JP2019506334A - 一体型パワーブレーキユニット用の内部液路を有するブレーキリザーバ - Google Patents

Abstract

【課題】 一体型パワーブレーキユニットの流体リザーバ構造を提供する。【解決手段】 一体型パワーブレーキユニット（２０）は運転者のブレーキ入力を受けるように動作可能な入力ロッド（３０）と、運転者のブレーキ入力を倍力するように動作可能な倍力装置と、マスタシリンダと、マスタシリンダの代わりに、運転者のブレーキ入力に応答して、ブレーキをかけるために加圧された流体を供給するように動作可能なポンプと、さらに主室を画定する流体リザーバ（３６）を含む。流体リザーバ（３６）は、マスタシリンダに供給するように流体連通する第１および第２排出ポート（Ｐ１，Ｐ２）と、ポンプに供給するように流体連通する第３排出ポート（Ｐ３）とを有しており、ここで第１、第２および第３排出ポート（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）のそれぞれは流体リザーバ（３６）の底壁（４８）に設けられる。流体リザーバ（３６）は、主室内に副室（４２）を含んでおり、この副室（４２）は第３排出ポート（Ｐ３）を覆い、さらに副室（４２）の最も先端にて主室への開口（５６）を画定する。【選択図】 図３

Description

関連出願の相互参照

本願は２０１６年３月１１日に出願された米国仮特許出願第６２／３０７，０２２号の優先権を主張するものであり、その全内容は参照により本明細書に組み込まれるものとする。

本発明は車両のブレーキ装置に関し、詳細には一体型パワーブレーキユニット（ＩＰＢ）用の流体リザーバの構造に関する。

一態様にあって、本発明は、運転者のブレーキ入力を受けるように動作可能な入力ロッドと、運転者のブレーキ入力を倍力するように動作可能な倍力装置と、マスタシリンダと、マスタシリンダの代わりに、運転者のブレーキ入力に応答して、ブレーキをかけるために加圧された流体を供給するように動作可能なポンプと、さらに主室を画定する流体リザーバを含む一体型パワーブレーキユニットを提供する。流体リザーバは、マスタシリンダに供給するように流体連通する第１および第２排出ポートと、ポンプに供給するように流体連通する第３排出ポートとを有しており、ここで第１、第２および第３排出ポートのそれぞれは流体リザーバの底壁に設けられる。流体リザーバは、主室内に副室を含んでおり、この副室は第３排出ポートを覆い、さらに副室の最先端にて主室への開口を画定する。

他の態様にあって、本発明は車両用のブレーキ液リザーバを提供する。ブレーキ液リザーバは、一つ以上の車両ブレーキ回路用のブレーキ液のある量を収容する主室を画定する外殻と、周囲環境から主室を閉鎖するように外殻の上壁の開口に装着される蓋と、さらに外殻の底壁に設けられる排出ポートとを含む。取り囲まれた副室は主室内に画定され、かつ排出ポートを直接的に囲む。副室と主室との間の開口は排出ポートの前方に離間され、る主室と副室との間の流体連通を乱さないで維持するが、ここで副室は主室の流体量が開口をカバーするが排出ポートをカバーしない状態にて排出ポートを直接囲む。

本発明の一実施形態に係るリザーバを有する一体型パワーブレーキユニットの側面図である。 図１のリザーバの斜視図である。 副室を画定する垂直壁を示す、リザーバの下部の斜視図である。 副室を囲む垂直壁に連結される蓋を有する内部液路を示す、リザーバの下部の斜視図である。 所定の最大車両減速値での流体分散を示す、リザーバの側部図である。 所定の最大車両減速値での流体分散を示す、リザーバの斜視図である。 副室を画定する垂直壁を示す、第１代替構造のリザーバ下部斜視図である。 副室を囲む垂直壁に連結される蓋を有する副室を示す、図７のリザーバの下部斜視図である。

