JP7312630B2 - ブレーキシステムを作動させるための方法およびブレーキシステム - Google Patents

Description

本発明は、自動車用ブレーキシステムを作動させるための方法に関するものである。さらに、本発明は自動車用ブレーキシステムに関する。

ブレーキシステムを作動させるための従来の方法は、ブレーキシステムの１つの貯留室内のブレーキ液体積を評価または特定することを含んでいる。

電気作動車両およびハイブリッド車両のブレーキシステムでは、電気機械を用いて発生させる回生ブレーキトルクによっても、ブレーキシステムによって発生させる液圧ブレーキトルクによっても、制動力が提供される。

この場合、種々の走行状況において、自動車の回生作動の場合にも安定した制動力を得るために、回生ブレーキトルクと液圧で発生させるブレーキトルクとを協調させることができる。

純粋に回生的な制動の範囲内では、液圧ブレーキトルクの発生を阻止するために、ブレーキ液体積をブレーキシステムの少なくとも１つの貯留室内へ移動させる。その後、これよりも後の時点で、回生ブレーキトルクを減少させ且つ液圧ブレーキトルクを搬送する場合に、少なくとも１つの貯留室内にあるブレーキ液体積をブレーキシステム内へ戻し移動させるために、ポンプが操作される。少なくとも１つの貯留室内へのブレーキ液体積の過度な移動を回避するには、少なくとも１つの貯留室内にあるブレーキ液体積を評価または算出することが必要である。

従来のＥＳＰシステムでは、弁を通じて少なくとも１つの貯留室内へ流れる体積流がベルヌーイの原理によって算出される。しかしながら、ブレーキトルク協調の場合にはブレーキシステムの後部排出弁が持続的に開弁されており、その結果後部排出弁と貯留室との間の圧力はダイレクトに補償され、その結果ベルヌーイの方程式に基づいて体積流を算定するためには圧力差が十分に高くない。

動的作用により十分に高い圧力差が検知される場合でも、これに基づいた圧力評価は不正確であり、その結果体積流を必要な精度で算出することは不可能である。

特許文献１は、ブレーキマスタシリンダと、第１の貯留室を備えた第１のブレーキ回路と、第１の車輪ブレーキシリンダと、第２の車輪ブレーキシリンダとを備えた自動車用ブレーキシステムを開示しており、この場合第１の車輪ブレーキシリンダは第１の車輪排出弁を介して第１の貯留室と液圧結合され、第２の車輪ブレーキシリンダは第２の車輪排出弁を介して第２の貯留室と液圧結合されている。

独国特許出願公開第１０２０１６２０８５２９号明細書

本発明は、自動車用ブレーキシステムを作動させるための方法を提供する。この方法は、自動車のドライバーがブレーキペダルを操作することによってブレーキマスタシリンダからブレーキシステム内へ移動した第１のブレーキ液体積を算出することを含んでいる。この方法は、さらに、ブレーキシステムの車輪ブレーキシリンダ内にある第２のブレーキ液体積を算出することを含んでいる。

この方法は、さらに、算出した第１のブレーキ液体積と算出した第２のブレーキ液体積とを使用して、ブレーキシステムの少なくとも１つの貯留室内にある第３のブレーキ液体積を算出することを含んでいる。

本発明は、さらに、自動車のドライバーがブレーキペダルを操作することによってブレーキマスタシリンダからブレーキシステム内へ移動した第１のブレーキ液体積を算出し、ブレーキシステムの車輪ブレーキシリンダ内にある第２のブレーキ液体積を算出し、算出した第１のブレーキ液体積と算出した第２のブレーキ液体積とを使用して、ブレーキシステムの少なくとも１つの貯留室内にある第３のブレーキ液体積を算出するために設置されている演算装置を備えた自動車用ブレーキシステムを提供する。

本発明の思想は、ドライバーがブレーキペダルを操作したときにブレーキマスタシリンダからブレーキシステム内へ移動した第１のブレーキ液体積と、ブレーキシステムの車輪ブレーキシリンダ内にある第２のブレーキ液体積とを使用して、ブレーキシステムの少なくとも１つの貯留室内にある第３のブレーキ液体積を算出することにより、ブレーキシステムの少なくとも１つの貯留室内にある第３のブレーキ液体積のより正確な算出を可能にするというものである。

