JP3923093B2 - 電子ブレーキ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ブレーキシリンダの圧力制御弁を制御するのに用いる電子回路を有する自動車用の電子ブレーキ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の電子ブレーキ装置は、欧州特許出願公開第０４６７１１２号公報から公知である。公知のブレーキ装置では電子回路が２つのユニットに分割されている。これらユニットはそれぞれマイクロプロセッサを有する中央モジュールを形成し、各中央モジュールはそれぞれ２つの車輪モジュールの制御に用いる。車輪モジュールはそれぞれ１つの別のマイクロプロセッサおよびこれにより制御される弁装置を備えた電気ないし電子部を有する。ここで各車輪モジュールには回転数センサが配属されており、この回転数センサの出力信号は所轄のマイクロプロセッサにより評価される。これは、当該車輪のブレーキシリンダの圧力を所望の制動力がいつでも達成されるように制御するためである。
【０００３】
この公知の電子ブレーキ装置の欠点は、それぞれ１つのマイクロプロセッサと各車輪モジュールに対して必要な付加的マイクロプロセッサを備えた、相互に通信する２つの中央モジュールに電子回路を分割しているため、電子回路全体に体するコストが高く、さらに多数の接続線路を設けなければならないことである。このことは付加的コストの原因となり、また電子構成素子が多数あるため電子ブレーキ装置全体の故障の確率が高まる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、電子ユニットおよび所要の接続線路の数を低減し、しかも使用可能性の点から高いフレキシビリティを維持することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題は本発明により冒頭に述べた形式の電子ブレーキ装置において、前記電子回路は第１の電子回路ユニットと第２の電子回路ユニットとに分割されており、
当該２つの電子回路ユニットはそれぞれ１つのマイクロコンピュータを含み、自動車の別個の個所に配置されており、少なくとも１つのインタフェースを介して相互に接続されており、
該インターフェースを介して当該２つの電子回路ユニットは相互に制動圧情報信号を交換し、これにより前車軸および後車軸のブレーキシリンダの制動圧を制御し、
前記第１の電子回路ユニットは後車軸の車輪のセンサと接続されており、これにより該センサにより検出された後車軸の車輪速度信号を処理し、
第２の電子回路ユニットは圧力制御弁と接続されており、
該圧力制御弁は、制動値発生器と前車軸のブレーキシリンダとの間に配置されており、
第２の電子回路ユニットはさらに前車軸の車輪のセンサと接続されており、これにより該センサにより検出された車輪速度信号を処理し、
第２の電子回路ユニット（２６）は、一方の入力側にインタフェースを介して第１の電子回路ユニットから供給される制動圧情報信号と、他方の入力側に前車軸の車輪のセンサから供給される車輪速度信号とに依存して、ブレーキシリンダへの圧力制御弁を制御し、さらに制動値発生器から出力された、前車軸の車輪のブレーキシリンダにおける制動圧を制御し、
第１の電子回路ユニットは２チャネル圧力制御モジュールの一部であり、弁ユニットを有し、
該弁ユニットは一方では後車軸の車輪のブレーキシリンダと、他方では制動値発生器と接続されており、
第１の電子回路ユニットは弁ユニットを、その入力側に第２の電子回路ユニットからインタフェースを介して供給された制動圧情報信号と、後車軸の車輪のセンサから供給された車輪速度信号とに依存して制御し、さらには制動値発生器から出力された制動圧を後車軸の車輪のブレーキシリンダで制御するように構成して解決される。
【０００６】
本発明により、電子回路全体はそれぞれ１つのマイクロプロセッサを含む２つのユニットにしか分割されず、これによりブレーキ装置全体に対するコストが格段に低減され、さらに電気接続線路の数も必要最小に低減することができる。
【０００７】
