JP4064483B2 - 車両ブレーキ装置の検査方法および装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気的に操作可能な弁により少なくとも１つの車輪ブレーキ内の圧力が上昇または低下される車両ブレーキ装置の検査方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ドイツ特許公開第４１１２１３７号から、車両の車輪ブレーキ内のブレーキ圧力が、ドライバによるブレーキペダル操作から導かれたブレーキ希望の関数として弁装置を操作することにより調節される車両用ブレーキ装置が既知である。このタイプの電気式ブレーキ装置においては、さらに、電気制御が故障した場合、車輪ブレーキの通常の油圧制御がブレーキペダル操作の関数として作動される。電気制御が故障した場合、ドライバは車両をブレーキペダルの操作によっても減速させかつ停止させることができる。この場合、ドライバは、ペダルおよび油圧式ブレーキ装置のブレーキシリンダを介して車輪ブレーキ内に必要なブレーキ圧力を供給しなければならない。この電気油圧式ブレーキ・システムの確実な作動を確保するために、正常作動の間においてもこの非常時作動システムの検査が行われなければならない。なぜならば、電気制御が故障した場合、この非常時作動システムが機能しなくなると、ブレーキ装置全体を無効にしてしまうからである。この点に関しては、閉じた非常時作動ブレーキ回路のブレーキ作動流体内に許容量以上の不溶性ガスが存在するときにとくに問題となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
とくに油圧回路内の不溶性ガスに関して電気油圧式ブレーキの非常時作動システムの検査を行うことが可能な車両ブレーキ装置の検査方法および装置を提供することが本発明の課題である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、電気的に操作可能な弁により少なくとも１つの車輪ブレーキ内の圧力が上昇または低下される本発明の車両ブレーキ装置の検査方法は、少なくとも１つの作動状態において、検査の目的で少なくとも１つの車輪ブレーキ内において定常状態を達成させることなく所定の圧力の上昇および低下が連続して行われることを特徴とする。
【０００５】
また、上記課題を達成するため、電気的に操作可能な弁の操作により少なくとも１つの車輪ブレーキ内の圧力を上昇または低下させる電子式制御ユニットを備えた本発明の車両ブレーキ装置の検査装置は、前記電子式制御ユニットが、少なくとも１つの作動状態において、検査の目的で所定の圧力を少なくとも１つの車輪ブレーキ内に加え、定常状態を待つことなくこれに続いて圧力を低下させることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を図面に示す実施形態により詳細に説明する。
【０００７】
図１は車両の電気油圧式ブレーキ装置のブロック図を示す。ここで、電子式制御ユニットが１０で示され、電子式制御ユニット１０は対応する弁装置を備えた油圧式ブレーキ装置１２を制御する。このために、電子式制御ユニット１０に、車輪のブレーキ内に形成されるブレーキ圧力、ブレーキ・モーメントまたはブレーキ力を測定するための測定装置１８ないし２０から入力ライン１４ないし１６が供給され、ブレーキペダル操作度を測定するための少なくとも１つの測定装置２４から入力ライン２２が供給され、ならびに車輪速度、車両速度等のようなブレーキ装置ないし車両のその他の作動変数を測定するための測定装置３０ないし３２から入力ライン２６ないし２８が供給される。電子式制御ユニット１０は、出力ラインを介して油圧式ブレーキ装置１２の電気的に操作可能な弁を操作する。この場合、図を見やすくするために、１つの車輪ブレーキに組み込まれた圧力低下弁３８および圧力上昇弁４０を操作する出力ライン３４および３６のみが示されている。
【０００８】
