JP2005096754A - ブレーキシステムへの動力の供給を調節するシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 エンジンが長時間低速で走行しなければならない車両において大きい動力源の使用を必要としない、ブレーキシステムへの動力の供給を調節するシステムを提供する。
【解決手段】 ブレーキシステムへの動力の供給を調節するシステムが、概括的に言えば、エンジンと、前記エンジンにより駆動される中間装置と、前記中間装置により駆動されるブレーキ動力源と、前記ブレーキ動力源により動力を供給されるブレーキシステムと、前記ブレーキシステムへの動力の供給を調節するために前記中間装置と通じている制御装置とを有していることが開示されている。いくつかの実施形態では、前記中間装置は、供給装置と、例えば流体又は電気のような媒体を前記供給装置から受け取るモータとを有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、ブレーキシステムに動力が供給される割合を調節するシステムに関する。より詳しく言えば、本発明は、ブレーキ動力源がブレーキシステムに動力を供給する割合を調節するために、制御装置と、エンジンによって駆動され、ブレーキ動力源を駆動させる中間装置とを用いるシステムに関する。

自動車の減速及び停止を制御する原理は、一般的に周知である。走行車両は、車両が減速又は停止するために取り除かれる運動エネルギーを有している。この運動エネルギーの除去は、最も一般的には、摩擦を介してこのエネルギーを熱に変換することにより達せられる。従って、普通に、車両の車輪と道路との間の摩擦力を受けて、車両が減速又は停止するよりも速く、車両の運転手が車両を減速又は停止したい場合には、更なる摩擦力が加えられなければならない。この更なる運動エネルギーの熱への変換は、たいてい回転する車輪又は車軸に取り付けられたディスクに、典型的にはブロック又はパッドの形をした接触材料を当てることにより行われる。摩擦が引き起こされ、それにより運動エネルギーが熱に変換されると、車輪が減速し、最終的に車両は停止する。

この接触材料を当てるためには、言うまでもなく動力供給が必要である。ブレーキシステムに動力を供給するシステムはまた、一般的に周知であり、典型的には車両のエンジンのクランクシャフトにより駆動される、例えば圧縮機又は発電機等の動力源を有している。このような装置は、動力を連続的に利用できることができ、種々の理由のために必要とされ得る。例えばキャリパに回転ディスクを挟ませる場合のように、動力をブレーキ機構に係合するために利用する場合、直ちに又は要求に応じてすぐにブレーキをかけたい運転手は、いつでも適切な動力をキャリパに供給するために利用できる。同様に、例えばキャリパが、一般に、ばねによって回転ディスクに対して片寄せられる場合のように、ブレーキを解放するように加圧流体によって反対側の方向に片寄せられるブレーキ機構を解放するために動力が必要とされる場合には、車両を運転し続けるために、動力が連続してブレーキシステムに供給される。

しかし、ブレーキシステムに動力を供給するこの方法を用いた１つの不利な点は、都市間バス、スクールバス、及び避難トラック等の長時間低いエンジン速度で運転する車両において起こる。その結果として、動力供給は、車両のブレーキシステムの全体にわたる必要性を満たすために非常に大きくなければならない。

そのために、エンジンが長時間低速で走行することを可能にする、ブレーキシステムに動力を供給するシステムが求められている。更に、大きい動力源の使用を必要としない、ブレーキシステムに動力を供給するシステムが求められている。また、エネルギーを節約する、ブレーキシステムに動力を供給するシステムが求められている。

従って、本発明の目的は、エンジンが長時間低速で走行しなければならない車両において大きい動力源の使用を必要としない、ブレーキシステムへの動力の供給を調節するシステムを提供することである。

本発明の更なる目的は、ブレーキシステムが動力を必要としない場合にはエネルギーを節約する、ブレーキシステムへの動力の供給を調節するシステムを提供することである。

従来技術に欠けているものを克服するために、また、記載された目的と利点の少なくとも幾つかを実現するために、本発明は、エンジンと、前記エンジンにより駆動される中間装置と、前記中間装置により駆動されるブレーキ動力源と、前記ブレーキ動力源により動力を供給されるブレーキシステムと、前記中間装置と通じている制御装置であり、最低のエンジン速度に応じて、前記中間装置が所望の割合で前記ブレーキ動力源を駆動させる前記制御装置とを備えた、車両のブレーキシステムへの動力の供給を調節するシステムを有している。

