JP6220872B2 - 車両の回生式ブレーキシステムを作動させる方法、車両の回生式ブレーキシステムのための制御装置、および回生式ブレーキシステム - Google Patents

車両の回生式ブレーキシステムを作動させる方法、車両の回生式ブレーキシステムのための制御装置、および回生式ブレーキシステム Download PDF

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Description

本発明は、車両の回生式ブレーキシステムを作動させる方法に関する。同様に本発明は、車両の回生式ブレーキシステムのための制御装置に関する。さらに本発明は、車両のための回生式ブレーキシステムに関する。
特許文献1には、電気駆動装置を備える自動車のブレーキ設備を制御する方法および装置が記載されている。バッテリを同時に充電するために電気駆動装置を利用したうえで車両が制動されるとき、液圧ブレーキ設備の少なくとも1つのホイールブレーキシリンダから少なくとも1つのホイールに及ぼされる液圧ブレーキトルクが、ブレーキペダルの操作にもかかわらず、低減/不作動化されることが意図される。そのために、ブレーキペダルの操作によってマスタブレーキシリンダからホイールブレーキへ移送される圧媒に抗する作用が意図されており、それは、液圧ブレーキ設備のホイール吐出弁を開くことで、マスタブレーキシリンダから移送される圧媒が、少なくとも1つのホイールブレーキシリンダを介して少なくとも1つの備蓄室へ移送されることによる。このようにして、電気駆動装置により実行される再生式の制動をブレンド可能にすることが意図される。
ドイツ特許出願公開第19604134A1号明細書
本発明は、請求項1の構成要件を有する車両の回生式ブレーキシステムを作動させる方法、請求項8の構成要件を有する車両の回生式ブレーキシステムのための制御装置、および請求項14の構成要件を有する車両のための回生式ブレーキシステムを提供する。
本発明は、ブレーキング中に力ブレンドだけでなく容積ブレンドも実行することができるブレーキシステムを可能にする。「力ブレンド」という用語により、運転者がたとえばブレーキペダルのようなブレーキ操作部材の操作中に、特に純粋に再生式の制動時に(すなわち少なくとも1つのホイールブレーキシリンダの液圧ブレーキトルクがゼロに等しい制動時に)、ブレーキ圧がマスタブレーキシリンダに生じていないことを感じることがなく、したがって、マスタブレーキシリンダ反力/マスタブレーキシリンダ反作用力がブレーキ操作部材に及ぼされることを感じないプロセスを表現可能である。このように運転者は、純粋に再生式の制動中に、標準的なペダル感覚を有している。純粋に再生式の制動から純粋に液圧式の制動への切換時にも、運転者にとって標準的なブレーキ操作感覚を知覚可能であり、それは、マスタブレーキシリンダ圧力およびこれに伴ってマスタブレーキシリンダ反力/マスタブレーキシリンダ反作用力が(有意に)増大するにもかかわらずである。ただし、本発明により具体化可能なブレーキシステムは、ブレーキ操作部材に及ぼされる、マスタブレーキシリンダ反力/マスタブレーキシリンダ反作用力と、ブレーキ倍力装置の増幅力との合計を、ブレーキシステムの動作ケースに関わりなく(ほぼ)一定に、かつ従来式のブレーキシステムのブレーキ操作感覚と同等に維持することができる。
「容積ブレンド」という用語により、運転者のブレーキ操作部材の操作によって移送されるブレーキ液容積が、少なくとも1つのホイールブレーキシリンダ(ホイールブレーキキャリパ)へ送出されるのではなく、少なくとも1つの備蓄容積部で備蓄されるプロセスを表現可能である。このようにして、少なくとも1つのホイールブレーキシリンダの液圧ブレーキトルクの生成/増大を、運転者によるブレーキ操作部材の操作にもかかわらず阻止可能である。このように、ブレーキ操作部材の操作によって運転者から要求される目標ブレーキトルクを(特に全面的に)発電機の作動化のために利用することができ、車両が運転者ブレーキ要求に比べて強く制動されすぎることがない。このように容積ブレンドによって、車両のエネルギー消費量と有害物質エミッションを削減することができる。たとえば車両バッテリの完全な充電に基づき、および/または発電機利用最低速度を下回る最新の車両速度に基づき、発電機ブレーキトルクがブレーキング中に低下すると、容積ブレンドによって、少なくとも1つの備蓄容積部へ移送されたブレーキ液容積の、ホイールブレーキシリンダ/ホイールブレーキキャリパへの返送を実行することができる。このようにして、少なくとも1つのホイールブレーキシリンダの液圧ブレーキトルクを生成可能/増大可能であり、それにより、発電機ブレーキトルクの時間的な減少にもかかわらず、運転者により設定される車両の目標ブレーキトルクを高い信頼度で維持可能である。
本発明には、単純システムのコスト効率的な拡張という特徴もある。本発明により具体化可能なブレーキシステムは、高い再生効率を有しているという利点があり、時間的に変動する発電機ブレーキトルクのブレンドが同時に実行されるにもかかわらず、良好なブレーキ快適性を運転者に提供する。
本発明により具体化される再生効率の向上は、本発明により具体化されるブレーキシステムが、なくなりつつある再生ブレーキトルクが消滅したケースでモジュレーション課題が生じたときに、運転者をサポートするという点でも根拠づけられる。したがって、従来技術では通常である、運転者によってセルフブレンド可能な最大ブレーキトルクへの再生ブレーキトルクの制限は行われない。
さらに、本発明によって惹起可能な発電機ブレーキトルクの好ましいブレンドは、ブレーキ倍力装置のジャンプイン領域だけに限定されるものではない。このことは、明らかな機能拡張と再生効率の向上が結びついている。
本発明により具体化可能なブレーキシステムは、真空ブレーキ倍力装置として構成されたブレーキ倍力装置の使用だけに限定されるものではない。したがって具体化可能なブレーキシステムは、真空の供給に頼らなくてもよくなる。このように、内燃機関を有していないか、または少なくとも一時的に不作動化される内燃機関を使用する電気車両やハイブリッド車両でも、ブレーキシステムを適用できるという利点がある。ブレーキ倍力装置への真空の供給が不要になることで、具体化されるブレーキシステムは、内燃機関の存在もしくは頻繁な作動に頼らなくてもよくなる。
本発明は、(電気機械式の)ブレーキ倍力装置と、ESPシステムとからなる好ましい組み合わせをなすブレーキシステムを具体化する。これは標準ブレーキシステムの限られた回生効率という欠点を取り除き、それと同時に、ブレーキシステムからの運転者の完全な分断を必要とすることがない。したがって運転者は、時間的に変動する発電機ブレーキトルクに合わせて少なくとも1つのブレーキシリンダの液圧ブレーキトルクを適合化するためのブレーキシステムの好ましいブレンド能力にもかかわらず、ブレーキシステムへ直接介入してブレーキをかけるという選択肢も有している。それと同時に良好な再生効率を、限られた付加コストで実現することが可能である。
本発明は、拡張された単純システムをなすブレーキシステムを提供する。この拡張により、公知の単純システムの大幅に制限された回生効率という欠点を除去可能であり、この拡張のために、従来式のブレーキシステムと比較して多大な作業コストを遂行する必要がない。このように本発明により、ブレーキシステムの十分な回生効率を低コストに、ないしは最低限の付加コストで、具体化することが可能である。
特に本発明により、好ましい回生効率を有するブレーキシステムを具体化可能であり、その使用は、アクスルごとのブレーキ分割を有する車両だけに限定されるものではない。その代わりに本発明による制御装置およびこれに対応する方法は、1つの共通のブレーキ回路に付属する各ホイールがそれぞれ異なる車両アクスルに配置されているX型ブレーキ回路分割を有する車両について、好ましく適用可能である。X型ブレーキ回路分割を有する車両とは、1つの共通のブレーキ回路に付属する各ホイールがダイアゴナルに車両に配置されていると言い換えることもできる。このように本発明は、X型ブレーキ回路分割を有する車両のための回生可能なブレーキシステムの好ましい拡張をなすものである。
従来技術と比べたとき、本発明による制御装置およびこれに対応する方法は、車両の制動が比較的強いときの発電機ブレーキトルクのブレンドも提供する。あとで詳しく説明するとおり、ブレンド機能の適用可能性の拡張により、いっそう迅速な車両バッテリの充電を実行可能である。このように本発明は、車両の走行時におけるエネルギー消費量と排ガスエミッションの削減に貢献するという利点がある。
次に、本発明のその他の構成要件や利点について図面を参照しながら説明する。図面は次のものを示している:
制御装置の実施形態を示す模式図である。 回生式ブレーキシステムの実施形態を示す模式図である。 回生式ブレーキシステムを作動させる方法の第1の実施形態を表現するためのフローチャートである。 回生式ブレーキシステムを作動させる方法の第2の実施形態を表現するための5つの座標系の1つである。 回生式ブレーキシステムを作動させる方法の第2の実施形態を表現するための5つの座標系の1つである。 回生式ブレーキシステムを作動させる方法の第2の実施形態を表現するための5つの座標系の1つである。 回生式ブレーキシステムを作動させる方法の第2の実施形態を表現するための5つの座標系の1つである。 回生式ブレーキシステムを作動させる方法の第2の実施形態を表現するための5つの座標系の1つである。 回生式ブレーキシステムを作動させる方法の第3の実施形態を表現するための5つの座標系の1つである。 回生式ブレーキシステムを作動させる方法の第3の実施形態を表現するための5つの座標系の1つである。 回生式ブレーキシステムを作動させる方法の第3の実施形態を表現するための5つの座標系の1つである。 回生式ブレーキシステムを作動させる方法の第3の実施形態を表現するための5つの座標系の1つである。 回生式ブレーキシステムを作動させる方法の第3の実施形態を表現するための5つの座標系の1つである。 回生式ブレーキシステムを作動させる方法の第4の実施形態を表現するための5つの座標系の1つである。 回生式ブレーキシステムを作動させる方法の第4の実施形態を表現するための5つの座標系の1つである。 回生式ブレーキシステムを作動させる方法の第4の実施形態を表現するための5つの座標系の1つである。 回生式ブレーキシステムを作動させる方法の第4の実施形態を表現するための5つの座標系の1つである。 回生式ブレーキシステムを作動させる方法の第4の実施形態を表現するための5つの座標系の1つである。
図1は、制御装置の実施形態の模式図を示している。
図1に模式的に示す制御装置は、車両の(図示しない)ブレーキシステムのコンポーネントを制御するために設計されている。ブレーキシステムの各コンポーネントの考えられる設計については、あとの図面において詳しく説明する。
図1に模式的に示す制御装置は制御器10を有しており、これによりブレーキシステムの少なくとも1つのバルブを、ブレーキシステムの発電機の作動の前および/または途中で、バルブ制御信号12の出力によって少なくとも部分開放された状態へと制御可能であり、それにより、ブレーキ液が少なくとも部分開放された少なくとも1つのバルブを介して、ブレーキシステムのマスタブレーキシリンダおよび/または少なくとも1つのブレーキ回路から、それぞれのブレーキ回路の少なくとも1つの備蓄容積部へと移送可能であるようになっている。このように、マスタブレーキシリンダに配置されたたとえばブレーキペダルのようなブレーキ操作部材の操作にもかかわらず、それぞれのブレーキ回路に接続された少なくとも1つのホイールブレーキシリンダでのブレーキ圧生成を阻止可能である。それにより、このようにして抑圧された少なくとも1つのホイールブレーキシリンダのブレーキ作用を、発電機の再生動作のために利用することができる。このことは、すでに上に挙げた好ましい高い回生効率を保証する。
ここで説明している少なくとも1つのバルブの制御のために、制御器10は、少なくとも1つのセンサおよび/または少なくとも1つの制御エレクトロニクスにより提供されるさまざまな信号/情報を評価することができ、たとえば発電機により及ぼされる、もしくは及ぼされるべき発電機ブレーキトルクに関わる発電機ブレーキトルク情報14、提供された、測定された、または見積もられたマスタブレーキシリンダ圧力量16、および/またはその他の情報信号18を評価することができる。情報信号18は、たとえば運転者により設定される目標全体ブレーキトルク、最大限実行可能な可能発電機ブレーキトルク、車両バッテリの充電状態、および/または最新の走行速度に関わる少なくとも1つの量を含むことができる。同様に制御器10は、発電機ブレーキトルク情報14として提供される発電機目標ブレーキトルク信号を受信し、引き続いて、及ぼされるべき発電機ブレーキトルクが遵守されるように、発電機を制御するように設計されていてよい。
制御器10は、たとえば発電機ブレーキトルク情報14を参照して、(及ぼされている、または及ぼされるべき)発電機ブレーキトルクの増加を認識するように設計されている。しかしながら制御器10の構成可能性は、これらの実施例に限定されるものではない。
少なくとも1つのバルブ制御信号12は、たとえば少なくとも1つのバルブの供給電流信号であってよい。しかしながら供給電流信号に代えて、少なくとも1つのバルブ制御信号12とは別の信号を少なくとも1つのバルブに提供することもできる(少なくとも1つのバルブは、選択的に、無通電のときに開くバルブまたは無通電のときに閉じるバルブとして構成されていてよい)。
少なくとも1つのバルブはバルブ制御信号12によって少なくとも部分開放された状態へと制御可能であり、それにより、ブレーキ液は少なくとも部分開放された少なくとも1つのバルブを介して、ブレーキシステムのマスタブレーキシリンダから、および/またはブレーキシステムの少なくとも1つのブレーキ回路から、ブレーキシステムの少なくとも1つの備蓄容積部へと移送可能である。たとえば制御器10は、少なくとも1つのホイール吐出弁または少なくとも1つの高圧切換弁を、少なくとも1つのバルブとしてそのように制御するように設計されていてよい。このようにして、たとえば少なくとも部分開放された少なくとも1つのホイール吐出弁を介して、または少なくとも部分開放された少なくとも1つの高圧切換弁を介して、少なくとも1つの備蓄容積部としての少なくとも1つの低圧備蓄室へとブレーキ液を移送可能であることを保証可能である。しかしながら、ここに述べる制御装置は、ホイール吐出弁または高圧切換弁としての少なくとも1つのバルブの構成、および/または備蓄室/低圧備蓄室としての少なくとも1つの備蓄容積部の構成だけに限定されるものではない。
あとで詳しく説明するとおり、バルブ制御信号12によって少なくとも1つのバルブを制御することで、運転者によるブレーキシステムのブレーキ操作部材の操作にもかかわらず、少なくとも1つのホイールブレーキシリンダの液圧ブレーキトルクを低減させることができ、それにより、発電機ブレーキトルクが上昇したときでも、運転者により設定される目標全体ブレーキトルクが高い信頼度で遵守されるようになっている。少なくとも1つの備蓄容積部へブレーキ液容積を移送することで、特に、少なくとも1つのホイールブレーキシリンダでのブレーキ圧生成を(ほぼ)抑圧することができる。このように、運転者によるブレーキ操作部材の操作にもかかわらず、比較的高い発電機ブレーキトルクを及ぼすための頻繁な発電機の利用によって車両バッテリの迅速な再充電およびこれに伴ってブレーキシステムを装備している車両の少ないエネルギー消費量と削減された有害物質エミッションとを具体化可能な程度にまで液圧ブレーキトルクを低く抑えるように、制御装置を利用することができるという利点がある(このような制御装置の利点は、すでに上で「容積ブレンド」という概念で表現している)。
制御器10は、発電機により及ぼされる、または及ぼされるべき発電機ブレーキトルクに関わる発電機ブレーキトルク情報14、提供された、測定された、または見積もられたマスタブレーキシリンダ圧力量16、および/または少なくとも発電機ブレーキトルク情報14もしくはマスタブレーキシリンダ圧力量16から導き出される評価量を考慮したうえで、ブレーキシステムのブレーキ倍力装置により及ぼすことが可能な増幅力に関わる目標力差量を決定するように追加的に設計されている。決定された目標力差量を考慮したうえで、少なくとも1つのブレーキ倍力装置制御信号20をブレーキ倍力装置に出力可能である。ブレーキ倍力装置ないしその制御エレクトロニクスは、ブレーキ倍力装置制御信号20により、目標力差量に呼応する実際力差の分だけ増幅力を変更可能であるように制御可能である。
少なくとも発電機ブレーキトルク情報14から導き出される評価量は、たとえば少なくとも1つのバルブの開放により少なくとも1つの備蓄容積部へ移送されるブレーキ液容積の見積りを含むことができる。ただし、このような種類の制御器10の構成は任意選択である。
(ブレンドされる変動する発電機ブレーキトルクに基づく)少なくとも1つの開いたバルブを介してのブレーキ液移送は、マスタブレーキシリンダ圧力の変化(マスタブレーキシリンダの内圧)を引き起こす可能性がある。このことは、マスタブレーキシリンダの中に入るように位置調節可能な少なくとも1つのピストン(一次ピストン/ロッドピストン)、ブレーキ操作部材、および/またはピストンとブレーキ操作部材との間に配置された少なくとも1つの連結装置、たとえばブレーキ倍力装置の入力ロッドやメカニズムに及ぼされるマスタブレーキシリンダ反力が変動するという帰結につながる可能性がある。制御器10は、マスタブレーキシリンダ反力の変化を増幅力の変更によって補償可能であるように目標力差量を決定するように設計されているのが好ましい。このことは、増幅力の相応の変更が、マスタブレーキシリンダ反力の変化に対応するように目標力差量が決定されることによって、具体化可能である。特に目標力差量は、少なくとも1つのピストン(一次ピストン/ロッドピストン)、ブレーキ操作部材、および/または少なくとも1つの連結装置が、ブレーキ液移送により引き起こされるマスタブレーキシリンダ反力の変化にもかかわらず、それぞれの位置に関して維持されるように決定可能であってよい。発電機ブレーキトルクが時間的に増加していくとき、制御器10は、マスタブレーキシリンダ反力の低下分に呼応する増幅力の低減を決定するように設計されているのが好ましい。それに応じて、発電機ブレーキトルクが時間的に減少していくときには、マスタブレーキシリンダ反力の増大に応じてブレーキ倍力装置の増幅力を増大可能であるように、制御器10により増幅力を間接的に新規決定可能であってよい。
