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JP2008524070A - 自動車用の油圧ブレーキ装置を運転するための方法 - Google Patents

自動車用の油圧ブレーキ装置を運転するための方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、フットブレーキシステムが、少なくとも1つの外部制御可能な油圧源を有する2つのブレーキ回路(I,II)を接続させたペダル操作可能な油圧供給装置(10)を備え、それぞれ1つのブレーキ回路に、入口及び出口弁(13,14)を備えている油圧操作可能なフロントアクスル車輪ブレーキ(2)と、入口及び出口弁(17,18)を備えている油圧操作可能なリヤアクスル車輪ブレーキ(3)が付設されており、パーキングブレーキ装置が、リヤアクスル車輪ブレーキ(3)のブレーキピストン(6)をロックするための手段(30)を備え、パーキングブレーキ装置の起動又は停止をするために、ブレーキピストンが、油圧源(4,40)によって使用可能な油圧の作用を受ける、フットブレーキシステムとパーキングブレーキ装置から成る、自動車用の油圧ブレーキ装置を運転するための方法に関する。パーキングブレーキ装置の停止をする際に外部制御可能な油圧源(4,40)の運転時間を短縮するために、本発明によれば、油圧が、パーキングブレーキの停止を行なった後少なくとも部分的にフロントアクスル車輪ブレーキ(2)を操作するために使用される。

Description

本発明は、フットブレーキシステムが、少なくとも1つの外部制御可能な油圧源を有する2つのブレーキ回路を接続させたペダル操作可能な油圧供給装置を備え、それぞれ1つのブレーキ回路に、入口及び出口弁を備えている油圧操作可能なフロントアクスル車輪ブレーキと、入口及び出口弁を備えている油圧操作可能なリヤアクスル車輪ブレーキが付設されており、パーキングブレーキ装置が、リヤアクスル車輪ブレーキのブレーキピストンをロックするための手段を備え、パーキングブレーキ装置の起動又は停止をするために、ブレーキピストンが、油圧源によって使用可能な油圧の作用を受ける、フットブレーキシステムとパーキングブレーキ装置から成る、自動車用の油圧ブレーキ装置を運転するための方法に関する。
特許文献1からフットブレーキ装置が少なくとも2つの車軸から、パーキングブレーキ装置も作動する第1の軸にブレーキ圧もしくはブレーキ張力を連続的に移行させる方法が公知である。この方法は、フットブレーキからパーキングブレーキへの移行時に使用される。起動又は停止のために圧力源の油圧の作用を受けるパーキングブレーキ装置では、低騒音で圧力構成を実施することが特に重要である。
独国特許出願公開第102 13 346号明細書
従って、本発明の課題は、パーキングブレーキからフットブレーキへの移行とフットブレーキからパーキングブレーキへの移行をできるだけ迅速かつ低騒音で実施する方法を開発することにある。
この課題は、本発明によれば、油圧が、パーキングブレーキの停止を行なった後少なくとも部分的にフロントアクスル車輪ブレーキを操作するために使用されることによって解決される。この措置により、自動車は、パーキングブレーキ装置の停止後に安全に保たれ、油圧源の作動時間が低減される。
本発明による方法の得に有利な発展形では、
−フロントアクスル車輪ブレーキに付設された入口弁を閉鎖するステップと、
−油圧源によってリヤアクスル車輪ブレーキ内に油圧を構成するステップと、
−パーキングブレーキ装置を停止し、油圧の構成を終了するステップと、
−フロントアクスル車輪ブレーキに付設された入口弁を開放するステップと
が実施される。
別の有利な発展形では、フロントアクスル車輪ブレーキに付設された入口弁を開放した後、油圧源によって更なる圧力構成が実施される。
本発明の課題は、フロントアクスル車輪ブレーキに適用した油圧が、少なくとも部分的にリヤアクスル車輪ブレーキでのパーキングブレーキ装置の起動をするために使用されることによって解決される。この措置により、パーキングブレーキ装置の起動をするために必要な圧力構成を低騒音で実施することが得られる。加えて、運転者は、油圧源によって引き起こされる圧力脈動をブレーキペダルに何ら感じることがない。
