(57)【要約】軽量で環境にやさしく、現代の車両システムのさらなる開発及びそれへの適合に関してさらにフレキシブルである、自動車用空気圧システムを提供するために、本発明は、少なくとも1つの圧縮空気貯蔵部、圧縮機、制御ユニットによって制御され得るバルブユニット、及びラインシステムを備える自動車用空気圧システムであって、圧縮機によって生み出され圧縮空気貯蔵部に貯蔵された圧縮空気を操作可能なアクチュエータに供給する自動車用空気圧システム、を提案する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの圧縮空気貯蔵部、圧縮機、制御ユニットによって制御されることができるバルブユニット、及びラインシステムを備えて、前記圧縮機を用いて生み出され、操作可能なアクチュエータに前記圧縮空気貯蔵部で貯蔵された圧縮空気を供給する自動車用空気圧システム。
【請求項２】
いくつかの圧縮空気貯蔵部を備えることを特徴とする、請求項１に記載の空気圧システム。
【請求項３】
圧縮空気貯蔵部が、前記車両の前方領域に配置されることを特徴とする、請求項１〜２のうちいずれか一項に記載の空気圧システム。
【請求項４】
少なくとも１つの圧縮空気貯蔵部がビーム状であり、前記車両のウィンドスクリーン下に配置されることを特徴とする、請求項３に記載の空気圧システム。
【請求項５】
操作者によって起動するための作動部材を備えることを特徴とする、請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の空気圧システム。
【請求項６】
２５バール未満の圧力で機能することを特徴とする、請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の空気圧システム。
【請求項７】
風力タービンを備えることを特徴とする、請求項１〜６のうちいずれか一項に記載の空気圧システム。
【請求項８】
風力タービンは、前記車両の気流によって駆動させることになることを特徴とする、請求項７に記載の空気圧システム。
【請求項９】
前記風力タービンが、前記車両の動圧の領域に配置されることを特徴とする、請求項７又は８のうちいずれか一項に記載の空気圧システム。
【請求項１０】
前記圧縮機が、調整可能なストロークを有するピストンを備えることを特徴とする、請求項１〜９のうちいずれか一項に記載の空気圧システム。
【請求項１１】
少なくとも１つの圧縮空気貯蔵部が、前記車両の車体に集積されることを特徴とする、請求項１〜１０のうちいずれか一項に記載の空気圧システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用空気圧システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車の分野においてごく少数の空気圧の応用例がある。緩衝装置又は他のシャーシ減衰システムを空気圧によって設計することが知られている。さらに、作用力発生システム、例えばブレーキシステムは、油圧で考案され、例えば、ウィンドレギュレータ、調光システム、パワーステアリングなどのその他のものは、単に電気的に設計される。
【０００３】
これまで使用されていたシステムは、すでに成熟した技術に相当し、わずかに修正されることができるのみである。特に、それらを新車開発に適応させることは困難である。例えばハイブリッド車又は電気自動車のような新たに開発した車種は、経済的な状況下で造られた。本明細書において、第１の課題は、特に軽量化である。しかしながら、公知のシステムでは、さらに重量を減らすことが、もうほとんどできない。さらに、システムは、特に電気エネルギーを消費し、ブレーキシステムの場合、それは、油圧ポンプを用いて油圧に変換される機械的エネルギーを消費する。このため、これらのシステムが高価であるように、さらなる液体が必要とされる。対応する動力ブースタなどを考慮しなければならない。特に電気自動車の場合、電池の付加荷重を補償しなければならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の現況技術に基づき、最新の車両システムに対する更なる開発及び改造に関して、軽量かつ環境にやさしく、さらにフレキシブルな自動車用空気圧システムを提供することが、本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本課題の技術的解決のために、請求項１に記載の特徴を備える空気圧システムが提案される。他の利点及び特徴は、従属請求項より明らかになる。
