JP4070819B2 - 液圧式車両ブレーキ装置 - Google Patents

Description

従来技術
本発明は請求項１の上位概念に記載した形式の、常用パワーブレーキ装置と補助マニュアルブレーキ装置とを備えた液圧式車両ブレーキ装置に関する。
この種の車両ブレーキ装置はＳ．Ａ．Ｅ．ペーパ（S.A.E.-Paper）９６０９９１号から公知である。この公知の車両ブレーキ装置は１つのマスタブレーキシリンダを備えており、このマスタブレーキシリンダには少なくとも１つの遮断弁を介してホイールブレーキシリンダが接続されている。さらに、この公知の車両ブレーキ装置は、リザーバからブレーキ液を吸い込んで高圧液体アキュムレータ内へ搬送する液体ポンプを備えている。高圧液体アキュムレータは動力エネルギアキュムレータを形成しており、液体ポンプは高圧液体アキュムレータと共に動力エネルギ源を形成している。ホイールブレーキシリンダはブレーキ圧形成弁を介して高圧液体アキュムレータもしくは液体ポンプの圧力側に接続されている。ホイールブレーキシリンダはそれぞれホイールブレーキシリンダの下流に接続されたブレーキ圧降下弁を介してリザーバに接続可能である。
パワー制動のために少なくとも１つの遮断弁が閉じられ、ブレーキ圧形成弁が開放され、その結果、加圧下のブレーキ液が高圧液体アキュムレータからホイールブレーキシリンダ内へ流入する。ホイールシリンダ内に形成されるホイールブレーキ圧及びこれにより生じる制動トルクはブレーキ圧形成弁とブレーキ圧降下弁とを介して自体公知の形式で調整されかつ変化させられる。パワー制動時に少なくとも１つの閉じた遮断弁によってホイールブレーキシリンダから液圧的に遮断されたマスタブレーキシリンダは、このことにより制動トルク目標値発生器としてのみ役立ち、この制動トルク目標値発生器の操作に依存してホイールブレーキ圧が調整される。
例えば動力エネルギ源の故障時の補助制動のために、例えば遮断弁が自発的に開放され、かつブレーキ圧形成弁及びブレーキ圧降下弁が従来形式でマスタブレーキシリンダを介してその閉鎖位置へ戻されることで制動が行われる。
発明の利点
請求項１の特徴を備えた本発明にもとづく車両ブレーキ装置は低圧液体アキュムレータを備えており、ホイールブレーキ圧を降下させるためにブレーキ圧降下弁が開放されると、液体ポンプがこの低圧液体アキュムレータからブレーキ液を吸込み、かつ、ホイールブレーキシリンダからこの低圧液体アキュムレータ内へブレーキ液が流入する。低圧液体アキュムレータを使用することによって、パワーブレーキ装置のためにいかなる場合でもブレーキ液リザーバを省くことができ、液体ポンプがマスタブレーキシリンダのブレーキ液リザーバに接続されておらず、かつパワー制動中にブレーキ液がホイールブレーキシリンダからマスタブレーキシリンダへ向かって又はそのリザーバ内へ逆流しない。パワーブレーキ装置は閉じた系を形成し、これが故障に対する高い安全性を保証する。さらに、マスタブレーキシリンダのリザーバへの液圧的な接続が不要であり、かつ液体ポンプのための吸込導管としての並びにホイールブレーキシリンダからの戻し導管としての液圧導管が不要である。このことはまず、リザーバに接続部を設ける必要なしに、ブレーキ液リザーバを装備した現存のマスタブレーキシリンダが使用できるという利点を有している。別の利点は、この種の接続部及び液圧導管が省かれることにより、それらに付随する非シール性のリスクも排除されることにある。リザーバ又は前述の液圧導管の接続部の１つに非シール性が生じれば、それがパワーブレーキ装置並びに筋力ブレーキ装置に働いてブレーキ装置全体を機能不能に陥れる致命的な結果を招く。本発明にもとづく車両ブレーキ装置は、要するに、その常用パワーブレーキ装置と補助マニュアルブレーキ装置とが冗長的であり、これにより、故障に対する著しく向上した安全性が得られるという利点を有している。
従属項には主請求項に記載した発明の有利な構成及び変化実施例が記載されている。
図面
次に２つの実施例につき本発明を詳細に説明する。
第１図及び第２図は本発明にもとづく車両ブレーキ装置のそれぞれ１つの実施例を示す。
