JPH0352376B2

JPH0352376B2 -

Info

Publication number: JPH0352376B2
Application number: JP58047679A
Authority: JP
Inventors: Kenji Katsushiro
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1983-03-22
Filing date: 1983-03-22
Publication date: 1991-08-09
Also published as: JPS59186755A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は自動車の電磁サーボブレーキ装置、す
なわち電磁力を利用してアシスト力を得るブレー
キ装置に関する。

自動車のブレーキには、ブレーキペダルの踏込
力にアシスト力を加える倍力装置が備えられる
が、従来のこの種の装置はエンジンの吸入負圧を
利用したものが一般的である。これは、ブレーキ
マスタシリンダとブレーキペダルの間に介設さ
れ、ブレーキペダルの踏込時に負圧によつてマス
タシリンダのピストンを作動させるようにしたも
のである。

しかし、このような倍力（サーボ）ブレーキで
は、エンジン吸入負圧の調整が困難なため倍力特
性を任意に設定することができず、そのため、例
えばブレーキペダルの踏込み量に応じて制動力を
増大させる等、最適の操作性を得るためのきめ細
かな制御を行うことができない。しかも、走行中
におけるエンジンが停止した状態での制動操作時
には倍力作用が得られず、また、吸入負圧の存在
しない過給機付エンジンを搭載した自動車や電気
自動車等には適用できない。

そこで、負圧に代えて電磁力を利用した電磁サ
ーボブレーキ装置が考えられる。すなわち、ブレ
ーキペダルの踏込みによりオンする電磁石をブレ
ーキマスタシリンダのプツシユロツドに固定した
磁性部材に作用せしめ、ブレーキペダルの踏込み
に応答して電磁力によるアシスト力を得るサーボ
（倍力）ブレーキ装置が考えられる。このような
電磁サーボブレーキでは例えば踏込ストロークを
電気的に検出し、その検出したストロークに応じ
て電磁石への供給電流を調整することによつて、
踏込ストロークの大きさに応じた倍力特性を得る
ことができる。

この方式では、踏込ストロークに応じた望まし
い倍力特性が得られ、しかもエンジン負圧を利用
していないのでエンジンの停止中でも倍力された
ブレーキ力が得られ、従来の負圧を利用したもの
に比して実用上利点の大きいサーボブレーキが得
られる。

なお、例えば特開昭49−16128号には、電磁力
を非常用のブレーキに利用したものが示されてい
るが、これは衝突時の衝撃を検出して電磁力で急
制動をかけるものであり、サーボブレーキとはな
つていない。

本発明は、上記したような自動車の電磁サーボ
ブレーキ装置において、省電力化を図ることを目
的とするものである。

本発明による自動車の電磁サーボブレーキ装置
は、制動油室と背圧油室を備えたブレーキマスタ
シリンダ、該ブレーキマスタシリンダの背圧油室
に常に油を満たすべく油を供給する油供給手段、
電磁力により前記ブレーキマスタシリンダの制動
油室に制動油圧を発生させる電磁手段、ブレーキ
ペダルにかかる踏力を検出する踏力検出手段、ブ
レーキマスタシリンダが発生する制動油圧を検出
する制動油圧検出手段、前記踏力検出手段の出力
と制動油圧検出手段の出力を受け、両出力を所定
の倍力関係に保つよう前記電磁手段を制御する第
１制御手段、前記ブレーキマスタシリンダの背圧
油室の油圧を保持する油圧保持機構、前記踏力検
出手段の出力を受け、踏力に変化がないことを検
出する踏力無変化検出手段、および該踏力無変化
検出手段からの出力を受けたとき、前記油圧保持
機構を作動させるとともに、前記電磁手段への電
力供給を遮断する第２制御手段を備えたことを特
徴とするものである。すなわち、本発明の自動車
の電磁サーボブレーキ装置は、マスタシリンダの
背圧油室の油圧を油圧保持機構により保持し、こ
れによつて制動油圧を維持するようにしているの
で、例えば停車中のように一定制動力を維持すべ
きときには、電磁石の励磁が不要となり、従つて
省電力化することができる。

