JP4456716B2 - 複数作動源を有するブレーキ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、制御装置を有するブレーキ装置に関する。この制御装置は、入力部に加えられたブレーキ力と、シャトル弁を通じてマスタシリンダに向かう作動流体の流れの検出値との関数として、第１のポンプで加圧された第１の作動流体か、第２のポンプで加圧された第２の作動流体か、貯溜システムからの第３の作動流体かを、遠隔に配置された一つのマスタシリンダに選択的に供給し、所望の制動力を得るものである。
【０００２】
【発明の背景】
従来の液圧ブレーキブースタは、ブレーキを利かせるブレーキ力を作り出すマスタシリンダの駆動を補助するものとして設計されている。液圧ブレーキブースタのコストを下げるために、ステアリングギヤに供給されるのと同じ液圧源が、液圧ブレーキブースタの駆動にも使用されることが多い。そのような液圧ブレーキブースタの制御装置は、液圧ブレーキブースタ又はステアリングギヤのいずれかの操作のために必要な最少限の液圧流体が常に確保できるように設計される。米国特許第3,967,536号、同第4,131,055号、同第4,179,980号、同第4,514,981号、同第4,724,674号、及び、同第5,442,916号に開示された形式のブレーキブースタにおいては、ブースタは、パワーピストンの一方側から他方側への流れを制限することによって、圧力差を発生させ、それによって、パワーピストンを動かし、マスタシリンダ内のピストンの動きを助ける力を与える。この種のブレーキブースタでは、マスタシリンダとブースタが互いに結合し、その結果、全体の長さが、自動車のボンネットの下のかなりの空間を占めることになる。しかし、そのようなブレーキブースタの効率が高いことから、上記特許の発明者等は、多くの自動車、特にバンやある種の中型トラックへの適用を見出してきた。しかし、最近の自動車のモデルでは、ボンネットの下の空間の物理的設計は、制限されて縮小されることが多く、そのために、ブレーキブースタや他の機器の配置を決める作業は困難を伴うことが多い。米国特許第5,329,769号、同第5,313,796号、同第5,709,438号、及び、米国特許出願第09/015,166号に示唆されているように、ボンネットの下の空間をよりうまく利用するために、一部のブレーキシステム機器をボンネットの下から離れた位置に配置することも可能である。米国特許出願第09/015,166号に開示された制御弁は、十分な機能を発揮するものではあるが、ブレーキを利かせ始めるために加圧流体を作っていくときに、スプール弁が、より安定又はより円滑に動作することが、望ましい。
【０００３】
1998年6月15日に出願された米国特許出願09/097,778号(98/7530)は、制御装置を有するブースタを具備したブレーキ装置を開示している。そこでは、遠隔に配置されたマスタシリンダを動作させるポンプから引かれてきた供給流体からのブレーキ信号を滑らかに利かせるために、スプール弁の作動速度が調節される。流体の供給がない場合、ブースタ内の入力部の動きによって流体が加圧され、ブレーキを作動させるブレーキ信号を与えて、自動車に緊急バックアップブレーキを与えるようになっている。このブレーキ装置は、ある種の目的には充分であるが、将来の自動車として提案されている工業標準に適合するバックアップブレーキには不十分であるかもしれない。
【０００４】
【発明の概要】
この発明の主な目的の一つは、作動流体の一次源に故障があった場合にブレーキを働かせるために、遠隔マスタシリンダ用の作動流体を供給する複数のバックアップ源を有するブレーキ装置を提供することにある。
この発明によれば、ブレーキ装置は、ステアリング装置内の第１のポンプで作られた供給流体を受け入れる制御装置を有する。入力部に加えられた所望のブレーキ力に応じて、制御装置は、供給流体に第１の圧力をかけ、第１の作動流体を作る。使用するブレーキに加えられるべき必要な制動力に応じてブレーキをかける一次モードとして、供給流体によって第１の位置に設定されたシャトル弁は、第１の作動流体を通過させて遠隔のマスタシリンダと連絡させる。シャトル弁に取り付けられた検出器は、遠隔のマスタシリンダへの第１の作動流体の流れを指示する操作信号を出す。この操作信号は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）又は計算機に送られ、そこで、入力部に加えられたブレーキ力を示す入力信号とともに評価される。シャトル弁を通る第１の作動流体の流れが、予め規定された少流量又は流れなしに該当することを操作信号が示しているとＥＣＵが判断した場合は、第２の作動流体に第２の流体圧力を生じさせるべく、ＥＣＵが第２のポンプに駆動信号を送る。その後、この第２の作動流体は、第１の作動流体に代替するべく、第１の作動流体を通して、遠隔のマスタシリンダを操作するように連絡して、所望のブレーキを利かせる。