JP4794464B2 - 車輛の液圧式ブレーキシステム用の制動力発生器 - Google Patents

Description

本発明は制動力発生器に関する。本制動力発生器は、ブレーキペダルに連結できる又は連結された、上記制動力発生器のベースハウジング内で変位自在の力入力エレメント、一次ピストンが移動自在に案内されるマスターシリンダであって、上記一次ピストンがブレーキ液圧を発生するための一次圧力チャンバをマスターシリンダとともに画成するようになっているマスターシリンダ、力入力エレメントに連結できるペダル反力シミュレート装置、ペダルの作動を検出するためのペダル作動検出装置、及び上記一次ピストンにかける作動力を発生する作動力発生装置を含む。

現在、従来のブレーキシステムは、車輛のホイールブレーキに作用するブレーキ液圧を主にマスターシリンダによって発生する。この目的のため、車輛の運転者によるブレーキペダルの作動に応じて発生する作動力を、前記マスターシリンダにかけ始めなければならない。作動の快適性を向上するため、車輛を所望の通りに減速するのに必要なブレーキペダル作動力は、各運転者が車輛を努力なしで適切に制動できるのに十分低く保つことができるように、通常は、実際のブレーキペダル力をブレーキブースターによって所定の割合で増大させる。ブレーキブースターを備えたこのようなブレーキシステムは、例えば：ドイツ国特許第ＤＥ４４ ０５ ０９２号から公知である。

これらのブレーキシステムの不利な効果は、運転者がブレーキペダルに及ぼす作動により、ホイールブレーキのところに常に液圧が及ぼされるということである。このことは、制動状況を補助する限り、問題ではない。しかしながら、例えばブレーキ圧力の調節が多過ぎたり少なすぎたりすることによって運転者が実際の制動状況に対して誤って反応すると直ぐに、車輛の制動性能、詳細には制動距離及び安定性に悪影響が及ぼされ、これは、最悪の場合、事故に繋がる。

現在、最新の車輛制御システム（ＡＢＳ、ＥＳＰ、ＴＣ、等）は、車輛の瞬間的駆動状態から最適の制動力必要条件を物理的限度内で決定でき、及び従って、制動作動を最適にできる。しかしながら、これに先立って、上文中に言及した直接的影響を運転者が制動圧力に加えないようにすることが必要とされる。更に、ブレーキペダルのところでの車輛制御システムの作動、例えばＡＢＳの作動時のブレーキペダルのところでの繰り返し振動を運転者が感知することが受け入れられないことであると考えられ始めている。

車輛制御システムと関連したこれらの必要条件を満たすため、最新のブレーキシステムでは、ブレーキペダルは制動力発生器から通常切り離されている。そのような場合、ブレーキペダルの作動は、単に運転者が減速を必要としているということを伝えるのに使用されるに過ぎない。例えばマスターシリンダを作動させるための実際の制動力発生は、この場合、別体の制動力発生器によって、即ち専ら電子式制御ユニットの制御データに基づいて行われる。従って、例えば車輛の所望の減速が、車輛制御システム（ＡＢＳ、ＥＳＰ、ＴＣ、等）によって決定される制動距離や車輛の安定性に関して瞬間的に作用する物理的限度を越えるかどうかを前もってチェックできる。これと同時に、制御ユニットは、勿論、比較的高い制動圧力を調節することによって緊急状況での停止距離を最小にするため、運転者が調節した不適切な減速を補償する。このようなシステムは、例えば、欧州特許第ＥＰ１ ０７０ ００６号による従来技術に記載されている。しかしながら、このようなブレーキシステムは、制動力発生手段が故障した場合でも信頼性のある制動作動を保証するため、製造を行う上で比較的費用集約的であり、機器の費用がかなりにのぼる。
ドイツ国特許第ＤＥ４４ ０５ ０９２号 欧州特許第ＥＰ１ ０７０ ００６号

従って、本発明の目的は、比較的簡単であり且つ経済的に設計されているけれども極めて信頼性が高く、個々の構成要素が故障した場合でも信頼性のある制動効果を保証する、上文中に記載した種類の制動力発生器を提供することである。

この目的は、上文中に記載した特徴を持ち、制御弁、チャンバ装置、及び電磁アクチュエータが更に設けられ、前記チャンバ装置が、真空チャンバ及びこの真空チャンバから移動自在の壁によって分離されており且つ前記制御弁によって前記真空チャンバに流体的に連結できる作用チャンバを持つように設計されており、前記制御弁が、前記作用チャンバと前記真空チャンバとの間で作動力を決定する圧力差を得るため、検出されたペダルの作動に従って前記電磁アクチュエータによって作動される、制動力発生器によって達成される。

本発明による制動力発生器では、通常の作動状況において、力入力エレメントを介して車輛の運転者により定められたブレーキペダルの作動の強さが、検出され、運転者がブレーキペダルに及ぼしたペダル作動力を使用せずに、作動力発生装置のみによって一次ピストンに作動力が及ぼされる。本発明によれば、上文中に記載した欧州特許第ＥＰ１ ０７０ ００６号による従来技術と全く同様に、通常の作動状況において一次ピストンに及ぼされる作動力は、力入力エレメントに及ぼされたペダル作動力とは機械的に切り離されて発生される。しかしながら、本発明に関してこの目的で使用された作動力発生装置は別体の液圧システムとして設計されているのではない。このような別体の液圧システムは、かなりの追加の技術的経費を必要とし、過大な費用を伴うことに加え、故障の可能性が高くなる。むしろ、本発明による制動力発生器は、ペダル作動力を機械的に倍力するために従来の空気圧式ブレーキブースターでも使用されているようなチャンバ装置によって実現される。本出願人は、ペダルの作動から完全に切り離して作動力を発生する上で、技術的に完成されており且つ経済的に利用できる空気圧式ブレーキブースターの原理を使用できると認識している。この目的のため、ブレーキペダルの作動の強さに従ってチャンバ装置を制御弁によって作動させることにより、真空チャンバと作用チャンバとの間の圧力差を調節し、これにより、ペダルの作動によって伝えられた運転者の要求に従って一次ピストンに作用する作用力を発生する。この圧力差は、次いで、移動自在の壁を変位させ、及び従って、一次ピストンを変位させる。

本発明による制動力発生器の作動モードを監視できるようにするため、及び閉じた制御ループでの本発明による制動力発生器の応答特性のフィードバックのためのパラメータを提供するため、本発明によれば、移動自在の壁の現在の位置が位置センサによって検出される。この場合において、位置センサは、誘導設計であってもよいし、機械的設計であってもよい。例えば、位置センサが、移動自在の壁に付勢力で押し付けられており、移動自在の壁の位置をその変位時に検出できる接触子として設計されている場合、簡単で経済的でしかも信頼性が高い開発がなされる。

ペダル作動検出装置に関し、ペダル作動検出装置は、ブレーキペダルの実際の変位を検出するためのセンサ、詳細にはブレーキペダルの回転軸線に配置された回転角センサを含む。しかしながら、設計が異なるセンサ、例えば力入力エレメントの並進移動を検出するセンサ又は力入力エレメント内で発生する圧力負荷を検出するセンサを使用してペダル作動を検出してもよい。

従来技術の空気圧ブレーキブースターから公知のように、本発明による制動力発生器では、真空を発生するための真空チャンバが、内燃エンジンの吸気管又は真空ポンプに流動学的に連結されている。

上文中に言及したように、従来のブレーキブースターとは異なり、本発明による解決策では、通常の作動状況では、即ちブレーキシステムが完全に機能している状態では、ペダル作動力は一次ピストンに伝達されない。むしろ、電磁アクチュエータによって作動力を発生させる必要がある。このアクチュエータは、従って、線型駆動装置の形態をとってもよいし、ギヤ装置、例えばボールねじ駆動装置によって回転移動を直進移動に変換する回転駆動装置の形態をとってもよい。本発明の好ましい実施例では、電磁アクチュエータは、制御弁ハウジングに取り付けられたコイル並びにこのコイルによってこのコイルに対して変位自在の磁気アーマチュアを含む。この構造的変形例では、確実に且つ低摩擦で作動する経済的であり且つ正確に位置決めできる制動力発生器を得ることができる。

