JP2010520427A

JP2010520427A - 圧力制御装置における比例弁（ａｎａｌｏｇｉｚｅｄｖａｌｖｅ）を較正（ｃａｌｉｂｒａｔｅ）するための方法

Info

Publication number: JP2010520427A
Application number: JP2009552139A
Authority: JP
Inventors: ルース、ミルコ
Original assignee: コンチネンタル・テベス・アーゲー・ウント・コンパニー・オーハーゲー
Priority date: 2007-03-05
Filing date: 2008-01-23
Publication date: 2010-06-10
Also published as: KR20090116799A; CN101626927A; US20100090521A1; DE102007010514A1; WO2008107219A1; EP2132069A1

Abstract

【解決手段】
圧力制御装置における比例（analogized）弁を較正する（calibration）方法である。
電子的に制御された圧力制御装置における電磁弁が較正される方法であって、較正される弁で存在する差動圧が、周期的に変調されるか、または、前記弁の弁コイルに存在する電気信号が、較正の目的のために弁コイルで、または追加の測定コイルで評価される。
この発明は、さらに、上記の方法が実行することができる電子的に制御された自動車両ブレーキ圧力制御装置に関する。
【選択図】図１

Description

この発明は、請求項１の前文による方法、および請求項１６の前文による自動車両ブレーキ圧力制御装置に関する。

自動車両ブレーキシステム用のＡＢＳ制御装置における液圧を制御するために、アナログ制御を備えた電気的に作動可能な液圧弁を使用すること、そしてさらに、その中で、ＥＳＰなどのような追加機能を備えた車両移動原動力制御器（vehicle movement dynamics controller）として言及されていることは、特に、ＤＥ１０２００５０１４０９７Ａ１から知られている。これらのいわゆるアナログ／ディジタル弁（Ａ／Ｄ弁）は、原則として、弁タペットが浮上位置を仮定するようにしてパルス幅変調された（ＰＷＭ）電流によって作動する、従来の電磁（ソレノイド）切換弁である。このように、その電流の動作が充分正確で、かつ再現可能な方法で実行される場合には、その圧力を制御することが可能である。このことは、一般的に、加えられる圧力を、制御ループとともに圧力センサによって加えることができる場合には、比較的重大な問題なしに可能である。圧力センサなしで制御される圧力回路において、対応するアナログ制御方法を実行することは、相当に、より一層困難である。

制御される回路において、圧力センサなしでＡ／Ｄ弁の圧力を設定する問題に対処する全体一連の圧力制御方法は、既にこの状況の中で知られるようになってきた。この弁の開放電流（opening current）が、他のパラメータと同様に弁の圧力差（差動圧(differential pressure)）に依存することが知られている。この理由で、制御器であって、電子的ＰＷＭドライバ行程による電流を電気的に設定することによって、開放電流を制御するものは、許容圧力（admission pressure）、（例えば、ホイールブレーキシリンダにおいて）制御される回路における圧力、および弁の開放電流がわかっていなければならない。発明はそれに言及しているが、液圧ブレーキ装置において、許容圧力は、常に、センサによって検知することができ、その結果、その問題は、制御される回路における圧力を決定する問題に縮小される。

この開放電流は、電流がない状態で開放している弁の電流を示すと知られており、その電流は、その弁を特定の差動圧で閉じて維持するのに、全く充分である。開放電流特性曲線（差動圧にまたがる電流）を決定し、さもなければ、制御されるべきＡ／Ｄ弁を「較正する」ために、電子的に制御された較正方法を少なくとも１回、組立てライン上で、および／または工場で、および／または車両内で実行することが、既に提案されている。このような状況から、特定の圧力値が、予め規定され、さらに、弁の開放する電流動作を意味する電流ポイントが、ポイント方式（point basis）で決定される。その後、相応して得られた曲線、またはこの曲線のための基準ポイントは、後の使用のために、電子ブレーキシステムの制御器に格納することができる。しかしながら、上述され、考慮に入れられるべき小さな製造公差に基づくそれぞれ個別の弁用に、個々に実行されるべき較正プロセスは、追加の時間を必要とし、かつ、全体としてブレーキシステム用に大量に組立てる弁を製造するプロセスを、非常に複雑にする。

