JPS58501585A - 車両用ブレーキ装置 - 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】 車両用ブレーキシステム 本発明は車輪と共に回転するブレーキディスク、車両の非回転部材に取付けたブ レーキケーシング及びブレーキバンドを有するディスクブレーキを具え、前記ブ レーキパッド及びブレーキディスク間の接触押圧力をブレーキペダルの踏込みに より間接的に生せしめるようにした車両用ブレーキシステムに関するものである 。・ 今日自動車に使用されている通常のブレーキシステムはブレーキパッドに作用さ せる接触押圧力を液圧又は空気圧により生ぜしめて作動する。

この種空気圧又は液圧式ブレーキシステムは構成部品の数及び構造に起因して、 更に要求される配管システムに起因して高価である。このことは、今日のように 自動車に安全−１−の理由から複数の独立したブレーキ回路を設ける場合、特に 顕著となる。更に、今日では自動車のブレーキシステムにアンチスキッドを”、 置又はブレーキライニング部耗検出器のような′市電Ｊ、σ）］イ：　Ａ−１ｆ 「：動１η：品や竪１視手段か用いられており、この、−１・でもブレーキを電 無作動式とするのか好ましい０ しかし今迄は、周知の電磁ブレーキを車両、特に自動車に採用することに反対意 見があったが、その理由はブレーキの釈放後、即ちコイル電流の遮断後も磁気が 残り、この残留磁気によってブレーキ釈放後もブレーキに接触押圧力が残存する ためである。

そのため、この残留磁気によって生ずる接触押圧力に打勝つばねを設け、これに より制動時に共働し合う摩擦部材を、残留磁気による接触押圧力に打勝って相互 に離反させることが知られている（フランス国特許第１，３０９，７２４号明細 書）。しかしかかる周知の構造では、特に自動車Ｇこ要求される制動効果を応答 良く発揮させることができなくなる。

本発明は補助電気エネルギーを用いて安価に制動作用を行ない得る簡単な構造の ブレーキシステムを提供することを目的とする。

この目的のため本発明は、前述した型式のシレーキシステムにおいて、前記接触 押圧力を電磁的に発生させ、同時に制動トルクを間接的に又は直接制御するよう 構成する。

本発明の好滴例では、７１ｊ気式而彫離又は力センサをブレーキペダルにより作 動させて電磁石のコイルに供給する電流をペダル位置に応じて変什させ、ブレー キの制動トルクをコントローラにより制御し、該コントローラの入力を電気式の 距離又は力センサの出力信号、及び制動トルク又はこれに応じ直線的に変化する 大きさを検出又はシミュートする装置の出力信号とする。この場合、ブレーキデ ィスクをアーマチャディスクで構成し、ブレーキケーシングを制御可能な電磁ブ レーキのステータケーシングで構成することができる。

本発明ブレーキシステムは所宙の作動を正確に行なうことができる。この目的の ために、ブレーキの釈放時カウンタ制御用のばねを用いることなく前述した残留 磁気の問題を除去しつつ制動トルクを制御するようにし、例えばブレーキ作動電 流と反対方向の電流を電磁石に流して残留磁気を零に制御するようにする。残留 磁気が発生しない状態で、制動トルクに比例する磁束の制御により、制動トルク を変えることは有利である。

磁束は各車輪共、例えばホールゼネレータにより簡単に測定することができる。

ブレーキの釈放時残留磁気により１個又はそれ以上のブレーキ部材の材料内に磁 束が残っている場合、コントローラは電磁石のコイルに、残留こぢ矢による磁束 を補償する通磁束を生ずるような電流を供給する。この作用は実際のブレーキの 釈放と同様な速度で行なわれ、通常の除される。

本発明の特に好適な変形例においては、コントローラが電気式信号処理ユニット の一部を構成し、該ユニットが制動トルクに応じた制動を行なう部分だけテナく 、アンチスキッド装置及び／又は摩擦ライニング摩耗検出器の電気式制動力増幅 器及び／又は中央処理ユニットのような電気構成部品をも含むものとする。磁束 を（或いは制動トルクを直接）測定及び制御する代りに、制動態様が判っている 場合シミュレーションコンピュータにヨ］ｔｌＪｔＨＱ様ヲシミュレートし、制 動状態に応じシミュレートされた信号をコントローラに戻すことができる。この 方法では所謂適応制御が実行される。

