(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気圧式ブレーキ倍力装置が運転者によって操作するための入力部材（７）と、出力部材（押圧ロッド）（１４）と、可動の壁（２）を支持しリアクションディスク（６）を少なくとも部分的に収容する制御ケーシング（５）を備え、更に空気圧式ブレーキ倍力装置（１）の最大倍力点を検出するための手段（３２）が設けられ、この手段が他のブレーキ倍力機器を操作するために使用可能である、空気圧式ブレーキ倍力装置（１）を備えた車両ブレーキ装置において、
１個の切換え手段またはセンサ手段（３２）が設けられ、この切換え手段またはセンサ手段が、入力の力（Ｆｅ）を示すブレーキ倍力装置（１）の入力部材（７）と、倍力（Ｆｖ）を示すブレーキ倍力装置の可動の壁（２）またはそれに連結された部品（５）との間の、切換え閾値の上方にある最大近接（ａ，ｚ）を感知することと、この最大近接（ａ，ｚ）の持続時間を検出するための手段が設けられ、それによって最大近接の持続時間を含む予め定めた時間の経過後初めて、最大倍力点を知らせる信号が発せられることを特徴とする車両ブレーキ装置。
【請求項２】
入力部材（７）（弁ピストン（９））と、可動の壁（２）を支持する制御ケーシングとの間で近接（ａ，ｚ）の感知が行われることを特徴とする請求項１記載のブレーキ装置。
【請求項３】
弁ピストン（９）と制御ケーシング（５）の間の範囲内に隙間（ａ）が設けられ、この隙間がブレーキ倍力装置（１）の倍力の増大につれて縮小可能であることと、完全に閉じた隙間または少なくとも最小化された隙間（ａ）が最大倍力点を感知するために使用されることを特徴とする請求項１または２記載のブレーキ装置。
【請求項４】
スイッチまたはセンサの操作要素が制御ケーシングまたは弁ピストンまたはリアクション要素に一体化されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のブレーキ装置。
【請求項５】
電気的な制御ユニットが設けられ、スイッチまたはセンサの電気信号が液密のケーシング接続部を経て制御ユニットに供給されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のブレーキ装置。
【請求項６】
最大倍力点を検出するための制御ユニットが、ＡＢＳ制御システムのケーシングまたは電磁操作可能なブレーキ倍力装置の制御ユニットのケーシングに一体化されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のブレーキ装置。
【請求項７】
最大倍力点を感知するためのマイクロスイッチが設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提部分に記載した特徴を有する、空気圧式ブレーキ倍力装置を備えた車両ブレーキ装置に関する。
【０００２】
このようなブレーキ装置は例えば欧州特許出願公開第７５４６０７号明細書によって知られており、空気圧式ブレーキ倍力装置の最大倍力点を検出するための有効手段と、付加的な倍力機器を備えている。この倍力機器は、空気圧式ブレーキ倍力装置の最大倍力点が達成されたときに、検出手段によって作動可能である。最大倍力点を検出するための手段は空気圧式圧力スイッチと、リアクションディスクの範囲内に設けられた電気式（接触）スイッチとを備えている。この電気式スイッチはリアクションディスク自体に設けられた対向する２つの接点と、弁ピストンに設けられた導電性経路を備えている。電気式評価ユニットは、両スイッチが操作された場合、換言すると両スイッチが電気的に閉じている場合に、最大倍力点を検出する。
【０００３】
この公知の装置はコストがかかる。なぜなら、２個のスイッチと、その信号の評価装置が設けられているからである。これは、両スイッチの校正の観点からコストを上昇させるだけでなく、ハードウェアのコストも上昇させる。
【０００４】