制御器10は、たとえばブレーキシステムのブレーキトルク/反力特性曲線、容積・反力特性曲線、および/またはマスタブレーキシリンダ圧力/反力特性曲線を、目標力差量の決定にあたって考慮するように設計されていてよい。特に制御器10により、あとで詳しく説明する各方法ステップを実施可能であってよい。
増幅力を減らしたり増やしたりすることで、時間的に変動する発電機ブレーキトルクのブレンドにも関わらず、およびこのために移送されるブレーキ液容積にもかかわらず、運転者がたとえばブレーキペダルのようなブレーキ操作部材の操作時に標準的なブレーキ操作感覚を知覚することを保証可能である(このように制御装置は、時間的に変動する発電機ブレーキトルクのブレンド可能性に加えて、上に「力ブレンド」という概念を用いて表現したブレーキ操作快適性も保証する)。
1つの好ましい発展例では、制御器10は、発電機ブレーキトルク情報14および/または情報信号18のうちの1つを参照して、発電機ブレーキトルクの低下を認識するように追加的に設計されていてよい。場合により制御器10は、発電機によって及ぼされる発電機ブレーキトルクが低下したとき、および/または発電機が不作動化したとき、それぞれのブレーキ回路の少なくとも1つのポンプを少なくとも1つのポンプ制御信号22により制御して、ブレーキ液が少なくとも1つのポンプによって少なくとも1つの備蓄容積部からブレーキシステムの少なくとも1つのホイールブレーキシリンダへ送出可能であるようにするように設計される。このようにして、発電機ブレーキトルクの時間的な低下にもかかわらず、少なくとも1つのホイールブレーキシリンダの液圧ブレーキトルクの増大によって、運転者により要求される目標全体ブレーキトルクを高い信頼度で遵守することができる。
さらに制御器10は、少なくとも1つの備蓄容積部から少なくとも1つのホイールブレーキシリンダへブレーキ液を送出するための少なくとも1つのポンプの作動中に、少なくとも1つの閉止信号24をブレーキシステムの少なくとも1つの(図示しない)切換弁へ出力するように追加的に設計されていてよい。少なくとも1つの閉止信号24により、少なくとも1つの切換弁を閉じた状態へと制御可能である。このようにして、少なくとも1つの作動化したポンプに基づき、運転者がブレーキ操作部材の操作中に反動を知覚するのを防止可能である。
1つの好ましい発展例では、制御装置/制御器10により、少なくとも1つの備蓄容積部から少なくとも1つのホイールブレーキシリンダへブレーキ液を送出するための少なくとも1つのポンプの作動の終了後に、ないしは返送の完了後に、(好ましくは連続的に調節可能なように構成された)少なくとも1つの切換弁をゆっくりと開くように制御することができる。このようにして、少なくとも1つの切換弁の開放中に圧力差が生じた場合にこれを補償することができる。少なくとも1つの切換弁のこのようなゆっくりとした制御中/開放中にも、増幅力の好ましい適合化を実行するために、マスタブレーキシリンダ圧力量16を継続的に評価することができる。
制御装置は、以下においてブレーキシステムを参照して説明する、またはあとで述べる方法ステップを参照して説明する機能を実行するように追加的に設計されていてよい。したがって制御装置の好ましい発展例に関しては、下記の文章個所を参照されたい。
図2は、回生式ブレーキシステムの実施形態の模式図を示している。
図2に模式的に掲げるブレーキシステムは、たとえばハイブリッド車両や電気車両で好ましく適用可能である。しかしながら以下に説明するブレーキシステムの利用可能性は、ハイブリッド車両や電気車両での使用だけに限定されるものではない。
このブレーキシステムは、第1のホイールブレーキシリンダ53aと第2のホイールブレーキシリンダ54aとを備える第1のブレーキ回路50を有している。任意選択としてブレーキシステムは、第3のホイールブレーキシリンダ53bと第4のホイールブレーキシリンダ54bとを備える第2のブレーキ回路52も有している。ブレーキシステムは、X型ブレーキ回路分割を有する車両用の2つのブレーキ回路50および52を有するように設計されているのが好ましい。このケースでは、第1のホイールブレーキシリンダ53aと第3のホイールブレーキシリンダ53bが第1の車軸に付属しており、それに対して第2のホイールブレーキシリンダ54aと第4のホイールブレーキシリンダ54bが他方の車軸に付属している。たとえば第1のホイールブレーキシリンダ53aと第3のホイールブレーキシリンダ53bはフロントアクスルに付属していてよく、それに対して、第2のホイールブレーキシリンダ54aと第4のホイールブレーキシリンダ54bはリヤアクスルに付属している。一方のブレーキ回路50および52に付属する各ホイールは、特にダイアゴナルに車両に配置されていてよい。ただし以下で説明するブレーキシステムは、X型ブレーキ回路分割だけに限定されるものではない。その代わりにブレーキシステムは、1つの共通のブレーキ回路50または52に付属する各ホイールがアクスルごとに、または車両の一方の側に配置されているときにも適用可能である。
ブレーキシステムは、たとえばタンデム型マスタブレーキシリンダとして施工可能であるマスタブレーキシリンダ62を有している。マスタブレーキシリンダ62は、マスタブレーキシリンダ62の少なくとも1つの圧力室62aまたは62bの中へ少なくとも部分的に位置調節可能である、少なくとも1つの位置調節可能なピストン61aおよび61bを有することができる。マスタブレーキシリンダ62は、第1のブレーキ回路50に付属しているマスタブレーキシリンダ62の第1の圧力室62aの中へ少なくとも部分的に突入する、ロッドピストンと呼ぶことが可能な第1の位置調節可能なピストン61aと、第2のブレーキ回路52に付属しているマスタブレーキシリンダ62の第2の圧力室62bの中へ少なくとも部分的に突入する、浮動ピストンと呼ぶことが可能な第2の位置調節可能なピストン61bとを含んでいるのが好ましい。1つの好ましい実施形態では、浮動ピストンは、第1の方向へ浮動ピストンが位置調節されると第1の圧力室62aの第1の内部容積が減少し、それに対して第2の圧力室62bの内部容積が増加するように位置調節可能である。それに応じて第2の方向への浮動ピストンの位置調節を通じて、第2の圧力室62bの内部容積を減らしながら、第1の圧力室62aの内部容積を増やすことができる。しかしながらブレーキシステムは、タンデム型マスタブレーキシリンダの使用や、マスタブレーキシリンダ62の特定の構成だけに限定されるものではない。マスタブレーキシリンダ62は、少なくとも1つのブレーキ液交換開口部を介して、たとえばオリフィス穴を介して、(図示しない)ブレーキ液リザーバと接続されていてよい。
ブレーキシステムは、マスタブレーキシリンダ62に配置されたブレーキ操作部材64、たとえばブレーキペダルを有しているのが好ましい。ブレーキ操作部材64は、少なくとも閾値強度をもってブレーキ操作部材64が操作されると、ブレーキ操作部材64に印加される運転者ブレーキ力Ffを少なくとも1つの位置調節可能なピストン61aおよび61bへ、たとえばロッドピストンや浮動ピストンへ伝達可能であり、それによってピストン61aおよび61bを運転者ブレーキ力Ffにより位置調節可能であるように、マスタブレーキシリンダ62に配置されているのが好ましい。このようなピストンの位置調節により、マスタブレーキシリンダ62の少なくとも1つの圧力室62aおよび62bの内圧が上昇するのが好ましい。少なくとも1つのピストン61aおよび61bの位置調節運動には、少なくとも1つの圧力室62aおよび62bの内圧および/または少なくとも1つのばね63aおよび63bの結果として生じるマスタブレーキシリンダ反力Fgが抗して作用することができる。復帰ばね65の復帰ばね力Frも、少なくとも1つのピストン61aおよび61bの位置調節運動と反対向きに向いていてよい。
ブレーキシステムは少なくとも1つのブレーキ操作部材センサ66も含んでいるのが好ましく、これによって運転者によるブレーキ操作部材64の操作の操作強度を判定可能である。ブレーキ操作部材センサ66は、たとえばペダルストロークセンサ、経路差センサ、および/またはロッド経路センサを含むことができる。しかしながら、運転者ブレーキ要求に呼応する操作強度を検出するために、これ以外の種類のセンサ装置を、ここに列挙したセンサ型式の代替もしくは追加として利用可能である。
図示しているブレーキシステムはブレーキ倍力装置68、好ましくは電気機械式のブレーキ倍力装置68も有している。ブレーキ倍力装置68は、特に、連続的にコントロール可能/連続的に制御可能なブレーキ倍力装置であってよい。電気機械式のブレーキ倍力装置68は増幅力を可変であるという特徴がある。すなわち電気機械式のブレーキ倍力装置68は、従来型の真空式ブレーキ倍力装置とは異なり、その特性に関して(あとで詳しく説明する制御装置100によって)変更することができる。それにより、電気機械式のブレーキ倍力装置68を用いて、運転者にとって制動中に知覚可能なブレーキ操作力に、簡単な仕方で影響を及ぼすことが可能である。電気機械式のブレーキ倍力装置68に代えて、ブレーキシステムはこれ以外の型式のブレーキ倍力装置68を有することもできる。ブレーキ倍力装置68により、制御装置100によって変更可能な増幅力Fvを、運転者ブレーキ力Ffとともに、少なくとも1つのピストン61aおよび61bへ伝達可能であれば足りる。
