JP2013517982A - 制御可能な空圧式ブレーキブースタおよびその作動方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、マスタシリンダに支援力を加える真空式ブレーキブースタならびに真空式ブレーキブースタを作動するための方法に関する。真空式ブレーキブースタの支援力は、調節装置ならびに主制御弁を介して調節することができる。したがって、ブレーキブースタは２つの作動モードで作動可能であり、第１作動モードでは、支援力は調節装置によって調節され、第２作動モードでは主制御弁によって調節される。本発明によるブレーキブースタは、特に液圧式ブレーキシステムおよび別のブレーキシステムの作用が組み合わされたブレーキ装置で使用することができ、液圧式ブレーキシステムのブレーキ作用は、例えば、電気自動車またはハイブリッド車両の回生ブレーキにおける別のブレーキシステムのブレーキ作用に適合される。

Description

車両のブレーキ装置では、車両を減速するためには車両運転手によってブレーキ回路でマスタシリンダ圧が形成される。運転手を支援するために、ブレーキブースタが必要に応じて付加的な支援力を加えることができる。このようなブレーキブースタの可能な実施形態は、例えば、’Kraftfahrtechnisches Taschenbuch（ボッシュ自動車ハンドブック）’ (25. Auflage, BOSCH, Vieweg Verlag ISBN 3528238763, Seiten 805 - 806) に記載されているような負圧式ブレーキブースタである。

同様に、例えば刊行物’Handbuch Fahrerassistenzsysteme’(2009, Vieweg+Teubner Verlag ISBN 978-3-8348-0287-3)に記載されているような能動的な空圧式ブレーキブースタが既知である。このブレーキブースタは、運転手とは無関係に電気制御可能である。このようなブレーキブースタでは、電気式に操作される磁気駆動装置によって円板弁が操作される。

‘Kraftfahrtechnisches Taschenbuch’ (25. Auflage, Bosch, Vieweg Verlag ISBN 3528238763, Seiten 805 - 806) ‘Handbuch Fahrerassistenzsysteme’(2009, Vieweg+Teubner Verlag ISBN 978-3-8348-0287-3)

本発明は、真空式ブレーキブースタならびに真空式ブレーキブースタを作動するための方法に関する。本発明による真空式ブレーキブースタの支援力は、主制御弁ならびに調節装置によって調節することができる。

独立請求項１の特徴を有する本発明によるブレーキブースタは、マスタシリンダに支援力を加える。支援力は主制御弁によって調節することができる。支援力が主制御弁によって調節される場合、ブレーキブースタは第２作動モードに設定されている。同様に、支援力を調節装置によって調節することもでき、この場合、ブレーキブースタは第１作動モードに設定されている。主制御弁および調節装置によって支援力を調節する可能性により、ブレーキブースタの幾何学形状および／または設計により規定された特性に基づいて第２作動モードでブレーキブースタを作動することが可能となり、これに対して、第１作動モードではこの特性を調節装置によって調節／変更することができる。ブースタ特性は、この場合、もはやブレーキブースタの幾何学形状のみに依存していない。ブレーキブースタの特性は、ブレーキペダルの操作距離とブレーキブースタによって加えられる支援力との関係、または運転手力と、運転手によって規定された操作距離におけるブレーキブースタの支援力との関係である。ブレーキブースタの支援力を、主制御弁を介してだけでなく調節装置によって調節できることにより、有利には、特にブレーキブースタによってブレーキ圧を形成することのできる液圧式ブレーキシステムのブレーキ作用を別のブレーキシステムのブレーキ作用に適合させる必要のあるブレーキ装置でブレーキブースタを用いることが可能である。このようなブレーキ装置は、例えば、液圧式ブレーキシステムの他に別の回生ブレーキシステムを備えるハイブリッド自動車または電気自動車である。例えば、加えられた回生ブレーキ作用に応じて真空式ブレーキブースタの支援力を低減した場合、ブレーキブースタの使用を減らすことになり、使用される構成部分の摩耗が低減される。

同様に、例えば、ブレーキディスク・ワイパまたはホイールブレーキの前充填などの機能のために、調節装置を介してブレーキブースタを能動的に制御する可能性が生じる。調節装置によって、また主制御弁を介してブレーキブースタの支援力を調節できることにより、有利には、調節装置が故障した場合にフォールバックプランが提供されている。この場合、このフォールバックプランは、通常の真空式ブレーキブースタの作動形式に相当する。本発明による真空式ブレーキブースタは、支援力を調節するために弁に電流を加えればよいので、わずかな消費電力で支援力を調節することができるという利点を有する。独立請求項は有利な構成および改良形態を含む。

したがって、有利には調節装置はブレーキブースタの第１チャンバに空圧式に接続される。同様に、調節装置は真空式ブレーキブースタの主制御弁に空圧式に接続される。このようにして、例えば第１作動モードで調節装置によってブレーキブースタの第１チャンバを通気し、これにより支援力を調節することが可能である。主制御弁と調節装置との間の空圧接続により、この場合にのみ主制御弁を介して第１チャンバも同様に通気することができる。

