JP2022531130A - 液圧式のブレーキシステムのための電気機械式のブレーキ圧発生器 - Google Patents

Abstract

車両の液圧式のブレーキシステム（１０）のための電気機械式のブレーキ圧発生器（１４）は、駆動側の回転運動を並進運動に変換してブレーキ圧を発生させるためのねじ伝動装置（４０）を有し、ねじ伝動装置（４０）は、電動機（３８）を介して回転可能なスピンドル（６８）と、このスピンドル（６８）のねじ山（７６）と協働しそれによって前記スピンドル（６８）の回転により軸方向に移動可能なスピンドルナット（７２）と、前記スピンドル（６８）および前記スピンドルナット（７２）を少なくとも部分的に取り囲むハウジング（６４，６４ａ）とを有しており、前記ねじ伝動装置（４０）は、前記スピンドル（６８）に相対回動不能に配置された駆動輪（８４）を有していて、前記駆動輪（８４）を介して前記スピンドル（６８）が前記電動機（３８）に接続されており、この場合、前記スピンドル（６８）および前記駆動輪（８４）が、共通の軸受（８８）を介して回転可能に、定置の前記ハウジング（６４，６４ａ）に支承されており、前記軸受（８８）が少なくとも部分的に、前記駆動輪（８４）によって半径方向で取り囲まれている。【選択図】 図３

Description

本発明は、請求項１の前提部の特徴に記載した、車両の液圧式のブレーキシステムのための電気機械式のブレーキ圧発生器、並びに請求項８の特徴に記載した、電気機械式のブレーキ圧発生器を有する車両に関する。

電気機械式のブレーキ圧発生器は、ブレーキ圧を発生させるための、特に駆動側の回転運動を並進運動に変換するための少なくとも１つのねじ伝動装置を有している。

自動車を制動させるために、大抵の場合、運転者の足の力では足りないので、自動車は一般的にブレーキ倍力装置を装備している。従来のブレーキ倍力装置は、通常は内燃機関によって生ぜしめられる負圧力で作業する。この場合、運転者の足の力に追加して増幅力をピストン／シリンダユニットのピストンロッドに加えるために、エンジン圧力と周囲圧力との間の圧力差が利用される。

自動車の将来的な駆動コンセプトのために、選択的なブレーキ圧上昇装置が必要とされる。何故ならば、通常の真空ブレーキ倍力装置を駆動するために、負圧力はもはや提供されないからである。このために、ここで挙げられた電気機械式のブレーキ圧発生器が開発されている。

この場合、ピストン／シリンダユニットに作用する操作力は電動機によって生ぜしめられる。このような形式の電気機械式のブレーキ圧発生器は、補助力を提供するためだけではなく、ブレーキバイワイヤシステムで操作力を提供するだけでも使用することができる。従って、電気機械式のブレーキ圧発生器は特に自律走行に関して有利である。

特許文献１によれば、図１に示した従来の電気機械式のブレーキ圧発生器が公知である。これとは異なり、本発明は、ブレーキペダルの操作とは無関係に制動力をもたらすことができる電気機械式のブレーキ圧発生器に関するものである。公知のブレーキ倍力装置１は、スピンドルナット２と（図示していない）電動機とを有しており、この電動機の運転によってスピンドルナット２が平歯車３を介して回転運動に変えられる。スピンドルナット２はスピンドル４と噛み合い連動し、従ってスピンドル４は、回転運動に変えられたスピンドルナット２によって、そのスピンドル軸線５に沿った並進運動に変えられる。スピンドル４がスピンドルナット２の回転に基づいてもはや一緒に回転しないようにするために、ブレーキ倍力装置１は軸受装置６を有しており、この軸受装置６にスピンドル４が堅固に結合されている。

