JP3662042B2 - 街路走行車両に用いられるハイドロリック式のブレーキ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、街路走行車両、特に乗用車に用いられるハイドロリック式のブレーキ装置であって、ブレーキペダルへの作用によって動力操作される常用ブレーキと、フィジカル操作される補助ブレーキとが行なわれるようになっており、ブレーキペダルによって操作可能な、２つの圧力室と、ばねに抗して運動可能な中間ピストンとを有するマスタブレーキシリンダが設けられており、該マスタブレーキシリンダが圧力媒体のためのリザーバタンクを備えており、該リザーバタンクから少なくとも１つのホイールブレーキシリンダに通じた、ブレーキ回路の第１の導管が設けられており、該第１の導管にサーボ圧力源が接続されており、ブレーキ回路の少なくとも１つのホイールブレーキシリンダを前記リザーバタンクに接続する第２の導管が設けられており、少なくとも１つのホイールブレーキシリンダ内の調圧のための弁装置が設けられており、該弁装置が、前記第１の導管に設けられた流入弁と、前記第２の導管に設けられた流出弁とから成っており、マスタブレーキシリンダに設けられた、ペダル側の第１の圧力室から出発してブレーキ回路に接続された第３の導管が設けられており、該第３の導管に、無電流状態で通流位置を取る電磁操作される第１の遮断弁が配置されている形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような形式のブレーキ装置は既にドイツ連邦共和国特許出願公開第４０２９７９３号明細書に基づき公知である。この公知のブレーキ装置では、制動開始時にブレーキ回路に設けられた第１の遮断弁が通流位置に留まるので、ブレーキペダルの操作によってマスタブレーキシリンダの圧力室から圧力媒体が押し退けられて、ホイールブレーキシリンダ内にブレーキ圧が形成される。この場合に、ブレーキペダルは変位を実施し、この変位は主としてホイールブレーキ内の空気遊びと、ホイールブレーキおよびブレーキ導管の弾性率とによって規定されている。しかし、一般に望ましいとされるプログレッシブなペダル特性線、つまりペダル変位の開始時では小さく、かつ変位増大と共にプログレッシブに増大するペダル反力は、公知のブレーキ装置の場合には、規定の圧力閾値を越えた後に第１の遮断弁が遮断位置に切り換えられかつ、常用ブレーキの動力操作が有効にされることに基づき不連続的となる。その場合、ブレーキペダルは運転者による負荷が増大すると、もはや著しい変位を実施しなくなる。しかし、常用ブレーキの操作時でも補助ブレーキの操作時でもほぼ等しいペダル特性線が生ぜしめられることが望ましい。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、冒頭で述べた形式のブレーキ装置を改良して、前記欠点が回避されて、常用ブレーキ操作時でも補助ブレーキ操作時でもほぼ等しいペダル特性線が得られるようなブレーキ装置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明の構成では、前記中間ピストンと協働するばねが、ペダル特性線を規定する変位シミュレータ用のばねとして形成されており、前記第３の導管が、前記弁装置に設けられた、無電流状態で通流位置を取る流出弁と、圧力媒体のためのリザーバタンクとの間で前記第２の導管に接続されており、該第２の導管に、前記第３の導管の接続部と、前記リザーバタンクとの間で、無電流状態で遮断位置を取る、電磁操作される第２の遮断弁が設けられており、ブレーキ回路の前記第２の導管に、前記第１の遮断弁と、前記第２の遮断弁との間で、マスタブレーキシリンダの、ペダルとは反対の側の第２の圧力室から出発する第４の導管が接続されており、常用ブレーキの有効時に前記第１の遮断弁が、電磁操作された遮断位置を取り、前記第２の遮断弁が、電磁操作された通流位置を取るようになっており、補助ブレーキの有効時に前記両遮断弁が、無電流状態の位置に留まっているようにした。