本発明の実施形態の詳細な説明の前に理解すべきことは、本発明が、その応用において、以下の説明で明らかにされるかまたは以下の図面で示される詳細な構造および構成部品の配置に限定されるものではないということである。本発明は、他の実施形態および、様々な方法により実施され、または実行されることが可能である。

一体型パワーブレーキユニット２０を図１に示す。ＩＰＢユニット２０は、ブレーキ倍力装置（例えば電気機械倍力装置）と、ブレーキマスタシリンダとの両方を含むハウジングまたはブロック２４を備えるが、ここでブレーキマスタシリンダは排出ポートを有し、車輪にブレーキ力を適合する（例えば、車輪に取り付けられたブレーキディスクを挟み込む）一つ以上の車輪シリンダを有する一つ以上のブレーキ回路に加圧ブレーキ液を供給する。ＩＰＢユニット２０は、アンチロックブレーキ（ＡＢＳ）性能手順および／または電子安定制御（ＥＳＣ）手順を実行するためにプログラムされる、ブロック２４内部の一連の電気制御バルブに連結される電子制御器をさらに含む。電気モータ２８はブロック２４に連結され、かつ加圧ブレーキ液の流れを発生する少なくとも一つのポンプの運転を動作可能とするブロック２４内部の出力を有する。

ＩＰＢユニット２０は、後方向Ｒに延在するブレーキ入力ロッド３０によって定義されるように車両内での装着用に画定された方向を有する。ＩＰＢユニット２０は、車両のキャビン空間に向かって延在するブレーキ入力ロッド３０を備え、このブレーキ入力ロッド３０が運転者によって作動されるブレーキペダル（図示せず）に連結されるように、ＩＰＢユニット２０はダッシュボード壁の近くまたは上のエンジン区画またはフード下の領域に装着される。後方向Ｒの反対は前方向Ｆであり、車両の通常前進方向に一致する。ＩＰＢユニット２０のブレーキ入力ロッド３０は、車両のブレーキペダルの押し下げによってブレーキ回路への液圧ブレーキ力の機械的発生を動作可能とするが、ＩＰＢユニット２０はブレーキ入力ロッド３０によってマスタシリンダに発生される圧力を用いずに、完全分離状態において動作するか、または、ブレーキ力が電子圧力制御（例えば、電子制御圧力制御バルブ）を有してブレーキ回路に流体を分配する電気機械的装置（例えばモータ駆動ポンプ）によって発生されるブレーキ・バイ・ワイヤ（ＢＢＷ）モードにおいて動作する。このように、ブレーキ入力ロッド３０からのマスタシリンダを作動する機械的力は、緊急のバックアップのときに供給されるだけである。ＩＰＢユニット２０は、車両の一つ以上の種類のセンサに応答した適応走行または自動的な非常時のブレーキの場合のように、非運転者発生ブレーキ、または「アクティブ」ブレーキを提供するようにも機能する。

ＩＰＢユニット２０の上側近傍には、液圧ブレーキ液のある量を収容するように動作可能なブレーキ液リザーバ３６が設けられ、ブレーキ動作の間に、排出する予備量のブレーキ液をブレーキ回路が有するのを確実にする。リザーバ３６、特にリザーバ３６の外殻は、リザーバ室を画定し、さらにリザーバ蓋４０によって通常閉鎖されている補充開口を有する上部３８を含む。例示されるように、リザーバ３６は周辺継ぎ目４１で一緒に貼り合わせられる上部および下部を含む。さらに、リザーバ３６は特定の車両実装制約によって要求される形状を有するが、その形状は後方側で相対的に低い高さ、および前方側で相対的に高い高さを有する。それぞれの高さは、ブロック２４の上面２４Ａに直交する上側に測定されるか、代替的にはブレーキ入力ロッド３０が配置される水平面Ｐから上方に測定される。水平面Ｐは図１に例示されるように水平である。前方向Ｆおよび後方向Ｒに加えて、ＩＰＢユニット２０は上および底に対して画定された方向を有し、リザーバ３６が頂上に位置されてブロック２４の上面２４Ａに連結される（いわゆる「トップマウント」リザーバ）ことが留意される。リザーバ３６の最も先端部は、リザーバ室の上棚部３６Ａを画定する。上棚部３６Ａはリザーバ３６の底壁４８上の高所に位置される底面３６Ｂを有し、リザーバ３６はブロック２４と、マスタシリンダに連結する。

