JP2007502738A

JP2007502738A - 監視モジュールを備えたブレーキバイワイヤ方式のブレーキシステム

Info

Publication number: JP2007502738A
Application number: JP2006523639A
Authority: JP
Inventors: アルブリヒ・フォン・アルブリヒスフェルト・クリスチアン; グルツァウスキ・チモ; ウルリヒ・トールステン; フューラー・ヨッヘン
Original assignee: コンティネンタル・テーベス・アクチエンゲゼルシヤフト・ウント・コンパニー・オッフェネ・ハンデルスゲゼルシヤフト
Priority date: 2003-08-19
Filing date: 2004-08-19
Publication date: 2007-02-15
Also published as: US20080251328A1; DE502004004758D1; EP1658210A2; US8075067B2; WO2005032896A2; EP1658210B1; WO2005032896A3

Abstract

ブレーキペダルを用いてでも、電子調節・制御ユニットを用いてでも、運転者の要求に応じて操作することが可能であるブレーキ力ブースターを備えており、「ブレーキバイワイヤ」動作方式によりブレーキペダルとブレーキ力ブースター間の力を伝達するリンクを解除するための手段を配備した、自動車のブレーキ設備を操作するための「ブレーキバイワイヤ」方式のブレーキシステムを提案する。この発明では、電子調節・制御ユニット（７）は、ブレーキ力ブースター（３）の出力部材（２０）によって押し進められるストローク（Ｓ_Ds）を制御するための制御回路を備えており、この制御回路では、ブレーキペダル（１）の操作ストローク（Ｓ_Bp）に対応する、ブレーキ力ブースター（３）の出力部材（２０）によって押し進められるストローク（Ｓ_Ds）の基準値（Ｓ_DsSoll）を算出するとともに、例えば、空気の混入やブレーキ系統の故障などの障害が発生した場合に、その障害によって引き起こされるブレーキ力ブースター（３）の出力部材（２０）によって押し進められるストローク（Ｓ_Ds）の延びの部分的な補償を行う監視モジュール（２４）が配備されている。

Description

この発明は、自動車のブレーキ設備を操作するための「ブレーキバイワイヤ」方式のブレーキシステムであって、「ブレーキバイワイヤ」動作方式によりブレーキペダルとブレーキ力ブースター間での力を伝達するリンクを解除するための手段を備えた、ブレーキペダルを用いても、電子調節・制御ユニットを用いても、運転者の要求に応じて操作可能であるブレーキ力ブースターと、作用に関して、ブレーキ力ブースターの後に接続されたメインブレーキシリンダーであって、その圧力室には自動車の車輪ブレーキが接続されているメインブレーキシリンダーと、ブレーキ力ブースターの操作とは独立して、「ブレーキバイワイヤ」動作方式によりブレーキペダルに作用する復元力をシミュレーションすることが可能であり、「ブレーキバイワイヤ」動作方式によりブレーキペダルとブレーキ力ブースター間での力を伝達するリンクを解除する際に作動させることが可能であり、「ブレーキバイワイヤ」動作方式以外では停止させることが可能である、ブレーキペダルと協力して作用するペダルストロークシミュレーターと、ブレーキペダルの操作ストロークを検出するための第一のセンサーと、ブレーキ力ブースターの出力部材（圧力ロッド）のストロークを検出するための第二のセンサーと、システムで主要な圧力を検出するためのセンサーであって、その信号が電子調節・制御ユニットに供給される第三のセンサー（又は圧力センサー）とを備えたブレーキシステムに関する。

このようなブレーキシステムは、出願人の特許文献１により周知である。この特許文献１の開示内容から、電子調節・制御ユニットが、所定の基準値とセンサーを用いて測定した実際値との間で検知した偏差にもとづき、好適な安全プロセス、特にフォールバックモードを作動させていることが分かる。しかし、この文献からは、フォールバックモードの故障、例えば、システム内への空気の混入又は漏れの発生が、どのようにして運転者が検知可能であるのか、或いはシステムが検出可能であるのかに関する示唆を読み取ることはできない。
国際特許公開第ＷＯ２００４／００５０９５号明細書

以上のことから、この発明の課題は、最初に述べた方式のブレーキシステムにおいて、例えば、空気の混入又はブレーキ系統の故障などの障害が発生した場合に、その障害によって引き起こされる圧力媒体容積の収縮の増大を制御技術的な手段によって補償することを可能とする措置を提案することである。