ブレーキ自体はソリッドタイプのディスクブレーキとして構成し、これに特に、 多板型式の対をなす摩擦部材を一対又はそれ以上設けるのが良い。安全性向上の ためには、ブレーキに対し常時作動方向に作用する永久磁石を設け、ブレーキの 釈放時電磁石が永久磁石に対抗するようになすことかできる。この場合、電磁の 失陥時ブレーキか自動的に作曹されるようになる。この安全＃／Ｘ造は本発明と 共に用いる場合容易に実現可能であるが、液圧又は空気圧式ブレーキの場合たけ は全く実現不能か、可能であるとしても極めて高価になる。

結論として本発明ブレーキシステムは、以下の利点をもつ。

−ブレーキペダル及びブレーキ間の全ての接続が電導ケーブルで行なえる。これ によりブレーキシステムの装備費が極めて安価になる。

一作動の安全性を高めるためブレーキシステムに余分な構造部品を設ける場合、 これを全気圧又は液圧式ブレーキシステムより容易に行なえる。この際要求され る構造エレメントの数が少ない。

−構造部材の損失又はブレーキパッドの摩耗時におけるダツ゛シュボード上への エラー表示が、別途センサを設けなくても、現存の電気信号により可能となる。

一アンチスキッド装置、ブレーキ力増幅器、ライニング摩耗検出器のような電気 式附属品を装備可能で少なくとも液圧又は空気圧式ブレーキシステムよりこの装 備を安価に行なうことができる。

−液圧式又は空気圧式の附属品が不要になる。

本発明ブレーキシステムはあらゆる型式の車両、即ち道路走行車両だけでなく軌 道走行車両や、その他航空機にも好適に用いることができる。

以下、本発明を実施例につき、添附図面を参照しつつ詳細に説明する。

第１図は本発明による自動車用電磁ブレーキの主構成要素のみを示す路線図、 第２図及び第３図は夫々第１図のブレーキに対する制御回路の２例を示すブロッ ク線図、第４図は本発明ブレーキシステムを第１図の電磁ブレーキと共に示す側 副回路図、 第５図は本発明Ｏこよる実際の電磁ブレーキを示す縦断側面図である。

第１図に示す電磁ブレーキはブレーキディスク又はアーマチャディスクＪを具え 、これを自動車（図示せず）の対応車輪に軸方向へ変位し得ないようにして回転 自在に取ｒ寸ける。

アーマチャディスク］の軸方向に隣接してステータケーシング３を、自動車のホ イールベアリングケーシング（図示せず）のような非回転構造部材に取付ける。

ステータケーシング３内に環状電磁コイル２を収納すると共に、該電磁コイルに 隣接する摩擦ライニング材料で造った環状ブレーキバンド４を収納する。

コイル２に電流を供給すると磁界５が発生し、これによりアーマチャディスクｌ 及びステータケーシング３間に吸引力が生じてアーマチャディスク１を摩擦ライ ニング４に押付けることができる。磁束５は、ステータケーシング３に設けたホ ールゼネレータ６により測定して電気信号７に変換する。ホールゼネレータの代 りにブレーキトルクセンサ（図示せず）を設けて、磁束測定の代りに磁束比例の ブレーキトルクを測定することができる。又、上述した例の代りにアーマチャデ ィスクを軸線方向へ移動不能とし、ステータケーシングを軸線方向へ移動し得る よう構成することもできること明らかである。

コイル電流を変化させると、磁束５がこれに比例して変化し、従って接触押圧力 もこれに比例して変化する。通常の如くブレーキメンバー、特ニブレーキディス クの材料は残留磁気、即ちコイル電流の遮断後における磁気効果の一時的な接続 を生じ、この残留磁気は継続作動力をともなうから補償する必要がある。この補 償は第２図又は第３図に示すような制御回路により行なう。

第２図の制御回路においては、ブレーキペダルの位置から取出したブレーキトル クの定格値信号８をホールゼネレータ６の出力信号７と大きさ及び方向に関して 比較する。これにより得られた制御用差信号９をコントローラ１０内で増幅して 、両方向に電流を流し得る出力端末段（増幅器）１１を介しブレーキ１〜３に供 給する。

第３図（こ示す回路例では、磁束（又はブレーキトルク）用のセンサ６をシミュ レーションコンピュータ６′に置換え、これにより（周知の）制動態様をまねさ せる。シミュレーションコンピュータからの出力信号７′も実測値と定格値の比 較に用い、制御偏差をコントローラ１０への入力とし、該入力を第２図に示す制 御回路の場合と同様に出力端末段１６を介しブレーキ１−〜３に供給する。

