JP2016517371A - 車両のブレーキシステムのためのブレーキ装置、および車両のためのブレーキシステム - Google Patents

車両のブレーキシステムのためのブレーキ装置、および車両のためのブレーキシステム Download PDF

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Abstract

【課題】 本発明は、ブレーキ液リザーバ(24)に液圧的に接続可能である、または接続されている、少なくとも第1の部分容積部(12a)と第2の部分容積部(12b)に下位区分された、または下位区分可能である、少なくとも1つの第1の圧力室(12)を備えるマスタブレーキシリンダ(10)をそれぞれ有し、第1のブレーキ回路(28)が第1の部分容積部(12a)に液圧的に接続可能であり、または接続されており、およびバルブ装置(38)を有する、ブレーキ装置およびブレーキシステムに関するものである。【解決手段】 該バルブ装置は、機械的に設定される限界圧力まで第2の部分容積部(12b)で圧力生成を惹起可能であるように機械的に設計されており、バルブ装置(38)の少なくとも1つの部分コンポーネント(38a)を介して少なくとも第1のブレーキ回路(28)へブレーキ液を移送可能であり、第2の部分容積部(12b)での限界圧力の超過が阻止される。【選択図】 図1

Description

本発明は、車両のブレーキシステムのためのブレーキ装置に関する。さらに本発明は、車両のためのブレーキシステムに関する。
特許文献1には、自動車のためのブレーキ設備が記載されている。このブレーキ設備は差動ピストンを備えるマスタブレーキシリンダを有しており、差動ピストンは第1の作用面で、マスタブレーキシリンダに構成された圧力室を区切るととともに、第2の作用面で、圧力室に前置された充填室を区切っている。差動ピストンの中央穴にはバルブ構造が構成されており、このバルブ構造によって圧力室と充填室の間の液圧接続部を解放可能であり、それにより、およそ0.3gの車両減速に達した後には、運転者が第1の作用面でしかマスタブレーキシリンダにブレーキ介入できないようになっている。圧力室と充填室は穴を介してブレーキ液リザーバ/圧媒容器と液圧接続されている。さらに、ブレーキ回路を圧力室に液圧接続可能である。これに加えて特許文献1のブレーキ設備は、ホイールブレーキに圧力を供給するための空気圧式、電気式、または電気液圧式の圧力提供ユニットとも協働作用することができる。
ドイツ特許出願公開第102011006327A1号明細書
本発明は、請求項1の構成要件を有する車両のブレーキシステムのためのブレーキ装置、および請求項9の構成要件を有する車両のためのブレーキシステムを提供する。
バルブ装置の好ましい設計に基づき、第2の部分容積部から少なくとも第1のブレーキ回路へブレーキ液が追加的に移送されることで、第1のブレーキ回路の少なくとも1つの第1のホイールブレーキシリンダで生成可能なブレーキ圧を高めることができる。あとで詳しく説明するように、本発明によって特に少なくとも1つのブレーキ回路に空気が存在する場合、ブレーキ回路の少なくとも1つのホイールブレーキシリンダで生成可能なブレーキ圧を、バルブ装置の好ましい設計によって有意に高めることができる。
ブレーキ装置は電気制御可能なバルブを含んでいるのが好ましく、このバルブを介して第2の部分容積部がブレーキ液リザーバに接続可能であり、または接続されており、それにより、電気制御可能なバルブが開いた状態で存在しているときには第2の部分容積部が第2のピストン壁のスライドにもかかわらず無圧で存在し、電気制御可能なバルブが閉じた状態で存在しているときには、バルブ装置で機械的に設定される限界圧力まで、第2のピストン壁のスライドによって圧力生成を惹起可能であるようになっている。ブレーキ装置への電気制御可能なバルブの好ましい装備によって、ブレーキ装置の通常動作モードでは運転者が第1のピストン壁の第1の面によってのみ第1の圧力室にブレーキ介入可能であることを保証することができる。マスタブレーキシリンダで圧力生成がなされる前からすでに電気制御可能なバルブを開いた状態へと制御することができ、それによって第2の部分容積部が無圧で存在することになり、そのようにして、第1のピストン壁と共同での第2のピストン壁の共同スライドに対して抵抗するものは何もない。したがって運転者は通常ブレーキモードのとき、第1のピストン壁の第1の面でのみ、マスタブレーキシリンダの第1の圧力室にブレーキ介入すればよい。このように運転者は、ブレーキ装置の通常動作モードのときに快適なブレーキ操作感覚(ペダル感覚)を有している。
さらに、運転者が第1の圧力室にブレーキ介入することができるブレーキ介入面を、通常動作モードに比べて増大可能であるフォールバックモードでブレーキ装置を作動可能である。電気制御可能なバルブが閉じた状態へと(自動的に)制御されることで、第2の部分容積部での追加の圧力生成を具体化可能である。これに加えてバルブ装置の好ましい機械的構成により、第2の部分容積部で生じている圧力が、機械的に設定される限界圧力を(ほとんど)上回らないことを保証可能である。このようにフォールバックモードでも、運転者がたとえばブレーキペダルなどのブレーキ操作部材の操作を快適と感じることが保証される。
好ましい実施形態では、マスタブレーキシリンダは、第2の圧力室と、第1の圧力室の第1の部分容積部と第2の圧力室との間で位置調節可能に配置されたフロートピストンとを含むことができ、第2のブレーキ回路は第2の圧力室に液圧的に接続可能であり、または接続されている。このように、ブレーキ装置を2回路式のブレーキシステムでも好ましく適用することができる。
特に第2の部分容積部は、バルブ装置の少なくとも1つの別の部分コンポーネントを介して、第2のブレーキ回路に追加的に接続可能であってよく、または接続されていてよく、それにより、ブレーキ液をバルブ装置の少なくとも別の部分コンポーネントを介して第2のブレーキ回路へ移送可能であるようになっている。このようにして、第2のブレーキ回路の少なくとも1つの第2のホイールブレーキシリンダで生成可能なブレーキ圧を増大可能である。特にこのようにして、たとえば第2のブレーキ回路での空気の存在に対処することができる。
