JP2023518023A - モジュール式電子ブレーキシステム - Google Patents

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Abstract

ブレーキとアクチュエータとの間で結合するためのブレーキシステムは、複数のモジュールを、インターフェースで共に結合させ、かつ他のモジュールに結合させて、様々な異なるブレーキシナリオを処理することを可能にするモジュール形式を提供する。各ブレーキモジュールは、モジュール間の交換のためのモジュールのインターフェースへの流体の送達のためのマニホールドを形成するハウジングを含む。ブレーキモジュールは、ブレーキ機能を実施するために流体を送達するために、ハウジング内に位置決めされ、加圧流体源に結合された液圧バルブを含む。モジュールはまた、電気入力信号を受信するように構成され、入力信号のレベルに基づいてシステム圧力に比例する作動圧力で液圧バルブに加圧流体源から流体を送達するように構成された電子液圧バルブを含む。モジュールインターフェースは、ブレーキモジュールを共に結合するために、ハウジングのそれぞれの側に位置決めされ、ブレーキモジュール間のアラインメントのための開口部の繰返しパターンを含む。アラインメントされた開口部は、複数のブレーキモジュール間に、システム圧力で流体を、およびタンク圧力で流体を通過させるように構成されている。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、その開示が全体的に参照により本明細書に組み込まれている、2020年3月10日に出願した米国仮特許出願第62/987,598号(係属中)の優先権を主張するものである。
本発明は、ブレーキシステム、特に、様々な異なるブレーキシナリオに使用することができる電子ブレーキシステムに関する。
一般的に、車またはトラックなどの車両用のブレーキシステムは、ブレーキに作用するために、車両ブレーキにマスタシリンダを通して流体を移送する液圧システムを利用する。ブレーキペダルなどのマスタシリンダに結合されたアクチュエータは、移動されまたは押し下げられ、移動は、ブレーキライン内の圧力を作り出すために、マスタシリンダシステムの構成部品に移送される。圧力は、キャリパおよびパッドまたはブレーキシューなどの、ブレーキラインに結合される他の機械的ブレーキ要素に作用する。ブレーキ要素は、ホイールアセンブリの回転部と係合し、車両の移動を止めるためにホイールの回転を遅くする。
通常、ブレーキシステムは特に、特定の独自の車両または車両のクラスのために設計され、その特定のブレーキ配置および要素は各特定状況のために構成および配置されている。このように、異なるマスタシリンダハウジングおよびバルブ配置は特に、特定の用途のために設計されている。各用途は、制御および制動されるホイール、ならびにシステムの他の機能によって、その独自の配置およびハウジングを有する。独自の車両用途用の1つのシステムは一般的に、別の異なる車両用途に使用可能ではない。すなわち、各システムは、その特定の車両用途に固有である。
アンチロックブレーキシステム(ABS)などの他のブレーキ特性の出現で、さらに他の要素が、より大きなブレーキシステム内で実施および設計される。このように、各システムは、車両内の特定のパラメータおよび位置決めに制限され、1つの車両内のシステムは、他の車両における、または他のブレーキシナリオのためのシステムへの応用性を有していない。これは、現在のブレーキシステムの設計態様を制限する。
さらに、このような多くのシステムは液圧駆動されるだけであり、したがって、操作用のペダル上へのオペレータの足からの圧力に基本的に左右される。このように、これらは、トラクションコントロール、ABSブレーキなどの望まれる可能性がある様々な異なるブレーキシナリオに適応可能ではない。
このように、多数の異なるシナリオおよび多くの異なる車両に適用することができる改良型ブレーキシステム用の産業での必要性がある。交換可能なハウジングおよび構成部品を組み込み、多くの異なる配置および様々なブレーキシナリオに適応可能であるブレーキシステムの必要性がある。
ブレーキとアクチュエータとの間で結合するためのブレーキシステムは、複数のブレーキモジュールを、インターフェースで共に結合させ、かつ他のモジュールに結合させて、様々な異なるブレーキシナリオに対処することを可能にするモジュール形式を提供する。各ブレーキモジュールは、1つまたは複数のブレーキへのモジュールを通した流体の送達のためのマニホールドを形成するハウジングを含む。マニホールドは、モジュール間の交換のために、モジュールのインターフェースへの流体流を提供する。加圧流体源は、システム圧力で流体を提供するようにモジュールと結合する。タンク流体源は、タンク圧力で流体を提供するようにモジュールと結合する。ブレーキモジュールは、ブレーキ機能を実施するために少なくとも1つのブレーキにモジュールを通して流体を送達するために、ハウジング内に位置決めされかつ加圧流体源に結合された液圧バルブを含む。モジュールはまた、ハウジング内に位置決めされかつ加圧流体源に結合された電子液圧バルブを含む。電子液圧バルブは、電気入力信号を受信するように構成され、入力信号に応じて、液圧バルブに作動圧力で加圧流体源から流体を送達するように構成されている。作動圧力は、受信した電気入力信号のレベルに基づいて、システム圧力に比例する。複数のモジュールインターフェースは、ブレーキモジュールを共に結合するために、ハウジングのそれぞれの側に位置決めされている。モジュールインターフェースはそれぞれ、結合されたブレーキモジュール間のアラインメントのためのハウジング内の開口部の繰返しパターンを含む。アラインメントされた開口部は、複数のブレーキモジュール間で、システム圧力で流体を、およびタンク圧力で流体を通過させるように構成されている。したがって、システムは、インターフェースで結合される追加のブレーキモジュールで容易に拡張(または縮小)させることができる。
本発明の実施形態によるモジュール式電子ブレーキシステムの斜視図である。 図1における本発明の実施形態によるモジュール式電子ブレーキシステムの分解斜視図である。 本発明の実施形態によるモジュール式電子ブレーキシステムの別の分解斜視図である。 図1における本発明の実施形態によるモジュール式電子ブレーキシステムの別の斜視図である。 図1における本発明の実施形態によるモジュール式電子ブレーキシステムの別の分解斜視図である。 本発明の実施形態によるモジュール式電子ブレーキシステムのモジュールの断面図である。 本発明の実施形態による、図4Aのモジュールの別の断面図である。 本発明の実施形態によるモジュール式電子ブレーキシステムの別のモジュールの断面図である。 本発明の実施形態による、図4Cのモジュールの別の断面図である。 本発明の実施形態によるモジュール式電子ブレーキシステムのいくつかのモジュールの断面図である。 本発明の実施形態による弁の概略図である。 本発明の実施形態による弁の圧力および流れ特徴の概略図である。 本発明の実施形態による弁の概略図である。 本発明の実施形態による弁の圧力および流れ特徴の概略図である。 本発明の実施形態による弁の概略図である。 本発明の実施形態による弁の圧力および流れ特徴の概略図である。 本発明の実施形態による弁の概略図である。 本発明の実施形態による弁の圧力および流れ特徴の概略図である。 本発明の実施形態による弁の概略図である。 本発明の実施形態による、弁の概略図である。 本発明の実施形態による、弁の圧力および流れ特徴の概略図である。 本発明の様々な実施形態による様々なブレーキシステム構成の表である。 本発明の実施形態によるブレーキシステムの液圧回路の概略回路図である。 本発明の実施形態による、動作モードのブレーキシステムの液圧回路の別の概略回路図である。 本発明の実施形態による、動作モードのブレーキシステムの液圧回路の別の概略回路図である。 本発明の実施形態による、動作モードのブレーキシステムの液圧回路の別の概略回路図である。 本発明の実施形態による、動作モードのブレーキシステムの液圧回路の別の概略回路図である。 本発明の様々な実施形態による、ブレーキシステム構成の動作状態を示す状態図である。 本発明の様々な実施形態による、ブレーキシステム構成の動作状態を示す状態図である。
図1を参照すると、モジュール式ブレーキシステム10は、本発明の一実施形態により図示されている。モジュール式ブレーキシステム10は、電子制御されたブレーキ機能用の幅広い動作システムおよび状態を達成するために、異なる構成において相互作用しかつ交換可能な複数の異なるモジュールまたはアセンブリを組み込む。本発明のモジュールを使用して組み立てられてもよい構成は、システム内で制御される車両のホイールの数、したがって、ブレーキ流体を様々なホイール組合せに提供するためのチャネルの数に左右されてもよい。構成モジュールはまた、ともに配置され、アンチロックブレーキ特性および機械作動バックアップと、例えば、ブレーキステアリングおよびトラクション制御と、に対応するように構成されてもよい。モジュール式ブレーキシステム10は、全ての望ましい特性を与えるために、本発明により共に作用するために、図に示すように一列に位置決めおよび接続された様々な異なるモジュールを組み込んでもよい。その結果、特定の用途では、いくつかの異なる車両用のシステムの望ましいブレーキ機能を得るために、特定のハウジングを構築するまたはハウジング内に特定のバルブを予め配置する必要がない。さらに、システムは、例えば、前ブレーキおよび後ブレーキを制御するためのデュアルチャネル配置を、別個のホイールブレーキのための4チャネル配置まで拡張されるように拡張可能である。また、6チャネルまたは8チャネル配置を、異なるブレーキ機能で制御される追加のホイールによって使用されてもよい。本発明および例示的な図は、デュアル用の構成を図示し、チャネル配置を形成するが、当業者によって理解されるように、同様のモジュールの追加は6および8チャネル用途での使用を可能にする。
