JP2022519250A - 電気液圧による動力式車両ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

電気液圧による動力式車両ブレーキ装置（１）の動力式ブレーキ圧発生器（３）のピストンシリンダユニット（５）を、圧力制限弁（２６）と制御可能な弁（２７）とによって無圧のブレーキ液貯留容器（１０）と結合させる。前記圧力制限弁（２６）は、前記動力式ブレーキ圧発生器（３）による増圧中に前記車両ブレーキ装置（１）の液圧式車輪ブレーキ（２）の吸入弁（１４）が閉じられるときの、前記車両ブレーキ装置（１）内での圧力ピークを阻止する。前記制御可能な弁（２７）により、スリップコントロール中にブレーキ液を前記ブレーキ液貯留容器（１０）から順次吸い込むことまたは排出させる。【選択図】 図１

Description

本発明は、請求項１の前提部の構成を備えた、電気液圧による動力式車両ブレーキ装置に関するものである。

特許文献１は、筋力式ブレーキマスタシリンダと電気液圧による動力式ブレーキ圧発生器とを備えた、電気液圧による動力式車両ブレーキ装置を開示している。電気液圧による動力式ブレーキ圧発生器はピストンシリンダユニットを有し、そのピストンは、ブレーキ圧発生のため、ねじ式伝動装置を介して電動機によりピストンシリンダユニットのシリンダ内で変位可能である。常用制動は、動力式ブレーキ圧発生器によってブレーキ圧を増圧する動力制動として行われ、その際ブレーキマスタシリンダはブレーキ圧に対する目標値設定器として用いられる。ブレーキマスタシリンダを操作しない自律式動力制動も同様に可能である。動力式ブレーキ圧発生器の不具合時または故障時には、ブレーキマスタシリンダを用いて筋力によって車両ブレーキ装置を操作することができる。

国際公開第２０１２／１５０１２０Ａ１号パンフレット

請求項１の構成を備えた、本発明の電気液圧による動力式車両ブレーキ装置は、電気液圧による動力式ブレーキ圧発生器を有し、動力式ブレーキ圧発生器には液圧式車輪ブレーキが吸入弁を介して接続されている。車両ブレーキ装置は、少なくとも１つの液圧式車輪ブレーキ、好ましくは複数の液圧式車輪ブレーキを有し、その際好ましくは各車輪ブレーキに１つの吸入弁が付設されている。択一的に、複数の車輪ブレーキまたはすべての車輪ブレーキが１つの吸入弁に接続されていてもよい。

本発明による車両ブレーキ装置は、１つのブレーキ回路、または、それぞれ１つまたは複数の車輪ブレーキを備えた複数のブレーキ回路を有していてよい。乗用車に対しては、車両ブレーキ装置は、特に、それぞれ２つの車輪ブレーキを備えた２つのブレーキ回路を有している。

圧力制限弁は、動力式ブレーキ圧発生器内の圧力を制限する。これにより、車両ブレーキ装置を損傷または破壊させることがある、車両ブレーキ装置内の許容しがたいほどの高い圧力が回避される。特に、車両ブレーキ装置の許容最大圧以下の、動力式ブレーキ圧発生器による高速で且つ大きなブレーキ圧増圧の場合には、許容最大圧に到達したときに動力式ブレーキ圧発生器をオフにし、車輪のロックを避けるために吸入弁を閉じると、動力式ブレーキ圧発生器が動的作用によってブレーキ圧をさらに許容最大圧の５０％まで或いはそれ以上に増圧させることがある。動力式ブレーキ圧発生器の駆動方向の逆転を意味する逆方向通電は、車両ブレーキ装置内の許容最大圧を越えることを低減させるものの、それを阻止するものではない。本発明による圧力制限弁は、許容最大圧を越えることを回避させる。

従属請求項は、請求項１に記載した本発明の有利な構成および更なる構成を対象としている。

請求項２は、圧力制限弁に対し液圧的に並列に配置されている制御可能な弁、たとえば電磁弁を提供する。圧力制限弁は、制御可能な弁内に統合されていてよい。制御可能な弁により、たとえばスリップコントロール中に、ブレーキ液をブレーキ液貯留容器から動力式ブレーキ圧発生器を用いて吸い込むことで、ブレーキ液をスリップコントロールのために十分提供するか、或いは、スリップコントロールに対し過剰なブレーキ液を排出することが可能である。

