JP4073493B2 - ハイドロリック式の車両用ブレーキ装置 - Google Patents
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Description
本発明は請求項1の上位概念部に記載したハイドロリック式の車両用ブレーキ装置に関するものである。
このような形式のハイドロリック式の車両用ブレーキ装置は既に公知であり(国際公開第92/17357号パンフレット)、このハイドロリック式の車両用ブレーキ装置においては、マスタブレーキシリンダの第1の圧力チャンバとリザーバとの間の管路内に弁装置が設けられている。この弁装置は、圧力制御弁が並列接続された2ポート2位置切換弁からなっている。この方向切換弁はばね操作によって貫通位置を占め、電磁石操作によって遮断位置を占める。ポンプが運転中に自動制動されると、前記切換弁はブレーキ装置の制御装置によって遮断位置に切り換えられる。ポンプによって生ぜしめられる圧力が、マスタブレーキシリンダの第1の圧力チャンバで働き、第2のピストンが摺動し、その結果マスタブレーキシリンダの第2の圧力チャンバの圧力が高められる。それによりブレーキ装置の2つのブレーキ回路においてブレーキペダル操作なしに高い圧力が提供され、この圧力はブレーキ圧調整のための弁装置によって調整されて少なくとも1つの車輪ブレーキシリンダに導入され得る。方向切換弁に対して並列に配置される圧力制限弁がポンプ圧を制限する。しかしながら2ポート2位置切換弁の電気的制御のためのコスト並びにこの方向切換弁のための構造的コストが非常に高いという欠点がある。
それ以外に、ドイツ連邦共和国特許第4000836号明細書によるハイドロリック式の車両用ブレーキ装置においては弁手段が使用されており、この弁手段はメインブレーキシリンダ接続部と、駆動された車輪の車輪ブレーキシリンダでブレーキ圧を調整するための弁装置との間のブレーキ回路に位置している。この弁手段は、ばね操作によって並びにマスタブレーキシリンダの圧力によって支持される位置で圧力媒体の貫流を妨げのなく生ぜしめる。この弁手段は、ポンプの圧力によって自動制動のために第2の位置に切換えられ、貫流が遮断される。ポンプの圧力が弁装置によって車輪ブレーキシリンダに導入される。ポンプ保護のために弁手段が第2の位置において圧力制限弁として働く。
発明の利点
請求項1の特徴部に記載の本発明によるハイドロリック式の車両用ブレーキ装置には、公知のものに対して、弁手段がポンプの運転時に生じる圧力の高さに関連して切換可能であるという利点を有している。ブレーキ装置の制御装置は公知のものよりも安価なコストで構成することができる。また弁部材はポンプを過負荷することに対して保護する。
さらに請求項1に記載した構成手段では、ハイドロリック式の車両ブレーキ装置は、高圧ポンプを圧力媒体で充填するために、ひいては圧力媒体が自動制動時にブレーキ管路で十分に早く準備されるように、リザーバに接続されたポンプが、チャージ圧を低いレベルで提供するだけでいいように構成されている。このようなポンプにおける要求は、低い出力需要の安価な実施例で用いられている限りは有利である。高圧ポンプと比較して低い圧力で運転されるポンプは、マスタブレーキシリンダをわずかに負荷するだけであるので、つまりマスタブレーキシリンダとリザーバタンクとの間の接続のために汎用の差し込み型接続部がマスタブレーキシリンダの第1および第3の接続部に使用されていてもよいので有利である。
請求項2から6による実施例は弁手段のために提案されており、これらの弁手段は簡単に製造され得る少数の構成部材からなっていて、また構成グループとして検査可能でかつ迅速に調整可能である。
図面
次に図面に基づいて本発明によるハイドロリック式の車両ブレーキ装置の実施例を詳説する。
第1図は、車両ブレーキ装置の概略的な回路であって、
第2図は、車両ブレーキ装置のマスタブレーキシリンダにおける圧力チャンバと圧力媒体リザーバとの間に効果的に配置された弁手段が設けられている、圧力媒体リザーバを備えたマスタブレーキシリンダの長手方向断面図であって、
第3図から第6図までは、弁手段の種々異なる実施例を拡大した断面図である。
実施例の説明
