(57)【要約】本発明は、油圧流体を、液圧を受けた状態で作動機構に、特にブレーキシステムに流すピストン−シリンダ装置に関するものであり、当該ピストン−シリンダ装置は、前記作動機構に油圧配管を介して接続される液圧室を画定する少なくとも１つのピストンを有する。本発明によれば、前記油圧流体が、液圧を受けた状態の前記液圧室に、更に別の機構を介して流れるようになっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧流体を、液圧を受けた状態で作動機構に供給するピストン−シリンダ装置であって、特に当該作動機構に油圧配管を介して接続される液圧室を画定する少なくとも１つのピストンを有するブレーキシステムに供給するピストン−シリンダ装置において、
油圧流体は、液圧を受けた状態の前記液圧室に、更に別の機構（９）を介して供給される、ピストン−シリンダ装置。
【請求項２】
請求項１記載のピストン−シリンダ装置において、
前記更に別の機構は、特に間欠的に作動する、特に少なくとも１つの電磁ポンプ（９）を有する、ピストン−シリンダ装置。
【請求項３】
請求項２記載のピストン−シリンダ装置において、
リザーバを有し、
前記ポンプ（９）は、前記リザーバ（５３）と前記ピストン−シリンダ装置との間に配置される、ピストン−シリンダ装置。
【請求項４】
請求項２又は３記載のピストン−シリンダ装置において、
前記ポンプ（９）の作動時間及び非作動時間を、前記ピストン−シリンダ装置内の前記ピストンの移動量に応じて調整し、特に、当該ピストン−シリンダ装置内の当該ピストンが戻って再供給を行う場合に当該ポンプ（９）を作動させる、ピストン−シリンダ装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか一項に記載のピストン−シリンダ装置において、
前記更に別の機構は、前記ピストン−シリンダ装置に組み込まれる、ピストン−シリンダ装置。
【請求項６】
第１ピストン−シリンダユニット（３６）を有する車両用ブレーキシステムの作動装置であって、
前記第１ピストン−シリンダユニット（３６）のうち、少なくとも１つの作動油室（４５、４６）を、バルブ機構が作動する構成の少なくとも１つの油圧配管（５１、５２）を介して少なくとも１つの車輪ブレーキに接続することができ、
流入バルブ（７５）及び流出バルブ（７６）を前記車輪ブレーキに割り当て、前記ブレーキシステムは、サーボユニット（３７）及び作動機構（３２）を有し、当該作動機構（３２）は、特にブレーキペダルを有する作動装置において、
動力伝達機構又は他の油圧ピストン−シリンダユニット（３８）が配設され、当該油圧ピストン−シリンダユニット（３８）は特に、前記第１ピストン−シリンダユニットと同軸に配置され、当該油圧ピストン−シリンダユニット（３８）は前記作動機構（３２）によって作動させることができ、
前記第１ピストン−シリンダユニット（３６）を前記サーボユニット（３７）によって作動させて、油圧流体をブレーキ回路に供給することができる、作動装置。
【請求項７】
請求項６記載の作動装置において、
前記油圧流体は、前記ブレーキ回路に少なくとも１つのアキュムレータ（７８）から再供給することができる、作動装置。
【請求項８】
請求項６又は７記載の作動装置において、
前記サーボユニット（３７）は電磁駆動機構を有する、作動装置。
【請求項９】
請求項６乃至８の何れか一項に記載の作動装置において、
前記サーボユニット（３７）は、前記ピストン−シリンダユニット内の前記ピストン（４４）と協働する歯車機構を有し、特に、前記ピストン（４４）に固く取り付けられる、作動装置。
【請求項１０】
請求項６乃至９の何れかに記載の作動装置において、
前記作動装置はストロークシミュレータ（８５）に接続される、作動装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の作動装置において、
前記ストロークシミュレータ（８５）は、前記他のピストン−シリンダユニット（８）内の液圧室に接続される、作動装置。
【請求項１２】
請求項６乃至１１の何れか一項に記載の作動装置において、
前記作動機構（３２）により作動させて前記ブレーキサーボユニットを制御することができる機構を設け、当該機構は、互いに対して移動することができる２つの部材（６７、７１）を有し、これらの２つの部材（６７、７１）の間に、弾性部材（７１）が配置される、作動装置。
【請求項１３】
請求項６乃至１２の何れか一項に記載の作動装置において、
更に別の油圧配管（８３、８４）を設け、当該油圧配管（８３、８４）に、バルブ機構（８８、８９）を相互接続し、当該油圧配管（８３、８４）は、前記車輪ブレーキ群からブレーキ流体リザーバに至る油圧配管となる、作動装置。
【請求項１４】
請求項６乃至１３の何れか一項に記載の作動装置において、
液圧センサ（９０）を前記更に別の配管群のうちの１つの配管に設ける、作動装置。
【請求項１５】
請求項６乃至１４の何れか一項に記載の作動装置において、
前記ＴＭＣは、ピストンストロークセンサ（９１、９２）、特にホールセンサを浮遊ピストンに設ける、作動装置。
【請求項１６】
請求項６乃至１５の何れか一項に記載の作動装置において、
油圧流体を流す、又は液圧を増圧する機構をブレーキ流体リザーバ（５３）に、又はマスタシリンダから当該ブレーキ流体リザーバに至る接続配管群のうちの少なくとも１つの接続配管に設ける、作動装置。
【請求項１７】
油圧流体を、液圧を受けた状態で作動機構に、特にブレーキシステムに流す方法であって、
油圧流体をピストン−シリンダユニットの液圧室に、特に間欠的に、更に別の機構を介して供給する、方法。
