JP3856824B2 - 車の液圧ブレーキ装置の改良 - Google Patents

Description

本発明は、ドライバの制動の要求を電子的に査定し、電気制御アクチュエータを使用して電子装置の制御の下に制動を行い、ドライバの要求に比例してブレーキ圧を車輪のブレーキに加えるタイプの液圧ブレーキ装置に関する。
このような装置において、電子装置が故障か機能不良を生じた場合、従来の流体静力学的ブレーキ圧力の供給がブレーキを作動させるためにラインに切り替えられて利用することができることが好ましい。
ドイツ特許明細書ＤＥ−Ａ１−３４２４９１２号に示された１つの公知の液圧ブレーキ装置において、ドライバーの制動の要求を電子的に査定し、第１及び第２の車輪ブレーキに関連した第１及び第２の電気制御アクチュエータを使用して電子装置の制御の下にブレーキがかけられる。故障した場合、ブレーキペダルの力は、マスターシリンダから車輪ブレーキに伝達することができる。しかしながら、２つのブレーキにかかる圧力は、バランスをとることができず、各アクチュエータによって適用される個々の圧力に依存する。
国際特許出願公開ＷＯ−Ａ−９４／２５３２２号において、ブレーキ装置は、１つの電気制御圧力源を通じて第１のブレーキに接続されるペダル作動マスターシリンダと、第１の前輪ブレーキと第２の前輪ブレーキとの間の液体接続を可能にする分離弁とを有し、電気制御圧力源を使用することによってブレーキがかけられる。故障時には、マスタシリンダからの圧力を双方の車輪ブレーキに適当することができるように分離弁が開く。マスタシリンダは、ブレーキとの接続を行うために、前記圧力源とは独立した別のブレーキラインを設ける必要がある。
本発明によれば、ドライバのブレーキの要求を電気的に査定し、少なくとも第１及び第２の電気制御アクチュエータを使用して電子装置の制御の下にブレーキがかけられ、第１の電気制御アクチュエータを通じて第１の前輪ブレーキに接続されたペダル作動流体静力学的マスタシリンダを有し、前記第２の電気制御アクチュエータが第２の前輪ブレーキに接続されている車の液圧ブレーキ装置において、前記第１の前輪ブレーキと前記第２の前輪ブレーキとの間の流体連通を行う可能とする遮断弁を有し、前記第１及び第２の電気制御アクチュエータの双方は、穴の前方の圧力室で液体を加圧するために前記穴で作業するピストンを有し、さらに前記第１の電気制御アクチュエータのみは、通常のブレーキ動作中に閉鎖されるが該第１の電気制御アクチュエータを通る第１の流通路を画定し電子装置の故障時にブレーキに対して開放する常開の隔離弁を有し、前記遮断弁は、電子装置の故障時に第２の流通路を画定するために開放し、前記第２の流通路を通じて前記第１の流通路からの液体が、第２の電気制御アクチュエータの動作とは独立して、第２の電気制御アクチュエータの圧力室を通る流れによって第２の前輪ブレーキをかけることを特徴とする車の液圧ブレーキ装置が提供される。
通常電子制御装置が作動しているとき、遮断弁が開放し、２つの前輪ブレーキが第１及び第２の電気制御アクチュエータによって相互にかけられる。これによっては、２つの電気制御アクチュエータのいずれかから供給された圧力に若干の不一致がある場合にも、車軸にバランスのとれた作動圧が加えられる。
好ましくは、第１の電気制御アクチュエータは、ブレーキをマスタシリンダから分離するために通常のブレーキ動作中に閉鎖される常開の隔離弁を組み込んでいる。電子制御の故障によって、電気作動が生じない場合、隔離弁が開放するか、または開放したままになり、ドライバにより作動するマスタシリンダと制御車軸の両ブレーキとの間に連通を可能にする。
従って、流体静力学的な圧力は、電子装置の故障の後、ブレーキをかけ続けるように自動的に切り替えられる。
電子装置は、フットペダルの力、フットペダルの移動、又はマスタシリンダの出力で検出された圧力を検出するトランスジューサによって発生した制御信号に応答してピストンを前方に駆動するようになっている電気モータを有する。
車の各車輪のブレーキは、個別に電気制御液圧アクチュエータによって制御することができることが好ましい。従って、適用される圧力は、例えば重量移動、作動勾配、または側方及び長手方向の加速度又は減速度を考慮して、所定の、または適当に変更された特性によって変化させることができる。
