JP5406364B2 - 車両のブレーキ力増幅式ブレーキ装置の作動方法および車両のブレーキ力増幅式ブレーキ装置用制御装置 - Google Patents

車両のブレーキ力増幅式ブレーキ装置の作動方法および車両のブレーキ力増幅式ブレーキ装置用制御装置 Download PDF

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Description

本発明は、車両のブレーキ力増幅式ブレーキ装置の作動方法に関するものである。さらに、本発明は、車両のブレーキ力増幅式ブレーキ装置用制御装置に関するものである。
車両のドライバに、例えばブレーキ・ペダルのようなブレーキ装置の操作要素の快適な操作を可能にするために、ブレーキ装置は、一般に、ブレーキ力増幅装置を有している。ブレーキ力増幅装置を有するブレーキ装置は、しばしば、ブレーキ力増幅式ブレーキ装置と呼ばれる。
ブレーキ力増幅装置は、ドライバから操作要素に与えられたドライバのブレーキ力に追加して、少なくとも1つの車輪を制動させる支援力を提供するように設計されている。適切なブレーキ力増幅装置は、例えば、独国特許出願公開第102005024577号、独国特許出願公開第10057557号および独国特許出願公開第10327553号に記載されている。
図1AおよびBは、従来のブレーキ力増幅装置の機能方法の略説明図を示す。
図1Aに一部略図で示されているブレーキ装置は、例えばブレーキ・ペダルとして形成されている操作要素10を有している。操作要素10の操作を介して、ドライバは、ドライバのブレーキ力Ffおよび第1の調節ストロークs1をブレーキ装置の後続構成部品例えば入力ピストン12に与えることが可能である(図1Bの代替図を参照)。さらに、ドライバのブレーキ力Ffは、(図示されていない)操作要素センサ装置を介して測定可能である。操作要素センサ装置は、例えばドライバのブレーキ力Ffを測定するための力センサおよび/または操作要素10の調節可能構成部品の第1の調節ストロークs1を決定するためのストローク・センサを含む。
ブレーキ装置はさらにブレーキ力増幅装置14を有している。ブレーキ力増幅装置14は支援力Fuを提供するように設計されているので、ドライバは、車両を制動するために必要な力を、全てドライバのブレーキ力Ffとして与える必要はない。ブレーキ力増幅装置14から提供される支援力Fuは、例えばドライバのブレーキ力Ffの関数であってもよい。
操作要素10およびブレーキ力増幅装置14は、少なくともドライバのブレーキ力Fuおよび支援力Fuが総ブレーキ力Fgを与えるようにブレーキ装置内に配置されている。しかしながら、総ブレーキ力Fgはさらに少なくとも1つの他の力を含んでいてもよい。例えば、ブレーキ力増幅装置14は支援力Fuおよび第2の調節ストロークs2を支援ピストン16に伝達し、支援ピストン16は入力ピストン12と共に図示されている応答ディスク18のような結合要素に結合されている。図1Bの代替図において、入力ピストン12は応答ディスク18の第1の点P1に、および支援ピストン16は応答ディスク18の第2の点P2に作用する。当業者がわかるように、点P1およびP2は面に対応する。例えば、点P2はリング状の支援ピストン16においてリング面に対応する。
このように、総ブレーキ力Fgおよび第3の調節ストロークs3は、例えば出力ピストン20のような、結合要素の出力側に配置された構成部品に伝達可能である。この場合、出力ピストン20は応答ディスク18と第3の点P3ないしはそれに対応する点において接している。
商xは点P2およびP3の間の第1の間隔とP3およびP1の間の第2の間隔との比を与える。弾性応答ディスク18の場合、応答ディスク18は、ドライバのブレーキ力がFf≠0のときおよび/または支援力がFu≠0のときに変形される(図1Bには示されていない)。応答ディスク18のたわみ性は弾性eとして与えることが可能である。
出力ピストン20は、例えばマスタ・ブレーキ・シリンダ22のような力/圧力変換要素の調節可能構成部品21に結合されている。力/圧力変換要素に、少なくとも1つの車輪ブレーキ・シリンダを有する、ブレーキ媒体で満たされている(図示されていない)ブレーキ回路が接続されている。少なくとも1つの車輪ブレーキ・シリンダ内のブレーキ圧力の変化により、少なくとも1つの付属された車輪が制動可能である。
しかしながら、従来のブレーキ力増幅装置の作動は複数の欠点を有している。例えば、支援力Fu≠0の提供は、車両停止時において、および/または総ブレーキ力Fgを介して提供される総ブレーキ・トルクに追加して車両の少なくとも1つの車輪に作用する他の追加ブレーキ・トルクの作動時において、一般にブレーキ装置の不必要なエネルギー消費を導く。さらに、例えばブレーキ装置のポンプを運転した場合における第3の調節ストロークs3の振動は、結合要素のたわみ性に基づいて、第1の調節ストロークs1に、対応する振動を与えることがある。これによる操作要素の運動はドライバに対してしばしば不快感を与える。
独国特許出願公開第102005024577号 独国特許出願公開第10057557号 独国特許出願公開第10327553号
本発明の課題は、低減されたエネルギー消費および/または操作要素の操作における改善された操作快適性を有するブレーキ力増幅式ブレーキ装置を提供することである。
この課題は、本発明により、請求項1の特徴を有する車両のブレーキ力増幅式ブレーキ装置の作動方法および請求項10の特徴を有する車両のブレーキ力増幅式ブレーキ装置用制御装置により解決される。
