JP2002506339A - ブレーキ力すなわちブレーキトルクに関する設定値を静力学的にまたは動力学的に決定する方法および装置 - Google Patents

ブレーキ力すなわちブレーキトルクに関する設定値を静力学的にまたは動力学的に決定する方法および装置

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ベーム、ユルゲン
ベルトホルト、トーマス
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コンチネンタル・テベス・アーゲー・ウント・コンパニー・オーハーゲー
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、車両のブレーキ装置におけるブレーキ力すなわちブレーキトルクに関する設定値を決定する装置に関し、電気装置（１０１）、対応する設定値に基づいて車両の全部の車輪にブレーキ力を適用するフリクションブレーキ（１０７）、および対応する設定値に基づいてブレーキ力を少なくとも１つの車軸に適用する電気動力学的回生ブレーキを備えている。前記装置は、減速の予め定められた要望から設定された車両減速を決定する構成要素（２０３）と、設定された車両減速に基づいて設定値を決定する構成要素（２０４、２０５）とを備えている。減速の要望に基づいて設定値を決定するための構成要素は、電気動力学的回生ブレーキ用の設定値を可能な限り拡大するか、または、車軸（１１０ａ、ｂ）のブレーキ力の分配に関する基準に基づいて最初に電気動力学的回生ブレーキ用に、またはフリクションブレーキ用に設定値を調整するようにする。前記装置は、また、電気動力学的回生ブレーキ（２０１、２０５）の動力学的動作に基づいて、好ましくは前軸（２１０ｂ）でのフリクションブレーキ用のための設定値を訂正する構成要素（３０１、３０６）を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、独立請求項の序文によるような、ブレーキ力すなわちブレーキトル
クに関する設定値を静力学的（ｓｔａｔｉｃａｌｌｙ）に、および／または、動
力学的（ｄｙｎａｍｉｃａｌｌｙ）に決定する方法および装置に関する。この種
の方法および装置は、既にＥＰ−Ａ−０３６１７０８号に既に開示されている。
【０００２】 本発明は、電気駆動装置によって完全にまたは少なくとも部分的に駆動される
車両への応用のために構成されている。モータ車両のこのタイプは、概略的に図
１に示されている。伝達装置を介して、電気駆動装置例えば電気モータ１０１は
、車両の車軸１１０ｂ、好ましくは前軸に作用することができ、その車輪１０９
ｃ、１０９ｄを駆動する。モータはそのエネルギーをバッテリー１０２から受け
る。しかしながら、スイッチブロック１１２がそれらの間に配置されていて、制
御システムに従ってエネルギーの供給を切り換える。スイッチブロック１１２は
、比較的単純なスイッチ例えばリレー、または例えばサイリスタのようなより複
雑なスイッチで現わすことができる。 電気モータは、原則として発電機としても使用することができるが、電気動力
学的回生ブレーキ（ｅｌｅｃｔｒｏｄｙｎａｍｉｃ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ
ｂｒａｋｅ）は車両を電気的に駆動するために既に提案されている。この場合
において、モータはもはや駆動源としては使用されず、車輪および駆動列を介し
て車両の補助質量（ｐｕｓｈｉｎｇ ｍａｓｓ）によって駆動される発電機とし
て使用され、ついでバッテリー１０２を充電する。
【０００３】 種々の理由により、そのようなブレーキシステムは、単独では十分な達成をも
たらすことはできない。頻繁に使用される電気モータは、発電機のように、要求
されたブレーキ力を作り出すのに十分なパワーを有していない。さらに、特に非
同期式伝達装置との関係において、手動の伝達装置はまったく使用されず、従っ
て、高速、すなわち、高い回転数において十分なブレーキ力がない。Ｐ＝Ｍ・ω
の関係は、モータのパワーＰ、モータのトルクＭおよびモータ速度ωの関係を表
わしている。パワーＰが大体一定であると考慮された場合、利用可能な駆動トル
クおよび、従って利用可能なブレーキトルクは高速において少ない。このように
、電気動力学的回生ブレーキは高速においてしばしば、実際のまたは法定の要求
を満足するために十分なパワーを有していない。高い減速が必要な場合に、同様
のことが中間速度範囲に関して適用する。低速にもかかわらず、電気動力学的回
生ブレーキは、時として高いブレーキトルクに適切に設けられない。回生ブレー
キシステムの不十分な達成の他の理由は、バッテリーの制限された充電能力であ
る。それは、たとえば、バッテリーがちょうど十分に充電された場合であって、
電気パワーの付加的な消費者がなく、また、ブレーキトルクが発電機のように作
動する電気モータによって発生されることがない操作状態においてである。バッ
テリーは過充電によって破壊される。
【０００４】 従来のブレーキシステムにより、多かれ少なかれ、電気手段によって附加的に
駆動される車両のブレーキシステムを補助することが提案されてきた。このよう
に、たとえば上述のＥＰ−Ａ−０３６１７０８号は、電気動力学的回生ブレーキ
と従来のフリクションブレーキとの組み合わせを検討している。このケースにお
いて、フリクションブレーキは失われるブレーキトルクを提供するために使用さ
れる。しかしながら、このシステムは、再利用された電気エネルギーの量を可能
な限り高く維持するために、電気動力学的回生ブレーキによって生成されたブレ
ーキトルクを最大化するために構成されている。しかしながら、このシステムは
