JP7483377B2 - ブレーキシステム - Google Patents
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Description
I.ブレーキ回路が故障した場合に、ペダルが機能しなくなることはない。
II.ESPモータが故障した場合に、圧力は、アクスル毎に又はホイール毎に制御することができ、これはブレーキ距離をかなり短縮することを可能にする。
III.多くの運転者支援機能は、Xブーストで実施することができ、ESPユニットで実施するよりも高い精度で実施することができる。
IV.回生制御は、DVを介して制御することで、ESPユニットの吸入及び排出弁並びにポンプを介するよりも容易であり静粛であり正確である。
・ブレンディングによるペダル感覚の変化がない。
・ブレーキシステムの変更(例えば、ブレーキ解放クリアランスの変更、PV特性曲線の変更)によるペダル感覚の変化がない。
・発電機トルク=>単純なポイントブレーキが急激に変化した場合でさえ精密なブレーキ圧調整、
・例えば、ESPユニットの切換弁からの知覚できる騒音がないこと、
・車両減速範囲全体でのブレンディング、
・従来のeブースタよりもはるかに単純なブレンディング用ソフトウェア、
・対角(X)及び軸平行(II)ブレーキ回路分割用の均一なブレンディング、
・ブレーキ力分布が、ホイールロック限界まで任意に表示することができる。特に、滑りやすい、でこぼこの路面での車両安定化のためのESP干渉と、回生から完全油圧式ブレーキへの、及びその逆の複雑な切換えを用いた回生プロセスの中断とを回避することができること、
・非駆動アクスルに作用するホイールブレーキの変化(例えば、圧力-容積特性、又はp-V特性)は、油圧ブレーキに影響を及ぼさないこと、
・油圧流体を保持するために必要とされる追加部品がない(例えば、「スマートアクチュエータ」がない)こと、
・ペダル用のより強力な復帰ばね(RFEのPmaxにとって重要)がないこと、及び/又は、
・ブレーキシステムのPV特性曲線の変化が分析されること。
a)機能
・圧力供給部(DV)の吸入ストローク時に、ESPポンプが、ホイールブレーキシリンダ内の圧力をさらに増大させることを可能にする、ミニ貯蔵容器とも称される、ブレーキ回路1(BK1)に接続された小アキュムレータ。
・フォールバックレベルでの油圧ペダル力ブレンディング。
b)安全性
・ブレーキ回路1(BK1)の不具合が発生した場合のブレーキ回路1(BK1)での増設分離弁(TV1)の使用。
・ストロークシミュレータの遮断弁(WA)の不要化。これはまた、その起こり得るエラーをなくす。
・センサ作動阻止に備えた方策。
・貯蔵容器(VB)内のブレーキ流体用の線形レベルの送信機。この送信機は、貯蔵容器(VB)内の小さい液量変化を検出し、ブレーキシステムに漏れが発生した場合に、早期に警告を出すことができる。
・補助ピストンチャンバから貯蔵容器(VB)への油圧接続部の増設遮断弁(36)。
・主シリンダ(THZ)及び圧力供給部(DV)のための診断オプションを含む冗長シール。
・吸入弁(28)が故障した場合の圧力供給部(DV)から貯蔵容器(VB)への戻りライン内の冗長方策、例えば、増設遮断弁(MV)。
・センサ信号を読み込んで処理し、FV弁及びPD1弁を制御するための部分冗長制御ユニット(ECU)。
・電子部品の温度を下げ、電子部品の故障率を低くする、PCBから本体への、したがって、クーラスプレー壁への放熱。
・モータの2x3相制御、つまり、冗長巻線。
・例えば、第1のピストン-シリンダユニット(主シリンダ)のピストンは、様々な直径を有することができる。特に補助ピストンは、フォールバックレベル(RFE)の小さいペダル力に合わせるために、より小さい寸法とすることができる。
