JP4247832B2 - 自動車用電気油圧式ブレーキ装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車運転者によっておよび自動車運転者に関係なく、“ブレーキ−バイ−ワイヤ”の運転モードで作動可能である、自動車用電気油圧式ブレーキ装置であって、ブレーキペダルによって操作可能である、少なくとも１つの圧力室を備えたマスターブレーキシリンダと、無圧の圧力媒体貯蔵容器と、電子制御兼調整ユニットによって制御可能である油圧源とを備え、この油圧源の圧力によって自動車の車輪ブレーキが付勢可能であり、この車輪ブレーキが分離弁によって遮断可能な少なくとも１つの接続部を介してマスターブレーキシリンダに接続され、圧力制御弁または流入弁と流出弁が前記車輪ブレーキに付設され、この圧力制御弁または流入弁と流出弁が電子制御兼調整ユニットによってアナログ制御可能であり、かつ車輪ブレーキを圧力源または圧力媒体貯蔵容器に選択的に接続し、更に前記電子制御兼調整ユニットによって電気制御可能な弁装置を備え、この弁装置が“ブレーキ−バイ−ワイヤ”の運転モードで、弁装置の開放によってブレーキペダルの予め選択されたフレキシビリティを可能にする、電気油圧式ブレーキ装置に関する。

このようなブレーキ装置は例えば特許文献１によって知られている。この公知のブレーキ装置の場合、ブレーキペダルの可撓性を調節するための装置は、第１のペダルストローク弁と、第２のペダルストローク弁を備えている。この場合、一方のペダルストローク弁はマスターブレーキシリンダと圧力源に付設されたポンプ吸込み側または低圧アキュムレータの間に配置され、他方のペダルストローク弁は、マスターブレーキシリンダとポンプの吐出側または圧力源に付設された高圧アキュムレータの間に配置されている。その際、電子制御兼調整ユニットが、ブレーキペダルの操作に依存して第２のペダルストローク弁を制御するように設計されている。この場合、ペダルストローク弁は比例ストローク弁または比例圧力弁として形成されている。

公知のブレーキ装置の場合、比較的に多くの制御弁を必要とし、制御弁を使用するために、かなりのコストとエネルギーを必要とするという欠点がある。
国際特許出願（ＷＯ）９８／３１５７６

そこで、本発明の課題は、必要な制御弁の数が少なくて済み、確実に機能する冒頭に述べた種類のブレーキ装置または快適性が同一の場合にコストとエネルギーが少なくて済むブレーキ装置を提供することである。

この課題は本発明に従い、電気制御可能な弁装置が分離弁と、この分離弁の出口側に接続され出口ポートが圧力媒体貯蔵容器に接続されている圧力調整弁または制御弁と、少なくとも１個の車輪ブレーキに供給された圧力および／または圧力源によって発生した圧力をマスターブレーキシリンダの圧力室に加えることができる他の弁とによって形成されていることによって解決される。

発明思想を具体化するために、分離弁がアナログ制御可能で通電していないときに開放する（ＳＯ）２／２方向制御弁として形成され一方、圧力調整弁が、アナログ制御可能で通電していないときに閉じる（ＳＧ）２／２方向制御弁として形成されている。その代わりに、分離弁の出口側に接続された制御弁を、通電していないときに閉じる（ＳＧ）切換え弁として形成してもよい。

発明思想の他の有利な実施形では、少なくとも１個の車輪ブレーキに供給された圧力をマスターブレーキシリンダの圧力室に加えることがきる弁が、第１の分離弁の出口側に接続されかつ個々の車輪ブレーキに付設された流出弁によって形成されている。

その際、圧力源で発生した圧力をマスターブレーキシリンダの圧力室に加えることがきる弁が、個々の車輪ブレーキに付設された流入弁と流出弁によって形成されていると特に有利である。