好ましい実施形態において非操作状態において遮断位置にあり又操作状態において開かれている圧力低下弁３８が点線で示した油圧配管４２に接続され、当該油圧配管４２は貯蔵容器４４から車輪４８のブレーキシリンダ４６に通じている。それに対応して、好ましい実施形態において同様に非操作状態において遮断位置にあり又操作状態において開かれている圧力上昇弁４０が油圧配管５０に接続され、当該油圧配管５０は圧力発生ポンプ５２から車輪ブレーキ４６に通じている。ポンプ５２の吸込側は油圧配管５４を介して貯蔵容器５６と結合されている。当該貯蔵容器５６は貯蔵容器４４と同じものであってもよい。油圧配管５０に高圧圧力媒体貯蔵室５８が接続されている。さらに、車輪ブレーキシリンダ４６内の圧力は、ドライバが加速ペダルを操作することにより油圧配管６０を介して直接調節可能であり、ここで油圧配管６０は、片側が車輪ブレーキ４６と結合され、反対側が図示されていない主ブレーキシリンダと結合されている。この結合は、図１においてスイッチ要素６２により記号で示されているように、電気系統が故障になった場合のみ可能となる。
【０００９】
図を見やすくするために、図１においては、ただ１つの車輪ブレーキに対するブレーキ装置の油圧部分が示されている。少なくとも、同じ車軸の車輪ブレーキに対して、ないし車両のすべての車輪ブレーキに対して、対応する装置が設けられている。
【００１０】
正常作動において、電子式制御ユニット１０は、ライン２２を介して供給されるブレーキペダルの操作度からドライバのブレーキ希望を得る。このブレーキ希望は個々の車輪ブレーキにおいて設定すべきブレーキ圧力に対する目標値に変換される。圧力制御回路の範囲内において、この圧力は、測定された圧力を考慮して弁３８および４０を操作することにより設定される。この場合、圧力上昇においては、圧力媒体は配管５０を介して、ポンプ５２により貯蔵容器５６からおよび／または貯蔵室５８から開かれた圧力上昇弁４０を介して車輪ブレーキ４６内に流入する。圧力低下においては、圧力上昇弁４０が閉じられ、圧力低下弁３８が開かれ、これにより圧力媒体は配管４２を介して貯蔵容器４４内に流入して戻る。さらに、電子式制御ユニット１０はアンチスキッド制御装置および／または駆動滑り制御装置を含み、これらの制御装置は、少なくとも１つの車輪においてロック傾向ないし滑り回転傾向が発生したとき、車輪速度を観察しながら対応する車輪ブレーキ内の圧力を低下ないし上昇させることができる。
【００１１】
車輪ブレーキ内の圧力の制御のほかに、他の有利な実施形態においては、ドライバのブレーキ希望が、ブレーキ・モーメント、ブレーキ力、車輪速度、車輪滑り等の制御により達成される。
【００１２】
たとえば、供給電圧が低下した場合、あるいは電子式制御ユニット１０が故障した場合等のように電子式制御が故障した場合、油圧式非常時作動ブレーキ・システムが作動可能にされ、したがって、ドライバは車輪ブレーキを直接作動することにより車両にブレーキ作動を与えることができる。許容量以上の不溶性ガスが油圧式非常時作動ブレーキ回路内に存在するとき、電子式制御システムが故障した場合にドライバは脚力により車輪ブレーキ内に十分なブレーキ力を形成することができない。この結果、意図しない作動状態が発生することがある。
【００１３】
したがって、本発明により、モニタリングの範囲内で適切な時期に、油圧作動流体内の有り得る不溶性ガスの存在を検知することができる。
【００１４】
このモニタリングは、たとえば、発進前の車両の静止状態において、ブレーキが作動されていない車両の静止状態（たとえば信号待ち）の間等のような特定の作動状態において行われる。非常時作動ブレーキ回路内の許容量以上の不溶性ガスを検出するために、少なくとも１つの上記の運転状態において、車両の運転サイクルの間少なくとも１回または所定の運転時間の関数として、少なくとも１つの車輪ブレーキにおける圧力が所定の圧力まで上昇され、その直後に再び圧力が低下される。圧力上昇パルスが与えられている間圧力低下弁は閉じられ、したがって貯蔵室５８から所定の容積のものが少なくとも１つの車輪ブレーキのブレーキ配管および車輪クランプ内に供給される。圧力経過が、圧力センサにより少なくとも１つの車輪ブレーキの範囲内において測定される。テストの結果は、その中の圧力が上昇される車輪ブレーキに対する圧力の時間に関する特性曲線である。この圧力過程は、ブレーキ作動流体内に不溶性ガスが存在するか否かによって実質的な相違を示す。
【００１５】
好ましい実施形態においては、この圧力過程の面積分を評価することが適切であることがわかっている。この面積分の値はブレーキ・システムの換気状態あるいは排気状態に対する尺度である。この面積分は、ガス含有量の増大と共に減少し、またガス含有量の減少と共に増大する。その理由は、ガス／空気の圧縮性は液体の圧縮性に比較して著しく高いので、液体−空気／ガス混合物の場合、圧力を上昇したときまず空気ないしガスが圧縮され、次に系内の圧力上昇が顕著に現れる。圧力上昇インパルスを適切に選択することにより面積の明らかな相違を特定可能なように、空気を圧縮するために系が必要とする時間が利用される。この場合、好ましい実施形態においては、面積分を求めるための境界条件として、５バール以上の圧力が与えられる。面積の計算精度は計算系の区間分割率により決定される。
