JP6978496B2 - ブレーキシステムを作動させる方法および装置並びにブレーキシステム - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも１つの液圧操作可能な車輪ブレーキと、目標ブレーキトルクを予め設定するため、操作可能なブレーキペダルを備えたブレーキペダル機構と、液圧を発生させるために前記目標ブレーキトルクに依存して電気的に起動される圧力発生器とを有する自動車の液圧ブレーキシステムを作動させる方法であって、通常作動時に前記圧力発生器の作動電流を予め設定可能な第１の制限値へ制限するようにした前記方法に関するものである。

さらに、本発明は、上述の方法を実施するための装置およびこの種の装置を備えたブレーキシステムに関する。

冒頭で取り上げた種類の方法、装置およびブレーキシステムは、技術水準からすでに知られている。従来のブレーキシステムでは、真空型ブレーキ倍力装置をブレーキペダル機構内で使用することで、ドライバーからブレーキペダルに作用するブレーキ力を増幅してブレーキシステムの液圧回路へ導入するが、最近では、真空型ブレーキ倍力装置を省略し、その代わりに電気的に起動可能な圧力発生器を使用するようにしたブレーキシステムも知られている。圧力発生器は、ブレーキペダルと機械的に連結されずに液圧を発生させる。むしろ、ブレーキペダルの操作は１つまたは複数のセンサによって検知、監視され、圧力発生器はブレーキペダル操作に依存して起動される。圧力発生器は、たとえば、ブレーキシステム内の圧力を電気液圧式に調整するために電動機が付設されているポンプである。この場合圧力発生器は、ブレーキペダルを操作することによってドライバーから要求される目標ブレーキトルクがブレーキシステムの１つまたは複数の車輪ブレーキにおいて調整されることで自動車を減速させるように、起動される。

圧力発生器またはその電動機の過熱を阻止するため、電動機は、低回転数の場合にトルクが、よって作動電流が第１の制限値へ制限されているように、起動される。

請求項１の構成を備えた本発明による方法には、ブレーキペダル機構がブレーキペダルの操作の種類に関して監視されるという利点と、ハイダイナミック操作を検知したときに作動電流の制限が解消されるという利点がある。本発明による方法には、ハイダイナミックブレーキ過程の際にドライバーに望ましいブレーキトルクを短時間で提供し、それにもかかわらず、圧力発生器の、特にその電動機の過熱が継続的に阻止されるという利点がある。ハイダイナミックブレーキ過程に対する制限が解消されていることにより、利用者はハイダイナミックブレーキ過程の際に短時間でブレーキトルクについて問い合わせをすることができる。ハイダイナミックブレーキ過程は長い間停止しておらず、特にその時間的短さを特徴としているので、電動機の短時間で高くなった負荷による電動機の過熱がほとんど阻止されている。

本発明の有利な更なる構成によれば、検出したブレーキペダル操作速度が予め設定可能な第２の制限値を超えたときにハイダイナミック操作であると認識するように構成されている。このため、合目的には、ブレーキペダルの操作速度を監視し、第２の制限値と比較する。検出した速度が第２の制限値を超えていれば、前述した作動電流の制限が解消される。ブレーキペダル操作速度は、特に、ブレーキペダルに付設されている距離センサを用いて検出される。距離信号を時間に関して簡単に導出することにより、ブレーキペダルの運動速度を算出可能であり、その結果検出したブレーキ過程または検出したブレーキペダル操作がハイダイナミック操作であるか、或いは通常の操作であるかを、方法にとって短時間で決定可能である。

さらに、有利には、検出したブレーキペダル距離が予め設定可能な第３の制限値を超えたときにハイダイナミック操作であると認識するように構成されている。この場合、特にブレーキペダル操作速度の考慮とは関係なく、ブレーキペダル距離が第３の制限値と比較される。第３の制限値は、特に、高速度で行われるものの、わずかなブレーキトルクしか必要としないブレーキペタル操作が、ハイダイナミックブレーキペダル操作として検出されないのを阻止するように選定されている。

