JP2020504053A - 自動車用制動設備及び制動設備の動作方法 - Google Patents

自動車用制動設備及び制動設備の動作方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、第一の車両車軸VAと第二の車両車軸HAに配分された車輪FR,FL,RL,RR用の油圧により操作可能な少なくとも四つの車輪ブレーキ8a〜8dを備えた自動車用の制動設備及び制動設備の動作方法に関し、この制動設備は、締切バルブ23を介して、入口バルブ6a〜6dが繋がれたブレーキ供給配管13と分離可能に油圧により接続された、ブレーキペダル1を用いて操作可能なマスターブレーキシリンダ2と、圧力空間37を備え、この圧力空間37がブレーキ供給配管13と油圧により接続された電気により制御可能な圧力供給機器5とを有し、このブレーキ供給配管13には、電気により操作可能な回路締切バルブ40が、この回路締切バルブが閉じられている場合に、このブレーキ供給配管が第一の配管区画13aと第二の配管区画13bに油圧に関して分離されるように配置され、第一の配管区画13aが入口バルブの中の二つの入口バルブ6a,6bと接続され、第二の配管区画13bが残りの入口バルブ6c,6dと接続され、圧力供給機器5の圧力空間37が第二の配管区画13bと油圧により接続され、マスターブレーキシリンダ2が、唯一つの圧力室17を備えた一回路により実現されるとともに、回路締切バルブ40がノーマルオープン型で実現され、マスターブレーキシリンダ2の圧力室17が、締切バルブ23を介して第一の配管区画13aと接続されている。

Description

本発明は、請求項1の上位概念に基づく自動車用制動設備と、請求項9の上位概念に基づく制動設備の動作方法とに関する。
特許文献1により、ブレーキペダルにより操作可能なタンデム式マスターブレーキシリンダ、ストロークシミュレータ及び電気により制御可能な圧力供給機器を備えた制動設備が周知である。その制動設備の四つの車輪ブレーキが二つのブレーキ回路に配置されて、各ブレーキ回路が、二回路式マスターブレーキシリンダの二つの圧力空間の中の一つと接続されている。「ブレーキ・バイ・ワイヤー」動作形態とフォールバック動作形態を実現するには、車輪ブレーキをマスターブレーキシリンダと圧力供給機器から分離するための二つの締切バルブと二つの開放バルブが必要である。
特許文献2により、ブレーキペダルにより操作可能な一回路式マスターブレーキシリンダ及びポンプの形の電気により制御可能な圧力供給機器を備えた制動設備が周知である。その制動設備は一回路から構成される。マスターブレーキシリンダの圧力室は、第一の共通配管及び車輪ブレーキ毎の締切バルブを介して、全ての車輪ブレーキと接続されている。更に、そのポンプは、第二の共通配管及び車輪ブレーキ毎の入口バルブを介して全ての車輪ブレーキと接続されている。圧力降下は、車輪ブレーキ毎の出口バルブによって可能である。二つのブレーキ回路に分離することができず、そのことは、漏れが生じた場合に不利であり、制動設備の稼働率又は信頼度を低下させている。
特許文献3には、ブレーキペダルにより操作可能なマスターブレーキシリンダ、ポンプの形の電気により制御可能な圧力供給機器及び回路締切バルブを備えた同様の形式の制動設備が記載されている。その制動設備は、二つの車輪ブレーキを備えた第一のブレーキ回路と二つの車輪ブレーキを備えた第二のブレーキ回路を有する。それらの二つのブレーキ回路は、ノーマルクローズ型回路締切バルブにより互いに分離されている。各制動設備は、それぞれの締切バルブを介して二回路式マスターブレーキシリンダの二つの圧力空間の中の一つと接続されている。そのポンプの圧力側は、第一のブレーキ回路と油圧により直に接続されている。必要に応じて、ポンプを用いて回路締切バルブを開放することにより、ブレーキ液を第一と第二のブレーキ回路に同時に送り込むことができる。ペダルストロークシミュレータを節約するために、マスターブレーキシリンダの第一の圧力空間は、シミュレータバルブを介して圧力媒体貯蔵タンクと接続可能である。
国際特許公開第2011/029812号明細書 国際特許公開第2005/014352号明細書 ドイツ特許公開第102014217428号明細書
本発明の課題は、制動設備の広い機能範囲と、特に、漏れが生じた時の制動設備の高い稼働率とを提示する「ブレーキ・バイ・ワイヤー」動作形態とフォールバック動作形態のための代替のコンパクトで安価な制動設備を提供することである。更に、特に、漏れが生じた時の高い稼働率を提示する制動設備の動作方法を提供する。
本課題は、本発明による請求項1に基づく制動設備と請求項8及び9に基づく方法により解決される。
本発明の思想は、ブレーキペダルにより操作可能なマスターブレーキシリンダ、一つの圧力空間を備えた電気により制御可能な圧力供給機器、車輪個別の入口バルブ及びブレーキ供給配管を有し、このブレーキ供給配管には、マスターブレーキシリンダ及び圧力供給機器と接続された入口バルブが繋がれ、このブレーキ供給配管には、ブレーキ供給配管を車輪ブレーキの中の二つの車輪ブレーキ用の第一の配管区画とその残りの車輪ブレーキ用の第二の配管区画に分離して、マスターブレーキシリンダを唯一つの圧力室を備えた一回路により実現するとともに、回路締切バルブをノーマルオープン型で実現するための電気により操作可能な回路締切バルブが配置されている制動設備をベースとする。この場合、マスターブレーキシリンダの圧力室は、締切バルブを介して第一の配管区画と接続され、圧力供給機器の圧力空間は、第二の配管区画と接続されている。
そのため、この制動設備は、無電流時には一回路により構成されるが、必要の場合に、二回路形態に切り換えることができ、二つの圧力源の中の一つを用いて、各回路に圧力を加えることができる。
即ち、この回路締切バルブは、回路締切バルブが閉じられている場合に、車輪ブレーキが油圧に関して二つのグループ又は二つの油圧ブレーキ回路に分離され、各グループ又は各ブレーキ回路が少なくとも二つの車輪ブレーキを有するように配置される。有利には、各グループは、一つの車両車軸の車輪ブレーキに割り当てられる。
