JP2005535513A - オートバイ用のインテグラルブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

オートバイ用のインテグラルブレーキ装置であって、前輪ブレーキと後輪ブレーキを備え、操作要素を備え、この操作要素を用いて前輪ブレーキと後輪ブレーキが同時に駆動可能であり、前輪ブレーキにおけるブレーキ圧及び後輪ブレーキにおけるブレーキ圧を制御するための制御装置を備え、前輪の車輪回転数及び後輪の車輪回転数を測定するため、並びに、実際の車両減速度に近似される基準減速度を算定するため、及び、前輪及び／又は後輪においてロック傾向にある走行状態を認識するための車輪回転数センサを備え、ここでこれらの車輪回転数センサは制御装置に接続されている。操作要素の操作時、基準減速度が予め定められている減速度よりも小さいのであれば、制御装置が、前輪ブレーキと後輪ブレーキを、固定式で予め定められているブレーキ圧比率を用いて駆動する。基準減速度が予め定められている危険な減速度を超過するときには、制御装置が、ブレーキ圧比率を、基準減速度に依存し、前輪と後輪との間の理想的なブレーキ力配分関数に応じて制御する。

Description

本発明は、特許請求項１に従うオートバイ用のインテグラルブレーキ装置（前後連動式制動装置）に関する。

オートバイとの関連において「インテグラルブレーキ装置」という概念は、ブレーキ装置であって「ハンドブレーキレバー」或いは「フットブレーキレバー」の操作時に前輪ブレーキと後輪ブレーキが同時に駆動されるというブレーキ装置として理解される。つまり唯一の操作要素の操作により両方のブレーキが駆動され得る。この際、一方のブレーキレバーが１つの車輪に作用し、他方のブレーキレバーが両方の車輪に作用するような組み合わせも可能である。

オートバイ用のインテグラルブレーキは、例えば特許文献１から知られている。このブレーキ装置ではフットブレーキレバーの操作時に前輪ブレーキと後輪ブレーキが同時にブレーキ圧で付勢される。更に他の前輪ブレーキが設けられていて、この前輪ブレーキは、ハンドブレーキレバーの操作によりブレーキ圧で付勢可能である。他の前輪ブレーキはフットブレーキレバーの操作に依存せずに駆動可能である。他の前輪ブレーキの操作時には追加的な動的輪荷重変化が行われる。ハンドブレーキレバー及びフットブレーキレバーの操作時に後輪のロックを防止するためにはブレーキ力制御器が設けられていて、このブレーキ力制御器は後輪ブレーキにおけるブレーキ力を適切に制限する。

非特許文献１には乗用車用のブレーキ装置について記載されていて、このブレーキ装置では、固定式で予め定められている比率に従ってブレーキ力が前軸と後軸に配分される。そこでは前軸及び後軸のためのブレーキ力配分グラフも示されていて、このグラフから「理想的な」ブレーキ力配分が見てとれる。「理想的なブレーキ力配分」という概念としては、動的軸荷重配分に適切に適合されるブレーキ力配分と理解される。

基本的には、各ブレーキング時に前軸と後軸との間のブレーキ力配分を理想的なブレーキ力配分に応じて設定することが確かに追求されるべきである。それにより一方では最適のブレーキ作用が達成され得る。他方では、オーバーブレーキとそれによる過剰なタイヤ磨耗と車両安定性損失が、ブレーキ過程時に発生する後軸の荷重除去に基づいて回避され得るであろう。どんな「種類」のブレーキ過程においても、つまりブレーキングが軽度で危険のない場合においてもそうであるが、理想的なブレーキ力配分は技術的に手間と費用をかけて実現されるものである。更に、調節されるブレーキ圧は、前方又は後方において、通常では後軸においてであるが、動的軸荷重配分に応じ、制御弁により多少なりとも強い程度をもって低下されなくてはならない。その際にこのことは、ＡＢＳ作動時に似て、ギクシャクと揺動するブレーキ特性を導いてしまい、このことは、少なくとも軽度で或いは危険のないブレーキングの場合、快適性の理由から及び走行安定性に関して望まれることではない。

ドイツ特許出願公開第３８０３５６３号明細書 ボッシュ自動車技術ハンドブック、２４版、７１７頁

本発明の課題は、ブレーキ時に高いブレーキ快適性と同時にブレーキ安全性を提供する、オートバイ用のインテグラルブレーキ装置を創作することである。

前記の課題は、特許請求項１に記載した特徴により解決される。本発明の有利な構成と他の構成は下位請求項に記載されている。

本発明は、オートバイ用のインテグラルブレーキ装置、即ち、例えばフットブレーキレバー又はハンドブレーキレバーである唯一の操作要素を操作することにより前輪ブレーキと後輪ブレーキが同時に駆動可能であるというブレーキ装置から出発する。インテグラルブレーキ装置は制御装置を有し、例えば電気液圧式制御装置であり、この制御装置を用いて前輪ブレーキ及び後輪ブレーキにおけるブレーキ圧が制御可能である。制御装置には車輪回転数センサが接続されていて、これらの車輪回転数センサは、車輪回転数、及びそれらから導き出される車輪加速度を測定する。車輪回転数及び車輪加速度からは、各々、実際の車両速度或いは実際の車両減速度に近似される基準速度或いは基準減速度が算定され得る。

