JP2002517354A - 液圧式の車両ブレーキ装置 - Google Patents
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Abstract
Description
に関するものである。
開第19501760号明細書に基づき公知である。このような公知の車両ブレ
ーキ装置は、マスタブレーキシリンダと、複数の車輪ブレーキシリンダと、液圧
ポンプとを有しており、この液圧ポンプによってブレーキ液が、マスタブレーキ
シリンダから車輪ブレーキシリンダに圧送可能である。液圧ポンプは、液圧式の
ブレーキブースタのために機能する。この液圧ポンプは同様にアンチロックコン
トロール、トラクションコントロール、ビークルダイナミクスコントロールを行
うためにも使用可能であり、この場合車輪ブレーキシリンダ内を減圧するために
、弁を介して液圧ポンプの吸入側が車輪ブレーキシリンダに、かつ液圧ポンプの
送出側がマスタブレーキシリンダに接続可能になっている。通常このような車両
ブレーキ装置の液圧ポンプは、対向配置された向かい合って位置するピストンを
有するツー・ピストンポンプとして構成されており、これらのピストンは、2つ
のピストンの間に配置された共通の偏心体によって駆動される。2つのピストン
は、逆位相で作業する、つまり2つのピストンの一方が圧送行程を行っている間
、もう一方のピストンは戻し行程を行っているということである。圧送行程とは
、ピストンがピストンポンプのシリンダ内における押しのけ室の容積を縮小し、
これによりピストンポンプから液体が押し出されることを意味している。戻し行
程で、押しのけ室の容積が再び拡大される。この行程はまた吸込行程とも呼ばれ
る。ピストンポンプは、振動する作業形式に基づいて、振動する吸込流量を有し
ており、吸込側で圧力脈動を引き起こす。この圧力脈動はマスタブレーキシリン
ダに反作用し、フットブレーキペダルにおいて不快に感じられかつ著しい可聴騒
音を生じさせる。これらは、液圧ポンプが液圧式のブレーキブースタのために使
用される場合、つまり液圧ポンプが各制動時に作動される場合に特に望ましくな
い。しかしまた、異常な車両状況においてのみアクティブ化されるアンチロック
コントロール、トラクションコントロール、ビークルダイナミクスコントロール
を行う際にも、圧力脈動を減少させることが少なくとも望ましい。ピストンポン
プのピストンを差動ピストンとして形成することもまた公知である。この差動ピ
ストンは圧送行程中だけでなく戻し行程中にもブレーキ液を吸い込むができ有利
である。差動ピストンは、通常のピストンと比べて、より減少した振幅と2倍の
サイクル数を有する、より一定の吸入流量が得られるという利点を有している。
置は、偶数の差動ピストンを備えたマルチピストンポンプを有している。差動ピ
ストンポンプは位相差(位相のずれ)が生じるようにずらして配置されしかし逆
位相ではないように、すなわち位相角がπではないように駆動される。本発明に
よる車両ブレーキ装置の差動ピストンは順次死点に到達する。つまり、差動ピス
トンの、マスタブレーキシリンダからのブレーキ液の吸込は時間的にずらして行
われ、この場合、種々異なる差動ピストンの吸込流量は部分的に重なり合う。こ
れによりマルチピストンポンプの全吸込流量、つまり全ての差動ピストンの吸込
流量の合計がより一定であり、個々の吸込流量が互いに重畳し、総吸込流量が所
定の平均値からわずかな振幅で変動するので有利である。マスタブレーキシリン
ダに反作用する、ピストンポンプの吸入側における圧力脈動の大きさが減少され
ている。この場合、吸込側からみて、連続する差動ピストンが順次上死点に到達
し、次いで順次下死点に到達するのか、それとも連続する差動ピストンの先行す
る差動ピストンが上死点にかつ後続の差動ピストンが下死点に又は先行する差動
ピストンが下死点にかつ後続の差動ピストンが上死点に到達するかは重要ではな
い。いずれにしろ、これは圧送行程および戻り行程の際の吸込流量がほぼ同じで
