JP5694197B2 - 異なる車輪シリンダ圧力レベルによって、車輪ブレーキで、同時または部分的に同時に圧力が発生および減少するブレーキングシステム - Google Patents
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Description
RL≦RV/係数、
ここで係数は、室温で1.5から5であり、特に1.5から3である。経路15および16に設けられる2/2方電磁バルブ17a〜17d、および圧力センサ19は好ましくはブロックに組み込まれ、およびHZまたはTHZも、これに含まれてもよい。
〔態様1〕
ブレーキブースタと、特にトランスミッション手段によるが、機械的または油圧で電気モータによって駆動される前記ブレーキブースタのピストン−シリンダシステム(14、HZ、THZ)であって、前記ピストン−シリンダシステム(14、HZ、THZ)の少なくとも1つの作業チャンバは、少なくとも2つの車輪ブレーキへ油圧経路によって接続される前記ピストン−シリンダシステムと、それぞれが2/2方スイッチングバルブ(17a、17b、17c、17d)に割り当てられる車輪ブレーキと、前記車輪ブレーキ(18a、18b、18c、18d)と前記ピストン−シリンダシステム(14、HZ)との間の油圧接続経路であって、任意で別々にまたは共同で、前記2/2方スイッチングバルブ(17a、17b、17c、17d)によって閉じることが可能である前記油圧接続経路とを備えるブレーキングシステムであって、
前記車輪ブレーキ(18a、18b、18c、18d)の圧力はマルチプレックス方法で、次々におよび/または同時に調節でき、前記電気モータおよび前記スイッチングバルブ(17a、17b、17c、17d)は制御デバイスによって制御され、および前記ピストン−シリンダシステム(14、HZ、THZ)の前記作業チャンバからそれぞれの電磁バルブまでの前記油圧接続経路は、流動抵抗RL i を有し、前記車輪シリンダ(17a、17b、17c、17d)への油圧経路に一緒に設けられる、それぞれのスイッチングバルブは流動抵抗RV i を有するブレーキングシステムにおいて、
前記流動抵抗RL i と前記流動抵抗RV i は小さいので、前記HZピストン速度によって、それぞれの車輪ブレーキ(18a、18b、18c、18d)での圧力減少勾配と圧力発生勾配を決定でき、前記流動抵抗RL i は前記流動抵抗RV i よりも小さく、および、圧力の発生および圧力の減少中に、前記制御デバイスは、前記車輪ブレーキ(18a、18b、18c、18d)の圧力容積特性の関数として、前記ピストンの動きおよびピストン速度を調節または制御することを特徴とするブレーキングシステム。
〔態様2〕
態様1記載のブレーキングシステムにおいて、
前記流動抵抗RV i は前記流動抵抗RL i よりも大きく、特にRV i は前記流動抵抗RL i よりも、少なくとも1.3倍から2.5倍、好ましくは1.5倍から2倍大きいことを特徴とするブレーキングシステム。
〔態様3〕
態様1または2記載のブレーキングシステムにおいて、
前記スイッチングバルブ(17a、17b、17c、17d)が閉じられる場合の、前記ピストン−シリンダシステム(14、HZ)で最大に達成可能な圧力勾配は、少なくとも1つのスイッチングバルブ(17a、17b、17c、17d)が開放状態で、前記車輪ブレーキ(18a、18b、18c、18d)で最大の達成可能な圧力勾配よりも、少なくとも2倍から4倍、特に3倍大きいことを特徴とするブレーキングシステム。
〔態様4〕
態様1から3のいずれか一項記載のブレーキングシステムにおいて、
前記ピストン−シリンダシステム(HZ)およびその駆動の最大動特性、ならびに少なくとも1つ、特に2つが開放されるスイッチングバルブ(17a、17b、17c、17d)では、前記スイッチングバルブ(17a、17b、17c、17d)が開状態の間は、車輪ブレーキ(18a、18b、18c、18d)は同時容積吸入または同時容積排出なので、前記車輪ブレーキ(18a、18b、18c、18d)間に圧力等化が発生しないように、前記流動抵抗RL i および前記流動抵抗RV i 、特にそれぞれの車輪ブレーキ(18a、18b、18c、18d)の前記流動抵抗RL i および前記流動抵抗RV i の合計が構成されることを特徴とするブレーキングシステム。
