JP2011518715A - マルチチャンネルの電子液圧式自動車用ブレーキ装置とその運転方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、マルチチャンネルの電子液圧式自動車用ブレーキ装置１であって、液圧式に操作可能なアクチュエータを有する複数のキャリパー２−５を備え、このキャリパーが、電子制御されるユニット６と液圧式に接続されており、電子制御されるユニットは、電子ユニットECUと液圧ユニットHCUを備え、キャリパー２−５の少なくともいくつかが、特にハンドブレーキ作用を操作するためまたは解除するために、追加的に又は別々に電子機械式のアクチュエータ１０，１１を備えるものに関する。電気的インターフェースと電子ユニットを自動車内で関連付けるために、電子ユニットEPB+ESC-ECUが、それぞれ少なくとも二つの別々の電気的な供給線１２，１３を介して電子機械式のアクチュエータ１０，１１と接続されており、そして電子ユニットEPB+ESC-ECUが、電子機械式に操作可能なアクチュエータ１０，１１を電気的に供給するために、少なくとも一つの電気的切替え手段を備えることが提案される。

Description

本発明は、マルチチャンネルの電子液圧式自動車用ブレーキ装置であって、液圧式に操作可能なアクチュエータを有する複数のキャリパーを備え、このキャリパーが、複数の液圧式ブレーキサーキット内に配置され、かつ電子制御されるユニットと液圧式に接続されており、電子制御されるユニットは、電子ユニットと液圧ユニットを備え、液圧ユニットは液圧的なエネルギー供給のためのモーター・ポンプユニットを備えており、そして、液圧式に操作可能なアクチュエータは、液圧式の操作手段によって運転者によって提起されて操作可能であり、及び／又は、ユニットによって、特に電子安定化プログラム（ESC）によって運転者と無関係に操作可能であり、そして、キャリパーの少なくともいくつかが、特にハンドブレーキ作用を操作するためまたは解除するために、追加的に又は別々に電子機械式のアクチュエータを備え、少なくとも一つの電源が電子ユニットと電気的に接続されており、これがモーター・ポンプユニットの電気的供給のために使用されるものに関する。

電子機械式のアクチュエータを有し、すでに量産して製造されている公知のブレーキシステムにおいては、電子式の安定化プログラム、およびこれに付随するESC制御装置（ESC-ECU）のほかに、別体のEPB制御エレクトロニクスが、電子機械式のアクチュエータの電源供給とコントロールのために設けられている。このEPB制御エレクトロニクス（EPB-ECU）は、自動車の別の場所における一つのハウジング中に別に配置されている。両制御エレクトロニクスの各々は、一つの電気的電源によって接続されている。コミュニケーションのために、（通常はCANバスシステムである）ネットワークトポロジーの結合（Verbund）が使用され、この結合中にESC-ECUは組み込まれている。

この機能は通常は、EPB制御装置が、パーキングブレーキ操作要求を読み込み、そして（通常は可逆の電気的ギヤードモーターとして形成される）電子機械式のアクチュエータ（EPBアクチュエータ）を運転者要求に応じて、かつお互いに無関係に電源供給する、つまりパーキングブレーキ作用が操作されるかまたは解除される意味において電源供給する。

公知のブレーキシステムは、ブレーキシステムサプライヤーにおいても自動車メーカーにおいても高いコストの原因となる。これは特に、別のハードウェアが製造され、組み立てられ、そして最終的に自動車に組み込まれなければならないという点に起因する。これはまた、自動車メーカーにおいて相当なケーブル付設労力の原因ともなる。

よって本発明の課題は、電子機械式のパーキングブレーキ機能のためのコストを削減し、かつ同時に電子機械式のアクチュエータの信頼できる駆動を可能とすることである。

この課題は発明に従い、請求項１の全特徴によって解決される。本発明は、原理的には、別のEPB電子ユニットを、いずれにせよ存在しているESC-電子ユニットが、それぞれ少なくとも二つの別々の電気的な供給線を介して電子機械式のアクチュエータと接続されており、そしてこのESC電子ユニットが、電子機械式に操作可能なアクチュエータを電気的に供給するために、少なくとも一つの電気的切替え手段を備えることによって関係付けることからなっている。本発明によって、ブレーキシステムを製造するトータルコストは削減され、したがってケーブル付設労力も減少する。本発明の特別な利点は、電気電源が比較的低い電圧を提供し、その際、別のEPB制御装置の合理化が有利な作用に貢献するという場合に特に図られる。

本発明の改良形では、電気機械式のアクチュエータが高い効率で使用される結果、これが、必要とされるテンション力を達成するために比較的低い電流しか要求しないということも意図されている。

