JP2000309263A - 複数作動源を有するブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 複数作動源と制御装置を有するブレーキ装置
を提供する。 【解決手段】入力プッシュロッド１６に加えられたブレ
ーキ力と、シャトル弁６４を通じてマスタシリンダに向
かう作動流体の流れの検出値との関数として、第１のポ
ンプ１４で加圧された第１の作動流体か、第２のポンプ
装置で加圧された第２の作動流体か、貯溜システム３０
２からの第３の作動流体のいずれかを、遠隔に配置され
た一つのマスタシリンダに選択的に供給し、所望の制動
力を得る。電子制御ユニットは、ブレーキ力に対応する
入力信号と流れの検出値とを受信して、第２のポンプ装
置を作動させる。第１の作動流体の流体圧力が不十分な
ときはいつでも、第２のポンプが駆動され、第１の作動
流体によって必要なブレーキを利かせるマスタシリンダ
の動作を、第２の作動流体が代替する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、制御装置を有す
るブレーキ装置に関する。この制御装置は、入力部に加
えられたブレーキ力と、シャトル弁を通じてマスタシリ
ンダに向かう作動流体の流れの検出値との関数として、
第１のポンプで加圧された第１の作動流体か、第２のポ
ンプで加圧された第２の作動流体か、貯溜システムから
の第３の作動流体かを、遠隔に配置された一つのマスタ
シリンダに選択的に供給し、所望の制動力を得るもので
ある。

【０００２】

【発明の背景】従来の液圧ブレーキブースタは、ブレー
キを利かせるブレーキ力を作り出すマスタシリンダの駆
動を補助するものとして設計されている。液圧ブレーキ
ブースタのコストを下げるために、ステアリングギヤに
供給されるのと同じ液圧源が、液圧ブレーキブースタの
駆動にも使用されることが多い。そのような液圧ブレー
キブースタの制御装置は、液圧ブレーキブースタ又はス
テアリングギヤのいずれかの操作のために必要な最少限
の液圧流体が常に確保できるように設計される。米国特
許第3,967,536号、同第4,131,055号、同第4,179,980
号、同第4,514,981号、同第4,724,674号、及び、同第5,
442,916号に開示された形式のブレーキブースタにおい
ては、ブースタは、パワーピストンの一方側から他方側
への流れを制限することによって、圧力差を発生させ、
それによって、パワーピストンを動かし、マスタシリン
ダ内のピストンの動きを助ける力を与える。この種のブ
レーキブースタでは、マスタシリンダとブースタが互い
に結合し、その結果、全体の長さが、自動車のボンネッ
トの下のかなりの空間を占めることになる。しかし、そ
のようなブレーキブースタの効率が高いことから、上記
特許の発明者等は、多くの自動車、特にバンやある種の
中型トラックへの適用を見出してきた。しかし、最近の
自動車のモデルでは、ボンネットの下の空間の物理的設
計は、制限されて縮小されることが多く、そのために、
ブレーキブースタや他の機器の配置を決める作業は困難
を伴うことが多い。米国特許第5,329,769号、同第5,31
3,796号、同第5,709,438号、及び、米国特許出願第09/0
15,166号に示唆されているように、ボンネットの下の空
間をよりうまく利用するために、一部のブレーキシステ
ム機器をボンネットの下から離れた位置に配置すること
も可能である。米国特許出願第09/015,166号に開示され
た制御弁は、十分な機能を発揮するものではあるが、ブ
レーキを利かせ始めるために加圧流体を作っていくとき
に、スプール弁が、より安定又はより円滑に動作するこ
とが、望ましい。

【０００３】1998年6月15日に出願された米国特許出願0
9/097,778号(98/7530)は、制御装置を有するブースタを
具備したブレーキ装置を開示している。そこでは、遠隔
に配置されたマスタシリンダを動作させるポンプから引
かれてきた供給流体からのブレーキ信号を滑らかに利か
せるために、スプール弁の作動速度が調節される。流体
の供給がない場合、ブースタ内の入力部の動きによって
流体が加圧され、ブレーキを作動させるブレーキ信号を
与えて、自動車に緊急バックアップブレーキを与えるよ
うになっている。このブレーキ装置は、ある種の目的に
は充分であるが、将来の自動車として提案されている工
業標準に適合するバックアップブレーキには不十分であ
るかもしれない。

