JP3989956B2

JP3989956B2 - 電子制御可能なブレーキ操作装置

Info

Publication number: JP3989956B2
Application number: JP51470197A
Authority: JP
Inventors: ヴェルスデルファー・カール−フリードリッヒ
Priority date: 1995-10-12
Filing date: 1996-10-09
Publication date: 2007-10-10
Anticipated expiration: 2016-10-09
Also published as: WO1997013672A1; DE59609030D1; US6007161A; DE19537962A1; EP0854808B1; EP0854808A1; JPH11513341A

Description

本発明は、請求の範囲第１項の上位概念に記載の電子制御可能なブレーキ操作装置に関する。
このようなブレーキ操作装置は例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第３１２４７５５号公報によって知られている。この公知のブレーキ操作装置の圧力源は、ポンプと液圧式アキュムレータと圧力媒体貯蔵容器とからなっている。この場合、分離弁と流入弁と流出弁の機能は多位置方向制御弁または４／４方向制御弁によって行われる。この方向制御弁の入口の接続部はポンプとアキュムレータと圧力媒体貯蔵容器の送出側と、デュアル回路のマスターブレーキシリンダの圧力室に接続され一方、出口側の接続部は車輪ブレーキに接続されている。独立ブレーキングまたは圧力上昇の際に、４／４方向制御弁はその第１の動作位置に切換えられる。この動作位置では、車輪ブレーキがマスターブレーキシリンダから分離され、圧力源に接続される。圧力保持相は第２の動作位置で達成される。この第２の動作位置では、車輪ブレーキがマスターブレーキシリンダと圧力源から分離される。第３の動作位置では、圧力が低下させられる。この第３の動作位置では、車輪ブレーキと無圧の圧力貯蔵容器が接続される。
この公知のブレーキ操作装置の欠点は、精巧な圧力源を使用することによってコストが比較的に高くつくということは別にして、４／４方向制御弁を使用していることに原因がある、特に低い圧力の範囲でのブレーキ圧力加減が不完全であることである。
そこで、本発明の課題は、特に、ＡＢＳ（アンチロックコントロール）の際の上記の欠点が充分に除去されるように、冒頭に述べた種類の電子制御可能なブレーキ操作装置を改良することである。特に、全体コストを低減すると同時に、低い圧力範囲でのブレーキ圧力加減を大幅に改善すべきである。
この課題は、圧力源が連続的に調節可能な少なくとも１個のピストンシリンダユニットとして形成され、このピストンシリンダユニットの圧力室に、流入弁を介在して車輪ブレーキが接続されていることによって解決される。この手段により、普通のブレーキングがピストンシリンダユニットによって同様に行われ一方、ブレーキ圧力低下速度の増大が分離弁の切換え（動作）によって達成可能である。
本発明によるブレーキ操作装置の有利な実施形は従属請求項２〜１２に記載されている。
次に、添付の図を参照して本発明の実施の形態を詳しく説明する。図は本発明によるブレーキ操作装置の簡単な回路図である。
