JP4440462B2 - 電子制御可能なブレーキ操作装置 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、無圧の圧力媒体貯蔵容器と、電子制御ユニットによって制御可能な少なくとも１個の圧力源とを備え、車両の車輪ブレーキがこの圧力源の圧力によって付勢可能であり、更に運転者の意図（要望）する減速度を認識するための装置と、車輪ブレーキの手前に接続配置された弁装置を備え、この弁装置が車輪ブレーキを選択的に圧力源または圧力媒体容器に接続する、自動車用の電子制御可能なブレーキ操作装置に関する。
【０００２】
このようなブレーキ操作装置は例えば、専門論文“電気液圧式ブレーキ装置−ブレーキ−バイ−ワイヤ技術への最初のアプローチ(Electrohydraulic Brake System - The First Approach to Brake-By-Wire Technology) ”ＳＡＥペーパ９６９９９１によって知られている。この車輪ブレーキの手前に接続配置されたブレーキ操作装置の弁装置は、対をなして配置されたスプール構造の２／２方向制御弁として形成されている。この場合、圧力源と車輪ブレーキの間の接続部内に配置された吸込み弁はその第１の切換え位置で、圧力制限機能を発揮し、その第２の切換え位置で、接続ブレーキを開放する。一方、車輪ブレーキと圧力媒体貯蔵容器の間の接続部内に配置された排出弁は、電流を通じていないときに閉じる弁として形成されている。この弁はその第１の切り変え位置で接続部を遮断し、第２の切換え位置で開放する。
【０００３】
しかし、前述の刊行物は、公知のブレーキ装置において例えばガスまたは気泡によって発生する機能不良を除去または少なくとも大幅に低減する手段を開示していない。
【０００４】
そこで、本発明の課題は、運転信頼性または機能信頼性が大幅に高められるように、冒頭に述べた種類の電子制御可能なブレーキ操作装置を改良することである。
【０００５】
この課題は本発明に従い、ブレーキ操作装置内にあるガスまたは空気を検出するための手段が設けられていることによって解決される。
【０００６】
本発明思想を具体化するために、手段が液圧装置によって形成され、この液圧装置が少なくとも１個の車輪ブレーキへの所定の圧力媒体容積の供給を可能にし、圧力媒体容積の作用によって車輪ブレーキ内に生じる圧力上昇を検出するための圧力センサが設けられている。それによって、操作の度に監視が行われる。
【０００７】
本発明によるブレーキ操作装置の特に有利な実施形では、装置がピストンシリンダユニットとして形成され、このピストンシリンダユニットが圧力源と付設の車輪ブレーキの間に配置され、圧力源からピストンシリンダユニットに至る管路内に、管路の遮断を可能にする弁装置が接続配置されている。
【０００８】
その際好ましくは、弁装置とピストンシリンダユニットの間に、圧力媒体貯蔵容器に接続された管路が接続され、この管路内に絞り個所が設けられている。
【０００９】
圧力源が可動の媒体分離要素を備えた液圧式アキュムレータを備えている、本発明の他の有利な実施形では、液圧装置がアキュムレータよって形成され、可動の媒体分離要素の変位を検出するための変位センサ装置が設けられ、この変位センサ装置の出力信号が所定の圧力媒体容積に対応している。
【００１０】
本発明対象の他の有利な実施形では、圧力源が圧力媒体を充填した容器内に配置され、アキュムレータケーシングが穴を備え、この穴が、アキュムレータケーシング内で可動の媒体分離要素によって画成された無圧の室への圧力媒体の補充を可能にする。
【００１１】
媒体要素が高圧で圧力媒体を充填した室と、ガスを充填した室とを分離している、前述のアキュムレータの損傷を検出するために、本発明の有利な実施形では、媒体分離要素が金属ダイヤフラムによって形成され、圧力媒体を充填した室内の圧力がガス圧力よりも著しく高くなっている。その際、圧力差は好ましくは、金属ダイヤフラムの付勢によってもたらされるかあるいは金属ダイヤフラムに作用するばねの付加的な力によってもたらされる。上述の手段により、金属ダイヤフラムに漏れが生じるときに、圧力媒体側からガス側への媒体交換が生じる。
