JP2010531768A - 油圧ブレーキ装置の制御システム - Google Patents

Abstract

本発明は、ブレーキ制御部材（１）、ブレーキブースター（４）、およびブレーキマスターシリンダー（５）を備える自動車用ブレーキ制御システムに関する。本発明のシステムは、さらに、ブレーキブースター（４）のピストン（４２）に空気圧で結合されるシミュレータ（３）を備える。前記シミュレータ（３）は、ブレーキ制御部材（１）から少なくとも１つの制動コマンドを受け取り、応答として、ブレーキブースターの前部チャンバー（４０）と後部チャンバー（４１）との間の差圧を確定し、ピストン（４２）の変位を制御することを可能にする。本発明は、自動車用ブレーキに適用される。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車用ブレーキ制御システムに関するものであり、特に、油圧式制御システムに関するものである。本発明は、さらに、油圧作動ブレーキ制御システムおよび（単数または複数の）電気駆動モータを発電機として使用する電気ブレーキシステムを備えるハイブリッド車（電気駆動装置および内燃機関駆動装置を有する車両）に装備されるような複合ブレーキシステムに関するものでもある。

自動車用油圧式ブレーキ装置の知られている従来技術では、ブレーキブースターは本質的に、ピストンに固定された可動ダイアフラムによって分離される２つのチャンバー（前部チャンバーまたは真空チャンバーおよび後部チャンバーまたは作動チャンバー）を備えるハウジングを有する。車両の運転者がブレーキペダルを作動させると、制御ロッドが車両の前へ変位しうる。制御ロッドのこのような変位は、プランジャーに伝えられ、補助手段およびサーボモーターのピストンを作動させる。一般に、前記補助手段は、三方弁を備え、この三方弁が作動することで、サーボモーターの真空チャンバーと作動チャンバーとの間の連通を遮断し、前記の後者チャンバーを大気中に開くことが可能になる。真空チャンバーが通常真空下にあるとすると、２つのチャンバーの間の圧力の差によって、ブースト力がピストンに加わり、２つのチャンバーを分離する。したがって、ピストンは、前部へ変位し、ブレーキ回路のマスターシリンダーを作動させるために使用されるプッシュロッドに作用する。

ブレーキ制御部材（ブレーキペダル）によって作動される制御ロッドは、サーボモーターのピストンと接触し、ピストンはさらにマスターシリンダーのピストンに作用するプッシュロッドと接触する。したがって、ブレーキペダルをマスターシリンダーのピストンに結合する異なる要素が、互いに接触する。そこで、運転者は、ブレーキペダルを介してブレーキ回路の反応を感知する。

しかし、車両のデバイスがブレーキ液をブレーキ回路の任意の点からマスターシリンダーへ変位させると、ブレーキペダルの領域内に反力が発生し、この反力が運転者によって感じ取られる。例えば、車両の車輪をロックする効果を有する制動手順では、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）は、制動を弱め、それにより、車輪ブレーキからブレーキ液を除去してマスターシリンダー内に注入する機能を有する。これに代えて、エレクトロニックスタビリティプログラム（ＥＳＰ）では、油圧ユニットが、ブレーキの制御と独立して１つまたは複数のブレーキ回路に作用することができ、この作用は、さらに、ブレーキペダルの領域内で感じ取られ、運転者がＥＳＰのこの動作中にブレーキをかけると、運転者はブレーキ感覚の変化を感じ取るが、この感覚は、運転者が通常感じるブレーキ感覚には必ずしも対応しない。

また、油圧ユニットを介してブレーキ液をブレーキ回路に注入することで、マスターシリンダーのピストンを後退させることが可能であり、またこの動作はブレーキペダルの後退動作を引き起こす効果も有することについて言及しておくのは適切なことである。運転者が比較的高い制動力を加えたときにこのことが生じると、ブレーキペダルの後退動作は、運転者の足首によって吸収されるが、これは控え目に言っても運転者に不快な思いをさせる可能性がある。これは、運転者がブレーキペダルに高い圧力を加えたときに発生する事故、特に前部衝撃が発生すると、肉体負傷の原因になることすらありえる。

したがって、ブレーキペダルの方向でブレーキ回路および／またはマスターシリンダー内に生じるこれらの力すべての再伝達を減衰するか、またはさらには抑制するか、もしくは吸収することが有益である場合がある。

これらの欠点を解消する１つの解決策は、制御システムの電気制御を行い、同じ制動条件の下で従来のブレーキ装置において運転者が通常感じるブレーキ感覚をシミュレートする機械的コマンドを、ブレーキペダルに送るシステムを実現することである。説明の残りの部分では、前記デバイスは、「ブレーキ感覚シミュレータ」と称される。したがって、このようなシステムでは、実際の制動デバイスは、制動が再びかかるとブレーキペダルに力を印加する、ブレーキ感覚シミュレータからは接続を外される。

しかし、このようなシステムは、従来の油圧式ブレーキ装置に比べてコスト的に高い。電気制御および接続の導入は、一般に、信頼性の問題を引き起こす。そのため、これらのシステムは、従来の油圧式装置のように課される信頼性および安全性の要件が同じであれば、なおいっそうコスト高になる。