さらに、有利には、第１の制限値を圧力発生器の作動温度に依存して予め設定するように構成されている。これにより、圧力発生器の現時点での作動温度に依存する、圧力発生器のダイナミック起動が行われるという利点が達成される。特に、現時点での作動温度を最大許容作動温度と比較することで、温度をさらに上昇させてよいか、或いは上昇させるべきでないかが決定される。対応的に第１の制限値を変化させるため、制限温度の超過が確実に阻止されている。この場合、ハイダイナミックブレーキ過程は作動温度を短時間しか上昇させず、よって無視できる程度にしか上昇させないことを前提としている。

さらに、有利な更なる構成によれば、回転数が第４の制限値以下の場合にだけ第１の制限値による作動電流の制限を行うように構成されている。これにより、特に低回転数の時に、圧力発生器を駆動するためのトルクが高く、その結果圧力発生器を加熱させるような、特にその電動機を加熱させるような高い作動電流がまさにこのときに発生していることが考慮される。しかしながら、同様に高い作動電流が必要とされるような高回転数の回転数範囲で圧力発生器が作動している場合には、高回転数であるためにわずかなトルクが必要であり、その結果加熱は比較的わずかであり、この限りでは第１の制限値への制限を省略することができる。

特に、第１の制限値を、長時間ブレーキング時の圧力発生器の許容作動温度に依存して予め設定するように構成されている。このケースでは、第１の制限値は特に固定されており、動的に予め設定されず、長時間ブレーキングの際に最大で発生してもよいような作動電流に対応しており、圧力発生器の作動温度が臨界値を超えることはない。

本発明の更なる有利な構成によれば、ブレーキペダル機構が、ブレーキペダル操作の検出した種類に依存して状況メッセージを発生させて、圧力発生器を起動させる制御器へ送るように構成されている。したがってブレーキペダル機構は、ハイダイナミックブレーキペダル操作が行われたか、或いは行われなかったかの情報を、この情報に依存してこのとき圧力発生器を起動させる、或いは第１の制限値による制限を解消または調整する制御器へ自ら送る。

請求項８の構成を備えた本発明による装置は、特定の使用時に本発明による方法を実施するために特別に構成された制御器が設けられていることを特徴としている。この場合、すでに取り上げた利点が得られる。

請求項９の構成を備えた本発明によるブレーキシステムは、本発明による装置が設けられていることを特徴としている。これによって、すでに取り上げた利点が得られる。

更なる利点および有利な構成要件並びに構成要件の組み合わせは、特に前述の構成および請求の範囲から明らかである。

自動車の液圧ブレーキシステムの概略図である。 ブレーキシステムを作動させるための有利な方法を説明するフローチャートである。

次に、本発明を図面を用いて詳細に検討する。

図１は、ここでは詳細に図示していない自動車のためのブレーキシステム１の簡略図である。ブレーキシステム１は複数の車輪ブレーキ２を有し、これらの車輪ブレーキは、自動車のドライバーによって作動ブレーキとしてのブレーキペダル機構３により操作可能である。車輪ブレーキ２はＬＲ，ＲＦ，ＬＦ，ＲＲによって表されており、これによってそれらの位置または自動車での割り当てが明確にされ、ここでＬＲは左後方、ＲＦは右前方、ＬＦは左前方、ＲＲは右後方である。ブレーキペダル機構３と車輪ブレーキ２との間には２つのブレーキ回路４と５が形成され、この場合ブレーキ回路４は車輪ブレーキＬＦとＲＲに付設され、ブレーキ回路５は車輪ブレーキＬＲとＲＦとに付設されている。両ブレーキ回路４と５は同一に構成され、その結果以下では両ブレーキ回路４，５の構成をブレーキ回路４を用いて詳細に説明することにする。