図５に示されるように、リザーバ３６の底壁４８には、マスタシリンダの注入ポートにそれぞれ対応する一つ以上の排出ポートＰ１、Ｐ２が設けられる。別の排出ポート、または「アクティブポート」Ｐ３が、ブロック２４のアクティブブレーキ注入ポートへの連結のために、リザーバ３６の底壁４８に分離して設けられる。ＩＰＢユニット２０がブレーキ・バイ・ワイヤ・ブレーキングを提供する通常動作の間、ブレーキングのためにモータ駆動ポンプによってブロック２４に排出される流体は、アクティブポートＰ３を介して排出される。これは、リザーバおよび回路が通常動作で起動されている場合に流体的に孤立されている閉システム（または「閉回路」）構成に対して反対の、アクティブ倍力回路および安定制御回路が常にリザーバ３６に流体連通している開システム（または「開回路」）構成を表している。制限されるものではないが、開回路構成を有するブレーキ装置の詳細な例は、米国特許第９，３１５，１８２号明細書に見いだされる。車両の動作中、ブロック２４への注入が空気の混入を防いで継続的に流体に浸されるのを確実にすることおよびブレーキ回路への圧縮性の導入を確実にすることが重要である。これは、通常、リザーバ３６の設計およびリザーバ排出ポートＰ１、Ｐ２、Ｐ３の配置により達成され、最大設計車両減速値を含む、設計パラメータセットを確立する間に、いかなるポイントでもリザーバ排出ポートＰ１、Ｐ２、Ｐ３が流体の補填を滞らせないことを保証する配置によって達成する。しかし、リザーバ３６上に生じる実装制約が増加すれば、生じる困難も増加する。

図１から６のリザーバ３６は、悪条件下での車両運転においてブレーキ液によるポート補填の状態を向上するリザーバ内の副室４２を含み、リザーバ３６の全ての流体が前方向Ｆに偏る傾向にある最大車両減速度状況においてさえも、またはリザーバ３６内の全ての流体が上方に偏る傾向にある高速で丘の頂上に達するときでさえも、アクティブポートＰ３が継続して流体に浸り続けるのを確実にする。図に示すようなリザーバ３６の形状係数を有することで、一般的な自動車は減速し、さらにリザーバ３６内のブレーキ液を、副室４２なしで、リザーバ排出ポートの最後部に、少なくともアクティブポートＰ３の流体補填を滞らせるほどに、前方向Ｆに送ることのできる力を維持することができる。副室４２は、全ての運転状況下において、車両の最大設計減速度を含むことを保証し、アクティブポートＰ３は流体の所定量補充へのアクセスを有する。

副室４２の追加は、アクティブポートＰ３での十分なブレーキ液深さを可能とし、これにより悪条件下での運転の間も空気の取り込みの危険を最小にするかまたは排除する。副室４２は、フル回路補充を供給するのに少なくとも十分な大きさの容積を画定する。例えば、いくつかの構造において、副室４２は少なくとも２０ｃｃで３０ｃｃよりは少ない容積を画定する（例えば一つの具体例にあっては２５ｃｃ）。副室４２の追加はこれらの目的を、リザーバ３６の中央または前方部分に配置されるアクティブポートＰ３を要求することなく、実現させる。実際に、アクティブポートＰ３は前後に測定された、長手方向リザーバ長さＬの１／３後方、または１／５後方に配置される（図５参照）。言い換えると、リザーバ主室の後端からアクティブポートＰ３への長さＬ_３は、リザーバ主室の長さＬの１／３以下であり、長さＬ_３がリザーバ主室の長さの１／５以下という場合もある。ブレーキ液リザーバ３６は、ポリプロピレンから製造され、かつブレーキ装置充填および通常使用の間の漏れを避けるように高温溶接された二つの半体部から構成される。リザーバ３６の下半分における副室４２は、上および底半体部が最終溶接操作により一緒にされるより前に、他の溶接または接合操作によって接合される。

