JPH11501884A - ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ブレーキ装置はマスターシリンダ（１）とそれに接続された車輪ブレーキを備えている。ブレーキ装置は戻しポンプ（２６，２７）からなる圧力媒体戻しシステムによって補助されているので、流入弁（２２，２３，２４，２５）と流出弁（３２，３３，３４，３５）と共に車輪ブレーキ（７，８，９，１０）内のブレーキ圧力を調節することができる。このブレーキ圧力はペダル操作によってマスターシリンダ（１）の作動室（３，４）に生じる圧力と異なっている。このシステムは、ペダル（２）を操作しないで車輪ブレーキ圧力を発生することができるブレーキ装置に拡張される。このようなブレーキ装置はトラクションスリップコントロールシステムや走行安定性コントロールシステムで使用される。そのために、少なくとも１個の戻しポンプ（２７）の吸込み側が貯蔵容器（１３）から直接圧力媒体を吸い込む充填ポンプ（５１）の圧力側に接続されている。装置の低圧範囲の圧力、すなわち流出弁とポンプの吸込み側の間の吸込み管路範囲（２９）の圧力が高くなって車輪ブレーキ内の圧力の効果的な低下が不可能とならないようにするために、ポンプ（５１）の充填圧力が吸込み管路（２９）の低圧アキュムレータ（３７）の予充填圧力をすこしだけ上回っていることが提案される。この手段により、技術水準のように付加的な弁を設ける必要がなくなる。この付加的な弁は、所属の車輪ブレーキ内で圧力を高めるときにのみ、ポンプ（２７）の吸込み側に充填ポンプ（５１）を接続する。充填ポンプ（５１）は特に回転ポンプとして形成可能である。

Description

【発明の詳細な説明】 ブレーキ装置 本発明は請求項１の上位概念に記載したブレーキ装置に関する。 このようなブレーキ装置は例えばヨーロッパ特許出願公開第０４６０４０８号 公報によって知られている。このブレーキ装置に設けられた充填ポンプは非常に 高い予圧を有する。従って、この公報には付加的な充填弁が記載されている。こ の弁は、制御弁装置が圧力上昇に切り換えられるときにのみ、その開放位置に切 り換えられる。 このような付加的な弁は、装置を高価なものにするだけでなく、装置の運転の 際に弁の切り換えによって付加的な騒音を発生する。 そこで、本発明の課題は、請求項１の上位概念に記載した装置を簡単化するこ とである。特に、弁のコストを低減し、装置の運転時に切り換え騒音を低減すべ きである。 そのために、本発明は、ブレーキ装置の低圧範囲内の低圧アキュムレータの予 圧よりもわずかだけ高い予圧を発生するように、充填ポンプを形成することを提 案する。 これは、制御相において、すなわち車輪ブレーキ内の圧力を制御して増減させ る相において、ポンプを連続的に動作させることができるという利点がある。勿 論、充填ポンプによって低圧アキュムレータに圧力媒体が完全に充填されるのを 防ぐ安全装置を設ける必要があるかもしれない。 しかし、この装置を良好に調和させると、場合によってはこのような装置を省 略することができる。 充填ポンプは戻しポンプと一緒に運転されるので、戻しポンプと充填ポンプの ために共通の１個の駆動装置を設けることができる。充填ポンプとして動液圧（ ハイドロダイナミック）式ポンプ、例えば回転ポンプが適していることが判った 。このポンプは、それから圧力媒体が排出されない場合、ポンプ出口側の圧力が 上昇するという利点がある。 圧力媒体は例えば、戻しポンプが供給行程にあるときには排出されない。吸込 み弁が遮断され、充填ポンプの圧力側に圧力が発生する。この圧力により、供給 ポンプの吸込み行程中吸込み弁が早く開放することになる。同時に、それによっ て圧力が低下し始めることにより、回転ポンプの流量が増大するので、大きな充 填作用が達成される。