダの液圧が実線で示すように液圧Ｐｘ（ＭＰａ）まで急速に立ち上がり（この間のブレーキ液供給は液溜めからなされている）、目標圧力Ｐａ（ＭＰａ）まで到達するときは、従来品はＴ_２（ｍｓ）であったのに対して、発明品はＴ_１（ｍｓ）と早く到達できている。このように、ポンプ吸入口に対してブレーキ液が重力で流れる液溜めをポンプが組み込まれたハウジングの内部に設けることの有効性が確認された。

１ 制御電磁弁
２ 増圧電磁弁
３ 減圧電磁弁
４ 調圧リザーバ
５ ポンプ
６ モータ
７ カット弁
８ ダンパ
９ 圧力センサ
１０ 調圧ユニットのハウジング
１１ 制御電磁弁装着穴
１２ 増圧電磁弁装着穴
１３ 減圧電磁弁装着穴
１４ リザーバ穴
１５ ポンプ組み付け穴
１６ カム室
１７ ダンパ構成穴
１８ 圧力センサ装着穴
１９ 流路孔
２０ 接続ポート
２１ 端子挿入孔
２２ 液溜め
２３ 栓
ｆ１ 電磁弁装着面
ｆ２ 電磁弁装着面とは反対側の面
Ｅ 減圧電磁弁装着穴の奥端の延長部
Ｈ ハウジングの内部に設けた追加穴
ＣＨ クロス穴
Ａ 主流路
Ｂ 減圧路
Ｃ 還流路
Ｄ 吸入路
ＭＣ マスタシリンダ
ＭＲ 主リザーバ（大気圧状態でブレーキ液を貯留するリザーバ）
ＷＣ ホイールシリンダ
ＢＰ ブレーキペダル
ＥＣＵ 電子制御装置
ｃｐ 合流点

Claims (1)

1. マスタシリンダ（ＭＣ）からホイールシリンダ（ＷＣ）に至る主流路（Ａ）に設けられ
   てその主流路を開閉する増圧電磁弁（２）と、
   この増圧電磁弁（２）よりもマスタシリンダ側で前記主流路（Ａ）に設けられる流路遮
   断機能を備えた制御電磁弁（１）と、
   前記ホイールシリンダ（ＷＣ）につながる減圧路（Ｂ）に設けられる減圧電磁弁（３）
   と、
   吸入口が、主リザーバ（ＭＲ）に通じた吸入路（Ｄ）に接続され、さらに前記減圧電磁
   弁（３）経由で前記ホイールシリンダ（ＷＣ）に接続されたモータ駆動のポンプ（５）と
   、
   制御電磁弁（１）、前記増圧電磁弁（２）、減圧電磁弁（３）及びポンプ（５）の動作
   を制御する電子制御装置（ＥＣＵ）を有し、
   制御電磁弁（１）と、前記増圧電磁弁（２）と、減圧電磁弁（３）と、ポンプ（５）が
   単一のハウジング（１０）に組み込まれ、
   前記電子制御装置（ＥＣＵ）からの指令に基づいて前記ポンプ（５）が前記主リザーバ
   （ＭＲ）から供給されるブレーキ液、または、前記ホイールシリンダ（ＷＣ）から排出さ
   れるブレーキ液を汲み上げて前記主流路（Ａ）の前記制御電磁弁（１）から前記増圧電磁
   弁（２）に至る領域に還流させるブレーキ液圧制御装置において、
   前記減圧路（Ｂ）と前記ポンプ（５）の吸入口の双方に連通した液溜め（２２）を前記
   ハウジング（１０）の内部に設け、その液溜め（２２）を、当該液溜め（２２）内のブレ
   ーキ液が前記ポンプ（５）の吸入口に向けて重力で流れる位置に配置し、
   さらに、前記ハウジング（１０）に設けられた減圧電磁弁装着穴（１３）の奥端に延長部（Ｅ）を形成してその延長部で前記液溜め（２２）を構成し、前記減圧電磁弁装着穴（１３）の奥端の延長部（Ｅ）の内径を、当該減圧電磁弁装着穴（１３）の前記延長部（Ｅ）よりも入口側領域の奥端の内径よりも大きくしたことを特徴とするブレーキ液圧制御装置。

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