JP2013531575A - 自動車の電気油圧式のブレーキシステムを調整するための方法及び装置 - Google Patents

自動車の電気油圧式のブレーキシステムを調整するための方法及び装置 Download PDF

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Abstract

本発明は、自動車の電気油圧式のブレーキシステムを調整するための方法であって、少なくとも一つのブレーキ圧調整機能又は制御機能、特にアンチロック調整機能及び更に別のブレーキ圧調整機能又は制御機能を有し、前記ブレーキシステムが「ブレーキバイワイヤ」作動方式で駆動可能であり、電子式制御及び調整ユニットによって駆動可能な圧力提供装置(50)を有し、この圧力提供装置が、油圧式に操作可能な車輪ブレーキ(9)と接続されている又は接続可能であり、及びこの圧力提供装置によって車輪ブレーキ(9)が、少なくとも一つの圧力調整弁(6)を介して油圧式に操作可能であり、その際、圧力提供装置が、油圧式の圧力室(4)を有するシリンダ・ピストン機構を有し、そのピストン(3)が、電気機械式のアクチュエータ(1,2)によって停止位置に対して相対的にスライド可能であり、その際、各車輪ブレーキ(9)に対して一つの目標圧力値(PRequest_i)が定められる方法に関する。
発明に従い、目標圧力値(PRequest_i)から定められる油圧式の圧力室(4)内の所定のプリプレッシャー(PPre_Pressure)が、ピストン(3)のスライド(s,14)によって調節されるよう、シリンダ・ピストン機構(3,4)が駆動されることが提案される。

Description

本発明は、請求項1の上位概念部に記載の自動車のブレーキシステムを調整するための方法、及び、請求項19の上位概念部に記載の自動車の電気油圧式のブレーキシステムを調整するための装置に関する。
自動車技術では、「ブレーキバイワイヤ」ブレーキシステムが広まっている。その様なブレーキシステムは、しばしばペダル分離ユニットを有している。このペダル分離ユニットは、マスターシリンダの前段に配置され、これによって「ブレーキバイワイヤ」の作動方式中におけるドライバーによるペダル操作が、ドライバーによるマスターシリンダの直接の操作に至らないようにする。代わりにマスターシリンダは、「ブレーキバイワイヤ」の作動方式においては、電気制御可能な圧力提供装置によって操作される、つまり「エクスターナル」式に操作される。ドライバーに対して、「ブレーキバイワイヤ」作動方式中に、快適なペダル感覚を与えるために、ブレーキ装置は通常、ペダル感覚シミュレーション装置を有している。このブレーキシステムにおいては、ブレーキは、ドライバイーの積極的な関与がなくとも電子信号に基づいて操作されることも可能である。これら電子信号は、例えば、電子式の安定化プログラムESCや、距離調整システムACCによって出力されることが可能である。
特許文献1から、そのようなブレーキシステムが公知である。労力が大きく、エネルギー的にも不効率である油圧調整エネルギーの中間貯蔵を省略することができるようするため、マスターシリンダの操作に使用される中間室内で制御(eingesteuert)された圧力の、電気的調整の為に必要な圧力媒体は、圧力提供装置内に、圧力の無い状態で準備され、要求に応じて高い圧力へとセットされる。このため圧力提供装置は、例えば、シリンダ・ピストン機構より形成され、そのピストンは電気機械式のアクチュエータによって操作可能である。このブレーキシステム、特に圧力提供装置を調整するための方法は、記載されていない。
国際公開第2008/025797 A1号
よって本発明の課題は、電気的に制御可能な圧力提供装置を有する、「ブレーキバイワイヤ」式の電気油圧式ブレーキシステムを調整するための方法を提供することである。その際、この圧力提供装置は、シリンダ・ピストン機構を有し、そのピストンが電気機械式のアクチュエータによって操作可能である。そして当該方法は、圧力提供装置機能の著しい改善を可能とする。
この課題は、発明に従い請求項1に記載の方法及び請求項19に記載の装置によって解決される。
ブレーキ調整機能又は制御機能は、好ましくはアンチロック調整(ABS)、トラクションコントロール若しくは駆動スリップコントロール(TCS、ASR)、電子式の安定化プログラム(ESP,ESC,ヨーモーメントコントロール)、又は、例えばACC,HSA,HDC等のようなドライバーアシスト機能である。
有利には、発明に係る方法は、自動車のブレーキシステム内で実施される。このブレーキシステムは、いわゆる「ブレーキバイワイヤ」作動方式において、ドライバーによってもドライバーによらずとも駆動可能であり、好ましくは「ブレーキバイワイヤ」作動方式で稼働させられることが可能であり、そして、作動がドライバーによってのみ可能であるという、少なくとも一つのフォールバック作動方式で稼働させられることが可能である。
車輪ブレーキは、シリンダ・ピストン機構の油圧式の圧力室に接続されている。車輪と圧力室の間、特にいずれの車輪と圧力室との間には、好ましくは電気駆動可能なインレットバルブが設けられており、このインレットバルブによって車輪ブレーキが圧力室から、油圧的に切り離し可能である。シリンダ・ピストン機構の圧力室と、インレットバルブの間には、好ましくはマスターシリンダが設けられており、このマスターシリンダがシリンダ・ピストン機構によって操作されることが可能である。
車輪、特に各車輪が、電気的に駆動可能であるアウトレットバルブを介して、ブレーキ液リザーバと接続可能である。
同様に好ましくは、シリンダ・ピストン機構の油圧式の圧力室が、少なくとも一つの電気駆動可能なバルブを介してブレーキ液リザーバと接続可能である。
好ましくは、ブレーキシステムは、電制御可能な圧力提供装置によって操作可能なマスターシリンダを有しており、このマスターシリンダに車輪ブレーキサーキットが接続されており、そしてブレーキペダルとマスターシリンダの間に設けられた油圧式のペダル分離ユニットを有している。