ブレーキシステムメーカの工場で、または、車両メーカの組立てライン上で、ブレーキシステムの予較正なしでさえ、開放電流特性曲線を決定することが可能である全体一連の方法は、既に提案されている。それ自体知られているこれらの方法は、ブレーキシステムの電子的制御器によって、さらには、車両内の設置後に加えられている外圧（規定された測定圧など）なしで、自動的に実行される。これらの方法のうちのいくつかは、特定の弁電流（例えば圧力センサからの）によって、または弁タペットの位置（例えばピックアップコイルで得られる電磁弁の磁気回路の信号）に関して、実際に引き起こされるホイール圧力に関する直接的または間接的情報をフィードバックする事実に基づく。最後に言及された方法を備えた不利益は、追加の費用を、圧力センサまたは測定コイル用に負うということである。

この発明は、自動車両内に設置後に、圧力センサ、または磁気的／電気的な測定素子の使用なしで実行されている方法によって、電子制御装置がトリガとなって、独立してかつ自動的に処理できる、較正値を得るための、特には開放電流曲線ための較正方法を明示する目的を有する。

この目的は、請求項１において請求されているような方法による発明によって達成される。

この発明の方法によれば、電子的に制御される圧力制御装置において、電磁弁（例えば電流がない状態で開放しているか、または、電流がない状態で閉塞されている弁）は、較正され、ここでは、較正される弁に存在する差動圧が、周期的に変調され、さらに相応する弁コイルに存在する電気信号が、その弁コイルで、または、較正の目的用の追加の測定コイルで評価される。この電気信号は、特には、弁コイル、または追加の測定コイルでの電気的誘導信号、および／またはコイル電流プロフィール（profile）、および／または電圧プロフィールである。

その較正中に、オフセット電流が、好ましくは、弁コイルに印加される。オフセット電流は、例えば、それに作用する液圧パルスによって、前記コイルをより容易に開放するか、または閉塞することができるように、較正測定(calibration measurement)の間に、弁を通して流れる電流源の電流である。しかしながら、このことは、この電流が必ずしも常に一定のままであるに違いないことを意味しない。代りに、較正方法の１つの代表的な実施例によって採用された手順は、その電流が、傾斜路（ramp）に従って低下するような状態である。較正測定（測定ポイントの記録）の間に、連続的な低下が生じるときに、一定電流で測定または較正を参照する（refer）ことが可能である場合に、その電流は、またさらに充分に一定である。しかしながら、さらに、圧力の脈動が、測定可能な弁反応を引き起こすのに充分な限り、オフセット電流なしに較正を実行することは、原則として、考えられる。しかしながら、後者のものは、幾分めったには生じない傾向がある。

したがって、弁コイル電流は、好ましくは電流制御器によって、（時間で特定ポイントに関して）予め規定される設定値に調節される。制御器というのは、一般的に理想的な動作を示さないので、制御器によって調節されるコイル電流は、液圧で開始されたタペット移動によって変化される。例えば、そのタペットが、周期的に励起される（excited）場合、その振幅が、とりわけ、その制御器の品質および励起の強さに依存し、その後、周期的な電流プロフィールが得られる。

この状況において、即時的な設定値も、曲線に従って連続的に変化することができ、それは、その方法によって好ましい。その曲線は、特には、単に、特に好ましい直線か、または傾斜である。この状況では、弁移動（例えばコイル電圧）によって変調される操作された値、および／または電流制御器の実効値（actual value）は、好ましくは、較正の目的のために評価される。代表的な実施例によって弁コイル電流である制御器の実効値は、特に評価される。しかしながら、さらに、それ自体知られている磁石センサ手段によって測定されることは、弁コイルの磁気回路の領域における磁束のために可能である。したがって、例えばコイルの磁界においてピックアップコイルを配置することは、可能である。

この弁は、好ましくは、開放電流、または閉鎖電流を測定することによって、較正される。この開放、または閉塞電流は、特には、弁の移動が生じるときに流れる電流である。

前記電流は、０ bar 近傍、特には、０.５ bar未満の差動圧で測定される。原則として、特別な低い差動圧は、較正されるべき弁を開放することを要求されるので、この発明の方法にしたがって正確に０ bar の差動圧で測定を実行することは可能ではない。

