JP2003522678A - 自動車の油圧式ブレーキシステムの温度の決定方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動車の油圧式ブレーキシステムの温度の決定方法及び装置を改善する。 【解決手段】 自動車の油圧ブレーキシステムの温度の決定方法及び装置において、ポンプモータ（１）により作動する油圧ポンプの温度が、そのスイッチオンの後に、モータ電圧（Ｕｍ）と供給電圧（Ｕｖ）を測定して、それに基づきモデルを使用して確定される。このモデルは、状態オブザーバ（２）を用いてポンプモータ或いは油圧ポンプの評価温度のための温度に依存した評価関数（ｆｓ（δＴ））を形成する。評価関数は、供給電圧のスイッチオンの後に前もって与えられた時点で確定され、実験的に求められた比較表或いは比較グラフによって油圧ポンプ（１）の温度を求める。評価された温度或いはその変化は、アンチブロック制御及び／又は駆動滑り制御（ＡＢＳ、ＡＳＲ）の場合に、油圧式ブレーキシステムのブレーキ圧力制御の修正或いは改善のために利用される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 発明の技術分野 本発明は、主請求項の類概念に属する自動車の油圧式ブレーキシステムの温度
の決定方法および装置に関する。

【０００２】 従来技術 ＤＥ １９６ ５１ １５４ Ａ１ から既に、電気的に駆動されるポンプモ
ータにより、ブレーキシステムの油圧ポンプがスイッチオンおよびスイッチオフ
される、ブレーキシステムの制御方法及び装置が知られている。運転の間に生じ
る温度上昇は、直接には測定されず、油圧ポンプのスイッチオフの後で、ポンプ
モータの出力端に生じるモータ電圧の変化から推定される。温度の推定ために利
用されるもう一つのパラメータは、ポンプのスイッチオフの際に監視されるモー
タ回転数である。油圧装置或いはブレーキシステムの評価温度は、例えばアンチ
ブロックブレーキシステム（ＡＢＳ）における圧力制御の改善のために利用され
る。

【０００３】 しかしながら、ポンプモータをスイッチオフした後に、ポンプモータの電圧の
変化からブレーキシステムの温度を推定する方法は、比較的不正確であり、また
例えば低い温度の下では動的な圧力上昇を十分測定できないということが明らか
になっている。

【０００４】 発明の利点 これに対して、主請求項の特徴部のメルクマールを有する自動車の油圧設備の
温度を決定するための本発明に基づく方法は、スイッチオフの後のポンプモータ
の電圧の変化を測定するるのではなく、供給電圧とモータ電圧によって、スイッ
チオンの後のポンプモータの温度を求めるモデルが形成されると言う利点を有し
ている。油圧ポンプを備えたポンプモータの始動特性によって、温度変化は、個
々のポンプの許容差と油圧システム内の圧力変化の状態の下で、スイッチオフの
際の電圧変化の測定の場合よりもより効果的に且つより正確に測定される。何故
なら、電圧は単に温度だけに依存している訳ではないからである。

【０００５】 付属の諸請求項に述べられている特徴によって、主請求項に示されている方法
の有利な拡張及び改良が可能である。特に、上記のモデルが状態オブザーバ（監
視器）を備えており、該状態オブザーバが自らの方程式を用いて入力パラメータ
から、追加のセンサ装置を必要とせずに、油圧ポンプの温度のための評価関数を
シミュレートするということが有利である。

【０００６】 特に有利なことは、上記の評価関数が、前もって与えられた時間間隔の後で求
められるということである。その際、この時間間隔は、できる限り未だ何らの温
度変化も起こらない様に選ばれる。

【０００７】 求められた評価関数と、記憶されている表の値或いは曲線との簡単な比較によ
って、対応する温度が最も簡単に求められる。何故なら、これ等の値は簡単に測
定によって実験的に得ることができるからである。

【０００８】 求められた温度の値を関数としてシミュレートすることも有利である。何故な
ら、関数はコンピュータを用いて更に容易に利用することができ、且つ記憶容量
も少なくて済むからである。その際、有利なことに、二次の多項式が良好な近似
をもたらすということが分かった。

【０００９】 この方法は容易にソフトウェアプログラムに組み込むことができるので、価格
的に有利な実現可能性が生まれる。その上、プログラムはハードウェアによる解
決策よりもより容易に適応が可能である。

