(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液圧ブレーキシステムで使用するためのブレーキマスタシリンダ（１０３）において、
該ブレーキマスタシリンダ（１０３）が、第１横断面を有する第１シリンダ（１０５）および前記第１横断面の面積と同等の面積を持つ少なくとも２つのピストン（１０６ａ，ｂ）を含む第１ピストン・シリンダ装置（１０５，１０６ａ，ｂ）と、第２横断面を有する第２シリンダ（１０７）および前記第２横断面の面積と同等の面積を持つ少なくとも２つのピストン（１０８ａ，ｂ）を含む第２ピストン・シリンダ装置（１０７，１０８ａ，ｂ）とを備え、第１横断面の面積が第２横断面の面積とが異なっていることを特徴とする、液圧ブレーキシステムで使用するためのブレーキマスタシリンダ。
【請求項２】
前記ブレーキマスタシリンダが、前記第１シリンダ（１０５）から出発して、容積収容ユニット（１０４，４０１）との第１液圧接続部（１０９）を備え、前記ブレーキマスタシリンダが、前記第２シリンダ（１０７）から出発して、それぞれに接続されたブレーキ回路に通じる他の液圧接続部（１１１ａ，ｂ）を備え、第２液圧接続部（１１０）が、前記第１液圧接続部（１０９）を、少なくとも１つの前記他の液圧接続部（１１１ａ，ｂ）に接続している、請求項１に記載のブレーキマスタシリンダ（１０３）。
【請求項３】
前記ブレーキマスタシリンダ（１０３）の第１ピストン・シリンダ装置（１０５，１０６ａ，ｂ）と、前記容積収容ユニット（１０４，４０１）との液圧接続部ならびに前記いずれか１つの他の液圧接続部（１１１ａ，ｂ）との液圧接続部が、それぞれ遮断可能であり、第１の制御可能な遮断手段（１１２，４０５）が、前記第１液圧接続部（１０９）を遮断するために設けられており、第２の制御可能な遮断手段（１１３，４０６）が、前記第２液圧接続部（１１０）を遮断するために設けられている、請求項２に記載のブレーキマスタシリンダ。
【請求項４】
請求項３に記載のブレーキマスタシリンダ（１０３）を作動するための方法において、
液圧ブレーキシステムを、該液圧ブレーキスステムの他に別のブレーキシステムを備える総ブレーキ装置の一部とし、
前記ブレーキマスタシリンダ（１０３）が、前記別のブレーキシステムの作動状態に依存して、第１ピストン・シリンダ装置（１０５，１０６ａ，ｂ）の内部にブレーキ液の容積を収容するか、または第１ピストン・シリンダ装置（１０５，１０６ａ，ｂ）からブレーキ液の容積を放出するか、または第２ピストン・シリンダユニット（１０７，１０８ａ，ｂ）からブレーキ液の容積を放出するようにすることを特徴とする、請求項３に記載のブレーキマスタシリンダ（１０３）を作動するための方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法において、
液圧ブレーキシステムに、運転手によって加えられる操作力（１０２）を所定の支援力（１０１）だけ増幅する制御可能なブレーキブースタを設け、前記総ブレーキ装置に、運転手力（１０２）を吸収するための入力ロッド（１１８）を備える操作要素（１１４）を設け、
前記ブレーキブースタを、
前記別のブレーキシステムに基づきブレーキトルクが増大した場合にブレーキブースタの作用を低減し、および／または
前記別のブレーキシステムに基づきブレーキトルクが減少した場合にブレーキブースタの作用を増大するように作動し、
これにより、総ブレーキ装置により加えられる総ブレーキトルクを実質的に一定にし、
前記ブレーキマスタシリンダ（１０３）による他のいずれか１つの液圧接続部（１１１ａ，ｂ）からの、および／または他のいずれか１つの液圧接続部（１１１ａ，ｂ）への、または容積収容ユニット（１０４，４０１）からの、および／または容積収容ユニット（１０４，４０１）への容積収容および／または容積放出により、ブレーキブースタによって加えられた支援力（１０１）の変化により引き起こされた操作要素（１１４）および／または入力ロッド（１１８）の位置変化に反作用を及ぼし、特にこの変化を完全に、または少なくとも部分的に補償するように前記ブレーキマスタシリンダ（１０３）を作動する、方法。
【請求項６】
少なくとも１つの液圧接続部（１０９，１１０）を容積収容ユニット（１０４）または少なくとも１つの他の液圧接続部（１１１ａ，ｂ）に接続することにより、前記別のブレーキシステムの作動状態に依存して、ブレーキ液の容積を第１第１ピストン・シリンダ装置（１０５，１０６ａ，ｂ）から容積収容ユニット（１０４）に、特に自動的に供給するか、または少なくとも１つの他の液圧接続部（１１１ａ，ｂ）から前記第１ピストン・シリンダ装置（１０５，１０６ａ，ｂ）または前記容積収容ユニット（１０４）に、特に自動的に収容する、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第１横断面を前記第２横断面よりも大きくし（１０３）、総ブレーキ作用に対する前記別のブレーキシステムの貢献度の変化により前記別のブレーキシステムの作動状態を表し、特に、
前記別のブレーキシステムの貢献度が増大した場合に、少なくとも１つの他の液圧接続部（１１１ａ，ｂ）から前記第１ピストン・シリンダ装置（１０５）への容積の収容を行い、および／または
前記別のブレーキシステムの貢献度が減少した場合に、前記第１ピストン・シリンダ装置（１０５，１０６ａ，ｂ）から前記容積収容ユニット（１０４）への容積の放出を行う、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第１横断面を前記第２横断面よりも小さくし（５０１）、総ブレーキ作用に対する前記別のブレーキシステムの貢献度の変化により前記別のブレーキシステムの作動状態を表し、特に、
前記別のブレーキシステムの貢献度が増大した場合に、第１ピストン・シリンダ装置（１０５，１０６ａ，ｂ）から少なくとも１つの他の液圧接続部（１１１ａ，ｂ）への容積の放出を行い、および／または
