JP5624216B2 - 駐車ブレーキによって加えられたクランプ力を調節する方法、方法を実施するための閉ループもしくは開ループ制御器およびそのような制御器を備える車両駐車ブレーキ - Google Patents

Description

本発明は、車両で駐車ブレーキによって加えられたクランプ力を調節する方法に関する。

従来技術では、停止状態で車両を持続的に固定するための車両の駐車ブレーキもしくはパーキングブレーキが挙げられる。このような駐車ブレーキは、電動ブレーキモータを含む場合があり、電動ブレーキモータは、例えばスピンドル駆動装置として構成された伝動装置によって、液圧ホイールブレーキのブレーキピストンに直接に作用する。電動ブレーキモータは、所定の傾斜度まで車両を確実に固定するクランプ力を生成することができるように設計されている。所定の傾斜度を超過した場合には、ホイールブレーキを含む液圧ブレーキ装置によって液圧クランプ力を付加的に生成することができる。

本発明の課題は、車両の駐車ブレーキにおける締付力もしくはクランプ力を効率的に提供し、同時に駐車ブレーキに加えられる負荷を低減することである。

この課題は、本発明によれば、請求項１に記載の特徴によって解決される。従属請求項は好適なさらなる実施形態を示す。

本発明による方法によって、停止状態で車両を固定するための駐車ブレーキでクランプ力を効率的に準備することができ、同時に、特に高い液圧に起因して駐車ブレーキの構成部品に過剰な負荷が加えられることが防止される。駐車ブレーキは、一方では電動ブレーキモータを備える電動ブレーキ装置と、他方では液圧ホイールブレーキユニットを備える液圧ブレーキ装置とを含み、電動ブレーキモータは、駐車ブレーキの構成部材である１つ以上のホイールのブレーキピストンに直接に作用する。この場合、液圧ブレーキ装置は、好ましくは、走行時に車両を制動する液圧車両ブレーキと同一である。電気および液圧ブレーキ装置に関して、総クランプ力におけるそれぞれ調節可能な配分を設けることができ、それぞれの配分は、ゼロと最大値との間で可変に調節可能である。

運転手によるブレーキペダルの操作時に、液圧ブレーキ装置内に予圧が生じ、この予圧は、車両を停車状態で固定し、電動ブレーキモータによってブレーキピストンに負荷を加えた場合にホイールブレーキユニットの構成部品に負荷を持続的に加える場合がある。圧力および構成部品への負荷を低減するために、本発明による方法では、予圧が圧力閾値を超過した場合に、ブレーキシリンダとホイールブレーキユニットとの間に配置された液圧ブレーキ装置の入口弁が閉じられる。駐車ブレーキによって車両を固定するために調節することが望ましい目標クランプ力は、電動ブレーキ装置の操作によって得られる。

入口弁の閉鎖によって、入口弁と、割り当てられたホイールブレーキユニットとの間のブレーキ回路における液圧的な分岐部分が分離され、したがって、ブレーキペダルをさらに操作した場合に圧力がさらに増大されることはない。ブレーキ回路のこの部分の体積は、場合によって設けられた蓄積器ユニットを含む総ブレーキ回路に比べて著しく減じられている。電動ブレーキモータを操作した場合、ブレーキピストンはモータの調節動作によって変位され、これにより、ブレーキ回路の分離された分岐部分で体積拡大がもたらされる。このような体積拡大は、分離された分岐部分で比較的大きく作用し、対応して圧力は著しく減衰され、ひいてはホイールブレーキユニットの構成部材に加えられる負荷も低減される。

電動ブレーキ装置によって、要求された目標クランプ力を調節できることが同時に確保される。電動ブレーキモータの操作、およびこれに伴う体積拡大に続いて調節される液圧ブレーキ装置の圧力によって、付加的な液圧クランプ力が補足的に生成される。液圧クランプ力は、必要に応じて、電気クランプ力を調節する場合に考慮することができ、電気クランプ力と液圧クランプ力との合計から目標クランプ力が生じる。これに対して、好適な他の実施形態によれば、特に圧力閾値を超過した場合には、まず入口弁が閉じられ、次いで目標クランプ力に設定された電気クランプ力を生成するために電動ブレーキ装置が操作される。液圧システムに残留する圧力は、目標クランプ力を超える付加的な力をもたらす。

ブレーキシリンダとホイールブレーキユニットとの間に設けられた入口弁に対して付加的に、ブレーキシリンダと入口弁との間に配置されたブレーキ回路の切換弁を閉じることが好ましい場合もある。一般的に、ブレーキ回路には２つのホイールブレーキユニットが設けられており、例えば２つのホイールブレーキユニットが共通の車軸に設けられるか、または対角線状の分配の場合にはホイールブレーキユニットは異なる車軸に、横方向に向かい合った位置に設けられ、それぞれ１つのホイールブレーキユニットを備える２つの分岐部分への分岐点の上流側に切換弁が配置されている。切換弁を閉じることによって、２つの分岐部分は運転手によるブレーキペダル操作によって分離される。付加的に、ホイールブレーキユニットと連通する液圧体積を著しく低減するために入口弁が閉じられ、これにより、電動ブレーキ装置の操作によるブレーキピストン変位は、比較的大きい体積拡大、ひいては著しい圧力減衰をもたらす。