操作モードへの支援力の適合により、ブレーキ力増幅装置のエネルギー消費は低減可能である。同時に、ブレーキ力増幅は制御可能のままである。特に、本発明により、ブレーキ力増幅式ブレーキ装置の運転されたポンプおよび/または併用された追加ブレーキ・トルクの、ブレーキ力増幅式ブレーキ装置の操作要素の位置への反作用は阻止可能である。同様に、本発明により、ポンプを運転するかわりに、弁作動/弁操作および/またはEVの投入(例えばEV作動)が実行されてもよい。したがって、従来技術において発生する、運転されたポンプおよび/または投入された弁による、通常ペダル感覚に悪影響を与える妨害は排除可能である。本発明による方法および対応する制御装置は、追加ブレーキ・トルクの併用に対してのみならず、ABS操作においても使用可能である。
これは、操作要素の操作において、ドライバに対して改善された操作快適性を保証する。
本発明による方法および対応する制御装置は、簡単な構造を有するコスト的に有利なブレーキ装置に適用可能である。一般に、本方法を実行するために、および制御装置を使用するために、ブレーキ装置のいかなる追加センサ装置もまた必要ではない。
本発明の有利な実施形態が従属請求項に記載されている。制御装置の対応する実施形態が同様に可能である。
本発明のその他の特徴および利点が以下に図面により説明される。
図1Aは、従来のブレーキ力増幅装置の機能方法の略説明図を示す。 図1Bは、従来のブレーキ力増幅装置の機能方法の略説明図を示す。 図2は、本方法の第1の実施形態を表わす流れ図を示す。 図3Aは、本方法の第2の実施形態を表わすブレーキ装置の略結合機構図を示す。 図3Bは、本方法の第2の実施形態を表わすブレーキ装置の略結合機構図を示す。 図3Cは、本方法の第2の実施形態を表わすブレーキ装置の略結合機構図を示す。 図3Dは、本方法の第2の実施形態を表わすブレーキ装置の略結合機構図を示す。 図4は、それにより本方法の変更態様が実行可能なブレーキ装置を示す。
図2は、本発明の第1の実施形態を表わす流れ図を示す。
方法ステップS1において、本方法を介して作動されるブレーキ力増幅式ブレーキ装置のこの作動モードにおいて、車両の少なくとも1つの車輪に与えられた総ブレーキ・トルクが所定の目標総ブレーキ・トルクと一致するかどうか、および/またはブレーキ媒体容量の力/圧力変換要素内への移動が実行されたかどうかが検査される。この場合、例えば、総ブレーキ・トルクが測定され且つそれに続いて所定の目標総ブレーキ・トルクと比較される。それに対応して、圧力センサを介して、力/圧力変換要素内に移動されたブレーキ媒体容量が決定されてもよい。
この代わりとして、方法ステップS1において、ブレーキ力増幅式ブレーキ装置の作動モードにおいて、与えられた総ブレーキ・トルクに追加して、例えば発電機ブレーキ・トルクのような追加ブレーキ・トルクが作動されたかどうかが決定されてもよい。これにより、間接的に、総ブレーキ・トルクの、有利な目標総ブレーキ・トルクからの偏差もまた決定可能である。
さらに、先行する(図示されていない)方法ステップにおいて、ブレーキ力増幅式ブレーキ装置による車両の停止が決定されてもよい。車両が停止している限り、目標総ブレーキ・トルクは低減される。例えば、目標総ブレーキ・トルクは0にセットされてもよい。同様に、目標総ブレーキ・トルクは、坂道においてもまた車両の好ましくない自動転がりが阻止される値にセットされてもよい。それに続く方法ステップS1において、目標総ブレーキ・トルクが低減されたとき、ブレーキ力増幅式ブレーキ装置の作動モードにおいて、与えられた総ブレーキ・トルクが低減された目標総ブレーキ・トルクから顕著に偏差を有しているかどうかが検査される。
方法ステップS1において、ブレーキ力増幅式ブレーキ装置が作動された作動モードにおいて、ブレーキ力増幅式ブレーキ装置のポンプが、ブレーキ媒体容量が力/圧力変換要素内に移動されるポンプ・モードに切り換えられているかどうかが決定されることにより、ブレーキ媒体容量例えばブレーキ液容量またはブレーキ・ガス容量の力/圧力変換要素内への移動が間接的に決定されてもよい。ポンプは例えばリターン・ポンプであってもよい。
方法ステップS1において、与えられた総ブレーキ・トルクと所定の目標総ブレーキ・トルクとの間のブレーキ・トルク差が所定の基準差より大きいこと、および/または力/圧力変換要素内に移動されたブレーキ媒体容量が所定の基準容量より大きいこと、が特定された場合、方法ステップS2がそれに続く。これらが特定されない場合、方法は終了される。所定の基準差および/または所定の基準容量は0に等しくてもよい。この場合には、ブレーキ・トルク差と基準差との比較および/または移動されたブレーキ媒体容量と基準容量との比較は行われない。この代わりとして、基準差および/または基準容量が、車両状態、車両運転モードおよび/または周囲の状態の関数として与えられてもよい。
それに続く方法ステップS2において、ブレーキ・トルク差および/または移動されたブレーキ媒体容量を考慮して、ブレーキ力増幅式ブレーキ装置のブレーキ力増幅装置から提供された支援力に関して、目標支援力変化が決定される。目標支援力変化は例えば作動モードの関数であってもよい。目標支援力変化の決定は、ブレーキ力増幅装置から発生されたブレーキ力増幅装置ブレーキ・トルクの変化に基づいて、実現された総ブレーキ・トルクが所定の目標総ブレーキ・トルクに等しくなるように行われることが好ましい。例えば、ブレーキ力増幅装置ブレーキ・トルクの変化は追加ブレーキ・トルクに対応する。所定の基準容量より大きいブレーキ媒体容量が移動された場合、目標支援力変化は、移動されたブレーキ媒体容量により与えられる調節力、即ち、ブレーキ力増幅装置に直接的にまたは間接的に結合されている力/圧力変換要素の調節可能構成部品への調節力に対応するように決定されることが好ましい。
他の方法ステップS3において、決定された目標支援力変化がブレーキ力増幅装置に提供される。この場合、ブレーキ力増幅装置は、特に、目標支援力変化がブレーキ力増幅装置により実行されるように操作される。
