JP2004522645A - 電気油圧式ブレーキ装置及びその動作方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、通常動作モード時に、ブレーキペダル（１６）に接続されたペダルシリンダ（１）が高圧リザーバ（１２）又は低圧リザーバ（１３）から電磁弁（４）を介して圧力の作用を受けることができる電気油圧式ブレーキ装置に関する。制動機（１７）に接続されたブレーキシリンダ（２）も同様に、高圧リザーバ（１２）又は低圧リザーバ（１３）に接続することができる。故障があった場合、本発明のブレーキ装置は、電磁弁（３，５，６）を切り換えることによって安全モードに移行される。この安全モードでは、ペダルシリンダ（１）とブレーキシリンダ（２）が直結に油圧接続される。油圧経路（１３）内に所定量の作動液を確保するため、安全モード時に膨張するバネ荷重側でブレーキシリンダ（２）から過剰な作動液を除去することができる補助シリンダ（８）が設けられている。さらに、逆止弁（１１）により、作動液を低圧リザーバ（１３）から抜き出すことができる。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレーキペダルに接続されたペダルシリンダと、制動機に接続されたブレーキシリンダと、安全モード時にペダルシリンダとブレーキシリンダとの直結により油圧経路を発生させる少なくとも１つの弁を備えた電気油圧式ブレーキ装置に関する。さらに、本発明は、そのようなブレーキ装置を動作させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気油圧式ブレーキ装置は、例えば、ＷＯ００／６８０５３から公知である。電気油圧式ブレーキ装置は、作動液用の高圧リザーバ、低圧リザーバ及び電磁弁（サーボ弁）を有しており、この電磁弁を起動させることにより、上記両リザーバを選択的にブレーキシリンダに接続して制動機（ディスクブレーキ、ドラムブレーキなど）に制動圧を発生させることができる。それにより、ブレーキペダルの踏込み位置とは無関係に制動力を設定することができ、運転者の物理的な力を利用して制動力を発生させる必要がない。しかしながら、ブレーキペダルを作動させるときに、これまでのような応答の感覚を運転者に伝えるため、電気油圧式にペダルを移動させるシステムが開発されている。このようなシステムでは、ブレーキペダルが、片側構造又は両側構造からなるペダルシリンダに接続されており、ペダルシリンダの作動容積部分は、制御器によって、もう１つの電磁弁を介して高圧リザーバ又は低圧リザーバに接続可能になっている。
【０００３】
さらに、電気油圧式ブレーキ装置に、故障、特に高圧リザーバの圧力不足などがあった場合に、制動機の作動を可能にする安全装置を装備することも公知である。この目的のため、両電磁弁を適切に切り換えることによって、ブレーキペダルと制動機との間に直結の油圧作動関係が発生するように、ペダルシリンダとブレーキシリンダの両方の対応する作動容積部分を含んだ油圧経路が確実に構成される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このようなシステムの問題は、ペダルシリンダとブレーキシリンダの両ピストンが対応しない位置にあるときに安全モードへの切り換えが発生し、通常の油圧動作用の油圧経路内に存在する作動液が過少になったり過多になったりする恐れがあることである。例えば、油圧経路内の作動液が多すぎる場合には、ブレーキシリンダのピストンは、ゼロ位置をとることができない。したがって、安全装置は、いかなる時でも制動を保証する一方で、制動の解除を保証することができない。
【０００５】
このような背景に対して、本発明の目的は、安全モード時に、いかなる場合でもできる限り最大の作動域を確保する電気油圧式ブレーキ装置及びその動作方法を利用可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、請求項１の特徴を有するブレーキ装置と、請求項７の特徴を有する方法によって達成される。従属項には、有利な態様が含まれている。
【０００７】
