JP2001012402A

JP2001012402A - 液圧制御装置

Info

Publication number: JP2001012402A
Application number: JP11181935A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Nakazato; 明弘中里
Original assignee: Akebono Research and Development Centre Ltd
Current assignee: Akebono Research and Development Centre Ltd
Priority date: 1999-06-28
Filing date: 1999-06-28
Publication date: 2001-01-16

Abstract

(57)【要約】【課題】減圧時における過減圧を防止し、正確な目標
液圧値に制御することができる液圧制御装置を提供する
こと。【解決手段】第１の容積型ポンプ４４及び第２の容積
型ポンプ４５を有し、第１の容積型ポンプ４４の吐出口
１２ａ及び第２の容積型ポンプ４５の吸入口１２ｂをア
クチュエータ２１の液室２１ｂに接続すると共に、第１
の容積型ポンプ４４の吸入口１２ｂ及び第２の容積型ポ
ンプ４５の吐出口１２ａをリザーバ２３に接続して、ア
クチュエータ２１への加圧又は減圧を、運転するポンプ
の切り替えにより行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、容積型ポンプを使
用した液圧制御装置に係り、詳しくは、減圧時の過減圧
を防止するべく開発された新規構成の液圧制御装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近の車両においては、アンチロックブ
レーキシステムの装備や、トラクションコントロールシ
ステムの装備など、ブレーキ機能のインテリジェント化
が活発に行われている。そして、このようなインテリジ
ェント化に伴い、例えば、ブレーキ装置等に組み込まれ
る油圧発生源としてのポンプの電動化や小型化が必要不
可欠になってきている。

【０００３】このような背景から、ブレーキ装置におい
ては、ハウジングに収容したピストンの往復動で流体の
吐出を行うポンプ部と、ピストンを往復動させる駆動源
として伸縮動作を電気的に制御可能な固体素子を使用し
たピストン駆動部とを備え、機械的な回転部分を持たな
い電動式の容積型ポンプが提案されている。このような
電動式の容積型ポンプは、ブレーキ装置以外でも小型の
油圧発生源として有用であり、更には、液圧で駆動され
る一般のアクチュエータ類に対する液圧供給源として
も、有用である。そして、この種のポンプにおいて、伸
縮動作を電気的に制御可能な固体素子としては、圧電セ
ラミックスや超磁歪素子等が提案されている（特開平７
−１６７３２７号公報、特開平８−３３４０８２号公報
等参照）。

【０００４】図２は、超磁歪素子を利用した従来の電動
式の容積型ポンプ１を油圧発生源として使用した車両用
のブレーキ装置４０を示したものである。このブレーキ
装置４０は、容積型ポンプ１の発生する油圧が、ブレー
キユニット２１に形成したシリンダ部２１ａの液室２１
ｂに供給されると、その液圧によって、シリンダ部２１
ｂのピストン２１ｃが変位して、摩擦パッド２１ｄをロ
ータ２１ｅに押圧して、制動力を発生する構成である。
容積型ポンプ１は、有底円筒状のハウジング３に収容し
たピストン５の往復動で流体の吐出を行うポンプ部７
と、ピストン５に接続され電気的に制御可能な固体素子
である超磁歪素子９の伸縮動作によってピストン５を往
復動させるピストン駆動部１１とを備えた構成である。

【０００５】ポンプ部７は、ハウジング３の開口端を塞
ぐ端壁材４によってピストン５との間にポンプ室１２を
画成しており、端壁材４に貫通形成された第１ポート１
２ａ及び第２ポート１２ｂとに、それぞれチェック弁１
４，１５を配備したものである。第１ポート１２ａのチ
ェック弁１４は、ピストン５の吐出行程時に流路を開
き、吸入行程時には流路を閉じるもので、第１ポート１
２ａを吐出口として機能させる。一方、第２ポート１２
ｂのチェック弁１５はピストン５の吸入行程時に流路を
開き、吐出行程時には流路を閉じるもので、第２ポート
１２ｂを吸入口として機能させる。そして、ポンプ室１
２を画成しているピストン５の円筒部の内周には、端壁
材４との間をシールするシールリング１６が配されてい
る。また、ピストン５は、戻しスプリング１８によっ
て、端壁材４から離間する方向（即ち、固体素子である
超磁歪素子９に当接する方向）に付勢されている。

