JP4452502B2 - 車両ブレーキ装置の作用の低下時にブレーキシステムをアシストする方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両ブレーキ装置の作用が低下したときにブレーキシステムのブレーキ圧力またはブレーキ力を積極的にアシストするための方法に関する。

電子ブレーキシステムの技術な可能性の範囲内での機能拡張の要求から、熱負荷（フェージング）、塩溶液の影響または強い摩耗によってブレーキの効きが制限される場合にブレーキの液圧アシストを可能にするという思想が生じた。この思想に基づいて、フルブレーキング車両がこのようなアシストの主使用範囲として見なされる。この車両のブレーキ装置は運転者の大きなパイロット圧力でさえももはや、ロック圧力レベルに達するまでおよびアンチロックコントロールを開始するまでブレーキ圧力を高めることができない。

オーバーブーストと呼ばれるこの機能はしかし、ブレーキ装置の液圧負荷される部品（タンデムマスターシリンダ、ブレーキキャリヤ、ＨＣＵ）を保護するために、いろいろなシステム保護限界に制限される。このシステム保護限界は、このような状況の検出と、アシストの開始を、運転者パイロット圧力の関数として、狭い誤差帯域でのみ許容する。更に、快適性の理由から、オーバーブースト機能の開始が重大な状況に制限される。

この前提を考慮して、本発明の課題は、ブレーキシステムの液圧補助の有効なケースと必要なケースを正しい時点で妥当的に検出し、適当な時点でブレーキ作用の液圧をアシストする方法を開発することである。

この課題は、積極的なアシストがいわゆるオーバーブースト機能によってもたらされ、このオーバーブースト機能がエネルギー源または圧力源に接続することによってブレーキ圧力またはブレーキ力を上昇させることと、オーバーブースト機能の開始が、所定の基準を満たす状況に制限されることを特徴とする、冒頭に述べた方法によって解決される。

次に、本発明の重要な対象としての、オーバーブースト状況を検出するためのアルゴリムについて詳しく説明する。

本発明による方法によって、液圧アシストは必要であればしばしば行われるが、できるだけ稀に行われる。

本発明の有利な実施形によれば、設定された基準がオーバーブースト入口閾値を定め、このオーバーブースト入口閾値を上回るときに、積極的なアシストが開始される。オーバーブースト入口閾値を定めるための基準として、車速または車両基準速度の変化と、ブレーキ操作開始からの時間と、車両減速の傾向を示す測定値と、車輪減速に対する車両の反応を示す値とが、排他的にまたは他の基準を考慮して用いられる。

車両減速の傾向は例えば個々の車輪の減速と比較して車両の減速を監視することによって評価することが可能である。

ブレーキ操作に対する車両の反応を評価するめの他の重要な情報は、電子式ブレーキ力配分（ＥＢＤ）コントロールおよび／またはＡＢＳコントロールの開始によって供給される。

オーバーブースト入口閾値は好ましくは少なくとも
車両減速度または近似値、
ブレーキ操作開始からの時間経過、
車輪減速度、
車輪減速度と車両減速度の差、
ＥＢＤコントロール（電子式ブレーキ力配分コントロール）の介入および
アンチロックコントロール（ＡＢＳ）の介入
に依存して変えられる。

この依存性の特別な例によれば、オーバーブースト入口閾値（OVERBOOST act th) と、この閾値を上回ることが次式

に従って決定され、ここで“TOTACC th ”が基礎閾値を示し、オフセット成分“Hard Apply Offset ”がブレーキ操作からの時間を示し、オフセット成分“VACC grd Offset ”が車輪の減速を示し、“VACC Diff offset”が車輪減速と車両減速の差を示し、オフセット成分“RA EBD Offset ”と“RA ABS Offset ”がオーバーブースト入口閾値の決定へのＥＢＤコントルールとＡＢＳコントロールの介入を含んでいる。

次に、本発明の他の詳細を添付の図に基づいて説明する。

図は本発明による方法の特別な実施の形態を示している。

本発明は次の考察を基礎としている。

検出アルゴリズムは運転者の減速要求または目標減速と比較した車両実際減速の評価に基づいている。

例えば重大な目標／実際−減速偏差（目標＞実際）を検出する際、運転者はモータポンプ装置によって供給される補助力によってアシストされる。モータポンプ装置によって、ブレーキシステム内の液圧を上昇させることができる。ＡＢＳ，ＴＣＳ，ＥＳＰ等のような公知のおよび慣用の自動車制御システムは、所望なアシストの実現のために使用可能なこのようなモータポンプ装置を備えている。

