JP2000511496A - 自動車用自動ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、自動車用自動ブレーキ装置に関する。このブレーキ装置は、駆動装置特有の車両制御信号によって制動距離短縮が行われ、同時に必要なコストの低減が達成される。その際、本発明では、操作力除去時に発生するアクセルペダルの運動の速度を表す制御信号の発生時に、車輪ブレーキ（１０〜１３）の予充填を保証する手段（８または２１〜２９，３４〜３７）が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】 自動車用自動ブレーキ装置 本発明は、車輪に付設された車輪ブレーキと、電子制御ユニットとを備え、自 動車のアクセルペダル、アクセルレバーまたはアクセル回転グリップに作用し運 転者によって加えられる操作力の除去を検出する装置の少なくとも１つの制御信 号が制御ユニットに供給される、自動車用自動ブレーキ装置に関する。 このようなブレーキ装置は例えば、ヨーロッパ特許第０７０６４６６号公報に よって知られている。この公知の自動ブレーキ装置は、アクセルペダルに付設さ れた２個のセンサと、第３のセンサを備えている。これらのセンサの出力信号は ブレーキングの自動開始を可能にする電子制御装置に供給される。その際、特に 圧力センサとして形成された、アクセルペダルに付設された第１のセンサは、ア クセルペダルの下方に配置され、第２のセンサは、運転者の足がアクセルペダル から離れるときに信号を供給する。第３のセンサはアクセルペダルとブレーキペ ダルの間に配置され、アクセルペダルからブレーキペダルへの運転者の足の動き を検出する。この公知のブレーキ装置の場合には、複雑なセンサ装置のためにコ ストが比較的に高くつき、特に第３のセンサが故障する危険があるという欠点が ある。この故障は例えばセンサの汚れによって生じ得る。 そこで、本発明の課題は、駆動装置特有の車両制御信号によって制動距離短縮 を可能にすると同時に、必要なコストを低減する、冒頭に述べた種類の自動ブレ ーキ装置を提供することである。同時に、提案したブレーキ装置の機能信頼性を 高め、用途を拡張すべきである。 この課題は本発明に従い、制御信号の発生時に車輪ブレーキの予充填を保証す る手段が設けられていることによって解決される。ブレーキ技術において一般的 である“予充填”は、車輪ブレーキの手前に接続配置されたブレーキ機器を活性 化（作動）させることを意味し、この活性化の際液圧の上昇が起こり、ブレーキ パッドを接触させるがしかし車両が減速することはない。 本発明思想を具体化するために、制御信号が車両エンジンの負荷状態または操 作力を除去したときに発生するアクセルペダルの運動の速度等を表す。更に、エ ンジン回転数の低下を制御信号として使用することもできる。しかし、このエン ジン回転数の低下は、回転または振動するエンジン部品の慣性によって影響を受 けるので、むしろフェールセーフ信号として使用される。 本発明対象物の他の有利な実施形の場合には、制御信号がプログラム制御され る自動変速機の制御装置によって生じるかまたはエンジンの吸気管内の圧力の変 化または排気系内の背圧の変化を表す。その際、エンジン吸気圧は応答状態のそ れほど大きくない減速閾値よりも小さいので、例えば圧力スイッチによって、ア クセルペダル等の急激な解放が迅速かつ確実に認識される。 本発明の他の有利な実施形では、制御信号が燃料噴射装置の制御装置内に格納 された特性マップあるいはエンジン点火装置の制御装置に格納された特性マップ から導き出される。制御信号としては特に、車両の惰性走行燃料カット時に生じ る燃料噴射中断信号あるいは点火角度変化が適している。この点火角度変化信号 は例えば“遅い点火”への急な点火角度調節の際に使用可能である。 