JP4758543B2 - 車両用電気制御式ブレーキ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用電気制御式ブレーキ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電気制御式ブレーキ装置は種々の文献において既知である。例えばドイツ特許公開第１９６３４５６７号は分散形構造を有する電気制御式ブレーキ装置を示し、この分散形構造において、ドライバの希望の関数としてのガイド値を形成するための第１の制御モジュールおよび車輪ブレーキの調節要素を開ループないし閉ループ制御するための第２の制御モジュールが、少なくとも１つの通信系統を介して相互に結合されている。記載のブレーキ装置は、常用ブレーキ機能のみならずロック式ブレーキ機能もまた満たすべきである。この要求に関する手段は既知の従来技術からは察知することはできない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
常用ブレーキ機能のほかにロック式ブレーキ機能もまた実行される電気式ブレーキ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】
上記課題は、ドライバの常用ブレーキ希望に対する少なくとも１つの操作量およびドライバのロック式ブレーキ希望に対する少なくとも１つの操作量が測定され、これらの操作量がブレーキ装置の中央制御ユニットにより受け取られる車両用電気制御式ブレーキ装置において、前記操作量またはそれから導かれた値が相互に別々に、前記中央制御ユニットにより、少なくとも１つの車輪ブレーキに付属の少なくとも１つの車輪モジュールに伝送されることを特徴とする本発明の電気制御式ブレーキ装置により達成される。
【０００５】
例えばドイツ特許公開第１９７５２５４３号から車輪ブレーキにブレーキ力を与えるために操作されるブレーキ調節装置が既知である。この調節装置のほかに特に双安定式に設計された電磁式ブレーキが設けられ、この電磁式ブレーキはこの操作装置を、そのそれぞれのブレーキ位置に固定するように設計されている。このロック装置の操作により、ブレーキ調節装置により与えられた締付力はブレーキ調節装置を操作しなくても保持される。このロック機構ないし固定機構によりロック式ブレーキ機能を形成可能である。このような調節要素を分散形制御構造に組み込むことの示唆は与えられていない。
【０００６】
さらに、油圧操作式および／または空圧操作式ディスク・ブレーキまたはドラム・ブレーキと組み合わされたロック式ブレーキもまた既知であり、このロック式ブレーキにおいては、ロック式ブレーキ作用は電気操作式アクチュエータの操作により提供される（例えばドイツ特許公開第１９６４８５８１号）。
【０００７】
中央制御モジュールにおいて対応操作信号に基づいて形成された常用ブレーキ制御信号およびロック式ブレーキ制御信号を、通信系統を介して、車輪ブレーキを操作する制御モジュールに別々に伝送することにより、常用ブレーキ機能およびロック式ブレーキ機能の、分散形電気制御式ブレーキ装置への、簡単で、全体がわかりやすくかつ障害の影響を受けない組込みが提供される。
【０００８】
両方の調節装置に対して既存の通信系統を介して制御信号が供給されるので、車輪ブレーキ調節装置を固定装置またはロック装置と共に操作するためにも追加の配線費用を必要としないことが特に有利である。
【０００９】
通信系統を使用することにより、ロック制御信号のための個別ラインに比較して障害のない伝送が可能である。
さらに、ロック式ブレーキ装置、固定装置またはロック装置の操作機能が、電気伝送ラインのそれ自身既知のモニタ手段を介して、それぞれの車輪を制御する、調節装置のための制御モジュールからモニタリングされ、かつ制御モジュール内に組込み可能であることが有利である。
【００１０】
【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。
