JPH08507021A - サーボブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ペダルによって操作され，移動シミュレータ（３４）と，これに連結された適正値伝達器（５８）とを有するサーボブレーキ装置を提案する。例えばこの適正値伝達器に代えて第２の適正値伝達器（５９）を使用することもできる。この第２の適正値伝達器（５９）は圧力伝達器である。両方の適正値伝達器（５８・５９）の信号は電子制御ユニット（６０）内でほぼ適正値であることを調べられる。信号の大きさに許容し得ない変化があれば，サーボブレーキ作業が抑制される。この場合には，非常ブレーキシリンダ（４４）によってブレーキをかけることが可能である。このサーボブレーキ装置は乗客及び貨物を輸送する自動車，特にアンチロック・ブレーキ・システム（ＡＢＳ）あるいはトラクション・コントロール・システム（ＴＣＳ）を備えた自動車，に使用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 サーボブレーキ装置 ［背景技術］ 本発明は，請求項１の上位概念部に記載した形式のサーボブレーキ装置に関す る。 このようなサーボブレーキ装置は，サーボブレーキ作用を電気的に制御して， 運転者が選択した足の力の関数としてのブレーキ圧力を，車輪ブレーキシリンダ 内に生ぜしめ得るようにするために，適正な電気値の伝達器を有している。ペダ ルに対する選択した足の力が吸収されれば，ペダルを移動させることは実際には 必要ではない。しかしながら普通のブレーキ装置におけるように，運転者が，ブ レーキを操作するときに自分の足によってペダルに作用させる力の関数として， ペダルの移動を感知できれば，人間工学的な理由から極めて有利である。したが って，サーボブレーキ装置には移動シミュレータが設けられている。 ある公知の，電気的に制御可能なサーボブレーキ装置においては，圧縮可能な シミュレータばねを有している移動シミュレータはペダルと非常ブレーキシリン ダとの間に配置されている。ペダルが操作されるごとに，シミュレータばねが圧 縮され，電子制御ユニットに接続されている適正電気値の伝達器が作動し，電子 制御ユニットによって制御が行われ，サーボブレーキ圧力がソレノイド弁によっ て車輪ブレーキに供給される。サーボユニットあるいは電子制御ユニットが故障 した場合には，ペダルを更に踏み込んで，非常ブレーキピストンを移動させるこ とによって，非常ブレーキシリンダ内ひいては車輪ブレーキシリンダ内に非常ブ レーキ圧力を生ぜしめなければならない。 英国特許第 20 84 275 号明細書によって公知である別の２回路サーボブレー キ装置においては，シミュレータシリンダとシミュレータばねとシミュレータピ ストンとを有する移動シミュレータが２回路非常ブレーキシリンダに設けられて おり，シミュレータピストンは，ペダルが移動せしめられることによって非常ブ レーキシリンダ内に生ぜしめられるブレーキ圧力によって移動せしめられる。つ まり非常ブレーキシリンダ内のピストンがまず移動することによって，移動シミ ュレータのための作動圧力が生ぜしめられる。更に移動シミュレータは逆止め弁 を有しており，この逆止め弁は通常はシミュレータシリンダの開口を閉鎖してい て，サーボ圧力源の圧力による制御で開かれるようになっており，したがってシ ミュレータばねは，サーボブレーキ作用が行われるときだけ圧縮される。サーボ ユニットが故障していると，シミュレータシリンダ内の圧力液体は，シミュレー タばねが圧縮されることを阻止し，したがって１回のペダルストロークによって ，非常ブレーキピストンが移動せしめられ，ブレーキ圧力を生ぜしめるボンプ作 業が行われる。生産技術的に見ると，この場合シミュレータシリンダが２回路非 常ブレーキシリンダと同じ直径を有し，２回路非常ブレーキシリンダに一体に， これを延長するように同軸的に形成されていることは，有利である。