JP2017514749A - スリップコントロール可能な車両ブレーキ設備 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、マスタブレーキシリンダ（１２）およびホイールブレーキ（１６）が接続されたブレーキ回路（１０）を備える、スリップコントロール可能な車両ブレーキ設備に関する。【解決手段】 マスタブレーキシリンダ（１２）とブレーキ回路（１０）との接続は切換弁（１４）によって制御可能である。ホイールブレーキ（１６）へ圧媒を供給するために、ブレーキ回路（１０）は外部駆動可能な圧力生成器（１８）を装備していて、これがホイールブレーキ（１６）に付属する圧力上昇弁（２０）と協働作用する。しばしば圧力生成器（１８）として往復ピストンポンプが利用される。その周期的な作動形態は、うるさい騒音として知覚可能な、望ましくない振動を惹起する可能性がある圧力脈動を生成する。圧力脈動減衰装置（４２）は、脈動ダンパ（４２ａ）に加えて、圧媒流を妨げる流動断面積を形成する抵抗部材（４２ｂ）を装備している。本発明によると、圧力上昇弁（２０）および／または切換弁（１４）を、通過位置から遮蔽位置へと無段階に切換可能である連続弁として構成し、抵抗部材（４２ｂ）の流動断面積をこれに合わせて適合化された圧力上昇弁（２０）または切換弁（１４）の電子制御によって具体化することが提案される。本発明により、機械的なコンポーネントおよびそれ応じて組立コストが削減される。さらに、抵抗部材（４２ｂ）の流動断面積を、変化する環境条件や動作条件に合わせて、たとえば周囲温度、ブレーキ圧、および／または車両の動作状態などに合わせて可変的に調整可能であり、したがって、圧力脈動減衰装置（４２）の減衰作用を最適化可能である。【選択図】 図１

Description

本発明は、当分野を形成する請求項１の構成要件に基づくスリップコントロール可能な車両ブレーキ設備に関する。このような種類の車両ブレーキ設備は、たとえば特許文献１からすでに公知である。この公知の車両ブレーキ設備は、マスタブレーキシリンダとホイールブレーキとが接続されたブレーキ回路を備えている。運転者によるマスタブレーキシリンダの操作によって、成立している圧媒接続を介して、ホイールブレーキでブレーキ圧を生成することができる。この圧媒接続は切換弁の電子制御によって遮断することができ、それによりホイールブレーキでのブレーキ圧力生成を、代替的に、外部駆動可能な圧力生成器によっても行うことができる。ホイールブレーキには電子制御可能な圧力上昇弁が前置されていて、これによってホイールブレーキへの圧媒の流入をコントロール可能である。スリップコントロール可能な車両ブレーキ設備では、制御可能な外部の駆動装置により操作される往復ピストンポンプが圧力生成器として利用されることが多い。往復ピストンポンプは周期的な作業原理を有するとともに、接続されたブレーキ回路で圧力脈動を生起する。このような圧力脈動が車両ブレーキ設備の動作音を規定し、車室内へ伝達されることがある。圧力脈動は、たとえばマスタブレーキシリンダに付属するブレーキペダルなどのコンポーネントも励起して、望ましくない振動をさせるという不都合がある。

したがって、ポンプ圧力脈動を減衰させるために圧力脈動減衰装置が利用される。これは、原理的には脈動ダンパとこれに後置された抵抗部材とで構成される。

脈動ダンパは少なくとも１つのダンパ室を有していて、その容積は圧力依存的に可変である。そのためにダンパ室は弾性的に変形可能または変位可能な部材、たとえばダイヤフラム、ベローズ、あるいはばね等の弾性部材の復帰力に抗して変位可能なピストンなどで区切られる。抵抗部材は、圧媒流を妨げる一定の流動断面積を備えた固定スロットルとして、または、生じている圧力に依存して変化する流動断面積を備えるいわゆるダイナミックスロットルとして構成され得る。

ドイツ特許出願公開第１０２０１００４２５３４Ａ１号明細書

欠点となるのは、圧力脈動減衰装置を製造するための比較的高い設計コスト、設計スペースの必要性、ならびに部品コストと組立コストである。それに加えて、いったん決定された圧力脈動減衰装置の構造上の設計は、車両ブレーキ設備でブレーキ圧生成が行われるダイナミクスにも影響を及ぼし、車両ブレーキ設備の変化する環境条件に合わせて、たとえば上昇したり下降したりする周囲温度や圧媒の粘性に合わせて、容易には適合化することができない。その意味で、圧力脈動減衰装置の作用範囲は車両ブレーキ設備で生じている動作条件に左右され、ないしは、圧力脈動減衰装置の全ポテンシャルが限られた範囲内でしか活用されない。

