JP2018517616A - 車両用電動パーキングブレーキ装置のためのパーキングブレーキ操作方法 - Google Patents

車両用電動パーキングブレーキ装置のためのパーキングブレーキ操作方法 Download PDF

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Abstract

力センサ及び変位センサなしに電動パーキングブレーキ装置を配分操作するため、制御装置が、電力の監視中に１次引っ張り工程を始動することが、本発明にしたがって提唱される。この場合、停止状態の監視が、通電の休止中に自動車の望まない移動を検出したときに、２次引っ張り工程又は３次引っ張り工程が、増大した張力で当該制御装置によって専ら自動的に実行される。

Description

電動操作式の車輪ブレーキアクチュエータが周知である（独国特許出願公開第１０２００７０３５５４１号明細書）。当該車輪ブレーキアクチュエータは、予め圧縮応力を与えられた弾性要素と自動車用のデュオサーボ型のドラムブレーキ装置とを有し、当該弾性要素を用いて所定の値の制動力を算出するために、制動時及び解除時の当該電動アクチュエータの電力消費の著しい変化を検出又は感知する操作方法を必要とする。
自動車を高温の車輪ブレーキによって、特に坂に駐車すると、制動力が、冷却に起因して変化し得る。この場合、ディスクブレーキは、制動力が低下する。これに対して、ドラムブレーキは、基本的に制動力が増大する。当該ドラムブレーキの場合、さらに面倒なことに、当該ドラムブレーキは、構造上の理由から回転方向に依存して異なる自己倍力効果を呈し得る。その結果、当該車輪ブレーキの冷却時に、反対方向の制動力の変化が顕著になる。
さらに、デュオサーボ型のドラムブレーキ装置の場合、特にスティックスリップ現象が周知である。このスティックスリップ現象では、ブレーキシューが、ブレーキドラムに対して断続的に付着し又は滑る。この問題点が、望まない不安定性を電力検出中に引き起こす。その結果、フィルタリングが必要になる。
ブレーキドラムに対するブレーキシューの疑似弾性力作用を、包括的な監視機能と一緒に実現するため、操作ケーブルと車輪ブレーキに対する２つの連結部とを有する特別な中央調整装置が知られている。当該中央調整装置の場合、当該操作ケーブルのばね弾性的な延長部分が、あたかも可逆的なエネルギー蓄勢器として当該中央調整装置によって使用される（欧州特許第９６６３７６号明細書）。しかしながら、このような構成の場合、２つのセンサが、当該操作ケーブルを監視するために必要とされ、これに応じて、膨大な信号処理が、制御装置内で必要とされる。
ブレーキの望まない解除を回避するため、駐車後の少なくとも所定の期間−いわゆるオーバーラン時間−内の自動車の状態又は車輪ブレーキの状態を電子制御装置によって自動的に、すなわち運転者に依存しないで監視すること、及び必要に応じてパーキングブレーキのアクチュエータを自動的に再起動することも、既に若干提唱されている。この自動動作は、電力供給部、すなわち自動車の電源網をさらに必要とすることが明らかである。したがって、実際には、当該方式は、非常に大きい電力の提供を必ず覚悟しないと許容され得ない。
独国特許出願公開第１０２００７０３５５４１号明細書 欧州特許第９６６３７６号明細書 独国特許出願公開第１０２０１２２０１５７９号明細書
それ故に、本発明の課題は、力センサ又は変位センサを省略しつつ、自動車の非通電式の駐車を電動パーキングブレーキによって従来よりもさらに確実に且つ良好に保証することにある。
この課題を解決するため、本発明によれば、電動式に制御又は調整されるパーキングブレーキ操作方法が提唱される。この場合、ａ）当該制御装置が、その引っ張り処理中に、前記電力需要を継続して監視しつつ、前記車輪ブレーキアクチュエータの１次引っ張り工程を実行して終了する。このとき、当該１次引っ張り工程の終了時のケーブル張力が、所定の最小ケーブル張力よりも小さいケーブル張力に常に相当する。この場合、ｂ）当該制御装置が、当該終了時に、測定された自動車データ又は算出された自動車データを用いて、時間限定された期間にわたって当該自動車の停止状態を監視する。この場合、ｃ）当該制御装置が、記憶された基準に基づいて当該停止状態の監視結果を評価する。そしてこの場合、ｄ）不備あり又は不十分と判定された当該停止状態の監視結果の後にだけ、当該制御装置が、アクチュエータの新たな通電及び電力の監視の下で、２次引っ張り工程を自動的に始動し、ｅ）当該２次引っ張り工程中の通電が最終的に終了する前の当該通電は、予め設定されている最小ケーブル張力の少なくとも約９０％に相当する。
