JP2019011045A - Method for calculating viscosity of pressure medium in pressure medium circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、請求項1の上位概念部の特徴に記載した圧力媒体回路内の圧力媒体の粘性を算出するための方法に関する。
The invention relates to a method for calculating the viscosity of a pressure medium in a pressure medium circuit according to the features of the superordinate conceptual part of
既存のブレーキシステムの液圧的なレイアウトの可能な限り僅かな変更だけで、回生制動を可能にするために、スタンダードESPブレーキシステムに基づく回生ブレーキシステムが市場に出回っている。特許文献1にはこのようなブレーキシステムが開示されている。この場合、回生ブレーキ操作において、運転者によってマスタブレーキシリンダから液圧装置内に押しやられたブレーキ液体積は、ホイールブレーキ内のブレーキ圧を上昇させるために使用されるのではなく、液圧装置の弁の適切な制御によって圧力媒体リザーバ内に移動される。
Regenerative braking systems based on the standard ESP brake system are on the market to enable regenerative braking with as little change as possible in the hydraulic layout of existing brake systems.
ブレーキ操作の終了後に、圧力媒体リザーバの中身排出が行われる。この排出は、圧力媒体の低い粘性においてはパッシブに、つまりフィードポンプを使用することなしに液圧装置の所定の弁の溢流によって行われるか、または圧力媒体の粘性が高い場合にアクティブに、つまりフィードポンプを使用して、それに対して代替的な流れ経路を介して行われる。後付け可能な形式で、排出勾配、つまり時間単位毎の排出可能な圧力媒体量は、温度若しくは圧力媒体の粘性および流れ経路内の流れ抵抗に著しく依存する。 After the brake operation is finished, the pressure medium reservoir is discharged. This draining is done passively at the low viscosity of the pressure medium, i.e. by overflow of a given valve of the hydraulic device without using a feed pump, or active when the pressure medium is highly viscous, That is, using a feed pump, an alternative flow path takes place. In a retrofit manner, the discharge gradient, ie the amount of pressure medium that can be discharged per time unit, is highly dependent on the temperature or viscosity of the pressure medium and the flow resistance in the flow path.
高い粘性値は、排出時間の不都合に長い延長を招く可能性がある。しかしながら、圧力媒体リザーバの中身排出中に、回生ブレーキ操作を実施することはできない。さらに、ブレーキ装置の回生能力は、圧力媒体リザーバが完全に空にされ得ない場合にも、損なわれる。結局、いずれの作用も、車両駆動装置のエネルギ効率に不都合な影響を及ぼす。従って、圧力媒体リザーバのできるだけ迅速かつ完全な中身排出が求められている。 High viscosity values can lead to a long extension to the inconvenience of the discharge time. However, the regenerative braking operation cannot be performed while the pressure medium reservoir is being discharged. Furthermore, the regenerative capacity of the brake device is also impaired if the pressure medium reservoir cannot be completely emptied. Eventually, either action adversely affects the energy efficiency of the vehicle drive. Accordingly, there is a need for as quick and complete discharge of the pressure medium reservoir as possible.
排出時間を短縮するために、前述のように、フィードポンプが使用されてよい。もちろん、フィードポンプの運転時間は、フィードポンプの摩耗特性に影響するので、フィードポンプの構造的な設計において考慮されなければならない。これは、フィードポンプのための構造費用およびコストを高める。 To shorten the drain time, a feed pump may be used as described above. Of course, the operating time of the feed pump affects the wear characteristics of the feed pump and must be considered in the structural design of the feed pump. This increases the construction costs and costs for the feed pump.
フィードポンプの不必要な制御若しくは過剰に長い運転時間を避けるために、そして圧力媒体リザーバの完全な中身排出を確実なものにするために、圧力媒体の粘性並びに圧力媒体リザーバの充てんレベルをできるだけ精確に知る必要がある。充てんレベルの確実な見積もりは、やはり圧力媒体の粘性に依存している。何故ならば、この充てんレベルは例えば測定されるのではなく、充てんレベルの既存の測定データ、例えば弁開放時間およびマスタブレーキシリンダに加えられる圧力から間接的に見積もられるからである。 To avoid unnecessary control of the feed pump or excessively long operating times and to ensure complete discharge of the pressure medium reservoir, the pressure medium viscosity and the pressure medium reservoir fill level are as accurate as possible. Need to know. A reliable estimate of the filling level again depends on the viscosity of the pressure medium. This is because this filling level is not measured, for example, but is indirectly estimated from the existing measurement data of the filling level, such as the valve opening time and the pressure applied to the master brake cylinder.