それに対して請求項１の構成要件に基づく本発明は、圧力脈動減衰装置の特性を車両ブレーキ設備の目下の動作条件に合わせて適合化することができ、そのために設計上の付加コストを必要としないという利点を有している。むしろ本発明はそれとは対照的に、コンポーネント、設計スペース、部品コスト、および組立コストの削減を可能にする。

圧力脈動減衰装置の絞り機能は、本発明によると、電子制御可能な圧力上昇弁および／または切換弁によって担われ、これが連続弁として構成されていて、それにより通過位置と遮断位置との間で無限数の中間位置を占めることができる。これらの中間位置は弁への相応の制御信号によって的確に調整可能であり、それにより、圧力脈動減衰装置の絞り作用を車両ブレーキ設備のそのつどの動作条件に合わせて適合化することができる。たとえば、たとえば周囲温度が低く、ブレーキ液の動粘性があまりに大幅に低下したときには、絞り作用を全面的に抑止することができる。スロットル特性の可変性により、圧力生成ダイナミクス、すなわち車両ブレーキ設備で希望されるブレーキ圧が生成されるまでの時間に影響を及ぼし、ブレーキプロセスのそのつどの必要性に合わせて、たとえば標準ブレーキプロセスや他の交通関与者との衝突を回避するためのブレーキプロセスなどに合わせて、適合化することができる。本発明により、さまざまに異なるスロットル特性曲線ないし圧力降下特性曲線を具体化し、圧力脈動減衰装置の騒音減衰の可能性を最適化することができる。

本発明のその他の利点や好ましい発展例は、従属請求項および／または以下の説明から明らかとなる。

本発明の実施例が図面に示されており、以下の記述において詳細に説明する。各図面は、本発明に基づいて改良されたスリップコントロール可能な車両ブレーキ設備のブレーキ回路の実施例をそれぞれ回路記号を用いて示している。

スリップコントロール可能な車両ブレーキ設備のブレーキ回路を示した図である。 スリップコントロール可能な車両ブレーキ設備のブレーキ回路を示した図である。

スリップコントロール可能な車両ブレーキ設備の図１に示すブレーキ回路１０は、車両の運転者によって操作可能なマスタブレーキシリンダ１２に接続されている。このブレーキ回路は、マスタブレーキシリンダ１２からブレーキ回路１０のホイールブレーキ１６への圧媒接続を制御する切換弁１４を含んでいる。マスタブレーキシリンダ１２が操作され、切換弁１４が開いていると、運転者の筋力によってホイールブレーキ１６でブレーキ圧生成が可能であり、それに対して、切換弁１４の遮断によってホイールブレーキ１６と運転者との接続を断つことができ、それは、ブレーキ圧を代替的に外力によって生成するためである。マスタブレーキシリンダ１２からホイールブレーキ１６への圧媒接続と、外部駆動可能な圧力生成器１８が出口側ないし圧力側で接触している。この圧力生成器１８はホイールブレーキ１６に圧媒を供給し、ホイールブレーキ１６のブレーキ圧をコントロールするために特に圧力上昇弁２０が前置されている。

ホイールブレーキ１６のすぐ上流側で、還流部２２が圧媒接続部から分岐している。この還流部は、必要時に、すなわち付属のホイールのブロックの危険が迫っているときに、ホイールブレーキ１６からの圧媒排出をブレーキ圧低減の目的で制御するために、圧力低減弁２４を備えている。排出される圧媒は、圧力生成器１８の始動中に圧媒を緩衝する、圧力低減弁２４に後置された緩衝蓄積器２６に入る。圧力生成器１８の始動が完了した後、これが緩衝蓄積器２６から圧媒を再び吸い出す。

さらに圧力生成器１８は、別個の配管ラインを介して、マスタブレーキシリンダと接続されている。この配管ラインは、接続を制御するための高圧切換弁３０を有している。ブレーキ圧を生成するために、圧力生成器１８はマスタブレーキシリンダ１２から圧媒を吸い込む。圧媒が配管ラインから高圧切換弁３０の下流側で緩衝蓄積器２６に入るのを防ぐために、緩衝蓄積器２６から圧力生成器１８の吸込側への圧媒の貫流を可能にするが、その反対方向へは遮断をし、そのようにしてマスタブレーキシリンダ１２から緩衝蓄積器２６への配管ラインの接続を断つ逆止め弁３２が設けられている。