【請求項１８】
作動機構と、サーボユニットと、マスタシリンダと、を有する車両用ブレーキシステムの作動装置、特に請求項６乃至１６の何れか一項に記載の作動装置を作動させる方法において、
油圧流体を、少なくとも１つのブレーキ回路からリザーバに、そして当該リザーバから当該ブレーキ回路に戻る方向に、当該リザーバから前記マスタシリンダに至り、かつ制御バルブが配置される少なくとも１つの配管を経て、マスタシリンダピストン（群）を作動させることにより供給する、方法。
【請求項１９】
請求項１８記載の方法において、
各制御モード（液圧の発生、減圧、又は保持）では、液圧を短時間保持して吸引動作を行う、特に当該吸引動作を液圧保持時に、少なくとも前輪に関して行う、方法。
【請求項２０】
請求項１乃至１９の何れか一項に記載の装置又は方法のそれぞれにおいて、
再供給動作は、ピストン位置によって異なるように行われる、装置又は方法。
【請求項２１】
請求項１乃至２０の何れか一項に記載の装置又は方法のそれぞれにおいて、
液圧は、ブレーキ流体リザーバ（５３）内に、電動ポンプで圧縮空気（９４）を発生させることにより発生させることができる、装置又は方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧流体を供給するピストン−シリンダ装置、特に車両用ブレーキシステムのピストン−シリンダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧流体を、液圧を加えた状態で該当する作動装置に供給する種々の目的に用いられるこの種類のピストン−シリンダ装置が知られている。多くの場合において、この種類のピストン−シリンダ装置は、これらの装置の油量の変動に対応することができるように、程度の差はあるが、大きいサイズに形成されて、異なる用途に利用することができる十分なストローク又は油量を持つようにしている。
【０００３】
例えば、フェード現象が発生する場合、又はエアがブレーキ回路に混入する場合を想定して、極めて大きいサイズに形成されるブレーキ組立体のマスタシリンダが知られている。
【０００４】
しかしながら、ブレーキ制御システムは、例えば独国特許公開公報第１０２００７０６２８３９号に記載されており（特許文献１）、このブレーキ制御システムでは、タンデム型マスタシリンダ（ＴＭＣ）はより小型であり、油圧アキュムレータ又は供給ピストンがマスタシリンダピストンに接続される構成の再供給装置は、追加の油量を、対応する制御を行うブレーキ回路に供給する。１番目のタンデム型マスタシリンダからは、極少量の再供給油量しか得られず、２番目の再供給装置は高価である。
【０００５】
液圧を独国特許公報第１９５３８７９４号及び独国特許公報第１０３１８４０１号によるＴＭＣを用いて発生させる構成の制御システムも存在し（特許文献２、特許文献３）、この制御システムでは、ＴＭＣは、供給ピストンとして制御されて、液圧が吸引によって低下するときにブレーキ回路から放出される油量を補う。再充填制御がこの目的のために行われる。吸引は、約０．５バールで開くことが知られているピストンシールカラー（ｐｉｓｔｏｎ  ｓｅａｌｉｎｇ  ｃｏｌｌａｒ）を経て行われ、その結果、実際の吸引負圧は、これも説明されている通り、低下する。
【０００６】
１つの機構が独国特許公開公報第１０２００８０５１３１６号に記載されており（特許文献４）、この機構では、ブレーキピストンが、一時的に負圧がホイールシリンダ内に生じる結果として戻ることにより、残留摩擦力がゼロになる。更に別のソレノイドバルブ群が、ＴＨＣからリザーバに至る接続配管にこの目的のために必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】独国特許公開公報第１０２００７０６２８３９号
【特許文献２】独国特許公報第１９５３８７９４号
【特許文献３】独国特許公報第１０３１８４０１号
【特許文献４】独国特許公開公報第１０２００８０５１３１６号
【特許文献５】独国特許公開公報第１０２００５０１８６４９号
【特許文献６】独国特許公開公報第１０２００５０５５７５１号
【特許文献７】独国特許公開公報第１０２０１００４５６１７．９号
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】「Ｂａｒｋｅ  Ｍａｎｕａｌ（ブレーキマニュアル）」第１版、Ｖｉｅｗｅｇ  Ｖｅｒｌａｇ（フィーヴェーグ）発行
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明により達成される目的は、油圧流体を供給するピストン−シリンダ装置、特に車両用ブレーキのピストン−シリンダ装置を提供することにあり、当該ピストン−シリンダ装置によって、先行技術における不具合を簡単かつ効果的に無くすことができる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的は、本発明により、前記油圧流体を、液圧を受けた状態の前記液圧室に、更に別の機構を介して供給することにより達成される。
【００１１】
本発明による解決策では、余剰液圧を用いる簡単かつ効果的な供給装置を提供し、この供給装置は、必要供給油量に関して制限されず、かつこの供給装置によって供給量を大きくすることができる。
【００１２】
この解決策はまた、低温において極めて有利であり、問題が既知のシステムに、このような温度では起こってしまうが、その理由は、吸引量が、粘度が高くなるとともに低下するからである。従って、再供給動作は極めて短時間保持することができ、従って結果的なエアの放出は、負圧が長い期間に亘って発生する場合でも防止することができる。