本発明の範囲内で勿論、他の実施形が使用可能である。この実施形の場合には 、制御信号が過給圧センサ、特にエンジン点火装置の制御ユニットと協働する圧 カセンサまたはスロットルバルブセンサまたは車両エンジンのスロットルバルブ の調節を検出するスロットルバルブスイッチによって発せられる。 本発明対象物の他の代替的実施形では、制御信号が燃料噴射装置に付設された アイドリングスイッチによって生じる。 本発明の特に有利な実施形では、ブレーキ装置が液圧式ブレーキ装置として形 成され、車輪ブレーキを予充填するための手段が液圧式予充填ポンプによってあ るいは運転者の意志と関係なく制御可能なブレーキ倍力装置によって形成されて いる。その際、ブレーキ倍力装置は特に、真空ブレーキ倍力装置として形成され 、この真空ブレーキ倍力装置の制御弁が電気機械的に操作可能である。 本発明の他の有利な特徴によれば、電子制御ユニットに第２の制御信号が供給 され、この制御信号がブレーキペダル等を操作する運転者の足または手の接触を 検出する装置によって生じ、信号が停止したときに予充填が中断される。 その際、本発明対象物の他の実施形において、予充填の開始と第２の制御信号 の発生との間の時間を検出し、検出された値を予め定めた値と比較する手段が設 けられていると特に有利である。 意図しない車両減速に関する運転者の希望を検出するために、予め定めた値を 上回るときに予充填が中断される。 特にいわゆるパニックブレーキングの際に運転者を補助するために、本発明で は、予め定めた値を下回るときに迅速な圧力上昇が行われる。 その際、電子制御ユニットがエンジン制御装置またはＡＢＳ／ＡＲＳ制御装置 の電気回路に論理的に結合されていると特に有利である。本発明対象物を小型化 する際、この電子制御ユニットは上記の制御装置に回路技術的に統合可能である 。 次に、添付の図を参照して本発明の実施の形態を詳しく説明する。図において 、本発明にとって重要でない部品は省略されている。 図１は本発明によるブレーキ装置の概略図、そして 図２は図１の電子制御ユニットの実施の形態を示す図である。 図１に示した本発明による自動ブレーキは実質的に、液圧式ブレーキ圧力源ま たは操作ユニット１と、電子制御ユニット６と、電子制御ユニット６に供給され る制御信号を発生するための装置８と、４輪車両の個々の車輪に付設され操作ユ ニット１に接続された車輪ブレーキ１０〜１３とからなっている。操作ユニット １と車輪ブレーキ１０〜１３との間には特に液圧装置または圧力調整装置９が接 続配置されている。この圧力調整装置は、電子制御ユニット６と協働するコント ローラ７の出力信号に依存して、車輪ブレーキ１０〜１３に供給される液体圧力 を車輪毎に調整する。しかし、電子制御ユニット６がコントローラ７の一部とし て形成されていてもよいし、このコントローラに一体化されていてもよい。図示 していない車輪にはそれぞれ、車輪センサ１４，１５，１６，１７が１個ずつ付 設されている。車輪速度に対応するこの車輪センサの出力信号はコントローラ７ に供給される。操作ユニット１自体は、操作ペダル４によって操作可能な空気圧 式ブレーキ倍力装置、特に真空ブレーキ２を備え、このブレーキ倍力装置の後に 、マスターブレーキシリンダ３、特にタンデム型マスターシリンダが接続配置さ れている。このマスターブレーキシリンダの図示していない圧力室は液圧管路３ １，３２を介して圧力調整装置９に接続されている。操作ペダル４には操作棒５ が連結されている。この操作棒は略示した制御弁１９の操作を可能にする。この 制御弁は真空ブレーキ倍力装置２のケーシング内の空気圧の差圧の発生を制御す る。その際、電磁石２０は制御弁１９の外部操作（独立操作）を可能にする。 図１から更に判るように、制御信号を発生するための装置８は、車両エンジン の負荷状態を検出する多数のセンサまたは装置（信号発信器）からなっている。 