すでに冒頭で述べたとおり、圧力生成器１８としては往復ピストンポンプが利用されるのが普通である。その周期的な送出原理は、振動や圧力波ないし脈動をブレーキ回路１０で引き起こし、最終的には車室内でうるさく知覚可能な動作音を引き起こす。このような脈動を減衰するために、ブレーキ回路１０で圧力脈動減衰装置４０，４２が利用される。第１の圧力脈動減衰装置４０は、低い圧力領域から所定の圧力限界値までの圧力脈動を減衰するために、圧力生成器１８のすぐ下流側に配置されている。切換弁１４と圧力上昇弁２０の間に、この所定の圧力限界値を上回る圧力脈動を減衰するために設けられた第２の圧力脈動減衰装置４２がある。

原則的に圧力脈動減衰装置４０，４２は、容積に関して圧力依存的に可変な減衰室を備える脈動ダンパ４０ａと、流動方向で見て脈動ダンパ４０ａに後置された抵抗部材４０ｂとを含んでいる。後者は圧力脈動ダンパ４０ａからの圧媒の排出流を絞り、実施形態に応じて、圧媒の圧力に依存しない一定の抵抗で、または圧力依存的に変化する抵抗で、圧媒流に対抗する。脈動ダンパ４０ａとしては、たとえば容積が可変な圧力室を区切る弾性的なダイヤフラムを有するダイヤフラムダンパ、弾性的に変形可能なベローズを有するベローズダンパ、または弾性部材の復帰力に抗して操作可能なピストンを有するピストンダンパを適用可能である。

本発明によると、図１のブレーキ回路は特に連続弁として構成された圧力上昇弁２０を装備しており、このことは、相応の回路記号の長辺に沿った両方の平行線を用いて表されている。連続弁が従来型の切換弁と区別されるのは、通過位置と遮蔽位置との間で無限数の中間位置を占めることができ、それにより圧媒流でのスロットルないし抵抗部材の作用を担えることによる。こうしたさまざまな中間位置は、相応に適合化された圧力上昇弁２０への電子制御信号によって的確に調整することができ、それにより、車両ブレーキ設備の変化する動作状態および／または環境条件に合わせて個別的に適合化することができる。連続弁として構成された圧力上昇弁２０を設けることで、脈動減衰装置４２の抵抗部材４２ｂの絞り作用が圧力上昇弁２０によって担われ、機械式のスロットルの形態の抵抗部材の使用を省略することができる。機械式のスロットルの部品コストに加え、その組付けのコストも削減することができる。すなわち本発明は、従来どおり機械式に施工された圧力脈動減衰装置４２の抵抗部材４２ｂを、連続的に制御可能な圧力上昇弁２０の適合化された電子式の制御によって、すなわち電子式の解決法によって置き換えることを提案する。

図１の稲妻マークを用いて、減衰措置が有効になった時点におけるブレーキ回路１０の各デバイスの電子制御が図示されている。すなわち、駆動装置２８が電気制御されることで圧力生成器１８が操作され、それによって圧媒が圧力脈動を形成しながら送出されると、同時に、開閉バルブの形態で構成された切換弁１４が電子制御されて、遮蔽位置へと切り換えられる。それにより、マスタブレーキシリンダ１２の方向への圧力脈動の伝搬が防止される。さらに、連続的に制御可能な圧力上昇弁２０に制御信号が供給され、この制御信号は、圧力上昇弁２０が一方では付属のホイールで生じるスリップ状況に合わせたホイールブレーキ１６の圧力の適合化が行われるとともに、他方ではホイールブレーキ１６に流入する圧媒流の絞りが圧力脈動減衰装置４２の抵抗部材４２ｂとしての機能の枠内で行われるように、電子制御装置によって適応されている。

ホイールブレーキへの圧媒流を電子制御式に絞ることで、ブレーキ回路１０の高圧領域で、圧力生成器１８の動作によって引き起こされる脈動が効果的に減衰されて、車両ブレーキ設備の騒音挙動が明らかに改善される。

図２に示す実施例は、わずかな例外を除いて、図１に示す実施例と同形式で構成されている。したがって、ブレーキ回路の互いに対応するデバイスには統一的な符号が付されている。図２のブレーキ回路１０’が相違しているのは、特に、連続弁として構成される圧力上昇弁２０に代えて従来式の開閉バルブが用いられ、それに対して切換弁１４は開閉バルブとしてではなく、記号の長辺に沿った平行線で図示する連続弁として施工されて、無限数の中間位置を占めることができるという点にある。