〔態様5〕
態様1から4のいずれか一項記載のブレーキングシステムにおいて、
個々の車輪シリンダの間で比較的大きな圧力差がある場合には、スイッチングバルブの流量断面を低減するために、パルス幅変調PWMによって、特に同時に圧力を発生または圧力を減少させて、前記制御デバイスは前記スイッチングバルブを駆動することを特徴とするブレーキングシステム。
〔態様6〕
態様1から5のいずれか一項記載のブレーキングシステムにおいて、
前記ピストン−シリンダシステム(14、HZ)の前記作業チャンバから、前記それぞれの電磁バルブ(17a、17b、17c、17d)までの油圧接続経路は、30cmよりも短く、特に20cmよりも短く、特に好ましくは5cmよりも短いことを特徴とするブレーキングシステム。
〔態様7〕
態様1から6のいずれか一項記載のブレーキングシステムにおいて、
それぞれの車輪ブレーキの前記圧力は、それぞれの車輪の圧力−容積特性に基づいて、前記ピストン−シリンダシステム(14、HZ)の前記ピストンのストローク制御によって調節されることを特徴とするブレーキングシステム。
〔態様8〕
態様1から7のいずれか一項記載のブレーキングシステムにおいて、
上位コントローラ、特にABSおよびESPコントローラは、前記ピストン−シリンダシステム(14、HZ)のための所望の圧力を事前に決定することを特徴とするブレーキングシステム。
〔態様9〕
態様1から8のいずれか一項記載のブレーキングシステムにおいて、
前記ピストン−シリンダシステムで演算されるべき必要な圧力勾配は、車輪ブレーキで要求される圧力変化の量の関数であることを特徴とするブレーキングシステム。
〔態様10〕
態様1から9のいずれか一項記載のブレーキングシステムにおいて、
前記制御デバイスは、特に制御プロセス中は、圧力モデルを使用して、前記車輪ブレーキの圧力レベルを連続して演算することを特徴とするブレーキングシステム。
〔態様11〕
態様10記載のブレーキングシステムにおいて、
前記圧力モデルの入力変数は、前記ピストン−シリンダシステム(14、HZ)あるいは前記DKピストンストロークs k (t)の実際の圧力(p HZ (t))であるブレーキングシステム。
〔態様12〕
態様10または11記載のブレーキングシステムにおいて、
前記ピストン−シリンダシステム(14、HZ)から前記スイッチングバルブ(17a、17b、17c、17d)を介して、前記車輪ブレーキの前記車輪シリンダまでの経路の油圧抵抗に対応する、等価流動抵抗を、前記圧力モデルは、モデルパラメータとして使用することを特徴とするブレーキングシステム。
〔態様13〕
態様12記載のブレーキングシステムにおいて、
前記ピストン−シリンダシステム(14、HZ)から前記スイッチングバルブ(17a、17b、17c、17d)を介して、前記車輪ブレーキの車輪シリンダまでの前記油圧経路内の、前記圧力モデルは、層流と乱流の重み付けをフロー条件として考慮することを特徴とするブレーキングシステム。
〔態様14〕
態様10から13のいずれか一項記載のブレーキングシステムにおいて、
最終試験での測定によって決定される、電磁バルブのスイッチング時間ばかりではなく、演算される実際の圧力、現在の前記HZ圧力、およびそれぞれの前記圧力勾配の関数として、前記圧力モデルは、それぞれのスイッチングバルブ(17a、17b、17c、17d)が閉じる瞬間を演算することを特徴とするブレーキングシステム。
〔態様15〕
態様10から14のいずれか一項記載のブレーキングシステムにおいて、
前記圧力モデルは、ブレーキ液の質量および/または慣性を示す油圧等価インダクタンスを、モデルパラメータとして考慮することを特徴とするブレーキングシステム。
〔態様16〕
態様10から15のいずれか一項記載のブレーキングシステムにおいて、
前記圧力モデルは、モデルパラメータとして、前記車輪ブレーキの容量または吸入容積を示す、個々の車輪ブレーキの圧力容積特性を含むことを特徴とするブレーキングシステム。