本発明の発明に従う改善されたコスト構造によって、提案されたブレーキシステムを、コンパクトカークラスまたはミドルクラス以下の自動車において使用することもが可能とされる。

本発明の更なる詳細は、図に基づく詳細な説明と関連して下位の請求項から明らかとなる。図は、それぞれ極めて簡略化して表されている。

公知のブレーキシステム 本発明に係るブレーキシステム 図２によるブレーキシステムの詳細を、図１による公知のブレーキシステムとの比較のために表わしたもの

図２から、マルチサーキット式であり、電子液圧式に操作可能な自動車用ブレーキ装置が明らかである。これは、液圧式に操作可能なアクチュエータを有する複数のキャリパー２−５を有しており、これらキャリパーは、複数の液圧式ブレーキサーキット内に編成され、そして電子制御されるユニット６と液圧式に接続されている。電子制御されるユニット６は、電子ユニット（EPB+ESC-ECU）及び液圧式ユニット（HCU）を有しており、液圧式ユニットはモーター・ポンプユニット及び液圧的なエネルギー供給のための液圧式電子弁を有している。その際、液圧式に操作可能なアクチュエータは、液圧式の操作手段７により直通する液圧配管８，９を介して、運転者により提起されることで操作可能であり、そしてユニット６は、この関係で、キャリパー２−５のための電子的にコントロールされるブレーキモーメント分配装置（EBD）を基本的に提供する。更なる機能は、キャリパー２−５が、運転者とは関係なくユニット６によって、特に電子式安定化プログラム（ＥＳＣ）によって操作可能である点にある。さらなる電子式のアシスト機能を可能とするために、キャリパー２−５の少なくともいくつかが、特に、パーキングブレーキの要求に基づいてハンドブレーキ作用を作動させるまたは解除させるために、高い効率を有する、追加的なまたは別体の電子機械式のアクチュエータ１０，１１を有している。電子機械式のアクチュエータ１０，１１はディスクブレーキと関連して設けられることが可能であり、又は、好ましくは後軸に各々設けられるドラムブレーキに作用する。車両輪の拘束のために使用されるその他の摩擦機構又は保持機構(Rastmechanismen）においても、本発明は適用可能である。電気的供給のために、少なくとも一つの電気電源１４が電子ユニットECUと接続されている。この接続が、ユニット６およびこれに接続される器具（Verbraucher）の電気的供給に使用される。電子ユニットEPB+ESC-ECUは、それぞれ二つの別々の電気供給線１２，１３を介して、電子機械式のアクチュエータ１０，１１と接続されている。さらに電子ユニットEPB+ESC-ECUは、電子機械式に操作可能なアクチュエータ１０，１１を電気的に可逆に供給するために、少なくとも一つの電気的な切り替え手段を有している。三相交流駆動装置を使用する際には、アクチュエータ１０，１１の領域に三つの供給線が設けられることが、本発明の本質部を離れることなく可能である。

前述の切り替え手段は、電子機械的なアクチュエータ１０，１１の少なくとも一つを逆転させる（reversieren）ための追加的に組み込まれた手段を有することが可能であり、作動させられたハンドブレーキ機能を解除する。そのような逆転手段の具体的態様は、さまざまに形成されることが可能である。直流ギアードモータを使用する際には、アクチュエータ１０，１１の領域におけるリレーのように作用する半導体スイッチ（Halbleiter-Schalter）が、両供給線１２，１３における電流方向の転極を簡単にするために、十分であり得る。マルチサーキット式の、特にブラシレスの直流モーターを特に使用する際には反対に、切り替え手段を統合することが好ましく、この切り替え手段は、半導体スイッチ手段をいわゆるＭＯＳ−ＦＥＴ−Ｈ−ブリッジ切替え装置内に含んでおり、多象限運転（Mehrquadrantenbetrieb）を可能にする。

電子ユニットEPB+ESC-ECUを、特にアクチュエータ１０，１２のような、その周辺機器と接続するために、例えば、少なくとも一つの追加的な電気ソケット要素を、少なくとも二つの電気的供給線１２，１３；１２’，１３’と電気的に接続するために、少なくとも一つの追加的な電気インターフェースＳが使用される。バス接続ＣＯＭが、車両ネットワークトポロジー内でのＥＳＣ＋ＥＰＢ−ＥＣＵの統合とコミュニケーションのために設けられる。操作センサー１８，１９、車輪回転数センサー、圧力センサーまたは同様の多くの物の他の接続または連結は明らかでない。