【０００６】そして、この従来例の場合、吐出口として
機能する第１ポート１２ａは、管路２０ａを介して、ブ
レーキユニット２１の液室２１ｂに接続されている。ま
た、吸入口として機能する第２ポート１２ｂは、管路２
０ｂを介して作動油の貯留槽であるリザーバ２３に接続
されている。そして、管路２０ａと管路２０ｂとを連通
させる管路２０ｃが装備されると共に、その管路２０ｃ
には、電磁弁２５が装備されている。この電磁弁２５
は、後述する制御装置２７からの制御信号によって動作
制御され、管路２０ｃの開閉により、ブレーキユニット
２１の液室２１ｂをリザーバ２３に連通させた状態、又
は液室２１ｂとリザーバ２３との間を遮断した状態にす
る。

【０００７】ピストン駆動部１１は、磁界が加えられる
と伸長する特性を有する超磁歪素子９と、電流が印加さ
れると超磁歪素子９に磁界を加えるコイル２９と、超磁
歪素子９の伸縮がピストン５に伝達されるように超磁歪
素子９とコイル２９とを収容保持したハウジング３の有
底筒部３ａと、コイル２９への印加電流を制御すること
で超磁歪素子９の伸縮動作を制御する制御装置２７とか
ら構成されている。

【０００８】制御装置２７は、ブレーキ操作に応じて、
コイル２９への電流印加と、電磁弁２５の開閉動作とを
制御する。具体的には、制動時の加圧動作中は、電磁弁
２５により管路２０ｃを閉じて、ブレーキユニット２１
の液室２１ｂがポンプ部７の第１ポート１２ａにのみ接
続され、且つ、リザーバ２３が第２ポート１２ｂにのみ
接続されて、リザーバ２３に貯留されている作動油がポ
ンプ部７によりブレーキユニット２１に圧送される状態
にする。そして、ピストン５の往復動によってブレーキ
操作に応じた油圧がブレーキユニット２１に供給される
ように、コイル２９への電流印加により超磁歪素子９を
所定周期で伸縮動作させる。一方、ブレーキ操作の解除
時、あるいは、制動中の減圧操作時には、ポンプ部７の
動作を停止させると共に、電磁弁２５により管路２０ｃ
を開いて、ブレーキユニット２１に供給されていた油圧
をリザーバ２３に解放可能にする。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、一般的に、
電磁弁は弁の質量、流速及び流体圧が弁の開閉動作応答
性に対して大きく影響し、超磁歪素子９等の伸縮時の応
答性と比較すると、動作遅れが大である。そのため、前
述したように、ブレーキユニット２１の減圧を電磁弁２
５による管路２０ｃの開放により行う構成では、図３の
圧力特性線Ｐで示すように、減圧信号Ｓ２や加圧信号Ｓ
１に呼応する電磁弁２５の開閉動作の遅れによって、目
標液圧値Ｐ０に対して、過減圧ΔＰ１，ΔＰ２，ΔＰ３
が生じた。

【００１０】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、電動式の容積型ポンプを使用した液圧制御装置であ
って、例えば油圧ブレーキユニットの油圧制御装置とし
て利用した場合に、減圧時にも、慣性力の影響による動
作遅れがなく、加圧時と同様に正確に目標液圧値に制御
することができ、制動力の制御精度を向上させることの
できる液圧制御装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る液圧制御装置は、第１の容積型ポンプ及
び第２の容積型ポンプを有し、前記第１の容積型ポンプ
の吐出口及び前記第２の容積型ポンプの吸入口がアクチ
ュエータに接続されると共に、前記第１の容積型ポンプ
の吸入口及び前記第２の容積型ポンプの吐出口がリザー
バに接続されていることを特徴とする。

【００１２】そして、上記構成によれば、第１の容積型
ポンプは、リザーバに貯留されている液体をアクチュエ
ータに圧送するポンプで、第２の容積型ポンプはアクチ
ュエータに残留する液体をリザーバに戻すポンプであ
る。従って、第２の容積型ポンプの運転を停止させて、
第１の容積型ポンプを運転すれば、アクチュエータに所
定圧の液体を圧送する加圧動作が実現され、逆に、第１
の容積型ポンプの運転を停止させて、第２の容積型ポン
プを運転すれば、アクチュエータの供給圧をリザーバに
戻して、アクチュエータへの供給圧を減圧又は解放する
ことができる。