・さらに、ツーボックス構造(Xブースト/ESP)の一方のモジュールは、12Vバッテリ又は12V電圧源に接続することができる。他方のモジュールは、DC/DCコンバータ、又は48V車両電気システム若しくは高い電圧を備えた他の車両電気システムに接続することができる。特に、Xブーストは、DC/DCコンバータ又は48V車両電気システムによって給電される。安全性を高めるために、両方のモジュールは、両方の車両電気システム、特に12Vバッテリ及びDC/DCコンバータに冗長的に接続することができる。
・圧力供給部の伝動装置は、駆動体の不具合が発生した場合に、自動ロック動作を行う自動ロック式台形スピンドルを有することができる。
・弁(FV)は、ブレーキペダルへの力フィードバック(ABSを用いた触覚フィードバック)を発生させるために、パルス幅変調(PWM)によって制御することができる。
・システム用のプラグ接続部は貯蔵容器の下に配置し、対応するプラグが横に引き抜かれるのを可能にするように、装置の中心に向かって内側に向けることができる。
・第2のピストン-シリンダユニット(圧力供給部DV)は、有利にも、第1のピストン-シリンダユニット(主シリンダ)の軸に平行又は垂直に整列することができる。
・補給によって、より大量のブレーキ流体を利用可能にすることができる。これは、より重い車両において、又はブレーキ流体に気泡が存在する場合に、又はブレーキが過熱した結果として発生し得る蒸気泡がブレーキ流体に存在する場合に有利である。
・フォールトトレランスの改善は、ESP及びXブーストの制御装置の部分冗長化によって達成することができる。
・ESPが故障した場合のブレーキ距離及び運転安定性に関する適切な機能は、分離弁(TV1、TV2)をブレーキ回路(BK1、BK2)に導入することと、圧力供給部DCの油圧多重動作とによって達成することができる。各ブレーキ回路毎の個々の回生を達成することもできる。さらに、ブレーキ回路2(BK2)に補給を行うこともできる。
ブレーキ回路の不具合は、診断サイクルの一部として、特定の間隔で、特性マップに保存されたブレーキシステムのp-V特性曲線を比較することで、圧力供給部DVによって検出される。
ABS圧力低減信号Pabが発生した場合に、DV制御は、ホイールがロックするのを防止するためにブレーキ圧を修正する。両方のブレーキ回路での対応する圧力低減Pabは、2つのブレーキ回路の一方のホイールがロックするのを防止するのに必要である。ただし、これは最適なブレーキ効果を意味しないが、これは改善することができる。
ABS機能の場合、DVによって供給される予圧は絶えず変わる。この予圧は、プランジャ16aに作用し、連結されたペダルプランジャ3に作用する小さい力変化として感じることができる。このことは、多くのブレーキ専門家から要望されている。この予圧は、ABSの最初に又は減速時に断続的に吸入圧力を短時間で増大させることで変化することができる。
ペダル特性は、ストロークシミュレータWSによって決まる。ここで、発電機を用いたブレーキ管理は、必要とされる車両の減速に対する発電機ブレーキトルク(電気ブレーキトルク)とブレーキ圧(油圧ブレーキトルク)との割合を定める。両方の量は、減速時に任意に変えることができる。回生は、a.4つのすべてのホイールシリンダで同じブレーキ圧か、b.車両アクスルでアクスル毎のブレーキ圧か、又はc.4つのすべてのホイールシリンダでホイール毎のブレーキ圧かを適用することができる。ここで、圧力供給部DVに対して、並びに、b.及びc.の場合に、対応する弁構造又はESPユニットの対応する弁及びポンプ制御に対して、特別な制御方法が必要である。
