JP2002518241A - 自動車用の電気操作可能なブレーキ装置とこのブレーキ装置の制御方法 - Google Patents

自動車用の電気操作可能なブレーキ装置とこのブレーキ装置の制御方法

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、電気操作可能なブレーキ装置と、このブレーキ装置の制御方法に関する。このブレーキ装置と方法は、常用ブレーキ装置が、運転者によって互いに独立して操作可能な２つのブレーキ操作装置（４，６）によって起動可能であることを特徴とする。それによって、例えばブレーキペダルモジュールとして形成されたブレーキ操作装置（４）の故障時に、第２のブレーキ操作装置（６）を介して常用ブレーキ装置によって車両を制動することができるという重要な利点が生じる。この場合、そして、ＡＢＳ，ＴＣＳ、走行ダイナミクスコントロールシステム、ブレーキアシストシステム等のような、常用ブレーキ装置のために設けられた追加機能を使用することができる。常用ブレーキ操作の冗長的な実施によって、高度な運転安全性が達成可能である。というのは、 "緊急時ブレーキング" の場合にも、ブレーキング機能が完全に発揮されるからである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、自動車用の電気操作可能なブレーキ装置と、このブレーキ装置を制
御するための方法に関する。
【０００２】 自動車は通常、ブレーキペダルによって操作可能な常用ブレーキ装置と、手動
レバーまたは足踏みペダルによって操作可能な駐車ブレーキ装置を備えている。
駐車ブレーキ装置は一般的に、停止または駐車した車両が転がらないようにする
働きをし、常用ブレーキは通常運転中に車両の速度を低下させるかまたは車両を
停止させる働きをする。運転の安全性を改善するために、最新の常用ブレーキ装
置は例えばＡＢＳ，ＴＣＳ、車両ダイナミクスコントロールシステム、ブレーキ
アシストシステム等のような付加的なシステムを備えている。最近で、自動車用
の電気操作可能なブレーキ装置が知られるようになってきた。このブレーキ装置
の場合には、ブレーキペダルの操作がセンサ装置によって検出され、常用ブレー
キ装置を制御する制御ユニットのための入力信号に変換される。このような制御
思想の欠点は、ブレーキペダル操作を検出するセンサ装置の故障時に、常用ブレ
ーキ装置も故障し、一般的に後車軸に作用する駐車ブレーキ装置だけを介してし
かブレーキングを行うことができないことにある。しかし、特に高速の車両を駐
車ブレーキ装置だけによって制動する場合には、駐車ブレーキ装置の車輪ブレー
キが大きな負荷を受ける。これは車輪ブレーキの大きな摩耗を生じることになる
。更に、ＡＢＳ、ブレーキアシストシステムのような追加システムが普通の駐車
ブレーキ装置には作用しないので、後輪がロックし、それによって走行安定性が
損なわれ、車両がスピンし得る。
【０００３】 本発明の課題は、信頼性を高め、運転安全性を改善することができる、自動車
用の電気操作可能なブレーキ装置と、このブレーキ装置の制御方法を提供するこ
とである。
【０００４】 この課題は従属請求項の特徴によって解決される。本発明の有利な実施形と合
目的な発展形態は、従属請求項に記載されている。
【０００５】 本発明のきわめて簡単な実施形では、付加的なブレーキ操作装置が例えば手動
操作可能なスイッチによって実現可能である。このスイッチはインストルメント
パネル、ステアリングホイールまたはその他の適当な個所に配置され、運転者に
よって必要な場合に操作される。通常は緊急時のためのこのスイッチの操作によ
って、適当なブレーキ信号が常用ブレーキ装置の制御ユニットに供給される。そ
して、この制御ユニットは例えば減速度、ブレーキトルク、締付け力等の形をし
た一定に調節されたブレーキング目標値を設定する。この場合、ハザードウォー
ニングフラッシャを起動させることができる。なぜなら、このスイッチは主とし
て緊急時の場合のためのものであるからである。スイッチを新たに操作すること
により、ブレーキングが中断される。
【０００６】 常用ブレーキ装置の制御ユニットは、スイッチの操作時に一定のブレーキング
目標値または一定のブレーキ減速度の代わりに、操作の時間と共に、所定の最大
値が達成されるまで、連続的に増大するブレーキング目標値またはブレーキ減速
度が生じるように構成可能である。このような増大は例えば線形または漸増的に
行うことができる。
【０００７】 勿論、スイッチの操作時に、減速度または速度低下を車速に依存して調節する
ことができる。車速が高ければ高いほど、常用ブレーキ装置のブレーキ介入が強
く行われる。
