JPS61287855A - デジタル操作量検出器付きブレ−キ装置 - Google Patents

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 本発明は自動車用液圧ブレーキ装置に関するものであり
、特に、ブレーキ操作部の信頼性向上とコスト低減とに
関するものである。

従来の技術 自動車用液圧ブレーキ装置においては、従来、液圧ブレ
ーキの作用力がブレーキペダル等ブレーキ操作部材の操
作力に比例するようにされていた。

しかし、自動車の制動効果、すなわち減速度や車軸に生
ずる制動トルクの大きさは液圧ブレーキの作用力によっ
て一義的に決まるものではなく、積載荷重、路面の勾配
、ブレーキ摩擦材の摩擦係数等各種条件の影響を受ける
。したがって、運転者はこれらの条件を考慮してブレー
キ操作部材を操作しなければならなかった。

そこで、特開昭５８−１８８７４６号公報等において、
液圧ブレーキの作用力ではなく、制動効果自体がブレー
キ操作部材の操作力に対して一義的に定まるようにする
ことが提案された。液圧ブレーキを作用させるブレーキ
駆動装置を、ブレーキ操作部材の操作力に応じた目標制
動効果を決定し、実際の制動効果がその目標制動効果に
等しくなるように液圧ブレーキを作用させるものとする
のである。この場合には当然ブレーキ操作部材の操作力
を検出する装置が必要であり、従来は歪ゲ−ジを使用し
たロードセル等を検出ヘッドとする操作力検出装置が使
用されていた。

なお、特開昭５７−５１５６２号公報には、流体ブレー
キと摩擦ブレーキとの両方を備えたブレーキシステムに
おいて、流体ブレーキのみによる制動効果が不足である
場合に、その不足分だけ摩擦ブレーキを作用させるよう
にすることが記載されており、このブレーキシステムに
おいては流体ブレーキと摩擦ブレーキとの制動効果の和
とブレーキペダルの操作状況とを対応付けるためにポテ
ンショメータによってブレーキペダルの操作量が検出さ
れるようになっている。しかし、このように１　？ＩＭ
のブレーキ操作部材によって複数種類のブレーキが作用
させられる特殊なブレーキシステムではなく、１個のブ
レーキ操作部材によって液圧ブレーキのみが作用させら
れる通常の自動車用液圧ブレーキ装置においては、ブレ
ーキ操作部材の操作状況は前述のように操作力検出装置
によって検出されていたのである。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、ロードセル等の検出ヘッドから得られる
アナログ信号は極めて弱いものであるのが普通であるた
め増幅率の大きな処理回路が必要となって出力が不安定
となり易い上にコストが増大し、また、経年変化が生じ
易（、安定して操作力を検出することが困難であるとい
う問題があった。

問題点を解決するための手段 本発明はこの問題を解決するために、ブレーキ操作部材
の操作に応じた制動効果が得られるように液圧ブレーキ
が作用させられる通常の（前述のように複数種類のブレ
ーキが作用させられる特殊なものではない）自動車用液
圧ブレーキ装置においても、制動効果をブレーキ操作部
材の操作力に対応させるのではなく操作量に対応させる
ようにするとともに、操作量を検出する検出器を操作部
材の操作量を直接デジタル信号に変換し、これをブレー
キ操作部材の操作状況を表す信号としてブレーキ駆動装
置に供給するものとしたものである。

作用および効果 このように構成されたブレーキ装置においては、デジタ
ル操作量検出器からブレーキ操作部材の操作量に応じた
デジタル信号がブレーキ駆動装置に供給され、ブレーキ
駆動装置はこのデジタル信号に対応した制動効果が得ら
れるように液圧ブレーキを駆動する。したがって、ロー
ドセ°ル等の操作力検出器によってブレーキ操作部材の
操作状況を検出する場合のように微小なアナログ信号を
処理する電子回路が不要となり、外乱や経年変化に起因
する制御誤差の少ない信頼性に富んだ自動車用液圧ブレ
ーキ装置が得られることとなる。

