JP2016537240A - 油圧ブレーキブースティングを備えたブレーキ圧ブースタの制御方法およびブレーキ圧ブースタ装置 - Google Patents

Abstract

油圧ブレーキブースティングを備えたブレーキ圧ブースタを制御するための方法では、追加ブレーキ圧力補助を伴わない動作移動距離／ブレーキ圧力の曲線の屈曲点に対応する圧力制限値の５０と１００％との間、好ましくは７０％と８０％との間に存在する特定のタンデム型ブレーキマスターシリンダの圧力閾値を上回り、かつ、利用可能な移動距離の２０〜１００％、好ましくは利用可能な移動距離の４０〜６０％の特定のピストンロッド動作移動距離の制限値を上回ると、追加圧力源の作動が実行される。さらに、車両の速度、その横方向の減速および縦方向の減速が基準として使用され得る。特定のピストンロッド停止移動制限値を下回ると停止が実行される。当該作動／停止基準の選択により、追加ブレーキ圧ブースティングは、また、ＡＭＳブレーキ試験に基づいたブレーキ操作の間、完全に実用的に効果的であり得る。

Description

本発明は、請求項１または１０の序文に係る油圧ブレーキ圧ブースティングを備えたブレーキ圧ブースタを制御するための方法、および、当該方法を実行するために設計されたブレーキ圧ブースタ装置に関するものである。

油圧補助式のブレーキ圧ブースタが、従来の真空式のブレーキ圧ブースタに代わって、いっそう使用されている。このことの１つの理由は、現代の自動車における真空供給の余計なコストにある。なぜなら、インテークマニホールドはディーゼル車においては真空源として利用できず、また、十分なインテークマニホールドによる真空は、不定期なエンジンの停止または大きく開いたチョークフラップを伴う動作のために火花点火を用いる自動車において、もはや継続的に利用できないためである。

対照的に、横滑り防止装置（ＥＳＣ）のための供給ポンプは、油圧補助式のブレーキ圧ブースタと共に有利な態様において圧力流体源として使用され得る（一般に、それに加えて蓄圧器が必要である）。横滑り防止装置（ＥＳＣ）は欧州連合における新しい自動車には必須であるため、ＥＳＣポンプユニットのそのような兼用からの相乗効果がある。

適当なブレーキ圧ブースタが例えば特許文献１または特許文献２から知られており、それらは、ブレーキ圧ブースタおよび関連する制御装置の詳細設計に関して本開示の主題とされるだろう。

特許文献３から、ブレーキ圧力勾配を追加圧力源のためのトリガ基準として使用することが知られている。

特許文献４から、タンデム型ブレーキマスターシリンダ内の圧力に応じて追加圧力源を作動させることがまた知られている。

自動車のブレーキシステムのための一般的な比較試験は、しかしながら法的に規定された試験の一部ではないが、いわゆるＡＭＳブレーキ試験であり、それはドイツの自動車雑誌「Ａｕｔｏ Ｍｏｔｏｒ ｕｎｄ Ｓｐｏｒｔ」を参照している。当該試験は、基本的に、許容しうる負荷を積んだ自動車を即時に連続して１０回にわたり０ｋｍ／ｈから１００ｋｍ／ｈまで最大限に加速させ、そしてアンチロックブレーキシステムに対応するフルブレーキにより減速させることから構成される。このかなり極端な試験は、もちろん、ブレーキシステムの温度挙動、特にブレーキフェードに関して特別な要求を課する。

米国特許第４６７８２４３号明細書 独国特許出願公開第１０２０１１００７０９５号明細書 米国特許第８０３８２２８号明細書 米国特許出願公開第２０１１／０２７０５００号明細書