【０００４】

【発明の概要】この発明の主な目的の一つは、作動流体
の一次源に故障があった場合にブレーキを働かせるため
に、遠隔マスタシリンダ用の作動流体を供給する複数の
バックアップ源を有するブレーキ装置を提供することに
ある。この発明によれば、ブレーキ装置は、ステアリン
グ装置内の第１のポンプで作られた供給流体を受け入れ
る制御装置を有する。入力部に加えられた所望のブレー
キ力に応じて、制御装置は、供給流体に第１の圧力をか
け、第１の作動流体を作る。使用するブレーキに加えら
れるべき必要な制動力に応じてブレーキをかける一次モ
ードとして、供給流体によって第１の位置に設定された
シャトル弁は、第１の作動流体を通過させて遠隔のマス
タシリンダと連絡させる。シャトル弁に取り付けられた
検出器は、遠隔のマスタシリンダへの第１の作動流体の
流れを指示する操作信号を出す。この操作信号は、電子
制御ユニット（ＥＣＵ）又は計算機に送られ、そこで、
入力部に加えられたブレーキ力を示す入力信号とともに
評価される。シャトル弁を通る第１の作動流体の流れ
が、予め規定された少流量又は流れなしに該当すること
を操作信号が示しているとＥＣＵが判断した場合は、第
２の作動流体に第２の流体圧力を生じさせるべく、ＥＣ
Ｕが第２のポンプに駆動信号を送る。その後、この第２
の作動流体は、第１の作動流体に代替するべく、第１の
作動流体を通して、遠隔のマスタシリンダを操作するよ
うに連絡して、所望のブレーキを利かせる。貯溜システ
ムは、第１のポンプが動作しているとき、第３の圧力を
持つ第３の作動流体として定義された一定量の供給流体
を保持するように、設計されている。入力部にブレーキ
力を加えると、駆動チャンバ内の入力ピストンが移動し
て、駆動チャンバ内の流体を加圧する。シャトル弁が第
１の位置にあるとき、駆動流体圧力は、第１の作動流体
の第１の流体圧力の加圧率が調節されるように、制限オ
リフィスを通ってリザーバに流れる。供給流体の流体圧
力が予め規定した値よりも低いか第１のポンプが不作動
の場合は、弾性手段が、シャトル弁を第２の位置に動か
す。この位置では、駆動流体圧力は、緊急作動流体とし
てマスタシリンダに連絡する。第２のポンプが作動して
いる限りは、第２の作動流体の第２の流体圧力によっ
て、マスタシリンダが動作し続ける。操縦者が、必要な
ブレーキが利いていないと感じて、入力部へのブレーキ
力をさらに大きくした場合、入力ピストンによって、貯
溜システム内の傾斜弁が開かれる。傾斜弁が開いたと
き、第３の作動流体が、シャトル弁接続部を通って、遠
隔配置のマスタシリンダに流れる。第３の作動流体は、
緊急流体と結合され、第２の作動流体に代替することに
よって、マスタシリンダを操作し、所望の制動力を出
す。このブレーキ装置の一つの利点は、作動加圧流体の
一次源が遠隔のマスタシリンダを駆動できないので必要
なブレーキが得られないというときに、二次操作加圧流
体を加圧するためのバックアップ構造にある。

【０００５】この発明のブレーキ装置のもう一つの利点
は、制御装置とシャトル弁と流れ検出器と計算機と力検
出器の総合的な機能上の関連付けによって、第１の作動
流体、第２の作動流体又は第３の作動流体を選択的に、
遠隔のマスタシリンダに供給して有効な制動力を得られ
ることにある。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１及び図２に示すブレーキ装置
１０には、自動車のファイヤウオール１３に取り付けら
れた制御装置１２が含まれる。制御装置１２は、ステア
リング装置１５のポンプ１４から第１の流体圧力を持つ
供給流体を受け入れる。制御部１２は、操縦者が、ロッ
ド１６に取り付けられたペダル１７にブレーキ力をかけ
ることによって作動する。ロッド１６はスプール弁４０
を動かして、供給流体に第１の作動圧力を生じさせる。
この供給流体は、その後、第１の作動流体として遠隔に
配置されたマスタシリンダ１８に供給され、自動車の車
輪ブレーキ３２１、３２３に、対応するブレーキを利か
せる駆動力を発生させる。シャトル弁すなわちセレクタ
弁６４を通る第１の作動流体の流れは、流れスイッチ１
７７で検出され、電子制御ユニット（ＥＣＵ）又は計算
機２００に伝達される。このＥＣＵ２００は、ペダル１
７に接続されたペダル検出器２０２からのブレーキ入力
信号をも受信する。ＥＣＵ２００は、流れ信号とブレー
キ入力信号とを比較し評価する。そして、この流れ信号
が、第１の作動流体が少流量又は流れていないことを示
している場合は、ポンプ手段５００のためのモータ５０
４を作動させ、マスタシリンダ１８を動作させるための
第２の加圧流体源を起こさせるべく、作動信号が与えら
れる。これにより、第１の作動流体に代替して、必要な
ブレーキを利かせることができる。操縦者が、必要なブ
レーキ動作のためには第２の加圧流体源では不十分であ
ると判断した場合は、ペダル１７によってロッド１６に
加えられる力を増大することによって、貯溜システム３
０２の傾斜弁３１８を動作させる。傾斜弁３１８が動か
され、作動するとき、第３の流体圧力を有する第３の作
動流体が、マスタシリンダ１８を駆動するべく供給さ
れ、その結果、必要なブレーキが働く。このようにし
て、ブレーキ装置１０は、第１のポンプ１４からの一次
的作動流体を通じて、第２のポンプ手段５００からの第
１の二次的作動流体を通じて、そして、貯溜システム３
０２からの第２の二次的作動流体を通じて、ペダル１７
に加えられた力に応じたブレーキがかけられる。

【０００７】より詳細には、図１に示すように、制御装
置１２はハウジング２０を有し、ハウジング２０には、
第１の穴２１と第２の穴６８がある。第１の穴２１は、
分割手段２３によって、第１のチャンバ２２と第２のチ
ャンバ５６とに分離されている。第１のチャンバ２２
は、入口孔２６に接続された管路２４によって第１のポ
ンプ１４と連絡し、また、ギヤ孔３２に接続された管路
３０によってステアリング装置１５のステアリングギヤ
２８その他の液圧で駆動される機器と連絡し、リリーフ
孔３８に接続された管路３６によって第１のポンプ１４
のリザーバ３４と連絡し、低流量弁すなわちシャトル弁
６４に接続された出口通路４１と連絡している。シャト
ル弁６４は、第２の穴の出口孔１２１に接続された管路
１９によってマスタシリンダ１８に接続されている。