実施例の記載
第１図に示された本発明にもとづく車両ブレーキ装置はブレーキ液リザーバ１２を備えたタンデム形マスタブレーキシリンダ１０を有しており、このブレーキ液リザーバには２つのブレーキ回路が接続されている。マスタブレーキシリンダ１０にはその下流に、基本位置で開く遮断弁１４がそれぞれのブレーキ回路内に配置されており、これらの遮断弁を介してホイールブレーキシリンダ１６がマスタブレーキシリンダ１０に液圧的に接続されている。
さらに、第１図に示された本発明にもとづく車両ブレーキ装置はポンプモータ１９を備えた液体ポンプ１８を有しており、液体ポンプの吸込側が低圧液体アキュムレータ２０に接続されており、かつ液体ポンプの吐出側にはチェック弁２２を介して高圧液体アキュムレータ２４が接続されている。ホイールブレーキシリンダ１６は、差圧弁２８を内蔵していて基本位置で閉じるブレーキ圧形成弁２６を介して液体ポンプ１８の吐出側と高圧液体アキュムレータ２４とに接続されている。ホイールブレーキシリンダ１６は、その下流に配置されていて基本位置で閉じるブレーキ圧降下弁３０を介して液圧的に低圧液体アキュムレータ２０と液体ポンプ１８の吸込側とに接続されている。
液体ポンプ１８の吐出側から吸込側へ通じた液圧導管内には基本位置で閉じる２つのペダル行程弁３２，３４が直列に配置されており、それらの間に、マスタブレーキシリンダ１０の押しのけ室、図示の実施例では遊動ピストン形押しのけ室が接続されている。
図示の実施例では１車両軸の車両ホイールのホイールブレーキシリンダ１６が共通してタンデム形マスタブレーキシリンダ１０の１つの押しのけ室に、要するに１つのブレーキ回路に接続されており、それも、後車輪のホイールブレーキシリンダ１６は、既に説明したように付加的にペダル行程弁３２，３４の間に接続されている遊動ピストン形押しのけ室に接続されている。遮断弁１４から一方のホイールブレーキシリンダ１６へ通じたブレーキ導管内には、基本位置で開くイコライジング弁３６が配置されており、１車両軸の車両ホイールのホイールブレーキシリンダ１６はこのイコライジング弁を介して液圧的に互いに接続されており、かつイコライジング弁３６の閉鎖により互いに遮断可能である。
本発明にもとづく車両ブレーキ装置はそれぞれのホイールブレーキシリンダ１６にホイール圧力センサ３８を、高圧液体アキュムレータ２４にパワーセンサ４０を、マスタブレーキシリンダ１０のそれぞれの押しのけ室のために圧力センサ４２を、かつマスタブレーキシリンダ１０を操作するブレーキペダル４６のためにペダル行程センサ４４を備えている。さらに、それぞれの車両ホイール１６にホイール回転センサ４８が設けられている。
すべての弁１４，２６，３０，３２，３４，３６は図示の実施例では２ポート２位置方向制御マグネット弁として形成されている。圧力形成弁２８及び圧力降下弁３０はペダル行程弁３２，３４と同様に３ポート３位置方向制御マグネット弁に置き換えられてもよい（図示せず）。ブレーキ圧形成弁２８及びブレーキ圧降下弁３０及びペダル行程弁３２，３４は制御の品位の改善のために比例弁として形成されている。ペダル行程弁はさらに、第２図に示されているように、比例圧力制御弁５０，５２として形成されることもできる。その他の点では、第２図に示された本発明にもとづく車両ブレーキ装置は第１図に示されたブレーキ装置と同じに構成されかつ同じ形式で機能する。第２図に関して第１図の対応する構成が参照される。弁１４，２６，３０，３２，３４，３６及びポンプモータ１９の制御は、圧力センサ３８，４０，４２、ペダル行程センサ４４及びホイール回転センサ４８からの信号を受け取る電子制御装置５４を介して行われる。
パワー制動
パワー制動のためには遮断弁１４が閉じられ、要するにマスタブレーキシリンダ１０がホイールブレーキシリンダ１６から液圧的に遮断される。マスタブレーキシリンダ１０はパワー制動のためにはブレーキ力目標値発生器として役立てられる。マスタブレーキシリンダ１０の押しのけ室に接続された圧力センサ４２によって押しのけ室内の圧力が測定される。この圧力はブレーキペダルの踏力に依存しており、従ってこれらの圧力センサ４２を以下に踏力センサ４２と記載する。パワー制動のためには両方の踏力センサ４２の一方の踏力センサの信号が引き出され、他方の踏力センサ４２は一方の踏力センサの故障時の安全のために冗長的に設けられている。