【０００５】
【発明の効果】
本発明によるブレーキ装置は従来のものに比べて次のような利点を持っている。すなわち、前記ばねが、動力操作される常用ブレーキとしてのブレーキ装置の作業モードにおいてペダル特性線を生ぜしめ、しかも全作用領域にわたって連続的なペダル変位と、力飛躍なしのばね力経過とが得られる。この場合に圧力媒体がマスタブレーキシリンダの第２の圧力室から圧力媒体用のリザーバタンク内に押し退けられる間、第１の圧力室は第１の遮断弁によってブレーキ回路とは隔離されたままとなるので、ペダル変位の、許容し得ない程大きな延長は回避されている。ブレーキが緩められると、ばねによって吸収されたエネルギは完全にブレーキペダルに放出される。
【０００６】
それに対して常用ブレーキの故障に基づき補助ブレーキが働くと、マスタブレーキシリンダの両圧力室は第３の導管と第４の導管とによって連通され、中間ピストンは圧力補償されている。つまりブレーキペダルの操作時に、中間ピストンはその出発位置を維持し、圧力媒体はペダル側の圧力室から押し退けられる。ペダル特性線はこの場合、前記ばねによって影響を与えられないので、ペダル変位の望ましくない延長は行なわれない。したがって、提供されたペダル変位は完全に、ペダル側の圧力室から圧力媒体を押し退けるために利用することができる。このことは、マスタブレーキシリンダの直径を小さく保持し、ひいては減じられた操作力に基づき、場合によっては存在する真空ブレーキ力倍力装置の直径を小さくするか、またはこのような真空ブレーキ装置を完全に不要にすることを可能にするので有利である。
【０００７】
請求項２以下に記載の構成に基づき、請求項１に記載のブレーキ装置の有利な改良が可能となる。
【０００８】
請求項２に記載のばねの構成を用いると、簡単かつ廉価に所定のペダル特性線を得ることができる。このペダル特性線にはエラストマの特性ならびに気泡の割合および大きさに対する影響行使によって大きな影響を与えることができる。
【０００９】
請求項３に記載の改良形では、前記ばねのために規定されたマスタブレーキシリンダの組込みスペースが完全に利用されることによりすぐれている。
【００１０】
ばねのための特に適当な材料は請求項４に記載されている。
【００１１】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【００１２】
図１で符号１０で示したハイドロリック式のブレーキ装置は街路走行車両、特に乗用車に用いられる動力式の常用ブレーキとしても、フィジカル操作式の補助ブレーキ、つまり運転者の手足等の力のみにより操作される補助ブレーキとしても使用される。図面には、このブレーキ装置１０の１つのブレーキ回路１１だけが示されている。ブレーキ装置１０の主要構成部分はペダル操作式のマスタブレーキシリンダ１２と、ブレーキ回路１１のホイールブレーキシリンダ１３，１４と、サーボ圧力源１５と、ホイールブレーキシリンダ１３，１４における調圧のための弁装置１６，１７と、常用ブレーキとしてのブレーキ装置の機能モードまたは補助ブレーキとしてのブレーキ装置の機能モードを切り換えるための弁装置１８と、電子制御装置１９とから成っている。
【００１３】
ブレーキ装置１０は第１の導管２１を有している。この第１の導管２１はマスタブレーキシリンダ１２の圧力媒体用のリザーバタンク２２から出発して、２つの分岐導管２１．１，２１．２に分岐されている。この分岐導管２１．１，２１．２はホイールブレーキシリンダ１３，１４に通じている。このホイールブレーキシリンダ１３，１４からは、第２の導管２３の分岐導管２３．１，２３．２が出発している。この第２の導管２３は同じく圧力媒体のためのリザーバタンク２２に接続されている。マスタブレーキシリンダ１２の第１の圧力室２５と、第２の導管２３との間には、第３の導管２４が延びている。さらに第４の導管２６が設けられていて、この第４の導管２６はマスタブレーキシリンダ１２の第３の圧力室２７と、第２の導管２３との間に延びている。