【００１３】
供給機構の間欠動作は有利である。前記機構は、特に異なる供給ピストンを利用する、好適にはタンデム型マスタシリンダを利用するブレーキシステムに用いることができ、吸引又は供給は、スリーブ又は更に別のソレノイドバルブを介して行うことができる。供給機構は、各油圧回路に対応して、又は好適には各ブレーキ回路に対応して個別に作用することができる。
【００１４】
本発明の有利な実施形態又は構造、及び更に別の関連する利点は、以下の実施形態、又は以下の請求項からそれぞれ得られる。
【００１５】
ＴＭＣの拡大構成では、スリーブ群は、負圧が発生する場合に開弁する必要がなく、従って、ＴＭＣピストン群を利用する負圧制御は、ブレーキライニング中に残留するガスを制御する動作に必要であり、逆止弁をリザーバに追加する必要がない。
【００１６】
リザーバとタンデム型シリンダとの間の好適な電磁予備ポンプが供給機構として提案され、この供給機構は、ＴＭＣピストン（群）が戻るときに作動する。磁力が、この吸引時のこれらのポンプピストンに作用し、この磁力から必要な余剰液圧が生成される。これらの磁石の作動時間及び非作動時間は、ピストン移動量に応じて調整される。先行技術によれば、吸引バルブを用いる、又は用いない異なるポンプ形態が考えられる。好適には、バルブを用いないポンプが提案され、この場合、ポンプピストンは、ＴＭＣにおける場合と同じようにして配置される。この場合、逃がし孔（ｓｎｉｆｔｉｎｇ  ｂｏｒｅ）が、スリーブの背面に設けられ、当該孔は次に、カラー（ｃｏｌｌａｒ）が当該孔を通り過ぎた後に閉じる。液圧荷重（既に低くなっている液圧＜１０バール）は、ＭＣピストンをまず、ポンプピストンが作動し始める前に移動させることにより最適化することができる。従って、逃がし孔は既に、非臨界スリーブ液圧範囲になっている。
【００１７】
電磁予備ポンプを用いる場合、負圧に耐えることができる前述のピストンカラーは、補助ポンプを所望の負圧制御により作動させて、ブレーキライニング中に残留するガスを制御することにより、無くすことができる。これにより、ＴＭＣからリザーバに至る接続油路を閉じることもできる。
【００１８】
予備ポンプは、例えば独国特許公報第１０３１８４０１号によるシステム構成に使用することもでき、この場合、吸引は、ＭＣスリーブを介して行われる。この場合、予備ポンプは、かなり短時間の吸引動作、又は再充填動作を、余剰液圧を利用して行う。他のシステム構成では、２／２ソレノイドバルブが、ブレーキ回路からリザーバに至る配管に配設される構成のＴＭＣを作動させる。この場合、予備ポンプは、ブレーキ回路において直接行われる吸引動作を補助する、又はスリーブ構成に従って、スリーブを介してこの場合も並列に行われる吸引動作を補助することができる。前記ＴＭＣ構成には、当該設計を、好適には微小逃がし孔をＭＣピストン群に設けるだけで簡易化する選択肢もある。これにより、スリーブ摩擦係数が小さくなり、ＴＭＣの空ストロークを短く設定することができる。
【００１９】
前記ＴＭＣ構成には、両方の予備ポンプを同時に作動させて、再供給動作を、１つのブレーキ回路について１つの２／２ソレノイドバルブを個々に作動させることにより制御するという選択肢もある。予備ポンプは、ＴＭＣハウジングに組み込むことができる、又はリザーバに一体的に形成することができる。
【００２０】
液圧油量特性の平らな部分も考慮に入れたブレーキライニングが圧接する位置までのＴＭＣの空ストロークは、低い液圧範囲では極めて小さいことが知られている。予備ポンプが、ＴＭＣが作動すると同時に作動する、又はＴＭＣが作動する前に作動する場合、空ストロークを大幅に低減することができ、これにより更に踏み込みにくい所望のペダル特性が得られる。
【００２１】
予備ポンプはまた、わずかに緩んでいるソレノイドバルブを備える半開半閉システムに適しており、この半開半閉システムを作動させて、リザーバ内の液圧を減圧する。このような半開半閉システムでは、ソレノイドバルブが緩んで、圧油がリザーバに、圧力損失が生じるときに放出される場合に安全上の問題が公知の解決策に生じる。漏れ作動油が本発明において、間欠的に作動するポンプにより反対方向に流れることができるので有利である。
【００２２】
ＴＭＣは衝突領域に配置されるので、突出磁石部分は、当該磁石部分が、衝突時に容易にはせん断されることがなく、従って剛体バリアとして機能することがないように固定することができる。
【００２３】
ブレーキサーボユニットの回転角伝達装置を介して測定されるＴＭＣ内のプッシュロッドピストンの位置とは異なり、アキュムレータ室ピストンの位置は導出されないので、前記位置は、簡単な非接触センサを用いて導出することができる。再供給が行われる領域を求めるだけで十分である。
【００２４】
本発明の例示的な実施形態、及びこれらの例示的な実施形態の実施態様だけでなく、更に別の利点及び特徴は、図面に示され、以下に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】ピストン−シリンダ装置を、車両用ブレーキシステムの作動機構の一部として示している。
【図２】多重操作機構を備える図１によるピストン−シリンダ装置を示している。
【図３】ピストン−シリンダ装置に一体的に配設されるポンプを示している。
【図４】車両用ブレーキシステムの作動装置の第１の実施形態を示している。
