JP2006527683A

JP2006527683A - 電気液圧式のブレーキ装置

Info

Publication number: JP2006527683A
Application number: JP2006515700A
Authority: JP
Inventors: ゴットヴィックウルリヒ; クンツミヒャエル
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2003-09-17
Filing date: 2004-07-27
Publication date: 2006-12-07
Also published as: EP1663749A1; EP1663749B1; US7770982B2; US20060202551A1; DE10342937A1; WO2005035330A1

Abstract

本発明は、人力により操作される非常ブレーキと、非人力により操作可能な常用ブレーキとを有する電気液圧式のブレーキ装置（１０）に関する。ブレーキ装置（１０）を常用ブレーキ状態から非常ブレーキ状態へ切り換えるためには、この形式のブレーキ装置は運転モード切換弁（１２，１３）を有しており、これらの運転モード切換弁（１２，１３）は電子式の制御装置（２４）により制御可能である。さらに、マスタブレーキシリンダ（１４）とホイールブレーキ（２２）との間の圧力媒体接続部が前記運転モード切換弁（１２，１３）により遮断されている、ブレーキ装置（１０）の常用ブレーキ状態でペダルストロークをシミュレートするためには、ピストン／シリンダ-ユニット（５６）が提供されている。このピストン／シリンダ-ユニットは、マスタブレーキシリンダ（１４）内でブレーキペダル（１８）の足操作により押しのけられた圧力媒体容積を収容する。このピストン／シリンダ-ユニット（５６）は、ブレーキ装置（１０）の非常ブレーキ状態では液圧式に遮断可能であり、これにより、マスタブレーキシリンダ（１４）内に押しのけられた圧力媒体容積はできるだけ大量に圧力形成のためにホイールブレーキ（２２）に提供されている。
常用ブレーキ状態でピストン／シリンダ-ユニット（５６）の遮断を監視することができ、同時に特にコンパクトで安価に構成されているブレーキ装置を形成するためには、本発明によれば、ピストン／シリンダ-ユニット（５６）への圧力媒体の負荷を、運転モード切換弁（１２）を介して制御することが提案される。

Description

本発明は、請求項１の上位概念部に対応した電気液圧式のブレーキ装置に関する。この形式のブレーキ装置が、例えばドイツ連邦共和国特許公開第１９６３６４３２号明細書に既に開示されている。この公知のブレーキ装置は人力により操作可能な非常ブレーキと非人力により操作可能な常用ブレーキとを有している。ブレーキ装置を常用ブレーキ状態から非常ブレーキ状態へ切り換えるためには、前記形式のブレーキ装置は電子的な制御装置により制御可能な運転モード切換弁を有している。さらにマスタブレーキシリンダとホイールブレーキとの間の圧力媒体接続が前記弁装置により遮断されているブレーキ装置の常用ブレーキ状態の間にペダルストロークをシミュレートするためには、マスタブレーキシリンダに接続されたピストン／シリンダ-ユニットが提供されている。このピストン／シリンダ-ユニットは、マスタブレーキシリンダ内に、制動時に運転手による足操作に基づき押しのけられた圧力媒体容積を収容する。前記ピストン／シリンダ-ユニットは、ブレーキ装置の非常ブレーキ状態では電子的に制御可能な遮断弁により液圧式に遮断可能であり、これにより、マスタブレーキシリンダ内に押しのけられた圧力媒体容積はできるだけ大量にホイールブレーキで圧力を形成のために提供されている。ブレーキ装置の両方の運転モードの間で切り換えるための弁とピストン／シリンダ-ユニットの遮断弁とは別個に形成されている。このことは提供された構成部材の数、組付け手間及び所要構成スペースを高める。最終的には潜在的な故障原因の数及びコストが高められる。

発明の利点
これに対して、請求項１の特徴部に対応したブレーキ装置は、できるだけわずかな個別部材を使用して最もコンパクトに安価に構成されているという利点を有している。請求項２に記載の特徴によれば、ピストン／シリンダ-ユニットの遮断機能を付加的に液圧式に監視することがさらに可能である。請求項３により、ブレーキ装置の構成スペースを節約した構成形式が、特に少なくとも常用ブレーキ状態から非常ブレーキ状態へブレーキ装置を切り換えるための弁装置と、外部で制御可能な圧力形成ユニットと、ブレーキ圧を調整するための装置が共通のハウジングブロック内に配置されていることによってももたらされる。請求項４の特徴が、常用ブレーキ状態の間にブレーキ操作ユニットにおいて、電気液圧式のブレーキ装置の制御特性の反作用が運転手により感知可能ではないことを可能にし、請求項５の特徴は、まさに前記反作用を可能にする。これにより、提案されたブレーキ装置はそれぞれの顧客要請に固有に適合可能である。請求項６は遮断機能の電子的な監視のために特に有利な切換弁の構成形式を提案している。