第1図に概略的に図示したハイドロリック式の車両用ブレーキシステム10が、ブレーキペダル操作による制動並びに自動制動、例えばビーグルダイナミックコントロール(FDR)のために形成されている。ハイドロリック式の車両用ブレーキシステム10はさらにアンチロックブレーキシステム(ABS)を有していて、トラクションコントロール(ASR)のためにも構成することができる。
ハイドロリック式の車両用ブレーキシステム10は、ブレーキペダル11によって操作可能な2回路式のマスタブレーキシリンダ12を有している。このマスタブレーキシリンダ12には圧力媒体リザーバ14が取り付けられかつブレーキ力倍力装置13が備えられている。マスタブレーキシリンダ12は孔16が設けられたケーシング15を有しており、この孔16内にはブレーキペダル11の踏み込みに関連して摺動可能な第1のピストン17並びに第1のピストン17の、ブレーキペダル11とは反対側に第2のピストン18が収容されている(第2図)。第1のピストン17と第2のピストン18の間には第1の圧力チャンバ19が位置していて、この圧力チャンバ19はマスタブレーキシリンダ12のケーシング15に形成された第1の接続部20並びに第2の接続部21と接続する。マスタブレーキシリンダ12は第2のピストン18に隣接してピストン18の、第1の圧力チャンバ19に反対側に第2の圧力チャンバ22を有しており、このチャンバ22はケーシング15に形成された第3の接続部23と第4の接続部24を有している。ブレーキペダル11の操作をしない時に、マスタブレーキシリンダ12におけるケーシング15の管通路25並びに第1のピストン17内の貫通路25に基づいて第1の接続部20と第2の接続部21との間のハイドリックな接続が生じる。相応する形式で、ブレーキペダル11の操作をしない時に、ケーシング15内の管通路26および第2のピストン18内の貫通路26によって第3の接続部23と第4の接続部24との間のハイドロリック的な接続が生じる。これに対してブレーキペダル11が踏み込まれた場合、それぞれのピストン17,18の貫通路25,26を遮断する中央弁27,28によって、第1の接続部20と第2の接続部21との間の、もしくは第3の接続部23と第4の接続部24との間のハイドリック的な接続が生じることはない。このマスタブレーキシリンダ12は市販されており、その機能は公知である。
圧力媒体リザーバ14が第1のスリーブ31および第2のスリーブ32を有している。圧力媒体リザーバ14の第1のスリーブ31はマスタブレーキシリンダ12の第1の接続部20に係合していて、第2のスリーブ32はマスタブレーキシリンダ12の第3の接続部23に配設されている。シールエレメント33が、圧力媒体リザーバ14の両スリーブ31,32をマスタブレーキシリンダ12のケーシング15に対してシールし、圧力媒体リザーバ14がマスタブレーキシリンダ12から引き離されるようにする。圧力媒体リザーバ14の第2のスリーブ32が、マスタブレーキシリンダ12の第3の接続部23に自由に開口している一方、マスタブレーキシリンダ12の第1のスリーブ31に圧力弁として形成される弁手段34が位置している。後述のように構成される弁手段34によって、自動制動時にマスタブレーキシリンダ12における第1の圧力チャンバ19から圧力媒体リザーバ14への貫流が少なくとも妨げられる。
弁手段34はカートリッジ状のケーシング37を有しており、この弁手段34が、ケーシング37で適合して、つまり弁手段34がケーシング37の外周面でシールされて、下側から圧力媒体リザーバ14の第1のスリーブ31に差し込まれている。このケーシング37のフランジ38が、軸線方向で第1のスリーブ31に支持されている。弁手段34はケーシング37内に、主としてシリンダ状の孔39を有しており、この孔39はケーシング37の底部40で制限されている(第3図)。ケーシング37の底部40は圧力媒体リザーバ14の内部に位置していており、他方孔39の開口41はマスタブレーキシリンダ12の第1の接続部20に位置している。このため孔39は開口側でマスタブレーキシリンダ12の第1の圧力チャンバ19と接続する。開口から離れて、つまりほぼ孔の半分の距離をおいて、ケーシング37はオーバーフロー開口42を設けており、このオーバーフロー開口42は圧力媒体リザーバ14内部に位置している。