副室４２は、図３に示すように底壁４８から上方に延在する一つ以上の直立した壁４２Ａによって形成される。壁４２Ａは、いくつかの構成において底壁４８と一体に形成され（例えば、共通成型処理により）、直立壁４２Ａを底壁４８に接合する必要性を排除する。副室４２は、図４に示すようにカバー４２Ｂによって上側がさらに囲まれる（カバー４２Ｂは図３においては副室４２の内部を例示するために除去されている）。カバー４２Ｂは直立壁４２Ａの上端に接合または溶接され、リザーバ３６の周囲容積から副室４２を封止する。詳細には、副室４２は完全に囲まれ、さらに副室４２の前方端４２Ｆに設けられる小さな開口５６を除いてリザーバ室から封止される。図示されるように、開口５６はカバー４２Ｂに設けられる。開口５６は、前後に測定されたリザーバ室の中央部に位置決めされる。

図３および４に例示されるように、副室４２は、二つの部分に形成されるが、一つは開口５６の後方に配置され、かつ副室の容積の大半を画定し、さらにアクティブポートＰ３を直接的に囲む主要部または主部４２Ｒを含む。副室４２の他の部分は、後方の主部４３Ｒから前方に延在するステム部４２Ｆであり、その最先端に開口５６を含む。例示された構造において、ステム部４２Ｆは主部４２Ｒから前方および横方向に延在する。開口５６は、副室４２の後方主部４２Ｒの底に設置されるアクティブポートＰ３の上の高所に設けられる。しかしながら、開口５６はカバー４２Ｂの下方勾配部分４２Ｔに設けられることも可能である。開口５６は、主リザーバ室と副室４２の間の流れがほとんど妨げられないように、リザーバ３６の底壁４８に、高さが直接的に接近して位置される。これは、下方向に勾配のある部分４２Ｔと、副室４２の後方主部４２Ｒが配置されるところよりも高い底壁４８の一領域の近傍にところに位置される開口５６とを設けることによって実現される。図３に見られるように、底壁４８は前方ステム部４２Ｆから副室４２の後方メジャー部４２Ｒに下方に向かって下っていく。実際、副室４２の外辺部を画定する直立壁４２Ａは、ステム部４２Ｆの最先端で底壁４８からの直立突出部をほとんどまたはまったく持たず、底壁４８と副室壁４２Ａが共通高さでぴったりと一緒に合体している。

副室４２は、流体が一方側または他方側に偏る、悪条件下での車両運転の間、ブレーキ液のより多い補填を可能とするようにリザーバ３６の中心に近接して延在するアクティブポートＰ３の付加部分として機能する。最大ブレーキ減速運転の間のリザーバ３６内部のブレーキ液の移動の例を図５および６に示す。この減速は、車両のオリジナル装備のブレーキ装備、および車両のオリジナル装備のタイヤと乾燥した路面との間の最大有効グリップを考慮した車両設計基準に対応し得ることに留意されたい。開口５６は大量のブレーキ液が全体的に前方へシフトしているにもかかわらず、ブレーキ液に十分に覆われたままであることが観察される。完全には図示しないが、副室４２における流体を強調する目的のため、流体の補填がマスタシリンダへの排出ポートＰ１，Ｐ２の両方にも維持される。

ＩＰＢユニット２０は、ダッシュボードに非常に近接してリザーバ３６を載置するように設計される。その結果、与えられた車両アプリケーション内でのリザーバ設計に利用可能な垂直取付け空間を著しく削減できる。リザーバ３６内への副室４２の追加は、車両の通常運転中のすべての時間でブレーキ液がアクティブポートＰ３に完全に補填されるのを可能とする。副室４２がないと、図示されるような、リザーバ３６の実装制約についての、上部取付けリザーバによる解決策の実施はほとんど不可能である。