別の実施形態では、本発明は、エンジンと、前記エンジンにより駆動される中間装置と、前記中間装置により駆動される加圧流体源と、前記加圧流体源により動力を供給されるブレーキシステムと、前記中間装置と通じている電子制御装置であり、最低のエンジン速度に応じて、前記中間装置が所望の割合で前記加圧流体源を駆動させる前記制御装置とを備えた、車両のブレーキシステムへの動力の供給を調節するシステムを有している。

更に別の実施形態では、本発明は、エンジンと、前記エンジンにより駆動される中間装置と、前記中間装置により駆動される電源と、前記電源により動力を供給されるブレーキシステムと、前記中間装置と通じている電子制御装置であり、最低のエンジン速度に応じて、前記中間装置が所望の割合で前記電源を駆動させる前記制御装置とを備えた、車両のブレーキシステムへの動力の供給を調節するシステムを有している。

本発明に係る車両のブレーキシステムへの動力の供給を調節するシステム２０の１つの実施形態の基本となる構成部品が図１に表されている。典型的には、システム２０は、たいていクランクシャフト（不図示）を介して中間装置２４を駆動させるエンジン２２を有している。中間装置２４はまた、ブレーキシステム２８に動力を供給するブレーキ動力源２６を駆動させる。中間装置がブレーキ動力源２６を駆動させる割合を調節するために、制御装置３０が中間装置２４とつながっている。このようにして、ブレーキ動力源２６は、必ずしもクランクシャフトが回転する速度と同じ速度で駆動させられる必要はないが、最終的にはエンジン２２のクランクシャフトによって駆動させられる。従って、制御装置３０は、最低のエンジン速度に応じて、中間装置２４が所望の割合でブレーキ動力源２６を駆動させることができる。

典型的には、制御装置３０は、電子制御装置（ＥＣＵ）である。ある実施形態では、車両の運転者が、電子制御装置３０に関して完全な制御を果たすことが可能であり、このように中間装置２４がブレーキ動力源２６を駆動させる割合を直接調節することができる。別の実施形態では、電子制御装置３０は、以下に更に説明されるように、ブレーキ動力源２６が駆動させられる割合を生み出す１つ若しくはそれ以上の入力を有している。

ある実施形態では、中間装置２４は、別々に収容された２つの構成部品を有している。中間装置２４に関するそのような実施形態の基本となる構成部品が、図２に表されている。この実施形態では、中間装置２４は、供給装置４０とモータ４２とを有している。エンジン２２のクランクシャフトによって駆動させられる供給装置４０は、流体又は電気のように（矢印Ａによって示される）媒体をモータ４２に供給する。上記媒体によって駆動させられるモータ４２は、次にはブレーキ動力源２６を駆動させる。このようにして、上記装置４０によりモータ４２に供給される媒体の量を調節することによって、ブレーキ動力源２６が駆動させられる割合が制御される。

別々に収容される２つの構成部品を有するもう１つの中間装置２４の基本となる構成部品が、図３に表されている。この実施形態では、ブレーキ動力源２６を駆動させることができる少なくとも２つのギアトレイン装置５０を用いる。エンジン２２のクランクシャフトは、クラッチ５２を介してギアトレインに接続可能であり、それにより異なるギアトレイン５０の間で切替えを可能にする。エンジン２２と異なるギアトレイン５０との間の接続を制御することによって、このようにブレーキ動力源２６を駆動させる速度を変えることができる。

図４、５に表されるように、図２における装置（例えば供給装置及びモータ）は、多くの異なる形態の１つを利用し得る。例えば、図４に示されるように、供給装置が電気を供給する発電機６０であってもよい。そのような場合には、モータは、発電機６０によって供給される電気により駆動させられる電動機６２である。