以下添付図面を参照しつつ本発明の好ましい実
施例による自動車の電磁サーボブレーキ装置を説
明する。

第１図は、本発明の第１の実施例による電磁サ
ーボブレーキ装置を説明する。

ブレーキペダル１に連結軸１ａを介してオペレ
ーテイングロツド２が連結され、この先端に導電
板２ａが一体的に固定される。一方、ブレーキマ
スタシリンダのピストン３がオペレーテイングロ
ツド２と同軸に配され、そのオペレーテイングロ
ツド側端部に導電板３ａが固定され、両導電板２
ａ，３ａは平行に配置されてその間に感圧ゴムシ
ートＡが挾持される。これら２枚の導電板２ａ，
３ａには出力端子が設けられ、いずれか一方がア
ースされるとともに他方の出力端子ａが設けられ
ている導電板とこれが固定されているロツド（も
しくはピストン）とは互いに絶縁されている。

（本実施例ではオペレーテイングロツド側の出力
端子がアースされ、マスタシリンダのピストン３
と導電板３ａとが絶縁されている。）マスタシリンダ４の油室は、ピストン３によつ
て制動油室４ａと背圧油室４ｂとに分けられ、制
動油室４ａ内に置かれたスプリング５はピストン
３を図中右方すなわちブレーキペダルを押し戻す
方向へ付勢しているとともに、マスタシリンダ４
に設けられた圧力センサＢはその一部（センサ
部）が制動油室４ａと通じている。

一方、上記マスタシリンダ４と２本のホース
（またはチユーブ）６ａ，６ｂにより連結するサ
ブシリンダアセンブリ７は、サブシリンダ７ａ、
サブピストン７ｂ、スプリング７ｃおよびサブシ
リンダ７ａとサブピストン７ｂで形成するアシス
ト用油室７ｄからなり、サブシリンダ７ａから外
方へ突出するサブピストン７ｂの端部が電磁手段
８の磁性部材８ｃと直結している。この磁性部材
８ｃは軸方向に移動可能であり、この磁性部材８
ｃの周囲には電磁コイル８ｂを収容した鉄製のケ
ース８ａが固定して配され、電磁コイル８ｂへの
通電により電磁力によつて磁性部材８ｃを図中左
方（サブピストン７ｂを押す方向）へ移動せしめ
るようになつている。このように、ケース８ａ、
電磁コイル８ｂ、および磁性部材８ｃからなる電
磁手段８を通電することによつてサブピストン７
ｂが駆動され、サブシリンダアセンブリ７のアシ
スト用油室７ｄ内に油圧を発生させることができ
る。電磁手段８が通電していない時は、スプリン
グ７ｃによつてピストン７ｂを介して磁性部材８
ｃが右方へ戻される。

上記感圧ゴムシートＡの抵抗値はブレーキペダ
ル踏力によつて生じる圧力に反比例し、圧力セン
サＢの抵抗値は制動油室４ａの油圧に反比例す
る。ここで比較しやすいように、ブレーキペダル
踏力のみによつて制動油室４ａに生ずる油圧（背
圧油室４ｂの油圧が零の時であり、感圧ゴムシー
トＡに作用する圧力に比例する）と感圧ゴムシー
トＡの抵抗値の関係を考えると、第３図において
(A)の直線で示すように圧力の増加とともに抵抗を
低下させるような感圧電気特性となる。また、圧
力センサＢの抵抗値と制動油室４ａの油圧との関
係も第３図で(B)の直線で示すように、圧力の増加
とともに抵抗を低下させるような感圧電気特性を
有する。但し、圧力が零（ブレーキペダル踏力お
よびアシスト油圧が共に零）の時は両方の抵抗値
はr₀で等しいが、圧力の増加に応じた抵抗値の低
下率は異なり、感圧ゴムシートＡの方が低下率が
大きい。例えば、本例では感圧ゴムシートＡの方
の低下率が圧力センサＢの約２倍になつている。

このような感圧ゴムシートＡを挾む導電板２
ａ，３ａのアースされていない出力端子ａおよび
上記圧力センサＢのアースされていない出力端子
ｂを、第２図に示すようにそれぞれ抵抗値の等し
い抵抗ＥおよびＦを介して電源Vccと接続する。
この出力端子ａ、ｂは、端子ａが（−）側、端子
ｂが（＋）側になるようにして比較器１１の入力
側に接続している。この比較器１１の出力はトラ
ンジスタ１２のベースに接続され、このトランジ
スタのエミツタをアースし、コレクタを電磁コイ
ル８ｂの出力端子ｄに接続している。さらに、こ
の電磁コイル８ｂのもう一方の出力端子ｃは電源
Vccと接続している。