従来では、ブレーキ液の温度の直接的な測定が行われるのではなく、ブレーキシステム内の既存の電気抵抗の測定に基づいて圧力媒体の温度若しくは粘性の比較的不精確な見積もりが実施される。しかも、圧力媒体の水分および使用された圧力媒体のタイプは、この見積もりの精度に不都合に作用するので、結局、フィードポンプは不必要に頻繁に制御され、不必要に長く駆動される。いずれも、やはりこのフィードポンプの構造的な設計およびひいてはコストに影響を及ぼす。 Conventionally, a direct measurement of the temperature of the brake fluid is not performed, but a relatively inaccurate estimate of the temperature or viscosity of the pressure medium is performed based on an existing electrical resistance measurement in the brake system. Moreover, the moisture of the pressure medium and the type of pressure medium used adversely affects the accuracy of this estimate, so that the feed pump is eventually controlled unnecessarily frequently and driven unnecessarily long. Both also affect the structural design and thus the cost of this feed pump.
これに対して、請求項1の特徴部に記載した圧力媒体回路内の圧力媒体の粘性を算出するための本発明による方法は、圧力媒体リザーバの充てんレベルのより精確な見積もりが可能であり、従って、圧力媒体リザーバを完全に空にするためのフィードポンプの運転要求若しくは運転時間をより精確に決定することができる、という利点を有している。さらに、適合されたポンプ運転によって、より広い運転範囲に亘ってブレーキ装置の回生能力を利用することができ、これによって車両駆動のエネルギ効率が高められる。さらに、フィードポンプの全体的に短縮された運転時間により、フィードポンプのより安価な構造的設計が可能となる。
In contrast, the method according to the invention for calculating the viscosity of the pressure medium in the pressure medium circuit according to the features of
本発明による方法のその他の利点または好適な発展形は、従属請求項および以下の説明より明らかである。 Other advantages or preferred developments of the method according to the invention are evident from the dependent claims and the following description.
請求項2によれば、電子コントロールユニットに記憶された、電子コントロールユニットの粘性のための限界値に依存して、アウトプット信号が生成されるか若しくは抑制される。この限界値は、例えば様々な液圧装置の様々な流体抵抗に依存して、適宜決定される。 According to claim 2, the output signal is generated or suppressed depending on the limit value for the viscosity of the electronic control unit stored in the electronic control unit. This limit value is appropriately determined depending on, for example, various fluid resistances of various hydraulic devices.
フィードポンプを用いた圧力媒体リザーバの中身排出の好適な制御(請求項3および4)は別にして、制御信号は、電子コントロールユニットによって別の多くのブレーキ制御機能を考慮してもよい。これに関連して、例えば非常停止が目前に迫っている場合、ホイールブレーキが前もって充てんされるように指示されなければならない。この充てんもフィードポンプの運転によって行われてよい。 Apart from suitable control of the discharge of the pressure medium reservoir using a feed pump (claims 3 and 4), the control signal may take into account many other brake control functions by means of an electronic control unit. In this connection, if an emergency stop is imminent, for example, the wheel brake must be instructed to be preloaded. This filling may also be performed by operating the feed pump.
基本的に、圧力媒体の粘性に関するできるだけ精確な情報が、高い圧力発生ダイナミックスが重要な意味をもつすべてのブレーキ操作のために重要である。ホイールブレーキ内のブレーキ圧制御も、圧力媒体の粘性を知ることでより精確に実施することができ、例えば制御時間並びに切換弁および調整弁への必要な電流供給をそれに合わせることができる。 Basically, as accurate information as possible about the viscosity of the pressure medium is important for all brake operations where high pressure generation dynamics are important. The brake pressure control in the wheel brake can also be carried out more accurately by knowing the viscosity of the pressure medium, for example, the control time and the necessary current supply to the switching valve and the regulating valve can be adjusted accordingly.