請求項５は、動力式ブレーキ圧発生器がピストンシリンダユニットを有し、そのピストンがただ１つのピストンパッキンだけを用いてピストンシリンダユニットのシリンダ内で密封されていることを提供する。１つよりも多いパッキンで密封する必要はない。というのは、本発明による圧力制限弁は車両ブレーキ装置内の最大圧を制限するからである。ピストンパッキンはピストンを取り囲んで、ピストンとシリンダとの間を周部で密封する。

本明細書および図面に開示されているすべての構成要件は、本発明の実施形態において、それ自体個別に実現されていてよく、或いは、基本的に任意の組み合わせで実現されていてよい。１つの請求項のすべての構成要件ではなく、１つまたはいくつかの構成要件だけを有する発明の実施形態は、基本的に可能である。

次に、本発明を図面に図示した実施形態を用いてより詳細に説明する。

本発明による電気液圧による動力式車両ブレーキ装置の液圧回路図である。

本発明による車両ブレーキ装置１は、４つの液圧式車輪ブレーキ２を備えた乗用車のために設けられており、それぞれのブレーキ回路ごとに２つの液圧式車輪ブレーキ２を備えた２回路型ブレーキ装置として実施されている。他の実施形態が可能であり、たとえば単回路型ブレーキ装置もしくは２つより多いブレーキ回路を備えた多回路型ブレーキ装置、および／または、他の数量の車輪ブレーキ２、および／または、ブレーキ回路に対する車輪ブレーキ２の他の割り当て態様が可能である。

車両ブレーキ装置１は、ピストンシリンダユニット５を備えた電気液圧による動力式ブレーキ圧発生器３を有し、ピストンシリンダユニットのピストン６は、ブレーキ圧を発生させるため、電動機７により、シリンダ９内のねじ駆動部８または他の回転・並進式変速装置を介して軸線方向に変位可能である。ピストンシリンダユニット５はプランジャーユニットと呼ぶこともでき、ピストン６はプランジャーピストンと呼ぶこともできる。

動力式ブレーキ圧発生器３には、厳密に言えば、動力式ブレーキ圧発生器３のピストンシリンダユニット５のシリンダ９には、ここではプランジャーバルブ１１と記す弁と、第１の仕切弁１２と、ブレーキ圧調整弁装置１３とを介して、車輪ブレーキ２が接続されている。両ブレーキ回路に分割するため、２つのプランジャーバルブ１１は液圧的に並列に、２つの第１の仕切弁１２は液圧的に同様に並列に、そしてそれぞれ１つのプランジャーバルブ１１と１つの第１の仕切弁１２とは液圧的に直列に配置されている。ブレーキ圧調整弁装置１３を介してそれぞれ２つの車輪ブレーキ２が１つのプランジャーバルブ１１と１つの第１の仕切弁１２とを介して動力式ブレーキ圧発生器３に接続されている。

ブレーキ圧調整弁装置１３は、各車輪ブレーキ２のために、吸入弁１４と排出弁１５とを有している。吸入弁１４を介して車輪ブレーキ２は第１の仕切弁１２に接続され、より正確には、各ブレーキ回路内では、それぞれ１つの吸入弁１４を備えた２つの車輪ブレーキ２が１つの第１の仕切弁１２に接続されている。排出弁１５を介して車輪ブレーキ２はハイドロポンプ１６の吸込側に接続され、これらハイドロポンプは１つの共通の電動機１７により駆動可能である。各ブレーキ回路のために１つのハイドロポンプ１６が設けられており、その吸込側にはそれぞれのブレーキ回路の車輪ブレーキ２が排出弁１５を介して接続されている。

排出弁１５とハイドロポンプ１６との間では、ブレーキ液を中間貯留するために、ハイドロアキュムレータ１８がハイドロポンプ１６の吸込側に接続され、ブレーキ液は、ブレーキ圧コントロール中および／またはスリップコントロール中に排出弁１５が開いたときに車輪ブレーキ２から排流される。