本発明の更なる好ましい実施形は、下位の請求項や以下に続く図面に基づく説明に記載される。
発明に係る方法を実施するための、電気油圧式のブレーキシステムの基本回路図 方法にとって重要な値に時間的推移 発明に係る調整回路の第一の実施形のブロック回路図 発明に係る調整回路の第二の実施形のブロック回路図 発明に係る調整回路の第三の実施形のブロック回路図
ここに記載した調整コンセプトは、アクティブなブレーキシステムの電気油圧式の圧力提供装置の圧力室内の適切なプリプレッシャー推移の調節を記載し、特にアクティブなブレーキシステム内の圧力提供装置の電動モーターによって駆動されるピストンによって、適切なプリプレッシャー値を、車輪ごとのブレーキ圧調整機能又は制御機能を考慮のもと調節することを記載する。
図1は、油圧式にブレーキをかけられる車両の調整される車輪に対するアクティブなブレーキシステムの原理を簡易的に示す。発明に従う方法は、好ましくは(アクティブな)ブレーキシステム中で実施される。このブレーキシステムにおいては、ドライバーは、例えばブレーキペダルによってブレーキ要求を発し、そしてこれが電子的に、例えば電動モーターまたはアクチュエータ1、適当なギア2および油圧式の圧力室4内のピストン3を有する圧力提供装置を用いて転換される。このことは、ピストン3が、停止位置15から位置14へとストロークsだけ移動し、所定の量のブレーキ液が、圧力室4から配管5を介して及びまず開口しているインレットバルブ6を介してブレーキ配管8内と、及び車輪ブレーキ9内へと移動させられることによって行われる。これによって車輪ブレーキ9内にはブレーキ圧が発生する。ブレーキ圧減少は、ピストン3が再度停止位置15の方へと戻って移動することによって行われることができる。例えば、ABS調整の場合に必要とされるような、迅速なブレーキ圧減少も、バルブコンビネーション6,7を介して可能である。これは、インレットバルブ6が閉鎖され、及びアウトレットバルブ7が所定の時間開かれることによって行われる。その後、ブレーキ液は、車輪ブレーキ9からアウトレットバルブ7を通り配管8を介して流出し、これによって配管10を介してブレーキ液リザーバ11内へと流出する。圧力減少のこのような対策は、特に、圧力室4が複数の車輪ブレーキの為に並行して使用されるとき有効である。
基本的に、図1に表されたブレーキシステムは、任意の複数の車輪ブレーキ9に対して拡張可能である。これは複数の配管5が、車輪サーキットへと案内されることによって行われる。その際好ましくは、各車輪サーキットは、個々のバルブ対6,7を有している。
安全上の理由からシステムの複数サーキット化を行うために、複数のピストン3及び圧力室4が設けられることが可能である。商用車(以下PKWと称す)に対しては、二サーキット化が有効であり、その際、二つの車輪ブレーキがそれぞれ、二つの圧力室のうちの一つと接続されている。
図1におけるシステムの簡易化された表現に対して、この原理の多数の改良形及び様々な実施形、例えばバルブの選択などが考え得る。油圧式の圧力室4及び車輪ブレーキ9の間に、例えばマスターシリンダが設けられることも可能であり、その結果圧力室4内に発生された圧力が、例えば操作装置内の油圧式の中間室に供給され、これによってマスターシリンダが操作される。
本発明は、圧力室4内の適切なプリプレッシャーを調節する課題に取り組む。
プリプレッシャーの必要性は、ドライバーがブレーキペダルを使って一般的なブレーキ圧を自動車の全ての車輪に対して要求するとき、又は、この圧力要求がアシスタント機能ACC(アダプティブ・クルーズ・コントロール(受動的クルーズコントロール))、HSA(ヒル・スタート・アシスタント(坂道発進補助))、HDC(ヒル・ディセント・コントロール(坂道降下補助)等によって発せられるとき、又は例えばABS(アンチロックブレーキシステム)、TCS(トラクションコントロールシステム)、又はESP(電子式安定化プログラム)のような、特別な車輪ごとのブレーキ調整機能が稼働しているときに必要とされる。
アシスタント機能は、たいていは、全ての車輪に対して包括的なブレーキ圧を要求する。これはドライバーがブレーキペダルを使って作動させる基本ブレーキと近似している。この場合、ピストンが前進することによって、開かれたインレットバルブ6のもと、圧力が全てのブレーキサーキットへと同様に発生される。
アンチロック機能(ABS)は、一般的に圧力室4から個々の車輪に対して調達される圧力のみを制限または減少し、これらを望まれる最適ブレーキスリップに保つ。
トラクションコントロール(TCS)においては、高すぎる駆動トルクに基づき空転傾向を見せる個々の車輪が意図的にブレーキをかけられる。このためシステムは圧力室4内にアクティブな圧力を発生する。この圧力はドライバーによって要求されたものでない。圧力室4からの圧力は、その後、バルブ6,7を介して、ブレーキをかけるべき車輪の車輪ブレーキ9へと個々に案内される。一方で、調整を行われていない状態の他の車輪のブレーキサーキットは、インレットバルブによって圧力室4から切り離されている。同様のことが電子式の安定化プログラムに対しても言える。ブレーキ圧力は、同様にアクティブかつ選択的に各車輪に対して調達され、垂直軸周りの車両のダイナミクスに影響を与える。
有利には、最も高いブレーキ圧要求を有する車輪が、必要とされる圧力を確実に提供されるよう、圧力室4のプリプレッシャーが調節されるべきであるということは、全てのケースに対して言える。圧力室4で発生されるよりも低い圧力を必要とする車輪においては、車輪に付設されるインレットバルブ6がしっかりと又は一時的に閉じられることによって、圧力が制限される必要がある。車輪が、その後、すでに調節された圧力よりも低い圧力を必要とする場合、そしてプリプレッシャーが、望まれる車輪圧よりも高い場合、ブレーキ液は付設されるアウトレットバルブ7によって車輪ブレーキ9からリザーバ11へと開放される必要がある。
