JPH09506054A - 電子アンチロック制御付きブレーキシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 多回路制動圧発生装置（１）と、電気的に作動可能な液圧弁（８〜１１）と、制動圧減圧中にホイールブレーキから排出された圧力流体を収容する低圧アキュムレータ（１２，１３，２６）と、ホイールセンサと、センサの信号を評価して制動圧制御信号を形成する回路とををなえる、電子式アンチロック制御付き液圧ブレーキシステム。各車輪内の制動圧は、液圧弁（８〜１１）により個々に制御することができる。低圧アキュムレータ（１２，１３，２６）の充填率あるいは残量が常時検出され、低圧アキュムレータへの圧力流体の排出は、制御の長さおよび充填率の機能として制御中に変更される。最初は、アンチロック作用に何等制限はないが、しかし、制御中に流体流の量が劇的に減少される。

Description

【発明の詳細な説明】 電子アンチロック制御付きブレーキシステム 本発明は、ペダル作動の多回路制動圧発生装置と、圧力流体管路中に介挿され た電気的に作動可能な液圧弁と、制動圧減圧中にホイールブレーキから排出され た圧力流体を受取りかつブレーキ解除の後にこの圧力流体を制動圧発生装置に戻 す低圧アキュムレータと、ホイールセンサと、このセンサの信号を評価しかつ制 動圧制御信号を形成する電子回路装置とを備える電子式アンチロック制御装置付 き液圧ブレーキシステムに関する。 この形式のブレーキシステムは、ドイツの公開された特許出願第３１０９３７ ２号に記載されている。この従来技術によるブレーキシステムにおいては、制動 圧減圧中にホイールブレーキから排出された圧力流体を戻すための液圧ポンプが 製造コストを低減するために省略されている。代わりに、出口弁により排出され た圧力流体は、低圧アキュムレータ内に収容される。ブレーキを解除した後、圧 力流体はブレーキ回路中に戻る。ブレーキ回路はダイアゴナル接続されている。 各ブレーキ回路は共通の入口および出口弁組立体を有し、更に、後輪側ホイール ブレーキに延びる圧力流体管路中には、電気的に切換可能な入口弁が介挿される 。この入口弁は、一方においてアンチロック制御に応答して、かつ、他方におい て負荷に応答してその閉位置に切換えることができる。 この従来のシステムにおける制御の質は極めて制限されている。自動車の４つ の車輪のいずれか１がロックすると、後輪に導かれる双方の弁が同時に閉に切換 えられる。これにより、少なくとも１の車輪の安定状態が確保される。第２の車 輪がロックしそうな状態となると、２つの回路の一方の制動圧が減圧され、後輪 側を遮断しつつ引続き一定に保持される。路面状態が一定であると仮定すると、 この切換状態は制動作用が終了するまで変化しない。安全上の理由から、２つの ダイアゴナル接続されたブレーキ回路の一方の圧力だけが同時に減圧される。こ の形式の制御は、一時的な車輪のロックあるいは過少制動圧を許容するため、比 較的簡略的なものである。 本発明の目的は、液圧エネルギ源を必要としないにもかかわらず、上述のあら ゆる危険な状況下において、「完全装備（vollwertigen;complete）」ＡＢＳの 作用に劣ることのないアンチロック制御付きブレーキシステムを提供することで ある。これにより、走行安定性が維持され、制動機能のフェールセーフ性が制限 を受けない。 この目的は、上述のブレーキシステムを請求項１に記載のように更に改善する ことにより達成することができる。本発明によるブレーキシステムの特別の特徴 は、液圧弁の構造および圧力流体管路中におけるこれらの配置を含み、車輪のホ イールブレーキ内の制動圧は個々に制御可能で、センサおよび／または回路が設 けられて低圧アキュムレータの瞬時収容量あるいは充填率、または、残量を常時 測定可能で、ホイー ルブレーキから低圧アキュムレータへの圧力流体の排出は、最初は車輪の回転状 態にのみ応じた値から、制御の変更すなわち制御アルゴリズム、制御パラメータ および／または制御頻度により制御中に減少されかつ制限される。 