JP2001301591A - 「ブレーキバイワイヤ」式の自動車両用制動装置のための操作装置 - Google Patents

「ブレーキバイワイヤ」式の自動車両用制動装置のための操作装置

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JP2001301591A
JP2001301591A JP2001103269A JP2001103269A JP2001301591A JP 2001301591 A JP2001301591 A JP 2001301591A JP 2001103269 A JP2001103269 A JP 2001103269A JP 2001103269 A JP2001103269 A JP 2001103269A JP 2001301591 A JP2001301591 A JP 2001301591A
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brake
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hydraulic
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パウリー アクセル
Karsten Schille
シレ カルステン
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Bayerische Motoren Werke AG
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 「ブレーキバイワイヤ」式の自動車両用制動
装置のための操作装置を改善する。 【解決手段】 可変の流れ抵抗部（２４）が、２つの極
値間にて無段階で可変に調整可能であり、制動ペダル
（１）に作用する操作力、並びにこの操作により進めら
れる制動ペダル変位量を考慮して電子制御ユニット
（４）により所望通りに調整されること。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、「ブレーキバイワ
イヤ」式の自動車両用制動装置のための操作装置に関
し、この操作装置は、制動ペダル並びにこの制動ペダル
と共に作用する液圧式シミュレータを有し、この液圧式
シミュレータのシミュレータピストンは、制動ペダルの
押圧操作時に、可変の流れ抵抗部を介して、ばね要素の
力に抗して液圧的に前方へ押しやられる。従来の技術と
してはドイツ特許出願公開第１９６４０７６７号明細書
(DE19640767A1)並びにドイツ特許出願公開第１９８３２
０３６号明細書(DE19832036A1)が挙げられる。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、所謂「ブレーキバイワイ
ヤ(brake by wire)」式制動装置において、制動力を加
えることは、制動力増幅器を介在して直接的に機械的な
いしは特に液圧的に行われるのではなく、制動ペダルに
作用する操作力並びにその結果として制動ペダルの進ん
だ変位量が電子制御ユニットのための入力情報として使
用され、この電子制御ユニットにて、その都度要求され
ている制動力、ないしはその都度の要求に対応した最適
の制動力が形成される、即ち、例えば自動車両の車輪制
動ディスクに制動力が加えられることになり、これは因
みに、再度、純粋に機械的に、または液圧システムを介
在して行われる。
【０００３】この種の「ブレーキバイワイヤ」式制動装
置において、制動ペダルを操作する自動車両の運転者に
は、この操作に応じる所定の反応が伝えられなくてはな
らない、即ち、制動ペダルの操作には、好ましくは変更
可能な力が対抗されなくてはならない。それにより、自
動車両の運転者のためには、従来のように純粋に機械式
または液圧式の制動装置の特性がシミュレートされ得
て、実際にはそれによってのみ、所望通りに制動ペダル
を異なる強さで操作し得るという可能性が自動車両の運
転者に提供され得る。
【０００４】冒頭に挙げた第１のドイツ特許出願公開第
１９６４０７６７号明細書(DE19640767A1)において、制
動ペダルの操作時に、この制動ペダルに作用し且つこの
際に変更可能な対抗力は、所謂シミュレータピストン
が、制動ペダルの押圧操作時に、可変の流れ抵抗部を介
してばね要素の力に抗して液圧的に前方へ押しやられる
ことにより形成される。この場合この流れ抵抗部は変位
量に依存するだけであり、所定の段階ステップにおいて
だけ変更可能である。それにより、純粋に機械式または
液圧式の制動装置、即ち「ブレーキバイワイヤ」の要素