有利な構成では、調節装置はブレーキブースタの第２チャンバおよび真空源に空圧式に接続されている。調節装置がブレーキブースタの第２チャンバにも接続されていることにより、第１チャンバに供給された空気を第１チャンバから再び排出し、第２チャンバおよび／または真空源に案内することもできる。上述のように、調節装置によって、有利には第１チャンバを通気することによってブレーキブースタの支援力を調節し、特に高めることができる。真空源および／またはブレーキブースタの第２チャンバとの付加的な接続によって、調節装置により排気を行うことによりブレーキブースタの支援力を減じることもできる。

さらに、調節装置は、調節装置と周辺との空圧接続を遮断するための第１遮断手段と、調節装置と主制御弁との間の空圧接続を遮断するための第２遮断手段とを備える。これら第１および第２遮断手段は、弁の形式で設けられていてもよい。これらの弁は制御可能であり、したがって、調節装置と主制御弁との間の空圧接続ならびに調節装置と第１チャンバとの間の空圧接続を、第１および第２作動モードで適宜に不可欠な弁位置に対応するように制御することができる。

有利な構成では、第１遮断手段は非通電状態で閉じられた常に調節可能な弁であり、第２遮断手段は、非通電状態で開かれた切換弁である。以下では第１遮断手段を制御弁としても示し、第２遮断手段を遮断弁としても示す。

有利な構成では、ブレーキブースタの第１チャンバは調節装置に接続されており、調節装置はブレーキブースタの第２チャンバに接続されている。このために、調節装置は第３遮断手段を備える。第３遮断手段は、ブレーキブースタの第２チャンバと調節装置との空圧接続を遮断することを可能にする。通気時の相互干渉、すなわち、真空源および／またはブレーキブースタの第２チャンバとの不都合な接続を第３遮断手段によって抑制することができる。第３弁は、有利には非通電状態で閉じられた弁である。非通電状態で閉じられた弁が常に調節可能な弁である場合には特に有利である。常に調節可能な弁により第１チャンバを制御して排気することができる。

有利な実施形態では、本発明による真空式ブレーキブースタは、運転手によって加えられた操作力を受け止める入力素子の位置を決定するために第１手段と、真空式ブレーキブースタのケーシングに対してブレーキブースタの位置を決定するための第２手段とを備える。車両運転手は多くの場合ペダルまたはレバーの操作によってブレーキ要求を規定する。本発明によるブレーキブースタでは、これにより、入力素子の変位、すなわち入力素子の位置変化が生じる。入力素子の停止位置を起点として、この位置変化は入力素子の絶対距離または操作距離に相当する。この操作距離を決定するために、本発明によるブレーキブースタでは位置センサの形態の第１手段が設けられている。同様に、別の位置センサによってブレーキブースタのケーシングに対するブースタボディの変位距離を決定することができる。この位置センサの信号に基づいて、入力素子およびブースタボディの相対変位を決定することができる。ブースタボディと入力ロッドとの間の相対変位は、増幅比、すなわち、支援力と運転手の入力との間の比率を調節することができる変数である。

代替的な構成では、入力素子とブースタボディとの相対変位を距離差センサによって直接に検出することもできる。

本発明によるブレーキブースタの別の実施形態では、ブレーキブースタの第１チャンバと第２チャンバとの間の圧力差を検出することのできる差圧センサが設けられていてもよい。この変数も支援力を調節するために使用することができる。

さらに、ブレーキブースタの支援力は制御装置（１４）によって調節されるように構成されており、この制御装置は、特に入力素子もしくはブレーキブースタの位置を決定するための第１手段（８）および第２手段（９）、および／または相対変位を決定するための手段および／または差圧を決定するための手段（１２）の信号を使用して、少なくとも第１遮断手段（６）および第２遮断手段（７）を制御する。このようにして、第１および第２作動モードで、調節装置の弁の位置を作動モードに適合させ、第１作動モードで調節装置の制御弁を制御することによって支援力を調節することができる。このために、制御装置では、使用された位置センサもしくは距離差センサおよび／または差圧センサの信号を制御のために使用することができる。

別の有利な実施形態では、制御装置は、第１、第２および第３弁を制御し、ブレーキブースタの対応したチャンバを通気および／または排気する。したがって、対応した弁の制御により、常に現在の走行状態に関連した空圧経路が開かれているか、または閉じられている。

本発明による方法を記載している独立請求項によれば、本発明によるブレーキブースタの支援力は、調節装置と主制御弁との間の空圧接続が遮断されている場合に第１作動モードで周辺と調節装置との間の空圧接続を形成することにより調節される。本発明による方法の主制御弁は、調節装置を介してのみ周辺に接続されているか、または接続することができるので、この請求項に記載の技術的教示により、調節装置との空圧接続を遮断することにより主制御弁は周辺から分離される。空圧式ブレーキブースタでは、一般にブレーキブースタのチャンバは主制御弁を介して外気を供給され、これにより、空圧式ブレーキブースタの第１チャンバと第２チャンバとの間の圧力差、ひいては支援力も調節される。主制御弁は空圧接続部の遮断によって作動停止された場合、もはや調節に貢献することができない。したがって、支援力は調節装置によって調節することが可能である。これにより、上述のように、ブレーキブースタの幾何学形状または構成によって規定されない、またはこれらのみによって規定されない特性によりブレーキブースタを作動することが可能である。