さらに、車両推進用のバッテリ駆動の少なくとも１つの電気駆動モータと内燃機関（ガソリン、ディーゼル油、ガス、または他の燃料を使用する）の両方を有するいわゆるハイブリッド車は、一般に、回生制動と電気駆動モータからのエネルギー回収によって制動が行われる電気ブレーキを備える。したがって、電気駆動モータは、発電機として機能し、回収された電気エネルギーは電池を充電するために使用され、車両の使用に有利である。

これらのシステムでは、電気制動トルクを変化させることも可能である。制動時に、電気ブレーキは、必ずしも最大まで使用されるわけではない。これは、例えば、道路状況に関する情報を提供するレーダーの使用にかかわる場合、またはブレーキペダルを多少素早く操作するときである（例えば、強い圧力を加えた後にブレーキペダルを離す）。

これは、安全上の理由から、またはブレーキペダルの感触上の理由から、逆電流を電気モーターに流すようにすることもできる。
しかし、電気制動は、特に効率の漸増および低速での効率の減少により、全面的に満足のゆくものとはならない。したがって、電気ブレーキ装置の欠点を解消することができるブレーキ装置を車両に備えることが適切である。

ブレーキブースターを使用する油圧式制御システムは、有利であることが実証されており、また電気ブレーキ装置に補完的な制動を加えることが可能であると思われる油圧式ブレーキ装置を備えることが知られている。そのため、油圧式ブレーキ装置は、ブレーキペダルに直接結合されず、中間制御デバイスを介して制御される。

したがって、本発明は、これらの問題を解消することを可能にするブレーキ制御システム、および有利には、車両の車輪の制動デバイスの作動が油圧式であるブレーキ装置に関するものである。このシステムは、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）、またはエレクトロニックスタビリティプログラム（ＥＳＰ）などの、車両のさまざまなシステムによって車両のブレーキ回路上でもたらされる効果からブレーキペダルを隔離することを可能にするが、これはブレーキペダルにブレーキ感覚をシミュレートする効果を戻す。これは、また、電気ブレーキ装置の動作を補完するように電気ブレーキ装置を備える車両で使用することもできる。

したがって、本発明は、自動車用ブレーキ制御システムに関するものであり、このシステムは、
−ブレーキ制御部材、
−サーボモーターピストンによって分離された真空チャンバーおよび作動チャンバーを備え、前記２つのチャンバーの間に存在する差圧に応じて制動制御を高めることを可能にする、ブレーキブースター、
−ブレーキブースターから制動増大コマンドを受け取り車両の油圧式ブレーキ回路内に制動圧力を発生させるブレーキマスターシリンダーとを備え、
さらにこのシステムは、ブレーキブースターのピストンに空気圧または油圧で結合されるシミュレータを備え、前記シミュレータはブレーキ制御部材から少なくとも１つの制動コマンドを受け取り、次にブレーキブースターの真空チャンバーと作動チャンバーとの間の差圧を確定し、または監視し、ピストンの変位を制御することを可能にする。

本発明によれば、前記シミュレータは、油圧制御空気圧三方弁を備え、
−制動コマンドがブレーキ制御部材によって開始された場合、ブレーキブースターの動作を制御し、その結果マスターシリンダーの作動を制御するように、作動チャンバーを真空チャンバーの圧力よりも高い圧力と連通させ、
−車両の油圧ブレーキ回路内の圧力が特定の圧力閾値を超えたときに、作動チャンバーと真空チャンバーの圧力より高い前記圧力との連通を停止することを可能にする。

本発明の一実施形態によれば、三方弁は、
−軸方向可動プローブ、
−前記可動プローブに当接することができる軸方向可動逆止弁、
−逆止弁に当接することができる軸方向可動逆止弁座を備える。

可動プローブは、逆止弁から離れる方向へ移動し、作動チャンバーを大気圧と連通させるようにブレーキ制御部材によって制御され、前記逆止弁座は、ブレーキ回路内の圧力が前記圧力閾値を超えたときに、前記逆止弁から離れる方向に移動し、前記逆止弁が可動プローブに向かって移動すること、および作動チャンバーと大気圧との連通を遮断することを許すように、油圧ブレーキ回路に行き渡る圧力によって制御される。

本発明の有利な一実施形態によれば、前記逆止弁座は、軸方向可動ブシュによって支持されるか、または前記ブシュの一部を形成する。第１のバネによって、第１の力を前記ブシュに加え、ブシュを逆止弁に向けて押し付けることが可能である。ブシュは、車両の油圧ブレーキ回路に油圧で結合され、油圧ブレーキ回路内に行き渡る圧力に曝される第１の圧力受入チャンバー内で可動であり、したがって、前記圧力は、第１のバネによって加えられる第１の力とは反対方向の第２の力をブシュに及ぼすことになる。