最新型自動車においては、分散形電子装置を備えた電気制御式ブレーキ装置がますます使用されてきている。ここでは、車輪ブレーキにおいて個々のブレーキ・アクチュエータが操作され、この場合、締付力は、油圧式、空圧式または電動式で形成される。図１はこのような分散形電気制御式ブレーキ装置の全体ブロック回路図を示す。ここでは中央制御ユニット１０が設けられ、中央制御ユニット１０は、入力ライン１２および１４を介して、常用ブレーキ希望伝送器１６の１つまたは複数の操作信号およびロック式ブレーキ希望伝送器１８の１つまたは複数の操作信号を受け取る。この場合、設計に応じてそれぞれ、操作信号は位置信号、力信号等である。中央制御ユニット１０において、操作信号が常用ブレーキおよびロック式ブレーキに対する目標値または制御量に変換される。常用ブレーキ希望伝送器１６の少なくとも１つの操作信号から、場合により車軸荷重等のような図示されていないその他の運転変数を考慮して、常用ブレーキのための個々の車輪ブレーキまたは車軸に対する目標ブレーキ力値、目標ブレーキ・トルク値または目標ブレーキ圧力値が形成される。同様に、ロック式ブレーキ希望伝送器１８の少なくとも１つの操作量から、ロック式ブレーキに対する対応目標値または制御量が形成される。これらの目標値または制御量は、ある実施形態においては、常用ブレーキ・アクチュエータに対する所定の操作値およびロック装置に対する操作命令またはロック式ブレーキ・アクチュエータないしロック装置または固定装置に対する単なる所定の操作命令である。上記の目標値または制御値ＳＯＬＬＢＢおよびＳＯＬＬＦＢは通信系統２０を介して制御ユニット２２ないし２６に伝送され、制御ユニット２２ないし２６は個々の車輪ブレーキを制御するために使用される。制御ユニット２２ないし２６は操作ライン２８ないし３２を介してアクチュエータ３４ないし３８と結合され、アクチュエータ３４ないし３８は常用ブレーキの範囲内で車輪ブレーキに締付力を与える。さらに、制御ユニット２２ないし２６は他の操作ライン４０ないし４４を介して固定装置ないしロック装置４６ないし５０または他のロック式ブレーキ・アクチュエータと結合され、これらはそれぞれのブレーキ・アクチュエータ３４ないし３８に付属されかつこれらのブレーキ・アクチュエータ３４ないし３８を操作したときにこれらをその時点の位置にロックないし固定する。
【００１１】
制御ユニット２２ないし２６の各々は、それに対する所定の常用ブレーキ目標値およびそれに対する所定のロック式ブレーキ目標値または制御値を受け取る。常用ブレーキ目標値に関しては、制御回路、例えば圧力制御回路、ブレーキ力制御回路またはブレーキ・トルク制御回路の範囲内で、車輪ブレーキの対応応答信号を考慮してこの常用ブレーキ目標値が制御される。ある実施形態においては、制御ユニット２２ないし２６は、ロック式ブレーキ機能に対する目標値または制御量をも受け取り、そして制御量の関数として固定装置ないしロック装置を操作する。特に電気機械式ブレーキ調節装置と結合されて使用される他の実施形態においては、制御ユニット２２ないし２６の各々において、存在する目標ブレーキ希望（常用ブレーキ希望またはロック式ブレーキ希望）同士の間の調整が行われ、およびブレーキ・アクチュエータを調節しかつそれに続いてロック装置ないし固定装置によりロックするために、両方の値のうちのそれぞれ大きいほうの値に制御される。このようにして、常用ブレーキ機能およびロック式ブレーキ機能が操作される。
【００１２】
他の使用例は空圧式ブレーキ装置を示す。これが図２に示されている。特に圧縮空気ブレーキ装置を備えた重量トラックの場合、ドラム・ブレーキの使用から空圧操作式ディスク・ブレーキの使用への強い傾向が認められる。この場合、ダイアフラム形シリンダによる常用ブレーキ作用、ダイアフラム蓄積部分およびばね蓄積部分からなる複合シリンダによるロック式ブレーキ作用および一部アシスト・ブレーキ作用が現われている。冒頭記載のように、ディスク・ブレーキ装置の機械式締付装置内の電気操作機構を介してばね蓄積装置のないロック式ブレーキ作用を与える技術的方法が存在する。さらに、今日、電子制御式ブレーキ装置が既知である。この電子制御式ブレーキ装置は、常用ブレーキに対する電気式操作装置（フットブレーキ・モジュール１、中央制御ユニット２並びにいわゆる圧力制御モジュール５）から構成されている。電子制御式ブレーキ装置は、データ・バス例えばＣＡＮデータ・バス４を介して中央制御ユニットと結合されかつデータ・バス４を介してデータを交換する。圧力制御モジュール５は車輪ブレーキ６の付近に配置されている。図２においては記号でのみ示されている車輪ブレーキは上記の固定機構７を備えている。さらにブレーキ装置はロック式ブレーキ弁３を備えている。
