JP2002517353A - 圧力モデルに基づくブレーキ圧力調節方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ブレーキコントロールにおける暫定的な目標圧力勾配を決定し、目標圧力勾配を調節するために液圧ポンプおよびまたは少なくとも１個の液圧弁のための動作信号を決定し、圧力モデルに基づいて実際圧力を決定し、駆動される車輪のスリップを決定し、実際圧力と、最高ブレーキ圧力よりも低い第１の閾値とを比較し、車輪スリップがトラクションスリップである場合車輪スリップと第２の閾値とを比較し、実際圧力と車輪スリップがその都度の閾値を上回るときに、暫定的な目標圧力勾配が高められる、車輪ブレーキのブレーキ圧力を調節するための方法と装置が開示される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、液圧式車輪ブレーキのブレーキ圧力を調節するための方法と装置に
関する。

【０００２】 車両、特に自動車の最新のブレーキ装置では、それぞれの車輪ブレーキのブレ
ーキ圧力がいろいろなパラメータに応じて制御される。その際、上位の制御回路
は実際のブレーキングの際に、減速度最適化、操舵最適化または安定性最適化の
ような制御目的を有する。そのために、いろいろな判断基準またはオペレーティ
ング順序に応じて、特に車輪ブレーキの所定の目標圧力を設定することにより、
車輪ブレーキが応答する。下位の制御装置においてこの目標圧力が調節される。
従って、下位の制御装置は入力量として目標圧力を受け取り、目標圧力を調節す
るために、弁、場合によってはブレーキ倍力装置または液圧ポンプのための動作
信号を発生する。そのために特に、それぞれの車輪ブレーキについて実際圧力が
決定される。それによって、目標圧力との制御偏差が求められ、他の適切な手段
を講じることができる。

【０００３】 従って、最新のブレーキ装置では、ブレーキ圧力がセンサ装置によって測定さ
ないで、モデルに基づいて決定される。これは、センサと配線コストを省略する
ことができるという利点がある。

【０００４】 圧力モデルは必要な入力量を受け取り、それに基づいてシステムパラメータに
応じてそれぞれのブレーキの実際の圧力を決定する。特に、圧力モデルはその都
度考慮されるブレーキのブレーキ圧力に影響を与える制御信号、例えば流入弁、
排出弁、液圧ポンプ等のための信号を受け取ることができる。これらの信号から
およびシステムパラメータ（例えば管路横断面積、圧液の粘性、切換え特性等）
から、モデルがそれぞれの車輪ブレーキの圧力の上昇と平行して実際圧力を決定
するので、モデルに基づいて決定された実際圧力を出力することによって、下位
の制御回路を閉鎖することができる。

【０００５】 既存のシステムの難点は、変動する温度の影響を考慮することにある。低い温
度の場合、圧液、一般的には圧油の粘性が低下する。原理的には、この影響は他
のセンサによって認識可能である。しかしこの場合にも、付加的なセンサ装置を
省略するときには、他の方策を選択することができる。第１の方策では、最高シ
ステム圧力に関して、圧力モデルによって決定された実際圧力の値を検査するこ
とである。これは次の考察に基づいている。（まだ低温の）圧油の高められた粘
性に基づいて、実際の圧力はモデルで決定された実際圧力に追随する。これは、
モデルで決定された実際圧力が最終的に、実際の運転では用いられないシステム
限界値を上回ることになる。このような状況では、圧液がまだ低温であることが
検出される。この認識は制御方策に適切に取り込まれる。