【０００８】スプール４０は、第１の穴２１内にあっ
て、ポンプ１４からハウジング２０を通じて供給される
流体の流れを制御する。スプール４０は円柱部材であっ
て、第１の端部４２と第２の端部４４とをもつ。この円
柱部材には、ハウジング２０内の溝４８、４８’、４
８''に対向する位置にそれぞれ、第１の溝４６、第２の
溝４６’、第３の溝４６''が設けられている。戻しばね
５２は、端部４２で作用し、端部４４が、ペダル１７に
取り付けられたロッド１６に接続された連結手段１６２
によって形成された停止具と係合するように付勢する。
溝４６に関係する第１のランド５０と、溝４８に関係す
る第１のランド５１が半径方向に重なり、同様に、溝４
６’に関係する第２のランド５３と、溝４８’に関係す
る第２のランド５５が重なり、溝４６''に関係する第３
のランド５７と、溝４８''に関係する第３のランド５９
が、それぞれ、半径方向に互いに重なり合うように設計
されている。休止位置では、入口孔２６から得られる加
圧流体が第２の溝４８’に通じるのが防止され、流路１
２６によって、ポンプ１４及びギヤ２８と、貯溜システ
ム３０２との間の無制限な流れが生じるように、ランド
５３がハウジング２０と係合する。これと同時に、ラン
ド５７と５９は、リリーフ孔３８に接続された通路３
８’を経由して、溝４６''とリザーバ３４の間の自由な
通路が形成されるような位置に来る。スプール４０は、
少なくとも一つのクロス穴６１’を伴う操作穴６１を有
する。クロス穴６１’は、ハウジング２０の第３の溝４
８''に接続され、さらに、操作出口流路４１を通じて第
２の穴６８に接続されている。スプール４０はまた、第
２の端部４４から第３の溝４６''まで延びる補償穴６３
を有する。これにより、第１チャンバ２２は、リリーフ
通路３８’と、リーフ孔３８と管路３６とを通じて、リ
ザーバ３４と常に通じているようになっている。

【０００９】分割手段２３は、第１と第２の直径を有す
る円柱部材を有する。この円柱部材は、その中央を貫通
する軸方向開口２２１と、第１の軸方向通路２５と第２
の軸方向通路２７とを有し、この第２の軸方向通路２７
は大直径部を貫通する。軸方向の開口２２１は、ペダル
１７によってロッド１６に与えられたブレーキ入力に応
答したスプール４０の動きに対して、固着や偏荷重を回
避することができる程度に、係合手段１６２のプランジ
ャ５４の上のステム１５５のための受面を形成するのに
十分な長さを有する。第１の通路２５は、駆動チャンバ
５６とチャンバ２２とを接続して、リザーバ３４からの
流路を提供するべく、分割手段２３を貫通して延びてい
る。第１の流路２５内に配置された逆止弁１２３はボー
ル１２５を有し、このボール１２５は、ばね１２７によ
って、円柱部材の大直径部内に形成されたシート１２９
に向けて付勢される。ばね１２７はすべての応用例に必
要ということではないが、リザーバ３４とチャンバ５６
の間の一方向の流動を制限することを保証するために備
えられている。第２の通路２７は、チャンバ５６から、
第２の穴６８に接続されたリリーフ通路３８''への流動
を抑制ないし制限するオリフィスを形成するべく、あら
かじめ決められた寸法を有する。分割手段２３の円柱部
材は、第２の通路２７がリリーフ通路３８''と対向する
位置に並ぶことを保証するために、ハウジング２０内の
穴１２２’に係合するタブ又はピン１２２を有する。

【００１０】プランジャ５４に付加される係合手段１６
２は、入力ピストン５８と、第２の戻しばね６０と、駆
動ばね６２とを有する。第２の戻しばね６０は、ハウジ
ング２０と係合され、ピストン５８を、ハウジング２０
に取り付けられたキャップすなわち端部部材５７で形成
された停止部１６１に向けて付勢する。一方、駆動ばね
６２は、ステム１５５上のヘッド１５９と入力ピストン
５８との間に閉じ込められている。入力ピストン５８
は、ペダルロッド１６に加えられた力に応答して、作動
チャンバ５６内で軸方向に動き、チャンバ５６内の作動
流体を、分割手段２３内の制限された第２の通路２７及
びリリーフ通路３８''を通じて、第２の穴６８へと排出
する。ペダル検出器２０２は、ペダル１７に取り付けら
れており、自動車に必要なブレーキを利かせるためにイ
ンプットされた力を示すブレーキ信号を、電子制御ユニ
ット２００に送る。

【００１１】貯溜システム３０２は、スナップリングと
シール部３０６によってハウジング２０に取り付けられ
たハウジング３０４を有し、これによって、アキュムレ
ータすなわち貯溜チャンバ３０８が形成されている。チ
ャンバ３０９内のガス圧又はばね３１０によって、ピス
トン３１２は、第２のチャンバ５６への通路３１６に接
続された出口孔３１４に向けて、付勢される。通路３１
６に配置された傾斜弁３１８は、ばね３２２によってシ
ート３２４に向けて付勢されたヘッド３２０を有する。
ヘッド３２０がシート３２４と係合したとき、貯溜チャ
ンバ３０８は、駆動チャンバ５６からシールされる。チ
ャンバ３０８は、逆止リリーフ弁３３０を通じてハウジ
ング２０内の流路１２６へ接続されている。逆止リリー
フ弁３３０は、ハウジング２０の穴３３４内に配置され
た円柱状円板３３２を有する。円柱状円板３３２には中
央開口３３６があり、中央開口３３６には、第１のばね
３４２によってシート３４０に向けて付勢されているボ
ール３３８がある。第２のばね３４４は、円柱状円板３
３２上に作用して、フェースシール３４６を付勢し、こ
れを、チャンバ３０８に接続された通路３５０を囲む表
面３４８と係合させる。第１のばね３４２の力は弱く、
通路１２６にある供給流体が、ボール３３８をシート３
４０から移動させることによって、貯溜チャンバ３０８
に向かって自由に流れるようになっている。第２のばね
は強く、貯溜システム３０２に損傷が生じる前に、フェ
ースシール３４６が表面３４８から移動して加圧流体を
通路１２６に開放するためには、チャンバ３０８内の流
体圧力が、スナップリングとシール３０６の破裂強度に
近い予め決めた値を超えなければならない。