本発明は、基本的には、アンチロック制御を伴う制動期間が、短時間に制限さ れ、駆動動力学的（driving dynamics）に関して実際に危険な状態は制動開始時 にのみ出現するという認識に基づくものである。走行状態は、制動が進行した状 態、および、車両が減速された状態では危険が少なくなる。コーナリング中に制 動するときに、必要とされる横案内力は、車速が低下すると小さくなる。結局、 早期ロックを防止するために、アンチロック制御を伴う制動が開始した直後に、 操向操作が可能となるべきである。 更に、多くの場合には、制御された制動作用が開始した後に、短時間で状態が 変化し、したがって最大減速は必要ではない。制動作用は、車両がまだ動いてい る状態で終了され、あるいは、少なくとも、必要な摩擦係数がタイヤと路面との 間の摩擦係数を越えない程度にまで減速度が低下される。他の状況においては、 車両は短時間で停止に至る。制御された制動作用の継続時間は、初期速度および タイヤと路面との間の摩擦係数にしたがう。 これらの状態から、アンチロック制御機能を作用させる必要性は、制動時間が 増大するにつれて、減少する。本発明はこの利点を用いるものである。 本発明の好ましい観点によると、ダイアゴナル配置の２つ の液圧的に分離されたブレーキ回路が設けられる。各車輪のホイールブレーキは 、入口弁および出口弁として作用する２つの２方向２位置方向制御弁、あるいは 、１の３方向３位置方向制御弁を含む別個の弁組立体により、接続されている。 ブレーキ回路の２つの出口弁すなわち出口弁管路が共通の低圧アキュムレータに 延びる。更に、制動圧発生装置の方向に開の逆止弁により、低圧アキュムレータ を関連するブレーキ回路に接続することができる。低圧アキュムレータは、ブレ ーキ解除後、この逆止弁を介して排出することができる。 入口弁および出口弁が対応する構造を有する場合は、低圧アキュムレータは、 ブレーキ解除後に作動する必要のあるこれらの弁により排出することもできる。 これは、制動圧発生装置の方向に開の上述の逆止弁を不必要とする。 本発明の他の実施例では、１の低圧アキュムレータがダイアゴナル接続のブレ ーキ回路の各ブレーキ回路に設けられている。低圧アキュムレータは、後輪およ び前輪に接続するための２つの別個の入口を有し、アキュムレータが所定の充填 率に達したときに、前輪ブレーキからアキュムレータへの圧力流体流遮断するよ うに形成されている。後輪の制動圧制御のためのアキュムレータの「安全量」を 得ることができる。この配置は、走行安定性を確保するために、制動状況によっ ては有益である。 低圧アキュムレータ内の充填率あるいは残留量は、低圧アキュムレータへの圧 力流体の供給流を定める量を測定しかつ評価することにより決定するのが好まし い。弁作動回数、制 動圧、あるいは制動圧を間接的に表す量が、システムの特性曲線を考慮して評価 される。 本発明によるブレーキシステムの他の実施例では、低圧アキュムレータはピス トンを有し、このピストンは流体を吸引するときにばねの圧力に対して反対方向 に移動することができる。ピストンの位置および移動距離は、移動センサにより 測定される。この場合、低圧アキュムレータのピストンは、所定の充填率に対応 する位置にピストンが達したときに、直ちに、前輪ブレーキから低圧アキュムレ ータへの圧力流体の供給流を遮断する弁部材に結合されるのが好ましい。 更に、本発明により回路あるいは回路段（Schaltkreise oder Schaltschritte ;circuits or curcuit stages）を設けることができ、これはアンチロック制御 が開始した後に低圧アキュムレータ内への圧力流体の排出を制限するもので、１ または、複数の以下の事項を適用することにより行われる。 すなわち： −アンチロック制御が進行した状態での制御回数の減少 −ほぼ一定の後輪側圧力の調整 −道路状態に応じて１あるいはそれ以上の車輪のスリップ制御閾値を上昇 −車両速度を減速して前輪の制御機能を低減する。 このようにして、制御された制動作用の機能を制限することなく、制御中に、 ホイールブレーキからの圧力流体の排出を効果的に減少することができる。 