JPH07500550A - 電気油圧式ブレーキシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 電気油圧式ブレーキシステム 発明の背景及び概要 本発明は、−次側動力が電動機により作動されるポンプによってブレーキシリン ダに供給されるような電気油圧式制動システムに関する。

電気油圧式制動システムの簡易な構成を菌目こ示す。システムは、電子制御装置 Ｉ（ＥＣＵ）１６により発生される制御信号に応答してモータ１４から動力の供 給を受けるポンプ１２を具備する。ポンプは、全体を１８として示しである１つ 又は複数のブレーキシリンダを直接に加圧する。モータ１４／ポンプ１２の速度 は、指令されたブレーキ圧力信号に従ワてブレーキシステム圧力を調節するよう に制御される。ポンプ１２には、モータ／ポンプ速度の安定性を向上させて、必 要なときにブレーキシリンダ圧力を急速に解放させるバイパスオリフィス２０が 設けられている。図２は、ポンプ１２又は電子回路が故障した場合にブレーキシ ステムの冗長性を与えるためにマスクシリンダ２２を追加したという点で、図１ に示す簡易システムを改良した構成を示す。このシステムでは、モータ制御信号 は、圧力センサ２４が発生するマスクシリンダ圧力と、圧力センサ２６が確定す るブレーキシリンダ１８の圧力を示す信号とを比較することにより発生される。

図１のシステムでも、この技法を使用できるであろう。分離弁２８は、マスクシ リンダ又はポンプの出力端のいずれかを１つ以上のブレーキシリンダ１８に連通 させるために使用される。分離弁は、ポンプ出力圧力に応答する圧力誘導型分離 弁であっても良い。図示したシステムは、一般的な意味で、ポンプの両端に接続 する流量調整装置２０を利用する。この流量調整装置は、図１に示す固定オリフ ィス又は図２に示す電磁弁を含めて、数多くの異なる方法で実現されれば良い。

図１及びＩＩ！Ｊ２に示すシステムはいずれも十分に動作するのであるが、ポン プの出力圧力カ呻し分なく上昇するまでに何らかの時間遅延が存在する。時間遅 延を短縮するために、それらのシステムはきわめて急速に応答するモータを必要 とすると共に、定常状態にある間にポンプの出力圧力が指令圧力又はマスクシリ ンダ圧力と等しくなるようにポンプの速度を調整するときに有用で菖るモータ速 度制御用電子回路をも要求する。

本発明の目的は、先の図に示したものより急速に応答し、それほど高価ではない 電気油圧式システムを提供することである。

従って、本発明はマスクシリンダと；出力端が圧力調整弁手段に連通するポンプ と；ポンプを所定の速度で回転させるモータと；マスタシリンダ及びポンプのう ち一方を１つのブレーキシリンダ又は１群のブレーキシリンダに選択的に接続す る分離弁手段と：ポンプの作動を発生させるために運転者が開始させたブレーキ 活動を示す信号を発生する第１の手段とを具備する電気油圧式ブレーキシステム から成る。弁手段はマスクシリンダとポンプとの間に接続しており、ポンプの出 力圧力をマスクシリンダが発生する圧力に比例する所定のレベルに調整し、マス クシリンダ圧力を低下させている期間中には、ブレーキシリンダをタンク−・排 油するための経路を形成する。システムは、ブレーキシリンダの欠陥又は漏れ、 あるいは油圧ラインの穴（漏れ）などの誤動作の場合にタンクがポンプにより排 油されてしまうのを阻止する過流防止弁を含んでいても良い。システムに付加的 な故障モード保護を追加する弁手段の様々な実施例を説明する。