なお、従来の液圧ブレーキ装置においては、ブレーキ操
作部材の操作力に応じた制動効果が得られていたのに対
し、本発明に係るブレーキ装置においては制動効果がブ
レーキ操作部材の操作量に対応することとなるため、運
転者によるブレーキ操作部材の操作感覚が従来とはやや
異なることとなるが、慣れれば何等差支えはないもので
ある。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図において符号１０はブレーキ液を蓄えるタンクで
あり、このタンク１０からポンプ１２がブレーキ液を汲
み上げて液通路１４へ供給する。

しかし、液通路１４には常閉の電磁開閉弁１６が設けら
れているため、汲み上げられたブレーキ液はアキュムレ
ータ１８に蓄えられることとなる。

アキュムレータ１８には図示しない液圧スイッチが設け
られており、液圧が設定値に達したとき、ポンプ１２の
駆動モータが停止させられるようになっている。

上記電磁開閉弁１６の下流側には急増減圧弁２０と緩増
減圧弁２２とが互に並列に接続されており、その更に下
流側に２個のホイールシリンダ２４が接続されている。

これらホイールシリンダ２４は、左右の前輪２６の回転
を抑制する液圧ブレーキを作動させるものである。

急増減圧弁２０は常にはホイールシリンダ２４をアキュ
ムレータ１８に連通させる増圧許容状態にあるが、ソレ
ノイド２８に中間的な電流が供給されることにより両者
の連通を遮断する保圧状態に切り換えられ、更にソレノ
イド２８に大電流が供給されることによってホイールシ
リンダ２４をタンク１０に連通させる減圧許容状態に切
り換えられる三位置電磁弁となっている。緩増減圧弁２
２も急増減圧弁２０と同一の構造を有する三位置電磁弁
であるが、ソレノイド３０への供給電流の制御が異なる
ものとされている。すなわち、ホイールシリンダ２４の
液圧を緩やかに増圧する必要が生じた場合に、緩増減圧
弁２２を増圧許容状態と保圧許容状態とに短い周期で交
互に切り換える電流がソレノイド３０に供給され、また
、ホイールシリンダ２４の液圧を緩やかに減圧する必要
が生じた場合には、緩増減圧弁２２を減圧許容状態と保
圧状態とに短い周期で交互に切り換える電流がソレノイ
ド３０に供給されるのである。

左右の前輪２６の回転速度が回転センサ４０によって検
出され、それの出力信号が制御装置４２に供給されるよ
うになっている。制御装置°４２には更に、ブレーキ操
作部材としてのブレーキペダル４４の踏込みを検出する
ブレーキスイッチ４６と、ブレーキペダル４４の踏込み
角度を検出する角度検出器４８とが接続されている。

角度検出器４８は、第２図に示すように、絶縁体から成
る扇形の基板５０に複数群の電極５２゜５４．５６．５
８が互に同心の円弧に沿って配列された電極板６０と、
複数の摺動子６２，６４゜６６．６８を有する可動体７
０とを備えたものである。各群の電極５２，５４．５６
および５８はそれぞれ群毎に円弧状のリード部？２，７
４．７６および７８によって互に接続されており、櫛歯
状を呈している。そして、電極板５０と可動体７０との
うちいずれか一方がブレーキペダル４４に固定され、他
方がブレーキペダル４４を回動可能に支持するペダルブ
ラケット（図示せず）に固定されることによって、ブレ
ーキペダル４４が踏込み操作されるとき、摺動子６２．
　６４．　６６、　６８がそれぞれ電極５２．５４，５
６．５８に断続的に接触するようにされている。各摺動
子６２゜６４．６６．６８はそれぞれ互に独立したリー
ド線によって制御装置４２に接続されており、これら摺
動子が各電極５２．５４，５６．５８に接触する状態に
おいては制御装置４２にハイレベル信号″１”が供給さ
れ、接触しない状態ではローレベル信号“０”が供給さ
れるようになっており、かつ、ブレーキペダル４４の各
操作量（回動角度）θｎと各摺動子６２，６４，６６．
６８からの出力信号との関係は、次表のごとくなるよう
に各電極の位置が定められている。

