JP2007516897A - 電子制御可能なブレーキ設備での圧力生成制御方法 - Google Patents

Abstract

この発明は、マスターブレーキシリンダー、特に、タンデム式マスターブレーキシリンダー（ＴＨＺ）と、真空ブレーキ力増幅器（ブースター）と、ブレーキ力支援用の少なくとも一つの更なる圧力源、有利には、制御ユニットによって駆動可能であり、その圧力を車両の車輪ブレーキに加えることが可能な油圧ポンプとを備えた、有利には、自動車用の、電子制御可能なブレーキ設備での圧力生成を制御する方法に関し、この方法は、補助力と真空ブレーキ力増幅器（ブースター）の操作力（動作限界点）との所定の比率を下回る点への接近を検出することと、マスターブレーキシリンダーの圧力勾配（ＴＨＺ圧力勾配）を検出することと、このブースター動作限界点に接近したことを検知するとともに、検出したＴＨＺ圧力勾配が圧力勾配限界値を上回った場合、このブレーキ力支援用の更なる圧力源を駆動して、追加ブレーキ圧を生成することとを特徴とする。

Description

この発明は、マスターブレーキシリンダー、特に、タンデム式マスターブレーキシリンダー（ＴＨＺ）と、真空ブレーキ力増幅器（ブースター）と、ブレーキ力支援用の少なくとも一つの更なる圧力源、有利には、制御ユニットによって駆動可能であり、その圧力を車両の車輪ブレーキに加えることが可能な油圧ポンプとを備えた、有利には、自動車用の、電子制御可能なブレーキ設備での圧力生成を制御するための方法に関する。

この発明は、同じく、マスターブレーキシリンダーと、真空ブレーキ力増幅器（ブースター）と、制御ユニットによって駆動可能であり、その圧力を車両の車輪ブレーキに加えることが可能な油圧ポンプを有する少なくとも一つの更なる圧力源とを備えた、有利には、自動車用の、電子制御可能なブレーキ設備での圧力生成を制御するための装置に関する。

また、この発明は、自動車用油圧式ブレーキ設備に関する。

負圧式ブレーキ力ブースターは、運転者が加えたペダル力を支援するために、エンジンによって提供される負圧の供給を必要としている。所定のペダル力において、負圧式ブレーキ力ブースターが、最大限可能な支援力に達しているために、この負圧の供給に応じて、操作ユニットに対する力の一層の増強が、ペダル力の増大によってのみ可能である状態に到達してしまう。この状態は、ブースターの動作限界点と呼ばれている。

例えば、ガソリン直噴エンジン又はディーゼルエンジンなどの新しいエンジン技術と共に、益々そのような傾向が強くなってきている通り、負圧の供給がほんの僅かなために、最大限達成可能な支援力が、小さすぎる場合、追加的なブレーキ力支援が必要である。追加的なブレーキ力又はブレーキ圧追加を実現するための可能な方法は、「能動的な」油圧式ブレーキ力支援を採用することである。このことは、例えば、油圧ポンプを用いて実現される。この場合、油圧式マスターブレーキシリンダーにおいて、運転者がブレーキペダルにより調節し、負圧式ブレーキ力ブースターを用いて増強されたブレーキ力から得られる油圧が、油圧ポンプによって更に増大される。このポンプは、電子ブレーキ制御ユニットが制御する電気モーターで駆動される。

特許文献１には、加えた圧力より大きな圧力を生成することができる、車両用のブレーキ力ブースターと油圧式ブレーキ制御システムを備えたブレーキ設備が開示されている。このシステムは、補助力と操作力との所定の比率（ブースターの動作限界点）を下回ったことを検知する評価機器と、この比率を下回ることのもとづき、油圧式ブレーキ制御システムを用いて、車輪ブレーキの目標圧力を生成する制御機器と、操作力に比例して利用可能な補助力の作用を少なくとも部分的に補償するための目標圧力とを特徴としている。

このシステムでは、バルブの切換又はポンプの作動により制約されて、段階的な圧力上昇にしかならないので、ブレーキ力支援への「類似した」移行を示すことが問題である。それは、能動的な圧力上昇に必要なバルブの切換とポンプの作動の両方又は一方が、評価可能な制御偏差が生成された場合にのみ、始めて実行可能となるためである。

