JP2005517570A - 設定された変更可能なブレーキ圧力を調節する方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、個々の車輪ブレーキのブレーキ圧力を決定する入力値が制御システムおよび／またはデータ処理システムで評価され、液圧弁の操作値が制御システムおよび／またはデータ処理システム内に定められている、ブレーキ装置の車輪ブレーキの設定された変更可能なブレーキ圧力を調節するための方法に関する。車輪ブレーキの圧力を検出する付加的な圧力センサを不要にするために、本発明では、液圧弁の圧力差と液圧弁の弁電流を相関させる特性曲線が制御システムおよび／またはデータ処理システム内に格納され、液圧弁の操作量が特性曲線に応じて定められる。

Description

本発明は、個々の車輪ブレーキのブレーキ圧力を決定する入力値が制御システムおよび／またはデータ処理システムで評価され、液圧弁の操作値が制御システムおよび／またはデータ処理システム内に定められている、ブレーキ装置の車輪ブレーキの設定された変更可能なブレーキ圧力を調節するための方法に関する。

真空ブレーキ倍力装置は、運転者によって加えられるペダル力を補助するために、エンジンから供される負圧を必要とする。ペダル力が比較的に小さい場合、エンジンに依存して、操作ユニットに加えられる力のそれ以上の増大がペダル力の増大によってのみ達成可能である状態に達し得る。というのは、真空ブレーキ倍力装置が最大の補助力に達しているからである。この状態は倍力装置の最大倍力点と呼ばれる。その際、真空ブレーキ倍力装置の最大倍力点を超えてブレーキングを行うためには、加えられるペダル力に関して運転者に対して高度な要求がなされる。この理由から、ブレーキ圧力をアクティブ式に液圧で上昇させることによって運転者を補助するブレーキシステム（ＯＨＢ−Ｖ）が益々使用される。このようなブレーキシステムは一般的に、モータ−ポンプ−装置と液圧機器を備えている。このモータ−ポンプ−装置と液圧機器は所望なブレーキ力補助に相応して、ＥＳＰ，ＡＢＳ，ＴＣＳ等のような電子コントロールシステムによって制御される。

液圧補助によって、真空ブレーキ倍力装置の最大倍力点を超えて車輪ブレーキ内の圧力を上昇させる際い、（アナログ制御される）分離弁が閉じ、液圧ポンプがブレーキ液をタンデムマスターブレーキシリンダ（ＴＨＺ）から車輪ブレーキに搬送する。圧力低下相において、付加的に発生した圧力は分離弁を経てタンデムマスターシリンダに戻されて、ペダルフィーリングとブレーキ作用が快適になるように低減される。従って、車輪圧力を検出するために、各々のブレーキ回路の車輪ブレーキに２個の付加的な圧力センサを設ける必要がある。これは、多大な部品コストを必要とし、システムコストの大幅な上昇につながる。

そこで、本発明の課題は、測定された車輪圧力を知ることなく、入力値に応じてブレーキ圧力を調節することができる、ブレーキ装置の車輪ブレーキの設定された変更可能なブレーキ圧力を調節するための方法を提供することである。

この課題は本発明に従い、液圧弁の圧力差と液圧弁の弁電流を相関させる特性曲線が制御システムおよび／またはデータ処理システム内に格納され、液圧弁の操作量が特性曲線に応じて定められるによって解決される。設定された変更可能なブレーキ圧力によって、ブレーキ装置に加えられるブレーキ圧力の液圧的な倍力が生じると有利である。

操作量が電気的な弁電流であり、この弁電流によって液圧弁がアナログ制御されると有利である。

分離弁の特性曲線、タンデムマスターシリンダ圧力および車輪ブレーキの目標圧力を知ることにより、車輪圧力を測定する付加的な圧力センサを必要としないで、下回らない所定の車輪圧力を生じるように、弁電流を決定および調節することができる。

操作量が車輪ブレーキの目標圧力と操作装置の圧力との圧力差（液圧弁の圧力差）によって決定されると有利である。操作装置（ＴＨＺ）の圧力はＥＳＰコントロールの場合にブレーキ回路に設けられた圧力センサと、公知のモデルの目標圧力によって検出される。

漏洩を減少し、最高圧力の制御を状況に依存して可能にするために、ブレーキ圧力を調節するための少なくとも２つの戦略が設けられ、第１の戦略に従って、弁電流が特性曲線の変化に追従し、第２戦略が最高制御電流または特性曲線によって表される制御電流へのジャンプ機能を有する。分離弁の最高制御電流は関数I_max＝f(P_max,P_THZ,P_DBV) ＝min (P_max−P_THZ,P_DBV) によって制限される。