ある場合に有効である。4つまたはそれ以上の偶数の差動ピストンを備えたマル
チピストンポンプにおいて連続する差動ピストンは互い違いに上死点に到達しか
つこれに続く差動ピストンが下死点に到達すると、送出側のために流量の均衡作
用が得られる。
装置、つまりマスタブレーキシリンダ内で形成されるブレーキ圧がマルチピスト
ンポンプによって高められる車両ブレーキ装置のために、または、ブレーキ圧が
故障時にのみマスタブレーキシリンダによって、正常時はマスタブレーキシリン
ダによってではなくマルチピストンポンプによってのみ生ぜしめられる電子液圧
式の車両ブレーキ装置のために構成されている。なぜならばこれらの車両ブレー
キ装置では、マルチピストンポンプが制動時ごとに操作されかつマスタブレーキ
シリンダへの反作用を感知できるからである。しかも本発明は、例えばアンチロ
ックコントロール、トラクションコントロールまたはビークルダイナミクスコン
トロールのために液圧ポンプを備えた別の液圧式の車両ブレーキ装置のためにも
、このような車両ブレーキ装置において車輪にスリップが生じない通常の制動時
にマルチピストンポンプが作動されずしかもアンチロックコントロール、トラク
ションコントロールまたはビークルダイナミクスコントロール操作を行う場合に
のみ例外的に発明の利点が得られるとしても、有利に適用される。
ば歯車を介して互いに同期化されている互いに依存しない複数のピストンポンプ
を意味している。またマルチピストンポンプは2回路式車両ブレーキ装置の2つ
のブレーキ回路のための、例えば互いに同期化された2つのピストンポンプであ
ってもよい。構造形態としては、例えば共通の偏心体を中心とした差動ピストン
の星形配置、または相前後した複数の星形配置、位相差が生じるようにずらして
同期的に駆動するための偏心軸、カム軸、またはクランク軸を有する差動ピスト
ンの列型配置、V字配置、対向配置が考えられる。
ぼπを差動ピストンの数で割った位相差でまたは該位相差の整数倍の位相差を有
し、πの位相差を有していない。この位相差が逆位相であると常に、差動ピスト
ンの1つで圧送行程が行われると同時に前記ピストンとは逆位相のピストンで戻
し行程が行われてしまい、これにより逆位相となる2つのピストンは、圧送行程
中だけでなく戻し行程中にもブレーキ液を吸い込むので、ブレーキ液を同時に吸
い込むことになる。吸込流量が重畳されることによって脈動が減少されるどころ
か、逆に増加しひいては脈動は強くなる。差動ピストンの数で割られたπである
位相差によって、差動ピストンの吸込流量の均等な時間的な分配が得られる。こ
の位相差のずれは、例えばポンプケーシング内における差動ピストンの空間的に
節約された取り付けの理由からも有利である。
レーキ回路を負荷する少なくとも2つの差動ピストンを有するマルチピストンポ
ンプを備えた1回路式ブレーキ装置として構成されていてよい。
キ回路用に少なくとも1つ設けられた差動ピストンを有するマルチ回路式ブレー
キ装置、例えば2回路式ブレーキ装置として形成することもまた可能である。
、共通のマスタブレーキシリンダで補償される。有利にはブレーキ回路(請求項
5)の間の少なくとも部分的な圧力補償が、例えば浮動ピストンを有するマスタ
ブレーキシリンダによって行われる(請求項6)。
ほぼ同じ吸込量(吸込容積)を有しており、つまり差動ピストンはピストン段部
に基づき先細りした一方の端部に、他方の端部の約半分の大きさの横断面を有し
ている。
い2つのブレーキ回路I,IIを有する2回路式ブレーキ装置として形成されて
いる。これらのブレーキ回路I,IIは2回路式マスタブレーキシリンダ12に
接続されており、この2回路式のマスタブレーキシリンダ12は自体公知の形式
でロッドピストン14および浮動ピストン16を有している(図面において破線
で図示)。ロッドピストン14はフットブレーキペダル18によって直接操作さ
れ、浮動ピストン16はピストンロッド14によって発生する圧力で負荷される
。これにより浮動ピストン16は、第1のブレーキ回路I同様に第2のブレーキ