【０００６】 この方法の欠点は、重大な状態が認識されるまで多くの時間が経過することに
ある。これは図３に示してある。図３には、時間に対していろいろな圧力上昇曲
線が示してある。曲線３２０は温かい液体の場合の圧力上昇を示す曲線である。
ブレーキ圧力Psoll が上昇すると、温かい液体の場合、ブレーキ圧力は曲線３２
０に沿って上昇し、時点ｔ₀ まで値Psoll に達する。これに対して、圧液が（ま
だ）低温であると、粘性が低いので、圧力上昇は曲線３１０に沿って行われ、時
点ｔ₁ で初めて値Psoll に達する。両曲線３１０，３２０は負の指数の指数関数
に応じて質的に上昇する。なぜなら、それ以上の圧力上昇が圧力源とシステムの
間の差圧に依存するからである。両方の場合、最終値は、例えば液圧ポンプまた
はブレーキ倍力装置によって発生し得るような最高システム圧力であった。ブレ
ーキ圧力Ppは最高のブレーキ圧力に一致する。従って、このブレーキ圧力に達し
ない。なぜなら、ブレーキ装置に安全弁が設けられているからである。この安全
弁は例えば限界圧力Pg′に達するときに前もって開放する。従って、ブレーキ装
置の圧力はこの値を超えて上昇しない。圧力Pg′は質問のための判断基準として
使用されるので、ゆっくりした認識となる。

【０００７】 上記の欠点は特に最新のトラクションスリップコントロールシステムで生じる
。このトラクションスリップコントロールシステムでは、トラクションスリップ
は往々にしてブレーキ介入によって所望な値に調節される。従って、駆動装置と
ブレーキは互いに反対に作動する。これは例えば、特に上り坂で摩擦係数が車両
両側で異なる場合にスタートのような困難な走行状態において重要である。一方
の側の車輪は大きな摩擦係数にあり、それによって多少正常にグリップし、他方
の側の車輪は小さな摩擦係数である（雪または氷）ので、車輪はスピンし、正の
スリップが発生する（車両速度よりも速い車輪速度）。極端な場合には、駆動ト
ルクは車両に供されない。なぜなら、差動装置を経て、駆動出力全部がスピンす
る車輪に導かれ、グリップを有する車輪が駆動されないからである。そのために
、スピンする車輪のブレーキ介入により、グリップする車輪を経て前進駆動する
トルクが車両に供給されることになる。これは、前進駆動トルクを車両にできる
だけ早く供することができるようにするために、できるかぎり早く行われる。時
間が経過すると、これは不利な作用を生じ、例えば車両が後方に転がるかまたは
エンジンとブレーキが不必要に長く互いに反対に作用する。他方では、低い摩擦
係数側に支持トルクを生じるために、大きなトラクションスリップが所望される
。

【０００８】 本発明の課題は、付加的なセンサ装置なしに圧力モデルの誤った適応を迅速に
認識するトラクションスリップコントロールを提供することである。

【０００９】 この課題は、独立請求項の特徴によって解決される。従属請求項には本発明の
好ましい実施形が記載されている。

【００１０】 図１は本発明を適用可能な車両を概略的に示している。参照数字１０１〜１０
４は車両の車輪を示し、１０１は左側前輪、１０２は右側前輪、１０３は右側後
輪、１０４は左側後輪を示している。１０５は前車軸、１０６は後車軸である。
車輪には車輪ブレーキ１２１，１２２，１２３，１２４が設けられている。更に
、各々の車輪は、導線（１１１ａ〜１１４ａ）を経て信号を制御装置１３０に供
給する車輪センサ（１１１〜１１４）を備えている。この制御装置は他のセンサ
または構成要素１１５〜１１７の入力信号を受け取り、車輪ブレーキ１２１〜１
２４と場合によってはエンジンインターフェース等のような他の（図示していな
い）構成要素を制御するために出力信号を発生することも可能である。このエン
ジンインターフェースによって駆動トルクにも影響を与えることができる。

【００１１】 図２は本発明による装置を示している。図１と同じ参照符号は同じ構成要素を
示している。

【００１２】 制御装置１３０は慣用の制御、例えばブレーキコントロールまたはトラクショ
ンスリップコントロールを行う制御装置構成要素２１０を備えている。制御装置
構成要素は入力信号、特に車輪センサ１１１〜１１４からの信号１１１ａ〜１１
４ａと、他の信号、例えば車両基準速度等を受け取る。この値に応じて、制御装
置構成要素は、詳しく説明しない制御方策を考慮して、出力信号２１１を発生す
る。この出力信号は特に、少なくとも１個の駆動車輪のための圧力勾配の目標値
である。それに基づいて、第１の決定装置２２０は、ブレーキ圧力を高めるため
あるいは低下させるために、液圧ブレーキの弁のための動作信号１３１を発生す
る。更に、液圧ポンプのための動作信号と場合によってはエンジンインターフェ
ースのための動作信号を発生することができる。