、車両の前軸と後軸とのブレーキ力の要求された分配を適切に考慮しない。特に
、運転者がブレーキを強く踏んだ場合、最適なブレーキ結果が達成されるように
、ブレーキ力は車両の車軸に分配されなければならない。 さらに、静力学的に得られた設定値から離れて、一方において電気動力学的回
生ブレーキと、他方においてたとえば液圧ブレーキとは、異なった動力学的応答
特性を有している。２つのブレーキの協働が最適化された場合、２つのブレーキ
の異なった動力学は、互いに適合しなければならない。
【０００５】 本発明の目的は、ブレーキ手順によく適合して導くブレーキ力用の設定値を決
定するための方法と装置を開示することである。 本発明の他の目的は、ブレーキシステムの動力学的特性を考慮するブレーキ力
、すなわちブレーキトルク用の設定値を決定するための方法と装置を開示するこ
とである。 これらの目的は、独立請求項の特徴部分によって達成される。従属請求項は本
発明の好ましい実施例に関する。
【０００６】 本発明の説明に先立って、この出願に使用される用語を説明しなければならな
い。「設定値（ｓｅｔ ｖａｌｕｅ）」とだけ述べられた場合、これは、ブレー
キ力すなわちブレーキトルク用の設定値に関係する。したがって、一般的に、高
い設定値はブレーキの強い適用を示し、低い設定値はブレーキの弱い適用を指摘
する。さらに、ブレーキトルクのみが以下で参照され、ブレーキ力はこれに等し
い。
【０００７】 本発明は、電気動力学的回生ブレーキとフリクションブレーキとの両方を有す
る車両に関する。フリクションブレーキが車両の全ての車輪に作用するのに対し
、電気動力学的回生ブレーキは車両の少なくとも１つの車軸に作用する。例えば
、電気車両が前輪駆動である場合、電気動力学的回生ブレーキは、前軸のみに作
用する。電気動力学的回生ブレーキは上述したメカニズムに従って働く。すなわ
ち、駆動電気モータはバッテリーを充電するための発電機として使用される。こ
れを駆動するのに必要なトルクは、駆動列（車輪、車軸、伝達装置）を介したブ
レーキ／減速中に起きる車両の押圧によってそれに供給される。従って、電気動
力学的回生ブレーキは、その車軸、好ましくは、電気駆動装置例えば電気モータ
１０１によって駆動される前軸１１０ｂにのみ作用する。これは、ブレーキが弱
く適用されたのに、１つの車軸でのみ発生されたブレーキトルクが適切である場
合に受け入れ可能であろう。実際は、大量の電気エネルギーがそれゆえリサイク
ルされるので、特に、事実、全ブレーキ作用の７０％以上が比較的弱いブレーキ
適用であるということは望ましい。このように、弱いブレーキ適用が関係してい
る限り、電気動力学的回生ブレーキがブレーキ手順を最適化し、それゆえブレー
キ要求に従った最大設定値がこのブレーキに適用されることを確実にする概念が
適用できる。
【０００８】 しかしながら、強いブレーキ適用に関連して、異なった条件が考慮されなけれ
ばならない。ブレーキトルクは、フリクション値が減速のために車両の全部の車
輪に使用できるので、両方の車軸に適用するために必要である。このように、両
方の車軸でのフリクション値の最適な使用は達成される。 その他のために、例えば、これが検討されている車輪の強いブレーキ操作とな
る場合、電気動力学的回生ブレーキ用の設定値を最大化する基準なしで行うこと
も必要である。他方において、技術的に可能な最大ブレーキトルクは、各車軸用
に特定された設定値に到達する電気動力学的回生ブレーキ用に十分ではないこと
もあり得る。それゆえ、失われた量は、フリクションブレーキまたは設定値によ
って置換されなければならない。
【０００９】 従って、電気動力学的回生ブレーキのブレーキパワーの最大化の戦略は、車両
の異なった車軸のブレーキ力を分配することによってブレーキ特性を最適化する
戦略と結合される。これらの戦略のどれが適しているかは、減速条件（ｄｅｃｅ
ｌａｒａｔｉｏｎ ｒｅｑｉｒｅｍｅｎｔ）、例えば、減速条件から決定された
所望の車両減速に基づいて決定される。比較的低い値を持った所望の車両減速の
第１の範囲において、電気動力学的回生ブレーキのブレーキパワーを最大化する
戦略は、追随することができる。これは、しばしば、電気動力学的回生ブレーキ
のみが使用されることを意味する。しかしながら、比較的高い減速値を持った所
望の車両減速の第２の範囲において、車両の車軸のブレーキ力を分配する戦略は
追随される。 ２つの範囲の限界は変更可能であって、そのような変更は、内部的または外部
的操作条件に基づいている。
【００１０】 いずれのブレーキ操作の戦略が選択されるかに影響する減速条件は、例えば、
ブレーキペダルを通して示されたような運転者のブレーキ操作の要求でできる。
しかしながら、同様の方法で、制御システムによって発生された減速条件は、例
えば、あとに従う制御または類似のシステムから処理できる。 減速条件は、所望の車両減速（次元ｍ／ｓ２、負の加速）を有することができ
る。一方のために、減速条件がブレーキペダルから導き出された場合、その第１
の近似値のこの値は、ブレーキペダルの位置に対応する。他方のために、減速条
件の動力学−時間に関連する変更−もまた研究される。減速条件がブレーキペダ
ルから導き出された場合、これは、第１の近似値のブレーキペダルの作動速度に
対応する。減速条件の動力学は、やわらかい「正常な」ブレーキ操作、または急激
で「異常な」パニック的ブレーキ操作のいずれが遂行されるべきかを示す。この
ように、例えば、減速条件の動力学によれば、所望の車両減速が依然として低い
値を有していても、上述した範囲の限界は、車両の車軸へのブレーキトルクの分
配のブレーキ戦略のためにシフトすることができる。
【００１１】 フリクションブレーキは好ましくは、車両の全部の車輪の個々に作用できるよ