したがって、目標支援力変化に対応してブレーキ力増幅装置から提供される支援力の変化を介して、目標総ブレーキ・トルクに対応して好ましい総ブレーキ・トルクが保持されるように、ブレーキ力増幅装置から発生されるブレーキ力増幅装置ブレーキ・トルクの変化による追加ブレーキ・トルクが併用されてもよい。これは、特に、時間的に変化する追加ブレーキ・トルクの場合に有利である。同様に、目標支援力変化に対応する支援力変化により、移動されたブレーキ媒体容量により与えられた調節力が補償されてもよく、この調節力は、支援力変化により補償されない場合、力/圧力変換要素の調節可能構成部品に直接的にまたは間接的に結合された操作要素の位置に影響を与えることがあり、したがって、ドライバに対して不快感を与える運動を導くことがある。
上記の方法は、特に、車両の運動エネルギーの一部が電気エネルギーに変換される回生ブレーキにおいて有利である。車両の追加制動を行う発電機トルクは一般に車両速度の関数である。したがって、発電機トルクは制動の間に変化する。ブレーキ・ペダルの一定操作にもかかわらず発生する車両の著しく変動するこの減速度はドライバに不快感を与える。
従来技術から、操作要素がマスタ・ブレーキ・シリンダから完全に切り離されることにより総ブレーキ・トルクの発電機トルクへの適合およびペダル・ストロークの一定保持を実現することが既知である。この場合、操作要素はペダル・ストローク・シミュレータに接続され、一方、油圧ブレーキ装置内の昇圧は外部から提供されたブレーキ力のみにより行われる。しかしながら、ブレーキ・ペダルのマスタ・ブレーキ・シリンダからの完全な切離しは、ブレーキ力を提供する構成部品が故障したときにドライバはブレーキ力の不足をドライバのブレーキ力によって補うことができないので危険である。
上記の方法は、操作要素とマスタ・ブレーキ・シリンダとの機械的結合においても実行可能であり、且つこれにより本方法を介して作動されるブレーキ力増幅式ブレーキ装置の改善された安全基準を保証する。
図3A−Dは、本方法の第2の実施形態を表わすブレーキ装置の略結合機構図を示す。
図示の結合機構は上記の構成部品10−22を含む。しかしながら、本方法の実行可能性はこのような結合機構に限定されていないことを指摘しておく。例えばドライバのブレーキ力Ffおよび支援力Fuを加算して総ブレーキ力Fgを発生するために、例えば応答ディスク18の代わりに、他のブレーキ力増幅装置/操作要素結合要素が使用されてもよい。この場合、総ブレーキ力Fgは、さらに、以下においては詳細に説明されない少なくとも1つの追加力を含んでいてもよい。さらに、本方法の実行可能性はブレーキ・ガスまたはブレーキ液で満たされたブレーキ回路の特定の実施形態に限定されていない。例えば、ブレーキ装置内の容量管理に関する種々の代替可能性が考えられる。
ブレーキ力増幅装置14は、例えば、電気機械式ブレーキ力増幅装置、電気式ブレーキ力増幅装置、真空式ブレーキ力増幅装置および/または油圧式ブレーキ力増幅装置であってもよい。支援力Fuを提供するために複数のブレーキ力増幅装置14が使用されてもよいことは当然である。ブレーキ力増幅装置14は、制御可能なブレーキ力支援のために設計されていることが好ましい。ブレーキ力増幅装置14は、支援力Fuを、ドライバのブレーキ力Ffおよび/または第1の調節ストロークs1の関数として決定するように設計されていることが好ましい。したがって、当業者には、本方法の実行可能性はブレーキ力増幅装置14の特定のタイプに限定されていないことが理解可能である。
図3Aは、ドライバのブレーキ力がFf≠0の場合および支援力がFu≠0の場合における応答ディスク18の変形を表わす代替モデルを示す。点P1−P3は応答ディスク18上の面に対応する。点P1が点P3に関して応答ディスク18のたわみ量Δだけ調節された場合、次式が成立する。
(式1) s1=s3+Δ
したがって、第3の調節ストロークs3だけの出力ピストン20の調節は、一般に、入力ピストン12および操作要素10の第1の調節ストロークs1だけの調節を行わせる。
応答ディスク18におけるトルク・バランスから、次式が得られる。
(式2) Δe=Ff−xFu
したがって、(式2)を(式1)に代入することにより、次式が得られる。
(式3) s1=s3+(Ff−xFu)/e
(式3)に対応する、操作要素10の第1の調節ストロークs1と出力ピストン20の第3の調節ストロークs3との間の関係は、通常、しばしば、操作要素10の操作快適性を妨害する。例えば、力/圧力変換要素および/またはブレーキ回路内の圧力変化の関係が、ドライバに不快感を与える操作要素10の運動を導くことがある。以下に記載の方法により、この欠点は阻止可能である。
図3Bは、本方法の開始前の時点t=t0における、構成部品10−22を有する結合機構を示す。図を見やすくするために、以下においては、ドライバが時点t0においておよび全ての方法の間に、操作要素10に時間的に一定のドライバの力Ffおよび時間的に一定の第1の調節ストロークs1を与えることから出発される。それに対応して、時点t0において、時間的に一定の支援力Fuおよび時間的に一定の第2の調節ストロークs2がブレーキ力増幅装置14から提供される。しかしながら、上記の方法は、ドライバによる操作要素10の時間的に一定の操作に限定されていない。
したがって、ブレーキ回路に付属された少なくとも1つの車輪に、総ブレーキ力Fgに比例した一定の油圧ブレーキ・トルクMhが作用し、この場合、油圧ブレーキ・トルクMhはブレーキ圧力pおよび定数Cから次式のように得られる。
(式4) Mh=C
時点t>t0において、追加ブレーキ・トルクMzが作動される。追加ブレーキ・トルクMzは例えば発電機ブレーキ・トルクである。しかしながら、発電機ブレーキ・トルクの代わりに、上記の方法を介して他の追加ブレーキ・トルクMzが併用されてもよい。