ブレーキ回路４は、まず、ブレーキペダル機構３のブレーキマスタシリンダ６と結合され、この場合ブレーキマスタシリンダ６は、本実施形態ではダブルピストンシリンダまたはタンデムシリンダとして形成され、ブレーキペダル機構３は、さらに、ドライバーによって操作可能なブレーキペダル７を有している。ブレーキ回路４は、ブレーキマスタシリンダ６に続く切換弁８を有している。切換弁８は無電流で開弁するように構成され、ブレーキ回路の液圧媒体、すなわちブレーキ液の両方向への流動を可能にさせる。切換弁８は、さらに、無電流で両方向に開弁されるように構成されたそれぞれ１つの吸込弁１０の中間接続のもとに、両車輪ブレーキ２と結合されている。ブレーキ回路４の車輪ブレーキ２には、さらにそれぞれ１つの排出弁１１が付設され、排出弁は無電流で閉弁されるように構成されている。排出弁１１は、排出側で、ブレーキマスタシリンダ６に液圧媒体を供給する液圧タンク９と結合されている。排出側では、排出弁１１はさらにポンプ１３の吸込側と結合され、ポンプは、吐出側にして切換弁８と吸込弁１０との間でブレーキ回路４と結合されている。ポンプ１３は、本実施形態ではピストンポンプとして形成され、機械的に電動機１４と連結され、この場合ポンプ１３と電動機１４とは協働してブレーキシステム１の圧力発生器１５を形成している。電動機１４が両ブレーキ回路３，４，５のポンプ１３に付設されているように構成されている。これとは択一的に、各ブレーキ回路４，５が固有の電動機１４を有するように構成されていてもよい。ブレーキマスタシリンダ６にはさらに液圧式ペダル感覚シミュレータ１２が付設されている。

ブレーキ回路４，５の両切換え弁８が閉じると、液圧は、ブレーキ回路４，５の、その後方にある部分内にとどまり、すなわちこれら切換弁と車輪ブレーキ２との間に閉じ込められ、または維持され、ブレーキペダル７がドライバーによって負荷軽減される場合でもそうである。ブレーキ力を増幅させるために圧力発生器１５が起動され、その結果ブレーキペダル７の操作に加えて圧力発生器１５によって液圧はブレーキシステム１内で自動的に高くなり、その結果ドライバーはわずかなパワーコストで高いブレーキトルクを発生させることができる。

図２は、ブレーキシステムを作動させる有利な方法を説明するための簡略なフローチャートである。ブレーキ装置３のブレーキペダル７の操作に伴い、第１のステップＳ１でこの方法をスタートさせる。これに続く確認ステップＳ２で、ブレーキペダル操作がハイダイナミックブレーキペダル操作であるかどうかをチェックする。このため、ブレーキペダル７の操作速度および操作距離を検知し、それぞれ制限値と比較させる。検知したブレーキペダル距離が関係づけられた制限値を超えていて、且つ操作速度が対応する制限値よりも高ければ、ハイダイナミックブレーキ操作が行われたと認識する（ｊ）。しかし、操作速度が制限値よりも小さく、および／または、ブレーキペダルが付属の制限値によって許容されるペダル距離を超えて動かされなければ、ハイダイナミックブレーキペダル操作はないと認識し（ｎ）、ステップＳ３が指示される。このステップでは、圧力発生器１５に対する作動電流を前記第１の許容制限値に制限する。

圧力発生器１５または該圧力発生器１５の電動機の過熱を阻止するため、通常作動時には圧力発生器の作動電流が第１の制限値によって制限されるように構成されている。これを図２に示した方法を用いてより詳細に説明する。

このように制限される作動電流により、その後ステップＳ４で圧力発生器１５を起動させて液圧を生成する。しかしながら、ステップＳ２でブレーキペダル操作がハイダイナミックブレーキペダル操作であると認識されると（ｊ）、ステップＳ２からステップＳ４へ進み、その結果作動電流の制限は行われず、或いは解消される。これにより、ハイダイナミックブレーキ過程の際には、圧力発生器１５に増大させた作動電流が供給され、その結果圧力発生器は低回転数時でも高い回転トルクを提供し、その結果ブレーキシステム１内には短時間で液圧が生成される。ハイダイナミックブレーキ過程に対してのみ制限が解消されることにより、通常作動時では、作動温度が超過しないよう保証されている。ハイダイナミックブレーキ過程では、熱負荷は作動電流の大きさと継続時間とに依存している。ハイダイナミックブレーキングの場合、特にまだ低回転数が存在している限りは作動電流は短時間しか高い状態にならないので、この短時間の間の作動温度の障害は無視できる。対応的に、第１の制限値を超えるような作動電流の増大が前述の方法によって有利に可能になる。これにより、ハイダイナミックブレーキ過程の際の電動機１４のトルクは通常のブレーキ過程の場合と同じように高くなり、その際の正確な大きさまたはトルク上昇率は、電動機のディメンションと実行された電流制限とに依存している。

