JP4718006B2 - 自動車用のブレーキ力昇圧装置 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、特に自動車用のブレーキ力昇圧装置に関し、作動可能な入力部材と、特に昇圧エネルギーを持ったマスターブレーキシリンダーに適用するための出力部材と、昇圧エネルギーを制御するためにバルブピストンによって作動可能で制御ハウジング内に配置された制御バルブとを有している。
【０００２】
そのようなブレーキ力昇圧装置は、基本的には知られているし使用されている。例えば、ドイツ特許（ＤＥ）１９６ ４４ ８８０ Ｃ１は、ペダル力（運転者の意思による）と比較して空圧式ブレーキ昇圧器の操作を恒久的に監督し、また、必要な動作が行われない場合に補助的なエネルギー源を提供する原理を伴う。ブレーキシステムは、このようにして豊富な構成を特徴とする。
【０００３】
公知のブレーキ昇圧器の欠点は、限られた昇圧エネルギーのみが利用可能なことである。原則として、ブレーキ昇圧器の入力と出力との比率の特性線は、線形である。特性線の勾配は、利用可能な構成に含まれた昇圧因子に一致する。作動チャンバーと真空チャンバーとの間に確立された最大圧力差を持って、最大昇圧の条件が存在する。すなわち、出力の更なる増加は、付加的に適用されたペダル力による場合のみ可能である。
車両の組立空間が非常に限られているので、より大きい動作を達成するための寸法を正しく増加することは可能ではない。しかしながら、他方において、自動車の運転動作は恒久的に上向きの運動であり、それ故、より力強い高い動作のブレーキシステムを必要とする。最後に、新しい製品が経済性およびコスト削減のために巨大な圧力を実行する。この観点において、豊富な構成のブレーキシステムは考慮外である。
【０００４】
車両の全体的寿命内で増加した動作要求でさえも達成でき、小さな寸法で軽量であり、また同時に経済性のための新たな可能性を開くブレーキ力昇圧装置を提供することが本発明の目的である。
この仕事は、請求項１の特徴部分の特徴的態様によって解決される。すなわち、手段が、ブレーキ力昇圧装置の最大昇圧点を感知しまたは認識するために設けられていて、最大昇圧点を報らせる信号を発生することが可能である。原則として、これらの手段は異なった原理に基づいている。本発明によれば、第１の解決方法は、圧力可変チャンバーと大気との間の圧力差または圧力勾配を決定することを提供する。この解決方法は、原則的に、空圧式ブレーキ昇圧器の作動チャンバーの圧力が、換気の場合において（すなわち、ブレーキ操作の場合において）、徐々に周囲の空気圧力に近づくという事実を使用してなされる。圧力差がないことが分かるか、または、圧力勾配がゼロになるや否や、最大昇圧点を報らせる信号は、付加的な昇圧手段に接続するかまたは利用するために発生される。これは、好ましくは液圧ポンプを持ったＡＢＳによって発生された流体圧力増加に接続されるような、適切な対応策を可能にする。この手順は、ブレーキ昇圧器が少ない動作で慎重に構成されるので、車両の寿命での全てのブレーキ操作の例えば９０％用にじゅうぶんであることにより有益である。これに対し、全てのブレーキ操作の１０％を維持するために、特にいわゆる最も大きいブレーキ力を使用するパニック状態のブレーキ操作用に要求される特に高度な動作は、他の昇圧エネルギー源によって発生される。本発明の更なる利点は、液圧ポンプによって発生された圧力増加の制御は、同様に付加的に適用された昇圧エネルギーの制御をもたらすことができることである。換言すれば、特性線の変化を快適さまたは安全性の要求のために、従来のシステムによって可能であったのよりもより柔軟に適応することを可能にする。
【０００５】
動作における差に応答する解決法のような他の解決法は、例えば、バルブピストンと制御ハウジングとの間の距離を感知しまたは認識するためのスイッチのような形状の手段を有している。距離が最大昇圧点に対応する場合、この手段は、特に付加的な昇圧手段を接続するための操作または作動信号を有する。
好ましくは、スイッチは、回路が閉成されまたは開成されるので、操作信号を発することができることにより使用される。これに代わるものとして、例えば、対応するセンサー信号を発するホールセンサーのようなセンサーを設けることが考えられる。
【０００６】
本発明の更なる発展によれば、バルブピストンは、最大昇圧点が到達されてバルブピストンと制御ハウジングとの間に距離がなくなった場合、制御ハウジング内に設けられた停止部に当接する。
本発明は、空圧式ブレーキ昇圧器の変更された割り当て（ｒａｔｉｎｇ）にだけは使用できないことが理解できる。上述した装置によって、本発明の基礎から離れることなく、従来のブレーキ昇圧器のあらゆる欠点または欠陥を補償することが同様に考えられる。