例に従い、圧力室4内のプリプレッシャーPPre_Pressureは、以下の式に従い調節される。
Pre_Pressure=Maximum(PRequest_1,…,PRequest_n
ここで、PRequest_iはi番目の車輪に対する圧力要求である。nは車輪の数量である。つまり、プリプレッシャーは個々の車輪の圧力要求の最大値として発生する。
i番目の車輪に対する車輪ごとの圧力要求PRequest_iは、例えば以下のように計算される。
Request_i=Minimum((PABS_act_i+ΔP),(Maximum(PRequest_Driver_i,PRequest_Assist_i,PRequest_TCS_i,PRequest_ESP_i))
ここで、PRequest_Driver_iは、(ブレーキペダル操作によって要求される)ドライバー要求圧であり、PRequest_Assist_iは、(例えばACC,HSA,HDC等のような)アクティブなアシスタント機能に基づく最も高い圧力要求であり、PRequest_TCS_iは、TCSまたはBTCS(つまり個々の車輪ブレーキを使ったTCS)による圧力要求であり、PRequest_ESP_iはESPによる圧力要求であり、PABS_act_iは、i番目の車輪におけるABS調整が行われている間に検出されたロック圧レベル、又はi番目の車輪が調整プライオリティを有さないときは、最大圧(例えば200bar)であり、ΔPは追加的な圧力量(たとえば20bar)である。
この式は、PRequest_iを求めるために、先ず、ドライバーのブレーキ要求、アシスタント機能のアクティブなブレーキ要求から、及びTCSとESPのアクティブなブレーキ圧要求から最大要求が形成されることを表す。その後、i番目の車輪においてABS調整が行われているか、及び他の調整機能に対して(例えばESPに対して)ABS調整がプライオリティを有するかがチェックされる。この場合は、先に求められた最大要求は、ABS調整に必要な圧力レベルに制限される。これは上述した最少関数によって達成される。ABS圧を調節するために、プリプレッシャーが見積もられる。このプリプレッシャーは、PABS_act_iとΔPの合計、つまり検出されるロック圧レベルと、安全のための上乗せΔP(例えば約20bar)から生ずる。
ロック圧レベルは、高い摩擦値への移行の際に連続的に上昇する。同時に、それはその後、達成された各車輪圧にセットされる。
プリプレッシャーにおける車輪圧に対する安全のための上乗せΔPは、ABS機能が、基本的に車輪圧を、周期的にインレットバルブ及びアウトレットバルブを閉じそして開くことによって調節するので、必要である。圧力差ΔPは、ストローク式に開く又は部分的に開くバルブの元、アナログ的電流値を介して液流を確実に補償するために、インレットバルブにおいて必要である。
ABSが稼働していない場合、又は注目する車輪においてABSが調整プライオリティを有していない場合、ABS圧力要求としてシステムの最大圧が、つまり例えば200barが仮定される。上述の式における最少関数を介して、他の全ての機能の最大要求が選択される。
車輪ごとの圧力減少の上述した方法において、バルブ対6,7を介して圧力室4からリザーバ11内へボリュームが開放されるので、ピストン3が、特にABSブレーキの間に、徐々に端部位置16(端部ストッパー)の方へと動かされる結果、いくつかの調整周期の後、さらなる圧力上昇はもはや不可能である。
有利には、また、ABS調整の間、特別のサイクルが挿入されることが意図される。このサイクルの間、ピストン3は、ある定義されたできるだけ高いアクチュエータ速度で開始位置15の方へと戻って動かされ、これによって液ボリュームがリザーバ11から配管12とチェックバルブ13を介して吸い戻される。ピストンが、車輪ブレーキ9を吸い尽くすことが無いよう、吸入サイクルの間、各車輪のインレットバルブ6は閉じられている。これによって配管8は、油圧的に切り離され、そしてブレーキ9内の圧力は一定のレベルにとどまる。
吸入の終了後、圧力室4には十分な液が存在し、よって周期的圧力上昇フェーズ及び圧力減少フェーズを伴うABS調整が続行されることができる。
図2には、例としてPKWの四つの車輪ブレーキに対するABS調整の圧力室4のプリプレッシャー調整またはボリューム調整の時間的経過が例示的に表されている。ドライバーは、強すぎるブレーキペダル操作に基づいて、高いブレーキ圧要求100(破線で表された信号)を要求した。四つの車輪ブレーキの車輪ブレーキ圧が、推移102から推移105として示される(図2では、良好な視認性の観点から、互いにずらされて表されている)。ブレーキ調整は、要求100から、圧力推移101を圧力室4内に生ずる。このことは、(図2においては良好な視認性の観点から互いにずらされてあらわされている)車輪速106から109に基づいて公知の方法に従い検出されるのだが、上記によって四輪全てが過剰ブレーキをかけられるので、ここで提案される調整コンセプトが、圧力室4内のプリプレッシャーを値101に減少する。この値は、ドライバー要求100の下にある。これによってすべての車輪が、ABS調整中に保持されることができるので、高いプリプレッシャー100は、まったく必要でない。
すでに上述したように、例えば有利には、圧力室4内のプリプレッシャーを基本的に、所定の量118(この量は、上述の式中のΔPに相当する、つまり例えば20barである)だけ高く選択する、つまりABSが、最も高い圧力レベルを有する車輪に対して要求する圧力より所定の量118だけ高く選択することが提案される。
図2は、上側の部分中で、ピストン3のストロークs(信号110)を示す。このストロークは、停止位置111(図1の値15に相当する)から始まり、そしてブレーキ圧上昇と、圧力減少フェーズの場合のアウトレットバルブ8の開口による段階的なボリューム消費に基づいて、徐々に端部位置112(図1の値16に相当する)の方へと動く。