図に示した電子制御可能な本発明によるブレーキ操作装置は、前輪駆動装置を備えた車両のためのものである。このブレーキ操作装置は操作ペダル１によって操作可能なデュアル回路のマスターブレーキシリンダまたはタンデム式マスターシリンダ２を備えている。このシリンダは２個のピストン３，４によって画成され互いに分離された圧力室５，６を備えている。この圧力室は無圧の圧力媒体貯蔵容器５３に接続している。第１の圧力室（一次圧力室）５は遮断可能な第１の液圧管路１１によって、車両の駆動される前輪に付設された液圧式車輪ブレーキ７に接続されている。この車輪ブレーキは他方では、電磁操作可能な、特に通常は閉じている、すなわち無電流時に閉じている（ＳＧ）第１の流入弁１２を介して、単一回路の第１のピストンシリンダユニット２０に接続されている。第１のピストンシリンダユニット２０と車輪ブレーキ７の間において第２の管路部分２１には、第１の低圧アキュムレータ２３が接続されている。この管路部分２１には、ピストンシリンダユニット２０の方に開放した第１の逆止弁２２と、電磁操作可能な通常は閉じている第１の流出弁１４が設けられている。液圧管路１１の遮断は電磁操作可能な第１の分離弁２４によって行われる。この分離弁は特に、通常は開放している、すなわち無電流時に開放している（ＳＯ）２／２方向制御弁として形成されている。
マスターブレーキシリンダ２の第２の圧力室（二次圧力室）６は、第２の分離弁２６によって遮断可能な第２の液圧管路２５を介して、前輪に付設された他の車輪ブレーキ８に接続されている。この車輪ブレーキは他方では、電磁操作可能な、特に通常は閉じている（ＳＧ）第２の流入弁１３を介して、単一回路の第２のピストンシリンダユニット３０に接続されている。第２のピストンシリンダユニット３０と車輪ブレーキ８の間において第２の管路部分３１には、第２の低圧アキュムレータ３３が接続されている。この第２の管路部分３１には、ピストンシリンダユニット３０の方に開放した第２の逆止弁３２と、電磁操作可能な通常は閉じている（ＳＧ）第２の流出弁１５が設けられている。前述の第２の分離弁２６は電磁操作可能な通常は開放している（ＳＯ）２／２方向制御弁として形成されている。
第３のピストンシリンダユニット４０には、他の流入弁と流出弁１６，１７，１８，１９を介して、駆動されない後車軸に付設された両液圧式車輪ブレーキ９，１０が接続されている。管路部分５１は車輪ブレーキ９，１０に供給された液圧を低下させるために役立つ。この管路部分には流出弁１８，１９が接続され、管路部分は一方では第３の逆止弁５２を介して第３のピストンシリンダユニット４０に接続され、他方では無圧の圧力媒体貯蔵容器、例えば前述の圧力媒体貯蔵容器５３に接続されている。３つのピストンシリンダユニット２０，３０，４０はすべてその構造が同じであり、各々１個の液圧シリンダ３３，３４，３５を備えている。この液圧シリンダ内で各々１個のピストン３６，３７，３８が摺動可能に案内されている。このピストンは特に可逆式の各々１個の直流モータ３９，４１，４２によって駆動可能である。図示していない電子式制御ユニットが、直流モータ３９，４１，４２と電磁弁を一緒に制御する働きをする。電子制御ユニットには入力信号として、操作ペダル１と協働する操作変位センサ４３の出力信号と、マスターブレーキシリンダ２の第２の圧力室６内の液圧を検出する圧力センサ４４の出力信号が供給される。これらの出力信号は減速に関する運転者の希望を認識することができる。しかし、減速に関する運転者の希望を認識するために、他の手段、例えば操作ペダル１の操作力を感知する力センサを使用することもできる。他の入力量として、電子式制御ユニットに、個々の車輪に付設された車輪センサ４７，４８，４９，５０の走行速度に一致する出力信号と、個々の車輪ブレーキ７〜１０の圧力値を検出する圧力センサ５７，５８，５９，６０の出力信号が供給される。