しかしながら、本発明の発明者による研究は、現行のブレーキ圧ブースタにおける油圧式ブレーキ圧補助のＡＭＳブレーキ試験が少ししかあるいは全く有益でないことを示している。より詳細な解析は、このことが、明らかに、追加油圧源が終始作動しているが、既知のブレーキ制御器による追加ブレーキ補助の作動のための適用時点と作動基準が好ましくないため、作動の時点において既に高いブレーキ圧力が生じており、油圧経路に配置された一般的なＥＳＣポンプまたは逆止弁がさらなるブレーキ流体を輸送できずまたはブレーキ圧ブースタを供給できないためであることを示している。

本発明の目的は、例えばＡＭＳブレーキ試験のような厳しい条件下および従来はサポートされていなかった自動車の作動領域においてさえ、油圧補助式のブレーキブースティングから利益を得られるように、一般的なブレーキブースタの制御を改良することである。

目的は、請求項１または１０に係る方法の特徴により、および、請求項１１の特徴を有するブレーキ圧ブースタ装置により達成される。

本発明の有利な実施形態は、従属請求項に記載されている。

自動車における油圧ブレーキブースティングを備えたブレーキブースタを制御するための本発明に係る方法では、ブレーキ圧ブースタは、自動車の常用ブレーキにブレーキ流体を送るためのものであって直接的または間接的にピストンロッドによりブレーキペダルに接続されたタンデム型ブレーキマスターシリンダと、さまざまなエンジン動作パラメータに応じて制御装置により選択的に作動または停止させられる油圧式の追加圧力源とを備え、作動した場合における追加圧力源の圧力流体は、ブレーキペダルにより生じる制動力を補助し、少なくともタンデム型ブレーキマスターシリンダ内の圧力およびタンデム型ブレーキマスターシリンダのピストンロッドの移動距離は制御装置により記録され、追加圧力源の作動は、少なくとも次の基準、すなわち、
ａ）追加ブレーキ圧力補助を伴わない動作移動距離／ブレーキ圧力の曲線の屈曲点に対応する圧力制限値の５０％と１００％との間、好ましくは７０％と８０％との間に存在する特定のタンデム型ブレーキマスターシリンダ圧力閾値を上回ること、
ｂ）利用可能な移動距離の２０〜１００％、好ましくは利用可能な移動距離の４０〜６０％の特定のピストンロッド作動移動制限値を上回ること
の累積的な存在により実行される。

上記ピストンロッドの移動距離の値は次のように、すなわち、増大するブレーキ動作に対応するより大きな移動距離の値であると理解される。

基準ａ）で言及された屈曲点の圧力値は、対応する百分率データが関連するものであって、動作移動距離／圧力グラフにおける特性値を表しており、そこでは、曲線が制動力調節の干渉のための突然の曲がりを有しかつブレーキ圧力が動作移動距離に関係して概してより緩慢に上昇する。対応するタンデム型ブレーキマスターシリンダ圧力閾値はしたがって比較的低く、一方、従来技術においては、追加ブレーキ補助は絶対的に必要なものとして保持されてはいない。

比較的低くかつ基準ａ）における屈曲点よりも著しく低い、選択されたタンデム型ブレーキマスターシリンダ圧力閾値により、他の基準との組合せにおいて、圧力が必要に応じて間に合うように増大することが保証され、そのため、激しいブレーキ動作時においてさえ、高すぎる逆圧が弁の開口を妨げる前にポンプ弁が間に合うように開く。ポンプの動作は、また、ブレーキペダルの急速な押し下げがあった場合における上記範囲決めの結果として屈曲点に到達する前に使用され得、そのため運転手は、「硬いブレーキペダル」としてのまたは残りのブレーキペダル移動距離におけるブレーキ効果の鈍化としての屈曲点に気付かない。