【００１２】
漏れを感知する、本発明対象の他の有利な実施形では、ダイヤフラムが二重壁状に形成され、両壁の間の範囲に媒体センサが取付けられ、この媒体センサが圧力媒体とガスに応答する。
【００１３】
次に、図を参照して本発明の２つの実施の形態を詳しく説明する。
【００１４】
図に示した本発明による電子制御可能なブレーキ操作装置は、操作ペダル１によって操作可能な二系統のマスターブレーキシリンダまたはタンデムマスターシリンダ２を備えている。このマスターシリンダはペダル変位シミュレータと協働し、互いに分離された２つの圧力室を備えている。この圧力室は無圧の圧力媒体貯蔵容器３に接続されている。第１の圧力室（一次圧力室）には、遮断可能な第１の液圧管路１１によって、例えば前車軸に付設された１個の車輪ブレーキ７と、後車軸に付設された１個の車輪ブレーキ８が接続されている。管路１１の遮断は第１の遮断弁１２によって行われ、車輪ブレーキ８に通じる管路部分１７内には、特に電流を通じないときに開放する（ＳＯ）電磁操作可能な圧力つり合い弁１６が配置されている。この圧力つり合い弁は必要時に車輪ごとのブレーキ圧力制御を可能にする。
【００１５】
圧力センサ１３を接続することができるマスターブレーキシリンダ２の第２の圧力室は、第２の遮断弁１５によって遮断可能な第２の液圧管路１４を介して、他の対の車輪ブレーキ９，１０に接続可能である。車輪ブレーキ１０に通じる管路部分１８には更に、電磁操作可能である、特に電流を通じないときに開放する（ＳＯ）電磁操作可能な圧力つり合い弁１９が配置されている。マスターブレーキシリンダ２の第２の圧力室に接続された液圧回路の構造は、前述のブレーキ回路１１の構造と一致しているので、説明しない。
【００１６】
図から更に判るように、外部圧力源としての働きをする、高圧アキュムレータ２１を備えたモータとポンプのアセンブリ２０が設けられている。このモータとポンプのアセンブリ自体は、電動機２２によって駆動されるポンプ２３と、このポンプ２３に対して並列に接続された圧力制限弁２４とからなっている。ポンプ２３の吸込み側は図示していない逆止弁を介して、前述の圧力媒体貯蔵容器３に接続されている。一方、ポンプ２３によって加えられる液圧は圧力センサ２５によって監視される。
【００１７】
第３の液圧管路２６はポンプ２３の吐出側または高圧アキュムレータ２１と、電磁操作可能な２個の３／３（３方／３位置）方向制御弁２７，２８の第１の入口ポートとを接続する。この３／３方向制御弁は車輪ブレーキ７，８の手前に接続配置されている。方向制御弁２７，２８の第２の入口ポートには各々１本の液圧管路２９，３０が接続されている。この液圧管路は他方では無圧の圧力媒体貯蔵容器３に接続されている。３／３方向制御弁２７，２８に通じる管路２６には、第１の切換えシート弁３１が配置されている。この切換えシート弁は好ましくは、電流を通じていないときに閉じる（ＳＧ）電磁操作可能な２／２方向制御弁として形成されている。圧力媒体貯蔵容器３に通じる管路２９または３０には、第２の切換えシート弁３２が設けられている。この切換えシート弁の構造は第１の弁３１の構造と同じである。３／３方向制御弁２７，２８の出口ポートには、車輪ブレーキ７または８に通じる前述の管路１１または１７と、各々１個の圧力センサ５１，５２が接続されている。この圧力センサによって、車輪ブレーキ７，８内の液圧が検出される。
【００１８】
