JP2005512878A5 - - Google Patents

Description

自動車用電気油圧式ブレーキ装置でガスまたは空気を検出する方法

本発明は、ブレーキペダルによって操作可能であり、少なくとも１つの圧力室を有するマスターブレーキシリンダと、無圧の圧力媒体貯蔵容器と、電子制御兼調整ユニットによって制御可能な液圧式の圧力源とを備え、この圧力源の圧力が、少なくとも１つのブレーキ回路に付設された車両の車輪ブレーキに作用可能であり、車輪ブレーキが分離弁によって遮断可能な少なくとも１つの接続部によってマスターブレーキシリンダに接続され、圧力制御弁（入口弁、出口弁）が車輪ブレーキに付設され、これらの弁が電子制御兼調整ユニットによってアナログ制御可能であり、かつ車輪ブレーキを圧力源または圧力媒体貯蔵容器に選択的に接続する、“ブレーキ−バイ−ワイヤ”の運転方式で運転者によっておよび運転者に依存しないで制御可能である、自動車用電気油圧式ブレーキ装置でガスまたは空気を検出するための方法に関する。

このようなブレーキ装置は、例えば特許文献１によって知られている。この公知のブレーキ装置の特徴は、少なくとも１個の車輪ブレーキに所定量の圧力媒体量を作用させることができる液圧装置が設けられていることにある。圧力媒体量の作用によって引き起こされる車輪ブレーキ内の圧力上昇を検出するために圧力センサが使用される。その際、液圧装置は、好ましくは高圧アキュムレータによって形成されている。この高圧アキュムレータは、その媒体分離要素の変位を検出するための変位センサ装置を備えている。この変位センサ装置の出力信号は所定の圧力媒体量に一致する。しかし、上記の変位センサ装置の使用には多大のコストがかかる。
国際出願（ＷＯ）９９／４１１２５

そこで、本発明の課題は、冒頭に述べた種類の確実に機能するブレーキ装置において、ガスの検出時の精度を高めることで変位センサ装置を除去することができる、システム内にあるガスを検出するための方法を提供することである。

この課題を解決するために、本発明では、次の方法ステップが提案される。
ａ）少なくとも１つのブレーキ回路に付設された車輪ブレーキに圧力媒体を充填し、
ｂ）車輪ブレーキ内の出口圧力値を予め設定した圧力値まで上昇させ、
ｃ）両車輪ブレーキを分離し、
ｄ）両車輪ブレーキの一方から圧力媒体を排出すると同時に、その中の圧力を出口圧力値まで低下させ、
ｅ）圧力補償のために両車輪ブレーキを液圧的に接続すると同時に、車輪ブレーキ内の圧力を検出し、
ｆ）ステップｅ）で検出された圧力値を基準圧力値と減算比較することによって、ブレーキ回路に含まれる圧力媒体に溶けていないガスまたは空気の量を決定する。

本発明による方法の有利な特徴は、従属請求項２〜１５に記載されている。

添付の概略図に関連した以下の実施例の説明から、本発明の他の詳細、特徴および効果が明らかになる。この場合、同じ構成要素には同じ参照符号が用いてある。

図１に概略的に示した“ブレーキ−バイ−ワイヤ”タイプのブレーキ装置は、参照符号１で示した操作ペダルによって操作可能な操作ユニット２を備えている。この操作ユニットは、実質的に二系統圧力発生器またはマスターブレーキシリンダ３と、無圧の圧力媒体貯蔵容器６とからなっている。マスターブレーキシリンダ３自体は、互いに分離された２つの圧力室４，５を備えている。この圧力室は圧力媒体貯蔵容器６に接続されている。第１の圧力室（一次圧力室）４には、遮断可能な第１の油圧管路１１によって、自動車の右側前輪に付設された車輪ブレーキ７と、自動車の左側後輪に付設された車輪ブレーキ８が接続されている。管路１１の遮断は、第１の分離弁９によって行われる。この分離弁は、好ましくは電磁操作可能で電流を通じていないときに開放している（ＳＯ）２／２方向制御弁として形成されている。第１の分離弁９の出力側は、油圧接続管路によって一方では車輪ブレーキ７に直接接続され、他方では入口弁１７を介して車輪ブレーキ８に接続されている。