【０００６】
本発明によると、自動車用空気圧システムは、圧縮空気貯蔵部は別として、自動車の操作中に圧縮空気貯蔵部に充填する圧縮機も備える。対応するラインシステム及び可制御バルブユニットは、対応するアクチュエータに圧縮空気を供給することを可能にする。このようにして、空気作用により、自動車の別々のシステムを操作することができる。
【０００７】
たいてい、空気圧モジュールは、複数の電気或いは油圧システムより軽い。環境に有害である物質の使用は回避されて、エネルギーが通常節約される。
【０００８】
圧縮空気が、車両の操作中、経済的に生み出されることになるという事実のおかげで、さらなるエネルギーコストが生じない。自動車における多くの機能は、電気的に実現される。多くの電気システムは、例えば、ウィンドレギュレータ、シート調整手段、ランバーサポート、シート硬さ調整手段、ワイパー、施錠システム、クラッチ、差動装置、及びギア操作、ヘッドライト調整システム、コーナリングライト、車室エアレーション、起動操作などでさえ、空気圧で機能するものに置き換えることができる。
【０００９】
さらに、また、機能システムは、圧縮空気、特にブレーキシステムによって機能するように適応させることができる。
【００１０】
有利には、システムは、２５バール未満の圧力によって動作させることができ、したがって危険の元とはならない。
【００１１】
特別な利点として、複数の圧縮空気貯蔵部が設けられることが提案される。これは、システム障害を回避し切り抜けるために、冗長な方法でシステムに圧縮空気を供給することを可能にする。圧縮空気貯蔵部は、有利なことに、それらが事故の間にさらなる安全面を提供することができるように、車両の前方領域に位置する。本目的のために、ウィンドスクリーンの下に圧縮空気貯蔵部をビームの形式で配置することが、特別な利点として提案される。本明細書において、各圧縮空気貯蔵部はビーム状であり得て、複数のこのような貯蔵容器は平行に配置されることができ、又は、ビーム状の貯蔵部は互いの隣にいくつかの貯蔵容器を配置することによって形成される。
【００１２】
さらに、有利なことに、操作者によって起動するための少なくとも１つの作動部材が設けられることが提案される。これは、例えばペダル、スイッチ、制御要素等であり得る。
【００１３】
圧力をもたらすために、空気流のある領域で車上に風力発電機を収容して、電気エネルギーを発生させるという提案に基づく実施例もまた公知である。
【００１４】
風力タービン、圧縮機、及び圧縮空気貯蔵部が協働するシステムが提案されている。風力タービンは、周囲の空気に対する車両の相対運動によって動かされる。風力タービンは、圧縮空気貯蔵部に次々に充填する圧縮機を動かす。
【００１５】
本発明に記載の圧縮機は、空気圧縮機の一種であり、したがって、タービンは単純な圧縮機段を備えることもできる。
【００１６】
有利には、風力タービンは、動圧が印加される遠心羽根車であることができる。本発明は、動圧が少なくとも移動する車両において生み出されるとみなす。したがって、この動圧は、コスト効率の良いエネルギー供給源である。
【００１７】
本発明のおかげで、これまでに電気システムとして設計された全システムを軽くすることができる。大部分の別々のシステムは、すなわちスプリングシステム、リフターシステムなどの空気作用により設計されることができる。
【００１８】
本発明の別の有利な提案によると、風力タービンは、代わりに機械的に可動させてもよい。このように、停止している間でさえ圧縮空気貯蔵部を充填することができる。本目的のために、例えば、電動モータ、燃焼機関等を使用してもよい。
【００１９】
本発明の別の有利な提案によると、多段貯蔵ユニットを圧縮空気貯蔵部とみなすことができる。このように、冗長な圧縮空気源として使用されるために、いくつかの圧縮空気貯蔵部を同時に充填することができる。例えば、これらの圧縮空気貯蔵部は、車室の前方領域に位置づけられることができ、このようにして別の安全な緩衝体を提供する。