前記別のブレーキシステムの貢献度が減少した場合に、前記第２ピストン・シリンダ装置（１０７，１０８ａ，ｂ）から前記容積収容ユニット（１０４）への容積の放出を行う、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記容積収容ユニット（４０１）または少なくとも１つの他の液圧接続部（１１１ａ，ｂ）とのいずれかの１つの液圧接続部を接続することによって、前記別のブレーキシステムの作動状態に依存して、前記容積収容ユニット（４０１）または前記少なくとも１つの他の液圧接続部（１１１ａ，ｂ）から第１ピストン・シリンダ装置（１０５，１０６ａ，ｂ）に、特に自動的にブレーキ液の容積を供給する、請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１横断面を前記第２横断面よりも大きくし（１０３）、総ブレーキ作用に対する前記別のブレーキシステムの貢献度の変化により前記別のブレーキシステムの作動状態を表し、特に、
前記別のブレーキシステムの貢献度が減少した場合に、前記容積収容ユニット（４０１）から前記第１ピストン・シリンダ装置（１０５，１０６ａ，ｂ）への容積の収容を行い、
前記別のブレーキシステムの貢献度が増大した場合に、前記少なくとも１つの他の液圧接続部（１１１ａ，ｂ）から前記第１ピストン・シリンダ装置（１０５，１０６ａ，ｂ）への容積の収容を行う、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１横断面を前記第２横断面よりも小さくし（５０１）、総ブレーキ作用に対する前記別のブレーキシステムの貢献度の変化により前記別のブレーキシステムの作動状態を表し、特に、
前記別のブレーキシステムの貢献度が増大した場合に、前記第１ピストン・シリンダ装置（１０５，１０６ａ，ｂ）から前記少なくとも１つの他の液圧接続部（１１１ａ，ｂ）への容積の放出を行い、および／または
前記別のブレーキシステムの貢献度が減少した場合に、前記容積収容ユニット（４０１）から前記第１ピストン・シリンダ装置（１０５，１０６ａ，ｂ）への容積の収容を行う、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
第１および／または第２遮断手段（１１２，４０５，１１３，４０６）の制御により、第１ピストン・シリンダ装置（１０５，１０６ａ，ｂ）によるブレーキ液容積の収容および／または放出を制御し、特に、それぞれの遮断手段（１１２，４０５，１１３，４０６）の制御によって第２液圧接続部（１１０）および／または第１液圧接続部（１０９）を介して前記第１ピストン・シリンダ装置（１０５，１０６ａ，ｂ）からの、および／または第１ピストン・シリンダ装置（１０５，１０６ａ，ｂ）への、ブレーキ液の収容および／または放出を行う、請求項７から９までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
液圧ブレーキシリンダに液圧接続された容積収容ユニット（１０４，４０１）を、操作要素（１１４）に組み込まれたピストン・シリンダユニット（１０４）とするか、または、少なくとも１つのピストン（４０３）、少なくとも１つのシリンダ（４０２）および少なくとも１つの弾性要素（４０４）、特にばねを備える液圧アキュムレータユニット（４０１）とする、請求項４に記載の方法。
【請求項１４】
ブレーキブースタの制御した操作により前記液圧アキュムレータユニット（４０１）をあらかじめ充填することができ、これにより、液圧アキュムレータ（４０１）の内部の圧力を引き上げ、これにより、第１液圧接続部（１０９）および／または第２液圧接続部（１１０）が接続された場合に、前記液圧アキュムレータ（４０１）からブレーキマスタシリンダ（１０３）の第１ピストン・シリンダ装置（１０５，１０６ａ，ｂ）または少なくとも１つの他の液圧接続部（１１１ａ，ｂ）にブレーキ液容積を自動的に放出する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
第１および第２ピストン・シリンダ装置（１０５；１０６ａ，ｂ；１０７；１０８ａ，ｂ）の第１および第２横断面ならびに操作要素（１１４）の内部のピストン・シリンダユニット（１０４）の横断面および／または
少なくとも１つの弾性要素（４０４）の予荷重および設計および／または
前記少なくとも１つの他の液圧接続部（１１１ａ，ｂ）または第１ピストン・シリンダ装置（１０５；１０６ａ，ｂ）の内部に提供された圧力に関係した液圧アキュムレータ装置（４０１）の充填状態を、次のように、すなわち、
前記第１ピストン・シリンダ装置（１０５，１０６ａ，ｂ）の内部への、および／または第１ピストン・シリンダ装置（１０５，１０６ａ，ｂ）からのブレーキ液容積の収容および／または放出、特に自動的な収容および／または放出、または、特に第２ピストン・シリンダ装置（１０７，１０８ａ，ｂ）からの容積の放出が、構造的な限界内で可能となるように決定する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
操作要素（１１４）のおよび／または入力ピストン（１１８）の位置変化の値を、前記第１ピストン・シリンダ装置（１０５；１０６ａ，ｂ）、前記第２ピストン・シリンダ装置（１０７；１０８ａ，ｂ）および容積収容ユニット（１０４，４０１）の横断面に依存させ、構造に基づいた限界内でそれぞれの遮断手段（１１２，４０５，１１３，４０６）の制御により制御する、請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
