JP4520852B2 - 電気液圧式の車両ブレーキ装置のための主ブレーキシリンダユニット - Google Patents

Description

背景技術
本発明は、請求項１の上位概念部に記載された特徴を備えた、電気液圧式の車両ブレーキ装置のための主ブレーキシリンダユニットに関する。

電気液圧式の車両ブレーキ装置は公知である。電気液圧式の車両ブレーキ装置は、ブレーキのために必要なエネルギが、電動モータにより駆動される液圧ポンプに由来する外力ブレーキ装置（Ｆｒｅｍｄｋｒａｆｔ−Ｂｒｅｍｓａｎｌａｇｅ）、いわゆる非人力ブレーキ装置である。一般に、液圧ポンプはブレーキ液をアキュムレータに圧送する。アキュムレータには、電磁弁の介在下で、ホイールブレーキシリンダが接続されている。圧力下にあるブレーキ液を蓄えるためのアキュムレータを介在することは、液圧ポンプが常時運転される必要がなくなり、それにもかかわらず、いつでも、圧力下にあるブレーキ液をブレーキのために供与可能であるという利点を有している。電磁弁により、ホイールブレーキシリンダ内のホイールブレーキ圧が調整される。ホイールブレーキシリンダ内のホイールブレーキ圧は、ドライバによりフットブレーキペダル、ハンドブレーキレバーまたはその他の形式で設定される目標値に関連して調整される。

目標値発生器として、多くの場合、シリンダ内を摺動可能な第１のピストンを備えた主ブレーキシリンダユニットが使用される。この種の主ブレーキシリンダユニットは、筋力操作される液圧式の車両ブレーキ装置から公知である。２系統式主ブレーキシリンダユニットまたはタンデム式主ブレーキシリンダユニットとして形成するために、主ブレーキシリンダユニットはさらに別のピストンを有していることもできる。電気液圧式の車両ブレーキ装置は各ブレーキ系統のための隔離弁の介在下で主ブレーキシリンダユニットに接続されている。ブレーキのために、隔離弁の閉弁により、主ブレーキシリンダユニットは液圧的に、それ以外の車両ブレーキ装置から隔離され、車両ブレーキ装置は外力操作、すなわち外的な力により操作される。ホイールブレーキシリンダ内のホイールブレーキ圧のための目標値として、フットブレーキペダルの踏み込みまたはハンドブレーキレバーの引っ張りにより主ブレーキシリンダユニット内に発生される圧力、フットブレーキペダルが踏み込まれるまたはハンドブレーキレバーが引っ張られる力またはフットブレーキペダルまたはハンドブレーキレバーが動かされるストロークが援用される。つまり、ブレーキのために必要なエネルギは液圧ポンプにより発生されるのであって、主ブレーキシリンダユニットにより発生されるわけではない。液圧ポンプの失陥時、電気液圧式の車両ブレーキ装置は筋力ブレーキ装置（Ｍｕｓｋｅｌｋｒａｆｔ−Ｂｒｅｍｓａｎｌａｇｅ）、いわゆる「人力ブレーキ装置」と同じように主ブレーキシリンダユニットにより操作される。この場合、隔離弁は開弁された状態にとどまる。電気液圧式の車両ブレーキ装置の目標発生器として主ブレーキシリンダユニットを使用することは、車両ブレーキ装置を液圧ポンプの失陥時に筋力により操作することができるようにするという目的を有している。

外力ブレーキのために、隔離弁が閉弁されるので、ブレーキ液は主ブレーキシリンダユニットのシリンダから押しのけられず、その結果として、第１のピストンは摺動することがない、または摺動するにしても僅かである。フットブレーキペダルまたはその他の操作手段は高い力でもってしても、通常のストロークの一部分だけ踏み込まれるにすぎない。ペダルストロークとペダル力との間の、使い慣れた関連性をシミュレートするために、いわゆる「ペダルストロークシミュレータ」が公知である。ペダルストロークシミュレータは一種のアキュムレータである。このアキュムレータは主ブレーキシリンダユニットに接続されており、アキュムレータ内に、ブレーキ液が主ブレーキシリンダユニットから押しのけられることができる。アキュムレータは遮断弁を介して主ブレーキシリンダユニットに接続されていることができる。遮断弁は通電されていない状態では閉弁されており、外力ブレーキのために開弁される。そのような遮断弁は、筋力ブレーキ時にブレーキ液が主ブレーキシリンダユニットからアキュムレータ内に押しのけられることを防止する。そのような遮断弁は必ず必要というわけではなく、それゆえ、この事例では設置されていない。