別の好ましい実施形態では、マスタブレーキシリンダは段差のある穴を有しており、この穴の内部に少なくとも第1の圧力室が構成されており、マスタブレーキシリンダは、第1のピストン壁で第1の部分容積部を区切るとともに第2のピストン壁で第2の部分容積部を区切る差動ピストンを少なくとも1つの位置調節可能なロッドピストンとして含んでいる。しかしながら付言しておくと、マスタブレーキシリンダのこのような種類の構成は任意選択である。たとえばマスタブレーキシリンダは、ブレーキ操作部材の操作によってマスタブレーキシリンダの別々に存在する室の中へ位置調節可能である複数の差動ピストンを備えていてもよい。このようにして、マスタブレーキシリンダのさまざまに異なる多数の設計が、好ましいブレーキ装置の具体化のために好適となる。
たとえばバルブ装置は、第2の部分容積部をブレーキ液リザーバに接続可能である、または接続している過圧排出弁と、第2の部分容積部を少なくとも第1のブレーキ回路に接続可能である、または接続している、バルブ装置の部分コンポーネントとしての少なくとも1つの逆止め弁とを含むことができる。このようにして、バルブ装置を具体化するために低コストなコンポーネントを使用することができる。
発展例としてバルブ装置は、第2の部分容積部を第2のブレーキ回路に接続可能である、または接続している、別の逆止め弁を追加的に含むことができる。第2の部分容積部から第2のブレーキ回路へのブレーキ液の追加の移送可能性により、第2のブレーキ回路の少なくとも1つの第2のホイールブレーキシリンダで生成可能なブレーキ圧の増大を、低コストなバルブ装置によって具体化可能である。
上に説明した実施形態の別案として、バルブ装置は、第2の部分容積部をブレーキ液リザーバに接続可能である、または接続している、制御式の逆止め弁と、バルブ装置の部分コンポーネントとして、第2の部分容積部を少なくとも第1のブレーキ回路に接続可能である、または接続している、少なくとも1つの逆止め弁とを含むことができる。ブレーキ装置のこの実施形態も低コストに製作可能である。
上に挙げた利点は、相応に構成されたブレーキシステムでも惹起される。
好ましい発展例では、ブレーキシステムは外力式ブレーキ装置を含むことができる。外力式ブレーキ装置は、すでに上で説明したブレーキシステムの具体化可能な通常動作モードのときに、ブレーキシステムのホイールブレーキシリンダでのブレーキ圧の生成/増大のために利用することができる。
好ましい実施形態では、バルブ装置は、第2の部分容積部をブレーキ液リザーバに接続可能である、または接続している過圧排出弁と、バルブ装置の部分コンポーネントとして、プランジャとして構成された外力式ブレーキ装置の少なくとも1つのリップシールとを含むことができる。このように、外力式ブレーキ装置のこのような種類の低コストな構成で、少なくとも1つの逆止め弁の使用を省略することができる。このようにして、好ましく構成されたブレーキシステムの所要設計スペースと製造コストを削減可能である。
別の好ましい発展例では、ブレーキシステムは、通常モードのときにブレーキシステムの少なくとも1つのコンポーネントを制御して、バルブ装置で機械的に設定される限界圧力まで第2のピストン壁のスライドによって第2の部分容積部で圧力生成を惹起可能であるようにするために設計された制御装置を含んでいる。圧力生成を具体化するために、たとえば、たとえばピストンに機械的および/または液圧的に接続されたモータによってピストンを動かすことができる。このように、このブレーキシステムは並列型の供給用としても適している。この利点は、このような種類の制御装置を備えるブレーキ装置にも相応に転用可能である。
次に、本発明のその他の構成要件や利点について図面を参照しながら説明する。図面は次のものを示している:
ブレーキシステムの第1の実施形態を示す模式図である。 ブレーキシステムの第2の実施形態を示す模式図である。 ブレーキシステムの第3の実施形態を示す模式図である。 ブレーキシステムの第4の実施形態を示す模式図である。 図5aから5eは、ブレーキシステムの第5の実施形態を示す模式図、およびその動作を説明するための座標系である。
図1は、ブレーキシステムの第1の実施形態の模式図を示している。
図1に模式的に掲げる車両のためのブレーキシステムは、少なくとも第1の部分容積部12aと第2の部分容積部12bとに下位区分された、または下位区分可能である、少なくとも1つの第1の圧力室12を備えたマスタブレーキシリンダ10を有している。第1の部分容積部12aは、少なくとも1つの位置調節可能なロッドピストン16の第1のピストン壁14aにより区切られており、それにより、第1の部分容積部12aの第1の容積を第1のピストン壁14aのスライドによって変更可能であるようになっている。さらに、第2の部分容積部14bは少なくとも1つの位置調節可能なロッドピストン16の第2のピストン壁14bにより区切られており、それにより、第2の部分容積部12bの第2の容積を第2のピストン壁14bのスライドによって変更可能であるようになっている。部分容積部12aおよび12bは、たとえば分離された、またはバルブコンポーネントによって液圧的に分離可能な、2つの室として構成されていてよい。
図1の実施形態では、マスタブレーキシリンダ10は、第2の圧力室18と、第1の圧力室12の第1の部分容積部12aと第2の圧力室18との間で位置調節可能に配置されたフロートピストン20をさらに含んでいる。このようにマスタブレーキシリンダ10は、「改良型の」タンデム型マスタブレーキシリンダとして利用することもできる。しかしながら付言しておくと、2つの圧力室12および18を備えるマスタブレーキシリンダの構成は任意選択である。
図1の実施形態では、マスタブレーキシリンダ10は段差のある穴をさらに有しており、この穴の内部に少なくとも第1の圧力室12が構成されている。たとえば段差のある穴は、少なくとも1つの位置調節可能なロッドピストン16および/またはフロートピストン20の位置調節方向22に対して垂直に向いた第1の(内側の)内径d1を有することができ、この内径は、段差のある穴の位置調節方向22に対して垂直に向いている第2の(外側の)内径d2よりも小さくなっている。第1の部分容積部12aおよび/または第2の圧力室18は、位置調節方向22に対して垂直に第1の/内側の直径d1を有しており、それに対して第2の部分容積部12bは、位置調節方向22に対して垂直に第2の/外側の内径d2を有している。マスタブレーキシリンダ10は、第1のピストン壁14aで第1の部分容積部12aを区切るとともに第2のピストン壁14bで第2の部分容積部12bを区切る少なくとも1つの位置調節可能なロッドピストン16として、差動ピストン16を含むこともできる。このように第2の部分容積部12bは、環状容積部として構成されていてもよい。しかしながら付言しておくと、図1に掲げるマスタブレーキシリンダ10の実施形態は一例としてのみ解釈されるべきものである。図1の図面とは相違するマスタブレーキシリンダ10の設計も、以下に説明するブレーキシステムの具体化のために利用することができる。
