JPH10502889A - 電子制御可能なブレーキ作動システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、作動ペダルで操作可能なマスタシリンダと、電子制御ユニットで作動可能で車両のホイールブレーキに直接接続される制動圧発生装置とを備え、この制動圧発生装置が弁組立体で閉鎖可能な液圧接続部によりマスタシリンダに接続可能であり、更に、減速しようとするドライバの意思を検知する少なくとも１のセンサ装置と、マスタシリンダと相互作用する少なくとも１のシュミレータチャンバとを備える電子制御可能な自動車用ブレーキ作動システムに関する。このようなシステムの作動、特に制動圧発生装置の動力学を改善し、更に全体のシステムの応答時間を短くするため、本発明は、弁組立体を、電子制御ユニット（２３）により時間遅れで作動可能な電磁弁（１６，１７）として形成し、更に、低圧アキュムレータ（５１，５２）が、制動圧発生装置（４，５）の解除位置でホイールブレーキ（７，８）に接続される制動圧発生装置（４，５）の圧力チャンバに接続することを提案する。

Description

【発明の詳細な説明】 電子制御可能なブレーキ作動システム 本発明は、作動ペダルで操作可能なマスタシリンダと、電子制御ユニットによ り作動可能でかつ車両のホイールブレーキに直接接続される制動圧発生装置とを 備え、この制動圧発生装置が弁組立体で閉鎖可能な液圧接続部により、マスタシ リンダに接続可能であり、更に、減速しようとするドライバの意思を検知する少 なくとも１のセンサと、マスタシリンダと相互作用する少なくとも１のシュミレ ータチャンバとを備える自動車用の電子制御可能なブレーキ作動システムに関す る。 例えば、ドイツ特許出願第３４２４９１５号は、この形式のブレーキ作動シス テムを開示する。従来のブレーキ作動システムにおける制動圧発生装置とマスタ シリンダとの間の液圧接続は、制動圧発生装置の液圧シリンダに設けられて、制 動圧発生装置の作動時にこの制動圧発生装置ピストン上に配置されたシールスリ ーブでオーバライドされる孔（呼吸孔）により、閉じられる。 従来技術によるブレーキ作動システムは、アンチロックブレーキシステムに用 いるためには適していない。したがって、この閉鎖可能な液圧接続により、アン チロック制御中に、ホイールブレーキ内のゼロバールに近い圧力を減圧すること はできない。これは、ドライバにより形成される比較的高い圧力の作用する上述 の孔が、制御作用に必要な制動圧発生装置ピストンの引込み動作の際に、開くか らである。 アンチロック制御動作に関する他の不都合な点は、制動圧発生装置の液圧シリ ンダ内に設けられるチャンバにある。このチャンバ内には、車両ドライバにより 圧力流体が導かれ、作動の際に、ドライバに対して通常のペダル感覚を維持する 。いずれの場合も、制動圧発生装置のドライブユニットは、圧発生装置ピストン の引込みを積極的に確保する必要があり、したがって、４象眼作動電子装置（Vi er-Quadranten-Ansteuerelektronik;four-quadrant actuating electronics）に 多くのコストがかかり、最大作動力が必要となる。更に、ペダルのリセットは、 緩 衝されることなくドライバの足に作用する。 最後に、孔（呼吸孔）とシールスリーブとの組合わせで設けられる弁組立体の 直接的な作動は、質量慣性（無視すべきではない）により、時間遅れを伴って電 気ドライブ装置により行われる。この時間遅れは、かなりの圧力流体量を流入さ せることになり、したがって、ゼロバールに近い値にまで減圧することはできな い。特に、低μ値における制御が損なわれる。 更に、ドイツ特許出願公開第４２２９０４１Ａ１号は、電子制御可能なフェー ルセーフタイプのブレーキ作動システムを開示しており、マスタシリンダと電気 的に作動可能な制動圧発生装置とは、それぞれ独立した圧力流体供給リザーバを 設けられており、電磁作動可能な３方／２位置方向制御弁によりホイールブレー キに接続することができる。