従属請求項に記載された手段により、請求項１のブレーキ装置の有利な実施形態が可能である。
【０００８】
【実施例】
図１には、車両１０の車輪装置が概略的に示されている。この車両は２つの車輪１２ａ，１２ｂを備えた非駆動前車軸１２を有する。さらに車両１０は２つの駆動後車軸１４，１６を有し、これらの駆動後車軸はそれぞれ２つの２重車輪１４ａ，１４ｂないし１６ａ，１６ｂを駆動する。２重車輪１４ａ，１４ｂ，１６ａ，１６ｂの各々にはそれぞれ１つのブレーキシリンダ１８、２０、２２、２３が配属されている。
【０００９】
本発明のブレーキ装置のこの実施例では、圧力の制御はペアでブレーキシリンダ１８、２０および２２、２３に対して２チャネル圧力制御モジュール２４によって行われる。
【００１０】
この圧力制御モジュール２４は、少なくとも１つのマイクロプロセッサを備えた電子回路ユニット２４ａと別個の圧力制御される２つの作動連結部を備えた弁ユニット２４ｂを有する。作動連結部は実施例ではそれぞれ２つの出力管路と接続されており、出力管路はブレーキシリンダ１８、２０ないし２２、２３にペアで、制御作動ないし制動圧力を供給する。
【００１１】
２チャネル圧力制御モジュール２４の電子回路ユニット２４ａは、実施例の電子ブレーキ装置では２つのユニットに分割される電子回路の一方のユニットを形成する。分割される電子回路の他方ないし第２のユニットは実施例では別個の電子回路ユニット２６であり、この電子回路ユニットは圧力制御モジュール２４ないしこれの電子回路ユニット２４ａと少なくとも１つのインターフェース２８を介して接続されており、電圧もこれから供給される。
【００１２】
圧力制御モジュール２４には車輪１４ａ，１４ｂ；１６ａ，１６ｂに配属された回転数センサ２５ａ，２５ｂ；２５ｃ，２５ｄが接続されており、この圧力制御モジュールは上に述べたように、２チャネルで４つまでの車輪ないしブレーキシリンダをそれらにおいて作用する作動圧力に関して直接監視できるのに対し、実施例では別個の電子回路ユニット２６には、所属のブレーキシリンダ３０、３３２および回転数センサ３４、３６および従来の圧力制御弁ないし圧力モジュレータ１３ａ、１３ｂを備えた前車軸１２の２つの車輪１２ａ，１２ｂが接続されているだけである。
【００１３】
別の別個の電子回路ユニット２６はインターフェース２８のほかに少なくとも１つの別のインターフェース３８を有し、このインターフェースを介して有利には機関出力制御または別の車両電子系に対する情報および制御命令が交換される。さらに別個の電子回路ユニット２６から選択的情報がブレーキ装置の装備された車両の運転者に対して直接、またはインターフェースを介して相応の指示ユニットに伝送することができる。相応の指示ユニットとは例えば、ＡＢＳ（アンチロック装置）警報指示器４０、ＡＳＲ（駆動スリップ制御）指示器４２または診断指示ユニット４４である。
【００１４】
有利には別個の電子回路ユニット２６はその重要な素子、例えば電圧供給部、信号処理部、使用されるマイクロプロセッサ、出力回路および場合によりケーシング構成において、圧力制御モジュール２４の電子回路ユニット２４ａと同じに構成される。これはブレーキ装置に使用されるユニットの広範な標準化を可能にするためである。
【００１５】
その際２つの電子回路ユニット２４ａ，２６のケーシングを同じに構成することにより、別個の電子回路ユニット２６を選択的に（圧力制御モジュール２４と同じように）車室の外の車両フレームに直接設けるための前提条件が得られる。この特別な適用例については、個々のケーブルリッツ線を丸編みケーブルにまとめことができる。これにより個々のケーブルリッツ線がプラグ領域に良好に密閉されるだけでなく、所要のケーブル数も低減される。
【００１６】
前に説明した電子ブレーキ装置を別にしても、図１の車両１０のブレーキ装置はさらに、制動値発生器５０を備えたニューマチック部材を有する。ニューマチック部材はリザーバ圧を使用し、その２チャネルニューマチック系を介して種々の圧力媒体管路を制御する。圧力媒体管路は電気線路とよく区別するため図１およびその他の図面では太い線で示されている。
【００１７】