別の好適な実施形態によれば、圧力閾値未満で、まず電気クランプ力が電動ブレーキモータの操作によって生成され、次いで入口弁が閉じられる。このようにして、液圧クランプ力を生成するためにブレーキシステムの液圧を使用することができる。有利には、電気クランプ力の大きさは目標クランプ力と液圧により調節可能なクランプ力との差から決定される。この作動形式では、液圧システムで形成された圧力は減衰されないので、この実施形態は、好ましくは構成部品の過剰な負荷を防止するために圧力閾値未満でのみ行われる。

電動ブレーキモータによって、調節される電気クランプ力を決定する場合、入口弁の閉鎖時点で有効となる、液圧クランプ力の安全のための削減を行うことが好適な場合もある。このような安全のための削減により、電気クランプ力の配分が大きくなり、その結果として得られる、電気クランプ力の配分と液圧クランプ力の配分と備えるクランプ力は、全体として、安全のための削減を考慮しない場合よりも高い。

駐車ブレーキは、通常は車両の後軸に配置された２つのホイールブレーキユニットによって形成される。それぞれのホイールブレーキユニットにはブレーキ回路の入口弁が割り当てられており、方法を実施するためには、駐車ブレーキのホイールブレーキユニットのそれぞれの入口弁が圧力閾値を超過した場合に閉じられる。

目標クランプ力が、残留する液圧とは無関係に電動ブレーキモータのみによって調節される場合には、電動ブレーキモータで、例えば２０％の規定された傾斜度に対応した定格クランプ力が生成される。

本発明による方法は、車両の駐車ブレーキの構成部材であるか、または駐車ブレーキもしくは駐車ブレーキの構成部材と連通する閉ループもしくは開ループ制御器で作動する。閉ループもしくは開ループ制御器は、ＥＳＰ制御器（エレクトロニック・スタビリティプログラム）の構成部品であってもよいし、またはＥＳＰ制御器の追加機能を形成してもよい。場合によっては、開ループ制御器は、ＥＳＰ制御器と連通する別個のユニットとして構成されている。

他の利点および好適な実施形態が請求項、図面の説明および図面から明らかである。

前軸ブレーキ回路および後軸ブレーキ回路を備える車両における液圧ブレーキ装置の液圧回路図である。 駐車ブレーキによって加えられるクランプ力を調節する方法の実施するためのフロー図である。

図１に示した液圧回路図には、前輪のそれぞれホイールブレーキ装置９，１０、および後輪のそれぞれホイールブレーキ装置８，１１に液圧用ブレーキ液を供給するための２つの対角線状のブレーキ回路２および３が示されている。２つのブレーキ回路２，３は、ブレーキ液リザーバ５を介してブレーキ液を供給される共通のブレーキマスタシリンダ４に接続されている。ブレーキマスタシリンダ４は、運転手によってブレーキペダル６を介して操作される。運転手によって加えられたペダルストロークは、ペダルストロークセンサ７によって測定される。

それぞれのブレーキ回路２，３には切換弁１２が配置されており、切換弁１２は、ブレーキマスタシリンダ４とそれぞれのホイールブレーキユニット８，９，１０および１１との間の流体経路に位置する。切換弁１２は、非通電状態の基本位置で開かれている。それぞれの切換弁１２には、平行に配置された逆止弁が割り当てられており、逆止弁は、それぞれのホイールブレーキユニットの方向に貫流されることができる。

切換弁１２とそれぞれのホイールブレーキユニット８，９，１０，１１との間には、同様に非通電状態で開かれた入口弁１３が位置する。入口弁１３にも逆止弁が割り当てられており、逆止弁は、反対方向、すなわち、ホイールブレーキユニットからブレーキマスタシリンダ４の方向に貫流されることができる。

さらに、それぞれのホイールブレーキユニット８，９，１０，１１には、非通電状態で閉じられた出口弁１４が割り当てられている。出口弁１４はそれぞれポンプユニット１５の吸込み側に接続されており、ポンプユニット１５は、それぞれのブレーキ回路２，３にポンプ１８，１９を備える。ポンプユニットには、シャフト２３を介して両方のポンプ１８および１９を操作する電気駆動モータもしくはポンプモータ２２が設けられている。ポンプ１８もしくは１９の加圧側は、ブレーキ回路２，３毎に切換弁１２と両方の入口弁１３との間の管路部分に接続されている。

