JPH10175526A - 車両制動システム - Google Patents

車両制動システム

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JPH10175526A
JPH10175526A JP9348668A JP34866897A JPH10175526A JP H10175526 A JPH10175526 A JP H10175526A JP 9348668 A JP9348668 A JP 9348668A JP 34866897 A JP34866897 A JP 34866897A JP H10175526 A JPH10175526 A JP H10175526A
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braking system
vehicle
vehicle braking
swash plate
pump unit
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JP9348668A
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Shofuku Ko
昌▲福▼ 高
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Mando Machinery Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両制動時に発生されるエネルギーを利用し
て電力を生産及び貯蔵してエネルギーを効率的に利用す
ると同時に、ABSとTCS機能が遂行できる車両制動
システムを提供する。 【解決手段】 ブレーキペダル201に加えられた力を
伝達され油圧を生成するマスタシリンダ202、マスタ
シリンダ202から生成された油圧によりオイルを高圧
にポンピングしてホイール210を制動する可変吐き出
し形ポンプユニット300、車両の走行状態を感知して
ホイール210に適正の制動力が作用するように制御す
る制御部220、可変吐き出し形ポンプユニット300
に制動力を提供する油量調節バルブ240、そして制御
部の命令によりバイパスされた油圧を利用して発電する
発電部230を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は車両制動システムに
関するものであり、より詳細には可変吐き出し形油圧ポ
ンプを取り付けて制動役割を遂行すると同時に制動時に
発生する油圧エネルギーを利用できるようにする車両制
動システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に車両に取り付けられるブレーキは
走行中の自動車を減速させたり停止させるための装置で
あり、走行中の運動エネルギーを機械的な摩擦装置によ
り熱エネルギーに変えてその摩擦熱を大気中に放出して
制動する方式を使用する。
【0003】近来には自動車に走行安定性を向上させら
れるようにする装置が具備されるが、このような装置は
不規則の路面または滑りやすい路面での車両制動時にブ
レーキ油圧を適切に制御して強力で安定したブレーキ性
能を確報するためのアンティロックブレーキシステム
(以後、ABSと称する)と滑りやすい路面での出発の
ための加速時に発生する駆動ホイールの滑りを防止する
ためにブレーキペダルを踏まなくても駆動ホイールに適
正の制動圧力を伝達するトラックションコントロールシ
ステム(以後、TCSと称する)が代表的である。
【0004】図1は従来の制動システムの概略的な油圧
回路図である。図1に示すように、車両の運転席にブレ
ーキペダル10が備えられ、ブレーキペダル10にはブ
レーキペダル10に加えられた外力を伝達するマスタシ
リンダ11が連通される。ブレーキペダル10とマスタ
シリンダ11との間には倍力を生成する倍力装置12が
備えられる。マスタシリンダ11と連結された第1流路
20の他端には油圧の流れを制御する第1ソレノイドバ
ルブ30が備えられる。第1ソレノイドバルブ30と連
結された第2流路21は制動部70まで連結され、第1
流路20から分岐された第3流路22は第2ソレノイド
バルブ31を通して第2流路21と連結され、第3流路
22と第2ソレノイドバルブ31の間にはモータ40に
より駆動されるポンプ41、チェックバルブ50、タン
ク90が備えられる。また、制動部70に設置されホイ
ール60の制動状態を感知する速度センサ81から信号
を伝達され第1ソレノイドバルブ30、第2ソレノイド