図５に表されるようにもう１つの実施例のように、供給装置は、流体を供給する液圧ポンプ６４であってもよい。これらの場合には、モータは、液圧ポンプによって供給される流体により駆動させられる液圧モータである。流体は、液圧モータ６６を駆動させるために、液圧ポンプ６４による継続使用用に繰り返し液圧ポンプ６４に戻される（矢印Ｂにより示されている）。いくつかの実施形態では、このように流体の再利用を更に容易にするために、リザーバ６８が備えられている。

電子制御装置３０は、モータ６６がブレーキ動力源２６を駆動させる速度を制御するために、ポンプ６４又はモータ６６のどちらか、あるいは両方の運転を調節する。このようにして、現在のエンジン速度に関係なく、ブレーキ動力源２６が駆動させられる速度を制御することができる。

図６に示されるように、ある有利な実施形態では、電子制御装置３０は、中間装置２４が１つ若しくはそれ以上の入力９６に基づいてブレーキ動力源２６を駆動させる割合を制御する。入力９６は、求められ得るあらゆる種類の情報を有する信号９８を受け取る入力であってもよい。例えば、信号９８は、車両が上の方へあるいは下の方へ移動しているのかを電子制御装置が判断することができるように、エンジンのクランクシャフトの毎分回転数を反映する情報を有していてもよい。同様に、信号９８は、車両の運転者が加速したいのかあるいは減速したいのかを電子制御装置が判断することができるように、スロットル位置を反映する情報を有していてもよい。同様に、信号９８は、電子制御装置が車両の速度を判断することができるように、車両の少なくとも１つの車輪の回転速度を反映する情報を有していてもよい。別の信号９８が、例えば空気圧、電圧、又はエアドライヤ内の温度を反映する情報のように、様々な他の形式の情報を伝えてもよい。いくつかの実施形態では、電子制御装置３０は、それの中間装置２４の運転を反映する情報を受け取る入力９６を有し得る。例えば、ある実施形態では、電子制御装置３０は、モータ６６の速度を反映する情報を含む信号９８を受け取る入力９６を有し得る。

ブレーキ動力源２６は、ブレーキシステムに動力を供給するのに適した電気、圧縮空気、又は他の形式の動力源であってもよい。例えば、図７に表されるように、いくつかの実施形態では、ブレーキ動力２６は、電気を発生させる発電機７０である。これらの実施形態では、電気がブレーキ機構８０に伝えられる。これらのある実施形態では、この電気の運搬は、自動的に又は車両の運転者によって、例えばブレーキペダルのようなスイッチアクチュエータ８４を用いてスイッチ８２を入れる又は切ることにより起こる又は終わる。

図８に表されるように、別の実施形態では、ブレーキ動力源２６は、空気圧縮機７２であってもよい。そのような圧縮機は、参照としてここに組み込まれる米国特許第６４３９８５７号に開示されるもののように、斜板式ピストン圧縮機であってもよい。そこに開示されるように、この形式の圧縮機は、典型的には、斜板室を少なくとも部分的に囲み、斜板に連結されたピストンを受容するピストン溝部を有するシリンダブロックに隣接して取り付けられる斜板ハウジングを有している。斜板室内に配置された斜板は、斜板に接触させるアクチュエータであるが、上記アクチュエータが、第１の位置にある場合には、駆動軸に垂直な位置に斜板を保持するのに適した力を斜板に及ぼし、それによりピストンが遊びのままであり、第２の位置にある場合には、斜板を旋回するのに適した力を斜板に及ぼし、それによりアクチュエータが回転する場合にピストンの往復運動を引き起こすように軸に取り付けられている。この実施形態では、上記軸は、エンジン２２の速度に関係なく、モータ６６によって駆動させられることが可能である。

これらの実施形態では、空気がブレーキ機構８０に移動させられる。これらのある実施形態では、この空気の移動は、自動的に又は車両の運転者によってバルブアクチュエータ８８を備えたバルブ８６を開く又は閉じることにより起こる又は終わる。これらのいくつかの実施形態では、リザーバ７４が、必要とされるまで圧縮機７２によって圧縮された空気を保持するために設けられており、その時にはバルブ８６はバルブアクチュエータ８８を用いて作動される。