を使用しないこの種の制動装置における従来の反応特性
は十分には模倣されないままである。
【０００５】冒頭に挙げた第２のドイツ特許出願公開第
１９８３２０３６号明細書(DE19832036A1)では、所謂ア
クティブストロークシミュレータを有する制動制御装置
について記載されていて、このアクティブストロークシ
ミュレータでは、制動ペダルの押下速度の他に押下力も
測定され、このシミュレータの組立時に考慮される。電
子液圧式の「ブレーキバイワイヤ」式制動装置のこのシ
ミュレータは、同様に液圧的な方法で制動ペダルに加え
られる対抗力が言わば液圧式制動装置から分岐されると
いう点でアクティブである。即ち、まず第一に制動プロ
セスの変換のために圧縮されている液圧媒体の一部が、
制動ペダルないしはこの制動ペダルと機械的に接続され
ている所謂シミュレータピストンに対して可変の抵抗を
対置するために使用される。従って、この種のアクティ
ブシミュレータは効率の観点において有利ではない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前記の周知の従来技術
に対して、特許請求項１の前提部に記載した自動車両用
制動装置のための操作装置を改善することが本発明の課
題である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記課題の解決策は、可
変の流れ抵抗部、ないしは冒頭に掲げた第１刊行物から
周知である可変の流れ抵抗部が、２つの極値間にて無段
階で可変に調整可能であり、制動ペダルに作用する操作
力、並びにこの操作により進められる制動ペダル変位量
を考慮して電子制御ユニットにより所望通りに調整され
ることにより特徴付けられる。有利に構成は、従属請求
項に示されている。
【０００８】本発明に従い、液圧液体は、制動ペダルの
操作時に作動され、それによって、可変に調整可能な貫
流横断面を有する制御可能な弁、またはそれに類似した
ものを通じて搬送される、即ち、一般的には、無段階で
可変の流れ抵抗部を通じて押し出される。この場合、貫
流横断面ないしは流れ抵抗部の調整においては、特定の
時間間隔にて進められた制動ペダルの変位量（これは操
作速度に対応する）と並んで、制動ペダルに加えられた
操作力も考慮される。これらの値を考慮して、ブレーキ
バイワイヤの要素を使用しない従来では一般的である機
械式または液圧式の制動装置の周知の特性が、無段階で
可変の流れ抵抗部と共に、電子制御ユニットを使用する
ことにより実際に同様に模倣される。
【０００９】この場合、既述のドイツ特許出願公開第１
９６４０７６７号明細書(DE19640767A1)による周知の従
来技術に対応して、液圧媒体が、既述のドイツ特許出願
公開第１９８３２０３６号明細書(DE19832036A1)にて示
されているように液圧圧力を提供するための液圧ポンプ
を必要とすることなく、制動ペダル操作自体により流れ
抵抗部を通じて搬送された後に、本発明による操作装置
では、他のエネルギーは殆ど必要とされない。前記の段
落にて説明したように、本発明による操作装置は、その
都度の制動特性を、自動車両の運転者に対して、前記の
第１の刊行物にて示されている操作装置よりも明らかに
改善して反映させる。因みに本発明による操作装置の唯
一特記すべきエネルギー要求は、所望の流れ抵抗部の調
整時に発生する。つまり、例えば、この流れ抵抗部が、
無段階で可変の貫流横断面を有する電子弁ないしは電磁
的または電動的に調整可能な弁として形成されている場
合である。
【００１０】この場合、制動効果の投入を伴う制動ペダ
ルの操作時に、制動効果の投入に至るまで感知可能な力
の経過にて、この力の経過の変更が行われるように可変
の流れ抵抗部が調整される場合に、制動特性は特にオリ
ジナルに忠実に制動ペダルにて反映される。制動ペダル
を介して直接的に液圧式で操作する従来の制動装置にお
いても、ペダル操作時には、ブレーキライニングが圧力
に基づいてブレーキディスクまたはそれに類似したもの
に接触し、制動効果が実際に投入される以前に、先ずは
所定のフリートラベル（遊び）が進められる。このこと
は「ブレーキバイワイヤ制動装置」にて同様に生じるの
で、制動ペダルの操作時には、制動効果が実際に投入さ
れるまでの間、即ちブレーキライニングが圧力に基づい
てブレーキディスクまたはそれに類似したものに接触す
るまでの間、制動ペダルの定位置から出発して、有利に
は、ペダル変位量に関するペダル反応力の増加は先ずは
比較的小さな増加だけでよい。その後に、引き続くペダ
ル操作が、有利には、ペダル変位量に関するペダル反応
力の実質的な急勾配の増加を結果として伴うべきであ