発明の説明および利点
本発明による、請求項１の特徴部に記載された特徴を備えた主ブレーキシリンダユニットは、第１のピストンの他に、第２のピストンと連行装置とを有しており、この連行装置は、第１のピストンが、予め決められたピストンストローク分を摺動した後に、第２のピストンを第１のピストンと共に連動させる。その際、第１のピストンと第２のピストンとを合わせた、シリンダからのブレーキ液の押しのけのために有効なピストン面は、第１のピストンだけの、シリンダからのブレーキ液の押しのけのために有効なピストン面よりも大きい。つまり、第１のピストンと第２のピストンとが共に所定のストローク分を摺動する場合、第１のピストンだけが同じストローク分を摺動する場合に比べて、より大きなブレーキ液体積が主ブレーキシリンダユニットから押しのけられる。本発明による主ブレーキシリンダユニットの第２のピストンを、２系統式車両ブレーキ装置のための従来慣用の２系統式主ブレーキシリンダユニットまたはタンデム式主ブレーキシリンダユニットに設けられている、もう１つの別のピストンと混同してはならない。本発明による主ブレーキシリンダユニットの第２のピストンは場合によってはそのような別のピストンに対して付加的に存在している。２系統式主ブレーキシリンダユニットまたはタンデム式主ブレーキシリンダユニットの、第１のピストンとは無関係なブレーキ系統を負荷する、別のピストンとは異なり、本発明による主ブレーキシリンダユニットの第２のピストンは第１のピストンと同じブレーキ系統を負荷する。本発明による主ブレーキシリンダユニットの第２のピストンは、第１のピストンが所定のピストンストロークを超えて摺動させられたときに、ピストンストローク毎に押しのけられるブレーキ液の体積を拡大する目的を有している。第１のピストンが第２のピストンを伴わずにシリンダ内を摺動させられる所定のピストンストロークは、電気液圧式の車両ブレーキ装置の外力操作のために意図されている。その際、主ブレーキシリンダユニットは単数または複数の隔離弁の閉弁により液圧的に、それ以外の車両ブレーキ装置から隔離されており、専らブレーキ力のための目標値発生器として役立つ。ピストンストローク毎の、第１のピストン単独で押しのけられるブレーキ液が、第１のピストンおよび第２のピストン共同で押しのけられるブレーキ液よりも少ないので、本発明はペダルストロークシミュレータとしてより小さなアキュムレータを可能にする。本発明の別の利点は、第１のピストンによる迅速な圧力生成、ひいてはこれに関連して、ドライバのブレーキ要求が認識され易くなる点にある。主ブレーキシリンダ圧とピストンストロークとの間の関連性に関して、主ブレーキシリンダユニット内に場合によっては発生する空気封入も改善されている。

所定のピストンストロークの克服後に第１のピストンと共に連動させられる第２のピストンは、ピストンストローク毎に押しのけられるブレーキ液体積を拡大し、これにより、十分なブレーキ液体積を、液圧ポンプの失陥時の、電気液圧式の車両ブレーキ装置の筋力操作時に保証する。