マスターブレーキシリンダ３の第２の圧力室５は、第２の分離弁１０によって遮断可能な第２の油圧管路１２を介して、自動車の右側後輪と左側前輪に付設された他の対の車輪ブレーキ１４，１５に接続可能である。第２の分離弁１０は、電磁操作可能で電流を通じていないときに開放している（ＳＯ）アナログ制御可能な２／２方向制御弁として形成されている。この方向制御弁の出力側は、一方では車輪ブレーキ１５に直接接続され、他方では他の入口弁１９を介して車輪ブレーキ１４に接続されている。圧力センサ２５は、第２の圧力室５が負担する油圧を検出することができる。マスターブレーキシリンダ３の第２の圧力室５に接続された油圧回路のその他の構造は、前述のブレーキ回路１１の構造と一致しているので、次の記載においてもはや説明する必要がない。

図から更に判るように、外部圧力源として使用される、ピストン型アキュムレータとして形成された高圧アキュムレータ２１が設けられている。この高圧アキュムレータは、そのピストンの変位を監視する変位センサ３５を備えている。この高圧アキュムレータ２１によって加えられる油圧は、圧力センサ３７によって検出される。モータ−ポンプ−装置２０は、高圧アキュムレータ２１を充填するために使用される。このモータ−ポンプ−装置自体は、電動機２２によって駆動されるポンプ２３から成っている。このポンプには圧力逃がし弁２４が並列に接続されている。ポンプ２３の吸込み側は、前述の圧力媒体貯蔵容器６に接続されている。高圧アキュムレータ２１には、付設の入口弁１６，１８を介して車輪ブレーキ７，１５が接続され、かつ前述の入口弁１７，１９を介して車輪ブレーキ８，１４が接続されている。従って、高圧アキュムレータ２１によって車輪ブレーキ７，８，１４，１５内の圧力を上昇させることができる。車両前車軸ブレーキ７，１５に付設された入口弁１６，１８は、図示した例では、通電していないときに閉じている（ＳＧ）、アナログ制御可能な２／２方向制御弁として形成される一方、車両後車軸ブレーキ８，１４に付設された入口弁１７，１９は、図に示すように電磁操作可能で圧力逃がし機能を有する２／２方向制御弁としてあるいは通電していないときに開放している（ＳＯ）２／２方向制御弁または切換え弁として形成可能である。

電磁操作可能で特に通電していないときに閉じている（ＳＧ）２個の２／２方向制御弁または出口弁２６，２７は、車輪ブレーキ７，８が負担する圧力を低下させるために使用される。これらの弁の出力ポートは、圧力媒体貯蔵容器６に通じる管路２９に接続されている。車両の右側前輪の車輪ブレーキ７に付設された出口弁２６は、通電していないときに閉じている（ＳＧ）アナログ制御可能な２／２方向制御弁として形成される一方、車両の左側後輪の車輪ブレーキ８に付設された出口弁２７は、通電していないときに閉じている（ＳＧ）２／２方向制御弁または切換え弁として形成されている。その際、車輪ブレーキ７には圧力センサ３０が付設され、この圧力センサによって、この車輪ブレーキ内の油圧が検出される。更に、マスターブレーキシリンダ３の第２の圧力室５は、通電していないときに閉じている（ＳＧ）アナログ制御可能な２／２方向制御弁３６を介して前述の管路３９に接続され、それによって圧力媒体貯蔵容器６に接続可能である。
従って、アナログ制御可能な２／２方向制御弁３６と、第２の分離弁１０は、電気的に制御可能な装置を形成する。この装置は、運転方式“ブレーキ−バイ−ワイヤ”で予め選択されたブレーキペダル１の可撓性を許容し、従って普通のブレーキペダルフィーリングを運転者に付与する。

