JP2015506302A - 油圧式ブレーキシステムの操作方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、自動車用油圧式ブレーキシステムの操作方法に関する。このブレーキシステムは、電気モータにより駆動される少なくとも１つのブレーキ圧生成器を備える。この方法では、自動車の通常の危機的でない走行状態の間は、電気モータにより駆動されるブレーキ圧生成器の出力を制限し、危機的な走行状態が検出されるとすぐにその制限を一時的に停止する。

Description

本発明は、電気モータによって駆動される少なくとも１つのブレーキ圧生成器を備える自動車用油圧式ブレーキシステムの操作方法に関する。

電気モータによって駆動されるブレーキ圧生成器、例えば、電子機械的なタンデム式ブレーキマスターシリンダ、又は、自動車の走行運動制御システムのポンプ（ＥＳＣ又はＥＳＰポンプ）の出力は、一般的に走行モードでは自動車の電気モータが過熱しないように制限されている。しかしながら、ブレーキ効果に関して危機的な走行状態である場合、例えば、ブレーキフェージング（brake fading） が強い場合、電気モータの出力がこのように制限されると、ブレーキシステムにおける最大ブレーキ圧が下がりすぎ、ブレーキシステムにおける圧力形成が遅くなりすぎる。その結果、ブレーキ効果に関して自動車が危機的な走行状態である場合、ブレーキ距離が長くなってしまう。

したがって、本発明は、前記欠点を克服する自動車用油圧式ブレーキシステムの操作方法を提供することを目的とする。

この目的は、請求項１の特徴を有する方法により達成される。本発明の他の特に有利な形態を従属請求項に開示する。

なお、以下の説明において個々に示される特徴は、任意の技術的に有用な方法で互いに組み合わせることができ、本発明の更なる形態を示す。この説明は、特に図を参照して本発明をさらに特徴付け、具体化する。

電気モータにより駆動される少なくとも１つのブレーキ圧生成器、特に電子機械的なタンデム式ブレーキマスターシリンダ又はＥＳＣポンプを備える自動車用油圧式ブレーキシステムを操作するための本発明の方法では、自動車の通常の危機的でない走行状態の間は、電気モータにより駆動されるブレーキ圧生成器の出力を制限する。この制限は、危機的な走行状態が検出されるとすぐに、一時的に停止される。

本発明では、自動車の危機的な走行状態は、特に、通常状態よりもブレーキ効果が低下したブレーキシステムの状態と理解される。この状態は、例えば、ブレーキの過負荷の結果として起こり得る。このような過負荷の結果は、ブレーキフェージングとして現れる。ブレーキフェージングにより、一般的には、自動車のブレーキ効果が低下し、それによりブレーキ距離が延長する。

一方では、通常の危機的でない走行状態の間のブレーキ圧生成器を駆動するための電気モータの過熱は、電気モータによるブレーキ圧生成器の出力を低下させることで効果的に防止される。しかしながら、他方では、危機的な走行状態である場合、特に、例えば、ブレーキフェージングが強い場合は、ブレーキ圧生成器の電気モータによる出力の制限を一時的に停止することにより、ブレーキシステムは、比較的高い、すなわち最高のブレーキ圧と、比較的速い、すなわち最速の圧力形成を利用可能になる。ブレーキ効果に関して自動車が危機的な走行状態である場合のブレーキ距離の延長を、本発明の方法により効果的に防止することができる。

本発明の有利な一形態によると、危機的な走行状態の検出は、ブレーキ圧の監視を含み、ブレーキ圧が予め決定可能なブレーキ圧下限値を上回り、且つ、予め決定可能なブレーキ圧上限値を下回る場合、電気モータにより駆動されるブレーキ圧生成器の出力の制限を停止し、ブレーキ圧が予め決定可能なブレーキ圧上限値を上回ると、又は、予め決定可能なブレーキ圧下限値を下回ると、その制限を再開する。言い換えると、ブレーキ圧下限値は、それを過ぎるとブレーキシステムのブレーキ効果に関して危機的な走行状態が考えられる値であり、ブレーキ圧上限値は、ブレーキシステムに関する安全上の理由から上回るべきでないブレーキ圧の最大値を示している。ブレーキ圧下限値は、約１４０バール(ｂａｒ)から約１６０バールの範囲の値を有し、ブレーキ圧上限値は、約２００バールから約２８０バールの範囲の値を有することが好ましい。

