JP2613588B2 - 電子ブレーキ動作システム - Google Patents

電子ブレーキ動作システム

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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は車輪付車両のための電子ブレーキ動作システ
ム（EBS）に関し、特にそのようなシステムに於ける圧
力制御手段の監視に関するものである。
（従来の技術） ヨーロッパ特許願第86303997.0号及び第86303998.8号
に典型的に説明されている電子ブレーキ動作システム
（EBS）にはブレーキ動作圧力制御手段が備えられてお
り、そのブレーキ動作圧力制御手段は、（通常は足踏み
変換装置によって定められる）ドライバのブレーキ動作
要求と関連してそれ自身が電子的に制御され、車両の各
車軸に各々かかるブレーキ動作圧力を、あるいはアンチ
ロック制御が組み込まれている場合には各車輪又は最大
の車両に各々かかるブレーキ動作圧力を、これらの制御
レベルの組合せに設定する。EBSは、圧力制御ループを
用いることによってドライバの要求に応じてブレーキ動
作圧力を設定し、制御する。
（発明が解決しようとする課題） 上記の従来の電子ブレーキ動作システムでは、管路の
破損による制御流体のリーク、制御系に含まれるバルブ
の動作不良（すなわち、バルブが開放あるいは閉塞状態
で保持されて動作しなくなる）、あるいは制御系に含ま
れる電子回路の故障などによって、車軸の両端にある車
輪の一方におけるブレーキ動作の損失あるいは過度のブ
レーキ動作が引き起こされることがある。そのような場
合には、車輪間でのブレーキ動作の不均衡が生じること
がある。
本発明の目的は、上述のような、一車輪に対するブレ
ーキ動作の損失、あるいは過度のブレーキ動作のいずれ
をも引き起こし得る故障状態における危険なブレーキ動
作の不均衡を避ける手段を提供することである。
（課題を解決するための手段） 本発明の車両ブレーキ動作システムは、局部圧力制御
素子を有している各々電子的に制御される圧力調整チャ
ネルを各車輪毎に備え、該局部圧力制御素子が、ドライ
バにより操作される動作要求変換装置によって設定され
る圧力要求レベルに従うように、圧力を印加された貯蔵
装置から各々のブレーキシリンダへの制御流体の流れを
制御する車両ブレーキ動作システムであって、該システ
ムは、一車輪に対するブレーキ動作の損失又は過度のブ
レーキ動作のいずれをも引き起こし得る故障状態におけ
るブレーキ動作の不均衡を避けるために、車軸の両端に
ある２つの車輪に関する各々のブレーキ回路の該局部圧
力制御素子の間での制御流体の移動を可能にするリンク
パイプを備え、該車軸の一方の端に接続された車輪に関
する該圧力調整チャネルが故障して該車輪に関する局部
圧力制御素子においてブレーキ動作圧力の過不足が生じ
ブレーキ動作の損失又は過度のブレーキ動作が起きた場
合、圧力不足によってブレーキ動作が失われるときには
リンクパイプは正常に機能しているチャネルから故障し
ているチャネルの局部圧力制御素子に制御流体を供給
し、圧力過剰によって過度のブレーキ動作が行われると
きにはリンクパイプは故障しているチャネルの局部圧力
制御素子から正常に機能しているチャネルに制御流体を
供給し、それによって、故障しているチャネルと正常に
機能しているチャネルとの間のブレーキ動作圧力の不均
衡がリンクパイプを通じて常に減じられるように影響を
及ぼしあうものであり、そのことによって、上記目的が
達成される。
ある実施例では、前記局部圧力制御素子がソレノイド
により作動されるリレーバルブの形をしており、前記リ
ンクパイプが該リレーバルブの制御チャンバ間を接続す
る口径の小さい接続部である。
好ましくは、前記リンクパイプが、ソレノイドによっ
て動作可能な少なくとも１つの分離バルブを備えてい
て、車輪のスリップが検出される場合には該ソレノイド
に信号が送られて該分離バルブによって該リンクパイプ
を無力化し、各車輪でのブレーキ動作圧力の独立した制
御を可能にする。