本発明の他の有利な実施形では、スイッチまたはボタンの形式のマン・マシンインターフェース１５と、詳細には描かれていないＥＣＵサイドに統合されたスイッチ手段が、アクチュエータ１０，１１と関連して直列に接続されている。電機的な接続のために、電機接続線１６がマン・マシンインターフェース１５とＥＣＵの間に使用される。

簡易的な図２からはこの形式で詳細には明らかでないが、線長とそしてその結果としての電気線抵抗を最小化するための有利な形態において、電子ユニットEPB+ESC-ECUと電源１４が一つの共通な取付室内にあり、特に自動車の一つのエンジンルームやトランク内にあり、比較的近くに隣接して配置される結果、接続１７が比較的短く保たれることが可能であると有利である。全体としてみると、一方で最も長い供給線１２，１３の長さと、他方で電気電源１４と電子ユニットEPB+ESC-ECUの間の電子線１７の長さの商が、少なくともおよそ２以上であることが、システムの全電線長のブレーキのための基本的方針として使用される。特に好ましくは、商はおよそ３から１０の間を目指され、その際電気抵抗の原理的低減のためにも、原理的に短い個々の線長が目指される。電線長または線長の概念は、原理的に電流を案内する部材、特にいわゆる導体レールや、電流を案内する機能を有するそれ以外の車両部材若しくはシャシー部材であってアクチュエータ１２，１３のためのものと理解され得ると一般的に定義される。

図より、発明に図２、３による発明に係るブレーキ装置の細部における、図１の先に知られたブレーキ装置との比較による相違点が見てとれる。

ブレーキシステムの作動のために、以下の機能が追加的に提案される。原理的には、電子ユニットEPB+ESC-ECU内には、電子機械式アクチュエータ１０，１１の所定のブレーキ適用力と相関する所定の電流目標値が少なくとも保管されている。追加的に、電子ユニットEPB+ESC-ECU内では、各パーキングブレーキ操作の際に電子機械式アクチュエータ１０，１１によって必要とされる最大電流実際値が、計測されるかまたは検出される。後続する方法ステップにおいて、最大電流実際値は所定の電流目標値と比較され、実際電流値が電流目標値よりも低い結果となると、そのようにして場合によってはあり得るテンション力（Spannkraft）の不足を検出する。このような根拠のもと、ECU内では、ユニット６による追加的な電子液圧式エネルギーの供給が行われるべきかと、どの程度行われるべきかについての決定が成される。

形成された、電流目標値と最大電流実際値の間の差異は、ある意味、テンション力の差の数値化のための特性値として使用されることが可能で、この情報に応じて段階的に等級付けられたか、またはコントロールされた、ユニット６のスタートアップが可能とされる。これによって、ユニット６は、特性値によって要求に応じて作動されることが可能となる。この機能のさらに好ましい形態では、テンション力不足が、ユニット６による出力コントロールによって、及び／又は、液圧式アクチュエータ２−５に付与されている電子コントロール可能な電子液圧式バルブを使用した圧力コントロールによって生じる。

ハンドブレーキ機能の解除過程は、一般的に、モーター・ポンプユニット６の稼動無しに、つまり電子機械式アクチュエータの逆転した操作によって行われる。

１ 自動車用ブレーキ装置
２ キャリパー
３ キャリパー
４ キャリパー
５ キャリパー
６ ユニット
７ 液圧式操作手段
８ 液圧配管
９ 液圧配管
１０ 電子機械式アクチュエータ
１１ 電子機械式アクチュエータ
１２ 供給線
１３ 供給線
１４ 電源
１５ マン・マシンインターフェース
１６ 接続線
１７ 接続
１８，１９ センサー

ECU 電子ユニット
HCU 液圧ユニット
Ｓ インターフェース
ＶＲ 前方右
ＶＬ 前方左
ＨＲ 後方右
ＨＬ 後方左
ＣＯＭ バス接続
ＥＳＣ 電子式安定化プログラム
ＥＰＢ 電気パーキングブレーキ

Claims (12)