貯溜システムは、第１のポンプが動作しているとき、第３の圧力を持つ第３の作動流体として定義された一定量の供給流体を保持するように、設計されている。入力部にブレーキ力を加えると、駆動チャンバ内の入力ピストンが移動して、駆動チャンバ内の流体を加圧する。シャトル弁が第１の位置にあるとき、駆動流体圧力は、第１の作動流体の第１の流体圧力の加圧率が調節されるように、制限オリフィスを通ってリザーバに流れる。供給流体の流体圧力が予め規定した値よりも低いか第１のポンプが不作動の場合は、弾性手段が、シャトル弁を第２の位置に動かす。この位置では、駆動流体圧力は、緊急作動流体としてマスタシリンダに連絡する。第２のポンプが作動している限りは、第２の作動流体の第２の流体圧力によって、マスタシリンダが動作し続ける。操縦者が、必要なブレーキが利いていないと感じて、入力部へのブレーキ力をさらに大きくした場合、入力ピストンによって、貯溜システム内の傾斜弁が開かれる。傾斜弁が開いたとき、第３の作動流体が、シャトル弁接続部を通って、遠隔配置のマスタシリンダに流れる。第３の作動流体は、緊急流体と結合され、第２の作動流体に代替することによって、マスタシリンダを操作し、所望の制動力を出す。
このブレーキ装置の一つの利点は、作動加圧流体の一次源が遠隔のマスタシリンダを駆動できないので必要なブレーキが得られないというときに、二次操作加圧流体を加圧するためのバックアップ構造にある。
【０００５】
この発明のブレーキ装置のもう一つの利点は、制御装置とシャトル弁と流れ検出器と計算機と力検出器の総合的な機能上の関連付けによって、第１の作動流体、第２の作動流体又は第３の作動流体を選択的に、遠隔のマスタシリンダに供給して有効な制動力を得られることにある。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１及び図２に示すブレーキ装置１０には、自動車のファイヤウオール１３に取り付けられた制御装置１２が含まれる。制御装置１２は、ステアリング装置１５のポンプ１４から第１の流体圧力を持つ供給流体を受け入れる。制御部１２は、操縦者が、ロッド１６に取り付けられたペダル１７にブレーキ力をかけることによって作動する。ロッド１６はスプール弁４０を動かして、供給流体に第１の作動圧力を生じさせる。この供給流体は、その後、第１の作動流体として遠隔に配置されたマスタシリンダ１８に供給され、自動車の車輪ブレーキ３２１、３２３に、対応するブレーキを利かせる駆動力を発生させる。シャトル弁すなわちセレクタ弁６４を通る第１の作動流体の流れは、流れスイッチ１７７で検出され、電子制御ユニット（ＥＣＵ）又は計算機２００に伝達される。このＥＣＵ２００は、ペダル１７に接続されたペダル検出器２０２からのブレーキ入力信号をも受信する。ＥＣＵ２００は、流れ信号とブレーキ入力信号とを比較し評価する。そして、この流れ信号が、第１の作動流体が少流量又は流れていないことを示している場合は、ポンプ手段５００のためのモータ５０４を作動させ、マスタシリンダ１８を動作させるための第２の加圧流体源を起こさせるべく、作動信号が与えられる。これにより、第１の作動流体に代替して、必要なブレーキを利かせることができる。操縦者が、必要なブレーキ動作のためには第２の加圧流体源では不十分であると判断した場合は、ペダル１７によってロッド１６に加えられる力を増大することによって、貯溜システム３０２の傾斜弁３１８を動作させる。傾斜弁３１８が動かされ、作動するとき、第３の流体圧力を有する第３の作動流体が、マスタシリンダ１８を駆動するべく供給され、その結果、必要なブレーキが働く。このようにして、ブレーキ装置１０は、第１のポンプ１４からの一次的作動流体を通じて、第２のポンプ手段５００からの第１の二次的作動流体を通じて、そして、貯溜システム３０２からの第２の二次的作動流体を通じて、ペダル１７に加えられた力に応じたブレーキがかけられる。
【０００７】
より詳細には、図１に示すように、制御装置１２はハウジング２０を有し、ハウジング２０には、第１の穴２１と第２の穴６８がある。第１の穴２１は、分割手段２３によって、第１のチャンバ２２と第２のチャンバ５６とに分離されている。第１のチャンバ２２は、入口孔２６に接続された管路２４によって第１のポンプ１４と連絡し、また、ギヤ孔３２に接続された管路３０によってステアリング装置１５のステアリングギヤ２８その他の液圧で駆動される機器と連絡し、リリーフ孔３８に接続された管路３６によって第１のポンプ１４のリザーバ３４と連絡し、低流量弁すなわちシャトル弁６４に接続された出口通路４１と連絡している。シャトル弁６４は、第２の穴の出口孔１２１に接続された管路１９によってマスタシリンダ１８に接続されている。
【０００８】
