(57)【要約】【課題】【解決手段】本発明は、ブレーキペダル１と、ブースタ４と、ブレーキマスタシリンダ５とを備える自動車用のブレーキ制御システムに関する。本発明のブレーキ制御システムは、ブレーキブースタ４のピストン４２に空圧的に結合されたシミュレータ３を更に備えている。このシミュレータ３は、少なくとも１つのブレーキ命令をブレーキペダル１から受け取る一方、ブースタの前部室４０と後部室４１との間の圧力差を確立して、ブースタピストン４２の動きを生じさせる。
2009522171.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーキペダル（１）と、ブースタピストン（４２）によって分離された前部室（４０）及び後部室（４１）を有し前記２つの室の間の圧力差に依存する増幅されたブレーキ命令を供給するブレーキブースタ（４）と、前記増幅されたブレーキ命令を前記ブレーキブースタ（４）から受け取るブレーキマスタシリンダ（５）とを備える、自動車用のブレーキ制御システムにおいて、
前記ブレーキブースタ（４）のピストン（４２）に空圧的又は液圧的に結合されたシミュレータ（３）を備え、前記シミュレータ（３）は、少なくとも１つのブレーキ命令を前記ブレーキペダル（１）から受け取る一方、前記ブレーキブースタの前記前部室（４０）と前記後部室（４１）との間の圧力差を確立又は制御して、前記ブースタピストン（４２）の動きを制御することを特徴とする、自動車用のブレーキ制御システム。
【請求項２】
請求項１に記載のブレーキ制御システムにおいて、空圧ブレーキブースタ又はブレーキサーボを制御する空圧サーボモータを備えることを特徴とする、ブレーキ制御システム。
【請求項３】
請求項２に記載のブレーキ制御システムにおいて、前記制御サーボモータは、３方弁を具備する３方弁ピストン（３０）がその内部にて摺動する第一の穴（８９）を含む空間（８）を備え、
前記３方弁は、
前記後部室（４１）を前記前部室（４０）と連通する状態に置くことと、
前記後部室（４１）を前記前部室（４０）から隔離すること、
前記後部室（４１）を前記前部室と前記後部室との間の圧力差を確立する圧力源と連通する状態に置くこと
が可能であることを特徴とする、ブレーキ制御システム。
【請求項４】
請求項３に記載のブレーキ制御システムにおいて、前記３方弁ピストン（３０）の一側部に位置する前記第一の穴（８９）の第一の領域（８９Ａ）は、前記前部室と実質的に同一の圧力であり、また、前記３方弁ピストン（３０）に対し前記後部室（４１）の反対側に位置する前記第一の穴（８９）の第二の領域（８９Ｂ）は、前記後部室と実質的に同一の圧力であることを特徴とする、ブレーキ制御システム。
【請求項５】
請求項４に記載のブレーキ制御システムにおいて、前記空間（８）は、前記ブースタピストン（４２）付近にて、前記ブースタの前記後部室（４１）内に位置する第一の端部と、前記ブレーキマスタシリンダが装着される側部に対し前記ブースタ壁（４６）の反対側に位置する第二の端部とを有し、前記第一の穴（８９）の前記第一の領域（８９Ａ）は、前記３方弁ピストン（３０）と前記第一の端部との間に位置する一方、前記第一の穴（８９）の前記第二の領域（８９Ｂ）は、前記３方弁ピストン（３０）と前記第二の端部との間に位置していることを特徴とする、ブレーキ制御システム。
【請求項６】
請求項３から５の何れか１つの項に記載のブレーキ制御システムにおいて、
前記３方弁は、
第一の弁座（３０９）を有する弁体（３０）と、
軸方向に動くことができ且つ前記第一の弁座（３０９）に対して押し付けられることにより前記３方弁の第一の通路を閉じて前記前部室（４０）と前記後部室（４１）を互いに隔離するようになっている弁シャッタ（３０３）と、
前記弁シャッタ（３０３）に対して押し付けられ且つ前記弁シャッタ（３０３）から離れることにより前記後部室と高圧力源との間の第二の通路を開くようになっている第二の弁座を有する軸方向に可動のセンサ（３０２）とを備えることを特徴とする、ブレーキ制御システム。
【請求項７】
請求項５又は６に記載のブレーキ制御システムにおいて、前記空間（８）は、前記室（８）の前記第一の端部と同一の側に配置された第二の穴（３１）を備え、前記第二の穴内において制御ピストン（３４）が摺動し、前記制御ピストンは、前記ブレーキペダル（１）により制御され且つ前記３方弁の前記センサ（３０２）の軸方向への動きを制御し、前記第二の穴は、前記制御ピストン（３４）の動きに対して弾性的な抵抗を与える弾性要素（３１０）を備えることを特徴とする、ブレーキ制御システム。
【請求項８】
請求項７に記載のブレーキ制御システムにおいて、前記制御ピストン（３４）は、前記センサ（３０２）を軸方向に動かすため、ロッドに作用することを許容することを特徴とする、ブレーキ制御システム。
【請求項９】
請求項７に記載のブレーキ制御システムにおいて、前記第二の穴（３１）は、流体を保持することを特徴とする、ブレーキ制御システム。
【請求項１０】
請求項９に記載のブレーキ制御システムにおいて、前記第二の穴に、ブレーキ流体リザーバからの流体が供給されることを特徴とする、ブレーキ制御システム。
【請求項１１】
請求項５に記載のブレーキ制御システムにおいて、前記空間（８）は、保持ばね（３２３）によって、及び、前記制御ピストン（３４）に加わった軸方向の力が閾値以下であるときに前記ブレーキマスタシリンダ内にて得られる圧力によって、前記ブレーキブースタの前記後壁（４６）に対して保持され、前記空間は、前記力が前記閾値を上廻ったときに軸方向に動くことができることを特徴とする、ブレーキ制御システム。
【請求項１２】
請求項７に記載のブレーキ制御システムにおいて、前記ブレーキペダル（１）により制御され且つ前記制御ピストン（３４）を液圧的又は空圧的に制御する中間の液圧又は空圧制御装置（２）を備えることを特徴とする、ブレーキ制御システム。