本発明にかかる電気油圧式ブレーキ装置は、ブレーキペダルに接続された「ペダルシリンダ」と、制動機に接続された「ブレーキシリンダ」とを備えている。さらに、本発明の電気油圧式ブレーキ装置は、安全モード時に上記ペダルシリンダと上記ブレーキシリンダとの間に直結の油圧接続による油圧経路を成立させるように作動可能な、好ましくは電動の、少なくとも１つの弁を備えている。定義によれば、上記油圧経路は、連絡路と、上記ペダルシリンダと上記ブレーキシリンダの接続された作動容積部分とを含んでいる。上記油圧経路では、特に、ブレーキペダルを作動させたときに圧縮される側のペダルシリンダの作動容積部分が、制動をかけた時に膨張する側のブレーキシリンダの作動容積部分に接続可能になっている。本ブレーキ装置は、安全モード時に上記油圧経路に所定量の作動液を収容させることが可能な平衡装置を備えていることによって定められる。
【０００８】
上記平衡装置によって所定量の作動液を確保することにより、直結の油圧接続時にブレーキペダルと制動機との間に広い作動域の信頼性の高い機能が確実に実現される。特に、作動液の過剰によって制動が永久に阻止されてしまうことがない。
【０００９】
本ブレーキ装置の好ましい一実施形態では、上記平衡装置は、バネ荷重ピストン付き補助シリンダを備えており、上記補助シリンダの、バネの作用で膨張する側の作動容積部分が、好ましくは電動の弁によって上記油圧経路に接続可能になっている。そのような接続は、特に安全モードへの切換え時に行われてもよく、その後、上記補助シリンダの、上記バネの作用で膨張する側の作動容積部分が上記油圧経路から過剰な作動液を放出させることができる。その場合、作動液の回収がバネの伸長によって引き起こされ、安全モードへの切換え時に降下した油圧とは無関係であるので有利である。
【００１０】
上記実施形態の一発展型では、上記補助シリンダの、バネの作用で圧縮される側の作動容積部分が、好ましくは電動の弁によって高圧リザーバに接続可能になっている。この接続は、特に安全モード以外の時に、上記作動容積部分に高圧がゆきわたり、上記バネを圧縮させながら上記補助シリンダのピストンを変位させるようにして実現されてもよい。これにより、安全モードへの切換えが起こりそうな時に上記バネを確実に圧縮状態にして、バネ端の容積を望ましい膨張状態にすることができる。
【００１１】
本ブレーキ装置の好ましい一実施形態では、上記油圧経路は、逆止弁を介して作動液の低圧リザーバに接続されている。これにより、所定量以上の作動液が上記油圧経路に存在する状況をもたらすことができる。このことが最初に当てはまるのであれば、結果的に、いつかは、低圧リザーバ内の圧力よりはさらに低い圧力が上記油圧経路にゆきわたるという状況が発生する。しかしながら、その場合、逆止弁が開き、作動液を必要な程度まで流入させる。
【００１２】
さらに、上記ブレーキ装置は、安全モード時に、両側構造のペダルシリンダ、両側構造のブレーキシリンダ及び／又は両側構造の補助シリンダそれぞれのもう一方の側が接続される作動液用の低圧リザーバを備えている。そのような接続により、作動液の所定の力関係と、作動液の量の装置全体での均衡化が実現する。
【００１３】
さらに、上記ペダルシリンダ及び／又は上記ブレーキシリンダは、安全モード時以外で、これらシリンダの作動容積部分を低圧リザーバ又は高圧リザーバに接続可能にする、好ましくは電動の（さらにもう）１つの弁に接続可能になっている。これにより、上記シリンダのピストンの位置とピストンの運動を所望のとおりに電気的に制御することができる。
【００１４】
さらに、本発明は、特に上述のように構成可能な電気油圧式ブレーキ装置を動作させる方法に関する。このブレーキ装置は、ブレーキペダルに接続されたペダルシリンダと、制動機に接続されたブレーキシリンダと、安全モードへの切換え時に上記ペダルシリンダと上記ブレーキシリンダとの間が直結されてなる油圧経路を備えている。この方法は、上記安全モード時に、上記ペダルシリンダと上記ブレーキシリンダとの油圧経路に所定量の作動液が収容されることによって規定される。その結果、ブレーキ装置は、安全モード時に最大限に広い作動域を有する。
【００１５】