り、この場合、具体的には、ペダル変位量に関するペダ
ル反応力の直線的な経過または放物線状の経過に関す
る。
【００１１】前記の段落にて提案された設計思想を用い
て、制動システム内にて不可避ないしは寧ろ必要なフリ
ートラベルから結果として生じる所謂ペダルフリートラ
ベルが基本的に自動車両の運転者のために制動ペダルに
て感知可能とされるべきである。従って、可変の流れ抵
抗部の対応する調整を誘因する電子制御ユニットまたは
それに類似したものには、制動ペダル操作が定位置から
出発して、どの時点で制動効果が実際に投入されるかが
通知されなくてはならない。この点は、液圧式の「ブレ
ーキバイワイヤ制動装置」では、液圧システム内の適切
な圧力監視部により検出され得る。それに対して電子機
械式の制動操作では、適切な変位量測定または力測定が
行われ得る。
【００１２】
【発明の実施の形態】次に、図面に示された２つの有利
な実施形態を用いて本発明を更に詳細に説明する。ここ
で、添付の図１及び図２では、同じ構成要素は同じ符号
で示されている。
【００１３】制動ペダル１の他に、全体として符号２で
示されていて且つ基本的に１つの液圧式シミュレータが
図示されていて、この液圧式シミュレータ２を用いて、
矢印方向３に従う制動ペダル１の操作時に、この操作に
対向する適切な反応力または対抗力が生成される。当然
のことながら、この制動ペダル１の操作における本来の
目的は、図示されていない自動車両の制動装置を操作す
ることにある。
【００１４】図示されていない自動車両の制動装置は、
所謂「ブレーキバイワイヤ」式制動装置であり、この制
動装置では、制動ペダル１の操作の結果として、対応す
る電子信号が電子制御ユニット４（ここではＥＣＵ(ele
ctronic control unit)として示されている）に伝達さ
れ、その後この電子制御ユニット４は、この電子制御ユ
ニット４側において、対応する計算プログラムに引き続
いて所望の制動処置を開始、即ち、制動装置を操作す
る。この制動装置は、基本的に電子機械式制動装置また
は電子液圧式制動装置である。
【００１５】電子伝達導線（電子伝達ワイヤ）５を用い
て示されているように、制御ユニット４は、制動ペダル
１の操作の結果として生じる電子信号を力検出部６並び
に変位量検出部７から取得する。変位量検出部７の信号
が時間に関して微分されると、操作速度、即ち、制動ペ
ダル１が押下される速度が得られ、それに対して力検出
部６は、どのような力、即ち、矢印方向３に従い制動ペ
ダル１が如何に強く押下されるかを直接的に伝える。
【００１６】電子制御ユニット４は、制動装置の操作だ
けを誘因するのではなく、力検出部６並びに変位量検出
部７を用いて制動ペダル１にて検知される操作信号に基
づいて、液圧式シミュレータ２側における制動ペダル１
のそれぞれの操作特性曲線に対して、それに対応する反
応力または対抗力が対置されるように液圧式シミュレー
タ２を調整する。この液圧式シミュレータ２の主な構成
要素は、液圧シリンダ２０、この液圧シリンダ２０内に
て移動可能に案内されている調整ピストン２１、ばね要
素２２を介して支持されているシミュレータピストン２
３、並びに両方のピストン２１、２３の間に設けられて
いる可変の流れ抵抗部２４である。
【００１７】次に、先ず図１による実施形態について説
明する。ここでは、図１から見て取れるように、調整ピ
ストン２１が制動ペダル１に固定されているので、矢印
方向３に従う制動ペダル１の操作により、調整ピストン
２１が液圧シリンダ２０内にて同様に矢印方向３にて移
動される。この場合、この液圧シリンダ２０内にて、両
方のピストン２１と２３との間の空間は液圧媒体で満た
されている、即ち、可変の流れ抵抗部２４の左側にて所
謂部分室２５ａにも、可変の流れ抵抗部２４の右側にて
所謂部分室２５ｂにも液圧媒体が設けられている。
【００１８】それにより、制動ペダル１の操作時、並び
にその結果として生じる矢印方向３に従う調整ピストン
２１の変位運動時には、液圧媒体が、部分室２５ａから
流れ抵抗部２４を通じて部分室２５ｂに供給される。そ
の結果として、シミュレータピストン２３も、ばね要素
２２の力に抗して矢印方向３に従って移動される。従っ
て、制動ペダル１の操作することにより、調整ピストン
２１に作用する反応力ないしは対抗力が結果として生
じ、この反応力ないしは対抗力は、制動ペダル１の操作
に対抗して作用し、２つの部分、即ち、流れ抵抗部２４
を克服する部分、並びにばね要素２２を圧縮する部分か
ら構成される。
【００１９】既述したように、流れ抵抗部２４は、２つ
の極値間にて無段階で可変に調整可能である。従って、
この流れ抵抗部２４の値の変化により、制動ペダル１の
操作により引き起こされる反応力または対抗力が調整可