基準に依存する他のピストンの移動は、比較的低いタンデム型ブレーキマスターシリンダ圧力閾値に関わらず、不要な時点において作動が生じないという効果を有する。

さらに、好ましくは１つ以上、好ましくは全ての次の他の追加的な運転動作基準、すなわち、
ｃ）好ましくは約５〜１５ｋｍ／ｈである特定の最小限の横方向の車両速度を上回ること、
ｄ）好ましくは−０．４〜−０．２ｇ（１ｇは重力加速度９．８１ｍ／ｓ^２に相当）の間である特定の減速制限値よりも小さな横方向の減速が存在すること、
ｅ）好ましくは−０．５ｇ（１ｇは重力加速度９．８１ｍ／ｓ^２に相当）である特定の減速制限値よりも大きな縦方向の減速が存在すること
が追加圧力源の作動に利用され得る。

したがって、速度基準（基準ｂ）により、例えば丘を下っているときに、追加ブレーキ補助が長時間にわたって駆動されることが特に防止される。ブレーキ補助は、横方向の減速基準ｄ）および縦方向の減速基準ｅ）によって安定した運転動作を伴う運転状態に制限される。

追加圧力源の実用的に効果的な駆動が、ＡＭＳ試験サイクルに基づいたブレーキにおいてさえ、上記基準により、特に基準ａ）および基準ｂ）により保証される。特に、ＥＳＣポンプは、上記作動基準に基づいたほぼ全てのブレーキ場面において、すなわち低速および高速のブレーキ動作に対してやブレーキプロセスの過程において制動力が増大する場合において、実際にブレーキプロセスを効果的に補助し得る。

このことは、ステップａ）において１００バール以下のタンデム型ブレーキマスターシリンダ圧力閾値が選択された場合に、好ましい設計において特に保証される。

全体的に、良好なブレーキの快適性は、現在の基準によって保証される。

基準ｂ）に係るピストンロッド作動移動制限値の代わりの基準として、次の基準が代わりの設計においてまた使用され得る。
ｂ’）追加圧力源の作動のために、タンデム型ブレーキマスターシリンダの圧力値の時間変化の特定の制限値を上回ること。

好ましくは、追加圧力源の停止は、特定のピストンロッド停止移動距離値を下回ったときに行われ、ピストンロッド停止移動距離値は、ピストンロッド作動移動制限値から特定のヒステリシス値を引いたものに相当する。当該追加的なヒステリシスは、制御されない制御発振を防止するものであって、例えば移動距離の５％であってもよい。

好ましくは、追加圧力源の停止は、タンデム型ブレーキマスターシリンダの圧力から実質的に独立して行われ、すなわち、タンデム型ブレーキマスターシリンダにおける圧力および移動距離の両方が作動のために使用されるが、停止は圧力から独立している。

むしろ、このことは、実質的にもっぱら、タンデム型ブレーキマスターシリンダの移動距離値を下回ることにより行われる（後述するさらなる動作制限に従う）。このことは、いわゆるブレーキフェードまたは非常に速いブレーキ流体流れにより引き起こされる、ブレーキマスターシリンダ内のブレーキ圧がゼロまたはほとんどゼロまで低下する制動状態においてさえ、有効な制動力上昇が当該ケースにおいて維持されるという利点を有している。

しかしながら、ブレーキ圧に依存する停止の場合には、追加圧力源はそのような状況においてオフ状態にされるだろう。しかしながら、好ましくは実質的に移動距離のみが停止のために評価されるので、実際の不適切な状況において上記効果により追加圧力源をオフに切り替えることが防止される。

実際、停止とは対照的に、作動のために圧力が基準として使用され、上記状況（ブレーキフェード等）における追加ブレーキ補助は障害にならない。なぜなら、ブレーキマスターシリンダ内の圧力が低下するブレーキフェードや似たような状況の発生の前に、いかなる場合にもブレーキ圧が前もって特定の閾値をいったん上回っており、よってピストンまたはペダルが十分に移動する場合、いかなる場合にも作動閾値はあるポイントに定められるためである。