本発明によるモジュール式ブレーキシステム10は、所望のブレーキ機能を提供するために、様々なバルブを開閉するために電子制御ユニット(ECU)および制御アルゴリズムによって制御されるモジュール式でシステムとして働くように、モジュール式ハウジング内で共に結合される複数の電子バルブ構成部品および液圧バルブ構成部品を利用する。モジュール式ブレーキシステムを形成する液圧バルブアセンブリは、取付構造と一実施形態で直線的に共に結合され、個別のモジュール式アセンブリのいくつかは冗長構造を利用し、異なるチャネル用途用の異なるシステム内で共に結合する(追加する)ことができる。
特に、図2、図2Aおよび図4を参照すると、図1の例示的モジュール式ブレーキシステム10は、図では、個別のモジュール式バルブアセンブリまたはモジュールに分解される。特に、アセンブリ/モジュール12、14、16、18および20は、図では、取付構造40で共に結合されている。モジュール式バルブアセンブリ12~20はそれぞれ、鋳造ハウジングなどのそれぞれのハウジングを備え、これらハウジングは、各バルブアセンブリ用機能を提供するために、本明細書に記載されるように、電子液圧キャリッジバルブ、液圧バルブスプール、ばね、ピストンおよびプランジャと結合され、共に動作する。さらに、各バルブアセンブリハウジングは、特定の用途用の所望の機能を達成するために、モジュール式ブレーキシステム全体に基づいて、共に相互作用することができるように、モジュール式バルブアセンブリ間の物理的結合だけではなく、液圧流体結合を提供する個別の取付またはインターフェース表面またはインターフェース面を組み込む。このように、個別のバルブアセンブリは、制御するための異なる数のブレーキおよびホイールを有する車両に対処するように、より大きいまたはより複雑なモジュール式ブレーキシステムを作り出すために、システム内で共に接合させることができる。
様々な個別のモジュール式バルブアセンブリ構成部品は、特定の車両ブレーキシステム構成を満たすために、システム全体内に共に配置することができる。各システムは、物理的液圧バルブアセンブリに対応するために必要とされる個別のバルブを操作し、特定の用途または顧客に必要とされる特性を提供するようにプログラミングされた電子制御ユニットを組み込む。さらに、システムの要素がモジュール式であるので、個別のアセンブリは、それぞれのブレーキアクチュエータに対して配置しかつ取付けることができ、あるいは、車両インテグレータによって最も有利であると考えられる方法で配置することができる。それゆえ、本発明は、全ての機能を単一のハウジングに組み込む既存のシステムの欠点に対処する。本明細書に記載された様々な機能は、車両のホイールおよびブレーキへの液圧流体の所望の流れを達成するために、マルチ機能バルブ要素と組み合わせて行われる制御コマンドを通して達成される。例えば、図11の表は、本発明の態様による様々な異なるモジュール式構成を記載し、異なるブレーキシナリオは、本明細書にさらに論じるように、望ましいブレーキ機能を提供するために、共に組み立てられる個別のモジュールで対処されてもよい。
図12Aは、一例示的システム用の様々なモジュール式バルブアセンブリの相互接続および流体流、ならびにその相互作用を示す液圧概略図を示している。より大きいまたは小さいモジュール式配置は、図11に記載された様々な可能なモジュール式組合せで記されるように使用される。各モジュール式バルブアセンブリは、所望の出力を提供するために、液圧バルブ構成部品と、電子制御ユニット(ECU)を通して電気制御される電子液圧バルブと、の固有の組合せを組み込む。特定の電子液圧バルブは、モジュール式ブレーキシステム10全体内のその動作および機能、ならびにシステム10に提供する特性によって、各モジュールに対して望ましい流れを提供するために選択される。
モジュール式ブレーキシステム10の一次構築ブロックは、モジュールハウジング内でそれぞれのリレーバルブ68と組み合わせる電子液圧パイロットバルブ50、52を組み込んだ1つまたは複数の基本ブレーキモジュール12、14によって提供される。パイロットバルブ50、52は、制御ユニット(ECU)によって電子制御される。例えば、図12Aを参照のこと。パイロットバルブは、望ましい電子制御されたブレーキを提供するために、モジュール12、14のリレーバルブ68のプランジャおよびスプール配置に流体の所望の比例制御を提供する。図4A、図4Bに示すように、各基本ブレーキモジュール12、14は、モジュール間の繰返し構成を提供する、モジュールハウジング54、56それぞれを組み込む。ハウジング54、56は、本体を含み、本体は、供給部からモジュールを通して、様々なモジュールを通して、その後ブレーキに流体の所望の流れを提供する、様々な個別の内部チャネル57、59を有するマニホールド構造を中に提供する。内部チャネル57、59は、本明細書に記載のように、モジュールの中におよびそこから適切に流れ、他のモジュールとの交換用の各モジュールのインターフェース90、274および276などの様々なインターフェースで流体を存在させるように、マニホールドに入る流体を案内するために、いくつかの異なる方法で配置されてもよい。それにより、本発明は、ハウジングのマニホールド間の様々な内部チャネル57、59または他の通路の正確な配置、およびモジュールの様々なポートおよび開口部の間の接続に限るものではない。マニホールドおよび通路は、例えば、図12A~図12Eで論じられ記載されるように、流体の流れを保証する。本明細書で図示し論じた実施形態では、アンチロックブレーキ特性が組み込まれ、したがって、アンチロックブレーキ(ABS)バルブ60は選択的に、様々なモジュール上で実施される。開示した実施形態では、前ブレーキは、単一のチャネルを通してアンチロックブレーキ(ABS)を提供し、したがって、単一のABSバルブ60は図では、モジュール12で利用される。別の方法では、後ブレーキABSでは、制御がモジュール14を通して提供され、したがって、図12Aに示すように、2つのアンチロックブレーキバルブ60を組み込む。
例示的モジュール14は、ハウジング56および様々な構成部品に対して本明細書で記載されている。様々な機構および要素は、モジュール1212およびハウジング54内で同様であることを理解されたい。再び図4A、図4Bを参照すると、ハウジング56は、リレーバルブ68およびそれぞれのパイロットバルブ52を格納して、共に動作するように構成されている。ハウジング54は、本発明によると、同様に構築および構成される。リレーバルブ68は、電子液圧バルブ52によって制御される機械的バルブであり、プランジャ72をレギュレータばね74およびばねシート76に対して着座させるプランジャスリーブ70を利用する。プランジャは、スプールスリーブ80内に着座されかつ戻りばね82に結合されるスプール78に作用する。ハウジング56の各端部は、図から分かるように、カバー84などの流体の汚染用の適切なカバーに結合されていてもよい。液圧バックアップが1つまたは複数のマスタシリンダを通してシステム10に提供されるかどうかによって、カバー84は、図2に示し、本明細書に論じるように、モジュール18、20との結合のために取り除かれてもよい。
本発明の一実施形態によると、各コアモジュール12、14は、当業者に簡単に理解されるように、タンクTと、加圧源PおよびアキュムレータAと、の両方からの液圧流体の十分な供給で、モジュール16により結合される。本明細書に論じるように、モジュール16はインターフェース90を組み込む。インターフェース90は、図2から分かるように一方側で、タンクT、加圧源PおよびアキュムレータAに結合面表面を提供し、図2、図2Aに示すように、モジュール14と結合するために適合インターフェース90を提供する。ハウジング12、14のマニホールド通路57、59は、図12Aの概略図により使用されるように、流体を案内する。本発明の一態様によると、本発明のシステム10で利用される様々なモジュールは、液圧流体の供給部と結合するために、また様々なモジュールのマニホールド間に、その後、車両のブレーキへモジュールからの流体の流れを提供するために、適切な開口部を備えたモジュール式取付表面またはインターフェース90を含む。図2に示すように、各モジュール12、14、16のインターフェース90は、モジュールの直線アラインメントおよび結合を提供し、したがって、流体の流れがモジュールからモジュールに進む。直線アラインメントは、図2に示すように、軸91に沿って提供される。本発明の別の特性によると、インターフェース90は、本発明のモジュール式態様を達成するために、流体開口部92、94、96の繰返しパターンを組み込む。記したように、様々なモジュール12、14は、図11に示したように、様々な構成を提供するために直線的に配置され、または積み重ねられてもよい。モジュール式システムのモジュールは、モジュールを共に結合させることによりモジュールを通して適切な流れを提供するように、取付インターフェースで流体を存在させる。
システム10の異なるモジュールの別の分解斜視図を示す図4を参照すると、各コアモジュール12、14は図では、その側部に、図1のアセンブリを通して特定の液圧流体源を結合させるための開口部92、94、96を含む取付インターフェース90を備えている。モジュール12と14の間で見ることができるように、開口部のパターンの重複およびインターフェース繰返しは、個別のコアブレーキモジュール12、14が共に位置決めされかつ取付けられ、所望のブレーキシステムおよび機能性、制御されるホイールによって、加えられるまたは引かれるように、望ましいモジュール性を提供する。各インターフェース90は、様々な源(例えば、タンク、システム圧力など)からの流体供給チャネルが、モジュールがアセンブリ内で共に取り付けられる場合に(図1、図3)共に結合されるように、同様に構築および配置される。各モジュール12、14はまた、軸91に対してある角度で一般的に案内される、ハウジング12、14の面上のインターフェース98を含む。図示した実施形態では、インターフェース98は、軸91に垂直な方向、およびインターフェース99の対面方向に面している。インターフェースは、モジュール式で、システム内で他の構成部品と結合するための通路97、99を有する。例えば、通路97はセンサに結合されてもよく、通路99は図12A~図12Eで論じるように、ブレーキチャネル/ブレーキと結合されてもよい。