ブレーキシステムはブレーキ液リザーバ24も含んでおり、少なくとも第1の部分容積部12aおよび第2の部分容積部12bをブレーキ液リザーバ24に液圧的に接続可能であってよく/接続されていてよい。第2の圧力室18も、ブレーキ液リザーバ24に接続可能であってよく/接続されていてよい。たとえば容積部12a,12bおよび18は、それぞれオリフィス穴26を介してブレーキ液リザーバ24に液圧的に接続可能であってよく/接続されていてよい。
ブレーキシステムは、少なくとも1つの第1のホイールブレーキシリンダ30の少なくとも1つの第1のブレーキ回路28も有しており、第1のブレーキ回路28は第1の部分容積部12aに液圧的に接続可能であり/接続されている。少なくとも1つの第2のホイールブレーキシリンダ34を備える第2のブレーキ回路32も第2の圧力室18に液圧的に接続可能であり/接続されているのが好ましい。ただし、ここで説明しているブレーキシステムは、2つのブレーキ回路28および32を有する設計に限定されるものではない。同様に、ブレーキ回路28および32で適用可能なホイールブレーキシリンダ30および34の個数も、比較的自由に選択可能である。さらに、たとえばポンプおよび/またはバルブのような数多くのさまざまな液圧コンポーネントを、ブレーキ回路28および32で適用することができる。
ブレーキシステムは、第2の部分容積部12bがブレーキ液リザーバ24に接続される電気制御可能なバルブ36も有しているのが好ましい。電気制御可能なバルブ36は、このケースでは第2の部分容積部12bとブレーキ液リザーバ24との間で利用されて、電気制御可能なバルブ36が開いた状態で存在しているときに、第2の部分容積部12が、第2のピストン壁14bのスライドにもかかわらず無圧で存在するようになっている。ただし、ブレーキシステムへの電気制御可能なバルブ36の装備は任意選択である。
ブレーキシステムはバルブ装置38を有しており、第2の部分容積部12bはバルブ装置38の少なくとも1つの部分コンポーネント38aを介して少なくとも第1のブレーキ回路28に接続されている。さらにバルブ装置38は、(場合により存在する電気制御可能なバルブ36が閉じた状態で存在しているときに)、バルブ装置38で機械的に設定される限界圧力まで、第2のピストン壁14bのスライドによって第2の部分容積部12bで圧力生成を惹起可能であるように機械的に設計されている。さらにブレーキ液は、少なくともバルブ装置38の部分コンポーネント38aを介して、少なくとも第1のブレーキ回路28へと移送可能である。さらにバルブ装置38の構成に基づき、第2のピストン壁(14b)のそれ以上のスライドにもかかわらず、第2の部分容積部(12b)における限界圧力の超過が阻止されることが保証される。限界圧力はたとえば1から3バールの間であってよく、特に2バールである。圧力閾値であってこれを超えたときにブレーキ液が第2の部分容積部12bから少なくとも第1のブレーキ回路28へと流れる圧力閾値は、約0.5バールであってよい。
ブレーキシステムはその好ましい構成に基づき、運転者が、第1の部分容積部12aを区切る第1のピストン壁14aの第1の面A1によってのみ、少なくとも第1の圧力室12へブレーキ介入する通常動作モードで作動させることができる。このことは、電気制御可能なバルブ36が開いた状態へと制御されることによって保証可能である。これを言い換えて、通常動作モードでは、第2の部分容積12bは電気制御可能なバルブ36の開放によってブレーキ液リザーバ24と短絡されると言うこともできる。この制御の時点は、特に非常ブレーキングのときのような急速な制動が認識されたときには、圧力生成ダイナミクスをこの動作ケースで改善するために、時間的に後にずらすことができる。第1のピストン壁14aと第2のピストン壁14bとの共同スライドは、電気制御可能なバルブ36が開いた後、第2の部分容積部12bでの圧力生成とは結びつかない。したがって運転者は、ブレーキ装置/ブレーキシステムの通常動作モードでは、第1の面A1に等しい少なくとも第1の圧力室12へブレーキ介入するための比較的小さいブレーキ介入面積に基づき、快適なブレーキ操作感覚(ペダル感覚)を有している。
同様にブレーキシステムは、(第1の圧力室12へブレーキ介入するための)ブレーキ介入面が、通常動作モードのときに比べて増大しているフォールバックモードで作動可能である。電気制御可能なバルブ36が閉じた状態へと(自動的に)制御されることで、第2の部分容積部12bでの追加の圧力生成を実現可能である。このように、フォールバックモードのときに(少なくとも第1の圧力室12へブレーキ介入するために)有効な(全体の)ブレーキ介入面は、第1の面A1と、第2の部分容積部12bを区切る第2のピストン壁14bの第2の面A2との合計に相当する。(少なくとも第1の圧力室12へブレーキ介入するための)ブレーキ介入面が面A1およびA2の合計に拡大されることで、マスタブレーキシリンダ10の伝達比が高くなり、その結果、運転者は一定の運転者ブレーキ力でいっそう大きなブレーキ圧をブレーキシステムのホイールブレーキシリンダ30および34で惹起することができる。このように、考慮されるべき動作状態の影響も低減することができる。
それと同時に、バルブ装置38の好ましい機械的構成により、第2の部分容積部12bで生じている圧力が、機械的に設定される限界圧力を(ほとんど)上回らないことが保証される。このようにフォールバックモードでも、運転者がブレーキ操作部材の操作を快適と感じることが保証される。さらに、第2の部分容積部12bから少なくとも第1のブレーキ回路28へのブレーキ液の移送によって、第1のブレーキ回路28の少なくとも1つの第1のホイールブレーキシリンダ30で生成可能なブレーキ圧を引き上げることができる。明文をもって付言しておくと、第2の部分容積部12bでの比較的強い圧力生成後の第2の部分容積部12bからの急激な放出は、バルブ装置38のこのような設計によって防止される。それによりフォールバックモードのときでも、運転者ブレーキ力の急激な低下が防止される。このことは、フォールバックモードのときにもブレーキ操作中にいかなる不規則性も生じないことを保証する。