本発明による方法では、調節装置と主制御弁もしくは周辺との空圧接続が制御弁もしくは遮断弁の制御によって形成または遮断される。制御弁は常に遮断可能な弁なので、２つの弁位置、開放位置もしくは閉鎖位置が可能であるのみならず、弁が中間位置に移動するように制御することもできる。

本発明による方法の別の実施形態では、調節装置とブレーキブースタの主制御弁との間の液圧接続が遮断されている場合に加えられた支援力が適宜な液圧接続によって調節されるように構成されている。この場合、周辺と調節装置との間に液圧接続が形成され、これにより、ブレーキブースタの第１チャンバが通気される。これにより、支援力の構成に際して支援力が調節される。排気により支援力を低減したい場合には、さらに調節装置、ブレーキブースタの第２チャンバおよび／または真空源の間に空圧接続が形成される。主制御弁との接続が遮断されているという事実に基づき、支援力が運転手とは無関係に調節されるか、もしくは調節できることが確保される。この場合、空圧接続の形成および／または遮断は、第１、第２および第３遮断手段の制御により行われる。

さらに、調節すべき支援力と入力素子の位置との関係を規定することができる。これは、特にブレーキブースタの制御装置に保存された少なくとも１つの特性線の形式で行われる。制御装置に特性線を設けることにより、ブレーキブースタの特性をソフトウェア側で調節することが可能である。同様に、ブレーキ挙動を気温、ブレーキもしくはブレーキ装置の運転温度などの環境条件、所望の走行形式または走行状況に適合させるために、車両運転手がブレーキブースタの適宜な特性線を選択することも可能である。同様に、上記変数に関係しているか、またはブレーキブースタの特性を表すさらなる変数のために特性線が格納されていることも可能である。当然ながら、場合によってはブレーキシステム内に適宜なセンサを設ける必要がある。

第２作動モードでは、ブレーキブースタの支援力が主制御弁の操作によってのみ調節されるように構成されている。このために、遮断弁ならびに調節装置の制御弁は通電されないように構成されている。このようにして、ブレーキブースタを従来のように作動することができ、これは、電力故障または調節装置の故障時のフォールバックプランとなる。

別の実施形態によれば、調節装置の第３遮断手段、すなわち、第１チャンバを排気するための装置を第２チャンバおよび／または真空源に接続する弁は、同様に非通電状態で閉じられている。これにより、この実施形態でも空圧式ブレーキブースタの従来の作動が可能である。

本発明による方法の別の実施形態では、総ブレーキ装置の一部である液圧式ブレーキシステムの一部として真空式ブレーキブースタを作動するように構成されている。この場合、総ブレーキ装置は、液圧式部分ブレーキシステムの他に、別の部分ブレーキシステムを備えている。本発明による方法では、真空式ブレーキブースタの支援力を調節もしくは適合させ、これにより液圧式部分ブレーキシステムのブレーキ作用を別の部分ブレーキシステムのブレーキ作用の変化に適合させるように構成されている。

本発明によるブレーキブースタを作動することのできる自動車の液圧式ブレーキシステムを示す概略図である。 本発明によるブレーキブースタを作動することのできる自動車の液圧式ブレーキシステムを示す概略図である。 本発明によるブレーキブースタを作動することのできる自動車の液圧式ブレーキシステムを示す概略図である。

本発明による総ブレーキ装置の液圧式部分ブレーキシステムを例示的に示す。総ブレーキ装置は、液圧式部分ブレーキシステムの他に別の部分ブレーキシステム、例えば、回生ブレーキシステムを備える。図１に示す液圧式部分ブレーキシステム１６は、この場合、空圧式ブレーキブースタ１、ブレーキマスタシリンダ２、制御装置１４、調節装置３および真空源２２を備える。ここでは、車両に設けられた、ブレーキラインを含むホイールブレーキのためのＥＳＰ液圧ユニット２５ならびに圧力・容積素子２６が示されている。ＥＳＰ装置２５の種類およびホイールブレーキ２６についてはここではさらに説明しない。当然ながら、種々異なるブレーキ回路分配、および、例えばアンチロック機能を有する液圧ユニットの種々異なる構成が可能である。ブレーキマスタシリンダ２には、運転手および／またはブレーキブースタ１によって操作力を加えることができる。これにより、ブレーキマスタシリンダのピストンが変位され、接続されているブレーキ回路にブレーキ液容積を取り込み、これにより、ホイールブレーキシリンダ内の圧力上昇、ひいては、車両のためのブレーキ作用がもたらされる。この場合、ブレーキ回路における圧力配分は、既知の形式でＥＳＰ液圧装置によって調整／規定することができる。さらに、液圧式部分ブレーキシステムは、必要に応じて運転手とは無関係にブレーキ圧容積をブレーキシステムから取り出し、および／またはブレーキシステムに追加することのできる適合装置を備える。このような適合装置は、例えば、シリンダを有するピストン、ピストンのためのギアおよびモータからなっていてもよい。