したがって、総ブレーキ・トルクMg(t>t0)は、油圧ブレーキ・トルクMh(t>t0)および追加ブレーキ・トルクMz(t>t0)から構成されている。
(式5) Mg(t>t0)=Mh(t>t0)+Mz(t>t0)
上記の方法は、例えば発電機ブレーキ・トルクが低減され且つMz(t>t0)が負である場合においてもまた実行可能である。
追加ブレーキ・トルクがMz(t>t0)≠0であっても、ドライバによる操作要素10の一定の操作において、総ブレーキ・トルクMg(t>t0)=Mg(t0)を保持することが好ましい。このために、上記の方法ステップS1−S3が実行される。
例えば、方法ステップS2において、はじめに、総ブレーキ・トルクMg(t>t0)=Mg(t0)が保持されるように車輪ブレーキ・シリンダ内のブレーキ圧力pがその値だけ変化される圧力差Δpが決定される。
(式6) Δp=Mz(t>t0)/C
ブレーキ力pは、マスタ・ブレーキ・シリンダ22内の供給圧力を介して、圧力差Δpだけ変化されることが好ましい。この場合、供給圧力を、総ブレーキ力Fgの変化を介して、次式に示す目標ブレーキ力変化ΔFgだけ変化させることが有利であり、
(式7) ΔFg=AMz(t>t0)/C
この場合、Aは力/圧力変換要素例えばマスタ・ブレーキ・シリンダ22の面積に対応する。
目標ブレーキ力変化ΔFgを形成するためにドライバのブレーキ力Ffを変化させることは好ましくないので、目標ブレーキ力変化ΔFgに対応して、ブレーキ力増幅装置14から提供される支援力Fuが変化される。したがって、目標支援力変化ΔFuに対して次式が成立する。
(式8) ΔFu=AMz(t>t0)/C
図3Cは、時点t1>t0における、方法ステップS1−S3の実行後の結合機構を示す。したがって、時点t1において、ブレーキ圧力pは、時点t1において少なくとも1つの車輪に作用している総ブレーキ・トルクMg(t1)が時点t0における総ブレーキ・トルク Mg(t0)に対応するように、即ちMg(t1)=Mg(t0)が成立するように調節されていることが好ましい。
時間的に一定のドライバのブレーキ力Ffに対応して、車両の均等な制動が保持される。時点t1における支援力Fu(t1)は時点t0における支援力Fu(t0)と目標支援力変化ΔFuとの差に対応する。
供給圧力の低下により、ブレーキ装置の全ての車輪ブレーキ・シリンダ内のブレーキ圧力pは自動的に低下される。したがって、供給圧力の低下は、発電機に接続されていない車輪にも現われる。このようにして、より大きな発電機トルクが併用可能である。
しかしながら、支援力Fuの変化は、ブレーキ圧力pを変化させるのみならず、ブレーキ装置の少なくとも1つの構成部品例えばマスタ・ブレーキ・シリンダ22の容量もまた変化させる。ブレーキ装置の少なくとも1つの構成部品の容量のこの変化は、直接第3の調節ストロークs3に影響を与える。したがって、目標支援力変化ΔFuは出力ピストン20の移動量Δs3を形成する。
出力ピストン20の移動量Δs3に対応して(式3)により第1の調節ストロークs1が変化されることを阻止するために、以下に記載の方法ステップが実行される。例えば、このようにして、操作要素10の反動が阻止される。
さらに、目標支援力変化ΔFuに対応して、支援力Fuの変化を介して、(式2)に示すように応答ディスク18が変形される。(図を見やすくするために、時点t0における応答ディスク18の「形状」は図3CおよびDにおいて破線24として記入されている。)この影響を他の方法ステップにおいて考慮することもまた有利である。
他の方法ステップにおいて、目標支援力変化ΔFuに対応する力/圧力変換要素内の圧力変化に関して、圧力変化量が決定される。圧力変化量は例えば目標支援力変化ΔFuに対応する力/圧力変換要素の容量変化V(t0→t1)および/または出力ピストン20の移動量Δs3であり、この場合、次式が成立する。
(式9) Δs3=V(t0→t1)/A
圧力変化量Δs3またはV(t0→t1)は、例えばブレーキ回路の圧力/容量特性曲線または圧力/移動ストローク特性曲線から得られる。
さらに、決定された目標支援力変化に対応する、ブレーキ力増幅装置と力/圧力変換要素との間に配置された少なくとも1つのブレーキ力増幅装置/操作要素結合要素の形状変化に関して、形状変化量が決定される。形状変化量は例えば応答ディスク18のたわみ量Δである。
次の方法ステップにおいて、圧力変化量および/または形状変化量に対応する、力/圧力変換要素内の目標容量変化/目標圧力変化が決定される。この場合、圧力変化量Δs3またはV(t0→t1)および/または時点t2までのたわみ量Δの変化を補償する目標容量変化ΔVが決定されることが好ましい。
この場合、特に次式が成立する。
(式10) s1(t2)=s1(t0)
前出の(式1)−(式3)により、例えば目標容量変化ΔVは次式により決定される。
(式11) ΔV=A(Δs3+xΔFu/C)
したがって、目標容量変化ΔVの決定において、目標支援力変化ΔFuに対応する支援力の変化がブレーキ装置の容量受入変化をV(t0→t1)またはΔs3だけ行わせること、および(応答ディスク18の弾性eに基づき)応答ディスク18の変形を解放すること、が考慮される。両方の効果は反対方向であり、したがって、例えば正のΔs3は負の項(xΔFu/C)を導く。
当業者がわかるように、ここに記載の方法において、車両の減速の一定保持および第1の調節ストロークs1の一定保持が切り離され且つ相互に独立に実行される。