（作用） 本発明の車両ブレーキ動作システムは、請求項１に記
載するようにリンクパイプを備えているために、１つの
車軸の両端にある車輪の圧力調整チャネルの一方が故障
してブレーキ動作圧力の過剰が生じると、制御流体がリ
ンクパイプを通じて正常に機能している圧力調整チャネ
ルに移動する。あるいは、一方の圧力調整チャネルが故
障してブレーキ動作圧力の不足が生じると、制御流体が
リンクパネルを通じて正常に機能している圧力調整チャ
ネルから故障した圧力調整チャネルに移動する。この結
果、正常に機能している圧力調整チャネルにも、故障チ
ャネルにおいてと同様な圧力の過不足状態が生じる。し
かし、正常に機能している圧力調整チャネルのそのよう
な圧力の過不足は、局部圧力制御素子の動作によって、
ドライバにより操作される動作要求変換装置によって設
定される圧力要求レベルに従うように制御され、適正な
圧力レベルに自動的に復帰する。このとき、正常に機能
している圧力調整チャネルと故障している圧力調整チャ
ネルとはリンクパイプを通じて接続されているので、故
障している圧力調整チャネルの圧力も、同時に適正なレ
ベルに戻される。この結果、一方の車輪のブレーキに故
障が発生してブレーキ動作の不足又は過剰が生じても、
ブレーキ動作の不均衡は自動的に回避される。
また、請求項２に記載するように上記の局部圧力制御
素子がソレノイドによって制御されるリレーバルブの形
状をしている場合には、リンクパイプはリレーバルブの
制御チャンバ間を接続する接続部として設置される。
さらに、請求項３に記載するように、ソレノイドによ
って制御される分離バルブをリンクパイプに備えてその
動作を制御すれば、上述したようなリンクパイプの機能
を無力化して、車軸の両端の２つの車両のブレーキ制御
を独立して行うことが可能になる。
（実施例） 第１図はここでは詳述しない従来の電子ブレーキ動作
システム（EBS）のとりわけ主要な構成要素を示してい
る。ドライバのブレーキ動作要求信号が足踏み変換装置
10によって電気的に発生され、電子制御装置12に供給さ
れる。電子制御装置12では、前部ブレーキ動作圧力及び
後部ブレーキ動作圧力が定められ、前部リレーバルブ18
a及び18b、並びに後部リレーバルブ20a及び20bを介し
て、左前部ブレーキ作動装置14a及び右前部ブレーキ作
動装置14b、並びに左後部ブレーキ作動装置16a及び右後
部ブレーキ作動装置16bに供給される。ブレーキ動作圧
力は、とりわけ前部荷重センサ22及び後部荷重センサ2
4、車両減速計26、並びに車輪速度センサ28によって判
断される車両の動作パラメータに依存する。
EBSは、圧力制御ループを用いることによってドライ
バの要求に応じてブレーキ動作圧力を設定し、制御する
が、この圧力制御ループの一例が第2a図に示されてい
る。この図は、圧力変換装置32の出力信号P1と比較して
圧力誤差信号Ｅを提供するのに使用される電気入力信号
Ｄをブレーキペダル変換装置10から引き出す、典型的な
圧力制御ループ30を示している。このような圧力誤差Ｅ
は、電子気圧又は電子液圧変換器36によって発生する圧
力を圧力誤差Ｅの振幅を減少させる方向に変化させる出
力信号を生ずる、コンピュータに基づく圧力制御装置34
への入力を形成する。変換器36は気圧又は液圧貯蔵装置
38によって適宜供給される。
圧力制御装置34の性質及び回路は、使用されている変
換器36の種類に依存する。２つの主な変換器の原理が周
知である。即ち、バルブがソレノイド電流に比例して発
生した圧力出力と共に用いられるアナログシステム、並
びに第2a図に示されているように、もっと簡単な一対の
ソレノイドバルブ38a及び38bが使用されて、これらのバ
ルブ38a及び38bを選択的に駆動することによって制御チ
ャンバ圧力を上げる、あるいは下げるデジタルシステム
である。気圧変換器は、この制御チャンバ圧力に応答
し、左ブレーキ44a及び右ブレーキ44bのブレーキ作動装
置42a及び42bに於けるブレーキ圧力が制御圧力と等しく
なるときに、閉じ状態に釣合を保つ局部リレーバルブ40
を使用するのが好ましい形状である。このようなバルブ