ブレーキ圧上限値を上回った際に制限を再開することで、ブレーキシステムが高すぎるブレーキ圧に曝されるのを防止する。ブレーキ圧が高すぎると、ブレーキシステムが損傷する可能性がある。ブレーキ圧下限値を下回った際に制限を再開することで、電気モータによって駆動されるブレーキ圧生成器は電気駆動部の出力の低下により通常走行状態の間、又は、通常ブレーキ操作の間は過熱し得ない、ということが保証される。さらに、電気モータにより駆動されるブレーキ圧生成器の耐久性のためには、ブレーキ圧生成器を主に通常のブレーキ操作の間は最大限可能な出力によって駆動しないようにすると有利である。したがって、ブレーキ圧上限値及びブレーキ圧下限値は、本発明の意味での危機的な走行状態があり得るブレーキ圧範囲を限定している。

本発明の更なる有利な一形態によるとブレーキシステムは、監視されるアンチロックシステムをさらに備え、アンチロックシステムが自動車の全ての車輪に対してアンチロック制御していない場合、電気モータによって駆動されるブレーキ圧生成器の出力の制限は停止され、アンチロックシステムが自動車の全ての車輪に対してアンチロック制御している場合、その制限は再開される。これにより、危機的な走行状態の間の電気モータにより駆動されるブレーキ圧生成器の出力の制限の停止は、ブレーキシステムにおける比較的高いブレーキ圧がより高いブレーキ効果も達成できる時間範囲にさらに限定される。アンチロックシステムが自動車の全ての車輪に対してアンチロック制御すると、ブレーキシステムにおけるブレーキ圧は、ブレーキシステムにおけるブレーキ圧を更に上げてもブレーキ効果をもう上げることができないほど既に高いので、電気モータにより駆動されるブレーキ圧生成器の出力を、通常の走行状態でのように再び下げることができる。

本発明の他の有利な一形態では、危機的な走行状態の検出は、自動車の運転者のブレーキ操作数のカウントと、自動車速度の監視とをさらに含み、ブレーキ操作数が予め決定可能なブレーキ操作閾値よりも多い場合、電気モータにより駆動されるブレーキ圧生成器の出力の制限を停止し、それ以外の場合は制限を再開し、第１ブレーキ操作の間に自動車の初期速度を測定し、自動車速度が予め決定可能な下限速度を上回り、且つ、予め決定可能な上限速度を下回る場合のみ、ブレーキ操作数をカウントするということが考えられる。この方法により、本発明に係る危機的な走行状態、すなわち、特に、ブレーキ効果が低下した走行状態の検出を改善することができる。

本発明の有利な一形態によると、下限速度は、第１ブレーキ操作の間に測定された自動車初期速度を約５ｋｍ／ｈ下回り、上限速度は、第１ブレーキ操作の間に測定された自動車初期速度を約５ｋｍ／ｈ上回る。

本発明の他の有利な一形態は、自動車が、アクセル及び少なくとも１つの制動灯をさらに備え、自動車のアクセルの位置及びブレーキシステムのブレーキ圧が測定され、制動灯の点灯が監視され、特に急に、アクセルが突然離されたことが検出されるとすぐにブレーキ圧生成器を用いてブレーキのプライミング(priming)が行われ、ブレーキ圧が約１．５バールを上回ると又は制動灯が点灯されるとすぐにブレーキプライミングが終了される、ということが考えられる。ブレーキプライミングとは、本発明では、著しい遅延無く続くブレーキ操作のために十分なブレーキ性能を利用できるように、複数のブレーキライニングをそれぞれのブレーキディスクに接触させるようにすることと理解される。これにより、ブレーキ操作の際のブレーキシステムにおける圧力形成が大幅に加速される。