【請求項１３】
請求項７に記載のブレーキ制御システムにおいて、前記弾性要素は、ばね（３１０）であることを特徴とする、ブレーキ制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用のブレーキ制御システム、特に、液圧制御システムに関する。本発明は、また、液圧作動型ブレーキシステムと、電気推進モータ又は発電装置としてのモータを使用する電気ブレーキシステムとを備える、ハイブリット車（電気により推進され且つ内燃機関を使用して推進される車）内に設けられるもののような、ハイブリットブレーキシステムにも適用される。
【背景技術】
【０００２】
先行技術の自動車用の液圧ブレーキシステムにおいて、ブレーキブースタは、実質的に、ピストンに固定された、可動膜により分離された２つの室（前部室すなわち真空室と、後部室すなわち作用室）から成る空間を備えている。制御ロッドは、車の運転者がブレーキペダルを操作したとき、車の前方に向けて動くことができる。この制御ロッドの動きは、ブースト手段及びブースタピストンを作動させるプランジャに伝達される。一般に、これらのブースト手段は、３方弁を備えており、該３方弁の作動は、ブースタの真空室と作用室との間の連通を遮断し且つ、作用室を周囲雰囲気と接続することができる。真空室が通常、真空圧下にあり、また、２つの室の間の圧力差のため、ブースト力が２つの室を分離するピストンに加えられる。このため、ピストンは、前方に動いて、ブレーキ回路のマスタシリンダを作動させる働きをするプッシュロッドに作用する。
【０００３】
ブレーキペダルにより作動される制御ロッドは、ブースタのピストンと接触している一方、該ブースタは、マスタシリンダのピストンに作用するプッシュロッドと接触している。このため、ブレーキペダルをマスタシリンダのピストンに結合する色々な部品は、互いに接触している。このため、運転者は、ブレーキペダルを通してブレーキ回路の反動を感触する。
【０００４】
しかし、車の装置がブレーキ流体の一部をブレーキ回路内のある箇所からマスタシリンダに向けて変位させたとき、ブレーキペダルに反動が生じ、この反動は、運転者により感触されるであろう。例えば、車の車輪をロックする傾向を有するであろうブレーキ掛けのとき、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）は、ブレーキ力を小さくする働きをし、また、これを行なうため、ブレーキ流体を車輪シリンダから吸引してそれをマスタシリンダ内に噴射するという働きをする。これと代替的に、動的コース制御を行なう電子安定化プログラム（ＥＳＰ）において、液圧装置は、ブレーキ命令と独立的に、１つ以上のブレーキ回路に作用することができ、この動作は、また、ブレーキペダルにて感触され、ＥＳＰがカットするとき、運転者がブレーキを掛けているならば、運転者は、自分が慣れた感触に必ずしも相応しないブレーキの感触の変化を経験するであろう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ブレーキ流体をブレーキ回路中に噴射する液圧装置の効果は、マスタシリンダのピストンを後退させることであるから、この効果は、ブレーキペダルを後退させる効果も有することを指摘すべきである。運転者が比較的大きいブレーキ力を作用させるその瞬間にて、この効果が生じる場合、ブレーキペダルの後退する動きは、運転者のくるぶしにより吸収され、このことは、最小のときでさえ、運転者にとって不快となることが判明している。更に、マスタシリンダピストンの後退する動きは、事故時、特に、運転者がブレーキペダルに強い圧力を加えている間に前面衝突が生ずるとき、身体を損傷させることさえある（例えば、運転者のくるぶしを骨折させることもある）。
【０００６】
このため、ブレーキ回路及び（又は）マスタシリンダ内にて生じるこれら効果の全てをブレーキペダルに向けて前方へ伝達する量は、解消され又は吸収されないにしても、減少するようにすることが有益であることが判明している。
【０００７】
これらの不利益な点を解決する１つの方法は、制御システムの電気的制御を実現し、また、同一のブレーキ掛け状態下にて、運転者が従来のブレーキシステムによる感触に慣れたブレーキの感触を模擬するブレーキペダルの機械的命令を与えるシステムを提供することである。本明細書の他の部分にて、この装置は、「ブレーキ感触シミュレータ」と称される。このため、このようなシステムにおいて、実際のブレーキ装置は、ブレーキ掛けに応答してブレーキペダルに効果を及ぼすブレーキ感触シミュレータから切り離されている。
【０００８】
しかし、かかるシステムは、従来の液圧ブレーキシステムと比較して高価である。電気的制御及び接続を導入することは、一般に、信頼性に関する問題を招来する。このため、これらのシステムは、従来の液圧システムと同一の信頼性及び安全性の要件が課される場合、より一層、高価となる。
【０００９】
更に、車を推進させるためバッテリにより作動される電気推進モータと、内燃機関（ガソリン、ディーゼル油、ガス又は任意のその他の燃料にて運転する）の双方を有する、いわゆるハイブリット車は、一般に、電気ブレーキが設けられており、この電気ブレーキにおいて、車の電気推進モータからのエネルギを回収することにより誘導型ブレーキによるブレーキ力が得られる。このとき、電気推進モータは、発電装置として作用し、回収された電気エネルギは、バッテリを再充電するため使用され、このことは、車を使用するときに、有益なことである。
【００１０】