図７および８はＩＰＢ２０または類似のユニットを使用できる代替のリザーバ１３６を示す。全ての実施形態に必ずしも必要とされるものではないが、図７および８のリザーバ１３６は、図１−６のリザーバ３６と同様に、リザーバ１３６の底壁１４８上の高所に位置される、底面１３６Ｂを有する上棚部１３６Ａを画定する最先端部を含む。異なる形状で提供されてもよいが、副室１４２は、図１−６の実施形態のようにアクティブポートＰ３を取り囲むように設けられる。副室１４２は、湾曲部分によって連結される二つの直線部分を有する、全体的に「Ｌ」形状に配置される一連の直立壁１４２Ａを含む有向チャンネルとして形成される。アクティブポートＰ３は、前方端１４２Ｆの逆側の、副室１４２の後方端１４２Ｒに位置される。図７では明確化のために取り除かれているが、カバー１４２Ｂは壁１４２Ａの上端に接合または溶接され、副室１４２を封止する。このように、副室１４２は、その前方端１４２Ｆと後方端１４２Ｒの間の全長に沿った上、底および、左右両側を含む４つの側部に囲まれている。副室１４２は、前方端１４２Ｆに設けられる開口１５６においてのみ主リザーバ室にオープンである。開口１５６は、リザーバ室の測定された前後長の中央部に位置決めされる。開口１５６はリザーバ底壁１４８から直立する壁に形成され、リザーバ内のブレーキ液レベルを示すように動作可能なフロート組立体を収容するレベルセンサ副室１５２を画定する（例えば、計器盤の警告灯の点灯が要求される）。

前述のように、副室４２、１４２のそれぞれは、オープンシステム構造において、リザーバ室からアクティブ回路への流体連通がアクティブブレーキ中維持されるアクティブ排出ポートＰ３を囲むように設けられる。しかし、本明細書にて開示された副室は、リザーバポートでのマスタシリンダ室への流体の補填が所望され、さらにレベルセンサ副室への近接が主リザーバ室への流体移動の極端なコンディションの間、システムに空気侵入の可能性を予め排除する封じ込め容量を必要とする、伝統的なマスタシリンダ内に設けられてもよい。

２０ 一体型パワーブレーキユニット
３０ 入力ロッド
３６ 流体リザーバ
４２ 副室
４８ 底壁
５６ 開口
Ｐ１ 第１排出ポート
Ｐ２ 第２排出ポート
Ｐ３ 第３排出ポート

Claims (20)