本発明の有利な一形態によると、ブレーキシステムは、タンデム式ブレーキマスターシリンダと、ブレーキ圧生成器として少なくとも１つのＥＳＣポンプとを備え、ブレーキプライミングは、ＥＳＣポンプのみを用いて実施される。これにより、ブレーキプライミング中のタンデム式ブレーキマスターシリンダからのブレーキ液の使用、及び、それによるタンデム式ブレーキマスターシリンダにおけるブレーキ液レベルの低下が回避される。したがって、自動車の運転者による続くブレーキ操作の際に、タンデム式ブレーキマスターシリンダの十分なブレーキ操作距離を、ブレーキシステムにおいて最大ブレーキ圧を形成するために利用することができる。

本発明の油圧式ブレーキシステムの操作方法の一例を示すフローチャートである。

本発明の他の有利な詳細及び効果を図１に示す実施形態を参照して以下に詳しく説明する。

図１は、本発明の自動車の油圧式ブレーキシステムの操作方法の一例のフローチャートを示す。この方法は、図１に詳しくは示していない自動車に対して行われ、この自動車は、自動車の加速のためのアクセルと、自動車のブレーキの操作を周知の方法で示す少なくとも１つの制動灯とを備えている。さらに、自動車の図１において同じく詳しくは示されていないブレーキシステムは、電気モータにより駆動される電子機械的なタンデム式ブレーキマスターシリンダと、電気モータにより駆動される、自動車の走行運動制御システムの少なくとも１つのポンプ、特に、電気モータにより駆動されるＥＳＣポンプとを備えている。タンデム式ブレーキマスターシリンダと少なくとも１つのＥＳＣポンプとの双方は、ブレーキシステムにおいてブレーキ圧を生成するためのブレーキ圧生成器をそれぞれ示している。さらに、自動車のブレーキシステムは、市場で入手可能な従来のアンチロックシステムを備え、このアンチロックシステムは、自動車の運転者によるブレーキ操作の際に車輪のロックを効果的に防止する。

本発明の図１に示す実施形態の方法は、開始点１から始まり、自動車のアクセルが急に、特に、突然離されたことが検出されるとすぐに、工程２においてブレーキプライミングが実施される。ブレーキ操作が続いて行われる場合に大幅な遅延無く十分なブレーキ性能を利用できるように、ブレーキプライミング操作中はブレーキシステムのブレーキライニングはそれぞれのブレーキディスクに接触している。本発明の図１に示す実施形態の方法では、ブレーキプライミング操作がタンデム式ブレーキマスターシリンダではなくＥＳＣポンプによって行われることが有利である。したがって、タンデム式ブレーキマスターシリンダにおけるブレーキ液のレベルが、レーキプライミング操作のためにタンデム式ブレーキマスターシリンダでは必要なピストン動作により不都合に低下することが効果的に防止される。したがって、自動車の運転者による続くブレーキ操作の際に、タンデム式ブレーキマスターシリンダの十分なブレーキ操作距離を、ブレーキシステムにおいて最高ブレーキ圧を形成するために利用することができる。これにより、ブレーキシステムにおける圧力形成が加速される。

ブレーキシステムにおけるブレーキ圧が約１．５バールを上回ると、又は、制動灯が点灯されるとすぐに、ＥＳＣポンプによるブレーキプライミング操作は終了される。次に、図１に示す方法は工程３へ進み、工程３において、タンデム式ブレーキマスターシリンダのブレーキ圧Ｐが予め決定可能なブレーキ圧下限値Ｐ＿ｔｈ＿ｌｏｗを上回っているかどうかが確認される。

図１に示す本発明の方法のブレーキ圧下限値Ｐ＿ｔｈ＿ｌｏｗは、約１４０バールから約１６０バールの範囲にあることが好ましく、ブレーキシステムの圧力範囲をほぼ表している。なお、この圧力範囲を過ぎるとアンチロックシステムによる制御が考えられる。したがって、ブレーキ圧下限値は、それを上回るとブレーキ効果に関して自動車の危機的な走行状態が考えられる値を示す。