【００１４】
第１の導管２１には、サーボ圧力源１５の高圧ポンプ３０が設けられている。この高圧ポンプ３０を用いて、マスタブレーキシリンダ１２のリザーバタンク２２から圧力媒体が吸込可能であり、この圧力媒体はポンプの流出側で第１の導管２１に接続された圧力アキュムレータ３１において高い圧力レベルで吐出可能である。
【００１５】
圧力アキュムレータ３１内の圧力を監視するためには、第１の導管２１に圧力センサ３２が接続されている。高圧ポンプ３０と圧力アキュムレータ３１との流出側では、第１の導管２１に保持弁３３が設けられており、この保持弁３３は、ばね操作された遮断位置と、電磁切換可能な通流位置とを有する２ポート２位置弁として形成されている。
【００１６】
弁装置１６は、第１の導管２１の分岐導管２１．１に配置された流入弁３６と、第２の導管２３の分岐導管２３．１に配置された流出弁３７とから成っている。流入弁３６と流出弁３７とは、２つの接続開口を備えた絞り方向切換弁として形成されている。流入弁３６はその一方の外側の終端位置でばね操作された遮断位置を取り、その他方の外側の終端位置で電磁切換可能な通流位置を取る。流出弁３７は外側の終端位置としてばね操作された通流位置と、電磁切換可能な遮断位置とを有している。ホイールブレーキシリンダ１４に対応する弁装置１７は、同じ弁構造を有している。さらにホイールブレーキ側では、ホイールブレーキシリンダ１３；１４内の圧力を監視するために各１つの圧力センサ３８，３９が設けられている。
【００１７】
ブレーキ回路１１に設けられたホイールブレーキシリンダ１３，１４は街路走行車両の前車軸に設けられたホイールブレーキ（図示しない）に対応している。車両の後車軸のホイールブレーキを有する第２のブレーキ回路は図１には図示されていない。この第２のブレーキ回路は一方ではサーボ圧力源１５に接続されていて、他方ではマスタブレーキシリンダ１２の圧力媒体のためのリザーバタンク２２に接続されており、さらに後車軸のホイールブレーキにおける調圧のための弁装置を有している。
【００１８】
ブレーキ装置の第３の導管２４には、第１の遮断弁４１が設けられている。この遮断弁４１はばね操作された通流位置と、電磁操作された遮断位置とを有する２ポート２位置弁の構造を有している。この第１の遮断弁４１はバイパス導管４２と、このバイパス導管４２内に配置された逆止弁４３とによってバイパスされている。この逆止弁４３はホイールブレーキシリンダ１３，１４からマスタブレーキシリンダ１２の方向に通流可能である。第３の導管２４には、さらにマスタブレーキシリンダ側で、マスタブレーキシリンダ１２の第１の圧力室２５内に形成される圧力を検出するための圧力センサ４４が接続されている。
【００１９】
第２の導管２３には、圧力媒体のためのリザーバタンク２２と、第２の導管２３に対する第３の導管２４の接続部との間で第２の遮断弁４６が設けられている。この第２の遮断弁４６は第１の遮断弁４１と同様に２ポート２位置弁として形成されているが、しかしばね操作された遮断位置と、電磁操作された通流位置とを有している。マスタブレーキシリンダ１２の第２の圧力室２７から延びる第４の導管２６は、第１の遮断弁４１と第２の遮断弁４６との間で第２の導管２３に接続されている。
【００２０】