回路IIにもブレーキ圧を発生させる。さらにマスタブレーキシリンダ12は、
ブレーキ液リザーブタンク20を有している。
路I,IIは、以後、図1で右側に図示したブレーキ回路Iに基づき説明する。
マスタブレーキシリンダ12からマスタブレーキ管路22が、ブレーキ回路Iに
接続された2つの車輪ブレーキシリンダ24,26に通じている。このマスタブ
レーキ管路22内には、切換弁28が配置されている。この切換弁28は、基本
位置で開放される2ポート2位置方向切換・比例電磁弁として形成されている。
切換弁28内には差圧弁30が組み込まれており、この差圧弁30は車輪ブレー
キシリンダ24,26の過圧を制限する。車輪ブレーキシリンダ24,26に向
かう方向で貫流可能な逆止弁32は、切換弁28に並列接続されている。
輪ブレーキシリンダ24,26に向かって分岐する。各車輪ブレーキシリンダ2
4,26は、マスタブレーキシリンダ12の方向に貫流可能な逆止弁36に並列
接続されているブレーキ圧増圧弁34を介して切換弁28に、かつこの切換弁2
8を介してマスタブレーキシリンダ12に接続されている。さらに各車輪ブレー
キシリンダ24,26に各1つのブレーキ圧減圧弁38が対応配置されており、
これらのブレーキ圧減圧弁38から、共通の戻し管路40が液圧ポンプ42の吸
込側に通じている。ブレーキ圧増圧弁34およびブレーキ圧減圧弁38は、対応
配置された車輪ブレーキシリンダ24,26のブレーキ圧調整弁装置を形成する
。ブレーキ圧増圧弁34およびブレーキ圧減圧弁38は2ポート2位置方向切換
・電磁弁であり、ブレーキ圧増圧弁34は基本位置で開放されていて、ブレーキ
圧減圧弁38は基本位置で閉鎖されている。
2に向かう方向で貫流可能な逆止弁46が、液圧ポンプ42の吸込側で戻し管路
40に配置されている。両ブレーキ回路I,IIの液圧ポンプ42は、回転数制
御可能な共通の電子式ポンプモータ48によって駆動される。
ており、このマスタブレーキ管路22内に、戻し管路40が切換弁28とブレー
キ圧増圧弁34との間で開口している。この戻し管路40内では液圧ポンプ42
の送出側にダンパチャンバ50が配置されている。
レーキ管路22から分岐し、この吸込管路52に戻し圧送用の液圧ポンプ42の
吸込側が接続されている。吸込管路52に吸込弁54が配置されており、この吸
込弁54は基本位置において閉鎖されている2ポート2位置方向切換・電磁弁と
して形成されている。
しており、この制御装置56はポンプモータ48と電磁弁28,34,38,5
4とを制御する。この車両ブレーキ装置10は、電子液圧式のブレーキブースタ
を有している。フットブレーキペダル18および/またはマスタブレーキシリン
ダ12は、車輪ブレーキシリンダ24,26内に発生させるべき車輪ブレーキ圧
のためのブレーキ圧目標値信号発生器として機能する。ブレーキ圧目標値は、フ
ットブレーキペダル18が踏み込まれた分の行程または角度を測定するペダルス
トロークセンサ58、またはブレーキペダル18が踏み込まれるペダル力を測定
するペダル力センサ60、または、マスタブレーキシリンダ12のチャンバの1
つ内のブレーキ液圧を測定する、マスタブレーキシリンダ12に接続されている
ブレーキ圧センサ62を用いて測定される。本発明ではこれらのセンサ58,6
0,62のうち1つだけが必要である。センサ58,60,62の信号は電子的
な制御装置56に送信され、この制御装置56はフットブレーキペダル18の操
作時に切換弁28を閉鎖し、吸込弁54を開放しかつ液圧ポンプ42を作動させ
る。この液圧ポンプ42は、開放された吸込弁54を介してブレーキ液をマスタ
ブレーキシリンダ12から吸入し、開放されたブレーキ圧増圧弁34を介して車
輪ブレーキシリンダ24,26内にブレーキ液を圧送する。車輪ブレーキ圧は圧
力センサ64によって測定され、この圧力センサ64は、ブレーキ圧増圧弁34
と切換弁28との間でマスタブレーキ管路22に接続されている。ブレーキペダ
ル操作に依存した値にまで車輪ブレーキ圧を調整/増圧することは、一方でポン