以下に本発明を、添付の図面を用いて詳しく説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、自動車の電子式のスリップ制御可能なブレーキ装置10のそれ自体公知の液圧回路図を示す。このブレーキ装置10は、好適にはブレーキペダルの形の操作機構12を介して運転者によって間接的に操作可能なマスタブレーキシリンダ14を有している。操作機構12とマスタブレーキシリンダ14との間にはブレーキ倍力装置16が配置されており、このブレーキ倍力装置16は、操作機構12に加えられる制動力を増幅する。マスタブレーキシリンダ14は、運転者の制動要求を検出するために役立ち、このマスタブレーキシリンダ14に接続されたブレーキ回路18;20にブレーキ圧を供給する。従って、マスタブレーキシリンダ14は、外部から負荷可能な圧力供給装置とみなされてよい。マスタブレーキシリンダ14に、ブレーキ圧を開ループ制御若しくは閉ループ制御する液圧装置22が接続されており、このブレーキ圧によって、液圧装置22に接続された、ブレーキ装置10のホイールブレーキ24が負荷される。
FIG. 1 shows a hydraulic circuit diagram known per se for an electronic slip-
液圧装置22による、ホイールブレーキ24内のブレーキ圧の閉ループ制御は、ホイールブレーキ24に対応配設された、車両のホイールで優勢なスリップ比に依存して行われる。これは、車両のホイール間の回転数差を用いて検知される。ホイールに対応配設されたホイール回転数センサ28は、それぞれの回転数を検出し、特にこの測定データを評価のために、電子コントロールユニット30に供給する。
The closed-loop control of the brake pressure in the
マスタブレーキシリンダ14は、典型的な2系統式に構成されており、従って、互いに別個の2つのブレーキ回路18;20にブレーキ圧下にある圧力媒体を供給する。各ブレーキ回路18;20に、ブレーキ装置10の全部で4つのホイールブレーキ24のそれぞれ2つが装備されている。さらに、各ブレーキ回路18;20は、電動機32によって駆動可能なフィードポンプ34若しくはフィードポンプユニットを有している。さらに、ブレーキ回路18;20の各ホイールブレーキ24の流体技術的に前方に増圧弁36が接続され、流体技術的に後方に減圧弁38が接続されている。増圧弁36は、一般的な形式でマスタブレーキシリンダ14からそれぞれのホイールブレーキ24内への圧力媒体流入を制御し、それによってブレーキ圧上昇を決定し、これに対して、減圧弁36はホイールブレーキ24から戻し管路40への圧力媒体流出を制御し、それによってブレーキ圧低下を決定する。ブレーキ回路18;20の複数の減圧弁38にそれぞれ1つの共通の圧力媒体リザーバ42が後置接続されており、この圧力媒体リザーバ42は、流出する圧力媒体が、対応配設されたフィードポンプ34によって再び吸い込まれて、それぞれのブレーキ回路18;20内に戻される前に、この流出する圧力媒体をまず緩衝する。それぞれのブレーキ回路18;20内の切換弁44は、マスタブレーキシリンダ14とホイールブレーキ24との圧力媒体接続を制御し、ひいては、ブレーキ装置10の運転モードに応じてブレーキ圧源(マスタブレーキシリンダ14またはフィードポンプ34)を決定する。この切換弁44は、マスタブレーキシリンダ14の直接下流で、しかもフィードポンプ34によって圧送された圧力媒体が再びブレーキ回路18;20内に合流する箇所の上流に配置されている。さらに、いわゆる吸入バルブ46が設けられており、この吸入バルブ46は、フィードポンプ34の吸込み側をマスタブレーキシリンダ14に接続する圧力媒体接続部内に配置されている。この圧力媒体接続を介してフィードポンプ34は、例えば圧力媒体リザーバ42内に存在する圧力媒体体積が、対応配設されたブレーキ回路18;20内の要求されたブレーキ圧をフィードポンプ34によって調節するために不十分であるときに、必要に応じてマスタブレーキシリンダ14から圧力媒体を供給することができる。
The
前記弁36;38;44;46は、電子制御可能な弁、特に電磁弁として構成されている。これらの弁は基本位置から操作位置へ移行可能である。増圧弁36は、基本位置で開放していて操作位置で遮断されており、これに対して、減圧弁38は基本位置で遮断されていて操作位置で貫流可能である。電子コントロールユニット30は、操作機構12の運動、マスタブレーキシリンダ14の直接下流におけるブレーキ回路18;20の一方内の圧力またはブレーキ回路18;20のホイールブレーキ24におけるブレーキ圧を示す、様々なセンサ48;50;52の信号を検出して、これらのセンサ信号を、ホイール回転数センサ28の信号と共に、前記弁36;38;44;46の発生し得る制御信号のために、およびフィードポンプ34を操作するための電動機32の発生し得る制御信号のために評価する。この場合、操作機構12の運動を検出するセンサは、操作機構12のストローク、操作機構12の加速度または操作機構12の操作速度を評価し、相応の操作信号に置き換えることが可能である。
The