【００１６】
時間に関する面積分を評価することにより、油圧装置の動的挙動が評価に取り入れられる。研究の結果、この方法を用いることによりきわめて僅かの空気量も検出可能であることがわかった。面積分の値はガス含有量に対する尺度であるので、記憶された特性値からガス含有量ないしガス含有容積を決定することができる。
【００１７】
他の実施形態においては、圧力−時間曲線の面積分が求められないで、たとえば時間に関する圧力の平均値、到達した最大圧力値を表わす値等のような比較の対象となり得る測定値が求められる。
【００１８】
好ましい実施形態においては、本発明による解法の実行は電子式制御ユニットを含むマイクロコンピュータのプログラムとして行われる。好ましい実施形態の範囲内におけるこの種類のプログラムの一例が、図２の流れ図により示されている。
【００１９】
図２に示すプログラム部分は少なくとも１つの前記作動状態において開始され、場合により駆動ユニットの作動サイクルまたは自動車の運転時間の関数として開始される。プログラム部分がスタートした後、第１のステップ１００において、制御ユニットの１つの出力ラインへの対応する出力により、圧力上昇弁４０が開く方向に、すなわち組み込まれた車輪ブレーキにおける圧力を上昇させる方向に操作される。それに続くステップ１０２において、車輪ブレーキの範囲内の圧力が測定され、それに続くステップ１０４において、所定の限界値Ｐ₀と比較される。好ましい実施形態においては、この限界値Ｐ₀は５バールである。圧力値が限界値を超えていないとき、ステップ１０６により、圧力上昇インパルスに対する所定の時間が経過したか否かが検査される。好ましい実施形態においては、６０ミリ秒が適切なパルス長さであることがわかっている。プログラムがスタートしてから、すなわち圧力上昇パルスが出力されてからこの時間がまだ経過していない場合、ステップ１００が続けて実行される。しかしながら、圧力が５バール以上に上昇することなくこの時間が経過した場合、本発明による解法は実行することができず、したがってそれに続くステップ１０８において対応する圧力低下弁３８を操作することにより、このとき車輪ブレーキ内に形成されている圧力が低下される。その後プログラム部分は終了され、好ましい実施形態においては、この同じ作動サイクルの一つにおいてはブレーキ装置の検査が成功のうちに完了しなかったので、次の作動サイクルにおいて再びプログラム部分が開始される。
【００２０】
車輪ブレーキ内の圧力が限界値を超えたことをステップ１０４が与えた場合、ステップ１１０により、その時点のプログラムの実行あるいは現在の走査時点に対し、求められた圧力値Ｐ_RADと走査区間ないしプログラム繰り返し時間間隔Ｔの積として曲線セグメントＡｉの面積が計算される。その後ステップ１１２において、求められた面積セグメントＡｉの和により面積分Ａが形成される。それに続くステップ１１４において、圧力上昇インパルスに対する所定の時間が経過したか否かが検査される。所定の時間がまだ経過していない場合、ステップ１１６により、圧力上昇弁４０に対する操作状態が保持される。ステップ１１４において圧力上昇インパルスの終了が検出された場合、ステップ１１８により、車輪ブレーキ内に形成された圧力を低下させるために圧力低下弁３８が操作される。ステップ１１６ないしステップ１１８の後、ステップ１２０において、その時点の圧力Ｐ_RADが読み込まれ、それに続くステップ１２２において所定の限界値Ｐ₀と比較される。圧力が所定の限界値より大きい場合、ステップ１１０および１１２および面積分のその他の計算が継続される。圧力が限界値より低い場合、ステップ１２４により、ブレーキ・システムのブレーキ作動流体内に許容量以上の高い不溶性ガスが存在するか否かが面積分Ａに基づいて決定される。他の有利な実施形態においては、面積値を基礎として実験的に求められた値に基づき、ガス含有量および／またはガス含有容積が決定される。ガス含有量が許容量以上に高いことが判明した場合、それがドライバに知らされおよび／または非常時作動手段が開始される。ステップ１２４の後、プログラム部分は終了される。
