JP5677424B2 - 液圧式倍力液圧制動システム - Google Patents

Description

本発明は、推力室を有し、ブレーキペダルのセンサによって供給される信号に基づき、コンピュータによって制御される電動弁を介して、蓄圧器からの加圧ブレーキ液を命令で受けるマスタシリンダと、少なくとも電動弁、コンピュータおよびセンサに電力を供給する電源とを備える液圧式倍力液圧制動システムに関する。

典型的には交流電源および１２ボルト鉛蓄電池である車載回路によって供給される電源供給の故障の場合には、ブレーキが倍力なしには作動することができず、その理由は、電気液圧式倍力が消失するからであり、すなわちマスタシリンダの制御室への供給を制御する電動弁が駆動されることができない、つまりたとえ蓄圧器が予備の加圧液を含むとしても、この予備はマスタシリンダが制動動作をもたらすように作用することができないからである。

緊急作動は、ブレーキペダルによって駆動される制御棒を介して機械的にのみ提供可能であり、その時ブレーキペダルはマスタシリンダの一次ピストンを直接作動させる。

この故障状況下で、ブレーキを操作するとき、運転者は、マスタシリンダのピストン（またはタンデム式マスタシリンダの場合の一次ピストン）を制御するために必要な推力の合計、および存在し得る任意のブレーキシミュレータによって適用される反応の合計に対応する推力を供給しなければならない。

制動操作は、制動倍力機の補助なしで制動をかけられるほど十分に強くはない運転者にとっては特に、いくつかの場合に困難ではないにしても厄介なものになる。

車両の電源供給システムが故障した場合、それでも蓄圧器は完全充填されており、数回の制動動作のためにマスタシリンダの液圧制御を供給することがやはりできるとき、この状況はなおさら矛盾したものになる。

本発明の目的は、車両搭載電気回路網が故障した場合でも、車両に制動をかけることができるように、一時的な緊急作動を可能にする液圧または電気液圧式倍力液圧制動システムを開発することである。

この目的のために、本発明は、本明細書の上記に定義された型の液圧制動システムに関し、主電源の故障が検出された場合に、補助電源が、コンピュータ、センサおよび電動弁に電力を供給する回路に接続されて、電動弁の緊急作動を可能にし、制動用回路が限定された回数の制動動作のために電力を供給され得るようにすることを特徴とする液圧制動システムに関する。

したがって、本発明によれば、車載電気回路網の故障の場合に、蓄圧器に加圧液の十分な蓄積があると仮定すると、補助電源が、ブレーキのマスタシリンダが液圧駆動されることを可能にする液圧制動システムの本質的な構成要素にのみ接続されているため、補助電源が予備の緊急作動を提供する。

この解決策は、最後の手段としての、ペダルに加えられる動作を使用するブレーキペダルを介してマスタシリンダを直接に機械的に作動することを排除せず、機械的に作動することは、ペダルとマスタシリンダの間に介在し得る任意のブレーキシミュレータによって加えられる反応に勝り、したがって、制動用回路またはマスタシリンダによって制御される回路内で、制動圧を生成するのに必要な推力をマスタシリンダのピストン上に働かせる。

本発明による液圧制動システムは、主電気回路の故障の場合に、低価格で電気液圧制動倍力を提供することを可能にする。

具体的に有利な方法で、典型的には、電動弁、コンピュータおよびセンサである制動倍力制御部材が、車載電気回路の主電源に独立して接続されており、主電源によって直接電力が供給される。この分離により車両電気回路の管理が簡単になり、その理由は、主電源の故障の場合に、電動弁、コンピュータおよびセンサがそのとき独立して、独自に電力が供給され得ることをこの分離が意味するからである。車載回路に接続され得る消費部門に電力を供給することにより、補助電源を不必要に消耗させる危険性はない。

電子スイッチによって制御されるこの接続は、電動弁、コンピュータおよびセンサ用の、主電源が接続される電力線が、補助電源が主電源に流出する危険性なしに使用され得るという意味があり、主電源の回路への接続には、主電源が補助電源によって再充電されることを防止するダイオードなど、一方向の電子要素が取り付けられる。

補助電源は、制動を倍力するためにわずかな回数、緊急手段（電動弁、コンピュータおよびセンサ）を駆動するのに十分な容量を有する小さいバッテリまたはセルからなることが有利である。