吸入弁１４と排出弁１５とは、各車輪ブレーキ２内の車輪ブレーキ圧を個別に調整することができるブレーキ圧調整弁装置１３を形成している。ハイドロポンプ１６とともにスリップコントロールが可能であり、特にアンチロックコントロール、トラクションコントロールおよび／またはダイナミックドライブコントロールもしくは電子スタビリティプログラムが可能である。これらのスリップコントロールに対しては、略語ＡＢＳ，ＡＳＲおよび／またはＦＤＲもしくはＥＳＰが慣用されている。ダイナミックドライブコントロールおよび電子スタビリティプログラムは口語的にはアンチスキッドコントロールとも呼ばれる。このようなスリップコントロールはそれ自体公知であり、ここではこれ以上詳細に説明しない。

補助的に、ハイドロポンプ１６の吸込側は、それぞれ１つの逆止弁１９と１つの吸込弁２０とにより無圧のブレーキ液貯留容器１０に接続されており、その結果ハイドロポンプ１６は、ブレーキ圧の発生またはブレーキ圧の増大のために、ブレーキ液をブレーキ液貯留容器１０から吸い込むことができる。逆止弁１９は、ブレーキ液貯留容器１０の方向から吸込弁２０およびハイドロポンプ１６の方向に貫流を可能にする。

本発明による車両ブレーキ装置１は、フットブレーキペダル２１を用いて操作可能な２回路型ブレーキマスタシリンダ２２を筋力式ブレーキ圧発生器として有し、２回路型ブレーキマスタシリンダには、それぞれのブレーキ回路において、車輪ブレーキ２がそれぞれ１つの第２の仕切弁２３と、第１の仕切弁１２と、ブレーキ圧調整弁装置１３の吸入弁１６とを介して接続されており、その結果車両ブレーキ装置１は筋力によっても操作可能である。第２の仕切弁２３と、第１の仕切弁１２と、吸入弁１６とは、液圧的に直列に配置されている。２回路型ブレーキマスタシリンダ２２は、図示していないブレーキ倍力装置を有していてよく、この場合は補助力ブレーキ圧発生器と呼ばれる。

基本的には、動力による車両ブレーキ装置１の操作が設けられており、その際ブレーキ圧は、電気液圧による動力式ブレーキ圧発生器３を用いて発生させる。電気液圧による動力式ブレーキ圧発生器３の不具合時または故障時には、スリップコントロールのハイドロポンプ１６を用いたブレーキ圧発生、或いは、選択的にブレーキマスタシリンダ１５を用いたブレーキ圧発生が可能である。ブレーキマスタシリンダ１５は、それ自体は、電気液圧による動力式ブレーキ圧発生器３が機能できるときに車輪ブレーキ２内で調整すべき車輪ブレーキ圧のための目標値発生器として用いられる。

両ブレーキ回路のうちの１つでは、ペダルストロークシミュレータ２４がシミュレータバルブ２５を介してブレーキマスタシリンダ２２に接続されている。ペダルストロークシミュレータ２４は、ばね付勢されるハイドロアキュムレータであり、ハイドロアキュムレータ内には、シミュレータバルブ２５が開いたときにブレーキ液をブレーキマスタシリンダ２２から排出させることができ、その結果、第２の仕切弁２３が閉じられる動力制動の際には、ブレーキマスタシリンダ２２内のピストンが変位可能であり、且つフットブレーキペダル２１が可動であることで、車両ドライバーには普段のペダル感覚を提供する。

電気液圧による動力式ブレーキ圧発生器３を用いて制動を導入するために、高い車輪ブレーキ圧を迅速に発生させると、ロックリミットに到達するか、これを越えたりして、車輪ブレーキ２を用いて制動される車輪をロックさせるか、ロックさせ始めたときに、スリップコントロールが車輪ブレーキ２の吸入弁１４を閉じる。乾いた道路で車輪がブロックし始めるときの車輪ブレーキ２内の典型的な車輪ブレーキ圧は、たとえばほぼ９０バールと１２０バールの間であり、たとえばほぼ１５０ないし２００ミリ秒内に到達する。吸入弁１４が閉じると、電動機７の通電が中断され、このことは動力式ブレーキ圧発生器３がオフになったと理解してもよい。動的作用のため、動力式ブレーキ圧発生器３のピストンシリンダユニット５のピストン６は電動機７の通電がオフになってすぐに止まったままになるのではなく、ピストン６は停止する前にわずかな距離だけシリンダ９内をさらに移動する。