第４図は、第１図におけるようなソリッドタイプのディスクブレーキ、即ち各車 輪に１個づつ取付けるディスクブレーキを４個有する自動車用ブレーキシステム の一例構造を示す。ブレーキペダル１３はロッド１２を介し２個の角度センサ、 距離センサ又は踏力センサ１４に作用し、これらセンサはブレーキペダルに足で 加える力の大きさに対応した電気制御信号８を出力する。これら制御信号８は信 号処理ユニット１００に供給され、該ユニットに第２図及び第３図のコントロー ラ１０を設ける他、適宜アンチスキッド装置における中央処理ユニツｔのような 附加要素をも設は得る。この中央処理ユニット用の人力は各車輪に関連する車速 センサー８により周知の方法で提供する。更に、信号処理ユニットはホールゼネ レータ６からの出力信号７を別の入力として供給される。各車輪ブレーキは増幅 器１６を具え、これを信号処理ユニツ）　］、　００で造った出力信号１７によ り制御する。増幅器１６は対応する電磁ブレーキのコイル２に出力電気信号１９ を発する。この出力信号はブレーキの材料により生じた残留磁気を補償するよう な性質のものである。

第５図は実際のブレーキシステムを示す。この図中第１図乃至第４図と同法に作 用する部材を同一符号にて示す。

車輪３０、この場合市街交通用自動車の駆動されない前輪はホイールパン８１を 有し、その内部に全体を３２で示すソリッドタイプのディスクブレーキを装備す る。車輪３０は更にホイールディスク２９を具え、これを環状配列したナツト３ ３によりホイールパン３１に取付けてこれと共に回転するが軸方向へは動かない ようにし、ホイールディスク２９は更にホイールベアリング３４．３５により軸 部３６」−に通常通り回転自在に支持する。ホイールディスク２９の外周に軸方 向フランジ３７を設け、これに内側溝３８を形成する。これら内側溝と多板ブレ ーキのブレーキ板３９に設けた外側溝とを係合させて、該ブレーキ板を内側溝３ ８に沿い軸方向へ変位可能とするも、ホイールディスク２９と一体回転させる。

ステータケーシング３のハブ４１は軸部３６のカラー４０上に密嵌し、ハブ４１ の外側にキー溝４２を設ける。ブレーキディスク１の軸方向内側フランジに形成 した内側キー溝をキー溝４２に共働させてブレーキディスクをステータケーシン グ３のハブ４１と共に回転するよう、又該ハブ上で軸線方向へ変位し得るよう取 付ける。ステータケーシング３の外周に軸方向キー溝４３を設け、これを多板ブ レーキのブレーキ板４４に設けた内側キー溝と共働させ、ブレーキ板４４をブレ ーキ板３９間又はホイールディスク２９及びブレーキディスク１−の対向端面４ ６゜４７間に介挿する。

前述したよつＱこ、６はステータケーシング３に固設したホールゼネレータで、 磁束を測定すると共に、これを変換して磁束に対応した出力電圧を発生するもの である。

コイル２に通電すると、例えば信号処理ユニット１００により電流を供給すると 、砲声が発生し、この磁束はブレーキディスク１をステータケーシング３に向は 吸引する。これがためブレーキディスクｌは第５図中左方に移動してブレーキ板 ３０．４４を相互に又はブレーキディスク２９の右端面に対し押付け、これによ り制動効果を得ることができる。この制動効果は上述した構成配置により確実に 発生する。ブレーキディスク材料、ステータケーシング８又はホイールディスク ２９の材料により生じた残留磁気は磁束の制御により補償され、従ってブレーキ の釈放時制動作用は液圧ブレーキ又は空気ブレーキの場合と同じく騎時にして消 失する。この作用は上述したように、残留磁気と対向する磁束、つまりブレーキ ディスク１をブレーキ板から一層遠去かる方向へ移動させるような磁束を発生さ せることで得ることができる。ステータケーシング８は更に永久磁石を収納した り、又はそれ自体永久磁石として構成することができ、或いはブレーキディスク １を、これがホイールディスク２９に吸引されるような磁束方向を持つ永久磁石 として構成することができる。

この場合、コイル２への通電により永久磁石による磁気効果に対抗した磁気効果 が発生し、少なくとも通常走行中永久磁石による磁気効果が打消される。

従って永久磁石による力が電磁石による力を越えてブレーキが作動される。その ためには、ブレーキの非作動時コイル２への通電電流が一定であることが要求さ れるが、電源の欠落時とにかくブレーキが作動されて安全性も向上する。