本発明によれば、駐車が、好ましくは常に適切に制御又は調整されて実行される。同時に、構成要素の電源網の電気負荷と機械負荷とが、信頼性を損なうことなしに低減される。好ましくは、当該１次引っ張り工程の終了時のケーブル張力は、予め設定されている最小ケーブル張力の少なくとも約６０％に相当する。
本発明のさらに好適な構成では、駐車を保証するため、その２次引っ張り工程後に車輪ブレーキアクチュエータの通電の停止の下で、時間限定された期間にわたって当該自動車の第２の停止状態を監視することが提唱されている。したがって、駐車時の欠陥が自動的に検出されることによって、安全性が獲得され、異常な再起動が自動的に排除され得る。
不備あり又は不十分と判定された前記第２の停止状態の監視結果の後に、前記制御装置は、アクチュエータの新たな通電及び電力の監視の下で３次引っ張り工程を自動的に始動することが、当該駐車時の欠陥の排除に使用される。この場合、当該３次引っ張り工程中の当該通電が、当該最小ケーブル張力の少なくとも約１２０％に相当する。
当該制御装置が、独立して確保された１つのプログラムモジュール内に、自動車に共通の安定した少なくとも１つの自動車駐車挙動に相当する少なくとも１つの自動車センサ目標データセットを、記憶された一定の評価基準として有し、当該プログラムモジュールが、当該停止状態を監視するために、当該自動車の測定された自動車センサデータ又は取得された自動車センサデータを、当該記憶された１つ又は複数の自動車センサ目標データセットと自動的に比較するときに、ソフトウェア的な処理と工業的な制限解除システムとの双方が効率的に実行される。
当該記憶された１つの自動車センサ目標データセット及び／又は実行される停止状態の監視が、少なくとも１つの傾斜角度情報と、当該傾斜角度情報に相当する１つの車輪回転情報とを有することが、予め設定されている自動車アーキテクチャへの当該効率的な適合に寄与する。
当該停止状態を監視するための当該時間限定された期間は、当該制御装置の約７ｍｓの計算処理時間の場合に少なくとも約７０ｍｓであることが、必要であり且つ十分であるとみなされる。したがって、本発明は、付随する周辺部の構成、状態及び状況に依存して、希望するブレーキ操作又は遠隔操作による自動車の駐車を、−無通電式の自己制動への移行を含めて−３秒未満に確実に、高い信頼性で且つ効率的に終了することを可能にする。
この場合、当該停止状態を監視するために必要なそれぞれの時間限定された期間は、例えば約１秒である。この場合、当該制御装置が、停止状態の監視中に不備ありと判定した場合、すなわち「望まない」車輪回転情報の入力後に、当該制御装置は、当該限定された期間内に２次引っ張り工程又は３次引っ張り工程を実行させる。
３次引っ張り工程が、失敗に終わるという稀な欠陥状況に対しては、不完全に保証された駐車工程に関するエラーメッセージが、特に無線式に、自動車から運転者、及び／又は例えば、近くの道路利用者、歩行者若しくは助手席の人のようなその他の受信者に伝達される。処置又はアシストが、この対策によって当該自動車の外側から実施され得る。これにより、例えば、安全に駐車されなかった自動車による二次被害を回避するための機会、すなわち措置を十分に早く提供することができる。
当該記憶された最小ケーブル張力が、測定又は算出された自動車の積載状態（自動車の過積載及び／又はトレーラーの負荷）に依存して様々に適合されるように提供されていることが、特に有益であるとみなされる。
さらに、共通の１つの自動車軸の前記複数のドラムブレーキに対して異なって記憶された少なくとも２つの最小ケーブル張力が、これらのドラムブレーキの特に自己倍力効果のような副次的な効果又は回転位置に依存して、及び／又はそれぞれの斜面、すなわち上り坂若しくは下り坂又は渓谷若しくは丘陵とこれらのドラムブレーキとの関係に依存して変更可能に限定的に提供され得る。
本発明を本発明の１つの実施の形態における図面に基づいて詳しく説明する。