例に従い、ピストン3が、臨界的な位置113(図1の値17に相当する)を越えると、吸入サイクルが開始される。これは、図2中において時点114がそうである。その後、ABS調整の状況に基づいていつ吸入サイクルが許可されるかを、調整は検出する。例えば、この検出は、後述するコンセプトに従い行われる。図2の例においては、時点115に対して1回の吸入が可能であろう。この例の場合において、ピストン3は、時間間隔117の間、完全に、つまり停止位置111へと戻される。このことは、最大限可能なボリュームがリザーバ11から取り出されることに通じる。
他の実施例に従い、ピストン3は、常には停止位置11へと戻されない。常にこの最大ストロークを移動するのではなく、調整状況に応じて場合によってより少ないボリュームを取り出すこともまた可能であり、このことは例えば破線で表されたストローク推移119へと通じる。
引き続いてピストン3は、再度少し前進し、プリプレッシャー101を再び、元のレベル、かつ更なるABS調整に必要なレベルに持ち上げる。時点116に対して、プリプレッシャーが再び達成されるので、ABS調整は続行されることができる。
時間間隔117中において、全ての車輪ブレーキサーキットにおけるインレットバルブ6が閉じられ、これによってその圧力レベルは保持されるが、プリプレッシャー101は時間間隔117の間吸入過程により0まで降下する。
そのような吸入サイクルは、ボリューム設計及びモーター設計に応じて約100msから200msである。この時間間隔において車輪サーキット中の圧力上昇が行われることができないので、吸入の時点は、100msから200msの時間に続いて、車輪において、著しい圧力上昇の必要性ができるだけ期待されないよう選択される必要がある。調整コンセプトは、よって、有利には、ピストン位置110が、高い閾値120越えるとき(図1の値18に相当する)とき、念のためにいずれにせよ一つの吸入サイクルが稼働されるということが意図する。
図2の例においては、吸入は時点115から可能である。というのはすべての四輪が、十分長い圧力上昇フェーズ中に存在するので、車輪圧レベルが全て、先に検出されたロック圧に近いからである。この圧力を100msから200msの時間にわたって保持することは、よって、ブレーキ不足に通じない。(制限された吸入の為の)閾値113と、(制限されていない吸入の為の)閾値120は、開始位置11と端部ストッパー112の内側で固定的に予め定められることができる。
同様に、各吸入過程において、基本的にピストン開始位置111に戻されることも可能である。しかし、吸入過程のストロークも作動閾値も、事象制御的に、つまり各ブレーキ調整過程の間ダイナミックに求められることが有利である。
本発明の更なる有利な実施例に従い、閾値113と120と、吸入過程の目的位置が、現在の車速に応じて選択される。例えばフルブレーキ時に、低い残速度(Restgeschwindigkeit)が達成されると、ABS調整の終了の為にもはや多くのボリュームは必要とされないということに端を発することが可能である。快適性の理由から、静止状態が達成されるのに近い時期では、できれば吸入が行われない、又は短いストロークのみでもって吸入が行われるべきである。低い道路摩擦値においては、つまり低い車両減速度においては、これと反対に、低い残速度においても、未だ高いボリューム需要が存在するという状況が発生しうる。というのは、例えば20km毎時から静止状態への残調整が、未だ多くの秒数を要する可能性があるからである。その上、当該低い摩擦値においては、原則として、著しい摩擦値上昇が現れる可能性がある。このような摩擦値上昇は、その後連続的な圧力上昇を必要とする、つまりピストン3の前進を(できるだけ長い圧力保持時間を有さずに)必要とさせる。よって、できるだけ早期の吸入が、常に十分な調整ボリュームが圧力室4内に存在するということに通じるよう、例えば低い摩擦値において、または低い車両減速度においては、少なくとも下側の閾値113がより小さく選択される。その上、ピストンは常にできるだけ開始位置111へと、つまり最大ストロークでもって元に戻される。
車両が、まもなく大きな傾斜の道路上で停止することが見込まれるとき、他の実施例に従い、少なくとも閾値113がまた減少される。車両を急な斜面に保持するために、高い圧力、つまり高いボリューム備蓄が必要とされる。止まっている状態の低い車輪圧において、吸入サイクルが導入されると、100msから200msの吸入時間の間に、車両が望まれずに動き始めるかもしれない。
(例えば縦加速度センサーを使って)傾斜の勾配を計測する可能性を有する車両においては、よって例えば閾値113は、低い残速度にも関わらず、増加する傾きで減少する。小さな傾きにおいては、新たな吸入は、静止する直前に閾値113が上昇することによって抑圧されることが可能である。
好ましくは、アクティブ式の油圧式のブレーキシステムの調整の為の方法は、一つのシリンダー内に、自動車の各車輪ブレーキの為の中心的プリプレッシャーを発生する電気モーターによって駆動されるピストン、車輪を、プリプレッシャー室から油圧的に切り離すことを可能とする各車輪ブレーキの為のインレットバルブ、圧力減少のためブレーキ液を車輪ブレーキから液貯蔵リザーバへと排出することを可能とする各車輪ブレーキサーキットの為のアウトレットバルブ、及び、貯蔵リザーバとピストンのシリンダー間のバルブ制御される油圧式の接続配管、から成る。
好ましくは、各々のアクティブなブレーキ調整機能に基づいて、適切なプリプレッシャーが求められ、そしてこれがピストンの位置決めによって調節され、その際、ピストンの各達成される位置は、少なくとも一つの閾値と比較される。少なくとも一つの閾値が越えられると、吸入サイクルが作動される。このサイクルにおいては、ピストンが、ダイナミックに算出されたストローク量分だけ、その停止位置の方へと動かされるので、更なる調整の為に必要であるブレーキ液が、貯蔵リザーバからシリンダー中へ吸い戻される。
