JP2018002145A - Ａｂｓシステムのための圧力モジュレータ - Google Patents

Abstract

【課題】従来技術の問題を解決する圧力モジュレータを発展形成すること。
【解決手段】液圧入口１０２と、液圧管路１０４を介して液圧入口１０２に接続された液圧出口１０３とを備えたケーシング１０１と、アンチロック機能の起動時に液圧管路１０４の体積を増大させる体積貯蔵部とを有し、該体積貯蔵部を開放するためのリニア駆動部１１０が設けられた、ＡＢＳシステムのための圧力モジュレータ１００において、リニア駆動部１１０を作動させる電子回路１２１がケーシング１０１内に配置されている。
【選択図】図２ａ

Description

本発明は、液圧入口と、液圧管路を介して液圧入口に接続された液圧出口とを備えたケーシングと、アンチロック機能の起動時に液圧管路の体積を増大させる体積貯蔵部とを有し、体積貯蔵部を開放するためのリニア駆動部が設けられた、ＡＢＳシステムのための圧力モジュレータに関するものである。

このような圧力モジュレータは、例えば特許文献１から公知となっている。

従来技術の配置は、そこに示された制御装置がどこに配置されているかを開示している。外部の配置では、セーフティクリティカルな信号のために、対応してより安全なラインが設けられることに留意する必要がある。

独国特許発明第１０２０１４００７７１７号明細書

本発明の課題は、上述の問題を解決する圧力モジュレータを発展形成することにある。

上記課題は、液圧入口と、液圧管路を介して前記液圧入口に接続された液圧出口とを備えたケーシングと、アンチロック機能の起動時に前記液圧管路の体積を増大させる体積貯蔵部とを有し、該体積貯蔵部を開放するためのリニア駆動部が設けられ、前記リニア駆動部を作動させる電子回路が前記ケーシング内に配置されている、圧力モジュレータによって解決される。特に、電子回路として形成された制御装置は、圧力モジュレータのケーシング内に配置されることができる。これにより、特に空間を削減した配置が得られる。電子回路は、良好に保護して、及び安価に圧力モジュレータのケーシング内に配置されることが可能である。そのほか、これにより、よりわずかなセーフティクリティカル及びタイムクリティカルな信号接続で済む。

液圧式の入口及び出口は、保守点検時に容易かつ工具なしに取付／取外しを可能とするためにコネクタによって実現されることが可能である。

体積貯蔵部内の圧力を把握する、ケーシング内に配置された圧力センサが設けられていれば、更なる利点が得られる。この圧力センサにより、体積貯蔵部内の圧力が把握されることができ、これに基づき、圧力モジュレータ及び特にブレーキ装置が制御され得る。

電子回路は、加速度センサ、マイクロプロセッサ及び／又はパワー出力段を備えることができる。したがって、タイムクリティカルな信号の決定に必要な全ての構成要素を圧力モジュレータ内に配置することが可能である。タイムクリティカルな信号は、圧力モジュレータ内で生成されることが可能である。

圧力センサは、電子回路を備えた基板上に配置されることが可能である。このとき、圧力センサは、直接的な液圧接続部を介して体積貯蔵部に接続されることが可能である。これにより、圧力センサの、安価で、軽量かつわずかな空間で済む配置が得られる。圧力センサは、特にＳＭＤ構造において、特に安価に直接基板上に統合されることが可能である。

電子回路は、軸方向においてケーシングのチャンバ内における体積貯蔵部の近傍に配置されることが可能である。したがって、電子回路は、特に良好に保護されて、安価に配置されている。電子回路あるいは制御装置のための別個のケーシングを設ける必要がない。

圧力モジュレータの頑強な金属製のケーシングへ基板を統合することで、この基板は、汚れ、水分、塵埃のような環境影響のほかに、他の制御装置、モータ又はこれに類するものからの放射のようなＥＭＣ（電磁環境適合性）外乱から保護される。圧力センサ、加速度センサ及びマイクロコントローラの統合は、磁場による信号の障害も防止するものである。なぜなら、センサとコントローラの間の信号経路がもはやほぼ存在しないためである。

