JP2001187566A - 車輪ブレーキ・シリンダ内の圧力ないし加圧ストロークの評価方法および制御ユニット並びにデータ媒体 - Google Patents

車輪ブレーキ・シリンダ内の圧力ないし加圧ストロークの評価方法および制御ユニット並びにデータ媒体

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JP2001187566A
JP2001187566A JP2000355924A JP2000355924A JP2001187566A JP 2001187566 A JP2001187566 A JP 2001187566A JP 2000355924 A JP2000355924 A JP 2000355924A JP 2000355924 A JP2000355924 A JP 2000355924A JP 2001187566 A JP2001187566 A JP 2001187566A
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マンフレート・ゲルデス
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】車輪ブレーキ・シリンダ内に作用している圧力
(ないし加圧ストローク)がそれにより容易に評価可能
な方法の提供並びにこの方法を実行するための制御ユニ
ットを提供する。 【解決手段】その時点の制御サイクルの範囲内で制御装
置により設定可能な実際操作時間、および/または先行
制御サイクルに付属の有効操作時間、および最大ストロ
ークに対する相対ストロークに基づいて、その時点の制
御サイクルに付属の有効操作信号、即ち車輪ブレーキ・
シリンダを調節するパルス幅変調操作弁の有効操作信号
を計算して、呼出し可能な、弁の圧力/容積特性曲線
と、弁の両側間の有効差圧と、および計算有効操作時間
と、に基づいて、相前後する2つの制御サイクル間の、
車輪ブレーキ・シリンダの加圧ストロークを計算する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は特に走行動特性制御
の範囲内における車輪ブレーキ・シリンダ内の圧力ない
し加圧ストロークの評価方法およびこの方法を実行する
ための制御ユニットに関するものである。
【0002】
【従来の技術】走行動特性制御においては、有効且つで
きるだけ騒音のない制御を行うために、それぞれの車輪
ブレーキ・シリンダ内の圧力をできるだけ正確に検知す
ることが必要である。米国特許第5154491号か
ら、走行動特性制御の範囲内におけるこのような圧力の
評価方法が既知である。これに関してはさらに国際特許
公開第92/05986号が参照される。ここには、複
数の測定値および評価値により目標滑りが決定され、こ
の目標滑りが実際滑りと比較されるアンチロック制御装
置が記載されている。この偏差が他の値と共に目標ブレ
ーキ圧力に変換され、次に目標ブレーキ圧力が弁操作時
間に変換される。
【0003】既知の方法は実際に比較的高い費用を要し
ている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】したがって、車輪ブレ
ーキ・シリンダ内に作用している圧力ないし車輪ブレー
キ・シリンダ内に作用している圧力変化(ないし加圧ス
トローク)がそれにより容易に評価可能な方法の提供並
びにこの方法を実行するための制御ユニットの提供が本
発明の課題である。
【0005】
【課題を解決するための手段】この課題は請求項1の特
徴を有する方法および請求項6の特徴を有する制御ユニ
ットにより解決される。
【0006】ここで、本発明により、特に走行動特性制
御の範囲内において発生する車輪ブレーキ・シリンダ圧
力の評価が容易且つ確実に実行可能である。同様に、本
発明による方法は、車両の走行安定性および/または安
全性のための、ブレーキ作用を調節するすべての装置な
いし制御において使用可能であり、ないしは対応制御ユ
ニットにより実行可能である。
【0007】特に快適性および安全性に対する高い要求
を満たす走行動特性制御においては、滑り制御がPWM
(パルス幅変調)最終段を有する入口弁(いわゆるLM
V弁、即ち低騒音電磁弁ないしリニア電磁弁)を介して
行われ、この場合、このとき車輪ブレーキ・シリンダ内
に発生する圧力上昇が高い精度で評価されなければなら
ない。本発明により提供される方法ないし対応アルゴリ
ズムは特にこれに適している。提供された方法により、
特にLMV弁との結合においても、インタフェース値と
して車輪弁の操作時間を利用することにより、走行動特
性制御アルゴリズムのほぼ完全なソフトウェア・モジュ
ール方式を形成可能である。
【0008】本発明による方法の有利な実施態様が従属
請求項に記載されている。車輪ブレーキ・シリンダ内の
