JP2000508992A - 自動車におけるブレーキ力分配制御方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 自動車におけるブレーキ力分配制御方法および装置が提案されている。ブレーキ装置の範囲内にエラーがある場合に、ブレーキ力分配制御装置の非常運転が行われる。この場合、車両速度および車両減速度が所定の最小値を超えたときに制御が作動される。さらに、特定の個別エラーが存在する場合にブレーキ力分配制御のための非常運転手段が開始される。

Description

【発明の詳細な説明】 自動車におけるブレーキ力分配制御方法および装置 従来の技術 本発明は、独立請求項の上位概念に記載の自動車におけるブレーキ力分配制御 方法および装置に関するものである。 ドイツ特許公開第４１１２３８８号（米国特許第５２８１０１２号）から前車 輪および後車輪の車輪速度に基づいて自動車におけるブレーキ力分配を（閉ルー プないし開ループ）制御するための方法および装置が既知である。なんらかの理 由によりこの電子式制御が故障した場合、あるブレーキ状態において後車軸がオ ーバーブレーキ作動されることにより希望しない車両状態が発生することがある 。 したがって、たとえばドイツ特許公開第１９５１１１５２号において、同時に ２つの速度センサが故障した場合に対する非常運転が提案されている。この場合 、後車輪ブレーキにおいて圧力上昇および圧力低下を交互に行わせることにより 、ドライバにより与えられる供給圧力の下側に存在する飽和圧力値が設定される 。 ドイツ特許公開第１９５１１１６１号およびドイツ特許公開第１９５１１１６ ２号において、エラーがある場合に自動車の前車軸および後車軸の間のブレーキ 力分配を（開ループないし閉ループ）制御するための他の手段が記載されている 。 ドイツ特許公開第１９５１１１６１号においては、制御ユニットの範囲内にエ ラーがある場合にブレーキ力分配制御が遮断され、その他の個別エラーがある場 合には少なくとも制限された範囲内で続けてブレーキ力分配制御が行われる。た とえば、１つの後車輪または１つの前車輪において速度センサが故障した場合、 代替信号に基づいて制御が続けて行われる。前車輪に低下することのないブレー キ力上昇を導く欠陥が設定要素に存在する場合、戻しポンプの範囲内にエラーが ある場合、誤ってブレーキ力低下を導くようなエラーが設定要素にある場合、ま たは低電圧の場合においてもまた、制御は続けて行われる。前車輪に誤ったブレ ーキ力上昇を導く欠陥が設定要素に存在する場合、ならびに後車輪に低下するこ とのないブレーキ力上昇を導く欠陥が設定要素に存在する場合、制御装置は作動 しない。 ドイツ特許公開第１９５１１１６２号に、回転速度信号がエラーを有するとき に作動されるブレーキ力分配制御の非常運転手段が記載されている。この場合、 その制御の前車輪の回転速度信号にエラーがある場合、正常に機能する前車輪の 回転速度信号が使用されるか、または残りのすべての車輪のうちの最も速い車輪 の回転速度信号が使用され、後車輪の回転速度センサにエラーがある場合、代替 信号として走行速度基準信号が使用される。さらに、エラーがある場合にブレー キ力分配制御装置の感度が上昇される。 エラーの検出方法は、たとえばＳＡＥ−Ｐａｐｅｒ８９０８７０「住友電気の 電子式アンチロック装置の電子式制御ユニット」に記載されている。 エラーがある場合に、ブレーキ力分配（閉ループないし開ループ）制御を保持 するための既知の方法は、そこに記載の個別エラーを確実かつ効果的に特定する 。とくに、ブレーキペダルスイッチの位置がブレーキ過程の標識として、したが って制御装置の作動に対する標識として評価されるブレーキペダルスイッチにエ ラーがある場合において、ブレーキ力分配制御装置の詳細な非常運転手段は記載 されていない。 エラーがある場合に、自動車における前車軸および後車軸の間のブレーキ力分 配の制御を最適化することが本発明の課題である。 この課題は独立請求項の特徴項に記載の特徴により達成される。 発明の利点 本発明による方法は、自動車におけるブレーキ力分配制御の非常運転を最適化 する。 ブレーキペダルスイッチのエラーの存在もまた特定可能でありかつエラーが存 在する場合においても、ブレーキ力分配制御が続けて実行可能であることはとく に有利である。 