従属請求項は、請求項１に記載された本発明の有利な構成および変化形を対象とする。

図面
以下に図面を参照しながら本発明の実施例について詳説する。唯一の図面には、本発明による主ブレーキシリンダユニットの軸方向断面図が示されている。

実施例の説明
図面に示した本発明による主ブレーキシリンダユニット（マスタブレーキシリンダユニット）１０は、その他の部分は図示されていない電気液圧式の車両ブレーキ装置のために意図されている。主ブレーキシリンダユニット１０はシリンダ１２および第１のピストン１４を有している。第１のピストン１４は軸方向でシリンダ１２内を摺動可能である。第１のピストン１４の摺動は自体公知の形式でプッシュロッド１６を介して、例えば図示されていないフットブレーキペダルまたは図示されていないハンドブレーキレバーを用いて実施される。シリンダ１２には、自体公知の形式で、ブレーキ力倍力装置、特に負圧式ブレーキ力倍力装置が取り付けられていることができる（図示せず）。そのようなブレーキ力倍力装置は主ブレーキシリンダユニット１０の機能に影響を及ぼすものではない。

第１のピストン１４の外径はシリンダ１２の内径よりも小さく、リング状の中間室が第１のピストン１４とシリンダ１２との間に存在する。第１のピストン１４は同軸的にシリンダ１２内に配置されている。コイル圧縮ばねの形をした第１のばねエレメント１８は、シリンダ１２に嵌め込まれたリテーナリング２０に支持されており、第１のピストン１４およびプッシュロッド１６を出発位置に向かって押圧する。

第１のピストン１４に、第２のピストン２２が被せ嵌められている。第２のピストン２２は管形に形成されており、第１のピストン１４とシリンダ１２との間の中間室を充填する。第２のピストン２２はシリンダ１２と第１のピストン１４との間を封止する。第２のピストン２２は、内方に突出したフランジを、プッシュロッド１６とは反対側の面に有している。この面は、第１のピストン１４の、プッシュロッド１６とは反対側の端面に覆い被さる。図面に示した出発位置で、フランジは第１のピストン１４から軸方向に間隔を有している。第１のピストン１４が主ブレーキシリンダユニット１０の操作時に摺動させられると、第１のピストン１４はまず、第２のピストン２２のフランジからの軸方向の間隔に相当する、予め決められたピストンストロークの分だけ単独で第２のピストン２２を伴わずに運動する。この所定のピストンストロークを克服した後、第１のピストン１４は、第２のピストン２２の、内方に突出したフランジに当接し、これにより、第２のピストン２２を、第１のピストン１４のさらなる摺動時に、第１のピストン１４と共に連動させる。第２のピストン２２の、内方に突出したフランジはストッパまたは連行装置２４を形成する。ストッパまたは連行装置２４は第２のピストン２２を、第１のピストン１４による所定のピストンストロークの克服後、第１のピストン１４と共に連動させる。

その出発位置で、第２のピストン２２は、シリンダ１２に嵌め込まれたリテーナリング２０に当て付けられている。コイル圧縮ばねとして形成されている第２のばねエレメント２６は第２のピストン２２をその出発位置に向かって運動させる。第２のばねエレメント２６はシリンダ１２内で第２のピストン２２とさらに別のピストン２８との間に配置されている。図面には、第１のピストン１４および第２のピストン２２寄りの一部分が示されているにすぎない、別のピストン２８はいわゆる「フローティング・ピストン」である。フローティング・ピストンは、液圧式の車両ブレーキ装置の、従来慣用の主ブレーキシリンダにおいて一般的であり、そこから公知である。フローティング・ピストンとして形成された別のピストン２８は、図示されていない電気液圧式の車両ブレーキ装置の２つのブレーキ系統を液圧的に互いに隔離している。このことは自体公知であり、本明細書での詳細な説明は省略する。別のピストン２８を設けたことにより、主ブレーキシリンダユニット１０は２系統式主ブレーキシリンダユニットまたはタンデム式主ブレーキシリンダユニット１０として形成されている。

シリンダ１２の外面には、ペダルストロークシミュレータ３０を形成するアキュムレータが配置されている。ペダルストロークシミュレータ３０は孔３２によりシリンダ１２に連通している。ペダルストロークシミュレータ３０の容積が、第１のピストン１４の、小さな作用面に基づいて、小さく維持されることができるので、ペダルストロークシミュレータ３０を第２のピストン２２の摺動時に液圧的に主ブレーキシリンダユニット１０から隔離する遮断装置は省略されることができる。ペダルストロークシミュレータ３０はシリンダ１２とは別個に形成されていてもよい。ペダルストロークシミュレータ３０の代わりに、例えば図面に破線で暗示した、ペダルストロークシミュレータとしての別個のアキュムレータ５２が、シリンダ１２の圧力接続部３４に接続されていてもよい。

