JP6372963B2 - スリップ制御可能な車両ブレーキ装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の特徴に従って構成されたスリップ制御可能な車両ブレーキ装置に関する。このような形式の車両ブレーキ装置は例えば特許文献１により公知である。

この公知の車両ブレーキ装置は、液圧装置と、この液圧装置に接続されたマスタブレーキシリンダと、同様にこの液圧装置に接続されたホイールブレーキとを有している。車両ブレーキ装置にブレーキ圧を供給するために、マスタブレーキシリンダが車両の運転者の筋力により操作可能である。ブレーキ圧は、ホイールブレーキに供給され、液圧装置の開ループ制御装置および閉ループ制御装置によって、ホイールブレーキに対応配設された車両ホイールにおける瞬間的なその時点のスリップ比に適合される。このために、液圧装置にいわゆる増圧弁および減圧弁が設けられており、これらの増圧弁および減圧弁はそれぞれ一対で各ホイールブレーキに対応配設されている。増圧弁は、ブレーキ圧上昇が必要な場合に、ホイールブレーキへの圧力媒体流入を開ループ制御し、これに対して、減圧弁は、ホイールブレーキにおけるブレーキ圧が高すぎてこのホイールがロックの危険性にさらされる場合に、圧力媒体流出を許容する。

ブレーキ圧調整のために、液圧装置にさらに、駆動可能な圧力発生器が設けられており、この圧力発生器は、その吸込み側が、減圧弁により制御されたホイールブレーキの戻し管路に接続されている。減圧弁を介して圧力媒体はホイールブレーキから戻し案内される。圧力発生器の吐出側は、増圧弁により制御された、ホイールブレーキのインレットに接続されている。圧力発生器を貫流する圧力媒体の流れを制御するために、圧力発生器は、吸込み側にポンプ吸入バルブを備え、吐出側にポンプ吐出バルブを備えている。

さらに、圧力発生器の吐出側に、車両ブレーキ装置のマスタブレーキシリンダが接続されている。これによって、マスタブレーキシリンダを操作すると、高められたブレーキ圧が圧力発生器の吐出側に形成され、それによって圧力発生器の始動を困難にする。このようなケースは、特にブレーキ圧が運転者によって生ぜしめられるＡＢＳブレーキ操作時に発生し、この場合、圧力発生器がブレーキ圧を閉ループ制御するために始動する。対向圧力の発生にも拘わらず、圧力発生器の始動を可能にするために、圧力発生器の駆動装置は、相応に高性能に設計されているが、そのために構造が比較的大きくかつ重い。

例えば歩行者保護等の新たなシステム機能は、以上述べた問題をさらに困難にする。新たなシステム機能は、特にホイールブレーキにおけるブレーキ圧の迅速な発生を要求し、常により短時間でより多くの圧力媒体体積がホイールブレーキに供給され得ることが前提となる。このために必要な、圧力発生器の構造的に適した設計は、圧力発生器の駆動装置のさらに高性能な設計を要求し、従ってさらに大きくかつ重い構成を必要とする。しかしながら、コンパクトな寸法およびより軽量な構造は、車両構造における基本的な前提条件である。

ドイツ連邦共和国特許公開第１０２０１００４２５３４号明細書

これに対して、請求項１の特徴による対象は、圧力発生器のために特にコンパクトに構成されかつ軽量な駆動装置で十分であり、それにも拘わらず、圧力発生器は特に迅速に多量の圧力媒体体積を圧送できる、という利点を有している。従来の設計と比較して、圧力発生器の駆動装置の始動電流は小さい。何故ならば、ポンプ吐出バルブの下流に適切な手段が設けられていることによって、マスタブレーキシリンダの高い圧力レベルは、少なくとも圧力発生器の始動直後にもはやポンプ吐出側に作用することはなく、従って、圧力発生器の始動に抗して作用することがないからである。

本発明の別の利点または好適な実施態様は、従属請求項および／または以下の説明から得られる。

適切な手段は特に逆止弁であり、この逆止弁は、圧力発生器の圧送方向で貫流可能であり、これとは逆方向を遮断する。好適には、その簡単かつ安価な構造および故障のない運転に基づいて、圧力媒体操作式のスプリング無しの逆止弁が使用され、この逆止弁は、弁座と、この弁座を制御する弁閉鎖体とを有している。弁閉鎖体は、球としてまたはバルブプレートとして構成されていてよい。このような形式の逆止弁は、圧力発生器と共に１つの共通の構成要素を形成し、追加費用を必要とすることなしにこの圧力発生器と共に、車両ブレーキ装置の液圧装置のハウジングブロックに固定することができる。

