JP2013540642A5

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Publication number: JP2013540642A5
Application number: JP2013535326A
Authority: JP
Filing date: 2011-09-05
Publication date: 2014-10-16
Anticipated expiration: 2031-09-05

Description

本発明によるブレーキ倍力装置は、運転者によって操作可能なインプットエレメントと、補助力を生ぜしめるためのアクチュエータと、前記インプットエレメントおよび／または前記アクチュエータによってインプット力若しくは前記補助力で負荷可能であり、かつマスタブレーキシリンダのピストンを操作力で負荷することができるアウトプットエレメントと、一方では前記インプットエレメントと前記アクチュエータとの間、他方では前記インプットエレメントと前記アウトプットエレメントとの間に配置され、かつ前記インプット力および／または前記補助力を前記アウトプットエレメントに伝達する、弾性特性を有する動力伝達ユニットとを有している。さらにプリロードユニットが設けられており、該プリロードユニットは、前記動力伝達ユニットに作用して、前記ブレーキ倍力装置の非作動状態において前記動力伝達ユニットを平衡力で負荷する。

本発明は、ペダル特性に例えばブレーキ操作エレメントの移動という形で感じられる影響を及ぼすことなしに、ブレーキ装置の不都合な遊びまたはデッドストロークが調整されるように、ブレーキ倍力装置を構成するという基本的な考え方に基づいている。これは本発明によれば、プリロードユニットが設けられていて、該プリロードユニットが、ブレーキ倍力装置の非作動状態において動力伝達ユニットを平衡力で負荷するように、ブレーキ倍力装置の動力伝達ユニットに作用するように構成されていることによって、得られる。予想される制動要求の前の地点においてまたは制動要求の検知直後に、インプットエレメントの操作の検知前または直後の時間範囲内において、補助力がアクチュエータによって生ぜしめられるようになっていれば、プリロードユニットおよびひいては平衡力並びに、予想される制動要求の前の地点においてまたは制動要求の検知直後に生ぜしめられた補助力を適当に設計することによって、ブレーキ倍力装置のインプットおよびひいてはインプットエレメントにおいて相応のストロークを設ける必要なしに、ブレーキ倍力装置のアウトプットにおいておよびひいてはマスタブレーキシリンダのピストンにおいて前もって規定されたストロークを、克服することができる。これによって、遊びまたはデッドストロークを調整することができ、この場合、運転者がこのことを例えばインプットエレメントの相応の移動によって気付くことはない。

本発明は、ブレーキ倍力装置の型式とは無関係に使用することができる。つまり、ブレーキ倍力装置のアクチュエータは、空気圧式または液圧式または電気液圧式または電気機械式または電熱型のアクチュエータとして構成されていてよい。

本発明の別の実施形態によれば、プリロードユニットが、動力伝達ユニットを非作動状態においてアクティブに平衡力の第１の力によって負荷する動力発生ユニットを有している。

構造費用およびコストのさらなる削減は、平衡力を生ぜしめるために必要な第２の力が反動力の形で実現されることによって得られる。これは、プリロードユニットが、第１の力に対する反動力を生ぜしめるリアクションユニットを有しており、前記反動力が、前記第１の力と協働して前記平衡力を形成することによって得られる。

図１〜図３は、等価モデルを用いて本発明によるブレーキ倍力装置１の様々な実施形態を示す。インプットエレメント２は、例えばブレーキペダルまたはブレーキレバーとして構成されている図示していないブレーキ操作エレメントに機械的に連結されていて、このような形式で運転者によって操作可能となっている。力の限界値よりも大きいインプット力Ｆ_ｉｎが、例えばインプットピストンとして構成されたインプットエレメント２に作用すると、このインプットエレメント２は、ストロークＳ_ｉｎだけ移動する。このインプット力Ｆ_ｉｎは通常は、運転者の操作力に相当する。力の限界値は、図１〜図３では剛性Ｃ_ｔｈおよびスプリングテンションＦ_ｔｈを有するばねエレメント３として表わされている。図示していないアクチュエータは、補助力Ｆ_ｓｕｐを倍力体４に作用させ、それによって倍力体４の調整ストロークＳ_ｓｕｐが生ぜしめられる。アクチュエータは、任意の形状で、例えば空気圧式または液圧式または電気液圧式または電気機械式または電熱型のアクチュエータとして構成されていてよい。倍力体４は例えば補助ピストンとして構成されていてよい。弾性的な特性を有する動力伝達ユニット５を介して、インプット力Ｆ_ｉｎと補助力Ｆ_ｓｕｐとがアウトプット力Ｆ_ｏｕｔに統合され、アウトプットエレメント６に伝達される。このときに、アウトプットエレメント６はストロークＳ_ｏｕｔだけ移動する。アウトプットエレメント６は、マスタブレーキシリンダの図示していないピストンに機械的に連結されており、マスタブレーキシリンダは、動力伝達ユニットによって（ブレーキ）操作力で負荷可能である。動力伝達ユニット５は、インプット力Ｆ_ｉｎに対する補助力Ｆ_ｓｕｐの比が所定の比からずれると、動力伝達ユニット５の変位または変形を生ぜしめるように、構成されている。したがって、動力伝達ユニット５は、弾性的に変形可能なスプリングワッシャまたは弾性的なばね構造によって実現され得る力平衡器として構成されている。アウトプットエレメント６の側から動力伝達ユニットに力Ｆ_ＴＭＣが作用する。この力Ｆ_ＴＭＣは、マスタブレーキシリンダ内のばねのプリロード（予圧）、並びに場合によってはフィード圧力によって得られる。見やすくするために、図１には前記パラメータのうちの幾つかだけが表示されている。