既に冒頭で述べたように、このように構成されたブレーキ装置10は、ブレーキ操作時に車両の運動エネルギを電気エネルギに変換することができる車両に搭載されている(回生ブレーキ装置)。この場合、調節される車両減速度は、もはやブレーキシステムによってもたらされる必要はなく、運転者によって要求された車両減速度を得るために、相応に僅かな液圧式のブレーキ圧を必要とするだけである。しかしながら運転者は、これまでのように、ブレーキペダルを操作して圧力媒体をマスタブレーキシリンダ14から液圧装置22内に相応に押しのけることによって、制動要求を設定するので、液圧装置22の構成要素を相応に電子制御することによって、ホイールブレーキ24内の液圧式のブレーキ圧の上昇が抑えられるか若しくはまったく阻止されなければならない。これは、運転者によって押しのけられた圧力媒体が開放された増圧弁36を通ってホイールブレーキ24内に、またホイールブレーキ24から同様に開放された減圧弁38を通って圧力媒体リザーバ42にさらに送られることによって行われる。増圧弁36および減圧弁38の相応の制御が、回生ブレーキ操作中に電子コントロールユニット30によって行われ、従って、そうでなければ遮断されているマスタブレーキシリンダ14と圧力媒体リザーバ42との間の圧力媒体接続が形成される。これによって、マスタブレーキシリンダ14から押しのけられた圧力媒体は、回生ブレーキ操作時に、それぞれのブレーキ回路18;20のホイールブレーキ24内のブレーキ圧上昇に全く寄与しないかまたはブレーキ圧上昇を低下させるだけである。
As already described at the beginning, the
回生ブレーキの各操作後に、今後のブレーキ操作のためにブレーキ装置10の完全な回生機能を再び回復させるためにも圧力媒体リザーバ42を空にする必要がある。中身の排出は、所望の最大時間間隔内で排出を実施するために、圧力媒体の粘性および/または圧力媒体リザーバ42の充てんレベルが高すぎる場合に、フィードポンプ34を利用して行われてよい。アクティブな排出の場合、電子コントロールユニット30が、圧力媒体リザーバ42が完全に空になるまでのフィードポンプ34の必要な運転時間を決定する。
After each operation of the regenerative brake, it is necessary to empty the
本発明の方法によって、圧力媒体の粘性が、ブレーキペダル12の操作を検出するセンサの操作信号およびブレーキ回路のブレーキ圧を検出する圧力センサ50の圧力信号から決定される。確定された粘性が電子コントロールユニット30内に記憶された限界値を超えると、圧力媒体リザーバ42のアクティブな中身排出が実施され、そうでなければ、排出がパッシブな形式で、つまりフィードポンプ34の関与なしに行われる。
According to the method of the present invention, the viscosity of the pressure medium is determined from the operation signal of the sensor that detects the operation of the
図2に示されているように、本発明による方法は、まず第1のステップS1で電子コントロールユニット30によって操作信号Bおよび圧力信号Dが互いに時間同期的に記録されるという点にある。次いでステップS2で、一対の値から電子コントロールユニットが商Qを決定する。次いでステップS3で、電子コントロールユニット30内に記憶された、この商Qに依存する圧力媒体の粘性を記述する特性曲線Kを用いて、優勢な粘性Vを決定する。前記特性曲線Kは、前もって経験的に相応の液圧装置22で一連の実験により算出され、デジタル形式で電子コントロールユニット30に記憶される。
As shown in FIG. 2, the method according to the invention consists in that the operating signal B and the pressure signal D are first recorded in time synchronization by the
さらに、電子コントロールユニット30に粘性Vのための限界値Gが記憶されている。この限界値Gを超えると、臨界的な排出継続を維持するために、フィードポンプ34を利用して圧力媒体リザーバ42の中身排出が行われる。それに応じて、電子コントロールユニット30によりステップS4で、算出された粘性Vが前記限界値Gと比較され、ステップS5で、確定された圧力媒体の粘性Vが前記記憶された限界値Gよりも高いか若しくは大きいときに、フィードポンプ34を駆動するために制御信号Aが電動機32にアウトプットされる。逆の場合、つまり限界値Gを下回ると、電動機32への制御信号Aの供給は抑えられ、圧力媒体リザーバ42の中身排出はパッシブに行われる。
Further, a limit value G for the viscosity V is stored in the
パッシブな排出のために、圧力媒体リザーバ42は戻し部材、例えばリターンスプリングを備えており、このリターンスプリングはそのばね力で例えばリザーバピストンを、このリザーバピストンが圧力媒体を圧力媒体リザーバ42から押し出すように、負荷する。排出は、排出経路に沿って、電子コントロールユニット30によりその開放位置に制御された減圧弁38を介して行われ、つまり、ホイールブレーキ24を貫流し、その基本位置でいずれにしても開放している吸入バルブ36および同様に通過可能な切換弁44を介して、マスタブレーキシリンダ14内に若しくはこのマスタブレーキシリンダ14に接続された圧力媒体リザーブタンク54内に戻し案内されるように行われる。
For passive discharge, the
もちろん、本発明の基本的な考え方から逸脱することなしに、上記実施例の変更または補足が考えられる。これに関連して、前記方法は、好適には回生ブレーキ操作に基づいて圧力媒体リザーバ42を空にするためにのみ使用される、ことを指摘しておく。圧力媒体の粘性の知識は、電子コントロ−ルユニット30によって例えばブレーキ圧調整のためにもまたは高ダイナミックなブレーキ操作の制御のためにも考慮される。