1. 運転者のブレーキ入力を受けるように動作可能な入力ロッドと、
   前記運転者のブレーキ入力を倍力するように動作可能な倍力装置と、
   マスタシリンダと、
   前記マスタシリンダの代わりに、前記運転者のブレーキ入力に応答して、ブレーキをかけるために、加圧された流体を供給するように動作可能なポンプと、
   主室を画定する流体リザーバを備え、ここで当該流体リザーバは、前記マスタシリンダに供給するように流体連通する第１および第２排出ポートと、前記ポンプに供給するように流体連通する第３排出ポートとを有しており、前記第１、第２および第３のそれぞれの排出ポートは前記流体リザーバの底壁に設けられ、
   前記流体リザーバは、前記主室内に副室を含んでおり、当該副室は前記第３排出ポートを覆い、さらに前記副室の最も先端にて前記主室に開口を画定する一体型パワーブレーキユニット。
2. 前記倍力装置は電気機械倍力装置である請求項１に記載の一体型パワーブレーキユニット。
3. 前記第３排出ポートは前記第１および第２排出ポートの後方に配置される請求項１に記載の一体型パワーブレーキユニット。
4. 前記第３排出ポートは前後に測定されたリザーバ長さの後ろ１／３に配置される請求項１に記載の一体型パワーブレーキユニット。
5. 前記第３排出ポートは前後に測定されたリザーバ長さの後ろ１／５に配置される請求項１に記載の一体型パワーブレーキユニット。
6. 前記流体リザーバはレベルセンサ副室を含み、囲まれたチャンネルの前記開口は前記レベルセンサ副室に連通する請求項１に記載の一体型パワーブレーキユニット。
7. 前記副室は前方ステム部および後方主部から形成され、当該後方主部は前記副室の容積の大部分を画定し、かつ前記第３排出ポートを直接的に囲み、さらに前記流体リザーバの前記主室への前記開口は前記前方ステム部に画定される請求項１に記載の一体型パワーブレーキユニット。
8. 前記副室内において、前記底壁は、前記前方ステム部から前記副室の前記後方主部に下方に向かって順次下っていく請求項７に記載の一体型パワーブレーキユニット。
9. 前記副室は前記底壁から延在する複数の直立壁と、当該直立壁に密閉して嵌め込まれるカバーとを含み、前記流体リザーバの前記主室への前記開口は前記カバー内に画定される請求項７に記載の一体型パワーブレーキユニット。
10. 前記流体リザーバの前記主室への前記開口は、前記カバーの下方に向かって勾配された部分に画定される請求項９に記載の一体型パワーブレーキユニット。
11. 前記副室は前記底壁から上方に向かって延在するように前記底壁に一体形成される複数の直立壁と、当該複数の直立壁に密閉して嵌め込まれるカバーとを含む請求項１に記載の一体型パワーブレーキユニット。
12. 前記副室は、前記第１および第２排出ポートのいずれをも囲まない請求項１に記載の一体型パワーブレーキユニット。
13. 車両用のブレーキ流体リザーバであって、
    一つ以上の車両ブレーキ回路用のブレーキ液のある量を収容する主室を画定する外殻と、
    周囲環境から前記主室を閉鎖するように前記外殻の上壁の開口に装着される蓋と、
    前記外殻の底壁に設けられる排出ポートと、
    前記主室内に画定され、かつ前記排出ポートを直接的に囲む、取り囲まれた副室とを備え、
    前記副室と前記主室との間の開口は、前記主室の流体量が前記開口をカバーするが前記排出ポートをカバーしない状態において前記排出ポートを直接囲む前記副室と前記主室との間の流体連通を乱さないで維持するように、前記排出ポートの前方に離間される、車両用のブレーキ液リザーバ。
14. 前記排出ポートは前後に測定されたリザーバ長さの後ろ１／３に配置される請求項１３に記載のブレーキ液リザーバ。
15. 前記排出ポートは前後に測定されたリザーバ長さの後ろ１／５に配置される請求項１３に記載のブレーキ液リザーバ。
16. 前記副室は前方ステム部および後方主部から形成され、当該後方主部は前記副室の容積の大部分を画定し、かつ前記排出ポートを直接的に囲み、さらに前記流体リザーバの前記主室への前記開口は前記前方ステム部に画定される請求項１３に記載のブレーキ液リザーバ。
17. 前記副室内において、前記底壁は、前記前方ステム部から前記副室の前記後方主部に下方に向かって順次下っていく請求項１６に記載のブレーキ液リザーバ。
18. 前記副室は前記底壁から延在する複数の直立壁と、当該複数の直立壁に密閉して嵌め込まれるカバーとを含み、前記流体リザーバの前記主室への前記開口は前記カバー内に画定される請求項１６に記載のブレーキ液リザーバ。
19. 前記流体リザーバの前記主室への前記開口は、前記カバーの下方に向かって勾配された部分に画定される請求項１８に記載のブレーキ液リザーバ。
20. 前記副室は前記底壁から上方に向かって延在するように前記底壁に一体形成される複数の直立壁と、当該複数の直立壁に密閉して嵌め込まれるカバーとを含む請求項１３に記載のブレーキ液リザーバ。

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