その際、それぞれの状況の評価は、アンチロックコントロールシステム（ＡＢＳ）の開発時の知識と経験に基づいている。ブレーキ圧力と車両の減速が類似して挙動することも利用される。

車両減速は、制御されない場合、運転者のパイロット圧力に比例する関数と仮定することができる。この比例関係は勿論、ブレーキ力配分の電子コントロール（ＥＢＤ）またはアンチロックコントロール（ＡＢＳ）のためのシステムの介入によって制御動作がスタートするや否や無くなる。これは一方では、ＡＢＳ減速信号またはＥＢＤ減速信号の発生方法に、他方では車両の均一なブレーキ力配分の損失に起因し、適当な手段によって補償しなければならない。

相互関係を分析した後で、本発明の実施の形態では、車両減速に基づく“Press Main- オーバーブースト”- 作動閾値（“Press Main”はパイロット圧力またはマスターシリンダ圧力を表す）が結果として生じた。減速傾向と、ブレーキシステムの制御動作と、妥当でない減速信号発生は、適当なオフセット成分を有するこの閾値を加算することによって考慮された。

運転者のパイロット圧力がこの閾値を上回ると、本発明に従い、オーバーブースト−作用が開始される。

次の一般的な限界条件に留意すべきである。

ブレーキ装置の部品強度から出発して、所定のシステム圧力限界が定められる。このシステム圧力限界内で、オーバーブースト機能がアクティブになることが許される。その際、装置に応じて、ブレーキキャリパ、液圧コントローラ（ＨＣＵ）と、公知のＥＵＶ弁（“ＥＵＶ”は電気的な切換え弁を意味する。公知のシステムの場合、所定の状況において、この切換え弁を介して圧力媒体がマスターシリンダからブレーキシステムに案内される）が特に重要な部品と見なされる。次の保護条件が当てはまる。
ａ）ブレーキキャリパ保護
Modell Wheel Pressure ( 車輪ブレーキ圧力) ＜ ２００バール
ｂ）システム保護（ＥＵＶ）
Press Main（パイロット圧力）＜ １４０バール
この限界を超えると、オーバーブースト機能が働かなくなる。
基本閾値：
Press Main−オーバーシュート−基本閾値（図１参照）は、ＡＢＳ信号（TOTACC) の関数として比例的に求められる。この信号は車両基準速度に基づいて計算され、ブレーキングの開始時のスタート値に関連づけられた現在の絶対的な車両減速度を示す。求められた比例は多角形によって示され、ＡＢＳ−関連圧力範囲（図１）の下側限界を形成する。その際、値範囲は８０バールの最小値に制限され、安全誤差によって、正常なブレーキの圧力−減速特性曲線（図１の下側の特性曲線）の上方にある。運転者は発生する減速度に関係なく、普通の圧力レベルの上方にあるＡＢＳ−関連パイロット圧力を発生しなければならず、それによってそのブレーキの有効性が低下する恐れがある。

相互関係は、ＡＢＳ−圧力−減速度特性曲線に対する基本閾値を示す図１によって表される。図１のグラフに示したオーバーブースト−基礎閾値（TOTACC th ）は同様に図１に示したアシスト個所によって定められている。
オフセット：
基本閾値はそれがTOTACCに依存するので、非常に不活性であり、従って運転者パイロット圧力の迅速な上昇と、減速を急に変化させる車両状態に対して鈍感である。

オーバーブースト−エラー発生を回避するために、この状態が識別され、適当なオフセットが基本閾値に供給される。
Hard Apply Offset （図２）：
大きな摩擦係数においてパイロット圧力が迅速に上昇する場合、ブレーキングの開始時に、オーバーブースト基本閾値を上回ることがあり得る。なぜなら、後側の減速度信号が実際の車両減速を正しく表さないからである。