【０００８】 本発明の特に合目的な実施形では、第２のブレーキ操作装置が、特に冗長的お
よび多様的に形成された複数のセンサを備えたセンサユニットとして構成可能で
ある。このセンサにより、例えば、レバー、ペダル、押しボタン等として形成さ
れた第２のブレーキ操作要素の操作変位および操作力が検出可能である。それに
よって、制御ユニットは運転者によって変更可能なブレーキ信号を設定すること
ができる。このブレーキ信号は制御ユニット内で処理され、車輪ブレーキを操作
するための適当なブレーキング目標値に変換される。それによって、第２のブレ
ーキ操作装置を介して、常用ブレーキ装置の制御操作を行うことができる。
【０００９】 他の有利な実施形では、第２のブレーキ操作要素は手の人間工学に適合させる
ことが可能であり、かつアクティブ要素を備えることができる。このアクティブ
要素によって、ブレーキ値の増大時に抵抗力が増大するように、ブレーキングの
フィードバックをシミュレーションすることができる。それによって、運転者に
ブレーキングの感覚を付与することができ、これは操作快適性を高めるために寄
与する。
【００１０】 安全上の観点から、両ブレーキ操作装置の機能は、好ましくは冗長的に構成さ
れた監視装置によってチェックされる。この場合例えば、ブレーキペダルシミュ
レータとして構成された第１のブレーキ操作装置の故障を認識したときに、音響
的およびまたは視覚的な警報装置が起動可能である。それによって、常用ブレー
キの足操作がもはや機能しないで、常用ブレーキが例えば手動操作可能な第２の
ブレーキ操作装置を介して起動しなければならないことを運転者に示すことがで
きる。
【００１１】 本発明の特に合目的な他の実施形では、駐車ブレーキ装置によって設定された
ブレーキ信号が、常用ブレーキ装置を制御するために使用可能である。その際、
例えば電気操作可能な駐車ブレーキの操作を検出するために、センサおよびまた
はスイッチを使用可能である。それによって、コストが低下する。ここで勿論、
駐車ブレーキ操作要素の操作と常用ブレーキ装置およびまたは駐車ブレーキ装置
の起動との間の割り当てのための適当な手段が必要である。合目的な割り当ては
例えば車速を介して次のように行うことができる。すなわち、駐車ブレーキ操作
要素を操作することにより、設定された車速の上方で常用ブレーキ装置が起動さ
れ、設定された車速の下方で駐車ブレーキ装置が起動されるように、行うことが
できる。それによって、例えばブレーキペダルモジュールとして形成された常用
ブレーキ操作装置の故障時にも、駐車ブレーキ操作装置の操作を介して、常用ブ
レーキ装置によってブレーキングを開始することができる。その際、ＡＢＳ、Ｅ
ＳＰ、走行ダイナミクスコントロールのような常用ブレーキ装置の付加的な機能
の介入を行うことができる。更に、駐車ブレーキ装置は車速が高い場合には使用
されず、大きな負荷を受けない。それにもかかわらず、運転者は駐車ブレーキに
よって車両を静止状態まで確実に止めるとができる。
【００１２】 本発明の他の特徴と効果は、図に基づく有利な実施の形態の対の説明から明ら
かになる。
【００１３】 図１は、ブレーキ・バイ・ワイヤ設計思想に従って構成された常用ブレーキ装
置１を示している。この常用ブレーキ装置の場合、制御ユニット２は信号ライン
３を介して第１のブレーキ操作装置４に接続され、かつ信号ライン５を介して第
２のブレーキ操作装置６に接続されている。第１のブレーキ操作装置４は例えば
ブレーキペダルモジュールである。このブレーキペダルモジュールの場合、ブレ
ーキペダル７の操作はセンサ装置８によって検出され、常用ブレーキ１を作動さ
せるためにブレーキ信号Ｓ１に変換される。第２のブレーキ操作装置６は同様に
、例えば手動レバー１０の操作を検出し、ブレーキ信号Ｓ２をプリセットするた
めのセンサ装置９を備えている。
【００１４】 両ブレーキ操作装置４，６によってプリセットされたブレーキ信号は、制御ユ
ニット２によって、車輪ブレーキ１１〜１４を作動させるためのブレーキング目
標値に変換される。ブレーキング目標値を設定する際に、例えばＡＢＳ、ブレー
キアシストシステム、走行安定性コントロールシステム等のような安全に関連す
る付加的な機能を実現するために、図示していないセンサによって検出された、
車速、横方向加速度またはヨー角速度のような付加的な情報を制御ユニット２に
よって考慮することができる。
【００１５】 常用ブレーキ装置１はブレーキペダルモジュールとして形成された第１のブレ
ーキ操作装置４と、第２のブレーキ操作装置６によって操作可能である。それに
よって、運転者はブレーキペダルモジュールの故障時にも手動操作可能な第２の