既に説明したように、弁の切換えポイントを検知するために、弁コイル電流は、好ましくは、弁の較正中に、例えば、直線的に、増加するか、または減少する。このような状況においては、この弁の切換えポイントが、弁で測定される電気信号を変化することによって検知される。

このような状況においては、この方法の１つの好ましい改良によれば、それは、前記値が正確さを測定する範囲内の０ barの圧力差に見合う正確な値を示すようにして、例えばオフセットによって、修正されるべき上述した較正方法によって得られた開放電流値、または閉塞電流値のために必要である。既に上に言及されたように、正確に、０ bar における測定が、本質的に可能でないか、または高振幅の圧力脈動を与えられて、可能であるに過ぎないので、この修正は、測定値の正確さを増加させる。

上に言及された周期的な差動圧は、好ましくは、弁に作用し、さらに、特には、圧力制御装置の部品である供給する液圧ポンプによって、引き起こされる。

このような状況において、特には、液圧ポンプの排出側から放出されて、さらに、弁に作用する排出媒体（delivery medium）は、圧力が脈動する回路から少なくとも部分的に漏洩することができる。この測定(measure)の効果は、ポンプ出口に直面する弁の側部における圧力が、連続的に増加しないということである。

ポンプと較正弁との間の領域からの排出媒体の漏洩は、好ましくは、前記回路に接続される、さらなる、部分的に開放した電磁弁によって、可能となることができる。

較正される弁は、好ましくは、電気的ブレーキ制御装置の分離弁、または入口弁である。

追加の測定による差動圧における変化の振幅を増大することは意外にも可能である。この装置（例えば、弁、逆止弁、オリフィス、アキュムレータなど）内に既にある部品は、好ましくはこの目的のために使用される。差動圧の振幅がこの測定によって増加される場合には、較正の目的で評価される電気的な測定信号の振幅における増加、または振幅における変化も、有利に引き起こされる。

上述されたこの増大すること（boosting）のために、その入口弁が較正されている場合に、分離弁は、好ましくは、単に部分的に開放される。ここに、「部分的に開放する」は、その弁があらゆる圧力において実際に開放されることを意味しない。代りに、それは、その弁が特定の電流依存の差動圧で開放するように、弁電流が選択されていることを意味する。したがって、増大する目的で使用される、分離弁の部分的な開放は、例えば、その弁が、非常に低い差動圧で既に開放する弁電流によって、実行される。あるいは、その分離弁が、好ましくは、較正される場合は、その入口弁は、部分的に差動圧振幅を増大するために類似する方法で開放することができる。この目的のためにそれぞれの増大する弁のコイルを通して導かれる電流は、およそ８ barまでの、好ましくはおよそ０.５ bar の開放圧力に相当する値を有する。この範囲は、特に、好ましくは、およそ２からおよそ４ bar までの間である。

その圧力制御装置は、好ましくは、有用な用途、特には車両、に搭載された後に、較正は、圧力の外部加圧なしに、その装置によって自動的に実行される。このことは、圧力制御装置の生産の間に、または圧力制御装置が有用な用途において（例えば、自動車両内に）搭載されるときに、複雑な較正プロセスを省くことを可能にする。

この制御装置は、好ましくは、それ自身知られており、特には、多重チャネル電流制御を可能にする電流制御回路を有する。この電流制御回路は、特に好ましくは、コイル電流を決定するために、それ自身知られている測定回路を装備している。電流測定回路の設計および複雑さに依存して、そのコイル電流は、連続的に、または平均された方法で測定し、適切な場合には、正確に調節することができる。