モジュールを取付けるかつ組み立てる目的で、図2を参照すると、各ハウジング54、56は、軸91の方向でモジュール12、14の間に、それぞれを通して延びるアラインメント構造42を受ける貫通孔100のパターンを有して構成されてもよい。孔100のパターンは、例えば、モジュールを加えるまたはシステムから引くために、モジュール12、14、16内で重複または繰り返される。図2に示すように、アラインメント構造または取付構造42は、各ハウジング54、56、80内の適切な円筒形キャビティまたは開口部100を通して延びる、直線要素またはシャフトの形をしていてもよい。取付およびアラインメント構造42は、モジュール12、14、16の間に所望のアラインメントを提供し、その取付インターフェース90は、適切な動作および適切な液圧流体流のために適切にインターフェース接続または着座される。貫通孔のアラインメントは、モジュールを通した開口部の繰返しパターンのアラインメントを提供する。シャフト要素42は、軸91およびシステム10全体のモジュールに対して適切な配向および適切なアラインメントを保持するために、例えばプレート44または他の構造を通して、互いに結合されてもよい。分かるように、シャフト42は、システム10のために互いに結合させることができる様々なモジュール12、14全てを受け入れるのに適切な長さにされてもよい。
図2Aおよび図4を参照すると、液圧流体の供給部への相互接続を提供するモジュール16は、対向する取付インターフェース90を組み込み、これら取付インターフェース90は、モジュール12、14に流体のタンクTおよび流体の加圧供給源Pを結合させるために、対向するインターフェース90上でタンクT、供給圧力部P、アキュムレータAおよびセンサS用の対応する開口部、ならびに流体通路92、94を含む。このように、モジュール16は、コアモジュール12、14と一列で取り付けられ、隣接するモジュールの適切な取付インターフェース90との取付インターフェース90の取付を通してこれと共に動作してもよい。タンクポート94、供給圧力ポート92、そして、マスタシリンダポート96の繰返しパターンは、モジュールが追加された場合に、適切な流れを保証する。分かるように、様々なハウジング56、54、ならびに液圧および電子液圧バルブモジュールそれぞれを行うため本明細書で論じられるような他のハウジングは、図12A~図12Eに記載するように、ブレーキ機能を提供するために、様々なモジュールを通して加圧流体およびタンク圧力流体の適切な流れを提供するように構成された適切な内部マニホールドを有する。モジュールハウジングおよびマニホールドはまた、モジュールからモジュールまで流体を通過させるために、適切な配置またはパターンで取付インターフェース表面に流体を存在させる。ハウジングの取付インターフェース90での流体流開口部はそれぞれ、取付システム40および適切なアラインメント構造42が、図1に示すように、システム内でモジュールを共に結合させるために利用される場合に、適切な流体流およびアラインメントを保証するように、モジュール全体を通して繰り返されるパターンである。
再び図12Aを参照すると、ブレーキアクチュエータ140、141と車両124との間で例示的システム10内に共に結合される様々なモジュール式構成部品を示すシステム概略図が図示されている。特に、ブレーキ作動システム120は、モジュール式ブレーキシステム10、ならびに個別の前ブレーキ126および後ブレーキ128a、128bを有する車両124に結合される。記載された実施形態では、アンチロックブレーキシステムおよび前ブレーキのブレーキは、単一ブレーキ流体チャネル130(モジュール12)を通して行われ、後ブレーキに提供されるブレーキはデュアルブレーキ流体チャネル配置132(モジュール14)を通して行われる。作動機構120は、それぞれのマスタシリンダ142にそれぞれ結合されるブレーキペダルなどの1つまたは複数のアクチュエータ140、141を組み込んでもよい。発明の一実施形態によると、マスタシリンダ接続モジュール250は、ECU150によって提供される電子制御に加えて、マスタシリンダ液圧バックアップを提供するように、システム10に結合されてもよい。図2を参照すると、マスタシリンダ接続モジュール250は、個別のモジュールまたはモジュール部18、20によって示されている。モジュール18は、ポート260(図1および図2参照)でマスタシリンダ圧力を取り込み、モジュール12に送達するマスタシリンダモジュールパイロット部を提供し、モジュール20は、モジュール14にマスタシリンダ圧力を送達するまたは中継するマスタシリンダモジュールリレー部を提供する。この目的で、モジュール18は、停電またはECU150の故障がある場合などに、マスタシリンダバックアップを提供するために、本明細書に論じるように、モード選択バルブ152を組み込む。
各例示的バルブモジュール12~20は、図12Aに示すように、適切に電子液圧バルブ構成部品を操作するために、ECU150に適切に結合されている。また、モジュール式ブレーキシステムの用途および設置によって、様々なABSセンサ160は、例えばライン162を通して、ECUに結合されてもよい。本発明の一特性によると、様々な圧力センサ164は、例えばライン165を通して、ECUに結合されてもよい。
記すように、様々なコアブレーキモジュール12、14は、図2に示すように、液圧リレーバルブ68、ならびに適切なハウジング54、56およびマニホールドを通して共に結合されたそれぞれの電子液圧パイロットバルブ50、52を組み込む。動作中、電子液圧パイロットバルブ50、52は、ECUからの電気コマンドに応答し、図4A、図4Bに示すように、液圧リレーバルブ68およびプランジャキャビティに圧力の供給チャネルから比例液圧を送達する。供給チャネル内の供給圧力は、ハウジング180と、図12Aに示されるアキュムレータAを通してシステム供給チャネルに供給部Pからの供給圧力を送達するように作動する供給バルブ182と、を組み込む供給モジュール16を通してシステム10に供給される。ハウジング180はまた、例えば、モジュール12、14に結合される場合に、モジュール12、14に送達されるようにモジュール16を通してタンク圧力および供給圧力で流体を案内するための適切なマニホールドを提供する。モジュール16の1つの取付インターフェース(図2)は、圧力供給部P、タンクT、アクチュエータA、およびセンサSに結合するための開口部を提供する。モジュール16の対向するインターフェース90(図2A)は、ポート92で供給圧力を、ポート94でタンク圧力を送達する。その配置は、図2および図4に示すように、他のモジュールを通して維持される。ハウジング180のマニホールドは、例えば、図12A~図12Eに関して論じるように、流体経路を保証し、したがって、ハウジング内の正確な配置は、流体が開口部P、T、A、Sならびに開口部92、94の間に案内され、存在する限り限定的ではない。
図5Aは、図5Bに示すような流れ特徴と共に1つの例示的供給バルブ182を示している。特に、供給バルブは、通常は開いているソレノイド作動2ウェイバルブであってもよい。バルブ82は、負荷保持用途において低い漏洩のために設計された、ポペットタイプの内部パイロット式ねじ込み液圧カートリッジバルブであってもよい。供給バルブ182の動作は、図12Aに示すように、アキュムレータAおよびシステム供給ライン190への源Pからの供給圧力の適切な送達を提供する。図2を参照すると、供給圧力はまた、センサポートSにハウジング180のマニホールドを通して送達される。供給圧力は、モジュール16のポート92で送達される。動作中、バルブの電源が停止されると、バルブは両方向の流れを可能にする。バルブ182は、ライン192を通してECU150に結合されている。電源が加えられると、バルブのポペットが閉じ、したがって、両方向の流れが遮断される。
図4A、図4Bに示すようなコアまたはメインブレーキモジュール12、14の動作では、モジュールは、本発明による、比例パイロットバルブ50、52によって操縦される液圧リレーバルブ機構68の組合せを通して所望のブレーキを提供するために比例特性を利用する。特に、図4A、図4Bおよび図12Aを参照すると、ブレーキアクチュエータ140がブレーキペダルの押下などによって作動されると、角度センサ141が角度を検出する。センサはECU150に結合され、ECUはそれぞれ、比例パイロットバルブ50、52にライン200、202を通して電気コマンドを提供する。パイロットバルブ50、52は、システム圧力を提供する流体源に結合されかつECUからの電気コマンドに比例応答する電子液圧バルブであり、適切なスリーブ70内で移動するリレーバルブ68のプランジャ72、およびばね74に対するハウジング54、56内のキャビティへ供給チャネルから作動圧力として液圧を送達する。液圧リレーバルブ68はまた、システム圧力Pで流体源または供給部に結合されている。ばねは、スプールスリーブ80内で移動する、図示されるようなスプール78上でばねシート76を通してプランジャ動作を変換する。図12Aを参照すると、供給ライン190は供給圧力流体をバルブ50、52に案内する。各パイロットバルブ50、52は、液圧リレーバルブ68に結合され、それにより、モジュール12、14を通して供給圧力チャネルを提供する。また、各液圧リレーバルブ68はまた、図12Aに示すように、ライン191を通して別の供給チャネルに別に結合されている。このように、スプール78がバルブ50、52によって提供される作動圧力に基づいて移動すると、別の液圧供給圧力チャネルからカバーを外し、したがって、供給圧力液圧流体が、図12Aに示すように、チャネル130、132などを通して、流体コンダクタにつながるポートまたはブレーキおよびブレーキシステムに接続されたラインに流れるのを可能にする。(図4A、図4Bの断面で示される)図12Aの液圧リレーバルブ68内で、ブレーキシステム内の圧力が蓄積されると、液圧流体はスプール内のオリフィスを通してスプール後ろのチャンバまで流れることが可能にされる。それにより、スプールは液圧と戻りばね82の力とによって与えられる調整の間で平衡となる。これにより、スプール78を他の圧力供給チャネルを遮断する位置に戻し、したがって、ブレーキバルブアセンブリに関して当業者が分かるように、システムを平衡にする。パイロットバルブ50、52はそれにより、加圧流体をブレーキに送達するためにリレーバルブ68を比例制御する。