うな液圧的に作動されるブレーキである。特別な利点は、「ワイヤによるブレー
キ」システムであって、ブレーキ圧力−それゆえブレーキトルク−は、液圧的に
個々の車輪に、しかし、制御システムからの電気信号に従って個々に生成される
。そのようなシステムを持って、フリクションブレーキ用の異なったブレーキト
ルクは、車輪ごとに、または車軸ごとに簡単な方法で生成される。「ワイヤによ
るブレーキ」システムは、また電気機械的構造を有すことができる。
【００１２】 さらに、一方におけるフリクションブレーキの動力学と、他方における電気動
力学的回生ブレーキのそれとは異なることが明らかになる。特に、電気動力学的
回生ブレーキはしばしばフリクションブレーキよりも遅い応答特性を示す。これ
は、一方において駆動列の比較的長い伝達距離に、他方において特に制御システ
ムに帰することができる。上述した組み合わせシステム（フリクションブレーキ
と電気動力学的回生ブレーキとの組み合わせ）の実際の実施例は、電気動力学的
回生ブレーキ用の制御システムと同様、フリクションブレーキ制御を要求するけ
れども無駄な時間が既に信号処理において生じ、そしてこれが、電気動力学的回
生ブレーキの反応が遅いことの理由である。しかしながら、同様の方法で、駆動
操作とブレーキ操作との間でモータを切り換えることは無駄な時間を導くが、一
方、特にモータインダクタンスの時定数は素早く切り換わることはできない。こ
のように、電気動力学的回生ブレーキは、しばしばその特定の設定値に到達する
のがフリクションブレーキよりも遅い。 この理由により、フリクションブレーキ用の少なくとも１つの設定値（動力学
的基準に従って発生した）は、電気動力学的回生ブレーキの動力学的特性に従っ
て変更されることが提案された。特に、電気動力学的回生ブレーキが作用する車
両の車軸用のフリクションブレーキの設定値は変更できる。変更または訂正は、
例えば制御アプローチによって、またはシミュレーションを適用することによっ
て実行できる。
【００１３】 本発明の個々の実施例は、図面を参照して説明される。 図２に基づいて第１の実施例を説明する前に、図１を参照して本発明が適応で
きる車両について説明する。 図１は、前軸１１０ｂが右側に示され、後軸１１０ａが左側に示された車両の
上面図を概略的に示したものである。車輪センサー１０８ａ〜１０８ｄとフリク
ションブレーキ１０７ａ〜１０７ｄとが４つの車輪１０９ａ〜１０９ｄに割り当
てられている。好ましくは、フリクションブレーキシステムは「ワイヤによるブ
レーキ」システムで、各車輪のブレーキ圧力、それゆえブレーキトルクは電気信
号に従って発生され、電気信号は好ましくは、制御システム１１１によって各車
軸用に個別に、またよりもっと好ましくは各車輪用に発生され、各車輪の各フリ
クションブレーキ１０７ａ〜１０７ｄに供給される。この車両は、エネルギーを
バッテリー１０２から受ける電気駆動装置１０１、好ましくは電気モータによっ
て駆動される。スイッチ装置１１２がバッテリー１０２とモータ１０１との間に
設けられていて、制御システム１００からの命令に従ってバッテリー１０２とモ
ータ１０１との間のエネルギーの流れを制御する。スイッチ装置１１２は、簡単
なリレーで現わすこともできる。より複雑な、例えばサイリスタ、特にＧＴＯｓ
のような電子的に切り換え可能なスイッチによってエネルギーの流れを制御する
スイッチ装置１１２もまた可能である。
【００１４】 電気駆動装置１０１の推進力は、多分既に存在している伝達装置１０３を介し
て車両に供給される。図示した例において、１つの車軸、特に前軸１１０ｂのみ
が駆動される。しかしながら、両側の駆動すなわち４輪駆動もまた可能である。
バッテリー１０２、モータ１０１、およびたぶん存在する伝達装置１０３は、操
作状態を制御システム１００に報告するセンサー１０４、１０５および１０６を
示している。 制御システム１００は異なった職務を有していて、そのうちの最も重要なもの
をここで述べる。それは、所望の駆動トルクまたは所望のブレーキトルクのいず
れかを提供するために、エネルギーアキュムレータ／バッテリー１０２とモータ
１０１との間のエネルギーの流れを調整する。そのために、制御システム１００
は、適切な方法でスイッチブロック１１２を作動する。このように、制御システ
ムはまた、電気動力学的回生ブレーキを制御する。さらに、制御システムは、図
１には示されていないが、データ処理のために必要な信号を受信できる。特に、
必要なデータをそれから受ける車両の母線（ｂｕｓ）に接続できる。さらに、制
御システム１００は、フリクションブレーキの制御装置１１１にインターフェー
スとして作用できる。しかしながら、これと関連して、制御システム１００は、
電気動力学的回生ブレーキ用に、フリクションブレーキ用の制御システム１１１
から離間したハードウェアに設けられなくともよいことが指摘されなければなら
ない。それにもかかわらず、これはしばしばあるケースである。両方の制御シス
テム１００、１１１を有する結合構成部品も同等に可能である。
【００１５】 図２は、設定値を決定するための第１の実施例を示している。構成要素２０３
は、減速条件から所望の車両減速ａｓｏｌｌを決定するための構成要素である。
図２は、ブレーキペダルセンサー２０２がブレーキペダル２０１の作動から減速
条件を導き出す構成部品を示している。上述したように、減速条件は同様に車両
の他の制御装置または調整部品によって生成できる。また、上述したように、減
速条件は、一方において所望の車両減速を、同様に、他方において減速条件の動
力学を表す値を有することができる。所望の車両減速ａｓｏｌｌは、減速条件に
依存して構成要素２０３で決定され、ブレーキトルク（専門家はブレーキ力と同