スプール４０は、第１の穴２１内にあって、ポンプ１４からハウジング２０を通じて供給される流体の流れを制御する。スプール４０は円柱部材であって、第１の端部４２と第２の端部４４とをもつ。この円柱部材には、ハウジング２０内の溝４８、４８’、４８''に対向する位置にそれぞれ、第１の溝４６、第２の溝４６’、第３の溝４６''が設けられている。戻しばね５２は、端部４２で作用し、端部４４が、ペダル１７に取り付けられたロッド１６に接続された連結手段１６２によって形成された停止具と係合するように付勢する。溝４６に関係する第１のランド５０と、溝４８に関係する第１のランド５１が半径方向に重なり、同様に、溝４６’に関係する第２のランド５３と、溝４８’に関係する第２のランド５５が重なり、溝４６''に関係する第３のランド５７と、溝４８''に関係する第３のランド５９が、それぞれ、半径方向に互いに重なり合うように設計されている。休止位置では、入口孔２６から得られる加圧流体が第２の溝４８’に通じるのが防止され、流路１２６によって、ポンプ１４及びギヤ２８と、貯溜システム３０２との間の無制限な流れが生じるように、ランド５３がハウジング２０と係合する。これと同時に、ランド５７と５９は、リリーフ孔３８に接続された通路３８’を経由して、溝４６''とリザーバ３４の間の自由な通路が形成されるような位置に来る。スプール４０は、少なくとも一つのクロス穴６１’を伴う操作穴６１を有する。クロス穴６１’は、ハウジング２０の第３の溝４８''に接続され、さらに、操作出口流路４１を通じて第２の穴６８に接続されている。スプール４０はまた、第２の端部４４から第３の溝４６''まで延びる補償穴６３を有する。これにより、第１チャンバ２２は、リリーフ通路３８’と、リーフ孔３８と管路３６とを通じて、リザーバ３４と常に通じているようになっている。
【０００９】
分割手段２３は、第１と第２の直径を有する円柱部材を有する。この円柱部材は、その中央を貫通する軸方向開口２２１と、第１の軸方向通路２５と第２の軸方向通路２７とを有し、この第２の軸方向通路２７は大直径部を貫通する。軸方向の開口２２１は、ペダル１７によってロッド１６に与えられたブレーキ入力に応答したスプール４０の動きに対して、固着や偏荷重を回避することができる程度に、係合手段１６２のプランジャ５４の上のステム１５５のための受面を形成するのに十分な長さを有する。第１の通路２５は、駆動チャンバ５６とチャンバ２２とを接続して、リザーバ３４からの流路を提供するべく、分割手段２３を貫通して延びている。第１の流路２５内に配置された逆止弁１２３はボール１２５を有し、このボール１２５は、ばね１２７によって、円柱部材の大直径部内に形成されたシート１２９に向けて付勢される。ばね１２７はすべての応用例に必要ということではないが、リザーバ３４とチャンバ５６の間の一方向の流動を制限することを保証するために備えられている。第２の通路２７は、チャンバ５６から、第２の穴６８に接続されたリリーフ通路３８''への流動を抑制ないし制限するオリフィスを形成するべく、あらかじめ決められた寸法を有する。分割手段２３の円柱部材は、第２の通路２７がリリーフ通路３８''と対向する位置に並ぶことを保証するために、ハウジング２０内の穴１２２’に係合するタブ又はピン１２２を有する。
【００１０】
プランジャ５４に付加される係合手段１６２は、入力ピストン５８と、第２の戻しばね６０と、駆動ばね６２とを有する。第２の戻しばね６０は、ハウジング２０と係合され、ピストン５８を、ハウジング２０に取り付けられたキャップすなわち端部部材５７で形成された停止部１６１に向けて付勢する。一方、駆動ばね６２は、ステム１５５上のヘッド１５９と入力ピストン５８との間に閉じ込められている。入力ピストン５８は、ペダルロッド１６に加えられた力に応答して、作動チャンバ５６内で軸方向に動き、チャンバ５６内の作動流体を、分割手段２３内の制限された第２の通路２７及びリリーフ通路３８''を通じて、第２の穴６８へと排出する。
ペダル検出器２０２は、ペダル１７に取り付けられており、自動車に必要なブレーキを利かせるためにインプットされた力を示すブレーキ信号を、電子制御ユニット２００に送る。
【００１１】
貯溜システム３０２は、スナップリングとシール部３０６によってハウジング２０に取り付けられたハウジング３０４を有し、これによって、アキュムレータすなわち貯溜チャンバ３０８が形成されている。チャンバ３０９内のガス圧又はばね３１０によって、ピストン３１２は、第２のチャンバ５６への通路３１６に接続された出口孔３１４に向けて、付勢される。通路３１６に配置された傾斜弁３１８は、ばね３２２によってシート３２４に向けて付勢されたヘッド３２０を有する。ヘッド３２０がシート３２４と係合したとき、貯溜チャンバ３０８は、駆動チャンバ５６からシールされる。チャンバ３０８は、逆止リリーフ弁３３０を通じてハウジング２０内の流路１２６へ接続されている。逆止リリーフ弁３３０は、ハウジング２０の穴３３４内に配置された円柱状円板３３２を有する。円柱状円板３３２には中央開口３３６があり、中央開口３３６には、第１のばね３４２によってシート３４０に向けて付勢されているボール３３８がある。第２のばね３４４は、円柱状円板３３２上に作用して、フェースシール３４６を付勢し、これを、チャンバ３０８に接続された通路３５０を囲む表面３４８と係合させる。第１のばね３４２の力は弱く、通路１２６にある供給流体が、ボール３３８をシート３４０から移動させることによって、貯溜チャンバ３０８に向かって自由に流れるようになっている。第２のばねは強く、貯溜システム３０２に損傷が生じる前に、フェースシール３４６が表面３４８から移動して加圧流体を通路１２６に開放するためには、チャンバ３０８内の流体圧力が、スナップリングとシール３０６の破裂強度に近い予め決めた値を超えなければならない。