【００１２】ハウジング２０の第２の穴６８は、供給孔
１７５と制御孔１３８と駆動孔１３８’とリリーフ孔１
３８''とを有する。供給孔１７５は、通路１２６に接続
され、穴２１がポンプ１４から受け入れるのと同じ供給
流体を受け入れる。制御孔１３８は、第３の溝４８''に
提供された第１の作動流体を受け入れるように出口通路
４１で接続されている。また、駆動孔１３８’は、チャ
ンバ５６から放出された流体を、通路３８''を通じて受
け入れるように接続されている。さらに、リリーフ孔１
３８''は、リリーフ通路１３８’によって、リザーバ３
４に接続されている。第２の穴６８の中には、シャトル
弁６４のためのセレクタピストン６６が配置されてい
る。セレクタピストン６６は、第１の端部７３及び第２
の端部７４を有する円柱形部材を有する。この円柱形部
材は、第１のランド７１と第２のランド７１’と第３の
ランド７１''とによって形成される第１の溝７０と第２
の溝７０’とを有する周辺面を有する。ランド７１は通
常、第１の直径部分に位置しているのに対して、ランド
７１’、７１''は常に、比較的小さい第２の直径部分、
すなわち、駆動孔１３８’、制御孔１３８及び供給孔１
７５のある部分に位置して係合しているように、第２の
穴６８に段が形成されている。ばね７２は、セレクタピ
ストン６９の第１の端部７３と接していて、第２の端部
７４がチャンバ７５に向かうように付勢する。チャンバ
７５には、制御孔１７５を通じて第１のポンプ１４から
供給流体を受け入れるように接続されている。

【００１３】指示プローブはステム７８を有し、ステム
７８は、ピストン６６の端部７３に取り付けられ、ハウ
ジング２０を貫通して延びている。検出器１７７は接触
子１７９を有し、接触子１７９は、ピストン６６が図１
に示す第１の位置にあるときに、ステム７８の上の戻り
止め１７８に係合する。ステム７８上の印又はカラーマ
ークのハウジング２０との位置関係によって、穴６８内
のピストン６６の位置が視覚的に示され、一方、検出器
１７７は、その位置を示す対応する電子信号をＥＣＵ２
００に送る。

【００１４】図２に示すように、遠隔に置かれたマスタ
シリンダ１８は、穴４０２を具備するブースタハウジン
グ４００を有する。この穴４０２は静止リング４０８に
よって、第１のチャンバ４０４と第２のチャンバ４０６
とに分けられている。第１のチャンバ４０４は、孔４１
０に管路１９を取り付けることによって、セレクタ弁６
４に接続されている。一方第２のチャンバ４０６は、通
路すなわち管路４１４によって第２のポンプ手段５００
に接続されている。第１のチャンバ４０４の中に配置さ
れた第１のピストン４１６はステム４１８を有し、この
ステム４１８は、静止リング４０８を貫通して第２のチ
ャンバ４０６まで延びている。ステム４１８は、第２の
チャンバ４０６の中の第２のピストン４２０と係合し、
これに操作インプット力を与えるように設計されてい
る。これに応じて、第２のピストン４２０は、マスタシ
リンダ１８の加圧穴内の操作ピストン（図示せず）に操
作力を与え、必要なブレーキを働かせるように、連結さ
れている。

【００１５】図２に示すように、第２のポンプ手段５０
０は、回転ポンプ５０６を駆動する電動機５０４を有す
る。電動機５０４は、リード線５０９によってＥＣＵ２
００に接続され、ペダル検出器２０２にかかるブレーキ
力に対応する駆動信号をリード線２０３で選択的に受信
するようになっている。ポンプ５０６は入口ポート５０
８を有し、入口ポート５０８は、リザーバ３４に接続さ
れ、必要により、入口管路５１０によって、別個の２次
的供給流体に接続されている。ポンプ５０６はさらに出
口ポート５１２を有し、出口ポート５１２は、供給管路
５１４によって、マスタシリンダ１８内の第２のチャン
バ４０６に接続されている。比例ソレノイド弁５２０
は、供給管路５１４に接続された入口孔５２２と、出口
管路５２５によって入口管路５１０に接続された出口孔
５２４と、を有する。比例ソレノイド弁５２０はプラン
ジャ５２６を有し、プランジャ５２６は、プランジャ５
２６を囲むばね５３０及びコイル部材５３２によって、
シート５２８に向かって付勢されている。コイル部材５
３２は、リード線５３４でＥＣＵ２００に接続され、電
動機５０４の作動と同時に作動信号を受信する。