液体ポンプ１８と高圧液体アキュムレータ２４とが動力エネルギ源を形成し、高圧液体アキュムレータ２４は動力エネルギアキュムレータを形成しており、その圧力はこれに接続されたパワーセンサ４０によって測定される。パワー制動のためには、ブレーキ液が高圧液体アキュムレータ２４から取り出される。高圧液体アキュムレータ２４は液体ポンプ１８によって加圧されており、その場合、補充は時々行われるだけで十分であり、要するに液体ポンプ１８が一時的に接続される。
ブレーキ圧形成弁２６及びブレーキ圧降下弁３０によって、ブレーキペダル４６の踏み込みによりマスタブレーキシリンダ１０内に生じる圧力に依存するホイールブレーキ圧がホイールブレーキシリンダ１６内に調整される。それぞれのホイールブレーキシリンダ１６に対応して１つのブレーキ圧形成弁２６と１つのブレーキ圧降下弁３０とが配置されているため、イコライジング弁３６の閉鎖後にホイールブレーキ圧がそれぞれのホイールにおいて別々に調整される。ブレーキ圧形成弁２６とブレーキ圧降下弁３０とによるホイールブレーキ圧変調によって公知形式でスリップ制御が可能である。個々のホイールごとの圧力制御が行われない限りにおいて、複数のホイールブレーキシリンダ１６、例えば１車両軸の車両ホイールのホイールブレーキシリンダ１６内のホイールブレーキ圧又はすべてのホイールブレーキシリンダ１６内のホイールブレーキ圧は１つのブレーキ圧形成弁２６と１つのブレーキ圧降下弁３とによって共通して制御されることができる。
マスタブレーキシリンダ１０が操作されていない場合、必要に応じて、液体ポンプ１８の吸込側に配置されたペダル行程弁３４を開放することで、高圧液体アキュムレータ２４は液体ポンプ１８を介してマスタブレーキシリンダ１０のリザーバ１２からブレーキ液の補充を受けることができる。例えば熱膨張により高圧液体アキュムレータ２４からブレーキ液がリザーバ１２内へ達した場合には、高圧液体アキュムレータ２４の補充が必要である。
両方のペダル行程弁３２，３４は両方の液体アキュムレータ２０，２４及び液体ポンプ１８と共にパワー制動のための能動的なペダル行程シュミレータを形成している。パワー制動時には遮断弁１４が閉じられ、その結果、マスタブレーキシリンダ１０からホイールブレーキシリンダ１６へ向かってブレーキ液が押しのけられることができない。それにもかかわらずペダル行程を得るために、液体ポンプ１８の吸込側に配置されたペダル行程弁３４が、所望のペダル行程が得られるまで開放される。ブレーキペダル４６を戻すために、液体ポンプ１８の吐出側に配置されたペダル行程弁３２が開放され、その結果、ブレーキ液が高圧液体アキュムレータ２４からマスタブレーキシリンダ１０内へ流入し、ブレーキペダル４６を元の位置へ戻す。
ペダル行程センサ４４により測定されるペダル行程は、ブレーキペダル４６の踏力に依存してマスタブレーキシリンダ１０内に生じて踏力センサ４２により測定される圧力に依存して調整される。この形式で、それぞれ所望の踏力／行程特性曲線が調整される。さらに、電子制御装置５４を介してペダル行程弁３２，３４を制御する調整アルゴリズムを変化させることにより踏力／行程特性曲線を簡単に変化させることもできる。その場合、車両ブレーキ装置の液圧的な構成部分の変更は不要である。このことにより簡単に車両ブレーキ装置を種々異なる車両に適合させることが可能である。さらにまた、踏力／行程特性曲線をそれぞれの運転者の希望に適合させることも考えられる。
能動的なペダル行程シュミレータ１８，２０，２４，３２，３４は、第２図に示されているように、ペダル行程弁として比例方向制御弁３２，３４の代わりに比例圧力調整弁５０，５２を用いても実現される。
補助ブレーキ装置
