JPH11501593A - 自動車のブレーキシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明はドライバの意志とは関係なくソレノイドにより作動する制御バルブを有する空気圧ブレーキパワーブースタを含む自動車用ブレーキシステムを開示する。前記制御バルブの位置に影響を与える位置コントローラを有する制御構成が、前記ソレノイドに供給される電圧を示す信号を提供する。ブレーキパワーブースタの独立動作を十分正確に制御するために、本発明によれば、位置コントローラ（１８）がコンパレータ（３３）により提供され、このコンパレータの上流には第２加算器が接続される。減速コントローラ（８）の出力量は鉄心（２９）の速度を示す重み付けされた信号（Ｓ_Aistg）と比較される。前記減速コントローラ（８）の出力量（Ｓ_AW）は前記ソレノイド（２０）のハウジング（３７）に対する前記鉄心（３９）の位置に対応し、前記制御バルブ（１９）の実際の状態に対応する前記行程信号（Ｓ_Aist）は前記ソレノイド（２０）のハウジング（３７）に対する前記鉄心（３９）の実際の状態に対応する。

Description

【発明の詳細な説明】 自動車のブレーキシステム 本発明は油圧ブレーキパワーブースタ及びこのブースタの下流に接続され更に ホールブレーキに接続されたマスタブレーキシリンダを含む作動ユニットを有す る自動車用ブレーキシステムに関し、ブレーキパワーブースタの制御バルブはド ライバの意志に関わらず鉄心を有するソレノイドにより作動し、この鉄心は前記 制御バルブの密閉シートの１つに力伝達接続される。自動車の減速度を示す信号 が入力量として送られる減速コントローラの出力量は前記コンロロールバルブの 位置に影響を与え、加算器内で前記制御バルブの実際の状態を示す信号と比較さ れ、この比較結果を示す制御差は位置コントローラに送られる。この位置コント ローラは前記制御バルブの位置に影響を与え、その出力量は前記ソレノイドに供 給される電流に対応する。 国際特許出願ＷＯ ９５／０３１９６はこの種のブレーキシステムを開示して いる。減速意志信号と実際の減速信号との差（ブレーキ力（ブレーキ力の代表値 又は実際値）に比例する量に対応する）は入力量として上記従来のブレーキシス テムの減速コントローラに送られる。特にブレーキ圧、圧力差は油圧ブレーキパ ワーブースタ内で作動する、又は少なくとも１つの車輪の回転速度を可能な物理 的パラメータとして用いることができる。選択された物理的パラメータに応じて 、減速コントローラはブレーキ圧コントローラ、油圧差動コントローラ、又はホ イール減速コントローラとして構成される。制御差及び要求された代表値傾斜に 対応して、減速コントローラはソレノイドの鉄心の所望位置を計算する。この所 望位置はブレーキパワーブースタの制御バルブが開く条件に直接影響する。 減速コントローラの出力信号は、鉄心位置について送信された実際の値及びソ レノイドに供給された電流を計算に入れて、位置コントローラにおいて更に処理 される。この位置コントローラはソレノイドを作動するための制御量を示す出力 量を有している。 特に、ソレノイドの従来の位置制御には次に示す問題がある。 （１）ソレノイドの統計的非線形システム性能。これは磁力とプロセスパラメー タ（‘磁気電流‘と‘鉄心位置‘）の間の非線形な関係による。 （２）一般に、高程度の運動力学及び弱いシステム減衰。 （３）制御バルブ（制御バルブ特性曲線）の作動直後のソレノイドに対抗する力 は非常に非線形であり、更に位置及び真空度に依存する。制御バルブが開くと、 その反力はソレノイド上の付加的に不安定な影響を与える程度に減少する。 従って、本発明の目的は次に示す特徴を有する制御が可能な手段を開示するこ とである。 ・高精度であること ・高い運動性能（制御されるシステムの特性値＜１msec） ・低いコスト ・ブレーキパワーブースタに直接搭載される制御電子回路の占有空間が少ないこ と ・誤動作に強いこと 更に位置コントローラはブレーキシステムの特性が不安定な領域にあるときで も、ソレノイド鉄心、従って前述の制御バルブ密閉シートを移動するスリーブを 正確に位置決めできなければならない。 本発明によってこの目的は達成される。即ち、位置コントローラはコンパレー タで、その上流には第２加算器が接続され、減速コントローラの出力量は重み付 けされた信号と比較され、減速コントローラの出力量は鉄心の速度を示す出力量 はソレノイドハウジングに対する鉄心の位置に対応し、制御バルブの実際の状態 を示す行程信号は、ソレノイドハウジングに対する鉄心の実際の位置を示す。 この発明の主題に関する好適特徴は請求項第２乃至１０項に示されている。 本発明の特徴及び効果は図面を参照して以下に示す実施例の説明により明らか となる。これらの図面において同一構成要素には同一参照符号が付されている。 図１は本発明のブレーキシステムの概略構成を示す図。 図２は図１の油圧ブレーキパワーブースタの制御グループの軸方向部分断面 図。 図３は図１の減速コントローラの下流に接続された制御構造の第１実施例を 示すブロック図。 図４は制御動作中に発生する量を示す図。 図５は図１の減速コントローラの下流に接続された制御構造の第２実施例を 示すブロック図。 図６は図１の減速コントローラの下流に接続された制御構造の第３実施例を 示すブロック図。 図１に示す本発明による自動車用ブレーキシステムは、主に作動ユニット１、 車両電子コントローラ６、ホイールブレーキ１０、１１、１２、１３、ホイール ブレーキ１０から１３と作動ユニット１の間に構成される圧力変調器９、及びア ンチロック・トラクション滑りコントローラ７を含み、コントローラ７は車両コ ントローラ６と相互に作用し、圧力変調器９に制御信号を発生する。各車輪には ホイールセンサ１４、１５、１６、１７が関連付けられており、これらホイール センサはホイール速度を示す制御信号をアンチロック・トラクション滑りコント ローラ７に送る。作動ユニット１は油圧ブレーキパワーブースタ２（好適に真空 ブレーキパワーブースタ）を含み、これはペダル４を作動することにより動作す る。ブレーキパワーブースタ２の下流にはマスタブレーキシリンダ３（好適にタ ンデムマスタシリンダ）が接続され、このブレーキシリンダ３は圧力室（図示さ れず）が接続され、これは油圧経路２３、２７を介して圧力変調器に接続されて いる。作動パドル４に接続された作動軸５は、制御バルブ１９（概略が示されて いる）の動作を可能とし、このバルブ１９は真空ブレーキパワーブースタ２のハ ウジング内の差動油圧の発生を管理する。ソレノイド２０は制御バルブ１９の独 立動作を可能とする。 図１に示すように、第２電子コントローラ（減速コントローラ）８が車両コン トローラ６の下流に接続されている。車両コントローラ６がたとえば距離センサ から供給された信号Ｅに基づいて発生する減速意志信号Ｖ_Wはコントローラ８に 送られる。信号Ｖ_Wは（第１）加算器２４内で、作動ユニット１により得られる 実際の減速値Ｖ_istと比較される。その結果得られる制御差は減速コントローラ ８に送られ、このコントローラ８は制御バルブ１９を作動するソレノイド２０の 鉄心の調節された所望位置に対応する出力信号Ｓ_AWを有する。鉄心位置の代表値 ＳＡＷは第２加算器２５内で制御バルブ位置の実際の値Ｓ_Aist（この値は例えば 行程センサ（図示されず）により検出できる）と比較され、その結果と しての制御差Ｗは次段の第３コントローラ（制御バルブ位置コントローラ（１８ ））に送られる。