好ましくはピストンによって調節されたプリプレッシャーPPre_Pressureが、全ての圧力要求の最大として、車両のnの車輪に対して求められる。特に好ましくは、プリプレッシャーはPPre_Pressure=Maximum(PRequest_1,…,PRequest_n)に従い求められ、ここで、PRequest_i:はi番目の車輪に対する圧力要求であり、その際、i番目の車輪に対する車輪ごとの圧力要求PRequest_iは、PRequest_i=Minimum((PABS_act_i+ΔP),(Maximum(PRequest_Driver_i,PRequest_Assist_i,PRequest_TCS_i,PRequest_ESP_i))に基づき求められ、ここで、PRequest_Driver_iはドライバー要求圧、PRequest_Assist_iは、アクティブなアシスタント機能に基づく最も高い圧力要求、PRequest_TCS_iは、トラクションコントロール機能による圧力要求、PRequest_ESP_iは、走行ダイナミクス的な安定化プログラムによる圧力要求、PABS_act_iは、アンチロック調整中の車輪のロック圧レベルであり、そしてΔPは、追加的な圧力量である。
本発明の改良形に従い、吸入サイクルを作動させる、ピストンの為の少なくとも一つの位置閾値、特に全ての位置閾値が、車両の現在の車速に応じて計算される。
有利には、吸入サイクルを作動させるピストンの為の位置閾値が、車両の車輪ブレーキの達成された圧力レベルに応じて計算される。
好ましくは、吸入サイクルを作動させるピストンの為の位置閾値が、検出された道路傾斜に応じて計算される。
本発明の好ましい改良形に従い、吸入サイクルは、ピストンが下側の位置閾値を越え、及び吸入サイクルが、車輪におけるブレーキ調整状態に基づいて許可されるときのみ作動される。
吸入サイクルは、ピストンが高い(第二の)位置閾値を越えたとき、いずれにせよ作動させられる。
アクティブな吸入サイクルの場合にピストンが移動するストローク量は、好ましくは、現在の車両の車速に応じて求められる。
代替として、または追加的に、アクティブな吸入サイクルの場合にピストンが移動するストローク量は、好ましくは、車両の車輪ブレーキの達成された圧力レベルに応じて計算される。
代替として、又は追加的に、アクティブな吸入サイクルの場合にピストンが移動するストローク量は、好ましくは、検出された道路傾斜に応じて計算される。
必要とされるプリプレッシャーまたは増幅圧の調整方法に関して、車輪ブレーキの上述した車輪ごとの調整(複数の車輪ブレーキのインレットバルブ及びアウトレットバルブを介した調整)は、増幅圧調整のために、常に変化する調整系(Regelstrecke)が存在することを意味する。いくつのインレットバルブ6が今開かれているかに応じて、ボリューム収容量は変化し、これによって全ブレーキ装置の強度も変化する。一つの車輪ブレーキ9または複数の車輪ブレーキ中の圧力が、圧力室4内の調節された圧力よりも低く、ブレーキ圧を上昇させるために車輪ブレーキ9に付設されたインレットバルブ6が開かれるとき、存在する追加的なボリューム需要は、増幅圧の減少へと通じ、これは、ピストン3の適切な補償動作によって補われなければならない。観察されるべき圧力調整要素に関して、上述したバルブ対6,7を介しての車輪ごとの圧力上昇または減少の方法は、よって、部分的に極めて著しいノイズ刺激に通じる。
必要なプリプレッシャー又はプリプレッシャー推移の調節の為の第一の調整の実施例が、図3にブロック回路図として表されている。発明に従う調整回路の更なる実施例は、図4及び図5に表されている。
アクチュエータ回転数調整部21が、更なる回路要素23−25の中間接続のもと下位に置かれている圧力調整要素20が問題である。その際、圧力調整要素20には、減算要素19内で実施された減算の結果、又は必要とされる圧力目標値PV,Sollと現在存在する圧力現状値PV,Istの間の偏差ΔPが供給される。圧力調整要素20の出力値は、アクチュエータ回転数ωAkt,Soll,DR,Crlの為の目標値であり、この目標値は、予め定められた最少及び最大のアクチュエータ回転数値ωMin,ωMaxを考慮のもと、回転数調整要素21に入力値として引き渡される。圧力目標値PV,Sollは、上述した要求に基づいて生じ、及びすでに詳細に説明した目標値PPre_Pressureに相当する。圧力の現状値PV,Istは、図1に示された圧力提供装置50の圧力室4内に生じる圧力値に相当する。車輪選択的な調整介入が行われない場合の為の調整の移行態様として、比例的に作用する調整(P制御)が十分である。圧力調整要素のダイナミクスを上昇させるために、例えば、二つの予制御機能が実施可能である。つまり、速度予制御(22)(図3参照)と、アクチュエータトルク制御(27)(この点、追加的に図4に示す)である。
速度予制御演算モジュール22は、圧力目標値PV,Sollから微分によってアクチュエータ回転数の目標値を求める。この目標値は、増幅ファクターに重みづけされて、追加的な部分ωAkt,Soll,DR,FFWを、圧力調整要素20のアクチュエータ回転数目標値ωAkt,Soll,DR,Ctrlに重ね合わせる。両目標回転数部分は、加算要素23内で加算され、そして最少又は最大の可能な目標回転数(ωMin,ωMax)に制限されるために、制限機能要素24に供給される。
制限されたアクチュエータ回転数目標値ωAkt,Sollは、更なる減算要素25内で、アクチュエータ回転数の目標値偏差ΔωSollを形成するために、アクチュエータ回転数の現状値ωAktと比較される。アクチュエータ回転数の目標値偏差ΔωSollは、前述した回転数調整要素21に入力値として供給される。その出力値は、アクチュエータによってもたらされるトルクの目標値MAkt,Soll,Ctrlに相当する。トルクの目標値MAkt,Soll,Ctrlは、最後に第二の制限モジュール26内で、最少又は最大の可能なトルク値MAkt,Sollに制限される。
