JP2017506598A - 減衰装置およびスリップ制御可能な車両ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】優勢的な作動圧力に殆ど依存することなく作用する減衰装置を提案する。【解決手段】本発明によれば、第３の圧力室（３０）が設けられており、この第３の圧力室（３０）は、組み込まれた抵抗（３４）を備えた圧力媒体接続部（３２）を介して、第１の圧力室（２０）に接続されており、分離装置（４０）は、第２の圧力室（２４）に対して第３の圧力室（３０）を分離するためにさらに改良されていて、第３の圧力室（３０）の圧力で第２の圧力室（２４）を負荷することにより、第２の圧力室（２４）内のプリロード圧力をその時点のライン圧力に適合させ、減衰装置（１０）の減衰特性は、インレット（１４）の圧力レベルの高さに殆ど依存することなく作動するように作用する。【選択図】図１

Description

本発明は、請求項１の上位概念部の特徴による減衰装置、若しくは請求項８の特徴によるスリップ制御可能な車両ブレーキ装置に関する。

減衰装置は、圧力脈動に起因する騒音を低下させるために、特にスリップ制御可能な車両ブレーキ装置内に組み込まれる。圧力脈動は、ホイールブレーキに対応配設されたホイールのスリップ比にホイールブレーキのブレーキ圧を適合させるために、例えば車両ブレーキ装置のその他のアクチュエータと共に必要に応じて操作されるピストンポンプによって発生する。この場合、ピストンポンプは、周期的に切換えられて吸込み行程および圧送行程を行い、これらの吸込み行程および圧送行程は、車両ブレーキ装置のブレーキ回路内に圧送流脈動若しくは圧力脈動を引き起こし、好ましくない運転騒音を生ぜしめ得る。

減衰装置は、理想的には、圧力脈動の発生箇所の空間的に直ぐ近く、つまりたとえばポンプ出口若しくはピストンポンプの吐出バルブの近くに配置される。特に取り付けスペースを節約した解決策によれば、減衰装置は、この減衰装置に対応配設されたピストンポンプと一緒に、液圧ユニットの液圧ブロックの共通の収容孔内に取り付けられている。このような形式の減衰装置は、例えば特許文献１に開示されている。

ここに挙げられた変化例の多くは、弾性的に変形可能なダイヤフラムを使用しており、このダイヤフラムは、流体で満たされた第１の圧力室を、ガスで満たされた第２の圧力室に対してシールする。脈動が発生すると、ダイヤフラムは圧縮可能なガスで満たされた圧力室に向かって変位するので、流体で満たされた圧力室の容積は増大し、それによって脈動が平滑化される。このために、流体で満たされた圧力室の下流に、流出する流体に抗する液圧抵抗を加える絞りを設ける必要がある。

可変なリザーブ容量を有する第１の圧力室は、いわゆるＣ素子を形成し、このＣ素子に、Ｒ素子とも称呼される液圧抵抗が後置接続されている。この場合、Ｒ素子は、コンスタントな絞り、または圧力に依存して可変な抵抗を提供するダイナミックな絞りであってよい。

ダイナミックな絞りは、例えば車間制御等の快適機能のために典型的であるような低い圧力（約４０ｂａｒ）において、強い絞り作用およびそれによる高い騒音減衰が得られ、これに対して、例えばアンチロック過程またはスリップ制御過程等のもっぱら安全性上重要な機能において発生する、約４０ｂａｒを越える圧力において、高い貫流量若しくは低い貫流抵抗を保証する、という利点を有している。

絞りの抵抗が小さければ小さいほど、ポンプ操作のために必要な駆動力は小さく、また逆に、絞りの抵抗が大きければ大きいほど、ポンプ操作のために必要な駆動力は大きい。従って、減衰装置の有効圧力範囲は、駆動装置の最大出力および減衰装置の最大リザーブ容量によって制限されている。減衰装置の最大リザーブ容量は、概ね液圧ブロックのスペース制約によって決定されている。