本発明による方法の特に有利な発展形では、
−油圧源又は運転者によってフロントアクスル及びリヤアクスル車輪ブレーキ内に油圧を構成するステップと、
−フロントアクスル車輪ブレーキに付設された入口弁を閉鎖し、フロントアクスル車輪ブレーキに付設された出口弁を開放するステップと、
−フロントアクスル車輪ブレーキに適用した圧力媒体容積を低圧アキュムレータに移動させるステップと、
−油圧源によってリヤアクスル車輪ブレーキ内に更なる油圧を構成するステップと、
−パーキングブレーキ装置を起動し、油圧の構成を終了するステップと、
−リヤアクスル車輪ブレーキに付設された出口弁を開放するステップと
が実施される。
添付図と関係した実施例を基にして本発明を以下で詳細に説明する。
図1に概略的に図示した自動車用のブレーキシステムの回路図は、2つのブレーキ回路I,IIを備える。両ブレーキ回路I,IIのそれぞれには、フロントアクスル車輪ブレーキ2とリヤアクスル車輪ブレーキ3が付設されている。このような配設の場合、対角分割も話題にする。フロントアクスル車輪ブレーキ2は、リヤアクスル車輪ブレーキ3とは違ってブレーキピストンをロックするための手段を備えていない。ロック手段を有するリヤアクスル車輪ブレーキ3は、図2を基にして更に詳細に説明する。車輪ブレーキ2,3は、入口弁13,17を介して、図1ではマスタブレーキシリンダを後に接続させた真空ブレーキブースタとして図示されているペダル操作式の圧力供給装置10によって圧力の作用を受ける。車輪ブレーキ2,3内での圧力構成は、出口弁14,18を介して行なわれ、これにより、ブレーキオイルが低圧アキュムレータ15,16に移送される。加えて、ブレーキシステムは、電子式の制御調整ユニット9と、両車軸の車輪ブレーキ2,3用に2つの油圧ポンプ4,40とを備えるが、油圧ポンプは、アンチロックコントロール(ABS)の実施のためにも、電子スタビリティプログラム(EPS)でのコントロールのためにも共に必要である。加えて、油圧ポンプ4,40は、図2を基にして更に詳細に説明するような、パーキングブレーキ装置の起動及び停止をするために必要な油圧を発生させる。加えて、仕切り弁56,57が設けられている。
図2に図示したパーキングブレーキ機能を統合した油圧式のリヤアクスル車輪ブレーキ3はブレーキハウジング1を備えるが、ブレーキハウジングは、図示してないブレーキディスクの外縁部と同様に図示してない2つのブレーキパッドを包囲する。ブレーキハウジング1は、その内側が、ブレーキピストン6を軸方向に移動可能に収容するブレーキシリンダ5を構成する。ブレーキシリンダ5とブレーキピストン6間に構成される作動圧力室7には、油圧接続部8によってブレーキオイルを供給することができるので、ブレーキピストン6を軸方向にブレーキディスクに向かって移動させるブレーキ圧が構成される。これにより、ブレーキピストン6側のブレーキパッドがブレーキディスクに押し付けられるが、反作用としてブレーキハウジング1が反対方向に移動し、これにより、他方のブレーキパッドをブレーキディスクに押し付ける。
加えて図2から分かるように、作動アキュムレータ36が、ブレーキハウジング1のブレーキピストン6とは反対側に配設されている。作動アキュムレータ36は、本質的に油圧のアキュムレータ圧力室19と、このアキュムレータ圧力室19を制限するアキュムレータピストン11と、バネ要素37とから成り、バネ要素は、示した例では皿バネのセットとして形成されており、アキュムレータピストン11に支持される。作動アキュムレータ36に蓄えられるエネルギーは、以下で更に詳細に説明するように、パーキングブレーキの操作中にブレーキピストン6に作用する。