【００１０】 上記の方法に基いて形成されたブレーキシステムのための装置も利点をもたら
す。何故なら、上記の方法はブレーキシステムの既存のプログラムに容易に組み
込むことができるからである。これによって、ブレーキシステムの温度を考慮し
ながら必要なブレーキ圧力をより良く制御することができる。このことは、特に
アンチブロック制御（ＡＢＳ）の場合或いは駆動滑り制御（ＡＳＲ）等のために
重要である。

【００１１】 実施例の説明 本発明の一つの実施例が、図面に示されており、以下の記述の中で詳しく説明
される。

【００１２】 図１は制御ループとして構成された、状態オブザーバを備えたブロックダイヤ
グラムの回路図を示している。このブロックダイヤグラムにおいて、ポンプモー
タ１に供給電圧Ｕｖが送られ、ポンプモータ１の出力端でモータ電圧Ｕｍが得ら
れる。これ等の電圧は、好ましくは時間的な経過の中で測定され且つ記憶される
。ポンプモータ１と並列に状態オブザーバ２が配置されており、状態オブザーバ
２に供給電圧Ｕｖとモータ電圧Ｕｍとが供給される。状態オブザーバ２は、これ
等の電圧から、採用されたシミュレーションモデル（該モデルについては、後で
更に詳しく説明される）の温度依存項のための評価関数ｆｓ（δＴ）を生成する
。状態オブザーバによるこのモデル形成の原理自体は、制御技術の理論の分野で
既知である。ここでは、この原理が干渉パラメータとしての温度の決定のために
援用される。その際、モデル形成に当たっては、ポンプモータ１と残余の油圧装
置との間の熱の伝達が密接な機械的結合の故に、直線的関係を想定することが可
能な程度に良好であるということが仮定されている。かくして、生成されるべき
評価関数ｆｓ（δＴ）のために、ポンプモータ１或いは油圧装置で測定される温
度Ｔとの関係を表或いはグラフの形で作成することができる。

【００１３】 図２及び図３に基づいて、図１の回路の動作が詳しく説明される。 ポンプモータ１の動的モデルのために、以下の方程式

【００１４】

【数３】 が形成される。ここで、第１項のｆ（Ｔ₀）は温度依存項であり、この項は、例
えば、周囲温度、或いはゼロ点等のその他の任意の温度と関係付けられている。
この第１項は、最も簡単には、例えば前もって与えられた温度Ｔ₀の下における
モータ電圧Ｕｍの電圧の変化の実験的測定によって確定することができる。

【００１５】 上記の方程式の第２項のｆｓ（δＴ）は、温度変化δＴに依存して変化する本
来の干渉モデルである。この項は、最初は未知であり、状態オブザーバを用いて
以下の説明に従って求められる。

【００１６】 方程式（１）に基づくモデルに従って、状態オブザーバが次の様に定義される
。

【００１７】

【数４】 ここで、Ａ、ｂ、ｃは、システムパラメータである。パラメータｕ及びｙは、ポ
ンプ電圧と供給電圧の測定信号を示している。ｘは、関数ｆｓ（δＴ）を状態パ
ラメータとして含んでいる。これ等の前提は、状態オブザーバが一定であるとし
て想定することのできる限定された評価時間ｔｓの間、有効である。評価時間ｔ
ｓは最長３００ミリ秒（ｍｓ）となることができ、即ち、温度は、３００ミリ秒
の間で、ほぼ一定に留まるということが実験的に確かめられている。従って、評
価関数ｆｓ（δＴ）の確定は、供給電圧Ｕｖのスイッチオンの３００ミリ秒後に
、十分な精度で行うことができる。

【００１８】 状態オブザーバのためのモデル方程式（２）は、最も簡単にはソフトウェアプ
ログラムを用いて実現される。今日のブレーキシステムは、既にプログラム制御
されたコンピュータを備えているので、有利なことに、既存のプログラムを必要
に合わせて拡張することができる。このプログラムは、図２に従って、それ故に
例として、供給電圧Ｕｖのスイッチオン時点ｔ₁から３００ミリ秒後に、評価関
数ｆｓ（δＴ）のための値をもたらす。この値は基準電圧値であり、対応する温
度に変換されなければならない。この変換は、記憶されている表を用いて、或い
は図３のダイヤグラムによって、行われる。図３では、様々な温度の下において
、ブレーキシステム（ポンプモータ１）の温度と評価関数ｆｓ（δＴ）との間の
関係が実験的に求められている。点をつないだ曲線は、個々の測定ポイントのた
めの評価関数ｆｓ（δＴ）を示している。この測定曲線を計算によってより効果
的に作成できる様にするために、この曲線が、次の様な二次の多項式によって近
似された。

