JP2013531572A - 液圧システム、特に、自動車の為の電子的に調整されるブレーキシステム内の圧力を制御する方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、液圧システム、特に、自動車のための電子的に調整されるブレーキシステム内の圧力を制御するための方法であって、圧力または圧力推移が、少なくとも一つのアナログ化されたマグネットバルブ（１０）によって制御され、及び／又は調整され、マグネットバルブ（１０）を、部分的に開かれた状態に制御及び／又は調整するために、コイル電流（Ｉ）が、少なくとも一つの第一の電流値（Ｉ１）と少なくとも一つの第二の電流値（Ｉ２）の間で変調され、及び、マグネットバルブ（１０）が、第一の電流値（Ｉ１）に相当するコイル電流（Ｉ）により、閉じられた状態に保持される前記方法に関する。
発明に従い、コイル電流（Ｉ）の為の第三の電流値（Ｉ３）が意図され、その際、この第三の電流値（Ｉ３）が、第一の及び第二の電流値（Ｉ１，Ｉ２）の間に存在すること、及び、マグネットバルブ（１０）の、第二の電流値（Ｉ２）で通電するための通電フェーズ（Ｔｐ１，Ｔｐ１，Ｔｐ１）の間、コイル電流（Ｉ）が、第二の電流値（Ｉ２）および第三の電流値（Ｉ３）の間の変化によって、第三の電流値（Ｉ３）により予め定められる振幅（Ａ）および予め定められる周波数でもって変調されることが提案される。

Description

この発明は、請求項１の上位概念部に記載の、液圧システム、特に、自動車のための電子的に調整されるブレーキシステム内の圧力を制御するための方法であって、圧力または圧力推移が、少なくとも一つのアナログ化されたマグネットバルブ（１０）によって制御され、及び／又は調整される方法に関する。

自動車の為のＡＢＳシステム及び／又はＥＳＰシステムにおいてますますアナログ化されたマグネットバルブ、液圧流体を調整するためのいわゆるＡＤバルブが使用されてきていることが公知である。このＡＤバルブが開いているとき、コイル電流は、マグネットバルブに接する圧力差に依存する。

ＡＤバルブを調整することができるよう、現在の車輪圧及びタンデムマスターシリンダー（以下ＴＨＺと称す）のＴＨＺ圧の正確な情報を有することが必要である。ＴＨＺ圧は、センサーにより把握される。

非通電時に開口するマグネットバルブをアナログ作動へと調整する方法は、特許文献１より公知である。この方法においては、マグネットバルブは、ブレーキ圧力調整時におけるバルブノイズの減少の為に、スロットルとして作用する部分開口位置へと切り替えられる。このスロットル状態へとマグネットコイルを制御するために、これらは固定的に調節された電流値により通電される。第一の電流値ゼロによって、マグネットバルブは通電されていない状態であり、つまり完全に開かれ、第二の電流値によってマグネットバルブは、スロットル目的の為の部分的に開かれた状態へと部分的に開かれ、および第三の電流値によってマグネットバルブは完全通電された状態であり、よって完全に閉じられる。さらにマグネットバルブのバルブスプリングの特性線は、バルブ体が、マグネットコイルが部分通電された状態で、部分的に開かれた状態のまま動かないよう形成される。

そのようなブレーキ装置に使用されるインレットバルブは、アナログ作動時に、つまり部分的に開かれた状態では、磁力、ばね力および液圧による力の間の平衡状態で作動される。

部分的に図５に表された、非通電時に開口状態であるマグネットバルブ１０は、この状況を表す。このマグネットバルブは、バルブブロック１１中に設けられている。このマグネットバルブ１０は、マグネットコイル１を有するバルブハウジング３を備えている。このマグネットコイルは、バルブタペット２と相互作用する（図示されない）アンカーを、通電時に、バルブシート５の方へと動かす。その際、マグネットコイルを完全に通電すると、バルブ体５は、バルブシート７の開口部を閉じるので、タンデム高圧シリンダーと接続される圧力媒体導入経路を介して、液圧流体が流れることはできない。開かれたまたは部分的に開かれたマグネットバルブ１０においては、圧力上昇の目的で、液圧流体が圧力媒体導出経路９と接続される車輪ブレーキ中へと流れる。バルブタペット２のリセット力は、バルブばね６によって発生される。