本発明の全ての詳細は、図面および記述と共に従属請求項から明らかになる。以下において、本発明は、実施例の概略的例を表わしている図を参照して詳細に述べられる。
【０００７】
ブレーキ昇圧器の操作の基本的モードは、図１に示されている。図１は、足Ｆ_Ｆｕｓｓ（入力）によって適用された力の関数としてトレース（ｔｒａｃｅ）された昇圧エネルギーＦ_Ａ（出力）を持っているブレーキ力昇圧装置の特性線１を示している。零の点から出発した特性線１の第１の支線２は、いわゆるジャンパー、すなわち、ある入力の場合におけるブレーキ昇圧器のある意味の急激な応答を特徴付けている。この支線２は、装置の特に決定された昇圧因子（特性線の勾配）を持ったサービスブレーキ範囲３によって引き継がれている。サービスブレーキ範囲３は、最大昇圧点４で終了している。正常なサービスブレーキ範囲３は、減少された勾配支線５によって規則正しく引き継がれている。従来のブレーキ昇圧器において、この支線５は足の力、すなわち、付加的に適用された足の力のみによる増加によって特徴付けられていた。この例の勾配は１：１である。すなわち、足の力のある付加的な増量分は、出力のある付加的な増量分を正確に発生する。本発明は、最大昇圧点４を通過し、それを上方に接続した後、付加的な昇圧エネルギー源を提供し、また、付加的に適用された昇圧エネルギーを制御された、あるいは制御さえすることを可能にする。したがって、力の非常に急激な増加（急勾配の特性線）を持ったいわゆるブレーキ補助機能を生ずることが同様に可能である。付加的に適用された昇圧エネルギーの作動は、図１に点線による支線６によって示されている。
【０００８】
空圧式のブレーキ力昇圧装置７は、基本的には、ボウルタイプの２つの半分で作られたハウジングを有し、可動壁によって互いに分離された少なくとも２つのチャンバーを有している。一方のチャンバーは、定圧チャンバーで永久に真空下にあるのに対し、他方のチャンバーは、作動されていない間は同様に真空化にある。しかしながら、作動の範疇内において、このチャンバーは、制御ハウジング内に設けられた制御バルブによって周囲の圧力下での周囲の空気と１回の分量を定める方法（ｄｏｓｅｄ ｍａｎｎｅｒ）で換気することができる。このいわゆる作動チャンバーの圧力は、最大昇圧条件において周囲の大気の圧力に対応する。さらに、ブレーキ力昇圧装置７は、足の力によって適用することができ、制御バルブのバルブピストンを有する入力部材８と、昇圧エネルギーを持ったマスターブレーキシリンダーを適用する出力部材９とを備えている。空圧式のブレーキ力昇圧装置の最大昇圧エネルギーは、達成可能な２つのチャンバー間の最大における圧力差によって明確に決定される。
ブレーキ力昇圧装置７は、それによって最大昇圧点４を報らせる信号を発生することができる最大昇圧点４を認識する手段１０を有している。
【０００９】
構造に関しては、多くの構造が手段１０用に考えられる。本発明の１つの変形において、手段１０は、圧力可変チャンバー（作動チャンバー）と周囲の空気圧力との間の圧力差を感得する。この情報から、最大圧力差がある場合に最大昇圧点を報らせる信号を発生する。原理的には、作動チャンバーの圧力の時間導関数は、最大昇圧点４の基準として零にセットされるので、作動チャンバーの圧力勾配変化を備えたこの手順を使用することもまた可能である。この場合において、圧力センサーは、手段１０としてそれ自身を表示している。これらの圧力センサーは、好ましくは制御バルブ弁の範囲内、またはその上に配置される。
【００１０】
図２による他の解決方法において、手段１０は、バルブピストンと制御ハウジングとの間の距離を検知する。この配置は、最大昇圧点４に対応する制御ハウジングとバルブピストンとの間に移動（距離）がある場合、手段１０が、最大昇圧点４を報らせる信号を発するように選択される。配置の調整は特に容易に達成され、バルブピストンは最大昇圧点４が到達された場合に制御ハウジング内に設けられた停止部に当接する。この条件においてバルブピストンと制御ハウジングとの間に距離がなく、この事実は手段１０によって検知される。したがって、手段１０は最大昇圧点４を報らせる信号を発する。スイッチ、特に小さい構造のタイプのスイッチの使用は、非常に狭いスペースが必要であり、また、標準構成部品としてのそのようなスイッチが非常に安いコストで量産されるので、手段１０として指摘される。しかしながら、信号がより精緻である場合は、特にホールセンサーのようなセンサーを使用することもまた同様に可能である。
【００１１】