マスタシリンダの排出流体は、第１の電気制御アクチュエータの供給室に収容することができる。このような供給室は、他方の前輪ブレーキの電気制御アクチュエータには設けられる必要はない。他方の前輪ブレーキの電気制御アクチュエータとマスタシリンダとの間の連通は、常開の遮断弁及び第１の電気制御アクチュエータの隔離弁を介して行われるからである。
第１の電気制御アクチュエータのピストンの背後に作動する圧力は、第１の電気制御アクチュエータの常開の隔離弁が閉鎖している場合であっても、電子装置の故障の場合にブレーキを手動によって作動させることができる。
電子制御ブレーキ装置によって、車輪がスキッドに到達する水準までブレーキがかけられた場合、遮断弁が閉鎖され、アンチロック制御は、力、圧力及び移動トランスジューサ及び車輪速度センサからの信号を受ける電子制御ユニットが発する制御信号による各電気制御液圧アクチュエータの調整によって達成することができる。
遮断弁を閉鎖位置に切り替えることによって、個別的な車輪ブレーキ圧を測定し、個別的に制御することができる。スキッド制御の間に、第１の電気制御アクチュエータの差動ピストンがステップ穴で前後に変位するときにマスタシリンダから収容された流体がマスタシリンダのリザーバに戻ることができるように構成しなければならない。これは、３ポート、２位置ソレノイド作動切換弁（３／２弁）を提供することによって達成され、この切換弁は、マスターシリンダと第１の電気制御液圧アクチュエータとの間の連通を行うことができるように通常は非励磁とされ、前記第１の電気制御アクチュエータによって制御される少なくとも１つの車輪のスキッド検出時に、マスターシリンダのリザーバに第１の電気制御液圧アクチュエータを接続するように切り替えられる。
本発明のブレーキ装置の基本的な利点は、電子制御装置が故障したときはいつでも、マスターシリンダのペダルをドライバが押す動作によって、マスタシリンダが液圧を発生し、第１の電気制御アクチュエータ内の常開隔離弁及び両前輪ブレーキの間に配置された常開遮断弁を通じて前輪のブレーキに送られる。従って、電子制御ブレーキ装置または関連したサブ装置の介在なしに、マスタシリンダからの圧力が、車の前軸に伝達される。
これは、静圧バックアップ装置を提供するのに追加的な動作が要求されないという点で、従来の電子制御ブレーキ装置に勝る著しい利点を提供する。前軸のみに対するブレーキは、ブレーキ要求の大部分を満足する。なぜならば、前軸のブレーキ性能は、通常、全ブレーキ力の８０％であるからである。
１つの構造において、第１の電気制御アクチュエータは、ハウジング内のステップ穴で作動する差動ピストンを有し、直径のステップの肩部の間で穴に画定された供給室は、ペダル作動液圧マスタシリングに接続される。常開隔離弁が、ピストン前方の圧力室と供給室との間の連通を制御し、通常の動作状態において、電気駆動装置によってピストンが前方に電気的に駆動され、先づ隔離弁を閉鎖し、その後、圧力室内の液体を加圧してブレーキをかける。
１つの変形例において、マスタシリンダは、前輪ブレーキの第１の電気制御アクチュエータの圧力室に接続されており、通常の作動時には、マスタシリンダは第１の電気制御アクチュエータから閉じた隔離弁により隔離されているが、電子装置の故障時には、開放した隔離弁を通じて、マスタシリンダと双方のブレーキとの間を連通させる。
他の組み合わせにおいて、前輪ブレーキの双方のアクチュエータの供給室はマスタシリンダに接続されており、双方のブレーキは、電子装置の故障時にマスタシリンダにより双方のアクチュエータを介して作動され、ブレーキ圧は、遮断弁の自動開放によって等しくされる。
本発明のいくつかの実施例を添付図面を参照して説明する。
第１図は、車の電子制御液圧ブレーキ装置の構成図である。
第２図は、第１図の構成の変形例を示す図面である。
第３図は、他の変形例を示す図面である。
添付図面の第１図に示したブレーキ装置において、車の前輪３及び４に関するブレーキ１及び２は、各液圧アクチュエータ５及び６によってかけられるようになっている。またブレーキは、通常開放したソレノイド作動遮断弁７によって相互に接続される。
また後輪１２及び１３のブレーキは、個々の液圧アクチュエータ１４によってかけられる。各液圧アクチュエータは、電気モータ１５が、ラックを直線的に移動させ、ハウジング２０の穴１９でブレーキ適用ピストン１８を前進させるためにラック１７とかみ合う回転ピニオン１６を駆動する、ヨーロッパ特許出願第０３９５２６２号の主題を構成するものと同じタイプである。後輪のブレーキ１０及び１１のアクチュエータ１４ａ及び１４ｂには、ペダル３２によって作動されるマスターシリンダ３１のリザーバとして作用するリザーバからの液体が供給される。