特に、この方法では、安全モードへの切換え時に、上記ブレーキシリンダのピストンがその定位置に達するまで、該ブレーキシリンダから作動液をくみ出すことができる。このピストンの定位置は、上記制動機が完全に解除されたときにとる所定の状態である。
【００１６】
さらに、上記油圧経路の圧力が所定圧力よりも降下すると、該油圧経路に作動液を供給することができる。これにより、安全モードの開始時に偶然にあり得るペダルシリンダとブレーキシリンダの両ピストン位置の結果として油圧経路に存在する作動液が少なすぎる場合でも、量の均衡化を実現することができる。
【００１７】
さらに、安全モード時以外で、好ましくは電動の弁を制御することにより、上記ペダルシリンダ及び／又は上記ブレーキシリンダに高圧又は低圧が供給されるならば好ましい。これにより、ブレーキ装置のサーボ機能を発生させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を、図面を用いた例によってさらに詳しく説明する。
【００１９】
図１は、本発明にかかる電気油圧式ブレーキ装置の回路図の概略視であり、図示の弁の位置は、定常モードの通常動作に対応している。ブレーキ装置は、ブレーキペダル１６に接続されたピストンを有するペダルシリンダ１を備えている。ピストンには、ピストンを定位置（非作動状態のブレーキペダル）に付勢するバネ力が作用している。ペダルシリンダ１は、２個の相反する作動容積部分が制御器（図示せず）の所定の値に応じて連動する電磁サーボ弁、すなわち、比例制御弁４を介して作動液用の高圧リザーバ１２又は低圧リザーバ１３に接続可能な複動式シリンダの形をとっている。これにより、サーボ弁４を作動させることによって、ペダルシリンダ１のピストン、ひいてはブレーキペダル１６に選択的に力を作用させることができる。
【００２０】
さらに、ブレーキ装置は、車輪に制動力を発生させるため、制動機１７に接続されたブレーキシリンダ２を備えている。図示の例では、ブレーキシリンダ２も２個の相反する作動容積部分を有する複動式構造からなっており、一方の作動容積部分が、制御器の所定の値に応じてサーボ弁７を介して高圧リザーバ１２又は低圧リザーバ１３に接続可能になっている。ブレーキシリンダ２の他方の作動容積部分は、図示の例では、低圧リザーバ１３に直結されている。
【００２１】
上記の構成のブレーキ装置によれば、ペダルシリンダ１によって電気油圧式にペダルを移動させることができるとともに、ブレーキシリンダ２によって電気油圧式に制動をかけることができる通常の電気油圧式制動動作を実現することができる。
【００２２】
例えば、高圧リザーバ１２が故障した時など、故障の場合にも確実に制動がかかるするようにするため、図１に示すブレーキ装置は、いわゆる安全モードに切り換えることが可能である。この安全モードでは、電磁弁３、５及び６がそれぞれ別の状態（図示せず）に切り換えられ、サーボ弁４及び７がペダルシリンダ１及びブレーキシリンダ２との接続を解除される。安全モードでは、ペダルシリンダ１とブレーキシリンダ２のピストンロッドから遠い側同士が、第１の電磁弁、すなわち、ソレノイド弁３と第２の電磁弁６によって直結される。上記シリンダ１及び２の対応する作動容積部分同士の接続を、以下、「油圧経路１３」と称する。
【００２３】
ペダルシリンダ１のピストンロッドに近い側は、安全モード時に、第３の電磁弁５の切換えによって低圧リザーバ１３に直接接続され、ブレーキシリンダ２のピストンロッドに近い側も、低圧リザーバ１３に接続される。両シリンダ１及び２の間には、両シリンダ間の体積流量を絞り調節する少なくとも１個のアセンブリーが存在する必要がある。
【００２４】
ペダルシリンダ１とブレーキシリンダ２との間の上述の油圧経路１３によって両シリンダ間の直結の油圧接続が実現されるため、制動機１７をブレーキペダル１６に作用する圧力によって作動させることができる。
【００２５】