本発明のさらなる利点又は有利な発展形が以下の実施例の説明に明らかである。

実施例の説明
次に本発明の実施の形態を唯一の図面につきさらに詳しく説明する。本発明の実施例を液圧式の回路図につき概略的に簡易化して説明する。

図面に対応した本発明による電気液圧式のブレーキ装置１０が、人力により操作される非常ブレーキ及び非人力により操作可能な常用ブレーキを有している。このブレーキ装置の両方の部分システムは共通のコンポーネントを使用しているが、しかしながら、「運転モード切換弁１２，１３」によって互いに分離されている。前記非常ブレーキは常用ブレーキの機能故障が生じた場合にのみ作動される。

電気液圧式のブレーキ装置１０は、ブレーキ液のための閉じられたリザーブタンク１６と、運転手によって筋力により操作可能なブレーキペダル１８の形式の操作ユニットとを有するマスタブレーキシリンダ１４のほかに液圧ユニット２０を有しており、この液圧ユニット２０は、この液圧ユニット２０に接続された全部で４つのホイールブレーキ２２においてブレーキ圧を制御するために設けられており、さらに前記ブレーキ装置１０は電子式の制御装置２４を有しており、この制御装置２４は、液圧ユニット２０のコンポーネントを電気的に制御する。前記ホイールブレーキ２２は、ブレーキ装置１０を備えた車両における配置に対応してＶＬ，ＶＲ，ＨＬ及びＨＲにより示されている。

前記液圧ユニット２０は、有利には押出成形技術により製造された、非鉄金属材料から成るブロック（図示していない）に、２つの運転モード切換弁１２，１３、ペダルストロークシミュレータ２６、駆動装置３０を備えた圧力源２８、圧力制限弁３２、アキュムレータ３４、全部で８つの比例切換弁３８から成る圧力調整装置３６、バランス弁（Ｂａｌａｎｃｅｖｅｎｔｉｌｅ）４０及び圧力センサ４２を有している。さらに液圧ユニット２０の前記ブロックは切削後加工により圧力媒体通路及び上に述べたコンポーネントのための収容部を備えている。特に前記液圧ユニット２０にペダルストロークシミュレータ２６を配置することにより、自動車内の本発明によるブレーキ装置１０のために必要な組込スペースが著しく改善される。

４つのホイールブレーキ２２が、互いに分離された２つのブレーキ回路Ｉ及びＩＩ内に配置されている。それぞれのブレーキ回路には、マスタブレーキシリンダ１４内に圧力チャンバ４４，４５が対応配置されている。これらの圧力チャンバ４４，４５は、軸線方向に互いに前後に配置されており、それぞれ１つの圧力ピストン４６，４７を有している。第１の圧力ピストン４６はブレーキペダル１８により操作され、第２の圧力ピストン４７はフロートピストンの形で形成されており、このフロートピストンは、第１の圧力ピストン４６に対してばね４８により支持されている。第２の圧力ピストン４７に作用する第２の圧縮ばね４９がマスタブレーキシリンダ１４のケーシング５０で支持されており、運転手によるブレーキ操作力の解除後に出発位置へのブレーキペダル１８の戻しをもたらす。さらにマスタブレーキシリンダ１４には２つのセンサ５２，５３が取り付けられており、これらのセンサ５２，５３はこれらのセンサ５２，５３の機能に対応してブレーキストロークセンサ５２及びブレーキライトスイッチ５３と呼ばれる。ブレーキストロークセンサ５２はブレーキペダル１８の操作ストロークを検出し、このストローク信号を電圧信号に変換し、ブレーキライトスイッチ５３は、マスタブレーキシリンダ１４の第１の圧力チャンバ４４内の圧力形成に基づき自動車のブレーキライトが点灯すると直ちに信号を発信する。両方の信号は電子式の制御装置２４内で処理され、ブレーキ装置１０の制御のために用いられる。

第１のブレーキペダル側の圧力チャンバ４４に接続されたブレーキ回路Ｉはマスタブレーキシリンダ１４から運転モード切換弁１２へ通じており、そこから直接にフロントアクスルＶＬ及びＶＲのホイールブレーキ２２に通じている。これにより、ブレーキ装置１０の人力により操作される非常ブレーキ状態、すなわち、運転モード切換弁１２が操作されていない場合には、運転手の筋力によるホイールブレーキ２２内の圧力形成が保証されている。