工程３において、タンデム式ブレーキマスターシリンダのブレーキ圧Ｐがブレーキ圧下限値Ｐ＿ｔｈ＿ｌｏｗ以下であると判断されると、本発明の図１に示す実施形態の方法は、工程４へ進み、工程４では、通常の危機的でない走行状態のための通常のブレーキ操作が行われる。すなわち、例えば、ブレーキ圧生成器を駆動するための１つ又は複数の電気モータの過負荷又は過熱を効果的に防止するために、ブレーキシステムの電気モータにより駆動されるブレーキ圧生成器、すなわち、タンデム式ブレーキマスターシリンダ及びＥＳＣポンプの出力は、通常走行状態用に制限される。言い換えると、工程４では、電気モータにより駆動されるブレーキ圧生成器の制限された出力によるブレーキ操作が保証される。

工程３において、タンデム式ブレーキマスターシリンダのブレーキ圧Ｐがブレーキ圧下限値Ｐ＿ｔｈ＿ｌｏｗを上回っていると判断されると、本発明の図１に示す実施形態の方法は、工程５へ進み、次に、工程５において、所定の自動車速度Ｖでの自動車の運転者のブレーキ操作数ｎ＿ｂをさらにカウントする。

図１に示す実施形態では、工程５において第１ブレーキ操作の間の自動車初期速度Ｖ＿ｉｎｉを測定する。自動車速度Ｖが予め決定可能な速度下限値Ｖ＿ｉｎｉ＿ｔｈ＿ｌｏｗを上回り、且つ、予め決定可能な速度上限値Ｖ＿ｉｎｉ＿ｔｈ＿ｈｉｇｈを下回っている限り、自動車の運転者によるブレーキ操作数ｎ＿ｂがカウントされる。危機的な走行状態、特に、ブレーキ効果が低下した走行状態をはっきりと検出できるように、図１に示す実施形態では、速度下限値Ｖ＿ｉｎｉ＿ｔｈ＿ｌｏｗ及び速度上限値Ｖ＿ｉｎｉ＿ｔｈ＿ｈｉｇｈは、以下のように決定された。すなわち、速度下限値Ｖ＿ｉｎｉ＿ｔｈ＿ｌｏｗは、第１ブレーキ操作の間に測定された自動車初期速度Ｖ＿ｉｎｉを約５ｋｍ／ｈ下回り、速度上限値Ｖ＿ｉｎｉ＿ｔｈ＿ｈｉｇｈが第１ブレーキ操作の間に測定された自動車初期速度Ｖ＿ｉｎｉを約５ｋｍ／ｈ上回るように決定された。言い換えると、差（Ｖ＿ｉｎｉ）−（Ｖ＿ｉｎｉ＿ｔｈ＿ｌｏｗ）、及び、差（Ｖ＿ｉｎｉ＿ｔｈ＿ｈｉｇｈ）−（Ｖ＿ｉｎｉ）は、約５ｋｍ／ｈである。

工程５においてカウントされたブレーキ操作数ｎ＿ｂが予め決定可能なブレーキ操作閾値ｎ＿ｂ＿ｔｈ以下であれば、図１に示す実施形態では工程４へ進み、工程４では、電気的モータにより駆動されるブレーキ圧生成器の制限された出力によるブレーキ操作が保証される。なぜなら、ブレーキ効果に関して自動車は通常の危機的でない走行状態だからである。

しかしながら、工程５において、ブレーキ操作数ｎ＿ｂが予め決定可能なブレーキ操作閾値ｎ＿ｂ＿ｔｈを上回っていると判断されると、本発明の図１に示す実施形態の方法は工程６へ進む。ブレーキ操作数ｎ＿ｂが予め決定可能なブレーキ操作閾値ｎ＿ｂ＿ｔｈを上回っているということは、図１に示す実施形態では、特に、低減されたブレーキ効果に関して自動車の危機的な走行状態であることを意味する。なぜなら、自動車の速度Ｖは、最初のブレーキ操作以来ずっと速度上限値Ｖ＿ｉｎｉ＿ｔｈ＿ｈｉｇｈと速度下限値Ｖ＿ｉｎｉ＿ｔｈ＿ｌｏｗとの間の範囲にあるからである。すなわち、運転者による数回のブレーキ操作にもかかわらず、自動車はほとんど減速され得なかった。このことは、ブレーキフェージングの発生と、それによるブレーキ効果に関する危機的な走行状態とを示唆している。