空圧式ブレーキブースタ１は、図１に概略的に示すように、主に第１チャンバ４および第２チャンバ１３を備えるブースタハウジング１１からなる。チャンバ４および１３は可動ダイアフラム１８によって相互に分離されている。このダイアフラム１８には、ブースタボディ１０が取り付けられている。ブースタボディ１０によって、反応ディスク２０およびガイド部分２１を介してブレーキマスタシリンダ２を操作するための支援力をピストンロッド１９に加えることができる。ブレーキマスタシリンダ２は、ここではダンデム式ブレーキシリンダとして示されているが、これは本発明にとって限定的なものとして理解されるべきではない。ガイド部分２１とブレーキマスタシリンダとの間には弾性素子、例えば圧縮ばね２９が取り付けられている。この圧縮ばねはピストンロッド１９を包囲している。圧縮ばねは、ガイド部分２１、およびこれに結合されたピストンロッド１９を戻すための役割を果たす。

第２チャンバ１３は、図１に負圧ポンプとして示す負圧源２２と液圧接続されている。代替的に、オットー・エンジンの吸気管との接続が設けられていてもよい。第１チャンバ４は、空圧接続部２３を介して調節装置３に接続されており、調節装置３を介して外気に接続されている。調節装置３によって外気との接続を遮断することができる。このために、調節装置３は非通電状態で閉じられた常に調節可能な制御弁６を備える。この制御弁は制御ユニット１４によって制御される。第１チャンバ４と制御弁６との間には空圧接続部２３が分岐しており、非通電状態で開かれた遮断弁７を介して第１チャンバをブレーキブースタの主制御弁５に接続している。遮断弁７は、同様に制御ユニット１４によって制御可能である。空圧接続部２３の分岐により、遮断弁７および主制御弁５は弁７および５の貫流位置で第１チャンバを同様に外気に接続することができる。空圧式ブレーキブースタでは、非操作状態では第１チャンバ４および第２チャンバ１３が同じ圧力レベルを有し、多くの場合にはチャンバ１３の負圧レベルを有する。

第１チャンバ４と外気との接続により、制御弁６または主制御弁５を介して外気が第１チャンバ４に流れ込み、より高い圧力が設定される。このようにして生じた第１チャンバ４と第２チャンバ１３との間の差圧に基づき、ダイアフラム１８、厳密にはここには図示しない隔壁に力が作用する。この力は、ダイアフラムと結合されたブースタボディ１０がブレーキマスタシリンダ２の方向に移動し、これにより、既に述べた車両ブレーキを操作するための支援力を生成する。このようにして、ブレーキブースタ１の力が液圧式ブレーキシステムに取り込まれる。

この場合、第１チャンバ４で設定された圧力は、運転手のブレーキ規定と結び付けられていてもよい。このために、運転手が主制御弁５を開くことができ、この場合に運転手はブースタボディ１０に対して入力ロッド２４の相対変位を規定する。主制御弁５の一部を入力ロッド２４によって変位することができ、これにより、弁が開放される。これに対して主制御弁５の第２部分は、ブースタボディ１０および／またはダイアフラム１８に接続されており、これらと共に動く。

上述のように、空圧式ブレーキブースタは、２つの作動モードで作動することができる。機械式モードでは、ブレーキブースタは従来の空圧式ブレーキブースタのように作動され、ブレーキブースタの支援力が主制御弁５によって調節される。「機械式」は、運転手がブースタボディ１０に対して入力ロッド２４を変位することにより主制御弁５が開かれることに関係している。開かれた主制御弁５を通って外気が第１チャンバ４に流れ込む。既に述べたように、これにより、ダイアフラム１８、およびこれに結合されたブースタボディ１０が入力ロッド２４の移動方向に変位される。主制御弁５は、所望の力均衡が得られるとすぐに閉じる。入力ロッド２４と弾性素子２０との間には、遊びが設けられていてもよい。この遊びは、図１に示したブレーキブースタの操作状態では克服されている。遊びが克服されていない場合には、運転手によって加えられた操作力の弾性素子への力伝達は行われない。この場合、運転手は、戻しばね２８、および必要に応じて弁に対してのみ踏み込む。これに対して、例えば、必要に応じて制御されたブースタボディ１０の適宜な移動または反応ディスク２０の変形により遊びが克服された場合には、運転手はブレーキブースタの支援力に加えてブレーキマスタシリンダを操作するための力を加える。