【００１３】 第２の決定装置２３０は実際圧力を決定する。第２の決定装置２３０は適当な
入力量、本実施の形態では信号１３１、すなわちブレーキ圧力を制御するために
使用される信号を受け取る圧力モデルである。この信号から、ブレーキ圧力モデ
ル２３０は実際圧力を演算し、信号２３１として出力する。

【００１４】 駆動される１個の車輪の信号経路だけが示してある。演算はすべての車輪ブレ
ーキの圧力について同じように行うことができる。

【００１５】 第１の比較装置２５１では、１個の車輪ブレーキの実際圧力が（装置２５１か
らの）目標値と比較される。第２の比較装置２４２では、好ましくは同じ車輪の
トラクションスリップが装置２５２からの閾値と比較される。装置２５２からの
スリップ閾値は比較的に高く、例えば４０ｋｍ／ｈ以上または５０ｋｍ／ｈ以上
である。

【００１６】 大きなトラクションスリップ（比較器２４２内）とブレーキ装置の高い実際圧
力（比較器２４１内）が検出されると、変更装置２１１が応答し、この変更装置
はそれに基づいて特に目標ブレーキ圧力勾配を高める。目標圧力勾配を高めるこ
とによって、圧力が迅速に上昇するので、冒頭に述べた不利な状況が早く終了す
る。特に、第１の比較装置２４１が装置２３０からの実際圧力を最高システム圧
力（系圧力）と比較しないで、低い値と比較するときに、不利な状況は早く終了
する。トラクションスリップコントロールの場合著しい制動をもたらすために比
較的に低いブレーキ圧力で充分であるので、明確な値を有し最高システム圧力よ
りも大幅に低いブレーキ圧力は、第２の決定装置２３０のモデルが現実と一致せ
ず、それによって状況を認識するために最高圧力よりも低い圧力を使用可能であ
るということを示している。

【００１７】 最高システム圧力Ｐｇ′よりも低い装置２５１からの値を閾値として採用する
ことにより、本発明による方法または本発明による装置の応答速度が高められる
。なぜなら、時点ｔｇ′でモデル２３０が最高システム圧力Ｐｇ′まで演算する
までに、時間があまりかからないからである。それどころか、時点ｔｇで限界値
Ｐｇに早く達するので、適合な対策を早く講じることができる。その際、時間の
短縮はＰｇ′とＰｇの百分率の比よりも大きい。なぜなら、システム圧力が圧力
上昇曲線３１０または３２０の勾配の緩やかな部分にあり、従ってそれに達する
ためにかなりの時間がかかるからである。限界値Ｐｇは最高システム圧力よりも
低く、特に最高ブレーキ圧力の７０％よりも低く、更に好ましくは最高ブレーキ
圧力の６０％よりも低い。

【００１８】 上記の方法または上記の装置によって、（まだ）低温の圧液の作用を迅速に認
識することができる。対策として、例えば圧力上昇パルスの間の休止を短くする
ことによってあるいは圧力上昇パルス自体を延長または増大させることにより、
制御装置構成要素２１０によって目標値として設定されるように圧力勾配を高め
ることができる。実際に生じる圧力上昇勾配は依然として制御装置構成要素２１
０によって設定された目標値と一致していないがしかし、それでも高いので、少
なくともその前の所望の目標値に近づく。下位のブレーキ圧力（勾配）制御は閉
鎖制御回路であるというその特性を失い、動作制御となる。

【００１９】 第１の閾値（図３のＰｇ）は可変であり、第１の決定装置２５１によって決定
可能である。決定は車両の運転状態に応じておよびまたは制御装置１３０の内部
信号に応じて行うことができる。同じことが変更装置２１１による圧力勾配の変
更の程度についても当てはまる。第２の閾値は第２の決定装置２５２で決定可能
であるかまたは決定される。決定は車両パラメータ、車両の運転状態または内部
信号に依存して行うことができる。閾値は一定の値であってもよい。この場合、
決定装置２５１，２５２はレジスタの機能を有する。