有利には、このシステムは、ブレーキ制御部材の制御下における前記プローブの軸方向変位に対抗する傾向のある、第３の力を及ぼす少なくとも１つの第２のバネを備える。
一変更形態によれば、システムは、第２のバネ（Ｒ２１）の弾性と異なる弾性を有し、第２のバネの力と組み合わさってブレーキ制御部材の制御下における前記プローブ（３２）の軸方向変位に対抗する傾向のある第４の力を及ぼす、第３のバネ（Ｒ２２）を備える。

一実施形態によれば、軸方向可動逆止弁は、前記第２および第３のバネが前記プローブの軸方向変位に対抗する傾向のある力を及ぼす、支持要素を有する制御軸を備える。
有利には、前記シミュレータは、ブレーキ制御部材によって油圧制御される、前記プローブの変位を制御することを可能にする制御ピストンを備える。

本発明の有利な一実施形態によれば、システムは、制御部材によって制御される作動ピストンが摺動する作動チャンバーを備える作動デバイスを備え、前記制御ピストンは停止弁によって前記作動チャンバーに油圧で結合され、これにより、
−第１の動作モードにおいて、前記停止弁は、作動ピストンが制御ピストンの変位を制御することを許容し、
−第２の動作モードにおいて、前記停止弁は、作動ピストンが制御ピストンの変位を制御するのを妨げ、したがって、作動ピストンはマスターシリンダーの一次ピストンに作用する制御ロッドの変位を油圧で制御する。

本発明によれば、前記制御ロッドは、マスターシリンダーの一次ピストンに作用する、サーボモーターピストンに作用することを条件とすることもできる。
本発明によるシステムの一変更形態によれば、ブレーキマスターシリンダーは、ブレーキサーボピストンによって制御される環状ピストンと環状ピストン内で摺動し、ブレーキサーボピストンの介入なしで制御部材によって制御される中央ピストンとを備える、一次ピストンを備える。

この変更形態によれば、制御ロッドが作動ピストンによって油圧で作動されることで、サーボモーターピストンに作用することを可能にできることを条件とすることもできる。
有利には、制御ロッドは、前記中央ピストンに機械的に結合される。したがって、これは、シミュレータの三方弁がブレーキ平衡状態にあるときには、空気圧補助ブレーキ装置のサーボモーターピストンと接触するようにされておらず、非補助ブレーキ時に、または対照的に、補助ブレーキ時に空気圧ブレーキブースターのブレーキ飽和を超えて、サーボモーターピストンに圧接するようになされている肩部を備えることができる。

本発明のさまざまな対象および特徴は、付属の図と併せて以下の、また例として与えられている、説明を読むとさらに明確になるであろう。
本発明によるブレーキ回路制御システムの一実施形態を示す図である。 図１の制御システムの一変更形態を示す図である。 ２つの同軸ピストンがマスターシリンダーの一次ピストン用に備えられる本発明による制御システムのさらに他の変更形態を示す図である。 マスターシリンダー２つの同軸ピストンの有用性を実証する図３の制御システムの異なる動作段階を示す図である。 マスターシリンダー２つの同軸ピストンの有用性を実証する図３の制御システムの異なる動作段階を示す図である。 マスターシリンダー２つの同軸ピストンの有用性を実証する図３の制御システムの異なる動作段階を示す図である。 図５ａ、図５ｂはそれぞれ、ブレーキペダルの行程の関数としてブレーキマスターシリンダー内の圧力と、ブレーキペダルの行程の関数として加えられる力を示す図３の制御システムの動作曲線を示す図である。 図６ａ、図６ｂはそれぞれ、ブレーキ回路内に高い圧力を発生することを可能にする追加の圧力源が備えられている図３のような制御システムの動作曲線を示す図である。

そこで図１を参照しつつ、本発明によるブレーキ回路制御システムの一実施形態が説明される。
前記システムは、知られている方法で、以下の説明の中で「ブレーキサーボ」と称されるブレーキブースター４を具備する。ブレーキサーボ４は、ブレーキサーボ４の軸にそって変位することができるダイアフラムまたはブレーキサーボピストン４２によって分離されている作動チャンバー４１および真空チャンバー４０を備える。ピストン４２の変位が、プッシュロッド４３を介して、ブレーキマスターシリンダー５のピストン５０、５１の変位を制御する。前記マスターシリンダーは、車両のブレーキ回路６内に圧力を発生する。

本発明によれば、説明の残り部分において「シミュレータ」３と称される中間油圧または空気圧デバイス３が備えられる。
車両の運転者によって作動されるブレーキ制御デバイスまたはブレーキペダル１により、ブレーキサーボの後壁４６に保持される油圧作動デバイス７を制御することが可能になる。作動デバイス７は、摺動する作動ピストン７０が入るボア７１を備える。

シミュレータ３は、三方弁（３２、３４、３３）を備え、これにより以下のいずれかが可能である。
−作動チャンバー４１と真空チャンバー４０との連通。この場合、圧力は、ピストン４２の両側において実質的に等しくなり、前記ピストンは不動のままである。