さらに、制御装置が係合していない場合に、圧力パルス列により後車輪ブレー キのブレーキ圧力を急速に制御し、それにより後車軸がオーバーブレーキ作動さ れる危険性が回避されることはとくに有利である。 装置を遮断させない程度の低電圧の場合、戻しポンプにエラーがある場合、お よび／または後車軸における出口弁にエラーがある場合においても、ブレーキ力 分配制御が対応する入口弁の操作により行われることはとくに有利である。この 場合においても、後車輪ブレーキ内の圧力のきわめて急速な制御を防止するため に、圧力上昇勾配が制限されることは有利である。 さらに、回転速度センサにエラーがある場合、代替信号として同じ車両側の回 転速度信号が使用され、他方、２つの回転速度センサにエラーがある場合、従来 技術から既知の圧力制限が行われることはとくに有利である。これに関連して、 車両が停止した場合に、制限が解除されかつ最大にはドライバの供給圧力までさ らに圧力が上昇され、これにより車両の停止が確実に保持されることはとくに有 利である。 その他の利点は以下の実施態様の説明ならびに従属請求項から明らかである。 図面 以下に本発明を図面に示す実施態様により詳細に説明する。ここで、図１はブ レーキ装置の全体ブロック回路図を示し、図２は選択されたエラーがある場合に おけるブレーキ力分配制御の実行をコンピュータのプログラムとして表わした流 れ図を示している。 実施態様の説明 図１は、本発明による方法が使用されるブレーキ装置の全体ブロック回路図を 示す。ここで、制御ユニットが符号１０で示され、制御ユニット１０は少なくと も１つのマイクロコンピュータ１２から構成されている。マイクロコンピュータ １２は、データ交換および情報交換のために、バス系統１４を介して入力構成要 素１６および出力構成要素１８に結合されている。好ましい実施態様においては 、マイクロコンピュータ１２は、アンチロック制御装置２０、ブレーキ力分配制 御装置２２ならびにエラー検出ユニット24を含む。これらの制御装置ないしエラ ー検出ユニットの基本的な機能方法は冒頭記載の従来技術から既知である。 入力構成要素１６には、車輪速度センサ（回転速度センサ）３０ないし３２か ら入力ライン２６ないし２８が供給され、ブレーキペダルスイッチ３６から入力 ライン３４が供給され、ブレーキ装置の戻しポンプ４０から入力ライン３８が供 給され、弁リレー４４にはライン４２が供給される。ライン３８および４２を介 して、モニタリングのために、対応する部品の適切な電位またはエラー情報が供 給される。入力ライン４６は入力構成要素１６を電源４８と結合している。さら に入力構成要素１６にはライン５０ないし５２が供給され、これらの入力ライン は、入口弁および出口弁のモニタリングのために必要な信号変数を供給する。こ れらのラインは、駆動滑り制御および／または走行運動制御を実行するための弁 （吸込弁、切換弁）からの信号変数をも含む。制御ユニット１０の出力構成要素 １８から第１の出力ライン５４が弁リレー４４に通じ、出力ライン５６ないし５ ８が個々の車輪ブレーキの設定要素６０ないし６２に通じ、少なくとも１つの他 の出力ライン６４が少なくとも１つの警報ランプ６６に通じている。 ブレーキ装置の正常運転時において、少なくとも１つの車輪がロック傾向にあ るとき、アンチロック制御装置は付属の設定要素の所定の操作によりブレーキを 解放する。油圧ブレーキ装置または空圧ブレーキ装置においては、設定要素の下 にたとえば入口弁および出力弁が設けられている。この場合、好ましい実施態様 においては、ロック傾向は、該当する車輪の回転速度と、すべての車輪の回転速 度から形成される基準速度との偏差に基づいて検出される。このいわゆるＡＢＳ のケースが発生する前に、ブレーキ力分配制御装置により、後車軸ブレーキがオ ーバーブレーキ作動とならないこと、すなわち後車軸の車輪が前車軸の車輪の前 にロックされないことが保証される。これは、好ましい実施態様においては、冒 頭記載の従来技術に従って行われる。それに続いて、従来技術に従って対応する 後車軸の車輪ブレーキの設定要素を操作することにより、後車軸ブレーキ圧力は 、最も遅い後車輪が最も速い前車輪より所定の差の値だけ遅く回転するように設 定される。このようにして、後車輪がロック傾向を示す運転範囲内に入ることが 回避される。