ＰＷＭ制御されるマグネットコイル１は、バルブタペット２に作用する磁力を発生する。この磁力は、部分的に開かれた状態で、ばね力および液圧による力を相殺する。液圧による力は、基本的にＴＨＺ圧力と車輪におよぶブレーキ圧の差に相当する。前記相殺によって、きわめて敏感な平衡が調節される。この平衡状態を達成するためのＰＷＭ制御を、図６に従う時間・電流グラフが示す。これによると、閉鎖電流の電流値Ｉ１（この電流値においてマグネットバルブ１０は閉じられた状態に保持される）は、ＰＷＭシグナルのパルス期間Ｔｐの間、作動電流Ｉの電流値Ｉ２へと沈む。

平衡状態の安定性は、所定の領域内のみにおいて与えられる。この安定領域の幅は、多くの作動パラメータに依存している。境界条件のもと、ブレーキシステム液圧的な圧力振動は、システムの発奮（Ａｕｆｓｃｈｗｉｎｇｅｎ）へと通じる可能性がある。これによって高周波数の調整値変化の為の電流調整が励起され、それによってバルブタペットの振動（Ｓｃｈｗｉｎｇｕｎｇｅｎ）に基づいて、バルブノイズが発生する。図７の計測グラフがそのような状況を示している。図は、接続された車輪ブレーキ内の圧力推移（図７ａ）、アンカー振動またはタペット振動（図７ｂ）、及びコイル電流の推移（図７ｃ）を時間変化として示している。図７ｃのグラフ中には、個々の通電フェーズが明らかに見て取れ、特に、電流値Ｉ２の作動電流による部分通電フェーズＴｐ１，Ｔｐ２およびＴｐ３のものが見て取れる。これら部分通電フェーズＴｐ１，Ｔｐ２およびＴｐ３の間、図７ｂに従い、振動するアンカー動作またはタペット動作が発生する。これらは高周波数の調整値変化へと通じるので、図７ａに従う圧力推移もまた、これら部分通電フェーズＴｐ１，Ｔｐ２およびＴｐ３中では振動する。

部分通電フェーズＴｐ１，Ｔｐ２およびＴｐ３には、ある電流値による完全通電フェーズが続いている。このフェーズにおいては、マグネットバルブは閉じられている。引き続いて、この電流値は、閉鎖電流の電流値Ｉ１に減少され、これによってマグネットバルブは閉じられた状態で保持される。

アナログバルブによって、液圧的な力と電気的な磁力の間の平行によって、バルブタペットの安定的な中間状態を達成することが試みられている。

しかしその際、アナログバルブの公差に悩まされる駆動チェーンに基づいて、アナログバルブの再現可能な駆動を補償するには、正確な圧力モデルが必要である。

その際、そのような圧力モデルを構成するにあたっては、以下影響が考慮されなければならない。
車輪圧
ＴＨＺ圧力
ＴＨＺ圧力勾配
温度
パルス長
調節された電流の精確さ
電流調整のダイナミクス
ブレーキ配管長
システム強度
制御チェーンのキャリブレーションの品質

バルブ振動の発生に関するより高い傾向は、特に３０ｂａｒよりも低いロック圧レベルを有する低い車輪圧レベルにおいて、ブレーキシステムが高いＴＨＺ圧力および高い要求体積流量を有するとき発生する。