−または真空チャンバー４０からの作動チャンバー４１の分離（この場合、初期制動段階）。
−または真空チャンバーから分離されている作動チャンバー４１と大気との連通。真空チャンバー４０と作動チャンバー４１との間に差圧が発生する。ブレーキサーボピストンは、真空チャンバーの方へ変位するよう押圧される（図１の左の方へ）。ブレーキサーボピストン４２の変位の結果として、プッシュロッド４３はブレーキマスターシリンダー５の方へ押される。こうして、ブレーキサーボが、制動力をブレーキマスターシリンダーに加える。

したがって、本発明のシステムは、ブレーキブースター４を制御することを可能にする三方弁を備えるが、この三方弁は、ブレーキサーボのピストン４２と接続されておらず、ピストン４２とともに変位しないが、これは従来技術で現在使用されているブレーキサーボの三方弁とは対照的である。

したがって、このようなシステムでは、ブレーキペダルは、ブレーキブースター４と機械的に非連結状態にあり、ブレーキマスターシリンダー５および車両の油圧ブレーキ回路６から非連結状態にある。

次に図１のシミュレータ３についてさらに詳しく説明する。
ピストン３１は、ハウジング３９内で可動であり、これによりハウジング３８内に収容されている三方弁を制御することができる。この三方弁は、
−ピストン３１の制御下にある、有利にはピストン３１に固定された、軸方向可動プローブ３２、
−プローブ３２に当接することができる軸方向可動逆止弁３３、
−軸方向可動ブシュ３４０によって支持され、逆止弁３３に当接することができる逆止弁座３４を備える。

静止位置において、シミュレータは、図１に示されている状態にあり、
−プローブ３２は、バネＲ２１およびＲ２２によって（図１の）右に押され、
−プローブ３２（またはより具体的にはプローブによって支持される逆止弁座）と逆止弁３３との間の通路が閉じられ、
−ブシュ３４０は、逆止弁３３と逆止弁座３４との間の通路を閉じることなくバネＲ３によって右へ押される。より具体的には、ストッパーが、ブシュ３４０が右へ戻るのを制限する。したがって、作動チャンバー４１は、真空チャンバー４０の圧力がかかっている。

プローブ３２は、作動デバイス７を介してブレーキ制御部材１によって、及びピストン３９によって制御される。
運転者が、ブレーキペダル１を踏むと、作動ピストン７０が（図１の）左の方へ変位しボア７１内に入る。加圧された流体が、弁７９を通りチャンバー３９内に送られる。ピストン３１は、左に押され、プローブ３２の変位を制御する。

プローブ３２が左に変位すると、バネ２４の作用の下で逆止弁３３は左に変位することができ、逆止弁３３と逆止弁座３４との間の通路が閉じられる。真空チャンバー４０と作動チャンバー４１との間の連通が遮断される。さらに、左に変位されると、プローブ３２はプローブ３２と逆止弁３３との間の通路を開く。したがって、作動チャンバー４１は、アクセス点３０１、通路３０２、プローブ３２と逆止弁３３との間の通路、アクセス点３０４、および管路３４４を介して大気圧と連通させられる。

ブレーキサーボのチャンバー４０と４１との間に差圧が発生する。ブレーキサーボ４２のピストンは、左に変位し、プッシュロッド４３を介して、車両のブレーキ回路６の加圧を制御するブレーキマスターシリンダー５の動作を制御する。

この動作中に、逆止弁座３４と逆止弁３３との間の通路は、ブシュ３４０を右に押すバネＲ３と逆止弁３３を左に押すバネ２４により閉じられる。
さらに、シミュレータ３は、アクセス点３０７と管路３５０を介して車両の油圧ブレーキ回路６に接続されるチャンバー３５を有する。ブシュ３４０の肩部３４１は、チャンバー３５内で摺動する。油圧ブレーキ回路６内の圧力は、チャンバー３５に伝えられ、肩部３４１を左に押す傾向を有する。しかし、バネＲ３は、ブシュ３４０を右に押す。

油圧ブレーキ回路内の圧力が特定の閾値を超えた場合に、より具体的には、肩部３４１に加えられる圧力がバネＲ３によって加えられる力よりも大きくなったときに、ブシュ３４０は左に変位する。逆止弁座３４は、左に変位する。バネ２４によって左に押される逆止弁３３は、逆止弁３３がプローブ３２と接触するようになるまで逆止弁座３４の変位に追従する。そこで、作動チャンバー４１と大気圧との連通が遮断される。

そのためシステムはブレーキ平衡状態に入る。逆止弁座３４およびプローブ３２は、逆止弁３３に当接する。逆止弁３３の面がプローブと接触し、逆止弁座３４が平面状またはほぼ平面状である場合、逆止弁座３４およびプローブ３２は、同じ平面内で整列していると考えることができる。

このブレーキ平衡状態において、作動チャンバー４１内の圧力は、増大を停止し、その加圧状態を維持する。ブレーキサーボのピストン４２の変位は、制動されるか、または停止されることすらある。油圧ブレーキ回路内の圧力は、もはや増大しない。

この動作中に、プローブ３２の変位は、プローブの肩部３２１に載っているバネＲ２１およびＲ２２によって加えられる右方向への力に打ち勝たなければならない。そこで、前記バネは、ブレーキペダルを踏む運転者によって感じ取られる制動力をシミュレートする。