バルブ31及びモータ40を制御する電子制御ユニット
80が備えられる。
【0005】前記のような構造の従来車両制動システム
の動作において、運転者がブレーキペダル10を踏むと
マスタシリンダ11に油圧が生成されこの油圧が第1ソ
レノイドバルブ30を通して制動部70に供給される。
この油圧によりキャリパ62に取り付けられたピストン
がパッドをディスク61側に押し出すことによりホイー
ル60の制動作用が起こる(図2参照)。このとき、マ
スタシリンダ11から第1流路20を通して第3流路2
2に供給されるオイルはチェックバルブ50により供給
が遮断され、また、第2ソレノイドバルブ31も閉鎖さ
れているために、第2流路21にはオイルが供給されな
い。
【0006】ホイール60に制動力が作用される途中、
ホイール60の一側に設置された速度センサ81がホイ
ール60の滑り現象を感知してこの信号を電子制御ユニ
ット80に伝達すると電子制御ユニット80は第1ソレ
ノイドバルブ30を閉鎖させ制動部70へのオイルの供
給が遮断される一方、第2ソレノイドバルブ31を開放
させ制動部70に供給されたオイルは第2流路21と第
2ソレノイドバルブ31を通してタンク90に回収され
るようにしてホイール60に作用する制動力が減少され
る。
【0007】このような動作により制動部70に作用す
る制動力が減少してホイール60の滑り現象がなくなる
と、前記速度センサ81は再びこれを感知して電子制御
ユニット80に伝達する。これにより、電子制御ユニッ
ト80は第1ソレノイドバルブ30を開放し、第2ソレ
ノイドバルブ31を閉鎖させると同時にモータ40の駆
動を命令する。そうすると、ポンプ41はタンク90内
のオイルをポンピングして第3流路22及び第1ソレノ
イドバルブ30を通して再び制動部70に供給して制動
作用をする。前記のような動作を繰り返して行うことに
より、アンティロックブレーキシステムが作用する。未
説明符号100は差動装置である。
【0008】図2は前記のようなブレーキシステムに適
用されるディスクブレーキの全体的な構成を示す概略図
であり、これを参照してディスクブレーキの作用を説明
する。
【0009】運転者がブレーキペダル10を踏んでマス
タシリンダ11から生成された油圧は流入口121を通
してシリンダ120内に伝達される。この油圧によりピ
ストン130はインナパッド140を瞬間にディスク1
60に圧着すると同時に、シリンダ120に存在する油
圧によりスライディング部材(図示せず)によりキャリ
パ110自体が右側に移動するすることによりアウトパ
ッド150をディスク160に圧着して制動作用をす
る。そして、ブレーキペダル10を放すとピストン13
0はシール132の弾性力により元の位置に復元され再
びディスク160とパッド140,150が一定間隔に
離隔される。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに作動する従来の車両制動システムにおいて、車両制
動時にディスクとパッド間の摩擦により発生する熱エネ
ルギーがそのまま大気中に放出され消滅されることによ
りエネルギーを効率的に利用できず、このような摩擦熱
により部品の寿命が短縮される問題点があった。
【0011】また、ABSとTCS機能をそれぞれ遂行
するための装置が備えられることによりシステムが複雑
になる問題点があった。
【0012】従って、本発明は以上のような従来技術の
問題点を解決するためのものであり、本発明の目的は車
両制動時に発生されるエネルギーを利用して電力を生産
及び貯蔵してエネルギーを効率的に利用すると同時に、
ABSとTCS機能が遂行できる車両制動システムを提
供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明は、ブレーキペダルに加えられた力を伝達され
油圧を生成するマスタシリンダ、マスタシリンダから生
成された油圧によりオイルを高圧にポンピングしてホイ
ールを制動する可変吐き出し形ポンプユニット、車両の
走行状態を感知してホイールに適正の制動力が作用する
ように制御する制御部、可変吐き出し形ポンプユニット
に制動力を提供する油量調節バルブ、そして制御部の命
令によりバイパスされた油圧を利用して発電する発電部
が備えられることを特徴とする。
【0014】
【作用】このような構成を有する本発明による車両制動
システムは可変吐き出し形ポンプユニットを適用するこ
とにより車両制動時に発生するエネルギーを自然消滅さ
せずに、これを利用して電力を生産及び貯蔵してエネル
ギーを効率的に利用できる長所がある。
【0015】また、ポンプユニットの油圧を調節してA