本発明による制動力発生器の中央構成要素は制御弁である。本発明によれば、制御弁は、ベースハウジングに対して変位自在の制御弁ハウジング並びにこの制御弁ハウジングに対して変位自在の制御弁エレメントを含み；制御弁ハウジングには、制御弁エレメントと密封衝合するように移動できるハウジングシーリングシートが設けられ；制御弁エレメントと密封衝合するようにすることができるスリーブシーリングシートが設けられた制御弁スリーブが、更に、電磁アクチュエータに、詳細には電磁アクチュエータのアーマチュアに連結されている、ように設計されていてもよい。作動中、制御弁エレメント及びスリーブシーリングシートが密封衝合していると同時に制御弁エレメント及びハウジングシーリングシートが互いに分離した状態では、作用チャンバが真空チャンバに流体的に連結され、制御弁エレメント及びハウジングシーリングシートが密封衝合していると同時に制御弁エレメント及びスリーブシーリングシートが互いに分離した状態では、作用チャンバと真空チャンバとの間に圧力差を発生するため、作用チャンバが真空チャンバから分離され、周囲大気に流体的に連結される。制御弁のこのような設計では、空気圧式ブレーキブースターで使用された制御弁の従来の設計から進歩し、その作動モードを本発明による解決策に適合する。詳細には、制御弁スリーブ及び従ってシーリングシートは、力入力エレメントによってでなく電磁アクチュエータによって制御弁エレメントから持ち上げられ、真空チャンバと作用チャンバとの間に圧力差を発生する状態が予め形成される。従って、作用チャンバでは、真空チャンバ内の圧力よりも高い圧力が生じ、これによって移動自在の壁をチャンバ装置内で変位させ、及び従って、制御弁ハウジングを変位させる。最後に、スリーブシーリングシートもまた後方に移動して制御弁エレメントと衝合し、その結果、均衡状態が発生し、実際の作動力が維持される。電磁アクチュエータ、詳細にはアーマチュアが更に変位すると、これと対応して圧力差の適合が行われ、及び従って制御弁ハウジングの変位後、一次ピストンに作用する作動力に対応して適合が行われる。運転者が最後にブレーキペダルを完全に放し、ペダル作動力が所定の点まで低下したとき、これに従って電磁アクチュエータが反応し、アーマチュアが移動して基本的位置に戻り、これにより、最終的に、ハウジングシーリングシートが制御弁エレメントから持ち上げられる。これにより、最終的に圧力がほぼ均衡するまで、作用チャンバと真空チャンバとの間の圧力平衡が更新される。前記場合において、制御弁ハウジングは、同様に、その基本的位置に戻り、その結果作動力が最終的にゼロにまで減少する。

通常の作動中、即ちシステムの全ての構成要素が完全に機能した状態を保証するため、力入力エレメント又はこれに連結されたエレメントの間は機械的に連結されていない。それにも拘わらず、構成要素の一つが故障した場合に、運転者がそれでも車輛を適切に制動できる緊急作動モードを保証できるようにするため、本発明の実施例において以下の構成を形成した。詳細には、力入力エレメント及び制御弁を作動させる構成要素、詳細にはアーマチュアとの間には安全隙間が設けられている。ブレーキペダルの作動にも拘わらずアーマチュアがコイルによって変位されていない場合にはこの安全隙間は解消され、その結果、制御弁を作動させる構成要素、詳細にはアーマチュアが、力入力エレメントに作動的に連結される。また、ブレーキペダルを作動させることによって生じた力入力エレメントの更なる移動が、制御弁を作動させる構成要素、詳細にはアーマチュアに、及び従って制御弁ハウジングに直接伝達される。安全隙間は、通常の作動中、即ち検出されたペダルの作動に応じて電磁アクチュエータが所定の方法で反応するときには決してなくなることがなく、従って、力入力エレメント又はこれに連結された構成要素がアーマチュア又は制御弁ハウジングの構成要素と機械的に接触しないように寸法が定められている。

例えばペダル作動検出装置の故障により、電磁アクチュエータの電気的動作が正しく働かない作動状態では、電磁アクチュエータ、詳細にはアーマチュアは、運転者がブレーキペダルを作動したにも拘わらず、その基本的位置に止まる。従って、力入力エレメント又はこれに連結された構成要素は、制動効果をもたらすことなくアーマチュアにどんどん近づく。ブレーキペダルを更に押し込むと、安全隙間が最終的になくなる。力入力エレメント又はこのエレメントに連結された構成要素は、電磁アクチュエータ、詳細にはアーマチュアと機械的に及び作用的に接触し、これを変位させる。従って、弁スリーブが変位し、その結果、スリーブシーリングシートが制御弁エレメントから持ち上がる。しかしながら、これにより、上文中に説明したように、真空チャンバと作用チャンバとの間に圧力差が発生し、その結果、作動力が発生する。電磁アクチュエータが正しく働かない場合には、本発明による制動力発生器は安全隙間がなくなった後、従来のブレーキブースターと同様に作動する。

真空源の故障例えば別に設計された真空ポンプの故障を含む作動状況でも、本発明による制動力発生器は、車輛を制動するのに十分高い制動力を発生させることができる。この状況では、チャンバ装置は作動しないままである。しかしながら、本発明による装置は、力入力エレメントが安全隙間を越えた後に最終的に一次シリンダと機械的に接触し、その結果、一旦安全隙間がなくなると、力入力エレメントに及ぼされたペダル作動力は一次ピストンに直接的に伝達され、これによって制動作動を開始するように設計されている。次いで、運転者によって力入力エレメントに及ぼされた作動力が、一次シリンダに直接伝達される。

上文中に説明したように、本発明の基本的な考えは、通常の作動中、ブレーキシステムの全ての構成要素が完全に機能した状態において、各制動作動中にペダル作動力から切り離された一次ピストンに作用する作動力を発生する。コンパクトな設計の本発明による制動力発生器が比較的高い作動力を発生できるようにするため、チャンバ装置は、第１チャンバ装置及びこの第１チャンバ装置とは別の第２チャンバ装置を含むタンデムチャンバ装置として設計されており、第１チャンバ装置は、第１真空チャンバ及び移動自在の第１壁によって第１真空チャンバから分離された第１作用チャンバを含む。この場合において、第２チャンバ装置は、第２真空チャンバ及び移動自在の第２壁によって第２真空チャンバから分離された第２作用チャンバを含む。更に、第１及び第２のチャンバ装置は制御弁によって加圧できる。これに関し、本発明によれば、移動自在の第１壁及び移動自在の第２壁は、協働して移動する目的のため、好ましくはしっかりと、互いに連結されている。

本発明の以上の説明では、力入力エレメントは、作動力発生装置に直接機械的に連結されていないと何回か記載した。それにも拘わらず、ブレーキペダルの作動に対してブレーキシステムが機械的抵抗を提供するという慣れ親しんだ感覚を運転者に提供するため、本発明は、このような公知のペダル反力シミュレート装置を提供する。このようなペダル反力シミュレート装置は、例えば、力入力エレメントの直ぐ近くに配置されていてもよい。しかしながら、一般的には、これにより装置全体の体積が大幅に増大してしまう。これは、コンパクトであるという必要条件に反する。このような体積の増大を防ぐため、本発明は、ペダル反力シミュレート装置は、本発明による制動力発生器に空間を節約する態様で一体化される。

本発明によれば、このような一体化する解決策を実現するための方法は、例えば力入力エレメントをペダル反力シミュレート装置に伝動ピストン装置で連結することである。これに関し、ペダル反力シミュレート装置は、ペダル反力液圧システムによってダンパー装置に連結できる。この場合、ペダル反力シミュレート装置の作動を伝達できるため、その構成要素は制動力発生器の実際上任意の所望の場所に、即ち設置空間が得られる場所ならどこでも位置決めできる。

従来のブレーキシステムで慣れ親しんだ抵抗応答を運転者に提供できるようにするため、本発明では、ダンパー装置は、ペダル反力液圧システムによって変位可能な力ピストンによって圧縮できるシミュレートばね、又は／及び流体減衰手段、好ましくはスロットル、又は／及びゴム製の弾性ストップワッシャを含む。これに対し、シミュレートばね及びゴム製の弾性のストップワッシャでは、ペダルの作動の増大に従って力を徐々に変化させることができ、流体減衰手段は、詳細には、ブレーキペダルを放した後のブレーキペダルの遅延した戻り移動をもたらすヒステリシスを導入するために使用される。更に、流体減衰手段には、ブレーキペダルを十分に急速に作動した場合に、従来のブレーキシステムで慣れ親しんだ抵抗の感覚を、本発明によるブレーキシステムの全ての作動状況で運転者に提供するという効果がある。

既に上文中に説明したように、本発明による制動力発生器は、個々の構成要素が故障した後でも、信頼性のある制動効果を保証するように設計されている。特に、緊急作動状況において作動力を発生するために、運転者によってブレーキペダルに及ぼされたペダル作動力をできるだけ良好に使用することが必要である場合には、ペダル反力シミュレート装置の作動によるペダル作動力の幾分かが散逸しないようにしなければならない。従って、本発明によれば、ペダル反力シミュレート装置を必要に応じて接続したり遮断したりする。詳細には、これに関し、本発明では、ペダル反力シミュレート装置の液圧システムは、制御可能なブロック弁を持つように設計されている。このブロック弁は、第１位置において、好ましくはその受動的位置において、ダンパー装置及び伝動ピストン装置を互いに液圧的に分離し、伝動ピストン装置が実質的に減衰なしに移動できるようにし、第２位置において、好ましくはその能動的位置において、ダンパー装置及び伝動ピストン装置を互いに液圧的に連結する。ブロック弁の制御に関し、本発明によれば、ブレーキペダルの作動の開始時にブロック弁がその受動的位置からその能動的位置に切り換えられ、ブレーキペダルの作動が完了するまでその能動的位置からその受動的位置に戻されない。更に、ブロック弁は、スロットル効果を得るために使用でき、ブロック弁には、スロットルエレメント、好ましくはばねで押圧された制流子が設けられている。この制流子は、ブロック弁の能動的位置において、ダンパー装置への液圧流体の流れを絞る。このようにして、ダンパー装置のヒステリシス効果及び減衰効果を更に強めることができる。好ましくは、ブロック弁がその受動的位置に切り換えられている場合でも、例えばダンパー装置がブレーキペダルに連結されていない緊急作動状況において、運転者がブレーキペダルの作動時の抵抗を感じるように液圧システム内の流体の流れを絞ることができるように、制流子が配置されている。