そのようにして、回路締切バルブが閉じられている場合に、圧力供給機器の操作時には、第二の配管区画と繋がる入口バルブだけが(圧力供給機器から)圧力を供給され、マスターブレーキシリンダの操作時には、第一の配管区画と繋がる入口バルブだけが(マスターブレーキシリンダから)圧力を供給される。
本発明は、マスターブレーキシリンダが単一の締切バルブを介してブレーキ供給配管と接続でき、そのため、入口バルブ又は車輪ブレーキと接続できるとの利点を提供する。更に、圧力供給機器も、単一の開放バルブを介してブレーキ供給配管と接続でき、そのため、入口バルブ又は車輪ブレーキと接続できる。しかし、この回路締切バルブは、必要に応じて、二つのブレーキ回路への圧力媒体の分離を実行することを可能にし、そのことは、周知の制動設備では、タンデム式マスターブレーキシリンダのフロートピストンによって実現されている。本発明の別の利点は、この回路分離を実行でき、その際同時に圧力供給機器を非動作状態にする必要がないことである。
有利には、圧力供給機器に漏れが生じた時に、圧力供給機器を残りの制動設備から油圧に関して隔離できるように、圧力供給機器の圧力空間が、開放バルブを介してブレーキ供給配管と分離可能に接続される。特に有利には、この圧力空間が、唯一つの開放バルブを介してブレーキ供給配管と接続される。有利には、この開放バルブは電気により操作可能である。
有利には、第一の配管区画と接続された入口バルブは、第一の車両車軸の車輪に割り当てられ、第二の配管区画と接続された入口バルブは、第二の車両車軸の車輪に割り当てられる。
有利には、第一の油圧ブレーキ回路は、マスターブレーキシリンダ及び第一の車両車軸、有利には、前車軸の車輪ブレーキの入口バルブを有し、第二の油圧ブレーキ回路は、圧力供給機器及び第二の車両車軸、有利には、後車軸の車輪ブレーキの入口バルブを有する。そのようにして、回路を分離した場合に、後車軸において圧力供給機器を用いて依然として完全なアンチロック制御(ABS)及び(車軸の間の)電子式制動力配分(EBD)を実行できる。
有利には、圧力制御のために、配管区画毎に、その配管区画に割り当てられた入口バルブの中の一つの裏側の圧力を検出する一つの(車輪)圧力センサーが配備される。
それに代わって、有利には、圧力制御のために、特に、圧力供給機器の圧力を検出する唯一つの圧力センサーが配備される。この圧力センサーは、開放バルブの前又は後に配置できる。
それに追加して、有利には、マスターブレーキシリンダの圧力を検出する圧力センサーが配備される。
有利には、締切バルブは、ノーマルオープン型であり、開放バルブは、ノーマルクローズ型で実現され、その結果、完全な停電時に、マスターブレーキシリンダを用いて、全ての車輪ブレーキに圧力を供給できるとともに、圧力供給機器を介した圧力媒体の流れを確実に防止できる。
この制動設備は、有利には、大気圧が加わる圧力媒体貯蔵タンクを有し、その圧力媒体レベルは測定機器を用いて検出される。そのようにして、圧力媒体レベルの低下に基づき漏れを容易に検知できる。
有利には、回路締切バルブは、検出された圧力媒体レベルに応じて閉じられる。検出された圧力媒体レベルが所与の閾値を下回った場合、特に有利には、回路締切バルブを閉じることによる回路分離が実行される。
このマスターブレーキシリンダは、一回路により実現され、マスターブレーキシリンダの圧力室は、有利には、唯一つの締切バルブを備えた第一の供給配管を介してブレーキ供給配管と接続される。マスターブレーキシリンダとブレーキ供給配管の間の別の油圧接続部は配備されない。
本発明による制動設備の有利な実施構成では、マスターブレーキシリンダの圧力室は、油圧接続部を介して圧力媒体貯蔵タンクと接続され、この油圧接続部には、電気により操作可能なバルブは配置されない。
それに代わって、マスターブレーキシリンダの圧力室は、電気により操作可能な診断バルブが配置された油圧接続部を介して、圧力媒体貯蔵タンクと接続されるのが有利である。
両方の場合に、圧力室と圧力媒体貯蔵タンクの間の油圧接続部は、マスターブレーキシリンダ用ピストンの操作/スライドによって分離可能である。
有利には、この電気制御可能な圧力供給機器は一回路により実現される。
有利には、この圧力供給機器は、唯一つの油圧圧力空間を備えたシリンダ・ピストン構造により構成され、そのピストンは、電子機械式アクチュエータによって操作可能である。そのようにして、精密で速い圧力設定が可能である。
この場合、特に有利には、圧力供給機器の単一の圧力空間が、唯一つの開放バルブを備えた第二の供給配管を介してブレーキ供給配管と接続される。圧力供給機器とブレーキ供給配管の間の別の油圧接続部は配備されない。
そのため、「ブレーキ・バイ・ワイヤー」動作形態又はフォールバック動作形態を実現するのに、一回路式マスターブレーキシリンダ及び一回路式圧力供給機器から車輪ブレーキを分離するための二つのバルブ(一つの締切バルブと一つの開放バルブ)だけが必要である。
有利には、この制動設備は、車輪ブレーキ毎に、割り当てられた車輪ブレーキを圧力媒体貯蔵タンクと接続する電気により操作可能な一つの出口バルブを有する。
これらの出口バルブは、有利には、共通の油圧接続部を介して圧力媒体貯蔵タンクと接続される。
この制動設備は、有利には、「ブレーキ・バイ・ワイヤー」動作形態において、車両運転者に対して快適なブレーキペダル感覚を仲介するシミュレーション機器を有し、その作用は、フォールバック動作形態において停止することが可能であり、このシミュレーション機器は、弾性部品を有し、マスターブレーキシリンダの圧力室は、このシミュレーション機器と油圧により接続される。
有利には、このシミュレーション機器は、シミュレータ作動バルブを用いて起動可能及び停止可能に実現される。このシミュレータ作動バルブは、特に有利には、シミュレーション機器とマスターブレーキシリンダの間の油圧接続部に配置される。
第一の油圧ブレーキ回路は、有利には、更に、このシミュレーション機器を有する。
第一の油圧ブレーキ回路は、有利には、更に、この締切バルブを有する。
第二の油圧ブレーキ回路は、有利には、更に、この開放バルブを有する。