以上のように構成した電磁サーボブレーキ装置
において、ブレーキペダル１の踏力が作用してい
ない時は、感圧ゴムシートＡの圧力も制動油室４
ａの油圧も零であり、感圧ゴムシートＡおよび圧
力センサＢの抵抗値は、第３図で示すようにr₀で
ある。よつて、第２図の回路図で示す出力端子
ａ、ｂの電圧e_a、e_bは等しくなる。すなわち比較
器１１の入力が等しくなりこの出力はLowレベ
ルとなるので、トランジスタ１２はOFFとなり
電磁コイル８ｂも通電されない。このため、アシ
スト油圧も発生しない。

次に、ブレーキペダルをある一定の力で踏んだ
時を考える。この踏力によつて生じる制動油室４
ａの油圧をPaとすると、電磁手段８が作動して
いない時は、第３図からわかるように感圧ゴムシ
ートＡの抵抗値がr₁、圧力センサＢの抵抗値がr₂
となる。r₂＞r₁のため、感圧ゴムプレートＡの出
力端子ａおよび圧力センサＢの出力端子の電圧e_a
およびe_bはe_b＞e_aとなる。よつて比較器１１の出
力はHIGHレベルとなり、トランジスタ１２が
ONとなつて電磁コイル８ｂが通電される。この
ため、第１図において磁性部材８ｃが図中左方に
動かされ、アシスト用ピストン７ｂを押し、アシ
スト用油室７ｄにアシスト油圧を発生させる。こ
のアシスト油圧がホース６ｂによつて背圧油室４
ｂに伝えられ、ここに発生する油圧でピストン３
が図中左方へ押される。このため制動油室４ａの
油圧は上昇しブレーキ力が増すとともに圧力セン
サＢの抵抗値は小さくなる。一方、感圧ゴムシー
トＡの抵抗値はブレーキ踏力が一定のため変化し
ないため、比較器１１の入力電圧e_aがそのままで
e_bのみ小さくなる。そしてe_a＝e_bとなつた時点で
この比較器出力がLowレベルとなりトランジス
タ１２がOFFとなつて電磁コイル８ｂもOFFと
なる。このため、アシスト油圧は下がるがアシス
ト油圧が下がると制動油圧が下がりe_a＜e_bとな
り、電磁コイルが通電されるため、制動油室４ａ
の油圧は圧力センサＢの抵抗値によつて決まる出
力端子ｂの電圧e_bがe_b＝e_aとなる点に収束するよ
う制御される。すなわち、第３図において点
（Pa，r₂）から線（Ｂ）上を右下方へ移動して、
感圧ゴムシートＡの抵抗値r₁と抵抗値が等しくな
る点（Pb，r₁）に収束するように制御される。

以上のようにして、ブレーキ踏力により発生す
る相当油圧Paが、電磁手段により得られたアシ
スト油圧を補助として、圧力Pbに倍力すること
ができる電磁サーボブレーキ装置を得ることがで
きる。しかしながら以上の構造の電磁サーボブレ
ーキ装置においては、運転者がブレーキペダル１
を踏み続けている限り、実質的に常に電磁コイル
８ｂに電力が供給されており、不経済である。そ
こで本発明においては、リザーブタンクＲからサ
ブシリンダアセンブリ７への油供給通路R₁に、
該サブシリンダアセンブリ７のアシスト油圧を保
持する油圧保持機構である電磁バルブ２０を設
け、ブレーキペダル１への踏力が無変化のとき、
上記電磁バルブ２０を閉じるとともに、上記電磁
コイル８ｂへの電力の供給をカツトし、省電力化
を図つている。

上記電磁バルブ２０は、制御回路２１によつて
制御されるようになつている。この制御回路２１
は、スイツチングトランジスタ２２を有してお
り、このトランジスタ２２のコレクタが上記電磁
バルブ２０の電磁コイルに接続されている。この
トランジスタ２２のベースには、アンド回路２３
の出力端が接続されており、このアンド回路２３
の両入力端には比較器２４および２５がそれぞれ
接続されている。比較器２４および２５の一方の
入力端には上記比較器１１の出力端が接続されて
おり、他方の入力端には、例えば−15Vおよび＋
15Vの定圧電源V_EE、V_CCが接続されている。な
お、上記比較器１１の出力特性は、第４図のａに
示されている。HIレベルである＋15Vの制限領
域、Lowレベルである−15Vの制限領域およびこ
れらの間の線形領域からなるものとなつている。
また、比較器２４，２５の出力特性は、第４図の
ｂとｃに示すようになつている。