【００１３】
フットブレーキ・モジュール１の電気部分１ａから電気ライン１ｂが中央制御ユニット２に連絡し、電気ライン１６を介してフットブレーキ・モジュールの操作量が伝送される。同様に、ライン３ａがロック式ブレーキ弁３から中央制御ユニット２に連絡し、ライン３ａを介して同様にロック式ブレーキ弁の操作量が伝送される。フットブレーキ弁１の空圧部分１ｃから空圧制御ライン１ｄが圧力制御モジュール５に連絡している。さらに貯蔵容器８が設けられ、貯蔵容器８は空圧圧力配管８ａを介してフットブレーキ弁の空圧部分１ｃと結合され、そして配管８ｂを介して圧力制御モジュール５と結合されている。さらに、空圧圧力配管５ａを介してディスク・ブレーキ６のブレーキ・シリンダが空圧式で操作される。さらに、圧力制御モジュール５から電気ライン５ｂが出ていて、電気ライン５ｂを介して、ディスク・ブレーキ内に設けられている固定機構７が操作される。
【００１４】
ロック式ブレーキ弁３の電気操作信号がブレーキ装置のための電子式中央制御ユニット２に供給されるように設計されている。ここで、ロック式ブレーキ弁の操作信号は既知のようにモニタリングされかつ処理され、例えば信号レンジ・チェックが行われ、存在する２つの信号が相互に比較されること等が行われる。これから導かれた、個々の車輪ブレーキを固定するための操作信号は、次にこの中央制御ユニット２から、存在するデータ・バス４を介して、図２においては１つのみが示されている圧力制御モジュール５に供給される。これらの圧力制御モジュールはそれぞれ少なくとも１つの計算要素を含み、計算要素は、固定装置の操作のために、到着信号に基づいて電気切換装置例えば電気出力最終段を切り換える。この場合、この最終段は、固定装置への伝送エラー例えば電気的遮断または短絡が圧力制御モジュール内の計算要素に（例えば電流測定および／または電圧測定に基づいて）伝送されるように形成されている。このようにして、ロック式ブレーキ操作の確実なモニタリングが可能である。常用ブレーキの場合、中央制御ユニット２において、少なくとも１つのフットブレーキ・モジュールの操作量に基づいて目標圧力値が決定され、目標圧力値は圧力制御モジュール５に伝送され、かつそこで、設けられている圧力制御回路の範囲内で、既知のように、圧力制御モジュール５内に含まれている弁の対応操作により個々の車輪ブレーキにおいて調節される。
【００１５】
要約すると、電気油圧式ブレーキ装置の場合、ロック式ブレーキの電気信号の伝送が、中央制御ユニット２およびデータ・バス４を介して車輪付近の圧力調節装置に行われるということができる。圧力調節装置から、ディスク・ブレーキ内に組み込まれている、ロック式ブレーキのための電気式固定装置の操作が行われる。この場合、常用ブレーキ目標値のほかに固定のための別のロック式ブレーキ目標値またはロック式ブレーキ命令が車輪モジュールに伝送されることが本質である。ここで特に空圧式ブレーキ装置の場合、圧縮空気の漏れがあるときはブレーキ作用が確実に行われないので、通常のブレーキ・シリンダはロック式ブレーキ作用のためには使用可能ではない。したがって、圧縮空気損失があるときにおいてもロック式ブレーキ作用の確保を保証する別の電気操作式固定装置が提供される。
【００１６】
図２に示した電気空圧式ブレーキ装置の場合、中央制御ユニット２においてもまた常用ブレーキ希望およびロック式ブレーキ希望が決定され、かつ通信系統４を介して個々の車輪モジュール５に伝送される。車輪モジュール５は、それぞれに付属の１つまたは複数の車輪ブレーキを、存在する常用ブレーキ希望に従って操作し、そしてロック式ブレーキ希望が存在する場合には、車輪運動を阻止する固定装置７を操作する。固定装置７の操作のモニタリングはそれぞれの車輪モジュール５内に設けられているハードウェア・モニタリング手段により行われ、ハードウェア・モニタリング手段は、例えば出力ライン上のポテンシャルを評価することにより、伝送ライン５ｂの電気的遮断または短絡を検出する。同様な方法が、電動式および／または電気油圧式車輪ブレーキとの結合においてもまた提供される。
【００１７】