【図５】距離シミュレータを備える作動装置の第２の実施形態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１は、ＴＭＣの公知の機構を示しており、このＴＭＣ（タンデム型マスタシリンダ）は、ハウジングリザーバ１と、パワーアシスト２とを備え、このパワーアシスト２は、ペダルを用いる、又はペダルを用いない、すなわち別体の作動ユニットを用いる、又はストロークシミュレータを用いる、或いは用いないパワーアシストとすることができ、当該ＴＭＣは更に、ハウジング３と、１ピストン当たり２つのシールスリーブ８と、プッシュロッドピストン４と、ピストン戻しバネ６を有するアキュムレータ室用ピストン５とを備える。予備ポンプ９は、ＴＭＣ２３とリザーバ１との間の接続配管に配置される。逃がし孔群７を、最新のＴＭＣのピストン群に非常に多く設け、これらの孔７は、ピストンが当該ピストンの初期位置にあるときにシールスリーブの背面に位置する。図示しない制御機構が、油量を油圧回路４ａ及び５ａに再供給する必要がある場合、対応するＨＣＵ（油圧制御ユニット）バルブ制御が行われて、ＴＭＣと車輪ブレーキ２との間の接続が閉じると、ピストンが戻り、これによって、負圧が生じる場合には、例えばブレーキ流体がリザーバから吸引される。ＴＭＣ及びピストンはそれぞれ、この実施形態ではそれに応じて制御され、他の実施形態では、それに応じて制御されて油量を再供給する。予備ポンプ９を同時に、又はわずかに遅れて作動させ、予備ポンプ９は所望の過剰な液圧を発生させて、供給量を増やす、又は吸引動作又は供給動作を短時間で行う。供給ポンプを各油圧回路に対応して用いることが好ましい。
【００２７】
バルブ回路をＨＣＵ（油圧制御ユニット）内に用い、これにより、液圧の発生は、図示の流入バルブ群を介して行われ、液圧の減圧は、リザーバに至る対応する戻り配管１１に組み込まれる流出バルブ１０を介して行われる。液圧を減圧するためにホイールシリンダから引き抜かれる油量は、ＴＭＣピストンにより、液圧の増圧が続いて行われる場合に発生させる必要がある。
【００２８】
ＡＢＳ機能に対応する油量は、２０秒の制御時間で３〜５ｃｍ3／ｓであり、ＴＭＣをずっと大型にする必要がある。従って、油量の再供給は、上に説明したように、既に説明した基準に従って、間欠的な間隔で行われる。
【００２９】
プッシュロッドピストン４の位置は普通、ブレーキサーボユニット２の回転角センサにより導出されるので、再供給が行われる位置をこの導出時に指定することができる。当該位置は、アキュムレータ室用ピストンには伝達されない。端部位置のみが、プッシュロッドピストン位置と比較されるプッシュロッドピストン回路の液圧センサ２３の増圧勾配から見積もることができる。
【００３０】
中間位置のみを制御信号から、説明した通りに推定することができる。
【００３１】
安全上の理由から、アキュムレータ室用ピストン５の位置は、ターゲット１４を介してセンサを用いて導出することが適切であり、当該位置は、ホールセンサ（Ｈａｌｌ  ｓｅｎｓｏｒ）及び永久磁石をピストン内のターゲット１４として利用して、容易に導出することができる。これらの手段を用いて、再供給を迅速に行うことができ、この場合、これらのピストンは安全位置にあり、かつブレーキサーボユニット２に異常が発生する場合に、例えばブレーキペダルで緊急制動するために十分な油量が依然として確保されている。好適には、独国特許公開公報第１０２００５０１８６４９号によるストロークシミュレータを備えるブレーキサーボユニットが本明細書では使用され（特許文献５）、この独国特許公開公報第１０２００５０１８６４９号の全内容を本明細書において参照して本開示を行う。
【００３２】
図２による実施形態は、ブレーキサーボユニット及びＴＭＣに関して同じ構造を有する。ＨＣＵ（油圧制御ユニット）は、本開示を行うために全内容が本明細書において参照される独国特許公開公報第１０２００５０５５７５１号に記載されているように（特許文献６）、所謂多重操作に従って設計され、従って流出バルブは、対応するピストン制御によって液圧が発生し、減圧されるので必要ではない。これらのシステムは、追加の２／２ウェイソレノイドバルブ１５を、配管１１を介したブレーキ回路４ａ及び５ａとリザーバとの間の接続に必要とする。このバルブは、例えば本開示を行うために全内容が本明細書において参照される独国特許公開公報第１０２００５０５５７５１号に記載されているような所謂空ストローク隙間を設けるために必要であり、当該空ストローク隙間を設けると、ブレーキ回路からの油量がリザーバに向かってソレノイドバルブ１５を介して放出されて、プッシュロッドピストンが前方に移動するようになり、かつ図示のブレーキペダル、又は当該ペダルのプッシュロッドそれぞれとの衝突が生じないようになる。再供給がこのシステムにおいて行われる場合、この再供給は、前記ソレノイドバルブ１５及び配管１１を介して行うことができる。素早く圧油を逃がす動作、又は素早く圧油を再供給する動作は、予備ポンプ９を介し、ソレノイドバルブ１５を経て両方の回路において行われるので、小さな逃がし孔７ａを用いることで済ませることができ、これにより、ＴＨＣ異常の主原因としてのスリーブ摩擦係数を相当小さくすることができる。それに応じて、空ストロークも短くなる。この小さな逃がし孔によって、温度調整を静止車両において確実に行うことができる。この点に関して、シールスリーブ８は、設計時により高い剛性を持たせることができる、すなわち負圧に対する耐性を向上させることができる。これは、ブレーキライニング中に残留するガスを制御する動作を、負圧を利用して行って、リザーバに至る接続配管の２つのソレノイドバルブに要する費用を節約することができるので有利である。別の構成として、これは、予備ポンプ９がこの動作中に作動する場合には不要である。従って、ＴＭＣとリザーバ１との間の接続は個別に行われる。ＨＣＵのバルブ群、及びＴＭＣピストン群を対応制御することにより、これらのブレーキピストンを個々に、負圧を利用して制御することができるので、ブレーキライニングに作用する摩擦力が大きくなるのを防止することができる。