本発明の他の多くの目標と目的は以下の図面の簡単な説明から明白になるであろ う。

図面の簡単な説明 図面中： 図１及び図２は、電気油圧式制動システムの簡易な構成を示す。

図３は、本発明の特徴を取り入れた改良された電気油圧式システムを示す。

図４は、圧力調整弁の別の実施例を示す。

図５は、別のブレーキシステムを示す。

図６は、弁の別の実施例を示す。

図面の簡単な説明 図３は、電気油圧式ブレーキシステム３０を概略的に示す。システムはマスタン リンダ３２と、モータ３６により回転される容積式ポンプのようなポンプ３４と を含む。モータ３６は、ＥＣＵ４０が発生する制御信号により継電器３８を介し て作動される。図示するように、継電器３８を起動するために、ブレーキ灯スイ ッチ８０からの出力信号（又はそれに類似する指令）を使用する。ＥＣＵ４０を 示しであるが、これを排除することは可能であろう。最も単純な形部では、ＥＣ Ｕ４０は複数の電子フィルタと、継電器３８に給電する緩衝回路又は増幅器回路 とを含んでいても良い。ポンプ３４の出力端とマスクシリンダ３２の出力端は、 機能の上では図２の分離弁２８に類似している、全体を４２として示す分離弁と 連通している。ポンプが適切な圧力を発生しなければ、分離は起こらず、マスク シリンダを介して依然として従来通りの手動操作制動を利用できる。この意味で 、ポンプの故障は従来の動力ブレーキシステムにおいて見られる真空ブースタの 故障に類似している。システム３０は、弁５０とも呼ばれる圧力調整器をさらに 含む。図を見るとわかるように、弁５０はポンプ圧力、すなわち、ブレーキシリ ンダに供給される圧力をマスクシリンダ圧力に対する所定比に調整する。図３は 、ピストン流路５６の中で移動自在であり、マスクシリンダ圧力にさらされる第 １のピストン５２を具備する弁５０の一実施例を示す。ピストンはビン、すなわ ち、閉鎖要素５４を含む。ピストン流路５６の一端部６０はポンプ３４と、１つ または複数のブレーキシリンダ４４とに連通している。ピストン流路５６は、タ ンク６２に連通ずるバイパス流路５８を含む。ピストン流路５６には第１のオリ フィス７０が設けられており、マスクシリンダ圧力にさらされる第１のピストン ５２の面積Ａ２と等しいか又はそれより狭い流通面積Ａ、とされている。見れば わかる通り、第１のオリフィス７０はバイパス流路５８と、ピストン流路５６の 端部６０との間に位置している。

システム３０は、運転者が開始させたブレーキ活動を示す信号を発生する手段を さらに含む。図３に示すように、また、先に述べた通り、運転者がブレーキペダ ル８２を踏んだことの表示は、全体を８０として示しであるブレーキ灯スイッチ の閉成によって感知される。ブレーキ灯スイッチはＥＣＵ４０に連通しており、 ＥＣＵ４０は継電器３８を動作させて、モータ３６を第１のピストン５２の両側 に力の平衡を発生させるために必要なポンプ圧力に要求される相対的に一定の速 度で回転させる。あるいは、ブレーキペダルの力を測定するための力センサ８４ 又は発生したマスクシリンダ圧力を測定するための圧力センサ８６を利用するこ とにより、制動活動の表示を発生できる。力変換器８４又は圧力センサ８Ｂでは な（、ブレーキ灯スイッチ８０を使用することの利点は、力センサ又は圧力セン サが信号を発生するよりわずかに早い時点でブレーキ灯スイッチ８０が対応する 信号を発生することである。ブレーキ活動の尺度としてブレーキ灯スイッチを使 用すると、時間遅延が短縮するので、モータ３６／ポンプ３４をさらに急速に起 動できる。

動作中、運転者がブレーキペダル８２を押し下げると、マスクシリンダの圧力は 上昇する。マスクシリンダの出力圧力は分離弁を介して１つ又は複数のブレーキ シリンダ４４に連通ずる。分離弁の非起動状態を図３に示す。ブレーキペダル８ ２を押し下げると、ブレーキ灯スイッチ８０の出力信号はモータ継電器３８へ通 信される。システムの当初の動作時間中には、マスクシリンダ圧力はポンプ３４ が発生する圧力を上回っている。この時間中、マスクシリンダ圧力は第１のピス トン５２に作用して、要素５４にオリフィス７０を完全に閉鎖させる。オリフィ ス７０が閉鎖しているとき、ポンプ３４の全出力流れ容量は分離弁４２へ流れる ように誘導される。