には、制御チャンバ圧力がバルブの開きにすばやく応答
して正確で信頼できる高速の制御ループを提供するとい
う利点がある。
本発明のリレーバルブ40については、第2b図により詳
しく示されている。バルブはそれ自身は従来のもので、
高速吸込ソレノイドバルブ38aと高速放出（排出）ソレ
ノイドバルブ38bとの両方に接続され、更に圧力変換装
置32にも接続されている制御チャンバ48を規定するピス
トン46を備えている。空気供給ライン47によってリレー
バルブに空気が供給される。バルブはブレーキに通じる
放出制御ライン50を有している。ピストン46を（第2b図
に見られるように）下方に移動させると、空気が従来の
方法で空気チャンバ49及び制御ライン50を介して貯蔵装
置38からブレーキに供給される。（通常は閉じている）
ソレノイドバルブ38aの作動によって、空気が制御チャ
ンバ48に誘導されてブレーキを適用し、（通常は開いて
いる）ソレノイドバルブ38bの作動によって、空気が制
御チャンバ48から排出されてブレーキを解除する。
前輪間にブレーキ動作圧力の大きな差が突然生じる
と、制御の損失に通じ得る危険な操縦妨害が起こる可能
性があるので、これを防ぐために、車両の前輪を個々に
制御する圧力ループはアンチロック動作の元では制御装
置12によって保護されなければならない。本システムで
は妨害を引き起こす左又は右のブレーキ動作チャネルの
内の一つに起こる故障状態を防ぐために、リレーバルブ
18a及び18b（40）の制御チャンバ48は、高圧のブレーキ
動作回路からまだ低圧の回路への流体の移動を可能にす
ることによって圧力の差を制限するように設計されてい
るバランスパイプ52（第１図及び第2b図参照）で連結さ
れている。第2b図のソレノイド制御されたリレーバルブ
では、本実施例のリンクパイプ52が２つのリレーバルブ
18a及び18bの制御チャンバ48間に設置され、それによっ
てこのパイプ52が、含有されている制御チャンバの小さ
い容積と一致する小さい口径を有するようにしている。
車軸の両端での２つのブレーキに対する個々の圧力制
御を可能にするために、リンクパイプ52はアンチロック
圧力サイクルの間は遮断されるように構成されて、対面
する摩擦分割面の摩擦利用効果を減少させる強制的な
「低い方を選択する」動作を防ぐ。これは第１横滑りサ
イクルがおこって第１車輪が横滑りするときにリンク52
を遮断するためにソレノイド56に操作される分離バルブ
54（第１図）をリンクパイプ内に設置することによって
可能となる。
リンクパイプ52の直径は、１つの圧力制御チャネルに
故障がある場合に圧力バランスがほぼ達成され、ブレー
キ動作圧力の、引いてはブレーキ動作トルクの大きな格
差が防がれるように慎重に選択されるが、充分な差圧は
依然として残り、どのような大きさの第１の停車に対し
ても制御装置12によって、分離バルブ54を開いた状態で
故障が検出されるようにする。リンク分離部54が電子気
圧リレーバルブ本体に組み込まれる場合には、単一の設
計を固守する上で分離バルブをリレーバルブ18a及び18b
の各々に有し、両方の対応するソレノイドを駆動するこ
とによってリンクパイプの各末端で分離するという利点
がある。第１図は各車輪で個々に制御される前部車軸上
のリンクパイプ52内に単一の分離バルブ54を有する、車
両EBSの構成を示している。設置されている車両の後部
差動ブレーキ動作に対して非常に感度がよい場合には、
後部車軸の車輪の個々の制御には同様のリンクパイプ及
び分離バルブ（図示しない）が備えられてもいい。
分離バルブ54によるリンクパイプ52の無力化は、圧力
制御の故障が補助的な故障検出手段によっていずれかの
車輪で検出された場合には避けられるように構成される
のが好ましい。従って、圧力制御素子内の故障状態の検
出によって、分離バルブソレノイドの無力化がそのよう
な状態でのリンクパイプ自体の無力化を妨げるようにす
る。
圧力制御素子18内の故障状態を検出する、ある考えら
れる手段について説明する。
これから説明される故障監視手段がチャネルの故障を
検出する場合、可能な場合は必ず車軸圧力制御手段の動