本発明の改善構成では、マスターブレーキシリンダ、圧力供給機器、ブレーキ供給配管及びバルブ、並びに、場合によっては、シミュレータ作動バルブを備えたシミュレーション機器が、一緒に単一の電子油圧モジュール又は単一の油圧制御・調整ユニット内に配置される。
本発明の別の改善構成では、マスターブレーキシリンダが第一の電子油圧モジュール又は第一の油圧制御・調整ユニット内に配置される一方、圧力供給機器、ブレーキ供給配管及びバルブが、別個の第二の電子油圧モジュール又は第二の油圧制御・調整ユニット内に配置される。場合によっては存在するシミュレータ作動バルブを備えたシミュレーション機器は、第一の電子油圧モジュール又は第一の油圧制御・調整ユニット、或いは第二の電子油圧モジュール又は第二の油圧制御・調整ユニット内に配置できる。
本発明の別の改善構成では、マスターブレーキシリンダ、圧力供給機器、締切バルブ及び回路締切バルブ、並びに、場合によっては、開放バルブ及び/又はシミュレータ作動バルブを備えたシミュレーション機器が第一の電子油圧モジュール又は第一の油圧制御・調整ユニット内に配置される一方、入口バルブと、場合によっては、出口バルブ及び/又は車輪圧力センサーとが、別個の第二の電子油圧モジュール又は第二の油圧制御・調整ユニット内に配置される。
この制動設備は、有利には、「ブレーキ・バイ・ワイヤー」動作形態において、車両運転者によって、並びに車両運転者から独立して駆動可能である、有利には、「ブレーキ・バイ・ワイヤー」動作形態で動作され、車両運転者による動作だけが可能な少なくとも一つのフォールバック動作形態で動作可能である自動車用制動設備である。
有利には、この制動設備は、車輪ブレーキ毎に、車輪個別のブレーキ圧を設定するための一つの入口バルブ及び一つの出口バルブを有する。これらの車輪個別のブレーキ圧は、ブレーキ圧供給部からブレーキ供給配管に排出される。駆動されない状態では、特に有利には、入口バルブがブレーキ回路供給圧力を車輪ブレーキに転送するとともに、出口バルブが車輪ブレーキからの圧力媒体の流出を阻止する。
本発明による制動設備の別の有利な実施構成では、この制動設備は、車輪ブレーキ毎に、ブレーキ回路圧力供給部からブレーキ供給配管に排出される車輪個別のブレーキ圧を設定するための唯一つの入口バルブを有する。そして、この制動設備は、圧力供給機器を用いて、所謂マルチプレックス方法により動かされる。
本発明による制動設備の有利な実施構成では、この制動設備は、後車軸の車輪にそれぞれ一つの電気式パーキングブレーキ(EPB)を有する。これは、油圧式車輪ブレーキに統合することができる(所謂統合電気式パーキングブレーキIPB)。
本発明は、この一回路式マスターブレーキシリンダがより簡単であり、より安価であるとの利点を提供する。更に、このマスターブレーキシリンダがタンデム式マスターブレーキシリンダよりも短く、その結果、車両の長手方向におけるブレーキ集合体の構造長を短縮できることが有利である。更に、この制動設備は、制動設備の故障の無い場合に、圧力供給機器を用いて、全ての車輪ブレーキでの圧力上昇を実行できるとの利点を提供する。それにも関わらず、回路締切バルブを閉じることによって、回路分離が可能であり、その結果、更に、圧力供給機器を用いて、一方のブレーキ回路に圧力を印加できる一方、マスターブレーキシリンダにより、他方のブレーキ回路に圧力を印加できる。更に、この回路分離は、状況に応じて簡単に制御できる。
本発明は、本発明による制動設備の動作方法に関し、この方法では、回路締切バルブが、制動設備の故障の無い状態では開かれ、制動設備において漏れが疑われるか、或いは漏れが確認された場合に閉じられる。
本発明は、第一の車両車軸と第二の車両車軸に配分された車輪用の油圧により操作可能な少なくとも四つの車輪ブレーキと、車輪個別のブレーキ圧を設定するための電気により操作可能な、車輪ブレーキ毎の少なくとも一つの入口バルブと、一つの圧力室を備え、この圧力室が、締切バルブを介して、車輪ブレーキが繋がったブレーキ供給配管と油圧に関して締切可能に接続された、ブレーキペダルを用いて操作可能なマスターブレーキシリンダと、一つの圧力空間を備え、この圧力空間がブレーキ供給配管と油圧により接続された、電気により制御可能な圧力供給機器とを有する制動設備の動作方法にも関し、このブレーキ供給配管には、電気により操作可能な回路締切バルブが、この回路締切バルブが閉じられている場合には、ブレーキ供給配管が第一の配管区画と第二の配管区画に油圧に関して分離されるように配置され、この第一の配管区画が車輪ブレーキの中の二つと接続され、この第二の配管区画がそれ以外の車輪ブレーキと接続されている。この場合、回路締切バルブは、制動設備の故障の無い状態では開かれ、この回路締切バルブは、制動設備において漏れが疑われる、或いは制動設備において漏れが確認された場合には閉じられる。
有利には、このマスターブレーキシリンダは、唯一つの圧力室を備えた一回路により実現される。
有利には、この圧力室は、ちょうど一つの締切バルブを介してブレーキ供給配管と接続される。圧力室とブレーキ供給配管の間の第二の油圧接続部は設けられない。
有利には、この締切バルブは電気により操作可能である。
有利には、この圧力供給機器の圧力空間は、開放バルブを介してブレーキ供給配管と分離可能に接続される。特に有利には、この開放バルブは、電気により制御可能である。
有利には、この圧力供給機器も唯一つの圧力空間を備えた一回路により実現される。
有利には、この圧力空間は、ちょうど一つの開放バルブを介してブレーキ供給配管と接続される。圧力空間とブレーキ供給配管の間の第二の油圧接続部は設けられない。
有利には、本発明による方法では、関連する漏れを圧力媒体貯蔵タンクの圧力媒体レベルに基づき直接検知できるので、この回路締切バルブは、圧力媒体貯蔵タンクの圧力媒体レベルに応じて閉じられる。
この制動設備を漏れに関して監視するために、有利には、大気圧が加わる圧力媒体貯蔵タンクの圧力媒体レベルを検出する測定装置の信号が評価される。