本発明の基本原理は、極めて一般的に表現するが「危険のないブレーキ状況」において、全ブレーキ力を、固定式で予め定められている比率に従って前輪ブレーキと後輪ブレーキに配分し、更に「危険な」ブレーキ状況においてのみブレーキ力を理想的なブレーキ力配分に従って配分することにある。

ブレーキ装置の制御技術から、例えば非特許文献１に記載されているような所謂「ブレーキ力配分グラフ」が知られている。そのようなブレーキ力配分グラフでは、座標軸上において、車両の重さに対して基準化された、前軸或いは後軸におけるブレーキ力がプロットされている。このグラブにおいて前軸と後軸との間の理想的なブレーキ力配分は「放物線に類似した」経過を有している。

本発明に従い、危険のないブレーキ状況、即ち後軸におけるブレーキ力も前軸におけるブレーキ力も理想的なブレーキ力配分の曲線の「下方」に位置するというブレーキ状況では、ブレーキ力配分が、固定式で予め定められている一定のブレーキ力比率に応じて設定される。ブレーキ力の配分が一定である「領域」は直線の経過を有している。

「直線」が理想的なブレーキ力配分の放物線形状の曲線と交差する点以降は「危険な」ブレーキ状況と言える。これらの危険なブレーキ状況ではブレーキ力配分はもはや固定式で予め定められている比率に応じて設定されるのではなく、理想的なブレーキ力配分の曲線に応じて制御される。

本発明の他の構成により、ブレーキ力配分の制御時にオートバイの積載荷重状態が考慮されることが意図されている。オートバイの積載荷重状態は、静的軸荷重と、それと共に静的軸荷重配分にも影響を及ぼし、このことは再び動的軸荷重配分の変化を導くことになる。オートバイの各々の積載荷重に応じ、各々、理想的なブレーキ力配分のために割り当てられた曲線が存在する。それに応じ、制御装置内には異なる積載荷重状態のために対応的に理想的なブレーキ力配分の異なる曲線が保管されている。

オートバイの積載荷重状態は、例えば車輪懸架装置における力センサ又は行程センサにより直接的に測定され得るか又は車輪のブレーキ特性或いはロック特性により間接的に算定され得る。この際、簡単に表現すると、調節されたブレーキ圧に依存し、両方の車輪のうち１つがロックしているかどうかが監視される。調節されたブレーキ圧に依存するロック特性から、オートバイの積載荷重状態が逆推論され得る。積載荷重状態は、好ましくは持続的に監視され、場合により、現在の積載荷重状態が変化される又は正確でなく或いは不正確でありすぎて評価された場合には適応が成される。

次に、図面と関連して本発明を詳細に説明する。

図１はオートバイのインテグラルブレーキ装置を概要図として示している。ブレーキ操作のために第１ブレーキレバー１と第２ブレーキレバー２が設けられている。ブレーキレバー１は例えばハンドブレーキレバーであり、ブレーキレバー２は例えばフットブレーキレバーである。これらのブレーキレバー１、２は、付設のライン３、４を介し、ここでは概要的に示唆されているだけの制御装置５に接続されている。制御装置５は、例えば、組込式ＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）を備えた電気液圧式制御ユニットであり得る。制御装置５は、前軸と後軸との間のブレーキ力配分を調整或いは制御し、またロック傾向時のＡＢＳ機能により各々の車輪におけるブレーキ圧を制限する。車輪速度は車輪回転数センサにより測定される。車輪速度から、実際の車両速度に近似される基準速度が算定され得る。更に車輪速度から、車輪減速度と、実際の車両減速度に近似される基準減速度とが導き出され得る。

更に前輪ブレーキ６と後輪ブレーキ７が概要的に描かれている。前輪ブレーキ６は２つのディスクブレーキユニット８、９から構成されていて、これらのディスクブレーキユニット８、９は共通のブレーキラインを介して駆動可能である。後輪ブレーキ７は、ここでは、各々別個のブレーキライン１３、１４を介して駆動可能である２つのブレーキユニット１１、１２を有している。ブレーキライン１０、１３はブレーキレバー１を介して共通で駆動可能である。つまりブレーキレバー１の操作により前輪ブレーキ６も後輪ブレーキ７も操作され得る。後輪ブレーキ７のブレーキユニット１２はブレーキレバー２によってのみ操作可能である。