なお、ソリッドタイプのディスクブレーキとして構成する代りに、スポットタイ プのディスクブレーキとして構成することもできる。しかし、ソリッドタイプの ディスクブレーキは上述の電磁作用を適用する場合、電磁コイル及び対応エレメ ントを通常通り環状配置できる点において有利である。このような関係において 市販のブレーキ部材は信頼性が高い。

ソリッドタイプのディスクブレーキは、スポットタイプのディスクブレーキより 表面応力が小さいので、熱の問題に対処し易く、又ホイールディスク又はブレー キディスクに十分な熱放散能力があるので、リブの形成により表面積を大きくす ることによって熱の問題に十分に対処し得る。

発明の概略 本発明ブレーキシステムは制御可能な電磁ブレ、−キとして構成したディスクブ レーキを具える。作動は、踏力を距離、角度又は力センサ−（１４）により電気 出力信号に変換する周知のブレーキペダル（１３）によって行なう。該出力信号 は信号処理ユニット手続補正書（方式） 国＃？！調査報告 昭和５８年　７月　２１日 １、事件の表示 ＰＯＴ／ＤＥ８２１００１７２ ２、発明の名称 車両用ブレーキシステム ７、補正の内容（別紙の通り） 図面翻訳文の浄書（内容に変更なし）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．　車輪と共に回転するブレーキディスク、車両の非回転部材に取付けたブレ ーキケーシング及びブレーキバッドを有するディスクブレーキを具え、前記ブレ ーキパッド及びブレーキディスク間の接触押圧力をブレーキペダルの踏込みによ り間接的に生せしめるようにした車両用ブレーキシステムにおいて、前記接触押 圧力を電磁的に生ぜしめ、同時にブレーキトルクを間接的に又は直接制御するよ う構成したことを特徴とする車両用ブレーキシステム。 ２、　請求の範囲１のブレーキシステムにおいて、電気的な距離又は力センサ（ １４）をブレーキペダルにより作動させて電磁石のコイル（２）に供給する電流 をペダル位置に応じて変化させ、ブレーキの制動トルクをコントローラ（］０） により制御し、該コントローラの入力を電気的な距離又は力センサ（１４）の出 力信号、及び制動トルク又はこれに応し直線的に変化する大きさを検出又はシミ ュレートする装置？”？（６，６’）の出力信号とした車両用ブレーキシステム 。 ３　請求の範囲ｌ又は２記載のブレーキシステムにおいて、ブレーキディスクを アーマチャディスク（１）で構成し、ブレーキケーシングを電磁石のステータケ ーシング（３）で構成した車両用ブレーキシステム。 ４　請求の範囲１乃至３のいずれかのブレーキシステムにおいて、制動トルクを 磁束制御により間接的に制御するようにした車両用ブレーキシステム。 ５　請求の範囲３及び４のブレーキシステムにおいて、センサ（６）を各々各車 軸に関連させてブレーキ部材内の電磁束を測定するようにした車両用ブレーキシ ステム。 ６、請求の範囲５のブレーキシステムにおいて、各センサ（６）をホールゼネレ ータで構成した車両用ブレーキシステム。 ７　請求の範囲ｌ乃至６のいずれかのブレーキシステムにおいて、コンｌローラ が電気式信−υ処理ユニット（１００）の一部を構成し、該ユニフトが制動トル クに応じた１１γ、御を行なうｆｊ’Ｌ分だけでなく、アンチスキッド装置及び ／又は摩擦ライニング摩耗検出器の電気式制動力増幅器及び／又は中央処理ユニ ットのような電気構成部品をも含むものである車両用ブレーキシステム ８　請求の範囲７のブレーキシステムにおいて、増幅器（１６）を各々信号処理 ユニッ）（ｌｕｏ）と各車輪の電磁石（１，２，３）との間に接続した車両用ブ レーキシステム ９　請求の範Ｅｌ乃至８のいずれかのブレーキシステムにおいて、制動トルクを 制御するために設はタコントローラ（ｌｏ）が、シミュレーションコンピュータ （６）からのフィードバック信号を入力として受けるものである車両用ブレーキ システム０ １０、　請求の範囲ｌ乃至９のいずれかのブレーキシステムにおいて、ブレーキ をソリッドタイプのディスクブレーキとして構成し、これに特に多板型式の対を なす摩擦部材を１対又はそれ以上設けた車両用ブレーキンステム。 ’Ｍ表昭５８−５０１５８５　（２） １１、請求の範囲２乃至１０のいずれがのブレーキシステムにおいて、ブレーキ にその作動方向へ常時作用する永久磁石を設け、ブレーキ釈放時電磁石が該永久 磁石に打勝つようにした車両用ブレーキシステム。