すなわち、ブレーキペダル４４が一定角度回動する毎に
摺動子６２からハイレベル信号が出力され、かつ、他の
摺動子６４，６６および６８の出力信号を１組として見
たとき、１ずつ増加する２進数を表すこととなるように
されているのである。

つまり、角度検出器４８は摺動子６４．６６および６８
からの信号によってブレーキペダル４４の回動角度に対
応したデジタル信号を制御装置４２に供給するデジタル
゛操作量検出器を構成しているのであり、摺動子６２か
らの信号は後の説明から明らかとなるように、そのデジ
タル信号を制御装置４２に取り込ませるためのタイミン
グパルスの役割を果たすものである。なお、図示の例で
はブレーキペダル４４の回動可能範囲が８等分されてい
るが、実際には１６等分あるいは３２等分程度が望まし
い。

制御装置４２はコンピュータを主体とするものであり、
前記回転センサ４０．ブレーキスイッチ４６および角度
検出器４８からの信号に基づいて電磁開閉弁１６．急増
減圧弁２０および緩増減圧弁２２を制御し、自動車の減
速度をブレーキペダル４４の操作量に対応する大きさと
するものであって、そのためにコンピュータのＲＯＭに
は第３図の減速度マツプ、第５図の増減圧弁制御マツプ
および第６図の制御プログラムが記憶されている。

第３図の減速度マツプは、自動車の走行中にブレーキペ
ダル４４が踏み込まれた際の操作量θｎと減速度ｇｎと
の望ましい関係 ａｎ＝αθｎ を表す直線を中心として、第４図に示すようにその上下
両側に広がるＩＡ、ＩＢ、Ｃ，２Ｂ、２Ａの各領域を設
定し、これをマツプ化したものである。すなわち、ブレ
ーキペダル４４の操作量θの全範囲を角度検出器４８の
分割数と同数の段階に分割し、それぞれの段階に対して
上記各領域の幅を段階的に設定したものである。領域Ｃ
は減速度ｇが適正であってブレーキの作用力をそのまま
維持すべき領域であり、ＩＢは減速度ｇがやや過大であ
るため緩増減圧弁２２を作動させてホイールシリンダ２
４の液圧を緩やかに減圧すべき領域であり、ＩＡは減速
度ｇが過大であるため急増減圧弁２０を作動させてホイ
ールシリンダ２４の液圧を急激に減圧すべき領域である
。一方、領域２Ｂは減速度ｇがやや過小であるため緩増
減圧弁２２を作動させてホイールシリンダ２４の液圧を
緩やかに増圧すべき領域であり、領域２Ａは減速度ｇが
過小であるため急増減圧弁２０を作動させてホイールシ
リンダ２４の液圧を急激に増圧すべき領域である。

第５図の増減圧弁制御マツプは、実際の減速度ｇと前記
式３ｎ＝αθｎを満たす目標減速度３ｎとの差である減
速度誤差Δｇが上記減速度マツプの各領域にある場合に
、急増減圧弁２０および緩増減圧弁２２を如何なる状態
にすべきかを指示するマツプであって、図中Ｘは増圧指
示、ｙは減圧指示、Ｚは保圧を誇示を意味する。例えば
、減速度誤差Δｇが領域Ｃにあれば急増減圧弁２０およ
び緩増減圧弁２２の両者に保圧指示が与えられるのであ
るが、減速度誤差Δｇが領域Ｃの値から領域２Ｂの値に
変われば緩増減圧弁２０には増圧指示が与えられ、急増
減圧弁２０には保圧指示が与えられる。そして、減速度
誤差Δｇが領域２Ａの値に変わった場合には緩増減圧弁
２２に保圧指示が与えられ、急増減圧弁２０に増圧指示
が与えられる。また、減速度誤差Δｇが領域２Ｂの値か
ら領域Ｃの値に変わった場合には、増圧指示が与えられ
ていた緩増減圧弁２２に一旦減圧指示が与えられた後、
保圧指示が与えられ、保圧指示が与えられていた急増減
圧弁２０には保圧指示が与えられ続けられる。減速度誤
差Δｇが他の領域間で変化した場合も同様に、第５図の
矢印に従って急増減圧弁２０と緩増減圧弁２２とに所定
の指示が与えられる。