【００２０】
本発明のおかげで、圧縮空気は、代替エネルギー源として使用される。これは、圧縮空気貯蔵部を放出することによって、必要な場合にはいかなる目的にも再生利用されることができる。適用例としては、油圧又は電気システムの代替と同様に、現在の空気圧システムによる電気エネルギーの生成である。
【００２１】
別の利点として、圧縮機が調整可能なストロークを有するピストンを備えることが提案される。この技術は、風力タービンの軽微な移動が生じた場合でさえ、上昇動作を実施することを可能にする。このようにして、圧縮空気は、すべての走行条件で生成され、前進速度に依存した対応量で生成される。
【００２２】
車両における空気圧の代表的応用分野は、ブレーキシステムである。
【００２３】
ブレーキシステムは、広く知れ渡っており、使用されている。乗用車の分野では、油圧ブレーキシステムが、広く行き渡るようになった。これらのシステムにおいて、ブレーキ液は、貯蔵部からブレーキシューまで圧力下で導かれ、ブレーキディスクの方向にブレーキシューの移動を引き起こす。これらのシステムには、多数の不利な点がある。決定的な不利な点としては、別々の媒体のブレーキ液を作り出し、保存して、使用する必要性である。これは吸湿性を有し、したがって、定期的に交換しなければならない。貯蔵部、ブレーキマスタシリンダ、ライン、及びバルブは、重いシステムであることを意味する。全体として、油圧ブレーキシステムは重い。
【００２４】
トラックの分野では、空気圧ブレーキシステムは公知であるが、これらにおいて、動力式ピストンが、充填システムへ圧力を作用させるのみである。その空気圧ブレーキシステムは、空気圧システムに相当するものではないため、実際には、空気圧システムとはいえないが、むしろ、空気圧の昇圧を構成するものである。  
【００２５】
油圧ブレーキシステムは、基本的には、成熟した技術に相当する。それらは、わずかに変更される可能性があるのみであり、特に新車開発に対してあまり順応性がない。例えばハイブリッド車又は電気自動車のような新たに開発した車種は、別々のブレーキ区間及び別々のブレーキのモーメントを必要とする。電動モータは、実際には断続的に切り替えられ、すなわち、ホイールに作用するモーメントは自然発生的であり、それに応じて反応しなければならない。さらに、十分な性能に対して消費量を最適化するために、これが可能な限り、車両の重量を減らすことが基本的にに必要である。
【００２６】
技術改善のために、ブレーキディスク及びブレーキピストンユニットからなるブレーキユニットを備える車両用ブレーキシステムが提案されており、圧縮空気で充填される圧縮空気貯蔵部は、制御ユニットを用いて放出され、ブレーキピストンユニットに印加されるための圧縮空気は、必要に応じて供給されることになる。
【００２７】
必要性に基づいた供給は、従来の方法において、ペダル又はいかなるスイッチも可能である信号発生器による。ブレーキ圧必要量の指標は、単にデジタル又は電子的であり得て、これ以上物理的な力によって行われる必要はない。このように、本システムは、特に障害がある人々又は完全に代替的な作動操作にも好適である。
【００２８】
本発明によるシステムは、個々のユニットの特別な漏出気密度及び良好な制御性で卓越している。さらに、それは、簡単には漏出を起こさず、特に漏出が生じた場合には、環境に損害を与えない。
【００２９】
空気圧システムは、より安価であり、特に新規の電気駆動システムにとってより良好で好適である。
【００３０】
当然、本発明によるブレーキシステムは、例えばブレーキディスクの部分に配置されて、対応するラインを使用すると共に、制御ユニットによって起動させるバルブを介して圧縮空気を印加することができるブレーキピストンユニットを備えている。圧縮空気は、ラインを用いて、対応するバルブ又は制御ユニットにも接続される１つ又は複数の貯蔵部から来る。作動ユニットは、直接的にバルブを介して、又は、間接的に、その上、例えばデジタル方式で制御ユニットを介して、ブレーキング操作を開始することができる。この作動ユニットは、従来のペダルから操作レバーのようなブレーキ制御部までどんなものでもよい。いかなる種類の作動ユニットも考えられる。
【００３１】