【００３３】
再供給は、１つのブレーキ回路につき個々に配設される個別の予備ポンプ９を介して行うことができる。両方の補助ポンプを一括作動させて、コストを節約することができ、これらのブレーキ回路は２／２ソレノイドバルブ１５を介して、個々に制御される。
【００３４】
初期制動時に再供給を行うという選択肢は、既に上に説明した。
【００３５】
図３は、好適に電磁的に作動するポンプの機構及び構造を表わしており、このポンプはこの例示的な実施形態では、ＴＭＣハウジングに一体的に配設される。これは、シールを備えるポンプピストン群がＴＭＣピストン群と同様の構造を有する場合に特に有利である。ピストン孔は、圧着装置の同一の、又は同様の治具を用いて形成することができる。
【００３６】
図３では、ポンプは、外側から見て、ピストン群１６、戻しバネ１７、及びシール２４を有するものとして概要が図示されている。これらのポンプピストンは始動位置にあり、逃がし孔７ａはピストン室４ａ、５ａに、リザーバに至る半径方向溝２５及び吸引流路２６を介して接続される。ソレノイド２０が作動すると、磁束がそれに応じて、磁気回路１９により生成され、ロータ２２が、ピストン群１６に作用する対応する磁力を生じて液圧を制御する。
【００３７】
当該ロータは、軸受スリーブ１８、及びソレノイド本体に一体的に設けられる前方軸受１８ａに２個取り付けられる。磁気回路は、より大きな始動力を付与する標準磁極を有することができる。磁気回路は、積層パネルにより形成される円形磁気回路又はフラット型の磁気回路として設計することができ、これにより、磁気損失を低減し、組み立てスペースを節約し、応答時間を短くすることができる。この機構では、磁石ハウジングは、当該スペースに衝突時に飛び出して危険である。従って、ハウジングフランジ又はアタッチメント２１は、この領域が、衝突が相次ぐ場合に柔軟であるように設計することができる、すなわちせん断力により剥離するようにすることができる。
【００３８】
ＴＭＣ（タンデム型マスタシリンダ）は、高速供給機構では相当小さいサイズとすることができるが、その理由は、当該ＴＭＣが実際には、シリンダを後退させる圧力が約１００バールにしかならないように設計されているからである。更に大きい液圧がブレーキサーボユニットに必要とされる場合、例えばフェード現象が発生する（摩擦面が濡れて摩擦係数が小さくなる）場合、より大きい１５０バールの液圧を約５０ｍｓ内に再供給することができる。この滞留時間が制動距離に与える影響は無視することができ、これは、遅延が長くなる場合のシャーシには良好であり、液圧制御を更に行うためには瞬時の影響にしかならない。
【００３９】
多くの機能は、この予備ポンプを用いて低コストで実行することができる。
【００４０】
本発明は、車両用ブレーキシステムの作動機構に関するものであり、当該作動機構は、上に説明し、以下に説明する供給装置を有することができるので有利である。
【００４１】
更に別の油圧ピストン−シリンダユニットがこの場合に配設され、当該油圧ピストン−シリンダユニットは、当該作動機構により作動させることができ、第１ピストン−シリンダユニットをサーボユニットにより作動させて、油圧流体をブレーキ回路に供給することができる。
【００４２】
作動装置は、Ｖｉｅｗｅｇ  Ｖｅｒｌａｇ（フィーヴェーグ）発行の「Ｂａｒｋｅ  Ｍａｎｕａｌ（ブレーキマニュアル）」第１版に既に記載されており（非特許文献１）、この場合、当該サーボユニットは、真空ブレーキサーボユニットである。油圧集中制御装置（ＨＣＵ）は、流入バルブ及び流出バルブを各車輪ブレーキに有する。更に、複数のアキュムレータ室は、ＨＣＵのブレーキ回路群に割り当てられ、電動モータにより駆動される再供給ポンプを設けて、アキュムレータ室内のブレーキ流体をＴＭＣに戻る方向に供給する。再供給ポンプはピストンポンプであり、このピストンポンプにより液圧パルスをＴＭＣに発生させる。更に別の緩衝室を設けて関連する騒音を低減する。これらの車輪ブレーキにおける液圧制御を、この装置を用いて並行して実行することができるが、この制御は費用が高く付くので普通、真空ブレーキサーボユニットと組み合わせて行われる。しかしながら、これは、電動ブレーキサーボを将来時点で利用することになる一般的な傾向に合致しない。
【００４３】
本発明による解決策は、真空ブレーキサーボユニットを用いることなく管理を行う車両用作動装置を含む。再供給ポンプもこの解決策では不要となるので、このようなポンプに関連する問題が無くなる。
【００４４】
アキュムレータは、作動装置内に適切に配設されるので、油圧流体をアキュムレータからブレーキ回路に再供給することができる。この構成によって、液圧を個別に減圧することができる。
【００４５】
当該サーボユニットは電動駆動機構を有するので有利であり、この電動駆動機構では、具体的には、第１ピストン−シリンダユニット内のピストンに、雄嵌合又は圧入により接続される歯車機構を設けることができるので、当該歯車機構の両方向の移動がこれらのピストンに伝達される。
【００４６】
更に別の実施形態によれば、当該作動装置はストロークシミュレータに接続される。前記ストロークシミュレータは、別のピストン−シリンダユニット内の液圧室に接続することができる。
【００４７】
互いに対して移動することができ、かつ弾性部材を挟んで配置される２つの部材を有する作動機構によって作動させることができる機構が、更に別の実施形態において配設される。
【００４８】