リレーバルブアセンブリ68は、パイロットバルブ50、52によって制御されるように、それぞれのモジュール12、14内のパイロット電力バルブとして図9に示すように作動する。動作中、バルブアセンブリ68は、閉移行を備えた間接作動スプールタイプ比例電力バルブである。このようなバルブは、ミネラルベースの液圧流体で使用することができる。調整された圧力は、本発明の態様に従って、ECU150を通して制御されるそれぞれのパイロットバルブ50、52から受けられる入力パイロット圧力または作動圧力に比例する。リレーバルブ68は通常、パイロット圧力または作動圧力Pxがそれぞれのパイロットバルブ50、52を通して加えられない場合に、ブレーキBとタンク圧力Tとの間の自由接続を提供する。作動圧力Pxがパロットバルブ50、52によって提供される場合、ブレーキBはシステム圧力Pに接続されている。パイロットバルブによってPxとして加えられる圧力が増加することにより、ブレーキへの制御(減少)圧力が比例して増加する。ブレーキ126、128での圧力がPxによって誘導される設定を超えると、ブレーキからの圧力はタンクTに解放される。
ブレーキペダルから足を離すことなどの、アクチュエータ140の変位および作動の減少は、センサ141を通してECU150に信号を提供し、その後、パイロットバルブ50、52へのライン200、202を通した電流が減少する。これは、リレーバルブアセンブリ68内でプランジャ72に送達されるパイロット圧力または作動の比例減少につながる。これはそれにより、スプール78上のばね力を減少させ、車両124のブレーキ126、128へバルブアセンブリ68を通して提供されるブレーキ力を減少させる。スプール78はその後、ハウジング54、56のリレーバルブ68内の新しい位置に移動し、ブレーキ圧力ポートをタンクポートに接続させ、したがって、ブレーキ内の液圧を減少させる。図12Aに示すように、各リレーバルブ68は、ライン204を通して適切な逆止弁206を通るタンク圧力に結合されている。逆止弁は、ブレーキ圧力がリレーバルブ68内で解放される場合に、ブレーキ内の最小量の圧力を提供する。逆止弁206は、図6Bに示すような圧力および流れ図を有する、図6Aに示すようなバルブ構成を実施してもよい。例えば、逆止弁206は、遮断または負荷保持デバイスとして使用される、ねじ込みキャリッジ式液圧ボール逆止弁であってもよい。動作中、バルブは、図6Aに示すように、1から2までの流れ通路を可能にし、通常、反対方向の油流れを遮断する。バルブキャリッジは、図に示すように十分な圧力が1で加えられて2を開くまで、ばね付勢されて閉じられた完全に案内されたチェックを有してもよい。逆止弁206は、車両124のブレーキ126、128までのシステム10からのブレーキライン内に失敗または故障がないことを保証するために、圧力センサ164によって監視されてもよい1バール~2バールなどの低いバックアップ圧力を提供するように構成されてもよい。
図4および図12Aを再び参照すると、パイロットバルブ50、52は、角度センサ141からの信号に基づき、ブレーキペダルの角度押下などの、アクチュエータ140の移動の感知に基づく、ECUを通したブレーキ圧力の所望の電子制御を行うための比例バルブである。本発明の一実施形態では、比例パイロットバルブは、図8Bに示すように、圧力および流れ図応答を有してもよい、図8Aに示すような3ウェイ比例ソレノイドバルブであってもよい。比例パイロットバルブは、圧力減少/解放機能を備えた、直接作用スプールタイプ比例バルブであってもよい。このようなバルブは、ミネラルベースまたは合成の液圧流体での使用に適している。一般に、コイルはバルブの一体部分であってもよく、調整された圧力は図8Bに示すように、圧力範囲内の入力電流に比例している。動作中、バルブは、コイルに電流が加えられない場合に、1から3までの自由流を可能にする。図12Aに示すように、ECUによって電気が加えられない場合に、バルブを通してタンク圧力Tを基本的に提供する。バルブに電力が加えられる場合、特に、ソレノイドコイルに電力が加えられる場合、2は、本明細書に記載するように、リレーバルブ68にバルブを通して供給チャネル圧力Pを提供する1に接続されている。ECUを通して、ソレノイドコイルに加えられる電流を増加させることにより、制御(減少)圧力が比例して増加する。リレーバルブ68に提供される1での圧力がコイルによって誘導される設定を超えると、ブレーキからの圧力は、3、またはタンク圧力に緩和される。
モジュール式ブレーキシステム10に望ましい機能によって、ホイールの1つまたは複数は、アンチロックブレーキシステム(ABS)機能を含んでもよい。このような構成では、メインブレーキモジュール12、14は、1つまたは複数のABSバルブ60を組み込み、このABSバルブ60は、車両のABS要件に基づいて、流体の流れ、ならびに供給圧力およびタンク圧力の間の接続を制御するために、図4Aおよび図4Bに示すような、それぞれのハウジング54、56によって提供されるマニホールドと動作する。例えば、図1から図4に示すように、多数のABSバルブ60が、モジュール14などのそれぞれのブレーキモジュールを通してABSブレーキ機能を提供するために、ハウジング56、およびハウジング56の中に提供されたマニホールド通路57、59に結合されている。図12Aを参照すると、ABSバルブ60は図では、ABS機能を提供するために、ブレーキモジュール12、14の出力部に結合されている。特に、図示するように、様々なABSバルブ60は、ABS目的のバルブの制御を行うために、ECUに制御ライン210を通して結合されている。記したように、ABSセンサ160は、車両124のブレーキ126、128内にブレーキ状態に関するフィードバックを提供するために、ライン162を通してECUに結合されている。本明細書に論じ、図12Aに示した実施形態では、ABS機能は、共通のブレーキチャネル130を通して前ホイールの両方に提供されるが、1対のブレーキチャネル132a、132bを通して後ホイールおよび後ブレーキ128a、128bそれぞれに提供される。したがって、システムは、3ホイール用の図12Aに示すような3つのABSバルブ60を実装する3チャネルシステムである。他のシナリオは、本発明の態様により、および本発明のモジュール式ブレーキシステム10を利用する様々な異なる構成を示す図11に関して論じたような、異なるモジュールおよび異なるバルブ組合せを使用して実施されてもよい。図4を参照すると、モジュール14は、多数のABSバルブ、また、2つのブレーキチャンバ用の多数の流体通路99とセンサ通路97とを備えて示されている。モジュール12は、単一のABSバルブ60、およびブレーキチャネル130用の単一のブレーキ通路を有する。
図12Aに示すように、各ABSバルブ60は、タンク圧力T、ならびにモジュールおよびリレーバルブ68を通した供給部からの供給圧力に結合されている。供給圧力は、図示するように、モジュールおよびチャネルライン130、132a、132bの動作を通してブレーキに直接、供給圧力を提供するために、モジュール12、14を通して提供される。図8Aは、本発明のモジュール式ブレーキシステムで使用されるような、ABSバルブの一実施形態を示している。バルブ60は、ソレノイド作動の3ウェイ直接作用スプールタイプバルブである。その圧力および流れ特徴は、図8Bに示されている。ブレーキシステムの通常動作である、電力が停止されると、バルブ60は2から1への流れを可能にし、システム圧力またはリレーバルブ68およびモジュール12、14を通して存在するいずれの圧力もブレーキに送達されることを示す。3での流れは遮断される。しかし、ABS機能がセンサ160の1つまたは複数などによってトリガされると、ECUはバルブ60に電力を加えるために制御信号を提供する。本発明のアンチロックブレーキ特性を実施するなどのために電力が加えられると、バルブスプールは2から3までシフトして開いて、1で遮断し、したがって、ライン204からのタンク圧力Tで様々なブレーキチャネル130、132を接続する。このような接続は、タンク圧力Tへのブレーキチャネル130、132の結合を提供し、したがって、適切なブレーキからブレーキ圧力を選択的に取り除くまたは邪魔する。このように、車両124の1つまたは複数のブレーキ126、128のアンチロックブレーキ特性は、システムの動作内で所望の通り提供される。示したように、開示したシステムでは、前ブレーキに結合されたモジュール12は、ABS機能がブレーキ126および適切なホイールそれぞれに単一のバルブ60を通して提供されるように、単一のチャネル130を利用する。後ブレーキでは、各後ブレーキ128a、128bは、適切なそれぞれのABSバルブ60に結合された別個のチャネル132a、132bによって維持されている。このように、各後ブレーキは、適切なセンサ160およびECU制御によって選択されるように、ABS機能で個別に操作されてもよい。
本発明の別の態様によると、モジュール式ブレーキシステムは、ブレーキペダルの押下の角度などの、アクチュエータ140の位置に基づいて、所望のブレーキ機能を提供するために、ECUを通した電子故障などの場合に、電子システムの液圧バックアップを提供するバルブモジュールを組み込んでもよい。これに関して、モジュール式ブレーキシステム10は、電子制御よりむしろ、図12Aに示すようなアクチュエータ140の実際の押下に基づいてシステムを通した液圧機能を提供するために、1つまたは複数のマスタシリンダ140に結合されている。