各ケーブルはブレーキ倍力装置から外へ液密に電気式制御ユニットに供給される。このシステムの実装は、２個のスイッチを考慮する評価ソフトウェアを必要とする。リアンクションディスクの範囲内に設けられた１個のスイッチだけでは課題は解決されない。なぜなら、ブレーキ倍力装置の操作の度に、最大倍力点を必ずしも達成せずに、弁ピストンとリアクションディスクが接触することになるからである。
【０００５】
室（作動室）内の可変の空気圧を感知するための１個の空気圧式スイッチまたはセンサは不利である。というのは、例えば換気通路が閉塞されたときに、倍力が非常にゆっくり行われるかまたは全く行われないからである。続いて空気圧スイッチが操作されないので、運転者が倍力の上昇を要求するにもかかわらず、エラーの認識は行われない。従って、付加的な補助力源の作動のための信号を発生することができない。
【０００６】
本発明の課題は、空気圧式ブレーキ倍力装置が要求された倍力を供給しない場合でも、然るべき信号を出力するように、最大倍力点検出装置を備えた、簡単化され同時に改良されたブレーキ装置を提供することである。
【０００７】
この課題は、請求項１の特徴部分に記載の特徴に従い、１個の切換え手段またはセンサ手段が設けられ、この切換え手段またはセンサ手段が、入力の力（Ｆｅ）を示すブレーキ倍力装置の部品、特に入力部材と、倍力（Ｆｖ）を示すブレーキ倍力装置の部品、特に可動の壁またはそれに連結された部品との間の、切換え閾値の上方にある最大近接を感知することと、この最大近接の持続時間を検出するための手段が設けられ、それによって互いに相対的に移動可能な部品の最大近接の持続時間を含む予め定めた時間が決定可能であり、予め定めた時間の経過後初めて、最大倍力点を知らせる信号が発せられることによって解決される。
【０００８】
本発明の他の実施形では、入力部材（弁ピストン）と、可動の壁を支持する制御ケーシングとの間で近接の感知が行われる。
【０００９】
更に、弁ピストンと制御ケーシングの間の範囲内に隙間が設けられ、この隙間がブレーキ倍力装置の倍力の増大につれて小さくなると有利である。完全に閉じた隙間または少なくとも最小化された隙間（すなわち、スイッチまたはセンサの範囲内で弁ピストンと制御ケーシングが或る程度接触する）が最大倍力点を感知するために使用される。これに応じて、スイッチまたはセンサの操作要素は制御ケーシングまたは弁ピストンに一体化しなければならない。
【００１０】
理解されるように、スイッチまたはセンサの電気信号は液密なケーブル接続部を経て電気式制御ユニットに供給される。この制御ユニットは好ましくは、例えばドライビングダイナミクスコントロール機能を有するＡＢＳ制御システムの電気式制御ユニットあるいは外部操作可能、好ましくは電磁操作可能なブレーキ倍力装置の電気式制御ユニットである。このような制御ユニットはほとんどすべての最新の車両に既に設けられているので、制御ユニットのためのハードウェアコストが更に低減される。
【００１１】
構造スペースを節約するために、きわめて小さな寸法のマクイロスイッチを使用すると有利である。
【００１２】
他の独立請求項の特徴に従い、課題は、１個の切換え手段またはセンサ手段が設けられ、出力の力（Ｆａ）を示す出力部材と、倍力（Ｆｖ）を示す可動の壁との間の最大近接を感知することにより、切換え手段またはセンサ手段が出力要素（押圧ロッド）と可動の壁の間に配置されたリアクション要素の最大変形に基づいて最大倍力を感知することによって解決される。
【００１３】
他の独立請求項の特徴に従い、課題は、１個の切換え手段またはセンサ手段が設けられ、出力の力（Ｆａ）を示す出力部材と、入力の力（Ｆｅ）を示す入力部材の間の最大近接を感知することにより、切換え手段またはセンサ手段が出力要素と入力要素の間に間接的に配置されたリアクション要素の最大変形に基づいて最大倍力（Ｆｖ）を感知することによって解決される。
【００１４】
本発明の重要な効果は、最大倍力点が本発明に従い直接検出され、すなわち２個のスイッチまたはセンサを設ける必要がなく、特に空気圧式圧力センサを必要とせずに、比較すべき力の差の範囲において直接検出されることにある。