工程６において、ブレーキシステムのアンチロックシステムが自動車の車輪に対してアンチロック制御しているかどうかが判断される。アンチロックシステムが自動車の全ての車輪に対してアンチロック制御していない限り、図１に示す実施形態は工程７へ進み、工程７において、タンデム式ブレーキマスターシリンダのブレーキ圧Ｐがブレーキ圧上限値Ｐ＿ｔｈ＿ｈｉｇｈを上回っているかどうかを判断する。

ブレーキ圧上限値Ｐ＿ｔｈ＿ｈｉｇｈは、ブレーキシステムにおいてブレーキ圧が上昇する最大圧力値を示している。図１に示す実施形態では、ブレーキ圧上限値Ｐ＿ｔｈ＿ｈｉｇｈは、約２００バールから約２８０バールの範囲の値を有する。ブレーキ圧が高すぎることにより起こり得る損傷からブレーキシステムを保護するために、この範囲を超えるブレーキ圧は、本発明の方法により防止される。

工程７において、タンデム式ブレーキマスターシリンダのブレーキ圧Ｐが予め決定可能なブレーキ圧上限値Ｐ＿ｔｈ＿ｈｉｇｈを上回っていないと判断されると、本発明の図１に示す実施形態の方法は工程８へ進む。

工程８において、電気モータにより駆動されるブレーキ圧生成器の、すなわち、ブレーキシステムのタンデム式ブレーキマスターシリンダ及び１つ又は複数のＥＳＣポンプの出力の制限は停止される。その後、ブレーキ圧生成器は、より高いブレーキ圧とブレーキシステムにおけるより迅速な圧力形成とを生成できるように、ブレーキ圧生成器を駆動する電気モータの最大出力を利用可能となる。ブレーキ効果に係る、例えばフェージングによる自動車の危機的な走行状態にもかかわらず、ブレーキ距離の延長は、高いブレーキ圧とより迅速な圧力形成とにより効果的に対処される。

工程７においてタンデム式ブレーキマスターシリンダのブレーキ圧Ｐが予め決定可能なブレーキ圧上限値Ｐ＿ｔｈ＿ｈｉｇｈを上回っていると判断されると、本発明の図１に示す実施形態の方法は、工程９へ進む。工程９において、電気モータにより駆動されるブレーキ圧生成器の出力の制限が再開される。したがって、ブレーキ圧生成器によりブレーキシステムにおいて生成されるブレーキ圧Ｐが、ブレーキ圧上限値Ｐ＿ｔｈ＿ｈｉｇｈを再び下回り、ブレーキシステムが損傷から保護される。

工程６において、ブレーキシステムのアンチロックシステムが自動車の全ての車輪に対してアンチロック制御していると判断されると、図１に示す例は工程１０へ進み、工程１０において、電気モータにより駆動されるブレーキ圧生成器の出力の制限は再開又は維持される、ということが保証される。アンチロックシステムは自動車の全ての車輪に対して既にアンチロック制御しているので、電気モータにより駆動されるブレーキ圧生成器のための出力を必要な短時間だけ最大値へ上昇させるように、電気モータにより駆動されるブレーキ圧生成器の出力の制限を場合により事前に停止することによるブレーキ圧の上昇を行わないことが可能である。この方法は、電気モータにより駆動されるブレーキ圧生成器の耐久性及び寿命に有益である。