更に別の油圧配管を適切に設けることができ、この場合、バルブ機構が作動すると、車輪ブレーキ群に至る当該油圧配管からブレーキ流体リザーバに至る油路が連通して、空ストローク隙間を移動することが可能となる。
【００４９】
図４に示す車両用ブレーキシステムの作動装置３１は作動機構３２を有し、この作動構造３２には、具体的にブレーキペダル３３が設けられ、このブレーキペダル３３は、軸受台３４に旋回可能に取り付けられ、かつこのブレーキペダル３３には、プッシュロッド６５が連結される。作動機構３２は、第１ピストン−シリンダユニット３６と、サーボユニット３７と、動力伝達ユニット３８とを有する機構に作用し、この動力伝達ユニット３８はペダル踏力を、プッシュロッド３５を介してプッシュロッドピストン４４に伝達する。更に、油圧制御ユニット（ＨＣＵ）３９、種々のセンサ、及び電子制御ユニットＥＣＵ（この場合、図示されず）を設ける。
【００５０】
第１ピストン−シリンダユニット３６は、サーボユニット３７に接続されるハウジング４０を有する。２つのピストン４３、４４は、当該ハウジング内に軸方向に変位可能に配置される。第１ピストン（ＦＰ）４３は第１液圧室４５を形成し、第２ピストン（ＰＲＰ）４４は第２液圧室４６を形成することにより、両方のピストンがタンデム型マスタシリンダ（ＴＭＣ）を形成する。ピストン４３、４４は、ハウジングに支持され、かつ互いに対してバネ４７、４８を介して押圧支持される。開口部４９、５０をハウジングに設けて、ＨＣＵ３９に接続される油圧配管５１、５２と連通するようにする。ハウジング４０の更に別の開口部５５、５６は、ピストン４３、４４に対して液密にされ、かつ油圧配管を大気圧のブレーキ流体リザーバ５３に導く。ピストン４４は、両側に凹部を有し、これらの凹部のうちの一方の凹部が、バネ４８の端部を収容する。
【００５１】
第１ピストン−シリンダユニット３６に接続されるサーボユニット３７は、ハウジング４０を有し、このハウジング４０内に、ステータ６２及びロータ６３を有する電動モータ６１が配置され、この場合、ロータ６３が、当該ハウジング内に軸受を介して回転可能に取り付けられる。歯車機構、又はロータ６３の回転移動を直線移動に変換する機構が、当該ロータ内に同軸配置される。前記機構はこの場合、ボールネジ６４を有し、当該ボールネジ６４は当該ロータ内に、トルクに耐えるように、かつ軸方向に変位可能に配置され、かつ当該ボールネジ６４は、当該ロータに固く取り付けられるスピンドルナット６４ａと協働して作用する。プッシュロッド６５をスピンドル６４に取り付け、磁気カップリングを前記プッシュロッドのうちの作動機構に対向する方の端部に設けることができる。当該ボールネジの前方端部はこの場合、ハウジング６０内に突出するピストン４４の凹部に配置される。スピンドル６４は、ピストン群４４に、当該ネジの前方端部の磁気カップリングを介して固く取り付けられるので、スピンドルの両方向の移動がこれらのピストンに伝達される。センサ５４を設けて、ロータ６３の回転移動量を求める。
【００５２】
動力伝達ユニット３８は、サーボユニットハウジングに取り付けられる。これは、凹部７０を形成し、この凹部７０が、ボールネジの後方端部、及びプッシュロッド６５を収容する。空間６６が、ピストン６７を収容するシリンダ内に形成される。
【００５３】
ピストン６７は、中心延出部６８を形成し、この中心延出部６８は、シリンダ６９の基部の開口部を通って凹部７０に突出して、プッシュロッド６５と協働して作用するようになる。
【００５４】
ピストン６７は円筒状凹部を形成し、この円筒状凹部内に、部材７１が軸方向に変位可能に配置される。弾性部材７２、例えば皿バネ、板バネ、又はゴム弾性部材、或いは同様の部材が、シリンダと部材７１との間に配置される。２つの距離センサ７３、７４を更に、動力伝達ユニット３８内に設け、これらのセンサを用いて、ピストン６７、又は当該ピストンに配置される部材７１が受け持つ距離を測定することができる。対応する値はＥＣＵに供給されて、サーボユニットを、ペダル踏力に比例する差分値を利用して制御する。作動機構内のプッシュロッド３５は部材７１にユニバーサルジョイントを介して接続されるので、移動が両方向に伝達される。
【００５５】
ＴＭＣ３６と車輪ブレーキＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲとの間に配設されるＨＣＵ３９（油圧制御ユニット）は、ＥＣＵ（電子制御ユニット）により制御される種々のバルブを有する。これらの車輪ブレーキの各車輪ブレーキは、ＴＭＣ（タンデム型マスタシリンダ）内の液圧室に接続される。非通電時開の２／２ウェイ磁気バルブ７５がこの接続の際に作動する。非通電時閉の２／２ウェイ磁気バルブ７６は、車輪ブレーキを始点として戻し弁７７を経由し、油圧配管５１、５２のうちの一方の油圧配管を経由して、ＴＭＣの対応する液圧室に、そして従ってブレーキ流体リザーバ５３に至る接続油路に配設される。更に、アキュムレータ室７８は、戻し弁７７の上流のこの接続油路に配設される。車輪ブレーキＦＬに関して上に説明したバルブ構造は、図面に示す他の車輪ブレーキＦＲ、ＲＬ、及びＲＲに対応して配設される。
【００５６】
図４に示す装置の機能について以下に、図示の始動位置に基づいて説明する。
【００５７】