【００１５】
本発明の他の有利な実施形は、次の記載と図面に関連して、従属請求項から明らかになる。
【００１６】
図５に示した空気圧式ブレーキ倍力装置は、軸方向に移動可能な壁２によって、作動室３と負圧室４に分割されている。軸方向に移動可能な壁２は、金属薄板から深絞りされたダイヤフラムプレート８と、このダイヤフラムプレートに接触する可撓性のダイヤフラム１８とからなっている。このダイヤフラムはダイヤフラムプレート８の外周と倍力装置ケーシング１との間で、シールとしてのローリングダイヤフラム（図示していない）を形成している。
【００１７】
操作ロッド７によって操作可能な制御弁１２は制御ケーシング５内に収容されている。この制御ケーシングは倍力装置ケーシング１内でシールされて案内され、可動の壁２を支持している。制御弁は制御ケーシング５に形成された第１のシールシート１５と、操作ロッド７に連結された弁ピストン９に形成された第２のシールシート１６と、この両シールシート１５，１６と協働する弁体１０とからなっている。この弁体は保持リング２１に支持された弁ばね２２によって、弁座１５，１６に押し付けられる。作動室３は制御ケーシング５の側方に延設された通路２８を介して負圧室４に接続可能である。
【００１８】
制動力は制御ケーシング５に接触するゴム弾性的なリアクションディスク６と、頭部フランジ２３を有する押圧ロッド１４とを介して、ブレーキ装置の図示していないマスターシリンダの操作ピストンに伝達される。この操作ピストンはブレーキ真空倍力装置の図示していない負圧側端部に取付けられている。操作ロッド７に加えられる力は弁ピストン９によってリアクションディスク６に伝達される。
【００１９】
図に概略的に示した戻しばね２６は、倍力装置ケーシング１の負圧側の端壁のフランジに支持されている。このばねは可動の壁２を図示した出発位置に保持する。更に、第２の圧縮ばね２７が設けられている。この圧縮ばねは、操作ロッド７と、保持リング２１に接触し弁体１０を保持リング２１に保持する支持リングとの間に配置され、その力は、弁体１０に対して弁ピストン９またはその弁座１６を付勢する。
【００２０】
制御弁１２の操作時に作動室３を大気に連通できるようにするために、制御ケーシング５内には、ほぼ半径方向に延びる通路２９が形成されている。その際、ブレーキングの終了時の弁ピストン９の戻り運動は、横方向部材１１によって制限される。この横方向部材は真空ブレーキ倍力装置の図示した解放位置では、倍力装置ケーシング１内で制御ケーシング５をシールして案内する滑りシールリング１３に接触している。
【００２１】
図５に更に示すように、弁体１０は両シールシート１５，１６と協働するリング状のシール面を備えている。このシール面は金属製の補強ディスクによって補強されている。
【００２２】
ブレーキ操作中、倍力を行っているときに、制御ケーシング５によって支持された可動の壁２は、マスターシリンダ側のケーシング部分の方に摺動する。従って、可動の壁２の位置は、倍力装置によって発生した倍力成分を表す。他方では、入力部材（操作ロッド７）の位置は運転者の要求を直接表す。図１，２の解決策の場合、この関係は、簡単な手段で最大倍力点（制御ポイント）を感知するために利用される。換言すると、可動の壁２への入力部材（操作ロッド７）の最大近接が、最大倍力点を表示するために用いられる。同様に、制御ケーシング５内への入力部材の最大侵入長さが表示のために用いられる。これは制御ケーシング５内での必要なスイッチまたはセンサの配置に関して、スペースの点で有利である。
【００２３】