マスタブレーキシリンダ１２はブレーキペダル４８によって操作可能である。このブレーキペダル４８は操作ロッド４９を介してピストン５０に作用する。このピストン５０は第１の圧力室２５をペダル側で仕切っている。ブレーキペダル４８の操作により、ブレーキライトスイッチ５１の回路が閉鎖可能であり、操作ロッド４９の運動は変位センサ５２によって検出可能である。図２に拡大して示したマスタブレーキシリンダ１２のハウジング５３の縦断面図から判かるように、ピストン５０によって閉鎖されたシリンダ孔５４には、両圧力室２５，２７を隔離する中間ピストン５５が設けられている。この中間ピストン５５は公知の形式でピストン５０と長手方向移動可能に連結されている。この場合、第１の圧力室２５に収容されて固定された圧縮ばね５６は、ブレーキペダル４８が操作されていない状態で両ピストン５０，５５を互いに所定の間隔に保持している。
【００２１】
中間ピストン５５はその長手方向延びのほぼ真ん中でつば５９を備えている。このつば５９は半径方向でほぼシリンダ孔５４の直径増大部６０の内周面にまで延びている。この直径増大部６０は第２の圧力室２７に対して孔段部６１によって制限されている。中間ピストン５５と、そのつば５９、ならびにシリンダ孔５４の直径増大部６０と孔段部６１とは１つの環状室６２を取り囲んでいる。この環状室６２内には、ばね６３が収容されている。このばね６３は真直な中空円形シリンダの形を有していて、環状室６２を完全に埋めている。ばね６３は中間ピストン５５を同軸的に取り囲んでいて、一方ではこの中間ピストン５５に、他方ではマスタブレーキシリンダのハウジング５３にそれぞれ支持されている。ばね６３はエラストマ、たとえばポリウレタンから成っていて、独立気泡性のガス充填された気泡、有利には微小気泡を備えて形成されている。ばね６３は常用ブレーキとしてのブレーキ装置１０の機能モードにおいてペダル特性線を規定する。また、中間ピストン５５はさらにシール部材６４によって第２の圧力室２７に対してシールされている。
【００２２】
高圧ポンプ３０と、保持弁３３と、流入弁３６と、流出弁３７と、第１の遮断弁４１と、第２の遮断弁４６と、圧力センサ３２，３８，３９，４４と、変位センサ５２と、ブレーキライトスイッチ５１とは、それぞれ電子制御装置１９に電気的に接続されている。この電子制御装置１９はスイッチおよびセンサの信号を評価して、規定の制御アルゴリズムに応じてポンプおよび弁を切り換えるか、もしくは制御する。
【００２３】
ハイドロリック式のブレーキ装置１０は次のような作用形式を有している。
【００２４】
常用ブレーキが機能している場合では、圧力アキュムレータ３１が負荷されていて、サーボ圧力源１５の弁および弁装置１６，１７，１８は図示の位置を取っている。ブレーキペダル４８が操作されることにより、ブレーキライトスイッチ５１の回路が閉じられるので、電子制御装置１９はブレーキ意志を認識する。電子制御装置１９は第１の遮断弁４１を遮断位置に切り換えて、第２の遮断弁４６を通流位置に切り換える。さらに、電子制御装置１９は弁装置１６，１７の流出弁３７を遮断位置に切り換える。ブレーキペダル４８の踏込みは変位センサ５２によって監視される。操作ロッド４９はピストン５０の移動を生ぜしめる。このピストン５０の移動は閉じられた遮断弁４１と、遮断機能を有する逆止弁４３とに基づき、圧力室２５内の油柱によって中間ピストン５５に伝達される。この中間ピストン５５は圧力媒体を第２の圧力室２７から、開いた第２の遮断弁４６を通じてリザーバタンク２２に押し退ける。それと同時に、変位シミュレータ用のばね６３は中間ピストン５５によって圧縮され、このことは第１の圧力室２５内の圧力の増大を生ぜしめる。この圧力は圧力センサ４４によって検出されて、電子制御装置１９によって保持弁３３と弁装置１６，１７の流入弁３６のための切換信号もしくは制御信号に変換される。圧力センサ４４の信号に応じて、ブレーキ回路１１のホイールブレーキシリンダ１３，１４内にブレーキ圧が形成され、このブレーキ圧は圧力センサ３８，３９によって監視される。第１の圧力室２５内の圧力が減圧されると、電子制御装置１９は圧力媒体をホイールブレーキシリンダ１３，１４から流出弁３７によって圧力媒体用のリザーバタンク２２に流出するように制御する。ブレーキ装置１０の第２のブレーキ回路（図示しない）では、ホイールブレーキが同様に操作される。