軸受装置６はＵ字形部材６ａを有しており、このＵ字形部材６ａの縁部に２つの滑り軸受６ｂが配置されている。これらの滑り軸受６ｂは、概ねスピンドル軸線５に対して平行に延在する抗張ロッド７に沿って移動する。この軸受装置６を介して、スピンドル４は軸方向に移動可能であって、回転しないように保証されている。

国際公開第２０１７／０４５８０４号パンフレット

本発明の課題は、取り付けスペース、機能性および製造コストに関して改善された電気機械式のブレーキ圧発生器を提供することである。

この課題は、請求項１の特徴を有する、液圧式のブレーキシステムのための電気機械式のブレーキ圧発生器によって解決される。それぞれの引用された従属請求項は、本発明の好適な実施態様を示す。

本発明は、自動車の液圧式のブレーキシステムのための電気機械式のブレーキ圧発生器を提供する。電気機械式のブレーキ圧発生器は、ブレーキ圧を発生させるための、駆動側の回転運動を並進運動に変換するための少なくとも１つのねじ伝動装置を有している。この場合、ねじ伝動装置は、電動機を介して回転可能であるスピンドルと、スピンドルのねじ山と連動することによりスピンドルの回転に伴って軸方向で移動可能であるスピンドルナットと、スピンドルおよびスピンドルナットを少なくとも部分的に取り囲むハウジングとを有している。

さらに、ねじ伝動装置は駆動輪を有しており、この駆動輪はスピンドルに相対回動不能に配置されていて、この駆動輪を介してスピンドルが電動機と接続されており、この場合、スピンドルおよび駆動輪は共通の軸受を介して定置のハウジングに回転可能に支承されている。

スピンドルナットがスピンドルと直接的に接触する純粋なスピンドル駆動装置も、またボールねじ伝動装置も、ねじ伝動装置と解釈される。ボールねじ伝動装置は、スピンドルとスピンドルナットとの間に挿入された複数のボールを有するねじ伝動装置である。両部分は、それぞれ１つのねじ状の溝を有しており、これらの溝は一緒に、複数のボールで満たされたつる巻線状の管を形成する。つる巻線に対して直交する方向のねじ内の形状締結式の結合は、純粋なスピンドル伝動装置におけるようにねじ溝とキーとの間で行われるのではなく、ボールを介して行われる。

この場合、駆動輪は電動機と直接噛み合う。同様に、電動機は、駆動輪と直接噛み合う、前置された伝動装置に直接接続されていてよい。

本発明によれば、スピンドルと駆動輪とは共通の軸受を介してハウジングに支承されている。このような配置は可能である。なぜならば、駆動輪がスピンドルに相対回動不能に結合されているからである。好適な形式で、駆動輪は追加的に軸方向でスピンドルに固定されている。従って、このような配置によって、スピンドルまたは駆動輪のためにその他の軸受を設ける必要がない。これにより、追加的な軸受のための取り付けスペース、重量およびコストは、削減され得る。追加的に、駆動輪およびスピンドルの軸受の機能は、１つの軸受によって満たされる。これによって、このような電気機械式のブレーキ発生器は、より小型でかつより経済的に製造可能である。

しかも軸受は、少なくとも部分的に駆動輪によって半径方向で取り囲まれている。言い換えれば、軸受は少なくとも部分的に駆動輪の範囲内に配置されているので、軸受および駆動輪は、スピンドルの同じ軸方向範囲をカバーする。好適な形式で、軸受は完全に駆動輪によって半径方向で取り囲まれている。このような軸受の配置によって、駆動輪および軸受の必要な取り付けスペースは削減され、従ってこのような電気機械式のブレーキ圧発生器はより小型に構成され得る。

本発明の別の好適な実施例では、軸受が転がり軸受として構成されている。このような軸受は、多様性を得ることができるので、例えば大きさおよび負荷能力に関連して最適な軸受を選択することができる。