公知の解決策の欠点は、減衰装置の減衰特性が、接続されたブレーキシステムのその時点のライン圧力に依存する、という点にある。

このライン圧力が、ダイヤフラム並びにその取り付けスペースの設計に基づく圧力よりも高ければ、ダイヤフラムは機械的なストッパに当接し、発生した圧力脈動がダイヤフラムをそれ以上変位させることはなく、従ってもはや減衰され得ない。

他方、ライン圧力が、減衰装置の設計時における圧力よりも著しく低ければ、ダイヤフラムの動作は、低圧領域内で発生した脈動を減衰できるようにするために、硬くなり過ぎる。

ドイツ連邦共和国特許公開第１０１１２６１８号明細書

このような技術的な背景から、優勢的な作動圧力に殆ど依存することなく作用する減衰装置が提案される。

請求項１の特徴による減衰装置は、作動圧力に依存することなく動作し、ライン圧力の全圧力範囲に亘ってほぼ一定の減衰特性を示す。この減衰装置はさらに、車両ブレーキ装置の圧力形成ダイナミックスに対する不都合な影響を有していないことを特徴としている。何故ならば、この減衰装置は、少量の圧力媒体を収容している、つまり小さい吸収容積しか有していないからである。特に効果的な減衰にも拘わらず、車両ブレーキ装置の特に低い圧力範囲内で比較的大きい圧力媒体体積を圧送することができ、これによって、例えば衝突防止または歩行者保護のためのように、予期せずに発生する非常ブレーキ時に、迅速な圧力上昇が可能である。

本発明による減衰装置は、このために、存在する２つの圧力室に追加的に第３の圧力室を有しており、この第３の圧力室は、流体で満たされた第１の圧力室に、液圧抵抗を備えた流体接続部を介して連結されている。分離装置は、第３の圧力室を第２の圧力室に対して分離するが、それにも拘わらず、第２の圧力室を第３の圧力室の圧力レベルで負荷することができる。

このような配置構造によれば、圧縮可能な媒体で満たされた第２の圧力室を、第１および第３の圧力室内の流体圧力で、およびそれとともにその時点のライン圧力で負荷することができる。分離装置はダイヤフラムを備えており、このダイヤフラムは、その時点のライン圧力のレベルとは無関係に中立位置を占めることができるので、発生した圧力脈動を減衰するために、ダイヤフラムに、ほぼ全ての機械的なストロークが提供される。構造上、このストロークは、所定の圧力レベルを上回るかまたは下回ると、ダイヤフラムが当接する終端ストッパによって制限され得るようになっている。第２の圧力室内の終端ストッパおよびプリロード圧力を介して、脈動制限されたダイヤフラムストロークおよびそれによるブレーキ液の最大収容量を、減衰装置によって制限するか、若しくは圧力範囲、つまりこの圧力範囲内で減衰が行われるか若しくはこの圧力範囲から減衰装置の作用が減少される圧力範囲を決定することができる。

本発明に従って構成された１段式構造の減衰装置の概略図である。 同様に２段式の減衰装置のための実施例の概略図である。 １段式の減衰装置の選択的な変形実施形態を示す図である。 １段式の減衰装置の別の実施例を示す図である。 所定の減衰装置を備えた、液圧回路図を用いて説明されたブレーキ回路図である。

図面に示した本発明の実施例を以下に詳しく説明する。

図１は、本発明による減衰装置１０の第１実施例を示す。この減衰装置は、ブレーキ液をガイドする管路１２に接続されており、この管路１２は、減衰装置１０の上流でインレット１４を形成し、減衰装置の下流でアウトレット１６を形成する。流入するブレーキ液は、管路１２からまず第１の圧力室２０内に達する。この第１の圧力室２０は、弾性的に変形可能なダイヤフラム２２によって第２の圧力室２４から分離されている。第２の圧力室２４は圧縮可能な媒体、好適にはガスで満たされており、このガスは、ダイヤフラム２２を負荷するプリロード圧力下にある。ダイヤフラム２２のストロークは、両空間方向で機械的なストッパ２６，２８によって制限されており、これらのストッパ２６，２８は、それぞれ２つの圧力室２０，２４の一方内に形成されている。２つの圧力室２０，２４間の圧力差が構造的に規定可能な範囲を上回るか若しくは下回ると、ダイヤフラム２２はストッパ２６，２８の一方に当接し、それによって機械的な損傷若しくは過負荷に対して保護されている。