圧力発生器として従来の往復動ポンプが使用される場合、この往復動ポンプは、圧力脈動を減衰するために、流れ方向でポンプ吐出バルブと逆止弁との間に配置することができる脈動減衰装置を備えていてよい。脈動減衰装置は、その体積が可変である減衰室（いわゆるＣ素子）と、後置された絞り部材（いわゆるＲ素子）とを有している。減衰室の体積は、理想的な形式で、減衰室が往復動ポンプの圧送ストロークの少なくとも圧力媒体体積を収容することができるように、往復動ポンプの圧送体積に適合されている。このような設計によって、往復動ポンプは、少なくともその第１の圧送ストロークの体積を減衰室内に確実に圧送することができるので、ポンプ駆動は少なくとも圧力媒体圧送開始直後にマスタブレーキシリンダの圧力に抗して行われ、駆動装置は相応に低い始動電流を有している。圧力発生器の始動が行われた後で、圧力媒体圧送は、対向圧力で負荷された始動時に可能であるよりも著しく低い電流負荷で、マスタブレーキシリンダの圧力に抗して可能でもある。従って、コンパクトに構成された、軽量で安価なポンプ駆動装置を使用することができる。

本発明に従って変更された、スリップ制御可能な車両ブレーキ装置のブレーキ回路の液圧回路図である。 往復動ポンプとして構成された圧力発生器の吐出側における圧力脈動を減衰するための脈動減衰装置の液圧回路図である。

図面に示した本発明の実施例を以下に詳しく説明する。

図１に示した液圧回路図は、回路記号を用いて、スリップ制御された車両ブレーキ装置の公知のブレーキ回路の主要な部分を示す。このブレーキ回路は特に、運転者の筋力により操作可能なマスタブレーキシリンダ１０を有している。切換弁１２を介して、ブレーキ回路とマスタブレーキシリンダ１０との接続を制御することができる。切換弁１２はその基本位置で開放していて、電磁操作によって遮断位置に切換え可能である。切換弁１２の遮断位置では、ブレーキ回路に接続されたホイールブレーキ１４におけるブレーキ圧は運転者によって変えられないようになっている。

切換弁１２の下流でブレーキ回路は分岐している。管路分岐は、通常は開放している２／２方向制御弁として構成された増圧弁１６を介してホイールブレーキ１４に通じていて、それによってホイールブレーキ１４のインレット１８を形成している。

ホイールブレーキ１４の接続部の直前で、戻し管路２０がインレット１８から分岐している。この戻し管路２０は、減圧弁２２によって制御され、この減圧弁２２は通常は閉鎖されていて、電磁式に貫流位置に切換可能である。ホイールブレーキ１４におけるブレーキ圧を低下させるために、開放状態にある戻し管路２０において圧力媒体はホイールブレーキ１４から緩衝リザーバ２４に向かって流出する。緩衝リザーバ２４を省略して、戻し管路を駆動可能な外部の圧力発生器２６の吸込み側に直接接続することも考えられる。

図示の圧力発生器２６は往復動ポンプであって、その吸込み側２８は逆止弁として構成されていて、往復動ポンプの内部に収容されたポンプ吸入バルブ３０によって制御されている。往復動ポンプの吐出側３８は、ポンプ吐出バルブ３２によって制御され、このポンプ吐出バルブ３２はやはり逆止弁として構成されていて、圧力発生器２６内に配置されている。切換弁１２の下流、かつ増圧弁１６の上流で、往復動ポンプはその吐出側３８で以ってブレーキ回路に接触している。この場合、ポンプ吐出バルブ３２は、圧力媒体がブレーキ回路から圧力発生器２６内に逆流するのを阻止する。

圧力発生器２６の吸込み側２８に、ホイールブレーキ１４に追加的に、車両ブレーキ装置のマスタブレーキシリンダ１０が接続されている。この接続は高圧切換弁３４によって制御されており、この高圧切換弁３４は通常は遮断されていて、電磁制御によって貫流位置に切換え可能である。緩衝リザーバ２４によって提供された圧力媒体の量がブレーキ回路内において必要なブレーキ圧増圧のために不十分である場合に、高圧切換弁３４を介して、圧力発生器２６は圧力媒体をマスタブレーキシリンダ１０から直接吸込むことができる。

切換弁１２が閉鎖されている場合、高圧切換弁３４から圧力発生器２６の吸込み側２８までの圧力媒体接続部内の圧力は、ホイールブレーキ１４の戻し管路２０内の圧力よりも高いので、緩衝リザーバ２４の上流に追加的に遮断弁３６が配置されている。この遮断弁３６は、圧力媒体が、高圧切換弁３４から圧力発生器２６の吸込み側までの圧力媒体接続部から緩衝リザーバ２４内に流入するのを阻止する。このために、遮断弁３６は、ホイールブレーキ１４から圧力発生器２６の吸込み側２８に向かって貫流可能に構成されていて、これと逆方向を遮断する。