車両の液圧ブレーキシステムでは、多くの場合、運転手によりブレーキペダルが操作され、必要に応じてブレーキブースタの支援により、出口に液圧装置を接続したブレーキマスタシリンダ内でピストンを機械的に変位する。これにより、ブレーキ液が液圧装置（例えばＥＳＰまたはＡＢＳ）に供給され、ホイールブレーキシリンダに案内される。そこで、供給された容積（所定容積のブレーキ液）はブレーキ圧を高め、ブレーキディスクにブレーキパッドを圧着することによりブレーキ作用をもたらす。
【背景技術】
【０００２】
車両を駆動するための電動モータが設けられた車両では、電動モータは、駆動装置として使用されない走行状態では、例えばバッテリを充電するために発電機として使用される。発電機としての電動モータの作動はブレーキ作用をもたらし、この場合、車両の運動エネルギーが電気エネルギーに変換される。これを回生ブレーキという。制動時に得られたエネルギーは後の時点で再び他の形式で、例えば車両を駆動するために用いることができる。
【０００３】
発電機が制動のために貢献する発電機トルクは、一般に車両の走行速度に依存しており、したがって、制動時または発電機により生成されるブレーキ作用が十分でない場合には変化する。この変化する発電機トルクを補償するために、または発電機トルクを補足するために回生ブレーキシステムと液圧ブレーキシステムとを総ブレーキシステムとして組み合わせることができる。
【０００４】
運転手により、例えばブレーキペダル操作によって所望の総ブレーキトルクが規定された場合、例えば、運転手が望んだ総ブレーキトルクと比較して発電機トルクが小さすぎる場合、液圧ブレーキシステムにおける圧力上昇により、液圧ブレーキシステムによって総ブレーキトルクと発電機ブレーキトルクとの間の差を埋め合わせることができる。例えば、液圧ブレーキシステムにおいてブレーキブースタの作用を変更することにより圧力を変更した場合、従来のブレーキシステムでは、大抵はブレーキペダルの操作距離の変化が生じ、これは運転手にとって苛立たしいものである。
【０００５】
それ故、運転手のためにペダル感覚を生成するためにブレーキペダルはペダル距離シミュレータに接続され、ブレーキペダルはブレーキシステムから完全に分離され、液圧ブレーキシステムにおける圧力形成は純粋に外力、例えばアキュムレータにより生じる。しかしながら、このことは、外力の故障時にブレーキペダルとホイールブレーキとの間に機械的な連結がもはや得られないか、またはブレーキペダルの余裕距離の克服後にはじめて機械的な連結が得られ、したがって、運転手のみによる緊急操作の可能性はないか、または運転手にとって苛立たしい目立った反作用なしには緊急操作の可能性がないという危険性を孕んでいる。
【０００６】
国際公開第２００４／１０１３０８号では、液圧ブレーキシステムを回生ブレーキシステムと共に作動し、この場合に高いブレーキ快適性を達成するために、どのようにして液圧ブレーキシステムの圧力比を変更することができるかが記載されている。このために、この刊行物においては、ブレーキ媒体の容積が低圧アキュムレータ内に放出される。この低圧アキュムレータから、ポンプの操作により再びブレーキ媒体の容積を液圧ブレーキ回路に供給することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２００４／１０１３０８号
【発明の概要】
【０００８】
本発明の核は、請求項１の特徴を有する本発明によるブレーキマスタシリンダを液圧ブレーキスステムのために設け、本発明による方法により、総ブレーキ作用における液圧ブレーキシステムの割合の変化に基づくブレーキペダルのペダル距離変化に抗した作用を及ぼし、これにより、ブレーキペダルへの苛立たしい反作用が防止される液圧ブレーキシステムを作動することである。
【０００９】
このために、ブレーキマスタシリンダは、第１横断面を有する第１シリンダおよび少なくとも２つのピストンを備える第１ピストン・シリンダ装置と、第２横断面を有する第２シリンダおよび少なくとも２つのピストンを備える第２ピストン・シリンダ装置とからなり、第１横断面は第２横断面とは等しくない。第１シリンダは第１ピストンと共に、従来のブレーキマスタシリンダと比較して付加的なチャンバを形成している。このチャンバは、補償チャンバとして使用される。
【００１０】
有利には、ブレーキマスタシリンダは、補償チャンバから出発して第１液圧接続部により容積収容ユニットに接続されており、第２シリンダから出発して他の液圧接続部に接続されており、これらの液圧接続部は、それぞれ接続されたブレーキ回路に通じている。さらに、第１液圧接続部を他の液圧接続部の少なくとも１つ、ひいては少なくとも１つのブレーキ回路に接続する少なくとも１つの第２液圧接続部が設けられている。
【００１１】
有利な構成では、ブレーキマスタシリンダは第１ピストン・シリンダ装置、すなわち、補償チャンバを介して容積収容ユニットおよび液圧ブレーキ装置に、それぞれ遮断可能に液圧接続している。液圧接続部を遮断する目的で、それぞれの制御可能な遮断手段が設けられており、これら遮断手段の制御により液圧接続部を遮断することができる。
【００１２】
ブレーキマスタシリンダを作動するための本発明による方法は総ブレーキ装置で使用され、総ブレーキ装置は液圧ブレーキシステムならびに液圧ブレーキシステムの他に別のブレーキシステムを備える。
【００１３】
ブレーキマスタシリンダは、第１ピストン・シリンダ装置内にブレーキ液容積を収容するか、または第１ピストン・シリンダ装置からブレーキ液容積を放出する。特にブレーキマスタシリンダはブレーキ液容積を第２ピストン・シリンダ装置から放出する。容積収容または容積放出は、別のブレーキシステムの作動状態に依存して行われる。
【００１４】