このように図2に示すとおり、(電気機械式の)ブレーキ倍力装置68の出力ロッド68aに対して、およびこれに応じてブレーキ操作部材64に対して、複数の力が作用する。運転者ブレーキ力Ffとブレーキ倍力装置の増幅力Fvは、出力ロッド68aをマスタブレーキシリンダ62の方向へ押圧するのに対して、復帰ばね65の復帰力Frとマスタブレーキシリンダ反力Fgは、出力ロッド68aの制動運動に抗して作用する。このことを言い換えて、増幅力Fvは運転者をブレーキ操作部材64の操作にあたってサポートし、それに対して復帰ばね65の復帰力Frは、ブレーキ倍力装置68とブレーキ操作部材64のメカニズムがブレーキ操作後にそれぞれの初期位置へ戻ることを確保しようと試み、マスタブレーキシリンダ反力Fgは運転者の制動運動に抗して作用すると言うこともできる。力Ff,Fv,FrおよびFgがバランスのとれた状態にあるとき、出力ロッド68aとブレーキ操作部材64は動かない(この状態は、通常、運転者ブレーキ要求が一定に保たれている限りにおいて成立する)。
伝動装置68bを介して(ねじ山面68dを備える)倍力装置本体68cと係合するモータ68eを備え、倍力装置本体68cが運転者ブレーキ力Ffを伝える入力ロッド68fとともにリアクションディスク68gに作用し、リアクションディスクが出力ロッド68aと接触するブレーキ倍力装置68のメカニズムの図2に掲げる構成は、一例としてのみ解釈すべきものである。たとえば回転角センサのようなセンサ68hをモータ68eが装備していることも、任意選択である。さらに入力ロッド68fは、別のばね68iを介して倍力装置本体68cに支持することができる。
次に、図2を参照しながら、ブレーキシステムの実施形態のさらに別のコンポーネントについて説明する。明文をもって断っておくが、以下に説明するブレーキシステムの各コンポーネントは、好ましいブレーキシステムの考えられる構成の一例であるにすぎない。このブレーキシステムの1つの利点は、特に、ブレーキ回路50および52が特定の構成または特定のコンポーネントの使用に拘束されないという点にある。その代わりにブレーキ回路50および52は、ブレーキシステムの実施形態の利点を損なうことなく、高い選択自由度で改変することができる:
各々のブレーキ回路50および52は、高圧切換弁70aおよび70bと、切換弁72aおよび72bとを含めて、運転者がマスタブレーキシリンダ62を介してホイールブレーキシリンダ53a,53b,54aおよび54bへ直接的にブレーキ介入することができるように構成されている。第1のブレーキ回路50では、第1のホイールブレーキシリンダ53aに第1のホイール取込弁74aが付属しており、第2のホイールブレーキシリンダ54aに第2のホイール取込弁75aが付属しており、それぞれこれと並列に延びるバイパス配管76aと、各々のバイパス配管76aに配置された逆止め弁77aとを有している。これに加えて、第1のホイール吐出弁78aが第1のホイールブレーキシリンダ53aに付属しており、第2のホイール吐出弁79aが第2のホイールブレーキシリンダ54aに付属している。それに応じて第2のブレーキ回路52でも、第3のホイール取込弁74bが第3のホイールブレーキシリンダ53bに付属していてよく、第4のホイール取込弁75bが第3のホイールブレーキシリンダ54bに付属していてよい。第2のブレーキ回路52の両方のホイール取込弁74bおよび75bの各々と並列に、バイパス配管76bおよびその中に配置された逆止め弁77bがそれぞれ延びていてよい。さらに、第2のブレーキ回路52でも、第3のホイール吐出弁78bが第3のホイールブレーキシリンダ53bに付属していてよく、第4のホイール吐出弁79bが第4のホイールブレーキシリンダ54bに付属していてよい。
さらに、各々のブレーキ回路50および52はポンプ80aおよび80bを含んでおり、その吸込側はホイール吐出弁78aおよび79aまたは78bおよび79bと接続されており、その送出側は付属の切換弁72aまたは72bのほうを向いている。ホイール吐出弁78aおよび79aまたは78bおよび79bと、ポンプ80aまたは80bとの間に配置された備蓄室82aまたは82b(たとえば低圧リザーバおよび/または備蓄室)、およびポンプ80aまたは80bと備蓄室82aまたは82bとの間に位置する過圧弁84aまたは84bを、ブレーキ回路50および52は同じく有している。
ポンプ80aおよび80bは、モータ88の共通のシャフト86に配置されていてよい。各々のポンプ80aおよび80bはシングルピストンポンプとして構成されていてよい。しかしながらシングルピストンポンプに代えて、これ以外のポンプ型式をポンプ80aおよび80bの少なくとも1つについて使用することもできる。別様に施工されたモジュレーションシステム、たとえばこれ以上もしくはこれ以下のピストンを備えるポンプ、非対称のポンプ、または歯車ポンプなども同じく適用可能である。
このようにこのブレーキシステムは、改変された標準型モジュレーションシステムとして、特に2ピストンESPシステムとして施工可能である。さらに、両方のブレーキ回路50および52の各々は、少なくとも1つの圧力センサ90を、特にフロントアクスルブレーキキャリパとして利用される第1のホイールブレーキシリンダ53aおよび/または第3のホイールブレーキシリンダ53bの供給配管に含むことができる。
(図示しない)発電機と協働作用するこのブレーキシステムは、さらに、すでに上で説明した制御装置100を装備している。少なくとも1つのホイール吐出弁78a,78b,79aおよび79bが、または少なくとも1つの高圧切換弁70aおよび70b(少なくとも1つの逆止め弁84aおよび84bが省略される場合)が、少なくとも1つのバルブ制御信号12によってすでに上で説明したように制御されることで、発電機ブレーキトルクが増加しているときに、ブレーキシステムの液圧ブレーキトルクを低減することができる。それに応じて、少なくとも1つのポンプ80aおよび80bを少なくとも1つのポンプ制御信号22により制御することで、発電機ブレーキトルクの時間的な減少にもかかわらず、運転者ブレーキ要求/目標全体ブレーキトルクを高い信頼度で遵守可能であるように、液圧ブレーキトルクを上昇させることができる。
再生式ブレーキは、一定ではないが既知の発電機の発電機ブレーキトルクが車両に対して作用するという特徴がある。運転者の既知のブレーキ要求、および発電機ブレーキトルクを通じて、目標全体ブレーキトルクの遵守のために必要な液圧ブレーキトルクをコーディネーターが算出することができる。現在利用可能な発電機ブレーキトルクが運転者ブレーキ要求を完全に具体化するのに十分であれば、ここに図示するブレーキシステムによって、純粋に再生式の制動を行うことができる。運転者ブレーキ要求が現在利用可能な発電機ブレーキトルクよりも大きければ、ここに図示するブレーキトルクによって、発電機ブレーキトルクに追加して液圧ブレーキトルクを印加することができ、このとき発電機ブレーキトルクと液圧ブレーキトルクの合計は、運転者ブレーキ要求/目標全体ブレーキトルクに等しいのが好ましい。たとえば少なくとも1つの車両バッテリの完全な充電に基づき、および/または発電機利用最低速度を下回る現在の車両速度に基づき、発電機ブレーキトルクが作動化しないとき、ここに図示するブレーキシステムによって純粋に液圧式のブレーキングを実行可能である。このように、ブレーキシステムの機能形態を発電機の最新の利用可能性に合わせて適合化可能であり、それにより、車両バッテリの迅速な充電と同時に、ブレーキシステムを搭載する車両のエネルギー消費量と有害物質エミッションを削減するために、運転者ブレーキ要求/目標全体ブレーキトルクを高い信頼度で遵守可能であるようになっている。
純粋に再生式のブレーキングまたは部分再生式のブレーキングでは、すなわちゼロに等しくない発電機ブレーキトルクでは、(バルブ制御信号12により制御される少なくとも1つのバルブ78a,78b,79a,79b,70aおよび/または70bを介しての)ブレーキ液移送に基づき、運転者ブレーキ力Ffよりも低減されたブレーキ圧がブレーキシステムで生じる。したがって、マスタブレーキシリンダ圧およびマスタブレーキシリンダ反力Fgも、運転者ブレーキ力Ff(発電機ブレーキトルクがゼロに等しいとき)に相当する参照値を下回っている。マスタブレーキシリンダ反力Fgの低下(バルブ制御信号12により制御される少なくとも1つのバルブ78a,78b,79a,79b,70aおよび/または70bを介してのブレーキ液移送に基づく)は、従来、力Ff,Fv,FrおよびFgからなる力平衡を損なっている。従来技術に基づくブレーキシステムでは、運転者はブレーキ操作部材64の操作中、マスタブレーキシリンダ反力のこのような変化をブレーキ操作部材64の震え、反動、振動、および/または復帰変位として感じる。
しかし、制御装置100から出力されるブレーキ倍力装置制御信号20によってブレーキ倍力装置68を制御することで、増幅力Fvをマスタブレーキシリンダ反力Fgの変化に合わせて適合化することができる。このようにして、バルブ制御信号12により制御される少なくとも1つのバルブ78a,78b,79a,79b,70aおよび/または70bを介して移送されるブレーキ液容積の反動を運転者が感じるのを防止可能である。このことを言い換えて、変化するマスタブレーキシリンダ反力Fgに対して適合化された増幅力Fvによって対応がなされ、力Ff,Fv,FrおよびFgの力平衡を維持すると言うこともできる。ブレーキ操作部材64に対する反作用を、このようにして高い信頼度で防止可能である(この機能は上で「力ブレンド」という概念を用いて表現している)。