請求項１〜５記載の方法を実施するための本発明による装置は、ポンプの制御によって生じる変更可能なブレーキ圧力が、各ブレーキ回路で所望な液圧倍力を行うように制御されるように形成されている。

実施の形態が図に示してある。次に、この実施の形態を詳しく説明する。

図１に示した二系統式自動車用ブレーキ装置の一方のブレーキ回路は、操作ユニット１、例えばブレーキシリンダを備えている。この操作ユニットはブレーキペダル３によって操作されるブレーキ倍力装置２を備えている。操作ユニット１には貯蔵容器４が配置されている。この貯蔵容器は圧力媒体を含み、ブレーキ解放位置で操作ユニットの作動室に接続されている。図示した一方のブレーキ回路は操作ユニット１の作動室に接続されたブレーキ管路５を備えている。このブレーキ管路は分離弁６を備えている。この分離弁はその静止位置で、ブレーキ管路５の開放した通路を形成している。分離弁６は通常は電磁的に操作される。

ブレーキ管路５は２つのブレーキ管路８，９に分岐している。このブレーキ管路はそれぞれ、車輪ブレーキ１０，１１に案内されている。ブレーキ管路８，９はそれぞれ、電磁的に操作可能な流入弁１２，１９を備えている。この流入弁はその静止位置で開放し、操作磁石の励磁によって遮断位置に切換え可能である。各々の流入弁１２，１９には逆止弁１３が並列に接続配置されている。この逆止弁はブレーキシリンダ１の方に開放する。この車輪ブレーキ回路２６，２７に対して平行に、いわゆる戻し回路が接続されている。この戻し回路はポンプ１６を備えた戻り管路１５，３２，３３からなっている。車輪ブレーキ１０，１１はそれぞれ１個の排出弁１４，１７と戻り管路３２，３３を介して戻り管路１５に接続され、従ってポンプ１６の吸込み側に接続されている。ポンプの吐出側は分離弁６と流入弁１２，１９の間の接続個所Ｅにおいてブレーキ圧力管路８に接続されている。

ポンプ１６は図示していない吐出弁と吸込み弁を備えた往復ピストンポンプとして形成されている。ポンプ１６の吸込み側には低圧アキュムレータ２０が設けられている。この低圧アキュムレータはばね２２とピストン２３を備えたケーシング２１からなっている。

低圧アキュムレータ２０とポンプ１６の間の接続部には、ポンプの方に開放する付勢された逆止弁３４が挿置されている。

ポンプ１６の吸込み側は更に、低圧緩衝器１８と切換え弁３１を備えた吸込み管路３０を介してブレーキシリンダ１に接続されている。ブレーキ力伝達回路は更に、液圧機器４３のほかに、ブレーキ装置を制御するための装置２８を備えている。この装置は実質的にＥＳＰコントロールユニット４５からなっている。このＥＳＰコントロールユニットには、目標ブレーキ圧力を決定するためのモデル４１と、分離弁６の開放時の圧力差と弁電流を表す弁特性曲線を記憶するためのメモリ４２が付設されている。操作ユニット１の圧力を検出する圧力センサ４０はブレーキシリンダ１と切換え弁３１または分離弁６の間においてブレーキ管路５に設けられている。車輪に付設された回転速度センサは５０，５１で示してある。例えば回転速度センサ、ヨーレイトセンサ、加速度センサまたは圧力センサ４０の信号のような、ＥＳＰコントロールユニット４５に供給される入力値は、５５〜５７で示してある。

上記ブレーキ装置の作用は次の通りである。

例えばブレーキングの際に、運転者は真空ブレーキ倍力装置２を備えた操作ユニット１とペダル３を介して液圧機器４３内のブレーキ液圧を高める。その際、車両はペダル力に対応して減速されない。ペダルを介してブレーキングする際に、装置２８は圧力センサ４０によって測定された操作ユニット１の圧力またはブレーキ管路５に供給されたブレーキ圧力を評価する。圧力が、操作ユニットの最大倍力圧力または真空ブレーキ倍力装置２の最大倍力点（調整点）を示す限界点に達すると、真空ブレーキ倍力装置２による空気圧式ブレーキ力補助からポンプ１６によるアクティブ式ブレーキ倍力作用への移行が特に次式 P_soll＝P_{Aussteuerpunkt}＋係数K ×(P_THZ−P_{Aussteuerpunkt})
に従って行われる。ここで、P_sollは目標圧力、P_{Aussteuerpunkt}はブレーキ倍力装置の最大倍力点、P_THZは操作ユニットの圧力である。そのために、圧力上昇時に切換え弁３１が開放し、（アナログ化された）分離弁６が閉じ、液圧ポンプ１６がブレーキシリンダ１、例えばタンデムマスターシリンダ（ＴＨＺ）から車輪ブレーキ１０，１１にブレーキ液を搬送する。流入弁１２または１９は開放し、排出弁１４または１７は閉じる。圧力低下相では、付加的に発生した圧力がアナログ化された分離弁６を経て、ペダルフィーリングとブレーキ作用が快適になるようにブレーキシリンダ１内に達する。