ペダルシリンダ１とブレーキシリンダ２は、定常モードでは互いに独立して動作するので、これらのピストンは、安全モードへの切換え（弁３，５，６の切換え）時に様々な位置にある可能性がある。図２（ａ）乃至図２（ｄ）に、起こり得る最も重要な事例を示す。図２（ａ）では、ペダルシリンダ１のピストンは、ブレーキシリンダ２のピストンと同様に、定位置（制動がかかっていない状態）にある。他方、図２（ｂ）では、ペダルシリンダ１のピストンは、ブレーキシリンダ２のピストンと同様に、停止位置（最大制動作用状態）にある。このように、図２（ａ）及び図２（ｂ）は、圧力解放状態と圧力負荷状態において油圧が平衡化された系統を示している。
【００２６】
図２（ｃ）では、ペダルシリンダ１のピストンが停止位置（ブレーキペダルが押し下げられた状態）にあり、ブレーキシリンダ２のピストンが定位置（制動機が解放した状態）にある。そのような場合に、安全モードへの切換えが発生すると、油圧経路１３内の作動液が過少になる。
【００２７】
図２（ｄ）は、ペダルシリンダ１のピストンが定位置（ブレーキペダルが解放された状態）にあり、ブレーキシリンダ２のピストンが停止位置（制動機が作動された状態）にあり、その結果、安全モードへの切換え時に油圧経路内に作動液が過剰に存在する別の極端な例を示す。
【００２８】
図２（ｃ）及び図２（ｄ）に示す事例は、作動液が不足した場合には、十分な制動がそれ以上確保されなくなり、作動液が過剰になった場合には、それ以上満足のゆくように制動を解除できなくなるので、安全モード時のブレーキ装置の機能に限界をもたらす。
【００２９】
上記の問題を回避するため、本発明では、油圧経路１３内の作動液の量を安全モード開始時に所望の値に設定可能にする平衡装置が提案されている。これを実現するため、平衡装置は、バネによって付勢されたピストンを有する複動式補助シリンダ８（図１参照）を備えている。バネの作用で膨張方向に向かおうとする作動容積部分（バネ空間）の平衡化は、電磁弁９が、定常モード（図１）では低圧リザーバ１３に接続され、安全モード（図１に示さない弁９の位置）では絞りとブレーキシリンダ２との間の点で油圧経路１３に接続されるように切り換えられることによって行われる。上記補助シリンダ８の相補的な他方の作動容積部分の接続は、もう１つの電磁弁１０が定常モード（図１）では高圧リザーバ１２に接続され、安全モード（図１に示さない弁１０の位置）では低圧リザーバ１３に接続されるようにして、このもう１つの電磁弁１０によって切り換えられる。
【００３０】
上記補助シリンダ８の切換えにより、定常モード時に、バネから遠い側の作動容積部分からバネ空間に向かって圧力低下が起こり、その結果、補助シリンダ８のピストンがその方向に停止位置まで移動し、定常モードの間中その位置を維持する。このようにして、バネが予め偏倚される。
【００３１】
装置が定常モードから安全モードに切り換わると、電磁弁９及び１０の切換えの結果、補助シリンダ８の圧力差の方向が変わる。その際、補助シリンダ８内のバネの作用により、バネ空間が膨張する。図２（ｄ）と同様に、安全モードへの切換え時にブレーキシリンダ２のピストンが定位置でなければ、そのピストンがゼロ位置又は定位置をとるまで、ブレーキシリンダ２のピストンによって押し出される容積分が補助シリンダ８のバネ空間に流れ込むことになる。これにより、過剰な作動液量が除去される。
【００３２】
さらに、ブレーキ装置は、絞りとブレーキシリンダ２との間の点で油圧経路１３を低圧リザーバ１３に接続する逆止弁１１を備えており、この逆止弁１１の流通方向は、低圧リザーバ１３から油圧経路１３に向かっている。逆止弁１１は、ブレーキシリンダ２のピストンが既に定位置に達しているが、補助シリンダ８のピストンがまだ停止位置にいない場合に開放する。逆止弁１１の開放の結果、補助シリンダ８のピストンが停止位置に達するまで、補助シリンダ８のバネ空間に作動液を充填させることができる。バネから遠い側で押しのけられる補助シリンダ８の容積分は低圧リザーバ１３に流出される。
【００３３】
この時点でペダルシリンダ１のピストンが定位置にない場合（図２（ｃ）参照）、逆止弁１１は、最初の圧力解放時に開放し、ペダルシリンダ１のピストンがゼロ位置又は定位置に達するまで、開放状態のままとなる。そのようにして、ブレーキ装置の容量が平衡化される。
【００３４】