【００１２】
ハウジング２０の第２の穴６８は、供給孔１７５と制御孔１３８と駆動孔１３８’とリリーフ孔１３８''とを有する。供給孔１７５は、通路１２６に接続され、穴２１がポンプ１４から受け入れるのと同じ供給流体を受け入れる。制御孔１３８は、第３の溝４８''に提供された第１の作動流体を受け入れるように出口通路４１で接続されている。また、駆動孔１３８’は、チャンバ５６から放出された流体を、通路３８''を通じて受け入れるように接続されている。さらに、リリーフ孔１３８''は、リリーフ通路１３８’によって、リザーバ３４に接続されている。
第２の穴６８の中には、シャトル弁６４のためのセレクタピストン６６が配置されている。セレクタピストン６６は、第１の端部７３及び第２の端部７４を有する円柱形部材を有する。この円柱形部材は、第１のランド７１と第２のランド７１’と第３のランド７１''とによって形成される第１の溝７０と第２の溝７０’とを有する周辺面を有する。ランド７１は通常、第１の直径部分に位置しているのに対して、ランド７１’、７１''は常に、比較的小さい第２の直径部分、すなわち、駆動孔１３８’、制御孔１３８及び供給孔１７５のある部分に位置して係合しているように、第２の穴６８に段が形成されている。ばね７２は、セレクタピストン６９の第１の端部７３と接していて、第２の端部７４がチャンバ７５に向かうように付勢する。チャンバ７５には、制御孔１７５を通じて第１のポンプ１４から供給流体を受け入れるように接続されている。
【００１３】
指示プローブはステム７８を有し、ステム７８は、ピストン６６の端部７３に取り付けられ、ハウジング２０を貫通して延びている。検出器１７７は接触子１７９を有し、接触子１７９は、ピストン６６が図１に示す第１の位置にあるときに、ステム７８の上の戻り止め１７８に係合する。ステム７８上の印又はカラーマークのハウジング２０との位置関係によって、穴６８内のピストン６６の位置が視覚的に示され、一方、検出器１７７は、その位置を示す対応する電子信号をＥＣＵ２００に送る。
【００１４】
図２に示すように、遠隔に置かれたマスタシリンダ１８は、穴４０２を具備するブースタハウジング４００を有する。この穴４０２は静止リング４０８によって、第１のチャンバ４０４と第２のチャンバ４０６とに分けられている。第１のチャンバ４０４は、孔４１０に管路１９を取り付けることによって、セレクタ弁６４に接続されている。一方第２のチャンバ４０６は、通路すなわち管路４１４によって第２のポンプ手段５００に接続されている。第１のチャンバ４０４の中に配置された第１のピストン４１６はステム４１８を有し、このステム４１８は、静止リング４０８を貫通して第２のチャンバ４０６まで延びている。ステム４１８は、第２のチャンバ４０６の中の第２のピストン４２０と係合し、これに操作インプット力を与えるように設計されている。これに応じて、第２のピストン４２０は、マスタシリンダ１８の加圧穴内の操作ピストン（図示せず）に操作力を与え、必要なブレーキを働かせるように、連結されている。
【００１５】
図２に示すように、第２のポンプ手段５００は、回転ポンプ５０６を駆動する電動機５０４を有する。電動機５０４は、リード線５０９によってＥＣＵ２００に接続され、ペダル検出器２０２にかかるブレーキ力に対応する駆動信号をリード線２０３で選択的に受信するようになっている。ポンプ５０６は入口ポート５０８を有し、入口ポート５０８は、リザーバ３４に接続され、必要により、入口管路５１０によって、別個の２次的供給流体に接続されている。ポンプ５０６はさらに出口ポート５１２を有し、出口ポート５１２は、供給管路５１４によって、マスタシリンダ１８内の第２のチャンバ４０６に接続されている。比例ソレノイド弁５２０は、供給管路５１４に接続された入口孔５２２と、出口管路５２５によって入口管路５１０に接続された出口孔５２４と、を有する。比例ソレノイド弁５２０はプランジャ５２６を有し、プランジャ５２６は、プランジャ５２６を囲むばね５３０及びコイル部材５３２によって、シート５２８に向かって付勢されている。コイル部材５３２は、リード線５３４でＥＣＵ２００に接続され、電動機５０４の作動と同時に作動信号を受信する。
【００１６】