ブレーキ操作装置６を介して常用ブレーキによってブレーキングを開始すること
ができる。
【００１６】 他の実施の形態では、駐車ブレーキ操作装置が常用ブレーキ装置を起動させる
ための第２のブレーキ操作装置として使用可能である。
【００１７】 図２には、制御ユニットで周期的に行われる、ブレーキ装置を作動させるため
の処理手順の実施の形態が概略的に示してある。この実施の形態の場合、常用ブ
レーキは駐車ブレーキ操作装置のブレーキ信号に基づいて作動させることもでき
る。
【００１８】 図２に示した処理手順の場合、スタート後、第１のステップ１００で、例えば
ブレーキペダルモジュールとして形成された常用ブレーキ操作装置によってブレ
ーキ信号Ｓ１が出力されたかどうか質問される。ブレーキ信号Ｓ１が存在しない
場合には、次のステップ１０１で、駐車ブレーキ操作装置によってブレーキ信号
Ｓ２が出力されたかどうかチェックされる。ブレーキ信号Ｓ１もブレーキ信号Ｓ
２も存在しないときには、運転者によってブレーキ介入が要求されていないと見
なされ、処理手順は個所１０２で終了する。
【００１９】 ステップ１０１での質問で、駐車ブレーキ操作装置によって設定されたブレー
キ信号Ｓ２が存在すると、ステップ１０３において、ブレーキ信号Ｓ２に基づい
て、ブレーキングに関する運転者の要求に対応するブレーキング目標値が発生さ
せられる。続いて、他のステップ１０４において、常用ブレーキ操作装置がまだ
機能しているかどうがチェックされる。常用ブレーキ操作装置が機能していると
きには、ステップ１０５において、駐車ブレーキ装置がステップ１０３で発生し
たブレーキング目標値に相応して起動させられる。しかし、ステップ１０４にお
いて実施されるチェックにより、常用ブレーキ操作装置が故障していることが判
ると、先ず最初にステップ１０６において車速が設定された閾値ｘ１よりも高い
かどうかが質問される。この閾値は例えば約５ｋｍ／ｈまたはそれ以下である。
車速が定められた閾値よりも低いときには、運転者が車両を停止しようとしてい
ると見なされ、ステップ１０５において駐車ブレーキ装置がステップ１０３で発
生したブレーキング目標値に相応して起動させられる。
【００２０】 ステップ１０６における質問により、車速が定められた閾値ｘ１を上回ると、
ステップ１０７において駐車ブレーキ装置の代わりに、常用ブレーキ装置がステ
ップ１０３で発生したブレーキング目標値に相応して起動させられる。それによ
って、場合によっては、例えば車輪のロックを防止するために、高度な機能（Ａ
ＢＳ、走行ダイナミクスコントロール等）が使用される。更に、速度が高すぎる
場合に運転者が駐車ブレーキ装置を起動し、それによって駐車ブレーキ装置が強
く負荷され、損傷することが回避される。
【００２１】 運転者が駐車ブレーキ操作装置を操作することによって車両を制動すると、速
度閾値ｘ１の上方で常用ブレーキ装置が起動し、車速ｘ１から駐車ブレーキ装置
が起動させられる。これは、運転者が車両を静止状態に確実に停止できることを
意味する。常用ブレーキ機能から駐車ブレーキ機能への切換えの際にショックの
ないブレーキングを達成するために、例えば常用ブレーキ装置によって発生する
切換え点での全体の車両減速度を、駐車ブレーキ装置の全体の車両減速度とほぼ
同じ大きさに調節または制御することができる。ショックのない移行を生じるた
めの判断基準として、全体の車両減速度の代わりに、ブレーキ力またはブレーキ
トルクを選択してもよい。運転者が移行ショックをほとんど感じないように、速
度閾値ｘ１が小さく選定されると、切換え点における車両減速度の適合を省略す
ることができる。
【００２２】 一般的に車速が知られており、例えばいろいろな制御機器によって入力情報と
して必要であるので、常用ブレーキ操作と駐車ブレーキ操作の間の切換え判断基
準としてのこの情報を準備するために大きなコストは不要である。車速は例えば
ＡＢＳ機能のために車輪回転数センサの信号から算出されるので、自由に使用可
能である。車速情報が無くなると、常用ブレーキ装置に対して作用を行わずに、
駐車ブレーキだけが起動させられる。
【００２３】 これに対して、ステップ１００の質問時に、常用ブレーキ操作装置によって設
定されたブレーキ信号Ｓ１が検出されると、次のステップ１０８において、駐車
ブレーキ操作装置によってブレーキ信号Ｓ２が設定されるかどうか質問される。
設定されないときには、運転者が常用ブレーキ装置の操作を要求していると見な
される。従って、ステップ１０９では、ブレーキ信号Ｓ１に基づいて、運転者ブ
レーキング要求に対応するブレーキング目標値が発生させられ、次のステップ１
１０において常用ブレーキ装置がステップ１０９で発生したブレーキング目標値