これらのシステムにおいて、電気ブレーキのトルクを変化させることも可能である。このため、ブレーキ掛けのとき、最大量の電気ブレーキ力が常に加えられるとは限らない。このことは、例えば、道路の状態に関する情報を提供するレーダが使用されるとき、又は、ブレーキペダルを多少、急速に操作するとき（例えば、強くブレーキを掛け、次に、ブレーキペダルを離すとき）のような場合である。
【００１１】
また、安全上の理由、又は、ブレーキペダルの感触と関係した理由のいずれれかのため、逆電流が電気モータに伝達されるような構成とすることもできよう。
しかし、電気ブレーキは、完全に満足し得るものとは限らない。図１には、このブレーキシステムのような電気ブレーキシステムのブレーキ曲線（時間の関数としてのブレーキトルク）のみが連続線で概略図的に示されている。このグラフは、破線にて、車の速度も示す。第一のブレーキ領域Ａにおいて、ブレーキ力は、第二のブレーキ領域Ｂ内にて最大の効果に達する迄、漸進的に増大し、その後、第三の領域Ｃ内にて車速度が遅くなると、ブレーキトルクは、減少し、第四の領域Ｄ内にて実際的に、存在しなくなる。領域Ａ内にて、ブレーキ力は、迅速に完全に効果的にならず、また、領域Ｃ及びＤにおいて、車が低速度であるとき、ブレーキ力の効果は減少するから、このようなブレーキシステムは、不完全である。このような作動は、図１にて、破線の曲線にて示されている。
【００１２】
回生（ｒｅｃｕｐｅｒａｔｉｖｅ）電気ブレーキのこの不利益な点を解消するため、液圧ブレーキシステムは、領域Ａ、Ｃ及びＤ内にて補充的なブレーキ力を提供する必要がある。
【００１３】
図２には、電気ブレーキシステム及び液圧ブレーキシステムの作動曲線が示されている。
曲線Ｃ１は、図１のものに相応する回生電気ブレーキ力曲線である。例えば、０．７ｇの車の減速が望まれ、また、電気ブレーキシステムが０．３ｇの最大減速を実現することができるとき、液圧ブレーキシステムにより与えられるブレーキ力曲線は、曲線Ｃ２により概略図で示したものとなる必要がある。領域Ａにおいて、液圧ブレーキトルクは、可能な限り迅速に０．７ｇの減速を実現し、また、次に、電気ブレーキのトルクがその最大値に達し、この電気ブレーキのトルクに起因する等価的減速が０．３ｇとなる迄、減少する。このようにして、その瞬間に、電気及び液圧ブレーキシステムにより加えられたトルクの合計値が０．７ｇの減速を提供する。領域Ｂ内にて、液圧ブレーキシステムは、０．７ｇの減速を得るため、電気ブレーキシステムを補充する。その後、領域Ｃ内にて、液圧システムのブレーキトルクは、増大して、再度、電気ブレーキシステムに対し補充的なブレーキ力を提供し、また、領域Ｄにおいて、電気ブレーキトルクが実際に存在しない状態を修復する。
【００１４】
更に、回生ブレーキ回路に加わる荷重は変化するであろうから、回生電気ブレーキシステムの応答時間を無視すれば、このシステムは、常に、同一の態様にて応答することができるとは限らない。このことは、回収回路が実質的に、車のバッテリを含むとき、特に真である。かかる場合、荷重は、バッテリの状態に従って変化するであろう。
【００１５】
かかるシステムにおいて、例えば、コンピュータのような制御回路がブレーキシステムの作動を管理しなければならない。このコンピュータは、ブレーキ掛け動作毎に、作動することが要求される。電気制御システムは、故障し易いことが判明している一方、ブレーキブースタを使用する液圧制御システムは、電気制御システムよりも確実で且つ経済的であることが判明している。
【００１６】
このため、本発明は、これらの問題点を解決することのできるブレーキシステム、また、望ましくは、車の車輪にブレーキを掛ける装置が液圧により作動されるブレーキシステムに関する。更に、このシステムは、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）又は電子安定化プログラム（ＥＳＰ）のような色々な車のシステムにより、車のブレーキ回路中にて生じる効果からブレーキペダルを切り離すことができるが、ブレーキペダルに対してブレーキ掛けの感触を模擬する効果を伝達することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
このため、本発明は、自動車用のブレーキ制御システムであって、
ブレーキペダルと、
ブースタピストンによって分離された前部室及び後部室を有して、前部室及び後部室という２つの室の間の圧力差に依存する増幅したブレーキ命令を供給するブレーキブースタと、
増幅されたブレーキ命令をブレーキブースタから受け取るブレーキマスタシリンダとを備える上記のブレーキ制御システムに関する。
【００１８】
本発明に従い、このシステムは、ブレーキブースタのピストンに空圧的に結合されたシミュレータを備えている。このシミュレータは、少なくとも１つのブレーキ命令をブレーキペダルから受け取る一方、ブレーキブースタの前部室と後部室との間の圧力差を確立し又は制御して、ブースタピストンの動きを制御する。望ましくは、シミュレータは空圧シミュレータであるようにする。
【００１９】
本発明の１つの実施の形態に従い、このシステムは、空圧ブレーキブースタを制御する空圧サーボモータを備えている。
望ましくは、上記制御サーボモータは、３方弁を具備する３方弁ピストンがその内部にて摺動する第一の穴を含む空間を備えるようにする。該３方弁は次のことを行なうことができる、すなわち、
後部室を前部室と連通する状態に置くこと、
又は後部室を前部室から隔離すること、
又は後部室を前部室と後部室との間の圧力差を確立する、圧力源と連通する状態に置くことができる。
【００２０】
本発明に従い、３方弁ピストンの一側部に位置する第一の穴の第一の領域が前部室と実質的に同一の圧力であり、また、３方弁ピストンに対し後部室の反対側部に位置するこの穴の第二の領域が後部室と実質的に同一の圧力であるようにする構成とされることが好ましい。
【００２１】