能である。それにより、この液圧式シミュレータ２にお
いて、流れ抵抗部２４の無段階の可変性による実際に任
意の様々な反応力が生成可能である。
【００２０】可変の流れ抵抗部２４は、有利には、可変
の貫流横断面を有する電子弁として形成されていて、こ
の場合、この貫流横断面は、電子制御ユニット４により
制御される電気サーボモータ２４ａを用いて調整可能で
ある。このことは有利には、矢印方向３とは反対方向の
制動ペダル１の戻り運動のために流れ抵抗部２４を最小
化することを可能にし、その結果、この戻り運動は、可
能な限り、ばね要素２２だけで行われる。従って、制動
ペダル１に対して矢印方向３に従って引き続き操作力が
加えられない場合には、可変の流れ抵抗部２４は最小化
され、それにより、ばね要素２２は、自らの緊張を緩和
し、従って矢印方向３とは反対方向にシミュレータピス
トン２３を移動させる。それにより、液圧媒体は、部分
室２５ｂから部分室２５ａに到達し、従って、矢印方向
３とは反対方向に調整ピストン２１を制動ペダル１と共
に出発位置に戻るように押しやる、ないしは移動させ
る。
【００２１】因みに、流れ抵抗部２４の値が大きさ「ゼ
ロ」である場合には、制動ペダル１の操作に応じる最小
限に調整可能な反応力が、ばね要素２２の力特性により
決定されているということが結果として得られ、因み
に、このばね要素２２には、他の力要素または他のエネ
ルギー蓄積要素が使用され得る。
【００２２】図２による実施形態では、制動ペダル１に
機械的に連結されている調整ピストン２１と可変の流れ
抵抗部２４との間に中間ピストン２６が設けられてい
て、この中間ピストン２６は、通常、制動ペダル１の操
作時に、流れ抵抗部２４を通じて液圧媒体をシミュレー
タピストン２３の方向へ押しやり、この場合、調整ピス
トン２１と、ばね要素２７を介してもこの調整ピストン
２１にて支持される中間ピストン２６との間に、同様に
液圧媒体で満たすことが可能、または液圧媒体を排出し
て空にすることも可能な液圧空間２８が設けられてい
る。
【００２３】既述したように、通常、調整ピストン２１
の変位運動は、図１による実施形態に対してここでは追
加的に設けられている中間ピストン２６の変位運動に基
本的に密接に接続されていて、このことは、液圧空間２
８が、通常、実際にはそれ以上圧縮不可能な液圧媒体を
用いて完全に満たされていることにより達成される。こ
の状態において、図２における液圧式シミュレータ２の
機能方式は図１による実施形態の機能方式と同一であ
る。
【００２４】しかし「ブレーキバイワイヤ」式の自動車
両用制動装置では、電気システムの故障時にも、制動装
置の操作、少なくとも制動装置の緊急時操作が可能であ
ることを保証し得る復帰段階が所望とされ得る。電子液
圧式の「ブレーキバイワイヤ」式制動装置において、前
記の緊急時の制動装置の操作は、有利には液圧的な方法
で行われる。この場合、対応する操作パルスが制動ペダ
ル１から直接的に取得ないしは導入されなくてはならな
い。このことは、図２における実施形態が示すように、
液圧式シミュレータ２から直接的に可能である。
【００２５】電気システムまたは電子システムの故障時
には、可変の流れ抵抗部が最大化、ないしは寧ろ閉鎖さ
れることが自動的に保証され得るので、液圧媒体は部分
室２５ａから部分室２５ｂに到達することはできない。
この場合、中間ピストンは、液圧シリンダ２０内にて実
際には移動することができずに不動となり、ないしは、
少なくとも矢印方向３の方向へは移動され得ない。
【００２６】図２から見て取れるように、中間ピストン
２６と調整ピストン２１との間にて閉鎖されている液圧
空間２８から排出路２９が分岐していて、この排出路２
９には、電磁弁として形成されている停止弁３０が設け
られている。通常時、即ち「ブレーキバイワイヤ」式制
動装置が完全に機能を果たす能力のある場合、停止弁３
０は（図面にて示されているように）閉鎖されている
が、電気システムまたは電子システムの故障時には、停
止弁３０は開放される。この場合、制動ペダル１の操作
により、ここでは液圧空間２８内にて圧縮されている液
圧媒体は、排出路２９を介して液圧シリンダから排出さ
れ、それによりブレーキがかけられて自動車両が猶も停
止状態に移行され得るように圧力で液圧式制動装置に導
入され得る。
【００２７】前記の制動操作の終了後、調整ピストン２
１並びに制動ペダル１は、引き続き実際に移動不可能な
中間ピストン２６を支持するばね要素２７により戻され
る。図２には更に２つのタンク体積体３１、３２が設け
られていて、これらのタンク体積体３１、３２により、
液圧室２８ないしは部分室２５ａを液圧媒体で満たすこ
とが可能である。更に、当然のことながら、特に構成形