３ポート２位置のタイプのソレノイド作動切換弁３３は、リザーバ３０とアクチュエータ５との間、及びマスターシリンダ３１とアクチュエータ５との間の連通を制御する。
第１の液圧アクチュエータ５は、穴内にピストンを有する。特に、ピストン１８は、ステップ型輪郭の穴１９の対応する部分で作業する小さい直径の部分及び大きい直径の部分４０及び４１を有するステップ型輪郭のものである。ばね４２は、ピストン１８に作用してそれを後退位置に押し、その位置で、ピストン１８の外端の中央に取り付けられた隔離弁４４が開放して、ピストン及びソレノイド作動切換弁３３の通路４５を通じて前輪ブレーキ１及び２とリサーバ３０との間を自由に連通させる。
ピストン１８の前方の穴１９に圧力室４６が画定され、穴とピストンの直径のステップ部分のそれぞれの肩部の間で穴１９に供給室４７が画定される。この供給室４７は、ソレノイド作動切換弁３３を通じてマスターシリンダ３１の圧力室に接続されている。
トランスジューサ５０は、ペダル３２に加えられる力またはフットペダルの移動を測定し、トランスジューサ５１は、マスターシリンダ３１とソレノイド作動弁切換３３との間のライン５２の圧力を測定し、トランスジューサ５３は車の前輪３及び４のブレーキ１及び２の間の供給ラインの圧力を測定し、トランスジューサ５５は、各アクチュエータ１４からブレーキに入る供給ライン５６の圧力を測定する。
電子制御ユニット６０は、トランスジューサ５０，５１，５３及び５５からの信号及び車輪の動きを測定する速度センサ（図示せず）からの信号を受ける。電子制御ユニット６０は、このような信号の大きさ及び期間によって、以降説明する方法でソレノイド作動の遮断弁７及び切換弁３３及びモータ（１５ａ，１５ｂ，１５ｃ及び１５ｄ）を作動させる起動電流を放出する。
図面に示すようなブレーキが通常のオフ位置において、ソレノイド作動の弁７及び切換弁３３は、２つの前輪ブレーキ１及び２が互いに連通し、供給室４７がマスタシリンダ３１を通じてリザーバ３０と連通する位置にあり、４つのモータが非作動である。
ペダル３２が作動すると、トランスジューサ５０によってその移動が検出され、電子制御ユニット６０がモータ（１５ａ，１５ｂ，１５ｃ及び１５ｄ）を起動するように作動し、穴１９でピストン１８を前進させるアクチュエータを作動させる。
第１のアクチュエータのピストン１８が穴の中を前進するとき、軸心に設けられた中心弁のタイプの隔離弁４４がマスターシリンダ３１からブレーキ１及び２を隔離するように自動的に閉鎖し、その後、同じ方向へのピストン１８の動きは、圧力室４６の液体を加圧して前輪ブレ一キ１及び２双方がかけられる。
モータが作動される実際の時間は、装置の取付けのために手動による充填が行われる場合に必要となる手動充填の量に依存する。ブレーキペダル３２の移動が増大するとき、電子制御ユニット６０は、各モータに対する制御信号を比例して増大する。
マスタシリンダからの排出液体は、第１のアクチュエータ５の制御室４７に収容される。
各モータを駆動するために送られる実際の信号は異なる場合もあり、これは、コントローラの特定の構成及び使用するアクチュエータの構成に依存し、すなわち、重量移動または作動勾配のための調整によって制御するために自動補償を使用するかどうかに依存する。制御ループを閉鎖するために、圧力トランスジューサ５３，５５によって各車軸に、及び別のトランスジューサ５０によってマスタシリンダ圧力ラインから、フィードバック信号が送られる。
通常開放している遮断弁７は、独立した圧力水準を前輪ブレーキの各々に設定する必要があるすべての場合に前輪車軸の各ブレーキを分離するために切り替えられる。従って、コントローラが、車輪がスキッド（ＡＢＳ）または車輪スリップ（ＴＣＳ）に接近しつつあること、または側方安定制御（ＣＤＣ）の必要性を検出した場合には、遮断弁７は閉鎖される。
遮断弁７が閉鎖位置になることによって、電子制御ユニット６０からの信号に応じて各ラックの調節によって独立した圧力水準が各ブレーキに設定される。