〔態様17〕
態様10から16のいずれか一項記載のブレーキングシステムにおいて、
前記圧力モデルのモデルパラメータは温度、特にスイッチングバルブ(17a、17b、17c、17d)の周囲温度の関数であり、および/または温度によって適合または調節されることを特徴とするブレーキングシステム。
〔態様18〕
態様10から17のいずれか一項記載のブレーキングシステムにおいて、
前記コントローラによって決定される滑り、および/または車輪加速度が達成されない場合には、前記制御デバイスは前記圧力モデルを修正または調節することを特徴とするブレーキングシステム。
〔態様19〕
態様10から18のいずれか一項記載のブレーキングシステムにおいて、
前記制御デバイスは前記圧力モデルを検査し、および/または値およびそのパラメータを等化し、短い圧力整定時間を待った後に、前記スイッチングバルブ(17a、17b、17c、17d)が開放すると、前記制御デバイスが、前記ピストン−シリンダシステム(14、HZ)の実際の圧力を決定することを特徴とするブレーキングシステム。
〔態様20〕
態様10から19のいずれか一項記載のブレーキングシステムにおいて、
さらに前記油圧システムに含まれるヒステリシスが演算され、または前記圧力モデルでヒステリシスが考慮されることを特徴とするブレーキングシステム。
〔態様21〕
態様20記載のブレーキングシステムにおいて、
前記圧力モデルが実際に測定される値と異なる場合には、前記制御デバイスは、何回か連続して、または短い時間間隔で、前記圧力モデルを検査および調節することを特徴とするブレーキングシステム。
〔態様22〕
態様10から21のいずれか一項記載のブレーキングシステムにおいて、
ピストン動作の開始とスイッチングバルブの切り替えとの間の時間差(T switch )は、ピストン速度によって制御できるように、可変であることを特徴とするブレーキングシステム。
〔態様23〕
態様10から22のいずれか一項記載のブレーキングシステムにおいて、
前記制御デバイスは、前記圧力モデル(103)によって前記車輪ブレーキのそれぞれの圧力(p R (t))を演算し、および演算された圧力値p R (t)を少なくともABS/ESPコントローラ(104)および圧力制御デバイス(106)へ伝達し、前記圧力制御デバイス(106)は、少なくとも前記2/2方スイッチングバルブ(17a、17b、17c、17d)および前記電気モータを駆動し、および優先順位付けデバイス(105)は、少なくとも前記ABS/ESPコントローラ(104)によって伝達されたデータの助けによって車輪を選択し、および選択車輪を前記圧力制御デバイス(106)に伝達することを特徴とするブレーキングシステム。
〔態様24〕
態様10から23のいずれか一項記載のブレーキングシステムにおいて、
前記制御デバイスは、前記ブレーキシステムまたは前記ブレーキシステムの特定のポイントによって決定された温度、特に前記車輪ブレーキ、油圧経路、2/2方スイッチングバルブおよび/またはピストン−シリンダシステムにおいて決定された温度に基づいて、前記圧力モデルパラメータを適用することを特徴とするブレーキングシステム。
〔態様25〕
態様10から24のいずれか一項記載のブレーキングシステムにおいて、
前記優先順位付けデバイス(105)は、「最適なブレーキ経路」および/または「制御の安定性」の基準に基づいて、車輪の優先順位付けをおこなうことを特徴とするブレーキングシステム。
〔態様26〕
態様10から25のいずれか一項記載のブレーキングシステムにおいて、
前記優先順位付けデバイス(105)は、1つ以上の車輪ブレーキで圧力減少が現在発生している間は、1つ以上の車輪ブレーキで同時に圧力を発生させず、およびその逆も発生させないことを特徴とするブレーキングシステム。
〔態様27〕
態様10から26のいずれか一項記載のブレーキングシステムにおいて、
車輪滑りが滑り限度値よりも大きい間、および/または車輪加速度または減速度が5gまたは−5gよりも大きい間に、前記優先順位付けデバイス(105)は、同時または部分的に同時に、圧力を発生または圧力を減少するようにスイッチすることを特徴とするブレーキングシステム。