以上の説明から明らかなように、タンク１０゜ポンプ１
２．電磁開閉弁１６．アキュムレータ１８、急増減圧弁
２０．緩増減圧弁２２．制御装置４２等が、ブレーキ操
作部材たるブレーキペダル４４の操作量に応じた減速度
を目標制動効果として決定し、実際の制動効果がその目
標制動効果に等しくなるように液圧ブレーキを作用させ
るブレーキ駆動装置を構成している。

次に第６図のフローチャートを参照しつつ本ブレーキ装
置の作動を説明する。

ブレーキペダル４４が踏み込まれていない状態において
は、電磁開閉弁１６が閉状態にあってアキュムレータ１
８には所定量のブレーキ液が蓄えられており、急増減圧
弁２０および緩増減圧弁２２は共に増圧許容状態にある
。また、制御装置４２のコンピュータは゛第６図のステ
ップＳ１を繰り返し実行し、ブレーキペダル４４の踏込
みに備えて待機している。

ブレーキペダル４４が踏み込まれれば、ブレーキスイッ
チ４６からハイレベル信号が発せられ、ステップＳ１の
判定結果がＹＥＳとなってステップＳ２が実行される。

制御装置４２が電磁開閉弁１６を開状態とするのである
。

続いてステップＳ３において割込み要求があるか否か、
すなわち第２図の摺動子６２からハイレベル信号（タイ
ミングパルス）が供給されているか否かの判定が行われ
、供給されていればステンブＳ４においてコンピュータ
の操作量レジスタに記憶されている操作量θの値（θｎ
）が更新された後ステップＳ５が実行され、割込み要求
がなければ直ちにステップＳ５が実行される。ＲＡＭに
記憶されているブレーキペダル４４の操作量θｎと前記
式３ｎ　＝αθｎとに基づいて、ブレーキペダル４４の
操作量θｎに通した目標減速度３ｎが演算されるのであ
る。

続いてステップＳ６において回転センサ４０の出力信号
の平均値から実減速度ｇが演算され、ステップＳ７にお
いてその演算された実減速度ｇとステップＳ５において
演算された目標減速度３ｎとの差である減速度誤差Δｇ
が演算される。

さらにステップＳ８において、操作量レジスタに記憶さ
れている操作量θｎとステップＳ７において演算された
減速度誤差Δｇとに基づいて第３図の減速度マツプにお
ける領域の判断が行われ、続いてステップＳ９の通過経
路判断が行われる。

すなわち、ステップＳ８の領域判断の結果が２Ａ。

Ｃ，ＩＡのいずれかであった場合には、第５図から明ら
かなように増圧指示Ｘ、減圧指示ｙ、保圧指示２のいず
れかが一義的に定まるのであるが、領域判断の結果が２
ＢまたはＩＢであった場合には、どの領域からその領域
に移行して来たかによって指示が二連りに分かれるため
、通過経路の判断が行われるのである。具体的にはコン
ピュータの領域レジスタに記憶されている領域とステッ
プＳ８において判断された領域とが比較され、同一であ
ればプログラムの実行はステップＳ１０に移るのである
が、同一でなければどの領域からその領域に変わったか
が通過経路レジスタに記憶されるとともに、領域レジス
タの内容が更新される。

そして、ステップＳＩＯにおいて上記領域レジスタおよ
び通過経路レジスタの内容から第５図の増減圧弁制御マ
ツプにおける増圧指示Ｘ、減圧指示ｙ、保圧指示２のい
ずれかが出され、その指示に基づいてソレノイド２８．
３０の制御が行われる。