【００１９】

【数５】 この多項式が、温度を確定するために、評価関数のための近似関数として用いら
れる。

【００２０】 補足として、図２には更に評価されるモータ電圧と時間との関係を表す曲線が
示されている。 その際、供給電圧Ｕｖは、時点ｔ₁におけるモータ電圧Ｕｍのスイッチオンの
後に幾らか低下し、その後安定に留まっている。モータ電圧Ｕｍは、スイッチオ
ンの後に、ポンプモータ１によって定められる時間定数の経過後、供給電圧Ｕｖ
の値に到達するまで上昇している。評価関数ｆｓ（δＴ）の曲線は、初めに低下
した後、漸近的に上昇している。短い時間、例えば３００ミリ秒の後、評価関数
ｆｓ（δＴ）の値は安定する。

【００２１】 更に図３のダイヤグラムから理解される様に、測定された温度と多項式によっ
て推定された温度との間の温度差は１０℃よりも小さい。この結果は、例えば車
両のブレーキ制御（ＡＢＳ、ＡＳＲ）或いはビークルダイナミクス制御（ＦＤＲ
）のために十分であり、特に、温度の測定のために追加のセンサを必要としない
故に、既知の方法に対する十分な改善を意味している。

【図面の簡単な説明】

【図１】 状態オブザーバを備えたブロック図である。

【図２】 電圧の時間的変化を示したグラフである。

【図３】 ブレーキシステムの温度と評価関数との関係を示したグラフである。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油圧式ブレーキシステムにおける電動モータによって駆動され
   る油圧ポンプが一時的にスイッチオンおよびスイッチオフされ、ポンプモータ（
   １）の温度がモータ電圧（Ｕｍ）の変化から求められる、自動車の油圧式ブレー
   キシステムの温度の決定方法において、 ポンプモータ（１）のスイッチオンの後で、モータ電圧（Ｕｍ）と供給電圧（
   Ｕｖ）が測定され、モータ電圧（Ｕｍ）と供給電圧（Ｕｖ）から、温度に依存し
   た評価関数ｆｓ（δＴ）を含むモデルを用いて、ポンプモータ（１）の温度（δ
   Ｔ）が決定可能であること、 を特徴とする自動車の油圧式ブレーキシステムの温度の決定方法。
2. 【請求項２】 前記モデルが、以下の方程式 【数１】 に基づいて形成され、ここで、ｆ（Ｔ₀）が温度依存項であり、ｆｓ（δＴ）が
   温度に依存した干渉モデルであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 前記モデルが、以下の方程式 【数２】 に基づいて形成される状態オブザーバを提供し、ここで、Ａ、ｂ、ｃはシステム
   パラメータであり、ｕ、ｙはそれぞれ供給電圧とポンプ電圧の測定値を含み、ｘ は、温度に依存した評価関数（ｆｓ（δＴ））を状態パラメータとして含む状態
   ベクトルであること、 を特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 【請求項４】 評価関数（ｆｓ（δＴ））が、前もって与えられた時間間隔、
   好ましくは３００ミリ秒後に、決定されることを特徴とする請求項１ないし３の
   何れかに記載の方法。
5. 【請求項５】 ポンプモータ（１）の温度が、評価関数（ｆｓ（δＴ））に対
   する決定値に関する表に基づいて決定されることを特徴とする請求項４に記載の
   方法。
6. 【請求項６】 前記評価関数に対する温度に依存した比較値が、表或いはグラ
   フの形態で記憶されていることを特徴とする請求項１ないし５の何れかに記載の
   方法。
7. 【請求項７】 前記表の中の或いは前記グラフのための前記温度に対する比較
   値が、実験的に決定されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 【請求項８】 前記グラフが、回帰によって、好ましくは二次の多項式として
   シミュレートされることを特徴とする請求項４ないし７の何れかに記載の方法。
9. 【請求項９】 前記評価モデルが、ソフトウェアプログラムの形態で形成され
   ることを特徴とする請求項１ないし８の何れかに記載の方法。
10. 【請求項１０】 請求項１ないし９の何れかに記載の方法を実施するための装
    置において、 アンチブロック制御（ＡＢＳ）或いは駆動滑り制御（ＡＳＲ）を備えた自動車
    のブレーキシステムが、油圧システムのポンプモータ（１）の温度を評価可能な
    プログラムを備えていること、 を特徴とする装置。
11. 【請求項１１】 決定された温度をブレーキ圧力の修正のために利用するブレ
    ーキシステムが形成されることを特徴とする請求項１０に記載の装置。