一のものと考える）用の設定値を決定するために使用される。
【００１６】 好ましい実施例において、少なくとも３つの異なった設定値（ブレーキトルク
用の）、すなわち、電気動力学的回生ブレーキ用の設定値ＭＲｅｇ、車両の前軸
でのフリクションブレーキ用の設定値ＭＲｅｉｂ、ＶＡ、および車両の後軸用の
設定値ＭＲｅｉｂ、ＨＡが発生される。各車軸用に設定値を発生する代わりに、
設定値は各車輪にも同様に発生されることができる。そのケースにおいて、設定
値ＭＲｅｇをカウントするのに５つの設定値が発生されなければならない。設定
値は構成要素２０４、２０５で発生される。構成要素２０４は、種々の他の信号
と同様に所望の車両減速を受ける。例えば、インターフェース２０９から車両の
データ母線への信号と同様に、図１のセンサー１０４〜１０６の信号、詳細には
示していない他のセンサー２０７の信号、図１の車輪センサー１０８ａから１０
８ｄの信号が受けられる。さらに、構成要素２０４は減速条件の動力学の関する
信号を受けることができる。これはライン２１０によって示されている。
【００１７】 構成要素２０４、２０５は、減速条件に従って可変な基準または戦略に基づい
た上述の設定値を決定する。どの基準またはどの戦略が適用されるかは減速条件
（所望の減速、動力学）および、特に、所望の車両減速に依存する。そのために
差動装置２０６が設けられていて、そのような装置は、どの基準またはどの戦略
が適用されるかを実際に決定する構成要素２０５に示す信号を出力する。
【００１８】 ある戦略は、単に電気動力学的回生ブレーキを作動するだけで、所望の車両減
速を得る。これは、所望の車両減速または対応する減速条件が比較的低い場合に
起きる。この場合において、所望の車両減速に対応する設定値（ブレーキトルク
用の）は、電気動力学的回生ブレーキ用にのみ発生する（すなわち、ＭＲｅｇ）
のに対し、フリクションブレーキ用に設定値は発生しないかまたは零の設定値が
発生する（ＭＲｅｉｂ、ＶＡ、ＭＲｅｉｂ、ＨＡ）。他の戦略は、図４に関連し
て後述する付加的な基準に従って、ブレーキ力を前軸と後軸とに分配することで
ある。ついで、電気動力学的回生ブレーキ用の設定値ＭＲｅｇと、同様にフリク
ションブレーキ用の設定値ＭＲｅｉｂ、ＶＡ、ＭＲｅｉｂ、ＨＡとが付加的な基
準に従って発生される。この戦略は、比較的高い所望の車両減速または対応する
減速条件用に適している。
【００１９】 一方において電気動力学的回生ブレーキ用の設定値が、他方においてフリクシ
ョンブレーキ用の設定値が発生された場合、フリクションブレーキおよび電気動
力学的回生ブレーキに無関係に各車軸用の設定値が最初に発生し、ついで、両方
のブレーキが作用される車軸での電気動力学的回生ブレーキとフリクションブレ
ーキとの間の設定値を分割することが可能となろう。もし必要であれば、この分
割は電気動力学的回生ブレーキのブレーキトルク用の極大化戦略を伴う。 車両の異なった車軸へのブレーキ力の分配に関する考察は、図４に基づいて説
明されるが、これは、前軸の標準化されたブレーキ力を横座標として、後軸の標
準化されたブレーキ力を縦座標として示している。曲線４０２は、タイヤと路面
との間におけるフリクション値の利用の最適化された分配を反映する。例えば、
点４０７において、標準化されたブレーキ力は、前軸で約０．６の値を、後軸で
０．２の値を有する。曲線によって示された分配は、同一のフリクション値利用
が前軸の車輪と後軸の車輪との間で得られる基準に基づいて起きる。
【００２０】 ４０３が示していることは、後軸と前軸とのブレーキトルクの分配は、後軸の
値が最適分配と比較して減少されるようにして修正されることである。このよう
にして後軸（全ての車輪でフリクション値が等しいと仮定して）は、前軸の前に
ではなく後においてのみ阻止されることが確実になる。その結果、車両減速に関
するほとんどの最適なブレーキ特性と、運転の安定性に関するブレーキ特性が達
成される。曲線４０２と比較した曲線４０３の落差は、例えば、後軸用の値が、
例えば２０％またはそれ以下、１０％またはそれ以下、５％またはそれ以下のあ
るパーセントによって減少されるようにして起きる。 曲線４０１は、例えば負荷が掛けられた車両用に選択された修正された分配を
示している（後軸が比較的重い負荷を支持している場合）。
【００２１】 図１の車両が電気動力学的回生ブレーキによってのみ減速された場合、図４の
ライン４０６によるブレーキ力の分配は、電気駆動装置が前軸に作用した場合に
起きる。前軸でのブレーキトルクはある値を有するのに対し、後軸では零である
。発生されるべき設定値に基づいて図１に示されたシステムによって設定できる
全体的に好ましい特性ブレーキ曲線は、弱いブレーキ作動用のライン４０６、中
間的ブレーキ作動用のライン４０５、強いブレーキ作動用のライン４０３に沿っ
て伴われる。図４の左部分のライン４０６と、図４の右部分のライン４０３とは
、所望の車両減速の上述した範囲に対応する。さらに、これらの２つの範囲の間
には範囲４０５が設けられていて、この範囲４０５において、システムは、例え
ば、挿入、平均的構成、または類似のプロセスによって、あるブレーキ戦略から
他のブレーキ戦略に変える。
【００２２】 例えば図４に従って、車両の各車軸用のブレーキトルクの設定値が決定される
と、設定値ＭＲｅｇ、設定値ＭＲｅｉｂ、ＶＡ、ＭＲｅｉｂ、ＨＡは、先の設定
値に従って構成要素２０５に発生することができる。このように、例えば、図４
により特性領域は、表、等式または類似のものによって構成要素２０５で実行さ
れる。 駆動すなわち操作状態は、上述したブレーキ戦略の範囲対範囲分配にしっかり
と追随するのではなく、ある操作状態の決定に適合するのに適したように起きる