1. マルチチャンネルの電子液圧式自動車用ブレーキ装置であって、液圧式に操作可能なアクチュエータを有する複数のキャリパー（２−５）を備え、このキャリパーは、複数の液圧式ブレーキサーキット内に配置され、かつ電子制御されるユニット（６）と液圧式に接続されており、電子制御されるユニットは、電子ユニット（EPB+ESC-ECU）と液圧ユニット（HCU）を備え、液圧ユニットは液圧的なエネルギー供給のためのモーター・ポンプユニットを備えており、そして、液圧式に操作可能なアクチュエータは、液圧式の操作手段（７）によって運転者によって提起されて操作可能であり、及び／又は、ユニット（６）によって運転者と無関係に操作可能であり、そして、キャリパー（２−５）の少なくともいくつかが、特にハンドブレーキ作用を操作するためまたは解除するために、追加的に又は別々に電子機械式のアクチュエータ（１０，１１）を備え、少なくとも一つの電源（１４）が電子ユニット（EPB+ESC-ECU）と電気的に接続されており、これがユニット（６）の電気的供給のために使用され、そして電子ユニット（EPB+ESC-ECU）が、それぞれ少なくとも二つの別々の電気的な供給線（１２，１３）を介して電子機械式のアクチュエータ（１０，１１）と接続されており、そして電子ユニット（ECU）が、電子機械式に操作可能なアクチュエータ（１０，１１）を電気的に供給するために、少なくとも一つの電気的切替え手段を備えることを特徴とする前記マルチチャンネルの電子液圧式自動車用ブレーキ装置。
2. ハンドブレーキ機能を解除するために、電気的な切り替え手段が、電子機械式のアクチュエータ（１０，１１）を逆転するための少なくとも一つの統合された手段を追加的に備えていることを特徴とする請求項１に記載のマルチチャンネルの自動車用ブレーキ装置。
3. 各切り替え手段が、電子ユニット（EPB+ECS-ECU）内に統合されて設けられており、少なくとも一つの半導体スイッチ及び／又はMOS-FET-ブリッジ切替え装置を含んでいることを特徴とする請求項１に記載のマルチチャンネルの自動車用ブレーキ装置。
4. 電子ユニット（EPB+ESC-ECU）が、少なくとも一つの追加的な電気的インターフェース（Ｓ）、特に少なくとも一つの追加的な電気的ソケット要素のようなものを、電気的な供給線（１２，１３）との電気的接続のために備えていることを特徴とする請求項１に記載のマルチチャンネルの自動車用ブレーキ装置。
5. 電子ユニット（EPB+ESC-ECU）が、マン・マシンインターフェース（１５）、特に別々のスイッチ及び／又はボタンへの追加的なインターフェースを、ハンドブレーキ作用を操作する及び／又は解除するために有しているので、マン・マシンインターフェース（１５）と切替え手段が直列に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のマルチチャンネルの自動車用ブレーキ装置。
6. 電子ユニット（EPB+ESC-ECU）と電源が（１４）が共通して、自動車のエンジンルームやトランク内のような、一つの共通な取付室内に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のマルチチャンネルの自動車用ブレーキ装置。
7. 一方で最も長い供給線（１２，１３）の長さと、他方で電気電源（１４）と電子ユニット（EPB+ESC-EC）Uの間の電子線（１７）の長さの商が、少なくともおよそ２以上の値をとることを特徴とする請求項１に記載のマルチチャンネルの自動車用ブレーキ装置。
8. 商が、およそ３から１０の間の値をとることを特徴とする請求項７に記載のマルチチャンネルの自動車用ブレーキ装置。
9. 特に請求項１に記載の自動車用ブレーキ装置の運転方法において、電子ユニット（EPB+ESC-ECU）内に、所定のブレーキ適用力と相関する少なくとも一つの所定の電流目標値が保管されており、電子ユニット（EPB+ESC-ECU）内で各パーキングブレーキ操作のために電子機械式アクチュエータ（１０，１１）によって必要とされる最大電流実際値が計測または検出され、テンション力の差を検出するために、最大電流実際値が所定の電流目標値と比較され、そして、ユニット（６）がテンション力の差が検出されると、ユニット（６）が、追加的な液圧式のエネルギー供給のために電子ユニット（EPB+ESC-ECU）によって追加的に作動される自動車用ブレーキ装置の前記運転方法。
10. 電子ユニット（EPB+ESC-ECU）内で、所定の電流目標値と最大電流実際値の間の差が形成され、この差が、テンション力不足の数値化のための特性値として設けられ、そしてユニット（６）が、特性値により要求に応じて作動されることを特徴とする、請求項９に記載の、自動車用ブレーキ装置のための運転方法。
11. テンション力不足が、ユニット（６）の出力コントロールによって、及び／又は、ユニット（６）の電子的にコントロール可能な電子液圧式バルブを使用のもと圧力コントロールによって、弱められることを特徴とする請求項９または１０に記載の、自動車用ブレーキ装置の運転方法。
12. ハンドブレーキ機能の後の解除過程が、液圧式のエネルギー供給なくユニット（６）によって、電子機械式のアクチュエータ（１０，１１）の逆転した操作によって行われることを特徴とする請求項９から１１のいずれか一項に記載の、自動車用ブレーキ装置の運転方法。

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