制御された作動モードでは、ブレーキブースタは調節装置３によって作動することができる。この制御された作動モードでは、主制御弁は調節装置３によって作動停止され、この場合に遮断弁７が閉じられるように制御ユニット１４によって制御される。したがって、主制御弁５および遮断弁７を介して外気が第１チャンバ４に到達することはもはやない。外気の供給は、いま制御ユニットによって制御された制御弁６を介して行われる。この制御弁は常に調節可能な弁なので、２つの弁位置、すなわち、開放位置もしくは閉鎖位置が可能であるのみならず、中間位置に移動されるように弁を制御することもできる。空気の供給は切換弁によって行うことができる。供給量は、常に調節可能な制御弁においても、切換弁においても、それぞれ使用される弁の制御によって調節することができる。制御とは、この場合、特に所要時間および弁位置を規定する制御プロトコルである。このように空気を制御して供給することにより、ブレーキブースタの制御を運転手に関係して行うことも、運転手とは無関係に行うことも可能となる。

したがって、ブレーキブースタおよび／または運転手によってブレーキ作用を誘起することができる。

制御された作動モードで調節装置３によってブレーキブースタ１を制御するためには、制御装置１４にセンサの信号が供給される。第１センサユニット８は、入力素子２４の操作距離を検出する。同様に、入力素子２４の操作距離を表す変数を検出することもできる。

さらに、ブースタケーシング１１に対するブースタボディ１０の変位距離または変位距離を表す変数を検出するセンサユニット９が設けられている。

センサユニット９および１０の信号を組み合わせることもでき、これにより、入力ロッド２４およびブースタボディ１０の相対変位を検出することもできる。同様に、距離差センサ（図示しない）が相対変位を決定するために設けられていてもよい。

さらに、第１チャンバ４と第２チャンバ１３との間の差圧または差圧を表す変数を決定するためのセンサユニットが設けられていてもよい。同様に、それぞれのチャンバ内の圧力を別個に検出する２つのセンサによって差圧を検出してもよい。

弾性素子２０、ひいてはガイド部分２１に、ブレーキブースタ１によって支援力を加えることができるだけではなく、同様に運転手が弾性素子に操作力１５を加えることができる。しかしながら、このためには上記遊びは克服されている必要がある。ブレーキブースタの制御により、いつ遊びが克服されるかを調節することができる。これは、所定の遊びまたは液圧式ブレーキシステム内における所定の圧力に基づくものであってもよい。遊びを調節するためのさらなる複数の点を考慮することができる。

調節装置によるブレーキブースタの作動は以下のようにして行われる。運転手は操作力１５を加え、入力素子２４を変位する。これは、運転手のブレーキ要求を示す。上記センサユニットを用いて相対変位を検出することができる。相対変位は主制御弁５の開放をもたらす。制御された作動モードでは、制御装置１４は遮断弁が閉じられるように制御する。これにより、主制御弁５はもはや作動していない。検出された入力ロッド２４とブースタボディ１０との相対変位は、ブレーキブースタを制御するための制御装置１４によって使用される。随意に、必要に応じて付加的に差圧センサ１２の信号を使用することができる。これらの信号を利用して、制御ユニット１３は調節装置３、より正確には制御弁６および遮断弁７を制御する。ブレーキブースタにより支援力を加えるために、制御装置は制御弁６を開放するように制御され、外気と第１チャンバ４との間の接続が形成される。特に制御弁は連続的に開かれる。しかしながら、脈動させた開放も同様に可能である。開放形式、特に所要時間によって、第１チャンバ４に生じる圧力を調節することができる。第１チャンバ４と第２チャンバ１３との間の圧力差から、ブレーキブースタの支援力が生じる。

このようにしてブレーキブースタの支援力を運転手とは無関係に調節することができる。ペダル位置、すなわち入力素子２４の変位距離によって規定される運転手のブレーキ要求と、調節される支援力との間の関係は、自由に規定可能である。同様に、ブレーキブースタの制御によって遊びを調節することができる。調節装置３の制御は、制御装置１４に格納されている特性線に基づいて行うことができる。例えば、第１チャンバ４内の調節すべき圧力と相対変位１４との間の関係を格納しておいてもよい。したがって、ブレーキブースタの特性はソフトウェア側で設定することができる。