。そのような操作状態のいくつかの例は次のように説明される。
【００２３】 ―所望の車両減速は、それ自身（依然として）低いがしかし急速に増加し、所
望の車両減速は、高い動力学を有していて、これが急激なブレーキ適用を示すこ
とができる。この場合において、ブレーキにとって、最大の減速で直ぐに操作さ
れることが、所望の車両減速がある値に達する場合にのみならず望ましい。この
ように、減速条件および特にその動力学に依存して、比較的早い時点での異なっ
たブレーキ戦略間で切り換えることが望ましい。これは、例えば、高い動力学が
減速条件において検知された場合はいつでも、減速条件の動力学に従って差動構
成要素２０６のしきい値を変えることによって、特に減少することによって実行
できる。このように、車両は最適な原則を持ってブレーキが掛けられ、貴重な時
間が車両にブレーキを掛ける前に失われることがない。
【００２４】 ―電気動力学的回生ブレーキのみによる弱いブレーキ操作にもかかわらず、例
えば氷に覆われた道路で、高いスリップまたは車輪のブロックが生じる。そのよ
うな場合でも、比較的低い減速にもかかわらず、全ての車軸にブレーキを作動さ
せることが望ましい（フリクションブレーキを加えて）。これは、例えば、差動
構成要素２０６が、ブレーキ戦略間の差異用に適用されるしきい値を変更するた
めに、スリップ情報（例えば、車輪センサー１０８ａ〜１０８ｄからの信号に基
づいて決定された）に使用される場合に実行される。
【００２５】 ―電気動力学的回生ブレーキの効果があることは、モータが逆に操作された場
合に発生したエネルギーが出力できるかどうか、すなわち、バッテリーによって
取り上げられることができるかどうかに依存している。しかしながら、バッテリ
ーが十分に充電された場合、エネルギーは出力されないので、電気動力学的回生
ブレーキは少ない効果のまま残る。このように、同様にバッテリーの充電に依存
して、電気動力学的回生ブレーキの適用を停止し、その代わりにフリクションブ
レーキを使用することが望ましい。これは、続いて、異なったブレーキ基準また
は戦略用に差異基準を適切に変更することによって（バッテリーの充電状態に従
って）、実行することができる。
【００２６】 ―トルクＭ、速度ωおよび力Ｐ（Ｐ＝Ｍ・ω）との間の上述した関係に従って
、電気動力学的回生ブレーキは高速において比較的弱い。このように、差動構成
要素２０６でのしきい値の切り換えまたは変更によって実行できるように、モー
タの高速においても同様に電気動力学的回生ブレーキを越えてフリクションブレ
ーキに優先度を与えることが望ましい。
【００２７】 ―最後に、技術的理由により、電気動力学的回生ブレーキが車両の低速におい
て弱い効果しか有していないので、低速（車両速度が零に近い）においてもまた
電気動力学的回生ブレーキに代えてフリクションブレーキを使用することが望ま
しい。ついでさらに、フリクションブレーキを付加するかまたはそれのみを使用
するかが望ましく、それによって、差動構成要素２０６の決定基準が適切に変更
されるので最適な減速を持ったブレーキ戦略が適用される。
【００２８】 このように、本発明の１つの態様は、電気エネルギーの回生に関して最適化さ
れたブレーキ戦略と、操作状態に依存した減速効果に関して最適化されたブレー
キ戦略との間で切り換えることである。減速効果に関して最適化されたブレーキ
戦略は、フリクションブレーキのみが使用されるか、または、ある程度電気動力
学的回生ブレーキの最適化された適用を含むことを意味することができ、これは
、最適化された減速効果に関して可能である。各戦略は、差動構成要素２０６に
従って適用され、差動構成要素２０６はそれ自身、考慮される必要がある操作条
件に従って修正できる。例えば、差異の目的で使用されたしきい値は、考慮され
る必要がある操作条件に従って差動構成要素２０６で変更できる。これは、例え
ば、変更装置２０８によって起こすことができる。
【００２９】 例えば、電気駆動装置１０１の速度、バッテリー１０２の充電状態、または車
輪のスリップのような異なった操作条件が、異なったブレーキ戦略間（回生に関
して最適化され、減速に関して最適化され）の限界をシフトするためにちょうど
使用できるとき、それらは、電気動力学的回生ブレーキ用の設定値の決定に影響
するための１つのブレーキ戦略内で使用できる。例えば、電気動力学的回生ブレ
ーキ用の設定値が、減速に関して最適化されたブレーキ戦略内で決定される場合
、この値は、もしバッテリーの充電状態が良好で、モータの速度が非常に早く、
またはある車輪のスリップが比較的高いと小さく維持できる。
【００３０】 図３を参照して、図２に示された実施例との差を説明する。基本的には、これ
は図２の実施例の補足である。図３に示された実施例において、電気動力学的回
生ブレーキ用の設定値ＭＲｅｇの計算は、異なったステップに分割される。最初
に、電気動力学的回生ブレーキの利用可能なトルク値ＭＲｅｇ、ｖが決定される
。それに基づいて上述した設定値が他の値と共に決定される電気動力学的回生ブ
レーキＭＲｅｇ、ｐｏｔの位置ブレーキトルクは、車両速度ＶＦおよび減速条件
と同様にこれから導き出される。
【００３１】 図２、３および４に基づいて上述した実施例は、静力学的設定値決定と考える
ことができる。それは、設定値を決定する場合、車両の内部および外部の異なっ
た操作状態を考慮するが、決定された設定値と共に作動されるブレーキの動力学
を考慮しないからである。しかしながら、特に電気動力学的回生ブレーキが、特
定された設定値にフリクションブレーキよりも遅く反応することが判明するけれ
ども、上述した方法で決定された決定設定値が、作動されるべきブレーキの動力
学的特性を考慮するために変更される場合、更なる改良が達成できる。好ましく