図３はそれを例示したものであり、すなわち圧力発生器１５の電動機１４のトルク特性曲線を、通常作動時（Ｋ１）とハイダイナミックブレーキ過程時（Ｋ２）とでトルクＭ_ｄと回転数ｎとの関係としてグラフで例示したものである。これからわかるように、ハイダイナミックブレーキ過程では、低回転数時よりも高いトルクが可能であり、他方回転数が２０００回転以上の比較的高い場合には、特性曲線Ｋ１とＫ２は互いに重なっている。

１ ブレーキシステム
２ 車輪ブレーキ
３ ブレーキペダル機構
７ ブレーキペダル
１５ 圧力発生器

Claims (8)

1. 少なくとも１つの液圧操作可能な車輪ブレーキ（２）と、目標ブレーキトルクを予め設定するため、操作可能なブレーキペダル（７）を備えたブレーキペダル機構（３）と、前記目標ブレーキトルクに依存して液圧を発生させるために電気的に起動される圧力発生器（１５）とを有する自動車の液圧ブレーキシステム（１）を制御器によって作動させ、前記圧力発生器（１５）の作動電流を予め設定可能な電流閾値へ制限するようにし、前記電流閾値は前記圧力発生器の作動温度に依存して設定される方法において、
   前記ブレーキペダル機構（３）を、前記ブレーキペダル（７）の操作の種類に関して監視すること、前記ブレーキペダル（７）のハイダイナミック操作を検知したときに前記作動電流の前記電流閾値への制限を解消することを特徴とする方法。
2. 検出したブレーキペダル操作速度が予め設定可能な操作速度閾値を超えたときにハイダイナミック操作であると認識することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 検出したブレーキペダル操作距離が予め設定可能な操作距離閾値を超えたときにハイダイナミック操作であると認識することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
4. 通常作動時に、前記圧力発生器を駆動する電動機の回転数が所定の回転数閾値以下の場合に前記圧力発生器（１５）の作動電流を前記電流閾値以下に制限することを特徴とする、請求項１から３までのいずれか一つに記載の方法。
5. 前記電流閾値を、長時間ブレーキング時の前記圧力発生器（１５）の許容作動温度に依存して予め固定値として設定することを特徴とする、請求項１から４までのいずれか一つに記載の方法。
6. 前記ブレーキペダル機構（３）が、ブレーキペダル操作の検出した種類に依存して状況メッセージを発生させて、前記圧力発生器（１５）を起動させる制御器へ送ることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか一つに記載の方法。
7. 自動車のブレーキシステム（１）を作動させる装置であって、前記ブレーキシステム（１）が、少なくとも１つの車輪ブレーキ（２）と、目標ブレーキトルクを予め設定するため、操作可能なブレーキペダル（７）を備えたブレーキペダル機構（３）と、前記車輪ブレーキ（２）を液圧操作するための少なくとも１つの圧力発生器（１５）とを有し、該圧力発生器（１５）が、前記ブレーキペダル（７）の操作に依存して起動されるようにした前記装置において、請求項１から６までのいずれか一つに記載の方法を実施するためのプログラムが格納された制御器が設けられていることを特徴とする装置。
8. 少なくとも１つの車輪ブレーキ（２）と、ブレーキペダル機構（３）と、前記車輪ブレーキ（２）を液圧操作するための少なくとも１つの圧力発生器（１５）とを備え、該圧力発生器（１５）が、ブレーキペダル（７）の操作に依存して起動されるようにした自動車用ブレーキシステム（１）において、請求項７に記載の装置が設けられていることを特徴とするブレーキシステム。

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