作が続行されるのが通常であり、このような状況の元で
リンクパイプ52のバランス効果は車両の制御を援助する
上で貴重な特徴である。このような状況では、アンチロ
ック動作中のリンクパイプ52の通常の分離は妨げられる
ように構成され、「低い方を選択する」車軸の動作（即
ち相対的に低いミュー面で動作する左車輪及び右車輪の
内の１つに動作するチャネルから選択される制御レベル
の左チャネルと右チャネルの両方における選定）が車両
の安定性を維持するために選択される。
上述の圧力制御システムでは、リレー制御チャンバ圧
力はフィードバック素子を形成する圧力変換装置32によ
って測定される。この変換装置は、干渉となりがちな低
レベル信号の車両への伝達を避けるために、高出力セン
サであるのが好ましい。センサの発生し得る出力電圧は
0.4Vと4.5Vとの間で振れるが、作用電圧出力は2.5Vスパ
ンに設定されるのが典型的であり、必然的に1Vと3.5Vと
の間であることになる。変換装置のゼロ点は1.0Vであ
り、フルスケール圧力レベルは3.5Vを越えることは決し
てない。ゼロ点移動及びスパン誤差の極値は、通常の出
力電圧範囲を0.7Vから4.0Vに拡張し、0.4Vと0.7Vとの
間、及び4.0Vと4.5Vとの間には効果的なセンサ出力が決
して起こることのない２つの帯域が存在するようにな
る。制御装置34の制御装置測定範囲は0Vから4.5Vとな
り,0.7Vに満たない電圧あるいは4.0Vを越える電圧は過
度の移動又はより危険な機能不良によって起こるセンサ
の故障状態を指し示すように構成される。
本システムは、車軸上の２つの車輪が、個々に設定さ
れたブレーキ動作圧力を有するが共通の圧力要求信号を
与えられている制御機構に於て、圧力変換装置の故障を
検出することによって、制御コンピュータ12内のスイッ
チが故障のあるループとの接続を断ち、対向チャネルの
信号、即ちフィードバック素子として充分機能する圧力
変換装置32を有する制御ループからソレノイドバルブを
駆動するようになる。従って結果的な組合せには、１つ
にはこのような局部圧力フィードバック信号からの閉じ
ループで動作されるチャネル、並びに他方は良好なチャ
ネルからのソレノイド信号を繰り返す開ループ従属装置
として動作されるチャネルが備えられている。このよう
な構成は第３図にブロック図形式で示されている。
圧力要求信号Ｄが、所定の車軸の左ブレーキ及び右ブ
レーキにそれぞれ対応する２つの同様の回路90及び92に
供給される。各回路90及び92は圧力制御装置94（第2a図
の圧力制御装置34に相当）、圧力センサ96、故障検出装
置98、吸込ソレノイドバルブ100（第2b図のソレノイド3
8aに相当）、並びに排出ソレノイドバルブ102（第2b図
のソレノイド38bに相当）を備えている。故障検出装置9
8の一方による故障検出の際には、各々の切り替えスイ
ッチ104a及び104bが、故障のない回路90又は92の圧力制
御装置に対する吸込ソレノイド及び排出ソレノイドの制
御のスイッチを切り換えるように作動される。第３図
は、センサ96からの故障信号から起こる故障が右チャネ
ルにあり、従って右チャネルの故障検出装置98が作動さ
れている状態を示している。
バルブ応答は充分に繰り返し可能で、リンクパイプの
特徴がなくても車軸にかかる良好なバランス状態にある
圧力を発生させるが、もちろん開リンクパイプを伴え
ば、圧力の一致は事実上完全であり、このようなリンク
は「低い方の選択」に基づいて提供されるのでアンチロ
ック動作が要求された場合でさえも、説明した故障状態
の間分離されることは決してない。
第2b図のソレノイドバルブ構成では、排出バルブ38b
は通常は開いており、電圧を加えられて圧力を生じ、保
持する。従って、ブレーキが完全に解除される圧力循環
シーケンスの最後には、排出ソレノイド38bは電圧が加
えられなくなり、それによって制御チャンバ48が排出す
るのを可能にし、次のブレーキが適用されるまで排出し
た状態のままになり、左チャネル及び右チャネルの両方
をゼロの圧力バランスで確実にスタートさせる。
第３図の制御機能切り替えを行うために制御コンピュ