有利には、２つのバネＲ２１およびＲ２２は、異なる剛性度を有する。例えば、バネＲ２１は、バネＲ２２の剛性よりも小さい剛性を有し、これにより、異なる制動力をシミュレートすることが可能になる。

しかし、図に示されていない簡素化された変更形態では、バネＲ２１およびＲ２２の代わりに単一のバネを備えることも可能であろう。
このようなシステムでは、マスターシリンダーの行程／力および行程／圧力の法則が、互いと無関係に、及びブレーキ装置の吸収に関係なく決定される。

より具体的には、ブレーキペダルの行程の関数としての、該ブレーキペダルに加わる力は、以下の式で表すことができる。

Ｆｉｎ＝（Ｔｉｎ×Ｒ１）＋（Ｔｉｎ×Ｓ１／Ｓ２×Ｒ２）

つまり、Ｆｉｎ＝Ｔｉｎ（Ｒ１＋Ｓ１．Ｒ２／Ｓ２）

ただし、式中、
Ｆｉｎ＝ブレーキペダルに加えられる力の入力値
Ｔｉｎ＝ブレーキペダルの行程の入力値
Ｓ１＝作動ピストン７０の油圧断面積
Ｒ１＝作動ピストン７０の戻りバネの剛性
Ｓ２＝シミュレータ３のピストンの断面積
Ｓ３＝ブシュ３４０の環状断面積
Ｒ３＝ブシュのバネの剛性
Ｒ２＝Ｒ２１＋Ｒ２２＝シミュレータバネの剛性。

そこで、行程／力の法則は、異なるバネの特性および特定の値における異なる実効断面積を選択することによって得られる。
所定の弁平衡状態（弁座が整列している）について、ブシュに加えられる力は、

Ｆブシュ＝Ｒ３×（Ｔｉｎ×Ｓ１／Ｓ２）

で与えられる。

この力に到達するために必要なマスターシリンダー内の圧力は、

Ｐｍｃ＝Ｆブシュ／Ｓ３

である。

そこで、ブレーキペダルの行程の関数としてのマスターシリンダー内の圧力は、式

Ｐｍｃ＝（Ｒ３／Ｓ３）．（Ｔｉｎ．Ｓ１／Ｓ２）

で表すことができる。

逆止弁座３４およびプローブ３２の座部が同じ平面内で整列したときに弁の平衡状態に到達する。
このような整列を得るために必要なブレーキ回路の圧力は、バネＲ３の剛性に依存する。そのため、マスターシリンダーの入力行程／圧力法則は、ブレーキ回路の吸収に関係なく、これら２つの最後のパラメータから決定される。

図１の実施形態では、ブレーキペダル１は、ハウジング７１内で可動であるピストン７０に作用する。このハウジングには流体が収容され、これにより、ピストン７０によって生じる圧力を伝えることが可能である。例えば、この流体は、ブレーキ液リザーバによって供給される。弁７９が開いたときにピストン７０によって生じる圧力がハウジング３９に再伝達されることは明らかである。

さらに、この実施形態では、２つのバネＲ２１およびＲ２２が備えられており、これにより、行程の関数としてブレーキペダルにかかる力の２つの異なる勾配を得ることが可能になる。しかし、簡素化された一実施形態では、単一のバネが備えられることが可能である。

有利には、バネＲ３は、好ましくは前記バネＲ３８とブシュ３４０の内面との間に形成される隙間により好ましくは自由状態で静止する（静止状態で非偏倚）、バネＲ３８に関連付けられる。

ブレーキサーボ４および／またはシミュレータ３の不具合が生じた場合、本発明では有利には弁７９を閉鎖する。
したがって、弁７９が空気圧の補助なしで制動のために閉じられると、ハウジング７１は、行程を延長することなくピストン７０上に全推力を伝える。

有利には、空気圧ブレーキブースターの前部チャンバー４０に供給を行う真空源４００に面の一方が空気圧で接続されているダイアフラムを備える空気圧制御弁７９が使用される。

有利には、弁７９は、電気弁であり、ブレーキ装置はさらに空気圧ブレーキブースターの前部チャンバー４０内が真空になっていない場合に電気信号を送る検出器またはセンサーを備える。

有利には、ブレーキ装置は、さらに、運転者がブレーキペダルに力を加えた結果、制動設定値に関する情報、有利には冗長な情報を供給する、ハウジング７１に接続された圧力センサー７９’を備える。

制動コマンドが出されている間、ピストン７０は、ブレーキペダルの制御下で左に変位する。ハウジング７１内の流体が圧縮され、これによりピストン７３の左への変位が生じる。前記ピストンは、その基部７４を、マスターシリンダーのピストン５０および５１の作動をプッシュロッド４３を介して制御するブレーキサーボピストン４２に押圧する。したがって、不測の事態が生じた場合、運転者は、ブレーキペダルを使用してマスターシリンダーのピストンに働きかけることができる。

