JP2703166B2 - アンチロックブレーキ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、二輪車においてブレー
キ動作時に車輪がロックしないようにブレーキ圧力を調
整するアンチロック機構の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】二輪車においてブレーキ動作時に車輪が
ロックしないようにブレーキ圧力を調整するアンチロッ
ク機構として例えば特開昭６４−９０８５７号、特開平
１−９４０５６号及び特開昭２−１２７１５５号が知ら
れている。

【０００３】これらのアンチロック機構においては、ブ
レーキディスクを制動するブレーキキャリパがリンクを
介して車軸に揺動自由に支持され、このリンクに加わる
トルクに応動するトルク検出ロッドがブレーキ圧力を調
整するレギュレータに機械的に連結されている。

【０００４】ブレーキキャリパにはブレーキペダルの踏
込量に応じてマスターシリンダから圧油が供給される。
また、レギュレータ内部にはトルク検出ロッドの変位に
応じて拡縮する油室が形成され、この油室がマスターシ
リンダからブレーキキャリパに至る油圧回路に連通する
ことで、油室の拡縮に応じてブレーキ圧力が調整され
る。

【０００５】例えば、制動により車輪が路面に対してス
リップすると、路面と車輪間に発生する制動トルクが減
少し、これに伴ってトルク検出ロッドの変位量が減少す
るのに応じて、レギュレータがブレーキ圧力を低下さ
せ、車輪がロックするのを防止するのである。

【０００６】

【発明の課題】これらアンチロック機構は構造は比較的
簡単であるが、機械的なリンクのみでブレーキ圧力を制
御しているため、スリップ状態の変化に対してブレーキ
圧力を適確に制御することが難しいという問題があっ
た。また、特開平３−２２０５６号、特開平３−２１５
７２６号、特開平３−２７３９４８号及び特開平４−３
９１５１号には、アンチロックブレーキ装置として歪ゲ
ージを用いて前後制動力を検出するようにしたものが提
案されている。しかし、これらの歪ゲージの取付けは、
全てホイール、ディスクプレートキャリパ取付部を含め
た支持部材側であるため、説明ではタイヤに作用する前
後方向力を検出するとあるが、いずれの方式でも、全て
タイヤ、ホイールを含む制動慣性力がキャリパに作用
し、キャリパを支持する支持部材は当然その支持反力を
含めた力を検出するため、全く純粋にタイヤに作用する
前後方向力のみを検出することは不可能である。例え
ば、タイヤを回転させ空中に支持（タイヤ接地力ゼロ）
した場合でも、キャリパに加圧制動を与えれば、タイ
ヤ、ホイールは減速し、その慣性トルクはキャリパ支持
部材に伝達され、歪ゲージに制動出力を発生させること
は明白で、このように上記公報に開示された方式では正
確な制動力（タイヤに作用する前後方向力）を検出する
ことは困難であった。

【０００７】本発明は、上記問題点を解決すべくなされ
たもので、簡単な構造を維持しつつ、スリップ状態に対
応してブレーキ圧力を精度良く制御することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を達成するための手段】本発明は、支持部材を介
して車体に支持された車軸を支点に車輪と一体に回転す
るブレーキディスクと、供給される油圧に応じてブレー
キディスクを制動するブレーキキャリパと、ブレーキ操
作手段の操作量に応じた油圧を発生させるマスターシリ
ンダと、マスターシリンダとブレーキキャリパを接続す
る油圧回路と、ブレーキキャリパを車軸に揺動自由に支
持するリンクと、前記油圧回路に連通すると共にリンク
の揺動に応じて拡縮する油室及びこの油室を制動力に対
抗して拡大方向に付勢するばね部材とを持ちリンクと支
持部材間に装着されるレギュレータとを備えたアンチロ
ックブレーキにおいて、前記油圧回路を開閉する電磁弁
と、前記油圧回路の圧力を検出する手段と、タイヤ、ホ
イールを介して車軸に作用する前後方向の荷重のみをキ
ャリパ支持力が作用しない車軸部で検出する手段と、各
検出手段が検出した油圧回路圧力とタイヤ、ホイールを
介して車軸に作用する前後方向荷重から演算されるこれ
らの変化率の比が所定の範囲から外れた時に前記電磁弁
を閉鎖する手段とを備えている。