好適な形式で、軸受はスピンドルとハウジングとの間に配置されている。言い換えれば、スピンドルは軸受を介して直接ハウジングに支承されている。従って軸受は、スピンドルおよびハウジングに直接に当接しているので、軸受を介してスピンドルをハウジングで支承することが保証される。スピンドルとは異なり、駆動輪は間接的に支承されている。つまり、駆動輪は接続部を介してスピンドルにやはり支承されている、ということである。これによって、スピンドルの良好な支承が可能である。さらに、小型の軸受を取り付けることができるので、取り付けスペースおよび重量が削減される。

選択的な構成では、軸受は駆動輪とハウジングとの間に配置されている。これにより、駆動輪は軸受を介して直接ハウジングに支承されている。ハウジングもまた駆動輪も２つとも軸受に直接に当接しているので、軸受を介して駆動輪をハウジングで支承することが保証される。これに対して、スピンドルは間接的にのみ支承されている。つまり、スピンドルは接続部を介して駆動輪にやはり支承されている。これによって、駆動輪の直接的な支承が可能である。

好適な形式で、軸受は、駆動輪の、スピンドルとは反対側の端面側に配置されている。スピンドルとは反対側の端面側とは、スピンドルが延在する方向とは逆向きの側と解釈される。これにより、軸受は、電気機械式のブレーキ圧発生器の取り付け時に駆動輪の後にスピンドルに取り付けられなければならない。ハウジングを軸受で支承するために、通常は、駆動輪を把持する追加的なハウジング部分を設ける必要がある。このハウジング部分に、ブレーキ圧発生器のその他の装置を固定することができる。

別の好適な実施例では、軸受が、駆動輪の、スピンドルに対面する端面側に配置されている。この場合、スピンドルに対面する端面側は、駆動輪の、スピンドルの延在する方向に向いた、駆動輪の側である。これによって、軸受は、電気機械式のブレーキ圧発生器の取り付け時に駆動輪の前にスピンドルに取り付けられなければならない。このことは、取り付けまたは構造に関連して利点を有している。追加的に、軸受をスピンドルとは反対側の端面側に配置するのとは異なり、駆動輪を把持するハウジング部分は必要ないので、このような電気機械式のブレーキ圧発生器は、より小型に構成することができる。

軸受および駆動輪は、好適な形式でスピンドル端部に配置されている。言い換えれば、スピンドルは、軸受および駆動輪の配置を越えて大きく突き出していないので、そのために追加的な取り付けスペースを設ける必要はない。さらに、軸受および駆動輪は、スピンドル端部からより簡単に取り付けることができる。

本発明は、液圧式のブレーキシステムのための電気機械式のブレーキ圧発生器を備えた車両を提供する。このような車両によって、電気機械式のブレーキ圧発生器で挙げられた利点が得られる。好適な実施例では、この車両は、自動化された車両または完全に自律的な車両である。

従来技術により公知の電気機械式のブレーキ倍力装置を示す図である。 電気機械式のブレーキ圧発生器を備えた車両のための液圧式のブレーキシステムの概略図である。 電気機械式のブレーキ圧発生器のためのねじ伝動装置の第１実施例の縦断面図である。 電気機械式のブレーキ圧発生器のためのねじ伝動装置の第２実施例の縦断面図である。 電気機械式のブレーキ圧発生器のためのねじ伝動装置の第３実施例の縦断面図である。

本発明の実施例を図面に示し、以下に詳しく説明する。

図２には、電気機械式のブレーキ圧発生器１４を有する車両のための液圧式のブレーキシステム１０の概略図が示されている。液圧式のブレーキシステム１０は電気機械式のブレーキ圧発生器１４を有している。ブレーキ圧発生器１４はピストン／シリンダユニット１８を有しており、このピストン／シリンダユニット１８にブレーキ液リザーバタンク２２を介してブレーキ液が供給される。