２５バール未満のより低い圧力が使用された場合、システムの大きな利点が明らかとなる。それに応じて大きな表面を有するピストンが、本発明の有利な提案によって、非円形の方法で製造され、したがって、ピストンは例えば楕円の断面を有するために、これらの圧力は十分である。それに応じた非円形の外形の場合には、この方法で、それに応じた良好なブレーキ結果を得るために、大きなピストン表面を使用することができる。
【００３２】
貯蔵部は、複数の冗長な方法で設けられている。少なくとも１つの貯蔵部は、本発明によって非常用貯蔵部として設けられている。別の有利な提案によると、１つの非常用貯蔵部が、各ホイールに設けられている。したがって、システムの使い易さに対するさらなる安全性が得られる。
【００３３】
安全性は、多系統システムの使用のおかげで、更に高められる。本発明の特に有利な提案によると、４つの系統システムを使用することができる。故障の場合には、１つのホイールの系統をもう1つのホイールの系統と連結することが可能となるために、交差接続の機能でこれを使用することもまた考えられる。
【００３４】
本発明によるシステムは、多くの利点をもたらす。まず第１に、リークの場合には、それは環境に害を及ばさない。加えて、圧縮空気だけが供給される必要があるという理由から、いつでも基本的に補充されることができる。少なくとも最低限の機能性を維持することができる。ブレーキ液は、特に、その頻繁な交換もまた完全に省くことができ、それは多数の車両を考慮すると膨大な量を占める。さらに、ブレーキサーボ機構及び類似の追加ユニットを完全に省くことができるので、多くの重量を節約することができる。広範なブレーキピストンを使用する場合、新技術、例えば非円形の技術を用いて製造されることができ、それは低圧で動作することが可能である。空気は原理に従って圧縮可能であるため、このことは基本的に油圧に関しては該当しないが、広範なピストンを使用するとき、この要因も考慮にいれることができる。本発明によるシステムによって、ブレーキピストンは常に直接作動し、間接的にいかなる中間ユニットを介さずに作動する。ピストンは、ブレーキシューに直接作用し、ゆえにブレーキとして作用する。さらに、従来システムと比較して、空気圧システムは、極めて高速である。
【００３５】
本発明による空気圧システムは、車両構造体において相当な軽量化を得ることを可能にする。環境に有害な物質の使用が回避されて、エネルギーが節約される。
【００３６】
本発明の他の利点及び特徴は、図によって以下の記載から明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明によるブレーキシステムについての例示的実施形態の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
圧縮空気貯蔵部２を充填する圧縮機又は圧縮空気源１は、単に概略的に示される。本目的のために、圧縮空気源１は、対応するライン３を用いて貯蔵部に接続される。直接接続した作動部材５を用いて図示された例示的実施形態にて動作させることができる制御ユニット４は、ライン８を介して貯蔵部２からシリンダ６まで圧縮空気を供給することができ、そのシリンダには、ピストン７が案内される。本明細書において、ピストンは、ブレーキシューを直接に作動させるブレーキピストンであり得る。その場合、ブレーキシューは、ここでは図示されない車両のブレーキディスクに作用する。
【００３９】
発生器９は、図示した例示的実施形態にも示され、発生器は、遠心羽根車として定型化されている。例えば遠心羽根車は、車両の動圧領域に配置され、圧縮機として設計される圧縮空気源１を作動させることができる。
【００４０】
記載された例示的実施形態は、説明に役立つのみであり、限定することはない。
【符号の説明】
【００４１】
１  圧縮空気源
２  圧縮空気貯蔵部
３  ライン
４  制御ユニット
５  作動部材
６  シリンダ
７  ピストン
８  ライン
９  発生器
【図１】
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【国際調査報告】
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