発明対象の他の有利な実施形では、圧力源とマスターブレーキシリンダの圧力室の間に、アナログ制御可能な圧力調整弁が接続配置されている。

発明対象の他の有利な実施形では、車輪ブレーキに付設された流入弁が通電しないときに閉じる（ＳＧ）２／２方向制御弁として形成されている。

発明対象の他の有利な実施形では、車輪ブレーキに付設された流出弁が通電しないときに開放する（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がタンデム式マスターブレーキシリンダとして形成され、このタンデム式マスターブレーキシリンダの第２の圧力室に、第２の分離弁を介在して第２のブレーキ回路が接続されている、本発明の他の実施形では、第２のブレーキ回路に付設された流出弁の出口ポートと、第２の分離弁の出口ポートが、電気的に制御可能な切換え弁を介して圧力媒体貯蔵容器に接続可能である。更に、圧力源の出口ポートと第１の分離弁との間に、圧力逃がし機能を有する圧力調整弁が接続され、第１の分離弁の開放時に、圧力調整弁が、圧力源で発生した圧力をマスターブレーキシリンダの圧力室に制御して加えることができると特に有利である。

発明対象の他の有利な実施形では、圧力源と流入弁の入口側との間の接続部に、アナログ制御可能な圧力調整弁が接続配置されている。

本発明によるブレーキ装置において、特に低い圧力範囲において所望なエネルギー勘定を達成するために、マスターブレーキシリンダと分離弁の間に、“ブレーキ−バイ−ワイヤ”運転モードでブレーキペダルの予備選択された可撓性を可能にする油圧機械式手段が設けられている。

本発明の他の詳細、特徴および効果は、添付の概略図を参照した３つの実施の形態の次の説明から明らかになる。この場合、同じ要素には同じ参照符号が使用される。

図に概略的に示した“ブレーキ−バイ−ワイヤ”のタイプのブレーキ装置は、参照符号１で示した操作ペダルによって操作可能な操作ユニット２を備えている。この操作ユニットは実質的に、二系統の圧力発生器、すなわちマスターブレーキシリンダ３と、無圧の圧力媒体貯蔵容器６とからなっている。このマスターブレーキシリンダ３は互いに分離された２つの圧力室４，５を備えている。この圧力は圧力媒体貯蔵容器６に接続されている。圧力センサ１３が接続されている第１の圧力室（一次圧力室）４には、遮断可能な第１の油圧管路１１によって、自動車の右前輪に付設された車輪ブレーキ７と、左後輪に付設された車輪ブレーキ８が接続されている。管路１１の遮断は第１の分離弁９によって行われる。この分離弁は好ましくは電磁操作可能で、通電していないときに開放する（ＳＯ）アナログ制御可能な２／２方向制御弁として形成されている。第１の分離弁９の出力側は油圧接続管路１６によって圧力媒体貯蔵容器６に接続されている。この接続管路には、電磁操作可能で通電していないときに閉じる（ＳＧ）アナログ制御可能な２／２方向制御弁１７が挿置されている。第１の分離弁９とアナログ制御可能な２／２方向制御弁１７は電気制御可能な装置を形成する。この装置は、“ブレーキ−バイ−ワイヤ”運転方式においてブレーキペダル１の予備選択されたフレキシビリティ（可撓性）を可能にし、それによって普通のブレーキペダル感覚を運転者に与える。

マスターブレーキシリンダ２の第２の圧力室５は、第２の分離弁１０によって遮断可能な第２の油圧管路１２を介して、他の対の車輪ブレーキ１４，１５に接続可能である。この車輪ブレーキは自動車の右後輪と左前輪に付設されている。第２の分離弁１０は電磁操作可能であり通電していないときに開放する（ＳＯ）切換え弁として形成されている。この切換え弁の出力側は同様に電磁操作可能であり通電していないきに開放する（ＳＯ）切換え弁１８を介して、圧力媒体貯蔵容器６に接続可能である。更に、マスターブレーキシリンダ２の第２の圧力室５に接続された油圧回路の構造は、前述のブレーキ回路１１の構造と一致しているので、次の記載において説明は不要である。