このようにして得られた信号は、例えば、ＡＢＳブレーキシステムまたはステアリング昇圧システムに見られるような、モータで駆動される液圧式ポンプの使用によって付加的な昇圧エネルギー源を接続するために使用できる。この配置において、回路は、好ましくは信号によって閉成されまたは開成され、このようにして、ソレノイドバルブのような切り換え部材としては作動される。これに代えて、または、付加的に、この信号で補助的なエネルギー源のモータを適用することも提供される。すなわち、その勾配が関係する限り、好ましくは昇圧器の特性線１に影響するために、モータをオン−オフに各切り換え、あるいは、発生した圧力の制御をもする。この配置の利点は、運転者が付加的に発生されたブレーキ力のより精緻な適用量（ｄｏｓａｇｅ）を適用することができることである。付加的エネルギー源の接続は、例えば、図１の特性線１の点線で示された支線６を結果として生ずる。この支線６の勾配は、勿論、快適さまたは安全の全ての必要性を調整する目的で、付加的昇圧エネルギーの上述した制御の範疇内で変更できる。
【００１２】
図３は、入力部材１２のペダル力センサーと同様、複数の圧力センサーを有する解決手段を強調して概略的に示した接続線図を示している。この配置の利点は、空圧式ブレーキ昇圧器の最大昇圧点４上で、昇圧器の特性線１が制御された方法で変更可能であることである。根本的には、公知のペダル配置１１は、入力部材１２によって空圧式ブレーキ昇圧器１３に作用する。ブレーキ昇圧器１３としては、出力部材と共にマスターブレーキシリンダー１４に作用する。液圧ラインは、マスターブレーキシリンダー１４と、それ自身車輪ブレーキ１５、１６と液圧的に連通するバルブブロック１９（ＨＣＵ）との間の連通に役立つ。第１の圧力センサー１７は、ブレーキ昇圧器の作動チャンバー圧力を決定するか、または、作動チャンバーの圧力差／圧力勾配を検知するのに役立つ。第２のセンサー１８は、マスターブレーキシリンダーの直ぐ下流ではあるが、バルブブロック１９の上流の流体圧力を決定するのに役立つ。第３のセンサー２０は、車輪ブレーキ１５、１６の流体圧力を決定するために使用される。センサー信号を取り扱い処理するためにたぶん必要である評価回路および電子的サブアッセンブリーは、開示を可能な限り分かりやすくするために図面には示されていない。付加的に適用されたブレーキ圧力の制御は、名目的な圧力（運転者の意思）、例えば、マスターブレーキシリンダー１４内の圧力を示す信号と、第３のセンサー２０によって決定されている車輪ブレーキの圧力とを比較することによって行われる。上述した手順を変更することは、本発明の根本的な概念から離れることなく、図に見られるような力センサーによって入力部材に直接測定された力を使用することが考えられる。
勿論必要なコンピュータ操作が、必要な計算アルゴリズムが装備され適切に設けられた処理装置で実行されることが理解できる。
以下に、本願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[１] 自動車用のブレーキ力昇圧装置であって、作動可能な入力部材（８、１２）と、特に昇圧エネルギーを持ったマスターブレーキシリンダー１４を適用するための出力部材（９）と、バルブピストンによって作動可能で、制御ハウジング内に配置され、圧力可変チャンバーと真空チャンバーとの間の圧力差の結果として発生された昇圧エネルギーを制御するための制御バルブとを備え、手段（１０）がブレーキ力昇圧装置の最大昇圧点（４）を感知しまたは認識するために設けられていて、この手段（１０）によって最大昇圧点（４）を報らせる信号を発生することが可能であることを特徴とするブレーキ力昇圧装置。
[２] 手段（１０）は、圧力可変チャンバーと周囲の圧力との間の圧力差、および／または、圧力可変チャンバーの圧力勾配変化を感知し、手段（１０）は、圧力差が零に接近するか、および／または、圧力勾配がゼロに接近した場合に最大昇圧点（４）を報らせる信号を発生することを特徴とする[１]記載のブレーキ力昇圧装置。
[３] 圧力センサーは、制御バルブの領域において手段（１０）として設けられていて、圧力センサーが、圧力可変チャンバーの圧力と周囲の圧力との間の圧力差を決定し、および／または、圧力可変チャンバーの圧力勾配を決定するために使用されることを特徴とする[２]記載のブレーキ力昇圧装置。
[４] 手段（１０）は、バルブピストンと制御ハウジングとの間の相対的移動を検知し、最大昇圧点（４）に対応する距離が存在する場合に最大昇圧点（４）を報らせる信号を発することを特徴とする[１]記載のブレーキ力昇圧装置。
[５] スイッチが手段（１０）として設けられていて、このスイッチは最大昇圧点が存在する場合に電子的操作信号を発することを特徴とする[１]ないし[４]いずれか１記載のブレーキ力昇圧装置。
[６] ホールセンサーのようなセンサーが手段（１０）として設けられていることを特徴とする[１]ないし[５]いずれか１記載のブレーキ力昇圧装置。