パーキングブレーキ機能を実現するために必要なブレーキピストン6をロックするための手段は、図2に図示した実施例の場合、スピンドルギヤもしくはネジ付きナットスピンドルアッセンブリ30によって構成されている。前記ネジ付きナットスピンドルアッセンブリ30は、ネジ付きナット31とスピンドル32とから成り、これらは、セルフロック式ではないネジによって互いに結合している。この場合、ネジ付きナット31はブレーキピストン6と固定連結されているが、スピンドル32はそのブレーキピストン6とは反対側の端部に好ましくは円錐形の第1の摩擦面27を備え、この摩擦面は、アキュムレータピストン11内に捩じれないように配設された第2の摩擦面28と係脱可能である。この目的のために動力伝達要素39が設けられており、この動力伝達要素は、シリンダピストン11のシリンダ状の段付き穴33によって収容され、この段付き穴を通って突出し、スピンドル32用のセンタベアリング41を構成する。アキュムレータピストン11に対して動力伝達要素39を相対移動させた後、以下で更に詳細に説明するように、センタベアリング41の機能が解除され、両摩擦面27,28が互いに係合する。加えて、ブレーキハウジング1に支持されたバネ29は、スラストベアリング35を介在させて第2の摩擦面28の方向にスピンドル32に予荷重を与える。
油圧式のリヤアクスル車輪ブレーキは、図2ではパーキングブレーキ装置を解除した状態で図示されている。パーキングブレーキ装置のロックをするために、図1を基にして説明した油圧ポンプ4,40によって先ず作動圧力室7とアキュムレータ圧力室19内の両方で油圧が構成される。このため、好ましくは無通電状態で閉鎖している(SG)弁24として形成された電気切替え可能な弁は、その開放している切替え位置にされなければならない。作動圧力室7内での圧力構成に対する反作用として、ブレーキピストン6は図面で左に向かって移動するが、アキュムレータピストン11は図面で右に向かって、予荷重を受けたバネ要素37の荷重作用とは反対に移動させられる。この工程でバネ要素37が圧縮される。この場合、アキュムレータピストン11は、動力伝達要素39に形成されたカラー34が段付き穴33の小さい直径部と大きい直径部間の移行部に支持されることによって、動力伝達要素39を連行する。アキュムレータピストン11と、従って動力伝達要素39とは、前記のアキュムレータ19内での圧力構成によって、動力伝達要素39と動力伝達結合しているアンカープレート21が電磁アクチュエータ20に当接するまで、図2で右に向かって移動される。この工程で、スピンドル32は、バネ29の荷重差用に基づいて更にセンタベアリング41に当接し、これにより、両摩擦面27,28は係合することができない。
引き続き電磁アクチュエータ20が通電され、これにより、アンカープレート21がその前記当接位置電磁アクチュエータ20によって保持される。引き続く作動圧力室7とアキュムレータ圧力室19内での圧力構成時に、ブレーキピストン6は図面で右に向かって移動するが、アキュムレータピストン11は左に向かって移動する。動力伝達要素39のロックにより、動力伝達要素39とアキュムレータピストン11間での相対移動が可能にされ、これにより、スピンドル32用のセンタベアリング41の機能が解除され、両摩擦面27,28が互いに係合する。既に述べた予荷重を受けたバネ要素37がアキュムレータピストン11と、係合した摩擦面27,28に基づいてロックされたスピンドル32と、ネジ付きナット31と、これによりブレーキピストン6とを図面で左に向かってもしくは図示してないブレーキディスクに向かって押す。これにより、車両ブレーキがそのブレーキ適用状態でロックされる。引き続き、電磁アクチュエータ20はもはや通電されず、アンカープレート21もしくは動力伝達要素39がもはや保持されない。弁24は、無通電に切り替えられ、これにより閉鎖される。即ち、油圧式の車両ブレーキは、ブレーキ適用状態でロックを維持するために、エネルギーと油圧を何ら必要とせず、これは、有利であると見なすことができる。