自動ブレーキ干渉を必要とする以下のような多くの運転者支援機能がある。
・望ましい車両減速が能動ブレーキ干渉によって設定されるACC(アダプティブクルーズコントロール)。
・ブレーキインパルスが眠りに落ちた運転者を目覚めさせるAWB(自動警報ブレーキ)。
・ホイールシリンダのきわめて低いブレーキ圧が、降雨時にブレーキディスクから水の薄膜を拭き取り、それにより、次のブレーキ時に最大ブレーキ効果がすぐに得られるBDW(ブレーキディスクワイピング)。
・ペダルプランジャ3
・前部壁上の取付フランジBF
・ペダル連結部を含む第1のピストン-シリンダユニット又は主シリンダHZ
・有利にも、主シリンダに平行に配置された(HZのアクスルに垂直に整列することもできる)、ハウジング圧力供給部l(DV)25を含むモータ8
・油圧制御及び調整ユニットHCU
・電子制御及び調整ユニットECU
・貯蔵容器VB
・プラグコネクタSTは、貯蔵容器VBの下で、HZ及びHCUの上に配置され、対応するコネクタが横に引き出されるのを可能にするために、ユニットの中心に向かって内側を向いている。
1.補給、ステップ2。図4に対してすでに説明したように、ブレーキ回路1(BK1)内の液量、したがって、ブレーキ回路1(BK1)及びブレーキ回路2(BK2)内の到達可能な圧力レベルは、主シリンダ(THZ)のSKピストン(12)が停止したときに、補給によって抑制される。この場合に、さらなる圧力上昇は、ブレーキ回路1(BK1)内でのみ可能である。SKピストン(12)の停止は、このときブレーキ回路1(BK1)内の圧力が、ブレーキ回路1(BK1)内のボリューム増加と共に2倍の素早さで増大するために識別可能である。SKピストンが停止した場合に、それに伴い分離弁TV1、TV2は閉じられ、圧力供給部(DV)のピストン(10)は後退する。ブレーキ回路1(BK1)内の圧力はきわめて急速に落ちる。SKピストン(12)の復帰ばね(12a)の影響を受けて、SKピストン(12)は、場合によっては、初期位置まで後退し、ボリュームを主シリンダ(THZ)の主チャンバ(12d)からブレーキ回路1(BK1)のラインを通り、弁PD1を通って、圧力供給部(DV)のチャンバに移動させる。同時に、SKピストン(12)は、貯蔵容器(VB)に至る主シリンダ(THZ)の油圧接続部48を用いて、ボリュームを貯蔵容器(VB)からSKピストン(12)のシールD5を経由し、穴47を経由して、主シリンダのSKピストン(12)の前のチャンバに吸入する。吸入弁(28)の接続が修正されたために、吸入弁は、圧力供給部(DV)のピストン(10)が前部領域にある間、有効ではなく、圧力供給部(DV)のピストン(10)が後退するときに、ボリュームは、貯蔵容器から吸入弁(28)及び連結部Rを経由して吸入されない(図7についての説明も参照のこと)。この吸入プロセスの終わりに、分離弁TV1、TV2は再度開かれる。圧力供給部(DV)のピストン(10)の次の前進ストロークと共に、主シリンダ(THZ)のSKピストン(12)が再度前進し、ブレーキ回路1(BK1)内の圧力とブレーキ回路2(BK2)内の圧力の両方は、さらに高くなることができる。圧力供給部(DV)は、Xブーストの圧力基準値を用いて制御されるのが好ましい。
2.分離弁TV1、TV2は、弁排出口を吸入弁(EV)を介してホイールシリンダに油圧接続するという上記の前提条件と共に、切換弁(US1、USV2)の代わりとして、ESPに組み込むこともできる。これは、コスト及び重量の節減につながる。