圧力の評価が、先行制御サイクルにおいて決定された圧
力およびその時点の制御サイクルにおいて計算された加
圧ストロークに基づいて行われることが適切である。
【0009】制御装置により設定される操作時間におい
て、および/または有効操作時間の計算において、弁の
電流低下時間ないし電流上昇時間deltaTが考慮さ
れることが好ましい。
【0010】他の有利な実施態様により、本発明による
方法の実行のための条件として、弁の両側間の予め設定
可能な最小差圧が決定される。この手段により、弁の両
側間の差圧が極めて小さい場合に発生する大きな相対誤
差が圧力の不正確な評価に導くことが防止される。
【0011】本発明による方法ないしこの方法を実行す
るための制御ユニットは、特に車輪ブレーキ・シリンダ
を調節する入口弁、即ち電流が流れていないときは開い
ている前記入口弁の操作に対して適している。
【0012】ここで、本発明による方法を、アルゴリズ
ムの形で形成されている好ましい実施態様により詳細に
説明する。この場合、このアルゴリズムは制御ユニット
内で処理され、またはこのためにデータ媒体内に記憶さ
れている。
【0013】
【発明の実施の形態】図1は電気油圧式ブレーキ装置の
一実施態様を示す。この図は貯蔵容器10を備えたマス
タ・ブレーキ・シリンダ1を示し、マスタ・ブレーキ・
シリンダ1に、ドライバにより操作可能なブレーキ・ペ
ダル2が装着されている。さらに油圧装置14が設けら
れ、油圧装置14は車輪ブレーキ16、18、20およ
び22を制御するための弁およびポンプ装置を含む。ブ
レーキ・ペダルを操作したときに閉じる図示されていな
いブレーキ・ペダル・スイッチ、およびブレーキ・ペダ
ルのストロークを測定するための同様に図示されていな
い測定装置がブレーキ・ペダル2と結合されている。さ
らに図示されていないペダル・ストローク・シミュレー
タが設けられ、ペダル・ストローク・シミュレータはブ
レーキ・ペダルを操作したときのドライバに対する反力
をシミュレートする。
【0014】マスタ・ブレーキ・シリンダ1に2つのブ
レーキ回路HZ1、HZ2が接続されている。それぞれ
のブレーキ回路HZ1、HZ2は、各車輪ブレーキに対
して、ブレーキ圧力制御のための圧力調節装置を有して
いる。圧力調節装置は、それぞれの入口弁EVHR、E
VHL、EVVL、EVVRおよびそれぞれの出口弁A
VHR、AVHL、AVVL、AVVRを有している。
入口弁は電流が流れていないときに開いている弁として
形成され、および出口弁は電流が流れていないときに閉
じている弁として形成されている。
【0015】本発明は、それぞれの車輪ブレーキに連絡
している配管内の圧力ないし加圧ストロークの評価に関
するものである。以下に、電流が流れていないときに開
いている入口弁の例で、アルゴリズムに基づき走行動特
性制御の範囲内においてこの圧力が容易に評価可能な前
記アルゴリズムを説明する。最初にアルゴリズムに対す
る入力値を示す。これらは次のとおりである。
【0016】LMV b:入口弁のPWM制御ないしL
MV制御が作動しているかどうかを示すフラグ、 dpVent:入口弁の両側間の有効差圧、 deltaT:入口弁の電流低下時間長さ、ms、 uVentRad:その時点の制御サイクルにおいて制
御アルゴリズムにより出力された車輪弁操作時間、特に
0−20ms、 uVentRadK1:先行制御サイクルにおいて制御
アルゴリズムにより出力された操作時間、特に0−20
ms、 tastver:その時点の制御サイクルにおいて制御
アルゴリズムにより出力された、アルゴリズムが測定値
として利用可能な、弁リレーにおける電圧の%で表わさ
れたPWM電圧。ここでは、弁リレーは、弁に対する制
御装置の制御信号を評価する弁制御最終段を意味する。
【0017】dpVent:入口弁の両側間の有効差
圧、 Uvr:弁リレーの両側間の測定電圧。 アルゴリズムの出力値は、 uVentHiRes=有効車輪弁操作時間 である。この操作時間は、制御装置の呼出しモジュール
により、車輪ブレーキ・シリンダ内の加圧ストロークの
計算のためにさらに使用される。
【0018】アルゴリズムの範囲内において計算される
信号として、次のものが使用される。 toffen:弁の計算有効開放時間、ms、 deltaT:この信号が入力値として利用可能でない
ときに計算される電流低下時間、および xVentil:最大弁リフトに対する計算相対弁リフ
ト(0≦xVentil≦1)。
【0019】最後に、次の符号が使用される。 P Lmvtau:入口弁の弁磁石の電磁時定数、およ
び P L0、P L1、P L2、P L3、P L4:
弁リフトを正確に計算するための適用パラメータ。
【0020】最初に、ステップ1において、入口弁の両
側間に存在する差圧が、設定可能なしきい値、この場
合、例えば1.0バールを超えているかどうかが特定さ