図２に概略的に示した車両は４×２車両であり、非駆動前車軸１２と１つだけの駆動後車軸１４を有する。後車軸の被駆動車輪はここでも２重車輪１４ａ，１４ｂである。
【００１８】
制動値発生器５０はこの実施例では２つのニューマチック部材５０ａ，５０ｂを有する。これらのニューマチック部材により、運転者により設定された踏板５０ｃの位置に相応してニューマチック制動圧（場合によりハイドロリック制動圧）が２つの別個のブレーキ回路で機械的に制御される。さらに制動値発生器５０は組み込まれたポテンシオメータ装置５０ｄを有し、これにより踏板位置または制御された圧力に相応する電気信号を圧力制御モジュール２４の電子回路ユニット２４ａおよび別個の電子回路ユニット２６に対して形成することができる。この電気信号は車両１０（牽引車両）にて２チャネル圧力制御モジュール２４ないしその電子回路ユニット２４ａだけを介して相応の圧力値に変換される。この圧力値は電子ブレーキが機能する場合、圧力制御モジュール２４ないしその弁ユニット２４ｂに組み込まれた電気制御切換弁を介して、後置接続されたニューマチックないしハイドロリックユニットに対する制動値発生器にて形成された制御圧を阻止し、同時にこの制御圧を通常のように形成され、実質的に一定のリザーバ圧に供給する。
【００１９】
次に２チャネル圧力制御モジュール２４の弁ユニット２４ｂに組み込まれた、電気制御される別の電磁弁により、このリザーブ圧を正確に調量し、踏板の位置に応じて、後車軸１４のブレーキシリンダ２２、２３に対する制動圧として変化することができる。その際、電子回路ユニット２４ａにより付加的パラメータ、例えば車両の積載重量または別個のセンサ（図示せず）により検出されるブレーキライニングの状態を制動圧の変形制御のために評価することができる。
【００２０】
図２の構成では、電子車両ブレーキの利点を２チャネル圧力制御モジュール２４および後車軸（場合により複数の後車軸）でのその構成により十分に発揮することができる。同時に電子回路の１つまたは複数の素子が故障しても車両ブレーキの機械的制御は２つの別個のブレーキ回路で完全に作用する。その際、電子系またはその他の車両電子系の種類および故障の程度に応じて、ＡＢＳ機能またはＡＳＲ機能を部分的にまたは完全に作用させることができる。
【００２１】
牽引動作では同様に、運転者により制動値発生器にて設定された制動値が機械的制御圧としてトレーラのブレーキ装置に送出されるか、または電子ブレーキ装置が完全な場合、別のインターフェース５２を介し有利には２チャネル圧力制御モジュール２４から直接（付加的に電気制動値信号としてもよい）、そのために設けられた制動圧形成のための電気的および機械的接続路を介してトレーラのブレーキ装置に送出される。
【００２２】
ブレーキ装置の状態を指示する信号およびそれから計算により導出された信号は（例えば該当車輪ブレーキについての温度値によりブレーキライニングの状態を推測することができる）有利には該当車両車輪に配属されたセンサ（図示せず）から該当電子回路ユニット２４ａないし２６に直接供給され、そのために設けられたインターフェース２８を介して交換される。これにより各電子回路ユニット２４ａ、２６は別個に、作用する制動圧ないし制動力分配の相応の変化に対する相応の設定を検出し、作動圧制御のために評価することができる。
【００２３】
図３には、駆動車軸５４の２重車輪５４ａ，５４ｂと非駆動車軸５６の車輪５６ａ，５６ｂを有する車両部が示されている。作動圧ないし制動圧を図３に示した車両部に対して共通に制御する場合、スリップ防止制御（ＡＳＲ）のためには、非駆動車軸５６の車輪５６ａ，５６ｂのブレーキシリンダ５６ｃ，５６ｄを駆動車軸５４の車輪５４ａ，５４ｂのブレーキシリンダ５４ｃ，５４ｄに対して遮断することが必要である。
【００２４】
このことは図３に示された実施例では、２つの簡単な電気制御される２ポート２位置保持弁５８により行われる。この弁は実施例ではそれぞれ、該当ブレーキシリンダ５６ｃ，５６ｄと２チャネル圧力制御モジュール２４の弁ユニット２４ｂの該当作動接続部との間に接続される。
【００２５】