ブレーキシステムは、特にブレーキシステムの少なくとも1つの電気コンポーネントの部分失陥または全面失陥が起こったときに、または車内電力網が故障したときに、フォールバックモードで作動させることができる。このように、このような種類のエラー状況のときでさえ、ブレーキシステムを搭載した車両を運転者がなおも快適に停止状態へと制御できることが確実に保証される。
電気制御可能なバルブ36は、フォールバックモードおよび/または機械式のフォールバックレベルのときに閉じた状態へと制御される。このことは、電気制御可能なバルブ36が無通電のとき閉じるバルブとして構成されている場合、電気制御可能なバルブ36への電流供給の遮断によって自動的に具体化可能である。
バルブ装置38は、たとえば1バールから3バールの間のブレーキ圧について、特に2バールのブレーキ圧について、機械的に設計されていてよい。ブレーキ圧を規定するためのバルブ装置38の機械的設計により、フォールバックモードのときに車内電力網が全面失陥したときでさえ、バルブ装置38が依然として希望される機能を確実に遂行することを保証可能である。
電気制御可能なバルブ36は、第2の部分容積部12bにあるマスタブレーキシリンダ10の穴42からブレーキ液リザーバ24まで延びる配管40で適用されるのが好ましい。付言しておくと、穴42はオリフィス開口部26であると理解されるものではない。したがって穴42は、第2のピストン壁14bが明らかに第2の部分容積部12bの内部へ位置調節されたときでさえ、依然として露出している。
ブレーキシステムは外力式ブレーキ装置44も含んでいるのが好ましく、これを用いて通常動作モード中に、ホイールブレーキシリンダ30および34でのブレーキ圧生成を実行可能または補助可能である。外力式ブレーキ装置44は空気圧式、電気式、または電気液圧式の外力式ブレーキ装置44であってよい。このように運転者は通常動作モード中に、比較的低い運転者ブレーキ力と比較的小さい第1の面A1とによってのみ、マスタブレーキシリンダ10にブレーキ介入するだけでよい。
図1の実施形態では、外力式ブレーキ装置44はプランジャ44であり、その2つの圧力室46aおよび46bは、モータ48の作動により位置調節可能なピストン50aおよび50bによってそれぞれ区切られる。第1のブレーキ回路28はプランジャ44の第1の圧力室46aに接続されており、それに対してプランジャ44の第2の圧力室46bは第2のブレーキ回路32に付属している。プランジャの各々の圧力室46aおよび46bは、それぞれ配管52aおよび52bおよびその中で適用されるそれぞれの分離弁54aおよび54bを介して、マスタブレーキシリンダ10と液圧接続されており、プランジャ44の第1の圧力室46aは第1の部分容積部12aに、またプランジャ44の第2の圧力室46bは第2の圧力室18に、それぞれ液圧接続されている。このようにマスタブレーキシリンダ10は、分離弁54aおよび54bを閉じることで、ブレーキ回路28および32から分断することができる。このようにして、ブレーキシステムが通常動作モードで存在しているとき、プランジャ44のみによってホイールブレーキシリンダ30および34でブレーキ圧生成が惹起されることを保証可能であり、それに対してフォールバックモードでは、ホイールブレーキシリンダ30および34で希望される高いブレーキ圧を生成するために、マスタブレーキシリンダ10を利用可能である。プランジャ44はセルフロック式であるのが好ましい。
電気制御可能なバルブ36は、無通電のときに閉じるバルブとして施工されていてよい。それに応じて、無通電のときに開くバルブを分離弁54aおよび54bとして利用することができる。このようにして、車内電力網が失陥したときにブレーキシステムを通常動作モードからフォールバックモードへと自動的に制御可能であることを保証可能である。
図1の実施形態ではバルブ装置38は、第2の部分容積部12bが少なくとも第1のブレーキ回路28に接続される少なくとも1つの部分コンポーネント38aとして、逆止め弁38aを有している。ブレーキ液を第2の部分容積部12bから第1のブレーキ回路38へと移送可能である逆止め弁38aは、第2の部分容積部12bにあるマスタブレーキシリンダ10の別の穴60から第1のブレーキ回路28に向かう方向へと延びる配管58で適用されていてよい。たとえば配管58は、配管52aに連通することができる。別の穴60は、第2のピストン壁14bが有意に内部へと位置調節されたときでさえ、まだ露出したまま保たれるようにマスタブレーキシリンダ10に構成されている。さらにバルブ装置38は、第2の部分容積部12bがブレーキ液リザーバ24に接続される過圧排出弁38bを含んでいる。過圧排出弁38bは、特に、電気制御可能なバルブ36と並列に延びるバイパス配管56に配置されていてよい。
補足として図1のブレーキシステムは、任意選択のシミュレータ装置62をさらに有している。シミュレータ装置62は、圧力室62aと、ばね室62bと、圧力室62aとばね室62bの間で位置調節可能に配置されたピストン62cとを含んでおり、このピストンは少なくとも1つのシミュレータばね62bのばね力に抗して、シミュレータ室62bの中へ入るように位置調節可能である。圧力室62aは配管64を介して、第1の部分容積部12aまたは第2の圧力室18に選択的に接続される。無通電のときに閉じるバルブとして設計されるのが好ましい別の分離弁66によって、シミュレータ装置62は、車内電力網がダウンしたときにブレーキシステムから自動的に分断される。このように、シミュレータ装置62がフォールバックモード中に、ホイールブレーキシリンダ30および34でのブレーキ圧の生成にあたって運転者に抵抗する作用を生じさせないことを保証可能である。
図2は、ブレーキシステムの第2の実施形態の模式図を示している。
図2に模式的に示すブレーキシステムは、上に説明した実施形態とは異なり、ただ1つの圧力室46と、モータ48により位置調節可能なピストン50とを備えるプランジャ44として構成された外力式ブレーキ装置44を有している。プランジャ44の圧力室46は、穴/シール材70を介して、穴60と逆止め弁38aの間に位置している配管58の区域に接続されている。さらにプランジャ44の圧力室46は、それぞれ配管72およびその中で適用されている無通電のときに閉じる分離弁74を介して、各々のブレーキ回路28および32と接続されている。外力式ブレーキ装置44のこのような種類の設計でも、ブレーキ回路28および32のすべてのホイールブレーキシリンダ30および34で生じているブレーキ圧を、通常動作モードのときに自由に調整することができる。