オーバーフロー開口42はケーシング37の孔39と圧力媒体リザーバ14との間にハイドロリック的な接続を形成する。さらにケーシング37の底部40で調整開口43が小さな横断面を有している。孔39の開口側に球状の弁部材44が位置しており、この弁部材44はストッパ45によってケーシング37からの飛び出しが妨げられている。また孔39内には、圧縮コイルばね形状の弁ばね46が収容されている。この弁ばね46はプレロードをかけられて一方では弁部材44に、他方ではケーシング37の底部40に支持されている。弁部材44およびケーシング37のシリンダ状の孔39は、弁部材44とケーシング37との間に絞り横断面47が位置するように互いに調整されている。この絞り横断面47は、断面面積的にオーバーフロー開口42の横断面より小さい。弁部材44は弁ばね46の力に抗してケーシング37の底部40方向へ移動可能である。図示の位置から出発する部分ストロークにおいて弁部材44は絞り横断面47を制御する。それに対して残りのストロークにおいて弁部材44はオーバーフロー開口42を開放する。
第3図による弁手段34の実施例では、絞り横断面47が、ケーシング37の孔39および弁部材44の種々異なる直径によって形成されている。第4図、第5図、第6図による弁手段34のための別の実施例では、ケーシング37の孔39が、開口41とオーバーフロー開口42との間に横断面の偏差を設けており、この横断面の偏差は絞り横断面47を形成する。第4図による実施例では、横断面の偏差が、横断面が一定である長手方向に延びる溝50から成っている。これに対して第5図による実施例では、横断面の偏差が、ケーシング37の底部40に向かって先細りしていく横断面を有する長手方向に延びる溝51によって形成されている。第6図による実施例では、横断面の偏差が、開口に対して円錐状に広がる孔区分52から成っている。第4図から第6図までの3つ全ての実施例において、第3図による実施例とは異なり、球状の弁部材44はケーシング37のシリンダ状の孔39にほぼ相応する直径を有している。
マスタブレーキシリンダ12の第2の接続部21からブレーキ回路Iの第1のブレーキ管路55が延びており、このブレーキ管路55は車輪ブレーキシリンダ56,57が配設された一群の車輪に案内される。車輪ブレーキシリンダ56,57に、車輪ブレーキシリンダのブレーキ圧を調整するための弁装置58,59が、それぞれ1つずつ配設されている。この弁装置58,59はそれぞれ1つのブレーキ力加圧弁60およびブレーキ力減圧弁61を有している。弁装置58,59とマスタブレーキシリンダ12の第2の接続部21との間の第1のブレーキ管路55に、遮断位置において圧力制限機能を有する遮断弁62が位置している。弁装置58,59のブレーキ力減圧弁61から戻し供給管路63が延びており、この戻し供給管路63に高圧ポンプ64が配置されている。戻し供給管路63は弁装置58,59と遮断弁62との間で第1のブレーキ管路55に接続されている。また方向切換弁65が吸入管路66に設けられている。この吸入管路66はマスタブレーキシリンダ側の、第1のブレーキ管路55との接続部を介してマスタブレーキシリンダ12の第2の接続部21に接続され、高圧ポンプ64の吸入側で戻し供給管路63へ通じる。
マスタブレーキシリンダ12における第4の接続部24に第2のブレーキ回路IIの第2のブレーキ管路69が接続されており、この第2のブレーキ管路69は一群の車輪ブレーキシリンダ70,71に接続している。ブレーキ回路IIはブレーキ回路Iと同様の形式で形成されている。ブレーキ回路IIは、車輪シリンダ70,71に配設されたブレーキ圧調整用の弁装置72,73と、圧力制御機能を備えた遮断弁74と、高圧ポンプ75並びに方向切換弁76と、戻し供給管路77並びに吸入管路78とを有している。2つのブレーキ回路I,IIの両高圧ポンプ64,75は、共通の電気的なモータ79によって駆動可能である。いわゆる弁、管路、ポンプおよびモータは、ブレーキ装置10の、ハイドロユニット80と呼ばれる構成ユニットの構成部材であって、第1図に鎖線で囲まれて示されている。