図から更に判るように、外部圧力源としての働きをするモータ−ポンプ−装置２０が設けられている。この装置は高圧アキュムレータ２１を備えている。この装置自体は、電動機２２によって駆動されるポンプ２３からなっている。ポンプ２３の吸込み側は逆止弁３４を介して、前述の圧力制御弁１７の入力側または第１の分離弁９の出力側に接続されている。高圧アキュムレータ２１の出口は圧力制限弁２４を介して、第１の分離弁９とアナログ制御可能な２／２方向制御弁１７を接続する管路部分３１に接続されている。高圧アキュムレータ２１の充填レベルは概略的に示したストロークセンサ２５によって監視される。

第３の油圧管路２６はポンプ２３の吐出側または高圧アキュムレータ２１の出口と、電磁操作可能でアナログ制御可能であり特に通電していないときに閉じる（ＳＧ）２個の２／２方向制御弁または流入弁２７，２８の入口側とを接続する。この２／２方向制御弁または流入弁は車輪ブレーキ７，８の手前に接続配置され、この車輪ブレーキ内の油圧を上昇させる働きをする。電磁操作可能でアナログ制御可能であり特に通電していないときに開放する（ＳＯ）２／２方向制御弁または流出弁２９，３０は、車輪ブレーキ７，９に加えられた油圧を低下させる働きをする。この２／２方向制御弁または流出弁の出口ポートは前述の管路部分３１に接続されている。更に、車輪ブレーキ７に圧力センサ３２が付設されている。この圧力センサによって、車輪ブレーキ７内の油圧が検出される。電子制御兼調整ユニットＥＣＵ３４はモータとポンプの装置２０と、前述の弁９，１０，１７，１８，２７，２８，２９，３０と、第２のブレーキ回路１２に付設された圧力制御弁を制御する働きをする。この電子制御兼調整ユニットには特に圧力センサ１３，３２とストロークセンサ２５と好ましくは冗長的に形成されたブレーキング要求検出装置３３の出力信号が供給される。このブレーキング要求検出装置はマスターブレーキシリンダ３に付設されている。

図２に示した本発明による電気油圧式ブレーキ装置の第２の実施の形態の場合、高圧アキュムレータ２１の出口と、図１に関連して説明した管路部分３１との間に、圧力逃がし機能を有するアナログ制御可能な２／２方向制御弁３５が接続配置されている。更に、高圧アキュムレータ２１の出口と油圧管路２６の間には、アナログ制御可能で通電していないときに閉じる（ＳＧ）２／２方向制御弁３６が設けられている。零に等しい圧力が管路２６に生じるときに、上記２／２方向制御弁は所定の圧力媒体容積を車輪ブレーキ７，８に供給することができる。圧力センサ３２によって検出された圧力値は、システム内にあるガスを検出するために評価可能である。

図３に示した第３の実施の形態の場合、マスターブレーキシリンダ２の圧力室４，５に付設された両分離弁９，１０は、アナログ制御可能で通電していないときに開放する（ＳＯ）２／２方向制御弁として形成されている。分離弁９，１０の出口は一方では流出弁２９，３０の出口側に接続され、他方では通電しないときに閉じる切換え弁３７を介して圧力媒体貯蔵容器６に接続されている。更に、高圧アキュムレータ２１の出口はアナログ制御可能で通電しないときに閉じる（ＳＧ）２／２方向制御弁３８を介してマスターブレーキシリンダ２の第１の圧力室４に接続されている。