この独立した圧力水準設定が必要になる場合には、制御車輪ブレーキのアクチュエータの圧力水準従って流体容量を増大または減少させる必要がある。供給室４７の流体によって主ピストンの背後にドライバによってかけられた液圧がある場合には、マスタシリンダリザーバのような低圧リザーバに連通するように供給室を切り替えることによって減圧が達成される。
切り替えは、ソレノイド作動切換弁３３を使用することによって達成することができる。非作動状態において、切換弁３３は、マスタシリンダと第１のアクチュエータ５との間で通常の連通が可能になる。作動状態中に、例えば、ＡＢＳの間、この切換弁３３は、液圧装置の他の部分からマスタシリンダを分離し、第１のアクチュエータ５の供給室をマスタシリンダリサーバに連通させることができる。
ブレーキをかけるシーケンスの間に電子制御装置が故障した場合には、ブレーキ１及び２は、供給室４７のマスタシリンダ３１からの静水圧の供給によって自動的にかけられ、静水圧は、２つの部分４１及び４２の断面積の間の差に等しいピストン１８の断面積に作用し、ばね４２の負荷に対抗して穴中でピストン１８を前進させる。電子制御装置の故障時に遮断弁７が自動的に開くので、その結果、前輪ブレーキ１及び２は同時にかけられる。
後軸のアクチュエータは液圧プッシュスルーを有しないか、故障時に、後輪ブレーキの手動によりブレーキを有することによってほとんど得るところがない。従って、モータ駆動アクチュエータは、液圧マスタシリンダの公知の従来のＡＳ密封構成を備えている。両方の後輪ブレーキのブレーキ及びアクチュエータは、ほぼ同一であるから、後輪ブレーキラインの一方の１つの圧力トランスジューサは、前記モータ駆動アクチュエータの一方に要求信号を設定するように使用することができ、他方のモータ駆動アクチュエータは、前記信号から共通に制御することができる。
別の例として、後輪ブレーキの双方の独立した制御を、圧力トランスジューサを追加して設けることによって達成することができる。
添付図面の第２図に示す変形された構成において、２つの前輪のアクチュエータ５，６の圧力室４６は、遮断弁７によって相互に接続され、マスターシリンダは、ソレノイド作動切換弁３３を通じてアクチュエータ５の圧力室に接続される。
この構成において、ブレーキ作動は、マスタシリンダによって始動され、圧力は、電子装置が制御を行うようになるまで、例えば１／２秒にわたって双方の前輪ブレーキに、圧力が供給される。この時点において、両圧力室４６が連通せずマスタシリンダを両圧力室から分離するように、２つの弁７及び３３が閉鎖される。
電子装置が故障したときに、２つの弁７及び３３が開放位置までばね偏椅され、マスターシリンダ３１からの圧力が開放した遮断弁７を通る流れによって圧力室４６の双方を通じて双方の前輪ブレーキ１，２に適用される。
第３図の図面に示す構造において、アクチュエータ５及び６の双方は第１図のアクチュエータ５の構造と同様である。マスタシリンダは、双方のアクチュエータ５及び６の供給室４７に常時接続される。
これは、電子装置の故障時に遮断弁７が閉鎖され続けた場合でも、双方のブレーキ１及び２が適用されることを保証する。

Claims (13)

1. ドライバのブレーキの要求を電子的に査定し、少なくとも第１（５）及び第２（６）の電気制御アクチュエータを使用することによって電子装置の制御の下にブレーキがかけられ、前記第１の電子制御アクチュエータ（５）を通じて第１の車輪（３）の第１の前輪ブレーキ（１）に接続されたペダル作動流体静力学的マスタシリンダ（３１）を有し、前記第２の電気制御アクチュエータ（６）が異なる車輪（４）の第２の前輪ブレーキ（２）に接続されている、車の液圧ブレーキ装置において、前記第１の前輪ブレーキ（１）と前記第２の前輪ブレーキ（２）との間で流体連通を可能とする遮断弁（７）を有し、前記第１及び第２の電気制御アクチュエータは、穴（１９）の前方の圧力室の液体を加圧するために前記穴で作業するピストン（１８）を有し、さらに前記第１の電気制御アクチュエータのみは、通常のブレーキ動作中は閉鎖するが前記電子装置の故障時には前記マスタシリンダ（３１）から前記第１の電気制御アクチュエータを通り前記第１の前輪ブレーキ（１）に達する第１の流通路を画定するために開放する常開隔離弁（４４）を有し、前記遮断弁（７）は、前記電子装置の故障時に第２の流通路を画定するために開放し、前記第２の流通路を前記第１の電気制御アクチュエータ（５）下流の前記第１の流通路からの液体が流れ、前記第２の電気制御アクチュエータの作動とは独立して前記第２の電気制御アクチュエータの圧力室を通る流れによって前記第２の前輪ブレーキをかけることを特徴とする、車の液圧ブレーキ装置。