れる。これにより、入口弁の両側間の差圧がこのしきい
値を下回っているときには制御アルゴリズムが使用され
ないことが保証される。この手段により、差圧が小さい
ときに発生する大きな誤差が増大して全体として許容で
きない制御に導くことが回避されるはずである(計算誤
差の累積の回避)。
【0021】差圧がしきい値より大きい場合、値0また
は1のみをとることができるフラグLMV bがセット
される。入口弁の両側間の差圧がしきい値を超えている
場合、フラグLMV bは1とされるか、ないしは「T
RUE(真)」にセットされ、且つアルゴリズムはステ
ップ2に分岐される。このステップ2において、弁の開
放時間toffenには有効車輪弁操作時間uVent
HiResが予め割り当てられ、車輪弁操作時間uVe
ntHiResはこの例においては0−20msの値を
とることができる。uVentHiResは先行制御サ
イクルにおいて決定された値であっても、またはアルゴ
リズムを初期化する場合には制御装置により設定可能な
値であってもよい。この場合、特に20msが制御サイ
クル期間である。
【0022】要するに、有効車輪弁操作時間は、入口弁
がその間完全に開いている時間と解釈することができ
る。PWM操作ないしLMV操作の場合、入口弁を部分
開放位置とすることができるので、入口弁は制御ブライ
ンドのように使用することができる。このような部分開
放位置の作動点にできるだけ急速に到達させるために、
弁のいわゆる電流低下時間deltaTの長さに対して
最小PWM通電値を設定することが適切である。これに
基づく弁の有効開放時間ないし操作時間の低減は滑り制
御運転における騒音レベルを低下させる理由から、高精
度且つ無騒音の滑り制御を達成するために、車輪ブレー
キ・シリンダ内の加圧ストロークの評価において考慮さ
れることが適切である。
【0023】さらに、ステップ2において、次式 xVentil=(dpVent×P L2+P L3
+P L4+Uvr×tastver)/(P L0+
L1×dpVent) により弁リフトxVentilが計算ないし評価され
る。この場合、弁リフトxVentilは弁の最大リフ
トに対する相対値とみなされる(xVentilはそれ
に続いてリニアに圧力上昇勾配(加圧ストローク)の評
価に使用される)。この場合、弁リレーの両側間の電圧
Uvrは低減されたバッテリ電圧を示し且つ本質的に一
定である。パルス幅変調弁リレーのデューティ・レシオ
tastverは、電圧Uvrと乗算されて、弁リレー
に作用する有効電圧を与える。
【0024】それに続くステップ3において、弁の電流
低下時間deltaTが0に等しいかどうかが特定され
る。電流低下時間は例えば弁のその時点の作動点から推
測されてもよい。所定の作動点ないし作動状態に対して
は、電流低下時間を0にセットすることが適切であるこ
とは明らかである。この最後のケースを以下に詳細に説
明する。
【0025】電流低下時間が0より大きい場合、アルゴ
リズムはステップ9に分岐し、ステップ9において、前
の値に等しいtoffenはdeltaTだけ低減され
たtoffenにセットされる。それに続くステップ1
0において、弁の有効操作時間uVentHiResが
係数xVentilとtoffenとの積として計算さ
れる。この場合、弁の有効操作時間uVentHiRe
sは、弁の代わりに使用された制御ブラインドが開放さ
れている時間と解釈することができる。
【0026】この例においては制御サイクル時間は20
msの値を有しているので、それに続くステップ14に
おいて、有効操作時間uVentHiResは0−20
msの間に存在する値に制限される。
【0027】このように決定された有効操作時間uVe
ntHiResは当該入口弁に付属の車輪ブレーキ・シ
リンダ内の加圧ストロークdpRadの確実且つ正確な
評価を可能にする。この場合、加圧ストロークとは、相
前後する2つの制御サイクル間の差圧と理解される。既
知のように、走行動特性制御においては、制御装置のプ
ログラム・テキスト内に記憶されている圧力/容積特性
曲線の車輪弁操作時間(uVentRad)から、弁の
両側間の有効差圧の平方根SQRT(dpVent)か
ら、並びに対応換算定数kNormから、車輪ブレーキ
・シリンダ内の加圧ストロークの計算ないし評価が行わ
れる。一般に、次式 dpRad=pvkenn×uVentRad×SQR
T(dpVent)×kNorm が適用される。この関係は、式Q=uVentRad×
SQRT(dpVent)×kNorm1およびdpR
ad=pvkenn×Q×kNorm2の2つの部分計
算に分割されてもよい。ここで、Qはベルヌーイの式に
おける容積流量当量を示す。
【0028】車輪弁操作時間uVentRadは正の値
のみならず負の値もとることができ、この場合、入口弁
の開放を発生させる値が正の値とみなされる。有効操作