その後、ステップＳｌｌにおいて解除指示が出されてい
るか否か、すなわち一旦ハイレベル信号を出力したプレ
ーキスインチ４６が再びローレベル信号を出力する状態
になっているか否かの判定が行われるのであるが、この
段階ではブレーキペダル４４は踏み込まれており、解除
指示は出されていないのが普通であるためプログラムの
実行はステップＳ３に戻り、このステップＳ３から８１
１までが再び実行される。この繰返しによって急増減圧
弁２０および緩増減圧弁２２が適宜作動させられてホイ
ールシリンダ２４の液圧が制御され、自動車はブレーキ
ペダル４４の操作量に対応した減速度で制動されること
となる。

上記のようにして減速度制御が行われている途中で、あ
るいは自動車の停止後にブレーキペダル４４が解放され
た場合にはステップＳｌｌの判定結果がＹＥＳとなり、
ステ・７プＳ１２の制動終了処理が行われる。すなわち
、電磁開閉弁１６が閉状態に復帰させられるとともに、
急増減圧弁２０および緩増減・圧弁２２が共に一定時間
減圧許容状態に保たれた後、増圧許容状態に復帰させら
れるのである。画壇減圧弁２０および２２が減圧許容状
態に保たれている間にホイールシリンダ２４のブレーキ
液はタンク１０に還流し、ホイールシリンダ２４の液圧
が低下して液圧ブレーキは非作用状態に戻る。

上記実施例においてはデジタル操作量検出器として摺動
式の角度検出器４８が用いられているが、これに代えて
、多数のスリットを有する回転板と回転板のスリットに
対応した少数のスリットを備えた固定スリット板゛とを
間に挟んで発光素子と受光素子とが対向させられ、回転
板の回転角度に対応するデジタル信号を出力する光学式
エンコーダを使用することも可能である。また、前記角
度検出器４８はアブソリエート式とされていたが、イン
クリメント式検出器の採用も可能であり、電極板６０に
設けられる電極５２や回転板に設けられるスリ７トは必
ずしも等角度間隔とする必要はなく、例えばブレーキペ
ダルの操作量の増大に伴って角度間隔が漸増あるいは漸
減するようにすることも可能である。

また、ブレーキ操作部材が直線運動を行うものである場
合にはリニアエンコーダを使用することが可能であり、
ブレーキ操作部材自体は回動運動するものであっても、
回動運動を直線運動に変換する機構を介してリニアエン
コーダをブレーキ操作部材に連結することも可能である
。

さらに前記実施例においては角度検出器の出力信号が直
接コンピュータに入力され、割込み処理によって操作量
θの値が更新されるようにされていたが、操作量検出器
の出力信号をいつでも受は入れて記憶し得るレジスタを
設け、コンピュータの各制御サイクル毎にそのレジスタ
から操作量を読み出すようにすることも可能である。

その他、ブレーキ駆動装置の構成や制御装置の制御マツ
プ、制御プログラム等を変更するなど当業者の知識に基
づいて種々の変形、改良を施した態様で本発明を実施す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である液圧ブレーキ装置を示
す系統図である。第２図は第１図における角度検出器を
概念的に示す説明図である。第３図は第１図の制御装置
に記憶されている減速度マツプを示す図であり、第４図
はその減速度マツプの意味を説明するためのグラフであ
る。第５図は第１図の制御装置に記憶されている増減圧
弁制御マツプを示す図であり、第６図は制御プログラム
を示すフローチャートである。 １２：ポンプ　　　　　１６：電磁開閉弁１８：アキュ
ムレータ　２ｏ：急増減圧弁２２：緩増減圧弁　　　２
４：ホイールシリンダ４４ニブレーキペダル（ブレーキ
操作部材）４８：角度検出器（デジタル操作量検出器）
５０：基板　　５２，５４，５６．５８Ｆ電極６０：電
極板

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ブレーキ操作部材の操作状況に応じた目標制動効果を決
   定し、実際の制動効果がその目標制動効果に等しくなる
   ように液圧ブレーキを作用させるブレーキ駆動装置を備
   えた自動車用液圧ブレーキ装置において、 前記ブレーキ操作部材に、その操作部材の操作量を直接
   デジタル信号に変換して前記ブレーキ駆動装置に供給す
   るデジタル操作量検出器を連結したことを特徴とするデ
   ジタル操作量検出器付きブレーキ装置。