電子制御兼調整ユニットＥＣＵ３２は、モータ−ポンプ−装置２０と、前述の弁９，１０，１６，１７，１８，１９，２６，２７，３６と、第２のブレーキ回路１２に付設された詳しく示していない出口弁を制御するために使用される。これらの出口弁は、概略的に示した油圧式制御ユニット（ＨＣＵ）に一体化されている。電子制御兼調整ユニットには、圧力センサ２５，３０と、車輪ブレーキ１５に付設された圧力センサと、マスターブレーキシリンダ３に付設された好ましくは冗長的に形成されたブレーキング要求検出装置３３との出力信号が供給される。

特にブレーキ回路のフロント−リヤ−分割（ブラック−ホワイト−分割）のために適した、図２に示したブレーキ装置の第２の実施の形態の構造は、実質的に図１の実施の形態の構造に一致している。この場合、対の車輪ブレーキ７，８と１４，１５は、それぞれ１つの車軸に付設されている。第１の実施の形態と異なり、好ましくはベローズアキュムレータとして形成された高圧アキュムレータ２１は、すべての入口弁１６，１７の入力ポートに直接接続され、その出力ポートの間に圧力補償弁１３が接続配置されている。この圧力補償弁は、車輪ブレーキ７，８，１４，１５が負担する液圧を車輪毎に制御することができる。すべての車輪ブレーキ７，８，１４，１５に圧力センサ３０，３１が付設されている。変位シミュレータ２８がマスターブレーキシリンダ３と協働する。この変位シミュレータは、“ブレーキ−バイ−ワイヤ”モードでブレーキペダル１の普通の感覚を運転者に付与する。

次の記載では、図１に示した本発明によるブレーキ装置を例にして、図３に関連して本発明の方法を詳しく説明する。説明する際、マスターブレーキシリンダ３の第１の圧力室４に接続されたブレーキ回路１１だけを検討する。このブレーキ回路は、右側前輪（ＶＲ）に付設された車輪ブレーキ７と、左側後輪（ＨＬ）に付設された車輪ブレーキ８を備えている。車輪ブレーキ７，８の圧力−量−特性曲線は、図３，４において参照符号Ｉ，ＩＩによって示してある。一方、全ブレーキ回路１１に対応する圧力−量−特性曲線は、参照符号ＩＩＩによって示してある。

本発明による方法の実施の際、車輪ブレーキ７，８は、図３，４のグラフにおいて点ＡＰ１によって示した状態から出発して、第１の方法ステップａ）で圧力媒体量Ｖ２が充填される。この場合、圧力値Ｐ２まで圧力が上昇する。この状態は、グラフにおいて圧力−量−特性曲線ＩＩＩの点ＡＰ２によって示してある。この場合、対応する圧力媒体量Ｖ２は、車輪ブレーキ７，８に供給された圧力媒体量Ｖ７，Ｖ８と、車輪ブレーキ７，８内に存在する空気量またはガス量Ｖ7Luft ，Ｖ8Luft によって求められる。上記の充填過程または圧力上昇過程は、分離弁９，１０が閉じているときに、専ら高圧アキュムレータ２１によって行われる。第２のステップｂ）では、車輪ブレーキ７，８は、車輪ブレーキ８に付設された入口弁１７の閉鎖によって互いに分離される。第３の方法ステップｃ）では、ブレーキ８に付設された出口弁２７を開放することによってこのブレーキ内の圧力媒体が圧力媒体貯蔵容器６に排出され、このブレーキ内の圧力は初期値Ｐ１＝０まで低下する。達成された状態は、図３，４のグラフにおいて、圧力−量−特性曲線Ｉの点ＡＰ３によって示してある。