【００２５】
常用ブレーキとしてのブレーキ装置１０の前記機能モードにおいては、変位シミュレータ用のばね６３がペダル特性線を規定する。なぜならば、第１の圧力室２５内の封入された圧力媒体は非圧縮性であり、したがって圧縮ばね５６が緊縮されないからであり、しかも圧力媒体は第２の圧力室２７から著しい抵抗なしに中間ピストン５５によって押し退けられ得るからである。環状室６２内に封入されたばね６３は中間ピストン５５に対して、所定の抵抗を生ぜしめる。この抵抗は第１にエラストマ骨格物質の変形に基づき生ぜしめられ、第２に気泡内のガスの圧縮に基づき生ぜしめられる。これにより、操作距離が増大するにつれてプログレッシブに増大する操作力経過が生ぜしめられる。ブレーキペダル４８の負荷軽減時には、ばね６３に蓄えられたエネルギが残りなく放出され、このばねはその最初の容積を再び取る。第２の圧力室２７から押し退けられた圧力媒体はリザーバタンク２２から補充される。
【００２６】
常用ブレーキが故障すると、ブレーキ装置の各弁は図示の位置に留まり、補助ブレーキが働く。サーボ圧力源１５は圧力媒体をホイールブレーキシリンダ１３，１４に流入させることができない。その代わりに、ブレーキペダル４８の操作によって圧力媒体はマスタブレーキシリンダ１２の第１の圧力室２５から放出される。圧力媒体部分量が第２の導管２３から開いた第１の遮断弁４１と、弁装置１６，１７の開いた流出弁３７とを通ってホイールブレーキシリンダ１３，１４に流入し、この場所でこの圧力媒体部分量はブレーキ圧を形成する。第１の圧力室２５内に形成された圧力は第４の導管２６によって第２の圧力室２７内にも伝達される。したがって、中間ピストン５５の直径の等しい両端面に対して圧力平衡が生ぜしめられるので、この中間ピストン５５は運動を実施しない。したがって、圧力媒体が第１の圧力室２５から押し出されるだけである。補助ブレーキが働く場合、ペダル特性線は第１には圧縮ばね５６の緊縮によって規定され、第２には、ブレーキ回路１１がペダル力に対して発揮する反力によって規定される。この場合には、ペダル変位に関するプログレッシブな力増大が与えられている。
【００２７】
前記実施例では、この補助ブレーキが車両の前車軸に対応するブレーキ回路１１においてしか働かない。このことは、常用ブレーキの故障時に車両を慎重な走行でブレーキシステムの修理のための修理工場にまで移動させるためには十分となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるハイドロリック式のブレーキ装置の回路図である。
【図２】ブレーキ装置に配置されたマスタブレーキシリンダの縦断面図である。
【符号の説明】
１０ ブレーキ装置、 １１ ブレーキ回路、 １２ マスタブレーキシリンダ、 １３，１４ ホイールブレーキシリンダ、 １５ サーボ圧力源、 １６，１７，１８ 弁装置、 １９ 電子制御装置、 ２１ 第１の導管、 ２１．１，２１．２ 分岐導管、 ２２ リザーバタンク、 ２３ 第２の導管、 ２３．１，２３．２ 分岐導管、 ２４ 第３の導管、 ２５ 第１の圧力室、 ２６ 第４の導管、 ２７ 第２の圧力室、 ３０ 高圧ポンプ、 ３１ 圧力アキュムレータ、 ３２ 圧力センサ、 ３３ 保持弁、 ３６ 流入弁、 ３７ 流出弁、 ３８，３９ 圧力センサ、 ４１ 遮断弁、 ４２ バイパス導管、 ４３ 逆止弁、 ４４ 圧力センサ、 ４６ 遮断弁、 ４９ 操作ロッド、 ５０ ピストン、 ５１ ブレーキライトスイッチ、 ５２ 変位センサ、 ５３ ハウジング、 ５４ シリンダ孔、 ５５ 中間ピストン、 ５６ 圧縮ばね、 ５９ つば、 ６０ 直径増大部、 ６１ 孔段部、 ６２ 環状室、 ６３ ばね、 ６４ シール部材