他の方法ステップにおいて、決定された目標圧力変化ないしは決定された目標容量変化ΔVが、ブレーキ力増幅式ブレーキ装置の少なくとも1つのブレーキ回路の少なくとも1つの調節要素に出力される。使用可能な調節要素は例えば車輪圧力の制御装置である。調節要素は、ABS装置として、ESP装置としてまたはバイパス弁として予め通常のブレーキ装置に存在していてもよい。調節要素のこの多機能性は、ここに記載の方法のコスト的に有利な実行を可能にする。さらに、ESP装置またはABS装置による圧力変化は車輪ごとにおよび車軸ごとに行われてもよい。
同じドライバのブレーキ力Ffにおいて車両の減速のみならず第1の調節ストロークs1もまた時間的に一定に保持するために、(式11)により計算された目標容量変化ΔVを、ブレーキ媒体の、ブレーキ装置の蓄積室内への移動または蓄積室からの移動を介して実行することが有利である。ABS装置またはESP装置において、目標容量変化ΔVに対応するブレーキ媒体容量の、存在する蓄積室内への移動が出口弁を介して実行されてもよい。ブレーキ媒体容量の戻しはリターン・ポンプを介して達成可能である。
しかしながら、当業者がわかるように、ここに記載の方法の実行可能性は、ABS装置またはESP装置に限定されていない。同様に、ここに記載の方法を実行するために電気式ハンド・ブレーキが使用されてもよい。それを介してブレーキ媒体容量がブレーキ装置からブレーキ媒体貯蔵容器内に導くことが可能なバイパス弁のほかに、マスタ・ブレーキ・シリンダ22における対応変更もまた考えられる。これは、ESP装置、ブレーキ力増幅装置および/または発電機により操作可能であることが好ましい。
図3Dは、ブレーキ媒体のブレーキ回路内への分配のために適したブレーキ装置の構成部品による目標容量変化ΔVの実行後の時点t2における結合機構を示す。この場合、時点t2における調節ストロークs1(t2)は時点t0において与えられた調節ストロークs1(t0)に対応すること、即ち、s1(t2)=s1(t0)が成立することが好ましい。
したがって、時間的に一定のドライバのブレーキ力Ffにおいて0に等しくない追加ブレーキ・トルクMzにもかかわらず、上記の方法の実行を介して、時間的に一定の調節ストロークs1もまた保証されている。これにより、ドライバは、追加ブレーキ・トルクMzの作動を感知することはない。したがって、上記の方法は、ドライバに対して改善された操縦快適性を保証する。
当業者がわかるように、上記の方法は、時点t0とt2との間の時間間隔がほぼ0になるほどに急速に実行可能である。したがって、第1の調節ストロークs1は時間的に一定に保持される。
本方法の上記の実施形態において、次式が成立する場合、増幅係数fからブレーキ装置の回生率(可能な回生能力の%)が得られる。
(式12) Fu=fFf
最大回生において支援力Fuは0に低減され、且つドライバのブレーキ力Ffのみがブレーキ装置内にブレーキ係合する。したがって、総ブレーキ力Fgを最大で値Fgf/(f+1)だけ低減可能である。ブレーキ力増幅装置が例えばドライバのブレーキ力Ffを5倍だけ増幅した場合、即ち、係数fが4に等しい場合、一定の総ブレーキ・トルクMgにおいて最大で0.8Mgに等しい追加ブレーキ・トルクMzが併用可能である。したがって、回生率は80%である。
図4は、それにより本方法の変更態様が実行可能なブレーキ装置を示す。
ブレーキ装置は、操作要素10、入力ピストン12、ブレーキ力増幅装置14、ブレーキ媒体貯蔵容器30および2つのブレーキ回路がそれに結合されているマスタ・ブレーキ・シリンダ22を含む。ブレーキ回路の各々は2つの車輪32を制動するように設計されている。したがって、ブレーキ回路の各々は、吸込弁(主切換弁)34、切換弁36、リターン・ポンプ38、蓄積室40、2つの車輪入口弁42、2つの車輪出口弁44および2つの車輪ブレーキ・シリンダ46を含む。切換弁の代わりに、常に調節可能な(制御可能な)出口弁44が使用されてもよい。これは出口弁44を切り換えたときに発生する騒音を低減させ且つ圧力低下における配量性を改善する。各切換弁36および各車輪入口弁42に並列にそれぞれ逆止弁48が配置されている。リターン・ポンプ38と蓄積室40との間にそれぞれ1つの他の逆止弁48が挿入されている。両方のリターン・ポンプ38は1台のモータ52の1つの軸50に装着されている。
両方のブレーキ回路の少なくとも1つ内に圧力センサ54が配置されている。圧力センサ54により、例えば、マスタ・ブレーキ・シリンダ圧力、回路圧力、車輪圧力、蓄積室圧力および/または蓄積室容量が測定可能である。圧力センサ54はマスタ・ブレーキ・シリンダ圧力センサまたは回路圧力センサであることが好ましい。圧力値を測定する代わりに、圧力値が計算または評価されてもよい。
上記の方法において、支援力が0に低減されるまでの間追加ブレーキ・トルクが併用される。この場合、ブレーキ力増幅装置14の増幅率は回生率を定義する。
以下に記載の変更態様において、併用されるべき追加ブレーキ・トルクを考慮して、目標支援力変化のみならず目標ブレーキ圧力変化もまた決定される。このようにして、ブレーキ装置のより高い回生率(100%以下)が実現可能であり、ないしはより大きい追加ブレーキ・トルクが併用可能である。
以下に、支援力により発生可能な(油圧)ブレーキ・トルクより大きい追加ブレーキ・トルクを併用するための2つの可能な方法が説明される。
第1の方法において、上記の方法のいずれかが、支援力が0に低減されるまでの間、即ち、ブレーキ装置内の圧力がドライバのブレーキ力によってのみ与えられるまでの間実行される。さらに併用するために、車輪における追加圧力低下が実行される。これは、ABS装置またはESP装置を用いて実行可能である。例えば、車輪における圧力低下は入口弁42の閉鎖により、および車輪圧力の低下は出口弁44を介して行われる。この場合、ブレーキ媒体は蓄積室40内に移動可能である。入口弁42の閉鎖により、入口弁42とマスタ・ブレーキ・シリンダ22との間の容量移動が阻止されることが保証されている。これにより、追加の圧力低下が操作要素10の調節/振動を導くことはない。したがって、操作要素10を操作するドライバは追加の圧力低下を感知することはない。