次の第４の方法ステップｄ）では、両車輪ブレーキ７，８が前述の入口弁１７の開放によって互いに接続されるので、圧力補償がブレーキ７，８内の圧力の低下と同時に行われる。圧力媒体量Ｖ７内にガスまたは空気が存在しないと、座標Ｐ４，Ｖ３の圧力−量−特性曲線ＩＩＩの点ＡＰ４によって示した状態が達成される。しかし、圧力媒体量Ｖ７にガスまたは空気が含まれると、グラフにおいて破線で示した直線に従って圧力補償または圧力低下が行われる。それによって、圧力−量−特性曲線ＩＩＩの点ＡＰ５で示した状態が生じる。この状態では、座標Ｐ５，Ｖ５について、次の式が当てはまる。即ち、Ｐ５＜Ｐ４、Ｖ５＜Ｖ３である。
続いて、第５のステップｅ）において、圧力値Ｐ５を、図示例では基準値として使用される圧力値Ｐ４と比較することにより、ブレーキ回路７，８に含まれるガスの量または空気の量Ｖ8Luft が決定される。

その後で、車輪ブレーキ７に含まれるガス量または空気量Ｖ7Luft を決定するために、最初に述べた車輪ブレーキ７内の圧力媒体を排出する際に、前述の方法ステップａ）〜ｅ）が行われる。第２のブレーキ回路１２に付設した２個の他の車輪ブレーキ１４，１５において、上記の方法を実施してもよい。

しかし、前述の方法は、両ブレーキ回路１１，１２の間でも実施可能である。そのために、入口弁が開放したすべての車輪ブレーキがアキュムレータ充填圧力以下でバイパスさせられる。

最後に、決定された全ガス量または全空気量ＶLuftGesamtが前もって定められた限界値ＶLuftkritと比較される。この限界値を上回ると、適当な警報措置、例えば警告灯の点灯が行われる。

図２に示したブレーキ装置において圧力媒体に溶けていないガスまたは空気を検出するための本発明による方法の実施は図４に示してある。個々の方法ステップは、図３に関連して説明した方法ステップと一致しているので、詳細な説明は不要である。圧力補償のための検査される両車輪ブレーキの接続および分離は、図２に関連して述べた圧力補償弁１３によって行われる。それぞれ１つの車軸に付設された車輪ブレーキ７，８または１４，１５によって収容される圧力媒体量が同じであるので、両車輪ブレーキ７，８の圧力−量−特性曲線Ｉ，ＩＩは同一である。この場合、両車輪ブレーキ７，８の全体−圧力−量−特性曲線ＩＩＩは、圧力値と量の値を２倍にすることによって生じる。

本発明による方法を適用することができる、ブレーキ回路のダイアゴナル分割方式の第１の実施の形態による、非作動状態または通電していない状態のブレーキ装置の構造を示す図である。 本発明による方法を適用することができる、ブレーキ回路のフロント−リヤ−分割方式の第２の実施の形態による、非作動状態または通電していない状態のブレーキ装置の構造を示す図である。 図１のブレーキ装置における本発明による方法の実施をグラフで示す。 図２のブレーキ装置における本発明による方法の実施をグラフで示す。

Claims (15)