【００２１】
図３に典型的な時間変化が示されている。この場合、図３の（Ａ）はガスを含有しないときに長さ６０ミリ秒の圧力上昇パルスを与え、それに続いて圧力を低下したときの車輪ブレーキにおける圧力−時間変化を示す。図３の（Ｂ）は、ブレーキ作動流体が３ｃｍ³ のガスを含有するときの対応する圧力−時間変化を示す。最後に、図３の（Ｃ）に圧力上昇弁（３００）および圧力低下弁（３０２）に対する制御信号が示されている。
【００２２】
時間ｔ＝０において、少なくとも１つの車輪ブレーキの圧力上昇弁４０が圧力上昇の方向に操作される（図３の（Ｃ）の時間変化３００参照）。これにより図３の（Ａ）および（Ｂ）に示すような圧力上昇特性曲線が形成される。インパルスの終了後（好ましい実施形態においては６０ミリ秒後）、圧力上昇弁４０が閉じられ、それまで閉じられていた圧力低下弁３８が開かれる（図３の（Ｃ）の時間変化３０２参照）。これにより、この時点以降、図３の（Ａ）および（Ｂ）に示すように圧力が低下される。計算システムの走査時間は、図３に示す実施形態においては５ミリ秒である。圧力が５バールの圧力限界値Ｐ₀を超えた後のはじめての走査時点において、第１の面積分セグメントＡ１ないしＡ１′が計算される。この計算は、圧力が５バールの圧力限界値Ｐ₀を再び下回るまで各要素に対して行われる。圧力が５バールの圧力限界値Ｐ₀を下回るのは、図３の（Ａ）においては９０ミリ秒後であり、図３の（Ｂ）においては６５ミリ秒後である。このとき面積分計算は終了され、求められた結果は、それぞれのブレーキ装置に対して求められた典型的な比較値であってブレーキ装置内の所定のガス量（好ましくは０）が存在するときの面積分を表わす当該比較値と比較される。求められた面積分値がこの比較値より小さい場合、ブレーキ・システム内に不溶性ガスが存在することが特定される。
【００２３】
好ましい実施形態においては、面積分に対して記憶されている所定値から、正確なガス含有量が量の指示および／または容積の指示として求められ、それに応じて記憶される。
【００２４】
本発明による解法は、好ましい実施形態においては、各車輪ブレーキに対して相前後して個々に実行される。他の有利な実施形態においては、本発明による解法により、たとえば１つの車軸の個々の車輪ブレーキ群を平行して検査したり、または上記の本発明による解法により、同じ時点にすべての車輪ブレーキを検査したりすることが適切であることがわかっている。有利な実施形態においては、弁を適切に組み合わせて操作することにより、たとえば１つの車軸の車輪ブレーキに通じているすべての供給配管のようなブレーキ・システムの広い範囲もまた測定過程により検査することが可能である。これは、たとえば、圧力上昇弁が同時に操作され、１つの車輪ブレーキにおける圧力上昇が検査されることにより達成される。圧力上昇が行われる、車輪ブレーキに通じる供給配管内に不溶性ガスが存在する場合、これは、検査された車輪ブレーキ内の圧力の特性時間変化に現れる。
【００２５】
油圧作動流体内に許容量以上の不溶性ガスが検出された場合、ドライバは非常時ブレーキ回路が制限された範囲でのみ利用可能であることを知らされ、ある有利な実施形態においては出力制限、速度制限等により運転され、代替形態または補足形態においてはブレーキ装置のガス抜きを行うために修理工場に行くように警告される。
【００２６】
好ましい実施形態においては、評価のために圧力測定値が読み取られる。他の有利な実施形態においては、ブレーキにより加えられる力を表わす、たとえば締付力のような他の値に基づいて上記の検査が行われ、本発明による解法の意味での検査のためにこの値が評価される。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように構成されているので、以下の通りの効果を奏する。即ち、本発明による解法は、油圧式非常時作動ブレーキ・システムを備えた電気油圧式ブレーキ装置の確実な作動を保証する。この検査はブレーキ装置の正常作動中においても行うことができることはとくに有利である。
【００２８】
この場合、ブレーキ・システムのブレーキ作動流体内の許容量以上の不溶性ガスが検出されることは有利である。
【００２９】
本発明による解法により、きわめて僅かなガス量も検出可能である。
【００３０】
この点に関して、ガス検出のために行われるテストが２５０ミリ秒の範囲内のきわめて短時間内に行われることはとくに有利である。
【００３１】