１００００バール／秒の典型的な増圧勾配の場合、電気液圧による動力式ブレーキ圧発生器３のピストンシリンダユニット５のシリンダ９内でのブレーキ圧は、電動機７の通電が８ないし１０ミリ秒オフになった後にピストン６がさらに移動することにより、少なくとも８０バール高くなることが予想され、これによって車両ブレーキ装置１内の許容最大圧を越えて、車両ブレーキ装置１が損傷または破壊される恐れがある。８ないし１０ミリ秒は、圧力センサを用いてシリンダ９内の圧力上昇を検知してから単一の／複数の吸入弁１４が閉じるまでに経過する典型的な時間である。ピストン６を可能な限り迅速に停止させるために、仮に吸入弁１４が閉じる際に電動機７がブレーキ圧発生時にその回転方向とは逆の方向に通電されたとしても、ブレーキ圧が許容できないほど上昇し、車両ブレーキ装置１を損傷または破壊させることがある。

電気液圧による動力式ブレーキ圧発生器３のピストンシリンダユニット５のシリンダ９内での圧力の上昇を許容できる値に制限するには、制御可能な弁、たとえば電磁弁は開弁が緩速でありすぎ、それ故本発明は、その代わりに、特に機械的な圧力制限弁２６を設けるものであり、この圧力制限弁によってシリンダ９は、或いは一般的に言えば動力式ブレーキ圧発生器３は、ブレーキ液貯留容器１０に接続されている。圧力制限弁２６の開弁圧は好ましくは調整可能であり、車両ブレーキ装置１の許容最大圧に調整されており、これにより車両ブレーキ装置１の許容最大圧を越えることが回避される。

図示し、説明している実施形態では、圧力制限弁２６は補助的に電磁弁として実施され、すなわち一般的には制御可能な弁２７として実施され、その結果開弁圧に到達していなくても開弁させることができる。

圧力制限弁２６は許容しがたいほどの高い圧力ピークを阻止するため、電気液圧による動力式ブレーキ圧発生器３のピストンシリンダユニット５のシリンダ９内でのピストン６の密封は、ピストンパッキン２８を用いれば十分である。それ故、本発明によれば、ピストン６は１つのピストンパッキン２８のみを有している。ピストンパッキン２８は、ピストン６を取り囲んでピストン６とシリンダ９との間を周部において密封するパッキンリング、特にスラストパッキンリングまたはクワドリングである。

図面では、圧力制限弁２６は制御可能な弁２７内に統合され、或いは、圧力制限弁２６は同時に制御可能な弁２７としても実施されている。たとえば、圧力制限弁２６とは別個の、液圧的に圧力制限弁２６に対し並列に配置されている制御可能な弁２７も可能である（図示せず）。

ブレーキ圧調整弁装置１３の吸入弁１４および排出弁１５を用いたスリップコントロールの間、特に電動機１７によるハイドロポンプ１６の駆動時に、制御可能な弁２７を開くことができ、その結果動力式ブレーキ圧発生器３は、排出弁１５が開いている時に車輪ブレーキ２から排流されるブレーキ液を、ピストンシリンダユニット５のシリンダ９内でのピストン６の一方向または逆方向での移動によってブレーキ液貯留容器１０内へ排出させることができ、或いは逆に、ブレーキ液をスリップコントロールのためにブレーキ液貯留容器１０から吸い込むことができる。それ故、制御可能な弁２７は両方向に貫流可能に実施されている。

スリップコントロールの間に排出弁１５が開いている時に、車輪ブレーキ２内にたとえば１２０バールの圧力が支配すると、ブレーキ液はこの圧力によって車輪ブレーキ２からハイドロアキュムレータ１８内へ流動する。その際にブレーキマスタシリンダ２２が操作されていると、ブレーキ液はブレーキマスタシリンダ２２を通って無圧のブレーキ液貯留容器１０内へ流れることができない。動力式ブレーキ圧発生器３のピストンシリンダユニット５のシリンダ９内でピストン６を戻すのではなく、制御可能な弁２７を開くことによって圧力を下げることができる。これには、シリンダ９内でピストン６を密封するには１つのピストンパッキン２８で十分であり、複数のピストンパッキン２８は必要ないという利点もある。１つのピストンパッキン２８だけでシリンダ９をより短く実施することができ、このことは、ピストンシリンダユニット５を有しているブレーキ圧調整アッセンブリの構造空間をより小さくさせる。これは、自動車のエンジンルーム内に取り付ける際の利点であり、事故時の安全性を向上させる。というのは、自動車の内燃エンジンが事故の際に客室の方向に変位するときに該内燃エンジンが横方向に配置されたピストンシリンダユニット５のシリンダ９に対し衝突するからである。前記ブレーキ圧調整アッセンブリは通常は自動車のいわゆる先端壁に固定されており、それ故事故時には客室の方向に変位してはならないものである。