従って、回転ポンプは要求に最適に適合する。往復ピスト ンポンプにとってこのような特性は実現が困難である。 回転ポンプは更に、充填圧力を正確に調節する付加的な逃がし弁を省略するこ とができるという利点がある。 充填ポンプとして動液圧ポンプ、すなわち例えばピストンポンプが使用される 場合には、圧力逃がし弁を設けることができる。この弁の開放圧力が温度に依存 すると有利である。特に、低い温度で、すなわち例えば−１０°Ｃ以下でで、開 放圧力が増大する。 ５つの図に基づいて本発明を詳しく説明する。 図１〜３は異なる回路図、 図４は充填ポンプの後に接続配置された圧力アキュムレータを示す図、 図５は低圧アキュムレータによって制御される弁の横断面図である。 図１〜３は油圧式ブレーキ装置を示している。このブレーキ装置を用いて、ペ ダル操作によっておよびペダル操作とは関係なく、車輪ブレーキ内に圧力を発生 することができる。 ブレーキ装置の基本構造はペダル２によって操作されるマスターシリンダ１か らなっている。 マスターシリンダ１は通常は２つの作動室３，４を備えている。この作動室に はブレーキ管路５，６を介して車輪ブレーキ７，８，９，１０が接続している。 ペダルを操作することにより、圧力媒体が作動室３，４からブレーキ管路５，６ を経て車輪ブレーキ７，８，９，１０に押しのけられるので、ブレーキ圧力を発 生することができる。 更に、作動室３，４は中央弁１１，１２を介して貯蔵容器１３に接続している 。この場合、ペダル２を操作しないときは、中央弁１１，１２が開放しているの で、ブレーキ回路内で圧力平衡が達成可能である。 通常は２個の車輪ブレーキに１個の作動室が付設され、ブレーキ回路を形成し ている。図示した実施の形態の場合には、それぞれ１本の車軸の車輪ブレーキが １つのブレーキ回路を形成している。これはいわゆる黒白分割である。しかし、 他の分割、例えば対角線分割も考えられる。 この基本構造は、ペダル力と関係なく車輪ブレーキ内の圧力の調節を可能にす る付加的な油圧要素によって補うことができる。これは例えば、制動時に車輪が 横方向力の伝達を可能するスリップを行うように車輪ブレーキ内の圧力を調節す ることができる。このようなシステムはアンチロックシステムと呼ばれ、制動さ れる車両を操舵可能に保つことを可能にする。 ここで示したＡＢＳシステムは循環原理で作動するシステムである。そのため に、各ブレーキ回路にポンプ回路２０，２１が付設されている。このボンプ回路 によって車輪ブレーキ７，８，９，１０から圧力媒体が取り出され、マスターシ リンダの作動室３，４に戻すことができる。 そのために、分岐したブレーキ管路５，６が流入弁２２，２３，２４，２５を 備えている。 この流入弁は電磁式に操作される。この流入弁の基本位置（非作動位置）では 、流入弁は開放し、切り換え位置で、すなわち励磁コイルに電流が供給されたと きに、閉じる。 各ポンプ回路２０，２１はポンプ（循環ポンプ）２６または２７を備えている 。このポンプの吸込み管路２８，２９は車輪ブレーキに接続されているかまたは 流入弁と車輪ブレーキの間のブレーキ管路に接続されている。 ポンプ２６，２７の送出側は圧力管路３０，３１を介して、マスターシリンダ １と流入弁の間のブレーキ管路５，６に接続されている。 吸込み管路２８，２９には流出弁３２，３３，３４，３５が設けられている。 この流出弁は同様に電磁式に操作される。流出弁はその基本位置で閉じている。 一方、切り換え位置では流出弁は開放している。流入弁とポンプの間において各 吸込み管路２８，２９には低圧アキュムレータ３７または３７が設けられている 。圧力管路３０，３１内に緩衝要素３８，３９が設けられている。この緩衝要素 はそれぞれ、高圧アキュムレータ、絞り、フィルタおよび逆止弁からなっている 。 