ロックを解除するために、更にまた作動圧力室7内に油圧が構成され、SG弁24を相応に制御することによりアキュムレータ圧力室19内にも油圧が構成される。油圧は、更にまたブレーキピストン6を図2で左に向かって移動させ、アキュムレータピストン11を右に向かって移動させる。但し、これは、アキュムレータピストン11が除荷されている場合には、パーキングブレーキのロック解除をするために十分である。動力伝達要素39を段付き穴33の小さい直径部と大きい直径部間の移行部に当接させる別のバネ要素38は、動力伝達要素39をスピンドル32の方向に押し、係合している摩擦面27,28をアキュムレータピストン11が相応に除荷されている場合に押す。動力伝達要素39は、引き続き再びスピンドル32用のセンタベアリング41を構成する。
本発明による方法を、図1と関連した図3b及び4bを基にして説明する。図3a及び4aには、本発明による方法を明確にするために公知の方法が図示されている。図3a,3b及び4a,4bには、フロントアクスル車輪ブレーキ2内の油圧が一点鎖線で図示されているが、リヤアクスル車輪ブレーキ3内の油圧は実線で図示されている。図3a及び3bは、それぞれパーキングブレーキからフットブレーキへの移行の時間推移図を示す。同時に、時間軸の下に油圧ポンプ4,40の作動時間が図示されている。表示が値「1」をとった場合、油圧ポンプ4,40が稼働しているが、値「0」の場合には油圧ポンプは停止している。
パーキングブレーキ装置を停止するためには、図2を基にして説明したように、リヤアクスル車輪ブレーキ3の作動圧力室7とアキュムレータ圧力室19内に油圧ポンプ4,40によって停止油圧pを構成することが必要である。自動車がパーキングブレーキ装置の停止を行なった後に移動しないように、フロントアクスル及びリヤアクスル車輪ブレーキ2,3に油圧pを適用することは有効である。この油圧pは、自動車の傾斜に依存し、傾斜センサによって検出することができる。従って、図3aに図示した公知の方法の場合は、位置42で図示されているように、先ずフロントアクスル及びリヤアクスル車輪ブレーキ2,3に前記の傾斜に依存した油圧pが提供される。この工程中、油圧ポンプ4,40は作動している。引き続き、パーキングブレーキ装置の停止油圧pに達するまで、リヤアクスル車輪ブレーキ3内だけの油圧が更に高められる。位置43で示されたこの時点まで、油圧ポンプ4,40は作動している。引き続き、リヤアクスル車輪ブレーキ3内の油圧は、再び傾斜に依存した油圧pに低減される(位置44)。
図3aを基にして説明した公知の方法がそれ程有利でないのは、油圧ポンプ4,40が比較的長い間作動していることにある。
従って、本発明による方法では、油圧が、パーキングブレーキ装置の停止を行なった後少なくとも部分的にフロントアクスル車輪ブレーキ2を操作するために使用され、これにより、ポンプ作動時間を低減することができる。図3bで位置45で図示されているように、先ずリヤアクスル車輪ブレーキ3内に油圧が構成される。これは、図1を基にして説明したフロントアクスル車輪ブレーキ2の入口弁13が閉鎖され、油圧ポンプ4,40によってリヤアクスル車輪ブレーキ3内に油圧が構成されるということである。この場合、リヤアクスル車輪ブレーキ3に付設された入口弁17が開放され、出口弁18が閉鎖される。リヤアクスル車輪ブレーキ3内での圧力構成は、位置46で明示するように、既に説明した停止油圧pに達するまで継続される。停止油圧pに達した後、油圧ポンプ4,40は作動外に置かれ、フロントアクスル車輪ブレーキ2に付設された入口弁13が開放される。これにより、リヤアクスル車輪ブレーキ3内の油圧は低下するが、フロントアクスル車輪ブレーキ2内の油圧は上昇する。図3bの位置47がこの関係を明示している。フロントアクスル及びリヤアクスル車輪ブレーキ2,3内に生じる圧力は、ほぼ傾斜に依存した油圧pに一致する。両アクスルの車輪ブレーキ2,3に傾斜に依存した油圧pを適用するために、リヤアクスル車輪ブレーキ3内の停止油圧pが十分でない場合、フロントアクスル車輪ブレーキの入口弁13の前記の開放後、傾斜に依存した油圧が車輪ブレーキ2,3内を支配するまで、油圧ポンプ4,40によって更なる圧力構成が導入される。