他の実施形態においては、特に電動式および／または電気油圧式車輪ブレーキと結合して、冒頭記載のように、選択された車輪ブレーキに対して常用ブレーキ目標値のみならずロック式ブレーキ目標値もまた決定され、これらの目標値は相互に別々に中央制御ユニットからそれぞれの車輪モジュールに伝送され、車輪モジュールにおいて、車輪モジュールに割り当てられた目標値が調整され、かつ車輪ブレーキの調節により、場合により固定装置またはロック装置と結合して、合成ブレーキ目標値が調節される。この場合、ある実施形態においては、ロック式ブレーキ希望が車輪ブレーキの一部に対してのみ（例えば後車軸に対してのみ）決定される。
【００１８】
このような方法が図３および４の流れ図により示されている。これらの流れ図は、上記の方法の好ましい実施形態を、図２に示した実施形態と結合して、またはロック式ブレーキ希望が固定装置の固定のための制御情報のみを示す設計と結合してもまた示している。
【００１９】
ここで、図３は中央制御ユニット内で実行されるプログラムを示す。プログラムは所定の時点に実行される。第１のステップ１００において、ブレーキ・ペダルの少なくとも１つの操作量βＢＢおよびロック式ブレーキ・ペダルの少なくとも１つの操作量βＦＢが読み込まれる。多数の操作量が存在する場合、例えば平均値形成、最大値形成等の範囲内で、多数の操作量から合成操作量が決定される。それに続くステップ１０２において、常用ブレーキ希望に対する場合により車輪ごとまたは車軸ごとの目標値ＳＯＬＬＢＢｉおよびロック式ブレーキ希望に対する場合により車輪ごとまたは車軸ごとの目標値ＳＯＬＬＦＢｉが、読込み操作量ないしは計算操作量および場合により車軸荷重のようなその他の運転変数に基づいて形成される。それに続くステップ１０４において、それぞれの目標値が相互に別々に通信系統を介して車輪モジュールに出力される。その後にプログラムは、終了され、そして次の時点において改めて実行される。
【００２０】
車輪モジュールにおける伝送された目標値のその後の処理が図４に車輪モジュールの例で示されている。ここに示したプログラムもまた所定の時点に実行される。第１のステップ２００において、常用ブレーキ希望に対する伝送された目標値ＳＯＬＬＢＢｉおよびロック式ブレーキ希望に対する伝送された目標値ＳＯＬＬＦＢｉが読み込まれる。その後にステップ２０２において、合成目標値ＳＯＬＬｒｅｓが、例えば最大値選択、平均値形成等の範囲内で両方の伝送された目標値の関数として形成される。それに続くステップ２０４において、次に、ブレーキ・アクチュエータに対する操作信号τ１が、合成目標値ＳＯＬＬｒｅｓ並びにブレーキ操作を表わす実際値ＩＳＴ（電流、圧力、ブレーキ・トルク、ブレーキ力等）に基づいて形成される。これらの操作信号値はブレーキ・アクチュエータに出力される。それに続くステップ２０６において、例えば制御偏差すなわちブレーキ調節に対する目標値と実際値との間の偏差に基づき、目標希望へ調節するためにアクチュエータにおける調節係合がなお実行されるかどうかが特定される。所定の公差範囲内の制御偏差が存在する場合および／またはその変化が所定の値より小さい場合、このことからブレーキ・アクチュエータにおける調節係合がもはや実行されないことが推測されるので、ステップ２０６によりブレーキ・アクチュエータのロック装置ないし固定装置に対する操作量τ２が出力される。その後にプログラムは、終了され、そして次の時点において改めて実行される。
【００２１】
常用ブレーキ希望および固定ブレーキ希望が相互に別々に中央制御ユニットから１つまたは複数の車輪ブレーキを操作する車輪モジュールに伝送されることが本質的である上記の方法は、電動式、電気油圧式または電気空圧式装置と結合してのみならず、例えば電動式後車輪ブレーキおよび電気油圧式前車輪ブレーキを備えた装置のような複合装置と結合して使用された場合においてもまた上記の利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】常用ブレーキおよびロック式ブレーキを操作する電気制御式ブレーキ装置の全体回路図である。
【図２】常用ブレーキ機能およびロック式ブレーキ機能を備えた電気制御空圧式ブレーキ装置のための車輪ブレーキの例における全体ブロック回路図である。
【図３】常用ブレーキ機能およびロック式ブレーキ機能を実行する計算要素（中央制御ユニット）のプログラムを示す流れ図である。