例えば電気液圧式制御装置である制御装置５は、極めて一般的に述べると、走行状態及びブレーキ状態に依存し、前輪ブレーキ６及び後輪ブレーキ７に対するブレーキ力配分を調整或いは制御し、このことは、図２との関連で更に詳細に説明される。

図２はブレーキ力配分グラフを示している。横座標及び縦座標には、無次元で、前輪におけるブレーキ力Ｆ_ＢＶ及び後輪におけるブレーキ力Ｆ_ＢＨがプロットされている。前輪におけるブレーキ力Ｆ_ＢＶ及び後輪におけるブレーキ力Ｆ_ＢＨは、各々、車両の重量、即ち重力加速度を乗じた車両質量に対して基準化されていて、それによって無次元で描かれている。前輪のためには直線１５〜２０が示されていて、この際、これらの直線は、各々、同じ静止摩擦係数の軌跡を表している。直線１５は、例えば前輪における０.２の静止摩擦係数を表している。

対応的に直線２１〜２６が示されている。これらの直線２１〜２６は、後輪において同じ静止摩擦係数を有する軌跡を表している。例えば、直線２３において後輪における静止摩擦係数は０.６である。同じ静止摩擦係数を有する前輪と後輪の直線の交点は曲線２７を結果として生じさせる。曲線２７は、予め定められている車両積載荷重において前軸と後軸との間の「理想的なブレーキ力配分」を描出する。曲線２７は湾曲された経過を有する。つまり、理想的なブレーキ力配分は車両減速度に依存して変化する。

更に直線２８〜３１が示されている。これらの直線２８〜３１は、前軸及び後軸に対するブレーキ力配分が各々一定のブレーキ力比率に依存して行われるという軌跡を表している。

ブレーキ力配分グラフは最終的に直線３２〜３７により完全なものとされる。これらの直線３２〜３７は車両の一定のブレーキ率（制動力）の軌跡を表している。例えば、直線３４は、重力加速度をｇとして０.６×ｇの車両ブレーキ率を表している。

曲線２７が車両の所定の積載荷重状態において有効であることは既に述べた。車両積載荷重の変化時、直線１５〜１９も直線２１〜２６も変位し、このことは曲線２７の経過の変化、即ち理想的なブレーキ力配分の変化をも結果として導く。図２では図面の見易さからこれらの曲線２７の１つだけが示されている。しかし制御装置５（図１）内には、全特性マップ、即ち異なる積載荷重状態のための多数のそのような曲線２７が保存されている。

本発明の核は、危険のないブレーキ状況においてはブレーキ力を固定式で予め定められている比率に従って前軸と後軸に配分することである。例えばブレーキ力配分は直線３０の傾斜に応じて選択される。「危険のないブレーキ状況」という概念は曲線２７の「下方」に位置するブレーキ状態として理解される。つまり曲線２７の下方では直線３０に応じて一定のブレーキ力配分が調節される。ここでは０.８ｇという車両減速度である、予め定められている車両減速度を超過する場合、これは直線３５により表されているものであるが、その際には制御方針（制御ストラテギー）が変更される。

つまり、一定の減速度の「選択された」直線が理想的なブレーキ力配分の曲線２７と交差するという減速時、ブレーキ力配分は理想的なブレーキ力配分の経過に応じて制御される。つまり、グラフに関して言えば、制御曲線は理想的なブレーキ力配分の曲線へと折り曲がっている。このことは、ここで示されている実施形態において、０.８×ｇの加速度の場合がそうである。０.８×ｇよりも小さい車両減速度の場合、後軸におけるブレーキ力は直線３０の傾斜に応じて前軸におけるブレーキ力と共に増加する。０.８×ｇよりも大きい減速度で初めて、前軸に対して益々と強く重量内に含まれる動的軸荷重配分に基づき、前軸におけるブレーキ力が益々と増加し、それと共に後軸におけるブレーキ圧或いはブレーキ力が減少され、このことは曲線２７の経過において読み取ることができる。

走行中にはオートバイの積載荷重状態が絶え間なく監視される。このことは例えば車輪懸架装置における力記録装置或いは行程記録装置により行われる。それに対して選択的にオートバイの積載荷重状態は、周知の方式で、調節されるブレーキ圧に依存し、前輪及び後輪のロック傾向を監視することによっても評価され得る。

前輪が「ＡＢＳ制御」の領域内に来ると、即ち前輪においてロック傾向が存在すると、対応する車両減速時に前輪及び後輪におけるロック圧を比較することにより積載荷重状態が適応され得る。前輪が後輪の前にＡＢＳ制御内にあると、追加的な積載荷重が認識される。それに対して後輪が前輪の前に制御されると、評価された積載荷重は減少される。従って、走行時間が増すほど、積載荷重状態は漸次的に更に正確に評価され得る。積載荷重状態に依存し、制御装置５内に保管されていて各々の積載荷重状態に割り当てられている曲線２７が引き出される。