図２は、運転者がブレーキペダルを介してシミュレータ３上に直接働きかける本発明の一変更形態を示している。
作動ピストン７０は、シミュレータ７に一体化されているハウジング７１内で摺動する。ピストン７０によってハウジング７１内で圧縮される流体は、ピストン３１の左への変位を制御する。シミュレータ３の動作およびブレーキサーボ４の制御は、上で説明されているものと類似している。

図３は、マスターシリンダーの一次ピストンが２つの同軸ピストン５７および５８を備える本発明の他の変更形態を示している。ピストン５７は環状ピストンであり、ブレーキサーボのピストン４２によって制御される。中央ピストン５８は環状ピストン５７内で摺動し、ブレーキサーボピストン４２の介入なしでブレーキペダルによって制御される。

圧力によって制御されるアクチュエータ型のシミュレータの場合（ＰＣＡつまり圧力制御作動）、運転者がもたらす入力制御力は、車両のブレーキ装置内の圧力を決定することに著しく寄与するということはない。このことは、同じサイズのブレーキサーボおよび同じ直径のマスターシリンダーボアを持つ従来のブレーキサーボ／マスターシリンダーシステムと比べて、飽和時の圧力は低い（約１０〜１５バール、つまり、１０００〜１５００ｋＰａ）ことを意味する。ブレーキ平衡状態の圧力を高める単純な手段は、ボア径を小さくすることによってマスターシリンダーの断面積を縮小することである。しかし、こうすると、ブレーキ回路内に空気が存在する場合のような或る状況下で必要とされる、チャンバー内の流体の全体積が減ってしまう。これを解決するために、マスターシリンダーのボア径を減らすとともに、ブレーキペダルの行程を増やすとよい。しかし、マスターシリンダー／ブレーキサーボユニットが占有する空間が増大する。

したがって、本発明により、２つの同軸ピストンを備えるシステムが提供される。
このようなシステムの動作は、図４ａから４ｃおよび５ａ、５ｂを参照しつつ説明される。

運転者がブレーキペダルを踏むと、作動デバイス７によってシミュレータ３に圧力が伝えられる。シミュレータ３の動作は、上述のとおりである。
こうして、ブレーキサーボのピストン４２は、シミュレータ３によって制御され、左に変位する。ピストン５７は、図４ａに示されているように左に変位する。

この動作段階は、図５ａおよび５ｂの「区間ＭＣ−Ｓ１」段階に対応する。
マスターシリンダーの環状ピストン５７のみが変位する。ブレーキマスターシリンダー内に発生した圧力は、したがって、環状ピストン５７の実効断面積に対応する。そのため、流体の圧力および変位は、このピストンの実効環状断面積に応じて発生する。環状ピストンが左に変位すると、その内径内に追加のチャンバーが形成される。

「区間ＭＣ＝Ｓ１」段階全体において、ピストン５８は、その断面上でマスターシリンダーの増大する圧力を受け、このことは、ピストン５８を、ハウジング７１内の増大する圧力にもかかわらずブレーキサーボの後壁４６に肩部７４を介して当接するように維持する。

上で開示されているように、平衡状態のとき、ブレーキブースターの飽和が生じるまで、逆止弁座３４およびプローブ座部３２は同じ平面内に整列させられている（より具体的には、逆止弁３３に当接するとき）。

飽和状態に達したら、プッシュロッド７３の肩部７４は、ブレーキサーボのピストン４２から距離Ｊ＝ｘのところに位置する。一次ピストンの中央ピストン５８は、入力の増大がもはやマスターシリンダー内の圧力の増大によって均衡を保たれなくなると左に変位し始める。追加のチャンバーの流体は、マスターシリンダーの一次チャンバー内に押しやられる。ブレーキサーボによってさらに力が加えられることはないので、右への力が、環状ピストン５７に、及びブレーキサーボピストン４２上に加えられる。前記ピストンは、右に変位する傾向を有する。この段階は、図４ｂに例示されている。

図５ａおよび５ｂの曲線において、システムの動作は、「遷移」ゾーンとして示されるゾーン内で行われる。
次いで、肩部７４がブレーキサーボピストン４２と当接する位置に来るとき（図５ａのＪ＝０）、マスターシリンダーの一次チャンバー内のブレーキ液の体積量は、２つのピストン５７および５８が制動プロセスの開始位置から左に共に進んだ場合にそうなるであろう量に等しい。

運転者が、ブレーキペダルを踏み続けると、２つのピストン５７および５８上に肩部７４を介して力が加えられることになる。
この動作段階は、図４ｃに例示されている。

その後のブレーキペダルの入力の増加分は、２つのピストン５７および５８に加えられる。ブレーキチャンバー内のブレーキ液は、２つのピストン５７および５８の断面Ｓ２全体にそって圧縮される。

図５ａおよび５ｂの曲線において、システムの動作は、「区間ＭＣ＝Ｓ２」として示されるゾーン内で行われる。
上記説明から、本発明のシステムを用いると、通常の制動状況において、運転者側で力を低減して効率的な制動をかけることが可能になることがわかる。しかし、運転者は、制動力を、特に極端な制動の場合に、ブレーキペダルを踏む力を増すことによって高めることができる。