圧力モジュレータの周囲は、金属製のケーシングへの統合によって、圧力モジュレータ及びその電子部品からの放射から保護される。したがって、配置は、ＥＭＣ適合性に容易に転換されることが可能である。このとき、考えられる位置は、一方では液圧式の入口と体積貯蔵部の間の配置、又は体積貯蔵部と液圧式の出口の間の配置である。

液圧管路は、電子回路を貫通して延びることができる。また、液圧式の入口及び出口並びに電子回路を一方側に設けることも考えられる。このことは、車両において全てのラインが同方向からアクチュエータへ延びている場合に合目的である。このことは、例えば、アクチュエータが車体の内部に「隠される」べき場合である。しかし、この場合、電子回路を通る油圧式の２つの貫通部が必要である。

リニア駆動部はロータバーを備えることができ、このロータバーの移動により、バネ要素のバネ力に抗して体積貯蔵部が開放されることが可能である。

１つの発展形成によれば、バネ要素が少なくとも間接的にケーシング及びロータバーにおいて支持されており、バネ要素がロータバー内に配置されているように構成されることが可能である。このとき、圧力モジュレータの特に小さい構造の構成が実現され得る。

そのほか、本発明による配置により、液圧管路の一部が圧力モジュレータのケーシングに対して相対的に移動される必要があることを回避することが可能である。これにより、圧力モジュレータの機能性が向上される。そのほか、動的なシールの数量を低減することが可能である。

加えて、ロータバー内へ突出し、ケーシングに固結された制御ピストンが設けられており、バネ要素が制御ピストンにおいて支持されている場合には、圧力モジュレータのコンパクトな構成に役立つ。制御ピストン、バネ要素及びロータバーは、好ましくは同軸に配置されている。制御ビストン及び圧縮されたバネ要素の長さは、本質的にロータバーの長さに相当し得る。

圧力モジュレータが、ちょうど１つの動的なシールを備えており、このシールが、好ましくはロータバーと制御ピストンの間で作用する場合には、更なる利点が得られる。わずかな動的なシールが設けられていれば、機能性が向上し得る。

制御ピストンは、中空体として形成されることが可能である。これにより、ロータバーの内部へ至る液圧液体を例えば動的なシールの範囲におけるスローリークによって排出することが可能である。これに関連して、制御ピストンが密封可能な液体排出部に接続されていれば有利である。液体排出部は、例えばケーシングの端面側に設けられることが可能である。

ロータバーが、液圧媒体が周囲を流れることが可能に、液圧管路内に配置されていれば、特別な利点が得られる。特にロータバーはケーシング内で延びることができるとともに、液圧液体がロータバーの潤滑を生じさせることができ、その結果、ロータバーは、この少ない摩耗で、及び少ない摩擦でケーシング内において移動可能である。特に、液圧媒体は、ロータバーとガイドブッシュの間のガイド遊びを介して貫流することができる。

さらに、ロータバーが、少なくとも１つの液圧流体凹部を備えており、特に、そのジャケット面において周囲に少なくとも１つの、ロータバーの長手方向に沿って延びるか、又はらせん状に延びる溝を備えているように構成することができる。したがって、液圧液体は、溝を介してロータバーに沿って流れることが可能である。これに代えて、又はこれに加えて、ロータバーが当該ロータバーの長手方向へ整向された複数の貫通開口部を備えることも考えられ、これら貫通開口部を貫通して液圧液体が圧力モジュレータの液圧入口から液圧出口へ流れることが可能である。

本発明の特に有利な形態によれば、ロータバーによって操作可能なバルブ装置が液圧管路内に設けられているように構成されることが可能である。特に、ロータバーが初期位置にあるとき、すなわちバネ要素によって所定の最大圧力まであらかじめ設定された位置へ押圧されている場合には、バルブはロータバーによって開放されることが可能である。これにより、ロータバーは、例えば特にバネ負荷された逆止弁のボールに対して押圧することができ、これによりバルブを開放することができる。これに対して、アンチロック機能が起動され、ロータバーがバネ要素のバネ力に抗して移動すれば、ロータバーとバルブのボールの間の接触が解除され、その結果、ボールがバルブを閉鎖し、マスターシリンダを通る液圧液体の更なる供給が阻止される。このように構成されたバルブ装置により、１つのバルブのみが圧力モジュレータにおいて必要である。ボールに対する代替として、その上に設けられたシールを有する部材も考えられ、この部材は、液圧式の入口とロータバーの間の孔を閉鎖するものである。