図2から図4を参照すると、マスタシリンダ接続モジュール250はシステム内に実装されてもよい。マスタシリンダ接続モジュール250は、別個のモジュール部またはモジュール18、20を含んでいる。モジュール18はパイロット部として作用し、モジュール20はリレー部として作用する。マスタシリンダ接続モジュール250全体は、ポート260(図2)を通したマスタシリンダ142へのリンク、および電気入力から液圧入力へ変更するための手段を提供し、アクチュエータ140とマスタシリンダ142との間の相互作用に基づいて適切にメインモジュール12、14を駆動するためにマスタシリンダとの液圧リンクを提供する。
図2および図12A、ならびに図4C、図4Dの断面を参照すると、マスタシリンダ142は、モジュール18のポート260、およびシステム10用の電子および液圧モード間で切り換わるモード選択バルブ152を通して各メインモジュール12、14に結合されている。このように、システムは、ECU150の故障などの電子故障に基づいて、可能なバックアップモードとして液圧モードを提供することができる。または、液圧モードはシステム10の特性として提供されてもよい。圧力は、マスタシリンダ(MC)ライン252を通してモード選択バルブ152に提供される。バルブ254は、ライン256上のマスタシリンダ入力がバルブ152に提供されて、各モジュール12、14のそれぞれのリレーバルブ68まで通過されるように、ライン252を通してマスタシリンダ142によって提供される最高圧力を選択するために利用されてもよい。液圧機能がバックアップシステムとして使用される可能性があるマスタシリンダ142を通して提供され、特定の用途に望ましい場合、モジュール12、14への一次入力圧力源である可能性がある。図12Aに示すようなこのような場合は両方とも、マスタシリンダ接続モジュール250は、ブレーキペダルなどのアクチュエータ140に結合されるマスタシリンダ142から液圧を供給する。マスタシリンダが変位されると、液圧流体は、図2に示すポート260で図示されるように、マスタシリンダ接続モジュール250の入力ポートに送達される。
マスタシリンダ接続モジュール250を形成するモジュール18、20はそれぞれ、本明細書に開示されるように、液圧流体の流れのためのマニホールドを形成する適切なハウジング262、264を含む。ハウジング262、264のマニホールドは、例えば図12A~図12Eに関して論じたような流体を保証し、したがって、ハウジング内の正確な配置は、モジュールがインターフェースで共に結合される場合に、図示したように開口部292、293、295間で流体が案内されかつ存在し、かつバルブ要素266と72の間で結合が案内されかつ存在する限り、限定するものではない。
断面図4C、図4Dに示すように、モジュール18、20は、液圧流体の方向にプランジャスリーブ268内で移動するプランジャ266を含んでいる。図4を参照すると、本発明の態様による各モジュール18、20は、ハウジング262、264内に取付表面またはインターフェース270、272を組み込む。取付表面は、モジュール18、20およびモジュール14、12(図2)の間に流体結合を提供するために、ハウジング54、56内の同様の取付表面またはインターフェース274、276と適合する。バルブ要素72、266は、本明細書に記載するように動作するために、共に結合されている。取付表面およびモジュール式インターフェースは、バックアップとして、または特定のブレーキ用途のための所望の機能のために、マスタシリンダ接続モジュール機能を組み込むように、個別のモジュール12、14、18、20の間の液圧流体の適切な流れを保証する。この目的で、図4に示すように、インターフェース表面は、モジュール12、14内の適切なアラインメント開口282とインターフェース接続するアラインメント構造280を組み込んでもよい。アラインメント構造は、モジュール18、20およびモジュール12、14の間の開口部のアラインメントを保証し、また、バルブ要素は、モジュールのマニホールドの適切な流体流通路がモジュール間のインターフェースでアラインメントされていることを保証する。マスタシリンダ接続モジュール250が利用されない場合、図2に示すような取付面274、276は、モジュール式システム10に対向するモジュールの一方側を密封するために、モジュール18、20に結合されるプレート261、262と同様のプレートなどで密封されてもよい。
動作中、マスタシリンダが変位されると、液圧流体はそれぞれのモジュール18、20の入力ポートにモード選択バルブ152を通して送達される。流体中の圧力が増加すると、それぞれのプランジャ266に作用し、プランジャは隣接するメインモジュール12、14内のそれぞれのプランジャ72に作用するように変位される。このように、マスタシリンダ接続モジュール250、およびそれぞれのモジュール部18、20は、バルブ50、52を使用することなく、本明細書に記載されるように、ブレーキに液圧を送達する。マスタシリンダ接続モジュール250がバックアップシステムとして利用される場合、電子液圧モード選択バルブ152は、電気故障が存在しない場合に、車両/システム開始の際にECUによって電力が加えられる。
モード選択バルブ152用の適切なバルブが、図7Bに示すような適切な圧力および流れ図で図7Aに示されている。特に、バルブ152は、直接作用スプールタイプのねじ込み液圧カートリッジバルブであるソレノイド作動の4ウェイ二位置バルブを利用してもよい。動作の際、バルブに電力が加えられると、スプールはシフトして、図示するように3から4および2から1まで流れを提供し、したがって、マスタシリンダ142をメインブレーキモジュール12、14から隔離する。さらに、2から1までの接続は、アクチュエータ140またはブレーキペダルを通した自然の反力をオペレータに提供するために、図示するようにライン290を通してマスタシリンダ142にブレーキチャネルから液圧フィードバックを提供する。システム内の電力が不足した場合、あるいはECUがバルブへの電力を止めるようにバルブ152を操作した場合、流れは4から1になり、それにより、マスタシリンダ接続モジュール250を通してマスタシリンダをシステムに接続し、本明細書に記載するように、モジュール12、14、パイロットバルブ50、52およびリレーバルブ68を通した、ブレーキの液圧作動を可能にする。
マスタシリンダリレーモジュール18は、取付面表面またはインターフェース270、272、274、276(図2、図4)に設けられたモジュール12、14を通した通路を介してマスタシリンダリレーモジュール18から液圧を供給する。モジュールのインターフェースは、モジュール内の流体の流れのための流体ポートの適切なアラインメントを行う。例えば、各モジュール内の開口部292は、マスタシリンダ接続モジュール250の部分間に必要な流体流れを提供するために、メインブレーキモジュール12、14内のインターフェース表面274、276の開口部294を備えたインターフェースとのマスタシリンダ接続モジュール250のモジュール部18、20のインターフェース表面270、272内のマスタシリンダ流体流れの結合を行う。このように、モジュール18およびバルブ152を通した流体は、コアブレーキモジュールおよびモジュール20に提供される。ブレーキモジュールのマニホールドおよび様々な通路は、モジュールを通したマスタシリンダ流体の流れを保証する。マスタシリンダ接続モジュールのパイロット部またはモジュール18に関して記載したような動作と同様に、リレー部またはモジュール20内の圧力は、図4C、図4Dに示すように、その中で適切なプランジャ266に作用し、スプールを変位させ、ブレーキ圧力を提供するために、モジュール12内の対応するプランジャ72に力を加える。モジュール14、18はまた、モジュール14を通したモジュール18へのタンクT接続を行うためのポート293と、ECU用センサにブレーキ圧力フィードバックを提供するためのポート295と、を含んでいる。
記したように、ECUは、本明細書に記載するように、モジュール式ブレーキシステム10を操作するために利用される、信号入力および出力、処理、メモリ、診断および車両通信インターフェースを提供する。ECUは、電力管理、自己検査、診断、故障検出、メモリ、および通信用の工業標準プロセスを提供するためにソフトウェアを実行する。また、ECUは、本明細書に記載するように、モジュール式システム内に設けられた様々なバルブ配置との一体化を通して実現されるパフォーマンス機能全てを含む。本発明のブレーキシステム10、およびECUは、車両自律システムからのブレーキコマンドを受け入れるように構成されている。典型的には、本発明は、ブレーキが車両内の通信ネットワークを通して車両自律システムによって制御される自律ブレーキを行うために使用されてもよい。本発明の別の特性によると、ブレーキ出力は、アクチュエータまたはブレーキペダル移動に応じて、本明細書で論じるような様々なバルブの1つまたは複数への電子信号によって制御される。例えば、ブレーキペダルの角度は特定のブレーキコマンドを提供するために検出することができる。さらに、モジュール12、14および適切なアンチロックブレーキバルブ60を通して、アンチロックブレーキ機能が提供され、個別のブレーキ圧力は、ホイールロックアップを邪魔することに応じて、電子制御によって減少される。
本発明はまた、ヒルホールドを電子的に提供し、ブレーキが加えられ車両が静止すると、ブレーキはブレーキペダルが解放された後、短い期間はめられたままである。これにより、ドライバがアクセルペダルを踏むために、ブレーキペダルから足を取り除いた場合に、車両が斜面を下に転がり戻るのを防ぐ。ブレーキは、ECUを通して制御される経過時間に基づいて、または提供された要求トルクの増加によって(図13)、解放してもよい。本発明はまた、ブレーキアシストステアリングを提供し、車両が極めて狭いターンを行うのをアシストするために、ブレーキペダルおよびECUを介したドライバリクエストにより単一のブレーキを加えてもよい。自動ブレーキアシストステアリングがまた提供され、車両が極めて狭いターンを行うのをアシストするために、車両速度およびステアリング角度に基づいて、ECUにより単一のブレーキが加えられる。本発明の別の特性によると、坂下降制御はモジュール式システムおよびECUを通して提供され、ブレーキはリクエストされたブレーキトルクが車両速度が増加する間にゼロに近く、車両速度制御がアクティブである場合に、予め選択した車両速度を維持するように電子制御信号によって命令される。本発明はまた、適応クルーズ制御を提供し、ブレーキは他の車両または固定物体(図13)から安全距離を維持するために、電子車両速度管理システムのコマンドにより加えられる。したがって、本発明のモジュール式要素は、様々な異なるブレーキ特性を提供するために、複数の構成で配置されてもよい。