パワーブレーキ装置、要するに常用ブレーキ装置の故障の際に、本発明にもとづく車両ブレーキ装置が補助ブレーキ装置としてマニュアルで操作される。このことのために、すべての弁１４，２６，３０，３２，３４，３６がその基本位置にとどめられる。ブレーキペダル４６の踏み込みによりマスタブレーキシリンダ１０が常用制動でと同様に操作される。マスタブレーキシリンダ１０の押しのけ室から押しのけられたブレーキ液は開かれた遮断弁１４と開かれたイコライジング弁３６とを通ってすべてのホイールブレーキシリンダ１６へ達する。マニュアル制動時に作動しない能動的なペダル行程シュミレータを両方のペダル行程弁３２，３４を介して実現させたことの利点は、マニュアル制動時にはペダル行程シュミレータがマスタブレーキシリンダ１０から押しのけられたブレーキ液を受容せず、かつペダル行程を延長せしめず、その結果、ペダル行程が全く失われず、かつマスタブレーキシリンダ１０から押しのけられたブレーキ液がホイールブレーキシリンダだけに流入することにある。このことの意味するところは、マニュアル制動時にはペダル行程がフルに利用されるということである。
本発明にもとづく車両ブレーキ装置は冗長的に形成されており、かつ特に故障に対する安全性が高いという利点を有している。車両ブレーキの液圧的な構成部分のいずれかが故障した際に、この車両ブレーキは少なくとも補助ブレーキ装置としてマニュアルで操作される。

Claims (8)

1. 常用パワーブレーキ装置と補助マニュアルブレーキ装置とを備えた液圧的な車両ブレーキ装置であって、マスタブレーキシリンダが設けられており、このマスタブレーキシリンダに遮断弁を介して少なくとも１つのホイールブレーキシリンダが接続されており、かつ、液体ポンプが設けられており、その吐出側に、高圧液体アキュムレータが接続されており、かつブレーキ圧形成弁を介して少なくとも１つのホイールブレーキシリンダが接続されており、かつ、ホイールブレーキシリンダの下流に接続されたブレーキ圧降下弁が設けられている形式のものにおいて、
   車両ブレーキ装置が低圧液体アキュムレータ（２０）を備えており、この低圧液体アキュムレータに液体ポンプ（１８）がその吸込側で接続されており、かつこの低圧液体アキュムレータにホイールブレーキシリンダ（１６）がブレーキ圧降下弁（３０）を介して接続されており、前記マスタブレーキシリンダ（１０）が１つの踏力センサ（４２）と１つのペダル行程センサ（４４）と２つのペダル行程弁（３２，３４；５０，５２）とに液圧的に接続されており、その場合、一方のペダル行程弁（３４；５２）がマスタブレーキシリンダ（１０）と液体ポンプ（１８）の吸込側もしくは低圧液体アキュムレータ（２０）との間に接続されており、他方のペダル行程弁（３２；５０）がマスタブレーキシリンダ（１０）と液体ポンプ（１８）の吐出側もしくは高圧液体アキュムレータ（２４）との間に接続されていることを特徴とする液圧式車両ブレーキ装置。
2. ブレーキ圧形成弁（２６）及びブレーキ圧降下弁（３０）が比例弁として形成されていることを特徴とする請求項１記載の車両ブレーキ装置。
3. マスタブレーキシリンダ（１０）がタンデム形マスタブレーキシリンダ（１０）として形成されており、このタンデム形マスタブレーキシリンダに２つのブレーキ回路が接続されており、これらのブレーキ回路がそれぞれ少なくとも１つのホイールブレーキシリンダ（１６）を有していることを特徴とする請求項１記載の車両ブレーキ装置。
4. １車両軸の車両ホイール（１６）が一方のブレーキ回路に接続されており、かつイコライジング弁（３６）を介して互いに結合されていることを特徴とする請求項３記載の車両ブレーキ装置。
5. 車両ブレーキ装置が制動スリップ制御装置（２６，３０，４８，５４）を備えていることを特徴とする請求項１記載の車両ブレーキ装置。
6. ペダル行程弁が比例方向制御弁（３２，３４）として形成されていることを特徴とする請求項１記載の車両ブレーキ装置。
7. ペダル行程弁が比例圧力調整弁（５０，５２）として形成されていることを特徴とする請求項１記載の車両ブレーキ装置。
8. マスタブレーキシリンダ（１０）が互いに依存しない２つの踏力センサ（４２）と液圧的に接続されていることを特徴とする請求項１記載の車両ブレーキ装置。

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