図１の解決策の場合にも、操作ロッド７の端部に設けられた弁ピストン９はその前側範囲に、接触面３０（第１基準面）を有するフランジ状の半径方向の拡張部を備えている。この接触面は基本位置において、制御ケーシング側の接触面３１（第２基準面）に対して間隔ａのところにある。この場合、間隔ａは、隙間が最大倍力点で無くなるかまたは少なくとも大幅に減少し、それによって弁ピストン接触面３０が制御ケーシング接触面３１に近接するような大きさに選定されている。本発明の他の実施形では、操作要素を備えた電気的なボタンまたはスイッチ３２を設けることが考えられる。このボタンまたはスイッチは制御ケーシング５に一体化され、その操作要素は弁ピストン９の近接に応答するので、近接が達成された後、最大倍力点を知らせる信号を発生することができる。この場合、スイッチまたはセンサの配置方法は説明または具体的な図示を意識的に省略してある。なぜなら、本発明を逸脱することなく、この配置に関して多彩な変更が専門家に知られているからである。更に、一例としておよび運動力学的に或る程度逆に、スイッチまたはセンサの操作要素を弁ピストン９に一体化し、この弁ピストンと共に移動させてもよい。この場合、弁ピストン９の拡張部がスイッチと共に制御ケーシング側の接触面に接触するときに、信号が発生する。
【００２４】
すべての解決策について、基本的にセンサ、特にホールセンサが電気的なスイッチよりも好ましいことが当てはまる。その理由は、例えば非操作状態での固定された装置基準点を定めるために、センサの場合自動的な校正を行うことができることにある。これは例えば点火装置のスイッチ投入時またはブレーキ操作の度に行われ、所定の倍力装置操作状態に対する切換え状態の、誤差に左右されない明確な割り当てを可能にし、しかも長年の運転の後および然るべき摩耗の後でも可能にする。これに対して、スイッチは誤差に左右されやすい。というのは、ブレーキ倍力装置の所定の操作状態に対してスイッチの所定の切換え状態を割り当てるために、誤差位置に調和した組み込み位置を保証しなければならないからである。
【００２５】
すべての解決策について、最大近接の持続時間を検出する手段を設けることができる。それによって、予め定めた時間（この時間内に最大近接が存在する）が経過した後初めて、最大倍力点を知らせる信号が発生させられる。
【００２６】
この手段は、時限素子として、例えばアルゴリズムの形態で、電気制御ユニットに実装することができる。それによって、必ずしも付加的なハードウェアは必要ではない。持続時間を例えば３００ミリ秒とすることができる。それによって、最大倍力の信号は、上記の時間に関する信号がスイッチまたはセンサに供給されるときに初めて発せられる。
【００２７】
保持部材の使用について次の付加的な説明を補足する。図１，２，４の解決策の場合、入力部材７と制御ケーシング５との相対位置は、倍力装置が最大倍力範囲にあるかどうかの評価にとって重要である。ブレーキ倍力装置がその最大倍力を行うときに、付加的な倍力が例えばＡＢＳポンプによって開始されることが望まれる。すなわち、後続配置のマスターシリンダに作用する力の増大はもはやブレーキ倍力装置によって補助されないで、運転者自身によってペダルを介して付加的に行わなければならない。この場合、運転者によって、付加的なブレーキ力が要求される。このブレーキ力は倍力装置によって供することができない。なぜなら、倍力装置は最大倍力を行っているかまたは故障しているからである。上述したように、この状態は、制御ケーシング５と入力部材７の間の隙間が所定の値を下回っているかあるいは入力部材が制御ケーシングに当接していることによって検出可能である。勿論、ブレーキ倍力装置において普通の運転のための隙間が充分に小さいと、それに相応してペダルの遊びが小さくなる。それによって、普通運転から、入力部材が制御ケーシングに当接する状態に移行することができるので、制御ケーシングを介してペダルを、マスターシリンダの押圧ロッドに直接作用させることができる。この状態では、ブレーキ倍力装置から得られない補助を運転者に提供するために、付加的なブレーキ力を作用させることが望まれる。
【００２８】