鈍いペダル感覚の発生は、制御偏差の「待ち」によってだけでなく、大きな勾配での運転者の指令（圧力上昇）によっても引き起こされる。操作速度が上昇するのに応じて低下して行く時間範囲は、空間が小さくなるのに応じて上昇して行く真空室内の圧力を、それでなくとも既に低下している利用可能な負圧（低下するエンジン負圧）を用いて、再び回復させるには十分ではない。そのことは、真空ブレーキ力ブースター内における膜を介した圧力差が、例えば、準定常的な勾配の場合よりも小さいことを意味する。即ち、ブレーキの操作力が、運転者にとって大きすぎる。

更に、システムにより決まるポンプ始動時の挙動は、始動速度が増大するにつれて、能動的な圧力生成に関する時間的な遅れに関して、同じく、より強く目に付くこととなる。それによって、前述した「鈍いペダル感覚」が、より明らかに感知可能になるとともに、ブレーキの際に、運転者の快適な感覚と実現可能な操作速度に不利な意味での影響を及ぼすこととなる。
欧州特許出願公開明細書第０７５４６０７−Ａ１号

この発明の課題は、電子制御可能なブレーキ設備での圧力生成の制御を改善することができる方法及び装置を提供することである。

この課題は、独立請求項の特徴によって解決される。

この発明の別の有利な実施形態は、従属請求項に提示されている。

この発明では、マスターブレーキシリンダー、特に、タンデム式マスターブレーキシリンダー（ＴＨＺ）と、真空ブレーキ力増幅器（ブースター）と、ブレーキ力支援用の少なくとも一つの更なる圧力源、有利には、制御ユニットによって駆動可能であり、その圧力を車両の車輪ブレーキに加えることが可能な油圧ポンプとを備えた、有利には、自動車用の、電子制御可能なブレーキ設備での圧力生成を制御する方法において、補助力と真空ブレーキ力増幅器（ブースター）の操作力（動作限界点）との所定の比率を下回る点への接近を検出することと、マスターブレーキシリンダーの圧力勾配（ＴＨＺ圧力勾配）を検出することと、このブースター動作限界点への接近を検知するとともに、検出したＴＨＺ圧力勾配が圧力勾配限界値を上回った場合に、このブレーキ力支援用の更なる圧力源を駆動して、追加ブレーキ圧を生成することとを規定する。

ここで、「動作限界点」という用語は、特に、補助力と操作力との所定の比率を下回った時のブレーキ圧であると定める。即ち、それは、「動作限界点ブレーキ圧値」をも意味する。

この方法によって、ブレーキ圧の決定及び設定（増幅）は、制御偏差が生じる前に早くも行われる。運転者のブレーキペダルを踏む力（ペダル力）が増大された場合、システム内の圧力とそのため車輪ブレーキ圧を、（目立った）遅延無しに、相応の係数で上昇させることができる。運転者に対する「鈍い」ペダルの感触は、解消される。むしろ、単一のブースター支援の場合と同様に、運転者にとって望ましい快適なペダルの感触が、ほぼ維持される。

この発明では、圧力勾配限界値は、１５０バール／ｓ〜２５０バール／ｓの範囲、有利には、１９０バール／ｓ〜２１０バール／ｓの範囲に有り、特に、約２００バール／ｓであるものと規定する。

この発明では、１０ｍｓ〜１００ｍｓの範囲、有利には、２０ｍｓ〜４０ｍｓの範囲に有り、特に、約３０ｍｓである所定の又は計算した最小継続時間の間、圧力勾配限界値を上回ることが検知された場合に、ブレーキ力支援用の更なる圧力源を駆動するものと規定する。

この発明の特に有利な実施構成では、ブースターの動作限界点への接近を検知した場合、並びに検出したＴＨＺ圧力勾配が圧力勾配限界値を上回った場合、ブースターの所定の又は計算した動作限界点、有利には、計算した動作限界点を、所定の又は計算した好適な動作限界点低減値、即ち、動作限界点圧力低減値だけ低下させて、そのようにして、追加ブレーキ圧を上昇させるために、更なる圧力源を駆動させることとなる、補正した動作限界点、即ち、補正した動作限界点ブレーキ圧値を計算するものと規定する。

有利には、このように制御偏差を生成させずに、むしろ、ブースターによる圧力上昇と油圧ポンプによる追加的な支援との「滑らかな」移行を実現する。こうすることによって、十分に大きく、かつ又速い増幅を実現すると同時に、運転者に対して、ブレーキ力増幅への移行をペダルで感知可能となることを防止することができる。