念のため、前輪と後輪との間のブレーキ力配分の制御がＡＢＳ制御の制御階層内で「下位に位置付け」られているということが指摘される。つまり、前輪及び／又は後輪において発生するロック傾向時、各々のブレーキにおけるブレーキ圧はＡＢＳ制御により常に減少される。

本発明の本質的な長所は、危険のないブレーキ状況ではブレーキ力配分が一定であるということにある。従って、脈動するブレーキ圧制限弁に起因するギクシャクとした揺動運動は危険のないブレーキ状態では発生しない。

オートバイ用のインテグラルブレーキ装置の基本構造を示す図である。 本発明を説明するためのブレーキ力配分グラフを示す図である。

符号の説明

１ 第１ブレーキレバー
２ 第２ブレーキレバー
３ ライン
４ ライン
５ 制御装置
６ 前輪ブレーキ
７ 後輪ブレーキ
８ ディスクブレーキユニット
９ ディスクブレーキユニット
１０ ブレーキライン
１１ ブレーキユニット
１２ ブレーキユニット
１３ ブレーキライン
１４ ブレーキライン
Ｆ_ＢＶ 前輪におけるブレーキ力
Ｆ_ＢＨ 後輪におけるブレーキ力
１５〜２０ 前輪において同じ静止摩擦係数を有する軌跡を表す直線
２１〜２６ 後輪において同じ静止摩擦係数を有する軌跡を表す直線
２７ 理想的なブレーキ配分を表す曲線
２８〜３１ 一定のブレーキ力比率に依存したブレーキ力配分の軌跡を表す直線
３２〜３７ 車両の一定のブレーキ率の軌跡を表す直線

Claims (5)

1. オートバイ用のインテグラルブレーキ装置であって、
   前輪ブレーキ（６）と後輪ブレーキ（７）を備え、
   操作要素（１、２）を備え、この操作要素を用いて前輪ブレーキ（６）と後輪ブレーキ（７）が同時に駆動可能であり、
   前輪ブレーキ（６）におけるブレーキ圧及び後輪ブレーキ（７）におけるブレーキ圧を制御するための制御装置（５）を備え、
   前輪の車輪回転数及び後輪の車輪回転数を測定するため、並びに、実際の車両減速度に近似される基準減速度を算定するため、及び、前輪及び／又は後輪においてロック傾向にある走行状態を認識するための車輪回転数センサを備え、ここでこれらの車輪回転数センサが制御装置（５）に接続されている、前記インテグラルブレーキ装置において、
   操作要素（１、２）の操作時、
   基準減速度が予め定められている減速度よりも小さいのであれば、制御装置（５）が、前輪ブレーキ（６）と後輪ブレーキ（７）を、固定式で予め定められているブレーキ圧比率を用いて駆動し、
   基準減速度が予め定められている危険な減速度を超過するときには、制御装置（５）が、ブレーキ圧比率を、基準減速度に依存し、前輪と後輪との間の理想的なブレーキ力配分関数に応じて制御することを特徴とするインテグラルブレーキ装置。
2. 制御装置（５）内には多数の理想的なブレーキ力配分関数が記憶されていて、これらの理想的なブレーキ力配分関数によりブレーキ圧比率が変更され得ること、及び、多数のブレーキ力配分関数から、車両の積載荷重状態に依存し、現在の制御のためのブレーキ力配分関数が選択されることを特徴とする、請求項１に記載のインテグラルブレーキ装置。
3. 積載荷重状態が、前輪におけるロック傾向及び後輪におけるロック傾向を監視することにより評価され、現在、制御のために基礎に置かれている積載荷重状態が、制御装置（５）内に記憶されていることを特徴とする、請求項２に記載のインテグラルブレーキ装置。
4. ブレーキ過程時に先ず前輪においてロック傾向が発生する場合には、記憶されている積載荷重状態が小さすぎると判断され、ブレーキ圧配分の更なる制御のために、対応的により高い積載荷重状態が定められ、
   ブレーキ過程時に先ず後輪においてロック傾向が発生する場合には、記憶されている積載荷重状態が高すぎると判断され、ブレーキ圧配分の更なる制御のために、対応的により低い積載荷重状態が定められることを特徴とする、請求項３に記載のインテグラルブレーキ装置。
5. オートバイ用のインテグラルブレーキ装置であって、追加的にＡＢＳ制御装置が設けられていて、このＡＢＳ制御装置が、前輪及び／又は後輪におけるロック傾向の発生時に各々のブレーキにおけるブレーキ圧を減少させ、その際にはＡＢＳ制御がブレーキ圧配分の制御に先行することを特徴とするオートバイ用のインテグラルブレーキ装置。

Images