マスターシリンダの設計に関し、本発明では、マスターシリンダは、シリンダハウジングの形態、好ましくは一端が開放したシリンダボアの形態で形成されている。ブロック弁は、ダンパー装置と同様に、好ましくは、シリンダハウジング内に一体化され、又は別体のモジュールとしてシリンダハウジングに設けられる。本発明による制動力発生器は、更に、ダンパー装置をシリンダハウジングに一体化することによって、又は別体のモジュールとしてシリンダハウジングに設けることによって、更にコンパクトにすることができる。かくして、実際に設置空間を専有するペダル反力シミュレート装置のユニット、即ちダンパー装置を、設置空間が得られる場所に配置でき、ペダルの直ぐ近くに位置決めする必要はない。

組み合わせを容易にし且つ構造をコンパクトにするため、本発明によれば、シリンダハウジングは、その内部に配置された構成要素とともに、モジュールとして、ベースハウジングに挿入でき、これに解放自在に連結される。

ブレーキシステムの信頼性を向上するため、本発明によれば、マスターシリンダ内で二次ピストンが変位自在に案内され、この二次ピストンは、マスターシリンダとともに、ブレーキ液圧を発生するための二次圧力チャンバを包囲し、一次ピストンはマスターシリンダ及び二次ピストンとともに、ブレーキ液圧を発生するための一次圧力チャンバを包囲する。これに関し、更に、一次ピストン及び随意であるが二次ピストンは、各場合において、関連した付勢ばねによって基本的位置に付勢される。

以上、ペダル反力シミュレート装置の個々の構成要素を詳細に説明した。この装置に関し、本発明によれば、一次ピストンには通し穴が設けられ、この穴内を作動ピストンが案内され、作動ピストンは作動シリンダ穴を有し、この穴内で分離ピストンが案内され、この分離ピストンは伝動ピストン装置によって変位でき、分離ピストンは、作動ピストン内で、ペダル反力シミュレート装置の液圧システムに流体的に連結された液圧流体チャンバを画成する。伝動ピストン装置と分離ピストンとの間を永久的に接触できるようにするため、及び従って、力入力エレメントをペダル反力シミュレート装置に確実に連結するため、本発明によれば、分離ピストンと接触した伝動ピストン装置の構成要素は、分離ピストンに磁気で又は／及び接着剤で又は／及びラッチ止めによって、解放自在に連結されている。更に、本発明によれば、作動ピストンはシリンダハウジングに対して固定されててもよい。別の態様では、本発明によれば、作動ピストンは、シリンダハウジングに対して変位自在である。好ましくは、これに関し、作動ピストンは、シリンダハウジングに対するばねエレメントの作用に対抗して変位自在である。前記場合において、ばねエレメントには力が加わっており、その結果、特定の最小力を越えたときにだけ変位が生じる。作動ピストンとばねエレメントとを連結するため、設計が簡単であるにも拘わらず信頼性のある構造の本発明の変形例では、作動ピストンに設けられたストップピンを使用してもよい。

本発明は、更に、好ましくは、所定の特性曲線又は所定の特性群に従って、ペダル作動検出装置を監視し、ペダル作動検出装置の出力信号に従って電磁アクチュエータを起動させる電子制御装置を提供する。有効な作動パラメータに応じて、個々の特性曲線を特性群から選択し、制動力ハウジングの作動の基礎を形成してもよい。制動システムの設計に応じて、本発明によれば、特性曲線又は特性群を永久的に決定してもよいし、検出された作動パラメータに適合可能としてもよい。従って、運転者が要求したとき、又は運転者の所定の挙動に適合させることによって、制動挙動を決定する様々な特性曲線を選択し又は発生させることができる。

これに関し、本発明によれば、電子制御装置は、ペダル反力シミュレート装置の液圧システムで、例えばブロック弁のところで検出された液圧に従って電磁アクチュエータを作動させる。本発明による制動力発生器の作動に関し、電子制御装置は、例えば前方を移動している車輛からの距離、ブレーキシステム内の現在の液圧、実際の減速等の車輛制御システムにより決定されるパラメータに従って、電磁アクチュエータを作動させる。さらに、本発明によれば、電子制御装置は、ペダル作動検出装置の出力信号の時間に対する変化の割合、又は／及びペダル反力シミュレート装置の液圧システムで、例えばブロック弁のところで検出された液圧に従って、電磁アクチュエータを作動できる。上文中に説明したように、特定の作動状況では、ペダル反力シミュレート装置を非作動にする必要がある。この目的のため、電子制御装置は、ペダル作動検出装置の出力信号に従ってブロック弁を作動してもよい。

更に、電子制御装置は電磁アクチュエータの作動時に位置センサの出力信号を考慮に入れる。これにより、移動自在の壁の現在の位置又はタンデム構成の場合には移動自在の両壁の現在の位置が、修正の目的で、アクチュエータを閉じた制御ループ内で再作動させるためのフィードバック情報として使用される効果が得られる。

本発明を添付図面を参照して説明する。

図２には、本発明による制動力発生器の側面図が示してあり、その全体に参照番号１０が付してある。制動力発生器は作動ユニット１２を含み、このユニットに力入力エレメント１４が導入される。力入力エレメント１４は、その自由端をブレーキペダル（図２に示してない）に連結できる。作動ユニット１２は、チャンバ装置１６に連結される。作動ユニット１２から遠い方のチャンバ装置１６の側部には、マスターシリンダのシリンダハウジング１８の部分が見える。

本発明による制動力発生器１０の構造を詳細に説明するため、下文において図３を参照する。本発明による制動力発生器１０の基本的構造は、二つのモジュールを含み、一方はシリンダハウジング１８であり、及び他方はこのシリンダハウジング１８が挿入され且つシリンダハウジング１８が解放自在に連結される制動力発生器ハウジング２０である。図３の制動力発生器１０特にハウジング２０の右側の部分には、ロッド状に設計された力入力エレメント１４が延びている。この領域には、制御弁２２が設けられている。この制御弁２２は、ハウジング２０に対して変位自在の制御弁ハウジング２４を含む。制御弁ハウジング２４内には弁スリーブ２６が設けられており、このスリーブは制御弁ハウジングに対して変位自在である。

制御弁ハウジング２４は、チャンバ装置１６内に配置された移動自在の第１壁２８に固定的に連結されている。移動自在の第１壁２８は、図３において、チャンバ装置１６の右側の部分を真空チャンバ３０と作用チャンバ３２に分割する。真空チャンバ３０は、図３において、チャンバ装置１６の左側の部分から、ハウジング２０に固定された剛性の壁３４によって分けられている。チャンバ装置１６のこの部分は、同様に、真空チャンバ３６及び作用チャンバ３８を含み、これらのチャンバは移動自在の第２壁４０によって互いに分けられている。移動自在の第１壁２８及び移動自在の第２壁４０は、協働して移動する目的のため、互いにしっかりと連結されている。この目的のため、移動自在の第２壁４０は、連結スリーブ４２に取り付けられており、この連結スリーブは、制御弁ハウジング２４に連結ブッシュ４４によって固定的に連結されている。

制御弁ハウジング２４内には、電磁アクチュエータ４８の電気的に制御可能なコイル４６が配置されている。アクチュエータ４８は、更に、制御弁ハウジング２４及びコイルに対して制動力発生器１０の長さ方向軸線Ａの方向に変位自在な磁気アーマチュア５０を含む。アーマチュア５０は、弁スリーブ２６に、軸線方向に協働して移動するように連結されている。アーマチュア５０には、更に、軸線方向の通し穴が設けられており、この穴を通って伝動ピストン５２が変位自在に延びている。アーマチュア５０は、ばね５４によって図３に示す位置に押されている。伝動ピストン５２の右端は、図３に示すように、カップリングエレメント５６によって力入力エレメント１４に作動的に連結されている。図３に示す制動力発生器１０の非作動状態では、アーマチュア５０とカップリングエレメント５６との間に安全隙間ｓが設けられている。

弁スリーブ２６、制御弁ハウジング２４、及びこれらの二つの部品に対して変位自在の弁エレメント５８が、実際の制御弁２２を形成する。図３に示す状態では、弁スリーブ２６は、弁エレメント５８に面したそのスリーブシーリングシート６０によって、弁エレメント５８に対して支持されている。更に、この状態では、制御弁ハウジング２４に形成されたハウジングシーリングシート６２が、弁エレメント５８から持ち上げられている。図３に示す状態では、制御弁２２は、各場合において、真空チャンバ３０を作用チャンバ３２に連結し、真空チャンバ３６を作用チャンバ３８に連結する。真空チャンバ３０及び３６は、前記場合、図示していない真空源、例えば制動力発生器１０を備えた車輛の内燃エンジンの吸気系に、又は別に設計された真空ポンプに連結されている。力入力エレメントは、再設定ばね６３によって図３に示す位置に押される。