図4に示される調整回路は、広範にわたって図3に表された実施例に相当する。しかし図4からは、圧力調整要素20又は速度予制御演算モジュール22に、別のシグナルパスが平行して接続されており、このパスが、予制御トルク演算モジュール27によって、及び予制御トルク演算モジュール27に後続するスケーリング要素28によって形成されていることがわかる。
二つの予制御コンポーネントは、演算部と、圧力の目標値PV,Sollに相当するアクチュエータトルクMAkt,PVの直接設定部から成り、その際、スケーリング要素28又はその増幅ファクターKPrs,2(0≦KPrs,2≦1)によって、予制御の重みづけがどれほどの強度で行われるかが定義されることができる。上述したスケーリングされたシグナルMAkt,PV,FFWは、第二の加算要素29内で回転数調整要素21の出力信号MAkt,Soll,Ctrlに加算される。一方で、加算の結果は制限機能要素に供給される。この制限機能要素は、参照符号26’を与えられている。制限機能要素26’の仕事は、関連して説明した制限機能要素26に相当し、よって説明不要である。
通常比例・積分動作(PI動作)を有する回転数調整要素21の仕事は、必要なアクチュエータ回転数目標値ωAkt,Sollとモーターに作用する負荷トルクの補償のできるだけ迅速で正確な調節である、その際ここで、負荷トルクは基本的には、圧力室4内で調節された増幅圧PV,Istによって発生する。説明した図4に表されたトルク予制御は、その際、補助的に作用する。というのは、この場合、負荷トルクが広範にわたって値MAkt,PV,FFWによって予制御され、そして回転数調整要素の積分部分によってはもたらされる必要が無いからである。
更なる実施例が図5に表されている。図5に表されるブロック回路図は、最後に、図3の調整回路の改善された部分図である。その際、同じ回路要素は同じ参照符号を付してある。図5に表された実施例においては、アクチュエータ回転数の制限された目標値ωAkt,Sollに相当する、制限モジュール24の出力値の、積算要素30内にて実施されるスケーリングは、スケーリングファクターKSC1によって行われる。スケーリングされたアクチュエータ回転数の目標値は、更なる処理の為に再び減算要素25(図3参照)に供給される。車輪ごとの圧力上昇又は減少が行われる場合の為の圧力室と油圧によって接続される車輪ブレーキ9の可変的数量によって連続して変化する調整系の上述した問題点を考慮すると、例えば、この場合、圧力調整要素20の結果として生ずる調整値、目標回転数がωAkt,Soll、対応するスケーリングファクターKSC1だけ減少される:ωAkt,Soll,1=KSC1*ωAkt,Soll。スケーリングファクターKSC1に対しては、好ましくは、KSC1=Minimum(1,KSC1,ABS,KSC1,TCS,…..,KSC1,ESP)が有効である。
よって、スケーリングファクターKSC1は、全てのスケーリングファクターのうち最も小さい値として生じる。このファクターを考慮することによって、全ての車輪ブレーキ9が油圧によって圧力室4と接続されている通常のブレーキ機能(スケーリングファクターKSC1=1)と比較して、増幅圧調整のより注意深い介入が行われる、というのは目標回転数が、小さくスケーリングされるからであり、よって強く調整サーキットに介入することが無いからである。スケーリングファクターの値と、また、スケーリングされない圧力調整要素の調整値ωAkt,Sollの減少の強度が、いずれのブレーキ調整機能またはアシスタント機能が稼働しているかに依存する。
さらなる実施例においては、このファクターは更に追加的に、油圧によって圧力室4と接続される車輪ブレーキ9の数量に応じて生成されることも可能である。
個々のスケーリングファクターの定義は、ここでは模範的に、ファクターKSC1,ABSのもと示される。別の、冒頭に記載したブレーキ調整機能またはアシスタント機能に対して、これが相応して有効である。
例に従い、以下のようになる。つまりABS調整が稼働しているときは、KSC1,ABS=KABSであり、そうでなければKSC1,ABS=1である。パラメータKABSについては、0<KABS≦1が有効である。
ドライバーがペダル操作によってブレーキ圧を要求する通常ブレーキ機能において、又は、中心的ブレーキ圧をすべての車輪ブレーキに対して要求するアシスタント機能においては、スケーリングファクターは、KSC1=1である。車輪ごとの調整機能が稼働しているとき、生ずるスケーリングファクターKSC1は、値1を有し、目標回転数は、圧力調整要素の調整値として変更されずに、下位に置かれるモーター回転数調整要素へ出力される。圧力調整要素に対しては、コントローラーダイナミクス及びアクチュエータダイナミクスの最大の利用が存在する。他方で、記載した方法によって、一つ又は複数の車輪ブレーキ9内で、車輪ごとの圧力減少又は圧力上昇が行われる場合に、高すぎる増幅ファクターによる圧力室4内の強すぎる圧力振動と、これにともない増幅圧調整による高すぎる調整値という結果に至ることが回避される。
通常ブレーキ機能に対して、及び多くのアシスタント機能に対しては、可能な限り迅速で、かつ快適、更に適量調節可能な調節が行われる必要がある、全ての車輪ブレーキに対しての一つの中心的なブレーキ圧又はブレーキ圧推移が要求される一方で、車輪ごとのブレーキ調整機能においては走行安定性を高めるために、予め定められたプリプレッシャーのダイナミクスと保持が、バルブ動作により引き起こされるノイズ刺激によらず重要である。
増幅圧調整の上述した著しいノイズ刺激を処理するために、バルブ対6,7を介しての車輪ごとの圧力上昇または減少に制限されて、例に従い更に、この場合に対して、(通常安全のための基準と適量調節の為の基準により設計される)増幅圧調整の構造を拡張し、そして調整パラメータを修正することが提案される。この修正によって、増幅圧調整は、特にABS機能において顕著な形で発生する、車輪ごとのブレーキ調整機能とバルブ動作によって引き起こされる圧力調整サーキットのノイズ刺激を、より良好に補正することができる状態となる。このため、ABS機能が稼働しており、車輪ごとの圧力調整が行われる場合に対しては、基本構造にP動作を有する増幅圧調整が、微分(D)要素について拡張されるので、ノイズ刺激が、適当な調整値によって反応を受けることができる。