は、「素早く反応する」ブレーキおよび「ゆっくりと反応する」ブレーキがある場合
、素早く反応するブレーキの設定値は、ゆっくり反応するブレーキの設定値と実
際値との間の一時的な差を受けるようにして変更される。上述したシステムにお
いて、フリクションブレーキ用の設定値は、電気動力学的回生ブレーキの動力学
的動作に従って訂正されなければならないであろう。
【００３２】 図５は、第１の実施例が達成される概略を示している。この実施例は、少なく
ともフリクションブレーキの前軸と後軸用の２つの設定値ＭＲｅｉｂ、ＶＡ、Ｍ Ｒｅｉｂ、ＨＡ と同様、電気動力学的回生ブレーキ用の設定値ＭＲｅｇを受ける
。さらに、装置５０２が設けられていて、電気動力学的回生ブレーキの現在の実
際のブレーキトルクを決定できる。これは、上述したトルクを他の値に基づいて
決定するセンサーまたは複雑なデータ処理ができる。差は、フリクションブレー
キ用の適切な設定値に加えられる。好ましくは、電気動力学的回生ブレーキが作
用する車軸用の設定値が加えられる。この加算は加算装置５０３で実行される。
各車輪ブレーキ用の車輪ブレーキ圧力値は装置５０７で決定され、これらはつい
で適切に活性化される。従って、図５は、設定値と実際値との間の差が電気動力
学的回生ブレーキに関して決定され、この差が他の設定値を訂正するのに使用さ
れる範囲の制御エンジニアリングアプローチを示している。
【００３３】 図６は他のアプローチを示している。ここでもまた、上述した設定値が最初に
受けられる。これらは、図２、３および４に関して述べたように決定される。し
かしながら、図６の実施例において、遅い方のブレーキの動力学的動作、すなわ
ち、上述した実施例の電気動力学的回生ブレーキはシミュレーションされ、早い
方のブレーキの設定値、すなわち、フリクションブレーキはシミュレーションに
従って変更される。 シミュレーションは、例えば、適切なＤＴ１構成要素を通して電気動力学的回
生ブレーキＭＲｅｇ用の設定値の導入を有することができ、そしてこの構成要素
の出力は、フリクションブレーキ用の設定値に加えられる。図６は、一般に、ブ
レーキ力用のシミュレーションと設定値の影響とが装置５０４で生じ、設定値が
、ついで図５のように、装置５０７の車輪ブレーキの圧力値を計算するために使
用される実施例を示している。装置５０４内に装置５０５があり、電気動力学的
回生ブレーキのブレーキ動力学、およびフリクションブレーキもまた、より技巧
的なシステムで適切な変数に基づいてシミュレーションする。フリクションブレ
ーキ用の動力学的設定値は、装置５０６で決定される。さらに、トリミング変数
が決定され、装置５０５のブレーキモデルを調整するために使用される。そのた
めに、装置５０６もまた、電気動力学的回生ブレーキの少なくとも実際の動力学
的動作を反映する信号を受ける。フリクションブレーキの動力学が同様に考慮に
入れられる必要がある場合、フリクションブレーキの実際の動力学的動作を決定
し装置５０６に情報を供給する装置３０８が設けられなければならない。
【００３４】 図２、３、５および６に関して述べられた実施例は、図１に示された制御シス
テム１００、１１１の間で貢献できる。しかしながら、これらはまた単一の装置
、一枚の印刷配線基板、あるいは適切にプログラムされた単一のチップを通して
実行できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明が適用できる車両の構成の概略を示す図。
【図２】 ブレーキトルク用の設定値を決定するための本発明の第１の実施例を示す図。
【図３】 図２に示された実施例の変形例を示す図。
【図４】 ブレーキ力分布を示す線図。
【図５】 動力学的設定値の決定を示す図。
【図６】 動力学的設定値の決定を示す図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3D046 AA09 GG11 HH02 HH22 HH36 5H115 PA08 PA10 PC06 PG04 PI13 PO01 PO06 PU01 PU21 PU23 PU26 QE10 QI04 QN02 QN06 QN08 QN10 RE01 SE02 SE03 SE06 SJ13 TB00 TI01 TO24 TR19 UI23 【要約の続き】 （３０１、３０６）を有する。

Claims (36)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電気的に駆動することができる車両のブレーキシステムのブ
    レーキ力すなわちブレーキトルク用の設定値を決定する方法であって、ブレーキ
    力すなわちブレーキトルクは、フリクションブレーキ作動によって車両の全ての
    車輪に発生することができ、電気動力学的回生ブレーキが対応する設定値に従っ
    て少なくとも１つの車軸に作用し； ―決定された減速条件から所望の車両減速を決定するステップと、 ―所望の車両減速に従って設定値を決定するステップと、 を備え； 電気動力学的回生ブレーキ用の設定値が減速条件に従って可能な限り大きく規
    定されるか、電気動力学的回生ブレーキおよびフリクションブレーキ用の設定値
    が車軸のブレーキ力の分配に関する基準に従って最初に設定されるかのいずれか
    であることを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 電気動力学的回生ブレーキの設定値は、所望の車両減速の第
    １の範囲で可能な限り大きく規定され、所望の車両減速の第２の範囲で電気動力
    学的回生ブレーキおよびフリクションブレーキ用の設定値が車軸のブレーキ力の