さらに図2のブレーキシステムでは、第2の部分容積部12bは、バルブ装置38の少なくとも1つの別の部分コンポーネント38cを介して、第2のブレーキ回路32に追加的に接続されており、それにより、ブレーキ液をバルブ装置38の少なくとも別の部分コンポーネント38cを介して、第2のブレーキ回路32へと移送可能であるようになっている。このように、フォールバックモードのとき運転者によって第2の部分容積部12bに対して及ぼされる運転者ブレーキ力を、第2のブレーキ回路33の少なくとも1つの第2のホイールブレーキシリンダ34でのブレーキ圧の増大のためにも利用することができる。あとで詳しく説明するとおり、それによって第2のブレーキ回路32の少なくとも1つの第2のホイールブレーキシリンダ34で惹起可能なブレーキ圧を有意に増大可能である。バルブ装置38は別の部分コンポーネント38cとして、第2の部分容積部12bが第2のブレーキ回路32に接続される別の逆止め弁38cを有している。このことは、穴60と逆止め弁38aの間に位置している配管58の区域から第2のブレーキ回路32へと通じる配管76へ、別の逆止め弁38bが挿入されることによって簡単な仕方で具体化可能である。
図3は、ブレーキシステムの第3の実施形態の模式図を示している。
図3に示すブレーキシステムは、図1の実施形態とは異なり、第2の部分容積部12bがブレーキ液リザーバ24に接続される過圧排出弁38bに追加して、プランジャ44として構成された外力式ブレーキ装置44の少なくとも1つのリップシール80をさらに含むバルブ装置38を有している。このようにして、ブレーキシステムを構成するときに少なくとも1つの逆止め弁の装備を省略することができる。このようにして、図3のブレーキシステムの製造コストと所要設計スペースを減らすことができる。
図4は、ブレーキシステムの第4の実施形態の模式図を示している。
図4に掲げるブレーキシステムは、差動ピストン16として構成されたロッドピストン16が第1の圧力室12と圧力生成室90との間で位置調節可能に配置されたマスタブレーキシリンダ10を有している。出力ピストン92は、差動ピストン60からたとえばブレーキペダル94のようなブレーキ操作部材94へと向かう方向に延びている。出力ピストン92は、マスタブレーキシリンダ10の外壁96にある開口部を通っており、この外壁は、圧力生成室90をブレーキ操作部材94のほうを向く側で区切っている。外壁96は、外力式ブレーキ装置44のピストン50のスライドによって、ブレーキ液容積を外力式ブレーキ装置44の圧力室46と圧力生成室90との間で移送可能であるように液密に構成されている。このように、外力式ブレーキ装置44がマスタブレーキシリンダ10に前置されていてもよい。
シミュレータ装置62は同じく圧力生成室90に接続されている。このことは、分離弁66を備える配管64が、圧力生成室90を外壁96とブレーキ操作部材94との間の(図示しない)前室と接続する、(好ましくは無通電のときに開く)分離弁100を備える配管98に連通することによって具体化される。外力式ブレーキ装置44も配管98に接続されていてよく、このとき外力式ブレーキ装置44は圧力生成室90と分離弁100の間で接続され、シミュレータ装置62は分離弁100と前室の間で接続されるのが好ましい。
図4のブレーキシステムでは、電気制御可能なバルブ36と過圧排出弁38bが配管40で直列に配置されている。電気制御可能なバルブ36は、過圧排出弁38bとブレーキ液リザーバ24の間を延びている配管40の区域で適用されるのが好ましい。
上に説明した各実施形態の補足として、ブレーキシステムは、逆止め弁38aと並列に延びている配管104に挿入された、無通電のときに閉じる分離弁102も有している。図4のブレーキシステムも、上で説明したすべての利点を確実に保証する。
図4に模式的に示すブレーキシステムの実施形態は、上記の各実施形態とは相違する仕方で作動させることもできる。その場合、第2の部分容積部12bは通常動作モードのとき、その中での圧力生成を第2のピストン面14bのスライドによって惹起可能であり、両方の部分容積部12aおよび12bを並列式の供給のために利用可能であるように切り換えられる。第2の部分容積部12bの相応の「切換」は(図示しない)制御装置によって実行することができ、この制御装置は、通常モードのときにたとえば少なくとも電気制御可能なバルブ36などのブレーキシステムの少なくとも1つのコンポーネントを制御して、バルブ装置38で機械的に設定される限界圧力まで、第2の部分容積部12bでの第2のピストン壁14bのスライドによって圧力生成を惹起可能であるようにするために設計されている。フォールバックレベルでは、面A1およびA2の連結を圧力に依存して調整することができる。
モータ48の作動によって、ブレーキ力制限またはブレーキ力増強のためにピストン16を動かすことができる。図4に示す液圧式の力伝達の別案として、ピストン16とモータ48の間の機械式の力伝達も可能である。
図5aから5eは、ブレーキシステムの第5の実施形態の模式図と、その動作を説明するための座標系とを示している。
図5aに掲げるブレーキシステムは、第2の部分容積部12bに穴42だけが構成されたマスタブレーキシリンダ10を有している。配管40およびそこに挿入された電気制御可能なバルブ36は、穴42と、プランジャ44の圧力室46がブレーキ液リザーバ24に接続される配管110との間を延びている(プランジャ44の圧力室46は、任意選択として、配管114を介してシミュレータ装置62のばね室62bと接続されていてよい)。
バルブ装置38は、電気制御可能なバルブ36と並列に案内されるバイパス配管56に挿入され、部分容積部12bがブレーキ液リザーバ24に接続される、制御式の逆止め弁112aを有している。さらにバルブ装置38は、第2の部分容積部12bが少なくとも第1のブレーキ回路28に接続される、少なくとも1つの逆止め弁112bおよび112cを含んでいる。図5aの実施形態では、第2の容積部12bは、特に配管58に挿入された第1の逆止め弁112bを介して第1のブレーキ回路28と液圧接続されるとともに、配管76に挿入された第2の逆止め弁112cを介して第2のブレーキ回路32と液圧接続される。その補足としてブレーキシステムは、選択的に、シミュレータ装置62の分離弁66と並列に配置された逆止め弁116と、少なくとも1つのセンサ118とを有することもできる。