プモータ48の回転数を介して行われる。他方、車輪ブレーキ圧は切換弁28、
ブレーキ圧増圧弁34、ブレーキ圧減圧弁38および吸込弁54を介しても制御
可能または調整可能である。
ラクションコントロール装置、ビークルダイナミクスコントロール装置を有して
いる。アンチロックブレーキ装置およびトラクションコントロール装置のために
、各制動可能な車輪にそれぞれ1つの車輪回転センサ65が対応配置されており
、これらの車輪回転センサ65は、計測結果信号を電子的な制御装置56に送信
する。ビークルダイナミクスコントロールを行うために車両ブレーキ装置10は
ジャイロスコープ66を有しており、このジャイロスコープ66は、車両のヨー
軸を中心とした車両の回転速度を測定し、信号を電子的な制御装置56に送信す
る。トラクションコントロールおよびビークルダイナミクスコントロールを行う
ために、切換弁28が閉鎖され、吸込弁54が開放されかつ液圧ポンプ42が作
動される。車輪ブレーキ圧の調整は、各車輪ブレーキシリンダ24,26ごとに
自体公知の形式で、ブレーキ圧増圧弁34およびブレーキ圧減圧弁38を用いた
ブレーキ圧調節によって行われる。
を有するポンプユニットが、図2において概略的にかつ簡単に示してある。この
ポンプユニットは2つの差動ピストン68を有するツー・ピストンポンプ42で
あって、2つの差動ピストン68は、ポンプモータ48を用いて駆動可能である
偏心部材70によって駆動される。各ブレーキ回路I,IIに差動ピストン68
が対応配置されており、差動ピストン68はシリンダ72とともに各ブレーキ回
路I,IIの液圧ポンプ42を形成する。
願公開第4407978号明細書によって公知であり、差動ピストンポンプの可
能な構造および機能の点に関して参照される。差動ピストン68の、液圧ポンプ
42の押しのけ室74に面する側の端部は、偏心部材70に面する側より大きな
直径でシリンダ72内でガイドされている。差動ピストンポンプ68によってシ
リンダ72内に環状室76が形成されており、この環状室76を通して液圧ポン
プ42はブレーキ液を吸入する。インレット弁78はピストン68内に組み込ま
れており、アウトレット弁80は押しのけ室74に接続されている。インレット
弁78およびアウトレット弁80は逆止弁として形成されている。
0の回転角度φに関連して図3の(a)に示されており、この場合、差動ピスト
ン68はφ=0およびφ=2πの場合に下死点(UT)、つまりシリンダ72か
ら最も突出した位置にあり、φ=πである回転角度では、上死点(OT)、つま
りシリンダ72内に最も突入した位置にある。
流量Vaus(図3の(b))が液圧ポンプ42の送出側で得られる。このブレ
ーキ液・圧送流量Vausは、差動ピストン68の下死点(φ=0)から上死点
(φ=π)への圧送行程中、ピストン速度vと同様に正弦状に延びている。上死
点(φ=π)から下死点(φ=2π)への戻し行程中には、液圧ポンプ42の送
出側でのブレーキ液・圧送流量は零である。
線が得られる。下死点から上死点への圧送行程の間は、差動ピストン68内に組
み込まれているインレット弁78は閉鎖されており、液圧ポンプ42の吸込側に
設けられた環状室76は押しのけ室74から隔てられている。差動ピストン68
がシリンダ72内に摺動することによって環状室76は拡大し、液圧ポンプ42
がブレーキ液を吸い込む。上死点から下死点への戻し行程時には、環状室76の
容量は減少するが、同時に押しのけ室74の容量は増大する。押しのけ室74の
横断面面積は、環状室76の横断面面積よりも大きいので、総合的に容量は差動
ピストン68の戻し行程中にも増大し、これにより液圧ポンプ42は戻し行程中
にも、目下開かれているインレット弁78によってブレーキ液を押しのけ室74
に吸入する。全体的に、圧送行程中および戻し行程中に図3の(c)に示したブ
レーキ液・吸込流量曲線が得られる。ブレーキ液・吸込流量は差動ピストン68
の各死点においてのみ零であり、各死点の間のピストン運動中において常にブレ