【００１６】ブレーキ装置１０のための代替のポンプ手
段６００を図６に示す。ポンプ手段６００は、回転ポン
プ６０６を駆動する電動機６０４を有する。回転ポンプ
６０６は、入口孔６０８と出口孔６１２とを有する。入
口孔６０８は、管路６１０によってリザーバ３４に接続
されている。出口孔６１２は、加圧流体を届けるため
に、管路６１４によって、マスタシリンダ１８内の第２
のチャンバ４０６に接続されている。管路６１６は規制
通路６１８を有し、これで、供給管路６１４が入口管路
６１０に接続され、チャンバ４０６とリザーバ３４との
間の戻し流路が形成される。電動機６０４は、ＥＣＵ２
００から作動信号を受信するように、リード線６２０に
よって接続されている。作動信号は、操縦者によってペ
ダル１７に与えられたインプット力の関数として変調さ
れたパルス幅を有する。インプット力はペダル検出器２
０２で検出又は測定される。

【００１７】図１のシャトル弁６４及び流れ検出器１７
７は、ハウジング２０の第２の穴６８内にあるように示
されている。このシャトル弁６４は、出口流路４１内に
ある操作用加圧流体及びポンプ１４から供給される流体
をブレーキブースタ１８に案内するように機能する。し
かし、シャトル弁６４の操作機能は、係合手段１６２の
ブースタ装置１２とは独立であって、別個のハウジング
内に離して配置することもできる。

【００１８】次に、動作を説明する。自動車用エンジン
が回っているとき、第１のポンプ１４は、加圧流体を、
制御装置１２を通してステアリング装置１５へ供給する
ように設計されている。この動作状態において、戻しば
ね５２は、スプール４０を、図１に示す休止位置に移動
させ、加圧流体が、第１のポンプ１４から、入口孔２
６、第１の穴２１、第１の溝４６、４８、ギヤ孔３２及
び管路３０を通じて、ステアリングギヤ２８（すなわち
液圧操作機器）に自由に流れ込む。ランド５３が穴２１
と係合することによって、加圧供給流体は溝４８’には
連通せず、しかも加圧供給流体は、流路１２６を通じて
第２の穴６８内の供給チャンバ７５に、そしてまた、貯
溜システム３０２の貯溜チャンバ３０８に自由に連通す
るように設計されている。貯溜チャンバ７５内の加圧流
体はセレクタピストン６６の端部７４に作用して、これ
がばね７２に打ち勝ち、それによって、ランド７１’は
溝４８’とマスタシリンダ１８のブースタチャンバ４０
４との間を無制限に連絡する第１の位置に来る。この第
１の位置では、ランド７１は第２の穴６８の比較的大き
な直径の部分に位置するため、リリーフ通路３８''が、
駆動孔１３８’、溝７０’、リリーフ孔１３８''、リリ
ーフ通路３８’、リリーフ孔３８及び管路３６を通じ
て、自由にすなわち制限なしにリザーバ３４に接続され
ている。ばね３４２は、ボール３３８をシート３４０の
上に押さえ付ける力が小さく設計されていることから、
管路１２６内の供給流体は、逆止リリーフ弁３３０内の
ボール３３８の周りを流れることによって、貯溜システ
ム３０２の貯溜チャンバ３０８に自由に連絡する。供給
流体の流体圧力は、ピストン３１２に作用してこれを動
かし、ばね３１０又はガスが圧縮されるに連れて、アキ
ュムレータ３０４が充填される。傾斜弁３１８では、ば
ね３２２によってヘッド３２０がシート３２４に押し付
けられて、チャンバ５６に入る流路３１６をシールする
ように保持する体勢になるので、供給流体はチャンバ３
０８内に保持される。チャンバ３０８内の流体圧力が、
入口孔２６における供給流体の流体圧力にほぼ等しくな
るまでは、チャンバ３０８は、供給流体を充填され続け
る。チャンバ３０８が完全に充填されたとき、ばね３４
２によってボール３３８がシート３４０の上に着座し、
チャンバ３０８内の流体圧力で、固定体積の供給流体が
保持される。供給流体の流体圧力が上昇した場合は、ポ
ンプ１４がステアリング装置に加圧操作流体を供給する
べく運転している限り充填を続けるので、同様に、貯溜
チャンバ３０８に連通する。

【００１９】図１及び図２に示すブレーキ装置を具備し
た自動車で、操縦者がブレーキをかけようとするとき、
ペダル１７に加えた力はロッド１６に伝達され、図３に
示すように、ロッド１６がピストン５８をチャンバ５６
内に押し込む。ピストン５８の動きは、作動ばね６２を
介してプランジャ５４に伝えられ、プランジャ５４は、
戻しばね５２に打ち勝った後に、穴２１内のスプール４
０を動かす。穴の中でスプール４０が動くと、ランド５
１がランド５３の方向に動き、加圧流体が溝４６から流
れるのが制限される。一方、ランド５３は、ハウジング
２０内のランド５５を通り過ぎ、加圧されていた流体を
初めに溝４８’へと拡散させる。溝４８’は、その後、
ランド５７がハウジング２０内のランド５９を通過した
後に、一つの流路を介して駆動チャンバ４８''と通じ
る。溝４８''内の加圧作動流体は、同時に、反動(react
ion)チャンバ１４１と、シャトル弁６４の第２の穴６８
の中に形成された通過チャンバ(flow through chamber)
７５’とに連通し、第１の作動流体が、管路１９及びブ
レーキブースタ１８のチャンバ４０４に分配される。マ
スタシリンダ１８に供給される第１の作動流体は、ピス
トン４１６に作用して力を発生し、この力は、ステム４
１８を通してピストン４２０に伝えられる。ピストン４
２０に加えられたこの第１の駆動力は、マスタシリンダ
１８の加圧チャンバ内のピストンを動かし、流体を加圧
し、この加圧流体は、車輪ブレーキ３２１、３２３に供
給されて、必要な自動車の制動力を作り出す。反動チャ
ンバ１４１に供給された加圧作動流体は、スプール４０
の端部４２に作用し、プランジャ５４に取り付けられた
ステム１５５によって端部４４に加えられるインプット
力とバランスする。この動作モードで、流れ検出器１７
７の接触子１７９はステム７８の戻り止め１７８の中に
あり、ピストン６６が第１の位置にあることを指示する
信号をＥＣＵ２００に送る。この第１の位置では、第１
の作動流体が、チャンバ７５’を通り抜けることができ
る。ペダル１６に取り付けられたペダル検出器２０２
は、必要なブレーキ効果を出すためにペダル１７にかけ
られるブレーキ力を指示するブレーキ信号を、ＥＣＵ２
００に与える。供給流体の圧力が、シャトル弁６４のピ
ストン６６を穴６８内の第１の位置に保持するのに十分
である限りは、検出器１７７からの通過(flow through)
信号は、ＥＣＵ２００に与えられ、第２のポンプ手段５
００は不作動のままである。