この発明の方法によれば、Ａ／Ｄ弁を作動するために使用される電流制御器は、いわば「センサとして」使用される。同時に、Ａ／Ｄ弁がタペットを移動するように、圧力変調は、流体力学的に、特には、ブレーキシステムの液圧によって、例えば、ブレーキシステムのポンプによって、行なわれる。この目的のために、弁における差動圧は、好ましくは周期的に、またはＡ／Ｄ弁を開放する振幅を備えたパルス方法で変調される。作動した弁のタペット移動であって、その弁の周期的な開放に起因するものは、弁コイル内に誘導される電圧によってコイル電流に反応を引き起こす。電流制御器は、その後、前記実際の電流が、引き起こされた周期的なタペット移動によって変化されているので、予め規定された設定値電流に実際の電流を調節しようとする。弁電流の生じる振動は、その後、弁電流自体、または操作された変数（例えば、パルス幅など）に関連して評価することができる。

較正のために、弁開放時間、または弁閉塞時間は、好ましくは、コイル電流曲線の発振信号を評価することよって決定される。この目的のために、特には、電流曲線の振幅が考慮される。例えば、弁タペットが、オフセット電流が低下するときの特定ポイントで移動し始める場合に、このことは、弁電流のより高い振幅から検知することができる。振幅におけるこの増加は、通常、その弁が圧力の脈動に敏感に反応することができる特定の限定されたオフセット電流範囲に拡張する。しかしながら、原則として、もし弁移動が充分な精度で検知されることがなおできることを条件として、その曲線も、頻度（frequency）、または他のパラメータの点から評価することができる。その後、このように検知される弁反応の時に流れるオフセット電流は、０ bar 近くの差動圧で開放電流、または閉塞電流を特定するように意図される、探索された（searched-for）較正値に比較的正確に相当する。

上述された方法は、０ bar 近くの差動圧で弁の開放電流、または閉塞電流を測定する可能な方法について記述する。この方法のさらなる好ましい実施例によれば、対応する開放電流測定、または閉塞電流測定が実行され、しかしながら、これは、０ bar より大きい差動圧の代表である。これは、ポンプ出口と較正弁との間の領域における圧力が、著しく増加するように、特には、較正されない別の弁の圧力の、以前に記述された減少が、逆にされるということで可能である。例えば、分離弁が、上述された０ barの測定の場合よりも幾分、より大きい程度に閉塞されている場合に、差動圧におけるこの増加が、入口弁の較正中に生じる。

この発明は、さらに、請求項１６で請求されるような少なくとも１つのＡＢＳ管理プログラムを有する電子的に制御された自動車両ブレーキ圧力制御装置に関する。これは、特には、液圧用の制御装置である。さらなる好ましい実施例が、サブクレーム、および図に関して代表的な実施例の以下の記述から現れる。

ＡＢＳおよびＥＳＰ制御プロセス用のブレーキ装置の概略の例証である。較正される（to be calibrate）弁のコイル電流の時間曲線のグラフである。

図１においては、タンデムマスタシリンダ５は、電子的自動車両ブレーキシステムの液圧式ユニット６（ＨＣＵ）に接続される。電子ユニット７（ＥＣＵ）は、弁ブロックに包含されているアクチュエータおよびセンサを電子的に制御することができ、および／または判断する（measure）ことができるマイクロプロセッサ／制御器システムを有する。液圧式のユニット６は、２つのブレーキ回路ＩおよびＩＩを有する。さらに、ブレーキ回路のそれぞれは、常に、それぞれ、入口弁３または３´を備えた２つのホイール圧力回路（それぞれ、Ａ、Ｂ、およびＣ、Ｄ）、および出口弁４または４´を有する。ＥＣＵ７の電子システムは、弁２および２´（分離弁）、および入口弁（３、３´）のコイルを介してその電流の独立制御ができる、多重チャネル電流制御器を有する。参照符号８および８´は、それぞれ電流がない状態に閉塞している電子切換え弁をそれぞれ示している。マスタシリンダ５に導く液圧管路８においては、入力圧力センサ９がある。例証されたブレーキシステムは、ホイールブレーキ回路自体における、さらなる、いかなる圧力センサをも有しない。ポンプ１および１´は、それぞれ、例えば、ＴＳＣ、またはＥＳＰの場合には、独立して圧力を強化するために、使用することができる。ポンプ１がスイッチを入れられると、それは、管路１３の方向において圧力量を送り込む。ポンプの設計のために、ポンプの出口における圧力は、液圧部品の設計に依存する圧力範囲内で脈動する。