この課題の第一の解決法は、電子調節・制御ユニットが、ブレーキ力ブースターの出力部材によって押し進められるストロークを制御する制御回路を備えており、その基準値をブレーキペダルの操作ストロークに対応して算出し、そして、例えば、空気の混入やブレーキ系統の故障などの障害が発生した場合に、その障害によって引き起こされるブレーキ力ブースターの出力部材によって押し進められるストロークの延びの部分的な補償を行う監視モジュールを配備することである。

前に述べた課題の第二の解決法は、電子調節・制御ユニットが、ブレーキ力ブースターの出力部材によって押し進められるストロークとシステムで主要な油圧を制御する制御回路を備えており、その基準値をブレーキペダルの操作ストロークに対応して算出し、そして、例えば、空気の混入やブレーキ系統の故障などの障害が発生した場合に、その障害によって引き起こされるブレーキ力ブースターの出力部材によって押し進められるストロークの延びの補償を行うために、この制御回路を、ストローク制御モードから圧力制御モードに切り換える監視モジュールを配備するものと規定する。

この発明による第一の解決法の有利な改善構成では、障害によって引き起こされるブレーキ力ブースターの出力部材によって押し進められるストロークの延びの部分的な補償を、基準値に補正値を加算することによって行う。

この発明の対象の別の有利な実施形態では、監視モジュール内に、圧力媒体容積対圧力の特性曲線、即ち、ブレーキの圧力媒体容積の収縮又は圧力媒体容積の収縮に対応するブレーキ力ブースターの出力部材によって押し進められるストロークの油圧（ｐ）への依存性Ｑ又はＳ_Ds＝ｆ（ｐ）を保存しており、そして、監視モジュールには、ブレーキ力ブースターの出力部材によって押し進められるストロークとシステムで主要な油圧の実際値を供給し、この圧力の実際値から、圧力媒体容積の基準値に対応するストローク値を算出し、この値を、ブレーキ力ブースターの出力部材によって押し進められるストロークの実際値と比較して、この比較結果が閾値を上回った場合に、システムに障害が有るものと推論するものである。

前に述べた補正値は、有利には、この比較結果の半分に等しいものとすることができる。

この発明の対象の別の有利な改善構成では、実際値に低域通過フィルター操作を実施することによって、制御品質の大幅な改善が達成される。

この発明の別の有利な特徴は、障害の事態を検知した場合、遷移機能、例えば、低域通過フィルター操作又は傾斜的な推移を作動させるものと規定する。

最後に、この発明の別の特徴では、システムにおいて故障の事態を検知した場合、警報ランプを作動させるものと規定する。

以下の記述においては、この発明の更なる特徴及び利点を、二つの実施例に関する添付図面を参照して、より詳しく説明する。

図１に模式的に図示した自動車ブレーキ設備を操作するための「ブレーキバイワイヤ」方式のブレーキシステムは、基本的にブレーキ力ブースター、有利には負圧式ブレーキ力ブースター３と、ブレーキ力ブースター３の後に接続されたメインブレーキシリンダー、有利にはタンデム型メインブレーキシリンダー４であって、それの図示されていない圧力室には、油圧制御ユニット１７によって間を連結された形で、自動車の車輪ブレーキ１３，１４，１５，１６が接続しているメインブレーキシリンダーと、メインブレーキシリンダー４に組み込まれた圧力媒体貯蔵タンク５と、運転者がブレーキ力ブースター３を操作するためのブレーキペダル１と、運転者に対して、通常のブレーキペダルの感触を伝える、特に「ブレーキバイワイヤ」動作方式によりブレーキペダル１と協力して作用するペダルストロークシミュレーター２と、運転者の減速要求又はブレーキペダル１の操作ストロークＳ_Bpを検出するための少なくとも一つのセンサー機器６と、電子制御ユニットであって、その出力信号等によって、ブレーキ力ブースター３に組み込まれた電磁石８を駆動することが可能であり、この電磁石により、運転者の意思とは独立して、空気圧制御バルブ９を操作することが可能であり、このバルブが、ブレーキ力ブースター３への空気の供給を制御する電子制御ユニット７とから構成される。以下の記述で詳しく説明する通り、電子制御ユニット１７は、ブレーキ力ブースター３の特性値、有利にはブレーキ力ブースター３の出力部材２０によって押し進められるストロークＳ_Dsを制御するための、或いは前記の値とシステムで主要な油圧を制御するための制御回路を備えている。