典型的には、分離弁４２は３０〜５０ｐｓ＋などの相対的に低い出力ポンプ圧力 で状態を変えるように設計されるべきである。状態を変えるとき、分離弁はマス クシリンダ３２をブレーキシリンダ４４から分離し、ポンプの出力端をブレーキ シリンダ４４に直接に連通させる。ポンプの出力圧力が上昇するにつれて、この 圧力は要素５４の下端部に作用して、マスクシリンダ圧力により第１のピストン ５２に発生される力に抗して、この要素５４を第１のオリフィスから移動させる 。

ポンプ３４の出力圧力をマスクシリンダ圧力の関数としての所定の圧力に調整す ることが望ましい。平衡状態にあるとき、マスクシリンダ圧力をＰ■Ｃとすると 、弁５０はポンプ圧力ＰをＰ”　Ａ　２／　Ａ　１　Ｘ　ｐ　＠ｃと等しくなる ように調整する。

Ａ２がＡ、より広い場合、従来の動力ブレーキの出力と同様にして昇圧されたポ ンプ圧力が発生する。

理解できるであろうが１弁５０の圧力調整作用は力平衡原理に影響を及ぼす。

マスクシリンダ圧力はその関連ピストン（ピストン５２）の作業領域に作用し、 関連する要素（ピン、すなわち、要素５４）に作用する、ポンプ３４により平衡 を保たれる力を発生するのである。ビン５４／ピストン５２は、所要の圧力差を 発生させるのに十分な洸量がオリフィス７０を通過するまで移動する。

従来の常用ブレーキシステムを使用する場合、運転者は、ブレーキシリンダ４４ に加わる圧力を変化させるために、ブレーキペダル８２に加える力を調節する。

この動作は本発明においても起こる。ポンプが発生する圧力は、ブレーキペダル 力に比例するマスクシリンダ圧力に追随する。

図３は別個のマスクシリンダと弁５０を示してＶるが、変形したマスクシリンダ の中に弁５０を組込むことができるという点を理解すべきである。

ラインの破損又はブレーキシリンダの漏れなどの、分離弁４２の下流側にある油 圧システムの部分の故障は、その結果として、影響を受ける車輪への制動の損失 のみならず、ポンプが他のブレーキシリンダを加圧できないようにポンプにタン クを完全に排油させるであろう。ポンプ３４と分離弁４２との間に過流防止弁９ ０を配置することにより、この望ましくない影響を回避できる。図３は単一のブ レーキチャネルを示していることを理解すべきである。図５は、複数の過流防止 弁と、２チヤネルブレーキシステムとを示し、この図から、それらの弁の利点は さらに容易に明らかとなる。

図４及び図５を参照する。図４は、別の弁５０′を示す。図５は、４つのブレー キシリンダ４４の制御のための制動システムの１例８０′を示す。図５にも概略 的に示されている弁５０′は、動作については機能の上で弁５０に類似している 。追加された特徴は、各々が動作中に故障時冗長性を与える一次マスタシリンダ チャンバ３２ａ及び二次マスタシリンダチャンバ３２ｂを有するマスクシリンダ にこの弁５０′が連通ずるという点である。弁５０′は、−次マスタシリンダチ ャンバ３２ａと、ポンプ３４と、タンク６２と、二次マスタシリンダチャンバ３ ２ｂとにそれぞれ連通する複数のボート１０２，１０４．１０６及び１０Ｂを有 するハウジング１００を含む。弁５０′は第１のピストン５２（図４を参照）と 、閉鎖要素５４と、オリフィス７０を形成する弁座１１０とを含む。ポート１０ ４は、弁５０′の様々なポートのいずれにおいても使用して良い倒立形ＳＡＥ取 り付は具の使用を表わしている。ピストン５２は、第２のピストン１１６をも支 持する孔１１４の中に摺動自在に受け入れられている。弁５０’は、図５に示す 分離弁４２ａ及び４２ｂに連通する付加的な２つのボート１２０ａ及び１２０ｂ を含む。ｒＩ！Ｊ５のシステム例は、−次マスクシリンダ３２ａがプロポーシダ ニングバルブ１２２ａを介して左前ブレーキンリンダ４４と、右後ブレーキシリ ンダ４４とに連通しているクロススプリットブレーキ構成を示す、二次マスクシ リンダ圧力は、第２のプロポーンーニングパルプ１２２ｂを介して右前ブレーキ シリンダと左後ブレーキシリンダを制御するために使用される。