に相応して起動させられる。
【００２４】 ステップ１００と１０８における質問により、ブレーキ信号Ｓ１，Ｓ２が常用
ブレーキ操作装置と駐車ブレーキ操作装置によって設定されると、ステップ１１
１において、車速が閾値ｘ２よりも大きいどうかがチェックされる。大きくない
場合には、ステップ１１２において、常用ブレーキ操作と駐車ブレーキ操作の結
合からブレーキング要求発生が運転者によって生じる。この結合は、合成値が両
ブレーキング要求の最小値以上であるように行われる。これは例えば、両値の最
大値を求めることによってあるいは平均値を求めることによって行うことができ
る。続いて、ステップ１１３において、この合成ブレーキング目標値によって、
常用ブレーキ装置と駐車ブレーキ装置が起動される。
【００２５】 これに対してステップ１１１における質問の結果、車速が閾値ｘ２よりも大き
いと、常用ブレーキ操作装置によって設定されたブレーキ信号Ｓ２に基づいて、
次のステップ１１４において、運転者ブレーキング要求に対応するブレーキング
目標値が発生させられる。続いて、ステップ１１５において、常用ブレーキ装置
がステップ１１４において発生したブレーキング目標値に相応して起動させられ
る。
【００２６】 図３に示した処理手順は図２に示した処理手順にほぼ一致しているので、一致
するステップには同じ参照符号が付けてある。図３に示した実施の形態の場合、
図２に示した実施の形態との違いは、簡単化するためにステップ１０４を省略し
たことにある。これは、常用ブレーキ操作装置の機能性に関する質問を除去した
ことを意味する。ステップ１０３に続いて、質問ステップ１０６では、車速の閾
値ｘ１に依存して駐車ブレーキまたは常用ブレーキの起動の区別が行われる。
【００２７】 図２，３の簡単化された他の実施の形態では、車速閾値ｘ１を車速閾値ｘ２と
同じに設定することができる。図２，３に基づいて述べた手順は、先ず最初に駐
車ブレーキ操作装置について質問し、そして常用ブレーキ操作装置について質問
するように変更することができる。
【００２８】 一般的に常用ブレーキ操作装置は足によって操作されるがしかし、手動操作し
てもよい。駐車ブレーキ操作装置も手動によってあるいは足踏みペダルによって
操作可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるブレーキ装置の概略的なブロック図である。
【図２】 制御ユニットの処理操作の第１の実施の形態を示すフローチャートである。
【図３】 制御ユニットの処理操作の第２の実施の形態を示すフローチャートである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ネル・ヨーアヒム ドイツ連邦共和国、63452 ハーナウ、グ スタフ−ホーホ−ストラーセ、35 (72)発明者 アウグスティニアック・トマス ドイツ連邦共和国、64289 ダルムシュタ ット、グーテンベルクストラーセ、５ツェ ー (72)発明者 エーラー・ライナー ドイツ連邦共和国、64295 ダルムシュタ ット、フィンケンヴェーク、48 Ｆターム(参考） 3D046 BB01 BB28 BB29 BB32 CC06 HH02 HH03 HH22 HH26 HH52 JJ05 3D049 BB02 CC07 HH51 QQ01 RR01 RR02 RR13

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１のブレーキ操作要素（７）の操作を検出し、ブレーキ信
    号（Ｓ１）を設定するための第１のブレーキ操作装置（４）と、 第１のブレーキ操作装置（４）によって設定されたブレーキ信号（Ｓ１）に基
    づいて起動可能である常用ブレーキ装置（１）とを備えた、 自動車用の電気操作可能なブレーキ装置において、 常用ブレーキ装置（１）が更に、運転者によって操作可能な第２のブレーキ操
    作装置（６）のブレーキ信号（Ｓ２）に基づいて起動可能であることを特徴とす
    るブレーキ装置。
  2. 【請求項２】 第２のブレーキ操作装置（６）が少なくとも１個の切換え要
    素およびまたは少なくとも１個のセンサを備えていることを特徴とする請求項１
    記載のブレーキ装置。
  3. 【請求項３】 第２のブレーキ操作装置（６）が第２のブレーキ操作要素（
    １０）の操作を検出するための少なくとも１個のセンサを有するセンサ装置（９
    ）を備えてい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。
  4. 【請求項４】 常用ブレーキ装置（１）が第２のブレーキ操作装置（６）に