この３方／２位置方向制御弁の第１切換位置では、 マスタシリンダあるいは制動圧発生装置とホイールブレーキとの間が液圧接続さ れ、制動圧発生装置あるいはマスタシリンダとホイールブレーキとの間が遮断さ れる。このシステムが正常なときは、ドライバはホイールブレーキから分離され 、上述の作用により、ペダルを堅く感じる。制動圧発生装置自身が圧力流体供給 リザーバを有するため、電気系統の故障の際に、ホイールブレーキから分離する 必要がある。このためには、複雑な弁を使用することが必要となる したがって、本発明の目的は、上述の形式の電気制御可能なブレーキ作動シス テムを改良し、特にアンチロック制御に関する不都合な点を実質的に防止するこ とにある。更に、応答時間を短くし、同時に、特にクイック作動中における作動 用動力（Dynamik;dynamics）を増大することにある。 本発明によりこの目的が達成され、これは、弁組立体が、時間遅れ（zeitverz oegert;time delay）で電子制御ユニットにより作動可能な電磁弁として形成さ れ、低圧アキュムレータが、制動圧発生装置の解除位置でホイールブレーキに接 続される制動圧発生装置の圧力チャンバに接続されるからである。 本発明のコンパクトな構造のブレーキ作動システムは、低コストで製造でき、 低圧アキュムレータと制動圧発生装置の圧力チャンバとの間の接続を、圧発生装 置ピストンの動きで作動可能な弁組立体により閉じることができ、この弁組立体 は圧発生ピストンの少なくとも１の孔として形成するのが好ましく、この孔は低 圧アキュムレータに接続され、圧力チャンバ内に延び、これから軸方向に離隔し たシールスリーブと共に作用する。 本発明の好ましい観点では、マスタシリンダシリンダ方向に開の逆止弁で低圧 アキュムレータとマスタシリンダとを接続することにより、各制動作用の終りに 低圧アキュムレータが完全排出される。 本発明の他の好ましい観点では、制動圧発生装置は、ピストンが電気的に作動 可能な直流モータで作動される液圧シリンダとして形成され、ピストンと直流モ ータとの間に介挿されるボールねじドライブ組立体で作動されるため、回転運動 から直線運動に低摩擦で変換される。直流モータのシャフトは中空で、ボールね じドライブ組立体のスピンドルを収容することが好ましい。これにより、制動圧 発生装置の簡単な構造および制動圧発生装置を簡単に組立て、スピンドルの構造 を簡単にすることができる。更に、制動圧発生装置を簡単な構造（kurze Baufor m;short structure）とすることができる。 本発明の更に他の観点では、スピンドルは、このスピンドルの軸線に垂直に配 置された横方向ピンを有することにより、正確に案内され、このピンはスロット 内を案内されるローラを装架する。このスロットは、シャフトと同心状に配置さ れたガイドチューブに設けられる。 本発明の他の好ましい観点では、圧発生装置ピストン内を案内される力伝達部 材により、スピンドルから圧発生装置ピストンに作動力が伝達される。この圧発 生装置ピストンは、圧縮ばねにより、力伝達部材に固定される。 本発明の更に他の観点は、特にコンパクトな構造とすることができ、これは、 電磁弁、逆止弁および低圧アキュムレータが、液圧シリンダのハウジング内に収 容されるためである。 以下、添付図面を参照しつつ実施例について詳細に説明する。図中、 第１図は、本発明のブレーキ作動システムの実施例の回路図である。 第２図は、第１図の制動圧発生装置の拡大した軸方向断面図である。 図に示す本発明の電子制御可能なブレーキ作動システムは、前輪駆動の車両に 使用することを意図したものである。このシステムは、作動ペダル１により作動 可能な複回路マスタシリンダあるいはタンデム式マスタシリンダ２を備える。こ のタンデム式マスタシリンダ２は互いに分離されかつ２つのピストン３０，３１ で形成される圧力チャンバ２８，２９を有する。これらの圧力チャンバ２８，２ ９は、加圧されてない圧力流体供給リザーバ２７に接続される。