図４に戻ると、−次マスタンリングと二次マスクシリンダの接続点の間にある流 路１１４も流路！２６を介して排出口に連通している。この流路１２６はピスト ン１１Ｂの周囲に大気圧の領域を形成する。この通気口、すなわち、流路１２６ の目的は、１２８のような調整器シールのいずれかが故障した場合に、この故障 を確実に検出できるようにすることである。１例を挙げると、シール１２８の１ つが故障した場合、ブレーキ液はタンクへ流れるので、二次マスタシリンダチャ ンバの圧力は低下する。この低圧は、二次マスタシリンダチャンバにある低圧ス イッチにより検出される。圧力スイッチは、典型的には、運転者に故障を報知す るダブシュボードのランプを起動する。弁の部品のそのような故障を検出できな ければ、たとえば、その後に続く一次マスクシリンダ中のシールの故障が制動制 御全体を失わせる結果を招くであろう。弁５０′のもう１つの特徴は、いずれか 一方のマスタシリンダチャンバ又はそれらのチャンバを弁５０’に持続している 油圧ラインの故障の場合に動作可能であるということである。

弁５０′の動作は次の通りである。典型的なケースのように、−次マスクシリン ダで発生される圧力は二次マスクシリンダで発生される圧力より約２０〜５゜ｐ ｓｉ（１，３８〜３．４５バール）高い。システムを図５に示すように接続した 場合、−次マスクシリンダ圧力は図４のチャンバ１３０に受け入れられる。この 圧力の力はピストン５２を下方へ押圧すると共に、ピストン１１６を上方へ押圧 してストッパ１３２に圧接させる。理解できるであろうが、この状態では、弁５ ０′の力学は弁５０の力学とほぼ同一である。この動作状態においては、二次マ スクシリンダ圧力はポンプの出力圧力を調整する上で動作上の役割を果たさない 。ポート１０８の上流側の油圧システム、すなわち、二次マスタシリンダチャン バの故障にもかかわらず、弁５０′は動作し続ける。−次マスタシリンダチャン パに接続する油圧システムの故障の場合、チャンバ１３０の中では流体圧力は発 生しないであろうが、二次マスクシリンダ圧力はチャンバ１３４に連通し、それ により、ピストン１１６は下方へ押圧されて、その結果、ピストン５２にオリフ ィス７０を閉鎖させる。先の場合と同様に、ポンプの始動中、この作用はポンプ の全出力をブレーキンリンダ４４に連通させる。この故障モードにおいては、弁 ５０′はポンプの出力圧力を二次マスタンリングの圧力に比例するように調整す る。

圧力調整弁５０＃の別の実施例を示す図６を参照する。この弁を図５に代用する ことができる。弁５０＃は、３つのピストン２０８．２０８及び２１２を受け入 れているハウジング１０４を含む。ビン２１４はピストンの１つ２０６又は２０ ８に固着されている。図６では、ビン２１４はピストン２０８に固着されており 、ピストン２０６の几２１６の中に摺動自在に受け入れられている。ピストン２ ０６及び２０８は中心孔２２０の中に摺動自在に受け入れられている。ビン２１ ２は別の孔２２２の中に受け入れられている。様々な孔２２０及び２２２を通る 漏れを防止するために、２２４及び２２６のような様々なダイナミックンールを 設けである。図示する通り、シール２２４はＧＬＹＤリングであって良く、一方 、シール２２６は０リングとして示されている。