更に、本発明の好ましい観点によると、液圧弁は流量制御 された多方向弁であり、その作用による機能として所定の圧力変動を生じさせる 。 本発明の更に他の実施例では、制御計画あるいは制御理論が、低圧アキュムレ ータの充填率および／またはアンチロック制御の継続に応じて複数の工程で変更 され、実際に、圧力流体流を制限されないアンチロック作用からより圧力流体量 が少量の制御型式まで変更される。 本発明の他の特徴、利点および適用可能性は添付図面を参照する以下の実施例 の説明から明らかとなる。 図中、 第１図は、本発明によるブレーキシステムの主要な液圧部材の概略図である。 第２図は、本発明のブレーキシステムの低圧アキュムレータ他の実施例の断面 の機能的な図である。 第１図における本発明のブレーキシステムは、ペダル作動の制動圧発生装置１ を備え、 この制動圧発生装置は、前方に負圧ブースタ３を配置したタンデム式のマスタシ リンダ２を有する。車輪に設けられるホイールブレーキ４〜７は、２つの液圧的 に分離されたブレーキ回路Ｉ，IIにより、制動圧発生装置１に対してダイアゴナ ル配置で接続されている。右前輪ＶＲおよび左後輪ＨＬがブレーキ回路Ｉに接続 され、他の２つの車輪ＶＬ，ＨＲがブレーキ回路IIに接続されている。本実施例 では、電気的に制御可能な３方向３位置方向制御弁８，９，１０，１１がホイー ルブレーキに接続される各圧力流体管路中に配置されている。 各ブレーキ回路Ｉ，IIは、低圧アキュムレータ１２，１３を有する。３方向３位 置方向制御弁８〜１１の戻り管路は、これらの弁が対応した位置に配置された後 、低圧アキュムレータに接続される。 低圧アキュムレータ１２，１３は、それぞれ前輪および後輪側に接続する液圧 的に分離された入口Ｅ1 ，Ｅ2 およびＥ3 ，Ｅ4 を有する。最後に、逆止弁１４ ，１５で保護された戻り管路が各低圧アキュムレータ１２あるいは１３をブレー キ回路ＩあるいはIIに接続するために設けられている。ブレーキ解除後、低圧ア キュムレータ１２あるいは１３の圧力流体は、戻り管路を通してブレーキ回路Ｉ ，IIあるいはマスターシリンダ２に戻る。 ブレーキシステムの電気部材については図示してない。典型的には、各車輪Ｖ Ｒ，ＨＬ，ＶＬ，ＨＲは、ホイールセンサ（図示しない）を有し、このセンサに より車輪の回転状態を示す電気信号が形成される。センサ信号は電子制御回路装 置（図示しない）により評価され、制御に必要な制動圧制御信号を形成される。 この制動圧制御信号は、電磁作動可能な３方向３位置方向制御弁８〜１１を駆動 して、制動圧制御あるいはアンチロック制御を行う。 第１図のブレーキシステムの低圧アキュムレータ１２，１３は、ばね１６，１ ７の力に抗して移動可能なピストン１８，１９を有する。ピストン１８，１９は 、アキュムレータチャンバ２０，２１を区画する。後輪ブレーキ５，７は、制動 圧減圧段階で、アキュムレータ１２，１３の入口Ｅ２，Ｅ４を 通じて、アキュムレータチャンバ２０，２１に直接接続される。これとは対照的 に、前輪ブレーキ４，６の接続部Ｅ１，Ｅ３は、チャンバ２２，２３を通じてア キュムレータチャンバ２０，２１に接続される。チャンバ２２，２３は、アキュ ムレータチャンバ２０，２１あるいは低圧アキュムレータ１２，１３が所定の充 填率に達すると、直ちに弁部材２４，２５により閉じられる。ブレーキシステム の型式および所定の安全要求にしたがい、充填率は６０％と９０％との間、好ま しくは７０％と８５％との間の範囲とすることができる。減圧中すなわち３方向 ３位置方向制御弁をその第３位置に切換えた後、所定の充填率に達すると、それ ぞれの弁９，１１を通じて圧力流体の排出だけが可能となる。したがって、減圧 は、後輪ＨＬ，ＨＲでのみ可能である。しかし、前輪ＶＲ，ＶＬのホイールブレ ーキ４，６の圧力は、この間、一定に保持される。 低圧アキュムレータ１２，１３の充填状態は、基本的には、弁およびアキュム レータの特性曲線を考慮して弁作動時間を測定しかつ評価することにより定める ことができる。