この第３コントローラはソレノイド２０を作動するために用い られる制御変数Ｙを有する。減速意志信号Ｖ_wは、例えばブレーキ圧力値当のブ レーキ力に対応する代表値に一致するのが望ましい。この場合、実際の減速値Ｖ_ist は、圧力センサ２６によりマスタブレーキシリンダ３内で確定した圧力値に 対応する。第３コントローラ１８より上位の第２コントローラつまり減速コント ローラ８は、ブレーキ圧コントローラとして構成される。 図２に基本的に示されているように、制御バルブ１９はブレーキパワーブース タ２のハウジング内に密閉及び挿入された制御ハウジング４０内に収納され、又 制御ハウジング４０上の第１密閉シート４１と、作動軸５に接続されたバルブピ ストン４２上に設けられた第２密閉シート４３と、両密閉シート４１、４３に作 用するバルブ部材４４を有する。 作動軸５と独立してブレーキパワーブースタ２の動作を開始するために、第３ 密閉シート２８が第１（４１）及び第２密閉シート４３の間に放射状に挿入され る。密閉シート２８はバルブピストン４２のボール形状延長により提供されソレ ノイド２０（好適にハウジング３７内に配置される）により動作可能で、バルブ ピストン４２に沿って制御ハウジング４０内をスライドする。 ソレノイド２０は、ハウジング３７の内側に取り付けられたガイド部材３８上 を滑るコイル４６と、このコイル内でスライドするシリンダ状の鉄心３９を有す る。鉄心３９はピン４５に取り外しができないように接続され、このピン４５は 一方で案内部材３８内に案内され、他方でハウジング３７を閉じるための閉部材 ４７内で案内される。鉄心３９の軸的に反対側の案内部材３８上に設けられるポ ール表面は、好適に雄テーパであり、ソレノイド２０の力行程特性の線形化を達 成する。作動軸５近傍のその端部で、ピン４５は力伝達プレート４８を移動する 。このプレート４８は好適に四角に設計され、バルブピストン４２の半径方向の 溝４９内に配置されている。プレート４８を介してソレノイド２０により発生し た独立作動力を第３密閉シート２８に伝えることができる。この目的のため、第 ３密閉シート２８が制御ハウジング４０内に挿入され密閉されたスリーブ２９上 に提供され、スリーブ２９は力伝達プレート４８に接続されている。圧縮スプリ ング５１が、閉部材４７内に部分的に突出した鉄心３９と案内部材３８の間に挿 入されている。スプリング５１は鉄心３９をその初期位置に保ち、第３密閉シー ト２８はバルブピストン４２上に提供された第２密閉シート４３に対して軸的に オフセットされている（距離‘ｂ‘参照）。 コイル４６を通電することにより開始する独立したブレーキ動作において、鉄 心３９は図において圧縮スプリング５１の力に対して反対側に右に置かれている 。その結果、第３密閉シート２８は距離‘ｂ‘を克服した後にバルブ部材４４の 密閉表面の突き当たりまで移動する。制御ハウジング４０上の第１密閉シート４ １は、ブレーキパワーブースタ２の圧力室（図示されず）間の接続が除去される ように、この突き当たりで効果的に橋渡しが行われる。続いて、第３密閉シート ２８及びバルブ部材４４は連動し続け、第２密閉シート４３が開き、ブレーキパ ワーブースタ２の排気可能室が排気される。第３密閉シート２８の移動は、鉄心 ３９が案内部材３８に突き当たり、２部品間のスロット‘ｓ‘が０になるまで続 く。作動軸５上の作動力がないと、制御ハウジング４０はバルブピストン４２に 対してある距離だけ進む。この距離はバルブピストン４２の部材を制限する横部 材５２と制御ハウジング４０上の停止表面５３の間の距離に対応する。これは、 バルブピストン４２を作動軸５を介して右に移動し第２密閉シート４３を再び閉 める傾向のあるピストン軸リターンスプリング５４によるためである。