時間の上記の計算は特に入口弁のこのような操作値に対
して適用される。
【0029】電流低下時間deltaTが0に等しいこ
とが特定された場合を以下に説明する。この場合におい
ては、アルゴリズムは上記のステップ3からステップ4
に分岐される。ステップ4において、制御アルゴリズム
のその時点のサイクルからの操作時間が0に等しいかど
うかが決定される。ここでuVentRadが0に等し
いことが与えられた場合、その時点のサイクルにおいて
入口弁の操作が存在しないこと、したがって加圧ストロ
ークが存在しないことが得られる。操作時間が0より大
きい場合、この時点のサイクル内において入口弁が操作
されたことが推測される。それに続くステップ5におい
て、先行サイクルにおける操作時間uVentRadK
1が0より小さいかまたは等しかったかどうかが特定さ
れる。これが肯定の場合、入口弁が先行サイクルにおい
て操作されたことが推測される。この場合には、それに
続くステップ6において、deltaTには、P Lm
vtauとデューティ・レシオの自然対数との積が予め
割り当てられる。上記のように、P Lmvtauは弁
磁石の電磁時定数である。ステップ6において、さらに
deltaTを例えば0−10msの範囲の値に制限す
ることが行われる。これは制御サイクルが20msのこ
の例においては適切であることが明らかである。即ち、
deltaTの最大値は例えばサイクル時間の半分であ
る。それに続いて、値toffenには、deltaT
だけ減算されたtoffenの値が新たに予め割当てら
れる。
【0030】しかしながら、ステップ5において、先行
サイクルにおける操作時間が0より小さくなくまたは0
に等しくなかった場合、ステップ7への他の分岐におい
て、この先行サイクルの操作時間uVentRadK1
が、この場合の20msより大きいかまたは等しかった
かどうかが特定される。これが肯定の場合、先行サイク
ルにおいては入口弁に電流が流れていなかったことが推
測可能である。この場合、toffenには次の値が予
め割り当てられる。
【0031】uVentRad+P Lmvtau×
(1,0/xVentil−1,0) (ステップ8)このようにして決定されたtoffen
に対する値は、その時点の制御アルゴリズムの操作時間
が0より大きいかないしは先行制御アルゴリズムの操作
時間が0より小さかったことが特定された場合に対して
は、ステップ2において割り当てられた弁の開放時間の
代わりに、ステップ10において行われる弁の有効操作
時間の計算において使用することができる。
【0032】ステップ1において、入口弁の両側間の差
圧が予め設定されたしきい値を超えていない場合、アル
ゴリズムはステップ1からステップ11に分岐する。こ
のステップ11において、uVentRadがこの場合
の20msより大きいかどうかが検査される。これが肯
定の場合、入口弁にはその時点において電流が流れてい
ないことが推測可能である。この場合には、他のステッ
プ12への分岐が行われ、ステップ12において先行サ
イクルの車輪弁操作時間がこの場合の20msより小さ
いかまたは等しかったかどうかが検査される。これが肯
定の場合、先行サイクルにおいて入口弁に電流が流れて
いなかったことが推測される。先行サイクルの弁操作時
間がこの場合の特に20msより小さいかまたは等しか
った場合、ステップ13において、有効操作時間uVe
ntHiResには、(例えば制御装置により設定され
た)uVentHiResから2.0×P Lmvta
uが減算された値が予め割り当てられる。ステップ1に
おいて入口弁の両側間の差圧が所定のしきい値を超えて
いないことが特定された場合、ステップ13において計
算されたこの値uVentHiResを弁リフトの次の
計算において使用することが適切であることは明らかで
ある。
【0033】要するに、提供されたアルゴリズムは、弁
の有効操作時間の計算並びに車輪ブレーキ・シリンダに
おける加圧ストロークの決定のためのこの操作時間の正
確な換算ないし変換のために使用される。アルゴリズム
は各車輪ブレーキ・シリンダに対してサイクルごとに1
回実行される。アルゴリズムは、特に入口弁のLMV操
作においても、車輪ブレーキ・シリンダ内の加圧ストロ
ークの容易且つ正確な計算を可能にする。
【0034】この場合、特にここで使用された20ms
という時間は、使用される調節要素特に弁の関数とし
て、特に電磁式または容量式調節要素が使用される場合
には圧力調節装置の関数として変化させることができ
る。
【0035】ここでは例えば判定値0もまた使用されて
いる。操作ないしエネルギー供給においてここに示した
方法とは異なる応答をし、特に遅れて応答する調節要素
が使用される場合、0とは異なる判定値が有効なことが
ある。
【0036】この場合、本発明による方法は制御ユニッ
トないし制御装置内で実行され、制御ユニットないし制