ポンプ１８および１９の吸込み側は、ブレーキマスタシリンダ４に液圧接続された主切換弁２４にそれぞれ接続されている。走行力学的な調整が施された場合、素早いブレーキ圧生成により、非通電状態で閉じられた主切換弁２４を開くことができ、これにより、ポンプ１８および１９はブレーキマスタシリンダ４から直接に液圧液を吸い込む。このような圧力生成は、運転手によるブレーキ装置の操作とは無関係に行うことができる。２つの個別のポンプ１８，１９、電動ポンプモータ２２およびシャフト２３を備えるポンプユニット１５は、運転手支援システムに属し、特にエレクトロニック・スタビリティプログラム（ＥＳＰ）を形成している。

出口弁１４とポンプ１８および１９の吸込み側との間には、ブレーキ回路２，３毎に液圧蓄積器２５が位置し、液圧蓄圧器２５は、出口弁１４による走行力学的作用時にホイールブレーキユニット８，９，１０，１１から排出される液圧液を一時保存する役割を果たす。それぞれの液圧蓄積器２５には、ポンプ１８，１９の吸込み側の方向に開いた逆止弁が割り当てられている。

圧力測定のためには、それぞれのブレーキ回路２，３のホイールブレーキユニット８，９，１０，１１の領域にそれぞれ圧力センサ２６が設けられている。別の圧力センサ２７（予圧センサ）がブレーキ回路２に、ブレーキマスタシリンダ４に隣接して配置されている。

図１に示した液圧ブレーキ装置１は車両ブレーキの構成部分であり、さらに静止状態で車両を固定するための駐車ブレーキの一部を形成している。駐車ブレーキは、液圧ブレーキ装置１に加えて、電動ブレーキモータを備える電気機械式ブレーキ装置をも含み、電動ブレーキモータは、それぞれの対角線上のホイールブレーキユニット８および１１に配置され、ホイールブレーキユニット８および１１の液圧ブレーキピストンに作用する。

図２には、駐車ブレーキを調節する方法を実施するためのフロー図が示されている。この駐車ブレーキは、図１に示した液圧ブレーキ装置１のブレーキ回路２および３の後軸ホイールブレーキ８および１１を含む。第１方法ステップ３０では、まず運転手によるブレーキペダル操作に起因する液圧による予圧Ｐ_{ｈ，ｖｏｒ}がブレーキ装置の予圧センサ２７によって決定される。次の方法ステップ３１では、予圧Ｐ_{ｈ，ｖｏｒ}が、例えば、１００ｂａｒの圧力閾値Ｐ_{ｈ，１００}と比較される。予圧Ｐ_{ｈ，ｖｏｒ}が圧力閾値Ｐ_{ｈ，１００}を超過した場合には、ホイールブレーキユニットの構成部品の損傷を防止するために圧力を低減するための措置がとられる。

問合わせ３１で圧力閾値Ｐ_{ｈ，１００}を超過した場合、「はい」の分岐（Ｙ）にしたがって次の方法ステップ３２に進み、まずブレーキ回路２および３の切換弁１２および後輪ブレーキの入口弁１３が閉じられる。切換弁１２の閉鎖により、ブレーキ回路２および３におけるブレーキペダル６の他の操作、特にブレーキペダルの解除の独立性が達成される。後軸ブレーキ回路における両方の入口弁１３の閉鎖により、それぞれの入口弁１３と、割り当てられたホイールブレーキユニット８もしくは１１との間のそれぞれの分岐部分が液圧的に分離される。したがって、ホイールブレーキユニット８および１１には、著しく低減された液圧体積しか存在しない。

次の方法ステップ３３では、電動ブレーキモータがそれぞれのホイールブレーキユニット８もしくは１１でそれぞれのブレーキピストンに調節力を加えることにより、電動ブレーキ装置が操作される。これにより、ブレーキ液のために提供された体積が拡大され、これに付随してそれぞれのホイールブレーキユニット８，１１における著しい圧力低減が行われる。それぞれのホイールブレーキユニット８，１１の電動ブレーキモータ１を介して、望ましい目標クランプ力Ｆ_{Ｎ，Ｚｉｅｌ}を調節することができる。