付言しておくと、ここで説明しているブレーキシステムの力ブレンド機能性は、(たとえば真空倍力装置の)ジャンプイン領域だけに限定されるものではない。したがって、回生式の制動のために利用可能な減速領域が有意に拡張される。
ブレーキ倍力装置制御信号20により、たとえばブレーキ倍力装置68の電流供給Uを制御可能であってよい。制御装置は、すでに上で説明した閉止信号24を、少なくとも1つのポンプ80aおよび80bの作動中に出力することができる。さらに制御装置100は、ブレーキ倍力装置68の制御中に、少なくとも1つのセンサ66および/または68hのセンサ信号/情報信号18を考慮するように追加的に設計されていてよい。このようにして、好ましい制御品質が保証される。
ここで説明しているブレーキシステムは、実行可能な機能の数が多いにもかかわらず、1つの(電気機械式の)ブレーキ倍力装置68と1つの(改良型の)標準ESPモジュレーションシステムだけですませることができる。追加アクチュエータを省略することができる。発電機ブレーキトルクのブレンドおよびこれに続く増幅力Fvの適合化にあたって関与するブレーキシステムのコンポーネントの数が少ないので、このブレーキシステムは、有意に低減された複雑性を有している。このことはブレーキシステムのコストを削減する。さらにこのブレーキシステムは、その比較的簡素な構造に基づき、車両へ容易に組み付けることができ、また、比較的少ない設計スペースしか必要としない。
能動的な圧力生成は、すなわちブレーキ操作部材64の操作なしでのブレーキ要求は、図示しているブレーキシステムでは、少なくとも1つのポンプ80aおよび80bと、開いた高圧切換弁70aおよび70bと、閉じたホイール吐出弁78a,78b,79aおよび79bとによって行うことができる。さらに、このような能動的な圧力生成は、(電気機械式の)ブレーキ倍力装置68によって同じく行うことができる(希望される圧力生成ダイナミクス、騒音発生、およびブレーキ操作感覚が、どのアクチュエータによって圧力生成が実行されるかを決めることができる)。
モジュレーションシステムが故障したとき、ブレーキシステムはなおも強いブレーキ機能をすべてのホイールブレーキシリンダ53a,53b,54aおよび54bで有しており、したがって、従来式のシステムと比較して追加の機能制約を有していない。(電気機械式の)ブレーキ倍力装置68が故障すると、運転者はブレーキ操作部材を操作するときにモジュレーションシステムにより(少なくとも1つのポンプ80aおよび80bにより)サポートを受けることができる。このような不具合発生のケースでも、機能の制約は、たとえば真空ブレーキ倍力装置のようなブレーキ倍力装置68を備える従来型のブレーキシステムと異なるところがない。
図3は、回生式ブレーキシステムを作動させる方法の第1の実施形態を表現するためのフローチャートを示している。
以下に説明する方法により、特にハイブリッド車両や電気車両の回生式ブレーキシステムを作動させることができる。たとえば上に説明した制御装置や回生式ブレーキシステムの各実施形態を、ここで説明する方法によって作動させることができる。しかしながら付言しておくと、以下に説明する方法の実施可能性はこのような各実施形態の適用だけに限定されるものではなく、また、当該方法により作動されるブレーキシステムの特定の設計に限定されるものではない。
方法ステップS1で、ブレーキシステムのブレーキ回路の少なくとも1つのバルブがブレーキシステムの発電機の作動の前および/または途中で制御され、それにより、ブレーキ液が少なくとも部分開放された少なくとも1つのバルブを介してブレーキシステムのマスタブレーキシリンダから、および/または少なくとも1つのブレーキ回路から、それぞれのブレーキ回路の少なくとも1つの備蓄容積部へ移送される。少なくとも部分開放された少なくとも1つのバルブを介してブレーキ液が移送されることで、マスタブレーキシリンダに配置されたブレーキ操作部材の操作にもかかわらず、少なくとも1つのブレーキ回路および/またはこれに接続された少なくとも1つのホイールブレーキシリンダ(たとえばホイールブレーキキャリパ)でのブレーキ圧生成を阻止することができる。このように、マスタブレーキシリンダに配置されたたとえばブレーキペダルのようなブレーキ操作部材の操作にもかかわらず、少なくとも1つのホイールブレーキシリンダにより液圧ブレーキトルクが少なくとも1つのホイールに及ぼされるのを阻止可能である。したがって、少なくとも1つのホイールブレーキシリンダの制動作用の消滅を、好ましく高い回生効率のために利用することができ、運転者により設定される目標全体車両減速を超過することがない。
たとえば方法ステップS1で、少なくとも1つのホイール吐出弁または少なくとも1つの高圧切換弁を、少なくとも1つのバルブとして少なくとも部分的に開くことができる。特に、ブレーキ液を少なくとも部分開放された少なくとも1つのホイール吐出弁または少なくとも部分開放された少なくとも1つの高圧切換弁を介して、少なくとも1つの備蓄容積部としての備蓄室へ移送することができる。少なくとも1つの備蓄室は低圧備蓄室であるのが好ましい。少なくとも部分開放された少なくとも1つの高圧切換弁を介してブレーキ液が移送される場合、このことは追加的に、それぞれの高圧切換弁と、これに付属する備蓄容積部との間の少なくとも1つの逆止め弁のない配管装置を介して行われる。このように方法ステップS1の実施については、従来から標準型のブレーキシステムですでに存在しているブレーキシステムのコンポーネントを使用することができる。したがって方法ステップS1の実施は、低コストかつ少ない設計スペースしか必要としないブレーキシステムでも可能である。
少なくとも1つの高圧切換弁を介してのブレーキ液の移送は、追加的に、少なくとも1つのホイールブレーキシリンダでの比較的低いブレーキ圧生成でさえ抑止されるという利点と結びついている。したがって、少なくとも1つの高圧切換弁を介してのブレーキ液の移送により、少なくとも1つのホイールブレーキシリンダでの(ほぼ)ゼロのブレーキ圧生成でさえ調整/遵守することができる。
本方法は方法ステップS2も有しており、このステップでは、発電機から及ぼされる発電機ブレーキトルクに関わる発電機ブレーキトルク情報、測定された、または見積もられたマスタブレーキシリンダ圧力量、および/または少なくとも発電機ブレーキトルク情報またはマスタブレーキシリンダ圧力量から導き出される評価量を考慮したうえで、ブレーキ倍力装置により及ぼされる増幅力に関わる目標力差量が決定される。次いで、ブレーキ倍力装置は方法ステップS3で、決定された目標力差量を考慮したうえで制御される。このようにして、目標・力差量に呼応する実際力差の分だけ増幅力を変更可能である。たとえば発電機ブレーキトルクが時間的に増大/上昇しているとき、液圧ブレーキトルクの低減に追加して、少なくとも1つの備蓄容積部へのブレーキ液の移送によって引き起こされるマスタブレーキシリンダ反力の低減が(少なくとも部分的に)補償されるように、増幅力も低減することができる。
目標力差量は、少なくとも、発電機ブレーキトルク(ないし発電機ブレーキトルクの変化の分だけ増加または削減された液圧ブレーキトルク)を考慮したうえで、および、ブレーキシステムの液圧ブレーキトルクと、それにより引き起こされる、ブレーキシステムのマスタブレーキシリンダに配置されたブレーキ操作部材に対するマスタブレーキシリンダ反力との間の関係性に関わるブレーキシステムのブレーキトルク/反力特性曲線を考慮したうえで決定されるのが好ましい。その代替または補足として目標力差量は、測定されたマスタブレーキシリンダ圧力量を考慮したうえで、および、マスタブレーキシリンダ圧と、それにより引き起こされる、ブレーキ操作部材に対するマスタブレーキシリンダ反力との間の関係性に関わるブレーキシステムのマスタブレーキシリンダ圧力/反力特性曲線を考慮したうえで決定することができる。このように、目標力差量の高い信頼度の決定をする数多くの選択肢があるという利点がある。
特に付言しておくと、目標力差量を決定するために(好ましくは改良された標準モジュレーションシステムとの組み合わせに基づき)、従来からすでに存在しているマスタブレーキシリンダ圧力センサ装置を、現在発生しているマスタブレーキシリンダ圧の判定のために援用することができる。その場合、高いコストがかかり誤差が生じやすいマスタブレーキシリンダ圧の見積りは必要ではない。このことは、方法ステップS3での増幅力の適合化にあたっての制御品質を高める。
本方法は方法ステップS4も有しているのが好ましく、この方法ステップでは、作動する発電機での縮小設定または発電機の不作動化に基づいて減少した、発電機の発電機ブレーキトルクがブレンドされる。このブレンドは方法ステップS4で、それぞれのブレーキ回路の少なくとも1つのポンプによって、ブレーキ液が少なくとも1つの備蓄容積部から、ブレーキシステムの少なくとも1つのホイールブレーキシリンダへ送出されることによって行われる。このように方法ステップS4により、低減された発電機ブレーキトルクにもかかわらず、運転者ブレーキ要求/目標全体ブレーキトルクが高い信頼度で遵守されるように、液圧ブレーキトルクを上昇させることができる。