ピストン／シリンダユニット１８は、運転者によって操作されるブレーキペダル２６を介して制御され、生ぜしめられたブレーキペダルストロークがペダルストロークセンサ３０によって測定され、コントロールユニット３４に転送される。図２には原則的にブレーキ倍力装置が示されているが、ここで本質的なことは、ブレーキペダルストロークがペダルストロークセンサ３０を介して測定されるということである。ブレーキ圧発生はブレーキペダルストロークなしでも可能であるので、車両は自律走行状態でも制動可能である。

コントロールユニット３４は、測定されたブレーキペダルストロークに基づいて、ブレーキ圧発生器１４の電動機３８のための制御信号を生成する。ブレーキ圧発生器１４の伝動装置（図示せず）に接続された電動機３８は、制御信号に応じてブレーキペダル２６によって与えられた制動力を増大する。このために、ブレーキペダル２６の操作に応じて、ブレーキ圧発生器１４内に配置されたねじ伝動装置４０が電動機３８によって制御され、それによって電動機３８の回転運動が並進運動に変換される。

ブレーキペダル２６の操作によって、ブレーキ圧発生器１４を用いて、ピストン／シリンダユニット１８内に存在するブレーキ液に圧力がかけられる。このブレーキ圧は、ブレーキパイプ４２を介してブレーキ液圧装置４６に転送される。ここではボックスとしてのみ示されたブレーキ液圧装置４６は、例えばエレクトロニック・スタビリティ・プログラム（ＥＳＰ）を形成するための様々な弁および様々な構成要素によって形成される。ブレーキ液圧装置４６は追加的に少なくとも１つのホイールブレーキ装置５０に接続されているので、弁を相応に切換えることによってホイールブレーキ装置５０に制動力を作用させることができる。

図３は、電気機械式のブレーキ圧発生器１４のためのねじ伝動装置４０の第１実施例の縦断面図を示す。ねじ伝動装置４０は、スピンドル６８の一部を取り囲むハウジング６４を有している。ねじ伝動装置４０はこの実施例では金属より成形されている。追加的に、ねじ伝動装置４０はスピンドルナット７２を有しており、このスピンドルナット７２は、スピンドル６８の一部を取り囲んでいて、スピンドル６８のねじ山７６に噛み合う。

スピンドル端部８０に、駆動輪８４がスピンドル６８と相対回動不能に結合されており、従ってスピンドル６８は、図２に示された電動機３８を介して駆動可能である。スピンドル６８は、電動機３８によって回転運動せしめられ、それによってねじ山７６と協働してスピンドルナット７２が軸方向に移動せしめられる。

ねじ伝動装置４０は追加的に軸受８８を有しており、この軸受８８は転がり軸受として構成されている。軸受８８を介して、スピンドル６８および駆動輪８４がハウジング６４に支承されている。転がり軸受は、ハウジング６４とスピンドル６８との間でスピンドル端部８０に配置されている。特に、駆動輪８４は、スピンドル６８に対面する端面側で切欠９２を形成しているので、軸受８８は駆動輪８４の切欠９２内に位置決めされている。これによって、軸受８８は半径方向で駆動輪８４によって取り囲まれていて、駆動輪８４の、スピンドル６８に対面する端面側に配置されている。

電気機械式のブレーキ圧発生器１４のためのねじ伝動装置４０の第２実施例は図４に示されている。この実施例は、図３に示された第１実施例に対して、軸受８８が、駆動輪８４の、スピンドル６８とは反対側の端面側に配置されている点で、異なっている。従って、駆動輪８４内の切欠９２はこの端面側に構成されている。この実施例では、追加的なハウジング部分６４ａが構成されており、このハウジング部分６４ａは、駆動輪８４を把持していて、それによってスピンドル６８は軸受８８を介してハウジング６４に支承されている。

図５には、電気機械式のブレーキ圧発生器１４のためのねじ伝動装置４０の第３実施例の縦断面図が示されている。この実施例は、図３に示された第１実施例と同様に構成されている。しかしながら、第１実施例とは異なり、軸受８８はスピンドル６８とハウジング６４との間に配置されているのではなく、ハウジング６４と駆動輪８４との間に配置されているので、スピンドル６８は駆動輪８４を介して支承されている。