図12A~図12Eを参照すると、システムの一例示的実施形態の動作が本明細書に記載されている。特に、図示するように、図12Aは、アクチュエータおよびマスタシリンダアセンブリと車両ブレーキとに対する、本発明のモジュールとバルブ構成部品との間の様々な流体相互接続を示している。また、図12Aは、電子制御バルブおよびセンサとECUとの間の電気制御接続を示している。図12Bを参照すると、エンジンが開始している間に、信号がECUからライン291上でモード選択バルブ152に送信されてもよく、電子故障がなく、したがって、電子ブレーキ制御特性を加えてもよいことを示す。マスタシリンダ圧力は動作から取り除かれる。圧力は、図12Bのより濃い線によって示されるように、メインブレーキモジュール12、14およびこれらの各モジュールにおけるそれぞれのバルブ50、52、68に、圧力供給部および/またはアキュムレータからライン190上に加えられてもよい。
図12Cは、本発明による電子ブレーキ作動を示し、濃い線はECUへまたはそこからの制御信号、および図示したような様々なバルブおよび構成部品へのシステム圧力ブレーキ流体の送達のいずれかを示している。例えば、通常のブレーキ中、ペダル角度センサ141またはアクチュエータもしくはペダル140の移動を検出するための適切なセンサからの信号は、ライン143上などでECUに送信される。ECUはその後、制御ライン200、202を通してメインブレーキモジュール12、14のパイロットバルブ50、52に電力を加える。これらのパイロットバルブのこのような作動は、流体をバルブ68に比例して送達し、バルブを通る様々なブレーキチャネル130、132への圧力を比例して増加させることによって、モジュール12、14内の液圧リレーバルブ68を操縦する。ブレーキ中、ECUへの入力ラインまたはセンサラインの全てはまた、必要な制御のために読み取られてもよい。ブレーキ作動では、モード選択バルブ152は、液圧制御よりむしろブレーキシステムの電子制御が提供されるように、ライン291を通して作動される。ブレーキチャネルライン上の様々な圧力センサ164は、ブレーキシステム内の圧力が、ブレーキペダルまたは他のアクチュエータの角度位置によって命令されるブレーキ圧力に対応することを検証する。
本発明の別の特性によると、圧力センサはまた、システムのブレーキ圧力を調整するために閉ループで使用される。ECUは、ブレーキシステム状態およびパフォーマンスを監視するための診断機能を実行し、ECUはセンサ164によって感知されるような潜在的故障の場合に、車両のドライバに信号を提供してもよい。
図12Dを参照すると、ペダルが解放されると、ECUはライン200、202を通してのバルブ50、52の作動を停止する。このように、バルブ68が圧力Pから解放され、ブレーキラインはライン204および逆止弁206を通してタンクT圧力に接続される。これは、センサ164によって提供されるブレーキペダルの角度変位とそれぞれのバルブ50、52にECUによって提供される電流との間の確立された比例関係により対処される。
本発明の一態様によると、本明細書に記載されるように、メインブレーキモジュール12、14のリレーバルブ68に接続した逆止弁206は、示されるようにタンクライン204に結合されて、1バール~2バールの圧力などの残留待機圧力を生成および維持することができる。このような圧力は、圧力センサ164によって監視される。ブレーキが起こっていない場合、システムはタンクT圧力を見る。ブレーキライン上の故障の場合、残留圧力は1バールより下まで低下し、ECUはブレーキシステムに問題があることを感知し、ECUを通して車両のドライバに信号を送信することができる。このように、本発明の電子ブレーキ特性によると、ドライバはブレーキを必要とする前に、ブレーキ故障が分かることができる。
農業トラクタおよび収穫機と建築で使用される裏込ローダとを含む機器などでのブレーキステアリングでは、本発明のモジュール式ブレーキシステム10は、車両の両側でブレーキを別個に制御するために個別のブレーキペダルを利用することができる。このように、ブレーキ力は狭いターンを可能にするように、ステアリング入力と組み合わせられる。本発明のモジュール式ブレーキシステム10の電子ブレーキ特性は、その同じ機能を提供する。このような配置では、個別のブレーキペダルは、ペダル動作および位置を検出するために、センサ141を利用する。センサはECU(図12C)に適切な信号を送信し、ECUは本明細書に開示されるように、データをブレーキモジュール12、14への適切なコマンドに変換するように機能する。ブレーキステアリング操作を実行するために、ECUは、ドライバの意図に反してABSバルブ60の1つまたは複数を同時に作動させながら、バルブ50、52の1つなどを通して、ブレーキに電力を加える。このように、液圧はドライバによってリクエストされたブレーキにのみ送達され、その他のブレーキから取り除いて、ブレーキステアリングを行う。車両が前ブレーキを有する場合、同ブレーキは一般的にブレーキステアリングシナリオ中に作動されない。
ブレーキモジュールの電子制御とABSバルブ60の選択的実施との組合せを利用した、ヒルホールド特性およびトラクション制御特性などの他の特性を実施することができる。したがって、本発明の電子ブレーキ特性は、比例リレーバルブ68およびABSバルブ60などのオン/オフ減圧バルブとともに電子制御されたパイロットバルブ50、52を利用して、様々な機能を通して実施されてもよい。システム10は、ブレーキのオンオフを電気的に調節することができ、タンクTにブレーキ圧力を電気的に転換することができ、液圧バックアップ特性によりブレーキのオンオフを任意選択で液圧調節してもよい。様々なバルブアセンブリは、異なるブレーキ用途および異なる数のホイールおよびブレーキと車両を適合させるように、より大きくより複雑なバルブアセンブリを作り出すために共に接合することができる。個別のバルブアセンブリの様々な構成部品は、特定の車両ブレーキシステム構成を満たし、図1~図4に示すように、モジュールを通してシステム圧力、タンク圧力、および比例制御されたバルブ圧力を送達するためにハウジングの内部マニホールドと共に内部表面を実装するように配置することができる。モジュールは、繰返しインターフェース90で容易に共に結合して、多数のモジュールを通して所望の流れを提供する。
取付インターフェースおよび表面によって提供される独自のモジュール式噛み合わせ、および機能モジュールは、加圧流体が、様々なブレーキ機能を実施するように、電子バルブの選択的制御でモジュールを通して制御され、送達されることを保証する。このように、システムは、顧客の要求および嗜好に基づいて、分配して配置することができる。バルブは、それぞれのブレーキアクチュエータの近くに配置することができる、あるいは車両インテグレータに最も有利な方法で配置することができる。オペレータ入力は、車両ブレーキペダルまたは他のアクチュエータから発生する。位置センサは、ブレーキペダル位置およびドライバの意図をECUに中継する。ECUは、電子液圧バルブ50、52をそのコマンドに比例して開かせる制御信号にドライバの意図を変換する。これはその後、液圧(パイロット圧力)が、ばねを通して様々なリレーバルブ68内の穴にスプールを移動させるピストンに作用することを可能にする。スプールが移動し、記載するように、穴液圧がモジュール12、14のハウジングを通り車両ブレーキ上に伝わって、ブレーキ圧力を提供することになる。バルブ構成部品および制御の関係は、ECUを通して提供され、ペダル位置と比例し、車両に適切な出力圧力を提供する。ECUはまた、本明細書で論じるように、様々なブレーキシナリオのために、車両の他の制御システムとのインターフェースを提供する。
記したようなABS動作では、ECUソフトウェアは、各ホイール近くに設置された様々なABSセンサ160を通してホイール回転を測定することによって、車両速度を判断することができる。ブレーキイベント中に差し迫ったホイールスリップの場合、ECUはホイールが停止するのを防ぐために、様々なABSセンサ60にブレーキ圧力を一時的に減少させるように命令する。これは普通、アンチロックブレーキと呼ばれる。モジュール式システムでは、このようなアンチロックブレーキは、様々なメインブレーキモジュール12、14の出力部に電子液圧バルブ60を加えることによって達成される。
本発明の別の特性によると、モジュール式ブレーキシステムは、電子制御と組み合わせて液圧特性を組み込んでもよい。一実施形態では、液圧特性は、適切なブレーキを提供するために、ECUの電子故障に基づいて利用される可能性があるバックアップシステムとして利用されてもよい。別の方法では、液圧特性は、顧客によって望まれるようにモジュール式ブレーキシステム内に提供された追加の特性であってもよい。
次に図12Eを参照すると、このような特性では、モード選択バルブ152はECUによって電力が止められて、マスタシリンダ圧力に関連してモジュール12、14の各リレーバルブ68にライン256上でマスタシリンダによって提供される圧力を加える。その圧力はその後、電子液圧バルブ50、52によって提供される電子制御なしで、比例してリレーバルブ68を操縦する。このように、ブレーキは、図示するように、チャネルライン130、132に加えることができる。バルブ152の制御は、ライン291上でECUを通して提供される(図12B)。