本発明による方法の理想は、即ち、パーキングブレーキを停止する際に油圧が先ずパーキングブレーキが停止するまでリヤアクスルに発生させられることにある。停止が終了した場合、リヤアクスルから全ての車輪ブレーキにブレーキ圧が分配されるので、車両は、更に油圧の保持をすることができる。この場合、決定的な利点は、ポンプ作動時間の短縮と、これにより油圧ポンプ4,40によって引き起こされる騒音レベルの低減である。
図4a及び4bは、それぞれフットブレーキからパーキングブレーキへの移行の時間推移図を示す。縦軸にはフロントアクスル及びリヤアクスル車輪ブレーキ2,3内の油圧pと容積Vの両方が図示されている。図4aに図示した公知の方法の場合、位置48で、フロントアクスル及びリヤアクスル車輪ブレーキ2,3に油圧pを適用することが図示されている。この油圧pは、快適機能の枠内で油圧ポンプ4,40によってか、運転者自身、例えばペダル操作可能な圧力供給装置10を操作することによってかのいずれかによりフロントアクスル及びリヤアクスル車輪ブレーキ2,3に適用することができる。このフットブレーキからパーキングブレーキへの移行が望まれない場合は、リヤアクスル車輪ブレーキ3内の油圧が時点49で高められる。図2を基にして説明したように、パーキングブレーキ装置の起動をするために起動圧力pが必要となる。従って、位置50で図示されているように、この圧力値に達するまで、リヤアクスル車輪ブレーキ3内に油圧がポンプ4,40によって構成される。パーキングブレーキの起動を行なった後、フロントアクスル及びリヤアクスル車輪ブレーキ2,3内の油圧は、車輪ブレーキ2,3が位置51もしくは52で無圧となるまで、再び減少する。
本発明によれば、フットブレーキからパーキングブレーキへの移行時にフロントアクスル車輪ブレーキ2に適用した油圧が、少なくとも部分的にリヤアクスル車輪ブレーキ3のパーキングブレーキ装置の起動をするために使用される。この方法を、以下で図4bを基にして説明する。ポンプ4,40又は運転者によってフロントアクスル及びリヤアクスル車輪ブレーキ2,3に適用した圧力pにより、フロントアクスル車輪ブレーキ2に付設された入口弁13が閉鎖され、出口弁14が開放される。これにより、フロントアクスル車輪ブレーキ2の圧力媒体容積が低圧アキュムレータ15,16に移動させられる。同時に、位置54で図示されているように、リヤアクスル車輪ブレーキ3内の油圧が高められる。この場合、油圧ポンプ4,40は、フロントアクスル車輪ブレーキ2から低圧アキュムレータ15,16に排出された圧力媒体容積を吸い込む。リヤアクスル車輪ブレーキ3内での圧力構成は、起動圧力pに達し(位置55)、パーキングブレーキ装置が起動されるまでの間継続される。引き続き、リヤアクスル車輪ブレーキに付設された出口弁18が開放され、リヤアクスル車輪ブレーキ3内の油圧が低下する。
本発明による方法の理想は、即ち、フットブレーキからのフロントアクスル車輪ブレーキ2の油圧もしくは油圧媒体要素を、パーキングブレーキを実施するために必要な起動圧力を構成するために使用することにある。この場合、決定的な利点は、油圧ポンプ4,40によって引き起こされる騒音レベルの低減にある。加えて、本発明による方法の場合、圧力構成時に図1を基にして説明した仕切り弁56,57が閉鎖されるので、ポンプ4,40によって引き起こされる圧力脈動を、運転者はブレーキペダルに感じることがない。加えて、仕切り弁56,57を閉鎖することにより、運転者によって油圧ポンプ4,40の作用方向とは反対方向に油圧が構成されないということが得られる。
本発明による方法が実施可能である油圧ブレーキシステムの概略的に図示した回路図を示す。 図1に図示したブレーキシステムが車軸で使用される自動車用の油圧車輪ブレーキの軸方向の断面図を示す。 3a及び3bにパーキングブレーキからフットブレーキに移行する際のフロントアクスル及びリヤアクスル車輪ブレーキ内の油圧の時間推移図を示す。 4a及び4bにフットブレーキからパーキングブレーキに移行する際のフロントアクスル及びリヤアクスル車輪ブレーキ内の油圧及び容積の時間推移図を示す。
符号の説明
1 ブレーキハウジング
2 フロントアクスル車輪ブレーキ
3 リヤアクスル車輪ブレーキ
4 油圧ポンプ
5 ブレーキシリンダ
6 ブレーキピストン