故障があった場合、本発明にかかるブレーキ装置は、電磁弁３，５及び６を切り換えることによって、ペダルシリンダ１とブレーキシリンダ２が直結に油圧接続される安全モードに移行される。この場合に油圧経路内に所定量の作動液を確保するため、補助シリンダ８が設けられ、安全モード時に膨張するシリンダ８のバネ荷重側が、ブレーキシリンダ２から過剰な作動液を運び去ることができる。さらに、作動液は、逆止弁１１を介して低圧リザーバ１３から抜き出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、本発明にかかるブレーキ装置を示す。
【図２】図２（ａ）乃至（ｄ）は、安全モードへの切換え時のペダルシリンダとブレーキシリンダの様々な初期状態を示す。

Claims (10)

1. （ａ）ブレーキペダル（１６）に接続されたペダルシリンダ（１）と、
   （ｂ）制動機（１７）に接続されたブレーキシリンダ（２）と、
   （ｃ）安全モード時に上記ペダルシリンダ（１）と上記ブレーキシリンダ（２）との直結により油圧経路（１３）を成立させる、好ましくは電動の、少なくとも１つの弁（３，６）とを備えた電気油圧式ブレーキ装置であって、
   安全モード時に上記油圧経路（１３）に所定量の作動液を収容させる平衡装置（８，９，１０，１１）を有していることを特徴とする電気油圧式ブレーキ装置。
2. 上記平衡装置は、バネ荷重ピストン付き補助シリンダ（８）を備えており、
   安全モード時に、上記補助シリンダの、バネの作用で膨張する側の作動容積部分が、好ましくは電動の弁（９）によって上記油圧経路（１３）に接続可能になっていることを特徴とする請求項１記載の電気油圧式ブレーキ装置。
3. 安全モード以外の時に、上記補助シリンダ（８）の、バネの作用で圧縮される側の作動容積部分が、好ましくは電動の弁（１０）によって高圧リザーバ（１２）に接続可能になっ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. 上記油圧経路（１３）は、逆止弁（１１）を介して低圧リザーバ（１３）に接続されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載のブレーキ装置。
5. 安全モード時に、上記ペダルシリンダ（１）、上記ブレーキシリンダ（２）及び／又は上記補助シリンダ（８）のそれぞれのもう一方の側が接続される低圧リザーバ（１３）を備えていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載のブレーキ装置。
6. 上記ペダルシリンダ（１）及び／又は上記ブレーキシリンダ（２）は、安全モード時以外で、これらシリンダの容積部分を低圧リザーバ（１３）又は高圧リザーバ（１２）に選択的に接続可能にする、好ましくは電動の弁（４，７）に接続されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載のブレーキ装置。
7. （ａ）ブレーキペダル（１６）に接続されたペダルシリンダ（１）と、
   （ｂ）制動機（１７）に接続されたブレーキシリンダ（２）とを備え、
   安全モードへの切換え時に、上記ペダルシリンダ（１）と上記ブレーキシリンダ（２）との直結により油圧経路（１３）を成立させる電気油圧式ブレーキ装置、特に、請求項１乃至６のいずれか１つに記載のブレーキ装置を動作させる方法であって、
   安全モード時に、上記油圧経路（１３）に所定量の作動液が収容されることを特徴とする方法。
8. 安全モードへの切換え時に、上記ブレーキシリンダ（２）のピストンが定位置に達するまで該ブレーキシリンダ（２）から作動液がくみ出されることを特徴とする請求項７記載の方法。
9. 上記油圧経路（１３）の圧力が所定圧力よりも降下すると、該油圧経路（１３）に作動液が供給されることを特徴とする請求項７又は８記載の方法。
10. 安全モード以外の時に、電磁弁（４，７）を制御することにより、上記ペダルシリンダ（１）及び／又は上記ブレーキシリンダ（２）に高圧又は低圧が供給されることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１つに記載の方法。

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