有利なことに、補助電源は、補助電源が作動中であることを示す状態標識に接続されており、したがって、一方で主電源に欠陥があり、他方では制動動作の進行中に補助電源が作動しているという事実を運転者に警告する。そのことは、運転者に制動を効率的に利用するように促し、または好ましくは車両を停止させるためにまだ利用可能である電力を使用するように促す。

別の有利な特徴によれば、補助電源の作動を制御する電子スイッチがサイリスタである。

別の有利な特徴によれば、電気液圧式倍力システムすなわち電動ポンプの他の電気的消費部門間の接続は、電動弁、コンピュータおよびセンサに電力を供給する回路から独立し、詳細には、この接続は直接車載回路網に作成される。それは、蓄圧器圧力要求に従ってコンピュータを介して得られる、電動ポンプの制御を排除しない。

本発明は、添付の図面に図示された電気液圧式倍力液圧制動システムの例示的な実施形態を使用して以下にさらに詳細に説明される。

停止した状態の本発明による液圧制動システムの図である。 動作位置にある本発明による制動システムの図である。

図１によれば、本発明による電気液圧式倍力液圧制動システムは、マスタシリンダ１００、この例では、タンデム式マスタシリンダから構成され、マスタシリンダ１００は命令により２つの独立した制動用回路Ｃ１およびＣ２に加圧液圧液を供給する。マスタシリンダ１００はブレーキ液貯蔵器１１０を装備される。マスタシリンダ１００は、要求に応じて、電動弁２００を通って加圧液蓄圧器３００から加圧液圧液を供給される推力室１０５を備え、加圧液蓄圧器３００自体は、加圧ブレーキ液源から、典型的にはマスタシリンダから供給され、マスタシリンダのピストンはモータによって、有利には、電気モータによって、または液圧液貯蔵器１１０に結合されている電動ポンプ３５０によって駆動される。

制動システムの作動は、ブレーキペダル４１１が装備されるセンサ４１０に接続されるコンピュータ４００によって管理される。

電力は、車両の車載回路４６０に電力を供給する主電源４５０から供給される。この回路４６０は、複雑であり得るが、電流のすべての使用部門および消費部門を代表する長方形として象徴的に図示される。補助電源４７０は液圧制動システムの一定の構成要素に接続される。

ブレーキペダル４１１もまた、変速機部材１２０を介してマスタシリンダ１００に接続される。

より詳細には、タンデム式マスタシリンダ１００は、フローティングピストンまたは二次ピストン１０４によって分離されている２つの室１０１および１０２を備える。各室は、その特定の制動用回路Ｃ１およびＣ２に別々に接続されており、別々に貯蔵器１１０から供給される。タンデム式マスタシリンダ１００は、マスタシリンダの駆動を制御する加圧液圧液を受ける制御室１０５の範囲を定める一次ピストン１０３を備える。

ピストン１０３は制御棒１２２によって駆動され、すなわち図示のように、タンデム式マスタシリンダ１００は、ブレーキシミュレータのように、および緊急機械的変速機部材として作動する変速機部材１２０を装備されている。

制動センサ４１０は、制御棒１２２に伝送されるブレーキペダル４１１の運動を検出し、コンピュータ４００に信号ＳＰを供給する。

蓄圧器３００からタンデム式マスタシリンダ１００の制御室１０５に繋がる供給ライン２３０に取り付けられる電動弁２００は、スプール２１０、およびコンピュータ４００によって制御され、線Ｌ１を介して主電源４５０から電気的に供給される電磁気駆動部２２０から構成される。

スプール２１０は３つの部門２１１、２１２、２１３を有し、動作位置になるとき、それぞれ、
ａ−室１０５から貯蔵器１１０までの返却をもたらし、蓄圧器３００の出口を遮断する。
ｂ−室１０５および蓄圧器３００の出口を遮断する。
ｃ−室１０５と蓄圧器３００の間の連絡をもたらす。

位置（ａ）は制動システムの中立位置である。圧力はブレーキペダルにまったく加えられず、制動用回路Ｃ１およびＣ２は無効になっている。

位置（ｂ）は遮断位置である。マスタシリンダの制御室１０５は遮断され、これにより、スプール２１０が位置（ｂ）に動いた時点に、そのピストン１０３および１０４が位置していた位置にマスタシリンダを遮断する。この位置（ｂ）はまた、蓄圧器３００の室３０３もまた遮断する。この位置により、ブレーキ液を消耗せずに制動倍力が一定に保たれることができる。