動作限界点に達した場合、油圧ポンプ、即ち、適合したポンプ回転数によって、運転者のブレーキ操作、即ち、その「開始」に適合した支援を設定するとともに、ポンプの始動時の挙動によるブレーキペダルの感触の悪化を起こさせないものと規定する。この発明では、ポンプ始動時の挙動は、ブレーキ圧生成の際のブースターによって依然として支援されているフェーズへの移行によって、「隠される」、即ち、運転者に対するペダルの感触は、（油圧ポンプによって支援するために）ポンプを始動する際にも維持され続ける。

この発明では、マスターブレーキシリンダーの圧力（ＴＨＺ圧力）を検出して、運転者の指令を表す設定変量として、ブレーキ圧制御に使用するとともに、ＴＨＺ圧力が、（この発明により「移行された」）動作限界点又は（この発明により「移行された」）動作限界点ブレーキ圧値とブースターの補正した動作限界点の両方又は一方を上回った場合、更なる圧力源を駆動して、追加ブレーキ圧を生成する。

この発明では、ブレーキ圧上昇が続いている過程において、動作限界点低減値だけ低くされた動作限界点（補正した動作限界点）に到達した、或いはそれを下回っている場合、ブレーキ圧制御用ブースターの動作限界点を一定と看做すものと規定する。

この発明では、ブースターの動作限界点を継続して計算するとともに、ブースターの計算した動作限界点の検知した変化を、所定の、或いは計算した好適な動作限界点低減値を計算する際に考慮するものと規定する。

実施形態では、ブースターの動作限界点への接近を、保存した矯正済みのブースター特性曲線にもつづき検出又は見積もるものと規定する。

この発明の課題は、マスターブレーキシリンダーと、真空ブレーキ力増幅器（ブースター）と、制御ユニットによって駆動可能であり、その圧力を車両の車輪ブレーキに加えることが可能なポンプを有する少なくとも一つの更なる圧力源とを備えた、特に、この発明による方法を実施するための、有利には、自動車用の、電子制御可能なブレーキ設備での圧力生成を制御するための装置によって解決され、その装置では、この制御ユニットは、補助力と真空ブレーキ力増幅器（ブースター）の操作力（動作限界点）との所定の比率を下回る点への接近及びマスターブレーキシリンダーの圧力勾配（ＴＨＺ圧力勾配）を検知するとともに、このブースターの動作限界点への接近を検知した際に、検出したＴＨＺ圧力勾配が、所定の又は計算した圧力勾配限界値を上回った場合に、更なる圧力源を駆動して、追加ブレーキ圧を生成するための計算・駆動ユニットを有するものと規定する。

この更なる圧力源用のポンプとして、有利には、少なくとも一つの油圧ポンプを、単独で、或いは油圧式蓄圧器と組み合わせて使用する。

この発明の課題は、同じく、この発明にもとづく装置を備えた、電子制御による自動車用油圧式ブレーキ設備によって解決される。

この発明を、実施例により詳しく説明する。

自動車は、この発明にもとづく装置を備えた、電子制御による油圧式ブレーキ設備を有する。ブレーキ制御ユニットにより、検出したＴＨＺ圧力勾配が、ブースターの動作限界点以下であると評価されている。この勾配の監視は、有利には、３バールより高いＴＨＺ圧力から開始される。この勾配が、有利には、約２００バール／ｓの値を上回るとともに、少なくとも、例えば、コントローラのプログラム（コントローラループ）を３回実行する時間、この例では、有利には、約３０ｍｓの時間の間続いた場合、計算した動作限界点を、好適な値、有利には、約５バールだけ低減し、そのようにして補正した動作限界点を定める。この低減する値は、設定変量又は運転者が指令した値と看做されるＴＨＺ圧力が、動作限界点を上回った場合に、能動的な生成の役割を担うポンプを、この運転者のブレーキ指令（その「開始」）に対応して駆動（全力駆動）することを保証するように選定する。

圧力上昇が続いている過程において、目標圧力、即ち、計算した圧力設定量だけ動作限界点を上回る圧力と動作限界点又は動作限界点ブレーキ圧力値との差が、５バールの閾値に到達した、或いはそれより小さくなった場合、動作限界点又は動作限界点ブレーキ圧値を一定に保持する。

この動作限界点のオフセットを含まない「粗い値」、即ち、低減されていない動作限界点は、バックグラウンドで更に計算される。この更に計算した動作限界点値が、ブレーキペダルを緩めるか、或いは一定に維持することによって、再び上昇した場合、ポンプを用いたブレーキ圧上昇制御から抜け出す際の調和のとれた移行を保証するために、動作限界点に到達した際に補正済みの、オフセットを含まない動作限界点も再び上昇させる。