第３密閉 シート２８はソレノイド２０とバルブピストン４２間の固定接続のために同期し て移動するので、バルブ部材４４と第２密閉シール４３間のストっとは（‘ｓ− ｂ‘だけ）開き続ける。ブレーキパワーブースタ２の排気室は、それにより大気 に接続され、ブレーキカが発生する。 ソレノイド２０の非作動の後、第３密閉シート２８と共に鉄心３９はスプリン グ５１の動作により左に移動し、その結果第３密閉シート２８が開き、バルブ部 材４４は第２密閉シート４３を閉める。第１密閉シート４１は（前述のように） 開いたままなので、マスタブレーキシリンダ３内の圧力が減少するように、大気 は排気可能室から油圧室間の気泡接続を介して移動する。排気可能室は第１密閉 シート４１を介して、制御グループがその初期位置に戻り、横部材５２がブレー キパワーブースタ２のハウジングにあたるまで排気される。制御ハウジング４０ は、横部材５２の（図中）左側に対して影響し、第１密閉シート４１が閉じるま で移動できる。そしてこのユニットは開放位置となる。 図３は前述の減速又はブレーキ圧コントローラ８の下流に接続された制御構成 を示す。この図のように、第２加算器２５内で生成された制御差ΔＳは、第３加 算器３０内で重み付けされた信号Ｓ_Aistgと比較される。この信号Ｓ_Aistgはソレ ノイド２０の鉄心３９の実際の速度を示す。この実施例において、重み付けされ た信号Ｓ_Aistgは、鉄心の実際の行程を示す信号Ｓ_Aistgを微分することで得られ る微分器３１内で生成された信号である。微分器３１の下流には比例部３２が接 続され、この比例部３２は微分器３１の出力信号Ｓ_Aistgの減衰を確実にする。 ２つの信号ΔＳとＳ_Aistの比較の結果である制御差はコンパレータ３３に送られ 、このコンパレータ３３は前述の位置コントローラ１８を形成する。コンパレー タ３３は最終段３４で増幅されソレノイド２０に送られる電圧Ｕ_EMを活性化及び 不活性化する。 制御動作で発生する前述の量の変化を図４に示す。 減速コントローラ８の下流に接続された制御構成を示す図５の第２実施例にお いて、第２微分器３５が図３で示した微分器３１に並列に接続されている。微分 器３５において、鉄心２９の所望行程を示す信号Ｓ_AWは微分処理を受ける。次に 、第２比例部３６内の減衰の後、第１微分器３１の出力信号Ｓ_Aistgに沿った信 号ＳＡＷは第４加算器５０に送られる。加算器５０内で行われた比較の結果は、 第３比例部５５内の減衰の後、第２加算器３０に送られる。 減速コントローラ８の下流に接続された制御構成の図６に示す第３実施例にお いて、ソレノイド２０の鉄心３９の実際の加速を示す他の追加信号Ｓ_Aistが、更 に制御に取り込まれる。この追加信号Ｓ_Aistはオブザーバ(observer)５６内で鉄 心３９の実際の速度を示す前述の信号Ｓ_Aistと共に生成される。各比例部５７又 は５８での減衰の後、両信号は第２加算器３０に再び送られる。 符号の説明 １：作動ユニット ２：ブレーキ力コントローラ ３：マスタブレーキシリンダ ４：作動ペダル ５：作動軸 ６：車両コントローラ ７：アンチロック・トラクション滑りコントローラ ８：減速コントローラ ９：圧力変調器 １０：ホイールブレーキ １１：ホイールブレーキ １２：ホイールブレーキ １３：ホイールブレーキ １４：ホイールセンサ １５：ホイールセンサ １６：ホイールセンサ １７：ホイールセンサ １８：ピストンコントローラ １９：制御バルブ ２０：ソレノイド ２３：ライン ２４：加算器 ２５：加算器 ２６：圧力センサ ２７：ライン ２８：密閉シート ２９：スリーブ ３０：加算器 ３１：微分器 ３２：比例部 ３３：コンパレータ ３４：最終段 ３５：微分器 ３６：比例部 ３７：ハウジング ３８：案内部 ３９：鉄心 ４０：制御ハウジング ４１：密閉シート ４２：バルブピストン ４３：密閉シート ４４：バルブ部材 ４５：ピン ４６：コイル ４７：閉部材 ４８：力伝達部材 ４９：放射状溝 ５０：加算器 ５１：スプリング ５２：横部材 ５３：停止面 ５４：ピストン軸リターンスプリング ５５：比例部 ５６：オブザーバ ５７：比例部 ５８：比例部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．