アンチロック制御を伴うブレーキ操作時（ＡＢＳブレーキ操作時）に、運転者がマスタブレーキシリンダ１０のブレーキペダルを操作することによりブレーキ圧が生ぜしめられ、このブレーキ圧が、開放位置にある切換弁１２を介して、同様に開放された増圧弁１６に、若しくは後置されたホイールブレーキ１４に伝送される。従って、増圧されたブレーキ圧は、圧力発生器２６の吐出側３８にも若しくはポンプ吐出バルブ３２にも作用する。

ホイールブレーキ１４におけるブレーキ圧を、例えば対応配設されたホイールがロックしそうになることにより減圧させる必要がある場合、緩衝リザーバ２４内に流入した圧力媒体をこの緩衝リザーバ２４から吸入して、ちょうどその遮断位置を占めている増圧弁１６に、場合によっては後続のブレーキ圧増圧のために高圧下で供給するために、ホイールブレーキ１４に対応配設された減圧弁２２が貫流に切換えられ、圧力発生器２６が駆動される。この場合、圧力発生器２６の吐出側３８における高い圧力レベルは、圧力発生器２６の始動を困難にする。何故ならば、圧力発生器２６は、マスタブレーキシリンダ１０から発生する高い圧力にいわば抵抗するからである。従って、圧力発生器２６の駆動開始時に始動電流が上昇するので、圧力発生器２６の駆動装置に適した相応の設計が必要となる。この効果は、時間単位毎に圧力発生器２６によって要求され得る圧力媒体体積に関連した最新のシステム要求によってさらに高められる。この圧力媒体体積は、別の道路使用者、特に歩行者との差し迫った衝突を減少させるかまたは完全に避けるために、かつできるだけ短時間でホイールブレーキ１４内に高いブレーキ圧を発生させるために、できるだけ大きくなければならない。

圧力発生器２６の吐出側３８における対向圧力にも拘わらず、圧力発生器２６の始動を確実に行うために、本発明による手段４０が設けられており、この手段４０は、圧力発生器２６の吐出側３８がマスタブレーキシリンダ１０の圧力により負荷されることを阻止する。この手段４０は、好適には、流れ方向でポンプ吐出バルブ３２に後置された逆止弁であって、この逆止弁は、圧力発生器２６の圧送方向で貫流可能であり、圧送方向とは逆方向を遮断する。このような形式の逆止弁は、圧力操作式の弁閉鎖体およびこの弁閉鎖体により制御される弁座を備えた、特に簡単かつ頑丈な、例えばスプリング無しの弁として構成されていてよい。弁閉鎖として、球またはバルブプレートが同様に使用可能であり、これに対して弁座は、平形弁座として、円錐形弁座としてまたは球面状に構成されていてよい。これに関連して、図１の逆止弁の図は概略的に示されているだけである。弁閉鎖体は、マスタブレーキシリンダ１０の圧力によって対応配設された弁座に押し付けられ、この圧力がポンプ吐出バルブ３２まで伝搬するのを阻止する。

特に往復動ポンプとして構成された圧力発生器において周期的な作業原理に基づいて発生する圧力脈動を減衰するために、ポンプ吐出バルブ３２と本発明による手段４０との間の管路領域内に脈動減衰装置４２が配置されていてよい。このような形式の脈動減衰装置４２の基本的な構造は図２に開示されており、図１には、簡略化のためにこのような脈動減衰装置無しの圧力発生器２６が図示されている。

図２に示した脈動減衰装置４２は、ポンプ吐出バルブ３２の下流に配置されていて、体積が圧力に依存して可変である、Ｃ素子とも称呼される脈動減衰器４４と、この脈動減衰器４４に後置された、Ｒ素子とも称呼される絞り４６とから構成されている。脈動減衰器４４は、少なくとも１つの弾性的に変形可能または移動可能な壁部を有しており、この壁部は、例えばダイヤフラム、中空体形状の蛇腹、または図２に示されているようにばね負荷されたピストンによって形成されていてよい。脈動減衰器４４に後置された絞り４６は、一定の貫流横断面を有する定置の絞りとして、または圧力に依存して可変な貫流横断面を有するダイナミックな絞りとして構成されていてよい。脈動減衰器４４の体積収容部は、壁部の弾性、蛇腹の弾性、若しくはピストンの移動に抗して作用する、ばねの形状の弾性部材の戻し力を適切に選択することによって、脈動減衰器４４が、唯一の、つまり少なくとも圧力発生器２６の始動時における第１の圧送ストロークの体積を収容できるように、圧力発生器２６の圧送体積に適合されている。脈動減衰器４４のこのような形式の寸法設計によって、圧力発生器２６の始動は確実に行われ、駆動装置の始動電流は、従来の構成による車両ブレーキ装置と比較して減少される。これによって、他方では、圧送時に時間単位毎の圧力発生器２６の体積の削減を甘受する必要なしに、圧力発生器の外径寸法、重量およびコストに関連して、圧力発生器２６の駆動を最適化することができる。