伝動ピストン５２は、図３におけるその左端が、軸線方向通し穴を持つように形成された一次ピストン６４内に延びている。一次ピストン６４は、シリンダハウジング１８に形成されて一端が開放している穴６６内で密封をなして案内される。一次ピストン６４の通し穴内で、作動ピストン６８が変位自在に案内される。作動ピストン６８は、同様に穴７０を有し、この穴は、一端が開放されており、この穴内で変位自在の分離ピストン７２によって閉鎖されている。分離ピストン７２は、作動ピストン６８とともに液圧チャンバ７４を画成する。作動ピストン６８は、一次ピストン６４に設けられた長円形の穴シャフト７３を通って延びるストップピン７５を介して、閉鎖スリーブ７８の内部の直径段部に支持されている。この閉鎖スリーブ７８は、シリンダハウジング１８に固定的に連結されている。従って、作動ピストン６８は、図３で軸線方向右方に移動することはない。

液圧チャンバ７４は、連結チャンネル７６によって閉鎖スリーブ７８の内部に連結されており、この内部を介して、シリンダハウジング１８に形成された流体チャンネル８０と連通している。流体チャンネル８０は、図７の断面図に詳細に示す電磁ブロック弁８２に繋がっている。このブロック弁８２は、電磁的に制御可能なコイル８４及びこのコイル８４内で移動自在に案内されるアーマチュア８６を含む。アーマチュア８６は、再設定ばね８８によって図７に示す位置に付勢されている。アーマチュア８６は延長部９０を有し、その自由端が球形の弁エレメント９２を弁座９４に押し付ける。弁座９４は、弁エレメント９２によってシールできる通し穴によって流体チャンバ９６を前チャンバ９８に連結する。流体チャンバ９６は、連結チャンネル１００によって液圧流体リザーバ１０２に流体的に連結されている。前チャンバ９８は、連結チャンネル１０４によってペダル反力シミュレート装置１０６に流体的に連結されている。

前チャンバ９８では、制流子９９が付勢ばね１０１によって弁エレメント９２の方向に付勢されている。制流子９９はスロットル穴１０３を有する。更に、前チャンバ９８には、組み立てを容易にする保持エレメント１０５が配置されている。

シリンダハウジング１８と一体化したペダル反力シミュレート装置１０６の第１実施例を図５に拡大断面図で示す。連結チャンネル１０４が液圧チャンバ１０８内に開放しておいる。液圧チャンバ１０８は、シミュレートピストン１１０によって画成されている。シミュレートピストン１１０は、長さ方向軸線Ｂに沿ってシリンダハウジング１８内で変位自在である。シミュレートピストン１１０は、着座フランジ１１２を有し、このフランジにシミュレートばね１１４が載止している。シミュレートピストン１１０は、更に、丸味のある延長部１１６を有する。これは、シミュレートばね１１４内に突出している。シミュレートばね１１４は、閉鎖プラグ１２０によって閉鎖されたばねチャンバ１１８内に配置されている。閉鎖プラグ１２０は、固定リング１２２によって固定されている。閉鎖プラグ１２０は中央開口部１２８を有する。ばねチャンバ１１８は、更に、横方向穴１２６によって大気に連結されている。閉鎖プラグ１２０には、ゴム製の弾性ストップワッシャ１２４が配置されており、このワッシャ内にシミュレートピストン１１０の延長部１１６が弾性的に係合し、軸線Ｂに沿って十分な変位を提供する。

図３に示す本発明による制動力発生器の構造に戻ると、この図から、シリンダハウジング１８は、一次ピストン６４の他に二次ピストン１３０を変位自在に受け入れていることが明らかである。一次ピストン６４は、穴６６の境界壁及び二次ピストン１３０並びに図３の作動ピストン６８の左端とともに、一次圧力チャンバ１３２を画成する。二次ピストン１３０は、穴６６の境界壁とともに二次圧力チャンバ１３４を画成する。一次ピストン及び二次ピストンは、再設定ばね１３６及び１３８によって図３に示す位置に押されている。

最後に、図３には、位置センサ１４０が追加に示してある。位置センサ１４０はタペット１４２を含み、このタペットは、図３においてばねで右方に付勢されており、その自由端が移動自在の壁４０に永久的に載止しており、その実際の位置を検出する。

図３に示す制動力発生器１０の組み立てに関し、このような制動力発生器は二つの基本的モジュールを含むということに着目しなければならない。第１の基本的モジュールは、ハウジング２０及びその中に配置された全ての構成要素、詳細にはチャンバ装置１６及び制御弁２２の構成要素を含む。第２の基本的モジュールは、シリンダハウジング１８及びこのハウジングに設けられた全ての構成要素、詳細にはペダル反力シミュレート装置１０８、ブロック弁８２、並びに一次ピストン６４及び二次ピストン１３０を含む。これらの二つの基本的モジュールは、予備組み立てされており、その予備組み立てされた状態で互いに連結でき、シリンダハウジング１８をハウジング２０に密封をなして導入できる。次いで、これらの二つの構成要素の界面が、一次ピストン６８及び連結ブッシュ４４並びに伝動ピストン５２及び分離ピストン７２の相互に接触した着座面を形成する。詳細には、伝動ピストン５２と分離ピストン７２との間の界面は、運転者にペダルの操作に対するブレーキシステムの直接的応答を提供するため、遊びがないように設計されるべきである。従って、分離ピストン７２は、組み立て中に強磁性の伝動ピストン５２と積極的に接触し且つこれと接触したままであるように磁性を持つ設計である。随意であるが、穴７０の開放端には改装用ストップ、例えば固定リング又はビードが設けられていてもよく、これによって分離ピストン７２が意図に反して摺動し、抜けてしまうことがないようにする。

本発明による制動力発生器１０の実際の作動態様を詳細に説明する前に、車輛のブレーキシステムへのその組み込みを図１を参照して詳細に説明する。ここでは、本発明による制動力発生器１０がブレーキペダルＰとともに概略に示してある。ペダルの作動は回転角度センサ１５０によって検出され、これが回転角度センサ評価装置１５２に伝達される。これは、実際のペダルの作動と対応する信号を電子制御ユニット１５４に伝達する。実際のペダルの作動を特徴付ける信号に従って、電子制御ユニット１５４が、以下に説明するように、真空ポンプ１５６並びに制動力発生器１０の別の構成要素を作動させる。更に、電子制御ユニット１５４は、検出されたペダルの作動に応じてブレーキランプ１５８を作動させる。電子制御ユニット１５４は、更に、例えば電子式安定化プログラム１６０、アンチロックブレーキシステム１６２、自動衝突回避システム（クルーズコントロール）１６４等の車輛内部の様々な制御システムから信号を受け取る。これらのプログラムから制御ユニット１５４に流れる信号が決定され、これを使用して本発明による制動力発生器が制御される。

次に、本発明による制動力発生器の作動モードを図３及び図４を参照して以下に論じる。
図４は、本発明による制動力発生器を通常の作動モードで部分的に作動した位置で示す。ブレーキペダルの作動に続き、力入力部材１４に力Ｆが加えられ、図３に示す基本的位置に対して制動力発生器の長さ方向軸線Ａに沿って距離Δｐだけ変位している。ブレーキペダルの作動は、図１に示す回転角度センサ１５０によって直接的に検出され、電子制御ユニット１５４に伝達される。このユニットは、コイル４６を所定の特性曲線に従って、及び随意の別の適当なパラメータ、例えば安定化プログラム１６０、アンチロックブレーキシステム１６２、又は距離監視装置１６４に従って作動され電圧がかけられる。コイル４６に電圧をかけることにより、コイル内に磁界を発生させ、これによりアーマチュア５０を図４で左方にコイル内に引き込む。前記場合には、弁スリーブ２６がアーマチュア５０によって一緒に移動される。弁エレメント５８は、この弁エレメント５８がハウジングシーリングシート６２と衝合するまで、弁スリーブ２６と協働して移動する。従って、スリーブシーリングシート６０が弁エレメント５８から持ち上がる。その結果、第１真空チャンバ３０が第１作用チャンバ３２から遮断され、第２真空チャンバ３６が第２作用チャンバ３８から遮断され、作用チャンバ３２及び３８が周囲大気に連結される。作用チャンバ３２及び３８内に大気圧以上の圧力が発生し、これにより制御弁ハウジング２４が再設定ばね１６６の力に抗して変位し、及び従って、一次ピストン６４及び二次ピストン１３０を変位させる。これにより一次圧力チャンバ１３２及び二次チャンバ１３４内に制動圧力が発生し、制動力発生器１０に連結された車輛のブレーキシステムでこの圧力が使用されて車輛が制動される。移動自在の二つの壁２８及び４０は、両シーリングシート、即ちスリーブシーリングシート６０及びハウジングシーリングシート６２が後方に移動して弁エレメント５８と衝合するまで、制御弁ハウジング２４と協働して移動する。この状態では、システムは均衡しており、外部からの影響がないとこれ以上の変化を生じない。