空気圧ブレーキパワーブースターと、このブースタの下流に接続され更にホ イールブレーキに接続されたマスタシリンダを有する作動ユニット及び減速度を 示す信号が入力量として送られる減速コントローラを備えた自動車用ブレーキシ ステムであって、前記ブレーキパワーブースタの制御バルブは、鉄心を有するソ レノイドによりドライバの意志と無関係に動作し、この鉄心は前記制御バルブの 密閉シートの１つに力伝達可能に接続され、前記コントローラの出力量は前記コ ントロールバルブの位置に影響を与え、又前記出力量は第１減算器で前記制御バ ルブの実際の状態を示す信号と比較され、この比較結果を示す制御差は位置コン トローラに送られ、この位置コントローラは前記制御バルブの位置に影響を与え 、前記位置コントローラの出力量は前記ソレノイドに供給される電流に対応し、 前記位置コントローラ（１８）はコンパレータ（３３）であってこのコンパレ ータの上流には第２加算器（３０）が接続され、前記減速コントローラ（８）の 出力量は前記鉄心（２９）の速度を示す重み付けされた信号（Ｓ_Aistg）と比較 され、 前記減速コントローラ（８）の出力量（Ｓ_AW）は前記鉄心（３９）の前記ソレ ノイド（２０）のハウジング（２７）に対する位置に対応し、 前記制御バルブ（１９）の実際の状態を示す行程信号（Ｓ_Aist）は前記ソレノ イド（２０）の前記ハウジングに関する実際の位置を示すことを特徴とするブレ ーキシステム。 ２．前記鉄心（３９）の速度を示す前記信号（Ｓ_Aist）は、微分器内で前記制御 バルブ（１９）の実際の状態に対応する行程信号（ＳＡｉｓｔ）の時間微分処理 動作によって生成されることを特徴とする請求項１記載のブレーキシステム。 ３．比例部（３２）が前記微分器（３１）の下流に接続されることを特徴とする 請求項２記載のブレーキシステム。 ４．第２の微分器（３５）が設けられ、ここで、前記減速コントローラ（８）の 前記出力量（ＳＡＷ）は時間微分処理動作が施され、その出力は前記鉄心（３９ ）の速度を示す信号（Ｓ_Aist）と共に加算器（５０）に送られ、この加算器（５ ０）の下流には比例部（５５）が接続され、この比例部の出力量は前記第２加算 器（３０）に供給されることを特徴とする請求項２記載のブレーキシステム。 ５．前記鉄心（３９）の速度を示す信号（Ｓ_Aistg）はオブザーバ（３０）にお いて生成されることを特徴とする請求項２記載のブレーキシステム。 ６．比例部（５７）が前記オブザーバ（５６）の下流に接続されることを特徴と する請求項５記載のブレーキシステム。 ７．前記鉄心（３９）の加速度を示す信号（Ｓ_Aist）は前記オブザーバ（５６） から得られ、第２比例部（５８）に送られ、この比例部（５８）の出力信号は前 記第２加算器（３０）内で、前記減速コントローラ（８）の出力量と追加的に比 較されることを特徴とする請求項５記載のブレーキシステム。 ８．前記位置コントローラ（１８）は高速デジタル回路であることを特徴とする 請求項１乃至７の１項に記載のブレーキシステム。 ９．前記高速デジタル回路は不揮発性ロジック（ＡＳＩＣ）を有することを特徴 とする請求項８記載のブレーキシステム。 １０．前記高速デジタル回路は自由にプログラムできる要素（信号プロセッサ、 トランスピュータ：transputers）を含むことを特徴とする請求項８記載のブレ ーキシステム。