図２は分離弁６制御電流I₀，I と差圧P₀, P_THZ, P_sollの信号変化を概略的に示している。

この制御電流は車輪ブレーキ１０，１１の目標圧力P_sollとブレーキシリンダ（ＴＨＺ）１の測定圧力との差によって決定される。車輪ブレーキ１０，１１のブレーキシリンダ内により大きな圧力が存在すると、分離弁６が開放し、液圧機器４３内に所望な圧力が生じるまで、液体がブレーキシリンダ１に還流する。管５と８，９の間または分離弁６の入口と出口の間に圧力平衡が生じると、分離弁６が閉じ、圧力が維持されたままである。調節過程を加速するために、ブレーキ圧力P_sollの目標圧力勾配が評価され、それによって弁電流Ｉが調節される。これによって、分離弁６を通る流量が多くなる。すなわち、分離弁６を更に開放することにより、迅速な圧力低下要求に応答することができる。

分離弁６の作動のために、弁特性曲線７０（図３）が非揮発性メモリ４２に記憶されている。この特性曲線は分離弁が開放するときの弁電流I₀,I,I_MAX と圧力差P₀,P_soll,P_THZ を示している。この特性曲線７０は弁の測定によってあるいは組立ライン端部での校正によって決定することができる。組立ラインの端部での校正は有利な変形である。というのは、影響要因（ドライバ、コイル、弁等）の完全な連鎖が記憶された特性曲線に含められるからである。この特性曲線はポンプ１６の作動によって発生した圧力を次のように制御することができる。すなわち、運転者が（車輪圧力センサを備えた）制御されるシステムとの違いに気づかないで、所望な液圧倍力が充分に正確に調節されるように制御することができる。

ブレーキング過程を圧力上昇、圧力維持および圧力低下の区間に分割することができる。各々のブレーキングサイクルにおいて、ブレーキ圧力を調節するために、２つの戦略が設けられている。この場合、第１の戦略に従って、ブレーキ圧力は特性曲線７０の変化に追従し、第２の戦略は最大作動電流または特性曲線によって表される作動電流に対する跳躍機能を組み入れる。

１．圧力上昇
戦略Ａ）：分離弁６を調節する弁電流Ｉは、図３に示した特性曲線Ｉ＝Ｉ(Psoll) に従って調整される。利点：車輪ブレーキ１０，１１で調節される圧力の高さが制限される。ポンプ１６が少なくとも一方のブレーキ回路内の圧力を大きく上昇させると、目標圧力Psoll を超える部分は分離弁６を経て流出可能である。このようなケースはフロント−リヤ−分割式ブレーキ装置において特に後車軸に発生する。
方法Ｂ）：差圧力ゼロ(I₀)のための閉鎖電流へのジャンプ、続いて式I_max＝f(P_max,P_THZ,P_DBV) ＝min (P_max−P_THZ,P_DBV) に従う最大電流I_maxへの急傾斜ランプ１。ここで、P_DBVは圧力制限弁の圧力、P_maxはブレーキ内の最高圧力、P_THZ は操作ユニットの圧力である。分離弁６の圧力差と、この圧力差で分離弁６が開放し始める電流との関係がコントローラに記憶されているので、零点調整を行わなければならない。分離弁６は一旦開放すると、例えば摩擦のようなヒステリシス効果によって、再び小さな圧力差になるときに初めて閉じる。開放した分離弁６を再び確実に閉じるために、圧力値、例えば約３０バールだけ大きな圧力差に相応して通電しなければならない。利点：分離弁６の漏れが小さい。閉鎖騒音が発生しない。

状況に応じて、２つの戦略のうちの最適な戦略が各ブレーキ回路について選択される。その際、戦略Ａ）は、容積特性曲線が大きく異なる場合に使用される。例えば
・フロントリヤ分割式装置
・ＥＳＰとＯＨＢ（最適化した液圧ブレーキ）の重ね合わせ
・ＡＢＳとＯＨＢ（最適化した液圧ブレーキ）の重ね合わせ
において使用される。