ーキ液は吸入される。戻し行程に対する圧送行程中の吸込流量の振幅は、差動ピ
ストン68の、直径の大きい方の端部の横断面面積と、直径の小さい方の端部の
横断面面積とに関連している。有利には差動ピストン68の、直径の小さい方の
端部の横断面面積は、直径の大きい方の端部の横断面面積の半分の大きさであり
、従って環状室76の横断面積は押しのけ室74の横断面積の半分の大きさであ
り、これにより圧送行程中の吸込流量は、戻し行程中の吸込流量と同じになる。
偏心部材70が完全に1回転する間に吸入される全吸入流量は、全流出流量と同
じである。図3の(a)〜(d)に示した線図では1を基準値とし、これにより
これらの線図を概略的に理解することができ、提供された大きさの実際の曲線お
よび値が必ずしも再現されているわけではない。これらの線図は、本発明の理解
の助成のためのみに使用される。
2の位相差で駆動される。この位相差のために、差動ピストン68は、図2に示
したように90゜のV字配置で取り付けなければならないわけではなく、差動ピ
ストン68が例えば列型配置で設けられかつ互いに90゜ずらして配置された2
つの偏心部材によって駆動されてもよい(図示せず)。2つの差動ピストン68
の吸込流量VI,VIIは、互いにπ/2だけずらされおり、これにより図3の
(d)に示した曲線が得られる。2つの吸込流量の和VI+IIは、著しく減少
された振幅を有する平均値の高められた圧力脈動となる。マスタブレーキシリン
ダ12の浮動ピストン16はブレーキ回路I,IIの間で圧力均衡作用をもたら
すので、フットブレーキペダル18への反作用は2つの差動ピストン68の駆動
のπ/2の位相差によって著しく減少される。
ンプが示されており、このシックス・ピストンポンプは、本発明による車両ブレ
ーキ装置10の変化実施例として、図2に示したツー・ピストンポンプの代わり
に設けられている。図4に示したシックス・ピストンポンプは原理的に、図2に
示したツー・ピストンポンプと同様に構成されており、その限りでは図2の構成
を参照し、同様の部材には同じ部材番号を使用した。6つの差動ピストン68は
、ポンプモータ48によって回転駆動可能な偏心部材70を中心に星形に配置さ
れており、この場合これらの差動ピストン68は、0゜,30゜,120゜,1
50゜,240゜,270゜の角度で配置されている。つまり差動ピストン68
は交互に30゜と90゜の位相差を有している。互いに120゜ずらして配置さ
れた3つの差動ピストン68は、互いに液力式に並列接続されてブレーキ回路I
に対応配置されており、ブレーキ回路Iの液圧ポンプ42を形成する。同様に互
いに120゜ずらして配置されている別の3つの差動ピストン68は、前述した
3つの差動ピストンに対して30゜ずつずらされていて、同様に互いに液力式に
並列接続されてブレーキ回路IIの液圧ポンプ42を形成する。従って図4に示
したシックス・ピストンポンプは、2つの液圧ポンプ42を有しており、この場
合、一方の液圧ポンプ42の3つの差動ピストン68は互いに120゜ずらされ
ていて、かつ別の液圧ポンプ42の差動ピストン68に対して30゜ずつずらさ
れている。
に示したツー・ピストンポンプと同様の、差動ピストン68の吸込側における圧
力脈動の補償作用が得られ、全吸込流量、つまり6つ全ての吸込流量の合計は、
互いに均等に60゜ずつずらされた差動ピストンを備えたシックス・ピストンポ
ンプにおける変動振幅よりも著しく減少された変動振幅を有している。6つの吸
込流量の曲線はここでは図示していない。なぜならば6つのブレーキ液流量を図
示した場合、非常にわかりにくくなるからである。差動ピストン68を交互に3
0゜と90゜ずつずらして配置して使用することによって、各吸込流量は、均等
に30゜の位相差でずらされる。差動ピストン68の均等に各60゜ずつずらし
て配置した場合には、互いに向かい合う差動ピストン68の吸込流量は、互いに
位相差なく同相になり、結果として120゜の位相差と、図4に示したシックス
・ピストンポンプの6つの吸込流量の2倍の振幅とを有する、3つの吸込流量が