この実施例では特別な付加機能が有利には２チャネル圧力制御モジュール２４から付加的接続部４６、４８を介して直接制御される。特別な付加機能とは例えば、リターダ制御（図１から図３）または電気的阻止信号の形成（例えば図３）であり、この阻止信号により駆動車軸５４を非駆動車軸５６と共通に制御する場合または"リフト車軸"の場合、非駆動車軸のブレーキシリンダ５６ｃ，５６ｄがＡＳＲ動作で制動圧に対して遮断される。
【００２６】
２つの駆動車軸の車輪をサイドごとに共通に制御する場合（図１の６×４車両を参照）でも、挿入接続された保持弁（図示せず）により駆動車軸の一方ないしそれに配属されたブレーキシリンダに対し、ＡＢＳ動作およびＡＳＲ動作において格段の機能改善が達成される。その際必要に応じて、制動圧ないし作動圧をサイドごとに共通に車輪制動圧制御するため挿入接続したブレーキシリンダのクロックにより遅延して増加ないし減少することができる。これにより原則的に、２チャネルにしか構成されていない圧力制御モジュール２４と（実施例では）後置接続された２つの２ポート２位置保持弁を用いて、４つすべてのブレーキシリンダないし車輪に対して異なる制動圧を調整することができる。その際、付加的２ポート２位置保持弁５８の電気制御は図３によれば有利には、２チャネル圧力制御モジュール２４の相応の出力側から直接行われる。
【００２７】
上記の説明から、本発明の電子的ブレーキ装置により一連の利点が達成されることがわかる。集積圧力制御モジュールを使用することにより、ＡＢＳ機能およびＡＳＲ機能の実現とブレーキ系を完全電子化ブレーキ系の方向へ拡張することが可能になる。さらに２つのユニットに分割された電子回路ユニットは分離構成にもまたは結合構成にも適する。その際、電子回路ユニットと別の電子回路ユニットはインターフェースを介して任意にネットワーク化することができ、ワイヤリングコストは最小になる。さらに１つまたは両方の電子回路ユニットは車室外で、ブレーキシリンダのすぐ近くの車両フレームに取り付けることができる。さらに実施例によれば、別個の従来の圧力制御弁が場合によりＡＢＳ機能の実現のために必要であるが、簡単な従来の保持弁を使用することにより、所属の車軸のブレーキシリンダで付加的に圧力変調を行うことができる。このように多数の可能性があっても本発明のブレーキ装置は小型に、かつ両方の電子回路ユニットに対してのほぼ同じ制御装置により安価に実現される。その他にここで適用される"コンポーネントコンセプト"は、ＡＢＳ機能またはＡＳＲ機能を有する従来の車両ブレーキに対してまたは電子車両ブレーキに対して二重に適用可能である。電子ブレーキ装置を機械的に制御される制動部と電子的に制御される制動部とに二重に分割することにより、安全性と使用性の点で格段の利点が得られる。その際、個々の車軸ごとに部分的には機械制御される制動であるにもかかわらず、完全電子化ブレーキ装置の機能上の利点が実質的に完全に達成される。
【００２８】
本発明の電子ブレーキ装置は特にセミトレーラトラック（特に米国においては標準的に６×４車両として構成されており、法的要請（ＦＭＶＳＳ１２１）に基づき後車軸に一般的リレー弁が必要である）に適する。従来のＡＢＳ装置では、付加的にさらに２つのＡＢＳ圧力制御弁とＡＳＲ機能のための２つの別の電磁弁と交換弁が必要である。この場合非常に大きな組み込みコストおよび配線コストが必要である。というのは、各要素を個別に取付け固定し、電気配線しなければならないからである。
【００２９】
本発明のブレーキ装置を使用する場合は、従来使用されたリレー弁の代わりに２チャネル圧力制御モジュールが使用される。その際、回転数センサに対する４つのケーブルの他に通常は、モジュールの電気接続のための丸編みケーブルが必要なだけである。丸編みケーブルはインターフェース接続部、電圧供給接続部および場合により１つまたは複数の信号線路を含む。この場合相応にして別個の電子回路ユニットは電気的に接続される。すなわち、同じ丸編みケーブルと、２つまたは４つの回転数センサケーブルと、別個のＡＢＳ圧力制御弁に対する２つのケーブルを使用して電気接続される。
【００３０】