ピストン２１２は、オリフィス２３４を形成する弁座２３２の上に載る球形の弁 閉鎖要素２３０を支持する。

弁５０′″は、ポンプ３４と、タンク６２と、−次マスタシリンダチャンバ３２ ａと、二次マスタシリンダチャンバ３２ｂとにそれぞれ接続している複数のポー ）１０４，１０８．１０２及び１０８を含む。弁５０”４！、２４２及び２４６ として概略的に示されている複数の通気孔をさらに含む。理解できるであろうが 、外部通気孔は不要である。あるいは、典型的には大気圧にあるタンクのポート に連通ずる内部流路（図示せず）を介して、孔２２０及び２２２を大気に連通さ せることができる。

ピストン２０８は、−次マスクシリンダ圧力にさらされる面積Ａ３の第１の作用 面２６０を有する。ピストン２１２は、同様に通気孔２４６を介して大気にさら される面積Ａ１の第２の作用面２６２を有する。

システム２００の動作は次の通りである。−次チャンバ３２ａからの流体はピス トン２０６及び２０８の閏のチャンバ２５０を充満させ、ピストン２０８の第■ の作用面２６０に作用して、ピストン２０８にピストン２１２の作用面２６２を 押し下げさせるので、その結果、要素２３０はオリフィス２３４を完全に閉鎖す る。この動作によって、ポンプ３４の全出力をブレーキシリンダ４４に連通させ ることができる。ポンプ圧力が上昇するにつれて、その圧力はピストン２１２に 作用して、ピストン２０８に加わる力に抗して弁座２３２から離間させる。ピス トン２１２がオリフィス２３４から離れるとき、ポンプ３４の出力はマスクシリ ンダ、さらに特定すれば一次マスクシリンダ圧力の関数である所定の圧力に調整 される。−次マスクシリンダ圧力をＰｐ■Ｃとし、ピストン２０８の面積をＡ。

とし、ピストン２１２の面積をＡ２とし、オリフィス２３４の面積をＡ１とする とき、この所定の圧力は二 Ｐ”　（Ａ３／　（Ａ２　Ａｌ）　）　ＸＰｐｍｃと等しいことがわかる。理解 できるであろうが、図６に示す弁５０＃はポンプが発生する圧力を一次マスクシ リンダ圧力が発生する圧力より高くさせることができる。ポンプ圧力をマスタン リング圧力とより密接に関連づけること、すなわち、ポンプ圧力と一次マスタン リング圧力との関係を１に近づけることが望まれるのであれば、様々なピストン の横断面の面積を等しくする。

見ればわかる通り、弁５０＃は弁５０′で採用されていたのに類似する故障モー ド保護を含み、−次マスクシリンダ圧力又は二次マスクシリンダ圧力が様々なポ ートに連通しない場合でも、動作し続ける。−次マスタシリンダチャンバの故障 の場合、ポンプ３４の出力圧力は二次マスクシリンダの関数として調整される。

その関係は、二次マスクシリンダ圧力をＰ　ｓａｃとし且つ二次マスクシリンダ 圧力にさらされるピストン２０６の面積をＡ４とするとき、次の通りである：Ｐ ”　（Ａ−／　（Ａ２　Ａｌ））Ｐｓ−〇言うまでもなく、本発明の上述の実施 例の数多くの変更や変形を本発明の範囲から逸脱せずに実施することができる。