アンチロックシステムには、図示していない車輪回転数センサと電子制御装置 が所属する。この電子制御装置は流入弁と流出弁を操作し、ポンプ２６，２７用 モータ４０を始動または停止する。車輪回転数センサから供給される信号によっ て、車輪がロックするのを回避するために、１個または複数個の車輪ブレーキ内 の圧力を低下させなければならないかどうかが判る。車輪ブレーキ内の圧力を低 下させるために、所属の流入弁が閉鎖され、流出弁が開放される。その結果、圧 力媒体は先ず最初に低圧アキュムレータ３６または３７に流出し、そしてポンプ ２６または２７によって受けられ、所属の作動室３または４に戻される。 流出弁は所望の圧力低下が達成されるまで短いパルスで開放する。新たな圧力 上昇のために、流出弁が閉じ、流入弁がパルス状に開放される。圧力を保持する ために、流入弁と排出弁が閉じる。 ポンプ２６，２７は通常は、自吸式または非自吸式のピストンポンプである。 低圧アキュムレータ３６，３７は一般的に、ポンプ２６，２７の供給能力に合わ せて定められた小さな収容容積を有する。低圧アキュムレータは各々の車輪ブレ ーキ内の迅速な圧力低下を行うために必要な圧力媒体量を収容することができる 。 この装置は拡張可能である。すなわち、ペダルが操作されないときにも車輪ブ レーキ内の圧力を上昇させることができる装置に拡張可能である。これは例えば 、いわゆるトラクションスリップコントロールシステム（ＡＳＲまたはＴＣＳ） の場合に必要である。このトラクションスリップコントロールシステムにより、 道路とタイヤの間の摩擦係数が小さいときおよび駆動トルクが大きすぎるときに 、駆動される車輪のスピンが回避される。 他の用途はいわゆる走行安定性コントロールシステム（ＦＳＲまたはＤＳＣ） である。この走行安定性コントロールシステムの場合には、個々の車輪の適切な ブレーキ圧上昇により、車両の垂直軸線回りに回転モーメントが発生し、この回 転モーメントにより、例えばカーブ走行時の車両のオーバーステアリングまたは アンダーステアリングが補正される。 これらのコントロールシステムが機能するためには、迅速な圧力上昇が必要で ある。これは、効果的な圧力上昇のために先ず最初にブレーキの空隙を克服しな ければならないので問題である。すなわち、ブレーキ圧を上昇させるためには、 先ず最初にかなりの量の圧力媒体を供給し、ブレーキの空隙を克服しなければな らない。 この要求を満たすように戻しポンプが設計されていないので、いわゆる充填ポ ンプを使用しなければならない。そのために、充填管路５０が設けられている。 この充填管路はポンプ２７の吸込み側と貯蔵容器１３を接続している。この充填 管路には充填ポンプ５１が設けられている。この充填ポンプは同様にピストンポ ンプでもよいし、運転騒音が非常に小さな回転ポンプでもよい。充填ポンプは貯 蔵容器１３から圧力媒体をポンプ２７の吸込み側に供給する。 更に、分離弁４５と、この分離弁に平行に接続した圧力逃がし弁４６が設けら れている。分離弁４５はポンプから貯蔵容器１３への圧力媒体の流出を防ぐ。 本実施の形態では、充填装置はブレーキ回路のために、すなわち駆動される車 輪の車輪ブレーキに接続されたブレーキ回路のために１個だけ設けられている。 装置が各車輪ブレーキのために予圧を発生することができると、他のポンプの ためにも充填装置が設けられる。図１の実施の形態では、充填ポンプ５１のため に別個の駆動モータ５２が設けられている。 しかし、図２の実施の形態で示すように、ポンプ２６，２７と充填ポンプ５１ のために共通の１個の駆動装置４０を設けることができる。 充填管路５０は逆止弁５３を介してポンプ２７の吸込み側に開口している。