圧力発生器２６の始動後に圧力発生器の運転を維持するために、本発明に従って構成された車両ブレーキ装置の駆動時の始動電流よりもさらに低い電流で十分である。

もちろん、本発明の基本的な考えから逸脱することなしに、以上記載した実施例の変更または補正が可能である。

この関連性において、以上記載した車両ブレーキ装置は、アンチロック制御、スリップ防止およびビーグルダイナミックコントロールを有するスリップ制御可能な車両ブレーキ装置であることを指摘しておく。しかしながら、本発明は、アンチロック制御だけを備えた車両ブレーキ装置にも同様に使用することができる。

公知であるように、このような形式の車両ブレーキ装置のブレーキ回路は、例えば切換弁１０または高圧切換弁３４を有していないが、それ以外は、以上記載し、かつ図１に示した実施形態に相当する。

１０ マスタブレーキシリンダ
１２ 切換弁
１４ ホイールブレーキ
１６ 増圧弁
１８ インレット
２０ 戻し管路
２２ 減圧弁
２４ 緩衝リザーバ
２６ 圧力発生器
２８ 吸込み側
３０ ポンプ吸入バルブ
３２ ポンプ吐出バルブ
３４ 高圧切換弁
３６ 遮断弁
３８ 吐出側
４０ 手段
４２ 脈動減衰装置
４４ 脈動減衰器
４６ 絞り

Claims (8)

1. スリップ制御可能な車両ブレーキ装置であって、少なくとも１つのホイールブレーキ（１４）に圧力媒体を供給するための駆動可能な圧力発生器（２６）を有しており、前記圧力発生器（２６）の吸込み側（２８）が、前記ホイールブレーキ（１４）の、減圧弁（２２）によって制御可能な戻し管路（２０）に接続されていて、また前記圧力発生器の吐出側（３８）が、前記車両ブレーキ装置の操作可能なマスタブレーキシリンダ（１０）に接続された、前記ホイールブレーキ（１４）の、増圧弁（１６）によって制御可能なインレット（１８）に接続されており、前記圧力発生器（２６）が、圧力媒体流量を制御するために、少なくとも１つのポンプ吸入バルブ（３０）および少なくとも１つのポンプ吐出バルブ（３２）を備えている形式のものにおいて、
   前記ポンプ吐出バルブ（３２）は、圧力媒体が前記圧力発生器（２６）に逆流することを阻止し、
   更に、前記ポンプ吐出バルブ（３２）の下流に、前記圧力発生器（２６）の前記吐出側（３８）が前記マスタブレーキシリンダ（１０）の圧力により負荷されることを阻止する手段（４０）が設けられている
   ことを特徴とするスリップ制御可能な車両ブレーキ装置。
2. 前記手段（４０）が逆止弁を有しており、該逆止弁が前記圧力発生器（２６）の圧送方向で貫流可能であり、前記圧力発生器（２６）の圧送方向とは逆方向を遮断する
   ことを特徴とする請求項１に記載のスリップ制御可能な車両ブレーキ装置。
3. 前記逆止弁が、圧力負荷された弁閉鎖体、および該弁閉鎖体によって制御された弁座を有するスプリング無しの弁である
   ことを特徴とする請求項２に記載のスリップ制御可能な車両ブレーキ装置。
4. 前記弁閉鎖体が球またはバルブプレートとして構成されている
   ことを特徴とする請求項３に記載のスリップ制御可能な車両ブレーキ装置。
5. 前記圧力発生器（２６）と前記手段（４０）とが１つの構成要素に統合されている
   ことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のスリップ制御可能な車両ブレーキ装置。
6. 前記圧力発生器（２６）が往復動ポンプであって、該往復動ポンプが脈動減衰装置（４２）を備えており、前記脈動減衰装置（４２）が、前記ポンプ吐出バルブ（３２）の下流でしかも前記手段（４０）の上流に配置されている
   ことを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載のスリップ制御可能な車両ブレーキ装置。
7. 前記脈動減衰装置（４２）が、圧力に依存して体積が変化する脈動減衰器（４４）および絞り（４６）を有しており、前記脈動減衰器（４４）が、少なくとも、前記圧力発生器（２６）が１回の圧送ストロークで圧送する体積を収容する
   ことを特徴とする請求項６に記載のスリップ制御可能な車両ブレーキ装置。
8. 前記脈動減衰装置（４２）の前記脈動減衰器（４４）が、少なくとも１つの弾性的に変形可能なダイヤフラムまたは弾性的に変形可能な蛇腹、または弾性部材の力に抗して可動なピストンを有している
   ことを特徴とする請求項７に記載のスリップ制御可能な車両ブレーキ装置。

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