本発明によれば、第３の圧力室３０が設けられており、この第３の圧力室３０は、圧力媒体接続部３２を介してインレット１４若しくは第１の圧力室２０に接続している。圧力媒体接続部３２は、第２の圧力媒体室２４を迂回していて、第１の圧力室２０と同様に圧縮不能なブレーキ液で満たされている。圧力媒体接続部３２は、インレット１４からの分岐部の下流に、液圧抵抗３４例えば絞りまたはオリフィスを備えている。第３の圧力室３０は、その円周方向側でもまたその両端面側の一方でも第２の圧力室２４を包囲している。第２の圧力室２４と第３の圧力室３０の様々な媒体を分離するために、鉢状に構成された弾性的に変形可能な中空体減衰エレメント３６が設けられており、この中空体減衰エレメント３６はこの実施例では蛇腹部材として構成されている。中空体減衰エレメント３６はその内部に第２の圧力室２４を収容している。蛇腹部材の代わりに、例えばバルーン状の減衰部材が設けられていてもよい。中空体減衰エレメント３６の開放端部は、ダイヤフラム２２のための機械的なストッパ２６に固定されている。このダイヤフラム２２は、第２の圧力室２４の第２の端面側に張られている。ダイヤフラム２２と中空体減衰エレメント３６とは一緒に１つの分離装置４０を形成しており、この分離装置４０は、第２の圧力室２４を第１の圧力室２０に対しておよび第３の圧力室３０に対して分離し、それにも拘わらず、第２の圧力室２４が第３の圧力室３０の圧力および第１の圧力室２０内の圧力によって加圧されることを可能にする。

インレット１４の液圧若しくは第１の圧力室２０の液圧は、液圧抵抗３４が組み込まれている圧力媒体接続部３２を介して第３の圧力室３０に伝達され、鉢状の弾性変形可能な中空体減衰エレメント３６を介して、圧縮可能な媒体で満たされた第２の圧力室２４に作用する。これによって、それぞれの圧力比に依存して、ダイヤフラム２２を負荷する空圧式のプリロード圧力が上昇または低下され、インレット１４のライン圧力に適合せしめられる。従って、ダイヤフラム２２は、このダイヤフラム２２の組み込みスペース内で中立位置を占める。何故ならば、このダイヤフラム２２に作用する第２の圧力室２４からの空気圧力は、この空気圧力に対抗して作用する第１の圧力室２０からの液圧力と、概ね釣り合っているからである。従って、ダイヤフラム２２は圧力変動を減衰するために、両空間方向でほぼすべての構造的に可能なストロークを提供する。

従って、圧縮可能な流体で満たされた第２の圧力室２４は、２つの異なる経路で圧力負荷されており、この場合、これらの経路はその絞り作用によって互いに異なっている。第１の経路は絞られていない。第１の経路は第１の圧力室２０を有していて、ダイヤフラム２２によって仕切られている。ダイヤフラム２２の機械的に限定されたストロークによる条件で、第１の経路は、第１の圧力室２０内の少量の圧力媒体体積を収容若しくは押しやることのみできる。

第２の経路は絞られていて、液圧抵抗３４が組み込まれている圧力媒体接続部３２、並びにこの圧力媒体接続部３２に連結されかつ弾性的な中空体減衰エレメント３６によって仕切られた第３の圧力媒体室３０を有している。第２の経路の体積は、中空体減衰エレメント３６の変形可能性に基づいて、第１の圧力室２０の体積よりも著しく大きい範囲で変形することができ、これによってこの第２の経路は大きい圧力媒体体積を収容することができる。