【０００９】

【作用】ブレーキ動作に伴い車軸にはタイヤに作用する
制動力による荷重が作用する。この荷重はブレーキが効
果的に作用している場合は大きく、車輪が路面に対して
スリップすると小さくなる。したがって、ブレーキ圧力
の変化率と車軸に作用する荷重の変化率との比が所定範
囲を下回ることでスリップを精度良く検出できる。ま
た、これに対して電磁弁を閉鎖することにより、マスタ
ーシリンダからブレーキキャリパへの油圧供給が遮断さ
れ、ブレーキ圧力はリンクの揺動に応じた油室の圧力調
整機能によりスリップに対応して制御される。

【００１０】

【実施例】図１〜図７に本発明の実施例を示す。

【００１１】図１に示すブレーキ装置は、ブレーキ操作
手段であるブレーキレバー４８の操作によりマスターシ
リンダ５が加圧され、この油圧が油圧回路６を介してブ
レーキキャリパ２に供給され、ブレーキディスク２３を
制動するもので、ブレーキディスク２３はフロントフォ
ーク２２に支持された車軸２１により車輪と一体に回転
自由に支持される。ブレーキキャリパ２には図５に示す
ようにブレーキディスク２３に臨んでブレーキパッド２
Ａが収装され、油圧回路６の圧力に応じてブレーキパッ
ド２Ａがブレーキディスク２３に押し付けられる。

【００１２】ブレーキキャリパ２は図２に示すように車
軸２１に一端を揺動自由に連結したリンク３の中間部に
固定される。

【００１３】リンク３のもう一端とフロントフォーク２
２の中間部とをレギュレータ１２が連結する。これによ
り、リンク３とレギュレータ１２とフロントフォーク２
２が略三角形を構成する。したがって、ホイール慣性力
を含む制動力は直接フロントフォーク２２が支持し、車
軸にはタイヤに作用する前後方向力のみが作用する。

【００１４】レギュレータ１２はシリンダ２６と、シリ
ンダ２６から摺動自由に突出するトルク検出ロッド２８
とを備える。シリンダ２６の基端はフロントフォーク２
２に形成されたブラケット２５に連結する。シリンダ２
６から突出するトルク検出ロッド２８の端部はリンク３
の端部に連結する。なお、トルク検出ロッド２８は図１
に示す支持ばね４により伸長方向に付勢される。

【００１５】シリンダ２６の内部にはトルク検出ロッド
２８に結合したピストン８が摺動自由に収装され、ピス
トン８の摺動に応じて拡縮する油室３３が油圧回路６に
連通する。

【００１６】油圧回路６の途中には電磁カット弁７が設
けられる。この電磁カット弁７はコントローラ１１から
入力される信号に応じて油圧回路６を開閉する。油圧回
路６にはまた油圧センサ９が介装される。油圧センサ９
はブレーキキャリパ２に供給される油圧を検出してコン
トローラ１１に油圧信号を入力する。

【００１７】さらに、油圧回路６には電磁カット弁７と
ブレーキキャリパ２の間にアキュームレータ５１と、コ
ントロールピストン５２が設けられる。アキュームレー
タ５１はバネ５４の圧力に応じて、油圧回路の油量変動
量と圧力変動量との関係を調整する。また、コントロー
ルピストン５２はソレノイド５３により駆動され、増減
圧の過不足を補償する。

【００１８】車軸２１とフロントフォーク２２の間には
荷重センサ６２が介装される。この荷重センサ６２はタ
イヤ、ホイールを介して車軸２１に加わる前後方向の制
動荷重のみを検出してコントローラ１１に荷重信号を入
力する。なお、図２に示すようにフロントフォーク２２
の車軸支持部６６を前後方向の長孔に形成し、車軸２１
を長孔の前部に支持する支持部材６４をフロントフォー
ク２２に取り付けるとともに、この支持部材６４と車軸
２１との間に荷重センサ６２を介装するようにすれば、
従来の車軸支持構造を大きく変えずに荷重の測定が行え
る。

【００１９】コントローラ１１は油圧センサ９から入力
される圧力信号と、荷重センサ６２から入力される荷重
信号とからこれらの変化率を比較し、変化率の比があら
かじめ定めた所定の範囲にないと、車輪がスリップして
いると判定し、電磁カット弁７に信号を出力して電磁カ
ット弁７を閉鎖する。

【００２０】次に作用を説明する。

【００２１】通常走行時においては、電磁カット弁７は
開いており、この状態でブレーキレバー４８を操作する
と、マスターシリンダ５からブレーキキャリパ２に供給
される油圧が上昇し、ブレーキキャリパ２は油圧でブレ
ーキパッド２Ａをブレーキディスク２３に押し付けてブ
レーキディスク２３を制動する。