本発明の一態様によると、様々なブレーキ特性は、本発明のブレーキシステム10用の上部レベル状態図である、図13および図14に記載されるように提供されてもよい。図示するように、センサはブレーキペダル角度係合を追跡してもよく、特定のブレーキ閾値を超えることに基づいて、非ブレーキ状態から1つまたは複数のブレーキ状態に行ってもよい。記したように、電気故障に基づいて、システムは液圧モードに配置されてもよい、またはブレーキは記載されるように、マスタシリンダを通して提供されてもよい。記したように、液圧モードは、開示されるように、ホイール速度差、車両の速度、ペダルの位置、および/またはエンジントルクに基づいて、ABS機能またはヒルホールド機能またはトラクション制御機能などの様々な他のブレーキ機能に関連付けられた様々な異なる経路を通して達成されてもよい。
図14を参照すると、システム10用の様々な状態が、本発明により記載されている。電力がオンになって電力オフ状態300から離れると、流れは診断状態302に進む。診断状態では、システムは、動作用の適切な状態にあることを保証するために、全ての接続されたセンサおよびバルブアクチュエータの状態を継続的にチェックする。故障が検出された場合、ECU上で実行している診断システムは、適切な動作を開始して、機械オペレータに通知し、最も安全な動作モードにシステムを置く。例えば、システムは、本明細書に論じるような液圧バックアップを開始してもよい。ブロック304でのOK状態かOK状態でないかの評価に基づいて、システムは非ブレーキ状態306または液圧バックアップ状態308に進む。
非ブレーキ状態304では、システムはブレーキ圧力に対して動作を行わない。これは、多くの計算が起こっている即座モードにある。全てのセンサ値は、将来の動作に備えて、監視および記憶されている。同時に、診断チェックが全ての接続された電子構成部品に対して行われている。システム10の使用では、非ブレーキ状態の信号測定、および診断は、診断ブロック302によって反映されるように、全ての他の機能状態で動作し続ける。
ペダルまたはアクチュエータ位置信号が所定の閾値を超えると、システムは非ブレーキ状態306からブレーキ状態312に移行する。ブレーキ状態312では、システム10は、ブレーキペダル角度センサからのドライバの意図を、モジュール12、14内などで電子液圧バルブの1つまたは複数を作動させるECUへの電気信号に変換する。電子液圧バルブは、モジュールの1つまたは複数のリレーバルブをシフトするために、液圧を送達する。これにより、本明細書に論じるように、加圧油をブレーキアクチュエータに送達する。この油内の圧力は、その信号がECUコントローラに戻される圧力センサによって測定される。この信号は、継続的に監視され、アクチュエータからのドライバの意図と比較されて、正しい圧力がブレーキに送達されることを保証する。
ブレーキ状態312では、アンチロックブレーキ(ABS)モードを作動させてもよく、したがって、システムをアンチロックブレーキ(ABS)状態316にする。システム10は、例えば図13に関して記されるように、ホイールスリップに関連する特定の基準が満たされる場合に、ABSモード/状態を作動させる。このモードABS内では、ECUによって実行されるアルゴリズムは、ブレーキトルクを減少させ、個別のホイールが横滑りするのを防止するために、本明細書で論じるように、特定のブレーキライン内の液圧を循環および減少させるようにABSバルブ60に命令する。この制御モード中、スリップホイールは減速から加速に代わって、そのトラクションを取り戻す。前記ホイールスリップが所定のスリップ閾値より下である場合、そのホイール上のABS制御は停止し、通常のブレーキ制御はブレーキ状態312への戻りで回復される。通常のブレーキがアクティブである間に車両上のあらゆるホイールがスリップ閾値を超える場合はいつでも、ABS動作モードはアクティブである。
液圧バックアップ状態またはモード308は、ブレーキ圧力の電子制御を妨げる、特定の電気または液圧故障が起こる場合にアクティブになる。図14に示すように、液圧バックアップ状態は、システムの様々な状態から到達されてもよい。診断機能は、故障が検出された場合にこの状態308をトリガし、変更に対して車両オペレータに警告するために、機器パネル内の警告指標を同時にトリガする。このようなことが起こると、液圧バルブ152は切り換えられて、液圧マスタシリンダをブレーキリレーバルブ68の1つまたは複数に接続させ、それにより、ブレーキ圧力の手動機械制御が可能になる。その点から前に、オペレータがブレーキペダルを押し下げた場合、ブレーキ制御システムに液圧接続されて、ブレーキ圧力のECU制御をバイパスする。
システム10はまた、ブレーキ状態312内でECUに信号を送信などするために、ブレーキシステムの外部制御を行う。外部ブレーキ制御状態320では、システム10は、車両または機械に取り付けられた外部デバイスが、ブレーキシステムを制御することを可能にする。実際、この状態は、図14に示すように、このようなデバイスがブレーキ状態312内に信号を送信するための積分点である。
ヒルホールド状態322はブレーキ状態312から到達されてもよく、その状態またはモードでは、システムは、車両が停止した後に、オン状態でブレーキを保持する。図13に示すように、ヒルホールド状態は、道路の斜面または車両の斜面を示すセンサを評価してもよい。
トラクション制御では、トラクション制御状態324を使用してもよい。トラクション制御状態324は、ブレーキモードまたはブレーキ状態312の外側で作動されるが、車両が運転モードである間に個別のホイールがスリップすると、選択したブレーキに液圧を加える。このモードは、正しいブレーキシステム動作を判断するために、車両データネットワーク上で利用可能な追加の車両パラメータを考える。
ジャックナイフ防止状態またはモード330は、ECUへの他のシステムのフィードバックに基づいて、速度、トラクタとトレーラとの間の角度、および/またはトラクタとトレーラとの間の力に応じて到達されてもよい。ECUは、車両を再整列するためにブレーキ状態およびバルブ50、52の作動を使用して、トレーラブレーキおよびトラクタブレーキを作動させるようにシステム10を制御する。
本発明の別の態様によると、システムの様々なモジュールは、バックアップ目的などのため、または選択した機能として、車両内のホイールの数、所望のブレーキチャネルの数、提供されるABS機能、および液圧モードの要求に基づいて、いくつかの異なる構成内で共に結合させることができる。図11は、図11の左側に示すように、液圧モードおよびマスタシリンダ制御ならびに/またはABS機能と共に、記載したようなチャネル130、132などのいくつかの異なるブレーキチャネルといくつかのブレーキ圧力センサ164との使用に基づいて、様々な異なる構成の開示を提供する。図11の右側は、記した構成で実施されてもよい、いくつかの異なるモジュール、マスタシリンダ、センサおよび様々なモジュールバルブを示している。分かるように、本発明の様々なモジュールは、顧客によって望まれるように多数の異なる構成および異なる特性に対処するために、望まれるように混合および適合されてもよい。
本発明はその1つまたは複数の実施形態の記載によって例示されており、実施形態はかなり詳細に記載されているが、このような詳細に添付の特許請求の範囲を制限、またはいかなる方法でも限定することを意図したものではない。追加の利点および変更形態は当業者には直ぐに明らかになるだろう。そのより幅広い態様における発明はしたがって、特定の詳細、代表的装置および方法、ならびに図示および記載された例示的例に限定されるものではない。したがって、一般的発明概念の範囲または精神から逸脱することなく、このような詳細から外れてもよい。
10 モジュール式ブレーキシステム
12 アセンブリ/モジュール
14 アセンブリ/モジュール
16 アセンブリ/モジュール
18 アセンブリ/モジュール
20 アセンブリ/モジュール
42 アラインメント構造
44 プレート
50 パイロットバルブ
52 パイロットバルブ
54 ハウジング
56 ハウジング
57 内部チャネル
59 内部チャネル
60 ABSバルブ
68 リレーバルブ
70 プランジャスリーブ
72 プランジャ
74 レギュレータばね
76 ばねシート
78 スプール
80 スプールスリーブ
82 戻りばね
84 カバー
90 インターフェース
91 軸
92 ポート
94 ポート
96 開口部
97 通路
98 インターフェース
99 インターフェース
100 貫通孔
120 ブレーキ作動システム
124 車両
126 前ブレーキ
128a 後ブレーキ
128b 後ブレーキ
130 単一ブレーキ流体チャネル
132 二重ブレーキ流体チャネル配置
140 ブレーキアクチュエータ
141 ブレーキアクチュエータ
142 マスタシリンダ
150 ECU
160 ABSセンサ
162 ライン
164 圧力センサ
165 ライン
180 ハウジング
182 供給バルブ
191 ライン
200 ライン
202 ライン
206 逆止弁
210 制御ライン
250 マスタシリンダ接続モジュール
260 ポート
262 ハウジング
264 ハウジング
266 プランジャ
268 プランジャスリーブ
270 インターフェース
272 インターフェース
274 インターフェース
276 インターフェース
300 オフ状態
302 診断状態
306 非ブレーキ状態
308 液圧バックアップ状態
1212 モジュール

Claims (19)

  1. 複数のブレーキモジュールを含むブレーキシステムであって、
    各ブレーキモジュールが、少なくとも1つのブレーキへの前記ブレーキモジュールを通した流体の送達のために、少なくとも1つのマニホールドを形成するハウジングを含み、
    前記ブレーキモジュールの少なくとも1つは、システム圧力で流体を提供するための加圧流体源に結合し、かつタンク圧力で流体を提供するためのタンク流体源に結合するように構成されており、
    各ブレーキモジュールは、
    前記ハウジング内に位置決めされ、ブレーキ機能を実施するために前記少なくとも1つのブレーキに前記ブレーキモジュールを通して流体を送達するために前記加圧流体源に結合された液圧バルブと、