図５ａおよび５ｂに示されている遷移段階において、肩部７４とブレーキサーボのピストン４２との間の空間のサイズは、肩部７４がピストン４２と接触するまで縮小される。この段階では、所定の入力行程に対しブレーキマスターシリンダー内の圧力がわずかに増大する。

本発明の一変更形態によれば、この遷移ゾーンにおいて追加の圧力源（油圧ユニット）の使用が提供される。
このために、本発明は、有利には、一方でブレーキペダルの行程の変動を測定し、他方でブレーキマスターシリンダー内に発生する圧力の変動を測定することによって上述のブレーキ飽和段階を検出することを提供する。特定の値より大きい行程の変動に対し圧力の小さな変動を検出することにより、ブレーキ飽和状況を検出し、図５ａおよび５ｂの遷移ゾーンを検出することが可能になる。

したがって、本発明によれば、車両のブレーキ回路内の追加の圧力の発生は、油圧ユニットなどの追加圧力源を使用して制御される。
この動作は、図６ａおよび６ｂに例示されている。追加圧力源が介在しない場合のシステムの動作は、実線で例示されている。したがって、実線の曲線は、図５ａおよび５ｂの動作に対応する。

追加圧力源が介在する場合のシステムの動作は、点線で示されている。遷移ゾーンの開始時、肩部７４がピストン４２から距離ｘのところにあるとき（Ｊ＝ｘ）、遷移ゾーンが検出される。追加圧力源により、マスターシリンダー内に過度の圧力が発生し、遷移ゾーンの縮小が可能になる。

本発明のシステムは、
−上で開示されているように互いに無関係にマスターシリンダー内の行程／力および行程／圧力の法則を制御することができるという利点、
−油圧回路に由来する干渉（例えば、ＡＢＳシステムを調節する際に発生する振動性の油圧脈動）を除去できるという利点、
−例えば大きなサイズのブレーキ（大径の、および／または大きな行程を有するブレーキ）内のブレーキ液の大きな変位および吸収の変動に対し敏感に反応しないという利点、
−車両のブレーキとマスターシリンダーとの間の一方の方向または他方の方向への、油圧ユニットにより引き起こされるブレーキ液の体積の移動に対し敏感に反応しないという利点、
−通常制動において、ブレーキペダルによって作動する制御ロッドとプッシュロッド４３との間の機械的接触を生じることなくブレーキサーボの動作を制御し、制御は純粋に空気圧によるものであるという利点、
−二重勾配動作を実行できるという利点、
−高度なロバスト性を有する電気制御なしでブレーキ装置を実現するという利点を有する。

本発明は、
−内燃機関、
−エネルギー回生を行う電気ブレーキ装置を備える電気モーター、
−内燃機関と電気モーターの両方（ハイブリッド車）を備える車両に適用することができる。

これは、軽い車両から重い車両まで等しく適切に適用可能である。シミュレータのピストンの直径は、制動をかけられる車両の質量に応じて定義される。これは、非常ブレーキの条件に対応することができる十分に小さなものとして定義される。

ブレーキマスターシリンダーおよびブレーキサーボを介して加圧ブレーキ液をブレーキに供給する動作は、油圧ユニットなどの追加の供給源によって補完され、これにより、制動性能を改善するか、または故障の具合を軽減できることは明白である。

Claims (12)