こうすることによって、ポンプの早期の駆動と同時にその時点の勾配に対して必要に応じた駆動が実現される。このことにより、有利には、ポンプを用いた能動的な圧力生成の限界領域にまでの、ペダルの改善された感知可能な感触、即ち、「鈍いペダル」の明らかな軽減が可能となる。

Claims (10)

1. マスターブレーキシリンダー、特に、タンデム式マスターブレーキシリンダー（ＴＨＺ）と、真空ブレーキ力増幅器（ブースター）と、ブレーキ力支援用の少なくとも一つの更なる圧力源、有利には、制御ユニットによって駆動可能であり、その圧力を車両の車輪ブレーキに加えることが可能な油圧ポンプとを備えた、有利には、自動車用の、電子制御可能なブレーキ設備での圧力生成を制御する方法において、
   補助力と真空ブレーキ力増幅器（ブースター）の操作力（動作限界点）との所定の比率を下回る点への接近を検出することと、
   マスターブレーキシリンダーの圧力勾配（ＴＨＺ圧力勾配）を検出することと、
   このブースターの動作限界点への接近を検知するとともに、検出したＴＨＺ圧力勾配が圧力勾配限界値を上回った場合、このブレーキ力支援用の更なる圧力源を駆動して、追加ブレーキ圧を生成することと、
   を特徴とする方法。
2. 当該の圧力勾配限界値が、１５０バール／ｓ〜２５０バール／ｓの範囲、有利には、１９０バール／ｓ〜２１０バール／ｓの範囲に有ることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. １０ｍｓ〜１００ｍｓの範囲、有利には、２０ｍｓ〜４０ｍｓの範囲の所定の又は計算した最低継続時間の間、当該の圧力勾配限界値を上回ったことを検出した場合、当該のブレーキ力支援用の更なる圧力源を駆動することを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. ブースターの動作限界点への接近を検知するとともに、検出したＴＨＺ圧力勾配が圧力勾配限界値を上回った場合、ブースターの所定の又は計算した動作限界点、有利には、計算した動作限界点を、所定の又は計算した好適な動作限界点低減値だけ低減し、そのようにして追加ブレーキ圧を生成するために、更なる圧力源を駆動させることとなる、補正した動作限界点を計算することを特徴とする請求項１から３までのいずれか一つに記載の方法。
5. マスターブレーキブースターの圧力（ＴＨＺ圧力）を検出して、運転者の指令を表すブレーキ圧制御用設定変量として使用することと、
   このＴＨＺ圧力が、ブースターの動作限界点又は補正した動作限界点を上回った場合に、当該の更なる圧力源を駆動して、追加ブレーキ圧を生成することと、
   を特徴とする請求項１から４までのいずれか一つに記載の方法。
6. ブレーキ圧上昇が続いている過程で、動作限界点低減値だけ低減した動作限界点（補正した動作限界点）に到達した、或いはそれを下回っている場合、当該のブレーキ圧制御用ブースターの動作限界点を一定と看做すことを特徴とする請求項４又は５に記載の方法。
7. 当該のブースター動作限界点を継続して計算し、この計算したブースター動作限界点の検知した変化を、所定の又は計算した好適な動作限界点低減値を計算する際に考慮することを特徴とする請求項４から６までのいずれか一つに記載の方法。
8. 当該のブースター動作限界点への接近を、保存した矯正済みのブースター特性曲線にもとづき検出又は見積もることを特徴とする請求項１から７までのいずれか一つに記載の方法。
9. マスターブレーキシリンダーと、真空ブレーキ力増幅器（ブースター）と、制御ユニットによって駆動可能であり、その圧力を車両の車輪ブレーキに加えることが可能なポンプを有する少なくとも一つの更なる圧力源とを備えた、特に、請求項１から８までのいずれか一つに記載の方法を実施するための、有利には、自動車用の、電子制御可能なブレーキ設備での圧力生成を制御するための装置において、
   この制御ユニットは、補助力と真空ブレーキ力増幅器（ブースター）の操作力（動作限界点）との所定の比率を下回る点への接近及びマスターブレーキシリンダーの圧力勾配（ＴＨＺ圧力勾配）を検知するとともに、このブースター動作限界点への接近を検知した際に、検出したＴＨＺ圧力勾配が、所定の又は計算した圧力勾配限界値を上回った場合、更なる圧力源を駆動して、追加ブレーキ圧を生成するための計算・駆動ユニットを有することを特徴とする装置。
10. 請求項９に記載の装置を備えた電子制御による自動車用油圧式ブレーキ設備。