従って、その範囲は添付の請求の範囲によってのみ限定されるものとする。

補正書の写しく翻訳文）提出書（特許法第１８４条の８）平成　年　月　日

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. １．マスタシリンダ（３２）と； 出力端が弁手段（５０）に連通しているポンプ（３４）と；ポンプ（３４）をポ ンプが発生する圧力に関連する速度で回転させるモータ（３６）と； マスタシリンダ（３２）及びポンプ（３４）のうち一方を少なくとも１つのブレ ーキシリンダ（４４）に選択的に接続する分離弁手段（４２）と；ポンプ（３４ ）を起動させるために運転者開始ブレーキ活動を示す信号を発生する第１の手段 （８０，８４，８６，３８，４０）と；マスクシリンダ（３２）とポンプ（３４ ）との間に接続し、ポンプ（３４）が発生する出力圧力をマスクシリンダ（３２ ）が発生する圧力に比例する所定の圧力に調整すると共に、マスタシリンダ圧力 を低下させている期間中に、少なくとも１つのブレーキシリンダ（４４）をタン ク（６２）へ排油するための経路を形成する弁手段（５０，５０′，５０′′） とを具備する電気油圧式ブレーキシステム（３０）。
2. ２．第１の手段（８０，８４，８６）は、マスタシリンダ圧力の相当な上昇の進 行中にポンプ起動信号を発生する請求項１記載のシステム。
3. ３．第１の手段は、自動車の運転者がマスタシリンダに接続するブレーキペダル を押し下げたときに起動されるブレーキ灯スィッチ（８０）を含む請求項１記載 のシステム。
4. ４．弁手段（５０）は： 面積Ａ２を有し、マスタシリンダ圧力にさらされる第１のピストン（５２；２１ ２）と、ピストン流路（５６；１１４；２２０）の中で移動自在であり、流通面 積Ａ１を有する第１のオリフィス（７０；２３４）を通る流量を制御する閉鎖要 素（５４；２３０）とを具備し、ピストン流路（５６）はポンプ（３４）と、タ ンク（６２）とに連通し、第１のオリフィス（７０）の一方の側はタンクに連通 しており、ポンプ圧力が所定の圧力より低いとき、マスタシリンダ圧力は第１の ピストンに第１のオリフィスを閉鎖させて、ポンプ（３４）の全出力を少なくと も１つのブレーキシリンダ（４４）に連通することができ、ポンプ圧力が上昇す るにつれて、その圧力が第１のピストン（５４）に作用して、第１のピストンを 第１のオリフィス（７０）から離間させ、ポンプの出力圧力を所定の圧力に調整 するために第１のオリフィスを通る流量を増加させる請求項１記載のシステム。
5. ５．マスタシリンダ圧力をＰｍｃとするとき、所定の圧力ＰはＰ＝Ａ２／ＡｌＸ Ｐｍｃ に等しい請求項４記載のシステム（３０）。
6. ６．マスタシリンダは一次チャンバ（３２ａ）と、二次チャンバ（３２ｂ）とを 有し、且つ弁手段（５０）は、ほぼ一次チャンバ及び二次チャンバ（３２ａ，３ ２ｂ）で発生される圧力レベルの流体を受け入れて、一次マスタシリンダ圧力又 は二次マスタシリンダ圧力の一方のみが弁手段に連通する場合には弁手段にポン プ圧力を調整させる第２の手段（１１６；２０６；２０８）を含む請求項４記載 のシステム。
7. ７．面積Ａ１は面積Ａ２と等しいか又はそれより狭い請求項４記載のシステム。
8. ８．ポンプの下流側に位置して、誤動作のためにポンプの下流側で加圧が失われ た場合にポンプの流れを終了させる過流防止弁手段（９０）を含む請求項４記載 のシステム。
9. ９．マスタシリンダ（３２）と弁手段（５０）は一体の構成である請求項４記載 のシステム。
10. １０．第２の手段は、二次マスタシリンダ圧力に応答して第１のピストンと接触 しながら移動自在であり、それにより、第１のオリフィスに対する第１のピスト ンの位置を制御する第２のピストン（１１６）を含む請求項６記載のシステム。
11. １１．ポンプは第１のオリフィス（２３４）の上流側の場所で第１のピストンに 連通し、且つ第１のオリフィスの下流側は大気圧に連通しており、第２の手段は ： 面積Ａ３の第１の作用面（２６２）と、第１の作用面に川わる一次マスタシリン ダ圧力に応答して面積Ａ２の第１のピストン（２１２）と共働するように移動自 在であり、両様に大気圧にさらされている反対側の接触面とを有する第２のピス トン（２０８）と、二次マスタシリンダ圧力のレベルが一次マスタシリンダ圧力 のレベルを越えている期間中に二次マスタシリンダ圧力に応答して第２のピスト ンを移動させる第３のピストン（２０６）とを具備する請求項６記載のシステム 。
12. １２．一次マスタシリンダチャンバで発生される圧力をＰｍｃとし、且つオリフ ィスの面積をＡ１とするとき、確定可能な圧力はＰ＝〔Ａ３／（Ａ２−Ａ１）〕 ＸＰＰｍｃに等しい請求項１３記載のシステム。