【００１３】即ち、アクチュエータへの加圧及び減圧の
双方を、２台の容積型ポンプにより行う。そのため、例
えば、第１の容積型ポンプ及び第２の容積型ポンプは、
電気的に伸縮動作する固体素子によるピストンの往復動
によって液を圧送する電動式のポンプとし、固体素子と
して例えば超磁歪素子を利用した構成とすることで、加
圧処理及び減圧処理の双方を優れた応答性で実現するこ
とができる。従って、アクチュエータが油圧ブレーキユ
ニットであって、この油圧ブレーキユニットへの供給圧
を制御する油圧制御装置として利用した場合、運転する
容積型ポンプを切り替えるだけで、油圧ブレーキユニッ
トに対する油圧の加圧と減圧の双方を、優れた応答性で
実現することができ、減圧等の際に、単純に電磁弁によ
りアクチュエータ圧をリザーバに解放するだけであった
従来のものと比較すると、慣性力の影響による動作遅れ
がなく、加圧時と同様に速やかに目標液圧値に制御する
ことができ、制動力の制御精度を向上させることができ
る。

【００１４】なお、好ましくは、上記の液圧制御装置に
おいて、前記リザーバと、前記第２の容積型ポンプの吐
出口との間に所定圧で開放するチェック弁が設けられた
構成とするとよい。このようにすると、リザーバに、貯
留液を加圧する加圧手段を装備した構成とした場合に
も、第２の容積型ポンプの吐出口に装備したチェック弁
により、リザーバの貯留液が第２の容積型ポンプに逆流
することを防止でき、第１の容積型ポンプ及び第２の容
積型ポンプの運転切り替えによる加圧処理・減圧処理の
信頼性を向上させることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る液圧制御装置
の好適な実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る液圧制御装置の一実施の形態を使
用したブレーキ装置の断面図である。

【００１６】このブレーキ装置４２は、アクチュエータ
となるブレーキユニット２１に形成したシリンダ部２１
ａの液室２１ｂに供給される油圧を、本発明に係る液圧
制御装置４３によって制御することで、制動力が制御さ
れるものである。ブレーキユニット２１は、シリンダ部
２１ａの液室２１ｂに供給される油圧に応じて、シリン
ダ部２１ａのピストン２１ｃが変位して、摩擦パッド２
１ｄをロータ２１ｅに押圧して、制動力を発生する構成
である。

【００１７】この一実施の形態の液圧制御装置４３は、
第１の容積型ポンプ４４と、第２の容積型ポンプ４５
と、ブレーキユニット２１に供給する作動油を貯留した
リザーバ２３と、ブレーキ操作に応じて第１の容積型ポ
ンプ４４及び第２の容積型ポンプ４５の動作を制御する
制御部５３とを備えた構成である。リザーバ２３は、貯
留液へのエアの混入を防止するために、貯留した流体を
所定圧で加圧する加圧手段２３ａを有している。

【００１８】第１の容積型ポンプ４４及び第２の容積型
ポンプ４５は、同一構成のポンプで、有底円筒状のハウ
ジング３に収容したピストン５の往復動で流体の吐出を
行うポンプ部７と、ピストン５に接続され電気的に制御
可能な固体素子である超磁歪素子９の伸縮動作によって
ピストン５を往復動させるピストン駆動部１１とを備え
たものである。

【００１９】各ポンプ４４，４５のポンプ部７は、ハウ
ジング３の開口端を塞ぐ端壁材４によってピストン５と
の間にポンプ室１２を画成しており、端壁材４に貫通形
成された第１ポート１２ａ及び第２ポート１２ｂとに、
それぞれチェック弁１４，１５を配備したものである。
第１ポート１２ａのチェック弁１４は、ピストン５の吐
出行程時に流路を開き、吸入行程時には流路を閉じるも
ので、第１ポート１２ａを吐出口として機能させる。一
方、第２ポート１２ｂのチェック弁１５はピストン５の
吸入行程時に流路を開き、吐出行程時には流路を閉じる
もので、第２ポート１２ｂを吸入口として機能させる。
そして、ポンプ室１２を画成しているピストン５の円筒
部の内周には、端壁材４との間をシールするシールリン
グ１６が配されている。また、ピストン５は、戻しスプ
リング１８によって、端壁材４から離間する方向（即
ち、固体素子である超磁歪素子９に当接する方向）に付
勢されている。戻しスプリング１８は、超磁歪素子９の
伸長動作を効率化する予負荷ばねを兼ねている。

【００２０】各ポンプ４４，４５のピストン駆動部１１
は、磁界が加えられると伸長する特性を有する超磁歪素
子９と、電流が印加されると超磁歪素子９に磁界を加え
るコイル２９と、超磁歪素子９の伸縮がピストン５に伝
達されるように超磁歪素子９とコイル２９とを収容保持
したハウジング３の有底筒部３ａと、コイル２９への印
加電流を制御することで超磁歪素子９の伸縮動作を制御
する制御部５３とから構成されている。なお、ハウジン
グ３の有底筒部３ａは、ピストン５を摺動自在に収容保
持する筒部３ｂに連続しており、超磁歪素子９の伸縮が
ピストン５に伝達されるように超磁歪素子９とコイル２
９とを収容保持すると共に、これらの周囲を覆う閉磁気
回路を構成するヨークとして機能する。