圧力モジュレータのケーシングは円筒状の外形を備えることができ、その結果、例えば配管内のブラケットを介して、又はインサートを介して車両における容易な取付を行うことが可能である。加えて、このことにより、Ｏリングを用いて外部の影響に対してケーシングを安価にシールすることが可能である。

本発明の更なる特徴及び利点は、本発明に本質的な詳細を示す各図に基づく本発明の実施例の以下の詳細な説明と、特許請求の範囲とから明らかである。そこで示された特徴は、必ずしも縮尺どおりに理解されるべきではなく、本発明による特徴が明らかに視認できるように図示されている。様々な特徴は、本発明の複数の態様において、個別に、又は適宜の複数の組合せにおいて実現されることが可能である。

本発明の実施例を、概略的な図面において示すとともに以下に詳細に説明する。

二輪車用のアンチロック機能を有する液圧式のブレーキ装置の概略的な図である。 ＡＢＳが起動していない場合の、アンチロック機能に必要な部材が統合された圧力モジュレータを斜視断面図で示す図である。 図２ａにおける細部Ａを示す図である。 ＡＢＳが起動している場合の、図２に対応する図示である。 図３ａにおける細部Ｂを示す図である。 圧力モジュレータの拡大された部分を断面図で示す図である。 ロータバーを示す図である。

図１には、全体的に符号１０で示された、電動自転車（電動二輪車）のためのアンチロック機能を有するブレーキ装置が示されている。

液圧式のブレーキ装置１０は、例えばブレーキレバーを介して操作可能な、液圧管路１４を介してホイールブレーキ１６に液圧的に連通して接続されたマスターシリンダ１２を含んでいる。公知のように、ホイールブレーキ１６の応答のために必要な液圧を、マスターシリンダ１２を介して生成可能である。

図１に更に示されているように、マスターシリンダ１２の下流にバルブ装置１８が配置されている。さらに、液圧式のブレーキ装置１０は、バネ要素のバネ力に抗して開放され得る体積貯蔵部２０と、回転数センサ２２と、制御装置２４とを備えている。

図１による概略的な図示では、体積貯蔵部２０のバネ要素の図示は省略されている。ここでは、生じるバネ力がマスターシリンダ１２によって生成可能な液圧による力よりも大きいようにバネ要素は寸法設定されている。

図１から更に分かるように、液圧式のブレーキ装置１０は、制御装置２４によって制御可能な電気的な駆動部２６を更に備えており、この駆動部は、ここでも体積貯蔵部のバネ要素と作用結合している。電気的な駆動部２６、制御装置２４及び回転数センサ２２は、適当な通信ラインを介して互いに接続されている。このとき、電気的な駆動部２６は、バネ要素のアクティブな復帰及びこれによる体積貯蔵部の開放を生じさせることができるように、体積貯蔵部２０のバネ要素に作用結合されている。

以下に、液圧式のブレーキ装置１０の機能について説明する。

回転数センサ２２を用いて制御装置２４が車輪のロックを認識するとすぐに、電気的な駆動部２６が作動され、この電気的な駆動部は、これに基づき、バネ要素のバネ力に抗して体積貯蔵部２０を開放し、同時に、機械的又は電気的にバルブ装置１８が閉鎖される。

したがって、マスターシリンダ１２がホイールブレーキ１６から液圧的に分離されており、すなわち、運転者は、ブレーキキャリパにおける圧力１０を更に上昇させることができない。なぜなら、グリップ部がほぼ接続解除されているためである。

体積貯蔵部２０を開放することで液圧管路１４内の体積が増大し、その結果、ブレーキ装置１０内の液圧が低下する。

したがって、電気的な駆動部２６を用いて、アンチロック機能なしでも走行安定性が保証されるまで圧力を制御することが可能である。つづいて、体積貯蔵部２０が閉鎖されるとともに、バルブ装置１８が再び開放され、その結果、ブレーキ装置１０が再び正常に動作する。