基本的には、停止のためにブレーキ圧をなお監視することがそれでも考えられる。しかしながら、この場合、停止のために圧力閾値が与えられ、当該閾値は、ステップａ）における作動制限値よりも著しく低い。例えば、そのような停止圧力閾値は、上述した圧力制限値の３０％よりも大きくはなく、すなわち、作動のための上記下限値である５０％よりも少なくとも２０％低い。

追加的な作動制限として、タンデム型ブレーキマスターシリンダの圧力が最大圧力値を上回った場合に追加圧力源が作動されないかまたは即座に停止されることが提供され得、当該最大圧力値は好ましくは１８０〜２２０バールの間に存在する。一般的なＥＳＣポンプは、本発明の範囲内において使用されるものであって、いかなる場合にもそのような圧力に対してさらなる圧力流体を供給できない。

さらに、横方向の減速が好ましくは−１．２〜−１．４ｇ（ｇは重力加速度に相当）の間にある特定の減速制限値を上回った場合に追加圧力源が作動されないかまたは即座に停止されることが提供され得る。そのような横方向の減速値に対して、ＥＳＣの介入のためにＥＳＣポンプのさらなる容量が必要とされる。

本発明の別の側面によると、上述したタイプの方法が提案され、それによると、特定のタンデム型ブレーキマスターシリンダ圧力閾値を上回ると同時に特定のピストンロッド作動移動制限値を上回り、できる限り同時に他の基準、例えば上述の基準ｃ）〜ｅ）を満たす場合に追加圧力源の作動が実行され、タンデム型ブレーキマスターシリンダの圧力から実質的に独立した特定のピストンロッド停止移動制限値を下回った場合に追加圧力源の停止が実行される。上述したように、圧力の独立性は、また、比較的低い圧力閾値、例えば圧力制限値の３０％あるいはそれ以下の値が圧力依存の停止のために選択されることを意味し得る。

さらに、上述した方法を実行するように設計されたブレーキ圧ブースタ装置が本発明の範囲内で提案される。ブレーキ圧ブースタ装置は、一般にマイクロプロセッサで制御される、適当なセンサ、特にタンデム型ブレーキマスターシリンダの領域における圧力センサのみならずピストンロッドの移動距離のセンサの制御器を備えており、当該値は、ブレーキペダルの作動移動距離センサから割り出され得る。

Claims (11)