【００２０】チャンバ５６内のピストン５８の動きによ
って、その内部の流体に圧力が生じる。流路２５は逆止
弁１２３によって閉塞されるので、流れは、駆動チャン
バ５６から、制限された流路２７を通じてリリーフ流路
３８''へと、制限されながら分配され、さらに、第２の
穴６８とリリーフ流路３８’を通る流路を通じてリザー
バ３４に分配される。プランジャ５４に加えられる入力
された力は、駆動ばね６２の力と、ヘッド１５９がチャ
ンバ５６内の流体中で動くときの抵抗との両方によって
修正されるので、チャンバ５６からの制限された流れに
よって、スプール弁４０の動作が滑らかになる。ある種
の応用例では、ヘッド１５９の直径を変更することによ
ってヘッド１５９の動きの抵抗を大きくしたり、抵抗を
減らすために軸方向に貫通孔を設けたりして、ある入力
された力に対応して必要な車輪ブレーキ３２１、３２３
の利き方の速さを設定することもできる。必要なブレー
キ動作が完了したときに、ペダル１７にかけられた力は
取り除かれ、戻しばね５２および６０が、スプール弁４
０及びピストン５８を、図１に示す休止位置に動かす。
ピストン５８がチャンバ５６内で動くに連れて、その内
部にある流体に比較的低い圧力が生じ、それによってボ
ール１２５がシート１２９から離れる方向に動き、それ
によって、リザーバ３４からの流体が、駆動チャンバ５
６内の流体を所望の量だけ補充又は維持される。

【００２１】自動車のエンジンが動作していない場合
は、第１のポンプ１４は、パワーステアリングギア２８
用の供給流体を生成しない。このポンプ１４は自動車の
エンジンによって駆動されるからである。自動車の制御
性を維持するために、第１のポンプ１４が動作不能の場
合でも、自動車を完全に制動する能力を持ち続けること
が望ましい。図１及び図２に示すブレーキ装置１０は、
第１のポンプが動作不能になった場合でも制動ができる
ように、加圧流体の二次的源を有する。加圧流体の二次
的源を作動させるために、操縦者は、自動車の制動を始
めるために、ペダル１７にインプット力を加える。この
ような状況における制御装置１２のための操作のモード
は、図４に示されている。この図では、ばね７２によっ
て、シャトル弁６４のセレクタピストン６６が第２の位
置に移動している。第２の位置では、ピストン６６の上
のランド７１は、穴６８の大直径部から移動して小直径
部に係合し、駆動孔１３８から溝７９を通って出口孔１
２１への通路を閉塞し、リリーフ孔１３８’から溝７
１’を通って孔１２１経由で管路１９までの通路が開か
れる。ピストン６６が供給チャンバ７５に向かって動く
ことによって、接触子１７９が、流れ検出器１７７のス
テム７８の戻り止め１７８から離れるように動いて、Ｅ
ＣＵ２００に操作信号が送られる。この操作信号は、セ
レクタピストン６６が、第２の位置にあること、すなわ
ち通路４１から出口孔１２１への第１の作動流体の流れ
がないこと、を示すように設計されている。