この方法に従って後車輪ブレーキ力の制限が行われ、この制限は、 少なくともいくつかのブレーキ装置において部分ブレーキ範囲において、ブレー キ装置により与えられる前車軸と後車軸との間のブレーキ力分配の偏差を形成す る。 エラー検出ユニットは、マイクロコンピュータの機能性ならびに制御ユニット １０の他の構成要素の機能性を検査し、外部要素、とくに回転速度センサ３０な いし３２、弁リレー４４、戻しポンプ４０および設定要素６０ないし６２の機能 性、ならびに電源電圧レベルを検出する。エラーのケースが検出された場合、少 なくともいくつかのエラー状態において、マイクロコンピュータ１２は、ドライ バにエラーを知らせるために警報ランプ６６を点灯させる。さらに、アンチロッ ク制御装置および／またはブレーキ力分配制御装置が遮断され、部分的に作動が 切り離され、またはその機能が保持される。 基本的に、回転速度センサの範囲内に二重エラーが存在する場合以外でも、二 重エラーが存在する場合であればブレーキ力分配制御装置（ＥＢＶ）は遮断され る。単一エラーがある場合、それぞれのエラーの非常運転応答が実行される。２ つの回転速度センサ、ストップライトスイッチ、低電圧、弁リレーロックおよび 応急車輪における欠陥は例外である。この場合、ＥＢＶ制御装置は非常運転で作 動する。 ＥＢＶ非常運転は、下記の個別エラーの少なくとも１つが存在するか、または アンチロック制御装置が利用されていないときに、開始される。後者の場合、ブ レーキ力分配制御装置に対する非常運転手段として、この制御の投入は、もはや ブレーキペダルスイッチの位置によらず、車両速度および車両減速度が所定の制 限値を超えることにより行われる。ブレーキ作動の間は従来技術から既知の制御 が行われ、この場合、減速度が大きくかつ制御が係合していない場合、後車輪ブ レーキ圧力に対する圧力上昇制限機能が開始される。このために、後車輪ブレー キ圧力は所定の時間勾配に沿って上昇され、たとえば後車輪において時間勾配を つけて上昇するブレーキ圧力線図を形成する所定長さのパルスを与えることによ り、上昇される。これにより、ブレーキ圧力のきわめて急速な操作および後車輪 のオーバーブレーキ作動は回避される。 下限値の上方の範囲における低電圧の場合、１つまたは２つの回転速度センサ にエラーがある場合、弁リレーの接点がロックした場合、１つまたは複数の戻し ポンプにエラーがある場合、前車輪の入口弁または出口弁の供給電圧との短絡ま たは弁の故障の場合、および後車輪の出口弁にエラーがある場合、ブレーキ力分 配制御装置は非常運転の範囲内でそのまま実行される。 供給電圧が所定のしきい値を下回る低電圧の場合、供給電圧が下限値を下回る 低電圧の場合、制御装置内部にエラーがある場合、弁リレーの破損の場合、前車 輪の入口弁または出口弁のアースとの短絡の場合、および後車輪の入口弁にエラ ーがある場合、ブレーキ力分配制御装置は直ちに遮断される。吸込弁および切換 弁は他の弁と同様に取り扱われる（アースとの短絡の場合には遮断、損傷および 電源電圧との短絡の場合には非常運転）。 図２に示す流れ図に制御装置の非常運転において行われる方法が示されている 。 図２に示すブレーキ力分配制御装置（ＥＢＶ）に対するプログラムは常に、正 常運転が存在せずかつブレーキ力分配制御装置を遮断させるエラーが存在しない ときに開始される。第１のステップ１００において、検出されたエラー状態の関 数として所定の非常運転手段が選択される。アンチロック制御装置（ＡＢＳ）が 使用されていない場合、ステップ１０２において、自動車の車輪の車輪回転速度 ＶＲＡＤｉが読み込まれ、かつこの車輪速度に基づいて車両速度が求められる。 好ましい実施態様においては、少なくとも非常運転において、車両速度ＶＦＺは ２番目に速い車輪速度から形成される。次に、求められた車両速度ＶＦＺから、 好ましくは時間微分により車両減速度ＡＦＺが計算される。適切なフィルタ手段 により計算された両方の信号は勾配が制限される。それに続くステップ１０４に おいて、信号ＶＦＺおよびＡＦＺにより、ブレーキ過程が存在するか否かが検査 される。車両速度が最低速度ＶＦＺＭＩＮより大きくかつ車両減速度が最低減速 度ＡＦＺＭＩＮより大きいときにブレーキ過程が存在する。ブレーキ過程が存在 しない場合、ステップ１１６により、後車輪における設定要素は、ドライバの設 定に対応して圧力低下が可能となるように操作される。