BSとTCSの機能を遂行できるために、倍力装置及び
ディスクブレーキ装置を必要にしないために、システム
の簡素化による軽量化及びノイズ低減の効果がある。
【0016】以上のような本発明の目的と別の特徴及び
長所などは次ぎに参照する本発明のいくつかの好適な実
施例に対する以下の説明から明確になるであろう。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
の好適な実施例をより詳細に説明する。図3は本発明に
よる可変吐き出し形ポンプユニットが取り付けられた車
両制動システムの構造を示した図面であり、図4は車両
の正常走行時に可変吐き出し形ポンプユニットの構造を
示した断面図である。
【0018】図3及び図4に示すように、本発明による
車両制動システムは、ブレーキペダル201に加えられ
た力を伝達され油圧を生成するマスタシリンダ202、
オイルを高圧にポンピングしながらホイール210を制
動する可変吐き出し形ポンプユニット300、車両の走
行状態を感知してホイール210に適正の制動力が作用
するように制御する制御部220、可変吐き出し形ポン
プユニット300に逆トルクが発生されるようにする油
量調節バルブ240、そして車両制動時に発生する油圧
で発電する発電部230を備えてなされる。
【0019】可変吐き出し形ポンプユニット300はマ
スタシリンダ202から発生して第1流路251を通し
て伝達された油圧により傾斜になるスウォシュプレート
306の回転運動でタンク260から流入される流体を
高圧に吐き出すが、この吐き出された油圧を下で説明す
る油量調節バルブ240とソレノイドバルブ221との
間で高圧を維持しながらポンプユニット300に逆トル
クを作用させ、この逆トルクはホイール210に制動力
として作用するものである。
【0020】制御部220はポンプユニット300に設
置されたリングセンサ316及びセンサ317から伝達
されたホイールの滑り信号を判断して命令する電子制御
ユニット222と、この電子制御ユニット222の命令
により開閉されるノーマルクローズタイプソレノイドバ
ルブ221が備えられる。
【0021】油量調節バルブ240は、ばね244によ
り弾性支持されるピストン243を備え、第1流路25
1から分岐された第2流路252と連通され、その内部
には流入孔241と吐き出し孔242が形成されてい
る。流入孔241はソレノイドバルブ221と連結され
た第3流路253と連結され、吐き出し孔242は第4
流路254と連通され、この第4流路254上にはバイ
パス管256が備えられソレノイドバルブ221と連結
される。
【0022】発電部230は前記第4流路254と連結
されたアキュムレータ231、このアキュムレータ23
1から伝達された油圧で駆動されるポンプ232、この
ポンプ232の駆動力で発電するゼネレータ233、そ
して電気を貯蔵するバッテリ234で構成されている。
ポンプ232は第5流路255を通してタンク260に
連結され、ポンプ232の駆動に使用された流体はタン
ク260に流入される。
【0023】図4を参照して前記のような制動装置に制
動装置に使用される可変吐き出し形ポンプユニットの構
造を詳細に説明する。可変吐き出し形ポンプユニット3
00は本体301の中心を貫通してその一端が差動装置
211に連結され、他端はホイール210(図3参照)
と連動する駆動軸200に連結される回転シャフト30
2を備える。この回転シャフト302は軸受け303に
より支持され、その外周面には多数の油圧シリンダ30
4と油圧ピストン305が固定される。また、油圧ピス
トン305を前後移動可能に支持するスウォシュプレー
ト306が軸ピン307により回転シャフト302に固
定される。
【0024】本体301の外側にはマスタシリンダ20
2(図3参照)と連結されるシリンダ310、このシリ
ンダ310の内部に備えられたピストン311、シリン
ダ310に流入される油圧に抵抗してピストン311に
弾性力を付加する第1ばね312が備えられる。そし
て、ピストン311の一端部にはスウォシュプレート3
06の背面306bと接触するレバー313が連結され
ており、このレバー313はピストン311の動作によ
りスウォシュプレート306に外力を加えることにより
軸ピン307を中心に傾斜にさせる。また、レバー31
3による外力方向と対向するようにスウォシュプレート
306の前面306aと本体301との間には第2ばね
314が内在されており、第2ばね314の弾性力によ
るスウォシュプレート306の移動を制限するために背
面306bの前方部にはストッパー315が設置されて
いる。