シリンダ１２の圧力接続部３４には自体公知の形式で隔離弁３６を介して、残りの部分は図示されていない電気液圧式の車両ブレーキ装置が接続されている。隔離弁３６は非通電の基本位置で開弁している２ポート２位置切換電磁弁である。さらに、圧力センサ３８がシリンダ１２の圧力接続部３４に接続されている。

補充孔４０により、シリンダ１２は図示されていないブレーキ液貯蔵容器に接続されている。補充孔４０は第１のピストン１４とシリンダ１２との間の中間室に開口している。第１のピストン１４に設けられた軸方向の盲孔４２と、この盲孔４２に開口している横方向孔４４とにより、補充孔４０、ひいては図示されていないブレーキ液貯蔵容器はシリンダ１２の圧力室４６に、第１のピストン１４および第２のピストン２２の、プッシュロッド１６とは反対側の面で連通している。圧力室４６内には、第２のばねエレメント２６が配置されている。第２のばねエレメント２６は第２のピストン２２をその出発位置に向かって押圧する。第１のピストン１４に設けられた横方向孔４４は、第１のピストン１４の、短い摺動ストロークの後、第２のピストン２２のシール５０を越え、これにより閉鎖されるようになっている。これにより、図示されていないブレーキ液貯蔵容器は、第１のピストン１４の、短い摺動ストロークの後、液圧的に圧力室４６から隔離される。

本発明による主ブレーキシリンダユニット１０の機能は以下の通りである。図示されていない電気液圧式のブレーキ装置の操作のために、例えば図示されていないフットブレーキペダルにより、プッシュロッド１６が摺動させられ、プッシュロッド１６により、第１のピストン１４が摺動させられる。摺動の開始時、隔離弁３６は閉弁されており、これにより、図示されていない電気液圧式の車両ブレーキ装置を液圧的にシリンダ１２から隔離する。第１のピストン１４の摺動により圧力室４６内に発生される圧力は圧力センサ３８により測定される。圧力センサ３８は、ホイールブレーキシリンダ内の、電気液圧式の車両ブレーキ装置により生成したいホイールブレーキ圧のための目標値を形成する。ホイールブレーキ圧は、図示されていない、電気的に駆動される液圧ポンプにより生成され、電磁弁により調整される。このことは自体公知であり、本明細書での詳細な説明は省略する。主ブレーキシリンダユニット１０は、電気液圧式の車両ブレーキ装置により生成したいホイールブレーキ圧のための目標値発生器として役立つ。ホイールブレーキ圧は主ブレーキシリンダユニット１０により生成されるわけではない。主ブレーキシリンダユニット１０は、閉弁された隔離弁３６により液圧的に、電気液圧式の車両ブレーキ装置から隔離されている。

摺動時に、第１のピストン１４はブレーキ液をシリンダ１２の圧力室４６からペダルストロークシミュレータ３０へと押しのける。隔離弁３６の閉弁時の、圧力室４６からのブレーキ液の押しのけはシリンダ１２の弾性およびブレーキ液の圧縮性により可能である。弾性および圧縮性が不十分であれば、ペダルストロークシミュレータ３０が、例えばガス圧負荷されたダイヤフラムまたはばね負荷されたピストン（図示せず）を備えて形成されることができ、このことは自体公知である。第１のピストン１４の、ブレーキ液の押しのけ時に有効な面がその小さな直径に基づいて小さいので、第１のピストン１４は小さな軸方向力で高い圧力を生成する。これにより、第１のピストン１４の摺動ストロークと軸方向力との間の、従来慣用の主ブレーキシリンダユニットにおいて一般的な関連性がほぼ達成され、ひいては、フットブレーキペダルの踏み込み時の、普段通りのペダルフィーリングがほぼ達成される。