較正方法が実行される場合には、ポンプ１は、較正される弁における圧力脈動を生成するために、スイッチを入れられる。その較正については、入口弁３の例を使用して、以下に記述される。例えば、分離弁２の他のＡ／Ｄ弁の較正は、類似するやり方（analogous fashion）で実行することができる。液圧ポンプによる圧力媒体の配送の間に生じる圧力の脈動は、入口弁３で周期的な差動圧に帰着し、さらに、入口弁が完全に閉塞する場合には、前記差動圧は、まだ必然的に入口弁を開かせない。この分離弁のコイルを介する電流が、例えば傾斜路形に低下するまで、周期的なタペット移動は、適切な電流範囲には帰着しない。そのタペット移動は、特には、復元するスプリングのスプリング力と弁コイルの磁力との間の力の平衡の領域内で生じる。０ bar の差動圧のために、ここで行なわれる較正判断（calibration measurement）は、管路１２の圧力がさらに大気圧の領域である液圧の状態で順調に実行される。

図２における曲線は、入口弁３の弁コイル電流の時間曲線座標図を示している。記録された測定値の数は、グラフのＸ軸上にプロットされる。このＸ軸も、計測ポイントが通常の、一定時間区間で記録されるので、時刻軸であると理解することができる。そのＹ軸は、入口弁３に割り当てられる電流チャネルにおける電流制御器において測定される電流を示す。

較正中に、ポンプ１が、先ず第１にスイッチを入れられ、さらに、およそ３ barの開放圧力に相当する電流が、分離弁２に加えられる。このポンプ１の圧力脈動は、管路１３を経由して分離弁２に進み、そこで影響される。ポンプ１によって供給される液圧流体のうちのいくらかは、弁２を経由して等しく漏れることができるので、管路１３における平均圧力は、約０ bar（およそ０〜３ bar）よりはるかには増加されない。その後、増大された（boosted）圧力の脈動は、ポンプに面する入口弁３の側に進む。

較正ルーチンの開始時には、弁３は、当初は、事実上全電流の強さで加圧され、その結果、ほぼ完全に閉塞される。ホイールシリンダに面する側において行渡る（prevailing）圧力がないので、脈動する圧力差は、弁３で増加する。その後、その弁３のコイル電流に対する設定値が、傾斜路に従って縮小される。圧力脈動は、弁３のタペットの移動を引き起こすのには、なお充分ではない。この時間の間、弁３の電流曲線は、その電子ユニット内において、時間順に等距離の間隔（ｎ測定ポイント）で、簡潔に、規則的に測定される。測定される電流値は、図２における曲線１５としてプロットされる。ＰＷＭ電流制御器が容易に振動するので、およそ１０の測定するユニットの比較的小さな振幅を備えた電流の脈動を識別することができる。さらなる測定ポイントが記録されている間に、弁コイル３におけるオフセット電流（設定値電流）は、傾斜路形にゆっくりと減少する。弁３の弁タペットが、その圧力脈動によって移動することができる特定の電流の範囲内において、その記録された電流曲線が変化する。曲線１６は、定常状態におけるコイル電流のグラフを示し、８０以上の測定するユニットの振幅（amplitude of 80 measuring units）を有する。例証となる理由で、その曲線は、曲線１５と同じポイント領域にある。しかしながら、この曲線は、より遅い時間で測定された電流値を有する。およそ０ bar の圧力差がある場合に、増加した振幅を備えた電流曲線が検知することができるオフセット電流の電流範囲は、弁の開放電流として使用される。したがって、弁３のための較正プロセスは終了する。

上述された較正方法は、自動車両における弁較正を可能にする。工場、または自動車両メーカにおける弁の較正を、有利に免除することができる。その上述した較正方法が、点火がスイッチオフされた後、またはその車両が適切な状況で走行している間に、ブレーキシステムの継続において実行される場合は、それは特に便宜的である。特に、車両が加速動作を実行する過程にある場合には、特別に適切な状況が生じる。その方法は、特に、好ましくは、その運転状況が不適当な場合に、その較正プロセスが実行中止されるか、または中断されるように、構成される。これらの不適当な運転状況において、ブレーキシステムの満足な機能化は、最優先事項を有する。