図5aのバルブ装置38によっても、第2の部分容積部12bからブレーキ回路28および32へ、およびブレーキ液リザーバ24へのブレーキ液移送を、逆止め弁112aから112cの閉止圧力を通じて機械的に制御可能である。制御式の逆止め弁112aは、第2の部分容積部12bで最大限許容される圧力としての限界圧力を定義する。逆止め弁112bおよび112cを通じて、ブレーキ回路28および32と第2の部分容積部12bとの間の圧力閾値(圧力差)を定義することができる。第2の部分容積部12bの圧力がこの圧力閾値を上回ると、ブレーキ液が第2の部分容積部12bからブレーキ回路28および32へ流れ込む。この状態は、ブレーキ回路圧の上昇によって圧力閾値を下回るまで、または、制御式の逆止め弁112aにより設定される第2の部分容積部12bの限界圧力を上回るまで、継続される。
それにより図5aのブレーキシステムも、フォールバックレベルのとき、液圧的に有効な面A1およびA2の合計に等しい増大したブレーキ介入面によって、両方のブレーキ回路28および32へブレーキ介入することを可能にする。このことは、両方のブレーキ回路28および32のうちの一方のみでの液圧的に有効な両方の面A1およびA2によるブレーキ介入と比べたときに、機械的なフォールバックレベルでのブレーキ挙動の明らかな改善である。
図5bから5eは、横軸がペダルストロークs(単位mm)、縦軸が圧力p1/p2(単位バール)を表す座標系を示している。以下において図5bから5eの座標系を参照しながら、ブレーキ回路28および32で生じているブレーキ圧をブレーキ液移送によってフォールバックモード中にどの程度の強さで増大可能であるかを説明する。
図5bおよび5cの座標系は、ブレーキングの開始時にブレーキ回路28および32に空気が存在しない状況を表している:
図5bの座標系により、第2のブレーキ回路32で惹起可能な第2のブレーキ圧p2(単位バール)が表されている。グラフg0は、第2のブレーキ回路32で従来式の仕方により、すなわち第2の部分容積部12bから両方のブレーキ回路28および32のうちの一方へのブレーキ液の移送をせずに生じる第2のブレーキ圧p2を表している。グラフg1により、第2の部分容積部12bからブレーキ液が第1のブレーキ回路28へのみ供給された場合に、第2のブレーキ回路32で生じることになる第2のブレーキ圧p2が表されている。第2の部分容積部12bから両方のブレーキ回路28および32へのブレーキ液の供給によって惹起可能な第2のブレーキ圧p2は、グラフg2で表されている。ここでわかるとおり、第2の部分容積部12bから両方のブレーキ回路28および32へのブレーキ液の移送によって、比較的大きいペダルストロークsのときに第2のブレーキ回路32で惹起可能な第2のブレーキ圧p2を、明らかに増大可能である。グラフg2はたとえば100バールの最大圧力を有しており、それに対してグラフg0およびg1はそれぞれ93バールの最大圧力を有している。
図5cの座標系には、第1のブレーキ回路28で惹起可能な第1のブレーキ圧p1(単位バール)が表されている。ここでグラフg0は、従来式の仕方によって、すなわち第2の部分容積部12bから両方のブレーキ回路28および32のうちの一方へ移送をすることなしに、第1のブレーキ回路28で惹起可能な第1のブレーキ圧p1を示している。グラフg1の値は、第2の部分容積部12bから第1のブレーキ回路28へのみブレーキ液が供給されるときに惹起可能な第1のブレーキ圧p1の値に相当する。第1のブレーキ回路28を(第2の部分容積部12bから)同時に充填しながら、第2の部分容積部12bから第2のブレーキ回路32へブレーキ液を追加的に供給することで、第1のブレーキ圧p1は、比較的大きいペダルストロークsのとき、グラフg2を参照するとわかるとおりほとんど損なわれることがない。グラフg2は97バールで、グラフg1の99バールの最大圧力と比べると若干低下した最大圧力を有しているものの、これらの値はグラフg0の89バールの最大圧力を明らかに上回っている。
図5dおよび5eの座標系を参照するとわかるように、ブレーキングの開始前に空気(たとえば2cm)がブレーキ回路28および32に存在していると、第2の部分容積部12bからブレーキ回路28および32へのブレーキ液の追加の供給によって惹起される圧力上昇がいっそう有意になる。グラフg0’およびg0’は、従来式の仕方によって、すなわち第2の部分容積部12bから両方のブレーキ回路28および32のうちの一方へのブレーキ液の移送をせずに、実現可能なブレーキ圧p1およびp2を表している。グラフg1’およびg1’により、第1のブレーキ回路28のみへのブレーキ液の供給を通じて惹起可能であるブレーキ圧p1およびp2が表されている。第2の部分容積部12bから両方のブレーキ回路28および32へのブレーキ液の供給によって具体化可能なブレーキ圧p1およびp2は、グラフg2’およびg2’によって表されている。このように、第2の部分容積部12bからの容積供給はブレーキ液による空気容積の充填を可能にし、それにより、実現可能な最大圧力上昇を有意に引き上げることができる。グラフg2’は、グラフg0’およびg1’の33バールの最大圧力に比べて、46バールの明らかに増大した最大圧力を有している。同様にグラフg2’は52バールで、グラフg1’の58バールの最大圧力に比べて若干低下した最大圧力を有しているものの、これらの値はグラフg0’の35バールの最大圧力を依然として明らかに上回っている。
以上を要約すると、第2の部分容積部12bからのブレーキ液の追加量の供給によって、機械的なフォールバックレベルのときにフルブレーキングで実現可能なブレーキ圧が引き上げられると言うことができる。このようにして、最大限可能な車両減速も増大可能である。特にこの効果は、場合によりブレーキ回路28および32に含まれる空気泡を補償し、このことは、フォールバックレベルで追加的に引き上げられる最大ブレーキ圧力、およびこれに伴って有意に短縮された車両の停車距離を可能にする。得られる追加容積は、特に第1のブレーキ回路28のむだ容積がいっそう迅速に克服されることで、無圧のブレーキ状態からの制動挙動をも改善する。さらにこのような方策により、機械的なフォールバックレベルで実現可能な減速を明らかに向上させることができ、動作状態によってペダルストロークに不都合な影響を及ぼすことがない。このように、上に説明したブレーキシステムによって、機械的なフォールバックレベルでの車両挙動をいっそう改善することができる。