1. ブレーキペダルによって操作可能であり、少なくとも１つの圧力室を有するマスターブレーキシリンダと、無圧の圧力媒体貯蔵容器と、電子制御兼調整ユニットによって制御可能な液圧式の圧力源とを備え、この圧力源の圧力が、少なくとも１つのブレーキ回路に付設された車両の車輪ブレーキに作用可能であり、車輪ブレーキが分離弁によって遮断可能な少なくとも１つの接続部によってマスターブレーキシリンダに接続され、圧力制御弁または入口弁および出口弁が車輪ブレーキに付設され、これらの弁が電子制御兼調整ユニットによって制御可能であり、かつ車輪ブレーキを圧力源または圧力媒体貯蔵容器に選択的に接続する、“ブレーキ−バイ−ワイヤ”の運転方式で運転者によっておよび運転者に依存しないで制御可能である、自動車用電気油圧式ブレーキ装置でガスまたは空気を検出するための方法において、
   この方法が、
   ａ）少なくとも１つのブレーキ回路に付設された車輪ブレーキ（７，８）に圧力媒体を充填し、
   ｂ）車輪ブレーキ（７，８）内の出口圧力値（Ｐ１）を予め設定した圧力値（Ｐ２）まで上昇させ、
   ｃ）両車輪ブレーキ（７，８）を分離し、
   ｄ）両車輪ブレーキ（７，８）の一方（８）から圧力媒体を排出すると同時に、その中の圧力を出口圧力値（Ｐ１）まで低下させ、
   ｅ）圧力補償のために両車輪ブレーキ（７，８）を液圧的に接続すると同時に、車輪ブレーキ（７，８）内の圧力（Ｐ５）を検出し、
   ｆ）ステップｅ）で検出された圧力値（Ｐ５）を基準圧力値（Ｐ４）と減算比較することによって、ブレーキ回路に含まれる圧力媒体に溶けていないガスまたは空気の量（ＶLuft）を決定する
   方法ステップを有することを特徴とする方法。
2. ステップ（ｅ）で検出された圧力値（Ｐ５）に対応し、車輪ブレーキ（７，８）によって収容された圧力媒体量（Ｖ５）と、基準圧力値（Ｐ４）に対応する圧力媒体量の値（Ｖ３）が決定され、ブレーキ回路に含まれる圧力媒体に溶けていないガスまたは空気の量（ＶLuft）が、圧力媒体量の値（Ｖ３，Ｖ５）の減算比較（Ｖ３−Ｖ５）によって決定されることを特徴とする、請求項１記載の方法。
3. ガスまたは空気を含まないブレーキ装置の状態に対応する圧力値（Ｐ４）が、基準圧力値として使用されることを特徴とする、請求項１または２記載の方法。
4. 車輪ブレーキ（７，８）の充填が液圧式の圧力源、特に高圧アキュムレータ（２１）によって行われることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一つに記載の方法。
5. 車輪ブレーキ（７，８）内の初期圧力値（Ｐ１）の上昇が、液圧式の圧力源、特に高圧アキュムレータ（２１）によって行われることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一つに記載の方法。
6. 車輪ブレーキ（７，８）の分離が、車輪ブレーキ（７，８）の間に接続配置された圧力補償弁（１３）によって行われることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一つに記載の方法。
7. ブレーキ回路がダイアゴナル分割されたブレーキ装置において、車輪ブレーキ（７，８）の分離が１個の入口弁（１７）によって行われることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一つに記載の方法。
8. 車輪ブレーキ（８）から圧力媒体貯蔵容器（６）への圧力媒体の排出が、車輪ブレーキに付設された出口弁（２７）を開放することによって行われることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一つに記載の方法。
9. 車輪ブレーキ（７，８）の間の液圧的な接続が圧力補償弁（１３）を開放することによって行われることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一つに記載の方法。
10. 車輪ブレーキ（１５，１４）内の圧力（Ｐ５）の検出が、車輪ブレーキ（７，８）に付設された圧力センサ（３０，３１）の１つによって行われることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一つに記載の方法。
11. 車輪ブレーキ（７，８）によって収容される圧力媒体量（Ｖ５）の決定が、両車輪ブレーキ（７，８）にとって共通の圧力−量−特性曲線（ＩＩＩ）に基づいて行われることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一つに記載の方法。
12. ブレーキ装置のガスまたは空気を含まない状態に一致する圧力値（Ｐ４）あるいはこの圧力値（Ｐ４）に対応する、車輪ブレーキ（７，８）によって収容される圧力媒体量（Ｖ３）の決定が、両車輪ブレーキ（７，８）にとって共通の圧力−量−特性曲線（ＩＩＩ）に基づいて行われることを特徴とする、請求項３〜１１のいずれか一つに記載の方法。
13. 方法ステップｆ）で決定されたガス量または空気量（ＶLuft）が、前もって決定された（定められた）限界値（ＶLuftkrit）と比較されることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一つに記載の方法。
14. ブレーキ回路がフロント−リヤ−分割されたブレーキ装置で使用することを特徴とする、請求項１〜６と８〜１３のいずれか一つに記載の方法。
15. ブレーキ回路がダイアゴナル分割されたブレーキ装置で使用することを特徴とする、請求項１〜５と７〜１３のいずれか一つに記載の方法。