Claims (4)

1. 街路走行車両に用いられるハイドロリック式のブレーキ装置（１０）であって、ブレーキペダル（４８）への作用によって動力操作される常用ブレーキと、フィジカル操作される補助ブレーキとが行なわれるようになっており、ブレーキペダル（４８）によって操作可能な、２つの圧力室（２５，２７）と、ばね（６３）に抗して運動可能な中間ピストン（５５）とを有するマスタブレーキシリンダ（１２）が設けられており、該マスタブレーキシリンダ（１２）が圧力媒体のためのリザーバタンク（２２）を備えており、
   該リザーバタンク（２２）から少なくとも１つのホイールブレーキシリンダ（１３）に通じた、ブレーキ回路（１１）の第１の導管（２１）が設けられており、該第１の導管（２１）にサーボ圧力源（１５）が接続されており、
   ブレーキ回路（１１）の少なくとも１つのホイールブレーキシリンダ（１３）を前記リザーバタンク（２２）に接続する第２の導管（２３）が設けられており、
   少なくとも１つのホイールブレーキシリンダ（１３）内の調圧のための弁装置（１６）が設けられており、該弁装置（１６）が、前記第１の導管（２１）に設けられた流入弁（３６）と、前記第２の導管（２３）に設けられた流出弁（３７）とから成っており、
   マスタブレーキシリンダ（１２）に設けられた、ペダル側の第１の圧力室（２５）から出発してブレーキ回路（１１）に接続された第３の導管（２４）が設けられており、該第３の導管（２４）に、無電流状態で通流位置を取る電磁操作される第１の遮断弁（４１）が配置されている形式のものにおいて、
   前記中間ピストン（５５）と協働するばね（６３）が、ペダル特性線を規定する変位シミュレータ用のばねとして形成されており、
   前記第３の導管（２４）が、前記弁装置（１６）に設けられた、無電流状態で通流位置を取る流出弁（３７）と、圧力媒体のためのリザーバタンク（２２）との間で前記第２の導管（２３）に接続されており、
   該第２の導管（２３）に、前記第３の導管（２４）の接続部と、前記リザーバタンク（２２）との間で、無電流状態で遮断位置を取る、電磁操作される第２の遮断弁（４６）が設けられており、
   ブレーキ回路（１１）の前記第２の導管（２３）に、前記第１の遮断弁（４１）と、前記第２の遮断弁（４６）との間で、マスタブレーキシリンダ（１２）の、ペダルとは反対の側の第２の圧力室（２７）から出発する第４の導管（２６）が接続されており、
   常用ブレーキの有効時に前記第１の遮断弁（４１）が、電磁操作された遮断位置を取り、前記第２の遮断弁（４６）が、電磁操作された通流位置を取るようになっており、
   補助ブレーキの有効時に前記両遮断弁（４１，４６）が、無電流状態の位置に留まっていることを特徴とする、街路走行車両に用いられるハイドロリック式のブレーキ装置。
2. 前記ばね（６３）が、独立気泡性のガス充填された気泡を有するエラストマから成る中空円筒体から形成されており、該中空円筒体が、前記中空ピストン（５５）を同軸的に取り囲んでいて、一方では該中空ピストン（５５）に、他方ではマスタブレーキシリンダ用のハウジング（５３）にそれぞれ支持されている、請求項１記載のブレーキ装置。
3. 前記ばね（６３）の端面が、前記中空ピストン（５５）に設けられたつば（５９）と、マスタブレーキシリンダ用のハウジング（５３）に設けられた孔段部（６１）とに支持されていて、前記中間ピストン（５５）と前記ハウジング（５３）との間の環状室（６２）を埋めている、請求項２記載のブレーキ装置。
4. 前記ばね（６３）が、ポリウレタンから成っている、請求項２記載のブレーキ装置。

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