ブレーキ装置１０のための代替のポンプ手段６００を図６に示す。ポンプ手段６００は、回転ポンプ６０６を駆動する電動機６０４を有する。回転ポンプ６０６は、入口孔６０８と出口孔６１２とを有する。入口孔６０８は、管路６１０によってリザーバ３４に接続されている。出口孔６１２は、加圧流体を届けるために、管路６１４によって、マスタシリンダ１８内の第２のチャンバ４０６に接続されている。管路６１６は規制通路６１８を有し、これで、供給管路６１４が入口管路６１０に接続され、チャンバ４０６とリザーバ３４との間の戻し流路が形成される。電動機６０４は、ＥＣＵ２００から作動信号を受信するように、リード線６２０によって接続されている。作動信号は、操縦者によってペダル１７に与えられたインプット力の関数として変調されたパルス幅を有する。インプット力はペダル検出器２０２で検出又は測定される。
【００１７】
図１のシャトル弁６４及び流れ検出器１７７は、ハウジング２０の第２の穴６８内にあるように示されている。このシャトル弁６４は、出口流路４１内にある操作用加圧流体及びポンプ１４から供給される流体をブレーキブースタ１８に案内するように機能する。しかし、シャトル弁６４の操作機能は、係合手段１６２のブースタ装置１２とは独立であって、別個のハウジング内に離して配置することもできる。
【００１８】
次に、動作を説明する。
自動車用エンジンが回っているとき、第１のポンプ１４は、加圧流体を、制御装置１２を通してステアリング装置１５へ供給するように設計されている。この動作状態において、戻しばね５２は、スプール４０を、図１に示す休止位置に移動させ、加圧流体が、第１のポンプ１４から、入口孔２６、第１の穴２１、第１の溝４６、４８、ギヤ孔３２及び管路３０を通じて、ステアリングギヤ２８（すなわち液圧操作機器）に自由に流れ込む。ランド５３が穴２１と係合することによって、加圧供給流体は溝４８’には連通せず、しかも加圧供給流体は、流路１２６を通じて第２の穴６８内の供給チャンバ７５に、そしてまた、貯溜システム３０２の貯溜チャンバ３０８に自由に連通するように設計されている。貯溜チャンバ７５内の加圧流体はセレクタピストン６６の端部７４に作用して、これがばね７２に打ち勝ち、それによって、ランド７１’は溝４８’とマスタシリンダ１８のブースタチャンバ４０４との間を無制限に連絡する第１の位置に来る。この第１の位置では、ランド７１は第２の穴６８の比較的大きな直径の部分に位置するため、リリーフ通路３８''が、駆動孔１３８’、溝７０’、リリーフ孔１３８''、リリーフ通路３８’、リリーフ孔３８及び管路３６を通じて、自由にすなわち制限なしにリザーバ３４に接続されている。ばね３４２は、ボール３３８をシート３４０の上に押さえ付ける力が小さく設計されていることから、管路１２６内の供給流体は、逆止リリーフ弁３３０内のボール３３８の周りを流れることによって、貯溜システム３０２の貯溜チャンバ３０８に自由に連絡する。供給流体の流体圧力は、ピストン３１２に作用してこれを動かし、ばね３１０又はガスが圧縮されるに連れて、アキュムレータ３０４が充填される。傾斜弁３１８では、ばね３２２によってヘッド３２０がシート３２４に押し付けられて、チャンバ５６に入る流路３１６をシールするように保持する体勢になるので、供給流体はチャンバ３０８内に保持される。チャンバ３０８内の流体圧力が、入口孔２６における供給流体の流体圧力にほぼ等しくなるまでは、チャンバ３０８は、供給流体を充填され続ける。チャンバ３０８が完全に充填されたとき、ばね３４２によってボール３３８がシート３４０の上に着座し、チャンバ３０８内の流体圧力で、固定体積の供給流体が保持される。供給流体の流体圧力が上昇した場合は、ポンプ１４がステアリング装置に加圧操作流体を供給するべく運転している限り充填を続けるので、同様に、貯溜チャンバ３０８に連通する。
【００１９】
図１及び図２に示すブレーキ装置を具備した自動車で、操縦者がブレーキをかけようとするとき、ペダル１７に加えた力はロッド１６に伝達され、図３に示すように、ロッド１６がピストン５８をチャンバ５６内に押し込む。ピストン５８の動きは、作動ばね６２を介してプランジャ５４に伝えられ、プランジャ５４は、戻しばね５２に打ち勝った後に、穴２１内のスプール４０を動かす。穴の中でスプール４０が動くと、ランド５１がランド５３の方向に動き、加圧流体が溝４６から流れるのが制限される。一方、ランド５３は、ハウジング２０内のランド５５を通り過ぎ、加圧されていた流体を初めに溝４８’へと拡散させる。溝４８’は、その後、ランド５７がハウジング２０内のランド５９を通過した後に、一つの流路を介して駆動チャンバ４８''と通じる。溝４８''内の加圧作動流体は、同時に、反動(reaction)チャンバ１４１と、シャトル弁６４の第２の穴６８の中に形成された通過チャンバ(flow through chamber)７５’とに連通し、第１の作動流体が、管路１９及びブレーキブースタ１８のチャンバ４０４に分配される。マスタシリンダ１８に供給される第１の作動流体は、ピストン４１６に作用して力を発生し、この力は、ステム４１８を通してピストン４２０に伝えられる。