第１圧力チャン バ（主圧力チャンバ）２８は、閉鎖可能な第１液圧管路１１により、電気的に作 動可能な第１制動圧発生装置４に接続される。液圧ホイールブレーキ７は前車軸 側に設けられ、制動圧発生装置４に接続される。管路１１は第１電磁弁１６によ り遮断することができる。分離弁３３も電磁作動可能であり、第１制動圧発生装 置４とホイールブレーキ７との間の管路部に介挿されている。更に、付勢ピスト ン３９で形成されるシュミレータチャンバ１４が、電磁作動可能な２方／２位置 方向制御弁１８とマスタシリンダ２の方向に開の逆止弁２０との並列接続部によ り、第１圧力チャンバ２８に接続される。第２圧力チャンバ（副圧力チャンバ） ２９は、第２電磁弁１７で遮断可能な第２液圧管路により、第２の電気作動可能 な制動圧発生装置５に接続されている。前車軸に設けられる他の液圧ホイールブ レーキ８が、制動圧発生装置５に接続される。電磁作動可能な分離弁３２がホイ ールブレーキ８の前に設けられる。更に、第２シュミレータチャンバ１５が、付 勢された第２ピストン４０で規定され、第２の電磁作動可能な２方／２位置方向 制御弁１９とマスタシリンダ２の方向に開の第２逆止弁２１との並列接続部によ り、第２圧力チャンバ２９に接続される。低圧アキュムレータ５１，５２は、制 動圧発生装置４，５の解放位置で開の液圧接続部により、制動圧発生装置４，５ の圧力チャンバ（参照符号なし）に接続される。低圧アキュムレータ５１，５２ は、上述の液圧管路１１，１２により、マスタシリンダ２方向に開の逆止弁５３ ，５４を介してマスタシリンダ２に接続される。後車軸側に設けられる液圧ホイ ールブレーキ９，１０の双方は、更に分離弁３７，３８により、第３の制動圧発 生装置６に接続されている。３つの制動圧発生装置４，５，６のそれぞれは液圧 シリンダ２４，２５，２６を有し、この内部を、それぞれ１のピストン３４，３ ５，３６が摺動可能に案内され、逆転可能であるのが好ましい直流モータ４４， ４５，４６のそれぞれで駆動される。電子制御ユニット３は、直流モータ４４， ４５，４６と電磁弁１６，１７，１８，１９，３２，３３，３７，３８とを制御 する。制御ユニット３に対する入力変数として、作動ペダル１と共に作用するブ レーキ ライトスイッチ１３の出力信号と、２つの圧力センサ２２，２３の出力信号とが 、送られる。圧力センサ２２，２３は、タンデム式マスタシリンダ２の圧力チャ ンバ２８，２９に接続され、減速しようとするドライバの意思を検知することが できる。この配置では、圧力センサ２２，２３が電子制御ユニット３の部材であ るのが特に好ましい。しかし、作動ペダル１の作動力を検出する力センサ等の他 の手段も、減速しようとするドライバの意思を検知するために使用することがで きる。 更に、ホイールセンサ４７，４８，４９，５０が各車輪（図示しない）に設け られている。駆動速度を示すセンサの出力信号は、他の入力変数として電子制御 ユニット３に送られる。 第２図の実施例で明らかなように、特に、制動圧発生装置４，５のピストン３ ４，３５は、ボールおよびねじ駆動装置組立体あるいはスピンドルおよびナット 駆動装置組立体４１により作動することができ、この駆動装置組立体は直流モー タ４４，４５の中空シャフト４３内に回転しないようにロックして配置するのが 好ましい、スピンドル４２を有する。回転防止機構は、スピンドル４２内に、ス ピンドルの長手方向軸線に垂直に配置された横方向ピン５５で形成される。この ピン５５は、ガイドチューブ５７のスロット５８内を案内されるローラ５６を装 架する。ガイドチューブ５７は、シャフト４３に対して同軸状に配置されている 。 電気モータ４４，４５で形成される作動力は、スピンドル４２に結合された力 伝達部材５９により、制動圧発生装置ピストン３４，３５に伝達するのが好まし い。この部材５９は、制動圧発生装置ピストン３４，３５内を案内され、このピ ストン３４，３５は、圧縮ばね６０により、部材５９に固定される。 