上記の説明から本発明の二重電子ブレーキ装置では、図２に示されているように、高い安全性および最小のコストの点で格段の利点が次のようにして達成される。すなわち、電子制御の機能上の利点が得られる部分でだけ制動を電子的に行うのである。これは例えば後車軸である。というのは、後車軸は作動制動弁ないし制動信号発生器から見て、電子制御制動により明らかな時間特性の改善が達成されるほど遠く離れているからである。車両の積載状態に依存する制御機能も（この機能も電子的にさらに良好に置換できる）通常は比較的に強く荷重に依存する後車軸でのみ必要である。将来的な機能、例えばブレーキライニングの摩耗状態考慮または結合力制御でさえも電子的に制御する場合基本的に後車軸でのみ重要であり、そこではすでに従来の手段によっても良好に実現可能である。
【００３１】
上記機能は次のようにしてさらに最適化される。すなわち、従来のＡＢＳ圧力制御弁も前車軸において電子制動制御に関連させるのである。これは例えば次のようにして行われる。すなわち、制動解除の際に、制動値発生器を介して設定された電気制動値を別個の電子回路ユニットを用いて、前車軸での制動圧減少が（機械的に）作動制動弁を介して行われるのではなく電気制御により行われるようにするのである。すなわち、緩慢な圧力減少が所望される場合は従来のＡＢＳ圧力制御弁の（流出および保持機能を決定する）電磁弁のクロック制御により行うのである。
【００３２】
ブレーキライニング摩耗制御の場合も、例えば短時間の圧力減少クロックおよび後続の保持クロックにより、機械的に形成された前側の制動圧を僅かな制動圧レベルに電子的に低減するのである。これはこの制御がブレーキライニングの状態に基づき必要な場合、後車軸を相応に比較的に強く制動するためである。その際、制動圧の所期の調整および相応の制動力分配の変化は、車軸ごとにも車輪ごとにも行うことができる。
【００３３】
しかし本発明の電子ブレーキ装置の構成では、運転者により制動値発生器で形成された電気制動値信号に対する変換値を積載基準にまたはブレーキライニング基準またはその他の機能基準に依存して変化することも考えられる。その際、制動力分配は、２チャネル圧力制御モジュールを用いて車軸ごとまたは車輪ごとに直接変化するか、または上に述べたように場合により付加的に従来の圧力制御弁装置を介して変化することができる。
【００３４】
さらに図３に示された本発明の電子ブレーキ装置の構成では簡単に、連動車軸に対する制動圧をＡＢＳおよびＡＳＲ動作で適合することができ、６×４構成の場合でも２つの機能を電気制御可能な２ポート２位置保持弁により簡単に格段に改善することができる。
【００３５】
図１および図２の構成では特別に、従来通常の誘導型回転数センサの代わりに電子式車輪回転数センサを使用することができる。この種の電子式回転数センサは供給電圧を通常必要とするから、給電およびセンサ信号に対する線路接続を制御装置および回転数センサ間でできるだけ短くするのが有利である。この要求も制動系装置を２つの電子回路ユニットに車軸に関連して分割することにより有利に満たされる。
【００３６】
電子式センサの一般的利点は、使用可能な回転数信号が、回転数がゼロになるまで得られることである。そのため特にＡＳＲ機能を使用した発進過程が格段に改善される。その際場合により、相応のセンサを駆動車軸に使用するだけで十分である。
【００３７】
さらに２チャネル圧力制御モジュールのコンパクトな構成を複数の１チャネル圧力制御モジュレータに分けることも考えられる。この場合の利点は、前車軸と同じように後車軸でも既に備えられている従来の弁を接続することができることである。しかし本発明で有利に使用される２チャネル圧力制御モジュールのコンパクトな構成の利点はこの場合達成されない。
【００３８】
上記説明から明らかなように、電子ブレーキ装置に対して必要なすべての調整器を２チャネル圧力制御モジュール（この圧力制御モジュールは同じ構成でＡＳＲ機能を有する従来のブレーキ装置に対しても使用可能である）の形の小型機器に統合することにより、また制御装置の数を２つのほぼ同じに構成された制御装置に低減することにより、（従来は例えば６×２車両に対して６つまでの個々の制御装置が必要であり、これらの制御装置すべてに給電し、インターフェースを介して相互にネットワーク化しなければならなかった）本発明の電子ブレーキ装置はＡＢＳおよびＡＳＲ機能を有する従来のブレーキ装置の価格で大量生産の利点を生かし、実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例の概略図である。