この制動設備の動作のために、有利には、回路締切バルブが閉じられている場合には、第二の配管区画に割り当てられた車輪ブレーキは、圧力供給機器からの圧力媒体を第二の配管区画を介してこれらの車輪ブレーキに移動させることによって、圧力供給機器を用いて操作される。特に有利には、回路締切バルブが閉じられている場合に、圧力供給機器を用いて、第二の配管区画に割り当てられた車輪ブレーキだけが操作され、第一の配管区画に割り当てられた車輪ブレーキは圧力供給機器を用いては操作されない。これは、全く特に有利には、圧力供給機器が一回路により実現されて、専ら第二の配管区画と接続されることによって与えられる。
有利には、回路締切バルブが閉じられている場合に、第二の車両車軸の車輪ブレーキが、圧力供給機器を用いて操作される。特に有利には、回路締切バルブが閉じられている場合に、圧力供給機器を用いて、第二の車両車軸の車輪ブレーキだけが操作され、第一の車両車軸の車輪ブレーキは圧力供給機器を用いては操作されない。これは、全く特に有利には、圧力供給機器が一回路により実現されて、専ら第二の車両車軸の車輪ブレーキが繋がった第二の配管区画と接続されることによって与えられる。
有利には、回路締切バルブが閉じられている場合に、第一の配管区画に割り当てられた車輪ブレーキは、運転者がマスターブレーキシリンダからの圧力媒体を第一の配管区画を介してこれらの車輪ブレーキに移動させることによって、マスターブレーキシリンダを用いて操作される。特に有利には、回路締切バルブが閉じられている場合に、マスターブレーキシリンダを用いて、第一の配管区画に割り当てられた車輪ブレーキだけが操作され、第二の配管区画に割り当てられた車輪ブレーキはマスターブレーキシリンダを用いては操作されない。これは、全く特に有利には、マスターブレーキシリンダが一回路により実現されて、専ら第一の配管区画と接続されることによって与えられる。
有利には、回路締切バルブが閉じられている場合に、第一の車両車軸の車輪ブレーキは、マスターブレーキシリンダを用いて操作される。特に有利には、回路締切バルブが閉じられている場合に、第一の車両車軸の車輪ブレーキだけがマスターブレーキシリンダを用いて操作されて、第二の車両車軸の車輪ブレーキはマスターブレーキシリンダを用いては操作されない。これは、全く特に有利には、マスターブレーキシリンダが一回路により実現されて、専ら第一の車両車軸の車輪ブレーキが繋がった第一の配管区画と接続されることによって与えられる。
有利には、第一の車両車軸が前車軸であり、第二の車両車軸が後車軸である。回路締切バルブが閉じられている場合に、マスターブレーキシリンダが前車軸の車輪ブレーキを操作でき、圧力供給機器が後車軸の車輪ブレーキを操作できるように回路分離を実行するのが有利であり、その理由は、そのようにして、後車軸において、依然として完全なアンチロック制御(ABS)及び(車軸の間の)電子式ブレーキ力配分(EBD)を実行できるからである。更に、それによって、例えば、停電後において、マスターブレーキシリンダ又は油圧フォールバックモードに関する設計の利点が得られる。そのようにして、全ての故障発生時に、特に、車輪で漏れが生じた時に、少なくとも法律的に要求される2.44m/sの残存制動作用を保証するために、約4m/sの減速に対する設計を実行できる。
本発明は、制動設備の稼働率又は信頼度が改善されるとの利点を提供する。基本的に一回路による制動設備を使用して、漏れが生じた、或いは漏れが疑われる場合に、電気により制御して(回路締切バルブを用いて)制動設備を二回路形態に切り換えることによって、制動設備の稼働率が向上される。
本発明の別の有利な実施構成は、従属請求項と以下における図面に基づく説明から明らかになる。
本発明による制動設備の第一の実施例の模式図 本発明による制動設備の第二の実施例の模式図 本発明による制動設備の第三の実施例の模式図 本発明による制動設備の第四の実施例の模式図
図1には、本発明による油圧により操作可能な四つの車輪ブレーキ8a〜8dを備えた自動車用の制動設備の第一の実施例が模式的に図示されている。この制動設備は、操作ペダル又はブレーキペダル1を用いて操作可能なマスターブレーキシリンダ2と、マスターブレーキシリンダ2と協力して動作するストロークシミュレータ又はシミュレーション機器3と、大気圧が加わる圧力媒体貯蔵タンク4と、電気により制御可能な圧力供給機器5と、この実施例では、入口バルブ6a〜6d及び出口バルブ7a〜7dとして実現された車輪個別のブレーキ圧調整バルブとを有する。更に、この制動設備は、図1に図示されていない、制動設備の電気により制御可能なコンポーネントを駆動するための電子制御・調整ユニット12を有する。
この実施例では、車輪ブレーキ8aが左前車輪(FL)に、車輪ブレーキ8bが右前車輪(FR)に、車輪ブレーキ8cが左後車輪(RL)に、車輪ブレーキ8dが右後車輪(RR)に割り当てられている。
マスターブレーキシリンダ2は、筐体16内に、一つの油圧圧力室17を画定するマスターブレーキシリンダ用ピストン15を有し、一回路によるマスターブレーキシリンダである。この圧力室17は、マスターブレーキシリンダ2が操作されない場合に、ピストン15を初期位置に戻すプルバックスプリング9を有する。この圧力室17は、一方でピストン15内に形成された半径方向の穴及びそれに対応する圧力調整配管41を介して圧力媒体貯蔵タンク4と接続されており、これらは、筐体16内でのピストン15の相対的な動きにより締切可能である。この圧力室17は、他方で(第一の供給配管とも呼ばれる)油圧配管区画22を用いて、入口バルブ6a〜6dの入口ポートが繋がったブレーキ供給配管13と接続されている。そのようにして、マスターブレーキシリンダ2の圧力室17は、全ての入口バルブ6a〜6dと接続されている。
この実施例では、圧力調整配管41又は圧力室17と圧力媒体貯蔵タンク4の間の接続部には、バルブ、特に、電気又は油圧により操作可能なバルブ及び逆止めバルブは配置されていない。
それに代わって、圧力調整配管41又はマスターブレーキシリンダ2と圧力媒体貯蔵タンク4の間には、特に、ノーマルオープン型の診断バルブ、有利には、ノーマルオープン型診断バルブと圧力媒体貯蔵タンク4に流入する流れを止める逆止めバルブとの並列回路を含めることができる。