ータの取る基本工程のフローチャートが第４図に示され
ている。
この工程は第１変換装置32（変換装置（ａ））が60で
（上述のように）読まれ、調べられることによって開始
する。この調査の結果が読みに故障がないことを示す場
合は、結果は「圧力（ａ）」として62で保管される。調
査の結果が故障状態を指し示す読みを与える場合には、
エラーフラグ（ａ）が64で設定される。次に第２変換装
置32（変換装置（ｂ））が66で読まれる。読みが故障状
態を示さない場合は、読みは「圧力（ｂ）］として68に
格納される。70でフラグ（ａ）が設定されていない、即
ち故障状態が全くないと判断されると、通常の処理は72
に進む。しかしフラグ（ａ）が存在すれば、本システム
は74で圧力（ａ）が圧力（ｂ）と同等になるように選択
する、即ち本システムはチャネルＢのモデルとしてチャ
ネルＡを使用する。66での読みが故障状態を示さない場
合は、76でエラーフラグ（ａ）がまだ設定されているか
が判断され、次に両チャネルともに故障があるというこ
とになれば、バルブパルスから発生したモデルを用いて
チャネルＡとチャネルＢとの両方が操作される、即ちコ
ンピュータの発生させたモデルが両チャネルに使用され
るということが78で選択される。76でチャネルＢに故障
があるがチャネルＡは正常であるということが判断され
ると、圧力（ｂ）が圧力（ａ）に等しい、即ちチャネル
ＢがチャネルＡをモデルとして使用するということが80
で判断される。
どの車輪にも横滑りが起きないのでアンチロック機能
を有さない車軸上の電子ブレーキ動作システムの正常な
動作では、圧力要求信号は実質的に等しく、圧力変換装
置フィードバック信号を比較することによって車輪ブレ
ーキ動作圧力間に良好な一致が生まれる。このような一
致が起こらなければ、その差は故障のあるバルブ又はセ
ンサの動作を示し、事前に設定されたレベルを上回ると
きに検出されて動的あるいは定常の故障状態を示す。
圧力差の誤差によって検出される故障状態は、圧力セ
ンサに起こり、従って圧力変化への応答に失敗すること
になる、あるいは制御ループ内に問題を引き起こす危険
な応答を提供する危険な故障、あるいはもっとありそう
なことには、制御チャンバ圧力が強まる、又は弱まるの
妨げる制御バルブ応答に起こる故障に関するものであ
る。
例えば、動作できない又は屑で塞がれている吸込ソレ
ノイドバルブ（38a）は、正確に動作し、すばやく要求
信号に応答する反対車輪のチャネルの非常に低い又はゼ
ロの誤差と比較することによって、急速に検出される遅
延性の圧力誤差を発生する。故障のあるチャネルで圧力
が高められない場合は、危険な静の誤差に変換される初
期の間欠誤差がある。部分的に塞ぐことによってさえ、
ゆっくりした応答を示す短い差圧の誤差が生じ、一刻も
早く注意を要する故障として検出される。
排出バルブ（38b）が正しく設置されないと制御チャ
ンバ48に継続的な漏れが起こり、圧力立ち上がりが結果
的に遅くなり、第１の指示として圧力の間欠誤差を発生
させる。しかし、このような故障によって制御チャンバ
圧力を戻すために吸込バルブに継続的なパルス修正がな
され、このような故障はバルブ性能のモデルによって予
想される圧力を後述のセンサ圧力と比較することによっ
て検出される。
（本発明の効果） 以上のように、本発明の車両ブレーキ動作システム
は、車軸の両端に接続された車輪の各々に接続されたブ
レーキ回路の局部圧力制御素子を接続して制御流体の移
動を可能にするリークパイプを備えているため、一方の
車輪の局部圧力制御素子で故障が起きてブレーキ動作圧
力の過不足が生じても、正常に機能している側の局部圧
力制御素子の圧力制御ループの機能によって、そのよう
な圧力の過不足状態が自動的に調整される。
また、局部圧力制御素子がリレーバルブの形状をして
いる場合には、リレーバルブの制御チャンバを接続する
接続部として、リンクパイプを簡単に設けることが可能
である。
さらに、リンクパイプにソレノイドによって動作する
分離バルブを設ければ、必要なときにはソレノイドに信
号を送って分離バルブを動作させることによって、リン