御装置は必要な値を受け取り、ないしはこれらの値を受
け取られた値から決定し、およびアクチュエータ特に前
記調節要素をそれに対応して操作する。
【0037】図1に示したブレーキ装置におけるこの方
法は、図示されていない他のブレーキ装置、特に電気油
圧式または油圧式の他の装置または油圧式バックアップ
・レベルを備えた電気式ブレーキ装置においても同様に
使用可能である。この場合、この方法は、これらの装置
に存在する制御ユニット内で実行され且つこれにより処
理され、または固有の制御ユニット内で実行され且つ処
理されてもよい。このために、実施態様のプログラム・
コードの形のアルゴリズムが制御ユニット内での実行お
よび処理のためにデータ媒体に記憶されていてもよい。
【0038】アルゴリズムを一覧表の形に示したリスト
を表1として添付する。なお、表1において、「if」
は「問い合わせ」を意味しており、「then」は「肯
定」を意味しており、「else」は「否定」を意味し
ており、「endif」は「問い合わせ終了」を意味し
ている。
【0039】
【表1】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による方法がそこにおいて有利に使用可
能な電気油圧式ブレーキ装置の一実施態様のブレーキ回
路図である。
【図2】本発明による方法を詳細に説明する流れ図であ
る。
【符号の説明】
1 マスタ・ブレーキ・シリンダ 2 ブレーキ・ペダル 10 貯蔵容器 14 油圧装置 16、18、20、22 車輪ブレーキ AVHR、AVHL、AVVL、AVVR 出口弁 EVHR、EVHL、EVVL、EVVR 入口弁 HZ1、HZ2 ブレーキ回路

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 次のステップ、即ち− その時点の制御
    サイクルの範囲内で制御装置により設定可能な操作時間
    uVentRad、または先行制御サイクルに付属の有
    効操作時間、および調節要素特に弁の、最大ストローク
    に対する相対ストロークxVentilに基づいて、そ
    の時点の制御サイクルに付属の有効操作信号、即ち車輪
    ブレーキ・シリンダを調節する調節要素特にパルス幅変
    調操作弁の有効操作信号uVentHiResを計算す
    るステップと、 − 制御装置により呼出し可能な、調節要素の圧力/容
    積特性曲線と、調節要素の両側間の有効差圧と、および
    計算された前記有効操作時間と、に基づいて、相前後す
    る2つの制御サイクル間の、車輪ブレーキ・シリンダの
    加圧ストロークを計算するステップと、を有する特に走
    行動特性制御の範囲内における車輪ブレーキ・シリンダ
    内の圧力ないし加圧ストロークの評価方法。
  2. 【請求項2】 先行制御サイクルにおいて決定された圧
    力およびその時点の制御サイクルにおいて計算された加
    圧ストロークに基づいて車輪ブレーキ・シリンダ内の圧
    力を評価することを特徴とする請求項1の方法。
  3. 【請求項3】 制御装置により設定される操作時間にお
    いて、および/または有効操作時間の計算において、調
    節要素特に弁の電流低下時間ないし電流上昇時間del
    taTが考慮されることを特徴とする請求項1または2
    の方法。
  4. 【請求項4】 それの実行のための条件として、調節要
    素特に弁の両側間の予め設定可能な最小差圧が決定され
    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. 【請求項5】 車輪ブレーキ・シリンダを調節する調節
    要素が、電流が流れていないときに開いている入口弁で
    あ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. 【請求項6】 記憶媒体内にプログラム・コードの形の
    アルゴリズムが記憶され、および制御ユニットが、前記
    アルゴリズムに従って、請求項1ないし5のいずれかの
    方法を実行する、少なくとも1つのプロセッサおよび少
    なくとも1つの記憶媒体を備えた制御ユニット。
  7. 【請求項7】 制御ユニットが、データ媒体からの読込
    み後に、請求項1ないし5のいずれかの方法を実行可能
    である、プログラム・コードの形のアルゴリズムがそれ
    に記憶されているデータ媒体。
JP2000355924A 1999-11-24 2000-11-22 車輪ブレーキ・シリンダ内の圧力ないし加圧ストロークの評価方法および制御ユニット並びにデータ媒体 Withdrawn JP2001187566A (ja)

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