ここで、ポンプの回転時に、最高車輪圧力を設定することができる。

そうでない場合、分離弁６を最良状態で閉鎖保持するために、戦略Ｂ）が使用される。

ＩＩ．）圧力維持
方法Ａ）分離弁６を調節する弁電流Ｉは、図３に示した特性曲線Ｉ＝Ｉ(Psoll) に従って調整される。利点：実際の圧力の上側が制限される。超過圧力は低下させられる。これはＥＳＰ，ＡＢＳ等のような装置２８の他の制御機能と重畳する際に必要である。
方法Ｂ）：弁電流はI_maxのままである。利点：弁は最高の封止性を有する。液圧機器と車輪ブレーキの圧力が設定されたＤＢＶ圧力に制限される。ＤＢＶ圧力P_dbvとは、ブレーキ装置故障またはブレーキ装置の一部の機能不良を防止する圧力制限であると理解される。その際、分離弁６は式Ｉ＝Ｉ［min(P_max,P_THZ,P_DBV) ］に従う圧力制限機能を受け持つ。この場合、最高圧力を上回ると、分離弁６が開放し、操作ユニット１の圧力が低下する。最高圧力の下方で、分離弁６が閉じるかまたは閉じたままになる。その際、制御ユニット４５は、分離弁６の前後に生じる圧力差に従ってあるいは（分離弁６の後の）液圧機器４３と車輪ブレーキ１０，１１内の圧力に従って、分離弁６を制御する。
方法Ｃ）戦略Ａにおいて或る時間または或る数のループの間同じ目標圧力差または増大する目標圧力差を検出すると、分離弁６を閉じるために、付加的な圧力差に相応して、分離弁に通電される。目標圧力差が低下すると、再び戦略ａ）の状態に切り換える。目標圧力に従う通電。図４には、目標圧力Ｐ_sollの変化と実際圧力Ｐ_ist の変化が示してある。時点ｔ₁ で、分離弁を閉鎖するために、Ｉ＝Ｉ（Ｐ_soll＋ΔＰ）に従って分離弁に通電される。漏洩に基づいて生じる電流上昇を含まないＰ_ist の変化は８０で示してある。

ＩＩＩ．）圧力低下開始
方法Ａ）：弁特性曲線へのジャンプ。
利点：迅速な応答
方法Ｂ）：弁特性曲線のＩ＝Ｉ（Ｐ_soll＋ΔＰ）近くへのジャンプ。続いて、ランプ２によって弁特性曲線、すなわちＩ＝Ｉ（Ｐ_soll）へのスムースで適合した移行。
利点：特性曲線のエラーがもはや感知されない。
倍力の終了、操作ユニット１の圧力は再び車輪圧力。
Ｉ＝０（ランプ３）による電流ランプ。
ランプ：これは、特性曲線のエラーがペダルで衝撃として感じられないで、ゆっくりした感じられない移行過程によって抑えられる。更に、騒音が大幅に減少する。

２つのブレーキ回路を有するブレーキ装置を示す図である。 本発明の方法による液圧弁の制御電流と圧力の信号変化を概略的に示す図である。 本発明の特性曲線を示す図である。 付加的な通電による制御電流の信号変化を概略的に示す図である。

Claims (7)

1. 個々の車輪ブレーキのブレーキ圧力を決定する入力値が制御システムおよび／またはデータ処理システムで評価され、液圧弁の操作値が制御システムおよび／またはデータ処理システム内に定められている、ブレーキ装置の車輪ブレーキの設定された変更可能なブレーキ圧力を調節するための方法において、液圧弁の圧力差と液圧弁の弁電流を相関させる特性曲線が制御システムおよび／またはデータ処理システム内に格納され、液圧弁の操作量が特性曲線に応じて定められることを特徴とする方法。
2. 操作量が電気的な弁電流であり、この弁電流によって液圧弁がアナログ制御されることを特徴とする、請求項１記載の方法。
3. 操作量が車輪ブレーキの目標圧力と操作装置の圧力との圧力差によって決定されることを特徴とする、請求項１または２記載の方法。
4. ブレーキ圧力を調節するために少なくとも２つの戦略が設けられ、第１の戦略に従って、弁電流が特性曲線の変化に追従し、第２戦略が最高制御電流または特性曲線によって表される制御電流へのジャンプ機能を有することを特徴とする、請求項１記載の方法。
5. 分離弁（６）の最高制御電流が関数I_max＝f(P_max,P_THZ,P_DBV) ＝min (P_max−P_THZ,P_DBV) によって制限されることを特徴とする、請求項４記載の方法。
6. 液圧機器（４３）と車輪ブレーキ（１０，１１）の圧力または分離弁（６）の前後の圧力によって求められる圧力差が、設定された値（P_DBV）を上回るときに、分離弁（６）が開放されることを特徴とする、請求項５記載の方法。
7. 請求項１〜５記載の方法を実施するための装置において、ポンプの制御によって生じる変更可能なブレーキ圧力が、各ブレーキ回路で所望な液圧倍力を行うように制御されることを特徴とする装置。

Images