【００２１】第１の容積型ポンプ４４は、吐出口である
第１ポート１２ａが管路４７ａを介してブレーキユニッ
ト２１の液室２１ｂに接続されると共に、吸入口である
第２ポート１２ｂが管路４７ｂを介してリザーバ２３に
接続されて、運転されると、リザーバ２３に貯留されて
いる液体をアクチュエータであるブレーキユニット２１
の液室２１ｂに圧送する。第２の容積型ポンプ４５は、
吐出口である第１ポート１２ａが管路４７ｃを介してリ
ザーバ２３に接続されると共に、吸入口である第２ポー
ト１２ｂが管路４７ｄを介してブレーキユニット２１の
液室２１ｂに接続されて、運転されると、ブレーキユニ
ット２１の液室２１ｂに供給されている作動液をリザー
バ２３に戻す。なお、第２の容積型ポンプ４５の吐出口
である第１ポート１２ａに装備されるチェック弁１４
は、運転停止時等、作動液の逆流を防止するために、ア
クチュエータであるブレーキユニット２１が必要とする
最大圧力よりも高圧で解放する構成とされている。

【００２２】制御部５３は、ブレーキペダル５５の踏下
量を検出するストロークセンサ５７の出力に基づいてブ
レーキの操作状況を監視し、ブレーキ操作に応じて、運
転する容積型ポンプの選択と、運転するポンプのコイル
２９に印加する電流の制御とを行う。具体的には、制御
部５３は、制動時の加圧動作中は、第１の容積型ポンプ
４４を運転状態として、第２の容積型ポンプ４５は停止
状態とする。そして、ブレーキペダル５５の踏下量に応
じて、第１の容積型ポンプ４４のピストン５の往復動に
よってブレーキ操作に応じた油圧がブレーキユニット２
１に供給されるように、第１の容積型ポンプ４４のコイ
ル２９への電流印加により超磁歪素子９を所定周期で伸
縮動作させる。

【００２３】また、制御部５３は、ブレーキ操作の解除
時、あるいは、制動中の減圧操作時には、第１の容積型
ポンプ４４の運転は停止状態にすると共に、第２の容積
型ポンプ４５を運転状態とする。そして、ブレーキの操
作状況に応じて、第２の容積型ポンプ４５のピストン５
の往復動によりブレーキユニット２１の作動液がリザー
バ２３に戻されるように、第２の容積型ポンプ４５のコ
イル２９への電流印加により超磁歪素子９を所定周期で
伸縮動作させて、ブレーキユニット２１に供給されてい
た液圧を減圧又は解放する。

【００２４】以上に説明した液圧制御装置４３におい
て、第２の容積型ポンプ４５の運転を停止させて、第１
の容積型ポンプ４４を運転すれば、アクチュエータであ
るブレーキユニット２１の液室２１ｂにブレーキ装置に
応じた所定圧の液体を圧送する加圧動作が実現され、逆
に、第１の容積型ポンプ４４の運転を停止させて、第２
の容積型ポンプ４５を運転すれば、アクチュエータであ
るブレーキユニット２１の液室２１ｂの供給圧をリザー
バ２３に戻して、アクチュエータであるブレーキユニッ
ト２１の液室２１ｂへの供給圧を減圧又は解放すること
ができる。即ち、アクチュエータであるブレーキユニッ
ト２１の液室２１ｂへの加圧及び減圧の双方を、容積型
ポンプの切り替えにより行うことができる。

【００２５】そして、本実施の形態のように、第１の容
積型ポンプ４４及び第２の容積型ポンプ４５は、電気的
に伸縮動作する固体素子によるピストン５の往復動によ
って液を圧送する電動式のポンプで、固体素子として超
磁歪素子９を利用した構成とすることで、加圧処理及び
減圧処理の双方を優れた応答性で実現することができ、
減圧等の際には、単純に電磁弁による管路の開閉により
ブレーキユニット２１の液圧をリザーバ２３に解放する
だけであった従来のものと比較すると、慣性力の影響に
よる動作遅れがなく、加圧時と同様に速やかに目標液圧
値に制御することができ、制動力の制御精度を向上させ
ることができる。