本発明による方法では、液圧ブレーキシステムは、運転手により加えられた操作力を、所定の支援力だけ増幅する制御可能なブレーキブースタを備え、総ブレーキ装置は操作要素を備え、操作要素は、ばね力を吸収するための入力ロッドを備える。さらに、ブレーキブースタは、別のブレーキシステムに基づいてブレーキトルクが増大した場合に作用が低減され、および／または別のブレーキシステムに基づいてブレーキトルクが減少した場合に作用が高められ、これにより、総ブレーキ装置により加えられる総ブレーキトルクが実質的に一定となるように作動される。さらに、ブレーキマスタシリンダは、少なくとも１つの他の液圧接続部からの、および／または少なくとも１つの他の液圧接続部への、または容積収容ユニットからの、および／または容積収容ユニットへの容積収容および／または容積放出により、操作要素および／または入力ロッドの位置変化に反作用し、操作要素および／または入力ロッドの位置変化は、ブレーキブースタによって加えられた支援力の変化およびこれにより生じるブレーキシステムの容積収容率の変化によって引き起こされる。特に操作要素および／または入力ロッドの位置変化は、完全に、または少なくとも部分的に補償される。これにより、運転手は、操作要素の変位に気付かないか、またはわずかな変位のみに気付き、支援力の変化にもわずかにのみ気付くか、または全く気付かない。
【００１５】
液圧ブレーキシステムは、液圧ブレーキシステムの他に別のブレーキシステムを備える総ブレーキ装置の部分である。本方法の第１実施形態では、別のブレーキシステムの作動状態に依存して第１および第２液圧接続部の少なくともいずれか一方を接続することによりブレーキ液の容積が第１ピストン・シリンダ装置から容積収容ユニット内に、特に自動的に供給されるか、または少なくとも１つの他の液圧接続部から第１ピストン・シリンダ装置内に、特に自動的に収容される。このように、容積収容ユニット、第１ピストン・シリンダ装置の補償チャンバおよび液圧ブレーキ回路の間でブレーキ液容積を交換することができる。
【００１６】
本発明による方法では、別のブレーキシステムの作動状態は、別のブレーキシステムによる総ブレーキ作用に対する貢献度の変化によって表される。
【００１７】
本方法の第１実施形態では、第１横断面が第２横断面よりも大きい場合に、別のブレーキシステムの貢献度が増大した場合に少なくとも１つの他の液圧接続部のからブレーキマスタシリンダの補償チャンバ内への容積の収容が行われ、別のブレーキシステムの貢献度が減少した場合に補償チャンバから容積収容ユニット内への容積の放出が行われる。
【００１８】
これに対して、第１横断面が第２横断面よりも小さい場合に、付加的なブレーキシステムの貢献度が増大した場合、補償チャンバから、接続されたブレーキ回路内または第２ピストン・シリンダ装置内への容積の放出が行われる。
【００１９】
これに対して、別のブレーキシステムの貢献度が減少した場合、第２ピストン・シリンダ装置または接続されたブレーキ回路から容積収容ユニット内への容積の放出が行われる。
【００２０】
代替的な実施形態では、容積収容ユニットまたは液圧ブレーキシステムとの液圧接続部のいずれか１つを接続することにより、ブレーキ液容積が別のブレーキシステムの作動状態に依存して、容積収容ユニットまたは液圧ブレーキシステムから第１ピストン・シリンダ装置に、特に自動的に供給される。
【００２１】
本方法の代替的な実施形態では、第１横断面が第２横断面よりも大きい場合に、別のブレーキシステムの貢献度が減少した場合に容積収容ユニットから補償チャンバ内への容積の収容が行われ、別のブレーキシステムの貢献度が増大した場合に液圧ブレーキシステムから補償チャンバ内への容積の収容が行われる。
【００２２】
これに対して、第１横断面が第２横断面よりも小さい場合には、別のブレーキシステムの貢献度が増大した場合に補償チャンバから接続されたブレーキ回路または第２ピストン・シリンダ装置内への容積の放出が行われ、別のブレーキシステムの貢献度が減少した場合に容積収容ユニット（４０１）から補償チャンバ内への容積の収容が行われる。
【００２３】
上記実施形態では、補償チャンバを介したブレーキ液容積の収容および／または放出は、第１遮断手段および／または第２遮断手段の制御により制御される。したがって、遮断弁の制御により、補償チャンバが液圧ブレーキ回路および第２ピストン・シリンダ装置に液圧接続されているか、または容積収容ユニットに液圧接続されているか、および容積をそこから取り込むか、または必要に応じてそこに放出するかを選択することができる。
【００２４】
本方法の有利な構成では、容積収容ユニットは総ブレーキ装置のための操作要素内に組み込まれた、以下では入力チャンバと呼ぶピストン・シリンダ装置である。
【００２５】
本発明の代替的な実施形態では、容積収容ユニットは、少なくとも１つのピストン（４０３）と、少なくとも１つのシリンダ（４０２）と、少なくとも１つの弾性要素（４０４）、特に上昇した圧力下に容積を蓄積できるばねを備える液圧アキュムレータユニットである。
【００２６】
本発明による方法では、液圧アキュムレータユニットは、制御可能なブレーキブースタの操作によりあらかじめ充填することができる。このようにして、液圧アキュムレータユニット内の圧力レベル、ひいては補償チャンバがブレーキ液容積を自動的に収容できる圧力レベルが引き上げられる。
【００２７】
本発明による方法は、容積搬送が制御可能な遮断装置の制御により、特に自動的に行われるので、第１および第２ピストン・シリンダ装置および入力チャンバの横断面ならびに液圧アキュムレータユニット内に提供される圧力は、接続された回路内または補償チャンバ内に提供された圧力に関して決定され、補償チャンバ内への、および／または補償チャンバからのブレーキ液容積の収容および／または放出、特に自動的な収容および／または放出、または特に第２ピストン・シリンダ装置からの容積の放出が、構造に基づいた限界内で可能となる。
【００２８】