[７] 圧力がブレーキ昇圧器の圧力可変チャンバーで決定され、この測定された値が周囲の空気圧力と比較され、２つの測定された値の間の差がゼロに接近し、操作信号として昇圧エネルギー源、特に、圧力昇圧装置に供給され、空圧式ブレーキ力昇圧装置の最大昇圧点（４）を越える昇圧エネルギーの増加用に使用可能な信号が発生されることを特徴とする[１]ないし[６]いずれか１記載に記載された自動車のブレーキシステムを制御する方法。
[８] ブレーキ昇圧器の圧力可変チャンバーにおいて圧力勾配が決定され、圧力勾配は、記録されまたは恒久的に監督され、圧力勾配が零に接近して最大昇圧点（４）を報らせる信号が発生され、操作信号として昇圧エネルギー源得の液圧式圧力昇圧装置に供給され、空圧式ブレーキ力昇圧装置の最大昇圧点（４）を越える昇圧エネルギーの増加用に使用可能なことを特徴とする[１]ないし[６]いずれか１記載に記載された自動車のブレーキシステムを制御する方法。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ブレーキ力昇圧装置の特性線を示す図。
【図２】 本発明による最大昇圧点を感知する移動応答感知システムを持った空気式ブレーキ力昇圧装置を有するブレーキシステムを、極めて概略的に示した図。
【図３】 最大昇圧点を認識するための他の改良された解決法の概略的結合線図。

Claims (7)

1. 自動車用のブレーキ力昇圧装置であって、作動可能な入力部材（８、１２）と、マスターブレーキシリンダー（１４）に昇圧エネルギーを適用するための出力部材（９）と、バルブピストンによって作動可能で、制御ハウジング内に配置され、圧力可変チャンバーと真空チャンバーとの間の圧力差の結果として発生された昇圧エネルギーを制御するための制御バルブとを備え、手段（１０）が、ブレーキ力昇圧装置の最大昇圧点（４）を感知しまたは認識するために設けられ、かつ、この手段（１０）によって最大昇圧点（４）を報せる信号を発生することができ、手段（１０）は、圧力可変チャンバーと周囲の圧力との間の圧力差、および、さらには、可変圧力のチャンバーにおける圧力の時間導関数の変化を感知すること、および、その圧力差がゼロに接近するとともに、その圧力の時間導関数がゼロに接近して、その手段（１０）は、最大昇圧点（４）を報らせる信号を発生することを特徴とするブレーキ力昇圧装置。
2. 圧力センサーは、制御バルブの領域において手段（１０）として設けられていて、圧力センサーが、圧力可変チャンバーと周囲の圧力との間の圧力差、および、さらには、可変圧力のチャンバーにおける圧力の時間導関数の変化を感知すること、および、その圧力差がゼロに接近するとともに、その圧力の時間導関数がゼロに接近して、その圧力センサーは、最大昇圧点（４）を報らせる信号を発生することを特徴とする請求項１記載のブレーキ力昇圧装置。
3. 手段（１０）は、バルブピストンと制御ハウジングとの間の相対的移動を検知し、最大昇圧点（４）に対応する距離が存在する場合に最大昇圧点（４）を報らせる信号を発することを特徴とする請求項１記載のブレーキ力昇圧装置。
4. スイッチが手段（１０）として設けられていて、このスイッチは最大昇圧点が存在する場合に電子的操作信号を発することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のブレーキ力昇圧装置。
5. センサーが手段（１０）として設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載のブレーキ力昇圧装置。
6. ホールセンサーが手段（１０）として設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載のブレーキ力昇圧装置。
7. ブレーキ昇圧器の圧力可変チャンバーにおいて圧力の時間導関数が決定されること、この圧力の時間導関数は、記録されまたは恒久的に監督されること、圧力勾配が零に接近して最大昇圧点（４）を報らせる信号が発生されること、さらには、この圧力の時間導関数はゼロに接近して、信号が発生し、その信号は、最大昇圧点（４）を報らせ、操作信号として昇圧エネルギー源として、液圧式圧力昇圧装置に供給され、さらにその信号は、空圧式ブレーキ力昇圧装置の最大昇圧点（４）を越える昇圧エネルギーの増加用に使用可能であること、を特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の自動車のブレーキシステムを制御する方法。

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