ピストン４２０に加えられたこの第１の駆動力は、マスタシリンダ１８の加圧チャンバ内のピストンを動かし、流体を加圧し、この加圧流体は、車輪ブレーキ３２１、３２３に供給されて、必要な自動車の制動力を作り出す。反動チャンバ１４１に供給された加圧作動流体は、スプール４０の端部４２に作用し、プランジャ５４に取り付けられたステム１５５によって端部４４に加えられるインプット力とバランスする。この動作モードで、流れ検出器１７７の接触子１７９はステム７８の戻り止め１７８の中にあり、ピストン６６が第１の位置にあることを指示する信号をＥＣＵ２００に送る。この第１の位置では、第１の作動流体が、チャンバ７５’を通り抜けることができる。ペダル１６に取り付けられたペダル検出器２０２は、必要なブレーキ効果を出すためにペダル１７にかけられるブレーキ力を指示するブレーキ信号を、ＥＣＵ２００に与える。供給流体の圧力が、シャトル弁６４のピストン６６を穴６８内の第１の位置に保持するのに十分である限りは、検出器１７７からの通過(flow through)信号は、ＥＣＵ２００に与えられ、第２のポンプ手段５００は不作動のままである。
【００２０】
チャンバ５６内のピストン５８の動きによって、その内部の流体に圧力が生じる。流路２５は逆止弁１２３によって閉塞されるので、流れは、駆動チャンバ５６から、制限された流路２７を通じてリリーフ流路３８''へと、制限されながら分配され、さらに、第２の穴６８とリリーフ流路３８’を通る流路を通じてリザーバ３４に分配される。プランジャ５４に加えられる入力された力は、駆動ばね６２の力と、ヘッド１５９がチャンバ５６内の流体中で動くときの抵抗との両方によって修正されるので、チャンバ５６からの制限された流れによって、スプール弁４０の動作が滑らかになる。ある種の応用例では、ヘッド１５９の直径を変更することによってヘッド１５９の動きの抵抗を大きくしたり、抵抗を減らすために軸方向に貫通孔を設けたりして、ある入力された力に対応して必要な車輪ブレーキ３２１、３２３の利き方の速さを設定することもできる。必要なブレーキ動作が完了したときに、ペダル１７にかけられた力は取り除かれ、戻しばね５２および６０が、スプール弁４０及びピストン５８を、図１に示す休止位置に動かす。ピストン５８がチャンバ５６内で動くに連れて、その内部にある流体に比較的低い圧力が生じ、それによってボール１２５がシート１２９から離れる方向に動き、それによって、リザーバ３４からの流体が、駆動チャンバ５６内の流体を所望の量だけ補充又は維持される。
【００２１】
自動車のエンジンが動作していない場合は、第１のポンプ１４は、パワーステアリングギア２８用の供給流体を生成しない。このポンプ１４は自動車のエンジンによって駆動されるからである。自動車の制御性を維持するために、第１のポンプ１４が動作不能の場合でも、自動車を完全に制動する能力を持ち続けることが望ましい。図１及び図２に示すブレーキ装置１０は、第１のポンプが動作不能になった場合でも制動ができるように、加圧流体の二次的源を有する。加圧流体の二次的源を作動させるために、操縦者は、自動車の制動を始めるために、ペダル１７にインプット力を加える。このような状況における制御装置１２のための操作のモードは、図４に示されている。この図では、ばね７２によって、シャトル弁６４のセレクタピストン６６が第２の位置に移動している。第２の位置では、ピストン６６の上のランド７１は、穴６８の大直径部から移動して小直径部に係合し、駆動孔１３８から溝７９を通って出口孔１２１への通路を閉塞し、リリーフ孔１３８’から溝７１’を通って孔１２１経由で管路１９までの通路が開かれる。ピストン６６が供給チャンバ７５に向かって動くことによって、接触子１７９が、流れ検出器１７７のステム７８の戻り止め１７８から離れるように動いて、ＥＣＵ２００に操作信号が送られる。この操作信号は、セレクタピストン６６が、第２の位置にあること、すなわち通路４１から出口孔１２１への第１の作動流体の流れがないこと、を示すように設計されている。
【００２２】
第１のポンプ１４が作動不能の場合に、操縦者が、ブレーキをかけたいと欲したとき、ペダルロッド１７にインプット力が加えられ、この力は、ロッド１６を通じて、駆動チャンバ５６内のピストン５８を分割手段２３の方向に動かすべく伝えられる。第１の通路２５は逆止弁１２３によって阻止されるので、チャンバ５６内へのピストン５８の移動によって、チャンバ５６内の駆動流体が加圧される。この加圧された流体は、通路２７を通じて、シャトル弁６４内の駆動孔１３８’へ連絡される。ランド７１がハウジング２０内の穴６８の小直径部と係合し、リリーフ孔１３８''が閉塞されているので、駆動流体は、溝７０’、出口孔１２１、管路１９を通じてブレーキブースタ１８内のチャンバ４０４と連絡する。この状況においても、操縦者によってペダル１７にかけられたインプット力は、所望のブレーキ信号として、ペダル検出器２０２からＥＣＵ２００に伝えられる。ＥＣＵ２００は、流れ検出器１７７からの流れなし信号と、リード線２０５から送られる車輪速度信号と、ペダル検出器２０２からの所望ブレーキ信号とを比較して、操縦者の欲する制動がブレーキの適用によって達成されているかどうかを判断する。