工程４、８、９及び１０の後、本発明の図１に示す実施形態の方法は、スタートすなわち開始点１へ戻る。

油圧式ブレーキシステムの本発明に係る前記操作方法は、ここに開示された実施形態に限定されず、同様に機能する他の実施形態も含む。

好ましい一実施形態では、本発明の方法が自動車の油圧式ブレーキシステムを操作するために用いられる。

１ 開始点
２ ブレーキプライミング操作
３ 下限値とのブレーキ圧の比較
４ ブレーキ圧生成器の制限された出力でのブレーキ操作
５ 閾値とのブレーキ操作数の比較
６ アンチロックシステムの状態の判断
７ 上限値とのブレーキ圧の比較
８ ブレーキ圧生成器の出力の制限の停止
９ ブレーキ圧生成器の出力の制限の再開
１０ ブレーキ圧生成器の出力の制限の再開又は維持

Claims (8)

1. 自動車用の油圧式ブレーキシステムの操作方法において、
   前記油圧式ブレーキシステムは、電気モータにより駆動される少なくとも１つのブレーキ圧生成器を備え、
   前記電気モータにより駆動されるブレーキ圧生成器の出力を、自動車の通常の危機的でない走行状態の間は制限し、危機的な走行状態が検出されるとすぐに、前記制限を一時的に停止する方法。
2. 請求項１に記載の方法において、
   前記危機的な走行状態の検出は、ブレーキ圧の監視を含み、
   前記ブレーキ圧が予め決定可能なブレーキ圧下限値を上回り、且つ、予め決定可能なブレーキ圧上限値を下回る場合、前記電気モータにより駆動されるブレーキ圧生成器の前記出力の制限を停止し、
   前記ブレーキ圧が前記予め決定可能なブレーキ圧上限値を上回ると、又は、前記予め決定可能なブレーキ圧下限値を下回ると、前記制限を再開する方法。
3. 請求項２に記載の方法において、
   前記ブレーキ圧下限値は、約１４０バールから１６０バールの範囲の値を有し、
   前記ブレーキ圧上限値は、約２００バールから約２８０バールの範囲の値を有する方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法において、
   前記油圧式ブレーキシステムは、監視されるアンチロックシステムをさらに備え、
   前記アンチロックシステムが前記自動車の全ての車輪に対してアンチロック制御していない場合、前記電気モータにより駆動されるブレーキ圧生成器の前記出力の制限を停止し、
   前記アンチロックシステムが前記自動車の全ての車輪に対してアンチロック制御している場合、前記制限を再開する方法。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法において、
   前記危機的な走行状態の検出は、前記自動車の運転者によるブレーキ操作数のカウントと、自動車速度の監視とをさらに含み、
   前記ブレーキ操作数が予め決定可能なブレーキ操作閾値を上回る場合、前記電気モータにより駆動されるブレーキ圧生成器の前記出力の制限を停止し、
   それ以外の場合は前記制限を再開し、
   第１ブレーキ操作の間に自動車初期速度を測定し、
   前記自動車速度が予め決定可能な速度下限値を上回り、且つ、予め決定可能な速度上限値を下回る場合のみ、前記ブレーキ操作数をカウントする方法。
6. 請求項５に記載の方法において、
   前記速度下限値は、前記第１ブレーキ操作の間に測定された自動車初期速度を約５ｋｍ／ｈ下回り、
   前記速度上限値は、前記第１ブレーキ操作の間に測定された自動車初期速度を約５ｋｍ／ｈ上回る方法。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法において、
   前記自動車は、アクセルと少なくとも１つの制動灯とをさらに備え、
   前記油圧式ブレーキシステムは、少なくとも１つの第２ブレーキ圧生成器を備え、
   前記自動車の前記アクセルの位置及び前記油圧式ブレーキシステムのブレーキ圧が測定され、
   前記制動灯の点灯が監視され、前記アクセルが急に離されたことが検出されるとすぐに、前記第２ブレーキ圧生成器を用いてブレーキプライミング操作を実施し、
   前記ブレーキ圧が約１．５バールを上回ると、又は、前記制動灯が点灯するとすぐに、前記ブレーキプライミング操作を終了する方法。
8. 請求項７に記載の方法において、
   前記油圧式ブレーキシステムは、タンデム式ブレーキマスターシリンダとブレーキ圧生成器としての少なくとも１つのＥＳＣポンプとを備え、
   前記ブレーキプライミング操作を、前記ＥＳＣポンプだけを用いて実施する方法。

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