サーボ圧力 源から圧力液体を，車輪ブレーキに通じている２つのブレーキ回路内に導入する ために，つまりブレーキ圧力を生ぜしめるために，液力によって制御可能な２つ のブレーキ圧力制御弁が設けられている。液力による制御は２回路非常ブレーキ シリンダの２つのシリンダ室からの圧力によって行われる。ブレーキ圧力制御弁 と車輪ブレーキとの間のブレーキ回路内に，電磁的に制御可能な方向制御弁を使 用することによって，このサーボブレーキ装置は，車輪がロックする危険を排除 している。 米国特許第 43 27 414 号明細書に記載されているサーボブレーキ装置は，電 気制御論理回路と，少なくとも１つの電気的に制御される圧力モデュレータと， ブレーキ信号伝達器とを有しており，このブレーキ信号伝達器はペダルによって 作動せしめられ，その出力信号は，適正な自動車減速度として制御論理回路内で 処理される。作業能力を増大させるために，ブレーキ信号伝達器は，互いに無関 係な付加的な２つの信号を同時に制御論理回路に伝達するように，構成されてい る。伝達作用の故障は検出され，出来る限り除去される。このサーボブレーキ装 置は，ペダルによって操作することのできる非常ブレーキシリンダを有していな い。 ［発明の利点］ 請求項１の特徴要件を具備した本発明によるサーボブレーキ装置は，ザーボブ レーキ作業において，車輪ブレーキから排出しなければならない圧力液体量を少 なくとも１つの非常ブレーキ導管及び非常ブレーキシリンダを介して液体タンク に戻すことができるという利点を有している。 請求項２〜８に記載した手段によって，請求項１に記載したサーボブレーキ装 置を有利に発展させ，改良することが可能である。請求項２の特徴は，制動が行 われるごとに，非常ブレーキシリンダのロックピストン及び少なくとも１つの作 業ピストンが，非常ブレーキシリンダ内で固着してしまうことが回避される程度 に，移動せしめられるという利点をもたらす。請求項３の特徴は，拡張室の構成 の１実施形態を示すものである。 請求項４の特徴は，シミュレータばねがサーボブレーキ作業のときにだけ圧縮 され，したがって，非常ブレーキ作業のときにはペダルのほぼ全ストロークによ って，非常ブレーキシリンダの少なくとも１つのピス トンが移動せしめられるという利点をもたらす。ソレノイド弁が電気的に制御さ れることによって，移動シミュレータは，サーボブレーキ装置が故障したときに 迅速にブロックされる。請求項５の特徴は全長が減少せしめられるという利点を もたらす。 請求項６の特徴は，移動シミュレータの移動信号を生ぜしめるのに使用される センサがペダルのペダル板から充分に離れたところに位置せしめられ，その結果 運転者の足によってセンサが損傷することが回避されるという利点をもたらす。 請求項７の特徴は，移動シミュレータの移動測定のために，旋回角度センサの ようなセンサを使用する代わりに，ペダルに作用せしめられる力に関連する圧力 信号を使用する可能性を示す。 請求項８の特徴は，サーボブレーキ装置の電気制御に使用される移動センサ及 び（又は）圧力センサのようなセンサの作業能力を監視することができ，例えば センサに欠陥がある場合，サーボブレーキ作業が抑制されるという利点をもたら す。 ［図面］ 図面は本発明の実施例を示すものである。図１は本発明によるサーボブレーキ 装置の原理図である。図２は移動シミュレータを有する非常ブレーキシリンダの 拡大断面図である。図３は非常ブレーキシリンダの別 の実施例を示した拡大断面図である。図４は移動シミュレータの別の制御機構を 示した拡大断面図である。 ［実施例の説明］ サーボブレーキ装置はペダル１を有し，このペダルは運転者によって操作され ，２つのピストンロッド２及び３を介してピストンユニット５に連結されており ，このピストンユニットはケーシング４によって取り囲まれている。一方のピス トンロッド２はペダルレバー７のほぼ中央に連結点６を有し，他方のピストンロ ッド３はペダルレバー７の，ペダル１とは逆の側の端部に連結点８によって連結 されている。