【0025】油圧シリンダ304の外側とポンプユニッ
ト300の外側にはそれぞれホイールの滑りを感知する
リングセンサ316とセンサ317が具備され、ホイー
ルの滑りに対応する電気的信号を電子制御ユニット22
2に送る。
【0026】また、電子制御ユニット222の電気的信
号により駆動されるステップモータ318が本体301
の外側に備えられ、このステップモータ318の軸には
スウォシュプレート306の末端部と滑り接触するカム
319が連結される。
【0027】このような構成の本発明の作用を図3と図
4を参照して説明する。車両の正常走行時に、すなわち
ブレーキペダル201を踏んでない状態で差動装置21
1に連結されている回転シャフト302は車両の駆動に
より回転し、軸ピン307により回転シャフト302に
結合されるスウォシュプレート306も共に回転する
が、スウォシュプレート306は第2ばね314の弾性
力により背面306bがストッパー315と接して回転
シャフト302と直交された状態をなす。すなわち、ス
ウォシュプレート306は傾斜でない状態で回転をする
ために、スウォシュプレート306に固定された油圧ピ
ストン305は油圧シリンダ304の内部からどのよう
な動作もしない。従って、どのような抵抗も受けずに回
転する回転シャフト302を通して車両の駆動力はホイ
ール210に伝達される。
【0028】図5は車両制動時に本発明による可変吐き
出し形ポンプユニットの動作例を示した断面図である。
ブレーキ動作のためにブレーキペダル201を踏むとマ
スタシリンダ202から発生した油圧は第1流路251
を通してシリンダ310に流入されピストン311を動
作させ、ピストン311に連結されたレバー313は第
2ばね314の弾性力より大きい力をスウォシュプレー
ト306に加えることにより、スウォシュプレート30
6は軸ピン307を基点に半時計方向に傾く。
【0029】このように傾いたスウォシュプレート30
6が回転シャフト302と共に回転運動をすると、油圧
ピストン305は油圧シリンダ304内で直線往復運動
をするために、流入路308を通して油圧シリンダ30
4の内部に流入されるオイルは吐き出し路309を通し
て第3流路253に吐き出される。このとき流路調節バ
ルブ240はマスタシリンダ202から第2流路252
を経由して伝達された油圧により閉まり、ソレノイドバ
ルブ221も閉まっているために第3流路253は密閉
された状態になり、第3流路253に伝達された油圧は
だんだん上昇する。このように、密閉された第3流路2
53内の油圧が上昇すると回転シャフト302の回転を
阻止しようとする逆トルクが発生して結局ホイール21
0に制動力を加える。
【0030】このとき、ホイール210に過度の制動力
が作用されたり路面の条件が変わったりするとホイール
210に滑り現象が発生し、これを感知したリングセン
サ316とセンサ317はこれに対応する電気的信号を
電子制御ユニット222に送る。これにより電子制御ユ
ニット222はノーマルクローズタイプのソレノイドバ
ルブ221を開放させ、第3流路253内の油圧は開放
されたソレノイドバルブ221とバイパス管256を通
して第4流路254にバイパスされ発電部230に伝達
される。従って、回転シャフト302の回転を阻止する
逆トルクは減少されホイール210に作用する制動力も
減少する。
【0031】前記のように、ソレノイドバルブ221の
開放により第3流路253内の油圧が吐き出されること
により制動力が減少されるとき、電子制御ユニット22
2がホイール210に適正の制動力が作用していないと
判断されると再びソレノイドバルブ221を閉鎖させ回
転シャフト302の回転を阻止する逆トルクを再び発生
することによりホイール210に制動力を作用させる。
このような過程が繰り返してなされることによりABS
作用がなされる。
【0032】第3流路253内の油圧が流量調節バルブ
240のピストン243に作用する油圧より大きい場合
には、流量調節バルブ240のピストン243は下降
し、第3流路253内の流体は流入孔241、吐き出し
孔242を通して第4流路254に移動される。このと
きはブレーキペダル201に力を加えるとピストン24
3が上昇して流入孔241を塞ぐために前記のような反
復的な制動力が発生する。
【0033】ブレーキペダル201に加えられた外力を
除去してマスタシリンダ202の油圧が解除されると、
スウォシュプレート306は第2ばね314の弾性力に
より背面306bがこのストッパー315と接して回転
シャフト302と直交された状態をなす。従って、スウ
ォシュプレート306に固定された油圧ピストン305