図２ａには、本発明による圧力モジュレータ１００が示されている。この圧力モジュレータ１００は、液圧入口１０２及び液圧出口１０３を有するケーシング１０１を含んでいる。液圧入口１０２及び液圧出口１０３は、液圧管路１４の構成部材である液圧管路１０４によって互いに接続されている。

液圧式の入口１０２及び出口１０３は、保守点検時に容易かつ工具なしに取付／取外しを可能とするためにコネクタによって実現されることが可能である。

ＡＢＳ機能が起動していない場合には、ロータバー１０５が図２ａに示されたゼロ位置にある。ロータバー１０５はバネ要素１０６のバネ力により右方へ移動しており、その結果、ロータバーは、ケーシング壁部１０７（ＡＢＳ機能が起動している状況を示す図３ａ参照）に接触している。この位置（図２ｂによる拡大された図示参照）では、ロータバー１０５が、バルブ装置１８の、ボールとして形成されたバルブ要素１０８に対して押圧し、その結果、バルブ装置１８が開放されており、液圧液体がバルブ装置１８を貫流することが可能である。そして、液圧液体は、さらにロータバー１０５のジャケット面とケーシング壁部１０９の間の隙間に沿って液圧出口１０３へ流れることが可能である。

アンチロック機能が起動されている場合には、リニア駆動部１１０として形成された電気的な駆動部２６が起動され、この電気的な駆動部は、バネ要素１０６のバネ力に抗してロータバー１０５を図３ａに示された位置へ移動させる。これにより、体積貯蔵部２０が開放される。それゆえ、液圧管路１０４の体積は増大され、その結果、液圧液体によってホイールブレーキへ作用する圧力が低減され、ホイールブレーキが開放される。さらに、図３に示された位置へのロータバー１０５の変位は、バルブ要素１０８を左方へ移動させる作用を有しており、したがって、バルブ装置１８が閉鎖される。図３ｂにおける図示参照。したがって、マスターシリンダは、ホイールブレーキから接続解除されている。

リニア駆動部１１０は円筒状のコイル装置１１２を備えており、このコイル装置によって、ロータバー１０５を引き付けることが可能である。

バネ要素１０６は、一端ではロータバー１０５において支持され、他端では、ケーシング１０１に結合された制御ピストン１１３で支持されている。したがって、バネ要素は、間接的に制御ピストン１１３を介してケーシング１０１において支持されている。それゆえ、図３ａによりロータバー１０５が左方へ変位する場合には、ロータバー１０５内のバネ要素１０６の範囲における体積１１４が減少し、その内部にある空気が圧縮される。

ロータバー１０５は、動的なシール１１５によって制御ピストン１１３に対してシールされている。それにもかかわらずスローリークにより液圧液体がロータバー１０５の内部へ至ると、これがシステムの故障をもたらすことがある。したがって、液体を排出することができるように、制御ピストン１１３が中空に形成されているとともに、密封可能な液体排出部１１６に接続されている。特に、液体排出部１１６は、ネジ１１７によって密封可能である。

ケーシング１０１内には、軸方向において直接体積貯蔵部２０に接続されたケーシングチャンバ１２０が設けられている。このケーシングチャンバ１２０内には、制御装置２４である電子回路１２１が設けられている。したがって、この電子回路１２１は、完全に圧力モジュレータ１００に統合されている。この電子回路は、加速度センサ、マイクロコントローラ及びパワー出力段を備えることができる。さらに、電子回路１２１は圧力センサ１２２（図４参照）を備えており、この圧力センサは、液圧式に直接体積貯蔵部２０に接続されている。この目的のために、ケーシング壁部１０７は、貫通開口部１２３を備えている。図３ａ、図４参照。

追加的な、又は圧力センサに代わる、例えばホールセンサによるロータバー１０５の位置検出も考えられる。

さらに、制御信号の伝達、及び外部のセンサ、特に回転数センサ２２との通信のための電気的な接続部１２４と、給電部とが設けられている。

液圧管路１０４は、バルブ装置１８の範囲において電子回路１２１を貫通して延びている。電子回路１２１は、圧力センサ１２２も配置された基板１２５を備えている。

電子回路１２１は、チャンバ１２０内に保護されて配置されている。別個のケーシングを設ける必要はない。したがって、セーフティクリティカルな、及びタイムクリティカルな信号が圧力モジュレータ１００内で生成され、提供される。