上文中に説明したように、制御弁２２の作動は、コイル４６内で発生した磁力によって長さ方向軸線Ａに沿って移動するアーマチュア５０の変位によって行われる。しかしながら、図４に示す作動状態では、力入力エレメント１４の移動、及びこの移動を開始する力Ｆはアーマチュア５０に伝達されない。むしろ、力入力エレメント１４のこの移動は、カップリングエレメント５６を介して伝達ピストン５２に伝達される。従って、伝達ピストン５２は一次シリンダ６４の内側で変位し、詳細には、一端が開放した作動ピストン６８の穴７０の内側で変位し、前記場合には、分離ピストン７２を図４における左方に変位させ、作動ピストン６８は一次圧力チャンバ１３２内の液圧によりハウジング１８に対してその位置にとどまる。分離ピストン７２が移動することにより、液圧流体が液圧チャンバ７４から連結チャンネル７６及び流体チャンネル８０を通して電磁ブロック弁８２に供給される。検出されたペダルの作動により、電磁ブロック弁８２が電子制御ユニット１５４によってその作動位置に切り換えられ、弁エレメント９２を弁座９４に押し付ける。従って、ブロック弁８２に供給された液圧流体は液圧流体リザーバ１０２に流入できず、その代わり、液圧チャンバ１０８内に供給され、ペダル反力シミュレート装置１０６の抵抗に逆らう。前記場合において、シミュレートピストン１１０が変位すると同時にシミュレートばね１１４がばねチャンバ１１８に押し込まれる。シミュレートピストン１１０の変位速度に応じて、液圧流体が制流子９９のスロットル開口部を通って流れるときの制流子９９の絞り効果により、及びばねチャンバ１１８に含まれる空気が逃げるときの穴１２６の絞り効果により、流体減衰が生じる。最後に、延長部１１６が更に十分に大きく押圧されると、延長部１１６がゴム製の弾性ストップワッシャ１２４と接触してこれを圧縮し、直ちにシミュレートピストン１１０の高度に減衰された移動が生じる。

運転者がブレーキペダルを離すと、システムは図４に示す位置から移動し、図３に示す位置に戻る。力入力エレメント１４は、前記場合には、ペダル反力シミュレート装置１０６及びその他の再設定ばねにより、その基本的位置に戻される。しかしながら、この再設定移動は所定のヒステリシスを伴って生じる。これは、一方では、穴１２６により空気がばねチャンバ１１８内に絞られた状態で進入するためであり、他方では、制流子９９もまた、液圧チャンバ７４内への液圧流体の戻り流を絞るためである。

アクチュエータ４８の作動中、電子制御ユニット１５４は、位置センサ１４０によって、移動自在の第２壁４０及びこれに連結された移動自在の第１壁２８の実際の位置を常に検出している。かくして、制御弁ハウジング２４の実際の位置が検出され、ペダルの作動によって画成された所定の設定点位置と比較される。例えば運転者がペダル位置を変化させたため、又は外部からのその他の影響のため、実際の位置及び設定点位置が変化すると、電子制御ユニット１５４はアクチュエータ４８を作動させて補正を行う。運転者がブレーキペダルを急に及び高い作動力で踏み込む緊急制動状況では、電子制御ユニット１５４は、チャンバ装置１６内に高い圧力差を急速に発生するため、アクチュエータ４８を超比例的に作動させ、及び従って、制動力発生器１０を使用して緊急制動作動を行う上で十分高い制動力を発生させる。

以上の説明は、通常の作動中、力入力エレメントに及ぼされた作働力Ｆにより、カップリングエレメント５６、伝動ピストン５２等の構成要素が変位されるに過ぎす、液圧が伝達されることによりシミュレートピストン１１０が移動するが、制御弁２２の構成要素に作用が直接及ぼされないということを示す。むしろ、一次ピストン６４を変位させる作動力は、アクチュエータ４８の作動及びアーマチュア５０の変位によって開始し、これによって、チャンバ装置１６に所定の圧力差を発生するために制御弁２２が作動される。この圧力差により、制御弁ハウジング２４、及び従って、一次ピストン６４及び二次ピストン１３０が変位する。

次に、緊急作動状況を説明する。これは、本発明による制動力発生器１０が一つ又はそれ以上の構成要素が故障したにも拘わらず機能し続けることを示す。
コイル４６がもはや正しく作動しない場合に考えられるべき第１緊急作動状況が生じる。この理由には、例えば、回転角度センサ１５０が故障した場合や車輛の電気系が故障したことが考えられる。このような故障作動状態では、もはやアクチュエータ４８によって制御弁２２を作動させることができない。それにも拘わらず、本発明による制動力発生器１０により、十分に良好な制動効果を得ることができる。ブレーキペダルの作動時、力入力エレメント１４が図３における左方に変位する。このような変位は、安全隙間ｓを越えるまでは効果がない。ひとたび安全隙間ｓを越えると、カップリングエレメント５６がアーマチュア５０と機械的に接触し、アーマチュアを図３で更に左方に変位させる。これにより、アーマチュア５０の変位時の通常の作動について上文中に説明したように説明したように、ハウジングシーリングシート６２が弁エレメント５８と衝合し且つスリーブシーリングシート６０が弁エレメント５８から持ち上げられるまで、弁スリーブ２６が変位する。これにより、チャンバ装置１６内に圧力差が生じ、制御弁ハウジング２４を変位させ、最終的には一次ピストン６４を変位させる。従って、この第１緊急作動状況では、ブレーキペダルに及ぼされたペダル作動力から制動効果が得られるまで安全隙間ｓを越えさえすればよく、制動効果は、この場合、最終的には、従来の空気圧式ブレーキブースターにおけるように発生する。

アクチュエータ４８が適正に作動しない上文中に説明した緊急作動状況では、更に、ブロック弁８２が電子制御ユニット１５４によって図７に示す受動的位置から能動的位置まで移動することはない。むしろ、ブロック弁８２は図７に示す受動的位置のままであり、そのため、ペダル反力シミュレート装置１０６によって、ペダルの作動による力入力エレメント１４の変位に対する大きな反力が提供されない。力入力エレメント１４の変位によって液圧チャンバ７４から押し出された液圧流体は、抵抗なしに大きく押圧される。しかしながら、ブロック弁８２が閉鎖されているにも拘わらず、制流子９９がリザーバ１０２内への液圧流体の流れに対抗する。その結果、運転者は、緊急作動状況において、及び詳細には急速制動ペダル作動時に、ブレーキペダルのところで抵抗を感じる。

アクチュエータ４８を電気的に作動できないだけであって、この故障にもかかわらず、本発明による制動力発生器１０によって適切な制動力の発生が保証されている上文中に説明した緊急作動状況の他に、別の緊急作動状況が考えられるということを指摘しておかなければならない。この別の緊急作動状況では、アクチュエータ４８を作動できないことに加え、又はこの故障の代わりに、チャンバ装置１６の作動モードに悪影響を及ぼる故障が生じる。このような故障は、例えば、図１の真空ポンプ１５６がもはや適正に作動しない場合に起こる。その結果、もはや真空チャンバ３０及び３６内に真空を発生させることができない。その結果、もはや制動力を発生させるためおよび最終的には一次ピストン６４及び二次ピストン１３０を変位させるために使用される圧力差を、移動自在の壁２８及び４０のところに発生することができない。

本発明による制動力発生器１０は、このような緊急作動状況でも適切な制動力を発生できるように設計されている。図３を参照すると、制動力発生器１０は、このような状況において、以下のような挙動を示す。即ち、ブレーキペダルの作動時に、力入力エレメント１４が長さ方向軸線Ａの方向に変位する。しかしながら、力入力エレメント１４のこの変位にも拘わらず、チャンバ装置１６によって制動力を発生することはできない。これは、チャンバ装置内で真空チャンバ３０及び３６と作用チャンバ３２及び３８との間に圧力差がないためである。従って、位置センサ１４０は、移動自在の壁４０が、ペダルの作動にも拘わらず、移動しないことを検出し、このことを直ちに電子制御ユニット１５４に報告する。この信号のため、電子制御ユニット１５４は緊急作動状況を検出し、ブロック弁８２をその受動的位置のままにする。その結果、ペダル反力シミュレート装置１０６は無効のままである。しかしながら、再び、制流子９９の絞り効果には影響が及ぼされない。アクチュエータ４８の作動は不要であり、起こらない。

従って、力入力エレメント１４が軸線方向に移動するため、先ず最初に安全隙間ｓがなくなり、そのためカップリングエレメント５６がアーマチュア５０と接触する。力入力エレメント１４が軸線方向に更に移動すると、アーマチュア５０は、最終的に図３の連結ブッシュ４４の右側領域と衝合するまで、力入力エレメント１４によって、カップリングエレメント５６とともに更に変位する。次いで、力入力エレメント１４は、カップリングエレメント５６、アーマチュア５０、及び連結ブッシュ４４によって一次シリンダ６４に作動的に連結される。従って、一次シリンダ６４は、力入力エレメント１４が更に移動するとき、シリンダハウジング１８の内側で変位でき、その結果、一次圧力チャンバ１３２及び二次圧力チャンバ１３４内に制動圧力が発生し、この圧力により車輛を適切に制動できる。従って、本発明による制動力発生器１０は、この第２緊急作動状況でも十分に高い制動力を発生でき、ブレーキペダルのところで発生した作動力を一次ピストン６４に直接伝達できる。この緊急作動状況では、運転者は、ペダル作動力が一次シリンダ６４に直接伝達されるようにブレーキペダルを押してもよい。これに関連して「強制作動（ｐｕｓｈ−ｔｈｒｏｕｇｈ）機能」という用語も使用する。