位置（ｃ）は制動システムの動作位置であり、言い換えれば、蓄圧器の加圧液が、電動弁のスプールがこの位置（ｃ）に留まる時間中ずっと室１０５に流れ込むことにより、タンデム式マスタシリンダ１００が蓄圧器３００から制御され得るということである。

加圧液蓄圧器３００は、ピストン３０２が加圧液を受ける室３０３の範囲を定めるシリンダ３０１から構成される。ピストン３０２は一束の対向するばね３０４に結合されており、ばね３０４は、ピストン３０２がそれ自体、室３０３内の加圧液を受ける場合のみ、ピストン３０２によって押し返され得る。

室３０３は、圧力信号ＳＰＲをコンピュータ４００に伝送する圧力センサ３０５が装備されている。コンピュータ４００はこの圧力信号ＳＰＲを参照信号と比較し、この比較に基づき、加圧液の供給を室３０３に命令する。

室３０３は、出口で電動弁２００の上流の線２３０に接続されている。室３０３の入口は、逆止弁３６０を装備された線２３１によって、電動圧縮機３５０に接続されている。弁３６０は、電動圧縮機３５０から室３０３に向かう方向に開く。

電動圧縮機３５０は、一束のばねがモータによって取って代わることを除いては、蓄圧器の構造に類似した構造を有し、その結果、ピストンが圧縮機として作動され得る。

したがって、電動圧縮機３５０は、ピストン３５２が圧力室３５３の範囲を定めるシリンダ３５１を備える。ピストン３５２は、ウォームがピストン棒３５４に結合されるねじ状棒の形を取る、または部分的にその形から成るウォーム変速機によって駆動され、ナット３５５がその上にねじで留められ、ナット３５５は自由に回転できるが、並進運動は防止されており、ねじ状棒自体は、並進運動の点では自由であるが、回転することは防止されている。ナット３５５は電気モータ３５６によって駆動される。駆動システムは、高い配送圧力が確立され得るようにステップダウンギアを提供する。

電気モータ３５６はコンピュータ４００によって制御され、主電源４５０から電気的に供給される。

圧力室３５３は出口で逆止弁３６０の上流の線２３１に接続され、その入口は線２３２によって貯蔵器１１０に接続されている。ピストン３５２は、移動途中のある位置で入口３２２ａを閉鎖することにより、室３５３の入口３２２ａを遮断するが、それは、その後蓄圧器３００の室３０３内の圧力が参照圧力に達するまでに、ばね３０４の対向する推力に対抗して、加圧液を室３５３から蓄圧器３００の中に配送するためである。

主電源４５０は、典型的には車両の鉛酸蓄電池であるバッテリ４５１から構成され、蓄圧器４５１は、図示されていない発電機によって車載回路４６０から再充電される。主電源４５０は車載回路４６０から線Ｌ０まで別々に接続され、線Ｌ０は、駆動部２２０に電力を供給する線Ｌ１、コンピュータ４００に電力を供給する線Ｌ２、センサ４１０に電力を供給する線Ｌ３に接続される。

主電源４５０は、バッテリ４５１から線Ｌ０に向かってのみ電流を通すことを可能にするダイオード４５２または等価の構成要素を介して線Ｌ０に接続される。

補助電源４７０は、電子スイッチ４７２を介して線Ｌ０に接続される小容量のバッテリ４７１または１つのセルから構成される。

一般に、補助電源はバッテリの代わりにリチウム電池を含むことができ、例えば１つから４つのＣＲ１２３Ａセル、１つから３つのリチウム電池、例えば１６３４０型または１８６５０型電池またはコンデンサを含むことができる。別法として、正常作動中には、主回路の電圧は補助電源の電圧よりもわずかに高く、補助電源は、必要なときに、補助電源が主電源によって再充電可能な発電機（バッテリ、コンデンサ）である場合には再充電され、ダイオード４５２は反対方向の流路を阻止する。別の代替形態では、補助電源に再充電するための回路が組み込まれており、非常に低い電流で（コンデンサ、Ｎｉ−ＭＨ電池、Ｎｉ−Ｃｄ電池）補助電源を充電し続け、バッテリが所望の充電レベル（リチウムバッテリ）に達するとき、充電を停止する。サイリスタなど、このスイッチ４７２は、コンピュータ４００によって制御されて、もし制動がペダル４１１への動作によって要求され、主電源４５０に欠陥があるならば、補助電源４７０および４７１を開き、線Ｌ０に電力を供給できるようにする。コンピュータ４００は主電源４５０から受け取る電圧または電流を測定し、電圧の低下または電流供給がない場合には、スイッチ４７２を切り替え、その結果、補助電源４７０が引き継ぐことができる。