    前記ハウジング内に位置決めされ、前記加圧流体源と結合される電子液圧バルブであって、前記電子液圧バルブが、電気入力信号を受信するように構成され、前記電気入力信号に応じて、前記電子液圧バルブに作動圧力で前記加圧流体源から流体を送達するように構成され、前記作動圧力は、受信した前記電気入力信号のレベルに基づいて前記システム圧力に比例する、電子液圧バルブと、
    前記ブレーキモジュールを共に結合するように前記ハウジングのそれぞれの側に位置決めされ、結合されたブレーキモジュールの間でアラインメントするように前記ハウジング内に開口部の繰返しパターンを含む複数のモジュールインターフェースであって、前記アラインメントされた開口部は、前記複数のブレーキモジュール間を前記システム圧力での流体および前記タンク圧力での流体を通過させるように構成されている、モジュールインターフェースと、
    を含む、ブレーキシステム。
  2. 前記モジュールインターフェースは前記ブレーキモジュールの対向側に位置決めされ、前記開口部の繰返しパターンはさらに、結合されたブレーキモジュール間でアラインメントするように構成された複数のアラインメント貫通孔をさらに含み、前記ブレーキシステムは、前記開口部の繰返しパターンのアラインメントのために、結合されたブレーキモジュール間で延びるための少なくとも1つのアラインメント構造をさらに含む、請求項1に記載のブレーキシステム。
  3. 前記ブレーキシステムは、前記複数のブレーキモジュールの前記電子液圧バルブに結合された制御ユニットをさらに備え、前記制御ユニットは、ブレーキアクチュエータから少なくとも1つの信号を受信し、前記電子液圧バルブへの入力信号を生成するためにブレーキアクチュエータ信号を使用する、請求項1に記載のブレーキシステム。
  4. 前記液圧バルブは、前記作動圧力に基づいて、加圧流体源から前記少なくとも1つのブレーキに、モジュールへモジュールを通して流体を送達するように構成されている、請求項1に記載のブレーキシステム。
  5. マスタシリンダモジュールへのマスタシリンダ圧力での流体の送達のために、マスタシリンダと結合するように構成されたマスタシリンダモジュールであって、前記少なくとも1つのブレーキモジュールの前記液圧バルブとインターフェース接続するために前記ブレーキモジュールの少なくとも1つと結合するように構成され、ブレーキのために前記ブレーキモジュールの前記液圧バルブを作動させるためにマスタシリンダ圧力で流体を選択的に提供するためのモード選択バルブを含む、マスタシリンダモジュールをさらに備えた、請求項1に記載のブレーキシステム。
  6. マスタシリンダモジュールに結合された前記少なくとも1つのブレーキモジュールの前記ハウジングマニホールドは、前記少なくとも1つのブレーキモジュールのインターフェースにマスタシリンダ圧力で流体を送達するように構成され、前記インターフェースでの前記開口部の繰返しパターンは、前記複数のブレーキモジュール間をマスタシリンダ圧力で流体を通過させるための開口部を含む、請求項5に記載のブレーキシステム。
  7. 前記複数のブレーキモジュールのうちの別のブレーキモジュールの前記液圧バルブとインターフェース接続するために前記別のブレーキモジュールと結合するように構成されたリレーマスタシリンダモジュールであって、前記少なくとも1つのブレーキモジュールインターフェースおよび開口部の繰返しパターンとの前記結合を通して、前記マスタシリンダモジュールから流体を受ける、リレーマスタシリンダモジュールをさらに備えた、請求項6に記載のブレーキシステム。
  8. 各ブレーキモジュールは、前記ハウジングマニホールドに結合された少なくとも1つのアンチロックブレーキバルブであって、前記少なくとも1つのブレーキへの前記タンク圧力での流体の選択的送達のためにタンク流体源に選択的に結合する、アンチロックブレーキバルブをさらに含む、請求項1に記載のブレーキシステム。
  9. 各ブレーキモジュールは、前記ハウジングマニホールドと結合される複数のアンチロックブレーキバルブであって、複数のブレーキへの前記タンク圧力での流体の選択的送達のために前記タンク流体源に選択的に結合する、アンチロックブレーキバルブをさらに含む、請求項8に記載のブレーキシステム。
  10. 前記システム圧力で流体を提供するために、前記ブレーキモジュールの少なくとも1つに結合するための加圧流体源と、
    タンク圧力で流体を提供するために、前記ブレーキモジュールの少なくとも1つと結合するためのタンク流体源と、
    をさらに備えた、請求項1に記載のブレーキシステム。
  11. 車両の動作を制御するためのブレーキシステムであって、前記ブレーキシステムは、
    少なくとも1つのブレーキと、
    少なくとも1つのアクチュエータと、
    前記少なくとも1つのブレーキアクチュエータから少なくとも1つの信号を受信し、入力信号を生成するために前記ブレーキアクチュエータ信号を使用するように構成された制御ユニットと、
    システム圧力で流体を提供するための加圧流体源と、
    タンク圧力で流体を提供するためのタンク流体源と、
    前記少なくとも1つのブレーキと少なくとも1つのアクチュエータとの間で結合するためのモジュール式システムであって、前記モジュール式システムが、複数のブレーキモジュールを含み、各ブレーキモジュールが、前記ブレーキモジュールを通した流体の送達のために少なくとも1つのマニホールドを形成するハウジングを含む、モジュール式システムと、
    を備え、
    前記ブレーキモジュールの少なくとも1つは、システム圧力で流体を提供するための前記加圧流体源に結合し、かつタンク圧力で流体を提供するためのタンク流体源に結合するように構成され、
    各ブレーキモジュールは、
    前記ハウジング内に位置決めされ、ブレーキ機能を実施するために前記少なくとも1つのブレーキに前記モジュールを通して流体を送達するために前記加圧流体源に結合された液圧バルブと、
    前記ハウジング内に位置決めされ、前記加圧流体源と結合される電子液圧バルブであって、前記電子液圧バルブが、電気入力信号を前記制御ユニットから受信するように構成され、前記入力信号に応じて、前記液圧バルブに作動圧力で前記加圧流体源から流体を送達するように構成され、前記作動圧力は、受信した前記電気入力信号のレベルに基づいて前記システム圧力に比例する、電子液圧バルブと、
    前記ブレーキモジュールを共に結合するように前記ハウジングのそれぞれの側に位置決めされ、結合されたブレーキモジュールの間でアラインメントするように前記ハウジング内に開口部の繰返しパターンを含む複数のモジュールインターフェースであって、前記アラインメントされた開口部は、前記複数のブレーキモジュール間で前記システム圧力の流体および前記タンク圧力の流体を通過させるように構成されている、モジュールインターフェースと、
    を含む、ブレーキシステム。
  12. 前記モジュールインターフェースは前記モジュールの対向側に位置決めされ、前記開口部の繰返しパターンは、結合されたブレーキモジュール間でアラインメントするように構成された複数のアラインメント貫通孔をさらに含み、前記モジュール式システムは、前記開口部の繰返しパターンのアラインメントのために、結合されたブレーキモジュール間で延びるための少なくとも1つのアラインメント構造をさらに含む、請求項11に記載のブレーキシステム。
  13. 前記ブレーキシステム内の状態を感知するために前記制御ユニットに結合された少なくとも1つのセンサをさらに備えた、請求項11に記載のブレーキシステム。
  14. 前記液圧バルブは、前記作動圧力に基づいて、前記加圧流体源から前記少なくとも1つのブレーキに前記モジュールを通して流体を送達するように構成されている、請求項11に記載のブレーキシステム。
  15. マスタシリンダモジュールへのマスタシリンダ圧力での流体の送達のために、マスタシリンダと結合するように構成されたマスタシリンダモジュールであって、前記少なくとも1つのブレーキモジュールの前記液圧バルブとインターフェース接続するために前記ブレーキモジュールの少なくとも1つと結合するように構成され、ブレーキのために前記ブレーキモジュールの前記液圧バルブを作動させるためにマスタシリンダ圧力で流体を選択的に提供するためのモード選択バルブを含む、マスタシリンダモジュールをさらに備えた、請求項11に記載のブレーキシステム。
  16. マスタシリンダモジュールに結合された前記少なくとも1つのブレーキモジュールの前記ハウジングマニホールドは、前記少なくとも1つのブレーキモジュールのインターフェースにマスタシリンダ圧力で流体を送達するように構成され、前記インターフェースでの前記開口部の繰返しパターンは、前記複数のブレーキモジュール間をマスタシリンダ圧力で流体を通過させるための開口部を含む、請求項15に記載のブレーキシステム。
  17. 前記複数のブレーキモジュールのうちの別のブレーキモジュールの前記液圧バルブとインターフェース接続するために前記別のブレーキモジュールと結合するように構成されたリレーマスタシリンダモジュールであって、前記少なくとも1つのブレーキモジュールインターフェースおよび開口部の繰返しパターンとの前記結合を通して、前記マスタシリンダモジュールから流体を受ける、リレーマスタシリンダモジュールをさらに備えた、請求項16に記載のブレーキシステム。
  18. 各ブレーキモジュールは、前記ハウジングマニホールドに結合された少なくとも1つのアンチロックブレーキバルブであって、前記少なくとも1つのブレーキへの前記タンク圧力での流体の選択的送達のために前記タンク流体源に選択的に結合する、アンチロックブレーキバルブをさらに含む、請求項11に記載のブレーキシステム。
  19. 各ブレーキモジュールは、前記ハウジングマニホールドと結合される複数のアンチロックブレーキバルブであって、複数のブレーキへの前記タンク圧力での流体の選択的送達のために前記タンク流体源に選択的に結合する、アンチロックブレーキバルブをさらに含む、請求項18に記載のブレーキシステム。
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