次に、以上説明した構成の制御回路２１の作動
について説明する。

ペダル１への踏力が一定で制動油圧が所定の倍
力関係値になると、比較器１１の両入力端にかか
る電圧e_a、e_bが等しいか、あるいはそれに近い状
態となる。このため、この比較器１１の出力電圧
e₀₁は、上記第４図のａに示した線形領域内の電
圧すなわち＋15Vと−15Vの間の電圧となる。従
つて、比較器２４および２５の出力電圧e₀₂及び
e₀₃がともにHIレベルとなる。このためアンド回
路２３の出力が、第４図のｄに示されたHIレベ
ルとなり、スイツチングトランジスタ２２をON
させる。この結果、電磁バルブ２０が通電されて
作動し、サブシリンダアセンブリ７内のアシスト
油圧が保持される。

上記アンド回路２３の出力端と上記比較器１１
の出力端の間には、上記電磁バルブ２０が作動さ
れたときに、電磁手段８のコイル８ｃへの通電を
カツトするためのトランジスタ２６が接続されて
いる。このトランジスタ２６は、そのベースがア
ンド回路２３の出力端に、コレクタが比較器１１
の出力端に、そしてエミツタがアースラインに接
続されている。従つて、アンド回路２３がHI信
号を出力すると、トランジスタ２６がON状態と
なるため、比較器１１の出力端が接地される、そ
の結果、トランジスタ１２がOFFとなり、コイ
ル８ｂへの通電がカツトされる。以上により、本
発明においては、踏力が一定のときには、サブシ
リンダアセンブリのアシスト油圧を保持しつつ、
電磁手段への通電をカツトして省電力化を達成し
ている。

上記実施例は、サブシリンダアセンブリを設
け、電磁手段の作用によりこのサブシリンダアセ
ンブリにアシスト油圧を発生させ、このアシスト
油圧によりマスタシリンダアセンブリに倍力され
た制動油圧を発生させるタイプであるが、第５図
に示すように、感圧ゴムシートＡを有する踏力検
出手段とマスタシリンダの間のオペレーテイング
ロツド２に電磁手段８を設け、この電磁手段８の
電磁力を直接ピストン３に作用させ、倍力された
制動油圧を発生させるようにしてもよい。この実
施例では、マスタシリンダアセンブリの背圧油室
４ｂへの油の供給は、リサーブタンクＲから油通
路R₁を介して直接行なうようにするが、この実
施例においても、油通路R₁に設けた電磁バルブ
２０を作動させることにより、背圧油室４ｂ内の
油圧を保持することができる。なお、制御回路に
ついては上記第１の実施例のものと同一のものを
用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１の実施例による電磁サ
ーボブレーキ装置の主要部の概略図、第２図は、
第１図に示した電磁サーボブレーキ装置の電気制
御回路を示す回路図、第３図は、踏力検出器と制
動油圧検出器に用いられる感圧ゴムシートの圧
力・抵抗特性を示す図、第４図は、第２図に示し
た電気制御回路に用いられている比較器およびア
ンド回路の出力特性を示す図、第５図は、本発明
の第２の実施例による電磁サーボブレーキ装置の
主要部を示す概略図である。１……ブレーキペダル、２……オペレーテイン
グロツド、４……マスタシリンダ、７……サブシ
リンダアセンブリ、８……電磁手段、２０……電
磁バルブ。

Claims

【特許請求の範囲】

１制動油室と背圧油室を備えたブレーキマスタ
シリンダ、該ブレーキマスタシリンダの背圧油室
に常に油を満すべく油を供給する油供給手段、電
磁力により前記ブレーキマスタシリンダの制動油
室に制動油圧を発生させる電磁手段、ブレーキペ
ダルにかかる踏力を検出する踏力検出手段、ブレ
ーキマスタシリンダが発生する制動油圧を検出す
る制動油圧検出手段、前記踏力検出手段の出力と
制動油圧検出手段の出力を受け、両出力を所定の
倍力関係に保つよう前記電磁手段を制御する第１
制御手段、前記ブレーキマスタシリンダの背圧油
室の油圧を保持する油圧保持手段機構、前記踏力
検出手段の出力を受け、踏力に変化がないことを
検出する踏力無変化検出手段、および該踏力無変
化検出手段からの出力を受けたとき、前記油圧保
持機構を作動させるとともに、前記電磁手段への
電力供給を遮断する第２制御手段を備えた自動車
の電磁サーボブレーキ装置。