2. 前記遮断弁（７）は、前記第１及び第２の電気制御アクチュエータによって前輪の双方に相互にブレーキをかけることができるように通常のブレーキ動作中に開放することを特徴とする請求項１に記載の液圧ブレーキ装置。
3. 前記遮断弁（７）は、前記２つの前輪ブレーキを互いに分離するように閉鎖され、前記２つのブレーキは、前記第１及び第２の電気制御アクチュエータによって独立してかけられる請求項１に記載の液圧ブレーキ装置。
4. 前記電子装置は、フットペダルの力、フットペダルの移動、またはマスタシリンダの出力で検出される圧力を検出するトランスジューサ（５０，５１）によって発生された制御信号に対応して各電気制御アクチュエータ（５，６）のピストン（１８）を前方に駆動する電気モータ（１５）が、各前記電気制御アクチュエータ（５，６）に組合わされていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液圧ブレーキ装置。
5. 前記液圧ブレーキ装置は、車の他の車輪（１２，１３）の各々のブレーキ（１０，１１）を有し、前記各車輪のブレーキが、個別的な電気制御液圧アクチュエータによって制御され、適用された圧力が、重量移動、作動勾配または側方及び長手方向の加速度若しくは減速度を考慮して所定の、または適当に変形された、特性によって変更されるようになっていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液圧ブレーキ装置。
6. 前記電子装置が発生する制御信号によって１つまたはそれ以上の前記電気制御アクチュエータを調整することによってアンチロック制御を達成することができることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の液圧ブレーキ装置。
7. 前記電子装置は、力トランスジューサ、車輪速度センサ、フットペダルの移動、またはマスタシリンダの出力で検出された圧力からの信号を受けることを特徴とする請求項６に記載の液圧ブレーキ装置。
8. 前記第１の電気制御アクチュエータ（５）は、ハウジングのステップ穴（１９）で作業する差動ピストン（１８）を有し、前記供給室（４７）は、直径のステップの肩部の間で前記穴に画定され、前記常開隔離弁（４４）は、前記ピストン前方の圧力室（４６）と前記供給室（４７）との間の連通を制御することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の液圧ブレーキ装置。
9. 前記常開隔離弁（４４）が、中心弁のタイプであることを特徴とする請求項８に記載の液圧ブレーキ装置。
10. 前記マスターシリンダ（３１）からの排出流体が、前記第１の電気制御アクチュエータ（５）の前記供給室（４７）に収容され、通常の作動状態において、前記ピストン（１８）は電気駆動装置によって前方に電気的に駆動され、先づ、前記常開隔離弁（４４）を閉鎖し、その後、前記圧力室の液体を加圧してブレーキをかけることを特徴とする請求項８に記載の液圧ブレーキ装置。
11. 前記マスタシリンダ（３１）は、切換弁（３３）を介して前記第１の電気制御アクチュエータ（５）の供給室（４７）に接続されていることを特徴とする請求項１０に記載の液圧ブレーキ装置。
12. 前記切換弁（３３）は、３ポート２位置ソレノイド作動弁（３／２弁）であり、前記マスタシリンダ（３１）と前記第１の電気制御アクチュエータ（５）との間の連通を可能とするように通常は非作動であるが、少なくとも前記第１の電気制御アクチュエータ（５）によって制御される車輪（３）のスキッドの検出時には、前記第１の電気制御アクチュエータ（５）をマスタシリンダのリサーバ（３０）に接続するように切り換えられることを特徴とする請求項１１に記載の液圧ブレーキ装置。
13. 前記双方の前輪ブレーキ（１，２）のアクチュエータ（５，６）の圧力室は、前記遮断弁（７）を介して接続され、前記電子装置の故障時には、前記双方の前輪ブレーキ（１，２）がマスタシリンダ（３１）からの圧力によって作動され、ブレーキ圧は前記遮断弁（７）の自動開放によって等しくされることを特徴とする請求項２乃至１０のいずれか１項に記載の液圧ブレーキ装置。

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