    よって設定されたブレーキ信号（Ｓ２）を常用ブレーキ（１１，１２，１３，１
    ４）を制御するブレーキング目標値に変換するための少なくとも１個の制御ユニ
    ット（２）を備え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。
  5. 【請求項５】 常用ブレーキ（１１，１２，１３，１４）がそれぞれ、第２
    のブレーキ操作装置（６）によって設定されたブレーキ信号（Ｓ２）をブレーキ
    力に変換するための少なくとも１個の制御ユニットを備え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。
  6. 【請求項６】 第２のブレーキ操作装置（６）の操作時に、制御ユニット（
    ２）によって、常用ブレーキを制御するための一定のブレーキング目標値が設定
    されることを特徴とする請求項４記載のブレーキ装置。
  7. 【請求項７】 第２のブレーキ操作装置（６）の操作時に、制御ユニット（
    ２）によって、常用ブレーキ（１１，１２，１３，１４）を制御するための、最
    大値まで増大するブレーキング目標値が設定されることを特徴とする請求項４記
    載のブレーキ装置。
  8. 【請求項８】 第２のブレーキ操作装置（６）の操作時に、制御ユニット（
    ２）によって、常用ブレーキ（１１，１２，１３，１４）を制御するための、車
    速に依存するブレーキング目標値が設定されることを特徴とする請求項４記載の
    ブレーキ装置。
  9. 【請求項９】 制御ユニット（２）によって、第２のブレーキ操作要素（１
    ０）の操作に依存する、常用ブレーキ（１１，１２，１３，１４）を制御するた
    めのブレーキング目標値が設定されることを特徴とする請求項４記載のブレーキ
    装置。
  10. 【請求項１０】 ブレーキング作用をシミュレーションするためのアクティ
    ブ要素が第２のブレーキ操作要素（１０）に付設されていることを特徴とする請
    求項９記載のブレーキ装置。
  11. 【請求項１１】 第１と第２のブレーキ操作装置（４，６）の機能が監視装
    置によってチェック可能であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つ
    に記載のブレーキ装置。
  12. 【請求項１２】 第２のブレーキ操作装置（６）が電気操作可能な駐車ブレ
    ーキの操作装置であり、この操作装置によって、常用ブレーキ装置（１）が設定
    された車速の上方で起動可能であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか
    一つに記載のブレーキ装置。
  13. 【請求項１３】 常用ブレーキ装置およびまたは駐車ブレーキ装置の操作が
    、運転者によって操作可能な常用ブレーキ操作装置のブレーキ信号と駐車ブレー
    キ操作装置のブレーキ信号に基づいて行われる、自動車用の電気操作可能なブレ
    ーキ装置を制御するための方法において、常用ブレーキ装置が設定された車速の
    上方で駐車ブレーキ操作装置によって起動可能であることを特徴とする方法。
  14. 【請求項１４】 駐車ブレーキ操作装置によって常用ブレーキ装置を起動す
    る前に、常用ブレーキ操作装置の機能チェックが行われることを特徴とする請求
    項１３記載の方法。
  15. 【請求項１５】 常用ブレーキ操作装置と駐車ブレーキ操作装置のブレーキ
    信号が同時に存在する際に、設定された車速の上方で常用ブレーキ装置が起動さ
    れ、設定された車速の下方で常用ブレーキと駐車ブレーキが起動されることを特
    徴とする請求項１３または１４記載の方法。
JP2000554597A 1998-06-16 1999-06-15 自動車用の電気操作可能なブレーキ装置とこのブレーキ装置の制御方法 Pending JP2002518241A (ja)

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DE19826687.1 1998-06-16
PCT/EP1999/004133 WO1999065746A1 (de) 1998-06-16 1999-06-15 Elektrisch betätigbares bremssystem für kraftfahrzeuge und verfahren zu seiner ansteuerung

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