【００２２】第１のポンプ１４が作動不能の場合に、操
縦者が、ブレーキをかけたいと欲したとき、ペダルロッ
ド１７にインプット力が加えられ、この力は、ロッド１
６を通じて、駆動チャンバ５６内のピストン５８を分割
手段２３の方向に動かすべく伝えられる。第１の通路２
５は逆止弁１２３によって阻止されるので、チャンバ５
６内へのピストン５８の移動によって、チャンバ５６内
の駆動流体が加圧される。この加圧された流体は、通路
２７を通じて、シャトル弁６４内の駆動孔１３８’へ連
絡される。ランド７１がハウジング２０内の穴６８の小
直径部と係合し、リリーフ孔１３８''が閉塞されている
ので、駆動流体は、溝７０’、出口孔１２１、管路１９
を通じてブレーキブースタ１８内のチャンバ４０４と連
絡する。この状況においても、操縦者によってペダル１
７にかけられたインプット力は、所望のブレーキ信号と
して、ペダル検出器２０２からＥＣＵ２００に伝えられ
る。ＥＣＵ２００は、流れ検出器１７７からの流れなし
信号と、リード線２０５から送られる車輪速度信号と、
ペダル検出器２０２からの所望ブレーキ信号とを比較し
て、操縦者の欲する制動がブレーキの適用によって達成
されているかどうかを判断する。所望の制動が達成され
ていない場合は、ＥＣＵは、比例ソレノイド弁５２０と
電動機５０４の両方に作動信号を出す。電動機５０４の
作動により、第２のポンプ５０６に回転入力が与えら
れ、これにより、管路５１０で加圧流体が得られる。第
２のポンプ５０６で加圧された加圧流体はチャンバ４０
６へ供給され、ピストン４２０に作用して、マスタシリ
ンダ１８内のピストンを駆動する力を与え、これにより
流体を加圧して所望のブレーキを動作させる。ＥＣＵか
らリード線５３４を介して比例ソレノイド５２０のコイ
ル５３２に送られる作動信号は、ペダル検出器２０２か
ら与えられた入力信号の関数としてパルス幅変調されて
いる。パルス幅変調作動信号は、シート５２８に対する
プランジャ５２６の位置を調整する力の場を、コイル５
３２内に作り出す。プランジャの調整によって、ポンプ
５０６からの第２の流体の一部が、入口孔５２２を通
り、出口孔５２４から出て管路５１０に戻るように向け
られ、それによって、インプットされた力に応じた所望
の制動がかけられる。操縦者が、ペダルロッド１６へ力
をかけるのをやめると、所望の制動力を示すＥＣＵ２０
０へのブレーキ信号は終了する。ペダル検出器２０２か
らのブレーキ信号が終了すると直ちに、ＥＣＵ２００か
ら電動機５０４への駆動信号はなくなる。しかし、比例
ソレノイド弁５２０への駆動信号は、所定時間維持さ
れ、チャンバ４０６から、入口孔５２２、出口孔５２
４、管路５１０を通じてリザーバ３４に流体が流れる。
自動車が電力を有している限り、この２次的加圧流体源
がブレーキ作動に利用できる。

【００２３】図１及び図２に示すブレーキ装置１０を有
する自動車では、エンジンが動いていないで、しかも電
力が利用できない場合等で、ポンプ１４が動作していな
い場合であっても、ブレーキをかけることが可能であ
る。ペダルロッド１６は、インプット力を加えられて、
チャンバ５６内のピストン５８を分割手段２３に向けて
動かす。第１の通路２５は逆止弁１２３によって閉塞さ
れているので、駆動チャンバ５６内のピストン５８の動
きによって、作動流体は加圧される。この加圧流体は、
通路２７を通って、シャトル弁６４の駆動孔１３８’に
連絡する。ばね７２がピストン６６を第２の位置に移動
させ、ランド７１がハウジング２０の穴６８内の小直径
部と係合することによって、リリーフ孔１３８''が閉塞
されるので、このバックアップブレーキのための緊急加
圧流体は、溝７０’、出口孔１２１及び管路１９を通じ
て、ブレーキブースタ１８内のチャンバ４０４に連絡す
る。このチャンバ４０４に与えられたバックアップブレ
ーキ用緊急流体は、通常、操縦者が欲するブレーキには
十分でない。その結果、操縦者は、追加の力をペダル１
７にかけ、これがロッド１６に伝えられるかもしれな
い。追加でペダル１７に加えられたこの力によって、図
５に示すように、ピストン５８がさらに駆動チャンバ５
６内に押し込まれ、ピストン５８が傾斜弁３１８の上の
ステムに係合する位置に至る。これによって、ヘッド３
２０がシート３２４から離れるように動き、通路３１６
が開く。通路３１６が開くと、第３の作動流体がチャン
バ３０８からチャンバ５６に流入し、その後、チャンバ
４０４と連通する。このマスタシリンダ１８内のブース
タ部４４０のチャンバ４０４の中で、第３の作動流体
は、以前からそこにあったバックアップの緊急流体と混
ざり、マスタシリンダ１８の加圧部内の流体を加圧する
力を与えて、ブレーキを駆動する。この結果の制動力
は、自動車を緊急停止するのに十分なものでなければな
らない。加圧流体が第１のポンプ１４からチャンバ７５
に供給されるべく再び連通するまで、加圧流体は、マス
タシリンダ１８のチャンバ４０４内に保持される。これ
は、ばね７２が、ハウジング２０の穴６８の底部に形成
された停止部７９に向かってシャトル弁６４のピストン
６６の端部８１を保持し、通路３８’を通じたリザーバ
３４との連通が阻止されるからである。

【００２４】この緊急すなわちバックアップのブレーキ
が動作しているときに、自動車を動かす必要がある場合
は、指示プローブ７７が引かれてばね７２が縮む。その
結果、管路１９、流路４１、溝４８''、溝４６''、リリ
ーフ通路３８’、リリーフ孔３８及び管路３６を介し
て、リザーバ３４に接続される通路が開き、それによっ
て、ブレーキを利かせるためにマスタシリンダ１８に供
給されている緊急加圧流体が減衰する。自動車を動かす
ことはできるが、この緊急モードでブレーキが必要な場
合は、後にその都度(after each application)、加圧流
体を手動で、シャトル弁６４を通して減衰(dump)させる
必要がある。目的地に着いたら、上述のように、ペダル
ロッド１６に力を加えて加圧流体を調製し、自動車を停
止させておくための緊急制動力を作る。しかしこの場合
に、貯溜システム３０２内の第３の作動流体は、駆動さ
れその後手動でリザーバ３４に開放されるごとに、直線
的に減っていく。