は油圧シリンダ304の内部でどのような動作もしない
ために抵抗を受けずに回転する回転シャフト302を通
して車両の駆動力はホイール210に伝達される。
【0034】図6はTCS動作時に本発明による可変吐
き出し形ポンプユニットの動作例を示した断面図であ
る。滑りやすい路面上で車両の出発及び加速時にホイー
ルのスリップが発生することがあるが、これを感知した
リングセンサ316とセンサ317はこれに対応する電
気的信号を電子制御ユニット222に送る。これにより
電子制御ユニット222は本体301の外側に備えられ
たステップモータ318を動作させカム319を回転さ
せることによりスウォシュプレート306は軸ピン30
7を基点に半時計方向に傾斜になる。このように傾いた
スウォシュプレート306が回転シャフト302と共に
回転運動をすると、油圧ピストン305は油圧シリンダ
304内で直線往復運動をするために、流入路308を
通して油圧シリンダ304内部に流入されるオイルは吐
き出し口309を通して第3流路253に吐き出され
る。このとき、第3流路253は閉鎖された油量調節バ
ルブ240とソレノイドバルブ221により密閉された
状態になり、第3流路253に伝達された油圧はだんだ
ん上昇する。このように、密閉された第3流路253内
の油圧が上昇すると回転シャフト302の回転を阻止し
ようとする逆トルクが発生して結局ホイール210に制
動力を加える。このような過程を通してTCS作用がな
される。
【0035】前記のような反復的な制動作業中に第4流
路254を通して高圧の流体がアキュムレータ231に
流入されると、このアキュムレータ231は油圧を吸収
して一定の油圧をポンプ232に送出することによりポ
ンプ232を駆動させ、このポンプ232によりゼネレ
ータ233は発電をして電気をバッテリ234に貯蔵し
て必要時に使用する。
【0036】
【発明の効果】以上で説明したように、本発明による車
両制動システムは可変吐き出し形ポンプユニットを適用
することにより車両制動時に発生するエネルギーを自然
消滅させずに、これを利用して電力を生産及び貯蔵して
エネルギーを効率的に利用できる長所がある。
【0037】また、ポンプユニットの油圧を調節してA
BSとTCSの機能を遂行できるために、倍力装置及び
ディスクブレーキ装置を必要にしないために、システム
の簡素化による軽量化及びノイズ低減の効果がある。
【0038】本発明を実施例によって詳細に説明した
が、本発明は実施例によって限定されず、本発明が属す
る技術分野において通常の知識を有するものであれば本
発明の思想と精神を離れることなく、本発明を修正また
は変更できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の制動システムの概略的な油圧回路図であ
る。
【図2】図1のブレーキシステムに適用されるディスク
ブレーキの概略的断面図である。
【図3】本発明による可変吐き出し形ポンプユニットが
取り付けられた車両制動システムの概略的油圧回路図で
ある。
【図4】車両の正常走行時に本発明による可変吐き出し
形ポンプユニットの動作例を示した断面図である。
【図5】車両制動時に本発明による可変吐き出し形ポン
プユニットの動作例を示した断面図である。
【図6】TCS動作時に本発明による可変吐き出し形ポ
ンプユニットの動作例を示した断面図である。
【符号の説明】
201 ブレーキペダル 202 マスタシリンダ 210 ホイール 220 制御部 221 ソレノイドバルブ 222 電子制御ユニット 230 発電部 240 油量調節バルブ 241 流入孔 242 吐き出し孔 243 ピストン 251 第1流路 252 第2流路 253 第3流路 254 第4流路 256 バイパス管 231 アキュムレータ 232 ポンプ 233 ゼネレータ 255 第5流路 260 タンク 300 ポンプユニット 306 スウォシュプレート 316 リングセンサ 317 センサ

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 運転席に備えられたブレーキペダルと、
    該ブレーキペダルに加えられた力を伝達され油圧を生成
    するマスタシリンダを具備する制動システムにおいて、 前記マスタシリンダによりポンピング作用をする可変吐
    き出し形ポンプユニットと、車両の走行状態を感知して
    車両のホイールに適正の制動力が作用するように制御す
    る制御部を備えることを特徴とする車両制動システム。
  2. 【請求項2】 前記制動システムは前記可変吐き出し形
    ポンプユニットから吐き出される油圧を制御して、前記