所望の制動が達成されていない場合は、ＥＣＵは、比例ソレノイド弁５２０と電動機５０４の両方に作動信号を出す。電動機５０４の作動により、第２のポンプ５０６に回転入力が与えられ、これにより、管路５１０で加圧流体が得られる。第２のポンプ５０６で加圧された加圧流体はチャンバ４０６へ供給され、ピストン４２０に作用して、マスタシリンダ１８内のピストンを駆動する力を与え、これにより流体を加圧して所望のブレーキを動作させる。ＥＣＵからリード線５３４を介して比例ソレノイド５２０のコイル５３２に送られる作動信号は、ペダル検出器２０２から与えられた入力信号の関数としてパルス幅変調されている。パルス幅変調作動信号は、シート５２８に対するプランジャ５２６の位置を調整する力の場を、コイル５３２内に作り出す。プランジャの調整によって、ポンプ５０６からの第２の流体の一部が、入口孔５２２を通り、出口孔５２４から出て管路５１０に戻るように向けられ、それによって、インプットされた力に応じた所望の制動がかけられる。操縦者が、ペダルロッド１６へ力をかけるのをやめると、所望の制動力を示すＥＣＵ２００へのブレーキ信号は終了する。ペダル検出器２０２からのブレーキ信号が終了すると直ちに、ＥＣＵ２００から電動機５０４への駆動信号はなくなる。しかし、比例ソレノイド弁５２０への駆動信号は、所定時間維持され、チャンバ４０６から、入口孔５２２、出口孔５２４、管路５１０を通じてリザーバ３４に流体が流れる。自動車が電力を有している限り、この２次的加圧流体源がブレーキ作動に利用できる。
【００２３】
図１及び図２に示すブレーキ装置１０を有する自動車では、エンジンが動いていないで、しかも電力が利用できない場合等で、ポンプ１４が動作していない場合であっても、ブレーキをかけることが可能である。ペダルロッド１６は、インプット力を加えられて、チャンバ５６内のピストン５８を分割手段２３に向けて動かす。第１の通路２５は逆止弁１２３によって閉塞されているので、駆動チャンバ５６内のピストン５８の動きによって、作動流体は加圧される。この加圧流体は、通路２７を通って、シャトル弁６４の駆動孔１３８’に連絡する。ばね７２がピストン６６を第２の位置に移動させ、ランド７１がハウジング２０の穴６８内の小直径部と係合することによって、リリーフ孔１３８''が閉塞されるので、このバックアップブレーキのための緊急加圧流体は、溝７０’、出口孔１２１及び管路１９を通じて、ブレーキブースタ１８内のチャンバ４０４に連絡する。このチャンバ４０４に与えられたバックアップブレーキ用緊急流体は、通常、操縦者が欲するブレーキには十分でない。その結果、操縦者は、追加の力をペダル１７にかけ、これがロッド１６に伝えられるかもしれない。追加でペダル１７に加えられたこの力によって、図５に示すように、ピストン５８がさらに駆動チャンバ５６内に押し込まれ、ピストン５８が傾斜弁３１８の上のステムに係合する位置に至る。これによって、ヘッド３２０がシート３２４から離れるように動き、通路３１６が開く。通路３１６が開くと、第３の作動流体がチャンバ３０８からチャンバ５６に流入し、その後、チャンバ４０４と連通する。このマスタシリンダ１８内のブースタ部４４０のチャンバ４０４の中で、第３の作動流体は、以前からそこにあったバックアップの緊急流体と混ざり、マスタシリンダ１８の加圧部内の流体を加圧する力を与えて、ブレーキを駆動する。この結果の制動力は、自動車を緊急停止するのに十分なものでなければならない。加圧流体が第１のポンプ１４からチャンバ７５に供給されるべく再び連通するまで、加圧流体は、マスタシリンダ１８のチャンバ４０４内に保持される。これは、ばね７２が、ハウジング２０の穴６８の底部に形成された停止部７９に向かってシャトル弁６４のピストン６６の端部８１を保持し、通路３８’を通じたリザーバ３４との連通が阻止されるからである。
【００２４】
この緊急すなわちバックアップのブレーキが動作しているときに、自動車を動かす必要がある場合は、指示プローブ７７が引かれてばね７２が縮む。その結果、管路１９、流路４１、溝４８''、溝４６''、リリーフ通路３８’、リリーフ孔３８及び管路３６を介して、リザーバ３４に接続される通路が開き、それによって、ブレーキを利かせるためにマスタシリンダ１８に供給されている緊急加圧流体が減衰する。自動車を動かすことはできるが、この緊急モードでブレーキが必要な場合は、後にその都度(after each application)、加圧流体を手動で、シャトル弁６４を通して減衰(dump)させる必要がある。目的地に着いたら、上述のように、ペダルロッド１６に力を加えて加圧流体を調製し、自動車を停止させておくための緊急制動力を作る。しかしこの場合に、貯溜システム３０２内の第３の作動流体は、駆動されその後手動でリザーバ３４に開放されるごとに、直線的に減っていく。
【００２５】