図９に表されるように、ブレーキ機構８０は、車両の車輪の回転を遅くする、止める、又は抑制するのに十分な摩擦力を生じるあらゆる機構を備えた接触装置（コンタクトデバイス：contact device）９０を有し得る。例えば、いくつかの実施形態では、コンタクトデバイス９０は、車両の車輪のハブに接続されたロータ（不図示）に接触させるために、例えば固定キャリパ又は浮動キャリパのように、それに摩擦力を及ぼすキャリパを有しており、それにより車輪の回転力を抑制する。別の実施形態では、コンタクトデバイス９０は、その中にブレーキシューを有するブレーキドラムを備えており、上記ブレーキシューは、ドラムに摩擦力を及ばすために外方へ押し付けられ、同様に回転を抑制する。

ある有利な実施形態では、ブレーキ機構８０はまた、実際に摩擦力を生み出す装置を作動する別体のコンタクトデバイスアクチュエータ９２を有している。これらの実施形態では、アクチュエータ９２は、ブレーキ動力供給から動力を受け取り、それによって動力が供給され、コンタクトデバイス９０に別の形態で動力を供給する。

このように、ブレーキ動力源２６の制御は、多くの場合、例えば動力がコンタクトデバイス９０を作動するために使用される場合のように、いつ動力がブレーキシステム２８に供給されるかを判断する機能において貴重である。しかし、留意すべきは、ブレーキ動力源２６のこの制御は、いつ動力がブレーキシステム２８に供給されないかを判断する機能においてもまた貴重である。そのような場合は、ブレーキ機構８０が車両にブレーキをかけることを防止するために、ブレーキ動力源２６により供給される動力が使用される場合に起こり、ブレーキ機構８０は、例えば、車両の通常運転中に圧縮空気がばねを片寄らせるために使用され、それによりばねがコンタクトデバイス９０に力を及ぼすことを防止し、このようにばねは、圧縮空気の流れが遮られる場合にコンタクトデバイスを作動させることができるのみであるばねアクチュエータの場合のように、ブレーキ動力源２６から動力の流れを遮ることにより作動される。

前述のものは、例示であり限定するものではないこと、及び、明らかな変更が本発明の趣旨を逸脱することなく当業者により行われ得ることが理解されるべきである。従って、本発明の範囲を決定するためには、上記明細書よりもむしろ添付した特許請求の範囲を主として参照すべきである。

本発明に係る、ブレーキシステムへの動力の供給を調節するシステムのブロック図である。 図１のシステムの１つの具体的な実施形態のブロック図である。 図１のシステムの別の具体的な実施形態のブロック図である。 図２のシステムの別の具体的な実施形態のブロック図である。 図２のシステムの別の具体的な実施形態のブロック図である。 図５のシステムの具体的な実施形態のブロック図である。 図５のシステムの別の具体的な実施形態のブロック図である。 図５のシステムの具体的な実施形態のブロック図である。 図８のシステムの具体的な実施形態のブロック図である。

符号の説明

２０ システム
２２ エンジン
２４ 中間装置
２６ ブレーキ動力源
２８ ブレーキシステム
３０ 制御装置
４０ 供給装置
４２ モータ
５０ ギアトレイン
５２ クラッチ
６０、７０ 発電機
６２ 電動機
６４ 液圧ポンプ
６６ 液圧モータ
６８、７４ リザーバ
７２ 圧縮機
８０ ブレーキ機構
８２ スイッチ
８４ スイッチアクチュエータ
８６ バルブ
８８ バルブアクチュエータ
９０ コンタクトデバイス
９２ コンタクトデバイスアクチュエータ

Claims (41)