追加の圧力低下が、ドライバのブレーキ力に対応するブレーキ圧力より明らかに小さい圧力範囲内で行われることが好ましい。これにより、追加の回生のために使用されるブレーキ制御装置は最小圧力範囲および最小容量範囲に対してのみ設計されていればよい。ブレーキ力増幅装置が、例えば、ドライバのブレーキ力より4倍大きい支援力を提供する場合、総ブレーキ力の最大20%が追加の回生により提供されればよい。追加の回生が最大100バールにおいてのみ使用されることから出発した場合、最大20バールのマスタ・ブレーキ圧力のみが形成される。
第2の方法において、支援力を0に低減する前に予め入口弁42が(制御)作動モードに切り換えられてもよく、この作動モードにおいて、差圧ないしは容量流れが入口弁42により制御可能/操作可能である。例えば、入口弁42は「Δp制御」に切り換えられる。このようにして、容量移動の操作要素10への反作用は明らかに低減可能である。したがって、入口弁42の閉鎖は騒音も操作要素10への反作用も発生しないことが保証されている。これにより、第1の方法において入口弁42を閉鎖したときに(0に等しい支援力において)発生するであろうハードな移行(harten Ubergang)の代わりに、第2の方法においてはソフトな移行(weicher Ubergang)が実現可能である。
支援力を0に低減するとき、操作要素10の時間的に一定の第1の調節ストロークを保証するために、はじめに入口弁42が完全に閉鎖されることが好ましい。しかしながら、支援力を0に低減する前に予め入口弁42の閉鎖が行われてもよいことは当然である。この場合、ブレーキ力増幅装置は、追加ブレーキ・トルクがさらに併用されている間に、残りの力を提供可能である。
以下に、追加ブレーキ・トルクに基づいて低減された油圧ブレーキ・トルクを再上昇させるための可能性が説明される。この場合、追加ブレーキ・トルクが低減されるかまたは非作動とされ、したがって、好ましい総ブレーキ・トルクを保持するために、より大きな油圧ブレーキ・トルクが有利である、ことから出発される。
はじめに、さらに併用するために実行された車輪における追加の圧力低下が逆に戻される。したがって、ブレーキ装置内の圧力は(再び)上昇される。これは、予め移動されたブレーキ媒体の容量が再びブレーキ装置内に戻されることにより行われる。移動されたブレーキ媒体を蓄積室40から排出するためにリターン・ポンプ38が使用されることが有利である。リターン・ポンプ38、入口弁42および出口弁44の適切な制御/操作を介して、昇圧が追加のブレーキ・トルクの同時低減に対応するように、車輪ブレーキ・シリンダ46内の昇圧が実行可能である。このようにして、時間的に一定の総ブレーキ・トルクが保証されている。
この方法を実行する前に、マスタ・ブレーキ・シリンダ22と入口弁42との間の圧力が車輪ブレーキ圧力から偏差を有しているかどうかが決定されてもよい。このような状況において、移動されたブレーキ媒体容量の操作要素10への反作用を阻止するために、マスタ・ブレーキ・シリンダ22と入口弁42との間のブレーキ媒体容量が変化されないようにブレーキ装置を操作することが有利である。リターン・ポンプ38、入口弁42および/または出口弁44は、移動されたブレーキ媒体容量が車輪ブレーキ・シリンダ46内の昇圧のみを行うように操作されることが好ましい。これは、マスタ・ブレーキ・シリンダ22と入口弁42との間の圧力が車輪圧力より大きく、したがって、ブレーキ媒体容量が入口弁42を介して車輪ブレーキ・シリンダ46内に移動可能な限り、容易に実行可能である。
他の方法ステップにおいて、油圧ブレーキ・トルクの再上昇が、ブレーキ力増幅装置から提供される支援力の上昇により行われてもよい。この場合、特に、油圧ブレーキ・トルクの上昇はブレーキ装置内の圧力管理なしに実行可能である。
リターン・ポンプ38の運転による昇圧において発生の可能性がある欠点は、リターン・ポンプ38がしばしば脈動する容量流れを発生することにある。この脈動する容量流れはしばしば操作要素10を振動させ、この振動は一般にドライバに不快感を与える。しかしながら、この問題は、リターン・ポンプ38からマスタ・ブレーキ・シリンダ22への容量流れが阻止されるように、リターン・ポンプ38をマスタ・ブレーキ・シリンダ22から切り離すことにより解決可能である。例えば、ESP装置においては、切換弁36を介して、リターン・ポンプ38をマスタ・ブレーキ・シリンダ22から有利に切り離すことが達成可能である。切換弁36の代わりに、入口弁42とマスタ・ブレーキ・シリンダ22との間の対応する他の遮断弁(ブレーキ制御装置以外であってもよい)が使用されてもよい。リターン・ポンプ38の有利な切離しのために、例えば、追加の遮断弁を備えたABS装置が使用されてもよい。
本方法のこの有利な変更態様は、リターン・ポンプ38による容量供給の間において、操作要素への反作用が遮断弁の操作を介して阻止可能であるという知見に基づいている。例えば、支援力が0に低減され且つ入口弁42が閉鎖されているものとする。このような状況においてリターン・ポンプ38による容量上昇の操作要素10への反作用を低減させるために、切換弁36が閉鎖されてもよい。この場合、容量供給の開始前に、マスタ・ブレーキ・シリンダ22と切換弁36との間の圧力が切換弁36と入口弁32との間の圧力に等しくされている。容量供給が行われるとき、両方の弁36および42は閉鎖されているので、切換弁36と入口弁42との間のブレーキ回路内の圧力ないしは容量は上昇される。切換弁36とマスタ・ブレーキ・シリンダ22との間の圧力ないしは容量は変化しない。したがって、操作要素10への反作用は阻止されている。