別の構成では、ブレーキブースタ１は、図２に示すように調節装置３３に接続されていてもよい。調節装置３３は、既に図１に示した弁６および弁７の他に第２制御弁３０を備える。第２制御弁３０は、空圧接続によってブレーキブースタ１の第２チャンバ１３に接続されている。同様に第２制御弁３０は制御弁６および遮断弁７と空圧接続している。第２制御弁３０は、非通電状態で閉じられた弁、特に非通電状態で閉じられた常に調節可能な弁３０である。第２制御弁３０によって、ブレーキブースタ１の支援力を低減することができる。このために、遮断弁７が閉じられており、制御弁６が閉じられている場合に第２制御弁３０が開かれる。これにより、ライン３１を介して第１チャンバ４は第２チャンバ１３と空圧接続する。この場合、空圧接続部３１は、ブレーキブースタ１に直接に連結されていてもよいし、同様に、ライン３１が真空源２２とブレーキブースタ１の第２チャンバ１３との間の接続ラインに開口していることも可能である。空圧ライン３１を介したこのような接続を形成することにより、第１チャンバ４を第２チャンバ１３に排気するか、および／または真空源２２を介して排気することができる。第１チャンバ４と第２チャンバ１３との間の圧力差がこのようにして低減されるので、これにより、ブレーキブースタ１の支援力が低減される。第２制御弁３０の制御は、他の弁の制御について説明したのと同様に制御装置１４によって行うことができる。このために、第２制御弁３０は、データ／信号ラインを介して制御装置１４に接続されていてもよい。第２制御弁の開放は種々異なる形式で行うことができる。したがって、第２制御弁３０は連続的に開くように構成されていてもよいし、脈動させて開放を行ってもよい。同様に排気の経過を調節するために常に調節可能な制御弁の開度を適宜に選択することもできる。排気は、この場合、第1チャンバ４と第２チャンバ１３との間の望ましい圧力差が得られるまで行ってもよい。排気時には、真空ポンプ２２が作動されず、まず第２チャンバ１３への排気が行われるように構成してもよい。完全な排気を行うためには、次いで真空ポンプを再び作動してもよい。しかしながら、真空ポンプを持続的に作動し、したがって、真空源２２を介して直接に排気することも同様に可能である。

第１チャンバ４を排気するために調節装置３３に第２制御弁３０を設けることにより、意図的に／制御して排気を行うことができ、これにより、支援力減衰をコントロールすることが可能である。特に運転手とは無関係に、支援力を形成および減衰する可能性は、以下に説明するように回生ブレーキシステムの作動時には極めて重要である。例えば、制動終了後に第１チャンバ４を完全に排気することも可能である。図示しない実施形態では、調節装置３は空圧式に真空源に直接に接続してもよいし、またはブレーキブースタの第２チャンバ１３に直接に接続してもよい。真空源２２および第２チャンバ１３の接続部にライン３１が開口していることは不可欠ではない。

非操作状態では、ブレーキブースタの第１チャンバ４および第２チャンバ１３が双方とも排気されている必要がある。これは、ブレーキブースタの第１チャンバ４を真空源に接続する図1および図２に示していない機構によって確保することができる。このような機構ならびにこのような機能は、例えばブレーキブースタの制御弁に組み込まれていてもよい。同様に、図２に示した実施形態に基づいた別の実施形態では、別の遮断弁３４が設けられていてもよい。この実施形態は図３に示されている。遮断弁３４の接続方式は、限定することなしに図１の第１実施形態に転用することもでき、したがって、さらに説明しない。しかしながら、ここでは真空源２２および／または第２チャンバ１３との別の接続部を設ける必要がある。

空圧接続部３５を介して、遮断弁３４は主制御弁５および調節装置３３に接続されているか、もしくは第１実施形態では調節装置３に接続されている。この場合、接続部３５は調節装置の側で弁７に開口している。遮断弁３４は非通電状態で開かれた切換弁である。さらに、遮断弁３４は、ライン３１もしくは第１実施形態では上記別の接続部と空圧接続されている。遮断弁３４によって、真空供給部２２と第１チャンバ４との間の遮断可能な接続が形成可能である。弁３４は、ブレーキペダルを介したブレーキブースタの操作時に機械的に閉じられる。

ブレーキプロセスを実行するためのブレーキ操作時には、まず弁３４が操作され、真空供給部３４との接続が遮断される。次いで第１チャンバが主制御弁５を介して、または上述のように調節装置３もしくは調節装置３３を介して通気される。これにより、ブレーキブースタ１の支援力を誘起する圧力差が生じる。

ブレーキブースタ１が操作されていない状態で遮断弁３４を介して第１チャンバ４が排気されることに加えて、遮断弁３４によって主制御弁５または制御弁６の漏れが生じた場合に安全性が付与される。制御弁６および／または主制御弁５で意図的でない空気流入が生じた場合には、意図しない制動につながる場合がある。第１チャンバ４の意図的でない通気には真空源により反作用を及ぼすことができる。漏れが生じた弁５および／または弁６と真空源との接続は、この場合、弁３５のみを介して、または付加的にさらに遮断弁７を介して得ることができる。

同様に、第２実施形態では弁３０ならびにライン３１を介した主制御弁５または制御弁６の漏れ防止を保障することができる。しかしながら、弁３０は非通電状態で閉じられた弁なので、制御装置によって弁３０を制御する必要がある。第１チャンバと真空供給部（２２）との接続は、この場合、ライン２３を介して行われる。