ABS調整モジュール内の圧力調整要素をサポートするために、更に、例に従い、回転数調整要素のパラメータも同様に変更すること、詳しく言うと、より改善された案内態様に関してこれを行うことが提案される。
1 モーター
2 ギア
3 ピストン
4 圧力室
5 配管
6,7 バルブ対
8 ブレーキ配管
9 車輪ブレーキ
10 配管
11 リザーバ
12 配管
13 チェックバルブ
14 現在のスライド/位置
15 停止位置
16 端部位置
17 位置閾値
18 位置閾値
20 圧力調整要素
21 速度調整要素
22 速度予制御演算モジュール
23 加算要素
24 制限機能要素
25 減算要素
26 制限機能要素
27 予制御トルク演算モジュール
28 スケーリング要素
29 加算要素
30 積算要素

Claims (20)

  1. 自動車の電気油圧式のブレーキシステムを調整するための方法であって、少なくとも一つのブレーキ圧調整機能又は制御機能、特にアンチロック調整機能及び更に別のブレーキ圧調整機能又は制御機能を有し、前記ブレーキシステムが「ブレーキバイワイヤ」作動方式で駆動可能であり、電子式制御及び調整ユニットによって駆動可能な圧力提供装置(50)を有し、この圧力提供装置が、油圧式に操作可能な車輪ブレーキ(9)と接続されている又は接続可能であり、及びこの圧力提供装置によって車輪ブレーキ(9)が、少なくとも一つの圧力調整弁(6)を介して油圧式に操作可能であり、その際、圧力提供装置が、油圧式の圧力室(4)を有するシリンダ・ピストン機構を有し、そのピストン(3)が、電気機械式のアクチュエータ(1,2)によって停止位置に対して相対的にスライド可能であり、その際、各車輪ブレーキ(9)に対して一つの目標圧力値(PRequest_i)が定められる前記方法において、
    目標圧力値(PRequest_i)から定められる油圧式の圧力室(4)内の所定のプリプレッシャー(PPre_Pressure)が、ピストン(3)のスライド(s,14)によって調節されるよう、シリンダ・ピストン機構(3,4)が駆動されることを特徴とする前記方法。
  2. ピストン(3)の現在のスライド/位置(14)が、少なくとも一つの所定の位置閾値(17,113;18,120)と比較されること、及び、ピストン(3)の現在のスライド/位置(14)が、位置閾値(17,113;18,120)を越えるとき、ピストン(3)が、特に所定のストローク量分停止位置(15,111)の方へスライドされ(吸入サイクル)、これによってブレーキ液が、ブレーキ液リザーバー(11)から油圧式の液圧室(4)内へと流入することを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. ピストン(3)の停止位置の方へのスライドの間(吸入サイクル)、車輪ブレーキ(9)が、電子制御可能なインレットバルブ(6)によって、油圧式の圧力室(4)から油圧的に切り離されていることを特徴とする請求項2に記載の方法。
  4. プリプレッシャー(PPre_Pressure)が、目標圧力値(PRequest_i)の最大として選択され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。
  5. 一つの車輪ブレーキ(i)の為の目標圧力値(PRequest_i)が、ドライバーのブレーキ要求、該車輪ブレーキ(i)に対して有効な、少なくとも一つの別のブレーキ調整機能又はブレーキ制御機能、及び、該車輪ブレーキ(i)におけるアンチロック調整機能の状態に関する情報に基づいて定められるブレーキ要求から定められることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
  6. 車輪ブレーキ(i)におけるアンチロック調整機能が、積極的に目標圧力値(PRequest_i)を定めるとき、車輪ブレーキ(i)におけるアンチロック調整の状態又は情報に基づいて定められるブレーキ要求が、所定の圧力量(ΔP)とアンチロック調整の車輪特有の圧力値の加算によって定められ、この圧力値は、少なくとも一つの車輪ブレーキ(i)が、ロックする結果となるものであることを特徴とする請求項5に記載の方法。
  7. 車輪ブレーキ(i)におけるアンチロック調整機能が稼働状態にない、又は目標圧力値(PRequest_i)を定めないとき、車輪ブレーキ(i)におけるアンチロック調整に状態又は情報に基づいてさだめられるブレーキ要求が、所定の圧力量(ΔP)と所定の最大圧力の加算により定められることを特徴とする請求項5に記載の方法。
  8. 位置閾値(17,113;18,120)が、車速及び/又は車輪ブレーキの達成された圧力値及び/又は道路傾斜に応じて定められることを特徴とする請求項2〜7のいずれか一項に記載の方法。
  9. ピストン(3)の現在のスライド/位置(14)が、第一の位置閾値を越え、及び同時にさらに別の条件が満たされるとき、ピストン(3)の停止位置方向へのスライド(吸入サイクル)が実施されることを特徴とする請求項2から8のいずれか一項に記載の方法。
  10. ピストン(3)の現在のスライド/位置(14)が第二の位置閾値を越えるときであって、その際特に第二の位置閾値が第一の位置閾値より大きいとき、ピストン(3)の停止位置の方向へのスライド(吸入サイクル)が常に実施されることを特徴とする請求項2から9のいずれか一項に記載の方法。
  11. ストローク量が、車速、及び/又は車輪ブレーキの達成された圧力、及び/又は道路傾斜に応じて定められることを特徴とする請求項2から10のいずれか一項に記載の方法。