閉鎖された切換弁36から開放された切換弁36への移行は、切換弁36の簡単な開放(完全な無通電)としてまたは移行過程(Δp制御)を介して実行可能である。
さらに、リターン・ポンプ38の脈動する容量流れを補償するために、ブレーキ力増幅装置14を使用する可能性が存在する。この場合、リターン・ポンプ38による容量供給の間に、ブレーキ力増幅装置14の支援力が、脈動する容量流れに抵抗するように変化される。このようにして、脈動する容量流れの操作要素10への反作用が阻止可能である。
この場合、リターン・ポンプ38とマスタ・ブレーキ・シリンダ22との間の切換弁36または類似の遮断弁はなくてもよい。したがって、脈動する容量流れのブレーキ力増幅装置14による補償は、特にABS装置において有利である。
脈動する容量流れのブレーキ力増幅装置14による補償において、支援力の上昇のみならず低減もまた実行可能なように、支援力は0に低減されない。したがって、各ポンピング行程において、ポンピング行程が操作要素10を調節しないように、支援力が適合されてもよい。支援力は脈動する容量流れに対していわゆる能動的に作用する。
支援力の変化により行われる、例えば応答ディスクのような弾性的に形成されている結合要素の応答は、支援力の操作において、脈動する容量流れを補償するように考慮されてもよい。したがって、本発明は、ブレーキ装置の操作要素へのポンプの反作用が補償されるように、ブレーキ力増幅装置14の支援力の適合を可能にする。
10 操作要素
12 入力ピストン
14 ブレーキ力増幅装置
16 支援ピストン
18 ブレーキ力増幅装置/操作要素結合要素(応答ディスク)
20 出力ピストン
21 調節可能構成部品
22 力/圧力変換要素(マスタ・ブレーキ・シリンダ)
24 破線
30 ブレーキ媒体貯蔵容器
32 車輪
34 吸込弁
36 切換弁
38 リターン・ポンプ
40 蓄積室
42 車輪入口弁
44 車輪出口弁
46 車輪ブレーキ・シリンダ
48 逆止弁
50 軸
52 モータ
54 圧力センサ

Claims (13)

  1. ブレーキ力増幅式ブレーキ装置により車両の少なくとも1つの車輪(32)に与えられた総ブレーキ・トルク(Mg)と所定の目標総ブレーキ・トルクとの一致、およびブレーキ力増幅式ブレーキ装置のブレーキ媒体容量の、ブレーキ力増幅式ブレーキ装置の力/圧力変換要素(22)内への移動、の少なくともいずれかに関して、ブレーキ力増幅式ブレーキ装置の作動モードを検査するステップ(S1)と、
    与えられた総ブレーキ・トルク(Mg)と所定の目標総ブレーキ・トルクとの間のブレーキ・トルク差(Mz)が所定の基準差より大きいか、および力/圧力変換要素(22)内に移動されたブレーキ媒体容量が所定の基準容量より大きいか、の少なくともいずれかである限り、前記ブレーキ・トルク差(Mz)および前記移動されたブレーキ媒体容量の少なくともいずれかを考慮して、ブレーキ力増幅式ブレーキ装置のブレーキ力増幅装置(14)から提供される支援力(Fu)に関して、作動モードの関数である目標支援力変化(ΔFu)を決定するステップ(S2)と、
    前記目標支援力変化(ΔFu)をブレーキ力増幅装置(14)に出力するステップ(S3)と、
    を有し、
    前記決定された目標支援力変化(ΔFu)に対応する、ブレーキ力増幅装置(14)と力/圧力変換要素(22)との間に配置された少なくとも1つのブレーキ力増幅装置/操作要素結合要素(18)の形状変化に関して、形状変化量(Δ)が決定されることを特徴とする、車両のブレーキ力増幅式ブレーキ装置の作動方法。
  2. ブレーキ力増幅式ブレーキ装置の作動モードにおいて、前記与えられた総ブレーキ・トルク(Mg)に追加して、前記所定の基準差より大きい他のブレーキ・トルク(Mz)が作動されたかどうかが検査されることを特徴とする請求項1に記載の作動方法。
  3. ブレーキ力増幅式ブレーキ装置の作動モードにおいて、他のブレーキ・トルク(Mz)として、前記所定の基準差より大きい発電機ブレーキ・トルク(Mz)が作動されたかどうかが検査されることを特徴とする請求項2に記載の作動方法。
  4. 前記目標支援力変化(ΔFu)に追加して、前記ブレーキ・トルク差(Mz)を考慮して、目標ブレーキ圧力変化が決定されること、および
    前記決定された目標ブレーキ圧力変化が、ブレーキ力増幅式ブレーキ装置の少なくとも1つのブレーキ回路の少なくとも1つの調節要素(38、42、44)に出力されること、
    を特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の作動方法。
  5. 車両の停止時において目標総ブレーキ・トルクが低減されること、および
    前記目標総ブレーキ・トルクが低減されたとき、ブレーキ力増幅式ブレーキ装置の作動モードにおいて、与えられた総ブレーキ・トルク(Mg)が前記低減された目標ブレーキ・トルクから少なくとも所定の基準差だけ偏差を有しているかどうかが検査されること、
    を特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の作動方法。
  6. 前記決定された目標支援力変化(ΔFu)に対応する力/圧力変換要素(22)内の圧力変化に関して、圧力変化量(Δs3、V(t0→t1))が決定されることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の作動方法。
  7. 前記圧力変化量(Δs3、V(t0→t1))および前記形状変化量(Δ)の少なくともいずれかに対応する、力/圧力変換要素(22)内の目標容量変化(ΔV)が決定されること、および
    前記決定された目標容量変化(ΔV)が、ブレーキ力増幅式ブレーキ装置の少なくとも1つのブレーキ回路の少なくとも1つの調節要素(38、42、44)に出力されること、