本発明の１つの実施の形態に従い、上記空間は、上記ブースタピストン付近にて、ブースタの後部室内に位置する第一の端部を有し、また、ブレーキマスタシリンダが装着される側部に対しブースタ壁の反対側部に位置する第二の端部を有するような構成とすることができる。この実施の形態において、第一の穴の第一の領域は、上記３方弁ピストンと第一の端部との間に位置する一方、第一の穴の第二の領域は、３方弁ピストンと第二の端部との間に位置している。
【００２２】
本発明の１つの実施の形態に従い、３方弁は、次のものを備えている、すなわち、
第一の弁座を有する弁体と、
軸方向に動くことができ且つ、第一の弁座に対して押し付けられることにより、３方弁の第一の通路を閉じ、このため、前部室及び後部室を互いに隔離することを目的とする弁シャッタと、
弁シャッタに対して押し付けられ且つ、弁シャッタから動いて離れることにより、後部室と高圧力源との間の第二の通路を開くことを目的とする第二の弁座を有する軸方向に可動のセンサとを備えている。
【００２３】
本発明は、上記空間が室の第一の端部と同一の側部に配置された第二の穴を備えて、この第二の穴内にて、制御ピストンが摺動するような構成とすることもできる。この制御ピストンは、ブレーキペダルにより制御され且つ、３方弁のセンサの軸方向への動きを制御する。この第二の穴は、また、制御ピストンの動きに対する弾性的な抵抗を供与する弾性要素も備えている。
【００２４】
望ましくは、制御ピストンは、上記センサを軸方向に動かすためロッドに作用することを許容するようにする。
本発明の１つの代替的な実施の形態に従って、第二の穴は、流体を保持している。
【００２５】
本発明のこの代替的な実施の形態に従い、第二の穴には、ブレーキ流体リザーバから流体を供給することができる。
本発明の１つの実施の形態に従い、上記空間は、保持ばねによって、また、制御ピストンに加わった軸方向力が閾値以下であるとき、ブレーキマスタシリンダ内にて得られる圧力によってブレーキブースタの後壁に対して保持され、また、この空間は、この力が上記閾値を上廻るとき、軸方向に動くことができる。
【００２６】
１つの代替的な実施の形態に従い、本発明のシステムは、ブレーキペダルにより制御され且つ、制御ピストンを液圧的に又は空圧的に制御する中間の液圧又は空圧制御装置を備えている。
【００２７】
望ましくは、上記弾性要素は、ばね（３１０）であるようにする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明の色々な目的及び特徴は、添付図面に関して単に一例として掲げた以下の説明からより明確に明らかになるであろう。
本発明に従ったブレーキシステムの回路制御装置の全体として一例としての実施の形態について、図３を参照して説明する。
【００２９】
このシステムは、本明細書の以下の部分にて、ブレーキサーボ装置として言及する、ブレーキブースタ４をそれ自体既知の態様にて、備えており、該ブレーキブースタは、ブレーキサーボ装置４の軸線に沿って動くことができるブレーキサーボ膜又はピストン４２により分離された作用室４１と、真空室４０とを含む。プッシュロッド４３を介するピストン４２の動きは、参照番号５０に示すような、ブレーキマスタシリンダ５のピストンの動きを制御する。このマスタシリンダは、車のブレーキ回路６内に圧力を誘発する。
【００３０】
本発明に従い、本明細書の以下の部分にて、シミュレータ３と称する中間の液圧、空圧及び機械的装置３がある。車の運転者により操作されるブレーキ制御装置又はブレーキペダル１は、シミュレータ３を制御する。シミュレータは、空間の形態をしており、また、本明細書の他の部分にて、空間８と称する構成要素８を備えることが理解される。このエンクロージャ８は、サーボ装置との後壁４６内に保持されている。このエンクロージャは、３方弁を保持するピストン３０がその内部を摺動することができる穴８９を備えている。
【００３１】
この３方弁は、次のことを行なうことができる、すなわち、
作用室４１を真空室４０と連通する状態に置くこと。この場合、ピストン４２の両側部をわたる圧力は、実質的に均衡されて、このピストンは、不可動のままである。
【００３２】
又は、作用室４１を真空室４０から隔離すること（これは、ブレーキ段階の開始時である）、
又は、作用室を真空室から隔離することにより、作用室４１を雰囲気の空気と連通する状態に置くことができる。真空室４０と作用室４１との間に圧力差が形成される。ブースタピストン４２は、真空室に向けて（図３の左方向）に動くよう付勢される。ブースタピストン４２の動きは、プッシュロッド４３をブレーキマスタシリンダ５に向けて押す効果を有する。このため、ブースタは、ブレーキマスタシリンダに対しブレーキ力を供給する。
【００３３】
このようなシステムにおいて、このため、ブレーキペダルは、車のブレーキブースタ４、ブレーキマスタシリンダ５及び液圧ブレーキ回路６から機械的に非結合状態とされる。
更に、シミュレータ３は、ブレーキペダルと３方弁の制御装置との間に弾性要素（図３に図示せず）を備えることができる。この弾性要素は、ブレーキペダルを動かす命令に抵抗する力を供与することを意図し、これにより運転者にとって利益となるように、加えられたブレーキ力を模擬する効果を有する。
【００３４】
更に、マスタシリンダ５の主ピストン５０は３方弁と接続されていない（通常の作動中）。
最後に、ブレーキペダルと３方弁の制御装置との間に配置された弾性要素は、ブレーキ力をブレーキペダルにフィードバックする。
【００３５】
望ましくは、ブレーキペダルにより制御される制御ロッドをサーボピストン４２と直接的に又は間接的に定着させることが回避され、これにより、ピストン４２と制御ロッド、従って、ブレーキペダルとの間の直接的な結合を回避するようにする。このように、運転者はブレーキシステムにより命令されたブレーキ力の変化を感じない。