以上説明し図示した本発明の実施形態には、プランジャーバルブ１１と、第１の仕切弁１２と、吸入弁１６と、排出弁１７と、吸込弁２０と、第２の仕切弁２３と、シミュレータバルブ２５と、制御可能な弁２７である２ポート２位置方向制御電磁弁とが設けられ、この場合第１の仕切弁１２と、吸入弁１６と、第２の仕切弁２３とは、その無電流基本位置で開いており、プランジャーバルブ１１と、排出弁１７と、吸込弁２０と、シミュレータバルブ２５と、制御可能な弁２７とは、その無電流基本位置で閉じている。これら弁の他の実施形態を排除するものではない。たとえば、吸入弁１４と排出弁１５とを統合して３ポート２位置方向制御電磁弁を形成させることも可能である（図示せず）。

１ 車両ブレーキ装置
２ 車輪ブレーキ
３ 動力式ブレーキ圧発生器
５ ピストンシリンダユニット
６ ピストン
９ シリンダ
１０ ブレーキ液貯留容器
１４ 吸入弁
１５ 排出弁
２２ ブレーキマスタシリンダ（筋力式または補助力式ブレーキ圧発生器）
２６ 圧力制限弁
２７ 制御可能な弁
２８ ピストンパッキン

Claims (8)

1. 電気液圧による動力式ブレーキ圧発生器（３）を備え、前記動力式ブレーキ圧発生器に少なくとも１つの液圧式車輪ブレーキ（２）が吸入弁（１４）を介して接続されている、電気液圧による動力式車両ブレーキ装置において、前記動力式ブレーキ圧発生器（３）が、前記動力式ブレーキ圧発生器（３）内の圧力を制限する圧力制限弁（２６）を有していることを特徴とする電気液圧による動力式車両ブレーキ装置。
2. 前記動力式ブレーキ圧発生器（３）が制御可能な弁（２７）を有し、前記制御可能な弁内に前記圧力制限弁（２６）が統合され、または、前記制御可能な弁に対し液圧的に並列に前記圧力制限弁（２６）が配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の電気液圧による動力式車両ブレーキ装置。
3. 前記圧力制限弁（２６）の開弁圧が調整可能であることを特徴とする、請求項１または２に記載の電気液圧による動力式車両ブレーキ装置。
4. 前記圧力制限弁（２６）と前記制御可能な弁（２７）とが、前記動力式ブレーキ圧発生器（３）を無圧のブレーキ液貯留容器（１０）と結合させていることを特徴とする、請求項１～３のいずれか１項に記載の電気液圧による動力式車両ブレーキ装置。
5. 前記動力式ブレーキ圧発生器（３）がピストンシリンダユニット（５）を有し、そのピストン（６）がただ１つのピストンパッキン（２８）だけを用いて前記ピストンシリンダユニット（５）のシリンダ（９）内で密封されていることを特徴とする、請求項１～４のいずれか１項に記載の電気液圧による動力式車両ブレーキ装置。
6. 前記車両ブレーキ装置（１）が筋力式または補助力式ブレーキ圧発生器（２２）を有し、前記筋力式または補助力式ブレーキ圧発生器を用いて前記車輪ブレーキ（２）が操作可能であることを特徴とする、請求項１～５のいずれか１項に記載の電気液圧による動力式車両ブレーキ装置。
7. 請求項２～６のいずれか１項に記載の電気液圧による動力式車両ブレーキ装置を作動させる方法であって、前記車両ブレーキ装置（１）がスリップコントロールを実行し、スリップコントロール中に前記制御可能な弁（２７）を一時的に開くことを特徴とする方法。
8. 請求項７に記載の方法において、制御可能な弁（２７）が開いている間に、ピストンシリンダユニット（５）のピストン（６）を移動させることを特徴とする方法。

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