一般に、主制御弁５ならびに制御弁６と真空供給部２２との接続は、弁３０および弁３４を介して、または同時に２つの弁を介して行うことができる。

調節装置３を介してブレーキブースタの支援力を調節する可能性により、液圧式ブレーキシステムの他に別のブレーキシステム、例えば回生ブレーキシステムを備える総ブレーキ装置でブレーキブースタ１を使用することができる。総ブレーキ作用における回生ブレーキシステムの割合が変化した場合には、液圧式ブレーキシステムのブレーキ作用をこの変化に適合させ、特に回生ブレーキシステムにおける変化が生じた後のブレーキ作用に適合させる必要がある。このために、調節装置によってブレーキブースタの支援力を増減し、これにより、ブレーキ作用に適合させることができる。支援力の低減により生じる液圧式ブレーキシステム内に圧力変化により、入力素子２４、ひいてはブレーキペダルが変位される。このような変位を防止するために、冒頭に述べた適合装置２７によってブレーキ液容積をブレーキシステムから取り出し、および／またはブレーキシステムに追加することができ、これにより、入力素子の変位を防止することができる。

車両または制御装置／調節装置の電源が故障した場合には、ブレーキブースタを再び通常の機械式作動モードで作動することができる。これは、非通電状態で開かれた遮断弁７および非通電状態で閉じられた制御弁６によって確保されている。別の実施形態では、非通電状態で閉じられた第２制御弁３０によって同様にブレーキブースタを調節装置なしに通常のように機械式に操作する可能性が得られる。

上記作動モードは、制動過程で互いに排除し合わない。これらの作動モードを並列させることが可能であり、例えば、まずブレーキ圧が低い場合に従来の形式、すなわち第２作動モードで制動してからはじめて制御された作動モードに切り換えることができる。または、これとは逆の切換を行うこともできる。これにより、極めて可変のブースタ特性線を示すことができる。同様に、遮断弁７による主制御弁５の完全な分離が得られない場合には作動モードを重ねることも可能である。したがって、ブレーキブースタの第１チャンバを制御弁６によっても主制御弁５によっても通気することができる。しかしながら、この場合、遮断弁７は常に調節可能な弁として構成されている必要がある。

同様に、制御ユニットが、運転手とは無関係な信号を制御のために使用している場合には、ブレーキブースタを調節装置３によって能動的に作動することも可能である。自動的な非常ブレーキ、前方を走行する自動車との間隔調整のためのブレーキ作用、またはブレーキディスク・ワイパなどの機能も考えられる。

入力素子２４を介したブレーキ装置の操作時に、一般に運転手は、例えば、戻しばね（２９，２８）の反作用ならびにブレーキマスタシリンダ２、ピストンロッド１９、ガイド部分２１および反応ディスク２０を介した液圧式ブレーキシステム自体の反作用などを含む様々な反作用を感じる。

回生ブレーキシステムのブレーキ作用が変化した場合に適合装置２７を作動することにより、液圧式ブレーキシステムの反作用が変化する。ブレーキブースタの支援力の変化により、液圧式ブレーキシステムの反作用の変化を運転手にわからないようにすることができる。

このようにして、上述のように入力素子の位置を保持ことができるだけでなく、そのときの操作位置で運転手が期待する反作用を感じることも保障されている。本発明によるブレーキブースタは、制御可能なブレーキブースタとして使用できるだけでなく、回生ブレーキ時に発電機モーメントと混合された場合に適合装置と接続してペダル感覚シミュレータとして使用することもできる。

図示の全ての実施形態では、同一のケーシングを有するブレーキブースタ１およびブレーキマスタシリンダ２が示されている。これは不可欠ではない。同様に、ブレーキブースタおよびブレーキマスタシリンダは固有のケーシングを備え、これにより、別個の構成部分として提供されていてもよい。

Claims (23)