こ の逆止弁５３により、吸込み管路２９を経てポンプ２７の吸込み側に達した圧力 媒体が充填管路５０を経て貯蔵容器１３に流出することが避けられる。 吸込み管路２９にも逆止弁５４が設けられている。この逆止弁５４は、充填ポ ンプ５１によってポンプ２７に吸込み側に供給された圧力媒体が低圧アキュムレ ータ３７に達するのを阻止する。このような弁が設けられていないと、充填ポン プ５１は低圧アキュムレータ３７に圧力媒体を充填するので、上述のような車輪 ブレーキ内の迅速な圧力低下が不可能である。 充填ポンプ５１は、その出口に低圧アキュムレータ３７の充填圧力（予備付勢 力）よりも幾分高い充填圧力が生じるように設計されているかまたは圧力逃がし 弁５５を備えている。低圧アキュムレータ３７の充填圧力が約２バールであるの で、約３バールの充填圧力が適している。 充填ポンプ５１がピストンポンプとして形成される場合には、この充填圧力は 圧力逃がし弁５５を介して調節可能である。 充填ポンプ５１として回転ピストンが使用される場合には、充填圧力は回転ピ ストン５１の採寸によって決定可能である。 このように通常の８〜１０バールと比べて低い充填圧力は、スリップコントロ ールの間充填ポンプ５１を中断しないで動作させることができるという利点があ る。 吸込み側２７の圧力は充填ポンプの充填圧力、例えば３バールよりも高くなら ない。それによって、車輪ブレーキ圧力の下限が決定される。 車輪ブレーキ圧力が例えば３バールであるときには、ブレーキ圧力が伝達され る。しかし、これは非常に小さいので、コントロールのためには零と見なすこと ができる。これは８〜１０バールのオーダーの充填圧力の場合と事情が異なる。 この８〜１０バールの充填圧力の場合の車輪ブレーキ圧力の下限は受入れられな いので、車輪ブレーキ内の圧力を低下させるときに充填ポンプ５１をポンプの吸 込み側から分離するために、付加的な手段を講じなければならない。充填圧力を 約３バールに選択することにより、この付加的な手段を省略することができる。 図２の実施の形態は図１の実施の形態とほぼ一致しているが、充填ポンプ５１ の吸込み管路５０が貯蔵容器１３に直接接続されないで、作動室３，４の一つに 接続されている点が異なっている。この場合、充填ポンプ５１は間接的に、すな わち作動室３，４とペダル２の非操作時に開放している中央弁１１，１２とを介 して、貯蔵容器１３に接続されている。 この実施の形態の場合、貯蔵容器１３に対する別個の接続部は省略することが できる。ブレーキ回路に対する接続は容易に行うことができる。というのは、一 般的に、弁とポンプは共通のブロック内に配置されているからである。 しかし、この構造の場合、遮断弁６０を設けるべきである。この遮断弁は充填 管路５０の吸込み範囲または送出範囲に設けられている。 図２において遮断弁は管路５０の吸込み範囲に設けられている。 遮断弁は油圧で操作され、その基本位置で開放している。遮断弁の（破線で示 した）制御管路はブレーキ管路５内の圧力によって付勢可能である。 これは、ブレーキペダルが操作される場合に、ブレーキ管路５内で上昇する圧 力が遮断弁６０を切り換え、充填ポンプ５１の吸込み側をブレーキ管路から分離 することを意味する。この場合、ブレーキ管路圧力がポンプ２７の吸込み側まで 達しないので、スリップコントロールの間車輪ブレーキの圧力を確実に低下させ ることができる。 図３には他の実施の形態が示してある。この実施の形態では、低圧アキュムレ ータ３７を充填ポンプ５１によって充填しなくてもよい。そのために、遮断弁６ １が充填管路５０の圧力範囲に設けられている。この遮断弁は低圧アキュムレー タ３７のピストンによって機械的に操作される。このような遮断弁の実施の形態 については図５に基づいて詳しく説明する。この構造の目的は、低圧アキュムレ ータ３７の一定の充填度合の場合に充填ポンプ５１を吸込み管路２９から分離す ることである。