クバルブの機能を選択的に無力化することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に従った、第１測定を組み込んだEBSの
一実施例の模式図である。 第2a図は典型的な圧力制御ループを示す図である。 第2b図は本発明で使用されるソレノイドに制御されるリ
レーバルブを示す図である。 第３図は良好なチャネルから取り出した制御信号を用い
ている開ループ従属装置としての故障チャネルの動作を
示す図である。 第４図は第３図の制御機能の切り替えを行うために制御
コンピュータの取る工程を示すフローチャートである。 12……制御装置、18a、18b……前部リレーバルブ、20
a、20b……後部リレーバルブ、32……圧力変換装置、48
……制御チャンバ、52……リンクパイプ、54……分離バ
ルブ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リチャード ブライアン モーズリー イギリス国 シーブィ32 ７エックスエ ル，ワーウィックシャー，レミントン スパ，カビントン，ウィロー シーツ メドウ 22 (56)参考文献 特開 昭61−166764（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−91352（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−210158（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】局部圧力制御素子を有している各々電子的
    に制御される圧力調整チャネルを各車輪毎に備え、該局
    部圧力制御素子が、ドライバにより操作される動作要求
    変換装置によって設定される圧力要求レベルに従うよう
    に、圧力を印加された貯蔵装置から各々のブレーキシリ
    ンダへの制御流体の流れを制御する車両ブレーキ動作シ
    ステムであって、該システムは、一車輪に対するブレー
    キ動作の損失又は過度のブレーキ動作のいずれをも引き
    起こし得る故障状態におけるブレーキ動作の不均衡を避
    けるために、車軸の両端にある２つの車輪に関する各々
    のブレーキ回路の該圧力制御素子の間での制御流体の移
    動を可能にするリンクパイプを備え、該車軸の一方の端
    に接続された車輪に関する該圧力調整チャネルが故障し
    て該車輪に関する局部圧力制御素子においてブレーキ動
    作圧力の過不足が生じブレーキ動作の損失又は過度のブ
    レーキ動作が起きた場合、圧力不足によってブレーキ動
    作が失われるときにはリンクパイプは正常に機能してい
    るチャネルから故障しているチャネルの局部圧力制御素
    子に制御流体を供給し、圧力過剰によって過度のブレー
    キ動作が行われるときにはリンクパイプは故障している
    チャネルの局部圧力制御素子から正常に機能しているチ
    ャネルに制御流体を供給し、それによって、故障してい
    るチャネルと正常に機能しているチャネルとの間のブレ
    ーキ動作圧力の不均衡がリンクパイプを通じて常に減じ
    られるように影響を及ぼしあう車両ブレーキ動作システ
    ム。
  2. 【請求項２】前記圧力制御素子がソレノイドにより作動
    されるリレーバルブの形をしており、前記リンクパイプ
    が該リレーバルブの制御チャンバ間を接続する口径の小
    さい接続部である、請求項１に記載の車両ブレーキ動作
    システム。
  3. 【請求項３】前記リンクパイプが、ソレノイドによって
    動作可能な少なくとも１つの分離バルブを備えていて、
    車輪のスリップが検出される場合には該ソレノイドに信
    号が送られて該分離バルブによって該リンクパイプを無
    力化し、各車輪でのブレーキ動作圧力の独立した制御を
    可能にする、請求項１または２のいずれかに記載の車両
    ブレーキ動作システム。
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