    分配に関する基準に従って最初に設定され、この第２の範囲は第１の範囲の上に
    あることを特徴とする請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 電気動力学的回生ブレーキおよびフリクションブレーキ用の
    設定値は、車両の異なった車軸のブレーキ力の分配すなわちブレーキトルクが、
    タイヤと路面との間でのフリクション値の利用に関して好ましい前軸と後軸の所
    望の力／トルクの分配となる第２の範囲で特定されることを特徴とする請求項２
    記載の方法。
  4. 【請求項４】 所望の分配は、車両の負荷に依存することを特徴とする請求
    項３記載の方法。
  5. 【請求項５】 所望の分配は、後軸がブロックされる前に前軸がブロックさ
    れるように選択されることを特徴とする請求項３または４記載の方法。
  6. 【請求項６】 電気動力学的回生ブレーキ用の設定値は、電気的駆動モータ
    の操作状態、特に速度に従って、および／または、バッテリーの充電状態に従っ
    て規定されることを特徴とする請求項１ないし５いずれか１項記載の方法。
  7. 【請求項７】 各車輪のフリクションブレーキは、設定値に従って発生され
    た電気信号によって個別に制御されることを特徴とする請求項１ないし６いずれ
    か１項記載の方法。
  8. 【請求項８】 所望の車両減速は、ブレーキ圧力作動の動力学に従うのと同
    様に、ブレーキペダルの作動の程度に従って決定されることを特徴とする請求項
    １ないし７いずれか１項記載の方法。
  9. 【請求項９】 設定値は、各車輪のスリップ情報に従って修正されることを
    特徴とする請求項１ないし８いずれか１項記載の方法。
  10. 【請求項１０】 電気動力学的回生ブレーキは、前軸に作用することを特徴
    とする請求項１ないし９いずれか１項記載の方法。
  11. 【請求項１１】 所望の車両減速の第１の範囲と第２の範囲との間の限界は
    、減速条件の動力学に従って変更されることを特徴とする請求項２ないし１０い
    ずれか１項記載の方法。
  12. 【請求項１２】 所望の車両減速の第１の範囲と第２の範囲との間の限界は
    、少なくとも１つの車輪のスリップ情報に従って変更されることを特徴とする請
    求項２ないし１１いずれか１項記載の方法。
  13. 【請求項１３】 所望の車両減速の第１の範囲と第２の範囲との間の限界は
    、電気駆動モータの操作状態特に速度、および／またはバッテリーの充電状態に
    従って変更されることを特徴とする請求項２ないし１２いずれか１項記載の方法
    。
  14. 【請求項１４】 所望の車両減速の第１の範囲と第２の範囲との間の限界は
    、調整可能なしきい値に従って規定されることを特徴とする請求項２ないし１３
    いずれか１項記載の方法。
  15. 【請求項１５】 電気的に駆動することができる車両のブレーキシステムの
    ブレーキ力すなわちブレーキトルク用の設定値を動力学的に決定する方法であっ
    て、ブレーキ力すなわちブレーキトルクは、フリクションブレーキ作動によって
    車両の全ての車輪に発生し、電気動力学的回生ブレーキが対応する設定値に従っ
    て少なくとも１つの車軸に作用し； ―所望の車両減速を決定するステップと、 ―所望の車両減速に従って、好ましくは、先行する請求項のいずれか１つに従っ
    て設定値を決定するステップと、 ―好ましくは前軸用のフリクションブレーキの設定値を電気動力学的回生ブレー
    キの動力学的状態に従って訂正するステップと； がもたらされことを特徴とする方法。
  16. 【請求項１６】 電気動力学的回生ブレーキの動力学的状態は、特にセンサ
    ーで連続的に決定され、フリクションブレーキの設定値はその決定の結果に従っ
    て訂正されることを特徴とする請求項１５記載の方法。
  17. 【請求項１７】 電気動力学的回生ブレーキの動力学的状態は、連続的にシ
    ミュレーションされ、フリクションブレーキの設定値は、そのシミュレーション
    の結果に従って訂正されることを特徴とする請求項１５記載の方法。
  18. 【請求項１８】 シミュレーションは、特性領域、および／または方程式に
    基づいていることを特徴とする請求項１７記載の方法。
  19. 【請求項１９】 車両のブレーキシステムのブレーキ力すなわちブレーキト
    ルク用の設定値を決定するための装置であって、電気駆動装置（１０１）と、適
    切な設定値に従って車両の全ての車輪（１０９）にブレーキ力を適用するフリク
    ションブレーキ（１０７）と、少なくとも１つの車軸に適切な設定値に従ってブ
    レーキ力を適用する電気動力学的回生ブレーキ（１０１、１０２、１０５）とを
    有し： ―決定された減速条件から所望の車両減速を決定するための構成要素（２０３）
    と、 ―所望の車両減速に従って設定値を決定するための構成要素（２０４、２０５）
    と、 を備え、 ―減速条件に従って設定値を決定するための構成要素を有し、 ―電気動力学的回生ブレーキ用の設定値を可能な限り大きくするか、 ―または、車軸（１１０ａ、ｂ）へのブレーキ力の分配に関する基準に従って電
    気動力学的回生ブレーキ用とフリクションブレーキ用の設定値を設定するかのい
    ずれかであることを特徴とする装置。
  20. 【請求項２０】 所望の車両減速の第１の範囲と、この第１の範囲の上にあ
    る所望の車両減速の第２の範囲との間の差を取る差動構成要素（２０６）を有し
    設定値を決定する構成要素は、電気動力学的回生ブレーキ用の設定値を第１の範