この回路は、充填ポンプ５１が図示のように貯蔵容器１３から直 接吸い込む場合のために、および図２に基づいて説明したようにマスターシリン ダ１を経て吸い込むときのために設けられる。 図示の装置は次のように作動する。すなわち、ペダル２を操作しないで車輪ブ レーキ内の圧力を上昇させる場合に、電子制御装置がポンプ２６，２７の駆動装 置と充填ポンプ５１の駆動装置に始動信号を供給するように作動する。更に、流 入弁２２と作動室３の間のブレーキ管路５にある分離弁４５は遮断位置にセット される。 圧力管路３１は流出弁２２と分離弁４５の間においてブレーキ管路５に開口し ている。閉じた分離弁４５は、ポンプ２７から供給された圧力媒体がマスターシ リンダ１を経て貯蔵容器に達しないようにする。圧力媒体は開放した流入弁２２ ，２３を経て車輪ブレーキ７，８に案内される。分離弁に対して平行に設けられ た圧力逃がし弁４６はポンプ圧力の上限を決定する。コントロールシステム（Ａ ＳＲ，ＦＳＲ）によって設定された車輪ブレーキ圧力に達するや否や、圧力低下 、圧力維持および新たな圧力上昇による精密な制御を行うことができる。もう一 度言うと、約３バールの充填圧力の選択により、ＡＳＲコントロールまたはＦＳ Ｒコントロールの間充分な充填出力で充填ポンプ５１を連続的に作動させること ができる。これは構造コストの低減し、かつ騒音を低下させるために寄与する。 更 に、低圧アキュムレータの込め圧力よりも充填圧力を低くすることができる。こ の場合、逆止弁５４を省略することができる。なぜなら、充填ポンプ５１の充填 圧力が低圧アキュムレータ３７に込められないからである。この充填圧力はポン プ２７に充分に供給し迅速に圧力上昇させるには不充分である。 遮断弁６０の配置に関して次のことに注意すべきである。遮断弁６０は既に述 べたように、充填管路５０の吸込み範囲または圧力範囲に配置することができる 。充填管路５０の圧力範囲に配置されるときには、充填ポンプ５１の充填圧力よ りも切り換え圧力を高くしなければならない。この配置は勿論、充填管路５０の 圧力範囲において遮断弁６０の絞り抵抗を、ポンプ５１の幾分高くなった充填圧 力によって相殺することができるという利点がある。 図２に示すように、充填管路５０の吸込み範囲に配置すると、切り換え圧力を 低くすることができるので、いかなる場合でも、ペダル２の操作によって発生す る圧力が吸込み管路に伝わらないという利点がある。 遮断弁６１について更に言うと、制御は機械的にだけでなく電気機械的にも行 うことができる。この場合、センサによって低圧アキュムレータの充填状態を検 出する必要がある。更に、ポンプ２７の回転数を確認することができる。これか ら低圧アキュムレータの充填状態が類推される。 図４では、往復ピストンポンプとして形成された充填ポンプ５１のための圧力 アキュムレータが設けられている。穴７１を有するポンプ５１のケーシング７０ が示してある。この穴内で充填ポンプのピストン７２が往復運動する。 ポート７３はポンプ２７の吸込み側に通じている。供給量が少ないときに、充 填圧力をやや高めるために、栓７４によって閉鎖された穴７１の底には、弾性的 なダイヤフラム７５が設けられている。このダイヤフラムは弾性的に撓む皿状部 材７６を備え、この皿状部材にカップ状のゴムスリーブ７７が載っている。栓７ ４は弾性的な板７６の側が円錐形に形成されている。 作用は次の通りである。 例えばポンプ２７が供給行程にあるため、充填ポンプ５１からの媒体の排出が 中断されると、弾性的な皿状部材７６がやや撓むので、付加的な容積が発生する 。同時に、弾性的な皿状部材７６の応力が増大するので、充填圧力がやや高まる 。 その結果、ポンプ２７の吸込み行程中、増大した充填容積が、短時間幾分高くな った充填圧力下で供される。 