この他方のピストンロッド３はジョイント９を有しており，したが ってそのペダルレバー７の側の端部は関節状に折れ曲がることができる。トップ アップ・コンテナとも呼ばれる液体タンク１０はケーシング４上に配置されてい る。 サーボブレーキ装置は電気モータ１１を備えており，この電気モータはポンプ １２を駆動し，このポンプはブレーキ液体を液体タンク１０から吸い込んで，蓄 圧器１３内に送り込む。電気モータ１１とポンプ１２と蓄圧器１３とはサーボユ ニット１４を構成しており，このサーボユニットは通常はサーボユニット装置内 のブレーキ圧力を生ぜしめる。 サーボブレーキ装置の残りの部分は例えばアンチロ ック・ブレーキ・システム（ＡＢＳ）として構成されている。これは，各車輪ブ レーキ１５・１６・１７及び１８のためにそれぞれ１対の２ポート２位置ソレノ イド弁１９／２０；２１／２２；２３／２４及び２５／２６を有しており，各車 軸の２ポート２位置ソレノイド弁の上流側にもそれぞれ１つの２ポート２位置ソ レノイド弁２７又は２８が接続されている。これらの２ポート２位置ソレノイド 弁は，車輪速度センサ（図示せず）及び電子制御ユニットを使用して，圧力増大 ブレーキ段階・圧力維持ブレーキ段階及び圧力減少ブレーキ段階に制御すること ができる。サーボユニット及び（又は）電子制御ユニットが故障すると，２ポー ト２位置ソレノイド弁２０・２２・２４及び２６は開放状態に切り替えられ，ピ ストンユニット５から車輪ブレーキ１５・１６・１７及び１８へ自由通路が形成 される。図２においては，ピストンユニット５が拡大して改めて示されている。 図２において一層明確に示されているように，シリンダ３０がケーシング４内に 形成されており，このシリンダ内で，ばね負荷されたプレート状のピストン３１ ，すなわちシールされていないピストンが，ばね３２の力に抗して移動可能であ る。このピストン３１はピストンロッド３を有しており，通常はシリンダ３０の 端壁３３に当接している。シリンダ３０とピストン３１とばね３２とはサーボブ レーキ装置の移動シミュレータ３４を構成している 。 更に，共通の軸線を有している３つの別のピストン３５・３６及び３７がケー シング４内に配置されている。これらのピストンはシリンダ３８・３９及び４０ 内に配置されており，これらのシリンダはやはり同一の軸線を有している。ペダ ルに近い第１のピストン３５はピストンロッド２に取り付けられていて，やはり ペダルに近いシリンダ３８内で動くことができる。このピストン３５はロックピ ストンであって，可動壁として，ロック室４１を仕切っている。このロック室は ケーシング内のポート４２を介して液体タンク１０に接続されている。ケーシン グのポート４２を通る通路は，通常は閉じている２ポート２位置ソレノイド弁４ ３によって制御される。 ２つのシリンダ３９及び４０は，サーボブレーキ装置のための非常ブレーキシ リンダ４４を構成している。このために，シリンダ３９及び４０は一面ではポー ト４５及び４６を介して液体タンク１０に接続されており，かつ他面ではポート ４７及び４８を介して，車輪ブレーキに通じている非常ブレーキ導管４９及び５ ０に接続されている。シリンダ３９及び４０内へのポート４５・４６・４７及び ４８のそれぞれの開口部は，通常は２つのピストン３６及び３７によって覆われ ることがないような位置に，配置されている。液力式タンデム型マスタシンダに おける普通の定義では，ピ ストン３６は圧力ロッドピストンであり，ピストン３７は中間ピストンである。 しかしながら，液体タンク１０に通じるポート４５及び４６の２つの開口部は， ２つのピストン３６及び３７が非常ブレーキ方向に動くと，直ちにこれらのピス トンによって閉じられ，したがってピストン３６及び３７は非常ブレーキシリン ダ４４内に圧力を生ぜしめることができる。非常ブレーキシリンダ４４の圧力ロ ッドピストンであるピストン３６はピストンロッド５１を有しており，このピス トンロッドはケーシング壁内に設けられたシールリング５２によってシールされ て，ロック室４１内に突入していて，ロック室４１内でペダルに近いロックピス トンであるピストン３５に結合されている。