1. 車両のブレーキシステムへの動力の供給を調節するシステムにおいて、
   エンジンと、
   前記エンジンにより駆動される中間装置と、
   前記中間装置により駆動されるブレーキ動力源と、
   前記ブレーキ動力源により動力を供給されるブレーキシステムと、
   前記中間装置と通じている制御装置であり、最低のエンジン速度に応じて、前記中間装置が所望の割合で前記ブレーキ動力源を駆動させる前記制御装置と、を有していることを特徴とするシステム。
2. 前記制御装置が、電子制御装置であることを特徴とする請求項１記載のシステム。
3. 前記ブレーキ動力源が、加圧流体源であることを特徴とする請求項１記載のシステム。
4. 前記加圧流体源が、空気圧縮機であることを特徴とする請求項３記載のシステム。
5. 前記空気圧縮機が、斜板圧縮機であることを特徴とする請求項４記載のシステム。
6. 前記圧縮機が、
   その中に少なくとも１つのピストン溝部を有するシリンダブロックと、
   前記シリンダブロックに隣接して取り付けられる斜板ハウジングと、
   前記斜板ハウジング及びシリンダブロック内に配置される軸と、
   前記軸に取り付けられる斜板と、
   前記斜板に連結され、前記少なくとも１つのピストン溝部内に配置され、その中で滑動可能である少なくとも１つのピストンと、
   アクチュエータが、第１の位置において、前記駆動軸に垂直な位置に前記斜板を保持するのに適した力を前記斜板に及ぼし、それにより前記少なくとも１つのピストンが遊びのままであり、第２の位置において、前記斜板を旋回するのに適した力を前記斜板に及ぼし、それにより前記アクチュエータが回転する場合に前記少なくとも１つのピストンの往復運動を引き起こすように前記斜板に接触させる前記アクチュエータと、
   を有していることを特徴とする請求項５記載のシステム。
7. 前記ブレーキシステムが、
   前記加圧流体源から加圧流体を受容するリザーバと、
   ブレーキ機構と、
   前記ブレーキ機構に前記リザーバを接続させるバルブと、
   前記リザーバから前記ブレーキ機構へ加圧流体の流れを制御するために前記バルブに接続されたバルブアクチュエータと、を有していることを特徴とする請求項３記載のシステム。
8. 前記車両が回転表面を有し、前記ブレーキ機構が、
   前記回転表面に接触させ、それにより摩擦を生み出すコンタクトデバイスと、
   前記コンタクトデバイスを前記回転表面に接触させるコンタクトデバイスアクチュエータと、を有していることを特徴とする請求項７記載のシステム。
9. 前記コンタクトデバイスが、固定キャリパを備えていることを特徴とする請求項８記載のシステム。
10. 前記コンタクトデバイスが、浮動キャリパを備えていることを特徴とする請求項８記載のシステム。
11. 前記コンタクトデバイスが、ブレーキシューを備えていることを特徴とする請求項８記載のシステム。
12. 前記コンタクトデバイスアクチュエータが、ピストンを備えていることを特徴とする請求項８記載のシステム。
13. 前記コンタクトデバイスアクチュエータが、ばねを備えていることを特徴とする請求項８記載のシステム。
14. 前記ブレーキ動力源が、電源であることを特徴とする請求項１記載のシステム。
15. 前記ブレーキ動力源が、発電機であることを特徴とする請求項１４記載のシステム。
16. 前記ブレーキシステムが、
    ブレーキ機構と、
    前記ブレーキ機構に前記電源を接続させるスイッチと、
    前記電源から前記ブレーキ機構へ電気の流れを制御するために前記スイッチに接続されたスイッチアクチュエータと、を有していることを特徴とする請求項１４記載のシステム。
17. 前記車両が回転表面を有し、前記ブレーキ機構が、前記回転表面に接触させ、それにより摩擦を生み出すコンタクトデバイスを有していることを特徴とする請求項１６記載のシステム。
18. 前記コンタクトデバイスが、固定キャリパを備えていることを特徴とする請求項１７記載のシステム。
19. 前記コンタクトデバイスが、浮動キャリパを備えていることを特徴とする請求項１７記載のシステム。
20. 前記コンタクトデバイスが、ブレーキシューを備えていることを特徴とする請求項１７記載のシステム。
21. 前記中間装置が、少なくとも２つの別々に収容される相互に接続された構成部品を有していることを特徴とする請求項１記載のシステム。
22. 前記中間装置が、
    媒体を供給するための前記エンジンにより駆動される供給装置と、
    前記供給装置により供給される媒体によって駆動されるモータと、を有していることを特徴とする請求項２１記載のシステム。