【００２０】 ブレーキ圧力勾配の変更は、比較装置２４１，２４２がそれによってその都度
監視される閾値を下回ることを確認するときにリセットすることができる。他方
では、これが終了判断基準として遅すぎるということが判った。なぜなら、強す
ぎるブレーキ介入が長時間行われるからである。従って、スリップ勾配を監視す
る他の終了判断基準であってもよい。そのために、スリップ勾配決定装置２６０
を設けることができる。このスリップ勾配決定装置は駆動される車軸の車輪スリ
ップの時間的な変化を監視する。勾配が負であると（なぜなら、スリップがその
最高値を超え、迅速に上昇するブレーキ圧力に基づいて低下開始するからである
）、ブレーキ圧力勾配の他の変更を行うことができる。例えばブレーキ圧力勾配
を元の値または中間値にセットすることができる。

【００２１】 第２の決定装置２３０、すなわち圧力モデルは、受け取った入力信号に応じて
実際圧力（線２３１によって示した）を演算するコンピュータであってもよい。
特性曲線のような解決策が同様に考えられるので、演算過程は受け取った入力信
号に応じてアドレッシング操作によって置き換え可能である。特性曲線に記憶さ
れた値が出力値であってもよい。管路横断面面積、供給圧力等のようなブレーキ
装置の特性は、式または特性曲線の表に記憶された値で考慮される。

【００２２】 変更装置２１１によるブレーキ圧力勾配の変更は車両の振動挙動の観点からも
行うことができる。特に、変更は歩進的にあるいはブレーキ圧力勾配の所定の急
激な変化だけを許容するように行うことができる。

【００２３】 上記の方法または上記の装置が特に低速の走行状況で、とりわけスタート時に
働くべきであるので、更に、車速を考慮に入れることができる。例えば車速が車
両限界速度を上回るときに、方法を停止または阻止することができる。限界値は
例えば約２０ｋｍ／ｈまたは１０ｋｍ／ｈである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を適用可能な車両を概略的に示す。

【図２】 本発明による装置を示す。

【図３】 時間に対するいろいろな圧力上昇曲線を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＪＰ，ＵＳ Ｆターム(参考） 3D046 BB29 GG02 HH16 HH17 HH29 HH36 JJ02 JJ05 JJ06