さらに、作動時のペダルストロークとペダル力とを分断することで、作動時に送出されるべき容積に関わりなくフォールバックレベルを設計するという選択肢がある。
マスタブレーキシリンダ10、電気制御可能なバルブ36、およびバルブ装置38は、別個に配置可能な複数のコンポーネントであってよい。同様に、マスタブレーキシリンダ10、電気制御可能なバルブ36、およびバルブ装置38は、コンパクトな(一体的な)ブレーキ装置として構成されていてもよい。付言しておくと、このような種類の車両のブレーキシステムのためのブレーキ装置によっても、上に説明した利点を実現することができる。
10 マスタブレーキシリンダ
12 第1の圧力室
12a 第1の部分容積部
12b 第2の部分容積部
14a 第1のピストン壁
14b 第2のピストン壁
16 ロッドピストン
18 第2の圧力室
20 フロートピストン
24 ブレーキ液リザーバ
28 第1のブレーキ回路
32 第2のブレーキ回路
36 電気制御可能なバルブ
38 バルブ装置
38a 部分コンポーネント
80 部分コンポーネント
112a 部分コンポーネント

Claims (18)

  1. 車両のブレーキシステムのためのブレーキ装置であって、
    少なくとも第1の部分容積部(12a)および第2の部分容積部(12b)に下位区分された、または下位区分可能な少なくとも1つの第1の圧力室(12)を備えるマスタブレーキシリンダ(10)を有しており、前記第1の部分容積部(12a)は少なくとも1つの位置調節可能なロッドピストン(16)の第1のピストン壁(14a)により区切られており、それにより前記第1の部分容積部(12a)の第1の容積を前記第1のピストン壁(14a)のスライドによって可変であるようになっており、前記第2の部分容積部(12b)は少なくとも1つの位置調節可能な前記ロッドピストン(16)の第2のピストン壁(14b)により区切られており、それにより前記第2の部分容積部(12b)の第2の容積を前記第2のピストン壁(14b)のスライドによって可変であるようになっており、前記第1の部分容積部(12a)と前記第2の部分容積部(12b)はブレーキ液リザーバ(24)に液圧的に接続可能であり、または接続されており、第1のブレーキ回路(28)が前記第1の部分容積部(12a)に液圧的に接続可能であり、または接続されている、そのようなブレーキ装置において、
    バルブ装置(38)を有しており、前記第2の部分容積部(12b)は前記バルブ装置(38)の少なくとも1つの部分コンポーネント(38a,80,112b)を介して少なくとも前記第1のブレーキ回路(28)に接続可能であり、または接続されており、前記バルブ装置(38)は前記バルブ装置(38)で機械的に設定される限界圧力まで前記第2のピストン壁(14b)のスライドによって前記第2の部分容積部(12b)で圧力生成を惹起可能であるように機械的に設計されており、前記バルブ装置(38)の少なくとも前記部分コンポーネント(38a,80,112b)を介して少なくとも前記第1のブレーキ回路(28)へブレーキ液を移送可能であり、前記第2のピストン壁(14b)のそれ以上のスライドにもかかわらず前記第2の部分容積部(12b)での限界圧力の超過が阻止されることを特徴とするブレーキ装置。
  2. 前記ブレーキ装置は電気制御可能なバルブ(36)を含んでおり、該バルブを介して前記第2の部分容積部(12b)は前記ブレーキ液リザーバ(24)に接続可能であり、または接続されており、それにより、電気制御可能な前記バルブ(36)が開いた状態で存在しているときには前記第2の部分容積部(12b)が前記第2のピストン壁(14b)のスライドにもかかわらず無圧で存在し、電気制御可能な前記バルブ(36)が閉じた状態で存在しているときには、前記バルブ装置(38)で機械的に設定される限界圧力まで、前記第2のピストン壁(14b)のスライドによって圧力生成を惹起可能であるようになっている、請求項1に記載のブレーキ装置。
  3. 前記マスタブレーキシリンダ(10)は、第2の圧力室(18)と、前記第1の圧力室(12)の前記第1の部分容積部(12a)と前記第2の圧力室(18)との間で位置調節可能に配置されたフロートピストン(20)とを含んでおり、第2のブレーキ回路(32)が前記第2の圧力室(18)に液圧的に接続可能であり、または接続されている、請求項1または2に記載のブレーキ装置。
  4. 前記第2の部分容積部(12b)は前記バルブ装置(38)の少なくとも1つの別の部分コンポーネント(38c,80,112c)を介して前記第2のブレーキ回路(32)に追加的に接続可能であり、または接続されており、それにより、ブレーキ液を前記バルブ装置(38)の少なくとも別の前記部分コンポーネント(38c,80,112c)を介して前記第2のブレーキ回路(32)へ移送可能であるようになっている、請求項3に記載のブレーキ装置。
  5. 前記マスタブレーキシリンダ(10)は段差のある穴を有しており、該穴の内部に少なくとも前記第1の圧力室(12)が構成されており、前記マスタブレーキシリンダ(10)は、前記第1のピストン壁(14a)で前記第1の部分容積部(12a)を区切るとともに前記第2のピストン壁(14b)で前記第2の部分容積部(12b)を区切る差動ピストン(16)を少なくとも1つの位置調節可能な前記ロッドピストン(16)として含んでいる、先行請求項のいずれか1項に記載のブレーキ装置。
  6. 前記バルブ装置(38)は、前記第2の部分容積部(12b)を前記ブレーキ液リザーバ(24)に接続可能である、または接続している過圧排出弁(38b)と、前記第2の部分容積部(12b)を少なくとも前記第1のブレーキ回路(28)に接続可能である、または接続している、前記バルブ装置(38)の部分コンポーネント(38a)としての少なくとも1つの逆止め弁(38a)とを含んでいる、先行請求項のいずれか1項に記載のブレーキ装置。
  7. 前記バルブ装置(38)は、前記第2の部分容積部(12b)を前記第2のブレーキ回路(32)に接続可能である、または接続している、別の逆止め弁(38c)を追加的に含んでいる、請求項6に記載のブレーキ装置。
  8. 前記バルブ装置(38)は、前記第2の部分容積部(12b)を前記ブレーキ液リザーバ(24)に接続可能である、または接続している、制御式の逆止め弁(112a)と、前記バルブ装置(38)の部分コンポーネント(112b)として、前記第2の部分容積部(12b)を少なくとも前記第1のブレーキ回路(28)に接続可能である、または接続している、少なくとも1つの逆止め弁(112b)とを含んでいる、請求項1から5のいずれか1項に記載のブレーキ装置。