図から判るように、作用の点から、操作ペダル１とマスターブレーキシリンダ２の間に、ペダルストロークシミュレータ５４が設けられている。このペダルストロークシミュレータは操作ペダル１に力伝達するように連結された、第１のマスターシリンダピストン３の構成要素を形成するスリーブ５５と、このスリーブ５５内に設けられたペダルストロークシミュレータばね５６とによって形成されている。このペダルストロークシミュレータばね５６は軸方向において一方ではピストン３に支持され、他方ではスリーブ５５に支持されている。
図に示した本発明によるブレーキ操作装置の作用は次の通りである。
ブレーキ操作ペダル１を踏むことによってブレーキングが開始されると、操作状態が操作変位センサ４３によって認識され、電子制御ユニットに伝えられる。この制御ユニットの制御信号は分離弁２４，２６と流入弁１２，１３，１６，１７を切換え、それによって車輪ブレーキ７〜１０からマスターシリンダ圧力室５，６を分離するかまたは車輪ブレーキ７〜１０と付設のピストンシリンダユニット２０，３０，４０の間の接続を解除する。圧力センサ４４によって、減速に関する運転者の希望の第２の報告が電子制御ユニットに行われる。この制御ユニットはその中にインストロールされた制動力分配部によって、車軸の所望の制動トルクを演算する。演算された制動トルクに一致する制御信号は、直流モータ３９，４１，４２内のピストンシリンダユニット２０，３０，４０に供給される。このピストンシリンダユニットは操作方向へのピストン３６，３７，３８の摺動、ひいては車輪ブレーキ７〜１０内の圧力上昇を開始する。ブレーキング時に感じられる、運転者にとって普通のペダル感触が、シミュレータばね５６の圧縮によって保証される。
圧力低下は、ピストン３６，３７，３８の戻りによって、事情によっては直流モータ３９，４１，４２の能動的な回転方向逆転によって行われる。この回転方向逆転により、ブレーキングのダイナミクス（動的特性）が高められる。流入弁１２，１３，１６，１７をその遮断位置に切換えることにより、圧力保持相が達成される。
ＡＢＳ（アンチロックコントロール）の場合、（小さな圧力勾配での）簡単な圧力調節は、ピストンシリンダユニットによって普通のブレーキング機能の場合のように実施可能である。制御すべき車輪の迅速な圧力調節は、流入弁１２，１３，１６，１７と流出弁１４，１５，１８，１９を介して行われる。この場合、低圧アキュムレータ２３，３３が逆止弁２２，３２を介して、ピストンシリンダユニット２０，３０のリセットによって空にされるかまたは第３のピストンシリンダユニット４０が車輪ブレーキ９，１０から圧力媒体貯蔵容器５３に流出する圧力媒体を再び受け入れる。
従って、ＡＢＳは３チャンネル（前車軸の２チャンネルと、後車軸の１チャンネル）で、車輪回転数センサ４７，４８，４９，５０による制御モードで行われる。この場合、後車軸の制動圧力調節は例えば“セレクトロー原理（低回転選択原理）”で行われる。
電子装置または車両電気装置の故障時には、すべての弁が無電流状態になる。その際、前車軸に付設された両車輪ブレーキ７，８は無電流時に開放する弁２４，２６を介してタンデム式マスターシリンダ２に接続されるので、電子装置の故障時に法律的に要求される規定を満足する。
前車軸に付設されたブレーキ回路が液圧的に故障すると、法律的に要求されるブレーキング作用“ブレーキ・バイ・ワイヤ”は後車軸に付設された回路によって達成可能である。後車軸に付設された液圧回路が故障すると、操作変位センサ４３または圧力センサ４４の使用により、ブレーキング作用“ブレーキ・バイ・ワイヤ”が、駆動される前車軸を介して達成される。