態における多くの詳細部は、特許請求項の内容を逸脱す
ることなく、図示されている実施形態とは異なって形成
され得る。制御可能な力・変位量・速度経過が制動ペダ
ル１において実現可能である「ブレーキバイワイヤ」式
の自動車両用制動装置のための操作装置が提供され、こ
の際、この制御される力・変位量経過を提示するために
別個のエネルギー供給は必要ではない。この場合、本発
明による操作装置は、有利にも、僅かな重量、僅かな構
成空間要求、並びに少ない製造コストの点で傑出してい
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す図である。
【図２】本発明の第２実施形態を示す図である。
【符号の説明】
１ 制動ペダル ２ 液圧式シミュレータ ３ 矢印方向：制動ペダルの操作 ４ 電子制御ユニット（ＥＣＵ） ５ 電子伝達導線 ６ 力検出部 ７ 変位量検出部 ２０ 液圧シリンダ ２１ 調整ピストン ２２ ばね要素（一般的にはエネルギー蓄積要素） ２３ シミュレータピストン ２４ 可変の流れ抵抗部（特に電子弁） ２４ａ サーボモータ（可変の流れ抵抗部を調整するた
め） ２５ａ 部分室 ２５ｂ 部分室 ２６ 中間ピストン ２７ ばね要素（一般的にはエネルギー蓄積要素） ２８ 液圧空間 ２９ 排出路 ３０ 停止弁 ３１ タンク体積体 ３２ タンク体積体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 カルステン シレ ドイツ連邦共和国 デー・80992 ミュン ヘン クラウディウスプラッツ 18

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】「ブレーキバイワイヤ」式の自動車両用制
    動装置のための操作装置であって、この操作装置が、制
    動ペダル（１）並びにこの制動ペダル（１）と共に作用
    する液圧式シミュレータ（２）を有し、この液圧式シミ
    ュレータ（２）のシミュレータピストン（２３）が、制
    動ペダル（１）の押圧操作時に、可変の流れ抵抗部（２
    ４）を介してばね要素（２２）の力に抗して液圧的に前
    方へ押しやられる前記操作装置において、可変の流れ抵
    抗部（２４）が、２つの極値間にて無段階で可変に調整
    可能であり、制動ペダル（１）に作用する操作力、並び
    にこの操作により進められる制動ペダル変位量を考慮し
    て電子制御ユニット（４）により所望通りに調整される
    ことを特徴とする操作装置。
  2. 【請求項２】可変の流れ抵抗部（２４）が、可変の貫流
    横断面を有する電子弁として形成されていることを特徴
    とする、請求項１に記載の操作装置。
  3. 【請求項３】制動ペダル（１）に機械的に連結されてい
    る調整ピストン（２１）と可変の流れ抵抗部（２４）と
    の間に中間ピストン（２６）が設けられていて、この中
    間ピストン（２６）が、通常、制動ペダル（１）の操作
    時に、流れ抵抗部（２４）を通じて液圧媒体をシミュレ
    ータピストン（２３）の方向へ押しやり、調整ピストン
    （２１）と、ばね要素（２７）を介してもこの調整ピス
    トン（２１）にて支持される中間ピストン（２６）との
    間に、液圧媒体で満たすことが可能、または液圧媒体を
    排出して空にすることも可能な液圧空間（２８）が設け
    られていることを特徴とする、請求項１または２に記載
    の操作装置。
  4. 【請求項４】可変の流れ抵抗部（２４）が、制動効果の
    投入を伴う制動ペダル（１）の操作時に、制動効果の投
    入に至るまで感知可能な力の経過にて、この力の経過の
    変更が行われるように調整されることを特徴とする、請
    求項１〜３のいずれか一項に記載の操作装置。
JP2001103269A 2000-04-05 2001-04-02 「ブレーキバイワイヤ」式の自動車両用制動装置のための操作装置 Pending JP2001301591A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2000116879 DE10016879A1 (de) 2000-04-05 2000-04-05 Betätigungseinrichtung für eine Kraftfahrzeug-Bremsanlage vom Typ "brake by wire"
DE10016879:5 2000-04-05

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