〔態様28〕
態様10から26のいずれか一項記載のブレーキングシステムにおいて、
第2の算術演算ユニット(MCU2)は、全制御ループの入力および出力信号の妥当性試験を実施することを特徴とするブレーキングシステム。
〔態様29〕
態様1から28のいずれか一項記載のブレーキングシステムにおいて、
前記ピストン−シリンダシステム(14、HZ、THZ)の前記ピストン、および前記ピストン−シリンダシステム(14、HZ、THZ)から前記スイッチングバルブ(17a、17b、17c、17d)までの経路は剛性を持つように設計されていることを特徴とするブレーキングシステム。
〔態様30〕
態様1から29のいずれか一項記載のブレーキシステムを使用して、少なくとも1つの車輪ブレーキのブレーキ圧力を調節する方法であって、
少なくとも2つの車輪ブレーキ(18a、18b、18c、18d)の圧力が、連続して、同時に、または時間が重なって(部分的に同時に)発生または低減することを特徴とする方法。
〔態様31〕
態様1から29のいずれか一項記載のブレーキシステムを使用して、少なくとも1つの車輪ブレーキのブレーキ圧力を調節する方法、または態様30記載の方法において、
少なくとも2つの車輪ブレーキ(18a、18b、18c、18d)の圧力の発生または圧力の減少が同時である間は、前記ピストン−シリンダシステム(14、THZ)の前記作業チャンバとそれぞれの車輪ブレーキ(18a、18b、18c、18d)との間の圧力差は、それぞれの車輪ブレーキ(18a、18b、18c、18d)の間で、圧力等化が発生しないほど大きい値に選択されることを特徴とする方法。
〔態様32〕
態様31記載の方法において、
前記ピストン−シリンダシステム(14、THZ)の前記ピストンは、前記スイッチングバルブ(17a、17b、17c、17d)が開放状態の場合には、前記制御デバイスによって、前記圧力差を維持するように再調節されることを特徴とする方法。
〔態様33〕
態様32記載の方法において、
前記制御デバイスは、前記車輪ブレーキ(18a、18b、18c、18d)間に容積等化が発生せず、それに関連するスイッチングバルブ(17a、17b、17c、17d)が開放状態または開口が即座に内在する場合に、必要な圧力差、すなわち、前記ピストン−シリンダシステム(14、THZ)の前記作業チャンバに要求される容積変化を演算し、および、要求される差動圧力を調節するために、前記制御デバイスは再調節、すなわち圧力制御のために、前記ピストン−シリンダシステム(14、THZ)のピストンを駆動することを特徴とする方法。
〔態様34〕
態様1から29のいずれか一項記載のブレーキシステムを使用して、少なくとも1つの車輪ブレーキのブレーキ圧力を調節する方法、または態様30から33のいずれか一項記載の方法において、
前記圧力の発生および/または圧力の減少は、少なくとも2つの車輪ブレーキで、同時におよび/または時間が重なって(部分的に同時に)発生し、それぞれの車輪ブレーキの開始レベルがお互いに異なることを特徴とする方法。
〔態様35〕
態様1から29のいずれか一項記載のブレーキシステムを使用して、少なくとも1つの車輪ブレーキのブレーキ圧力を調節する方法、または態様30から34のいずれか一項記載の方法において、
それぞれの車輪ブレーキの圧力容積特性は、走行前に、前記ピストンストロークと前記ピストン−シリンダシステム(14、HZ)の前記作業チャンバの圧力との静的な比較によって等化されることを特徴とする方法。
〔態様36〕
態様1から29のいずれか一項記載のブレーキシステムを使用して、少なくとも1つの車輪ブレーキのブレーキ圧力を調節する方法、または態様30から35のいずれか一項記載の方法において、
前記ピストン−シリンダシステム(14、HZ)の前記作業チャンバの圧力は、圧力減少が開始する前に、それぞれの車輪ブレーキ(18a、18b、18c、18d)の圧力すなわち低圧力に調節され、すなわち制御され、その後関連するスイッチングバルブ(17a、17b、17c、17d)が前記制御デバイスによって開放されることを特徴とする方法。
〔態様37〕