  12. プリプレッシャーの現状値(PV,Ist)とアクチュエータ速度の現状値(ωAkt)が検出され、プリプレッシャーの目標値(PV,Soll,PPre_Pressure)が定められ、及びプリプレッシャーの目標値(PV,Soll,PPre_Pressure)とプリプレッシャーの現状値(PV,Ist)が、入力値として調整装置に供給され、この調整装置が、圧力調整要素(20)と、この圧力調整要素に後続する速度調整要素(21)を有しており、その際、圧力調整要素(20)が、アクチュエータ速度の目標値(ωAkt,Soll,DR,Ctrl)を出力し、及び速度調整要素(21)に入力値としてアクチュエータ速度の目標値(ωAkt,Soll)とアクチュエータ速度の現状値(ωAkt)が供給されることを特徴とする請求項1から11のいずれか一項に記載の方法。
  13. 圧力調整要素(20)が、第一のアクチュエータ速度の目標値(ωAkt,Soll,DR,Ctrl)を出力し、プリプレッシャーの目標値(PV,Sollbzw.PPre_Pressure)から、第二のアクチュエータ速度の目標値(ωAkt,Soll,DR,FFW)が定められ、及び、第一及び第二のアクチュエータ速度の目標値(ωAkt,Soll,DR,Ctrl,ωAkt,Soll,DR,FFW)に基づいて、速度調整要素(21)の為の入力アクチュエータ速度の目標値(ωAkt,Soll)が定められることを特徴とする請求項12に記載の方法。
  14. 第一及び第二のアクチュエータ速度又はアクチュエータ回転数の目標値(ωAkt,Soll,DR,Ctrl,ωAkt,Soll,DR,FFW)が、特に重みづけされて、積算されることを特徴とする請求項13に記載の方法。
  15. 速度調整要素(21)に供給されるアクチュエータ速度又はアクチュエータ回転数の目標値(ωAkt,Soll)が、特に車輪ごとの調整に相当する稼働されたブレーキ圧調整機能又は制御機能(ABS,TCS,ESP)に応じて、及び/又は、油圧式の圧力室(4)と接続されている車輪ブレーキ(9)の数量に応じて変更され、特に減少され、これらが、アクチュエータ速度の目標値(ωAkt,Soll)がスケーリングファクター(KSC1)と積算されることによって行われることを特徴とする請求項12から14のいずれか一項に記載の方法。
  16. スケーリングファクター(KSC1)が、ブレーキ圧調整機能又は制御機能の個々のスケーリングファクター(KSC1,ABS,KSC1,TCS,KSC1,ESP)の最小値から生じることを特徴とする請求項15に記載の方法。
  17. 特に車輪固有の調整に相当する、一つのブレーキ圧調整機能又は制御機能、特にいずれのブレーキ圧調整機能又は制御機能の個々のスケーリングファクター(KSC1,ABS)が、対応するブレーキ圧調整機能又は制御機能(ABS)が稼働しているとき、特に0より大きく1以下である、所定の値(KABS)に選択され、対応するブレーキ圧調整機能又は制御機能(ABS)が稼働していないとき、1に選択されることを特徴とする請求項16に記載の方法。
  18. 速度調整要素(21)が、アクチュエータトルクの目標値(MAkt,Soll,Ctrl)を出力し、プリプレッシャーの目標値(PV,Soll)に相当するアクチュエータトルク(MAkt,Pv)が定められ、及び速度調整要素(MAkt,Soll,Ctrl)のアクチュエータトルクの目標値と、プリプレッシャーの目標値に相当するアクチュエータトルク(MAkt,Pv)から、特に重みづけされた加算(KPrs,2)によって及び/又は所定の最少及び最大トルク境界値(ΜMin,ΜMax)を考慮して、アクチュエータ(1,2)を駆動するためのアクチュエータトルクの目標値(MAkt,Soll)が定められることを特徴とする請求項12から17のいずれか一項に記載の方法。
  19. 自動車の電気油圧式のブレーキシステムを、特に、少なくとも一つのブレーキ圧調整機能又は制御機能によって調整するための装置であって、このブレーキシステムが好ましくは「ブレーキバイワイヤ」作動方式で駆動可能であり、電子式の制御及び調整ユニットによって駆動可能な圧力提供装置(50)を有し、この圧力提供装置が、油圧式に操作可能な車輪ブレーキ(9)と接続されているか、又は接続可能であり、及びこの圧力提供装置によって車輪ブレーキ(9)が油圧式に操作可能であり、その際、圧力提供装置が、油圧式の圧力室(4)を有するシリンダ・ピストン機構を有し、そのピストン(3)が、電気機械式のアクチュエータ(1,2)によってスライド可能であるので、油圧式の圧力室(4)内のプリプレッシャーの目標値(PV,Soll,PPre_Pressure)が調節可能である、前記装置において、
    プリプレッシャーの現状値(PV,Ist)を検出するための手段、アクチュエータ速度またはアクチュエータ回転数の現状値(ωAkt)を検出するための手段、プリプレッシャーの目標値(PV,Soll,PPre_Pressure)を定めるための手段が設けられていること、及び、
    圧力調整要素(20)及び圧力調整要素(20)に後続する速度又はアクチュエータ回転数調整装置(21)を備える調整回路が設けられていること、
    その際、プリプレッシャーの目標値(PV,Soll,PPre_Pressure)とプリプレッシャーの現状値(PV,Ist)が、調整回路に入力値として供給され、圧力調整要素(20)がアクチュエータ速度又はアクチュエータ回転数の目標値(ωAkt,Soll,DR,Ctrl)を出力し、アクチュエータ速度又はアクチュエータ回転数調整装置(21)に、入力値としてアクチュエータ速度又はアクチュエータ回転数の目標値(ωAkt,Soll)とアクチュエータ速度又はアクチュエータ回転数の現状値(ωAkt)が供給されることを特徴とする前記装置。
  20. 電子式の制御及び調整ユニット内で、請求項1から18のいずれか一項に記載の方法が実施されることを特徴とする、特に請求項19に記載の装置。
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