ブレーキペダル１と連結したピストン棒１０の端部と前述した制御バルブ９の制御ピストン１１との間に設けられた軸方向の隙間「ａ」は、「ブレーキバイワイヤ」動作方式によるブレーキペダル１とブレーキ力ブースター３間における力を伝達するリンクを解除することを確実に動作させるためのものである。ストロークセンサー１８は、ブレーキ力ブースター３の増幅力が引き起こす動く壁面１９のストローク又はブレーキ力ブースター３の出力部材２０のストローク（Ｓ_Ds）を検出する働きを有し、この出力部材は、その出力をメインブレーキシリンダー４の図示されていない第一のピストンに伝達するものである。更に、油圧制御ユニット１７には、システムで主要な油圧（ｐ）を検出する圧力センサー２１が組み込まれている。

既に述べたとおり、「ブレーキバイワイヤ」動作方式によりブレーキペダルに作用する復元力を、ブレーキ力ブースター３の操作とは独立してシミュレートすることが可能であるペダルストロークシミュレーター２は、それが、「ブレーキバイワイヤ」動作方式によるブレーキペダル１とブレーキ力ブースター３間の力の伝達リンクを解除する際に作動させることが可能であり、「ブレーキバイワイヤ」動作方式以外では停止させることが可能である形で実現される。ペダルストロークシミュレーター２の作用は、ブレーキペダル１に連結された操作部材１２を用いて行われる。

前述したブレーキ力ブースター３の出力部材２０によって押し進められるストロークＳ_Dsを制御するための制御回路の第一の実施形態が、図２に図示されており、基本的に基準値生成モジュール２２と、ストローク制御器２３と、監視モジュール２４とから構成されている。基準値生成モジュール２２では、ストロークセンサー６を用いて検出したブレーキペダル１の操作ストロークＳ_Bpから、ブレーキ力ブースター３の出力部材２０によって押し進められるストロークＳ_Dsの基準値Ｓ_DsSollを算出している。加算ポイント２５において、監視モジュール２４で算出された補正値Ｓ_Korrを加算された基準値Ｓ_DsSollは、ストロークセンサー１８を用いて検出した、ブレーキ力ブースター３の出力部材２０によって押し進められるストロークの実際値Ｓ_DsIstと比較され、その後このようにして算出した制御偏差ΔＳは、ストローク制御器２３に供給されて、その出力値である電圧Ｕが、電磁石８を駆動する。圧力媒体容積対圧力の特性曲線、即ち、ブレーキ１３〜１６の圧力媒体容積の収縮又は圧力媒体容積の収縮に対応する、ブレーキ力ブースター３の出力部材２０によって押し進められるストロークＳ_Dsの油圧ｐへの依存性Ｑ又はＳ_Ds＝ｆ（ｐ）を保存している監視モジュール２４には、入力値として、ブレーキ力ブースター３の出力部材２０によって押し進められるストロークの実際値Ｓ_DsIst及びシステムで主要な圧力ｐ_Istが供給され、これらの値は、有利には、組み込まれている低域通過フィルター２６，２７において、低域通過フィルター操作を加えられる。監視モジュール２４では、圧力の実際値ｐ_Istから、圧力媒体容積の基準値に対応するストローク値Ｓ_Modellが算出されて、ブレーキ力ブースター３の出力部材２０によって押し進められるストロークの実際値Ｓ_DsIstと比較される。この比較結果ΔＳ_Diff＝Ｓ_Modell−Ｓ_DsIstが、例えば、ストローク制御器２３に供給される制御偏差ΔＳの半分の値ΔＳ／２に対応する閾値Ｓ_Schwellを上回った場合、前述した補正値Ｓ_Korrが生成される。それと同時に、例えば、警報ランプ３１の点灯によって、光学的な警報を発出することができる。補正値Ｓ_Korrの加算により、例えば、システム内への気体の混入やブレーキ系統の故障によって引き起こされる、ブレーキ力ブースター３の出力部材２０によって押し進められるストロークＳ_DsIstの延びの部分的な補償が実現される。

図３に図示した制御回路の第二の実施形態では、図２と関連して述べたストロークの基準値生成モジュール２２の他に、圧力の基準値生成モジュール２８が配備されており、そこでは、ストロークセンサー６を用いて検出したブレーキペダル１の操作ストロークＳ_Bpから、システムで主要な油圧の基準値ｐ_Sollを算出している。第一の実施形態での通り、制御偏差ΔＳを生成するために、ストロークの基準値Ｓ_DsSollをストロークの実際値Ｓ_DsIstと比較する一方、第二の加算ポイント２９において、圧力の基準値ｐ_Sollと圧力の実際値ｐ_Istとから、第二の制御偏差Δｐを生成している。両方の制御偏差ΔＳ，Δｐは、切換装置３０に供給され、この装置は、監視モジュール２４により生成された信号に対応して（Ｓ_Korr＞０：切換条件）、標準動作状態としてのストローク制御モードから、圧力制御モードに切り換えるものである。この場合、制御器２３は、ストローク制御と圧力制御に対して、異なるパラメータを規定している。