【００２２】その結果、車輪と路面の間に制動力Ｆが発
生する。この制動力Ｆは車輪、ブレーキディスク２３、
ブレーキキャリパ２及びリンク３を介してトルク検出ロ
ッド２８にトルクとして伝達され、トルク検出ロッド２
８は支持ばね４に抗してシリンダ２６に侵入する。そし
て支持ばね４の弾性復元力と釣り合う位置でトルク検出
ロッド２８の侵入は停止する。ブレーキ圧力や制動力が
変動するとトルク検出ロッド２８は新たなストローク位
置に変位する。

【００２３】一方、走行中は油圧センサ９からの油圧信
号と荷重センサ６２からの荷重信号とがコントローラ１
１に入力され、コントローラ１１はこれらの信号から油
圧Ｐの変化率ΔＰと制動力Ｆの変化率ΔＦを計算する。
制動力Ｆはブレーキ動作により路面が摩擦により車輪に
及ぼす抵抗力であり、ブレーキパッド２Ａに作用する油
圧Ｐが増加すると制動力Ｆも増加し、車体の慣性力によ
り車軸２１とフロントフォーク２２の間に作用する圧縮
荷重もこれに比例して増加する。しかしながら、車輪が
スリップし始めると、車輪と路面との間に作用する制動
力が減少するためにこの圧縮荷重も減少する。そして、
制動力の減少が続くとやがて車輪はロック状態となる。

【００２４】ここで、車輪がロックする際の制動力Ｆと
ブレーキ圧力Ｐとの関係は図４に示される。すなわち、
油圧Ｐの増加に対して制動力Ｆの増加が鈍化し、この変
化の割合が傾きＳ₁を下回ると急激に制動力Ｆが減少し
てロックの危険状態が進行する。

【００２５】このときの制動力Ｆの変化率ΔＦと油圧Ｐ
の変化率ΔＰとの関係は図３に示される。図中斜線で囲
まれた領域Ａ，Ｂ，Ｃが車輪のロック状態またはロック
しそうな状態を示す。

【００２６】勾配Ｓ₁以下の領域Ａは上昇する油圧Ｐの
変化率ΔＰに対して制動力の変化率ΔＦの上昇が鈍化す
る領域で、領域Ｂは路面の摩擦係数の急激な減少や車輪
の接地荷重の急激な減少によって車輪がロックして制動
力Ｆの変化率ΔＦが負となる領域を示し、領域Ｃは凍結
路等でブレーキレバー４８の操作力を低減したにもかか
わらず車輪のロックが継続するような領域で油圧と制動
力の変化率ΔＰ，ΔＦがともに負となる。なお、図のε
ｐとεｆは不感帯を示す。

【００２７】コントローラ１１は演算した変化率ΔＦと
ΔＰがあらかじめ内部に設定された不感帯範囲になく、
かつ変化率の比ΔＦ／ΔＰがあらかじめ設定された値Ｓ
₁以下であれば図のＡの領域に相当すると判断する。ま
た、制動力Ｆの変化率ΔＦが不感帯εｆを下回る場合は
図のＢの領域にあると判断する。

【００２８】これらの場合には、コントローラ１１は電
磁カット弁７へ信号を出力して電磁カット弁７を閉鎖す
る。この結果、ブレーキキャリパ２は高圧状態で油圧供
給を遮断される。この状態で車輪がさらにスリップする
と、制動力Ｆの減少に伴って支持ばね４がトルク検出ロ
ッド２８を伸長側へと押し戻し、油室３３の容積拡大に
よりブレーキキャリパ２の圧力を一時的に低下させ、車
輪が完全にロックするのを防止する。

【００２９】なお、車軸２１とフロントフォーク２２と
の間に発生する前後方向の荷重は車輪やブレーキディス
ク２３の慣性モーメントの影響を受けず、制動力Ｆの変
化に直接的に追随する。したがって、この荷重信号に基
づくスリップの判定は極めて正確であり、高い精度のア
ンチロック制御が可能である。

【００３０】図５は車軸２１に加わる前後方向の荷重検
出手段に関する本発明の第２の実施例を示す。この図に
おいて、７０はホイールであり、ホイール７０とフロン
トフォーク２２の間において車軸２１に歪センサ６５を
取り付ける。ブレーキ動作により制動された車輪と引き
続き前進しようとする車体との間に発生する荷重はホイ
ール７０とフロントフォーク２２の双方に結合する車軸
２１に歪みをもたらす。したがって、この歪みを歪セン
サ６５が検出することにより、制動力Ｆを検出すること
ができる。荷重検出手段をこのように構成することによ
り、フロントフォーク２２の車軸支持部６６を特殊な構
造にする必要がなくなる。