本発明によるブレーキマスタシリンダの作動により引き起こされる操作要素および／または入力ロッドの位置変化の大きさは、第１ピストン・シリンダ装置、第２ピストン・シリンダ装置および容積収容ユニットの横断面に依存している。さらに操作要素および／または入力ロッドの位置変化補償の大きさは、それぞれの遮断手段の制御によって、構造に基づいた限界内で、例えば遮断手段の開放時間に基づいて制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】ペダルに組み込まれた入力チャンバと接続した第２ピストン・シリンダ装置の横断面よりも大きい横断面を備える補償チャンバを有するブレーキマスタシリンダを示す図である。
【図２】発電機トルクが加えられた場合に補償チャンバを有するブレーキマスタシリンダを作動するための方法を示す図である。
【図３】発電機トルクが加えられていない場合に補償チャンバを有するブレーキマスタシリンダを作動するための方法を示す図である。
【図４】液圧アキュムレータと接続された第２ピストン・シリンダ装置の横断面よりも大きい横断面を備える補償チャンバを有するブレーキマスタシリンダを示す図である。
【図５】第２ピストン・シリンダ装置の横断面よりも小さい横断面を備える補償チャンバを有するマスタシリンダの代替的な実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
好ましい一実施形態では、従来の液圧部分（例えば、ＥＳＰ、ＡＢＳ構成要素を含む）と、付加的部分とからなる総ブレーキ装置から出発する。例示的に、総ブレーキ装置のブレーキ作用に対する付加的部分の貢献が回生ブレーキシステムによりもたらされ、発電機トルクにより生成されると仮定する。ブレーキシステムの従来部分は操作装置１１４からなり、操作装置１１４を介して運転手力１０２をブレーキシステムに加えることができる。運転手力は、連結要素１１５において、例えば、制御可能なブレーキブースタから出発した支援装置１０１と組み合わせることができる。制御可能なブレーキブースタは、電気式に切換可能な弁を有する電気機械式の制御可能な真空ブレーキブースタであってもよいが、他の実施形態ももちろん可能である。従来の液圧ブレーキシステムでは、連結要素１１５は、運転手力１０２および支援力１０１の総和を、必要に応じてピストンロッドを介してブレーキマスタシリンダの入力ピストンに伝達する。これにより生じる入力ピストン、ならびに必要に応じて第２ピストンの変位により、ブレーキ液容積は接続されたブレーキ回路内で移動され、ブレーキ回路に接続されたホイールブレーキシリンダにおいて、圧力形成、および最終的にはホイールブレーキによるブレーキ作用をもたらす。場合によっては、ＥＳＰ／ＡＢＳ還流システムによる弁装置をホイールブレーキとブレーキマスタシリンダとの間にブレーキ圧調整のために配置してもよい。
【００３１】
本発明の核は、発電機トルクによって生成された回生ブレーキシステムのブレーキ作用と運転手力１０２および支援力１０１によって生成された液圧ブレーキシステムのブレーキ作用とを総ブレーキ作用として組み合わせることである。総ブレーキ作用に対する回生ブレーキシステムの貢献度が変化した場合、制御可能なブレーキブースタの操作により圧力調整を行うことができ、これにより、液圧ブレーキシステムのブレーキ作用を調整することができる。回生ブレーキシステムのブレーキ作用が減少した場合、制御可能なブレーキブースタの支援力１０１は増大され、回生ブレーキシステムのブレーキ作用が増大した場合、ブレーキブースタの支援力１０１は低減される。ブレーキブースタにより液圧ブレーキシステム内の圧力比が変更されることにより、ブレーキ液容積はブレーキマスタシリンダ内に還流することができるか、またはブレーキマスタシリンダから押し出されるので、これにより、操作装置１１４の位置、すなわち、液圧ブレーキシステムの反作用が変化する。これに対して、回生ブレーキシステムと液圧ブレーキシステムからなる総ブレーキ作用は一定に保持される。運転手にとって慣れたペダル位置を再現するために、またはペダル位置の変化に少なくとも部分的に反作用させるために、本発明による装置として、２つのピストン・シリンダ装置からなるブレーキマスタシリンダが使用される。
【００３２】
第１のピストン・シリンダ装置は、１つのシリンダ１０５ならびに２つのピストン１０６ａおよび１０６ｂを備え、ピストン１０６ｂは連結要素１１５と機械的に結合しており、連結要素１１５を介してピストン１０６ｂに運転手力１０２および支援力１０１を負荷することができる。シリンダ１０５は第１の横断面Ａ１を備え、第２のピストン・シリンダユニットと構造的に結合している。第２のピストン・シリンダユニットは２つのピストン１０８ａおよび１０８ｂを備え、ピストン１０８ｂはピストン１０６ａと堅固に機械的に結合している。ピストン１０８ａ，ｂは、シリンダ１０７に含まれている。シリンダ１０７はシリンダ１０５よりも小さい横断面Ａ２を有する。
【００３３】
２つのピストン１０８ａ，１０８ｂおよびシリンダ１０７は主にタンデム式ブレーキマスタシリンダとして既知であり、従来の液圧ブレーキシステムの場合のように２つの液圧ブレーキ回路を作動するために設けられている。本発明による装置においても、シリンダ１０７ならびにそれぞれピストン１０８ａおよび１０８ｂによって形成された２つのチャンバには液圧ライン１１１ａおよび１１１ｂが接続されている。液圧ラインは、液圧ブレーキ回路に通じており、必要に応じて間に配置されたＥＳＰ／ＡＢＳ還流システムの液圧ユニットを介して、ブレーキ回路に接続された少なくとも１つのホイールブレーキに通じている。
【００３４】
シリンダ１０５は、ピストン１０６ａおよび１０６ｂと共に同様に１つのチャンバを形成している。以下ではこのチャンバを補償チャンバ１２０と呼ぶ。補償チャンバ１２０には液圧ラインが接続されており、この液圧ラインは別の２つの液圧ライン１０９および１１０に分岐している。ライン１１０を介して、補償チャンバ１２０は液圧ライン１１１ｂ、ひいては少なくとも１つの接続されたブレーキ回路ならびに第２ピストン・シリンダ装置におけるシリンダ１０５に向いたチャンバに液圧接続している。液圧ライン１１０は制御可能な弁１１３によって遮断可能である。