図５に示した実施例では、軸受８８は、駆動輪８４の、スピンドル６８に対面する端面側に配置されている。同様に、軸受８８が、駆動輪８４の、スピンドル６８とは反対側の端面側に配置されていることも可能である。

１ ブレーキ倍力装置
２ スピンドルナット
４ スピンドル
５ スピンドル軸線
６ 軸受装置
６ａ Ｕ字形部材
６ｂ 滑り軸受
１０ ブレーキシステム
１４ ブレーキ圧発生器
１８ ピストン／シリンダユニット
２２ ブレーキ液リザーバタンク
２６ ブレーキペダル
３０ ペダルストロークセンサ
３４ コントロールユニット
３８ 電動機
４０ ねじ伝動装置
４２ ブレーキパイプ
４６ ブレーキ液圧装置
５０ ホイールブレーキ装置
６４ ハウジング
６４ａ ハウジング部分
６８ スピンドル
７２ スピンドルナット
７６ ねじ山
８０ スピンドル端部
８４ 駆動輪
８８ 軸受

Claims (8)

1. 車両の液圧式のブレーキシステム（１０）のための電気機械式のブレーキ圧発生器（１４）であって、駆動側の回転運動を並進運動に変換するための少なくとも１つのねじ伝動装置（４０）と、前記ねじ伝動装置（４０）によって操作可能な、ブレーキ圧を発生させるピストン／シリンダユニット（１８）とを有しており、
   前記ねじ伝動装置（４０）が、
   －電動機（３８）を介して回転可能なスピンドル（６８）と、
   －前記スピンドル（６８）のねじ山（７６）と協働し、それによって前記スピンドル（６８）の回転に伴って軸方向に移動可能であるスピンドルナット（７２）と、
   －前記スピンドル（６８）および前記スピンドルナット（７２）を少なくとも部分的に取り囲むハウジング（６４，６４ａ）と、
   －前記スピンドル（６８）に相対回動不能に配置された駆動輪（８４）と、
   を有しており、前記駆動輪（８４）を介して前記スピンドル（６８）が前記電動機（３８）に接続されている形式のものにおいて、
   前記スピンドル（６８）および前記駆動輪（８４）が、共通の軸受（８８）を介して回転可能に、定置の前記ハウジング（６４，６４ａ）に支承されており、前記軸受（８８）が少なくとも部分的に、前記駆動輪（８４）によって半径方向で取り囲まれていることを特徴とする、液圧式のブレーキシステムのための電気機械式のブレーキ圧発生器。
2. 前記軸受（８８）が転がり軸受として構成されていることを特徴とする、請求項１記載の電気機械式のブレーキ圧発生器（１４）。
3. 前記軸受（８８）が、スピンドル（６８）とハウジング（６４，６４ａ）との間に配置されていることを特徴とする、請求項１または２記載の電気機械式のブレーキ圧発生器（１４）。
4. 前記軸受（８８）が、駆動輪（８４）とハウジング（６４，６４ａ）との間に配置されていることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載の電気機械式のブレーキ圧発生器（１４）。
5. 前記軸受（８８）が、前記駆動輪（８４）の、前記スピンドル（６８）とは反対側の端面側に配置されていることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載の電気機械式のブレーキ圧発生器（１４）。
6. 前記軸受（８８）が、前記駆動輪（８４）の、前記スピンドル（６８）に対面する端面側に配置されていることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載の電気機械式のブレーキ圧発生器（１４）。
7. 前記軸受（８８）および前記駆動輪（８４）が、スピンドル端部（８０）に配置されていることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項記載の電気機械式のブレーキ圧発生器（１４）。
8. 請求項１から７までのいずれか１項記載の、液圧式のブレーキシステム（１０）のための電気機械式のブレーキ圧発生器（１４）を備える車両。

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