ハイドロリック式の車両用ブレーキシステム10の別の構成ユニットとしてポンプ装置83が設けられており、このポンプ装置83は電気的な駆動モータ85を備えた低圧ポンプ84を有している。この低圧ポンプ84の吸入接続部86は、吸入管路87でもって圧力媒体リザーバ14に接続されている。低圧ポンプ84の圧力接続部88から延びる圧力管路89は、ブレーキ回路Iの第1のブレーキ管路55に接続していてかつ、ハイドロリックに通じてマスタブレーキシリンダ12の第2の接続部21に接続する。圧力管路89には、第1のブレーキ管路55への貫流方向を有する逆止弁90が備わっている。
それ以外にハイドロリック式の車両用ブレーキ装置10はアンチロックブレーキシステムまたはトラクションコントロールの作動時、および自動制動時にブレーキ装置の機能を制御するための電気的な制御装置93を有している。この制御装置93に、個々の車輪に配設された車輪速度センサ94,95,96,97が接続している。制御装置93に接続される別の複数のセンサが符号98で示される。これらのセンサは例えばハンドル角、車両の横方向加速、並びに第1のブレーキ管路におけるマスタブレーキシリンダ側の圧力を検出する。制御装置93はそれ以外にブレーキペダル11の操作を検出するペダルスイッチ99に接続している。また制御装置93はハイドロユニット80内にまとめられた弁の切換およびポンプ駆動モータの制御のために形成されている。
ハイドロリック式の車両用ブレーキ装置10の機能形式は、以下において略述する。
ホイールロックする危険性がない、ブレーキペダルによる制動時に、両ブレーキ回路I,IIにおける、ブレーキ圧を調整するための弁装置58,59,72,73の弁60,61と、遮断弁62,74と、方向切換弁65,76とが図示された位置に留まり、ポンプ64,75,84は作動しない。メインブレーキシリンダ12内では、生ぜしめられる圧力がブレーキ管路55,69を介して車輪ブレーキシリンダ56,57,70,71に導入される。運転手による制動中は、逆止弁90がブレーキ回路Iから低圧ポンプを介してマスタブレーキシリンダ12の圧力媒体リザーバ14への圧力媒体の喪失を防ぐ。
ホイールロックする危険性のある、ブレーキペダルによる制動時には、許容できない程大きいブレーキスリップをうける車輪が、次のようにして安定化される。すなわち制御装置93は、ブレーキ圧を調整するために配設される弁装置の弁60,61が減圧モード、保持モード、加圧モードに切換えられることによって当該の車輪に配設される車輪ブレーキシリンダ内のブレーキ圧を調整する。高圧ポンプ64,75の駆動モータ79は、制御装置93によって作動される。複数の車輪がホイールロックの危険性をうけている場合、アンチロックブレーキシステムが、それらの車輪に配設されたそれぞれの車輪ブレーキシリンダで作用する。例えば後述するビークルダイナミックコントロールと同様に自動制動に属するトラクションコントロールにおいて、許容できないほど大きいスリップをうけた車輪が、配設された車両ブレーキシリンダへのブレーキ圧の導入によって安定化される。制御装置93が、高圧ポンプ64,75並びに低圧ポンプ84のスイッチをいれる、つまり作動させる。例えばブレーキ回路Iの車輪ブレーキシリンダ56に配設された車輪が安定化されなければならない場合、制御装置93は遮断弁62および弁装置59のブレーキ力加圧弁60を遮断位置に、他方で方向切換弁65を貫流位置に切り換える。低圧ポンプ84は圧力媒体を圧力媒体リザーバ14から取り出し、圧力媒体を第1のブレーキ管路55に送り出す。送り出された圧力媒体は、一方では吸入管路66に、他方ではマスタブレーキシリンダ12の第2の接続部21を介してマスタブレーキシリンダ12の第1の圧力チャンバに到達する。ブレーキペダル11の操作をしない時には、第1のピストン内の中央弁27が開放されていて、貫通路25が圧送媒体を送るためにマスタブレーキシリンダ12の第1の接続部20へ接続している。そのため弁手段34は、圧力媒体が第1の圧力チャンバから圧力媒体リザーバタンク14へ流出する際、次のような形式で働く。すなわち絞り横断面47の前にせき止め圧が生じ、このせき止め圧は低圧ポンプ84の送り出し圧の、弁手段34の設計によって規定される圧力レベルへの上昇を引き起こす。