この制御回路の第二の実施形態において、制御値の急激な変化を防止するために、切換の時点ｔ₁（特性曲線の点Ａ、ストローク制御の終了）では、圧力制御モードに対応する遷移機能、例えば、低域通過フィルター操作又は傾斜的な推移を作動させている。このプロセスは、図４に図示されており、そこでは、Ｉで表示した特性曲線ｐ＝ｆ（ｔ）が、ストローク制御モードに対応し、ＩＩで表示した特性曲線が、圧力制御モードに対応し、区間Ａ−Ｂが、遷移機能に対応している。この図から、時点ｔ₂（特性曲線の点Ｂ）以降の制御が、圧力制御特性曲線に従っていることが明らかに分かる。両方の特性曲線ＩとＩＩ間の垂直のずれＬは、例えば、気体の混入や漏れによって引き起こされる。

この発明によるブレーキシステムの模式図この発明による制御回路の第一の実施形態のブロック接続図この発明による制御回路の第二の実施形態のブロック接続図図３に図示した制御回路の第二の実施形態の機能方式のグラフ図

Claims

自動車のブレーキ設備を操作するための「ブレーキバイワイヤ」方式のブレーキシステムであって、
「ブレーキバイワイヤ」動作方式によりブレーキペダルとブレーキ力ブースター間での力を伝達するリンクを解除するための手段が配備されている、ブレーキペダルを用いても、電子調節・制御ユニットを用いても、運転者の要求に応じて操作することが可能であるブレーキ力ブースターと、
メインブレーキシリンダーであって、その圧力室には自動車の車輪ブレーキが接続されており、作用に関して、ブレーキ力ブースターの後に接続されたメインブレーキシリンダーと、
ブレーキ力ブースターの操作とは独立して、「ブレーキバイワイヤ」動作方式によりブレーキペダルに作用する復元力をシミュレーションすることが可能であり、「ブレーキバイワイヤ」動作方式によりブレーキペダルとブレーキ力ブースター間での力を伝達するリンクを解除する際に作動させることが可能であり、「ブレーキバイワイヤ」動作方式以外では停止させることが可能である、ブレーキペダルと協力して作用するペダルストロークシミュレーターと、
ブレーキペダルの操作ストローク（Ｓ_Bp）を検出するための第一のセンサー（６）と、
ブレーキ力ブースターの出力部材（２０）のストローク（Ｓ_Ds）を検出するための第二のセンサー（１８）と、
センサーであって、その信号が電子調節・制御ユニット（７）に供給される、システムで主要な圧力を検出するための第三のセンサー（又は圧力センサー（２１））と、
を備えたブレーキシステムにおいて、
電子調節・制御ユニット（７）が、ブレーキ力ブースター（３）の出力部材（２０）によって押し進められるストローク（Ｓ_Ds）を制御するための制御回路を備えており、この制御回路では、ブレーキ力ブースター（３）の出力部材（２０）によって押し進められるストローク（Ｓ_Ds）の基準値（Ｓ_DsSoll）が、ブレーキペダル（１）の操作ストローク（Ｓ_Bp）に対応して算出されるとともに、例えば、空気の混入やブレーキ系統の故障などの障害が発生した場合に、その障害によって引き起こされるブレーキ力ブースター（３）の出力部材（２０）によって押し進められるストローク（Ｓ_Ds）の延びの部分的な補償を行う監視モジュール（２４）を配備していることを特徴とするブレーキシステム。
自動車のブレーキ設備を操作するための「ブレーキバイワイヤ」方式のブレーキシステムであって、
「ブレーキバイワイヤ」動作方式によりブレーキペダルとブレーキ力ブースター間での力を伝達するリンクを解除するための手段が配備されている、ブレーキペダルを用いても、電子調節・制御ユニットを用いても、運転者の要求に応じて操作することが可能であるブレーキ力ブースターと、
メインブレーキシリンダーであって、その圧力室には自動車の車輪ブレーキが接続されており、作用に関して、ブレーキ力ブースターの後に接続されたメインブレーキシリンダーと、