特にいわゆる「ゼロドラッグキャリパ“ｚｅｒｏｄｒａｇｃａｌｉｐｅｒｎ”」を使用する場合、またはシステムによっても定められて、ブレーキ装置の分野において不都合な遊びまたはデッドストロークが生じることがある。このような遊びまたはデッドストロークを調整するために、本発明によるブレーキ倍力装置１はプリロードユニット８を有しており、該プリロードユニット８は、図１〜図３に示したブレーキ倍力装置１の非作動状態で動力伝達ユニット５を平衡力によって負荷するように、動力伝達ユニット５に作用する。

プリロードユニット８は動力発生ユニット９を有しており、該動力発生ユニット９は、動力伝達ユニット５を非作動状態において平衡力の第１の力によってアクティブに負荷する。図１〜図３に示した実施形態においては、動力発生ユニット９は、ばねエレメントによって形成されている。図１および図３の実施形態においては、ブレーキ倍力装置１の、剛性Ｃ_Ｒを有するプリロードをかけられたリターンスプリング１０が、動力発生ユニット９として用いられる。図２に示した実施形態では、図示していないマスタブレーキシリンダのプリロードをかけられたばねが、動力発生ユニット９として用いられる。択一的に、動力伝達ユニット５を非作動状態でアクティブに負荷する第１の力を、任意の別の動力発生ユニット９、例えば電動モータによって生ぜしめるようにしてもよい。

さらにプリロードユニット８はリアクションユニット１１を有しており、このリアクションユニット１１は、第１の力に対する反動力を生ぜしめる。反動力は第１の力と共に平衡力を形成する。図１〜図３に示した実施形態によれば、リアクションユニット１１は、それぞれ１つのストッパ１２′（図１）若しくは１２（図２および図３）を有しており、該ストッパ１２′若しくは１２に動力伝達ユニット５が直接的にまたは間接的に支持されていて、該ストッパ１２′若しくは１２によって第１のアクティブな力に対する反動力を生ぜしめる。

リアクションユニット１１を有する図示の実施形態の代わりに、平衡力の２つの力をアクティブに生ぜしめることもできる。したがって、例えばリアクションユニット１１を電動モータに置き換え、この電動モータによって、動力伝達ユニット５を第１の力に対する対抗力でアクティブに負荷することも考えられる。

図４の上部には、ブレーキ装置およびひいてはブレーキ倍力装置１の非作動状態を示す。この場合、動力発生ユニット９として用いられる、ブレーキ倍力装置１のリターンスプリング１０は、スプリングワッシャ４０として構成された動力伝達ユニット５を介してインプットエレメント２に支えられている。この場合、インプットエレメント２は２分割されていて、運転者によって操作可能な、インプット力Ｆ_ｉｎを生ぜしめるための第１の部分エレメント４１と、この第１の部分エレメント４１とは別個の、インプット力Ｆ_ｉｎをスプリングワッシャ４０に伝達するための第２の部分エレメント４２とを有している。第２の部分エレメント４２は、スプリングワッシャ４０とは反対側で以て、ストッパ１２に支えられており、該ストッパ１２は、この実施形態ではリアクションユニット１１の一部として用いられる。これによって、スプリングワッシャ４０は、一方では前記プリロードをかけられたリターンスプリング１０を介してアクティブに第１の力で負荷される。この第１の力は、第２の部分エレメント４２およびストッパ１２を介して、逆方向に作用する反動力（同様にスプリングワッシャ４０に作用する）をもたらす。スプリングワッシャ４０は、このような形式で非作動状態において平衡力によって負荷され、それによってスプリングワッシャ４０は図示のように変形される。