    を特徴とする請求項に記載の作動方法。
  8. ブレーキ力増幅式ブレーキ装置の作動モードにおいて、ブレーキ力増幅式ブレーキ装置のポンプ(38)が、力/圧力変換要素(22)内に移動されるブレーキ媒体容量が所定の基準容量より大きいポンプ・モードに切り換えられているかどうかが検査されることを特徴とする請求項1ないしのいずれかに記載の作動方法。
  9. ブレーキ力増幅式ブレーキ装置により車両の少なくとも1つの車輪(32)に与えられた総ブレーキ・トルク(Mg)と所定の目標総ブレーキ・トルクとの一致、およびブレーキ力増幅式ブレーキ装置のブレーキ媒体容量の、ブレーキ力増幅式ブレーキ装置の力/圧力変換要素(22)内への移動、の少なくともいずれかに関して、ブレーキ力増幅式ブレーキ装置の作動モードを検査するように設計されているセンサ装置であって、与えられた総ブレーキ・トルク(Mg)と所定の目標総ブレーキ・トルクとの間のブレーキ・トルク差(Mz)が所定の基準差より大きいか、および力/圧力変換要素(22)内に移動されたブレーキ媒体容量が所定の基準容量より大きいか、の少なくともいずれかである限り、前記ブレーキ・トルク差(Mz)および前記ブレーキ媒体容量の少なくともいずれかに対応する情報(Mz)を提供するように設計されている該センサ装置と、
    前記提供された情報(Mz)を考慮して、ブレーキ力増幅式ブレーキ装置のブレーキ力増幅装置(14)から提供される支援力(Fu)に関して、作動モードの関数である目標支援力変化(ΔFu)を決定するように設計されている評価装置と、
    前記決定された目標支援力変化(ΔFu)に対応する制御信号をブレーキ力増幅装置(14)に出力するように設計されている出力装置と、
    を有し、
    前記決定された目標支援力変化(ΔFu)に対応する、ブレーキ力増幅装置(14)と力/圧力変換要素(22)との間に配置された少なくとも1つのブレーキ力増幅装置/操作要素結合要素(18)の形状変化に関して、形状変化量(Δ)が決定されることを特徴とする、車両のブレーキ力増幅式ブレーキ装置用制御装置。
  10. 請求項に記載の制御装置を有するブレーキ力増幅式ブレーキ装置。
  11. 請求項10に記載のブレーキ力増幅式ブレーキ装置を有する車両。
  12. ブレーキ力増幅式ブレーキ装置により車両の少なくとも1つの車輪(32)に与えられた総ブレーキ・トルク(Mg)と所定の目標総ブレーキ・トルクとの一致、およびブレーキ力増幅式ブレーキ装置のブレーキ媒体容量の、ブレーキ力増幅式ブレーキ装置の力/圧力変換要素(22)内への移動、の少なくともいずれかに関して、ブレーキ力増幅式ブレーキ装置の作動モードを検査するステップ(S1)と、
    与えられた総ブレーキ・トルク(Mg)と所定の目標総ブレーキ・トルクとの間のブレーキ・トルク差(Mz)が所定の基準差より大きいか、および力/圧力変換要素(22)内に移動されたブレーキ媒体容量が所定の基準容量より大きいか、の少なくともいずれかである限り、前記ブレーキ・トルク差(Mz)および前記移動されたブレーキ媒体容量の少なくともいずれかを考慮して、ブレーキ力増幅式ブレーキ装置のブレーキ力増幅装置(14)から提供される支援力(Fu)に関して、作動モードの関数である目標支援力変化(ΔFu)を決定するステップ(S2)と、
    前記目標支援力変化(ΔFu)をブレーキ力増幅装置(14)に出力するステップ(S3)と、
    を有し、
    車両の停止時において目標総ブレーキ・トルクが低減されること、および
    前記目標総ブレーキ・トルクが低減されたとき、ブレーキ力増幅式ブレーキ装置の作動モードにおいて、与えられた総ブレーキ・トルク(Mg)が前記低減された目標ブレーキ・トルクから少なくとも所定の基準差だけ偏差を有しているかどうかが検査されること、
    を特徴とする、車両のブレーキ力増幅式ブレーキ装置の作動方法。
  13. ブレーキ力増幅式ブレーキ装置により車両の少なくとも1つの車輪(32)に与えられた総ブレーキ・トルク(Mg)と所定の目標総ブレーキ・トルクとの一致、およびブレーキ力増幅式ブレーキ装置のブレーキ媒体容量の、ブレーキ力増幅式ブレーキ装置の力/圧力変換要素(22)内への移動、の少なくともいずれかに関して、ブレーキ力増幅式ブレーキ装置の作動モードを検査するように設計されているセンサ装置であって、与えられた総ブレーキ・トルク(Mg)と所定の目標総ブレーキ・トルクとの間のブレーキ・トルク差(Mz)が所定の基準差より大きいか、および力/圧力変換要素(22)内に移動されたブレーキ媒体容量が所定の基準容量より大きいか、の少なくともいずれかである限り、前記ブレーキ・トルク差(Mz)および前記ブレーキ媒体容量の少なくともいずれかに対応する情報(Mz)を提供するように設計されている該センサ装置と、
    前記提供された情報(Mz)を考慮して、ブレーキ力増幅式ブレーキ装置のブレーキ力増幅装置(14)から提供される支援力(Fu)に関して、作動モードの関数である目標支援力変化(ΔFu)を決定するように設計されている評価装置と、
    前記決定された目標支援力変化(ΔFu)に対応する制御信号をブレーキ力増幅装置(14)に出力するように設計されている出力装置と、
    を有し、
    車両の停止時において目標総ブレーキ・トルクが低減されること、および
    前記目標総ブレーキ・トルクが低減されたとき、ブレーキ力増幅式ブレーキ装置の作動モードにおいて、与えられた総ブレーキ・トルク(Mg)が前記低減された目標ブレーキ・トルクから少なくとも所定の基準差だけ偏差を有しているかどうかが検査されること、
    を特徴とする、車両のブレーキ力増幅式ブレーキ装置用制御装置。
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