以下に図６を簡単に説明する。図６は、ペダル反力シミュレート装置の第２実施例を示す。説明を簡単にし且つ繰り返しを避けるため、種類及び機能が同じ構成要素には、「ａ」を付けた図５の説明におけるのと同じ参照番号を使用する。

図６による実施例は、液圧チャンバ１０８ａ、シミュレートピストン１１０ａ、シミュレートばね１１４ａ、ゴム製の弾性ストップワッシャ１２４ａ、及び閉鎖プラグ１２０ａが別体のハウジング１６８ａに配置されており、予備組み立てされたモジュールとして設計されており、ハウジング１６８ａが、ねじ山を備えた連結部品１７０ａによってハウジング１８ａの対応する位置決め開口部１７２ａにきつくねじ込んであるということだけが図５による実施例と異なっている。

図８は、本発明による制動力発生器の別の実施例を示す。繰り返しを避けるため、この場合も、図３及び図４による実施例との相違だけを説明する。この場合も、種類及び機能が同じ構成要素には、「ｂ」を付けた図３及び図４の説明におけるのと同じ参照番号を使用する。

図８による実施例は、ストップピン７５ｂがクランプスリーブ１７４ｂによって閉鎖スリーブ７８ｂに固定され、クランプスリーブが閉鎖スリーブ７８ｂの段状内部穴の大径部分にしっかりと固定されていることだけが、図３による実施例と異なっている。従って、ストップピン７５ｂはハウジング１８ｂに対して変位自在でない。

図８による実施例は、特に回生制動が行われる本発明による制動力発生器１０ｂの用途に適している。このことは、制動力発生器１０ｂを車輛で使用し、この制動力発生器が、制動中に放出されるエネルギを発電機によって少なくとも部分的に回収するということを意味する。このような作動条件は、特にハイブリッド車輛に存在する。ハイブリッド車輛では、車輛は、作動状況に応じて、電動モータ及び内燃エンジンの両方によって駆動できる。制動中、電動モータの作動に必要なエネルギの幾分かを発電機が発生し、アキュムレーターに一時的に蓄えられる。回生制動システムは、更に、燃料電池で作動する車輛でも使用できる。燃料電池車輛では、電気エネルギを改質プロセス等にも提供しなければならない。

このような回生制動システムでは、制動状況にある、即ちブレーキペダルの作動時、発電機が少なくとも被駆動ホイールを介して駆動される。この目的に必要なエネルギを使用し、車輛を減速する。しかしながら、この減速が運転者の制動の要求に従って車輛を制動するには不十分である場合には、従来のブレーキシステムにおけるように、ブレーキシステムによって制動力を追加に発生しなければならない。しかしながら、このような回生制動システムで本発明による制動力発生器１０ｂを使用する場合には、制動力発生器１０ｂが、ブレーキペダルの作動時に及び結果的に力入力エネルギ１４ｂが変位したとき、最初に制動力を全く発生させてはならないという問題が生じる。制動力発生器１０ｂによる制動力の発生は、例えば、連結された発電機で得られる減速が運転者の要求で決まる設定点減速に十分である限り、必要とされない。この条件がもはや満たされない場合にのみ、制動力発生器１０ｂが追加の制動力を発生しなければならない。このことは、アクチュエータ４８ｂを作動させた後、制御弁２２ｂを図３を参照して上文中に説明したように作動させるということを意味する。以下の事項は、発電機制動作動だけではもはや不十分である場合にだけ必要とされる。このような制御弁の作動及びその結果としての制動力の発生が生じる前に、力入力エレメント１４ｂの変位が、カップリングエレメント５６ｂ、伝動ピストン５２ｂ、及び分離ピストン７２ｂのみを介してペダル反力シミュレート装置に伝達される。ペダル反力シミュレート装置は、ペダルの作動に対し、運転者が慣れ親しんだ抵抗力で逆らう。最初にコイル４６ｂの内側でアーマチュア５０ｂが変位せず、力入力エレメント１４ｂの移動によりカップリングエレメント５６ｂが図８で左方に移動するため、安全隙間ｓの寸法は、カップリングエレメント５６ｂとアーマチュア５０ｂとの望ましからぬ機械的結合が起こらないように十分大きく定められている。

クランプスリーブ１７４ｂが必要とされる。これは、クランプスリーブが設けられていないと、カップリングエレメント５６ｂ、伝動ピストン５２ｂ、及び一次ピストン６４ｂ内の分離ピストン７２ｂの一次圧力チャンバ１３２ｂ内への作動により、作動ピストン６８ｂが変位し、及び従って、一次圧力チャンバ１３２ｂ内で制動圧力が発生してしまうためである。これは、制動作動のこの状況中には望ましくない。

発電機だけによる制動に続き、制動が発電機及び制動力発生器１０ｂにより発生する制動力の両方によって行われる状態に滑らかに移行しなければならない。この移行をできるだけ衝撃なしで行うために、本発明による制動力発生器１０ｂを前もって待機位置に移動させてもよい。待機位置では、装置の全てのアイドル運動がなくなっている。

そうでない場合には、本発明による制動力発生器１０ｂは、図１乃至図６を参照して上文中に説明したように作動する。これは、上文中に論じた緊急作動状況に等しく適用される。これらの緊急作動状況には、発電機の故障も含まれる。

制動力発生器１０及び１０ｂの別の用途では、始めからの制動作動中、発電機による制動作動に加えて制動力発生器もまた作動される。発電機による制動作動の減速効果は、前記場合において、制動力発生器の制御回路のペダル作動式制動力発生器特性曲線で考慮されている。これによって得られる効果は、運転者が知覚することのある、発電機のみによる制御作動から発電機及びブレーキシステムの組み合わせによる制動作動への移行をなくすことである。発電機による制動及びブレーキシステムによる制動をこのように時間的に並列に実施することができ、例えば、ブレーキシステムが最終的にペダルが前方に作動することによって定められた特定の減速制限値から車輛の四つのホイール全てに作用し減速するまで、発電機が車輛の一つのアクスルのホイールを減速させ、ブレーキシステムが最初は車輛の他方のアクスルのホイールだけを減速させる。

図９は、本発明による制動力発生器の別の実施例を示す。繰り返しを避けるため、この場合も、図３及び図４並びに図８による実施例との相違だけを説明する。種類又は機能が同じ構成要素には、「ｃ」を付けた図３及び図４並びに図８の説明におけるのと同じ参照番号を使用する。

図９による実施例は、実質的に以下の点で図３による実施例と異なっている。
上文中に論じた実施例と異なり、表示を簡単にする目的で図９に概略に示す実施例は、タンデムチャンバ構成で形成されているのでなく、移動自在の壁２８ｃが一つだけ設けられている。

図９による実施例の図８による上文中に説明した実施例との更に重要な相違点は、ストップピン７５ｃがクランプスリーブ（例えば１７４ｂ）によってシリンダハウジング１８ｃに対して固定されておらず、そのためシリンダハウジング１８ｃに対する作動ピストン６８ｃの移動がブロックされているということである。むしろ、図９による実施例では、作動ピストン６８ｃはストップピン７５ｃによってばねエレメント１８２ｃを介してシリンダハウジング１８ｃに対して図９における左方へのばねの付勢力の作用で支持されており、ストップピストン７５ｃを介して閉鎖スリーブ７８ｃの直径段部に押し付けられている。ばねエレメント１８２ｃを設けることにより、上文中に説明した実施例に設けられた、上文中に説明した緊急作動状況において、制動力を発生するために車輛の運転者が要求したペダル作動力がブレーキシステムに機械的に伝達される前に解消されなければならない安全隙間ｓをなくすことができる。

図９は、更に、発電機制動作動で使用できる発電機を概略に示す。
図９に概略に示すブレーキシステムは以下のように動作する。
発電機制動作動を行わなければならない第１の制動作動段階中、真空制動力発生器１０ｃ並びにシリンダハウジング１８ｃ内の連結されたマスターシリンダは、最初、受動的なままである。ブレーキペダルＰを作動したとき、力入力エレメント１４ｃの移動が伝動ピストン５２ｃ及び分離ピストン７２ｃを介して伝達されると同時に、運転者が慣れ親しんだ反力を提供するペダル反力シミュレート装置１０６に上文中に説明した液圧システムを搬送する。前記場合において、ブロック弁８２ｃを作動制御によってその開放位置に切り換え、その結果、液圧流体を妨げなく流すことができる。リザーバ１０２ｃを残りの液圧回路から分離するように別のブロック弁８３を作動させる。

ばねエレメント１８２ｃは、このような作動状況において、作動ピストン６８ｃが動かないようにし且つ作動ピストン６８ｃを図９に示す位置に保持する。このようにして、各場合において、一次圧力チャンバ１３２ｃ及び二次圧力チャンバ１３４ｃ内に制動圧力が発生しないようにする。

車輛を所望の通りに減速する上で発電機の制動作動だけではもはや不十分な制動作動の第２の段階中、一次ピストン６４ｃ及び二次ピストン１３０ｃによって一次圧力チャンバ１３２ｃ及び二次圧力チャンバ１３４ｃ内にブレーキ圧力を追加に発生しなければならない。これは、制御弁２２ｃを開放し且つ制動力発生器１０ｃを追加に作動させるように、電子制御ユニット１５４ｃがアクチュエータ４８ｃを追加に作動させることによって行われる。この制動作動の第２の段階は、発電機の制動効果及びブレーキ圧力によって作動される摩擦ブレーキユニットの制動効果の両方を使用して、車輛を所望の通りに減速することを特徴とする。