3.すでに説明したように、ESPが故障した場合に、ブレーキ回路1(BK1)のABS機能は、分離弁TV1及び圧力供給部(DV)を用いて果たすことができる。分離弁TV2と共に、ABS機能は、ブレーキ回路1(BK1)及びブレーキ回路2(BK2)の両方で果たすことができる。ブレーキ回路の各ホイールが個別にABS制御される場合に、それと共に、4つの吸入弁(EV)を使用することができる。これは、特に、ブレーキ回路の対角分割に関して大きな利点である。ここでは、制御プロセスは示さない。圧力制御は、圧力供給部(DV)によって常に行われる。
1 ブレーキペダル
2a マスタペダルストロークセンサ
2a1 ペダルストロークセンサ2aのプランジャ
2a11 ペダルストロークセンサ2aのプランジャ2a1のノッチ
2b スレーブペダルストロークセンサ
2b1 ペダルストロークセンサプランジャ2b
3 ペダルプランジャ
7 スピンドル(KGT)、台形スピンドル
8 ECモータ
10 ピストン(DV)
11 DVの圧力チャンバ又は作動チャンバ
12 SKピストン
12a 復帰ばねSKピストン
12d 浮動ピストンSKの圧力チャンバ又は作動チャンバ(後部)
14 仕切り壁
16 補助ピストン
16a プランジャ
18 ペダル復帰ばね
18a ペダルストロークセンサ2a用のペダル復帰ばね
18b ペダルストロークセンサ2b用のペダル復帰ばね
25 DVハウジング
27 ブリーザ穴
28 吸入弁
33 センサ要素
33a 素子、例えば、MOSFET
34 浮遊体
35 ミニ貯蔵容器
36 貯蔵容器(VB)用の遮断弁
37 アルミニウムプレート又は支持体
38 本体
39 スプレー壁
39a 車室
40 モータセンサ
41a ペダルストロークセンサ2aの予圧ばね
41b ペダルストロークセンサ2bの予圧ばね
42 補助ピストン(16)の補給穴
43 補助ピストン(16)のチャンバ
44 油圧接続部
45 補助ピストン(16)のブリーザ穴
46 圧力供給部(DV)の吸入穴
47 主シリンダ(THZ)の補給穴
48 油圧接続部
49 ストロークシミュレータ(WS)のピストン
50 補助ピストン(16)の補給穴
51 補助ピストンプランジャ(16a)の補給穴
52 主シリンダ(THZ)の補給穴
53 圧力供給部(DV)の補給穴
AV 排出弁ABS
B1 車両電気システム接続部1
B2 車両電気システム接続部2
BF 端部壁用取付フランジ
BK ブレーキ回路
BK1 ブレーキ回路1
BK2 ブレーキ回路2
D 絞り用オリフィス
DV 圧力供給部
DG 圧力変換器
Dr2.1~Dr6.1、Dr8.1 貯蔵容器(VB)への戻り流れ中のスロットル
D1 補助ピストン(16)のシール1
D2 補助ピストン(16)のシール2
D2.1 冗長シール(D2)
D3 補助ピストンプランジャ(16a)のシール
D3.1 冗長シール(D3)
D4 SKピストン(12)のシール4
D4.1 冗長シール(D4)
D5 SKピストン(12)のシール5
D6 ストロークシミュレータピストン(49)のシール6
D6.1 冗長シール(D6)
D7 DVピストン(10)のシール7
D8 DVピストン(19)のシール8
D8.1 冗長シール(D8)
D9 DVピストン(10)の増設シール
e 電気接続部
ered 冗長電気接続部
ECU Xブーストの制御ユニット(電子制御ユニット)
ECU2 Xブーストの部分冗長コントローラ
EV 吸入弁ABS
FO フェイルオペレーショナル
FV 分離弁、通常は開
HZ 主シリンダ
KGT ボールねじ駆動体(スピンドル)
KWS 力-変位センサ
MV 遮断弁、通常は閉
PCB 印刷回路板
PD1 DV作動チャンバに対する(通常は閉じた)ソレノイド弁
R 貯蔵容器VBへの戻り
R 貯蔵容器VBへの戻りライン
RV 補助ピストンのブリーザ穴に向けた逆止弁