さらにブレーキ装置１０はペダルストロークシミュレータ２６を有している。このペダルストロークシミュレータ２６は図１による実施例の場合には第１のブレーキ回路Ｉへの分岐部５４内に配置されており、ピストン／シリンダ-ユニット５６の形で形成されている。ペダルストロークシミュレータ２６のピストン５８はシリンダ室６０を２つのチャンバ６２，６３に分割しており、これらのチャンバ６２，６３のうちの１つは、マスタブレーキシリンダ１４からの圧力媒体により負荷可能である。マスタブレーキシリンダ１４に向いていない側に位置する第２のチャンバ６３は、ピストン５８を操作する戻しばね６４を収容しており、圧力媒体がホイールブレーキ２２からリザーブタンク１６へ流れ戻る、液圧ユニット２０のブロック内の環流通路６６に接続されていることにより、択一的に圧力媒体により充填されているか（バリエーション１；実線により示した）、又は周辺大気に向かって通気されていてよい（バリエーション２；波線により示した）。図面には簡易化のために両方のバリエーションが並べて示されている。ピストン５８に作用する前記戻しばね６４により、ペダルストロークシミュレータ２６の力-／ストローク-特性をそれぞれの用途に応じて適合させることができる。

ペダルストロークシミュレータ２６への圧力媒体の負荷は、本発明によれば、両方の運転モード切換弁１２，１３のいずれか一方により制御されている。両方の運転モード切換弁１２，１３は２つの切換位置で切換可能である。この切換は、制御装置２４による電子的な制御により、戻しばねの力に抗して得られる。制御されていない基本位置では、運転モード切換弁１２，１３は、マスタブレーキシリンダ１４からフロントアクスルのホイールブレーキ２２への圧力媒体接続部を解放する。本発明により同時にペダルストロークシミュレータ２６を制御する運転モード切換弁１２は全部で３つの液圧式の接続部を有しており、これに対して第２の運転モード切換弁１３は２つの接続部のみで間に合う。この運転モード切換弁１３は導通位置から遮断位置へ切換可能である。これに対して、ペダルストロークシミュレータ２６を制御する運転モード切換弁１２は、マスタブレーキシリンダ１４と少なくとも１つのホイールブレーキ２２との間に圧力媒体接続が生じており、かつ同時にマスタブレーキシリンダ１４からペダルストロークシミュレータ２６への液圧接続が遮断されている貫流位置から、この関係が逆転した切換位置へ移行可能である。ペダルストロークシミュレータ２６を制御する運転モード切換弁１２とペダルストロークシミュレータ２６自体との間の分岐部５４内には、本発明によれば、ペダルストロークシミュレータ２６内に形成された圧力レベルを検出するための付加的な圧力センサ７２が位置している。この圧力センサ７２のほかに、ブレーキ装置１０は、それぞれの個別のホイールブレーキ２２において圧力レベルを検出するための圧力センサ４２を有している。付加的に、圧力センサ７９がマスタブレーキシリンダ１４と、ペダルストロークシミュレータ２６を制御する運転モード切換弁１２との間に配置されている。

非人力により負荷される常用ブレーキが、電動モータ式に駆動される圧力源２８、この圧力源２８に後置されたアキュムレータ３４、有利にはダイアフラムアキュムレータ、及び圧力制限弁３２により形成されており、この圧力制限弁３２は、圧力制限弁３２の構成形式に基づくレベルを超過した圧力ピークを抑制するために設けられている。例えば共通の駆動装置３０により負荷される二重ポンプが圧力源２８として使用される。

この圧力源２８は、液圧ユニット２０内の圧力媒体通路を介して圧力媒体をリザーブタンク１６から吸い込み、この圧力媒体を液圧式のアキュムレータ内へポンピングする。この場合に、蓄えられた液圧エネルギは圧力調整装置３６に提供されており、この圧力調整装置３６は個々のホイールブレーキ２２に液圧式に前置されている。この場合には、ばね力に対して電磁的に制御可能な全部で８つの２ポート２位置比例切換弁３８が設けられており、この２ポート２位置比例切換弁３８は、基本位置（図示していない）では遮断位置７４をとり、通電された切換位置では貫流位置７５をとる。これらの調整弁３８のうちのそれぞれ２つが１つのホイールブレーキ２２に対応配置さており、この場合にホイールブレーキ２２の両方の調整弁３８のそれぞれ一方は圧力源２８から来る流入部７６に接続されており、第２の調整弁３８はリザーブタンク１６への環流通路６６に接続されている。電子式の制御装置２４によりホイールブレーキ２２の両方の調整弁３８を制御することにより、それぞれのホイールブレーキ２２において圧力レベルを追従可能な形式で無段階式に制御することができ、この場合に制御は車両の対応したホイールにおけるその都度のスリップ率に向けられている。このスリップ率は、それぞれの車両ホイールに取り付けられたホイール回転数センサ７８に基づき突きとめ、制御装置２４内で、特に調整弁３８のための制御信号の形でさらに処理することができる。