1. ブレーキ制御部材（１）と、サーボモーターピストン（４２）によって分離される真空チャンバー（４０）および作動チャンバー（４１）を備え、前記２つのチャンバーの間に存在する圧力差に応じて制動作用増大制御を行うことを可能にするブレーキブースター（４）と、前記ブレーキブースター（４）から制動作用増大コマンドを受け取り、車両の油圧ブレーキ回路（６）内に制動圧力を発生するブレーキマスターシリンダー（５）とを備える自動車用ブレーキ制御システムであって、前記システムはさらに前記ブレーキブースター（４）の前記ピストン（４２）に空気圧または油圧で結合されたシミュレータ（３）を備え、前記シミュレータ（３）は前記ブレーキ制御部材（１）から少なくとも１つの制動コマンドを受け取り、応答として、前記ピストン（４２）の変位を制御するように前記ブレーキブースターの前記真空チャンバー（４０）と前記作動チャンバー（４１）との間の圧力差を確定または監視し、前記シミュレータ（３）は、油圧制御空気圧三方弁を備え、これにより、
   −制動コマンドが前記ブレーキ制御部材（１）によって開始された場合、前記作動チャンバー（４１）を前記真空チャンバー（４０）の圧力よりも高い圧力と連通させて前記ブレーキブースターの動作を制御し、その結果前記マスターシリンダー（５）の作動を制御し、
   −前記車両の前記油圧ブレーキ回路（６）内の圧力が特定の圧力閾値を超えたときに、前記作動チャンバー（４１）と前記真空チャンバーの圧力より高い前記圧力との連通を停止することを可能にすることを特徴とする、自動車用ブレーキ制御システム。
2. 前記三方弁は、
   −軸方向可動プローブ（３２）と、
   −前記可動プローブ（３２）に当接することができる軸方向可動逆止弁（３３）と、
   −逆止弁（３３）に当接することができる軸方向可動逆止弁座（３４）とを備え、
   前記可動プローブ（３２）は、前記逆止弁（３３）から離れる方向に移動し前記作動チャンバー（４１）を大気圧と連通させるように、前記ブレーキ制御部材（１）によって制御され、前記逆止弁座（３４）は、前記ブレーキ回路内の前記圧力が前記圧力閾値を超えたときに、前記逆止弁（３３）から離れる方向に移動し、前記逆止弁が前記可動プローブ（３２）に向かって移動すること、および作動チャンバー（４１）と大気圧との前記連通を遮断することを許容するように、前記油圧ブレーキ回路（６）に行き渡る圧力によって制御されることを特徴とする、請求項１に記載のブレーキ制御システム。
3. 前記逆止弁座（３４）は、軸方向可動ブシュ（３４０）によって支持されるか、または前記ブシュの一部を形成し、第１のバネ（Ｒ３）が第１の力を前記ブシュに加えて前記ブシュを前記逆止弁（３３）の方へ押圧することを可能にし、前記ブシュは、前記車両の前記油圧ブレーキ回路（６）に油圧で結合され前記油圧ブレーキ回路内に行き渡る前記圧力下におかれる第１の圧力受入チャンバー（３５）内で可動であり、これにより前記圧力は、前記ブシュ（３４０）に、前記第１のバネによって加えられる前記第１の力とは反対方向の第２の力を加えることを特徴とする、請求項２に記載のブレーキ制御システム。
4. 前記ブレーキ制御部材の制御下における前記プローブ（３２）の軸方向変位に対抗する傾向のある、第３の力を提供する少なくとも１つの第２のバネ（Ｒ２１）を備えることを特徴とする、請求項３に記載のブレーキ制御システム。
5. 前記第２のバネ（Ｒ２１）の弾性と異なる弾性を有し、前記第２のバネの力と組み合わさって前記ブレーキ制御部材の制御下における前記プローブ（３２）の軸方向変位に対抗する傾向のある第４の力を提供する、第３のバネ（Ｒ２２）を備えることを特徴とする、請求項４に記載のブレーキ制御システム。
6. 前記軸方向可動プローブ（３２）は、支持要素（３２１）を有する制御軸（３２０）を備え、前記第２および第３のバネ（Ｒ２１、Ｒ２２）が、前記プローブ（３２）の前記軸方向変位に対抗する傾向のある力を前記支持要素（３２１）に加えることを特徴とする、請求項５に記載のブレーキ制御システム。
7. 前記ブレーキ制御部材（１）によって油圧で制御され、前記プローブ（３２）の変位を制御することを可能にする制御ピストン（３１）を備えることを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載のブレーキ制御システム。
8. 前記制御部材（１）によって制御される作動ピストン（７０）が摺動する作動チャンバー（７１）を備える作動デバイス（７）を備え、前記制御ピストン（３１）は停止弁（７９）によって前記作動チャンバー（７１）に油圧で結合され、これにより、
   −第１の動作モードにおいて、前記停止弁は、前記作動ピストン（７０）が前記制御ピストン（３１）の変位を制御することを許容し、
   −第２の動作モードにおいて、前記停止弁は、前記作動ピストン（７０）が前記制御ピストン（３１）の変位を制御するのを妨げ、したがって、前記作動ピストン（７０）は前記マスターシリンダー（５）の一次ピストン（５０）に作用する制御ロッド（７３）の変位を油圧で制御することを特徴とする、請求項７に記載のブレーキ制御システム。
9. 前記制御ロッド（７３）は、前記サーボモーターピストン（４２）に作用し、前記サーボモーターピストン（４２）は、前記マスターシリンダーの前記一次ピストンに作用することを特徴とする、請求項８に記載のブレーキ制御システム。
10. 前記ブレーキマスターシリンダーは、前記ブレーキサーボピストン（４２）によって制御される環状ピストン（５７）と前記環状ピストン（５７）内で摺動し、前記ブレーキサーボピストン（４２）の介入なしで前記制御部材（１）によって制御される中央ピストン（５８）とを備える、一次ピストンを備えることを特徴とする、請求項１から９のいずれか１項に記載のブレーキ制御システム。
11. 前記作動ピストン（７０）によって油圧で作動され、前記サーボモーターピストン（４２）に作用することを可能にする制御ロッド（７３）を備えることを特徴とする、請求項１０に記載のブレーキ制御システム。
12. 前記制御ロッド（７３）は、前記中央ピストン（５８）に機械的に結合されており、前記シミュレータの前記三方弁がブレーキ平衡状態にあるときには、空気圧補助ブレーキ装置の前記サーボモーターピストン（４２）と接触するようにされておらず、非補助ブレーキ時に、または対照的に、補助ブレーキ時に前記空気圧ブレーキブースターのブレーキ飽和を超えて、前記サーボモーターピストン（４２）に圧接するようになされている肩部（７４）を備えることを特徴とする、請求項１１に記載のブレーキ制御システム。

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