    可変吐き出し形ポンプユニットに逆トルクを作用させ車
    両のホイールを制動する油量調節バルブをさらに備える
    ことを特徴とする請求項1に記載の車両制動システム。
  3. 【請求項3】 前記制御部はホイールのスリップを判断
    して命令する電子制御ユニットと、前記電子制御ユニッ
    トから命令を伝達され、前記可変吐き出し形ポンプユニ
    ットから吐き出されるオイルを遮断またはバイパスさせ
    るソレノイドバルブを備えることを特徴とする請求項1
    に記載の車両制動システム。
  4. 【請求項4】 前記可変吐き出し形ポンプユニットは本
    体と、前記本体内に形成された流入路及び吐き出し路
    と、前記本体の中心を貫通する回転シャフトと、該回転
    シャフトに固定されたスウォシュプレートを備えること
    を特徴とする請求項1に記載の車両制動システム。
  5. 【請求項5】 前記回転シャフトはその一端が車両の差
    動装置に連結され、他端はホイールと連動する駆動軸に
    連結され、外周面には多数の油圧シリンダと油圧ピスト
    ンが固定されることを特徴とする請求項4に記載の車両
    制動システム。
  6. 【請求項6】 前記スウォシュプレートは軸ピンにより
    前記回転シャフトに固定され、前記軸ピンを基点にして
    傾斜になった状態に回転可能になったことを特徴とする
    請求項4に記載の車両制動システム。
  7. 【請求項7】 前記スウォシュプレートは前記油圧ピス
    トンの一端を固定することにより、前記スウォシュプレ
    ートの回転により前記油圧ピストンが前記油圧シリンダ
    の内部で直線往復運動が可能にすることを特徴とする請
    求項6に記載の車両制動システム。
  8. 【請求項8】 前記可変吐き出し形ポンプユニットは前
    記スウォシュプレートに外力を加えて傾斜になるように
    するレバーと、該レバーに対向する方向に前記スウォシ
    ュプレートに弾性力を加えるように前記スウォシュプレ
    ートと前記本体との間に内在されたばねと、該ばねの弾
    性力による前記スウォシュプレートの移動を制限するた
    めに前記スウォシュプレートの背面前方部に設置された
    ストッパーを備えることを特徴とする請求項1に記載の
    車両制動システム。
  9. 【請求項9】 前記レバーは前記本体の外周面に形成さ
    れたシリンダに内在するピストンに連結され、前記ピス
    トンの直線往復運動により動作することを特徴とする請
    求項8に記載の車両制動システム。
  10. 【請求項10】 前記ピストンは前記マスタシリンダか
    ら生成された油圧により直線往復運動することを特徴と
    する請求項9に記載の車両制動システム。
  11. 【請求項11】 前記可変吐き出し形ポンプユニットは
    前記油圧シリンダの外側と前記本体の外側にホイールの
    滑りを感知するリングセンサとセンサをそれぞれ備える
    ことを特徴とする請求項1に記載の車両制動システム。
  12. 【請求項12】 前記リングセンサとセンサは前記電子
    制御ユニットと連結され、ホイールの滑りに対応する電
    気的信号を前記電子制御ユニットに送ることを特徴とす
    る請求項11に記載の車両制動システム。
  13. 【請求項13】 前記可変吐き出し形ポンプユニットは
    本体の外側に前記電子制御ユニットの電気的信号により
    駆動されるステップモータを備えることを特徴とする請
    求項1に記載の車両制動システム。
  14. 【請求項14】 前記ステップモータは前記スウォシュ
    プレートの一端部と滑り接触するカムを備えることを特
    徴とする請求項13に記載の車両制動システム。
  15. 【請求項15】 前記カムは前記ステップモータの駆動
    により回転することにより前記スウォシュプレートを傾
    斜にすることを特徴とする請求項14に記載の車両制動
    システム。
  16. 【請求項16】 前記ソレノイドバルブは前記ソレノイ
    ドバルブからバイパスされる油圧を受けるアキュムレー
    タと、該アキュムレータから伝達される油圧で駆動され
    るポンプと、該ポンプの駆動力により発電するゼネレー
    タと、該ゼネレータから生成された電気を内蔵するバッ
    テリと連結することを特徴とする請求項3に記載の車両
    制動システム。
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