態様1から29のいずれか一項記載のブレーキシステムを使用して、少なくとも1つの車輪ブレーキのブレーキ圧力を調節する方法、または態様30から36のいずれか一項記載の方法において、
前記ピストン−シリンダシステム(14、HZ)の前記作業チャンバの圧力は、圧力発生の開始前に、それぞれの車輪ブレーキ(18a、18b、18c、18d)の圧力すなわち高圧力に調節され、すなわち制御され、その後関連するスイッチングバルブ(17a、17b、17c、17d)が前記制御デバイスによって開放されることを特徴とする方法。
pHZ 主要シリンダ圧力
pR 車輪シリンダ圧力
pRsoll 車輪シリンダ所望の圧力
pauf 圧力発生
pab 圧力減少
p*ab 圧力減少時の圧力変化速度
p*an 圧力発生時の圧力変化速度
sk HZピストンストローク
s*k HZピストン速度
TE バルブが閉じる前の整定時間
Tum ピストン動作の開始からバルブの開口までのスイッチング時間
TMUX 1つまたは複数の車輪で所望の圧力に調節するための合計時間
tv 電磁バルブを閉じるための遅れ時間
a バルブを閉じる前に整定時間を有する圧力時間動作の変遷の推移
b 整定時間のない激しいバルブ閉鎖の間の圧力時間動作の変遷の推移
MVi 電磁バルブ/スイッチングバルブ
UMV 2/2方電磁バルブの電圧推移
RL HZまたはTHZから電磁バルブ/スイッチングバルブまでの経路の流動抵抗
RV 電磁バルブの流動抵抗
RVR 電磁バルブから車輪シリンダまでの接続経路
R RV+RVR+RL
10 ECモータ
11 スピンドル
12 スピンドル再設定デバイス
13 回転角度センサ(位置センサ)
14 HZまたはTHZ
15 圧力ロッドピストンからの圧力経路
16 浮動ピストンからの圧力経路
17a−17d 2/2方電磁バルブおよびスイッチングバルブ
18a−18d 車輪シリンダ
19 圧力センサ
101 アクチュエータ、電子システムおよびセンサシステムのハードウェア
102 ソフトウェア機能ブロック「演算仕様書または圧力モデルパラメータの適応」
103 ソフトウェア機能ブロック「圧力モデル」
104 ソフトウェア機能ブロック「ABS/ASR/ESPコントローラ」
105 ソフトウェア機能ブロック「優先順位」
106 ソフトウェア機能ブロック「圧力制御または調節」
107 ESP/ABSセンサシステムのセンサ信号
108 優先順位を決定するための信号
109 車輪選択を特定する信号
110 スイッチングバルブの駆動
111 モータの駆動
112 所望の車輪圧力pRsoll(t)
121 主要シリンダ圧力pHZ(t)
122 圧力の流れを決定する差動圧力
123 油圧経路インダクタンス
124 dQ/dt
125 積分器
126 貫流Q
127 ピストンシリンダシステム(14、HZ)からスイッチングバルブ(17a、17b、17c、17d)を介して車輪シリンダまでの経路の流動抵抗
128 127での圧力降下
129.i 車輪の現在の容積
130 車輪シリンダおよび関連する接続経路の容積−圧力特性(容量)
131 車輪シリンダ圧力pR(t)
132 スイッチングバルブが閉じた主要ブレーキシリンダの容積−圧力特性(容量)
133 主要ブレーキシリンダの現在の容積
134 積分ブロック
135 HZピストンストロークsK(t)
Claims (11)
- ブレーキブースタと、
電気モータによって駆動されるピストン−シリンダシステムであって、少なくとも2つの車輪ブレーキへ油圧接続経路によって接続される少なくとも1つの作業チャンバを有する、ピストン−シリンダシステムと、
それぞれが2/2方スイッチングバルブに割り当てられる車輪ブレーキと、
前記車輪ブレーキと前記ピストン−シリンダシステムとの間の前記油圧接続経路であって、前記2/2方スイッチングバルブによって閉じることが可能で、前記車輪ブレーキの圧力が次々におよび/または同時に調節できる、前記油圧接続経路と、
前記電気モータおよび前記2/2方スイッチングバルブを制御するように構成された制御デバイスと、を備え、
前記少なくとも1つの作業チャンバから前記2/2方スイッチングバルブのそれぞれまでの前記油圧接続経路は流動抵抗RLiを有し、前記車輪ブレーキへの前記油圧接続経路に一緒に設けられる前記2/2方スイッチングバルブのそれぞれは流動抵抗RViを有する、