このような「容積パターン（Volumenmodells:volume pattern） 」を形成するときに、制御中におけるブレーキ回路Ｉ，II内の制動圧を考慮する ことが好ましい。この制動圧は、圧力センサで測定し、あるいは、制御開始の際 の車両の減速度あるいは他の基準を公知の態様で評価することにより測定するこ とができる。もちろん、流体の吸引および排出の際に軸方向に可動のアキュムレ ータ１２，１３のピストン１８，１９の移 動距離および位置を、アキュムレータ１２，１３の充填率を測定するために、移 動センサ（図示しない）により、測定することもできる。最終的には、いずれの 手段を採用するかは、製造に要する費用および充填率を定めるために必要な精度 により定まる。 第２図は、アキュムレータ１２，１３に代え、第１図のブレーキシステムに用 いることができる低圧アキュムレータ２６の作用状態を示す。第２図では、前輪 のホイールブレーキへの接続部をＥ５で示し、後輪のホイールブレーキへの接続 部をＥ６で示す。ピストン２７は、低圧アキュムレータ２６の充填率の作用とし て軸方向に移動可能であり、カップ状構造を有する。上述のアキュムレータ１２ （１３）のばね１６（１７）に対応する戻しばね２８は、カップ底部に係合する 。アキュムレータチャンバ２９およびピストン２７の内部は、ピストン２７の壁 部およびアキュムレータ２６のハウジング壁３０の開口を通して前輪用の接続部 Ｅ５に接続されている。しかし、この接続部Ｅ５は流体吸引により軸方向に移動 されるピストン２７が、その壁部で接続部Ｅ５を閉じる位置に達するまでの間の み開いている。この閾値を越えたのち、残留アキュムレータ容積は、減圧段階で 、後輪のホイールブレーキに接続される入口Ｅ６通して圧力流体を受取るために のみ利用できる。アキュムレータ２６は、その構造のみが第１図の低圧アキュム レータ１２，１３と異なるものの、その機能は異なるものではない。 本発明のブレーキシステムの作動は以下の通りである。 アンチロック制御が開始する前は、弁８〜１１は第１図に示す位置を占め、こ れらの弁の入口管路を介して、制限することなく制動圧を増減することができる 。最初は、低圧アキュムレータ１２，１３，２６は空である。制御が開始すると 、不安定になった車輪の３方向３位置方向制御弁が作動される。弁８〜１１の中 間切換位置では、圧力が更に増加するのを中断され、一方、第３切換位置におい て、対応する弁８〜１１の出口管路を通じて減圧することができる。ホイールブ レーキ４〜７内の圧力変動は、弁の作動時間を調整することにより公知の態様で 定めることができる。ブレーキ１の解除すなわちブレーキペダルの解放後に、低 圧アキュムレータ１２，１３に収容された圧力流体は、リセットばね１６，１７ の作用で、逆止弁１４，１５を通してマスタシリンダ２に戻る。 制御された制動作用が開始すると、本発明によるブレーキシステムは、「全装 備のＡＢＳ」すなわち循環ポンプを装備したアンチロックシステムと同様に作用 する。高摩擦係数の状態および「減圧要求」が低い他の制御状態における全装備 ＡＢＳの機能に比して、全体の制動作用に差はない。減圧要求が高い制御された 制動作用では、低圧アキュムレータ１２，１３，２６のアキュムレータ容積が制 限されていることを考慮する必要がある。したがって、流体流の割合は、制御の 変更により、制御中に、劇的に減少する。制御中における再増圧を減速すること 、および、一定圧力を保持することにより、制御の回数を減少する。特に均質な 道路状態に対しては、制御された制動を制限するものではなく、停止距離を長く する ものでもない。 更に、電子式の制動力配分と同様に、後輪ブレーキ内の制動圧が制動中に最適 の摩擦係数に近い一定の値に保持される。 更に、制御期間が増大した状態では、例えば左右の摩擦係数が異なる場合にお ける低摩擦係数側の車輪のスリップ閾値である車輪のスリップ閾値を、瞬時の横 力の必要性に応じて上昇することができる。したがって、より高いスリップ値に 達したときにのみ減圧が開始する。この状況においては、対角線の反対側の後輪 の制御を維持することにより、走行安定性が確保される。 