方法ステップ３１の問い合わせで、ブレーキ回路２および３の予圧Ｐ_{ｈ，ｖｏｒ}が圧力閾値Ｐ_{ｈ，１００}を超過していないことが明らかとなった場合、「いいえ」の分岐（Ｎ）にしたがって方法ステップ３４および３５に進む。方法ステップ３４で、まず後軸ブレーキ回路のそれぞれのホイールブレーキユニット８，１１で電動ブレーキモータの操作が行われる。すなわち、切換弁１２およびホイールブレーキ８および１１の両方の入口弁１３はまだ開かれている。したがって、後軸ブレーキ回路に加えられた液圧による予圧Ｐ_{ｈ，ｖｏｒ}もホイールブレーキユニット８，１１で作用している。総クランプ力は、電動機により提供されたクランプ力Ｆ_Ｎ，ｅｌとホイールブレーキユニット８，１１の液圧クランプ力Ｆ_Ｎ，ｈとからなる。この場合、電気クランプ力Ｆ_Ｎ，ｅｌは、実際に形成された予圧Ｐ_{ｈ，ｖｏｒ}もしくは予圧に対応した液圧クランプ力Ｆ_Ｎ，ｈの関数として可変に検出される。所定の目標クランプ力Ｆ_{，ｚｉｅｌ}において、電気クランプ力Ｆ_Ｎ，ｅｌは目標クランプ力Ｆ_{Ｎ，Ｚｉｅｌ}と液圧クランプ力Ｆ_Ｎ，ｈとの差から決定される。

次の方法ステップ３５では、切換弁１２および後輪ブレーキ８および１１の入口弁１３が、電気クランプ力Ｆ_Ｎ，ｅｌの調節後に閉じられる。したがって、さらなるブレーキペダル操作はもはやホイールブレーキユニットに作用しない。

方法ステップ３４で液圧クランプ力Ｆ_Ｎ，ｈの値から電気クランプ力を検出する場合に、例えば、実際に形成された予圧Ｐ_{ｈ，ｖｏｒ}の２０ｂａｒの大きさで安全のための削減を行うことが好ましい場合があり、これにより、目標クランプ力Ｆ_{，ｚｉｅｌ}の調節時に電気クランプ力Ｆ_Ｎ，ｅｌの適宜に大きい配分が生じる。

Claims (10)

1. 駐車ブレーキによって加えられるクランプ力（Ｆ_Ｎ）を調節する方法であって、駐車ブレーキが、電動ブレーキモータを含む電動ブレーキ装置と、液圧ブレーキ装置とを備え、電動ブレーキモータが、液圧ブレーキ装置の液圧ホイールブレーキユニットのブレーキピストンに負荷を加える方法において、
   液圧ブレーキ装置内に形成された予圧（Ｐ_{ｈ，ｖｏｒ}）が圧力閾値（Ｐ_{ｈ，１００}）を超過した場合に、液圧ブレーキ装置のブレーキ回路で、ブレーキシリンダとホイールブレーキユニットとの間に配置された入口弁を閉じ、電動ブレーキ装置の操作によって前記クランプ力（Ｆ _Ｎ ）を調節することを特徴とする方法。
2. 請求項１に記載の方法において、
   圧力閾値（Ｐ_{ｈ，１００}）を超過した場合に、ブレーキ回路でブレーキシリンダと入口弁との間に配置された切換弁を閉じる方法。
3. 請求項１または２に記載の方法において、
   圧力閾値（Ｐ_{ｈ，１００}）を超過した場合に、まず入口弁を閉じ、次いで電気クランプ力（Ｆ_Ｎ，ｅｌ）を生成するために電動ブレーキ装置を操作する方法。
4. 請求項１から３までのいずれか一項に記載の方法において、
   圧力閾値（Ｐ_{ｈ，１００}）未満で、まず電気クランプ力（Ｆ_Ｎ，ｅｌ）を生成し、次いで入口弁を閉じる方法。
5. 請求項４に記載の方法において、
   電気クランプ力（Ｆ_Ｎ，ｅｌ）の大きさを調節し、電気クランプ力（Ｆ_Ｎ，ｅｌ）と、入口弁の閉鎖時点で有効となる液圧クランプ力（Ｆ_Ｎ，ｈ）との合計から目標クランプ力（Ｆ_{Ｎ，Ｚｉｅｌ}）を得る方法。
6. 請求項５に記載の方法において、
   調節される電気クランプ力（Ｆ_Ｎ，ｅｌ）を決定する場合に、入口弁の閉鎖時点で有効となる液圧クランプ力（Ｆ_Ｎ，ｈ）の安全のための削減を行う方法。
7. 請求項１から６までのいずれか一項に記載の方法において、
   ２つの入口弁を設け、それぞれ１つのホイールブレーキユニットを備えるブレーキ回路のそれぞれ１つの分岐部分に前記入口弁を配置し、圧力閾値（Ｐ_{ｈ，１００}）を超過した場合に閉じる方法。
8. 請求項１から７までのいずれか一項に記載の方法において、
   電動ブレーキ装置で生成されたクランプ力（Ｆ_Ｎ，ｅｌ）を、所定の傾斜度に対応した定格値に設定する方法。
9. 請求項１から８までのいずれか一項に記載の方法を実施するための閉ループもしくは開ループ制御器。
10. 請求項９に記載の閉ループもしくは開ループ制御器を備える車両の駐車ブレーキ

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