Of course, modifications or supplements to the above embodiments are possible without departing from the basic idea of the invention. In this context it is pointed out that the method is preferably used only to empty the
10 ブレーキ装置
12 操作機構
14 圧力供給器、マスタブレーキシリンダ
18,20 圧力媒体回路、ブレーキ回路
30 電子コントロールユニット
34 フィードポンプ若しくはフィードポンプユニット
42 圧力媒体リザーバ
48 センサ
50 圧力センサ
A アウトプット信号
B 操作信号
D 圧力信号
G 限界値
K 特性曲線
Q 商
V 粘性
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記圧力媒体回路(18;20)が、操作機構(12)を介して負荷可能な圧力供給器(14)を備えており、
前記操作機構(12)の操作時に、前記操作機構の操作ストローク、操作速度または加速度を表す操作信号(B)を提供するセンサ(48)を備えており、
操作時に、前記圧力供給器(14)で優勢な圧力を表す圧力信号(D)を提供する圧力センサ(50)を備えており、
電子コントロールユニット(30)を備えていて、該電子コントロールユニット(30)に、前記操作信号(B)および前記圧力信号(D)がさらなる処理のために供給される方法において、
前記電子コントロールユニット(30)により、前記操作信号(B)および前記圧力信号(D)を互いに時間同期的に記録し、
一対の値から商(Q)を算出し、
前記電子コントロールユニット(30)に記憶された、前記商(Q)に依存する前記粘性(V)を表す少なくとも1つの特性曲線(K)を用いて、前記圧力媒体の前記粘性(V)を決定する、
ことを特徴とする、圧力媒体回路内の圧力媒体の粘性(V)を算出するための方法。 A method for calculating the viscosity (V) of a pressure medium of a pressure medium circuit (18; 20), in particular a brake circuit of an electronic slip-controllable brake device (10) of an automobile,
The pressure medium circuit (18; 20) comprises a pressure supply (14) which can be loaded via an operating mechanism (12);
A sensor (48) that provides an operation signal (B) indicating an operation stroke, an operation speed or an acceleration of the operation mechanism when the operation mechanism (12) is operated;
A pressure sensor (50) that, in operation, provides a pressure signal (D) representative of the prevailing pressure at the pressure supply (14);
In a method comprising an electronic control unit (30), wherein the operating signal (B) and the pressure signal (D) are supplied to the electronic control unit (30) for further processing,
The electronic control unit (30) records the operation signal (B) and the pressure signal (D) in time synchronization with each other,
Calculate the quotient (Q) from a pair of values,
The viscosity (V) of the pressure medium is determined using at least one characteristic curve (K) stored in the electronic control unit (30) representing the viscosity (V) depending on the quotient (Q). To
A method for calculating the viscosity (V) of a pressure medium in a pressure medium circuit.
前記限界値(G)を超えると前記電子コントロールユニット(30)からアウトプット信号(A)をアウトプットすることを特徴とする、請求項1記載の方法。 Comparing the calculated viscosity (V) of the pressure medium with a limit value (G) for viscosity stored in the electronic control unit (30);
Method according to claim 1, characterized in that an output signal (A) is output from the electronic control unit (30) when the limit value (G) is exceeded.
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