更に、上述の低圧アキュムレータ５１，５２と逆止弁５３，５４と電磁弁１６ ，１７とは、液圧シリンダ２４，２５のハウジング内に設けられるのが特に好ま しい。低圧アキュムレータ５１，５２とマスタシリンダ２４，２５の各圧力チャ ンバとの間の接続は、弁組立体により閉じることができる。この弁組立体は、ピ ストン３４，３５に設けられて、低圧アキュムレータ５１，５２に接続されかつ 圧力チャンバ内に延びる孔６１と、これから所定の軸方向距離に配置されるシー ル用スリーブ６２のシールリップとを有する。シールリップが乗越え（override ） たときに、孔６１と低圧アキュムレータ５１，５２との間の接続が遮断される。 第１図の実施例におけるブレーキ作動システムの作動は以下の通りである。 ブレーキ作動ペダル１を踏込むことにより、制動作用が開始すると、ブレーキ ライトスイッチ１３により作動状態が検知され、電子制御ユニット３にこの状態 が連絡される。電子ユニット３の制御信号は、弁１６，１７，１８，１９を切換 え、これにより、マスタシリンダの圧力チャンバ２８，２９を制動圧発生装置４ ，５から分離し、シュミレータチャンバ１４，１５に接続する。電磁弁１６，１ ７の切換えは、所定の時間遅れで行われ、これにより、特にクイック作動の際に ブレーキ７，８内に極めて迅速に液圧を形成することができる。次いで、減速し ようとするドライバの意思は、圧力センサ２２，２３により電子制御ユニット３ に信号として送られ、制御ユニット３にインストールされている制動力配分シス テムが車軸上における所要のトルクを計算する。計算したブレーキトルクに相当 する制御信号が制動圧発生装置４，５，６の直流モータ４４，４５，４６に送ら れると、この制動圧発生装置は制動圧発生装置ピストン３４，３５，３６を作動 方向に移動開始し、したがって、ホイールブレーキ７，８，９，１０内の圧力が 増大する。制動中にドライバが感得できる通常のペダル感覚が、マスタシリンダ ２とシュミレータチャンバ１４，１５との間の接続部を開かれることにより、確 保される。ホイールブレーキ７，８，９，１０に導かれる管路部に介挿された分 離弁すなわちマルチプレクス弁３２，３３，３７，３８は、開いたままである。 圧力は、ピストン３４，３５，３６を戻すことにより低下させることができ、 このピストンの戻しは、直流モータ４４，４５，４６を逆方向に回転することに より行うことができる。ドライバがホイールブレーキ７，８内に追加導入した圧 力流体量は、特にアンチロック制御における減圧段階で低圧アキュムレータ５１ ，５２内に蓄えられる。制動作用の終りに、アキュムレータ５１，５２は逆止弁 ５３，５４とマスターシリンダ２の圧力チャンバ２８，２９とを介して圧力流体 供給リザーバ２７内に排出することができる。 制動作用の問題となる動力学（dynamics）は上述の手段（provisions）により 達成される。圧力を一定に保持する期間は、分離弁あるいはマルチプレクス弁３ ２，３３，３７，３８をその閉位置に切換えることにより達成される。 したがって、アンチロック制御作用は、車輪速センサ４７，４８，４９，５０ による制御モードで、３つの回路（前車軸−２回路、後車軸−１回路）で行われ 、後車軸側における制動圧調整は、例えば「セレクト−ロウ」の原理にしたがっ て行うことができる。 分離弁は、トラクションスリップ制御あるいは走行安定制御（driving stabil ity control）を行う際にマルチプレクスモードで駆動される。これにより、第 ４の制動圧発生装置を必要としない。 全ての弁は、電子システム／車両電気システムが故障したときに、無励磁とな る。この場合、前車軸に設けられる両ホイールブレーキ７，８は、通常開の弁１ ６，１７によりタンデム式マスターシリンダ２に接続され、これにより、電子シ ステムの故障に対して法律で定められた規則が、満たされる。 前車軸に設けられたブレーキ回路の液圧故障の際、後車軸に設けられた回路は 、常に、法律で規定された「ブレーキバイワイヤ」制動作用を達成することがで きる。後車軸に設けられた液圧回路の故障の際は、ブレーキライトスイッチ１３ と圧力センサ２２，２３とを使用することで、確実に駆動側の前車軸により「ブ レーキバイワイヤ」制動作用が行われる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クライン、 アンドレアス ドイツ連邦共和国、デー 61350 バー ト・ホンブルク、ガルテンフェルトシュト ラーセ 26 (72)発明者 シール、ロータール ドイツ連邦共和国、デー 65719 ホフハ イム、アン・デア・タン 16