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブレーキコントロールにおける暫定的な目標圧力勾配を決定
   し、 目標圧力勾配を調節するために液圧ポンプおよびまたは少なくとも１個の液圧
   弁のための動作信号を決定し、 圧力モデルに基づいて実際圧力を決定し、 駆動される車輪のスリップを決定する、 車輪ブレーキのブレーキ圧力を調節するための方法において、 実際圧力と、最高ブレーキ圧力よりも低い第１の閾値とを比較し、車輪スリッ
   プがトラクションスリップである場合車輪スリップと第２の閾値とを比較し、 実際圧力と車輪スリップがその都度の閾値を上回るときに、暫定的な目標圧力
   勾配が高められることを特徴とする方法。
2. 【請求項２】 第１の閾値が車両の運転状態に応じて決定されることを特徴
   とする請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 第１の閾値が最高ブレーキ圧力の６０％よりも小さいことを
   特徴とする請求項２記載の方法。
4. 【請求項４】 第１の閾値およびまたは第２の閾値が、エンジンパワーおよ
   びまたは車軸荷重分配およびまたは車両重量およびまたはブレーキ装置の設計に
   応じて決定されることを特徴とする請求項２または３記載の方法。
5. 【請求項５】 目標圧力勾配を高めた後で目標圧力勾配が閾値を下回るまで
   保たれ、その後で目標圧力勾配が変更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方法。
6. 【請求項６】 目標圧力勾配を高めた後で、スリップ加速度が負になるまで
   、この目標圧力勾配が保たれ、その後で目標圧力勾配が変更されることを特徴と
   する請求項１〜５のいずれか一つに記載の方法。
7. 【請求項７】 制御の振動状態に応じて、目標圧力勾配が高められることを
   特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の方法。
8. 【請求項８】 目標圧力勾配が圧力上昇休止を短縮することによっておよび
   または圧力上昇パルスを高めることによって高められることを特徴とする請求項
   １〜７のいずれか一つに記載の方法。
9. 【請求項９】 目標圧力勾配が上位の制御で１個または複数個の車輪の回転
   状態に応じて決定され、下位の構成要素または制御で、決定された実際圧力に応
   じて調節されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の方法。
10. 【請求項１０】 圧力モデルに基づいて実際圧力を決定する際に、実際圧力
    がブレーキ装置のパラメータに応じておよびブレーキ装置の動作信号に応じて決
    定されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の方法。
11. 【請求項１１】 第２の閾値が５０ｋｍ／ｈよりも大きいことを特徴とする
    請求項１〜１０のいずれか一つに記載の方法。
12. 【請求項１２】 車両限界速度の上方で実施されないことを特徴とする請求
    項１〜１１のいずれか一つに記載の方法。
13. 【請求項１３】 トラクションスリップコントロール方法の一部であること
    を特徴とする請求項１〜１２のいずれか一つに記載の方法。
14. 【請求項１４】 受け取った入力信号に応じて、液圧ブレーキの暫定的な目
    標圧力勾配を決定するための制御装置構成要素（２１０）と、 液圧ポンプおよびまたは目標圧力勾配を調節するための少なくとも１個の液圧
    弁のための動作信号を決定するための第１の決定装置（２２０）と、 圧力モデルに基づいて実際圧力を決定するための第２の決定装置（２３０）と
    、 駆動される車輪の回転状態を決定するための車輪センサ（１１１〜１１４）と
    を備え、この回転状態からこの車輪のスリップが決定される、 車輪ブレーキのブレーキ圧力を調節するための装置において、 第２の決定装置（２３０）からの実際圧力を、最高ブレーキ圧力よりも低い第
    １の閾値と比較するための第１の比較装置（２４１）を備え、 車輪スリップがトラクションスリップである場合、この車輪スリップを第２の
    閾値と比較するための第２の比較装置（２４２）と、 実際圧力と車輪スリップがそれぞれの閾値を上回るときに、暫定的な目標圧力
    勾配を高める変更装置（２１１）とを備えていることを特徴とする装置。
15. 【請求項１５】 車両の運転状態に応じて第１の閾値を決定する第１の決定
    装置（２５１）を備えていることを特徴とする請求項１４記載の装置。
16. 【請求項１６】 第１の決定装置（２５１）が第１の閾値を、最高ブレーキ
    圧力の６０％よりも小さく決定することを特徴とする請求項１５記載の装置。
17. 【請求項１７】 第１の閾値およびまたは第２の閾値が、エンジンパワーお
    よびまたは車軸荷重分配およびまたは車両重量およびまたはブレーキ装置の設計
    に応じて決定されることを特徴とする請求項１５または１６記載の装置。
18. 【請求項１８】 目標圧力勾配を高めた後で目標圧力勾配が閾値を下回るま
    で保たれ、その後で目標圧力勾配が変更されることを特徴とする請求項１４〜１
    ７のいずれか一つに記載の装置。
19. 【請求項１９】 変更装置（２１１）に作用するスリップ加速度決定装置（
    ２６０）を備えていることを特徴とする請求項１４〜１８のいずれか一つに記載
    の装置。
20. 【請求項２０】 変更装置（２１１）が圧力上昇休止の短縮およびまたは圧
    力上昇パルスの増大を生じることを特徴とする請求項１４〜１９のいずれか一つ
    に記載の装置。
21. 【請求項２１】 少なくとも、１個または複数の車輪の回転状態に応じて作
    用する上位のブレーキ制御装置と、決定された実際圧力に応じて目標圧力勾配を
    調節するための下位の構成要素または制御装置を備えていることを特徴とする請
    求項１４〜２０のいずれか一つに記載の装置。
22. 【請求項２２】 第２の決定装置（２３０）が第１の決定装置（２２０）の
    出力値を受け取り、それから、ブレーキ装置のパラメータに依存して圧力モデル
    に基づいて実際圧力を決定することを特徴とする請求項１４〜２１のいずれか一
    つに記載の装置。
23. 【請求項２３】 装置がトラクションスリップコントロール装置の一部であ
    ることを特徴とする請求項１４〜２２のいずれか一つに記載の装置。