シリンダ１２内の気泡を検出するために、第１のピストン１４の小さな直径およびこれにより生ぜしめられる、第１のピストン１４に対する比較的小さな軸方向力での高い圧力生成は有利である。それというのも、より高い圧力生成はより良好に圧力センサ３８により測定されるからである。押しのけ室４６内での圧力生成の測定および第１のピストン１４の摺動ストロークにより、シリンダ１２内の空気封入が突き止められる。圧力室４６内での圧力生成が、第１のピストン１４の、所定の摺動ストローク時に、通常よりも低ければ、シリンダ１２内の空気封入が推測される。空気封入は、第１のブレーキ系統の、図示の圧力室４６内もしくはペダルストロークシミュレータ３０内でも、第２のブレーキ系統の、図面に示されていない圧力室内でも起こり得る。

第１のピストン１４の小さな直径、ひいてはブレーキ液の押しのけ時に有効な小さなピストン面に基づいて、第１のピストン１４により押しのけられるブレーキ液体積は僅かである。その結果、小さなペダルストロークシミュレータ３０で十分である。このことは構成サイズを減じる。

電気液圧式の車両ブレーキ装置の失陥時、隔離弁３６は本発明による主ブレーキシリンダユニット１０の操作時に閉弁されない。操作時に、第１のピストン１４はまず、第２のピストン２２の、連行装置２４を形成する内方に突出したフランジに当接するまで摺動させられる。第１のピストン１４をさらに摺動させると、第１のピストン１４は連行装置２４を介して第２のピストン２２を連動させる。これにより、有効なピストン面は両ピストン１４，２２のピストン面の合計、ひいてはシリンダ１２の内法の横断面積へと拡大されている。つまり、第１のピストン１４と第２のピストン２２とを同時に摺動させることにより、ピストンストローク毎に、相応に大きなブレーキ液体積がシリンダ１２から押しのけられる。これにより、電気液圧式の車両ブレーキ装置を筋力により、液圧式の車両ブレーキ装置から公知の形式で操作することが可能になる。筋力は、自体公知の、図示されていないブレーキ力倍力装置、特に負圧式ブレーキ力倍力装置により倍力されることができる。

本発明による主ブレーキシリンダユニットの軸方向断面図である。

Claims (5)

1. 電気液圧式の車両ブレーキ装置のための主ブレーキシリンダユニットであって、シリンダ内で摺動可能な第１のピストンと、シリンダに連通しているペダルストロークシミュレータとが設けられている形式のものにおいて、主ブレーキシリンダユニット（１０）が、第２のピストン（２２）と連行装置（２４）とを有しており、該連行装置（２４）が、第１のピストン（１４）の、所定のピストンストローク分の摺動後に、第２のピストン（２２）を第１のピストン（１４）と共に連動させ、かつ両ピストン（１４，２２）を合わせた、シリンダ（１２）からのブレーキ液の押しのけのために有効なピストン面が、第１のピストン（１４）の、シリンダ（１２）からのブレーキ液の押しのけのために有効なピストン面よりも大きいことを特徴とする、電気液圧式の車両ブレーキ装置のための主ブレーキシリンダユニット。
2. 第１のピストン（１４）が第２のピストン（２２）内に位置している、請求項１記載の主ブレーキシリンダユニット。
3. 前記第１のピストン（１４）に前記第２のピストン（２２）が被せ嵌められており、前記連行装置（２４）が、前記第２のピストン（２２）の、内方に突出したフランジとして形成されている、請求項１記載の主ブレーキシリンダユニット。
4. 主ブレーキシリンダユニット（１０）の非操作時に、シリンダ（１２）がブレーキ液貯蔵容器に連通しており、かつブレーキ液貯蔵容器が、第１のピストン（１４）の、短い摺動により、シリンダ（１２）から隔離される、請求項１記載の主ブレーキシリンダユニット。
5. 主ブレーキシリンダユニット（１０）が、２系統式車両ブレーキ装置のためのタンデム式主ブレーキシリンダユニット（１０）として形成されている、請求項１記載の主ブレーキシリンダユニット。

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