独国特許出願公開第１０２０１２２０１５７９号明細書から公知で、本発明のパーキングブレーキ操作方法によって操作されるのに適する、短い引っ張りケーブルを有するセンサレス式の車輪ブレーキアクチュエータを例示する。 本発明の操作方法の場合の時間ｔに対するアクチュエータ電力需要ＩとブレーキトルクＭとケーブル張力Ｆｓと自動車転動距離との経時変化をそれぞれ同期させて示すための特性図である。
本発明によれば、引っ張りケーブルの少なくとも１つの初期引っ張り工程又は１次引っ張り工程が設けられている。その後に、別の２次引っ張り工程又はもう１つの追加の３次引っ張り工程が、当該引っ張りケーブルで実行され得る。
電動式のパーキングブレーキの例示による引っ張り工程が、以下のように実行される。必要な引っ張り力の特に８０％のレベルのときに、最初の１次引っ張り工程／初期引っ張り工程が終了する。自動車の望まない移動が、当該１次引っ張り工程中及びその後に正確に監視され評価される。例えば、所定の傾斜角度において作動されるデュオサーボブレーキを有する自動車の記憶された既知の移動挙動に相当しない、当該自動車の不適切な移動が、その停止監視中に認識されると、次の２次引っ張り工程が、電動アクチュエータで始動される。これにより、確定された傾斜角度又は自動車状態に適切に割り当てられた増大した所定の引っ張り力が、当該引っ張りケーブルに印加される。例えば、当該２次引っ張り工程中の張力は、予め設定されている最小張力の９０％に相当する。
例えば、自動車の移動が、１次引っ張り工程後に確認される場合、大概は、ブレーキシューが、ブレーキドラムに依然として付着しているのか否かが不明であり、保持トルクが減少しているのか否かが推測できない。しかしながら、従来の電動アクチュエータの反応時間は、通常は少なくとも約７０ｍｓである。一方では、当該システムの全体の剛性に依存して、引っ張りケーブルの引っ張り力が、７０ｍｓ以内に実際に必要な程度を遥かに上回って増大され得る。したがって、時間と引っ張り力とに関して十分な間隔を１次引っ張り工程と２次引っ張り工程又は３次引っ張り工程との間で確保する必要がある。
自動車の望まない移動と常用ブレーキの操作とが、１次引っ張り工程の実行後の、例えば約１秒の所定の期間内に確認されないならば、通電が終了する、すなわち無通電式の自己制動に移行する。しかしながら、増大した張力を引っ張りケーブルにさらに印加する２次引っ張り工程が、さらなる安全対策のためにアクチュエータで開始されることも可能である。
駐車時の当該引っ張り力の適切な配分が、本発明によって可能になる。当該適切な操作に起因して、アクチュエータが、継続して操作される必要がなく、そして多くの場合に不必要に過負荷に操作される必要がないか、又はそれどころか過大仕様に設計される必要がない。換言すれば、本発明は、アクチュエータをより小型に、すなわちより省電力に構成することを初めて可能にする。これにより、過負荷又は素材疲労に起因する損傷の危険が、著しく減少する。
傾斜角度又は自動車の積載量に割り当てられた複数の引っ張り力／張力が予め設定されることによって、それぞれの引っ張り工程の回数を減少させることが可能である。これにより、関与する複数のハードウェアコンポーネントが節減される、又は、停止の効果を明確に認識できるまでの反応時間が減少する。
本発明のパーキングブレーキ装置は、従来の機械式デュオサーボブレーキの標準部品の使用を可能にする。本発明によれば、追加の構成部品、特に、実用車両のスプリングブレーキの場合のように引っ張り力の蓄勢を意図した弾性部品が省略され得る。
１ ドラムブレーキモジュール
２ アンカープレート
３ アクチュエータ
４ ギア
５ 駆動ケーブル
６ａ、ｂ ブレーキシュー
７ モータ（図示せず）
８ ギアハウジング
９ スピンドル装置
１０ アダプタ
１２ 外面
１３ 内面
１４ 駆動ナット
１５ 軸受
１６ 支持面
１７ ガイド
１８ スリーブ
２０ ストッパ
２１ スラスト軸受
２２ 弾性部材
２３ 接続片
２４ 貫通孔
２５ 出口
２６ シール部材
３０ 取付固定手段
６３ 制御装置
Ａ２ 軸
Ｂ 作動方向
Ｄ 回転軸
Ｆｓ （ケーブル）張力
Ｉ モータの電力需要
Ｍ ブレーキトルク
ｓ 自動車転動距離
Ｕｅ 突出距離
ｔ 時間