評価のとき、圧力変化の動的挙動が考慮されることはとくに有利である。
【００３２】
本発明の解法により、ブレーキ作動流体内のガス含有量ないしガス含有容積が決定可能であることはとくに有利である。
【００３３】
モニタリングを行うために、追加のセンサ装置を必要としないことは有利である。モニタリングは既存のセンサからの信号のみを基礎にしている。
【００３４】
さらに、個々の車輪ブレーキにおいて目的に合わせた圧力変化によりガス検出が行われ得て、このようにして種々のブレーキ配管領域が相互に独立に許容量以上のガス量に関して検査可能であることはとくに有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】電気油圧式ブレーキ装置のブロック図である。
【図２】好ましい実施形態における本発明による解法の流れ図である。
【図３】本発明による解法の作動方式を示す時間変化であり、（Ａ）は油圧作動流体内に不溶性ガスを含有しないときの車輪ブレーキ内における圧力−時間変化を示し、（Ｂ）は３ｃｍ³のガスを含有するときの対応する圧力−時間変化を示し、（Ｃ）は圧力上昇弁および圧力低下弁に対する制御信号を示す。
【符号の説明】
１０ 電子式制御ユニット
１２ 油圧式ブレーキ装置
１８、２０、２４、３０、３２ 測定装置
３８ 圧力低下弁
４０ 圧力上昇弁
４２、５０、５４、６０ 油圧配管
４４、５６ 貯蔵容器
４６ 車輪ブレーキシリンダ
４８ 車輪
５２ ポンプ
５８ 高圧圧力媒体貯蔵室
６２ スイッチ要素

Claims (6)

1. 電気的に操作可能な弁により車両の停止中に検査の目的で少なくとも１つの車輪ブレーキ内の圧力の上昇および低下が連続して行われる車両油圧ブレーキ装置の換気状態の検査方法において、
   定常状態を達成させることなく前記圧力の上昇ないし低下が行われ、
   前記圧力の上昇ないし低下の間に少なくとも１つの車輪ブレーキ内の圧力の時間変化ないし加えられた力の時間変化が求められ、
   圧力−時間曲線又は力−時間曲線の面積分が決定され、前記面積分を決定する時点は、前記圧力または力が所定の限界値を超えるとき及び下回るときであることを特徴とする車両油圧ブレーキ装置の換気状態の検査方法。
2. 圧力の上昇およびそれに続く圧力の低下による少なくとも１つの車輪ブレーキ内の圧力または力の時間変化からブレーキ・システムにおける許容量以上の不溶性ガスが特定されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 圧力の上昇およびそれに続く圧力の低下による少なくとも１つの車輪ブレーキ内の前記面積分の値からブレーキ・システムのブレーキ作動流体内のガス含有量が求められることを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 所定の圧力上昇のために少なくとも１つの圧力上昇弁に所定長さのインパルスが与えられ、それに続いて少なくとも１つの圧力低下弁が上昇されている圧力を低下させるように制御されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記ブレーキ装置が電気油圧式ブレーキ装置であり、当該電気油圧式ブレーキ装置は正常作動においてドライバのブレーキ希望の関数として前記車輪ブレーキ内の圧力を電気的に操作可能な弁を操作することにより上昇または低下させ、電気制御回路が故障した場合、ブレーキ操作がブレーキペダル操作度の関数として油圧式非常時作動ブレーキ回路を介して可能となることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の方法。
6. 電気的に操作可能な弁により車両の停止中に検査の目的で少なくとも１つの車輪ブレーキ内の圧力の上昇および低下が連続して行われる車両油圧ブレーキ装置の換気状態の検査装置において、
   定常状態を達成させることなく前記圧力の上昇および低下が行われ、
   前記圧力の上昇および低下の間に少なくとも１つの車輪ブレーキ内の圧力の時間変化ないし加えられた力の時間変化が求められ、
   圧力−時間曲線又は力−時間曲線の面積分が決定され、前記面積分を決定する時点は、前記圧力または力が所定の限界値を超えるとき及び下回るときであることを特徴とする車両油圧ブレーキ装置の換気状態の検査装置。

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