【図２】 本発明の実施例の概略図である。
【図３】 本発明の実施例の概略図である。
【符号の説明】
２４ 圧力制御モジュール
２６ 電子回路ユニット

Claims (3)

1. ブレーキシリンダの圧力制御弁を制御するのに用いる電子回路を有する自動車用の電子ブレーキ装置において、
   前記電子回路は第１の電子回路ユニット（２４ａ）と第２の電子回路ユニット（２６）とに分割されており、
   当該２つの電子回路ユニットはそれぞれ１つのマイクロコンピュータを含み、自動車の別個の個所に配置されており、少なくとも１つのインタフェース（２８）を介して相互に接続されており、
   該インターフェースを介して当該２つの電子回路ユニットは相互に制動圧情報信号を交換し、これにより前車軸および後車軸のブレーキシリンダの制動圧を制御し、
   前記第１の電子回路ユニット（２４ａ）は後車軸の車輪のセンサ（２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ））と接続されており、これにより該センサにより検出された後車軸の車輪速度信号を処理し、
   第２の電子回路ユニット（２６）は圧力制御弁（１３ａ，１３ｂ）と接続されており、
   該圧力制御弁は、制動値発生器（５０）と前車軸のブレーキシリンダ（３０，３２）との間に配置されており、
   第２の電子回路ユニット（２６）はさらに前車軸の車輪のセンサ（３４，３６）と接続されており、これにより該センサ（３４，３６）により検出された車輪速度信号を処理し、
   第２の電子回路ユニット（２６）は、一方の入力側にインタフェース（２８）を介して第１の電子回路ユニット（２４ａ）から供給される制動圧情報信号と、他方の入力側に前車軸の車輪のセンサ（３４，３６）から供給される車輪速度信号とに依存して、ブレーキシリンダ（３０，３２）への圧力制御弁（１３ａ，１３ｂ）を制御し、さらに制動値発生器（５０）から出力された、前車軸の車輪のブレーキシリンダ（３０，３２）における制動圧を制御し、
   第１の電子回路ユニット（２４ａ）は２チャネル圧力制御モジュール（２４）の一部であり、弁ユニット（２４ｂ）を有し、
   該弁ユニットは一方では後車軸の車輪のブレーキシリンダ（１８，２０，２２，２３；２２，２３）と、他方では制動値発生器（５０）と接続されており、
   第１の電子回路ユニット（２４ａ）は弁ユニット（２４ｂ）を、その入力側に第２の電子回路ユニット（２６）からインタフェース（２８）を介して供給された制動圧情報信号と、後車軸の車輪のセンサ（２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ）から供給された車輪速度信号とに依存して制御し、さらには制動値発生器から出力された制動圧を後車軸の車輪のブレーキシリンダ（１８，２０，２２，２３；２２，２３）で制御する、ことを特徴とする電子ブレーキ装置。
2. ２つの電子回路ユニット（２４ａ，２６）は、当該電子回路ユニットに直接割り当てられた車輪速度信号の処理および相互の交換により、アンチロックブレーキシステム機能またはアンチスキッドコントロール機能の実現のために評価される基準速度信号または制御信号が形成されるように構成されている請求項１記載の電子ブレーキ装置。
3. ２つの電子回路ユニット（２４ａ，２６）は、付加的信号情報が積載状態、またはブレーキライニング状態、または牽引動作の際に作用する結合力を介して処理され、それぞれ他方の電子回路ユニットと交換されるように構成されており、
   ２チャネル圧力制御モジュール（２４）により制御された制動圧が当該付加的信号情報に依存して調整可能である請求項１または２記載の電子ブレーキ装置。

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