23. 前記供給装置が、電気を供給する発電機を備え、
    前記モータが、電気により駆動される電動機から成ることを特徴とする請求項２２記載のシステム。
24. 前記供給装置が、流体を供給する液圧ポンプを備え、
    前記モータが、前記流体により駆動される液圧モータから成ることを特徴とする請求項２２記載のシステム。
25. 前記モータから流体を受容するリザーバを更に有し、それから前記ポンプが流体を受容することを特徴とする請求項２４記載のシステム。
26. 前記中間装置が、
    少なくとも２つのギアトレインと、
    前記ギアトレインの１つから前記ギアトレインの別のものへ切り替えるクラッチと、を有していることを特徴とする請求項２１記載のシステム。
27. 前記制御装置が、情報を受け取る少なくとも１つの入力を有し、それに応じて前記制御装置は、前記中間装置が前記ブレーキ動力源を駆動させる割合を判断することを特徴とする請求項１記載のシステム。
28. 前記少なくとも１つの入力が、前記エンジンのクランクシャフトの毎分回転数を反映する情報を受け取る入力を有していることを特徴とする請求項２７記載のシステム。
29. 前記少なくとも１つの入力が、スロットル位置を反映する情報を受け取る入力を有していることを特徴とする請求項２７記載のシステム。
30. 前記少なくとも１つの入力が、前記車輪の少なくとも１つの回転速度を反映する情報を受け取る入力を有していることを特徴とする請求項２７記載のシステム。
31. 前記少なくとも１つの入力が、空気圧を反映する情報を受け取る入力を有していることを特徴とする請求項２７記載のシステム。
32. 前記少なくとも１つの入力が、電圧を反映する情報を受け取る入力を有していることを特徴とする請求項２７記載のシステム。
33. 前記少なくとも１つの入力が、エアドライヤ内の温度を反映する情報を受け取る入力を有していることを特徴とする請求項２７記載のシステム。
34. 前記中間装置が、
    媒体を供給するための前記エンジンによって駆動される供給装置と、
    前記モータにより供給される媒体によって駆動されるモータと、を有し、
    前記少なくとも１つの入力が、前記モータの速度を反映する情報を受け取る入力を有していることを特徴とする請求項２７記載のシステム。
35. 車両のブレーキシステムへの動力の供給を調節するシステムにおいて、
    エンジンと、
    前記エンジンにより駆動される中間装置と、
    前記中間装置により駆動される加圧流体源と、
    前記加圧流体源により動力を供給されるブレーキシステムと、
    前記中間装置と通じている電子制御装置であり、最低のエンジン速度に応じて、前記中間装置が所望の割合で前記加圧流体源を駆動させる前記制御装置と、を有していることを特徴とするシステム。
36. 前記中間装置が、
    電気を供給するための前記エンジンによって駆動される発電機と、
    前記発電機に供給される電気によって駆動される電動機と、を有していることを特徴とする請求項３５記載のシステム。
37. 前記中間装置が、
    流体を供給するための前記エンジンにより駆動される液圧ポンプと、
    前記流体により駆動される液圧モータと、を有していることを特徴とする請求項３５記載のシステム。
38. 前記中間装置が、
    前記エンジンにより駆動される少なくとも２つのギアトレインと、
    前記ギアトレインの１つから前記ギアトレインの別のものへ切り替えるクラッチと、を有していることを特徴とする請求項３５記載のシステム。
39. 車両のブレーキシステムへの動力の供給を調節するシステムにおいて、
    エンジンと、
    前記エンジンにより駆動される中間装置と、
    前記中間装置により駆動される電源と、
    前記電源により動力を供給されるブレーキシステムと、
    前記中間装置と通じている電子制御装置であり、最低のエンジン速度に応じて、前記中間装置が所望の割合で前記電源を駆動させる前記制御装置と、を有していることを特徴とするシステム。
40. 前記中間装置が、
    流体を供給するための前記エンジンにより駆動される液圧ポンプと、
    前記流体により駆動される液圧モータと、を有していることを特徴とする請求項３９記載のシステム。
41. 前記中間装置が、
    前記エンジンにより駆動される少なくとも２つのギアトレインと、
    前記ギアトレインの１つから前記ギアトレインの別のものへ切り替えるクラッチと、を有していることを特徴とする請求項３９記載のシステム。
    

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