この圧力レベルは、弁手段34における弁部材44の部分ストロークの間、弁ばね46の設計並びにケーシング37のシリンダ状の孔39内に設けられた横断面の偏差の構造に基づいて、限界値が変化する。しかしながら低圧ポンプ84によって準備される圧力は、弁部材44が弁ばね46の抵抗に抗してオーバーフロー開口42に到達し、絞り横断面47を迂回して圧力媒体をリザーバ14に流出させるためにオーバーフロー開口42の横断面を開放することによって、例えば20バール(bar)に制限される。弁手段34はまた低圧ポンプ84の圧力制御機能のためにも使用される。
低圧ポンプ84の、弁部材34の作用に基づいて調整される送り出し圧が、吸入管路66を介して高圧ポンプ64の吸入側で働き、高圧ポンプの64の充填を、特に外部温度が低い場合のために改良する。高圧ポンプ64によって準備される圧力媒体は車輪ブレーキシリンダ56内のブレーキ圧を生ぜしめ、この車輪ブレーキシリンダ56は配設された車輪を安定化させるために弁装置58を用いて調整される。
前述のようにチャージ圧として高圧ポンプの充填を改善しかつ自動制動処置を早める、低圧ポンプ84によって提供される圧力が、マスタブレーキシリンダ12内での第2のピストン18の摺動を生ぜしめる。その結果ピストンの摺動は、第2の圧力チャンバ22の中央弁28を閉鎖した後、ブレーキ回路IIで働く圧力を生ぜしめる。ブレーキ回路IIに配設された車輪が許容できないほど高い駆動スリップをうけない場合、制御装置93は車輪の制動を妨げるように少なくとも遮断弁74を閉鎖位置に切り換える。これに対してブレーキ回路IIでも少なくとも1つの車輪が許容できないほど大きい駆動スリップをうけると、ブレーキ回路IIの高圧ポンプ75を圧力媒体で充填するために、低圧ポンプ84によってマスタブレーキシリンダ12の第2の圧力チャンバ22で間接的に生ぜしめる圧力が、相応する弁切換によって使用される。ハンドル角センサ98とヨーレイトセンサ98と横方向加速センサ93と車輪速度センサ94,95,96,97との信号を用いて制御装置93によって検知される横滑りの危険性が生じた場合、車両用ブレーキ装置10は運転手に依存しない、車輪個々の車輪自動制動処置がとられ、それよって車両移動の安定性を得ることができる(ビークルダイナミックコントロール)。横滑りの危険性を減少させるためまたは車両の横滑りをなくすために、所望のブレーキ力を加圧またはブレーキ力を減圧することによってブレーキスリップひいてはコーナリングフォースへの影響が相応する車輪に受けとめられる。トラクションコントロールで必要なブレーキ圧は高圧ポンプ64によってかつ/または低圧ポンプ84と協働して供給される。
Claims (6)
- ブレーキペダル操作による制動および自動制動のためのハイドロリック式のブレーキ装置(10)であって、
マスタブレーキシリンダ(12)が設けられており、該マスタブレーキシリンダ(12)が、ケーシリング(15)と、該ケーシング(15)に形成された孔(16)内で、ブレーキペダル(11)の踏み込みに関連して摺動可能な第1のピストン(17)と、該第1のピストン(17)の、ブレーキペダル(11)とは反対側の第2のピストン(18)と、第1のピストン(17)と第2のピストン(18)との間に設けられた第1の圧力チャンバ(19)とを有しており、該第1の圧力チャンバ(19)が、ケーシング(15)に形成された第1の接続部(20)並びに第2の接続部(21)に接続されており、前記マスタブレーキシリンダがさらに、第2のピストン(18)に隣接して該第2のピストン(18)の、第1の圧力チャンバ(19)とは反対側に第2の圧力チャンバ(22)を有しており、該第2の圧力チャンバ(22)がケーシング(15)に形成された第3の接続部(23)並びに第4の接続部(24)を有しており、ブレーキペダル(11)の使用時に第1の接続部(20)と第2の接続部(21)との間並びに第3の接続部(23)と第4の接続部(24)との間にハイドロリック的な接続が生じないようになっており、
圧力媒体のためのリザーバ(14)が設けられていて、該リザーバ(14)がマスタシリンダ(12)の第1および第3の接続部(20,23)に配設されており、