図５には遮断弁６１と低圧アキュムレータ３７が示してある。低圧アキュムレ ータ３７は穴内を案内されるピストン８０を備えている。この穴の底には、弁座 ８２として形成された通路８１がある。通路８１はポート８４を介して充填ポン プ５１の吸込み側に接続された小室８３に通じている。ポート８４と小室８３の 間に、弁閉鎖体８７が設けられている。この弁閉鎖体は逆止弁５３（図１参照） を形成する。 小室８４内には更に弁体８５が設けられている。この弁体の突棒８６は通路８ １を通過し、低圧アキュムレータ３７のピストン８０に当接している。 ピストン８０が穴の底にあると、弁体８５は弁座８２から離れた位置に保持さ れる。それによって、遮断弁６１は開放している。低圧アキュムレータが充填さ れると、ピストン８０が穴の底から離れるので、突棒８６がもはや支持されず、 弁体８５が弁座８２に載る。遮断弁６１は閉鎖される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ツァフィスカ・ダリボール ドイツ連邦共和国、Ｄ−65760 エシュボ ルン、ブレーマー・ストラーセ、17 (72)発明者 リンホーフ・パウル ドイツ連邦共和国、Ｄ−64859 エッペル ツハウゼン、ゲオルク−ビュークナー−ス トラーセ、６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．マスターシリンダ（１）を具備し、このマスターシリンダに車輪ブレーキ（ ７，８，９，１０）が接続され、更にポンプ回路（２１，２２）を具備し、この ポンプ回路内に戻しポンプ（２６，２７）が設けられ、この戻しポンプが車輪ブ レーキ（７，８，９，１０）から排出された圧力媒体をマスターシリンダの作動 室（３，４）に戻し、更に弁（２２，２３，２４，２５，３２，３３，３４，３ ５）を具備し、この弁の開閉によって車輪ブレーキ（７，８，９，１０）内の圧 力がマスターシリンダ（１）内の圧力と関係なく調節可能であり、更に充填ポン プ（５１）を具備し、この充填ポンプの吸込み管路が貯蔵容器（１３）に接続さ れ、充填ポンプの圧力管路が戻しポンプ（２６，２７）の吸込み側に接続され、 更にポンプ（２７）の吸込み側に低圧アキュムレータ（３７）を具備し、この低 圧アキュムレータが車輪ブレーキ（７）から排出された圧力媒体を中間貯蔵する 、ペダルを操作しないで、圧力媒体を車輪ブレーキに供給することができる、ペ ダル操作式油圧ブレーキ装置において、充填ポンプ（５１）の充填圧力が低圧ア キュムレータ（３７）の予圧を少しだけ上回っていることを特徴とするブレーキ 装置。 ２．充填ポンプ（５１）の充填圧力が約３バールであることを特徴とする請求項 １記載のブレーキ装置。 ３．充填ポンプ（５１）が、ペダル操作と関係なく車輪ブレーキ（７，８，９， １０）内の圧力を増大させる相で、連続的に作動し、低圧アキュムレータ（３７ ）が充填されているときにのみ圧力媒体供給が中断されることを特徴とする請求 項１または２記載のブレーキ装置。 ４．戻しポンプ（２６，２７）と充填ポンプ（５１）が共通の１個の駆動装置を 備えていることを特徴とする請求項３記載のブレーキ装置。 ５．充填ポンプ（５１）が動液圧式ポンプとして形成されていることを特徴とす る請求項１記載のブレーキ装置。 ６．充填ポンプ（５１）が圧力逃がし弁を備えたピストンポンンプとして形成さ れていることを特徴とする請求項１記載のブレーキ装置。 ６．圧力逃がし弁が温度に応答して動作することを特徴とする請求項５記載のブ レーキ装置。 ７．−１０°Ｃ以下の温度で、圧力逃がし弁（５５）の開放圧力が高まるように 、圧力逃がし弁が温度に応答して動作することを特徴とする請求項６記載のブレ ーキ装置。