【００３５】
同様に弁１１２によって分岐部後方で遮断することができる別の液圧ライン１０９が、第３ピストン・シリンダ装置１０４に液圧接続している。第３ピストン・シリンダ装置１０４はシリンダ１１６およびピストン１１７を備える。ピストン１１７には入力ロッド１１８を介してばね力１０２を加えることができ、ピストン１１７は入力ロッド１１８に力を伝達することができる。シリンダ１１６およびピストン１１７によって形成されたチャンバを以下では入力チャンバ１１９と呼ぶ。入力チャンバ１１９は横断面Ａ３を有する。第３ピストン・シリンダ装置は、構造的に操作装置１１４の内部に組み込まれている。制御可能な弁１１２，１１３および以下にさらに定義する制御可能な弁４０５は、制御装置によって制御されるが、この制御装置は図示しない。有利には、これは付加的に弁の制御を引き受けるブレーキブースタの制御装置である。
【００３６】
総ブレーキ装置の典型的な２つの作動状態に基づき本発明による方法を説明する。
【００３７】
第１作動状態では、運転手は液圧ブレーキシステムのみによって制動し、次いで回生ブレーキシステムの発電機トルクがさらに加えられるか、または増大する。この作動状態は図２に示されている。図１に全ての参照符号を既に付したので、図２および図３にはこれらを新たに付さない。
【００３８】
図２ａでは、ブレーキマスタシリンダ１０３が非作動状態に位置し、ばね力１０２および支援力１０１は連結要素１１５に加えられていない。
【００３９】
図２ｂには、運転手が液圧ブレーキシステムのみによって制動する状態が示されている。連結要素には、運転手力１０２および支援力１０１が負荷される。連結要素１１５と第１ピストン・シリンダ装置のピストン１０６ｂとの機械的結合により力がピストン１０６ｂに伝達される。これにより、シリンダ１０５の内部のピストン１０６ｂ、およびこれと共に、ブレーキ液容積およびピストン１０６ａが第２ピストン・シリンダ装置の方向に変位される。
【００４０】
この場合、調整可能な弁１１２および１１３は両方とも閉じられている。ピストン１０６ａとピストン１０８ｂとの機械的結合により、ピストン１０８ｂおよびシリンダ１０７の内部のブレーキ液容積が変位される。これにより、ピストン１０８ａの変位およびブレーキ液のさらなる変位が生じる。このようなブレーキ液の変位は、液圧ライン１１１ａおよび１１１ｂを介して、ブレーキマスタシリンダ１０３に接続されたブレーキ回路に到達し、そこでホイールブレーキシリンダ内における圧力形成、ひいてはブレーキ作用をもたらす。
【００４１】
図２ｃでは、発電機の駆動により生成されるブレーキ作用が加えられる。操作要素１１４の位置に応じて一定の遅延を確保するために、支援力１０１の大きさが制御可能なブレーキブースタにより低減される。
【００４２】
このような支援力１０１の低減により、ブレーキマスタシリンダ内のブレーキ液が還流し、ピストン１０６ａ，ｂおよび１０８ａ，ｂ、さらに操作要素１１４も操作方向に抗して変位される。
【００４３】
操作要素の変位による運転手にとって苛立たしいこのような反作用には、本発明によれば弁１１３の調整により対抗することができる。
【００４４】
このために、図２では弁１１３が開かれ、ブレーキ液容積がブレーキ回路から液圧ライン１１１ｂおよび１１０を介して補償チャンバ１２０に還流する。このブレーキ液の流れは、ブレーキ回路、第２ピストン・シリンダ装置および補償チャンバ１２０における異なる圧力レベルにより生じる。この場合、弁１１２は閉じられた状態に保持される。
【００４５】
典型的なブレーキマスタシリンダでは、横断面Ａ２の直径は２２．５６ｍｍであり、これは、入力を２００Ｎと仮定した場合、約５ｂａｒの圧力をもたらす。例えば、１００Ｎの運転手力１０２がブレーキブースタによる５００Ｎの支援力１０１だけ補足された場合、生じた６００Ｎの力は、第２ピストン・シリンダ装置が２２．５４ｍｍの直径を有する横断面Ａ２を備えている場合、第２ピストン・シリンダ装置では１５ｂａｒの圧力が得られる。補償チャンバ１２０の横断面Ａ１が第２ピストン・シリンダ装置の横断面Ａ１の半分の大きさであると仮定した場合、補償チャンバには７．５ｂａｒの圧力が形成される。したがって、弁１１３が開かれた場合、ブレーキ液容積は差圧に基づき第１ブレーキ回路から補償チャンバに流入する。
【００４６】
容積がブレーキ回路から補償チャンバに流入した場合、図２ｃのピストン１０８ｂは距離ｄｓだけ左方に移動し、ピストン１０８ｂと堅固に結合されたピストン１０６ａも同様に移動し、ピストン１０６ｂもこれに追従する。しかしながら、補償チャンバ内に収容された容積は、距離ｄｓ／２だけピストン１０６ａおよび１０６ｂの間隔変化をもたらす。したがって、ピストン１０６ｂは-ds+ds/2=-ds/2だけ左方に移動する。
【００４７】
この相対移動は、支援力の低下によるブレーキ回路からのブレーキ液の還流により生じるピストン１０８ｂ，１０６ａおよび１０６ｂの変位を補償する。距離ｄｓ／２がピストン１０８ｂ，１０６ａおよび１０６ｂであらかじめ行われた変位にちょうど相当するようにブレーキ液容積を調節した場合、操作装置１１４は全体としてもはや移動しない。
【００４８】
このようにして補償された操作装置の距離の値は、横断面の比率に基づいて、および弁１１３の制御または調整によって調節することができる。
【００４９】