  9. 車両のためのブレーキシステムであって、
    少なくとも1つの第1のブレーキ回路(28)と、
    ブレーキ液リザーバ(24)と、
    少なくとも第1の部分容積部(12a)および第2の部分容積部(12b)に下位区分された、または下位区分可能な少なくとも1つの第1の圧力室(12)を備えるマスタブレーキシリンダ(10)とを有しており、前記第1の部分容積部(12a)は少なくとも1つの位置調節可能なロッドピストン(16)の第1のピストン壁(14a)により区切られており、それにより前記第1の部分容積部(12a)の第1の容積を前記第1のピストン壁(14a)のスライドによって可変であるようになっており、前記第2の部分容積部(12b)は少なくとも1つの位置調節可能な前記ロッドピストン(16)の第2のピストン壁(14b)により区切られており、それにより前記第2の部分容積部(12b)の第2の容積を前記第2のピストン壁(14b)のスライドによって可変であるようになっており、前記第1の部分容積部(12a)と前記第2の部分容積部(12b)は前記ブレーキ液リザーバ(24)に液圧的に接続されており、
    前記第1のブレーキ回路(28)は前記第1の部分容積部(12a)に液圧的に接続されている、そのようなブレーキシステムにおいて、
    バルブ装置(38)を有しており、前記第2の部分容積部(12b)は前記バルブ装置(38)の少なくとも1つの部分コンポーネント(38a,80,112b)を介して少なくとも前記第1のブレーキ回路(28)に接続されており、前記バルブ装置(38)は前記バルブ装置(38)で機械的に設定される限界圧力まで前記第2のピストン壁(14b)のスライドによって前記第2の部分容積部(12b)で圧力生成を惹起可能であるように機械的に設計されており、前記バルブ装置(38)の少なくとも前記部分コンポーネント(38a,80,112b)を介して少なくとも前記第1のブレーキ回路(28)へブレーキ液を移送可能であり、前記第2のピストン壁(14b)のそれ以上のスライドにもかかわらず前記第2の部分容積部(12b)での限界圧力の超過が阻止されることを特徴とするブレーキシステム。
  10. 前記ブレーキシステムは電気制御可能なバルブ(36)を含んでおり、該バルブを介して前記第2の部分容積部(12b)が前記ブレーキ液リザーバ(24)に接続されており、それにより、電気制御可能な前記バルブ(36)が開いた状態で存在しているときには前記第2の部分容積部(12b)が前記第2のピストン壁(14b)のスライドにもかかわらず無圧で存在し、電気制御可能な前記バルブ(36)が閉じた状態で存在しているときには、前記バルブ装置(38)で機械的に設定される限界圧力まで、前記第2のピストン壁(14b)のスライドによって圧力生成を惹起可能であるようになっている、請求項9に記載のブレーキシステム。
  11. 前記マスタブレーキシリンダ(10)は、第2の圧力室(18)と、前記第1の圧力室(12)の前記第1の部分容積部(12a)と前記第2の圧力室(18)との間で位置調節可能に配置されたフロートピストン(20)とを含んでおり、第2のブレーキ回路(32)が前記第2の圧力室(18)に液圧的に接続されている、請求項9または10に記載のブレーキシステム。
  12. 前記第2の部分容積部(12b)は前記バルブ装置(38)の少なくとも1つの別の部分コンポーネント(38c,80,112c)を介して前記第2のブレーキ回路(32)に追加的に接続されており、それにより、ブレーキ液を前記バルブ装置(38)の少なくとも別の部分コンポーネント(38c,80,112c)を介して前記第2のブレーキ回路(32)へ移送可能であるようになっている、請求項11に記載のブレーキシステム。
  13. 前記マスタブレーキシリンダ(10)は段差のある穴を有しており、該穴の内部に少なくとも前記第1の圧力室(12)が構成されており、前記マスタブレーキシリンダ(10)は、第1のピストン壁(14a)で前記第1の部分容積部(12a)を区切るとともに第2のピストン壁(14b)で前記第2の部分容積部(12b)を区切る差動ピストン(16)を少なくとも1つの位置調節可能な前記ロッドピストン(16)として含んでいる、請求項9から12のいずれか1項に記載のブレーキシステム。
  14. 前記バルブ装置(38)は、前記第2の部分容積部(12b)を前記ブレーキ液リザーバ(24)に接続可能である過圧排出弁(38b)と、前記第2の部分容積部(12b)を少なくとも前記第1のブレーキ回路(28)に接続可能である、前記バルブ装置(38)の部分コンポーネント(38a)としての少なくとも1つの逆止め弁(38a)とを含んでいる、請求項9から13のいずれか1項に記載のブレーキシステム。
  15. 前記バルブ装置(38)は、前記第2の部分容積部(12b)が前記ブレーキ液リザーバ(24)に接続されている制御式の逆止め弁(112a)と、前記バルブ装置(38)の部分コンポーネント(112b)として、前記第2の部分容積部(12b)が少なくとも前記第1のブレーキ回路(28)に接続されている、少なくとも1つの逆止め弁(112b)とを含んでいる、請求項9から13のいずれか1項に記載のブレーキシステム。
  16. 前記ブレーキシステムは外力式ブレーキ装置(44)を含んでいる、請求項9から15のいずれか1項に記載のブレーキシステム。
  17. 前記バルブ装置(38)は、前記第2の部分容積部(12b)が前記ブレーキ液リザーバ(24)に接続されている過圧排出弁(38b)と、前記バルブ装置(38)の部分コンポーネント(80)として、プランジャ(44)として構成された前記外力式ブレーキ装置(44)の少なくとも1つのリップシール(80)とを含んでいる、請求項16に記載のブレーキシステム。
  18. 前記ブレーキシステムは、通常モードのときに前記ブレーキシステムの少なくとも1つのコンポーネント(36)を制御して、前記バルブ装置(38)で機械的に設定される限界圧力まで前記第2のピストン壁(14b)のスライドによって前記第2の部分容積部(12b)で圧力生成を惹起可能であるようにするために設計された制御装置を含んでいる、請求項9から17のいずれか1項に記載のブレーキシステム。
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