方法ステップS4で、たとえば減少した発電機ブレーキトルクを考慮したうえで、ブレーキシステムの少なくとも1つのポンプの目標ポンプ出力量を決定することができる。次いで、決定された目標ポンプ出力量を考慮したうえで、少なくとも1つのポンプを制御することができる。別案として、所定のブレーキ圧および/または希望される液圧ブレーキトルクに達するまで、少なくとも1つのポンプを作動させることもできる。
方法ステップS4の後、あらためて方法ステップS2およびS3を実施することができる。方法ステップS2およびS3により、目標力差量に呼応する実際力差の分だけ増幅力を上昇させることができ、それにより、返送に基づいて増加していくマスタブレーキシリンダ圧およびそれによって増大するマスタブレーキシリンダ反力にもかかわらず、希望される力平衡が成立する。
方法ステップS4とともに、少なくとも1つのポンプの作動中にブレーキシステムの少なくとも1つの切換弁が閉じた状態へと制御される方法ステップS5も実施することができるのが好ましい。このようにして、返送およびそのために行われるポンプ脈動の、ブレーキ操作部材に対する反動/反作用動を防止することができる。少なくとも1つの切換弁の閉止にもかかわらず、運転者は運転者ブレーキ要求/目標全体ブレーキトルクをさらに引き上げることができる。このことが保証されるのは、このケースでは容積が切換弁の逆止め弁を介して付属のブレーキ回路に流れ込むことができるからである。返送の完了後、すなわち、少なくとも1つの備蓄容積部から少なくとも1つのホイールブレーキシリンダへブレーキ液を送出するための少なくとも1つのポンプの動作の終了後、連続的に調節可能な切換弁をゆっくりと開くことができ、それにより、場合により生じている圧力差を補償する(方法ステップS6)。圧力差の補償は、継続して測定されるマスタブレーキシリンダ圧を追加的に考慮したうえで行うことができる。
図4aから図4eは、回生式ブレーキシステムを作動させる方法の第2の実施形態を表現するための5つの座標系を示している。
図面を見やすくするために、上に述べた回生式ブレーキシステムを用いて本発明について説明し、第1のホイールブレーキシリンダと第3のホイールブレーキシリンダはフロントアクスルとして構成された第1のアクスルに付属しており、第2のホイールブレーキシリンダと第4のホイールブレーキシリンダはリヤアクスルとして構成された第2のアクスルに付属している。しかしながら本方法の実施可能性は、上に説明したブレーキシステムの使用や、各ホイールブレーキシリンダのこのような割当だけに限定されるものではない。
図4aから図4dの座標系では、横軸は時間軸tである。図4aの座標系の縦軸はブレーキトルクbを表しており、それに対して図4bの縦軸は数値を表しており、図4cの縦軸は移送されるブレーキ液容積Vに相当しており、図4dの座標系の縦軸は電流強さIを表している。図4eの座標系の横軸は、第1のアクスルに及ぼされる第1のアクスルブレーキトルクba1であり、それに対して図4eの座標系の縦軸は、第2のアクスルに及ぼされるアクスルブレーキトルクba2を表している。
時点t0のときまで、本方法により作動するブレーキシステムのブレーキ操作部材は初期位置/非操作位置にある。すなわち運転者は時点t0のときまで、ブレーキ操作部材に力を及ぼしていない。
時間t0以後、運転者は次第に大きくなっていく力をブレーキ操作部材に及ぼし、それによってブレーキ操作部材が位置調節される。時間t0とt1の間では、運転者ブレーキ要求全体を純粋に再生式に実行することができる。それが可能である理由は、運転者により要求される目標全体ブレーキトルクbgesが、時間t0とt1の間では、最大限実行可能な可能発電機ブレーキトルクbkannを下回っているからである。したがって時間t0とt1の間では、発電機ブレーキトルクbgenは目標全体ブレーキトルクbgesに応じて調整することができる。
時間t0とt1の間での純粋に再生式の制動のためにホイール吐出弁が開かれ、それにより、運転者によってマスタブレーキシリンダから移送されたブレーキ液容積が、(ほぼ)完全に備蓄室(たとえば低圧備蓄室)へ排出される(方法ステップS1)。少なくとも1つの備蓄室の容積Vは、時間t0とt1の間で相応に増えていく。したがって液圧ブレーキ圧は生成されず、第1のホイールブレーキシリンダおよび第3のホイールブレーキシリンダの第1の液圧部分ブレーキトルクbh1−3、および第2のホイールブレーキシリンダと第4のホイールブレーキシリンダの第2の液圧部分ブレーキトルクbh2−4は、時間t0とt1の間ではゼロに等しいままである。
上で説明したブレンドをするために、4つのホイール取込弁と4つのホイール吐出弁が時間t0とt1の間でそれぞれ開いた状態へと制御される。無通電のとき開くバルブとしてホイール取込弁が構成されており、無通電のとき閉じるバルブとしてホイール吐出弁が構成されている場合、このことは、第1のホイール取込弁および第3のホイール取込弁に出力される、電流強さがゼロに等しい第1のバルブ制御信号IE1−3と、第2のホイール取込弁および第4のホイール取込弁に出力される、電流強さがゼロに等しい第2のバルブ制御信号IE2−4と、第1のホイール吐出弁および第3のホイール吐出弁に送られる、電流強さがゼロに等しくない(たとえば1に等しい)第3のバルブ制御信号IA1−3と、第2のホイール吐出弁および第4のホイール吐出弁に提供される、電流強さがゼロに等しくない(たとえば1に等しい)第4のバルブ制御信号IA2−4とによって行われる(時間t0とt1の間では、ポンプ制御信号Ipと閉止信号Isは0に等しいままである)。
これに加えて時間t0とt1の間にはマスタブレーキシリンダ圧力センサにより、欠如している圧力生成の程度が判定され、およびこれに伴って欠如している(電気機械式の)ブレーキ倍力装置でのマスタブレーキシリンダ反力の程度が判定される。図4bに示す増幅係数fvを低減することで、少なくとも1つの備蓄室に移送された容積Vに対応して、増幅力Fvとマスタブレーキシリンダ反力Fgとの間の希望される平衡を維持することができ、このとき増幅力Fvは、増幅係数fvと(図示しない)運転者ブレーキ力との積に対して相関関係にある(方法ステップS2およびS3)。このように、移送される容積Vが増えていくにもかかわらず、運転者にとっての標準的なブレーキ操作感覚を保証可能である。
時間t1とt4の間では、運転者により要求される目標全体ブレーキトルクbgesは、最大限実行可能な可能発電機ブレーキトルクbkannよりも大きい。しかし、第1のホイール吐出弁および第3のホイール吐出弁を閉じることで、第1のホイールブレーキシリンダおよび第3のホイールブレーキシリンダで、ゼロに等しくない第1の液圧部分ブレーキトルクbh1−3を生成することができる(第1および第3のホイール吐出弁の閉止は、ゼロに等しくない第3のバルブ制御信号IA1−3によって行われる)。このことを言い換えて、ブレーキ要求が高くなったときに運転者により追加的に移送される容積は、(フロントアクスルの)第1および第3のホイールブレーキシリンダへと移されると言うこともできる。(好ましくは連続式に調節可能な)第2および第4のホイール取込弁のΔpコントロール(デルタpコントロール)により(ゼロから1の間の第2のバルブ制御信号IE2−4)、第1の液圧部分ブレーキトルクbh1−3と発電機ブレーキトルクbgenの合計が目標全体ブレーキトルクbgesに相当するように、各々のブレーキ回路での圧力コントロールを実行可能である。
フロントアクスルホイールブレーキシリンダの液圧ブレーキ圧は、マスタブレーキシリンダ反力の増加(ゼロに等しくない)をも生じさせる。そのため、増幅力のいっそうの低減は必要ない。すなわち増幅係数fvは、時間t1からt4の間に一定に保つことができる。このことを言い換えて、増幅力/増幅係数fvをコントロールすることで、復帰ばね力とマスタブレーキシリンダ反力の合計が増幅力により補償されて、この操作ストロークのときに予期されるとおりの運転者ブレーキ力が運転者に生じるように配慮がなされると言うこともできる。
時点t2で、運転者ブレーキ要求/目標全体ブレーキトルクbgesは局所的な最大値に達する。時点t3以後、運転者は運転者ブレーキ要求/目標全体ブレーキトルクbgesを下げていく。時間t3とt4の間で、まず第1の液圧部分ブレーキトルクbh1−3が低減される。そのためには、第1のホイールブレーキシリンダおよび第3のホイールブレーキシリンダから容積を取り出すだけでよく、それは、第1のホイール吐出弁と第3のホイール吐出弁が開かれることによる。第1および第3のホイール吐出弁の開放は、ゼロに等しくない(たとえば1に等しい)第3のバルブ制御信号IA1−3によって行われる。時点t4以後/ゼロに等しい第1の液圧部分ブレーキトルクbh1−3以後、目標全体ブレーキトルクbgesの低減は、発電機ブレーキトルクbgenの引き下げを通じて実行することができる。このことは、運転者ブレーキ要求/目標全体ブレーキトルクbgesが、時点t5で局所的な最小値に達するまで行われる。