高周波または迅速な圧力変動は、圧力媒体接続部３２の液圧抵抗３４に基づいて、第３の圧力室３０まで直接に伝搬しないか若しくは時間的に遅れて伝搬する。このような形式の脈動は、まず第１の圧力室２０内に伝播し、ここでダイヤフラム２２を変形させ、第２の圧力室２４内に閉じ込められた圧縮可能な媒体の体積弾性によって効果的に減衰される。従って、減衰は絞られていない第１の経路で行われ、この場合、減衰装置１０はシステム全体から液圧式の圧力媒体の比較的小さい体積だけを取り込み、僅かな吸収能力を発揮する。従って、効果的な減衰処置にも拘わらず、接続された液圧システムに液圧式の圧力媒体のほぼ全量を使用することができ、これによって、車両ブレーキ装置は、予期せずに発生した非常ブレーキ状況のために十分に良好な圧力形成ダイナミックスを確保する。

絞られた第２の経路を介して、ダイヤフラム２２の空圧式のプリロード圧力をインレット１４内のライン圧力に適合させることができる。このために、多量のブレーキ液を第３の圧力室３０内に移動させる必要があるが、これは前記第２の経路を介して可能である。この第２の経路は液圧抵抗３４を備えているので、インレット１４内の変化した圧力に適合させることは、もちろん時間的に遅れて行うことができる。ダイヤフラム２２の空圧式のプリロード圧力をインレット１４内の圧力に適合させることによって、圧力適合後に発生した圧力脈動は同様に減衰され、この場合、例えば、高い圧力形成ダイナミックス、つまり多量の圧力媒体が使用可能であるブレーキ操作のために、もはや残りの車両ブレーキシステムに提供できない多量の圧力媒体を移動させる必要はない。

図２に示した本発明の第２実施例は基本的に、第１実施例に関連してこの第１実施例に記載されたのと同様に構成され、かつ機能するが、第１実施例のものとは、分離装置４０がダイヤフラム２２および中空体減衰エレメント３６の他にさらに、第１の圧力室２０を周囲の雰囲気に対して遮断する第２のダイヤフラム４２を備えている点で異なっている。第２のダイヤフラム４２は、第１の圧力室２０に接続された、機械的なストッパ４６が組み込まれている第４の圧力室４４を、雰囲気に接続された第５の圧力室４８に対して隔離する。第１の圧力室２０と第４の圧力室４４とは互いに向き合っていて、インレット１４およびアウトレット１６に接続された唯一の圧力室に統合することもできる。

第１のダイヤフラム２２は第２の圧力室２４内に形成された空圧式のプリロード圧力の上側に位置する圧力振動を減衰することができるだけなので、第２のダイヤフラム４２が設けられている。何故ならば、そもそもこの圧力振動だけが第１のダイヤフラム２２を変位させることができるからである。従って、第２のダイヤフラム４２は、その材料および／または弾性および／または寸法において、第１の圧力室２０のブレーキ液が第２の圧力室２４のプリロード圧力を正確に下回ると、第２のダイヤフラム４２に配設された機械的なストッパ４６に直ちに当接するように設計されている。これよりも低い圧力が第１の圧力室２０内に形成されると、発生した脈動振動が第２のダイヤフラム４２を雰囲気に向かう方向に変位させ、それによって同様に減衰を行うことができる。

図３に示した第３実施例においては、第２の圧力室２４は圧縮可能な媒体で満たされているのではなく、第１の圧力室２０と同じ液圧流体で満たされており、これに対して、第３の圧力室３０内にはブレーキ液ではなく、圧縮可能な媒体、好適にはプリロード圧力下にあるガスが存在している。これによって、分離装置４０のダイヤフラム２２はもはや、２つの媒体を互いに分離する課題を有しておらず、従って絞りまたはオリフィスを備えることができ、これらの絞りまたはオリフィスを介して、第１の圧力室２０と第２の圧力室２４との間で流体交換を行うことができる。絞りは、２つの圧力室２０および２４間の圧力補正を可能にし、従って機能的に第１実施例（図１）の圧力媒体接続部３２内の液圧抵抗３４に相当する。ここでは、より多量の圧力媒体移動量が第２の圧力室２４によって収容され、この第２の圧力室２４は、例えば同様に蛇腹部材の形状で構成された弾性的な中空体減衰エレメント３６内に位置している。