次に、図１に示した本発明によるブレーキ装置の作用について詳しく説明する。

ブレーキペダル１が操作されていない状態では、すべての要素は図に示した位置にある。この位置は通電していない状態または準備状態に一致する。有利なブレーキ−バイ−ワイヤ−運転方式で、ブレーキペダル１が操作されるかまたは圧力上昇相が開始されると、ブレーキング要求検出装置３３が、前述の電子制御ユニット３４に供給される制御信号を発生する。この電子制御ユニットは前述の分離弁、圧力制御弁および切換え弁を切換える働きをする動作信号を発生する。この動作信号によって、第１の分離弁９が制御されて作動し、第２の分離弁１０が閉じ、そして圧力制御弁１７が開放する。第２のブレーキ回路１２に付設された流出弁の出口側と圧力媒体貯蔵容器６の間の接続部内に配置された切換え弁１８は閉じたままである。同時に、すべての流出弁２９，３０が閉じ、すべての流入弁２７，２８が開放するので、高圧アキュムレータ２１から供給される圧力が車輪ブレーキに加えられる。制御されて作動した第１の分離弁９と開放した圧力制御弁１７とを経て圧力媒体を圧力媒体貯蔵容器６に押しのけることにより、ペダルフィーリングが運転者に付与される。このペダルフィーリングは慣用のブレーキ装置のペダルフィーリングに一致する。

圧力保持相は流入弁２７，２８を閉鎖位置に切り換えることによって開始される。

圧力低下の際、流入弁２７，２８は閉鎖され、対応する排出弁２９，３０は制御されて開放される。更に、圧力媒体貯蔵容器６に通じる管路内に配置された弁１７，１８も開放される。

解放過程の際先ず最初に、マスターシリンダピストンを戻すために、車輪ブレーキ７，８で消費された圧力媒体が使用される。その際、この圧力媒体は開放した流出弁２９，３０と開放した分離弁９とを経てマスターブレーキシリンダ２の第１の圧力室４に流れる。この圧力媒体の量が若干のケースの場合マスターシリンダピストンを完全に戻すのに不充分であるので、流入弁２７，２８も開放され、それによって圧力媒体が高圧アキュムレータ２１から供給される。車輪ブレーキからの圧力媒体を利用すると、エネルギー上有利である。

図３の実施の形態の場合にも、開放過程が類似して行われる。そのために、前述の切換え弁３７が閉鎖される。この場合、高圧アキュムレータ２１から供給される圧力媒体の補充が、流入弁２７，２８を閉じた状態で、圧力制御弁３８を介して制御されて行われる。同時に、流出弁２９，３０が開放される。

例えばバッテリ欠陥、短絡または点火装置のスイッチオフによって生じる電源故障または電源停止の際に、本発明によるブレーキ装置は自動的にフォールバック運転モードに移行する。このフォールバック運転モードでは、運転者によるブレーキング操作が可能である。その際、分離弁９，１０と流出弁２９，３０が図に示した作動していない切換え位置に切換えられるので、マスターブレーキシリンダ３と車輪ブレーキの間の油圧接続部が開放され、この接続部によって圧力上昇が開始される。

作動していない状態すなわち通電していない状態にある、第１の実施の形態による本発明のブレーキ装置の構造を示す図である。 作動していない状態すなわち通電していない状態にある、第２の実施の形態による本発明のブレーキ装置の構造を示す図である。 本発明のブレーキ装置の第３の実施の形態の構造を、図１または図２と同様に示す図である。

Claims (13)