    囲で可能な限り大きくし、電気動力学的回生ブレーキ用とフリクションブレーキ
    用の設定値をブレーキ力の分配に関する基準に従って最初に第２の範囲で設定す
    るようにしたことを特徴とする請求項１９記載の装置。
  21. 【請求項２１】 第２の範囲で設定値を決定するための構成要素は、車両の
    異なった車軸のブレーキ力すなわちブレーキトルクの分配が、タイヤと路面との
    間での摩擦値利用に関して好ましい前軸と後軸への所望の力／トルクの分配をす
    るようにして、電気動力学的回生ブレーキ用とフリクションブレーキ用の設定値
    を特定することを特徴とする請求項２０記載の装置。
  22. 【請求項２２】 所望の分配は、車両の負荷に依存していることを特徴とす
    る請求項２１記載の装置。
  23. 【請求項２３】 所望の分配は、後軸（１１０ａ）が阻止される前に、前軸
    （１１０ａ）が阻止されるように選択されることを特徴とする請求項２１または
    ２２記載の装置。
  24. 【請求項２４】 例えば特に電気駆動モータ（１０１）、および／または、
    バッテリーの充電状態のような操作状態を感知する感知構成要素（１０４、１０
    ５）が設けられていて、設定値を決定する構成要素が感知された値に従って電気
    動力学的回生ブレーキ用の設定値を特定することを特徴とする先に記載された請
    求項のいずれか１項記載の装置。
  25. 【請求項２５】 各車輪（１０９ａ〜ｄ）のフリクションブレーキ（１０７
    ａ〜ｄ）用の設定値に従って各電気信号を発生する制御システム（１１１）を備
    えていることを特徴とする先に記載された請求項のいずれか１項記載の装置。
  26. 【請求項２６】 ブレーキペダルセンサー（２０２）を備えていて、所望の
    車両減速がペダル作動の動力学に従うのと同様に、ブレーキ圧力の作動の程度に
    従って決定されることを特徴とする先に記載された請求項のいずれか１項記載の
    装置。
  27. 【請求項２７】 設定値を決定するための構成要素は、各車輪でのスリップ
    情報に従って設定値を修正することを特徴とする先に記載された請求項のいずれ
    か１項記載の装置。
  28. 【請求項２８】 電気動力学的回生ブレーキ（１０１、１０５）は前軸（１
    １０ｂ）に作用することを特徴とする先に記載された請求項のいずれか１項記載
    の装置。
  29. 【請求項２９】 所望の車両減速の第１の範囲と第２の範囲との間の限界を
    減速条件の動力学に従って変更する変更構成要素（２０８）を備えたことを特徴
    とする請求項２０ないし２８いずれか１項記載の装置。
  30. 【請求項３０】 所望の車両減速の第１の範囲と第２の範囲との間の限界を
    少なくとも１つのスリップ情報に従って変更する変更構成要素（２０８）を備え
    たことを特徴とする請求項２０ないし２９いずれか１項記載の装置。
  31. 【請求項３１】 所望の車両減速の第１の範囲と第２の範囲との間の限界を
    電気駆動モータの操作状態特に速度に従って、および／または、バッテリーの充
    電状態に従って変更する変更構成要素（２０８）を備えたことを特徴とする請求
    項２０ないし３０いずれか１項記載の装置。
  32. 【請求項３２】 変更構成要素（２０８）は、差動構成要素（２０６）のし
    きい値を変更することを特徴とする請求項２０ないし３１いずれか１項記載の装
    置。
  33. 【請求項３３】 車両のブレーキシステムのブレーキ力すなわちブレーキト
    ルク用の設定値を動力学的に決定するための装置であって、電気駆動装置（１０
    １）と、対応する設定値に従って車両の全ての車輪にブレーキ力を適用するフリ
    クションブレーキ（１０７）と、少なくとも１つの車軸（１１０ｂ）に対応する
    設定値に従ってブレーキ力を適用する電気動力学的回生ブレーキ（１０１、１０
    ２、１０５）とを有し： ―所望の車両減速を決定するための構成要素（２０３）と、 ―好ましくは請求項１９から３２のいずれか１項により、所望の車両減速に従っ
    て設定値を決定するための構成要素（２０４、２０５）と、 ―電気動力学的回生ブレーキ（１０１、１０５）の動力学的状態に従って、好ま
    しくは前軸（１１０ｂ）のフリクションブレーキ用の設定値を訂正するための構
    成要素（５０１〜５０６）とを備えたことを特徴とする装置。
  34. 【請求項３４】 電気動力学的回生ブレーキの状態を連続的に監視するため
    の構成要素（５０１）を有し、訂正構成要素（５０２、５０３）が、差動構成要
    素の出力に従ってフリクションブレーキ用の設定値を訂正することを特徴とする
    請求項３３記載の装置。
  35. 【請求項３５】 電気動力学的回生ブレーキの状態を連続的にシミュレーシ
    ョンするための構成要素（５０４〜５０６）を有し、訂正構成要素が、シミュレ
    ーション構成要素の出力に従ってフリクションブレーキ用の設定値を訂正するこ
    とを特徴とする請求項３４記載の装置。
  36. 【請求項３６】 シミュレーション構成要素が特性領域、および／または、
    計算方程式用の構成要素を現わすことを特徴とする請求項３５記載の装置。
JP2000535531A 1998-03-12 1999-03-10 ブレーキ力すなわちブレーキトルクに関する設定値を静力学的にまたは動力学的に決定する方法および装置 Pending JP2002506339A (ja)

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