ブレーキ力ブースターの操作とは独立して、「ブレーキバイワイヤ」動作方式によりブレーキペダルに作用する復元力をシミュレーションすることが可能であり、「ブレーキバイワイヤ」動作方式によりブレーキペダルとブレーキ力ブースター間での力を伝達するリンクを解除する際に作動させることが可能であり、「ブレーキバイワイヤ」動作方式以外では停止させることが可能である、ブレーキペダルと協力して作用するペダルストロークシミュレーターと、
ブレーキペダルの操作ストローク（Ｓ_Bp）を検出するための第一のセンサー（６）と、
ブレーキ力ブースターの出力部材（２０）のストローク（Ｓ_Ds）を検出するための第二のセンサー（１８）と、
センサーであって、その信号が電子調節・制御ユニット（７）に供給される、システムで主要な圧力を検出するための第三のセンサー（又は圧力センサー（２１））と、
を備えたブレーキシステムにおいて、
電子調節・制御ユニット（７）が、ブレーキ力ブースター（３）の出力部材（２０）によって押し進められるストローク（Ｓ_Ds）とシステムで主要な油圧（ｐ）とを制御するための制御回路を備えており、それらの基準値（Ｓ_DsSoll，ｐ_Soll）がブレーキペダル（１）の操作ストローク（Ｓ_Bp）に対応して算出され、この制御回路には、例えば、空気の混入やブレーキ系統の故障などの障害が発生した場合に、その障害によって引き起こされるブレーキ力ブースター（３）の出力部材（２０）によって押し進められるストローク（Ｓ_Ds）の延びの部分的な補償を行うために、この制御回路をストローク制御モードから圧力制御モードに切り換える監視モジュール（２４）が配備されていることを特徴とするブレーキシステム。
監視モジュール（２４）には、圧力媒体容積対圧力の特性曲線、即ち、ブレーキの圧力媒体容積の収縮（Ｑ）又は圧力媒体容積の収縮（Ｑ）に対応する、ブレーキ力ブースター（３）の出力部材（２０）によって押し進められるストローク（Ｓ_Ds）の油圧（ｐ）への依存性、Ｑ又はＳ_Ds＝ｆ（ｐ）が保存されていることと、
監視モジュール（２４）には、ブレーキ力ブースター（３）の出力部材（２０）によって押し進められるストローク（Ｓ_Ds）とシステムで主要な油圧（ｐ）の実際値（Ｓ_DsIst，ｐ_Ist）が供給され、この監視モジュールでは、圧力の実際値（ｐ_Ist）から、圧力媒体容積の基準値（Ｑ_Soll）に対応するストローク値（Ｓ_Modell）を算出して、ブレーキ力ブースター（３）の出力部材（２０）によって押し進められるストローク（Ｓ_Ds）の実際値（Ｓ_DsIst）と比較し、その比較結果（ΔＳ_Diff＝Ｓ_Modell−Ｓ_DsIst）が閾値（Ｓ_Schwell）を上回った場合、監視モジュール（２４）では、システムに障害が有ると推測することを可能とする補正値（Ｓ_Korr）が生成されることと、
を特徴とする請求項１又は２に記載のブレーキシステム。
当該の障害によって引き起こされるブレーキ力ブースター（３）の出力部材（２０）によって押し進められるストローク（Ｓ_Ds）の延びの部分的な補償が、補正値（Ｓ_Korr）の基準値（Ｓ_DsSoll）への加算によって行うことを特徴とする請求項１又は３に記載のブレーキシステム。
補正値（Ｓ_Korr）が、比較結果の半分（ΔＳ_Diff／２）に等しいことを特徴とする請求項４に記載のブレーキシステム。
当該の制御回路のストローク制御モードから圧力制御モードへの切り換えが、補正値（Ｓ_Korr）にもとづき行われることを特徴とする請求項２又は３に記載のブレーキシステム。
実際値（Ｓ_DsIst，ｐ_Ist）に対して、低域通過フィルター操作を実施することを特徴とする請求項１から６までのいずれか一つに記載のブレーキシステム。
障害の事態を検知した場合、遷移機能、例えば、低域通過フィルター操作や傾斜的な推移を作動させることを特徴とする請求項２，３又は６に記載のブレーキシステム。
このシステム内での障害の事態を検知した場合、警報ランプ（３１）を作動させることを特徴とする請求項１から８までのいずれか一つに記載のブレーキシステム。