1. 自動車における油圧ブレーキ圧ブースティングを備えたブレーキ圧ブースタを制御するための方法であって、
   上記ブレーキ圧ブースタは、ピストンロッドを介して直接的または間接的にブレーキペダルに接続されかつ上記自動車の常用ブレーキにブレーキ流体を送るタンデム型ブレーキマスターシリンダと、さまざまなエンジン動作パラメータに応じて制御装置により選択的に作動または停止させられる油圧式の追加圧力源とを備え、
   作動した場合における上記追加圧力源の圧力流体は、上記ブレーキペダルにより生じるブレーキ圧を補助し、
   少なくとも上記タンデム型ブレーキマスターシリンダ内の圧力および上記タンデム型ブレーキマスターシリンダの上記ピストンロッドの移動距離は、上記制御装置により記録されており、
   上記追加圧力源の作動は、少なくとも次の基準、すなわち、
   ａ）追加ブレーキ圧力補助を伴わない動作移動距離／ブレーキ圧力の曲線の屈曲点に対応する圧力制限値の５０％と１００％との間、好ましくは７０％と８０％との間に存在する特定のタンデム型ブレーキマスターシリンダ圧力閾値を上回ること、
   ｂ）利用可能な移動距離の２０〜１００％、好ましくは利用可能な移動距離の４０〜６０％の特定のピストンロッド作動移動制限値を上回ること
   の累積的な存在により実行される
   ことを特徴とする方法。
2. 請求項１において、
   上記追加圧力源の作動のために、次の追加的な運転動作基準、すなわち、
   ｃ）好ましくは約５〜１５ｋｍ／ｈである特定の最小限の横方向の車両速度を上回ること、
   ｄ）好ましくは−０．４〜−０．２ｇ（ｇ＝９．８１ｍ／ｓ^２）の間である特定の減速制限値よりも低い横方向の減速が存在すること、
   ｅ）好ましくは−０．５ｇ（ｇ＝９．８１ｍ／ｓ^２）である特定の減速制限値よりも高い縦方向の減速が存在すること
   のうち１つ以上が存在していなければならない
   ことを特徴とする方法。
3. 請求項１または２において、
   ステップｂ）における上記ピストンロッド作動移動制限値に代わる代替的な基準として、
   ｂ’）上記タンデム型ブレーキマスターシリンダの圧力値の時間変化の特定の制限値を上回ること
   が用いられる
   ことを特徴とする方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項において、
   上記タンデム型ブレーキマスターシリンダ圧力閾値が、１００バール以下から選択される
   ことを特徴とする方法。
5. 請求項１〜４のいずれか１項において、
   上記追加圧力源の停止が、特定のピストンロッド停止移動制限値を下回ると実行され、
   上記ピストンロッド停止移動制限値は、上記ピストンロッド作動移動制限値から特定のヒステリシス値を引いたものに相当する
   ことを特徴とする方法。
6. 請求項５において、
   上記追加圧力源の停止が、上記タンデム型ブレーキマスターシリンダの圧力から実質的に独立して制御され、または、
   下回ると停止が行われるべき圧力閾値が提供された場合、上記停止圧力閾値は、上記圧力制限値の３０％以下である
   ことを特徴とする方法。
7. 請求項１〜６のいずれか１項において、
   上記追加圧力源は、上記タンデム型ブレーキマスターシリンダの圧力値が好ましくは１８０バールと２２０バールとの間に存在する最大圧力値を上回った場合に、作動されないかまたは即座に停止される
   ことを特徴とする方法。
8. 請求項１〜７のいずれか１項において、
   上記追加圧力源は、横方向の減速が好ましくは−１．２〜−１．４ｇ（ｇ＝９．８１ｍ／ｓ^２）の間にある特定の減速制限値を上回った場合に、作動されないかまたは即座に停止される
   ことを特徴とする方法。
9. 請求項１〜８のいずれか１項において、
   上記方法が、特にＡＭＳブレーキ試験サイクルの過程において、上記追加圧力源の作動によりブレーキ補助を保証する
   ことを特徴とする方法。
10. 自動車における油圧ブレーキブースティングを備えたブレーキ圧ブースタを制御するための方法であって、
    特に請求項１〜９のいずれか１項に記載したように、
    上記ブレーキ圧ブースタは、ピストンロッドにより直接的または間接的にブレーキペダルに接続されかつ上記自動車の常用ブレーキにブレーキ流体を送るためのタンデム型ブレーキマスターシリンダと、さまざまなエンジン動作パラメータに応じて制御装置により選択的に作動または停止させられる油圧式の追加圧力源とを備え、
    作動した場合における上記追加圧力源の圧力流体は、上記ブレーキペダルにより生じるブレーキ圧を補助し、
    少なくとも上記タンデム型ブレーキマスターシリンダ内の圧力および上記タンデム型ブレーキマスターシリンダの上記ピストンロッドの移動距離は、上記制御装置により記録されており、
    上記追加圧力源の作動は、特定のタンデム型ブレーキマスターシリンダ圧力閾値を上回ると同時に特定のピストンロッド作動移動制限値を上回り、できる限り同時に他の基準を満たす場合に実行され、
    上記追加圧力源の停止は、上記タンデム型ブレーキマスターシリンダの圧力から実質的に独立した特定のピストンロッド停止移動制限値を下回った場合に実行される
    ことを特徴とする方法。
11. 自動車における油圧ブレーキブースティングを備えたブレーキ圧ブースタ装置であって、
    請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法を実行するように設計されている
    ことを特徴とするブレーキ圧ブースタ装置。