圧力室17に繋がる供給配管22とブレーキ供給配管13の間には、締切バルブ23が配置されるか、或いは圧力室17が、ブレーキ供給配管13を介して締切バルブ23及びブレーキ供給配管13と接続される。締切バルブ23は、電気により操作可能な、有利には、ノーマルオープン型(SO型)2/2ポート切換バルブとして構成される。この締切バルブ23によって、圧力室17とブレーキ供給配管13の間の油圧による接続を締め切ることができる。
ピストン棒24は、ペダル操作によるブレーキペダル1の揺動運動をマスターブレーキシリンダ用ピストン15の並進運動と連係させ、その操作ストロークは、有利には、冗長的に実現されたストロークセンサー25により検出される。それによって、それに対応するピストンストローク信号がブレーキペダル操作角に関する尺度となる。それは、車両運転者の制動要求を表す。
第一の供給配管22に繋がった圧力センサー20は、ピストン15のスライドにより圧力室17内で上昇する圧力を検出する。この圧力値は、同様に車両運転者の制動要求を特徴付ける、或いは計測するために評価することができる。圧力センサー20に代わって、車両運転者の制動要求を計測する力センサー20を使用することもできる。
この実施例では、シミュレーション機器3は、油圧式に実現されて、油圧によりマスターブレーキシリンダ2と連結されている。シミュレーション機器3は、例えば、基本的にシミュレータ室29、シミュレータ後室30及びこれら二つの室29,30を互いに分離するシミュレータピストン31を有する。シミュレータピストン31は、(この実施例では、乾いた)シミュレータ後室30内に配置された弾性部品33(例えば、シミュレータスプリング)により筐体に対して支持されている。この実施例では、油圧シミュレータ室29は、有利には、電気により操作可能な、有利には、ノーマルクローズ型シミュレータ開放バルブ32を用いて、マスターブレーキシリンダ2の圧力室17と接続されている。油圧に関してシミュレータ開放バルブ32に対して逆並列に配置された逆止めバルブ34は、シミュレータ開放バルブ32の切換状態に関係なく、圧力媒体がシミュレータ室29からマスターブレーキシリンダ用圧力室17にさほど妨げられること無く逆流することを可能にする。
この制動設備は、既に述べた通り、油圧により操作可能な車輪ブレーキ8a〜8d毎に一つの入口バルブ6a〜6d及び一つの出口バルブ7a〜7dを有し、これらのバルブは、対になって中央ポートを介して油圧により相互接続されるとともに、車輪ブレーキ6a〜6dに繋がる。これらの入口バルブ6a〜6dには、それぞれブレーキ供給配管13に対して開いた、詳しく表示されていない一つの逆止めバルブが並列に接続されている。出口バルブ7a〜7dの出口ポートは、共通のリターン配管14を介して圧力媒体貯蔵タンク4と接続されている。
この電気により制御可能な圧力供給機器5は、油圧シリンダ・ピストン構造(又は一回路による電子油圧アクチュエータ(リニアアクチュエータ))として構成され、そのピストン36は、模式的に表示された電気モーター35によって、同様に模式的に表示された回転・並進式変速機39を間に接続した形態により操作可能である。ピストン36は、圧力供給機器5の単一の圧力空間37を画定する。
この電気モーター35のローター位置を検出する役割を果たす、単に模式的に表示されたローター位置センサーが、符号44により表されている。
電気により制御可能な圧力供給機器5の圧力空間37には、(第二の供給配管とも呼ばれる)配管区画38が繋がっている。配管区画38は、電気により操作可能な、有利には、ノーマルクローズ型開放バルブ26を介して、ブレーキ供給配管13と接続されている。この開放バルブ26によって、電気により制御可能な圧力供給機器5の圧力空間37とブレーキ供給配管13(そのため、入口バルブ6a〜6dの入口ポート)の間の油圧による接続を制御して開閉することができる。
ピストン36が圧力空間37内に閉じ込められた圧力媒体に力を加えることにより発生するアクチュエータ圧力は、第二の供給配管38に送り込まれる。この制動設備の「ブレーキ・バイ・ワイヤー」動作形態、特に、故障の無い状態において、供給配管38は、開放バルブ26を介してブレーキ供給配管13と接続されている。標準的な制動時に、この経路上において、全ての車輪ブレーキ8a〜8d用の車輪ブレーキ圧力の上昇及び下降がピストン36の前進及び後退によって行なわれる。
ピストン36の後退による圧力降下時には、事前に圧力供給機器5の圧力室37から車輪ブレーキ8a〜8dに移動されていた圧力媒体が同じ経路上を再び圧力室37に逆流する。
それに代わって、入口バルブ6a〜6d及び出口バルブ7a〜7dを用いて、車輪個別の異なるブレーキ圧を簡単に設定することができる。相応の圧力降下時に、出口バルブ7a〜7dを介して排出される圧力媒体部分が、リターン配管14を介して圧力媒体貯蔵タンク4に流れる。
圧力室37内への圧力媒体の追加吸引は、圧力媒体が、タンク4から、アクチュエータ5に対してフロー方向に開いた逆止めバルブ53を備えた配管42を介して、アクチュエータ圧力空間37に流入できることによって、開放バルブ26が閉じられている場合にピストン36の後退により可能である。
この実施例では、圧力空間37は、更に、ピストン36の操作されない状態において、一つ又は複数の吸入孔を介して圧力媒体貯蔵タンク4と接続される。この圧力空間37と圧力媒体貯蔵タンク4の間の接続部は、操作方向27へのピストン36の(十分な)操作によって分離される。
ブレーキ供給配管13には、電気により操作可能なノーマルオープン型回路締切バルブ40が配置されており、この回路締切バルブによって、ブレーキ供給配管13を(締切バルブ23を介して)マスターブレーキシリンダ2と接続された第一の配管区画13aと、(開放バルブ26を介して)圧力供給機器5と接続された第二の配管区画13bに分離することが可能である。この第一の配管区画13aは、車輪ブレーキ8a,8bの入口バルブ6a,6bと接続され、第二の配管区画13bは、車輪ブレーキ8c,8dの入口バルブ6c,6cと接続されている。回路締切バルブ40が開いている場合に、この制動設備は一回路により実現される。回路締切バルブ40を閉じることによって、この制動設備は、特に、状況に応じて制御されて、二つのブレーキ回路I及びIIに分離又は分割することができる。この場合、第一のブレーキ回路Iでは、マスターブレーキシリンダ2が、(締切バルブ23を介して)僅かに前車軸VAの車輪ブレーキ8a,8bの入口バルブ6a,6bとだけ接続され、第二のブレーキ回路IIでは、圧力供給機器5が、(開放バルブ26が開かれている場合に)僅かに後車軸HAの車輪ブレーキ8c及び8dとだけ接続される。