非常ブレーキシリンダ４４の中間ピ ストンであるピストン３７は，２つのばね５３と５４との間に配置されており， 一方のばね５３は圧力ロッドピストンであるピストン３６に支えられており，他 方のばね５４は端壁５５に支えられている。これら２つのばね５３及び５４は， 非常時にブレーキ圧力が生ぜしめられる作業室５６及び５７内に配置されている 。 前述のピストンユニット５は有利には２つのセンサ５８及び５９を備えている 。第１のセンサ５８は旋回角度センサであって，連結点８に取り付けられていて ，ペダルレバー７と移動シミュレータのピストンロッド３との間で測定した旋回 角度によってペダルレバー の移動量を間接的に示す。 第２のセンサ５９は圧力センサであって，ロック室４１内の圧力を検出する。 ２つのセンサ５８及び５９の測定値は電子制御ユニット６０に供給され，そこで 処理されて，これらの測定値がそれぞれほぼ同じ大きさを維持しているかどうか ，あるいは論理的に見て同じ方向で変化が行われているかどうかが決定される。 電子制御ユニット６０が，測定値が許容し得ないほど変化していることを検出す ると，電子制御ユニットはこの故障を知らせる出力を出し，かつ（又は）サーボ ブレーキ作業を抑制することによって，この故障を間接的に示す。 ［作業形式］ サーボブレーキ装置が正常であると，サーボブレーキ装置は作業することがで きる。ペダル１が軽く踏み込まれると，２ポート２位置ソレノイド弁４３が閉じ られているので，ロック室４１が密閉されており，ペダルレバー７は連結点６に おいて不動に支えられる。ペダル１の操作が続行されると，ピストンロッド３及 びピストン３１がばね３２の力に抗して左に向かって引かれ，この移動を検出す るセンサ５８が作動して，ペダル１の運動に相応する適正な電気値を伝達する。 この場合ピストンロッド３のジョイント９は連結点８の運動に必要な自由度を生 ぜしめる。 ロック室４１と液体タンク１０との間の接続は遮断されているので，ロック室 ４１内の容積はほぼ不変である。それはブレーキ液体がほとんど圧縮不能である からである。運転者の足の力によってロック室４１内に生ぜしめられる圧力は， センサ５９によって検出され，例えば適正な電気値として電子制御ユニット６０ に伝達される。ペダル１の移動量は移動シミュレータのばね３２の圧縮量に比例 する。 車輪ブレーキ１５〜１８に通じるブレーキ導管内に設けられている２ポート２ 位置ソレノイド弁１９〜２８は，少なくとも１つのセンサ５８又は５９及び電子 制御ユニット６０を使用して，サーボユニット内に蓄えられている圧力から，ど のような適正なブレーキ圧力をも生ぜしめることができる。このサーボブレーキ 装置は公知の技術によって，アンチロック・ブレーキ・システム（ＡＢＳ）の機 能を行うように，かつ例えばトラクション・コントロール・システム（ＴＣＳ） の機能をも行うように，構成することができる。これらすべての作業形式におい て，実際に通常のタンデム型マスタシリンダを構成している非常ブレーキ部品は 作用しない。なぜなら，ロック室４１がブロックされることによって，ピストン ロッド５１が動かないからである。 しかしながら，サーボユニット及び（又は）電子制御ユニットが故障すると， サーボブレーキ装置は非常 状態になる。この場合，すべての２ポート２位置ソレノイド弁は脱勢される。非 常状態であるので，運転者はその筋力で完全な２回路ブレーキ装置を操作するこ とになる。 したがって非常ブレーキをかける場合，ブレーキエネルギは単に運転者の足の 力によって作用せしめられる。ロック室４１は，脱勢状態において開いている２ ポート２位置ソレノイド弁４３を介して直接に液体タンク１０に接続されている 。したがって，ロック室４１内に圧力を生ぜしめることができないので，運転者 は自分の足の力でペダル１を操作して，ブレーキ圧力を生ぜしめることができる 。運転者の足の力はピストンロッド５１及びビストン３６に機械的に伝達される 。