【００３６】
１つの好ましいこととして、制御ロッドに加わる推力は、マスタシリンダの少なくとも主ピストン、通常、ブレーキサーボ装置の空圧ピストンも駆動することを通じてシステムの安全性が向上するようにする。
【００３７】
更に、制御ロッドの移動（これは、英語にて「ペダルの感触」として知られる）を独立的に最適化し、運転者の快適性を向上させることができ、また、マスタシリンダのピストンを駆動するブレーキサーボ装置の空圧ピストンの移動を独立的に最適化し、所望のブレーキ力を得ることができる。典型的に、制御装置の移動距離は、マスタシリンダの移動距離よりも短い。
【００３８】
本発明のシステムは、次のような有利な効果を有する、すなわち、
ブレーキペダルに加わる力、ブレーキペダルの移動距離及びブレーキ回路内の圧力を完全に独立的なものとし、
液圧回路からの障害（例えば、ＡＢＳシステムが作動しているときに生ずる振動を伴う液圧の脈動）を除去すること、
例えば、大型のブレーキ（大径のブレーキ及び（又は）移動距離が長いブレーキ）におけるブレーキ流体の大きい変位及び吸収時の振動に対する不感受性を実現すること、
車のブレーキとマスタシリンダとの間にて、一方向に又はその反対方向に向けて液圧装置に起因するブレーキ流体の容積の移動に対する不感受性である。
【００３９】
更に、シミュレータ３は、ブレーキペダルを動かす命令に抵抗し、このため、運転者にとって利益となるように、加えられるブレーキ力を模擬する効果を有する力を供与する弾性要素（図３に図示せず）を備えることができる。
【００４０】
ブレーキ命令がブレーキペダルを介して加えられたとき、ピストン３０の３方弁は、作用室４１を真空室４０から隔離した後、作用室４１を雰囲気環境と接続する。ピストン３０は、穴８９内にて左方向に動く。ピストン４２は、また、左方向に動いて、プッシュロッド４３を押し、該プッシュロッド４３によりマスタシリンダ５のピストン５０は、左方向に動く。
【００４１】
このため、シミュレータ３は、また、ブレーキペダルにより作動される制御ロッドとプッシュロッド４３との間にて何ら機械的に接触せずに、ブレーキサーボ装置の作動を制御することができることが理解される。制御は、純然たる空圧式である。
【００４２】
本発明に従ったブレーキ制御システムの一例としての実施の形態について、図４ａを参照しつつ、以下により詳細に説明する。
図３の要素と同一の機能を果たす図４ａの要素は、同一の参照番号にて表示する。このことは、本明細書に添付したその他の図面についても当て嵌まる。
【００４３】
このシステムは、次のものを備えている、すなわち、
車の運転者によって制御することのできるブレーキペダル１と、
図３のシミュレータ３に相応するシミュレータ３とを備えている。このシミュレータ３は、ブレーキペダルにより制御される。この装置の構造及び作用については、以下により詳細に説明する。
【００４４】
軸方向に可動のピストン４２により互いに分離された真空室４０（殆どのブースタにおける前部室）及び作用室４１（後部室）を有するブレーキブースタ又は、ブレーキサーボ装置４を備えている。真空源４５は、真空室４０内に真空圧を形成することを許容する。ピストン４２の動き（特に、左方向）は、プッシュロッド４３の動きを引き起し、
その動きがプッシュロッド４３により制御される、ピストン５０、５０´を備えるブレーキマスタシリンダ５（簡単な態様にて、プッシュロット４３及び主ピストン５０は図４ａにて単一片として示されている）と、
ブレーキ圧力を車の車輪のシリンダ装置に伝達することができる液圧ブレーキ回路６とを備えている。
【００４５】
図４ｂには、シミュレータ３の拡大図が示されている。この装置は、サーボ装置の後壁４６内に固定された保持片７を備えている。保持片７は、その内に空間８が取り付けられる穴７０を備えている。このエンクロージャは、その内部にて制御ピストン３４及び模擬ばね３１０が摺動する第一の穴３１と、その内部にピストン又は３方弁３０が取り付けられる第二の穴８９とを備えている。
【００４６】
３方弁は、センサ３０２を軸受けする軸方向に可動の制御ロッド３０１を備えている。このセンサは、その位置に依存して、可動の弁シャッタ３０３と接触することができる。弁シャッタ３０３は、その位置に依存して、３方弁内に固定された弁座３０９と接触することができる。３方弁３０は、空間８内に配置され、また、浮動の制御サーボモータと同様に振舞う。その内部に３方弁３０が配置される空間８は、マスタシリンダ又はブレーキサーボ装置を作動させるサーボモータ内に取り付けられることが望ましい。
【００４７】
制御サーボモータ、従って、ブレーキサーボ装置及びこのため、マスタシリンダの移動／圧力法側は、ばね３２２の特性、特に、その剛性によって決まる。
ばね３２２は、３方弁３０を空間８に対して押し戻す、このため、図面にて右方向に押し戻す。
【００４８】
ばね３１２は、休止位置にて、可動センサ３０２を右方向に（図面にて）押して戻し、ばね３１１は、弁シャッタ３０３を左方向に押す。このため、センサ３０２は、弁シャッタ３０３と接触している。
【００４９】
３方弁３０は、次のものも備えている、すなわち、
真空室４０と連通する第一のポート３０６と、
作用室４１と連通する第二のポート３０７と、
空間８内のアクセスオリフィス８５を介して雰囲気環境と連通させる第三のポート３０５とを備えている。
【００５０】
３方弁のピストン３０は、キャビティ８９内を摺動することができる。図４ｂから理解されるように、３方弁の右方向に位置するキャビティ８９の領域８９Ｂは、通路３１６を介して作用室４１と連通し、このため、作用室４１と同一の圧力である。３方弁の左方向に位置するキャビティ８９の領域８９Ａは、通路３１７を介して真空室４０と連通し、このため、真空室４０と同一の圧力である。
【００５１】