時間t6以後、運転者ブレーキ要求/目標全体ブレーキトルクbgesが上昇していき、時点t7以後、最大限実行可能な可能発電機ブレーキトルクbkannをあらためて上回る(時間t4とt7の間では、ホイール取込弁とホイール吐出弁は時間t0とt1の間と同じように制御することができる)。時点t7以後、時間t1とt4の間で実行された方法ステップが反復される。これらの方法ステップについてあらためて記述することはしない。
図5aから図5eは、回生式ブレーキシステムを作動させる方法の第3の実施形態を表現するための5つの座標系を示している(図5aから図5eの座標系の横軸と縦軸は、図4aから図4eに対応している)。
時点t10になるまで、本方法により作動するブレーキシステムのブレーキ操作部材は初期位置/非操作位置にある。時間t10とt13の間に運転者は、最大限実行可能な可能発電機ブレーキトルクbkannよりも低いか、またはこれに等しい目標全体ブレーキトルクbgesを要求する(時間t10とt13の間に実行されるべき目標全体ブレーキトルクbgesは時間t11で最大値に達し、時間t11とt13の間では一定のままにとどまる)。このように運転者のブレーキ要求は、車両バッテリを充電するために利用可能である。そのために、4つすべてのホイール取込弁を開くことで(ゼロに等しい第1のバルブ制御信号IE1−3、およびゼロに等しい第2のバルブ制御信号IE2−4によって)、および4つすべてのホイール吐出弁を開くことで(ゼロに等しくない第3のバルブ制御信号IA1−3、およびゼロに等しくない第4のバルブ制御信号IA2−4によって)、第1および第3のホイールブレーキシリンダの第1の液圧部分ブレーキトルクbh1−3と、第2および第4のホイールブレーキシリンダの第2の液圧部分ブレーキトルクbh2−4が時間t10とt13の間で、ブレーキ操作部材の操作にもかかわらずゼロに等しく保たれる(方法ステップS1)。さらに時間t10とt13の間で、発電機ブレーキトルクbgenは目標全体ブレーキトルクbgesに等しくなるように調整され、増幅力/増幅係数fvは、少なくとも1つの備蓄容積部に移送される容積Vに合わせて適合化される(方法ステップS2およびS3)。このことは、すでに上で説明した利点を保証する。
時間t12以後、たとえば車両バッテリの充電状態に基づき、および/または発電機利用最低速度を下回る車両の現在の速度の低下に基づき、最大限実行可能な可能発電機ブレーキトルクbkannが減少していく。時間t13の後、最大限実行可能な可能発電機ブレーキトルクbkannは、運転者ブレーキ要求/目標全体ブレーキトルクbgesよりも低くなる。それにもかかわらず、ホイールブレーキシリンダでのブレーキ圧の生成を通じて、運転者ブレーキ要求を高い信頼度で遵守することができる。そのために4つすべてのホイール吐出弁が、ゼロに等しい第3のバルブ制御信号IA1−3によって、およびゼロに等しい第4のバルブ制御信号IA2−4によって、時間t13以後に閉じられる。ゼロに等しくないポンプ制御信号Ipにより、ブレーキシステムの少なくとも1つのポンプを時間t13以後に作動化させることができ、それにより、ブレーキ液が備蓄容積部からホイールブレーキシリンダへ送出される(方法ステップS4)。したがって、備蓄容積部に存在している容積Vは、時間t13以後に減少していく。このようにしてフロントアクスルでもリヤアクスルでも、目標全体ブレーキトルクbgesが高い信頼度で遵守されるように、液圧ブレーキトルクを生成可能である。
返送によって引き起こされるブレーキ操作部材での知覚可能なポンプ脈動を回避するために、少なくとも1つの切換弁が閉止信号Isにより返送の時間のあいだ閉じられる(方法ステップS5)。少なくとも1つの切換弁が無通電のとき開くバルブとして構成されているとき、このことは、ゼロに等しくない閉止信号Isによって行われる。
少なくとも1つのポンプの返送中および/または作動中における少なくとも1つの切換弁の閉止にもかかわらず、運転者は時点t14以後、目標全体ブレーキトルクをさらに引き上げることができる。このケースでは、切換弁の逆止め弁を介して容積がブレーキ回路に流れ込む。付言しておくと、最大限実行可能な可能発電機ブレーキトルクbkannが継続的に減っていき、時間t15で0に等しくなったとしても、ポンプの作動によって時間t14の後でも増加した目標全体ブレーキトルクbgesを、液圧部分ブレーキトルクbh1−3およびbh2−4の増大によってなおも実行可能である。
時間t13とt15の間での液圧部分ブレーキトルクbh1−3およびbh2−4の増加中にも、増幅力/増幅係数fvは、少なくとも1つの備蓄容積部に移送される容積Vの返送に合わせて適合化される(方法ステップS2およびS3)。
時間t15で返送が終了する。場合により生じる圧力差を補償するために、(好ましくは連続的に調節可能なバルブとして構成された)少なくとも1つの切換弁をゆっくりと開くことができる(方法ステップS6)。少なくとも1つの備蓄容積部から少なくとも1つのブレーキ回路へと容積Vを戻す返送の完了後は、液圧式にのみ制動が行われる。ブレーキ倍力装置の増幅係数fvは、再び従来式の出力値に到達する。
図6aから図6eは、回生式ブレーキシステムを作動させる方法の第4の実施形態を表現するための5つの座標系を示している(図6aから図6eの座標系の横軸と縦軸は、図4aから図4eに対応している)。
時点t20になるまで、本方法により作動するブレーキシステムのブレーキ操作部材は初期位置/非操作位置にある。時間t20以後、運転者は増大していく力をブレーキ操作部材に対して及ぼす。時間t20とt21の間で、すでに上で説明した仕方により、純粋に再生式に制動を行うことができる(方法ステップS1)。時間t21以後、最大限実行可能な可能発電機ブレーキトルクbkannよりも大きい目標全体ブレーキトルクbgesが運転者から要求されるため、第1および第3のホイール吐出弁を閉じることで、ゼロに等しくない第1の液圧部分ブレーキトルクbh1−3が第1および第3のホイールブレーキシリンダで生成される。運転者がブレーキ操作部材を操作することによる追加の容積移送は、フロントアクスルでの希望される液圧ブレーキトルク生成のために利用することができる。それと同時に、第2および第4のホイール吐出弁の開放を維持することを通じて、リヤアクスルのホイールブレーキシリンダでブレーキ圧生成が行われないことを保証することができる。特に、(好ましくは連続的に調節可能な)第2および第4のホイール取込弁の適当な制御(Δpコントロール、デルタpコントロール)により、少なくとも1つのブレーキ回路におけるブレーキ圧を希望される値に合わせて制御することができる。さらに増幅係数fvは、少なくとも1つの備蓄容積部に移送される容積Vにもかかわらず、希望される力平衡が成立するように適合化される(方法ステップS2およびS3)。
図6aから図6eの実施形態では、最大限実行可能な可能発電機ブレーキトルクbkannは、制動プロセス中に時点t25で上昇する。このことは、発電機ブレーキトルクbgenを増大させるために、車両バッテリの迅速な充電を目的として利用することができる。時間t25以後、第2および第4のホイール取込弁のΔpコントロール(デルタpコントロール)により、およびこれと同時に第2および第4のホイール吐出弁が開いたまま維持されることにより、ブレーキ液が少なくとも1つの備蓄容積部へと流れ込み、その結果、その中に存在する容積Vが時間t25以降に増加していく。それと同時に、第2および第4のホイールブレーキシリンダの第2の液圧部分ブレーキトルクbh2−4を、(ほぼ)ゼロに等しく保つことができる。同様に、第1および第3のホイールブレーキシリンダの液圧部分ブレーキトルクbh1−3を、時間t25とt26の間に低減させることができ、それにより、最大限実行可能な可能発電機ブレーキトルクbkannの増加に応じて発電機ブレーキトルクbgenを増加可能であり、それと同時に運転者ブレーキ要求が高い信頼度で遵守されるようになっている。
ブレーキ倍力装置の増幅力/増幅係数fvは、この動作状況のときでも、最新のブレーキ操作ストローク/最新の運転者ブレーキ力および実際に生じているマスタブレーキシリンダ圧に依存して適合化される。この段階中、追加の容積を第1および第3のホイールブレーキシリンダへ移送するためにポンプ送出が好ましいときには、ポンプ制御の時間のあいだ少なくとも1つの切換弁が閉じられ、その後にゆっくりと開かれる(ただし、その様子は図6dには図示していない)。第1および第3のホイールブレーキシリンダから第2および第4のホイール取込弁を介して少なくとも1つの備蓄容積部へブレーキ液が全部移送された後は、純粋に再生式の制動を行うことができる。
14 発電機ブレーキトルク情報
16 マスタブレーキシリンダ圧力量
20 ブレーキ倍力装置制御信号
50,52 ブレーキ回路
53a,53b,54a,54b ホイールブレーキシリンダ
62 マスタブレーキシリンダ
68 ブレーキ倍力装置
70a,70b,78a,78b,79a,79b バルブ
72a,72b 切換弁
80a,80b ポンプ
82a,82b 備蓄容積部

Claims (15)

  1. 車両の回生式ブレーキシステムを作動させる方法において、次の各ステップを有しており、すなわち、