連続弁として構成される切換弁１４により、圧力脈動減衰装置４２の抵抗部材４２ｂ’の絞り機能が切換弁１４へと移され、したがってこの切換弁がマスタブレーキシリンダ１２に向かう経路で圧力脈動を減衰する。このようなマスタブレーキシリンダ経路の減衰によっても、車両ブレーキ設備の動作音を低減することができ、特に、マスタブレーキシリンダ１２のペダルで振動が発生せず、もしくは少なくとも明らかに減衰された振動しか発生しない。

減衰作用を実現するために、稲妻マークで記号によって示すように駆動装置が制御されたとき、ないしは圧力生成器１８が送出をするとき、圧力上昇弁２０も電子制御される。それをうけて圧力上昇弁は遮蔽位置へと切り換わる。さらに、圧力低減弁２４の電子制御が行われ、それによって圧力低減弁は通過位置へと切り換えられる。上述した第２の圧力脈動減衰装置４２は、選択的に、第１の圧力脈動減衰装置４０なしで作動させるか、または、たとえば圧力生成器１８の出口にすぐ後置される第１の圧力脈動減衰装置４０と直列に作動させることができる。第１の圧力脈動減衰装置４０は、圧力生成器の比較的低い圧力のとき、すなわち所定の圧力限界値までに発生する圧力脈動の減衰のために設計されるのが好ましく、したがって低圧脈動減衰装置とも呼ぶことができる。

減衰されるべき比較的低いブレーキ圧に合わせた第１の圧力脈動減衰装置４０の適合化は、特に、比較的弱い力で設計された弾性部材（ダイヤフラム、ベローズ、復帰部材）と、比較的大きい流動断面積をもつ抵抗部材４０ｂとによって行われる。その寸法は弾性部材の設計に合わせて調整される。

当然ながら、上述した各実施例の改変や補足も、本発明の基本思想から逸脱することなく可能である。

１０ ブレーキ回路
１２ マスタブレーキシリンダ
１４ 切換弁
１６ ホイールブレーキ
１８ 圧力生成器
２０ 圧力上昇弁
４０、４２ 圧力脈動減衰装置
４２ａ 脈動ダンパ
４２ｂ 抵抗部材

Claims (4)

1. スリップコントロール可能な車両ブレーキ設備であって、
   少なくとも１つのホイールブレーキ（１６）を装備するブレーキ回路（１０）と、
   前記ホイールブレーキ（１６）へ圧媒を供給するための圧力生成器（１８）および圧力上昇弁（２０）と、
   前記車両ブレーキ設備のマスタブレーキシリンダ（１２）と前記ブレーキ回路との圧媒接続を制御するための切換弁（１４）とを有している、そのようなスリップコントロール可能な車両ブレーキ設備において、
   圧媒流を妨げる流動断面積を備えた抵抗部材（４２ｂ）を有する圧力脈動減衰装置（４２）が前記圧力生成器（１８）の下流側に設けられており、
   前記圧力上昇弁（２０）および／または前記切換弁（１４）は電子制御により無限数の中間位置を介して通過位置から遮蔽位置へと切換可能である連続弁として構成されており、
   前記圧力脈動減衰装置（４２）の前記抵抗部材（４２ｂ）の前記流動断面積はこれに合わせて適合化された前記圧力上昇弁（２０）および／または前記切換弁（１４）の電子制御によって前記圧力上昇弁（１４）および／または前記切換弁（２０）で具体化されることを特徴とするスリップコントロール可能な車両ブレーキ設備。
2. 前記圧力脈動減衰装置（４２）は前記抵抗部材（４２ｂ）に追加して、容積に関して圧力依存的に可変のダンパ室を備えた脈動ダンパ（４２ａ）を有していることを特徴とする、請求項１に記載のスリップコントロール可能な車両ブレーキ設備。
3. 前記脈動ダンパ（４２ａ）は前記ブレーキ回路（１０）の前記切換弁（１４）と前記圧力上昇弁（２０）との間の領域に配置されていることを特徴とする、請求項２に記載のスリップコントロール可能な車両ブレーキ設備。
4. 圧媒流を妨げる流動断面積を形成するために前記圧力上昇弁（２０）が制御された時点で前記切換弁（１４）は遮蔽位置を占めており、ないしは、圧媒流を妨げる流動断面積を形成するために前記切換弁（１４）が制御された時点で前記圧力上昇弁（２０）は遮蔽位置を占めることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載のスリップコントロール可能な車両ブレーキ設備。

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