例えば車輛の電力供給装置の故障によりブレーキシステムが適正に作動しない所定の制動状況では、以下のことが生じる。電力が供給されないため、二つのブロック弁８２ｃ及び８３ｃが図９に示すそれらの受動的位置に止まってしまう。これらの位置では、液圧流体は、リザーバ１０２ｃに流入できる前に圧力制動弁１８０ｃを通って流れなければならず、ペダル反力シミュレート装置１０６ｃを同時に迂回する。前記場合において、圧力制御弁１８０ｃは、特定の最小圧力で開放するように設計されている。これにより、液圧流体が最初は液圧チャンバ７４ｃから流出できず、そのため、力入力エレメント１４ｃの移動が伝動ピストン５２ｃを介して作動ピストン６８ｃに直接伝達され、そこからストップピン７５ｃを介して一次ピン６４ｃに伝達されるという効果が得られる。これにより、制動力を発生するため、安全隙間を越える必要なしに、力入力エレメント１４ｃの移動を直接使用するという効果が得られる。前記場合において、ばねエレメント１８２ｃが圧縮される。液圧チャンバ７４ｃ内の液圧が圧力制御弁１８０ｃの最小圧力を越えると直ぐに、圧力制御弁１８０ｃが開放し、液圧流体を液圧チャンバ７４ｃから流出させることができる。従って、分離ピストン７２ｃ及び伝動ピストン５２ｃが作動ピストン６８ｃ内に更に係合する。従って、その結果、図９において、伝動ピストン５２ｃの右端と弁スリーブ２６ｃとの間で相対的移動が生じる。ペダルを十分に強く作動した場合には、伝動ピストン５２ｃの大径の右端が、最終的には、弁スリーブ２６ｃに一体に設けられたストップ肩部１８４ｃに当接し、その結果、弁スリーブ２６ｃが伝動ピストン５２ｃに直接的に作動的に連結される。従って、伝動ピストン５２ｃのこれ以上の移動は、弁スリーブ２６ｃに直接伝達される。かくして、制御弁２２ｃが開放され、電力の故障にも拘わらず、真空チャンバ３０と作用チャンバ３２ｃとの間の圧力差（存在する場合）を使用して制動力の発生をブーストできる。

本発明による制動力発生器及びこれに連結された車輛構成要素の概略図である。 制動力発生器の拡大側面図である。 非作動位置にある本発明による制動力発生器の長さ方向断面図である。 部分的に作動させた位置での図３と同様の図である。 ペダル反力シミュレート装置のダンパー装置の第１実施例の詳細図である。 ペダル反力シミュレート装置のダンパー装置の第２実施例の詳細図である。 図２のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。 本発明による制動力発生器の第３実施例の図である。 本発明による制動力発生器の第４実施例の図である。

Claims (34)