好適な形式で、第２の圧力室２４の媒体と第３の圧力室３０の媒体とが相互に交換されることによって、図１に示した実施例に対して、この図３に示した第３実施例においては、別個に構成された圧力媒体接続部は省略することができる。これによって、液圧ユニットのハウジングブロックに減衰装置１０を実現するための特別な取り付けスペースおよび加工費用が節約される。分離装置４０は同様に、第３の圧力室３０から第２の圧力室２４を分離するための好適には蛇腹の形状の、弾性的に変形可能な開放した中空体減衰エレメント３６を有している。しかしながらこの実施例では、第３の圧力室３０は、圧縮可能な媒体、好適にはプリロード圧力下にあるガスで満たされている。このプリロード圧力は、用途に応じて選択可能であり、この第３実施例では分離装置４０のダイヤフラム２２にプリロードをかけるのではなく、むしろ中空体減衰エレメント３６にプリロードをかける。

図１および図３に示した実施例はその機能形式において同じであるので、機能形式に関しては、図１に関連した該当する実施例が参照され得る。

図４は、図１の実施例を示しているが、減衰装置１０が接続されている、ブレーキ液をガイドする管路１２は貫通して構成されているのではなく、インレット１４と、このインレット１４から分離されたアウトレット１６とに分割されている点で異なっている。インレット１４およびアウトレット１６は、三次元的に互いに別個に第１の圧力室２０内に開口していて、ダイヤフラム２２の延在方向に対して概ね直角に配向されている。流入若しくは流出する圧力媒体のこのような配向によって、ダイヤフラム２２の減衰作用が促進される。ダイヤフラム２２の延在方向に対して直角にかつ互いに別個に配向されたインレット１４またはアウトレット１６は、前記３つのすべての実施例に転用することができる。

最後に、図５に車両ブレーキ装置のブレーキ回路５０の液圧回路図が示されており、このブレーキ回路５０は、前記減衰装置１０のうちの１つを備えている。１例として図１の実施例による減衰装置１０が示されている。図示のブレーキ回路５０は、運転者によって操作可能なマスタブレーキシリンダ５２に接続されていて、ホイールブレーキ５４を有している。マスタブレーキシリンダ５２およびこれとともに運転者をホイールブレーキ５４から分離する必要がある場合、マスタブレーキシリンダ５２からホイールブレーキ５４に通じる圧力媒体接続部は、電子制御可能な切換バルブ５６によって遮断可能である。切換バルブ５６の下流にはさらに、インレットバルブ５８がブレーキ回路５０内に配置されており、このインレットバルブ５８は、やはりホイールブレーキ５４に接続された吐出バルブ６０と協働してホイールブレーキ５４内の圧力を調整することができる。ホイールブレーキ５４から流出する圧力媒体は、駆動モータ６４によって駆動可能な圧力発生器６２、好適にはピストンポンプに達する。圧力発生器６２は、圧力媒体をホイールブレーキ５４から本発明による減衰装置１０を介してブレーキ回路５０に戻す。この場合、ブレーキ回路５０への開口箇所は、切換バルブ５６とインレットバルブ５８との間に位置している。

ホイールブレーキ５４から吐出可能な圧力媒体の量が、例えばホイールブレーキ５４内の圧力を必要な圧力レベルに上昇させるために不十分である場合、圧力発生器６２が高圧切換バルブ６６を介してマスタブレーキシリンダ５２に直接に接続され、それによって圧力発生器６２がマスタブレーキシリンダ５２から直接に吸入することができる。

図示のすべてのバルブ５６，５８，６０，６６は、貫流位置と遮断位置との間で電磁的に切換え可能な２／２方向制御弁である。特にバルブ５６および／または６６のために、これらのバルブは比例弁として構成することができ、それによって、これらのバルブは任意の中間位置を占めることができる。

マスタブレーキシリンダ５２およびホイールブレーキ５４以外の、前記ブレーキ回路５０のその他のすべての構成要素は、車両ブレーキ装置の液圧ユニットの液圧ブロックに配置されている。このために、液圧ブロックは、これらの構成要素のための収容部を形成する複数の孔を備えている。特に、減衰装置１０を備えた圧力発生器６２が液圧ブロックの１つの共通の収容部内に配置されていれば、このような液圧ブロックを取り付けスペースおよび費用を節約して構成若しくは装着することができる。