1. 自動車運転者によっておよび自動車運転者に関係なく、“ブレーキ−バイ−ワイヤ”の運転モードで作動可能である、自動車用電気油圧式ブレーキ装置であって、ブレーキペダルによって操作可能である、少なくとも１つの圧力室を備えたマスターブレーキシリンダと、無圧の圧力媒体貯蔵容器と、電子制御兼調整ユニットによって制御可能である油圧源とを備え、この油圧源の圧力によって自動車の車輪ブレーキが付勢可能であり、この車輪ブレーキが分離弁によって遮断可能な少なくとも１つの接続部を介してマスターブレーキシリンダに接続され、圧力制御弁または流入弁と流出弁が前記車輪ブレーキに付設され、この圧力制御弁または流入弁と流出弁が電子制御兼調整ユニットによってアナログ制御可能であり、かつ車輪ブレーキを圧力源または圧力媒体貯蔵容器に選択的に接続し、更に前記電子制御兼調整ユニットによって電気制御可能な弁装置を備え、この弁装置が“ブレーキ−バイ−ワイヤ”の運転モードで、弁装置の開放によってブレーキペダルの予め選択されたフレキシビリティを可能にする、電気油圧式ブレーキ装置において、電気制御可能な弁装置が分離弁（９）と、この分離弁（９）の出口側に接続され出口ポートが圧力媒体貯蔵容器（６）に接続されている圧力調整弁（１７）または制御弁（３７）と、少なくとも１個の車輪ブレーキ（７，８）に供給された圧力および／または圧力源（２１）によって発生した圧力をマスターブレーキシリンダ（３）の圧力室（４）に加えることができる他の弁（２７，２８，２９，３０）とによって形成されていることを特徴とする電気油圧式ブレーキ装置。
2. 分離弁（９）がアナログ制御可能で通電していないときに開放する（ＳＯ）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記載の電気油圧式ブレーキ装置。
3. 分離弁（９）の出口側に接続された圧力調整弁（１７）が、アナログ制御可能で通電していないときに閉じる（ＳＧ）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または２記載の電気油圧式ブレーキ装置。
4. 分離弁（９）の出口側に接続された制御弁（３７）が、通電していないときに閉じる（ＳＧ）切換え弁として形成されていることを特徴とする、請求項１または２記載の電気油圧式ブレーキ装置。
5. 少なくとも１個の車輪ブレーキ（７，８）に供給された圧力をマスターブレーキシリンダ（３）の圧力室（４）に加えることがきる弁が、第１の分離弁（９）の出口側に接続されかつ個々の車輪ブレーキ（７，８）に付設された流出弁（２９，３０）によって形成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一つに記載の電気油圧式ブレーキ装置。
6. 圧力源（２１）で発生した圧力をマスターブレーキシリンダ（３）の圧力室（４）に加えることがきる弁が、個々の車輪ブレーキ（７，８）に付設された流入弁（２７，２８）と流出弁（２９，３０）によって形成されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一つに記載の電気油圧式ブレーキ装置。
7. 圧力源（２１）とマスターブレーキシリンダ（３）の圧力室（４）の間に、アナログ制御可能な圧力調整弁（３８）が接続配置されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一つに記載の電気油圧式ブレーキ装置。
8. 車輪ブレーキ（７，８）に付設された流入弁（２７，２８）が通電しないときに閉じる（ＳＧ）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１〜７のいずれか一つに記載の電気油圧式ブレーキ装置。
9. 車輪ブレーキ（７，８）に付設された流出弁（２９，３０）が通電しないときに開放する（ＳＯ）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１〜８のいずれか一つに記載の電気油圧式ブレーキ装置。
10. 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として形成され、このタンデム式マスターブレーキシリンダの第２の圧力室に、第２の分離弁を介在して第２のブレーキ回路が接続されている、請求項１〜４のいずれか一つに記載の電気油圧式ブレーキ装置において、第２のブレーキ回路に付設された流出弁の出口ポートと、第２の分離弁（１０）の出口ポートが、電気的に制御可能な切換え弁（１８）を介して圧力媒体貯蔵容器（６）に接続可能であることを特徴とする電気油圧式ブレーキ装置。
11. 圧力源（２１）の出口ポートと第１の分離弁（９）との間に、圧力逃がし機能を有する圧力調整弁（３５）が接続され、第１の分離弁（９）の開放時に、圧力調整弁が、圧力源（２１）で発生した圧力をマスターブレーキシリンダ（２）の圧力室（４）に制御して加えることができることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一つに記載の電気油圧式ブレーキ装置。
12. 圧力源（２１）と流入弁（２７，２８）の入口側との間の接続部に、アナログ制御可能な圧力調整弁（３６）が接続配置されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一つに記載の電気油圧式ブレーキ装置。
13. マスターブレーキシリンダと分離弁の間に、“ブレーキ−バイ−ワイヤ”運転モードでブレーキペダルの予備選択された可撓性を可能にする油圧機械式手段が設けられていることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一つに記載の電気油圧式ブレーキ装置。

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