液圧は、ＴＭＣ３６の液圧室内に、装置が作動すると発生して、ブレーキ流体が、常開バルブ７５を経て車輪ブレーキシリンダ群に流れることができることにより、これらの車輪ブレーキを作動させることができる。例えば、ＡＢＳが作動する場合、液圧は、バルブ７５を閉じることにより一定に保持することができる、又はバルブ７６を開くことにより減圧することができる。液圧を減圧する場合、ブレーキ流体はアキュムレータ室７８に流入する。アキュムレータ室が殆ど満タンになる特定の時間区間では、ＴＭＣ（タンデム型マスタシリンダ）は、サーボユニット駆動機構を介して戻り、その結果、当該アキュムレータ室は、流入バルブが閉じる場合に空になる。アキュムレータが空になるようにＴＭＣを作動させ、それに応じて制御すると、このようなシステムに公知の事例において普通使用される戻しポンプが不必要になってしまう。流入バルブは、これらの流入バルブが、液圧の差が両方の側で非常に大きい場合でも作動するように設計される。普通、並列に配設されて作動する戻し弁は、前記流入バルブには配設されない。
【００５８】
ブレーキサーボユニットに異常が発生する場合、足踏み力は、ピストン６７又はプッシュロッド６８、及びプッシュロッド６５を介してピストン群４４に真っ直ぐに伝達することができる。
【００５９】
図５に示す装置では、作動機構、サーボユニット、及びＴＭＣは、図４による装置におけるものと殆ど同一であるので、この点についての詳細な説明は行わない。
【００６０】
図４における構成とは異なり、図５による実施形態では、油圧配管８０を設け、この油圧配管８０は、液圧室６６ａを非通電時開の２／２ウェイソレノイドバルブ８６及び油圧配管８４を介してリザーバ５３に接続する。油圧配管８４は油圧配管５２に、ＴＭＣの液圧室４６に至る非通電時閉の２／２ウェイバルブ８９を介して接続され、この場合、当該ソレノイドバルブは距離シミュレータとして機能する。
【００６１】
開口部８１、８２をＴＭＣ内に形成して、配管８４及び対応する配管８３を接続し、前記開口部群は、ＴＭＣの壁に設けられる配管に通じ、前記配管は、リザーバに油圧配管を介して接続される。壁に設けられる当該配管はこの場合、溝を有し、当該溝は、ＴＭＣピストンに対して両側でシールによって液密にシールされる。リザーバ５３との接続は、ＴＭＣを通過しない配管群を介して行うこともできる。非通電時閉の２／２ウェイソレノイドバルブ群は、油圧配管８３、８４に配置される。予備油圧ポンプ９を用いる場合、戻り配管８３ａ及び８４ａは、リザーバ５３に直接連通する。液圧センサ９０が更に、配管８４に配設される。油圧ストロークシミュレータ８５が更に、この構造に配設され、当該油圧ストロークシミュレータ８５は配管８０に、非通電時開の２／２ウェイバルブ８６、及びスロットル弁及び戻し弁を備える機構８７を介して接続される。シリンダ内でバネに逆らって移動することができるピストンを有する距離シミュレータ８５は、ペダル踏力に対する所望の反力を、この構造において距離シミュレータバネのバネ特性に従って生成する。スロットル弁及び戻し弁を備える機構８７は、速度及び方向変化制限を実行して、良好な応答特性を実現するように機能する。センサターゲット９２を有するピストンストロークセンサ９１は、ＴＭＣのピストンの上方に配置され、リザーバ５３に、エアポンプ９４及び戻し弁９５を設ける。
【００６２】
図５に示す装置の機能について以下に説明する。
【００６３】
当該装置が運転者によって作動すると、図のピストン６７が左側に変位して、液圧が液圧室６６ａ内に発生し、配管８０を経由して、接続先のストロークシミュレータに伝達される。運転者が要求する制動圧、又は結果的に生じる制動効果によって異なるが、サーボユニットは、エンジン及び歯車機構が作動する結果、作動状態になり、この歯車機構はピストン群４４に循環ボールネジを介して作用して、液圧がこれらの液圧室内に発生し、それに応じて、これらのブレーキ回路内に発生するようになる。ソレノイドバルブ７５及び７６（及び、他の車輪ブレーキ群に割り当てられる対応するソレノイドバルブ群）は、液圧の発生、保持、及び減圧の局面で、公知の態様で開閉することにより作動して、ＡＢＳ及びＥＳＰのような機能を果たす。ＴＭＣは、図１に示すように、戻しポンプとして機能する。液圧の減圧は、アキュムレータ室の図５による構造には生じないが、そうではなく、配管５８、８４を経由し、ＴＭＣを通ってリザーバ５３に伝達される。設計上の理由から、２つの接続油路をリザーバ５３に至る戻り配管に対応して設けるという選択肢がある。
【００６４】
液圧の減圧に対応する油量の油圧流体は、ブレーキ回路から送り出され、次に、ＴＭＣピストンの移動により再度供給される。安全上の理由により、ブレーキサーボユニットに異常が発生すると、必ず十分な量の油圧流体を、マスタシリンダピストン室又は液圧室にそれぞれ流入させる必要がある。従って、それぞれのピストン移動に続いて、又は液圧が減圧したときの油量が間接的に、例えば液圧の減圧時間に基づいて見積もられると、液圧モデル及び液圧温度に基づく液圧量が、ピストンの動きに応じて戻る方向に導かれる。流入バルブ（群）７５が閉じると、ピストン室に吸引される油液の油量が発生する。
【００６５】
バルブ８８、８９を介しての吸引は、負圧が最も低い状態でも可能である。大きい断面積を持つソレノイドバルブ８８、８９を、この目的のために設けて、吸引抵抗を低く保つことが好ましい。これにより、吸引時間を短くする。この場合、各制御モードにおいて、すなわち液圧発生時又は液圧減圧時に、液圧を短時間保持して、吸引動作を行うことにより、十分な油量がこれらのピストン室に再度、送油されるようにすると極めて有利である。しかしながら、好適には、液圧を保持する段階では、吸引動作は、少なくとも前輪に対して行われる。
【００６６】
ホイールシリンダ回路から排出される油量を再度、ピストン移動及び吸引動作によって補充する。油圧回路のピストン４４の位置は、エンジン内の回転角センサ５４により知ることができる。それとは異なり、浮遊ピストン４３の位置は、液圧を通して、かつ前の診断結果、及び前述の油量推定値を使用することによってのみ求めることができる。従って、ストロークセンサ９１を適切に配設して、ピストン４３の位置を設定することができる。簡略に言えば、位置の見積もりは、フェード現象が発生する場合でも適正な残留油量で液圧を増圧させることができるようであれば十分である。好ましくは、永久磁石を備えるエコーセンサをピストンの上方に配設することができる。