【００２５】ポンプ１４によって供給流体が再び加圧さ
れると、加圧流体は管路１２６に連絡され、逆止リリー
フ弁３３０を自由に通過してチャンバ３０８に流れるこ
とによって貯溜システム３０２に供給され、貯溜流体が
必要な圧力レベルにまで供給される。これと同時に、加
圧流体は、チャンバ７５に流れて供給し、ばね７２に打
ち勝った後に、シャトル弁６４内の選択ピストン６６を
第１の位置に動かす。第１の位置では、ランド７１が、
穴６８の大直径部に移動し、溝７０が、リザーバ３４に
接続されたリリーフ通路３８’及びリリーフ孔３８に開
放し、これと同時に出口通路４１を溝７０’に開放し
て、供給流体の流れで加圧された第１の作動流体が溝４
８''に流れる通路を与える。シャトル弁６４がこの第１
の位置にあるとき、第１のポンプ１４から導かれた第１
の作動流体が、マスタシリンダ１８に連絡して、ブレー
キがかかるように、流れ検出器１７７は、電子制御ユニ
ット２００に信号を送る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理によって遠隔マスタシリンダに作
動流体が供給されるブレーキ装置のための制御装置とシ
ャトル弁を示す概略構成図。

【図２】遠隔マスタシリンダと、電子制御ユニットと、
図１のブレーキ装置用の作動流体のための二次的源を加
圧するための第２のポンプとを示す概略構成図。

【図３】図１の制御装置の断面図であって、第１の作動
流体がシャトル弁を通って図２の遠隔マスタシリンダに
供給されるように、第１の作動流体が向けられている状
態を示す。

【図４】図１の制御装置の断面図であって、図２に示す
第２のポンプによって作られた作動流体の二次的源が、
遠隔マスタシリンダを動作させるべく供給される状態を
示す。

【図５】図１の制御装置の断面図であって、貯溜システ
ムに保持された作動流体の第３の源が、図２に示す遠隔
マスタシリンダを動作させるべく供給される状態を示
す。

【図６】図２に示す遠隔マスタシリンダのための作動流
体の二次的源を作るための他のポンプ手段を示す概略構
成図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 グレゴリー ポール グージー アメリカ合衆国 インディアナ州 46637 サウス ベンド サイプレス ドライヴ 18328 (72)発明者 ブライアン エフ ハインツ アメリカ合衆国 インディアナ州 46526 ゴーシェン ホーソーン ドライヴ 608 (72)発明者 ティモシー ジェイ アルバート アメリカ合衆国 ミシガン州 49120 ナ イルズ オーチャード レーン 1501

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブレーキ装置であって、 該ブレーキ装置は、 入力部に加えられた所望のブレーキ力と、供給流体によ
   って第１の位置に置かれたシャトル弁とに応じて、第１
   のポンプ手段から受け入れて前記供給流体から導かれた
   第１の作動流体の第１の圧力を作る制御装置を有し、 前記第１の作動流体は、前記所望のブレーキ力に応じて
   ブレーキを利かせるための遠隔のマスタシリンダと連絡
   し、 前記供給流体の予め規定された圧力に応じて、ブレーキ
   を利かせるべく、バックアップ作動流体が前記遠隔マス
   タシリンダに連通するように、弾性手段によって前記シ
   ャトル弁が第２の位置に置かれ、 該ブレーキ装置は、前記シャトル弁を通じて前記遠隔マ
   スタシリンダに流れる前記第１の作動流体の流れを示す
   操作信号を出す検出手段を有し、 該ブレーキ装置は、前記所望のブレーキ力を示す入力信
   号と、予め規定された前記検出手段からの操作信号とに
   応じて、第２の作動流体の第２の流体圧力を作るための
   第２のポンプ手段を駆動する計算機手段を有し、 前記第２の作動流体は、前記遠隔のマスタシリンダと連
   絡していて、前記バックアップ作動流体によって、前記
   第１の作動流体に代わって前記マスタシリンダを駆動し
   て前記所望のブレーキを利かせるものであり、 該ブレーキ装置は、第３の流体圧力を有する第３の作動
   流体を保持する貯溜システムを有し、 前記ブレーキ力は、弁を駆動し、その後、前記シャトル
   弁が前記第２の位置にある状態で、前記第３の作動流体
   が、前記貯溜システムから前記遠隔のマスタシリンダに
   通じるように、前記入力部を動かすものであり、 前記第３の作動流体は、前記バックアップ作動流体と結
   合され、前記第２の作動流体に代わって前記マスタシリ
   ンダを操作し、前記所望のブレーキを利かせるものであ
   ること、 を特徴とするブレーキ装置。
2. 【請求項２】 前記貯溜システムは、前記第３の作動流
   体を作るために、前記第１のポンプ手段から前記供給流
   体を受け入れるように接続されたアキュムレータを有す
   ることを特徴とする請求項１記載のブレーキ装置。
3. 【請求項３】 前記マスタシリンダは、第１及び第２の
   操作ピストンが入っている穴を持つハウジングを有し、
   前記第１の操作ピストンは、前記シャトル弁に接続さ
   れ、前記第１、第２及び第３の作動流体のうちで比較的
   大きなものが前記第１及び第２のピストンに作用して、
   前記マスタシリンダ内の加圧ピストンを駆動し、ブレー
   キを利かせるように、前記第２の操作ピストンが、前記
   第２のポンプ手段に接続されていることを特徴とする請
   求項２記載のブレーキ装置。
4. 【請求項４】 前記シャトル弁は円柱形部材を有し、こ
   の円柱部材は、前記供給圧力の予め定めた圧力が前記弾
   性手段に打ち勝つまで、前記バックアップ作動流体及び
   前記第３の作動流体が、前記遠隔のマスタシリンダで持
   続的制動力を与えるように、前記弾性手段によって前記
   第２の位置に保持されることを特徴とする請求項３記載
   のブレーキ装置。