しかし、圧力モデルエラーの際、または開口電流直線がオフセット（劣化）した際には、大きすぎる作動電流が算出されるという危険性がある。この作動電流は、あまりに低く見積もられた体積流に通じる可能性がある。これは、マグネットバルブがあまりに急な勾配を有し、およびタペットの振動を構成する傾向を有するということに通じる。このような境界条件のもと、ブレーキシステムの液圧的な圧力振動は、システムの発奮へと通じる。これによって電流調整もまた高周波数の調整値変化を引き起こし、それによってバルブタペットのノイズ発生的な振動が発生する。車両中のこれらノイズは、きわめて不快かつ不愉快に感じられ、快適性を損なう作用を有する。

国際公開第０３／０５３７３５３号明細書

この発明の課題は、冒頭に記載した形式の方法であって、バルブ振動の発生を防止し、または少なくとも基本的に防止し、これによって振動するバルブタペットによって発生するノイズも同様に最少化する方法を提案することである。

この課題は、請求項１に記載の特徴を有する方法によって解決される。

この発明にしたがう方法によって、液圧システム、特に、自動車のための電子的に調整されるブレーキシステム内の圧力を制御するための方法であって、
圧力または圧力推移が、少なくとも一つのアナログ化されたマグネットバルブによって制御され、及び／又は調整され、
マグネットバルブを、部分的に開かれた状態に制御及び／又は調整するために、コイル電流が、少なくとも一つの第一の電流値と少なくとも一つの第二の電流値の間で変調され、及び、
マグネットバルブが、第一の電流値に相当するコイル電流により、閉じられた状態に保持される方法において、
コイル電流の為の第三の電流値が意図され、その際、この第三の電流値が、第一の及び第二の電流値の間に存在すること、及び、
マグネットバルブの、第二の電流値で通電するための通電フェーズの間、コイル電流が、第二の電流値および第三の電流値の間の変化によって、第三の電流値により予め定められる振幅および予め定められる周波数でもって変調されることが意図される。

これに従い、本発明に係る方法は、マグネットコイル内の電流変調によって発生する力の変調によって、バルブタペットの安定と、振動傾向の減少が図られるという点で際立っている。その際、力の変調の周波数は、使用されるマグネットバルブの固有周波数に依存する。

本発明の有利な改良形に従い、変調の電流振幅は、つまり第三の電流値は、マグネットバルブの要求される体積流に応じて調節される。

本発明に係る方法は、有利には、ＳＯマグネットバルブに対してもＳＧマグネットバルブに対しても使用することができる。これらバルブは、電気的に通電されていない状態で完全に開いているかまたは完全に閉じている。

以下に本発明に係る方法を、添付の図面に基づき詳細に説明する。

変調される作動電流の発明に係る実施形としての時間・コイル電流グラフ 図１の作動電流により通電されるマグネットバルブの反応を表す計測グラフ 変調される作動電流の振幅の、要求される体積流量に対する関係を表すグラフ 図１の作動電流によって通電されるマグネットバルブの使用可能な作動領域を表すための圧力・体積流量のグラフ 液圧ユニットのバルブブロック内に配置されるＳＯマグネットバルブの詳細図。先行技術に従う。 図５のマグネットバルブの先行技術より公知の通電フェーズの時間・電流グラフ。 図５に従う作動電流により通電される、図５のマグネットバルブの反応の計測グラフ

以下の説明は、明細書導入部に既に記載した、図５に記載のＳＯマグネットバルブに関する。

図１は、発明にしたがう通電フェーズＴｐを示す。この通電フェーズによってマグネットバルブが部分的に開かれた状態へと制御される。この通電フェーズＴｐの前に、マグネットバルブは閉じられた状態にあり、そしてこの状態において、以下に閉鎖電流と称するコイル電流によって、第一の電流値Ｉ１でもって通電される。

通電フェーズにおいてはコイル電流は、第一の電流値Ｉ２（以下において作動電流と称す）に沈下し、そして、第三の電流値Ｉ３へと通じる振幅Ａにより所定の周波数でもって変調される。これによってマグネットバルブ内では、力の変調が発生され、この力の変調がバルブタペットの動作の変調へと通ずるが、しかしグラフａ）やｃ）に表されるようなノイズを発生する振動は発生しない。