シミュレータ３は、また、ピストン３４の穴３１内に配置された模擬ばね３１０も保持している。このばねは、ピストン３４の動きに対する抵抗を供与する。このばねの目的は、運転者にとって利益となるように、ブレーキ力を模擬し、また、ブレーキペダルの移動距離を決定することである。このように、ばね３１０の圧縮は、ブレーキペダルが動き（前進して）、このため、従来のブレーキシステムが振舞う状態を模擬することを許容する。
【００５２】
ブレーキサーボ装置４は、図３に関して説明した通りである。更に、真空源４５は、真空室４０内にて真空圧が形成され又は圧力が降下することを許容する。
ブレーキマスタシリンダ５は、例えば、リザーバ５３（図４ａ）を介してブレーキ流体が供給されるタンデムマスタシリンダである。
【００５３】
図４ａにて、破線で表したブレーキ回路６は、管６０、６１によりマスタシリンダと接続されている。
図４ａのシステムが作用する態様に関して、色々な作動段階にてシミュレータ３の色々な状態を示すシミュレータ３の図４ｂ、図４ａ、図４ｃ、図４ｄを参照して以下に説明する。
【００５４】
運転者がブレーキペダル１を踏み込まないとき、ブレーキシステムは休止している。シミュレータ３は図４ａに示した状態にある。ピストン３０の３方弁は、真空室４０をポート３１６、３１７を介して作用室４１と連通する状態に置き、また、弁シャッタ３０３は、センサ３０２（図４ｂ）により右方向に押されるため、通路３０４を介して弁シャッタ３０３と弁座３０９とが連通する。２つの室、４０、４１は、同一の圧力であるため、ブレーキサーボ装置４によりブレーキマスタシリンダ５にブレーキ力は伝達されない。
【００５５】
運転者がブレーキペダル１を踏むと、ピストン３０は、左方向に動いて、フィラー３０２のロッド３０１を左方向に押し、これと同時に、ばね３１０を圧縮する。センサ３０２は、左方向に動く。ばね３１１により押された弁シャッタ３０３は、また、左方向にも動き且つポート３０４を閉じる。ポート３０６、３０７の間の連通は閉じられる。真空室４０は作用室４１から隔離された状態となる。
【００５６】
運転者がブレーキペダルを少し強く踏むと、ピストン３４は、左方向に更に動く。センサロッド３０１及びセンサ３０２は、また、左方向に動く。図４ｃから理解し得るように、センサ３０２は、弁シャッタ３０３から離れるように動き、連通ポート３１３を開いて、ポート３０７、３０５を互いに連通する状態に置く。このため、作用室４１は、シミュレータ３の３方弁を介して雰囲気圧力と連通する状態に置かれる。
【００５７】
更に、ピストン３０の右方向に位置する（すなわち、ピストン３０に対して作用室４１と同一側部に位置する）穴８９の領域８９Ｂは、また、雰囲気圧力に置かれる一方、ピストン３０の左方向に位置する穴８９の前部領域８９Ａは、真空室４０と同一の圧力にある。このため、ピストン４２が室４０、４１間の圧力差のため、左方向に押されると同時に、ピストン３０は左方向に押される。この場合、ピストン３０及びピストン４２は、共に、左方向に動かされる。しかし、室４０、４１間にて所定の圧力差がある場合、ピストン３０及びピストン４２の移動長さは相違するであろう。
【００５８】
望ましくは、ピストン（又は３方弁）３０の動きは、その断面積及びばね３２２に依存するようにする。ピストン４２の動きは、その作用可能な表面積及びブレーキシステムの吸収に依存する。
【００５９】
動くとき、ピストン４２は、プッシュロッド４３に力を加えるであろう。このプッシュロッドは、主ピストン５０を押し、また、主圧力を通じて、第二のピストン５０´も押す。マスタシリンダ５は、管６０、６１内に及びブレーキ回路６内にブレーキ圧力を誘発させる。
【００６０】
このため、ブレーキペダル１の操作は、ブレーキ命令をロッド３０１を介してブレーキサーボ装置４に伝達することを許容している。一方、ブレーキサーボ装置４は、車のブレーキ回路中にブレーキ圧力を発生させている。この操作は、ブレーキペダルとブレーキサーボ装置又はマスタシリンダとの間にて何ら機械的に結合することなく実現されている。このため、ブレーキペダルは、ブレーキ回路中にて生じるであろうに全ての機械的反動又は全ての雑音から切り離される。
【００６１】
シミュレータにて、ブレーキペダルからのブレーキ命令は、ばね３１０の圧縮と共に伝達されることが理解されよう。このばねの弾性（その弾性抵抗）を調節することは、ブレーキ力をブレーキペダルにて模擬することを許容する。このため、運転者にとって有益なことに、従来のブレーキシステムにて感触された反動と同様のブレーキ力に対する反動を模擬することが可能である。
【００６２】
１つの代替的な実施の形態に従い、空間８の室３１は、車のブレーキ流体とすることのできる流体にて充填することができる。次に、この室には、ブレーキ流体リザーバと接続された弁５５を介してブレーキ流体が供給される。
【００６３】
休止時（ブレーキが掛けられていないとき）、この弁５５は閉じられている。ブレーキが掛けられているとき、この弁は開かれる（以下に説明するように、故障の場合を除いて）。
【００６４】
本発明の１つの実施の形態において、ブレーキ流体は、ペダルの感触を何ら変化させずに、弁５５を通って自由に流れる。
１つの代替的な実施の形態において、可変の又は一定の圧力降下を生じさせる弁５５の断面積を使用するか又は、ピストン３４の急速で且つ規制されない前進動作に対向する所望のモデルとなるようにペダルの感触を特別に設定することができるように、弁５５を改変するかによって、圧力降下を生じさせる。所望のペダルの感触となるようにするため、弁５５の開きは、装着されるであろう任意のばね３１０の剛性を考慮する。
【００６５】
室３１内に保持されたブレーキ流体は、ばね３１０と協調して作用し、ブレーキ掛けの感触をブレーキペダルに伝達する。