    前記ブレーキシステムのブレーキ回路(50,52)の少なくとも1つのバルブ(70a,70b,78a,78b,79a,79b)が前記ブレーキシステムの発電機の作動の前および/または途中に制御され、それにより、ブレーキ液が少なくとも部分開放された少なくとも1つの前記バルブ(70a,70b,78a,78b,79a,79b)を介して前記ブレーキシステムのマスタブレーキシリンダ(62)および/または少なくとも1つの前記ブレーキ回路(50,52)からそれぞれの前記ブレーキ回路(50,52)の少なくとも1つのホイール吐出弁(78a,78b,79a,79b)と少なくとも1つのポンプ(80a,80b)との間に配置された少なくとも1つの備蓄容積部(82a,82b)へ移送される(S1)、そのような方法において、
    次の各ステップを有しており、すなわち、
    発電機により及ぼされる発電機ブレーキトルク(bgen)に関わる発電機ブレーキトルク情報(14)、測定された、または見積もられたマスタブレーキシリンダ圧力量(16)、および/または少なくとも発電機ブレーキトルク情報(14)もしくはマスタブレーキシリンダ圧力量(16)から導き出される評価量を考慮したうえで、ブレーキ倍力装置(68)により及ぼされる増幅力(Fv)に関わる目標力差量が決定され(S2)、
    目標力差量に呼応する実際力差の分だけ増幅力(Fv)が変更されるように、決定された目標力差量を考慮したうえで前記ブレーキ倍力装置(68)が制御される(S3)ことを特徴とする方法。
  2. 少なくとも1つの前記バルブ(78a,78b,79a,79b)としての少なくとも1つの前記ホイール吐出弁(78a,78b,79a,79b)が少なくとも部分的に開放され、それにより、ブレーキ液が少なくとも部分開放された少なくとも1つの前記ホイール吐出弁(78a,78b,79a,79b)を介して少なくとも1つの前記備蓄容積部(82a,82b)へ移送される、請求項1に記載の方法。
  3. 少なくとも1つの前記バルブ(78a,78b,79a,79b)としての少なくとも1つの高圧切換弁(70a,70b)が少なくとも部分的に開放され、それにより、ブレーキ液が少なくとも部分開放された少なくとも1つの前記高圧切換弁(70a,70b)を介して、およびそれぞれの前記高圧切換弁(70a,70b)とこれに付属する前記備蓄容積部(82a,82b)との間の逆止め弁のない少なくとも1つの配管装置を介して、少なくとも1つの前記備蓄容積部(82a,82b)へ移送される、請求項1に記載の方法。
  4. ブレーキ液は少なくとも1つの前記バルブ(78a,78b,79a,79b)を介して少なくとも1つの前記備蓄容積部(82a,82b)としての低圧備蓄室(82a,82b)へ移送される、請求項1から3のうちいずれか1項に記載の方法。
  5. 発電機により及ぼされる発電機ブレーキトルク(bgen)が低下したとき、および/または発電機が不作動化されたとき、ブレーキ液はそれぞれの前記ブレーキ回路(50,52)の少なくとも1つの前記ポンプ(80a,80b)により少なくとも1つの前記備蓄容積部(82a,82b)から前記ブレーキシステムの少なくとも1つのホイールブレーキシリンダ(53a,53b,54a,54b)へ送出される(S4)、請求項1から4のうちいずれか1項に記載の方法。
  6. 少なくとも1つの前記備蓄容積部(82a,82b)から少なくとも1つの前記のホイールブレーキシリンダ(53a,53b,54a,54b)へブレーキ液を送出するための少なくとも1つの前記ポンプ(80a,80b)の作動中、前記ブレーキシステムの少なくとも1つの切換弁(72a,72b)が閉じた状態へと制御される(S5)、請求項5に記載の方法。
  7. 少なくとも1つの前記切換弁(72a,72b)は、少なくとも1つの前記備蓄容積部(82a,82b)から少なくとも1つの前記ホイールブレーキシリンダ(53a,53b,54a,54b)へブレーキ液を送出するための少なくとも1つの前記ポンプ(80a,80b)の作動の終了後、少なくとも部分開放された状態制御される(S6)、請求項6に記載の方法。
  8. 車両の回生式ブレーキシステムのための制御装置(100)であって、
    制御器(10)を有しており、該制御器により前記ブレーキシステムの少なくとも1つのブレーキ回路(50,52)のバルブ(70a,70b,78a,78b,79a,79b)を前記ブレーキシステムの発電機の作動の前および/または途中で少なくとも部分開放された状態へと制御可能であり、それにより、ブレーキ液を少なくとも部分開放された少なくとも1つの前記バルブ(70a,70b,78a,78b,79a,79b)を介して前記ブレーキシステムのマスタブレーキシリンダ(62)および/または少なくとも1つの前記ブレーキ回路(50,52)からそれぞれの前記ブレーキ回路(50,52)の少なくとも1つのホイール吐出弁(78a,78b,79a,79b)と少なくとも1つのポンプ(80a,80b)との間に配置された少なくとも1つの備蓄容積部(82a,82b)へ移送可能であるようになっている、そのような制御装置において、
    前記制御器(10)は、発電機により及ぼされる、または及ぼされるべき発電機ブレーキトルク(bgen)に関わる発電機ブレーキトルク情報(14)、提供された、測定された、または見積もられたマスタブレーキシリンダ圧力量(16)、および/または少なくとも発電機ブレーキトルク情報(14)もしくはマスタブレーキシリンダ圧力量(16)から導き出される評価量を考慮したうえで、前記ブレーキシステムのブレーキ倍力装置(68)により及ぼすことが可能な増幅力(Fv)に関わる目標力差量を決定するように追加的に設計されており、決定された目標力差量を考慮したうえで少なくとも1つのブレーキ倍力装置制御信号(20)を前記ブレーキ倍力装置(68)に出力可能であり、該ブレーキ倍力装置はブレーキ倍力装置制御信号(20)により、目標力差量に呼応する実際力差の分だけ増幅力(Fv)を変更可能であるように制御可能であることを特徴とする制御装置。
  9. 前記制御器(10)により、少なくとも1つの前記バルブ(78a,78b,79a,79b)としての少なくとも1つの前記ホイール吐出弁(78a,78b,79a,79b)を少なくとも部分開放された状態へと制御可能であり、それにより、ブレーキ液を少なくとも部分開放された少なくとも1つの前記ホイール吐出弁(78a,78b,79a,79b)を介して少なくとも1つの前記備蓄容積部(82a,82b)へ移送可能であるようになっている、請求項8に記載の制御装置(100)。
  10. 前記制御器(10)により、少なくとも1つの前記バルブ(78a,78b,79a,79b)としての少なくとも1つの高圧切換弁(70a,70b)を少なくとも部分開放された状態へと制御可能であり、それにより、ブレーキ液を少なくとも部分開放された少なくとも1つの前記高圧切換弁(70a,70b)を介して、およびそれぞれの前記高圧切換弁(70a,70b)とこれに付属する備蓄容積部(82a,82b)との間の逆止め弁のない少なくとも1つの配管装置を介して、少なくとも1つの前記備蓄容積部(82a,82b)へ移送可能であるようになっている、請求項8に記載の制御装置(100)。
  11. 前記制御器(10)により、発電機(68)により及ぼされる発電機ブレーキトルク(bgen)が低下したとき、および/または発電機(68)が不作動化されたとき、前記各ブレーキ回路(50,52)の少なくとも1つの前記ポンプ(80a,80b)を制御可能であり、それによりブレーキ液を少なくとも1つの前記ポンプ(80a,80b)により少なくとも1つの前記備蓄容積部(82a,82b)から前記ブレーキシステムの少なくとも1つのホイールブレーキシリンダ(53a,53b,54a,54b)へ送出可能であるようになっている、請求項8から10のいずれか1項に記載の制御装置(100)。
  12. 前記制御器(10)は、少なくとも1つの前記備蓄容積部(82a,82b)から少なくとも1つの前記のホイールブレーキシリンダ(53a,53b,54a,54b)へブレーキ液を送出するための少なくとも1つの前記ポンプ(80a,80b)の作動中、少なくとも1つの閉止信号(24,Is)をそれぞれの前記ブレーキシステム(50,52)の少なくとも1つの切換弁(72a,72b)へ出力するように追加的に設計されており、該閉止信号により少なくとも1つの前記切換弁(72a,72b)を閉じた状態へと制御可能である、請求項11に記載の制御装置(100)。
  13. 前記制御器(10)は、少なくとも1つの前記備蓄容積部(82a,82b)から少なくとも1つの前記のホイールブレーキシリンダ(53a,53b,54a,54b)へブレーキ液を送出するための少なくとも1つの前記ポンプ(80a,80b)の作動の終了後、少なくとも1つの前記切換弁(72a,72b)を少なくとも部分開放された状態制御するように設計されている、請求項12に記載の制御装置(100)。
  14. 請求項8から13のいずれか1項に記載の制御装置(100)を有している、車両のための回生式ブレーキシステム。
  15. 前記マスタブレーキシリンダ(62)および/または少なくとも1つの前記ブレーキ回路(50,52)から制御装置により少なくとも部分開放された状態へと制御可能な少なくとも1つのバルブ(70a,70b,78a,78b,79a,79b)を介してブレーキ液を移送可能である少なくとも1つの前記備蓄容積部(82a,82b)は少なくとも1つの低圧備蓄室(82a,82b)である、請求項14に記載の回生式ブレーキシステム。
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