補助電源４７０はまた、電流がバッテリ４７１から通っていることを検出するランプなどの状態標識４７３を備える。このランプは、例えば車両のダッシュボード上などに取り付けられて、運転者が緊急作動状態にあるという事実に運転者の注意を引きつける。

補助電源は、ダイオード４５２によって実行される遮断のために主電源４５０に放電することはできず、コンピュータ４００、制動センサ４１０、および電動弁２００の駆動部２２０の緊急電力供給に限定され、したがって、駆動部２２０はスプール２１０を介して蓄圧器室３０３から推力室１０５へ加圧液の供給を制御することができる。

正常な作動状態では、シミュレータ１２０のピストン１２１がマスタシリンダ１００のピストン１０３の棒１０６に接するまで、マスタシリンダ１００は、本明細書の以下に示すように、加圧ブレーキ液回路３００および３５０によって制御されるが、それは、センサ４２０によるブレーキペダル４１１の動作および動作の大きさの検出、ならびに加圧液圧液を使用するマスタシリンダ１００を制御するコンピュータによって生成される反応に起因する。

電気液圧式倍力液圧制動システムの作動を以下に示す。

図１によると、ブレーキペダル４１１が駆動されないとき、電動弁２００のスプールは図示の位置（ａ）にある。電動弁２００のスプールは、マスタシリンダの制御室１０５をブレーキ液貯蔵器１１０に接続する。マスタシリンダ１００は停止状態である。電動弁２００はまた、蓄圧器３００をマスタシリンダの制御室１０５に接続する線２３０を遮断し、その結果、蓄圧器３００の室３０３は孤立する。

もし、ブレーキが事前に作動されてしまったために、蓄圧器３００の室３０３内の圧力が設定された閾値以下であるならば、コンピュータ４００は電動圧縮機３５０が加圧液を蓄圧器３００に供給するように命令する。

図２によると、もしブレーキペダル４１１が駆動されるならば、動作が、ＳＰ信号をコンピュータ４００に伝送するセンサ４１０によって検出される。コンピュータ４００は、電動弁２００の駆動部２２０を制御して、スプール２１０を図２に示す位置（ｃ）に移動させる。この位置では、スプール２１０は蓄圧器３００の室３０３をマスタシリンダ１００の制御室１０５と連絡する状態に置き、これにより一次ピストン１０３を押し返し、適切な場合には、マスタシリンダ（タンデム式マスタシリンダの場合）の二次ピストン１０４を押し返して、加圧ブレーキ液を制動用回路Ｃ１およびＣ２に送る。

制動動作を命令する時に、例えばバッテリ４５１が切れたために、もしコンピュータ４００が、主電源４５０が機能しないと発見したならば、コンピュータ４００は半導体４７２に、補助電源４７０をコンピュータ４００、センサ４１０および電動弁２００の駆動部２２０からなる電気回路Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３に接続するように、命令する。したがって、コンピュータ４００は、電動弁２００のスプール２１０を図１の中立位置（ａ）から図２の動作位置（ｃ）に移動させることにより、ブレーキペダル４１１上の動作に反応することができる。

補助電源４７０からなる予備は、電動弁２００の数回の駆動を十分可能にし、したがって、制動用回路Ｃ１およびＣ２の緊急制御を十分提供することができる。

この緊急駆動はまた、蓄圧器３００の加圧液の予備がマスタシリンダ１００を十分作動できると推測される。

有利なことに、蓄圧器３００は推力室１０５近傍に位置して、線２３０に沿った圧力降下を制限するようにする。

もちろん、有利なことに推力室１０５は実際の制動モード用にも使用される。

第３の代替形態として、スイッチ４７２は、ダイオード４５２に取り付けられたダイオードに完全に取り換えられる。したがって、正常な作動では、主電源の電圧は補助電源の電圧よりも高いので、ダイオード４７２は遮断される。もし主電源の電圧が降下するならば、ダイオード４７２は自動的に解除され、その結果、制動倍力装置を制御する機器は電力を供給されることができる。