ステップ１０４において ブレーキ過程が検出された場合、ステップ１０６において、最も速い前車輪ＶＲ ＡＤＶＡと最も遅い後車輪ＶＲＡＤＨＡとの間の偏差ΔＶが形成される。この偏 差は、それに続くステップ１０８において目標値ΔＶ_sと比較される。偏差ΔＶ が目標値を所定の値ΔＮＯＴ１だけ上回るかまたは下回る場合、ステップ１１０ により、目標値と実際値との間の差に応じて入口弁および／または出口弁を操作 することにより後車輪ブレーキにおける圧力が、目標値と実際値との間の差が所 定の許容範囲ΔＮＯＴＩ内に存在するように調節される。この場合、公差範囲Δ ＮＯＴ１の値はブレーキ力分配制御装置のエラーのない運転に比較して小さい値 に設計されているので、制御は全体として感度よく形成されている。目標値と実 際値との間の差が許容範囲内に存在する場合、後車輪ブレーキにおけるブレーキ 圧力ＰＨＡはドライバの設定に応じて上昇される。しかしながら、ステップ１１ ２により車両減速度ＡＦＺが下限値ＡＦＺＭＩＮの上方に存在する所定の制限値 ＡＦＺ０を超えている場合、ステップ１１４により後車輪ブレーキにおける圧力 ＰＨＡは所定の時間関数に応じて制御される。好ましい実施態様においては、こ れは所定のパルス長さおよびパルス休止を有するパルス列により行われる。これ により、圧力上昇を制限することにより後車輪においてよりゆっくりした圧力上 昇が得られるので、減速度が大きいときしたがってドライバによるブレーキペダ ル操作が強いとき、後車軸における圧力上昇はそれほど急速に行われずかつ後車 軸はオーバーブレーキとなることはない。図２に示したプログラムの周期的な実 行により、ステップ１０８が制御を開始したかまたはステップ１１２により車両 減速度が制限値（好ましくはヒステリシス幅を加えた値）を下回ったときにこの パルス列は終了される。 ステップ１００において、正常電圧Ｕ_Normと下限値Ｕ_Oとの間に存在する電源 電圧Ｕ_vers（低電圧）、または戻しポンプＲＦＰにおけるエラー、あるいは後車 輪ブレーキの出口弁ＡＶにおけるエラーが検出された場合、車両速度、車両減速 度、ブレーキ過程および実際値ΔＶを決定するために、ステップ１１８において まず前記のステップ１０２ないし１０６が実行される。ブレーキ過程が存在しな いことをステップ１０４が与えた場合、ステップ１２０により圧力低下が行われ るように後車輪の設定要素が調節される。上記のエラーのいずれかが存在すると き、ブレーキ過程の間に、ステップ１２２において、目標値と実際値との間の差 が形成され、この差が許容値ΔＮＯＴ２を超えている場合、ステップ１２４によ り後車輪の入口弁が閉じられる（入口弁（ＥＶ）をセットする）。目標値と実際 値との間の差が許容値ΔＮＯＴ２より大きい場合（ステップ１２６）、後車輪は 前車輪より遅く、したがってステップ１２８により圧力上昇のための入口弁を開 くことができる（ＥＶをリセットする）。この差が許容範囲ΔＮＯＴ２内にある 場合、ステップ１３０により、ステップ１１４と同様に後車輪ブレーキ圧力ＰＨ Ａがパルス列の範囲内で上昇される。上記のエラーが存在する場合、出口弁およ び戻しポンプは操作されない。 ステップ１００において１つの回転速度センサ１ＤＥが故障していることが検 出された場合、ステップ１３２において、エラーを有する車輪信号ＶＲＡＤＦが 同じ側の車輪速度信号ＶＲＡＤにより置き換えられる。その後ステップ１３４に よりステップ１０２ないし１１６が同様に実行される。 ステップ１００において２つの回転速度センサ２ＤＦのエラーが検出された場 合、ステップ１３６において、ステップ１０２と同様に車両速度が２番目に速い 車輪速度に基づきおよび車両減速度ＡＦＺが車両速度ＶＦＺに基づいて形成され る。それに続くステップ１３８において、ステップ１０４と同様に、車両速度Ｖ ＦＺおよび車両減速度ＡＦＺのそれぞれの最小値との比較によりブレーキ過程が 検出される。ブレーキ過程が存在しない場合、ステップ１４０により、ブレーキ 圧力低下が可能となるように弁が調節される。ブレーキ過程が存在する場合、ス テップ１４２により、後車軸において冒頭記載の従来技術から既知のように圧力 制限が行われる。この場合に車両が停止した場合、車輪速度信号はもはや存在し ない。ステップ１４４において車両の停止が検出された場合、ステップ１４６に おいて、後車軸において制限されたパルス長さで圧力上昇パルス列が開始される 。