請求項に記載した本発明の基本的な考え方から逸脱することなしに、前記実施例をさらに変更することが可能であることは明らかである。

１０ 減衰装置
１２ 管路
１４ インレット
１６ アウトレット
２０ 第１の圧力室
２２ ダイヤフラム
２４ 第２の圧力室
２６，２８ ストッパ
３０ 第３の圧力室
３２ 圧力媒体接続部
３４ 液圧抵抗
３６ 中空体減衰エレメント
４０ 分離装置
４２ 第２のダイヤフラム
５０ ブレーキ回路
５２ マスタブレーキシリンダ
５４ ホイールブレーキ
５６ 切換バルブ
５８ インレットバルブ
６０ 吐出バルブ
６２ 圧力発生器
６４ 駆動モータ
６６ 高圧切換バルブ

Claims (9)

1. 圧力発生器、好適にはスリップ制御可能な車両ブレーキ装置のピストンポンプの圧力脈動を特に平滑化するための減衰装置であって、
   前記減衰装置（１０）に圧力媒体を供給するためのインレット（１４）及びアウトレット（１６）と、前記インレット（１４）及び前記アウトレット（１６）に接続された第１の圧力室（２０）と、圧縮可能な媒体、好適にはガスで満たされた第２の圧力室（２４）と、前記第１の圧力室（２０）と前記第２の圧力室（２４）との間に分離装置（４０）とを有している形式のものにおいて、
   第３の圧力室（３０）が設けられており、この第３の圧力室（３０）は、組み込まれた抵抗（３４）、好適には絞りまたはオリフィスを備えた圧力媒体接続部（３２）を介して、前記第１の圧力室（２０）に接続されており、前記分離装置（４０）は、前記第２の圧力室（２４）に対して前記第３の圧力室（３０）を分離するためにさらに改良されていて、前記第３の圧力室（３０）の圧力で前記第２の圧力室（２４）を負荷することができる ことを特徴とする減衰装置。
2. 前記分離装置（４０）が、
   弾性的に変形可能な少なくとも１つのダイヤフラム（２２）を備えている
   ことを特徴とする請求項１記載の減衰装置。
3. 前記分離装置（４０）が、
   弾性的に変形可能な中空体減衰エレメント（３６）、好適には蛇腹部材を有している
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の減衰装置。
4. 前記分離装置（４０）が、
   前記ダイヤフラム（２２）のための少なくとも１つの機械的なストッパ（２６；２８；４６）を有している
   ことを特徴とする請求項２又は３記載の減衰装置。
5. 前記分離装置（４０）が、
   前記第１の圧力室（２０）を雰囲気に対して遮断する第２のダイヤフラム（４２）を有している
   ことを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載の減衰装置。
6. 前記インレット（１４）及び前記アウトレット（１６）が、
   空間的に互いに間隔を保って前記第１の圧力室（２０）内に開口している
   ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の減衰装置。
7. 前記インレット（１４）及び前記アウトレット（１６）が、
   それぞれ前記分離装置（４０）の前記ダイヤフラム（２２）の延在方向に対して概ね直角に前記第１の圧力室（２０）内に開口している
   ことを特徴とする請求項６に記載の減衰装置。
8. ホイールブレーキ（５４）及び圧力発生器（６２）を有する少なくとも１つのブレーキ回路（５０）を備えたスリップ制御可能な車両ブレーキ装置において、
   前記圧力発生器（６２）に液圧式に後置接続された請求項１〜７の何れか１項に記載の少なくとも１つの減衰装置（１０）を装備している
   ことを特徴とするスリップ制御可能な車両ブレーキ装置。
9. ハウジングブロックを有する液圧ユニットを備えており、前記ハウジングブロックに、前記ブレーキ回路（５０）の構成要素を収容する収容部が形成されており、前記圧力発生器（６２）及び前記減衰装置（１０）が１つの共通の収容部内に配置されている
   ことを特徴とする請求項８に記載のスリップ制御可能な車両ブレーキ装置。

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