【図４】常用ブレーキ機能およびロック式ブレーキ機能を実行する計算要素（車輪モジュール）のプログラムを示す他の流れ図である。
【符号の説明】
１ フットブレーキ・モジュール（フットブレーキ弁）
１ａ 電気部分
１ｃ 空圧部分
１ｄ、５ａ、８ａ、８ｂ 空圧圧力配管
２、１０ 中央制御ユニット
３ ロック式ブレーキ弁
４ データ・バス
５ 圧力制御モジュール
６ 車輪ブレーキ
７ 固定機構
８ 貯蔵容器
１６ 常用ブレーキ希望伝送器
１８ ロック式ブレーキ希望伝送器
２０ 通信系統
２２、２６ 分散形制御ユニット（車輪制御ユニット）
３４、３８ 常用ブレーキ・アクチュエータ
４６、５０ 固定装置ないしロック装置（または他のロック式ブレーキ・アクチュエータ）

Claims (10)

1. 車両用電気制御式ブレーキ装置であって、
   ドライバの常用ブレーキ希望に対する少なくとも１つの操作量、および、ドライバのロック式ブレーキ希望に対する少なくとも１つの操作量が、前記ブレーキ装置の中央制御ユニットにより測定され、
   前記操作量または前記操作量から導かれた値が、前記中央制御ユニットにより、相互に別々に、少なくとも１つの車輪ブレーキに割り当てられた少なくとも１つの車輪モジュールに伝送され、
   前記車輪モジュールにおいて、伝送された前記操作量または前記操作量から導かれた値から、関連する車輪ブレーキの合成ブレーキ目標値が形成され、
   前記車輪ブレーキが、前記目標値に対応するように操作される、
   ことを特徴とする、電気制御式ブレーキ装置。
2. 前記中央制御ユニットにおいて、少なくとも１つの操作量に基づいて車輪ブレーキに対する常用ブレーキ目標値が決定され、この常用ブレーキ目標値が通信系統を介して前記車輪モジュールに伝送されることを特徴とする請求項１記載のブレーキ装置。
3. ロック式ブレーキ希望を示す少なくとも１つの操作量が、固定装置またはロック装置に対する制御量の値として前記中央制御ユニットから前記車輪モジュールに伝送されることを特徴とする請求項１または２記載のブレーキ装置。
4. 前記中央制御ユニットにおいて、少なくとも１つのロック式ブレーキ操作量からロック式ブレーキ目標値が決定され、このロック式ブレーキ目標値が前記車輪モジュールに伝送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ブレーキ装置。
5. 常用ブレーキ目標値がすべての車輪ブレーキ・モジュールに伝送され、かつロック式ブレーキ希望が選択された車輪モジュール特に後車軸ブレーキの車輪モジュールのみに伝送され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ブレーキ装置。
6. 前記車輪ブレーキが、空圧式、油圧式または電動式で操作されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載のブレーキ装置。
7. ロック式ブレーキが、ディスク・ブレーキまたはドラム・ブレーキ内に組み込まれている固定装置であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載のブレーキ装置。
8. ロック式ブレーキ制御量が電気操作ラインを介して固定装置に供給され、この場合、それぞれの車輪モジュールがハードウェア・モニタリングにより電気的伝送の機能可能性を伝送することを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載のブレーキ装置。
9. 少なくとも１つの車輪モジュールにおいて、常用ブレーキ目標値およびロック式ブレーキ目標値から合成目標値が形成され、この合成目標値が制御回路を介して調節され、この場合、この調節係合が終了したときにロック装置が作動されることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一項に記載のブレーキ装置。
10. 前記車輪モジュールが空圧操作式ディスク・ブレーキの圧力制御モジュールであることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一項に記載のブレーキ装置。

Images