勿論、普通運転のための隙間が小さい場合、ブレーキ倍力装置の普通の運転中に既に、運転者によるペダルの充分に力強い操作によってこの小さな隙間が無くなることになる。従って、これにより、運転者は力強い運動によって制御ケーシングに対して入力部材を充分に摺動させ、その際入力部材を当接させる。この運動時に、大気圧を倍力装置の作動室に侵入させる弁が開放するので、可動の壁２、ひいては制御ケーシング５が入力部材５に追従し、それによって隙間が再び増大する。これに対して、倍力装置の最大倍力範囲では、運転者が付加的なブレーキ力を要求し、それに応じて入力部材に作用する間、入力部材は制御ケーシングに当接したままである。従って、供される小さな隙間の場合、運転者がブレーキ倍力装置の普通の機能範囲において入力部材に対して短時間強く作用したかどうかあるいはブレーキ倍力装置が既にその最大倍力範囲内にあるかどうかを、時限素子によって区別することができる。
【００２９】
しかし、隙間が充分に大きいと、事情によっては時間測定を省略することができる。この場合、運転者は最大倍力範囲の外にあるブレーキ倍力装置の作動範囲において入力部材を当接させることはない。なぜなら、普通のブレーキング時に、運転者の力は入力部材を当接させるには不充分であり、制御ケーシングが入力部材に即座に追従し、それによって普通の運転中当接が行われないからである。ブレーキ倍力装置が最大倍力範囲にあるときに初めて、運転者はそのときに必要なきわめて大きな力によって、入力部材をリアクションディスク内に充分に挿入することができる。この挿入は、入力部材が制御ケーシングに当接するまで行われる。換言すると、ブレーキ倍力装置の普通範囲と最大倍力範囲を区別できるようにするために、時間測定装置を使用する必要があるかどうかは、普通運転時の隙間の大きさに依存する。
【００３０】
これは、補助力を作用開始するために、当接の達成ではなく、当接前のスイッチの操作が重要であるときにも当てはまる。
【００３１】
図２から変形実施の形態が明らかである。この場合、一致する部品および特徴は同じ参照番号で示してある。図２は、近接の監視が制御ケーシング５内ではなく、制御ケーシングの外側において接触部材３５と制御ケーシング５の管状カラーの端面３６との間で行われる点が、図１の解決策と異なっている。理解されるように、別個の当接片３５の代わりに勿論、一体の段差部を操作ロッド７に配置することができる。図１の解決策の場合に説明したように、この場合にも、運動力学的な好みに応じて、スイッチまたはセンサを制御ケーシング５または弁ピストン９に配置することができる。
【００３２】
図３は図１，２に関係のない他の解決策に関する。この解決策は同様に、弁ピストン９と反対のリアクションディスク６の側で、相対的な摺動を直接感知するという原理に基づいている。その際、前述と同様に、同じ特徴を示すために同じ参照番号が用いられる。
【００３３】
この場合、相対摺動の感知は、出力部材（押圧ロッド１４）と可動の壁２の間、正確に言うと押圧ロッド１４と、可動の壁２を支持しリアクションディスク６を部分的に収容する制御ケーシング５との間で行われる。図１，２の解決策に類似して、押圧ロッド１４と制御ケーシング５の間の隙間短縮は、最大倍力点を感知するために利用される。この解決策は、電気的なスイッチの組み込み室が、負圧室４に基づいて充分な組み込み室が供されるブレーキ倍力装置の範囲内に移動するという利点がある。そこで、通路案内に基づいて制御ケーシング５内のスペースが不足することはない。
【００３４】
図４の解決策の場合には、入力部材（弁ピストン９）と出力部材（押圧ロッド１４）との間の相対移動距離の感知が行われる。この移動は反力によるリアクションディスク６の変形に基づく。この場合にも、大きなブレーキ力、ひいては大きな反力がリアクションディスク６の厚さを薄くすることになるので、力伝達路内に設けられた２個の異なる部品の２つの基準点または基準面の間の間隔の短縮が、最大倍力点を検出するために利用される。この場合、図１，２の解決策の場合のように、互いに相対的に移動する入力部材と出力部材の間の最大近接の時間を監視する必要がある（持続時間）。それによって、最大相対摺動（近接）が例えば３００ミリ秒持続するときにのみ、最大倍力点検出信号が発せられる。従って、例えばパニックブレーキングの結果としてのペダルのいわゆる踏込みは（これは短時間で大きな相対摺動を生じることになる）、最大倍力点または倍力装置の故障と明確に区別される。換言すると、スイッチまたはセンサを１個だけ使用しても、誤作動の危険が低減される。