【００６７】
吸引時間を短くするために、液圧供給源９４、具体的には圧縮エアポンプを配設することもでき、この圧縮エアポンプは、液圧をブレーキ流体リザーバ５３内に、又はＴＭＣに至る接続配管内に発生させることができる。これは、任意の制動操作において、又はＡＢＳ操作において適切に効果的に行える。この目的のために、戻し弁９５をリザーバ５３のカバーに取り付け、この戻し弁９５は、液圧が過大になると閉じる。別の構成として、図１乃至図３を参照して具体的に説明したように、そして図５の点線９で示すように、供給機構又は補助ポンプをこの目的のために用いることもできる。
【００６８】
吸引手段は、説明したＡＢＳ操作に関して用いることができるのみならず、追加の油量を、まれに起こる高い液圧範囲で吸引する場合にＴＭＣのサイズを低減するために用いることができる。
【００６９】
液圧が当該システムにおいてブレーキペダルを介して減圧される場合、これまで過剰に吸引されていた油量を、ピストンの位置、及び液圧を見積もることにより、ソレノイドバルブ７６又は８９を経て排出して、ＴＭＣのスリーブの破損を防止する。
【００７０】
図５のシステムとは異なり、距離シミュレータを備えるシステムは、ＡＢＳが作動し、それに関連してＴＭＣピストン群が振動する場合に、過去に遡ってブレーキペダルに影響が出ないように設計することができる。関連する油圧配管５１、５２にそれぞれ、２／２ウェイソレノイドバルブが配設される構成の両方のブレーキ回路をブレーキ流体リザーバ５３にＴＭＣの戻り配管を介して接続してこの目的を達成する。これらのバルブは、延出部６８を有するピストン６７が、プッシュロッド６５に至る空ストロークをしない場合に開き、この空ストロークは、距離センサ７３、７４、及び５４からの信号を分析することにより設定することができる。この場合、油圧空ストローク隙間を移動する動作が開始され、ピストン及び延出部６８のそれぞれとプッシュロッド５４との間の距離は、油量が液圧室４５及び４６から個別に排出されるときに、又は２／２ウェイソレノイドバルブ８８、８９を介して並列にブレーキ流体リザーバ２３に排出されるときに変化する。本明細書において参照される独国特許公開公報第１０２０１００４５６１７．９号（特許文献７）に更に詳細に記載されているこの機能は、運転者がペダルを更に踏み込み、ＴＭＣピストンを更に押し戻して低い液圧量に達する必要がある場合に、ＡＢＳ操作時に、かつ低摩擦係数時にも、又はエネルギー回生時にも極めて適切である、又は必要である。油量の一部は、例えば摩擦係数が低摩擦から高摩擦に変化する場合に、再度ブレーキ回路内で回復させることができる。過去に遡ったペダルへのわずかな影響を、ピストン移動により意図的に生じさせて、空ストローク隙間を設定することにより、ＡＢＳ制御の使用を運転者に通知することもできる。この場合、ピストンの戻り移動量を空ストローク＝０となるように誘導し、次に、前述の空き制御を行って、それぞれ所望の値又は距離とする。
【符号の説明】
【００７１】
１：リザーバ、２：パワーアシスト、３：ＴＭＣハウジング、４：プッシュロッドピストン、４ａ：プッシュロッド回路、５：アキュムレータ室、５ａ：アキュムレータ室回路、６：戻しバネ、７：逃がし孔、７ａ：微小逃がし孔、８：シールスリーブ、９：予備ポンプ、１０：流出バルブ、１１：リザーバに至る戻り配管、１２：車輪ブレーキに至る配管、１３：位置センサ、１４：センサターゲット、１５：２／２ソレノイドバルブ、１６：ポンプピストン、１７：戻しバネ、１８：ロータ取り付け部１、１８ａ：ロータ取り付け部２、１９：磁石ヨーク、２０：ソレノイド、２１：磁石アタッチメント、２２：磁石ロータ、２３：液圧センサ、２４：シール、２５：半径方向溝、２６：吸引流路、３１：作動装置、３２：作動機構、３３：ブレーキペダル、３４：軸受台、３５：プッシュロッド、３６：ピストン−シリンダユニット（ＴＭＣ）、３７：サーボユニット、３８：それぞれ、動力伝達ユニット又はピストン−シリンダユニット、３９：油圧制御回路（ＨＣＵ）、４０：ハウジング、４３：ピストン（浮遊）、４４：ピストン（プッシュロッド）、４５：液圧室、４６：液圧室、４７：バネ、４８：バネ、４９：開口部、５０：開口部、５１：油圧配管、５２：油圧配管、５３：ブレーキ流体リザーバ、５４：センサ、６０：ハウジング、６１：電動モータ、６２：ステータ、６３：ロータ、６４：ボールネジ、６５：プッシュロッド、６６：液圧室、６７：ピストン、６８：延出部、６９：シリンダ基部、７０：凹部、７１：部材、７２：弾性部材、７３：ストロークセンサ、７４：ストロークセンサ、７５：２／２ウェイソレノイドバルブ、７６：２／２ウェイソレノイドバルブ、７７：戻し弁、７８：アキュムレータ室、８１：開口部、８２：開口部、８３：油圧配管、８４：油圧配管、８５：ストロークシミュレータ、８６：２／２ウェイソレノイドバルブ、８７：スロットル弁戻し機構、８８：２／２ウェイソレノイドバルブ、８９：２／２ウェイソレノイドバルブ、９０：液圧センサ、９１：ピストンストロークセンサ、９２：センサターゲット、９３：液圧供給源、９４：エアポンプ、９５：戻し弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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