モータとポンプのアセンブリ２０と電磁弁１２，１５，１６，１９，２７，２８，３１，３２を一緒に制御するために、電子制御ユニット３８が役立つ。この電子制御ユニットには入力信号として、操作ペダル１と協働する操作ストロークセンサ３６の出力信号と、前述の圧力センサ１３の出力信号が供給され、制御ユニットは運転者の意図する減速度を認識することができる。しかし、運転者の意図する減速度を認識するために、他の手段、例えば操作ペダル１の操作力を感知する力センサを使用してもよい。他の入力量として、圧力センサ２５，５１，５２の出力信号と、示唆的に示した車輪センサからの、車両の速度に一致する出力信号が、電子制御ユニット３８に供給される。この場合、車輪ブレーキ７，８に付設された車輪センサには参照符号５３，５４が付けてある。
【００１９】
場合によってシステム内に存在する空気を認識するために、液圧装置、すなわちピストンシリンダユニット３３が設けられている。このピストンシリンダユニットは一方では切換えシート弁３１の下流で前述の液圧管路２６に接続され、他方では車輪ブレーキ９に通じる管路１８に接続されている。管路２６とピストンシリンダユニット３３の間の管路部分３４は、特に電流を通じないときに閉じる（ＳＧ）第３の切換えシート弁３５によって遮断可能である。絞り個所３７を設けた他の管路３６は一方では第３の切換えシート弁３５からピストンシリンダユニット３３に至る管路部分に接続され、他方では圧力媒体貯蔵容器３からモータとポンプのアセンブリ２０に至る管路に接続されている。
【００２０】
制御ユニット３８の制御信号によって切換えシート弁３１，３５を切換えることにより、ピストンシリンダユニット３３の図示していないピストンが、高圧アキュムレータ２１内の圧力によって付勢され、その運動によって所定の圧力媒体容積が車輪ブレーキ９，１０内に移動する。車輪ブレーキ９，１０に接続された圧力センサ４９，５０は圧力媒体容積に依存する圧力値を検出する。検出された圧力値が予め定められた容積と圧力の関係に一致しない場合には、システム内に空気またはガスが存在する。これは安全上の理由から信号化すべきである。
【００２１】
図２に示した第２の実施の形態の場合には、変位検出装置、例えば変位センサ４０が、システム内にある空気を認識するために役立つ。この変位センサは図１に関連して述べた高圧アキュムレータの媒体分離要素の操作ストロークすなわち操作変位を感知する。その際、図２に示した高圧アキュムレータ３９の詳しく示していない媒体分離要素は、金属ダイヤフラムによって形成されている。車輪ブレーキ内の圧力上昇のために必要な前述の圧力媒体容積が、感知された金属ダイヤフラム変位から導き出される。圧力媒体容積に関する情報は、車輪ブレーキ内の液圧に関する情報と共に、記憶された容積と圧力の特性との比較のために用いられる。
【００２２】
図３に示した、前述の圧力源２０の実施の形態の場合、液圧式高圧アキュムレータがピストン式アキュムレータ４１として形成されている。その際、圧力源２０は好ましくは、圧力媒体を充填した容器４２内にある。ピストン式アキュムレータ４１のケーシング４３は供給穴４５を備えている。この供給穴４５はケーシング４３内でピストン４４に設けたシール４７，４８によって画成された無圧の室４６に開口している。それによって、シール４７，４８を経て空気がシステム内に達することがない。他の利点はシール４７，４８が常に湿った状態に保たれることにある。それによって、その有効寿命が非常に長くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるブレーキ操作装置の第１の実施の形態の回路図である。
【図２】 本発明によるブレーキ操作装置の第２の実施の形態の回路図である。
【図３】 図２のブレーキ操作装置で使用される圧力源の実施の形態を示す図である。

Claims (8)