【００２６】また、本実施の形態では、リザーバ２３
と、第２の容積型ポンプ４５の吐出口との間に所定圧で
開放するチェック弁１４が設けられた構成となってい
る。そのため、リザーバ２３の貯留液が、エアの混入を
防止するために加圧手段２３ａによって加圧されていて
も、チェック弁１４の作用により、リザーバ２３の貯留
液が第２の容積型ポンプ４５に逆流することを防止で
き、第１の容積型ポンプ４４及び第２の容積型ポンプ４
５の運転切り替えによる加圧処理・減圧処理の信頼性を
向上させることができる。

【００２７】なお、本発明の液圧制御装置に使用される
第１の容積型ポンプ及び第２の容積型ポンプは、容積型
のポンプであればよく、前述した実施の形態のものに限
定するものではない。また、各容積型ポンプにおいて、
ピストンを駆動する手段は、前述の実施の形態で示した
超磁歪素子に限定するものではない。例えば、圧電セラ
ミックス等を利用することも考えられる。

【００２８】

【発明の効果】本発明の液圧制御装置によれば、第１の
容積型ポンプは、リザーバに貯留されている液体をアク
チュエータに圧送するポンプで、第２の容積型ポンプは
アクチュエータに残留する液体をリザーバに戻すポンプ
である。従って、第２の容積型ポンプの運転を停止させ
て、第１の容積型ポンプを運転すれば、アクチュエータ
に所定圧の液体を圧送する加圧動作が実現され、逆に、
第１の容積型ポンプの運転を停止させて、第２の容積型
ポンプを運転すれば、アクチュエータの供給圧をリザー
バに戻して、アクチュエータへの供給圧を減圧又は解放
することができる。即ち、アクチュエータへの加圧と減
圧を、異なる容積型ポンプにより行う。そのため、例え
ば、第１の容積型ポンプ及び第２の容積型ポンプは、電
気的に伸縮動作する固体素子によるピストンの往復動に
よって液を圧送するポンプとし、固体素子として例えば
超磁歪素子を利用した構成とすることで、加圧処理及び
減圧処理の双方を優れた応答性で実現することができ
る。従って、アクチュエータが油圧ブレーキユニットで
あって、この油圧ブレーキユニットへの供給圧を制御す
る油圧制御装置として利用した場合、運転する容積型ポ
ンプを切り替えるだけで、油圧ブレーキユニットに対す
る油圧の加圧と減圧の双方を、優れた応答性で実現する
ことができ、減圧等の際には、単純に電磁弁によりアク
チュエータ圧をリザーバに解放するだけであった従来の
ものと比較すると、慣性力の影響による動作遅れがな
く、加圧時と同様に速やかに目標液圧値に制御すること
ができ、制動力の制御精度を向上させることができる。

【００２９】また、請求項２に記載の構成とすると、リ
ザーバを、貯留液へのエアの混入を防止するために、貯
留液を加圧する加圧手段を装備した構成とした場合に
も、第２の容積型ポンプの吐出口に装備したチェック弁
により、リザーバの貯留液が第２の容積型ポンプに逆流
することを防止でき、第１の容積型ポンプ及び第２の容
積型ポンプの運転切り替えによる加圧処理・減圧処理の
信頼性を向上させることができる。

【００３０】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施の形態の液圧制御装置を油
圧制御装置として組み込んだ車両用のブレーキ装置を示
す縦断面図である。

【図２】従来の液圧制御装置を油圧制御装置として組み
込んだ車両用のブレーキ装置の構成説明図である。

【図３】図２に示した液圧制御装置による液圧制御特性
図である。

【符号の説明】

３ハウジング５ピストン７ポンプ部９超磁歪素子１１ピストン駆動部１２ポンプ室１２ａ吐出口（第１ポート）１２ｂ吸入口（第２ポート）１４，１５チェック弁２１ブレーキユニット（アクチュエータ）２１ｂ液室２３リザーバ２３ａ加圧手段４２ブレーキ装置４３液圧制御装置４４第１の容積型ポンプ４５第２の容積型ポンプ４７ａ，４７ｂ，４７ｃ，４７ｄ管路５３制御部５５ブレーキペダル５７ストロークセンサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の容積型ポンプ及び第２の容積型
ポンプを有し、前記第１の容積型ポンプの吐出口及び前記第２の容積型
ポンプの吸入口がアクチュエータに接続されると共に、前記第１の容積型ポンプの吸入口及び前記第２の容積型
ポンプの吐出口がリザーバに接続されていることを特徴
とする液圧制御装置。
【請求項２】前記リザーバと、前記第２の容積型ポン
プの吐出口との間に所定圧で開放するチェック弁が設け
られていることを特徴とする請求項１に記載の液圧制御
装置。