本発明が特に実行することは、室３１から弁５５に向けた流体の流れを制限するような態様にて、弁５５が室３１と連通することを許容する連通する穴３１８の直径寸法となるような構成とすることである。このようにして、特に、運転者がブレーキペダルを急速に踏むとき、ブレーキペダルにフィードバックされるブレーキ力の感触が改変される。
【００６６】
しかし、例えば、運転者がブレーキペダルを突然踏んだとき、弁５５が閉じられ、これにより、ブレーキ命令が空間８の動きを通して直接、伝達されるような構成とすることも等しく可能である。
【００６７】
最後に、以下に説明するように、シール３１９を使用して、弁５５と独立的に、ブレーキ流体を室３１に閉じ込めることができる。
図４ｄには、ブレーキサーボ装置が故障したとき、図４ａのシステムが作用する様子が示されている。
【００６８】
このシミュレータは、ブレーキ４の軸線に沿って配置されている。ブレーキサーボ装置が故障した場合、運転者は、通常の場合よりも強くブレーキペダルを踏む必要があるであろう。図４ｄに示したように、ピストン３４は、ピストン３０を押し、該ピストンは、ピストン４２に直接、力を加え、このピストン４２は、プッシュロッド４３に加わるこの推力をブレーキマスタシリンダまで伝達する。
【００６９】
このため、通常の操作時（ブレーキサーボ装置が作用しているとき）、ブレーキペダルがピストン３４の動きを命令する際、空間８が動かないような態様にて空間８が保持片７内に保持されるようにする必要がある。これを行うためには、保持ばね３２３は、空間８を保持片７に向けて押す。更に、ピストン４２がブレーキ命令の効果の下、左方向に動くと、マスタシリンダ内の圧力は、協調して作用し空間８を片７に向いて動かす。
【００７０】
これに反して、ブレーキサーボ装置が故障した場合、空間８は、ブレーキペダルに加わる力が所定の閾値を上廻り、ばね３２３を圧縮するとき、動き得る必要がある。この操作手順において、シミュレータ３の空間８は、ブースタピストン４２、従って、プッシュロッド４３を押す。このため、ブレーキ力がブレーキペダルからブレーキマスタシリンダ５まで伝達される。
【００７１】
更に、図４ｄにて理解し得るように、通常、室３１と弁５５との間の連通を許容するポート３１８は閉じられる。シール３１９は、ピストン８が前進するとき、このポート３１８を密封的に隔離し、これは、ブレーキサーボ装置の不良な作動に相応する。このように、ピストン８が動くと直ちに、ポート３１８は遮断され、室３１内に存在し且つ、ピストン３４によって圧縮されたブレーキ流体によって、ピストン８、従ってピストン５０及び中間の構成要素は、左方向に動く。
【００７２】
この不良な作動時、弁５５は、望ましいように閉じられ、ブレーキペダルに加わったブレーキ力をできるだけ多く、マスタシリンダピストンまで伝達することが理解されよう。この作動は、連通オリフィス３１８を閉じるピストン３４によって得ることもできる。
【００７３】
図５には、制御ピストン３４がブレーキペダルと機械的に結合されていないが、中間の液圧又は空圧制御装置２がブレーキペダルからブレーキ命令を受け取る、１つの代替的な実施の形態が示されている。運転者がブレーキペダル１を踏むと、制御装置２のピストン２０は、室２１内に保持された流体（又は気体）を圧縮する。圧力は、管２２に沿って且つ、ポート８８を介してシミュレータの入口室３１まで伝達される。この圧力によってピストン３４は、動き、このピストンは、センサロッド３０１を加圧してばね３１０を圧縮する。センサ３０２は、左方向に動き、その作動は、上述した通りである。このような１つの代替的な実施の形態は、ブレーキサーボ装置及びブレーキマスタシリンダを車内の任意の箇所に、特に、エンジン区画の任意の箇所に配置することができ、また、これらは、必ずしもブレーキペダル付近に配置する必要はないという利点をもたらす。
【００７４】
この代替的な実施の形態において、制御装置２のピストン２０の室２１には、シミュレータの入口室３１と同様に流体を充填することができる。この流体は、車のブレーキ流体とすることができる。次に、これらの室には、ブレーキ流体リザーバと接続された、参照番号５５で示したような、弁によってブレーキ流体が供給される。作動は、上述したものと同一である。
【００７５】
故障した場合、弁５５は閉じられ、ブレーキペダルに加わったブレーキ力ができるだけ多く、ピストン３０に、従って、マスタシリンダのピストンに伝達されることが理解されよう。
【００７６】
移動距離が制御されたシステムにおいて、ブレーキ内の圧力は、摩擦を無視して、次式により表わすことができる。
Ｐｍｃ＝［（（（Ｔｉｎ×Ｒｂ）−Ｆ１）×（Ｓ２／Ｓ１））−Ｆ２−Ｆ３＋Ｆ４］／Ｓ３
ここで、
Ｐｍｃは、マスタシリンダ５内の圧力、
Ｒｂは、ピストン３０のばね３２２の弾性抵抗（図４ａ及び図４ｂ参照）、
Ｔｉｎは、ブレーキペダル１の移動距離、
Ｆ１は、センサ３０２が平衡状態にあるとき、ばね３１２の位置における荷重、
Ｓ１は、ピストン３０の断面積、
Ｓ２は、ブースタピストン４２の断面積、
Ｓ３は、マスタシリンダピストン５０の断面積、
Ｆ２は、ブレーキサーボ装置のばね４７の位置における荷重、
Ｆ３は、マスタシリンダのばね５４の位置における荷重、
Ｆ４は、空間８を保持する保持ばね３２３の位置における荷重である。
【００７７】
このようなシステムにおいて、運転者によりブレーキペダルに加えられた力、このブレーキペダルの移動距離及びブレーキ回路内にて得られる圧力の間には独立性がある。
このため、設計者は、最適なマスタシリンダ（例えば、大きい容積及び（又は）長い移動距離を有するもの）を自由に選ぶことができる。このようなシステムは、所望であれば、例えば、ブレーキペダルの移動距離を長くすることなく、液圧ブレーキ回路中に気体相が存在するといったような誤作動を補正することができる。