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 作動ペダルで操作可能なマスタシリンダと、電子制御ユニットにより作動 可能でかつ車両のホイールブレーキに直接接続される制動圧発生装置とを備え、 この制動圧発生装置が弁組立体で閉鎖可能な液圧接続部により、マスタシリンダ に接続可能であり、更に、減速しようとするドライバの意思を検知する少なくと も１のセンサ装置と、マスタシリンダと相互作用する少なくとも１のシュミレー タチャンバとを備える電子制御可能な自動車用ブレーキ作動システムであって、 弁組立体は、電子制御ユニット（２３）により時間遅れで作動可能な電磁弁（１ ６，１７）として形成され、更に、低圧アキュムレータ（５１，５２）が、制動 圧発生装置（４，５）の解除位置でホイールブレーキ（７，８）に接続される制 動圧発生装置（４，５）の圧力チャンバに、接続されることを特徴とする電子制 御可能なブレーキ作動システム。 ２． 低圧アキュムレータ（５１，５２）と制動圧発生装置（４，５）の圧力チ ャンバとの間の接続は、圧発生装置ピストン（３４，３５）の移動で作動可能な 弁組立体（６１，６２）により、閉鎖可能であることを特徴とする請求項１に記 載の電子制御可能なブレーキ作動システム。 ３． 弁組立体（６１，６２）は、圧発生ピストン（３４，３５）内の少なくと も１の孔（６１）として形成され、この孔は低圧アキュムレータ（５１，５２） に接続され、圧力チャンバに延び、これから軸方向に離隔したシールスリーブ（ ６２）と共に作用することを特徴とする請求項２に記載の電子制御可能なブレー キ作動システム。 ４． 低圧アキュムレータ（５１，５２）は、マスタシリンダ（２）に対して、 このマスタシリンダ（２）の方向に開の逆止弁（５３，５４）で接続されること を特徴とする請求項１から３のいずれか１に記載の電子制御可能なブレーキ作動 システム。 ５． 制動圧発生装置が、電気的に作動可能な直流モータで作動されるピストン を持つ液圧シリンダとして形成される請求項１から４のいずれか１に記載の電子 制御可能なブレーキ作動システムであって、 前記ピストン（３４，３５）と直流モータ（４４，４５）との間に介挿された ボールおよびねじドライブ組立体（４１）により作動され、直流モータ（４４， ４５）のシャフト（４３）は中空で、ボールおよびねじドライブ組立体（４１） のスピンドル（４２）を収容することを特徴とする電子制御可能なブレーキ作動 システム。 ６． スピンドル（４２）は、このスピンドルの軸線に対して垂直に配置された 横方向ピン（５５）を備え、この横方向ピンは、シャフト（４３）と同軸状に配 置されたガイドチューブ（５７）内のスロット（５８）内を案内されるローラ（ ５６）を装架することを特徴とする請求項５に記載の電子制御可能なブレーキ作 動システム。 ７． 圧発生ピストン（３４，３５）内を案内される力伝達部材（５９）により 、スピンドル（４２）から圧発生装置ピストン（３４，３５）に作動力が伝達さ れ、この圧発生装置ピストン（３４，３５）は、圧縮ばね（６０）により力伝達 部材（５９）に固定されることを特徴とする請求項５または６に記載の電子制御 可能なブレーキ作動システム。 ８． 電磁弁（１６，１７）と逆止弁（５３，５４）と低圧アキュムレータ（５ １，５２）とは、液圧シリンダ（２４，２５）のハウジング内に収容されること を特徴とする請求項１から７のいずれか１に記載の電子制御可能なブレーキ作動 システム。