１００ マスタシリンダ
１０１、１０２ マスタシリンダの室
１０３ 一次ピストン
１０４ 二次ピストン
１０５ 推力室
１１０ ブレーキ液貯蔵器
１２０ 変速機部材
１２１ ピストン
１２２ 制御棒
１２３ ばね
２００ 電動弁
２１０ スプール
２１１、２１２、２１３ スプール２１０の部門
２２０ 駆動部
２３１ 線
３００ 蓄圧器
３０１ シリンダ
３０２ ピストン
３０３ 室
３０４ 対向するばね
３５０ 電動ポンプ
３５１ シリンダ
３５２ ピストン
３５３ 圧力室
３５４ ピストン３５２の棒
３５５ ナット
３５６ 電気モータ
３６０ 逆止弁
４００ コンピュータ
４１０ センサ
４１１ ブレーキペダル
４５０ 主電源
４５１ 車両バッテリ
４５２ ダイオード
４６０ 車載回路
４７０、４７１ 補助電源
４７３ 状態標識
Ｃ１、Ｃ２ 制動用回路
Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３ 電気回路

Claims (7)

1. 推力室（１０５）を有するマスタシリンダ（１００）であって、ブレーキペダル（４１１）のセンサ（４１０）によって供給される信号（ＳＰ）に基づき、コンピュータ（４００）によって制御される電動弁（２００）を介して、命令により蓄圧器（３００）からの加圧ブレーキ液を受ける、マスタシリンダ（１００）と、
   少なくとも前記電動弁（２００）、前記コンピュータ（４００）および前記センサ（４１０）に電力を供給する電源（４５０）とを備えた液圧式倍力液圧制動システムにおいて、
   前記主電源（４５０）の故障が検出された場合に、補助電源（４７０）が、前記コンピュータ（４００）、前記センサ（４１０）および前記電動弁（２００）に電力を供給する回路（Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）に接続されて、前記電動弁（２００）の緊急作動を可能にし、制動用回路（Ｃ１、Ｃ２）が限定された回数の制動動作のために電力を供給でき、
   電動ポンプ（３５０）と車載回路網（４６０）との間の接続は、前記電動弁（２００）、前記コンピュータ（４００）および前記センサ（４１０）に電力を供給する前記回路（Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）から独立した接続であることを特徴とする、液圧式倍力液圧制動システム。
2. 請求項１に記載の液圧制動システムにおいて、
   前記電動弁（２００）、前記コンピュータ（４００）および前記センサ（４１０）は、線（Ｌ０）によって、ならびに、電流が前記主電源（４５０）から前記電動弁（２００）、前記コンピュータ（４００）および前記センサ（４１０）へのみ通ることができ反対方向には通ることができないようにする一方向の要素（４５２）によって、車両の車載回路（４６０）から独立して前記主電源（４５０）に接続されることを特徴とする、液圧制動システム。
3. 請求項１に記載の液圧制動システムにおいて、
   前記補助電源（４７０）は、制御された電子スイッチ（４７２）によって前記回路（Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）に接続されたことを特徴とする、液圧制動システム。
4. 請求項３に記載の液圧制動システムにおいて、
   前記制御された電子スイッチ（４７２）はサイリスタであることを特徴とする、液圧制動システム。
5. 請求項１に記載の液圧制動システムにおいて、
   前記補助電源（４７０）は、前記補助電源（４７０）が作動中であることを示す状態標識（４７３）に接続されたことを特徴とする、液圧制動システム。
6. 請求項１に記載の液圧制動システムにおいて、
   前記回路（Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）は、前記主電源（４５０）が前記補助電源（４７０）によって再充電されることを防止するダイオードのような一方向の電子要素（４５２）によって、前記主電源（４５０）に接続されたことを特徴とする、液圧制動システム。
7. 請求項１に記載の液圧制動システムにおいて、
   前記補助電源はバッテリまたはセル（４７１）を備えたことを特徴とする、液圧制動システム。

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