S1 車両給電接続部
Sn 冗長車両給電接続部
SK フローティング回路
ST プラグコネクタ
SV 吸入弁
T ターゲット
THZ (タンデム型)主シリンダ
TTL ロック時間
TV1 ブレーキ回路1(BK1)の分離弁、通常は開
TV2 ブレーキ回路2(BK2)の分離弁2、通常は開
TV 貯蔵容器(VB)に対する(通常は開いた)ソレノイド弁
V バイア穴
VB 貯蔵容器
WA ソレノイド弁(通常は閉)
WS ストロークシミュレータ
Claims (20)
- -駆動装置と、
-第1の弁装置を経由して圧力媒体を、第1のブレーキ回路及び第2のブレーキ回路を含むブレーキ回路群に供給するための、補助ピストンを含む少なくとも1つの第1のピストンを有する第1のピストン-シリンダユニットであって、前記補助ピストンは、前記駆動装置を用いて駆動できるように構成された、第1のピストン-シリンダユニットと、
-電動駆動体と、伝動装置と、第2の弁装置を経由して圧力媒体を前記ブレーキ回路群の少なくとも1つに供給するための少なくとも1つの第2のピストンとを有する第2のピストン-シリンダユニットと、
-圧力媒体を前記ブレーキ回路群に供給するための、第3の弁装置を有するモータ-ポンプユニットと、
を含むブレーキシステムであって、
油圧ストロークシミュレータが、前記第1のピストン-シリンダユニットの圧力チャンバ又は作動チャンバに接続され、
前記第2のピストン-シリンダユニットは、80~120barのホイールロック限界を含む該限界までの特定の圧力範囲で有効である通常の動作をし、前記モータ-ポンプユニットは、前記特定の圧力範囲より高い圧力範囲に対する、圧力発生に使用されることを特徴とするブレーキシステム。 - 前記第2のピストン-シリンダユニットの軸は、前記第1のピストン-シリンダユニットの軸に平行に又は垂直に向けられる、
ことを特徴とする、請求項1に記載のブレーキシステム。 - 前記第1のピストン-シリンダユニットは、前記補助ピストンを含む2つのピストンを含む、
ことを特徴とする、請求項1又は2に記載のブレーキシステム。 - 前記第2のピストン-シリンダユニットの前記電動駆動体のモータ、及び前記モータ-ポンプユニットのモータは、制御装置を用いて、互いに連携して、又は独立して使用可能に構成されている、
ことを特徴とする、請求項1又は2に記載のブレーキシステム。 - 前記第2のピストン-シリンダユニットによる圧力供給部と前記モータ-ポンプユニットとは、並列に又は直列に接続され、前記第2のピストン-シリンダユニットの前記第2のピストンは、接続毎に、前記モータ-ポンプユニット上に予圧を発生させる、ことを特徴とする、請求項4に記載のブレーキシステム。
- 前記モータ-ポンプユニットは、2回路歯車ポンプ、又はピストン毎に独立した偏心器を含むピストンポンプを含む、
ことを特徴とする、請求項1又は2に記載のブレーキシステム。 - 前記ブレーキ回路群の少なくとも1つの圧力は、前記駆動装置によるペダルストロークに応じて、BKV特性曲線により制御され、圧力測定の代わりとして、前記電動駆動体の電流測定を使用する、
ことを特徴とする、請求項1~6のいずれか一項に記載のブレーキシステム。 - 前記ブレーキ回路群の不具合は、前記第2のピストン-シリンダユニットの前記第2のピストンのピストンストローク時のp-V特性曲線の比較により、前記第2のピストン-シリンダユニットを用いて識別される、
ことを特徴とする、請求項1~7のいずれか一項に記載のブレーキシステム。 - 回生制御のために4輪ブレンディングが使用され、圧力制御は、前記モータ-ポンプユニットの前記第3の弁装置の弁が開いたときに前記第2のピストン-シリンダユニットの前記第2のピストンによって行われる、