7 作動圧力室
8 油圧接続部
9 制御調整ユニット
10 ペダル操作可能な圧力供給装置
11 アキュムレータピストン
12 操作要素
13 入口弁(フロントアクスル)
14 出口弁(フロントアクスル)
15 低圧アキュムレータ
16 低圧アキュムレータ
17 入口弁(リヤアクスル)
18 出口弁(リヤアクスル)
19 アキュムレータ圧力室
20 電磁アクチュエータ
21 アンカープレート
22 車輪回転数センサ(フロントアクスル)
23 車輪回転数センサ(リヤアクスル)
24 油圧SG弁
25 コイル
26 ヨーク
27 摩擦面
28 摩擦面
29 バネ
30 ネジ付きナットスピンドルアッセンブリ
31 ネジ付きナット
32 スピンドル
33 段付き穴
34 カラー
35 スラストベアリング
36 作動アキュムレータ
37 バネ要素
38 バネ要素
39 動力伝達要素
40 油圧ポンプ
41 センタベアリング
56 仕切り弁
57 仕切り弁

Claims (5)

  1. フットブレーキシステムが、少なくとも1つの外部制御可能な油圧源(4,40)を有する2つのブレーキ回路(I,II)を接続させたペダル操作可能な油圧供給装置(10)を備え、それぞれ1つのブレーキ回路(I,II)に、入口及び出口弁(13,14)を備えている油圧操作可能なフロントアクスル車輪ブレーキ(2)と、入口及び出口弁(17,18)を備えている油圧操作可能なリヤアクスル車輪ブレーキ(3)が付設されており、パーキングブレーキ装置が、リヤアクスル車輪ブレーキ(3)のブレーキピストンをロックするための手段を備え、パーキングブレーキ装置の起動又は停止をするために、ブレーキピストンが、油圧源(4,40)によって使用可能な油圧の作用を受ける、フットブレーキシステムとパーキングブレーキ装置から成る、自動車用の油圧ブレーキ装置を運転するための方法において、
    油圧が、パーキングブレーキの停止を行なった後少なくとも部分的にフロントアクスル車輪ブレーキ(2)を操作するために使用されることを特徴とする方法。
  2. −フロントアクスル車輪ブレーキ(2)に付設された入口弁(13)を閉鎖するステップと、
    −油圧源(4,40)によってリヤアクスル車輪ブレーキ(3)内に油圧を構成するステップと、
    −パーキングブレーキ装置を停止し、油圧の構成を終了するステップと、
    −フロントアクスル車輪ブレーキ(2)に付設された入口弁(13)を開放するステップと
    が実施されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. フロントアクスル車輪ブレーキ(2)に付設された入口弁(13)を開放した後、油圧源(4,40)によって更なる圧力構成が実施されることを特徴とする請求項2に記載の方法。
  4. フロントアクスル車輪ブレーキ(2)に適用した油圧が、少なくとも部分的にリヤアクスル車輪ブレーキ(3)でのパーキングブレーキ装置の起動をするために使用されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の方法。
  5. −油圧源(4,40)又は運転者によってフロントアクスル及びリヤアクスル車輪ブレーキ(2,3)内に油圧を構成するステップと、
    −フロントアクスル車輪ブレーキ(2)に付設された入口弁(13)を閉鎖し、フロントアクスル車輪ブレーキ(2)に付設された出口弁(14)を開放するステップと、
    −フロントアクスル車輪ブレーキ(2)に適用した圧力媒体容積を低圧アキュムレータ(15,16)に移動させるステップと、
    −油圧源(4,40)によってリヤアクスル車輪ブレーキ(3)内に更なる油圧を構成するステップと、
    −パーキングブレーキ装置を起動し、油圧の構成を終了するステップと、
    −リヤアクスル車輪ブレーキ(3)に付設された出口弁(18)を開放するステップと
    が実施されることを特徴とする請求項4に記載の方法。
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