従って、基本閾値は図２に示すように、初期相において、すなわち（制動灯スイッチの作動後または制動灯−信号−変換後）ブレーキングの最初の３０ループ（１ループは７msecに相当する）内で、いわゆる
Hard Apply Offset ＝３０バール
だけ高められる。続いて（３０ループ＝２１０msecの後で）、基本閾値によってスムースな移行を可能にするために、オフセットがループあたり１バールだけ低減される。図２はこのいわゆる“Hard Apply Offset ”の時間的な経過を示している。
Vehacc Gradient Offset（図３）：
ＡＢＳモジュールでは、車両基準速度から導き出された信号“TOTACC”のほかに、他の減速度信号が存在する。この減速度信号はろ波された車輪減速度（ACCF) から求められる。VACC_fil と呼ばれるこの信号に基づいて、車両の減速度ポテンシャルが推定される。なぜなら、ブレーキが正常である場合、車輪が車両よりも速くブレーキシステムのパイロット圧力変化に反応するからである。例えばＡＢＳ過程の外側で大きな減速の際にパイロット圧力が上昇し、この状況で車輪に反応が認められないと、ブレーキの減速ポテンシャルを高めて、ＡＢＳコントロールを開始するために、オーバーブーストアシストはきわめて好都合である。

VACC_fil の勾配は予想される減速傾向のインジケータと見なされる。そのために、VACC_fil の変化がそれぞれ８ループ後（BLS ACTIVE以降、図３参照）検査され、Vehacc Gradient Offsetが次式に従って計算される。

ここで、VACC′_fil(8loop)＞０である。

Vehacc Grd Offset は、減速の増大が検出されるときにのみ計算される。

図３には、Vehacc Grd Offset を段階的に求めることが示してある。
Vehacc Diff Offset（図４）：
ブレーキングの間、異なる信号処理によって、減速度信号VACC_fil とTOTACCは互いに異なっている。一般的に、特に定常状態では、偏差は比較的に小さい。通常は、TOTACCはVACC_fil に追従する。定常状態で大きな偏差が生じると、TOTACC信号が実際の車両減速度を表さないと考えることができる。

この場合、基礎閾値には、信号“Vehacc Diff Offset”が当てはめられる。

（VACC_fil −TOTACC）＞0.2 ｇであるとき、

Vehacc Diff Offsetは、信号の差が0.2 ｇを超えるときにのみ計算される。

図４の最も上側の特性曲線は、パイロット圧力変化（Press Main) を示している。時点ｔ₀ （“BLS Active”）で、ブレーキが操作される。時点ｔ₁ でのパイロット圧力上昇はブレーキペダルを更に踏むことによって生じる。図４には更に、車両基準速度から導き出された車両減速度（“TOTACC”）と、車輪減速度の測定によって決定された減速度（“VACC FIL”）が示してある。

後車軸のブレーキ力コントロール（ＥＢＤ）の場合のオフセットについては次のことが当てはまる。

ブレーキングの際、大きな摩擦係数または所定の走行状況（下り坂走行、カーブ走行）での減速度が大きい場合、一般的に先ず最初に後車軸に、スリップによる制動力限界が生じる。そして、前車軸のブレーキ圧力を高めることによってのみ、減速度を上昇させることができる。これは普通のレベルよりも高いパイロット圧力によってのみ実現可能である。

フロントドライブの車両の場合、後車軸は信号VACC_fil の発生を付加的にアシストする。この信号は制御開始の結果として、減速傾向を判断するために使用することできない。この状況でのエラーの発生を回避するために、いろいろなオフセットが後車軸のそれぞれの制御状態を考慮に入れる。

ＥＢＤコントロールの場合、RA RBD Offset ＝15バールが当てはまる。

ＡＢＳコントロールの場合、RA ABS Offset ＝20バールが当てはまる。
オーバーブースト−入口閾値（図５）：
プロセスに介入するオーバーブースト−入口閾値（OVERBOOST act th) を求めるために、最後にすべてのオフセットが基本閾値（TOTACC th)に加算される。これは図５に示してある。

上記において挙げたオフセット構成要素は、前述のように、次の機能または依存関係を表す。基本閾値（TOTACC th)、ブレーキアシスト機能の際のオフセット（Hard Apply Offset ）、ろ波された車両減速度から導き出された値（VACC grd Offset ）、車両減速度の差の値（VACC Diff Offset）、後車軸のブレーキ力配分に依存する値（RA EBD Offset ）およびＡＢＳ機能に依存する値（RA ABB Offset ）。

図５の上側のグラフは、車両減速度TOTACCと、車輪アシストの車両減速度VACC FIL、すなわち車輪回転数から導き出された車両減速度を表している。両値から基本閾値TOTACC th が導き出される。前述の個々のオフセットと、差の値VACC Diff Offsetの変化が同様に図５に示してある。下側のグラフはパイロット圧力Press Mainと、オーバーブースト入口閾値OVERBOOST act thと、開始時点ｔ_E を示している。