Claims

マスターブレーキシリンダ（２）と、このマスターブレーキシリンダと協働するペダルストロークシミュレータ（５４）と、電子式制御ユニットによって制御可能な圧力源とを備え、この圧力源の圧力を車両の車輪ブレーキ（７−１０）に供給可能であり、車輪ブレーキが分離弁（２４，２６）によって遮断可能な少なくとも１つの接続部材を介してマスターブレーキシリンダ（２）に接続可能であり、更に、減速に関する運転者の希望を認識するための装置（４３，４４）と、車輪ブレーキの前または後に接続配置された各々１個の流入弁および流出弁（１２−１９）と、車輪の回転状態を検出する車輪センサ（４７−５０）とを備えている、自動車のための電子制御可能なブレーキ操作装置において、圧力源が連続的に調節可能な少なくとも１個のピストンシリンダユニット（２０，３０，４０）として形成され、このピストンシリンダユニットの圧力室に、流入弁（１２，１３，１６，１７）を介在して車輪ブレーキ（７，８，９，１０）が接続され、ピストンシリンダユニット（２０，３０）の圧力室が圧力室の方に開放する逆止弁（２２，３２）を介して低圧アキュムレータ（２３，３３）に接続されていること、および車輪ブレーキ（７，８）が流出弁（１４，１５）によって低圧アキュムレータに接続可能であることを特徴とする電子制御可能なブレーキ操作装置。
流入弁（１２，１３，１６，１７）と流出弁（１４，１５，１８，１９）が、通常は閉じている（ＳＧ）電磁操作可能な２／２方向制御弁として形成されていることを特徴とする請求項１記載の電子制御可能なブレーキ操作装置。
駆動される車軸の車輪ブレーキ（７，８）がマスターブレーキシリンダ（２）の各々１つの圧力室（５，６）と、単一回路の各々１個のピストンシリンダユニット（２０，３０）に接続され、駆動されない車軸に付設された車輪ブレーキ（９，１０）がピストンシリンダユニット（４０）にのみ接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電子制御可能なブレーキ操作装置。
ピストンシリンダユニットがデュアル回路として形成され、第１の車軸に付設された１個の車輪ブレーキと第２の車軸に付設された１個の車輪ブレーキが第１の圧力室に接続され、第１と第２の車軸に付設された他の車輪ブレーキが第２の圧力室に接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電子制御可能なブレーキ操作装置。
圧力源が単一回路の２個のピストンシリンダユニットによって形成され、第１のピストンシリンダユニットの圧力室に、第１の車軸に付設された１個の車輪ブレーキと第２の車軸に付設された１個の車輪ブレーキが接続され、第２のピストンシリンダユニットの圧力室に、第１と第２の車軸に付設された他の車輪ブレーキが接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電子制御可能なブレーキ操作装置。
ピストンシリンダユニットがデュアル回路として形成され、一方の車軸に付設された車輪ブレーキが第１の圧力室に接続され、他方の車軸に付設された車輪ブレーキが第２の圧力室に接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電子制御可能なブレーキ操作装置。
圧力源が単一回路の２個のピストンシリンダユニットによって形成され、第１のピストンシリンダユニットの圧力室に、第１の車軸に付設された１個の車輪ブレーキと第２の車軸に付設された１個の車輪ブレーキが接続され、第２のピストンシリンダユニットの圧力室に、第１と第２の車軸に付設された他の車輪ブレーキが接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電子制御可能なブレーキ操作装置。
ピストンシリンダユニット（２０，３０，４０）が液圧シリンダ（３３，３４，３５）によって形成され、この液圧シリンダのピストン（３６，３７，３８）が可逆の直流モータ（３９，４１，４２）によって操作可能であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の電子制御可能なブレーキ操作装置。
ピストンシリンダユニットが液圧シリンダによって形成され、この液圧シリンダのピストンが弁によって制御される空気圧または液圧で作動させることができる直線駆動装置によって操作可能であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の電子制御可能なブレーキ操作装置。
マスターシリンダが操作ペダルによって操作可能である、請求項１〜９のいずれか一つに記載の電子制御可能なブレーキ操作装置において、減速に関する運転者の希望を認識するための装置が、操作ペダルの操作変位を検出する変位センサ（４３）と、マスターブレーキシリンダ（２）内の液圧を検出する圧力センサ（４４）との組み合わせによって形成されていることを特徴とする電子制御可能なブレーキ操作装置。
ペダルストロークシミュレータ（５４）が作用の点から操作ペダル（１）とマスターブレーキシリンダ（２）の間に設けられた圧縮ばね（５６）によって形成されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載の電子制御可能なブレーキ操作装置。