【００７８】
更に、マスタシリンダ５の主ピストンは、通常の作動時、３方弁と接続されていない。
１つの代替的な実施の形態に従い、ブレーキサーボ装置の作動は、液圧ポンプを使用して補充することができる。
【００７９】
例えば、マスタシリンダ内の最高飽和圧力を検出し、それが検出されたとき、液圧ポンプを始動させて追加の圧力をブレーキ回路内に噴射することができる。このような配置は、例えば、ブレーキサーボ装置の寸法を小さくすることを可能にする。
【００８０】
また、圧力センサ及び真空センサと共に、ブレーキペダル又はシミュレータセンサの移動距離を検出する色々な型式のセンサを提供することも可能である。
このため、本発明の別の代替的な実施の形態に従い、例えば、各時点にて、ブレーキペダルの位置を供給して、シミュレータ内のセンサ３０２の位置を決定する変位変換器（例えば、電子光学センサ）を使用して、ブレーキペダルの動きを検出することも望ましいように可能であると考えられる。
【００８１】
別の代替的な実施の形態に従い、アクティブなシステム（例えば、電磁式のもの）を使用して、ブレーキの感触をブレーキペダルにフィードバックする構成とすることもできる。
【００８２】
別の代替的な形態において、前部室（図面にて真空室４０）が従来のブレーキサーボ装置の圧力よりも高い圧力（例えば、雰囲気圧力よりも高い）に置かれ、また、後部室（図面にて作用室４１）が上昇した圧力に置かれるような構成とすることも可能である。
【００８３】
真空源に関する限り、真空源が車のエンジンの吸気を介して実現されるようにするような構成とすることができる。しかし、真空源は、電動ポンプ又はエンジン駆動ポンプとすることができる。
【００８４】
従来のブレーキサーボ装置において、作用室（後部室）がブレーキ掛け中、雰囲気圧力に置かれる間、真空室（前部室）内に真空を発生させる傾向の真空源が存在する。本発明のシステムにおいて、ブレーキサーボ装置が作用する態様を改良するため、上昇した圧力源を提供することも可能である。
【００８５】
本発明において、この配置は、ブレーキサーボ装置の有効性を改善し、又は、その直径を小さくして同一の効果が得られるようにすることを可能にする。
運転者の命令と独立的な態様にて、マスタシリンダ内の圧力を変化させ得るように電磁制御コイルをシステムと組み合わせることが可能であり、この場合、システムは、電気的制御の下、アクティブなモードにて少なくとも部分的に作動することが可能である。
【００８６】
更に、二重勾配の作動を実現することが可能である。
本発明のシステムは、次のものを含んで、幾つかの有利な効果を有する、すなわち、
本発明のシステムは、ブレーキペダルにて、運転者のフィードバックとして感触されたブレーキ感触から加えられたブレーキ力を非結合状態とすることを可能にし、
特に、ブレーキペダルが急速に操作されたとき、ブレーキペダルに加えられる反動力を小さくすることができ、
しかし、これと等しく、ブレーキペダルが急速に操作されたとき、非常ブレーキを助ける機能を提供することも可能にする。
【００８７】
更に、本発明に従い、マスタシリンダの作動は、ブレーキペダルから機械的に非結合状態とされる。このため、従来のブレーキサーボ装置の３方向弁にて通常、感得されるセンサの変動の騒音は、車の運転者室内にて聴こえない。
【００８８】
また、本発明のシステムは、ブレーキペダルの作動と関係した特性（移動距離／力の特性及びマスタシリンダ内の移動距離／圧力の特定）を調節することを許容し、また、この調節をブレーキシステムの吸収と独立的に行なうことを許容する。
【００８９】
更に、本発明のシステムは、電気的制御装置が無く、このため、優れた堅牢性を有するシステムである。
更に、本発明のシステムは、電子回路の作動と関係した何らの遅延を伴わずに、実際的に直ちに作動する。
【適用例】
【００９０】
本発明は、次のものを具備する車に適用することができる。すなわち、
内燃機関、
回生電気ブレーキシステムを具備する電気モータ
内燃機関及び電気モータの双方（ハイブリット車）。
【００９１】
本発明は、軽量な車及び重い商品用の車に双方に適用できる。マスタシリンダピストンの直径は、ブレーキを掛けるべき車の質量に従って規定されよう。この直径は、故障（すなわち、ブレーキが掛からない）とき、ブレーキ力の要求に適合するのに十分に小さいように選ばれるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】既に上記に説明した作動曲線の図である。
【図２】既に上記に説明した作動曲線の図である。
【図３】本発明に従ったブレーキ回路制御システムの全体的な一例としての実施の形態を示す図である。
【図４ａ】本発明に従ったブレーキ回路制御システムの一例としての実施の形態を示す図である。
【図４ｂ】図４ａのブレーキシステムの空圧制御システムの一例としての実施の形態を示す図である。
【図４ｃ】図４ａのシミュレータの色々な作動状態を示す図である。
【図４ｄ】図４ａのシミュレータの色々な作動状態を示す図である。
【図５】図４ａのブレーキシステムに対する１つの代替的な実施の形態を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図４ｄ】
2009522171.tif 000009
【図５】
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【国際調査報告】
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2009522171.tif 000012
2009522171.tif 000013
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