第２作動状態では、運転手は液圧ブレーキシステムと回生ブレーキシステムとの組み合わせで制動し、この場合、回生ブレーキシステムの発電機トルクはいま停止されるか、または低下する。第２作動状態が図３に示されている。図３ａは図２ｄの状態に対応しており、運転手は２つの関連ブレーキシステムを組み合わせて制動する。いま停止された、または低下した発電機トルクによるブレーキ作用対する貢献度を補償するためには、図３ｂに示すように、ブレーキブースタの支援力１０１が高められ、ピストン１０６ａ，ｂおよび１０８ａ，ｂの変位によりブレーキ液容積は接続されたブレーキ回路内に変位され、接続されたホイールブレーキシリンダ内で得られた圧力上昇は液圧ブレーキシステムのブレーキ作用の増大をもたらす。これにより、操作要素１１４は同様に操作方向に変位される。
【００５０】
このペダル変位を補償するためにいま弁１１２が開かれ、ブレーキ液容積は補償チャンバ１２０から液圧ライン１０９を介して入力チャンバ１１９に到達する。補償チャンバ１２０における操作要素１１４に向いたピストン１０６ｂは左方に移動したのにもかかわらず、入力チャンバによる容積収容に基づいて、入力ロッド１１８、ひいてはペダルはブレーキ力増幅のための操作方向とは反対に移動する。
【００５１】
ここでも異なる圧力レベルは異なる役割を果たす。第２ピストン・シリンダ装置およびブレーキシステムの圧力は、ｐ２であり、運転手力１０２ＦFAHRERおよび第２ピストン・シリンダ装置１０７，１０８ａ，ｂの横断面Ａ２から生じ、
【００５２】
【数１】
0005519010.tif 000002
【００５３】
となり、ｇはブレーキブースタの増幅率である。
【００５４】
第１作動モードで既に説明したように、補償チャンバ１２０の圧力ｐ１は、２倍の大きさの横断面Ａ１に基づいて、第２ピストン・シリンダ装置１０７，１０８ａ，ｂの圧力ｐ２の半分である。
【００５５】
【数２】
0005519010.tif 000003
【００５６】
入力チャンバの圧力Ｐ３は、
【００５７】
【数３】
0005519010.tif 000004
【００５８】
となり、ＦFAHRERは運転手力１０２に相当し、Ａ３は入力チャンバの横断面である。２番目の等号は、入力チャンバの横断面Ａ３が第２ピストン・シリンダ装置の横断面Ａ２に等しいと仮定した場合に有効である。等式１，２および３を組み合わせた場合、入力チャンバの圧力ｐ３と第２ピストン・シリンダ装置の圧力ｐ２との間の相関関係について：
【００５９】
【数４】
0005519010.tif 000005
【００６０】
が成り立つ。補償チャンバ１２０から入力チャンバ１１９へブレーキ液容積を自動的に搬送するためには、圧力ｐ１は圧力ｐ３よりも大きい必要がある。これは、増幅率ｇ＞１の場合に得られる。この条件は、関連する横断面に著しく依存しており、横断面によって調節することができる。
【００６１】
入力ロッド１１８を介した距離補償のこのような形式では、補償チャンバ１２０と入力チャンバ１１９との間で交換される容積は、それぞれに関係した横断面および弁１１２の制御または調整によりあらかじめ規定するか、または調節することもできる。
【００６２】
本発明の代替的な実施形態では、補償チャンバ１２０が入力チャンバ１１９にではなく、液圧アキュムレータ４０１に接続されている。図４で使用される要素が図１で使用される要素と同一である場合には、新たに符号を付さない。
【００６３】
液圧アキュムレータは、ピストン４０３、シリンダ４０２および弾性要素、特にばね４０４からなる。同様に、ダイアフラム型アキュムレータおよび／または金属ベローズ型アキュムレータならびにアキュムレータ機能を有する他のあらゆる容量収容ユニットの形態の液圧アキュムレータ装置も可能である。
【００６４】
液圧アキュムレータ４０１と補償チャンバ１２０との間の液圧接続は、図１のライン１０９および弁１１２に類似して、弁４０５によって遮断することができる液圧ラインを介して行われる。付加的に、液圧アキュムレータ４０１は、図１のライン１１０および弁１１３に類似して、ここでも弁によって遮断することのできる液圧ラインを介して少なくとも１つの接続されたブレーキ回路に液圧接続されている。
【００６５】
アキュムレータは、ブレーキブースタの操作によってあらかじめ充填することができる。このために、ブレーキマスタシリンダから、ブレーキ回路に接続されたホイールブレーキへの液圧接続が弁（図示しない）によって遮断される。この弁は、例えば、ＥＳＰまたはＡＢＳ液圧ユニットの流入弁であってもよい。液圧接続が遮断された場合、ブレーキブースタを操作し、ブレーキ作用が生じることなしに、ブレーキマスタシリンダを介してブレーキ液容積を液圧アキュムレータ４０１に供給することができる。一般に、運転手が制動しない状態であらかじめ充填が行われる。
【００６６】
同様に、液圧アキュムレータは、場合によっては液圧ブレーキシステムに組み込まれている他の容積圧送ユニット、例えば、ＥＳＰ装置の液圧ポンプによってあらかじめ充填してもよい。
【００６７】
さらにアキュムレータおよびブレーキシステム内に提供された圧力比が許せば、液圧アキュムレータはブレーキ回路からのブレーキ液容積の放出によりあらかじめ充填される。このプロセスは、発電機トルクの上昇時に総ブレーキ作用に対するブレーキブースタの割合が減少することにより引き起こされるペダル変位を補償するために行うか、またはブレーキシステム内の圧力をいずれにせよ減衰することが望ましい場合に制動終了時に行うことができる。２つの代替的な可能性では液圧ブレーキシステムにおける弁の位置および弁の位置決めは、アキュムレータがどのようにしてあらかじめ充填されるのかに応じて調整し、考慮すべきである。
【００６８】