1. マスタシリンダに支援力を加える真空式ブレーキブースタ（１）において、
   真空式ブレーキブースタが、支援力を調節するための調節装置（３）と、支援力を調節するための主制御弁（５）とを備え、支援力が、第１作動モードでは調節装置（３）によって調節され、第２作動モードでは主制御弁（５）によって調節されることを特徴とする、真空式ブレーキブースタ（１）。
2. 前記調節装置（３）が前記ブレーキブースタ（１）の第１チャンバ（４）ならびに真空式ブレーキブースタ（１）の前記主制御弁（５）に空圧式に接続されている、請求項１に記載の真空式ブレーキブースタ（１）。
3. 前記調節装置（３）が、前記ブレーキブースタ（１）の第２チャンバ（１３）および／または真空源（２２）に空圧式に接続されている、請求項２に記載の真空式ブレーキブースタ。
4. 前記調節装置（３）が、
   調節装置（３）と周辺との空圧接続を遮断するための第１遮断手段（６）と、
   調節装置（３）および主制御弁（５）の間の空圧接続を遮断するための第２遮断手段（７）とを備え、
   第１遮断手段（６）が非通電状態で閉じられた弁、特に常に調節可能な弁であり、第２遮断手段（７）が、非通電状態で開かれた弁、特に切換弁である、請求項２に記載の真空式ブレーキブースタ。
5. 調節装置（３）が、調節装置（３）とブレーキブースタ（１）の第２チャンバ（１３）および／または真空源（２２）との空圧接続を遮断するための第３遮断手段（３０）を備え、該第３遮断手段（３０）が、非通電状態で閉じられた弁、特に常に調節可能な弁である、請求項３または４に記載の真空式ブレーキブースタ。
6. 前記真空式ブレーキブースタ（１）が、運転手によって加えられた操作力を受け止めるための入力素子（１７）の位置を決定するための第１手段（８）と、真空式ブレーキブースタ（１）のケーシング（１１）に対してブレーキブースタ（１０）の位置を決定するための第２手段（９）とを備える、請求項１に記載の真空式ブレーキブースタ（１）。
7. 前記真空式ブレーキブースタ（１）が、運転手により加えられた操作力を受け止めるための入力素子（１７）とブースタボディ（１０）との相対変位を決定するための手段を備える、請求項１に記載の真空式ブレーキブースタ（１）。
8. 前記ブレーキブースタが、真空式ブレーキブースタ（１）の第１チャンバ（４）と第２チャンバ（１３）との間の差圧を決定するための手段（１２）を備える、請求項１に記載の真空式ブレーキブースタ（１）。
9. 前記ブレーキブースタの支援力が制御装置（１４）によって調節され、該制御装置が、特に入力素子もしくはブレーキブースタの位置を決定するための第１手段（８）および第２手段（９）、および／または入力素子（１７）とブースタボディ（１０）との相対変位を決定するための手段（図示しない）および／または差圧を決定するための手段（１２）の信号を使用して、少なくとも第１遮断手段（６）および第２遮断手段（７）を制御する、請求項１から８までのいずれか一項に記載の真空式ブレーキブースタ。
10. 前記ブレーキブースタの支援力が、第１遮断手段（６）、第２遮断手段（７）および第３遮断手段（３０）を制御する制御装置（１４）によって調節される、請求項９に記載の真空式ブレーキブースタ。
11. 前記真空式ブレーキブースタ（１）が、ブレーキブースタ（１）の第１チャンバ（４）と真空源とを遮断可能に接続する手段（３４）、特に第４遮断手段（３４）によって遮断可能な空圧接続部（３５）を備える、請求項２または３に記載の真空式ブレーキブースタ。
12. 前記ブレーキブースタの第１作動モードで、調節装置（３）と主制御弁（５）との間の空圧接続が遮断されている場合に加えられた支援力を、周辺と調節装置（３）との間に空圧接続を形成することによって調節することを特徴とする、請求項１から１１までのいずれか一項に記載の真空式ブレーキブースタ（１）を作動するための方法。
13. 前記調節装置（３）と前記主制御弁（５）との間の空圧接続が遮断されている場合に加えられた支援力を、周辺と調節装置（３）との間、または調節装置（３）、ブレーキブースタ（１）の第２チャンバ（１３）および／または真空源（２２）の間に空圧接続を形成することによって調節する、請求項１２に記載の方法。
14. 第１遮断手段（６）および第２遮断手段（７）の制御によって空圧接続の形成および／または遮断を行う、請求項１２に記載の方法。
15. 第１遮断手段（６）、第２遮断手段（７）および第３遮断手段（３０）の制御によって空圧接続の形成および／または遮断を行う、請求項１３に記載の方法。
16. 入力素子の位置もしくはブレーキブースタの位置を決定するための第１および第２手段の信号を考慮して、および／または入力素子（１７）とブレーキブースタ（１０）との相対変位を決定するための手段（図示しない）を使用して、調節すべき支援力の決定を行う、請求項１２または１３に記載の方法。
17. 真空式ブレーキブースタの第１チャンバ（４）と第２チャンバ（１３）との間の差圧を決定するための手段（１２）の信号を考慮して、調節すべき支援力の決定を行う、請求項１２または１３に記載の方法。
18. 調節すべき支援力と入力素子の位置との関係を、特にブレーキブースタの制御装置（１４）の少なくとも１つの特性線の形態で、規定可能にする、請求項１２または１３に記載の方法。
19. 第２作動モードで、特に前記調節装置（３）の故障時に、調節装置（３）と前記主制御弁（５）との間の空圧接続部を開き、前記第１遮断手段（６）を閉じ、主制御弁（５）の操作により支援力を調節する、請求項１２または１３に記載の方法。
20. 第２作動モードで第３遮断手段（３０）を閉じる、請求項１３から１９までのいずれか一項に記載の方法。
21. 運転手による人力（１５）により前記主制御弁（５）を操作する、請求項１９に記載の方法。
22. 真空式ブレーキブースタ（１）が総ブレーキ装置の液圧式ブレーキシステム（１６）の一部であり、総ブレーキ装置が、液圧式の部分ブレーキシステム（１６）の他に別の部分ブレーキシステムを備える、請求項１２または１３に記載の方法において、
    真空式ブレーキブースタ（１）の支援力を調節することにより、別の部分ブレーキシステムのブレーキ作用の変化に液圧式ブレーキシステムのブレーキ作用を適合させる、請求項１２または１３に記載の方法。
23. 第４遮断手段（３４）および／または第３遮断手段（３０）を介して、非操作状態でブレーキブースタの第１チャンバを真空源（２２）に接続する、請求項１２または１３に記載の方法。

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