マスタブレーキシリンダ(12)の第1の接続部(20)の領域に配置された弁手段(34)が設けられており、該弁手段(34)によって自動制動時における圧力媒体の圧力が、マスタブレーキシリンダ(12)の第1の圧力チャンバ(19)からリザーバ(14)へ貫流する際に制限されており、
ポンプ(84)が設けられており、該ポンプ(84)が、圧力媒体をリザーバ(14)から吸入してマスタブレーキシリンダ(12)の第2の接続部(21)に送るために、リザーバ(14)に接続された吸入接続部(86)と、マスタブレーキシリンダ(12)の第2の接続部(21)に接続された圧力接続部(88)とを有しており、
マスタブレーキシリンダ(12)の第2の接続部(21)に接続された第1のブレーキ回路(I)と、マスタブレーキシリンダ(12)の第4の接続部(24)に接続された第2のブレーキ回路(II)とが設けられており、しかもそれぞれのブレーキ回路(I,II)が、車輪ブレーキシリンダ(56,57,70,71)に配設された複数の車輪と、車輪ブレーキシリンダ(56,57,70,71)のブレーキ圧を調整するための弁装置(58,59,72,73)とを有しており、
ポンプ(84)を作動させることで自動制動を行うための制御装置(93)が設けられている形式のものにおいて、
弁手段(34)が、自動制動時にポンプ(84)の圧力によって操作可能であり、前記弁手段(34)が、ポンプ圧の形成のためにマスタブレーキシリンダ(12)の第1の圧力チャンバ(19)から圧力媒体用リザーバ(14)への貫流を絞り、かつこの形成されるポンプ圧を所定の最大値に制限するようになっており、
ポンプ(84)が低圧ポンプとして構成されており、2つのブレーキ回路(I,II)におけるブレーキ圧調整のための弁装置(58,59,72,73)に、それぞれ1つの高圧ポンプ(64,75)が配設されており、一方のブレーキ回路(I)では高圧ポンプ(64)が、吸入側で方向切換弁(65)を介してマスタブレーキシリンダ(12)の第2の接続部(21)に接続されていて、他方のブレーキ回路(II)では高圧ポンプ(75)が、吸入側で方向切換弁(76)を介してマスタブレーキシリンダ(12)の第4の接続部(24)に接続されており、ブレーキペダル(11)が操作されない自動制動時に、低圧ポンプ(84)が高圧ポンプ(64,75)にチャージ圧を提供することを特徴とする、ハイドロリック式のブレーキ装置。 - 弁手段(34)がケーシング(37)内に配置された弁部材(44)を有しており、該弁部材(44)が弁ばね(46)に支持されていて、該弁部材のストロークに依存して絞り横断面(47)を制御し、かつオーバーフロー開口(42)を開放する、請求項1記載のハイドロリック式のブレーキ装置。
- 弁手段(34)が、底部(40)と、マスタブレーキシリンダ(12)の第1の接続部(20)に配属された開口(41)とを備えた、ほぼシリンダ状の孔(39)をケーシング(37)内に有している、請求項2記載のハイドロリック式のブレーキ装置。
- ケーシング(37)の孔(39)が、開口(41)とオーバーフロー開口(42)との間で横断面の偏差を有しており、該横断面の偏差が例えば横断面が一定であるかもしくは底部(40)に向かって先細りしている長手方向に延びる溝(50,51)、または開口(41)に対して円錐状に拡大する孔区分(52)によって形成されている、請求項3記載のハイドロリック式のブレーキ装置。
- 弁手段(34)が、カートリッジ状のケーシング(37)を有していて、マスタブレーキシリンダ(12)の第1の接続部(20)に挿入されており、弁手段(34)の孔(39)の開口(41)が、マスタブレーキシリンダ(12)の第1の圧力チャンバ(19)に配設されていて、オーバーフロー開口(42)が圧力媒体用のリザーバ(14)に配設されている、請求項3記載のハイドロリック式のブレーキ装置。
- 弁手段(34)が、圧力媒体用のリザーバ(14)のスリーブに合致して挿入されていて、該スリーブはマスタブレーキシリンダ(12)における第1の接続部(20)に係合している、請求項5記載のハイドロリック式のブレーキ装置。
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