図５には、そのジャケット面上に形成された、液圧液体の貫流を許容するらせん状の複数の溝１３０を有するロータバー１０５が示されている。これに代えて、これら溝１３０は、ロータバー１０５の長手軸線に沿って平行にも延びることが可能である。これら溝１３０は、適宜の数及び形状で設けられることが可能である。

Claims (15)

1. 液圧入口（１０２）と、液圧管路（１０４）を介して前記液圧入口に接続された液圧出口（１０３）とを備えたケーシング（１０１）と、アンチロック機能の起動時に前記液圧管路（１０４）の体積を増大させる体積貯蔵部（２０）とを有し、該体積貯蔵部（２０）を開放するためのリニア駆動部（１１０）が設けられた、ＡＢＳシステムのための圧力モジュレータ（１００）において、
   前記リニア駆動部（１１０）を作動させる電子回路（１２１）が前記ケーシング（１０１）内に配置されていることを特徴とする圧力モジュレータ。
2. 前記体積貯蔵部（２０）内の圧力を検出するとともに前記ケーシング（１０１）内に配置された圧力センサ（１２２）が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の圧力モジュレータ。
3. 前記電子回路（１２１）が、加速度センサ、マイクロプロセッサ及び／又はパワー出力段を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧力モジュレータ。
4. 前記圧力センサ（１２２）が、前記電子回路（１２１）を備えた基板（１２５）上に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の圧力モジュレータ。
5. 前記電子回路（１２１）が、前記ケーシング（１０１）のチャンバ（１２０）内における前記体積貯蔵部（２０）の軸方向近傍に配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の圧力モジュレータ。
6. 前記液圧管路（１０４）が前記電子回路（１２１）を貫通して延びていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の圧力モジュレータ。
7. 前記リニア駆動部（１１０）がロータバー（１０５）を備えており、該ロータバー（１０５）の移動により、バネ要素（１０６）のバネ力に抗して前記体積貯蔵部（２０）が開放されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の圧力モジュレータ。
8. 前記バネ要素（１０６）が少なくとも間接的に前記ケーシング（１０１）及び前記ロータバー（１０５）において支持されており、前記バネ要素（１０６）が前記ロータバー（１０５）内に配置されていることを特徴とする請求項７に記載の圧力モジュレータ。
9. 前記ロータバー（１０５）内へ突出し、前記ケーシング（１０１）に固結された制御ピストン（１１３）が設けられており、前記バネ要素（１０６）が前記制御ピストンにおいて支持されていることを特徴とする請求項７又は８に記載の圧力モジュレータ。
10. 当該圧力モジュレータ（１００）が、ちょうど１つの動的なシール（１１５）を備えていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の圧力モジュレータ。
11. 前記制御ピストン（１１３）が中空体として形成されていることを特徴とする請求項９または１０に記載の圧力モジュレータ。
12. 前記ロータバー（１０５）が、液圧媒体が周囲を流れることが可能に、前記液圧管路（１０４）内に配置されていることを特徴とする請求項７〜１１のいずれか１項に記載の圧力モジュレータ。
13. 前記ロータバー（１０５）が、少なくとも１つの液圧流体凹部を備えており、特に、そのジャケット面において少なくとも１つの、当該ロータバー（１０５）の長手方向に沿って延びるか、又はらせん状に延びる溝（１３０）を備えていることを特徴とする請求項７〜１２のいずれか１項に記載の圧力モジュレータ。
14. 前記ロータバー（１０５）によって操作可能なバルブ装置（１８）が前記液圧管路（１０４）内に設けられていることを特徴とする請求項７〜１３のいずれか１項に記載の圧力モジュレータ。
15. 請求項１〜１４のいずれか１項に記載の圧力モジュレータ（１００）が配置された液圧管路（１４）を介してホイールブレーキ（１６）に液圧式に連通して接続された、液圧を生成するマスターシリンダ（１２）を含む、アンチロック機能を有する液圧式のブレーキ装置（１１）。