これにより、車両を停止状態に保持するために、後車軸において制限値を超え て圧力が上昇される。好ましい実施態様においては、それに続くステップ１４８ において圧力上昇パルス列の開始以来経過した時間が最大値ＴＭＡＸと比較され る。最大値に到達していない場合、ステップ１４６によりさらに圧力が上昇され 、最大値に到達した場合、プログラムは終了する。 最大値は代替値である。他の実施態様においてはこの最大値が使用されず、ド ライバによる供給圧力に到達するまでパルス列が継続される。この代替態様とし て、ブレーキペダルスイッチによりブレーキペダルの解放が検出されるまで後車 軸ブレーキにおいて圧力が保持される。 上記の方法は油圧式または空圧式ブレーキ装置において使用されることが有利 である。さらに、上記の方法が電気的締付装置を有するブレーキ装置において使 用されても上記の利点が得られる。この場合、ブレーキ圧力の代わりに、このよ うなブレーキ装置において制御される変数、すなわちブレーキ力またはブレーキ トルクを使用しなければならない。さらに、空圧式または電気機械式ブレーキ装 置に使用される場合、油圧部品との関係を切り離すかないしはそれに応じて改造 しなければならない。 本発明による方法の記載の範囲内において、ブレーキ力は、ブレーキ圧力、ブ レーキトルク等と理解される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．前車輪および後車輪の車輪速度に基づいて前車軸と後車軸との間のブレー キ力分配を制御するブレーキ力分配制御装置が設けられ、エラーがある場合に前 記ブレーキ力分配制御装置に対して非常運転手段が設けられている、自動車にお けるブレーキ力分配制御方法において、 エラーがある場合、前記ブレーキ力分配制御装置が車両速度および車両減速度 の関数として作動されることを特徴とする自動車におけるブレーキ力分配制御方 法。 ２．減速度が大きいときに、後車輪ブレーキ圧力が非常運転の範囲内で所定の ブレーキ力上昇関数に従って上昇されることを特徴とする請求項１の方法。 ３．アンチロック制御装置が使用されていないか、または特定の個別エラーが 検出されたときに、非常運転が開始されることを特徴とする請求項１または２の 方法。 ４．非常運転において最も速い前車輪の速度と最も遅い後車輪の速度との差か ら実際値が形成され、この実際値が、目標値と比較されて、所定の許容範囲を超 えた場合に、前記非常運転に対して後車輪ブレーキ力の制御が前記実際値を前記 許容範囲内に制御する方向に行われることを特徴とする請求項１ないし３のいず れかの方法。 ５．前記制御のほかに、ブレーキ力上昇制限機能が設けられていることを特徴 とする請求項１ないし４のいずれかの方法。 ６．低電圧の場合、または戻しポンプにエラーがある場合、または後車輪の出 口弁のいずれかにエラーがある場合、ブレーキ力分配制御は後車輪に付属の入口 弁の操作のみによって行われることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかの 方法。 ７．回転速度センサのエラーの場合、その回転速度信号が同じ車両側の車輪の 回転速度信号により置き換えられることを特徴とする請求項１ないし６のいずれ かの方法。 ８．前記車両速度が２番目に速い車輪の回転速度信号に基づいて求められるこ とを特徴とする請求項１ないし７のいずれかの方法。 ９．２つの回転速度センサにエラーがある場合、後車輪ブレーキにブレーキ力 制限が行われて、車両停止のときに、ブレーキ力が保持されるかまたはブレーキ 力上昇機能が開始されることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかの方法。 １０．前車輪および後車輪の回転速度信号に基づいて前車軸と後車軸との間に ブレーキ力を分配するブレーキ力分配制御装置と、ブレーキ装置の範囲内のエラ ー状態を検出しかつブレーキ力分配制御装置に対して非常運転手段を開始するエ ラー検出手段とを備えた、自動車におけるブレーキ分配制御装置において、 エラーがある場合に、車両速度および車両減速度が所定の最小値を超えたとき に、前記ブレーキ力分配制御装置が作動されることを特徴とする自動車における ブレーキ力分配制御装置。