1. 無圧の圧力媒体貯蔵容器（３）と、電子制御ユニット（３８）によって制御可能な少なくとも１個の圧力源（２０）とを備え、車両の車輪ブレーキ（７，８，９，１０）がこの圧力源の圧力によって付勢可能であり、更に運転者の意図する減速度を認識するための装置（１３，３６）と、車輪ブレーキ（７〜１０）の手前に接続配置された弁装置（２７，２８）を備え、この弁装置が車輪ブレーキ（７〜１０）を選択的に圧力源（２０）または圧力媒体容器（３）に接続し、ブレーキ操作装置内にあるガスまたは空気を検出するための液圧装置（３３）が設けられており、この液圧装置が少なくとも１個の車輪ブレーキ（９，１０）への所定の圧力媒体容積の供給を可能にし、圧力媒体容積の作用によって車輪ブレーキ（９，１０）内に生じる圧力上昇を検出するための圧力センサ（４９，５０）が設けられている自動車用の電子制御可能なブレーキ操作装置において、装置がピストンシリンダユニット（３３）を備え、このピストンシリンダユニットが圧力源（２０）と付設の車輪ブレーキ（９，１０）の間に配置され、圧力源（２０）からピストンシリンダユニット（３３）に至る管路（３４）内に、管路（３４）の遮断を可能にする弁装置（３５）が接続配置されていることを特徴とする電子制御可能なブレーキ操作装置。
2. 弁装置（３５）とピストンシリンダユニット（３３）の間に、圧力媒体貯蔵容器（３）に接続された管路（３６）が接続され、この管路内に絞り個所（３７）が設けられていることを特徴とする請求項１記載の電子制御可能なブレーキ操作装置。
3. 無圧の圧力媒体貯蔵容器（３）と、電子制御ユニット（３８）によって制御可能な少なくとも１個の圧力源（２０）とを備え、圧力源が可動の媒体分離要素を備えた液圧式アキュームレータを備え、車両の車輪ブレーキ（７，８，９，１０）がこの圧力源の圧力によって付勢可能であり、更に運転者の意図する減速度を認識するための装置（１３，３６）と、車輪ブレーキ（７〜１０）の手前に接続配置された弁装置（２７，２８）を備え、この弁装置が車輪ブレーキ（７〜１０）を選択的に圧力源（２０）または圧力媒体容器（３）に接続し、ブレーキ操作装置内にあるガスまたは空気を検出するための液圧装置（３３）が設けられており、この液圧装置が少なくとも１個の車輪ブレーキ（９，１０）への所定の圧力媒体容積の供給を可能にし、圧力媒体容積の作用によって車輪ブレーキ（９，１０）内に生じる圧力上昇を検出するための圧力センサ（４９，５０）が設けられている自動車用の電子制御可能なブレーキ操作装置において、液圧装置がアキュムレータ（２１，３９，４１）を備え、可動の媒体分離要素（４４）の変位を検出するための変位センサ装置（４０）が設けられ、この変位センサ装置の出力信号が所定の圧力媒体容積に対応していることを特徴とする電子制御可能なブレーキ操作装置。
4. 圧力源が圧力媒体を充填した容器（４２）内に配置され、アキュムレータケーシング（４３）が穴（４５）を備え、この穴が、アキュムレータケーシング（４３）内で可動の媒体分離要素（４４）によって画成された無圧の室（４６）への圧力媒体の補充を可能にすることを特徴とする請求項３記載の電子制御可能なブレーキ操作装置。
5. 媒体分離要素が高圧で圧力媒体を充填した室と、ガスを充填した室とを分離している、請求項３記載の電子制御可能なブレーキ操作装置において、媒体分離要素が金属ダイヤフラムによって形成され、圧力媒体を充填した室内の圧力がガス圧力よりも著しく高いことを特徴とする電子制御可能なブレーキ操作装置。
6. 圧力差が金属ダイヤフラムの付勢によってもたらされることを特徴とする請求項５記載の電子制御可能なブレーキ操作装置。
7. 圧力差が金属ダイヤフラムに作用するばねの付加的な力によってもたらされることを特徴とする請求項５記載の電子制御可能なブレーキ操作装置。
8. 媒体分離要素が高圧で圧力媒体を充填した室と、ガスを充填した室とを分離している、請求項３記載の電子制御可能なブレーキ操作装置において、
   媒体分離要素が二重壁状に形成された金属ダイヤフラムによって形成され、両壁の間の範囲に媒体センサが取付けられ、この媒体センサが圧力媒体とガスに反応を示すことを特徴とする請求項３記載の電子制御可能なブレーキ操作装置。

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