【００３１】図６は本発明の第３の実施例を示す。ここ
では、歪センサ６５を車軸２１の中央部に設けている。
制動時には図５に示すように、車軸２１のホイール７０
を支持する２箇所の軸受６７に制動力ＦがＦ／２ずつ作
用し、これに対して左右の車軸支持部６６に反力Ｒ₁と
Ｒ₂が作用する。この結果車軸２１に図７のような曲げ
モーメントが作用する。この曲げモーメントの大きさは
軸受６７の間では一定である。したがって、この曲げモ
ーメントによる軸受６７の間の車軸２１の歪みを歪セン
サ６５により検出することにより、制動力Ｆをばらつき
なく高精度に検出することができる。

【００３２】なお、上記実施例はいずれも前輪ブレーキ
について説明したが、本発明は後輪ブレーキにももちろ
ん適用可能である。

【００３３】

【発明の効果】以上のように本発明は、支持部材を介し
て車体に支持された車軸を支点に車輪と一体に回転する
ブレーキディスクと、供給される油圧に応じてブレーキ
ディスクを制動するブレーキキャリパと、ブレーキ操作
手段の操作量に応じた油圧を発生させるマスターシリン
ダと、マスターシリンダとブレーキキャリパを接続する
油圧回路と、ブレーキキャリパを車軸に揺動自由に支持
するリンクと、リンクの揺動に応じて拡縮する前記油圧
回路に連通する油室を備えリンクと支持部材間に装着さ
れるレギュレータとを備えたアンチロックブレーキにお
いて、マスターシリンダからブレーキキャリパに至る油
圧通路を開閉する電磁弁と、油圧回路の圧力を検出する
手段と、車軸に作用する前後方向の荷重を検出する手段
とを備え、油圧回路の圧力の変化率と車軸に作用する前
後方向荷重の変化率との比が所定の範囲から外れた時に
前記電磁弁を閉鎖するようにしたので、車輪の慣性力を
含まずにタイヤと路面間の制動力のみを精度良く検出す
ることができ、タイヤスリップに対する正確なアンチロ
ック制御が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示すアンチロックブレ
ーキの構成図である。

【図２】図１に示されたブレーキキャリパとレギュレー
タの拡大側面図である。

【図３】制動力Ｆの変化率ΔＦと油圧Ｐの変化率ΔＰの
関係を示すグラフである。

【図４】制動力Ｆと油圧Ｐの関係を示すグラフである。

【図５】本発明の第２の実施例を示す二輪車前輪の横断
面図である。

【図６】本発明の第３の実施例を示す二輪車前輪の横断
面図である。

【図７】制動時に車軸に加わる荷重と曲げモーメントを
説明する模式図である。

【符号の説明】

２ ブレーキキャリパ ３ リンク ５ マスターシリンダ ６ 油圧通路 ７ 電磁カット弁 ９ 油圧センサ １１ コントローラ ２１ 車軸 ２２ フロントフォーク ２３ ブレーキディスク ３３ 油室 ４８ ブレーキレバー ６２ 荷重センサ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持部材を介して車体に支持された車軸
   を支点に車輪と一体に回転するブレーキディスクと、供
   給される油圧に応じてブレーキディスクを制動するブレ
   ーキキャリパと、ブレーキ操作手段の操作量に応じた油
   圧を発生させるマスターシリンダと、マスターシリンダ
   とブレーキキャリパを接続する油圧回路と、ブレーキキ
   ャリパを車軸に揺動自由に支持するリンクと、前記油圧
   回路に連通すると共にリンクの揺動に応じて拡縮する油
   室及びこの油室を制動力に対抗して拡大方向に付勢する
   ばね部材とを持ちリンクと支持部材間に装着されるレギ
   ュレータとを備えたアンチロックブレーキにおいて、前
   記油圧回路を開閉する電磁弁と、前記油圧回路の圧力を
   検出する手段と、タイヤ、ホイールを介して車軸に作用
   する前後方向の荷重のみをキャリパ支持力が作用しない
   車軸部で検出する手段と、各検出手段が検出した油圧回
   路圧力とタイヤ、ホイールを介して車軸に作用する前後
   方向荷重から演算されるこれらの変化率の比が所定の範
   囲から外れた時に前記電磁弁を閉鎖する手段とを備えた
   ことを特徴とするアンチロックブレーキ。