０ bar の圧力差のために決定された較正値は、好ましくは、既に格納された弁用の開放する電流特性曲線を修正するために、使用することができる。

Claims

較正される弁で存在する差動圧が周期的に変調され、かつ、その弁の弁コイルに存在する電気信号、特には、電気的誘導信号、および／またはコイル電流プロファイル、および／または電圧プロファイルが、較正の目的用の、弁コイル、または追加の測定コイルで評価されることを特徴とする電子的に制御された圧力制御装置における電磁弁を較正する方法。
オフセット電流が、較正プロセスの間に弁コイルに加えられることを特徴とする、請求項１記載の方法。
弁コイル電流が、電流制御器による予め規定された設定値に調節されることを特徴とする、請求項２記載の方法。
弁移動によって変調される操作された値、および／または、電流制御器の実効値が、較正の目的で評価されることを特徴とする、請求項３記載の方法。
０ bar の近傍における差動圧で開放する電流、または閉塞する電流を測定することによって、その弁の較正を測定することを特徴とする請求項１〜４の少なくとも１項記載の方法。
弁の切換えポイント（switching point）を検知するために、弁コイル電流が、較正プロセスの間に増加されるか、または減少し、さらにその弁の切換えポイントは、弁で測定される電気信号を変化することによって検知されることを特徴とする請求項５記載の方法。
前記値が測定する正確さの範囲内で０ bar の圧力差のための正確な値を表わすように、較正方法によって得られた開放する電流値、または閉塞する電流値が修正されることを特徴とする請求項５または６記載の方法。
前記弁に供給する液圧ポンプによって周期的な差動圧が引き起こされることを特徴とする請求項１〜７のうちの１項記載の方法。
液圧ポンプの配送側から放出され、かつ、弁に作用する配送媒体は、圧力が脈動する回路から少なくとも部分的に漏洩することができることを特徴とする請求項８記載の方法。
さらなる、部分的に開放する電磁弁によって配送媒体の漏洩が可能になることを特徴とする請求項９記載の方法。
電気的ブレーキ制御装置の分離弁または入口弁が、較正されることを特徴とする請求項１〜１０の少なくとも１項記載の方法。
既に装置内にある部品が差動圧の変化の振幅を増大するために使用されることを特徴とする請求項１〜１１の少なくとも１項記載の方法。
入口弁が較正されているときに、分離弁が部分的に開放され、または分離弁が較正されているときに、入口弁が部分的に開放されることを特徴とする請求項１２記載の方法。
圧力制御装置が有用な用途に搭載された後に、外部圧力の加圧のない装置によって、較正が、自動的に実行されることを特徴とする請求項１〜１３の少なくとも１項記載の方法。
較正用の弁開放時間、または弁閉塞時間は、コイル電流曲線の発振信号の評価によって、決定されることを特徴とする請求項１〜１４の少なくとも１項記載の方法。
圧力媒体が、それによって、分離弁およびホイール圧力回路に液圧的に接続される、圧力発生手段（５）および入口弁（３、３´）からホイール圧力回路（Ａ…Ｄ）を分離するための分離弁（２、２´）を有する、ドライバの要求の機能として圧力管路経由液圧組立（６）に適用することができる圧力発生手段（５）を有し、さらに、圧力を活動的に増強するための手段（８、８´、１、１´）を有する、この装置の電子的制御器が、必要な場合に、それが、請求項１〜１４の少なくとも１項記載の方法を実行することができるように構成されることを特徴とする、少なくとも１つのＡＢＳ制御プログラム、特にはまた、ＥＳＰ制御プログラムを有する電子的に制御された自動車両ブレーキ圧力制御装置。
差動圧の変調は、手段（８、８´、１、１´）を増強する圧力を備えた圧力変調によって実行されることを特徴とする請求項１５記載の装置。
その方法によって較正される弁は、ドライバによって加えられた許容圧力が活動的な圧力の領域から分離されるホイールブレーキシリンダの入口弁、または分離弁であることを特徴とする請求項１５または１６記載の方法。
少なくとも弁のうちのいくつかの電流制御は、ＰＷＭ制御器によって実行されることを特徴とする請求項１５〜１７の少なくとも１項記載の装置。