Claims

ブレーキ倍力装置（１）であって、
運転者によって操作可能なインプットエレメント（２）と、
補助力（Ｆ_ｓｕｐ）を生ぜしめるためのアクチュエータと、
前記インプットエレメント（２）および／または前記アクチュエータによってインプット力（Ｆ_ｉｎ）若しくは前記補助力（Ｆ_ｓｕｐ）で負荷可能であり、かつマスタブレーキシリンダのピストンを操作力で負荷することができるアウトプットエレメント（６）と、
一方では前記インプットエレメント（２）と前記アクチュエータとの間、他方では前記インプットエレメント（２）と前記アウトプットエレメント（６）との間に配置され、かつ前記インプット力（Ｆ_ｉｎ）および／または前記補助力（Ｆ_ｓｕｐ）を前記アウトプットエレメント（６）に伝達する、弾性特性を有する動力伝達ユニット（５）と、
前記ブレーキ倍力装置（１）の非作動状態において前記動力伝達ユニット（５）を平衡力で負荷するように、該動力伝達ユニット（５）に作用するプリロードユニット（８）と、
を有しており、
前記プリロードユニット（８）が、前記動力伝達ユニット（５）を非作動状態においてアクティブに前記平衡力の第１の力によって負荷する動力発生ユニット（９）を有しており
前記プリロードユニット（８）が、前記第１の力に対する反動力を生ぜしめるリアクションユニット（１１）を有しており、前記反動力が、前記第１の力と協働して前記平衡力を形成し、
前記リアクションユニット（１１）がストッパ（１２，１２′）を有しており、該ストッパ（１２，１２′）において前記動力伝達ユニット（５）が支持されており
前記インプットエレメント（２）が、インプット力（Ｆ _ｉｎ）を生ぜしめるための、運転者によって操作可能な第１の部分エレメント（４１）と、該第１の部分エレメント（４１）から分離された、前記インプット力（Ｆ _ｉｎ）を前記動力伝達ユニット（５）に伝達するための第２の部分エレメント（４２）とを有しており、前記ストッパ（１２）は、前記ブレーキ倍力装置（１）の非作動位置において前記インプットエレメント（２）の前記第２の部分エレメント（４２）が前記動力伝達ユニット（５）とは反対側で以て前記ストッパ（１２）に支えられるように、配置されていることを特徴とするブレーキ倍力装置。
前記アクチュエータが、空気圧式または液圧式または電気液圧式または電気機械式または電熱型のアクチュエータとして構成されている、請求項１記載のブレーキ倍力装置。
前記動力伝達ユニット（５）は、インプット力（Ｆ_ｉｎ）に対する補助力（Ｆ_ｓｕｐ）の比が所定の比からずれると、動力伝達ユニット（５）の変位を生ぜしめるように、構成されている、請求項１または２記載のブレーキ倍力装置。
前記動力伝達ユニット（５）は、弾性的に変形可能なスプリングワッシャ（４０）または弾性的なばね構造体として構成されている、請求項３記載のブレーキ倍力装置。
前記動力発生ユニット（９）が、前記ブレーキ倍力装置（１）の非作動状態においてプリロードをかけられたばねエレメントとして構成されており、該ばねエレメントは一方側が前記動力伝達ユニット（５）に支えられている、請求項１記載のブレーキ倍力装置。
前記ブレーキ倍力装置（１）のリターンスプリング（１０）がばねエレメントとして用いられる、請求項５記載のブレーキ倍力装置。
前記マスタブレーキシリンダのばねがばねエレメントとして用いられる、請求項５記載のブレーキ倍力装置。
前記インプットエレメント（２）がパイプ内に可動に配置されており、該パイプは、ブレーキ倍力装置（１）の非作動状態において前記動力伝達ユニット（５）に当接していて、該動力伝達ユニット（５）とは反対側において前記ストッパ（１２）に支えられている、請求項１記載のブレーキ倍力装置。
前記インプットエレメント（２）と前記動力伝達ユニット（５）との間、または前記インプットエレメント（２）の前記第１の部分エレメント（４１）と前記第２の部分エレメント（４２）との間にエアギャップ（４３）が設けられている、請求項１から８までのいずれか１項記載のブレーキ倍力装置。
前記エアギャップ（４３）が非作動状態において、制動過程の開始時における所望のエアギャップよりも小さいかまたは大きい、請求項９記載のブレーキ倍力装置。
請求項１から１０までのいずれか１項記載のブレーキ倍力装置（１）を駆動するための方法において、予想される制動要求の前の地点においてまたは制動要求の検知直後に、インプットエレメント（２）の操作の検知前または直後の時間範囲内において、補助力（Ｆ_ｓｕｐ）をアクチュエータによって生ぜしめることを特徴とする、ブレーキ倍力装置を駆動するための方法。