その結果，非常ブレーキ導管４９及び５０を介して車輪ブレーキ１５〜１８に 供給されるブレーキ圧力が非常ブレーキシリンダ４４の２つの作業室５６及び５ ７内に生ぜしめられる。 ２つのピストン３６及び３７はその作業ストロークの開始時に最も左側の初期 位置にあるので，これらのピストンに隣接する２つの作業室５６及び５７はその 最大容積になっている。 したがって，非常ブレーキシリンダ４４による非常ブレーキの際に，有利には ピストンの可能な移動距離がすべてブレーキ圧力を生ぜしめるのに利用される。 以上述べたサーボブレーキ装置の特別な利点は，適 正な電気信号を伝達する移動シミュレータと非常ブレーキシリンダとの機能の切 り替えに必要な要素がピストンユニット５内に設けられていることである。一方 の機能から他方の機能への切り替えを行うために必要なことは，２ポート２位置 ソレノイド弁４３を切り替えることだけである。既に述べたように，移動シミュ レータ３４が同一のケーシング４内でロック室４１及び非常ブレーキシリンダ４ ４に対して平行になっているコンパクトな構造も，有利である。 通常のタンデム型マスタシリンダの，機能を実証されている基本構造を非常ブ レーキシリンダのために採用したことは，安全性のために有利である。 図３に示されているサーボブレーキ装置は図２のものとほぼ同じ構造になって いる。したがって，同じ部分には同じ符号を付けてある。しかしながら，図３に おいては付加的に拡張ピストン６２を有する拡張室６１がロック室４１に設けら れている。拡張ピストン６２の背後はばね室６３になっており，このばね室はポ ート６４を介して液体タンク１０に接続されている。 この実施例の目的は，同一の軸線を有しているピストン３５・３６及び３７に 最低限の，例えばほぼ１mmの，距離の移動をさせて，ピストンユニット５内でシ ール部材が固着してしまうことを防止することである。シール部材が固着してし まうと，非常ブレーキをかける際に，シール部材がちぎれて，損傷することにな る。 サーボブレーキ装置が正常な状態で運転者の足の力によってピストンユニット ５のロック室４１内に圧力が生ぜしめられると，この圧力は拡張ピストン６２を 極めてわずかな距離だけ移動させる。この結果，ロック室４１に隣接しているピ ストン３５並びに２つのピストン３６及び３７もピストンロッド２及び５１と共 に，極めてわずかな距離だけ移動する。したがってピストンユニット５内のシー ル部材（詳細には図示せず）が固着してしまうことはない。液体タンク１０に接 続している２つのポート４５及び４６は，ピストン３６及び３７がこのような最 低限の距離だけ移動する場合に，覆われることはない。この結果２つの作業室５ ６及び５７も，圧力をかけられない状態では，液体タンク１０に接続されたまま であり，作業室５６及び５７内に圧力が生ぜしめられることはなく，サーボブレ ーキ作業中に車輪ブレーキから圧力液体が液体タンク１０に逃げることができる 。 非常ブレーキ作業が行われる場合，液力ブレーキが応動するまでの付加的なペ ダル移動距離は無視し得るほど小さい。 図４の実施例においては，脱勢状態では閉じている２ポート２位置ソレノイド 弁６６が移動シミュレータ６５に付加されている。この２ポート２位置ソレノイ ド弁６６は，移動シミュレータ６５のばね室６８から 液体タンク１０に延びているポート６７を制御するものである。更に，移動シミ ュレータ６５はこの実施例では，シール作用を行うピストン６９を備えており， このピストンのピストンロッド７０はケーシングに設けられたシールリング７１ を貫通している。最後に，ピストン６９のばね室６８とは逆の側に設けられてい る室７２はポート７３を介して直接に液体タンク１０に接続されている。 この実施例の動作は次のとおりである： サーボブレーキ装置が正常である場合，２ポート２位置ソレノイド弁６６はサ ーボ力によるブレーキ動作中開いており，ばね室６８内の液体は少なくとも部分 的に液体タンク１０内に押し出される。したがって，人間工学的な理由から有利 であるペダルの移動は支障なく行われる。 