1. 車輛の液圧ブレーキシステム用の制動力発生器（１０）であって、
   ブレーキペダル（Ｐ）に連結できる又は連結された、前記制動力発生器（１０）のベースハウジング内で変位自在の力入力エレメント（１４）、
   一次ピストン（６４）が変位自在に案内される、シリンダハウジング（１８）を持つマスターシリンダであって、前記一次ピストン（６４）がブレーキ液圧を発生させるための一次圧力チャンバ（１３２）をマスターシリンダとともに画成するように構成されている、マスターシリンダ、
   ペダル反力シミュレート装置（１０６）、
   ペダルの作動を検出するためのペダル作動検出装置（１５０）、及び
   作動力を前記一次ピストン（６４）に及ぼすための作動力発生装置
   を含み、
   前記作動力発生装置が、制御弁（２２）、チャンバ装置（１６）、及び電磁アクチュエータ（４８）を含み、
   前記チャンバ装置（１６）は、真空チャンバ（３０）及びこの真空チャンバ（３０）から移動自在の壁（２８）によって分離されており且つ前記制御弁（２２）によって前記真空チャンバ（３０）に流体的に連結できる作用チャンバ（３２）を持つように設計されており、
   前記制御弁（２２）は、前記作用チャンバ（３２）と前記真空チャンバ（３０）との間で作動力を決定する圧力差を得るため、検出されたペダルの作動に従って前記電磁アクチュエータ（４８）によって作動される、制動力発生器（１０）において、
   前記ペダル反力シミュレート装置（１０６）は、ペダル反力液圧システム（７４、８０、８２、１０８）によって前記力入力エレメント（１４）に作動的に連結でき、前記力入力エレメント（１４）の作動により前記ペダル反力液圧システム（７４，８０，８２，１０８）のチャンバ（１０８）内に液圧流体が送られ、前記ペダル反力シミュレート装置（１０６）はダンパー装置（１１０、１１４、１２４）を含み、前記ダンパー装置（１１０、１１４、１２４）は、前記シリンダハウジング（１８）に一体化されているか或いは前記シリンダハウジング（１８）に別体のモジュールとして設けられている、
   ことを特徴とする、制動力発生器（１０）。
2. 請求項１に記載の制動力発生器（１０）において、
   前記移動自在の壁（２８、４０）の現在の位置を位置センサ（１４０）によって検出する、ことを特徴とする制動力発生器（１０）。
3. 請求項１又は２に記載の制動力発生器（１０）において、
   前記ペダル作動検出装置（１５０）は、前記ブレーキペダル（Ｐ）の実際の変位を検出するためのセンサ、詳細には前記ブレーキペダル（Ｐ）の回転軸線に配置された回転角センサを含む、ことを特徴とする制動力発生器（１０）。
4. 請求項１、２、又は３に記載の制動力発生器（１０）において、
   真空を発生するための前記真空チャンバ（３２、３８）は、内燃エンジンの吸気系又は真空ポンプ（１５６）に流体的に連結されている、ことを特徴とする制動力発生器（１０）。
5. 請求項１乃至４のうちのいずれか一項に記載の制動力発生器（１０）において、
   前記電磁アクチュエータ（４８）は、前記制御弁ハウジング（２４）に取り付けられたコイル（４６）並びにこのコイル（４６）によってこのコイルに対して変位自在の磁気アーマチュア（５０）を含む、ことを特徴とする制動力発生器（１０）。
6. 請求項１乃至５のうちのいずれか一項に記載の制動力発生器（１０）において、
   前記制御弁（２２）は、前記ベースハウジング（２０）に対して変位自在の制御弁ハウジング（２４）並びにこの制御弁ハウジング（２４）に対して変位自在の制御弁エレメント（５８）を含み、
   前記制御弁ハウジング（２４）には、前記制御弁エレメント（５８）と密封衝合するように移動できるハウジングシーリングシート（６２）が設けられており、
   前記制御弁エレメント（５８）と密封衝合するように移動できるスリーブシーリングシート（６０）が設けられた制御弁スリーブ（２６）が、更に、前記電磁アクチュエータ（４８）に連結されている、ことを特徴とする制動力発生器（１０）。
7. 請求項６に記載の制動力発生器（１０）において、
   前記制御弁エレメント（５８）及び前記スリーブシーリングシート（６０）が密封衝合していると同時に前記制御弁エレメント（５８）及び前記ハウジングシーリングシート（６２）が互いに分離した状態では、前記作用チャンバが前記真空チャンバに流体的に連結され、前記制御弁エレメント（５８）及び前記ハウジングシーリングシート（６２）が密封衝合していると同時に前記制御弁エレメント（５８）及び前記スリーブシーリングシート（６０）が互いに分離した状態では、前記作用チャンバ（３２、３８）と前記真空チャンバ（３０、３６）との間に圧力差を発生させるため、前記作用チャンバ（３２、３８）が周囲大気に流体的に連結される、ことを特徴とする制動力発生器（１０）。
8. 請求項５に記載の制動力発生器（１０）において、
   前記力入力エレメント（１４）及び前記制御弁（２２）を作動させる構成要素、詳細には前記アーマチュア（５０）との間には安全隙間（ｓ）が設けられており、この安全隙間は、前記ブレーキペダルの作動にも拘わらず前記アーマチュア（５０）が前記コイル（４６）によって変位されていない場合には解消され、その結果、前記制御弁（２２）を作動させる構成要素、詳細には前記アーマチュア（５０）を前記力入力エレメント（１４）に作動的に連結でき、
   前記ブレーキペダルの作動によって生じた前記力入力エレメント（１４）の更なる移動が、前記制御弁（２２）を作動させる構成要素、詳細には前記アーマチュア（５０）に、及び従って前記制御弁ハウジング（２４）に直接伝達される、ことを特徴とする制動力発生器（１０）。
9. 請求項１乃至８のうちのいずれか一項に記載の制動力発生器（１０）において、
   前記チャンバ装置（１６）は、第１チャンバ装置及びこの第１チャンバ装置とは別の第２チャンバ装置を含むタンデムチャンバ装置として設計されており、
   前記第１チャンバ装置は、第１真空チャンバ（３２）及び移動自在の第１壁（２８）によって第１真空チャンバ（３２）から分離された第１作用チャンバ（３０）を含み、
   前記第２チャンバ装置は、第２真空チャンバ（３６）及び移動自在の第２壁（４０）によって第２真空チャンバ（３６）から分離された第２作用チャンバ（３８）を含み、
   前記第１チャンバ装置及び第２チャンバ装置は前記制御弁（２２）によって加圧できる、ことを特徴とする制動力発生器（１０）。
10. 請求項９に記載の制動力発生器（１０）において、
    前記移動自在の第１壁（２８）及び前記移動自在の第２壁（４０）は、協働して移動する目的のため、互いに好ましくはしっかりと連結されている、ことを特徴とする制動力発生器（１０）。
11. 請求項１乃至１０のうちのいずれか一項に記載の制動力発生器（１０）において、
    前記力入力エレメント（１４）は、伝動ピストン装置（５２、５６、７６）によって前記ペダル反力シミュレート装置（１０６）に連結されている、ことを特徴とする制動力発生器（１０）。
12. 請求項１乃至１１のうちのいずれか一項に記載の制動力発生器（１０）において、
    前記ダンパー装置は、前記ペダル反力液圧システム（７４、８０、８２、１０８）によって変位可能な力ピストン（１１０）によって圧縮できるシミュレートばね（１１４）、又は／及び流体減衰手段、好ましくはスロットル（１２６）、又は／及びゴム製の弾性ストップワッシャ（１２４）を含む、ことを特徴とする制動力発生器（１０）。
13. 請求項１乃至１２のうちのいずれか一項に記載の制動力発生器（１０）において、
    前記ペダル反力液圧システムは、制御可能なブロック弁（８２）を持つように設計されており、このブロック弁は、第１位置において、好ましくはその受動的位置において、前記ダンパー装置及び前記伝動ピストン装置を互いに液圧的に分離し、前記伝動ピストン装置が実質的に減衰なしに移動できるようにし、第２位置において、好ましくはその能動的位置において、前記ダンパー装置及び前記伝動ピストン装置を互いに液圧的に連結する、ことを特徴とする制動力発生器（１０）。
14. 請求項１３に記載の制動力発生器（１０）において、
    前記ブロック弁（８２）には、スロットルエレメント（１０５）、好ましくはばねで付勢された制流子が設けられており、この制流子は、前記ブロック弁（８２）の前記能動的位置において、前記ダンパー装置への液圧流体の流れを絞る、ことを特徴とする制動力発生器（１０）。
15. 請求項１３又は１４に記載の制動力発生器（１０）において、
    前記ブロック弁（８２）は、ブレーキペダルの作動の開始時にその受動的位置からその能動的位置に切り換えられ、前記制御回路は、前記ブレーキペダルの作動が完了するまでその能動的位置からその受動的位置に切り換えられない、ことを特徴とする制動力発生器（１０）。
16. 請求項１乃至１５のうちのいずれか一項に記載の制動力発生器（１０）において、
    前記マスターシリンダは、前記シリンダハウジング（１８）に、好ましくは一端が開放したシリンダ穴（６６）の形態で形成されている、ことを特徴とする制動力発生器（１０）。
17. 請求項１６に記載の制動力発生器（１０）において、
    前記シリンダハウジング（１８）は、その内部に配置された構成要素とともに、モジュールとして、前記ベースハウジング（２０）に挿入でき、これに解放自在に連結される、ことを特徴とする制動力発生器（１０）。
18. 請求項１乃至１７のうちのいずれか一項に記載の制動力発生器（１０）において、
    前記マスターシリンダ内で二次ピストン（１３０）が変位自在に案内され、
    この二次ピストン（１３０）は、前記マスターシリンダとともに、ブレーキ液圧を発生させるための二次圧力チャンバ（１３４）を包囲し、
    前記一次ピストン（６４）は前記マスターシリンダ及び前記二次ピストン（１３０）とともに、ブレーキ液圧を発生させるための一次圧力チャンバ（１３２）を包囲する、
    ことを特徴とする制動力発生器（１０）。
19. 請求項１８に記載の制動力発生器（１０）において、
    前記一次ピストン（６４）及び随意であるが前記二次ピストン（１３０）は、各場合において、関連した付勢ばね（１３６、１３８）によって基本的位置に付勢される、ことを特徴とする制動力発生器（１０）。
20. 請求項１１及び請求項１乃至１９のうちのいずれか一項に記載の制動力発生器（１０）において、
    前記一次ピストン（６４）には通し穴が設けられ、この穴内で作動ピストン（６８）が案内され、
    前記作動ピストン（６８）は作動シリンダ穴（７０）を有し、この穴内で分離ピストン（７２）が案内され、この分離ピストンは伝動ピストン装置（５２、５６）によって変位でき、
    前記分離ピストン（７２）は、前記作動ピストン（６８）内に、前記ペダル反力シミュレート装置（１０６）の前記液圧システムに流体的に連結された液圧流体チャンバ（７４）を画成する、ことを特徴とする制動力発生器（１０）。
21. 請求項２０に記載の制動力発生器（１０）において、
    前記分離ピストン（７２）と接触した前記伝動ピストン装置の構成要素（５４）は、前記分離ピストン（７２）に、磁気又は／及び接着剤又は／及びラッチ止めによって、解放自在に連結されている、ことを特徴とする制動力発生器（１０）。
22. 請求項２０又は２１に記載の制動力発生器（１０）において、
    前記作動ピストン（６８）は前記シリンダハウジング（１８）に関して固定されている、ことを特徴とする制動力発生器（１０）。
23. 請求項２０又は２１に記載の制動力発生器（１０ｃ）において、
    作動ピストン（６８ｃ）は、シリンダハウジング（１８ｃ）に対して変位自在である、ことを特徴とする制動力発生器（１０）。
24. 請求項２３に記載の制動力発生器（１０ｃ）において、
    前記作動ピストン（６８ｃ）は、前記シリンダハウジング（１８ｃ）に対するばねエレメント（１８２ｃ）の作用に対して変位自在に抵抗する、ことを特徴とする制動力発生器（１０）。
25. 請求項２４に記載の制動力発生器（１０ｃ）において、
    前記作動ピストン（６８ｃ）に設けられたストップピン（７５ｃ）を使用し、前記作動ピストン（６８ｃ）及び前記ばねエレメント（１８２ｃ）を連結する、ことを特徴とする制動力発生器（１０）。
26. 請求項１乃至２５のうちのいずれか一項に記載の制動力発生器（１０）において、
    電子制御装置（１５４）は、前記ペダル作動検出装置（１５０）を監視し、前記ペダル作動検出装置（１５０）の出力信号に従って、好ましくは所定の特性曲線又は所定の特性群に従って、前記電磁アクチュエータ（４８）を作動させる、ことを特徴とする制動力発生器（１０）。
27. 請求項２６に記載の制動力発生器（１０）において、
    前記電子制御装置（１５４）は、前記電磁アクチュエータ（４８）に連結されており、前記ペダル反力シミュレート装置（１０６）の前記液圧システムで、例えば前記ブロック弁（８２）のところで検出された液圧に従って前記アクチュエータを作動させる、ことを特徴とする制動力発生器（１０）。
28. 請求項２７に記載の制動力発生器（１０）において、
    前記電子制御装置（１５４）は、前記電磁アクチュエータ（４８）に連結されており、車輛制御システムによって決定された、例えば前方を移動している車輛からの距離、ブレーキシステム内の現在の液圧、実際の減速、等のパラメータに従って、前記アクチュエータを作動させる、ことを特徴とする制動力発生器（１０）。
29. 請求項２６乃至２８のいずれか一項に記載の制動力発生器（１０）において、
    前記電子制御装置（１５４）は、前記電磁アクチュエータ（４８）に連結されており、前記ペダル作動検出装置（１５０）の出力信号の時間に対する変化の割合、又は／及び前記ペダル反力シミュレート装置（１０６）の前記液圧システム例えば前記ブロック弁（８２）のところで検出された液圧に従って、前記アクチュエータを作動させる、ことを特徴とする制動力発生器（１０）。
30. 請求項２６乃至２９のうちのいずれか一項に記載の制動力発生器（１０）において、
    前記特性曲線又は特性群は、永久的に定められるか或いは検出された作動パラメータに適合できることを特徴とする制動力発生器（１０）。
31. 請求項２６乃至３０のうちのいずれか一項に記載の制動力発生器（１０）において、
    前記電子制御装置（１５４）は前記ブロック弁（８２）に連結されており、前記ペダル作動検出装置（１５０）の出力信号に従って前記ブロック弁を作動させる、ことを特徴とする制動力発生器（１０）。
32. 請求項２６乃至３１のうちのいずれか一項に記載の制動力発生器（１０）において、
    前記電子制御装置（１５４）は、前記電磁アクチュエータ（４８）に連結されており、前記電磁アクチュエータ（４８）を作動させるとき、前記位置センサ（１４０）の出力信号を考慮に入れる、ことを特徴とする制動力発生器（１０）。
33. 請求項１乃至３２のうちのいずれか一項に記載の制動力発生器を持つ自動車用ブレーキシステム。
34. 請求項３３に記載のブレーキシステムにおいて、
    前記自動車は、減速に使用される発生器を持つように設計されており、前記制動力発生器を作動させるとき、前記発生器の作動時の前記車輛の減速が考慮される、ことを特徴とする自動車用ブレーキシステム。

Images