Claims (9)

  1. 特にデュオサーボ型の複数のドラムブレーキが、電気機械式の複数の車輪ブレーキアクチュエータと、それぞれの車輪ブレーキアクチュエータと１つの中央電子制御装置との間の複数の電気接続部とを有し、これらの車輪ブレーキアクチュエータの複数の調整移動がそれぞれ別々に、操作手段と伸延装置と引っ張りケーブルとを介してそれぞれのドラムブレーキのブレーキシューに伝達され、これらのドラムブレーキを備える車両用電動パーキングブレーキ装置のためのパーキングブレーキ操作方法であって、前記制御装置が、前記ケーブルの張力を制御及び／又は調整するために全ての車輪ブレーキアクチュエータの電力需要を車輪ごとに監視し調整し、予め設定されている所定の前記ケーブルの張力の認識後に、それぞれの前記車輪ブレーキアクチュエータの通電を終了させ、当該通電の終了によって、それぞれの前記車輪ブレーキアクチュエータを無通電式の自己保持に移行させ、併せて自動車の停止状態を確保するために自動車センサの電子データ情報を処理する当該パーキングブレーキ操作方法において、
    ａ）前記制御装置が、その引っ張り処理中に、前記電力需要を継続して監視しつつ、前記車輪ブレーキアクチュエータの１次引っ張り工程を実行し、前記１次引っ張り工程の終了が、予め設定されている最小ケーブル張力の約６０％に相当すること、
    ｂ）前記車輪ブレーキアクチュエータの通電が終了すると、前記制御装置が、測定された自動車データ又は算出された自動車データを用いて、時間限定された期間にわたって前記自動車の停止状態を監視すること、
    ｃ）前記制御装置が、記憶された基準に基づいて前記停止状態の監視結果を評価すること、及び
    ｄ）不備あり又は不十分と判定された前記停止状態の監視結果の後にだけ、前記制御装置が、アクチュエータの新たな通電及び電力の監視の下で、２次引っ張り工程を自動的に始動し、前記２次引っ張り工程中の当該通電が、前記最小ケーブル張力の少なくとも約９０％に相当することを特徴とするパーキングブレーキ操作方法。
  2. 前記車輪ブレーキアクチュエータの通電が、前記２次引っ張り工程後に終了すると、前記制御装置は、時間限定された期間にわたって前記自動車の第２の停止状態を監視することを特徴とする請求項１に記載のパーキングブレーキ操作方法。
  3. 不備あり又は不十分と判定された前記第２の停止状態の監視結果の後に、前記制御装置は、アクチュエータの新たな通電及び電力の監視の下で３次引っ張り工程を自動的に始動し、前記３次引っ張り工程中の当該通電が、前記最小ケーブル張力の少なくとも約１２０％に相当することを特徴とする請求項２に記載のパーキングブレーキ操作方法。
  4. 前記制御装置は、独立して確保された１つのプログラムモジュール内に、自動車に共通の安定した少なくとも１つの自動車駐車挙動に相当する少なくとも１つの自動車センサ目標データセットを、記憶された一定の評価基準として有すること、及び、
    前記プログラムモジュールは、前記停止状態を監視するために、前記自動車の測定された自動車センサデータ又は取得された自動車センサデータを、当該記憶された１つ又は複数の自動車センサ目標データセットと自動的に比較することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のパーキングブレーキ操作方法。
  5. 前記記憶された１つの自動車センサ目標データセットは、少なくとも１つの傾斜角度情報と、当該傾斜角度情報に相当する１つの車輪回転情報とを有することを特徴とする請求項４に記載のパーキングブレーキ操作方法。
  6. 前記停止状態を監視するための前記時間限定された期間は、前記制御装置の約７ｍｓの計算処理時間の場合に少なくとも約７０ｍｓであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のパーキングブレーキ操作方法。
  7. 前記時間限定された期間は、少なくとも約１秒であること、及び、前記停止状態の監視結果が、不備なしと判定された後に、前記制御装置は、２次引っ張り工程又は３次引っ張り工程を規定通りに実行させることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のパーキングブレーキ操作方法。
  8. 当該記憶された最小ケーブル張力は、測定又は算出された自動車傾斜角度に依存して変更可能に提供されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のパーキングブレーキ操作方法。
  9. 共通の１つの自動車軸の前記複数のドラムブレーキに対して異なって記憶された少なくとも２つの最小ケーブル張力が、これらのドラムブレーキの特に自己倍力効果のような副次的な効果又は回転位置に依存して、及び／又はそれぞれの斜面、すなわち上り坂若しくは下り坂又は渓谷若しくは丘陵とこれらのドラムブレーキとの関係に依存して変更可能に限定的に提供されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のパーキングブレーキ操作方法。
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