このセンサの出力信号は単独であるいは組み合わせて電子制御ユニット６内で処 理される。例えば参照符号２１は、車両エンジンのスロットルバルブの調節を検 出する第１のセンサを示している。その際、この第１のセンサ２１は、スロット ルバルブの動きを連続的に検出しアナログ信号を供給するポテンショメータとし て、あるいはスロットルバルブの少なくとも閉鎖位置を感知するデジタル作動式 スロットルバルブスイッチとして形成可能である。第２のセンサ２２はエンジン 回転数の低下に対応する情報を供給し、例えばクランク軸回転数センサとして形 成可能である。参照符号２３，２４，２５，２６は、車両エンジンの吸気管内の 圧力、車両エンジンの排気系内の背圧または点火時期制御装置に影響を与える空 気圧の変化を検出する圧力センサを示している。他の信号発信器２７はプログラ ム制御される自動変速機の図示していない制御装置から発せられる制御信号を供 給する。参照符号２８，２９は燃料噴射装置の制御装置またはエンジン点火の制 御装置に格納された特性マップから制御信号を導き出すことができる信号発信器 を示している。その際、最初に述べた信号発信器２８は燃料噴射中断信号に一致 する信号を発する。一方、信号発信器２９は点火角度変化を示す信号を供給する 。しかしながら、本発明の一実施形に従って、燃料噴射ポンプに付設されたアイ ドリングスイッチによって信号発信器２８を形成してもよい。従って、前述のす べてのセンサまたは信号発信器の出力信号は、車両のアクセルペダルに作用する 操作力を除去したときに発生する動きの速度の変化に一致している。 上記説明から明らかなように、図示したブレーキ装置は液圧ブレーキ装置とし て形成されている。この場合、車輪ブレーキ１０〜１３の予充填は、前述の制御 信号の一つまたは複数に依存する、真空ブレーキ倍力装置２の独立制御によって 行われる。勿論、本発明は真空ブレーキ倍力装置２の使用に限定されない。例え ば、本発明の範囲内で、車輪ブレーキを予充填するために、電子制御ユニットに よって制御可能な液圧ポンプまたは他の適当な技術的手段、特に代替アクチュエ ータ（サーボモータ等）を備えた圧力発生器を使用することができる。 図１から更に明らかなように、運転者の足と操作ペダル４との接触時点を検出 し、電子制御ユニット６に供給される他の制御信号を発生する装置３０が設けら れている。その際、適当なソフトウェア手段により、上記の制御信号が発生しな いときに予充填を中断することが保証される。装置３０は例えば操作ペダル４の 動きを直接検出するそれ自体公知の機械式制動灯スイッチまたはマスターブレー キシリンダ３の圧力室の一つに接続された圧力センサからなっている。この圧力 センサはマスターブレーキシリンダ３内の圧力上昇によってペダル操作の感知を 可能にする。 例えばいわゆるパニックブレーキングの際に運転者を補助するための本発明対 象物を使用できるようにするために、時間測定要素３３が設けられている。この 時間測定要素は予充填の開始と装置３０の出力信号発生との間の時間を検出する 。検出された値は電子制御ユニット６に記憶されかつ予め設定された値と比較さ れる。この場合、比較結果に依存して、予充填を中断すべきかどうかあるいは運 転者を補助するために迅速な圧力上昇またはフルブレーキングを開始すべきかど うか決定する。予充填の中断は、検出された時間が予め設定された値を上回ると きに行われ、圧力上昇またはフルブレーキングは、時間が予め設定された値より も短いときに行われる。 図２は特に、図１に関連して説明した電子制御ユニット６の構造を示している 。この電子制御ユニットは実質的に、第１と第２の入力インターフェース３８， ３９と、第１の入力インターフェース３８に付設されたＡ／Ｄコンバータ４０と 、記憶装置４２を備えたマイクロプロセッサ４１と、最終ステージ４３を備えて いる。