生ぜしめられる。
。
ロッドピストン、 16 浮動ピストン、 18 フットブレーキペダル、
20 ブレーキ液リザーブタンク、 22 マスタブレーキ管路、 24,26
車輪ブレーキシリンダ、 28 切換弁、 30 差圧弁、 32 逆止弁、
34 ブレーキ圧増圧弁、 36 逆止弁、 38 ブレーキ圧減圧弁、 4
0 戻し管路、 42 液圧ポンプ、 44 液圧リザーバ、 46 逆止弁、
48 電子式ポンプモータ、 50 ダンパチャンバ、 52 吸込管路、
54 吸込弁、 56 制御装置、 58 ペダル間隔センサ、 60 ペダル
力センサ、 62 ブレーキ圧センサ、 64 圧力センサ、 65 車輪回転
センサ、 66 ジャイロスコープ、 68 差動ピストン、 70 偏心部材
、 72 シリンダ、 74 押しのけ室 76 環状室、 78 インレット
弁、 80 アウトレット弁
Claims (11)
- 【請求項1】 液圧式の車両ブレーキ装置であって、マスタブレーキシリン
ダ(12)と、車輪ブレーキシリンダ(12)と、偶数の差動ピストン(68)
を有するマルチピストンポンプ(42)とを有しており、該マルチピストンポン
プ(42)の吸込側にマスタブレーキシリンダ(12)が、かつマルチピストン
ポンプ(42)の送出側に車輪ブレーキシリンダが、接続されている形式のもの
において、 マルチピストンポンプ(42)の差動ピストン(68)の駆動が、位相差が生
じるようにずらしてしかも逆位相ではないように行われるようになっていること
を特徴としている液圧式の車両ブレーキ装置。 - 【請求項2】 差動ピストン(68)の駆動が、ほぼπを差動ピストンの数
で割った位相差でまたは該位相差の整数倍の位相差で行われるが、πの位相差で
は行われない、請求項1記載の液圧式の車両ブレーキ装置。 - 【請求項3】 車両ブレーキ装置(10)が、少なくとも2つの差動ピスト
ン(68)を有するマルチピストンポンプ(42)を備えた1回路式ブレーキ装
置である、請求項1または2記載の液圧式の車両ブレーキ装置。 - 【請求項4】 車両ブレーキ装置(10)が、各ブレーキ回路(I,II)
のために少なくとも1つの差動ピストン(68)を有するマルチピストンポンプ
(42)を備えたマルチ回路式ブレーキ装置である、請求項1または2記載の液
圧式の車両ブレーキ装置。 - 【請求項5】 ブレーキ回路(I,II)が圧力均衡装置(16)を有して
いる、請求項4記載の液圧式の車両ブレーキ装置。 - 【請求項6】 ブレーキ回路(I,II)がマルチ回路式マスタブレーキシ
リンダ(12)に接続されており、該マスタブレーキシリンダ(12)が少なく
とも1つの浮動ピストン(16)を有している、請求項4記載の液圧式の車両ブ
レーキ装置。 - 【請求項7】 差動ピストン(68)が、圧送行程時に、戻し行程時とほぼ
同じ吸込量を有している、請求項1から6までのいずれか1項記載の液圧式の車
両ブレーキ装置。 - 【請求項8】 マルチピストンポンプ(42)の連続する差動ピストン(6
8)が、それぞれ異なるブレーキ回路(I,II)に接続されている、請求項4
記載の液圧式の車両ブレーキ装置。 - 【請求項9】 車両ブレーキ装置(10)が、切換弁(28)を有しており
、該切換弁(10)を介してマルチピストンポンプ(42)の送出側にマスタブ
レーキシリンダ(12)が接続されている、請求項1から8までのいずれか1項
記載の液圧式の車両ブレーキ装置。 - 【請求項10】 車両ブレーキ装置(10)が、吸込弁(54)を有してお
り、該吸込弁(54)がマルチピストンポンプ(42)の吸込側とマスタブレー
キシリンダ(12)との間に接続されている、請求項1から9までのいずれか1
項記載の液圧式の車両ブレーキ装置。 - 【請求項11】 車両ブレーキ装置(10)が、ブレーキ圧調整弁装置(3
4,38)を有している、請求項1から10までのいずれか1項記載の液圧式の
車両ブレーキ装置。
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