流体流の速度を低減する他の手段は、駆動速度を減少して前車軸側の制御機能 を低減することを含む。低速範囲で操向安定性は僅かに減少する可能性があるが 、しかし、走行安定性は最大限に維持される。 走行状況に応じて流体流の速度あるいは減圧要求を低減することは、制御装置 の設計あるいはプログラムを対応したものとすることにより達成することが可能 である。走行安定性が全てにおいて優先する。特定の環境では、高スリップ値あ るいはロック直前状態への移行は、制御の質を特定の状況に大きく制限すること なく、許容できる。 上述のブレーキシステムは、後輪ブレーキおよび前輪ブレーキに接続するため の独立した入口を有する低圧アキュムレータを備える。この実施例における特別 の特徴は、低圧アキュムレータの充填率にしたがって、前輪の戻り弁管路に対す るアキュムレータの接続を遮断することである。低圧アキュ ムレータの充填がこの所定の制限値に達しかつ越えると、前輪ブレーキを更に減 圧することはできない。しかし、低圧アキュムレータが完全に充填されるまっで は、後輸ブレーキ内を減圧することが可能である。この場合、制御がこの特別な 配置に適応され、車両が停止する前に、減圧するために低圧アキュムレータ内の 自由に利用可能な残留容積を使い果たすことなく、走行安定性を確保するように 変更される。したがって、安全性が確保される。 本発明によると、液圧ポンプに対する必要は、低圧アキュムレータを使用し、 減圧を経済的に行い、更に、制御方向あるいは制御論理を制御の持続および低圧 アキュムレータの充填率にしたがって変更することにより、制御を大きく制限す ることなく、排除される。制御を開始したときに、ホイールブレーキから低圧ア キュムレータ内に制動流体を排出するために十分に多い残留量が得られる限り、 エネルギの供給装置付きアンチロックシステム（全装備のＡＢＳ）に比して、ロ ック防止機能に制限はない。充填率の制限値を超えると直ちに、弁出口管路を通 じて最小の圧力流体排出を達成するために、制御が変更される。 基本的には、アキュムレータの充填率および所定の制限値の超過は、 −システムロジックに容積パターンを形成すること、 −低圧アキュムレータ内の移動制御された弁 および／または −低圧アキュムレータ内の移動センサ により、達成することができる。 容積パターンを形成するため、ホイール圧力、ホイールブレーキの容積吸収、 減圧速度、弁の作動回数、および、システムおよびアキュムレータの特性曲線が 評価され、この特性曲線は、幾何学形状により予め限定される。移動を制御され た弁は、低圧アキュムレータの充填圧力の作用として前輪のそれ以上の減圧を自 動的に中断させる。制御が進行した段階における横案内力の低下あるいは車輪ロ ックは、必要な場合には許容可能である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． ペダル作動の多回路制動圧発生装置と、圧力流体管路中に介挿されて電気 的に作動可能な液圧弁と、制動圧減圧段階でホイールブレーキから排出された圧 力流体を収容しかつブレーキ解除後に制動圧発生装置に圧力流体を戻す低圧アキ ュムレータと、ホイールセンサと、センサ信号を評価して制動圧制御信号を形成 する電子回路装置とを備える電子式アンチロック制御付き液圧ブレーキシステム であって、 前記液圧弁（８〜１１）は、車輪（ＶＲ，ＨＬ；ＶＬ，ＨＲ）のホイールブレ ーキ（４〜７）内の制動圧を個々に制御可能に形成されかつ圧力流体管路中に配 置され、前記センサおよび／または回路は、低圧アキュムレータ（１２，１３， ２６）の瞬時の収容量あるいは充填率あるいは残留量を常時測定可能に設けられ 、ホイールブレーキ（４〜７）から低圧アキュムレータ（１２，１３，２６）へ の圧力流体の排出は、制御中に、最初は車輪の回転状態に応答するのみの値から 、制御すなわち制御アルゴリズム、制御パラメータおよび／または制御回数の変 更により、減少あるいは制限されることを特徴とするブレーキシステム。 ２． ダイアゴナル配置のブレーキ回路を有する２つの液圧的に分離されたブレ ーキ回路（Ｉ，II）が設けられ、各車輪のホイールブレーキ（４〜７）は、入口 弁および出口弁として作用する２つの２方向２位置方向制御弁あるいは１の３方 向３位置方向制御弁（８〜１１）を備える別個の弁組立体により接続され、ブレ ーキ回路の２つの出口弁あるいは２つの出口弁管路は共通の低圧アキュムレータ （１２，１３，２６）に延び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。 ３． 低圧アキュムレータ（１２，１３，２６）が、制動圧発生装置（１）の方 向に開の逆止弁（１４，１５）により、関連するブレーキ回路（Ｉ，II）に追加 的に接続されていることを特徴とする請求項２に記載のブレーキシステム。 ４． 低圧アキュムレータ（１２，１３，２６）は、所定長の信号あるいはパル ス列の形態の信号で駆動される液圧弁により、ブレーキ解除後に空にされること を特徴とする請求項１または２に記載のブレーキシステム。 ５． ダイアゴナル配置のブレーキ回路は、ブレーキ回路（Ｉ，II）毎に１の低 圧アキュムレータ（１２，１３，２６）を有し、この低圧アキュムレータ（１２ ，１３，２６）は、後輪および前輪に接続するための２つの別個の入口（Ｅ1 ， Ｅ2 ；Ｅ3 ，Ｅ4 ；Ｅ5 ，Ｅ6 ）を有し、アキュムレータ（１２，１３，２６） 内の所定の充填率に達したときに、前輪ブレーキ（４，６）からの圧力流体流を 遮断するように形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１に 記載のブレーキシステム。 ６． 低圧アキュムレータ（１２，１３，２６）内の充填率は、この低圧アキュ ムレータ（１２，１３，２６）内への圧力流体の供給流を限定する量を測定しか つ評価することによ り近似的に定められることを特徴とする請求項１から５のいずれか１に記載のブ レーキシステム。 ７． 充填率を定めるために、例えば低圧アキュムレータ特性曲線である弁およ び／またはシステムの特性曲線を考慮して、弁解放回数、制動圧、あるいは、制 動圧を間接的に表す量が評価されることを特徴とする請求項６に記載のブレーキ システム。 ８． 低圧アキュムレータ（１２，１３，２６）は、ばね（１６，２７，２８） の圧力に抗して移動可能なピストン（１８，１９，２７）を有し、このピストン の位置および移動距離が移動センサにより定められることを特徴とする請求項１ から５のいずれか１に記載のブレーキシステム。 ９． 低圧アキュムレータ（１２，１３）のピストン（１８，１９）は、このピ ストン（１８，１９）が所定の充填率に対応する位置に達すると直ちに前輪ブレ ーキ（４，６）から低圧アキュムレータ（１２，１３）への圧力流体の供給流を 遮断する弁部材（２４，２５）に接続されることを特徴とする請求項８に記載の ブレーキシステム。 １０． 請求項１から９のいずれか１あるいはそれ以上に記載のブレーキシステ ムであって、 回路、あるいは、プログラムされた回路が用いられるときに回路段が設けられ 、これらの回路あるいは回路段は、 −アンチロック制御が進んだ状態で制御回数を減少すること、 −後輪側圧力をほぼ一定に調整すること、 −路面状態に応じて１または複数の車輪のホイールスリップ制御閾値を上昇す ること、 −車速を減速して前輪の制御機能を減少すること、 のうちの１あるいは複数の状態により、アンチロック制御が開始した後に、低 圧アキュムレータ（１２，１３，２６）に対する圧力流体の排出を制限すること を特徴とするブレーキシステム。 １１． 液圧弁（８〜１１）は、その作用の機能として所定の圧力変動を生じさ せる流量制御された多方弁であることを特徴とする請求項１から１０のいずれか １に記載のブレーキシステム。 １２． 制御設計あるいは制御原理は、低圧アキュムレータ（１２，１３，２６ ）の充填率および／またはアンチロック制御時間に応じて、制限されないアンチ ロック制御（フル装備ＡＢＳ）から圧力流体流の流量の少ない制御形式に、複数 の段階で変更されることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１に記載のブ レーキシステム。