常用ブレーキ状態では、すなわち、非人力ブレーキが作動している場合には、運転モード切換弁１２，１３は切換位置に位置しており、上に述べたようにマスタブレーキシリンダ１４をホイールブレーキ２２に対して遮断する。この場合に、同時にマスタブレーキシリンダ１４のいずれか１つの圧力チャンバ４４，４５からペダルストロークシミュレータ２６への接続が生じ、これにより、圧力媒体はそこへ流出することができる。これにより、ペダル操作がもっぱら制動希望を検出するためにのみ用いられ、しかしながら制動圧自体を提供するためには用いられないのにもかかわらず、運転手は通常のペダル感覚を持つ。前記制動圧は、上に述べたように常用ブレーキ状態では圧力源２８から提供される。運転手の制動希望はブレーキライトスイッチ５３，圧力センサ７９及びペダルストロークセンサ５２の信号の評価により検出され、圧力源２８、運転モード切換弁１２，１３及び圧力調整装置３６の調整弁３８のための制御信号の形で評価される。

前記ブレーキ装置１０は、さらに「バランス弁４０」を有している。車両のそれぞれの軸にはこのようなバランス弁４０が対応配置されている。この場合には、ばね力に対して電磁的に操作可能な通常の開かれた２ポート２位置切換弁であり、これらの２ポート２位置切換弁は、車軸の両方のホイールブレーキ２２の間の圧力媒体接続を制御する。制御されていない基本位置では前記接続部は開かれており、これにより、車軸の両方のホイールブレーキ２２において同一の制動圧が調節され得る。バランス弁４０の通電により前記接続は遮断され、車軸のホイールブレーキ２２はホイール別に制御することができる。

本発明により、ペダルストロークシミュレータ２６に前置された圧力センサ７２は上に述べたブレーキ装置１０で運転モード切換弁１２の遮断機能を液圧式に監視するために働く。運転手によりブレーキペダル１８の操作が素早く解除された場合に、ペダルストロークシミュレータ２６を制御する運転モード切換弁１２を早い時期に遮断することにより、ペダルストロークシミュレータ２６に前置された圧力センサ７２の信号の評価によって、ペダルストロークシミュレータ２６内に形成された圧力を切換弁１２によりペダルストロークシミュレータ２６内に保持することができ、これにより、運転モード切換弁の遮断機能が保証されているかどうか、又は、エラーの場合のように、ペダルストロークシミュレータ２６内に閉じこめられた圧力が急速に降下するかどうかがテストされる。通常は運転モード切換弁１２の切換機能の監視は、電子式の制御装置２４内で、運転モード切換弁１２へ流れる流体を電子的に評価することにより行われる。この監視はブレーキ装置１０の常用ブレーキ状態の間に行われ、これにより、生じたエラーは既に前段階で、すなわち、非常ブレーキ状態への切換の前に突きとめられ、運転手に適宜な形式で示すことができる。これにより、ブレーキ装置１０の作動安全性が著しく高められる。

本実施例では、ペダルストロークシミュレータ２６の、マスタブレーキシリンダ１４から圧力媒体により負荷されていないチャンバ６３が、リザーブタンク１６への環流通路６６に接続されていてよい。このような形式で、運転モード切換弁１２，１３が操作された場合には、すなわち、ブレーキ装置１０の常用ブレーキ状態ではホイールブレーキ２２とマスタブレーキシリンダ１４との間の液圧式のフィードバックが生じており、このフィードバックに基づき対応したホイールブレーキ２２で経過する制御プロセスが、ブレーキペダル１８の軽い脈動運動により運転手により感知可能である。このことは幾つかの車両メーカにより望まれている。

別の車両メーカは運転手への前記フィードバックを、快適さを理由に見合わせている。このことは、提案された前記ブレーキ装置１０により、メインブレーキシリンダ１４の圧力媒体により負荷された、ペダルストロークシミュレータ２６のチャンバ６３が周辺大気に接続されることにより達成することができる。もちろんこの場合にはペダルストロークシミュレータ２６のピストン５８を外部のリークに対して効果的にシールするためにより多くの手間をかけなければならない。