ポンプ１４によって供給流体が再び加圧されると、加圧流体は管路１２６に連絡され、逆止リリーフ弁３３０を自由に通過してチャンバ３０８に流れることによって貯溜システム３０２に供給され、貯溜流体が必要な圧力レベルにまで供給される。これと同時に、加圧流体は、チャンバ７５に流れて供給し、ばね７２に打ち勝った後に、シャトル弁６４内の選択ピストン６６を第１の位置に動かす。第１の位置では、ランド７１が、穴６８の大直径部に移動し、溝７０が、リザーバ３４に接続されたリリーフ通路３８’及びリリーフ孔３８に開放し、これと同時に出口通路４１を溝７０’に開放して、供給流体の流れで加圧された第１の作動流体が溝４８''に流れる通路を与える。シャトル弁６４がこの第１の位置にあるとき、第１のポンプ１４から導かれた第１の作動流体が、マスタシリンダ１８に連絡して、ブレーキがかかるように、流れ検出器１７７は、電子制御ユニット２００に信号を送る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理によって遠隔マスタシリンダに作動流体が供給されるブレーキ装置のための制御装置とシャトル弁を示す概略構成図。
【図２】遠隔マスタシリンダと、電子制御ユニットと、図１のブレーキ装置用の作動流体のための二次的源を加圧するための第２のポンプとを示す概略構成図。
【図３】図１の制御装置の断面図であって、第１の作動流体がシャトル弁を通って図２の遠隔マスタシリンダに供給されるように、第１の作動流体が向けられている状態を示す。
【図４】図１の制御装置の断面図であって、図２に示す第２のポンプによって作られた作動流体の二次的源が、遠隔マスタシリンダを動作させるべく供給される状態を示す。
【図５】図１の制御装置の断面図であって、貯溜システムに保持された作動流体の第３の源が、図２に示す遠隔マスタシリンダを動作させるべく供給される状態を示す。
【図６】図２に示す遠隔マスタシリンダのための作動流体の二次的源を作るための他のポンプ手段を示す概略構成図。

Claims (4)

1. ブレーキ装置であって、
   該ブレーキ装置は、
   入力部に加えられた所望のブレーキ力と、供給流体によって第１の位置に置かれたシャトル弁とに応じて、第１のポンプ手段から受け入れて前記供給流体から導かれた第１の作動流体の第１の圧力を作る制御装置を有し、
   前記第１の作動流体は、前記所望のブレーキ力に応じてブレーキを利かせるための遠隔のマスタシリンダと連絡し、
   前記供給流体の予め規定された圧力に応じて、ブレーキを利かせるべく、バックアップ作動流体が前記遠隔マスタシリンダに連通するように、弾性手段によって前記シャトル弁が第２の位置に置かれ、
   該ブレーキ装置は、前記シャトル弁を通じて前記遠隔マスタシリンダに流れる前記第１の作動流体の流れを示す操作信号を出す検出手段を有し、
   該ブレーキ装置は、前記所望のブレーキ力を示す入力信号と、予め規定された前記検出手段からの操作信号とに応じて、第２の作動流体の第２の流体圧力を作るための第２のポンプ手段を駆動する計算機手段を有し、
   前記第２の作動流体は、前記遠隔のマスタシリンダと連絡していて、前記バックアップ作動流体によって、前記第１の作動流体に代わって前記マスタシリンダを駆動して前記所望のブレーキを利かせるものであり、
   該ブレーキ装置は、第３の流体圧力を有する第３の作動流体を保持する貯溜システムを有し、
   前記ブレーキ力は、弁を駆動し、その後、前記シャトル弁が前記第２の位置にある状態で、前記第３の作動流体が、前記貯溜システムから前記遠隔のマスタシリンダに通じるように、前記入力部を動かすものであり、
   前記第３の作動流体は、前記バックアップ作動流体と結合され、前記第２の作動流体に代わって前記マスタシリンダを操作し、前記所望のブレーキを利かせるものであること、
   を特徴とするブレーキ装置。
2. 前記貯溜システムは、前記第３の作動流体を作るために、前記第１のポンプ手段から前記供給流体を受け入れるように接続されたアキュムレータを有することを特徴とする請求項１記載のブレーキ装置。
3. 前記マスタシリンダは、第１及び第２の操作ピストンが入っている穴を持つハウジングを有し、前記第１の操作ピストンは、前記シャトル弁に接続され、前記第１、第２及び第３の作動流体のうちで比較的大きなものが前記第１及び第２のピストンに作用して、前記マスタシリンダ内の加圧ピストンを駆動し、ブレーキを利かせるように、前記第２の操作ピストンが、前記第２のポンプ手段に接続されていることを特徴とする請求項２記載のブレーキ装置。
4. 前記シャトル弁は円柱形部材を有し、この円柱部材は、前記供給圧力の予め定めた圧力が前記弾性手段に打ち勝つまで、前記バックアップ作動流体及び前記第３の作動流体が、前記遠隔のマスタシリンダで持続的制動力を与えるように、前記弾性手段によって前記第２の位置に保持されることを特徴とする請求項３記載のブレーキ装置。

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