図２において、グラフａ）は、図１に対応して表された変調された各作動電流による三つの通電フェーズＴｐ１，Ｔｐ２およびＴｐ３を示す。隣接する通電フェーズは、図７ｃのグラフのものに相当する。

図２のグラフｂ）は、通電フェーズＴｐ１，Ｔｐ２およびＴｐ３の間の変調された作動電流によって発生される変調動作を表す。しかし、ここにおいて図７ｂのように発生する振動は無い。図２のグラフａ）は、これに伴う車輪ブレーキ内の圧力推移を示す。

作動電流の電流変調の振幅Ａと周波数は、テストベンチ実験により最適化される。その際、図３に従い、振幅Ａは、つまり図１に従い、第三の電流値Ｉ３と第二の電流値Ｉ２の差に相当する。

図４に従う車輪圧・体積流量のグラフは、ＳＯマグネットバルブの発明に従う駆動の有利な作用を示す。これによると、あまりに低い体積流量に基づいて使用できない作動領域Ａ１が存在し、さらに上の体積流量領域に存在する領域Ａ２が存在し、この領域もまた制限された使用のみが可能である。

使用可能な機能する作動領域は、これらの間にあり、領域Ｂ１、領域Ｂ２および領域Ｂ３から成る。

領域Ｂ１は、機能および快適性に関して安定した作動領域を表す。この領域は、図６の公知である方式に従い駆動されるＳＯマグネットバルブにも存在し、この領域においてはノイズ発生的な振動は発生しない。

図１のマグネットバルブは通電されると、領域Ｂ２が生じる。こ領域は機能および快適性に関して、つまりノイズ発生しない領域を拡張する。領域Ｂ３は、機能のみに関してロバストである。この領域においては、ノイズ発生的な振動は発生する可能性がある。よって、機能に関しても最少のノイズ発生に関しても最適化されている最適な特性線Ｋは、所定のばらつき幅を有して実施可能である。

１ マグネットコイル
２ バルブタペット
３ バルブハウジング
５ バルブシート
６ バルブばね
７ バルブシート体
８ 圧力媒体導入経路
９ 圧力媒体導出経路
１０ マグネットバルブ
１１ バルブブロック

Claims (4)

1. 液圧システム、特に、自動車のための電子的に調整されるブレーキシステム内の圧力を制御するための方法であって、
   圧力または圧力推移が、少なくとも一つのアナログ化されたマグネットバルブ（１０）によって制御され、及び／又は調整され、
   マグネットバルブ（１０）を、部分的に開かれた状態に制御及び／又は調整するために、コイル電流（Ｉ）が、少なくとも一つの第一の電流値（Ｉ１）と少なくとも一つの第二の電流値（Ｉ２）の間で変調され、及び、
   マグネットバルブ（１０）が、第一の電流値（Ｉ１）に相当するコイル電流（Ｉ）により、閉じられた状態に保持される前記方法において、
   コイル電流（Ｉ）の為の第三の電流値（Ｉ３）が意図され、その際、この第三の電流値（Ｉ３）が、第一の及び第二の電流値（Ｉ１，Ｉ２）の間に存在すること、及び、
   マグネットバルブ（１０）の、第二の電流値（Ｉ２）で通電するための通電フェーズ（Ｔｐ１，Ｔｐ１，Ｔｐ１）の間、コイル電流（Ｉ）が、第二の電流値（Ｉ２）および第三の電流値（Ｉ３）の間の変化によって、第三の電流値（Ｉ３）により予め定められる振幅（Ａ）および予め定められる周波数でもって変調されることを特徴とする前記方法。
2. 第三の電流値（Ｉ３）が、要求されるマグネットバルブの体積流に応じて調節されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. マグネットバルブ（１０）が設けられ、このマグネットバルブにおいて、電気的に通電されていない状態で、マグネットバルブが完全に開いていることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. マグネットバルブ（１０）が設けられ、このマグネットバルブにおいて、電機的に通電されていない状態で、マグネットバルブが完全に閉じていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。

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