ことを特徴とする、請求項1~8のいずれか一項に記載のブレーキシステム。 - 2輪ブレンディングが行われ、圧力制御は、前記第2のピストン-シリンダユニットの前記第2のピストン及び前記モータ-ポンプユニットの前記第3の弁装置の弁を通じて行われる、
ことを特徴とする、請求項1~9のいずれか一項に記載のブレーキシステム。 - ブレンディングが、ホイール毎に個別に行われ、圧力制御は、前記第2のピストン-シリンダユニットの前記第2のピストン及び前記モータ-ポンプユニットの前記第3の弁装置の弁を通じて行われる、
ことを特徴とする、請求項1~10のいずれか一項に記載のブレーキシステム。 - 前記第2のピストン-シリンダユニットの前記伝動装置は、自動ロック式の台形スピンドルを含み、前記電動駆動体が故障した場合に自動ロック作用が生じる、
ことを特徴とする、請求項1~11のいずれか一項に記載のブレーキシステム。 - ホイールブレーキの、パッドの復帰のための強力なロールバックシールが設けられること、及び/又は、前記ブレーキ回路群でもはや圧力が増大しなくなるとすぐに、ホイールブレーキの強力なロールバックシールを用いて、ブレーキパッドはブレーキディスクから引き離され、それにより前記駆動装置への影響がないこと、
を特徴とする、請求項1~12のいずれか一項に記載のブレーキシステム。 - 高さセンサが、印刷回路板の中に、又は印刷回路板に接して配置され、又は組み込まれ、漏れを早期に検出するために、貯蔵容器内の液体高さの連続的な評価が、前記高さセンサを用いて行われる、
ことを特徴とする、請求項1~13のいずれか一項に記載のブレーキシステム。 - 冗長分離弁が、前記第1のブレーキ回路を前記補助ピストンに接続する油圧ライン内で分離弁と直列に配置され、前記冗長分離弁又は前記分離弁によって前記油圧ラインを選択的に遮断できる、
ことを特徴とする、請求項1~14のいずれか一項に記載のブレーキシステム。 - 前記モータ-ポンプユニットのESP戻しポンプに油圧流体を連続的に供給するための及び/又は前記第1のピストン-シリンダユニットのピストンを適切な位置に置くためのミニ油圧流体貯蔵容器を含む、
ことを特徴とする、請求項1に記載のブレーキシステム。 - 吸引弁の漏れが発生した場合に前記第2のピストン-シリンダユニットの機能を保護するために、前記吸引弁と貯蔵容器への戻りラインとの間に増設ソレノイド弁が設けられ又は配置される、
ことを特徴とする、請求項1~16のいずれか一項に記載のブレーキシステム。 - 前記第3の弁装置の吸入弁は、前記モータ-ポンプユニットのEPSでポンプの不具合が発生した場合にホイール毎のABSに使用される、
ことを特徴とする、請求項1~17のいずれか一項に記載のブレーキシステム。 - 切換弁を用いて前記圧力媒体を連続的に補給する、
ことを特徴とする、請求項1~18のいずれか一項に記載のブレーキシステム。 - 請求項1~19のいずれか一項に記載のブレーキシステムにおいて、
2つのブレーキ回路の少なくとも1つの第1のブレーキ回路にブレーキ流体のボリュームを補給する方法であって、
-電動駆動による圧力供給部を前記第1のブレーキ回路に接続する弁を閉じることと、
-前記ボリュームが貯蔵容器から前記圧力供給部の吸引弁を介して吸入されるように、前記弁が閉じられたときに前記圧力供給部のピストンを後退させることと、
-前記圧力供給部の前記ピストンが前方に移動するときに前記ボリュームが前記第1のブレーキ回路に押し込まれるように、前記弁を開くことと、
を含む、ブレーキ流体のボリュームを補給する方法。
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