回路締切バルブ40が開かれている場合、第一の動作形態(例えば、「ブレーキ・バイ・ワイヤー」動作形態)で圧力供給機器5から供給されるブレーキ圧に一致する圧力を、ブレーキ供給配管13を用いて全ての入口バルブ6a〜6dの入口ポートに供給できる。第二の動作形態(例えば、無電流時のフォールバック動作形態)では、マスターブレーキシリンダ2の圧力室17の圧力をブレーキ供給配管13に加えることができる。
この制動設備は、ブレーキ回路I又はII毎に一つの圧力センサー19を有する。このセンサーは、有利には、ブレーキ回路I又はIIの車輪ブレーキの中の一つ、例えば、車輪ブレーキ8a又は8dの前に、例えば、入口バルブと車輪ブレーキの間に配置される。
有利には、この制動設備は、圧力媒体貯蔵タンク4内の圧力媒体準位/レベルを計測するためのレベル測定機器50を有する。有利には、回路締切バルブ40を用いた回路分離のための状況検知がレベル測定機器50により行なわれる。
この実施例では、油圧コンポーネント、即ち、マスターブレーキシリンダ2、シミュレーション機器3、圧力供給機器5、バルブ6a〜6d,7a〜7d,23,26,40及び32、並びにブレーキ供給配管13を含む油圧接続部は、一緒に(単一の)油圧制御・調整ユニット(HCU)60内に配置されている。この油圧制御・調整ユニット60は、(単一の)電子制御・調整ユニット(ECU)12に属する。有利には、油圧及び電子制御・調整ユニット60,12は、一つのユニット(HECU)として実現される。
図2には、本発明による自動車用制動設備の第二の実施例が模式的に図示されている。この制動設備自体は、ほぼ第一の実施例に等しく、以下において、相違点を説明する。図1の二つの車輪圧力センサー19の代わりに、圧力供給機器5の圧力を測定する単一の圧力センサー19が配備されている。圧力供給機器5は、吸入孔を持たず、単に逆止めバルブ53を備えた配管42を介して圧力媒体貯蔵タンク4と接続されている。この制動設備は、更に、後車軸HAの車輪RL,RRに、それぞれ一つの電気式パーキングブレーキ(IPB)を有する。
この実施例では、圧力センサー19は、圧力供給機器5の圧力空間37内の圧力を直に測定する。即ち、この実施例では、圧力センサー19は、圧力空間37と直に繋がっている、即ち、油圧に関して開放バルブ26の前に配置されている。それに代わって、圧力センサー19は、ブレーキ供給配管13の第二の配管区画13b内の圧力を検出できる、即ち、圧力センサー19は、油圧に関して開放バルブ26の後に配置することができる。
第二の実施例は、第一の実施例による制動設備に関しても存在し得る、この制動設備の別の観点を提示する。
図2には、電子制御・調整ユニット12が図示されている。このユニットは、制動設備の電気により操作可能なコンポーネント、特に、バルブ6a〜6d,7a〜7d,23,26,32及び40、並びに圧力供給機器5を駆動する役割を果たす。圧力センサー19(又は図1の実施形態の場合の圧力センサー19)、運転者の要求を検出する圧力又は力センサー20、マスターブレーキシリンダ2用のストロークセンサー又は位置センサー25、圧力供給機器5用のストロークセンサー又は位置センサー44及び圧力媒体貯蔵タンク4用のストロークセンサー又は位置センサーの信号は、同様に、有利には、電子制御・調整ユニット12に供給されるか、電子制御・調整ユニット12で処理されるか、或いはその両方が行なわれる。
この電子制御・調整ユニット12は、バルブコイル53などのアクチュエータ及び電気モーター35を駆動する、並びにECU12に供給される信号を評価するための電気部品及び電子部品を搭載した回路基板52を有する。
この電子制御・調整ユニット12は、電気エネルギー源57、例えば、バッテリーや車載回路網から電源供給される。
この電子制御・調整ユニット12は、データバス58、例えば、CANバスと接続されている。
有利には、この電子制御・調整ユニット12は、以下のコンポーネントの中の一つ又は複数と接続されるか、或いはその信号を受信する。
ア (ブロック54により模式的に表示された)マン・マシン・インタフェース、例えば、この実施例では、運転者が後車軸の車輪に配置された電気式パーキングブレーキ(IPB,EPB)を操作するためのスイッチ、
イ (ブロック56により模式的に表示された)車輪個別の車輪回転数センサー、
ウ (ブロック55により模式的に表示された)インタフェース、例えば、走行動特性制御機能(ESC)等を作動/停止する、或いは車両動特性センサー機器と接続/遮断するためのスイッチ。
油圧制御・調整ユニット及び電子制御・調整ユニット60,12から成るユニット(HECU)は、有利には、スプラッシュボード又はシャーシに取り付けられ、そのことは、ブロック59により模式的に表示されている。
図3には、本発明による自動車用制動設備の第三の実施例が模式的に図示されている。この制動設備は、個々のコンポーネントに関して図2の実施例に一致する。
しかしながら、油圧コンポーネントは、分かれた二つのモジュール又は油圧制御・調整ユニット(HCU)63及び64内に配置されている。この油圧制御・調整ユニット63は、回路基板52aを備えた電子制御・調整ユニット(ECU)12に組み込まれて、例えば、一つのユニット(HECU)として実現される。この油圧制御・調整ユニット64は、回路基板52bを備えた第二の電子制御・調整ユニット(ECU)62に組み込まれて、例えば、一つのユニット(HECU)として実現される。
両方の電子制御・調整ユニット12及び62は、電気エネルギー源57と接続されている。
圧力媒体貯蔵タンク4は、油圧制御・調整ユニット63内に配置されている。
この実施例では、第二の油圧制御・調整ユニット64は、マスターブレーキシリンダ2と運転者の制動要求を検知するために配備されたセンサー25及び20を有する。それ以外の全ての油圧コンポーネント/センサーは、第一の油圧制御・調整ユニット63内に配置されている。