ブレーキングシステムにおいて、
前記流動抵抗RLiと前記流動抵抗RViは小さいので、ピストン速度によってそれぞれの車輪ブレーキでの圧力減少勾配と圧力発生勾配を決定でき、
前記流動抵抗RLiは前記流動抵抗RViよりも小さく、
圧力の発生および圧力の減少中に、前記制御デバイスは、前記車輪ブレーキの圧力容積特性の関数として、前記ピストンの動きおよび前記ピストン速度を調節または制御する、ブレーキングシステム。 - 請求項1記載のブレーキングシステムにおいて、
前記ピストン−シリンダシステムおよびその駆動の最大動特性、ならびに少なくとも2つが開放されるスイッチングバルブでは、前記スイッチングバルブが開状態の間は、車輪ブレーキは同時容積吸入または同時容積排出なので、前記車輪ブレーキ間に圧力等化が発生しないように、それぞれの車輪ブレーキの前記流動抵抗RLiおよび前記流動抵抗RV i が構成される、ブレーキングシステム。 - 請求項1または2記載のブレーキングシステムにおいて、
個々の車輪シリンダの間で比較的大きな圧力差がある場合には、スイッチングバルブの流量断面を低減するために、パルス幅変調PWMによって、同時に圧力を発生または圧力を減少させて、前記制御デバイスは前記スイッチングバルブを駆動する、ブレーキングシステム。 - 請求項1から3のいずれか一項記載のブレーキングシステムにおいて、
それぞれの車輪ブレーキの前記圧力は、それぞれの車輪の圧力−容積特性に基づいて、前記ピストン−シリンダシステムの前記ピストンのストローク制御によって調節される、ブレーキングシステム。 - 請求項1から4のいずれか一項記載のブレーキングシステムにおいて、
圧力モデルを使用して演算されるべき必要な圧力勾配は、車輪ブレーキで要求される圧力変化の量の関数である、ブレーキングシステム。 - 請求項1から5のいずれか一項記載のブレーキングシステムにおいて、
前記制御デバイスは、制御プロセス中は、圧力モデルを使用して、前記車輪ブレーキの圧力レベルを連続して演算する、ブレーキングシステム。 - 請求項5または6記載のブレーキングシステムにおいて、
前記圧力モデルの入力変数は、前記ピストン−シリンダシステムの実際の圧力(pHZ(t))である、ブレーキングシステム。 - 請求項5から7のいずれか一項記載のブレーキングシステムにおいて、
前記制御デバイスは、前記圧力モデルを検査し、および/または、前記圧力モデルの値およびパラメータを調節し、[0046]
短い圧力整定時間を待った後に、前記スイッチングバルブが開放すると、前記ピストン−シリンダシステムの実際の圧力が測定されて、前記制御デバイスが当該圧力値を処理する、ブレーキングシステム。 - 請求項1から8のいずれか一項記載のブレーキシステムを使用して、少なくとも1つの車輪ブレーキのブレーキ圧力を調節する方法であって、
少なくとも2つの車輪ブレーキの圧力が、連続して、同時に、または時間が重なって発生または低減する、方法。 - 請求項1から8のいずれか一項記載のブレーキシステムを使用して、少なくとも1つの車輪ブレーキのブレーキ圧力を調節する方法、または請求項9記載の方法において、
少なくとも2つの車輪ブレーキの圧力の発生または圧力の減少が同時である間は、前記ピストン−シリンダシステムの前記作業チャンバとそれぞれの車輪ブレーキとの間の圧力差は、それぞれの車輪ブレーキの間で、圧力等化が発生しないほど大きい値に選択される、方法。 - 請求項1から8のいずれか一項記載のブレーキシステムを使用して、少なくとも1つの車輪ブレーキのブレーキ圧力を調節する方法、または請求項9又は10記載の方法において、
前記ピストン−シリンダシステムの前記作業チャンバの圧力は、車輪ブレーキの圧力発生の開始前に、前記電気モータまたは前記スイッチングバルブによってそれぞれの車輪ブレーキの圧力すなわち高圧力に調節され、すなわち制御され、その後関連するスイッチングバルブが前記制御デバイスによって開放される、方法。
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