電子制御ユニットあるいはサーボユニット１４内に故障が生じると，２ポート ２位置ソレノイド弁は脱勢される。これによって，移動シミュレータ６５のばね 室６８は液体タンク１０との接続を遮断され，移動シミュレータのピストン６９ は移動不能になる。つまり移動シミュレータ６５はブロックされる。そして残り のペダル移動によって，２つのピストン３６及び３７が移動せしめられる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． サーボ圧力源から取り出される車輪ブレーキ圧力を調整するための，ペダ ルによって電気的に制御される弁装置と，ペダルに所属する移動シミュレータと ，ペダルによって操作される非常ブレーキシリンダとを有し，この非常ブレーキ シリンダの少なくとも１つのピストンは，サーボ圧力によるブレーキ動作中は初 期位置の区域にとどまり，この初期位置からのピストンの作業ストロークによっ て非常ブレーキ圧力が生ぜしめられて，少なくとも１つの非常ブレーキ導管を通 して車輪ブレーキに供給されるようになっている形式のサーボブレーキ装置にお いて，ペダル（１）と，非常ブレーキピストンとして構成されたピストン（３６ ）との間に，移動可能なロックピストン（３５）を有するシリンダ（３８）が配 置されており，更に，ロックピストン（３５）に隣接している非常ブレーキピス トン側のロック室（４１）が該シリンダ（３８）内に設けられており，このロッ ク室（４１）は，サーボ圧力状態では閉じられている２ポート２位置ソレノイド 弁（４３）を介して液体タンク（１０）に接続されており，この２ポート２位置 ソレノイド弁（４３）は非常状態においては開かれて，ロック室（４１）を液体 タンク（１０）に接続するようにしたことを特徴とする，サ ーボブレーキ装置。 ２． ロック室（４１）が拡張室（６１）に接続されていることを特徴とする， 請求項１記載のサーボブレーキ装置。 ３． 拡張室（６１）に隣接して可動壁としての拡張ピストン（６２）が設けら れており，拡張ピストン（６２）の背面には，ポート（６４）を介して連続的に 液体タンク（１０）に接続されているばね室（６３）が設けられていることを特 徴とする，請求項１又は２記載のサーボブレーキ装置。 ４． 移動シミュレータ（６５）がピストン（６９）を有しており，このピスト ンはばね室（６８）を，液体タンク（１０）に連続的に接続されている室（７２ ）から分離しており，該ばね室（６８）は，サーボ圧力状態では電流によって開 かれる２ポート２位置ソレノイド弁（６６）を介して，液体タンク（１０）に接 続されていることを特徴とする，請求項１記載のサーボブレーキ装置。 ５． 移動シミュレータ（３４・６５）が非常ブレーキシリンダ（４４）に対し て平行にずらされて配置されており，ペダル（１）を支持しているペダルレバー （７）にロック可能なピストン（３５）のピストンロッド（２）並びに移動シミ ュレータ（３４・６５）内に配置されているピストン（３１・６９）のピストン ロッド（３・７０）が連結されていること を特徴とする，請求項１から４までのいずれか１項に記載のサーボブレーキ装置 。 ６． 移動シミュレータ（３４・６５）に対するペダル（１）の連結点（８）に ，旋回角度を検出するセンサ（５８）が設けられていて，移動シミュレータ（３ ４・６５）のピストン（３１・６９）の移動量に相応する移動信号が電子制御ユ ニット（６０）に供給されるようにしたことを特徴とする，請求項５記載のサー ボブレーキ装置。 ７． 圧力を検出するセンサ（５９）がロック室（４１）に接続されており，こ のセンサ（５９）からの圧力信号がサーボブレーキ装置の電子制御ユニット（６ ０）に供給されるようにしたことを特徴とする，請求項１から６までのいずれか １項に記載のサーボブレーキ装置。 ８． 電子制御ユニットが，移動量を検出するセンサ（５８）の移動信号及び圧 力を検出するセンサ（５９）の圧力信号が適正値であることを調べるように，構 成されていることを特徴とする，請求項６又は７記載のサーボブレーキ装置。