それに代わって、第二の油圧制御・調整ユニット64は、マスターブレーキシリンダ2及び(場合によっては、バルブ32,34を含む)シミュレーション機器3を有することもできる。
図4には、本発明による自動車用制動設備の第四の実施例が模式的に図示されている。この制動設備は、図1の実施例に相当するが、油圧コンポーネントが分かれた二つのモジュール又は油圧制御・調整ユニット(HCU)65及び66内に配置されている。
第二の油圧制御・調整ユニット66は、ブレーキ圧調整バルブ、この実施例では、入口バルブ6a〜6d及び出口バルブ7a〜7dを有する。この実施例では、両方の車輪圧力センサー19も第二の油圧制御・調整ユニット66内に配置されている。それ以外の全ての油圧コンポーネント/センサーは、第一の油圧制御・調整ユニット65内に配置されている。
有利には、第一の油圧制御・調整ユニット65は、車両のスプラッシュボードに配置される。スプラッシュボードに設置されない第二の油圧制御・調整ユニット66は、油圧接続部(配管13a,13b及び14の一部)を介して第一の油圧制御・調整ユニット65と接続される。
圧力媒体貯蔵タンク4は、第一の油圧制御・調整ユニット65内に配置されている。
この実施例では、本発明による制動設備の動作方法は、第一の車両車軸VAと第二の車両車軸HAに配分された車輪FR,FL,RL,RR用の油圧により操作可能な少なくとも四つの車輪ブレーキ8a〜8dと、車輪個別のブレーキ圧を設定するための電気により操作可能な、車輪ブレーキ8a〜8d毎の少なくとも一つの入口バルブ6a〜6dと、一つの圧力室17を備え、この圧力室17が、締切バルブ23を介して、車輪ブレーキ8a〜8dが繋がれたブレーキ供給配管13と分離可能に油圧により接続された、ブレーキペダル1を用いて操作可能なマスターブレーキシリンダ2と、一つの圧力空間37を備え、この圧力空間37がブレーキ供給配管13と油圧により接続された電気により制御可能な圧力供給機器5とを有する制動設備において実施される。この場合、電気により操作可能な回路締切バルブ40が、回路締切バルブ40が閉じられている場合に、ブレーキ供給配管13が第一の配管区画13aと第二の配管区画13bに油圧に関して分離されるように、ブレーキ供給配管13に配置されて、第一の配管区画13aが車輪ブレーキ8a,8bと接続され、第二の配管区画13bが車輪ブレーキ8c,8dと接続されている。
この動作方法では、制動設備の故障の無い状態では、回路締切バルブ40が開かれ、制動設備で漏れが疑われる、或いは制動設備で漏れが生じた場合には、回路締切バルブ40が閉じられる。そのために、この実施例では、大気圧が加わる圧力媒体貯蔵タンク4の圧力媒体レベルを検出する測定装置50の信号が評価される。この回路締切バルブ40は、圧力媒体貯蔵タンク4の圧力媒体レベルに応じて閉じられる、即ち、この制動設備が二つのブレーキ回路に分けられる。
この実施例では、回路締切バルブ40が閉じられている場合、第二の配管区画13bに割り当てられた車輪ブレーキ8c,8dが圧力供給機器5を用いて操作され、第一の配管区画13aに割り当てられた車輪ブレーキ8a,8bがマスターブレーキシリンダ2を用いて操作される。
有利には、回路締切バルブ40が閉じられている場合、後車軸HAの車輪ブレーキ8c,8dが圧力供給機器を用いて操作される一方、前車軸VAの車輪ブレーキ8a,8bはマスターブレーキシリンダ2を用いて操作される。
この方法は、有利には、本発明による制動設備、例えば、図1〜3の実施例による制動設備において実施される。
例えば、制動設備で漏れが生じた場合に関連する二つのブレーキ回路に分離して、これらのブレーキ回路の中の少なくとも一つを更に制動のために利用できるようにすることは、従来技術で周知の制動設備では、タンデム式マスターブレーキシリンダのフロートピストンによって実現されている。
この実施例による制動設備では、マスターブレーキシリンダ2が一回路により実現され、それによって、マスターブレーキシリンダが、単一の締切バルブ23だけを用いて、ブレーキ供給配管13(即ち、全ての入口バルブ6a〜6d)と接続できるか、或いはブレーキ供給配管13から分離できる。
更に、この実施例では、圧力供給機器5が、一回路により実現されて、単一の開放バルブ26だけを用いて、ブレーキ供給配管13(即ち、全ての入口バルブ6a〜6d)と接続できるか、或いはブレーキ供給配管13から分離できる。
更に、状況に応じて一時的に制動設備を二つのブレーキ回路I,IIに分離することを可能にするノーマルオープン型回路締切バルブ40がブレーキ供給配管13に配備されている。
本発明の利点は、回路分離を状況に応じて作動できることである。別の利点は、その場合に圧力供給機器5を停止する必要がないことである。
更に、マスターブレーキシリンダ2が回路分離後に前車軸の車輪ブレーキ8a,8bと接続され、圧力供給機器5が後車軸の車輪ブレーキ8c,8dと接続されることが特に有利であると考えられ、その理由は、それによって、後車軸HAにおいて、依然として完全なABS(アンチロック制御)或いはEBD又はEBV(電子ブレーキ力配分:Electronic Brakeforece Distributionは後車軸の車輪ブレーキのブレーキ圧を自動的に制御して、後車軸の出来る限り最善な制動時に車両を安定させる)を制御できるからである。更に、それによって、全ての故障発生時に、特に、車輪の漏れが生じた時に、少なくとも法律的に要求される2.44m/sの残存制動作用を保証するために約4m/sに関する設計を試行できる形態で、停電後における油圧フォールバックモードに関する設計の利点が得られる。

Claims (15)

  1. 第一の車両車軸(VA)と第二の車両車軸(HA)に配分された車輪(FR,FL,RL,RR)用の油圧により操作可能な少なくとも四つの車輪ブレーキ(8a〜8d)を備えた自動車用の制動設備であって、
    車輪個別のブレーキ圧を設定するための電気により操作可能な、車輪ブレーキ(8a〜8d)毎の一つの入口バルブ(6a〜6d)と、
    締切バルブ(23)を介して、これらの入口バルブ(6a〜6d)が繋がれたブレーキ供給配管(13)と分離可能に油圧により接続された、ブレーキペダル(1)を用いて操作可能なマスターブレーキシリンダ(2)と、