液圧アキュムレータへの容積の供給により弾性要素４０４が圧縮され、これによりエネルギーを蓄積する。ブレーキ液容積は、弁４０５の閉鎖により液圧アキュムレータ４０１に蓄積される。あらかじめ充填した後、ブレーキブースタをもとに戻すことができる。これにより、蓄積された容積は液圧ブレーキシステムの他部分よりも高い圧力レベルにある。本発明による装置のこの実施形態では、例えば、発電機トルクが低下し、一定のブレーキ作用を生成するためにブレーキブースタにより支援力１０１が高められた場合、ブレーキ液容積はアキュムレータ４０１から補償チャンバ１２０に、またはライン１１１ｂを介して、接続されたブレーキ回路もしくは第２ピストン・シリンダ装置に放出することができる。このために、弁４０５および４０６は対応して設定される。あらかじめの充填により、液圧アキュムレータ内のブレーキ液容積は、既に述べたように高められた圧力レベルにあり、したがって、有利にはポンプを使用することなしに簡単な弁の調節により放出することができる。
【００６９】
さらに、図１の実施形態に類似して、発電機トルクの上昇時に総ブレーキ作用に対するブレーキブースタの割合の減少により引き起こされるペダル変位に反作用させることができ、この場合、少なくとも１つの接続されたブレーキ回路、または第２ピストン・シリンダ装置から、横断面に基づきより小さい圧力が形成された補償チャンバ１２０に容積が放出される。
【００７０】
本発明によるブレーキマスタシリンダの代替的な実施形態５０１を図５に示す。符号は省略する。ブレーキマスタシリンダのこの実施形態は、第１ピストン・シリンダ装置の横断面が第２ピストン・シリンダ装置の横断面よりも小さい点で図１の実施形態１０３とは異なる。
【００７１】
この実施形態でも本発明による方法を用いることができる。入力チャンバ１１９を有する容積収容ユニット１０４および液圧アキュムレータ４０１と共に、ブレーキブースタによるブレーキ作用の調整後に距離を補償するためにブレーキマスタシリンダ５０１を使用することができる。既に述べた方法の実施形態と比較して、ブレーキマスタシリンダからの容積収容もしくは容積放出は、ブレーキブースタの作用の増大もしくは減少後に、別の作動システムの変化するブレーキ作用を補償するために調整する必要がある。
【００７２】
ブレーキマスタシリンダが入力チャンバ１１９に接続されると、別のブレーキシステムの貢献度が増大した場合に少なくとも１つの他の液圧接続部１１１ａ，ｂ、すなわち、接続されたブレーキ回路または第２ピストン・シリンダ装置１０７，１０８ａ，ｂに第１ピストン・シリンダ装置１０５からの容積の放出が行われ、および／またはブレーキシステムの貢献度が減少した場合に第２ピストン・シリンダ装置１０７．１０８ａ，ｂまたは接続されたブレーキ回路から入力チャンバ１１９への容積の放出が行われる。
【００７３】
ブレーキ作用に対する別のブレーキシステムの貢献度が減少する後者の場合、入力チャンバの横断面Ａ３は第２ピストン・シリンダ装置１０７，１０８，ａ，ｂの横断面Ａ２よりも小さくなければならない。
【００７４】
ブレーキマスタシリンダが液圧アキュムレータ４０１に接続されると、別のブレーキシステムの貢献度が増大した場合に他の液圧接続部１１１ａ，ｂのいずれかで第１ピストン・シリンダ装置１０５からの容積の放出が行われ、および／または別のブレーキシステムの貢献度が減少した場合に第１ピストン・ブレーキ装置１０５，１０６ａ，ｂへの容積の収容が行われる。
【００７５】
全ての実施形態について重要な点は、液圧ブレーキシステムを従来の形式で容積補償なしに作動する可能性である。このために、補償チャンバ１２０ならびに入力チャンバ１１９、液圧アキュムレータ装置４０１または液圧ブレーキシステムの間で容積補償が不可能となるように、液圧接続部１０９および１１０を遮断することができる。ブレーキペダルがペダルシミュレータのみに連結されており、もはや液圧ブレーキシステムに連結されていないブレーキ装置とは反対に、本発明は、依然としてブレーキペダルと液圧ブレーキシステムとが連結されているという利点を有し、これにより、例えば欠陥により支援力がもはや使用できない故障状態のためのフォールバックプランを提供する。したがって、緊急時には運転手力のみによって制動を行うことができる。付加的に、ブレーキペダルと液圧ブレーキシステムとの連結が保持されていることにより、必要に応じて人工的なペダル感覚が回避される。
【００７６】
要約すると、本発明は総ブレーキ装置、すなわち、従来部分と他の、例えば回生部分とからなるブレーキ装置の一部によりブレーキ液の容積変位を可能とする方法および装置を記載しているといえる。本発明による方法および本発明による装置は、特にブレーキ装置の液圧部分における圧力比が制御可能なブレーキブースタによりブレーキ装置の他の部分の付加的なブレーキ作用の変更に合わせて調整される場合に使用される。したがって、異なるブレーキシステムのブレーキ装置の混合により、総ブレーキ作用における個々のブレーキシステムの割合が変化しても一定の総ブレーキ作用が得られる。ブレーキブースタによるこのような圧力調整は、多くの場合、ブレーキペダルへの反作用、特にブレーキペダルの変位に伴う。少なくとも１つの液圧ブレーキ回路、補償チャンバおよびブレーキペダルの入力チャンバまたは液圧アキュムレータの間におけるブレーキ液の容積交換により、圧力調整は、運転手がブレーキペダルでペダルの位置変化に基づいて実施することなし、不快に感じることなしに、行われる。本方法は、例えば、電気機械を発電のための発電機として作動することによりブレーキ遅延が誘起され、付加的に別のブレーキシステムとしての従来の液圧ブレーキシステムまたはバックアックブレーキシステムを備える車両で使用することができる。
【図１】
0005519010.tif 000006
【図２ａ】
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【図２ｂ−２ｄ】
0005519010.tif 000008
【図３ａ−３ｃ】
0005519010.tif 000009
【図４】
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【図５】
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