当然のことながら、本発明の基本思想から逸脱することなしに上に述べた実施例のさらなる変化形又は補足が可能である。この関連で、ペダルストロークシミュレータ２６を制御する運転モード切換弁１２の機能を解除し、一緒に電子式に制御可能な２つの２ポート２位置切換弁に置き換えることももちろん可能であることに言及しておく。さらに、ペダルストロークシミュレータ２６を、メインブレーキシリンダ１４の、フロートピストン４７を案内する第２の圧力チャンバ４５に接続し、運転モード切換弁１２の代わりに、対応して３ポート２位置切換弁の形の運転モード切換弁１３を形成することも可能である。

液圧式の回路を簡易化して示す概略図である。

Claims

電気液圧式のブレーキ装置（１０）であって、該ブレーキ装置（１０）に、人力により操作可能な非常ブレーキが設けられており、該非常ブレーキが、マスタブレーキシリンダ（１４）と、該マスタブレーキシリンダ（１４）のための操作装置（１８）とを有しており、かつ非人力による操作可能な常用ブレーキが設けられており、該常用ブレーキが、電子的な制御装置（２４）、及び該制御装置（２４）により制御可能な、駆動装置（３０）と圧力源（２８）とから成る圧力形成ユニットを有しており、ブレーキ装置（１０）を常用ブレーキ状態から非常ブレーキ状態へ切り換えるための電子的に制御可能な弁装置（１２，１３）が設けられており、少なくとも１つの液圧式のホイールブレーキ（２２）と、ブレーキ装置（１０）を切り換えるための弁装置（１２，１３）と、少なくとも１つのホイールブレーキ（２２）に中間配置された、制御装置（２４）により制御可能な、ブレーキ圧（３６）を調整するための装置とが設けられており、常用ブレーキ状態の間にペダルストロークをシミュレートするためのピストン／シリンダ-ユニット（５６）が設けられており、該ピストン／シリンダ-ユニット（５６）が、非常ブレーキ状態では液圧式に遮断可能にマスタブレーキンダ（１４）に接続されている形式のものにおいて、圧力媒体によるピストン／シリンダ-ユニット（５６）の負荷が、ブレーキ装置（１０）を切り換えるための弁装置のいずれか一方の弁（１２；１３）により制御されていることを特徴とする、電気液圧式のブレーキ装置（１０）。
弁装置の、ピストン／シリンダ-ユニット（５６）を制御する弁（１２；１３）と、ピストン／シリンダ-ユニット（５６）との間に圧力センサ（７２）が配置されている、請求項１記載の電気液圧式のブレーキ装置。
ピストン／シリンダ-ユニット（５６）が、ブレーキ装置（１０）を切り換えるための弁装置（１２，１３）と、外部で制御可能な圧力形成ユニット（２８，３０）と、ブレーキ圧（３６）を調整するための装置と一緒に、共通の液圧ユニット（２０）内に配置されている、請求項１又は２記載の電気液圧式のブレーキ装置。
請求項１から３までのいずれか１項記載の電気液圧式のブレーキ装置であって、ピストン／シリンダ-ユニット（５６）のピストン（５８）が、シリンダ室（６０）を、マスタブレーキシリンダ（１４）から圧力媒体により負荷される第１の側と、ピストン（５８）のための戻し装置（６４）を収容する第２の側とに分割している形式のものにおいて、第２の側が、周辺雰囲気に向かって通気されていることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載の電気液圧式のブレーキ装置。
請求項１から３までのいずれか１項記載の電気液圧式のブレーキ装置であって、ピストン／シリンダ-ユニット（５６）のピストン（５８）が、シリンダ室（６０）を、マスタブレーキシリンダ（１４）から圧力媒体により負荷される第１の側と、ピストン（５８）のための戻し装置（６４）を収容する第２の側とに分割している形式のものにおいて、第２の側が、ホイールブレーキ（２２）から離れるように案内された環流通路（６６）に接続されていることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載の電気機械式のブレーキ装置。
ブレーキ装置（１０）を切り換えるための弁装置（１２，１３）が、提供されたブレーキ回路（Ｉ，ＩＩ）に対応した数の運転モード切換弁（１２；１３）を有しており、少なくともピストン／シリンダ-ユニット（５６）を制御する運転モード切換弁（１２）が、３ポート２位置弁の形で形成されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の電気機械式のブレーキ装置。