    一つの圧力空間(37)を備え、この圧力空間(37)がブレーキ供給配管(13)と油圧により接続された電気により制御可能な圧力供給機器(5)と、
    を有し、
    このブレーキ供給配管(13)には、電気により操作可能な回路締切バルブ(40)が、この回路締切バルブが閉じられている場合に、このブレーキ供給配管が第一の配管区画(13a)と第二の配管区画(13b)に油圧に関して分離されるように配置されて、第一の配管区画(13a)が入口バルブの中の二つの入口バルブ(6a,6b)と接続され、第二の配管区画(13b)が残りの入口バルブ(6c,6d)と接続されており、
    圧力供給機器(5)の圧力空間(37)が第二の配管区画(13b)と油圧により接続されている、
    制動設備において、
    マスターブレーキシリンダ(2)が、唯一つの圧力室(17)を備えた一回路により実現されるとともに、回路締切バルブ(40)がノーマルオープン型で実現され、マスターブレーキシリンダ(2)の圧力室(17)が、締切バルブ(23)を介して第一の配管区画(13a)と接続されていることを特徴とする制動設備。
  2. 圧力供給機器(5)の圧力空間(37)が開放バルブ(26)を介してブレーキ供給配管(13)と分離可能に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の制動設備。
  3. 第一の配管区画(13a)と接続された入口バルブ(6a,6b)が第一の車両車軸(VA)の車輪に割り当てられ、第二の配管区画(13b)と接続された入口バルブ(6c,6d)が第二の車両車軸(HA)の車輪に割り当てられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の制動設備。
  4. 第一の車両車軸が前車軸(VA)であり、第二の車両車軸が後車軸(HA)であることを特徴とする請求項3に記載の制動設備。
  5. 前記の締切バルブ(23)がノーマルオープン型に実現されるとともに、前記の開放バルブ(26)がノーマルクローズ型に実現されていることを特徴とする請求項1から4までのいずれか一つに記載の制動設備。
  6. 本制動設備が、大気圧が加わる圧力媒体貯蔵タンク(4)を有し、このタンクの圧力媒体レベルが測定装置(50)を用いて検出されることを特徴とする請求項1から5までのいずれか一つに記載の制動設備。
  7. マスターブレーキシリンダ(2)の圧力室(17)が油圧接続部(41)を介して圧力媒体貯蔵タンク(4)と接続され、この油圧接続部には、電気により操作可能なバルブが配置されていないことを特徴とする請求項6に記載の制動設備。
  8. 請求項1から7までのいずれか一つに記載の制動設備の動作方法において、
    前記の回路締切バルブ(40)が、この制動設備の故障の無い状態では開かれ、この制動設備で漏れが疑われるか、或いは漏れが確認された場合に閉じられることを特徴とする方法。
  9. 第一の車両車軸(VA)と第二の車両車軸(HA)に配分された車輪用の油圧により操作可能な少なくとも四つの車輪ブレーキ(8a〜8d)と、
    車輪個別のブレーキ圧を設定するための電気により操作可能な、車輪ブレーキ(8a〜8d)毎の少なくとも一つの入口バルブ(6a〜6d)と、
    一つの圧力室(17)を備え、この圧力室が、締切バルブ(23)を介して、車輪ブレーキ(8a〜8d)が繋がれたブレーキ供給配管(13)と分離可能に油圧により接続された、ブレーキペダル(1)を用いて操作可能なマスターブレーキシリンダ(2)と、
    圧力空間(37)を備え、この圧力空間がブレーキ供給配管(13)と油圧により接続された電気により制御可能な圧力供給機器(5)とを有する制動設備の動作方法であって、
    電気により操作可能な回路締切バルブ40が、この回路締切バルブが閉じられている場合に、ブレーキ供給配管が第一の配管区画(13a)と第二の配管区画(13b)に油圧に関して分離されるようにブレーキ供給配管(13)に配置されて、第一の配管区画(13a)が前記車輪ブレーキの中の二つの車輪ブレーキ(8a,8b)と接続され、第二の配管区画(13b)がそれ以外の車輪ブレーキ(8c,8d)と接続されている方法において、
    この回路締切バルブ(40)が、この制動設備の故障の無い状態では開かれ、この制動設備で漏れが疑われるか、或いは漏れが確認された場合に閉じられることを特徴とする方法。
  10. 前記の回路締切バルブ(40)が圧力媒体貯蔵タンク(4)の圧力媒体レベルに応じて閉じられることを特徴とする請求項8又は9に記載の方法。
  11. 前記の制動設備を漏れに関して監視するために、大気圧が加わる圧力媒体貯蔵タンク(4)の圧力媒体レベルを検出する測定装置(50)の信号が評価されることを特徴とする請求項8から10までのいずれか一つに記載の方法。
  12. 前記の回路締切バルブ(40)が閉じられている場合に、第二の配管区画(13b)に割り当てられた車輪ブレーキ(8c,8d)が前記の圧力供給機器(5)を用いて操作されることを特徴とする請求項8から11までのいずれか一つに記載の方法。
  13. 前記の回路締切バルブ(40)が閉じられている場合に、第二の車両車軸、特に、後車軸の車輪ブレーキが前記の圧力供給機器(5)を用いて操作されることを特徴とする請求項8から12までのいずれか一つに記載の方法。
  14. 前記の回路締切バルブ(40)が閉じられている場合に、第一の配管区画(13a)に割り当てられた車輪ブレーキ(8a,8b)が前記のマスターブレーキシリンダ(2)を用いて操作されることを特徴とする請求項8から13までのいずれか一つに記載の方法。
  15. 前記の回路締切バルブ(40)が閉じられている場合に、第一の車両車軸(VA)、特に、前車軸の車輪ブレーキ(8a,8b)が前記のマスターブレーキシリンダ(2)を用いて操作されることを特徴とする請求項8から14までのいずれか一つに記載の方法。
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