【００３５】
理解されるように、必要な演算操作は電子制御装置のアルゴリズムに基づいて実施される。これは勿論、対応して設けられたデータ処理ユニットで行われる。
【００３６】
図４に示すように、切換え接点をリアクション要素６に挿入してもよい。これを明示するために、図４には導電性材料からなる接点４５，４４が示してある。この接点が互いに接触すると、図示していない電流回路が閉じる。これは、供される補助力のための作動信号に一致する。接点は他の形に形成可能である。例えば接点４５を弁ピストン９に一体に連結可能である。同じことが出力部材１４のための接点４４についても当てはまる。そのために勿論、スイッチ４４，４５の開放時に接点がアースまたは接地によって互いに接続されないようにすべきである。更に、接点の間に自由空間が存在しなければならない。それによって、接点は互いに接触し得る。
【００３７】
すべての解決策について理解されるように更に、スイッチまたはセンサの電気信号は液密の結線４０を経て、図示していない電気制御ユニットに供給可能である。この電気制御ユニットは基本的には、車両の任意の個所、例えばエンジン室または車両室内に配置可能である。車両側に設けられたいわゆるフライリードとの接続のためあるいは電気制御ユニットとの直接的な接続のために、プラグ４１を備えた倍力装置側の結線４０を設けることができる。結線４０の配置は図５に概略的に示してある。変形では、ケーブルを（ケーブルまたは真空接続のための）既存のケーシング通路４２の範囲に設け、室４を通ってケーブル自体を案内することができる。他の変形では、ケーブルがケーシングランス突き刺し部の範囲において外側に案内され、ケーシング内部においてダイヤフラムに接続される。両者の場合、結線４０の少なくとも一部を（合成樹脂製の）制御ケーシング５の一部に射出成形することが考えられる。特に接点を外側に設けた（図２の）解決策の場合にも、操作ロッド７およびまたは弁ピストン９の少なくとも一部を、信号伝達のための電気的導体として付加的に設けることができる。
【００３８】
導線４０を介してブレーキ倍力装置１のケーシングから外に接点を案内する代わりに、これを導線なしに、図示していない無線リンク（遠隔測定）によって行うことができる。間隔または移動距離を測定する代わりに、本発明の範囲内では、ブレーキ倍力装置の最大倍力範囲を検出するために、移動距離の差を測定することが推奨される。すなわち、ブレーキ倍力装置がその最大倍力範囲に達すると、弁ピストンが制御ケーシングに当接するまで、入力部材または弁ピストンがリアクション要素内に挿入される。この時点から、マスターシリンダの全体の力が運転者の踏力に逆らう。これはペダルひいては弁ピストンの運動の変化を生じる。従ってペダル変位の差が変化する。
【００３９】
電気式制御ユニットは好ましくは、特にドライビングダイナミクスコントロール機能を有するＡＢＳ制御システムの電気式制御ユニットであるかまたは外部操作、特に電磁操作可能なブレーキ倍力装置の電気式制御ユニットである。このような制御ユニットは最新のほとんどの車両に既に設けられているので、制御ユニットのための必要なハードウェアコストが更に低減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  空気圧式ブレーキ倍力装置に基づいて本発明の原理を示す部分断面図であり、図の上側半部には基本位置が、下側半部には最大倍力点が示してある。
【図２】  第２の変形を図１と同様に示す図である。
【図３】  他の原理的な解決策を図１と同様に示す図である。
【図４】  他の解決策を図１と同様に示す図である。
【図５】  特に車両電子機器への電気的な接続を示すための、空気圧式ブレーキ倍力装置の概略的な部分断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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