入口閾値は本発明の上記実施の形態では、１２５バールの最高値に制限されている。Press Main＞１２５バールのパイロット圧力の場合、ＡＢＳコントロールが前車軸で働かないので、“オーバーブースト”が開始される。オーバーブーストを求めるためのそれ以上の詳細は図５から明らかである。

本発明では、オーバーブースト機能をできるだけ稀に、しかし必要であればしばしば許容するという目的から出発して、ブレーキング過程内の運転者動作と車両の反応の複雑な組合せを、比較的に簡単なアルゴリズムによって評価することができる。本発明による方法はオーバーブーストに関連する状況に対して妥当的にかつ合理的に作用する。従って、車両反作用を考慮した上記のオフセット値と基本閾値の組合せから入口閾値を求めることは、本発明による方法の重要な特徴である。

個々のステップのフローチャートの例と、本発明による方法の例が図６（Ａ＋Ｂ）に示してある。

過程は、制動灯スイッチ信号変化によって検出されるブレーキ操作によって開始される。個々の計算ステップと判断ステップが図示および記載されている。目的は、例えば公知の液圧ブレーキアシスト（ＨＢＡ）によってオーバーブースト閾値を計算することである。この液圧ブレーキアシストはブレーキング過程をアシストするために使用可能なアシスト力源またはアシスト圧力源を備えている。従って、本発明によるオーバーブースト機能は既存のブレーキシステムの低コストの拡張によって実現可能である。

車両減速度に対するパイロット圧力の依存関係と、オーバーブースト基本閾値の変化を示す図である。 ブレーキ操作開示以降の時間に対するオフセット値の変化を示す図である。 減速傾向を計算するために、車両減速度に依存する若干の特性値を求めことと導き出すことを示す図である。 差の特性値を求めることを示す図である。 オーバーブースト入口閾値を求めることを示す図である。 本発明による方法の例の過程の個々のステップをフローチャートの形で示す図である。 他のステップの、図６Ａと同様な図である。

Claims (3)

1. 車両ブレーキ装置の作用が低下したときにブレーキシステムのブレーキ圧力またはブレーキ力を積極的にアシストするための方法において、
   積極的なアシストがいわゆるオーバーブースト機能によってもたらされ、このオーバーブースト機能がエネルギー源または圧力源に接続することによってブレーキ圧力またはブレーキ力を上昇させることと、
   オーバーブースト機能の開始が、所定の基準を満たす状況に制限されることと、
   これらの所定の基準がオーバーブースト入口閾値を定め、このオーバーブースト入口閾値を上回るときに、積極的なアシストが開始されることと、
   オーバーブースト入口閾値を定めるための基準として、
   車速または車両基準速度の変化と、
   ブレーキ操作開始からの時間と、
   車両減速の傾向を示す測定値と、
   車輪減速に対する車両の反応を示す値とが、
   排他的にまたは他の基準を考慮して用いられることと、
   この車両減速の傾向が個々の車輪の減速及び個々の車輪の減速と比較した車両の減速を監視することによって評価されることと、
   この車両の反応を評価するために、電子式ブレーキ力配分（ＥＢＤ）コントロールおよび／またはＡＢＳコントロールの開始が監視されることと、
   を特徴とする方法。
2. オーバーブースト入口閾値が少なくとも
   車両減速度または近似値、
   ブレーキ操作開始からの時間経過、
   車輪減速度、
   車輪減速度と車両減速度の差、
   ＥＢＤコントロール（電子式ブレーキ力配分コントロール）の介入、および
   アンチロックコントロール（ＡＢＳ）の介入、
   に依存して変えられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. オーバーブースト入口閾値（OVERBOOST act th) と、この閾値を上回ることが次式
   

   

   に従って決定され、ここで“TOTACC th ”が基礎閾値を示し、オフセット成分“Hard Apply Offset ”がブレーキ操作からの時間を示し、オフセット成分“VACC grd Offset ”が車輪の減速を示し、“VACC Diff offset”が車輪減速と車両減速の差を示し、オフセット成分“RA EBD Offset ”と“RA ABS Offset ”がオーバーブースト入口閾値の決定でのＥＢＤコントルールとＡＢＳコントロールの介入を示すことを特徴とする請求項２に記載の方法。

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