この最終ステージの出力信号は、図１に関連して述べた独立制御可能なブ レーキ倍力装置または予充填ポンプのための制御信号として使用される。第１の 入力インターフェース３８には、入力信号として、例えばスロットルバルブポテ ンショメータと、前述の圧力センサ２３〜２６の一つと、車両バッテリの充電状 態を監視する信号発信器３４のアナログ信号が供給される。この入力信号はＡ／ Ｄコンバータ４０で適当に処理した後で、マイクロプロセッサ４１に供される。 第２の入力インターフェース３９には図１に示した例では、前述のエンジン回 転数センサまたはクランク軸回転数センサ２２と、既に述べた装置３０と、エン ジンを絞っていないときに設けられたアイドリングスイッチ３６と、車速を検出 するタコメータ３７と、速度コントローラ３５のデジタル信号が供給される。こ の信号はマイクロプロセッサ４１に更に案内される。その際、速度コントローラ ３５の出力信号は特に、提案した装置の安全性を高めるためにあるいは装置を切 り離すために役立つ。本発明の範囲内では例えば、電子制御装置６を冗長的に形 成することができる。アイドリングスイッチ３６の信号は好ましくは、アクセル ペダル開放位置を操作するために適し、必要な場合には、運転者の意志を認識す るために、妥当性チェックのための前述の時間測定要素３３によってマイクロプ ロセッサ４１内で論理結合可能である。 前述の制御信号の一つまたは複数が発生すると、電子制御ユニット６は、操作 力を迅速に除去したときに発生するアクセルペダル運動の、この制御信号から生 じる速度を、記憶装置４２にファイルされた予め定めた値と比較する。この閾値 を下回るときには、制御信号が最終ステージ４３を経て、特にアナログ制御可能 なブレーキ倍力装置２の電磁石２０に供給される。運転者の意志と関係ないこの ブレーキ倍力装置の制御は、後続配置されたマスターブレーキシリンダ３内の圧 力上昇を制限する。マスターブレーキシリンダ３内の圧力上昇は、それに接続さ れた車輪ブレーキ１０〜１３の“予充填”または図示していないブレーキパッド の接触を生じることになる。この場合しかし、車両減速は生じない。その際、時 間測定要素３３は自動的に行われる予充填の開始と、運転者の足とブレーキペダ ルの接触時点との間の時間を検出する。この時間が所定のむだ時間を上回ると、 意図しない車両制動に関する運転者の希望を確かめるために、ブレーキ倍力装置 ２の電磁石２０は再び作動停止する。そうでなければ、予充填は運転者によるブ レーキペダル４の操作によって終了する。この操作は装置３０または制動灯スイ ッチによって電子制御ユニット６に報告される。 これに対して、前述の時間の比較の際に、予め設定された時間値を下回ること が認識されると、すなわち図示していないアクセルペダルからブレーキペダル４ への運転者の足の迅速な移動が生じることが認識されると、ブレーキ倍力装置２ は圧力を迅速に上昇させるように制御される。この圧力上昇は減速に関する運転 者の希望が変わるときに運転者を補助し、それどころかフルブレーキングも行う ことができる。ブレーキ倍力装置２の自動的な独立制御によって加えられる圧力 は勿論、ブレーキペダル位置から生じるブレーキ圧力よりも大きい。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．車輪に付設された車輪ブレーキと、電子制御ユニットとを備え、自動車のア クセルペダル、アクセルレバーまたはアクセル回転グリップに作用し運転者に よって加えられる操作力の除去を検出する装置の少なくとも１つの制御信号が 制御ユニットに供給される、自動車用自動ブレーキ装置において、制御信号の 発生時に車輪ブレーキ（１０〜１３）の予充填を保証する手段（８または２１ 〜２９，３４〜３７）が設けられていることを特徴とするブレーキ装置。 ２．制御信号が車両エンジンの負荷状態を表すことを特徴とする請求項１記載の ブレーキ装置。 ３．制御信号がエンジン回転数の低下を表すことを特徴とする請求項２記載のブ レーキ装置。 ４．制御信号がブレーキ力を除去したときに生じるアクセルペダルの運動の速度 を表すことを特徴とする請求項２記載のブレーキ装置。 ５．制御信号がプログラム制御される自動変速機の制御装置によって生じること を特徴とする請求項４記載のブレーキ装置。 ６．制御信号がエンジンの吸気管内の圧力の変化を表すことを特徴とする請求項 ２記載のブレーキ装置。 ７．制御信号が排気系内の背圧の変化を表すことを特徴とする請求項２記載のブ レーキ装置。 ８．制御信号が燃料噴射装置の制御装置内に格納された特性マップから導き出さ れることを特徴とする請求項２記載のブレーキ装置。 ９．制御信号がエンジン点火装置の制御装置に格納された特性マップから導き出 されることを特徴とする請求項２記載のブレーキ装置。 10．制御信号として燃料噴射中断信号が使用されることを特徴とする請求項８記 載のブレーキ装置。 11．圧制御信号として点火角度変化を表す信号が使用されることを特徴とする請 求項９記載のブレーキ装置。 12．制御信号がクランク軸回転数センサ（２２）によって生じることを特徴とす る請求項３記載のブレーキ装置。 13．制御信号が過給圧センサ（２５）によって生じることを特徴とする請求項６ 記載のブレーキ装置。 14．制御信号が特に点火時期制御装置と協働する圧力センサ（２６）によって生 じることを特徴とする請求項６記載のブレーキ装置。 15．制御信号が車両エンジンのスロットルバルブの調節を検出するスロットルバ ルブセンサまたはスロットルバルブスイッチ（２１，２１ａ）によって生じる ことを特徴とする請求項３記載のブレーキ装置。 16．制御信号が燃料噴射装置に付設されたアイドリングスイッチ（３６）によっ て生じることを特徴とする請求項３記載のブレーキ装置。 17．ブレーキ装置が液圧式ブレーキ装置として形成され、車輪ブレーキを予充填 するための手段が液圧式予充填ポンプによって形成されていることを特徴とす る請求項１〜１６のいずれか一つに記載のブレーキ装置。 18．ブレーキ装置が液圧式ブレーキ装置として形成され、車輪ブレーキ（１０〜 １３）を予充填するための手段が運転者の意志と関係なく制御可能なブレーキ 倍力装置（２）によって形成されていることを特徴とする請求項１〜１７のい ずれか一つに記載のブレーキ装置。 19．ブレーキ倍力装置が真空ブレーキ倍力装置（２）として形成され、この真空 ブレーキ倍力装置の制御弁（１９）が電気機械的に操作可能であることを特徴 とする請求項１８記載のブレーキ装置。 20．電子制御ユニット（６）に第２の制御信号が供給され、この制御信号がブレ ーキペダル（４）を操作する運転者の足の接触を検出する装置（３０）によっ て生じることを特徴とする請求項１〜１９のいずれか一つに記載のブレーキ装 置。 21．第２の制御信号が供給されないときに、予充填が中断されることを特徴とす る請求項２０記載のブレーキ装置。 22．予充填の開始と第２の制御信号の発生との間の時間を検出し、検出された値 を予め定めた値と比較する手段（３３）が設けられていることを特徴とする請 求項１〜２１のいずれか一つに記載のブレーキ装置。 23．予め定めた値を上回るときに予充填が中断されることを特徴とする請求項２ ２記載のブレーキ装置。 24．予め定めた値を下回るときに迅速な圧力上昇が行われ、この圧力上昇時にブ レーキペダル位置から生じるブレーキ圧力よりも高い圧力が生じることを特徴 とする請求項２２記載のブレーキ装置。 25．予め定めた値を下回るときにフルブレーキングが行われることを特徴とする 請求項２４記載のブレーキ装置。