これは、ドライバーがブレーキペダルを操作すると、ブレーキマスタシリンダの補償接続部が閉じられ、したがってブレーキシステムが１つの閉じた系になるという事実から結果する。これにより、ブレーキペダルの操作によりブレーキマスタシリンダからブレーキシステム内へ移動したブレーキ液体積は、ブレーキシステムの車輪ブレーキシリンダ内か、少なくとも１つの貯留室内かのいずれかに存在する。したがって、前述の構成部分を考慮して、ブレーキシステムの少なくとも１つの貯留室内にあるブレーキ液体積の正確な算出を可能にすることができる。

有利な実施態様および更なる構成は、従属項および図を参照する説明から明らかである。

有利な更なる構成によれば、自動車のドライバーがブレーキペダルを操作することによってブレーキマスタシリンダからブレーキシステム内へ移動した第１のブレーキ液体積を算出することは、ブレーキマスタシリンダの直径と、ペダルストロークセンサによって検知された、ブレーキペダルと結合されているブレーキシステムの出力棒の変位距離と、ブレーキマスタシリンダの補償接続部を閉じるための出力棒の変位距離とを使用して実施されるように構成されている。このようにして、ペダルストロークセンサによって検知された変位距離を使用して、ブレーキマスタシリンダからブレーキシステム内へ移動したブレーキ液体積の正確な算出を有利な態様で可能にすることができる。

他の有利な更なる構成によれば、ブレーキシステムの車輪ブレーキシリンダ内にある第２のブレーキ液体積を算出することは、車輪ブレーキシリンダ内のブレーキ液圧力とブレーキシステムの剛性とを使用して実施されるように構成されている。このようにして、車輪ブレーキシリンダ内にあるブレーキ液体積の正確な算出を有利な態様で可能にすることができる。

他の有利な更なる構成によれば、ブレーキシステムの車輪ブレーキシリンダ内にある第２のブレーキ液体積を、自動車の前車軸の車輪ブレーキシリンダ内のブレーキ液体積と後車軸の車輪ブレーキシリンダ内のブレーキ液体積とを加算することによって算出するように構成されている。このようにして、すべての車輪ブレーキシリンダのブレーキ液体積に関するデータを使用することで、車輪ブレーキシリンダ内のブレーキ液体積の正確な特定を可能にすることができる。

他の有利な更なる構成によれば、前車軸の車輪ブレーキシリンダ内のブレーキ液圧力を、ブレーキマスタシリンダの領域で圧力センサによって測定し、その際後車軸の車輪ブレーキシリンダ内のブレーキ液圧力がブレーキシステムの少なくとも１つの貯留室内のブレーキ液圧力に対応しており、且つ後車軸の車輪ブレーキシリンダ内のブレーキ液圧力は１．２バールと１．６バールの間にあるように構成されている。

圧力センサによる前車軸でのブレーキ液圧力の測定と、後車軸の領域でのブレーキ液圧力が少なくとも１つの貯留室内のブレーキ液圧力に対応しているという事実とに基づき、車輪ブレーキシリンダ内のブレーキ液圧力の正確な特定を有利な態様で可能にすることができる。

他の有利な更なる構成によれば、ブレーキシステムの少なくとも１つの貯留室内にある第３のブレーキ液体積の算出を、第１のブレーキ液体積と第２のブレーキ液体積との差を算出することによって実施するように構成されている。したがって、ドライバーがブレーキペダルを操作することによってブレーキマスタシリンダからブレーキシステム内へ移動したブレーキ液体積と、車輪ブレーキシリンダ内にあるブレーキ液体積との正確な特定が可能であるので、少なくとも１つの貯留室内のブレーキ液体積の精確な算出を有利な態様で予定することができる。

他の有利な更なる構成によれば、算出した、ブレーキシステムの少なくとも１つの貯留室内にある第３のブレーキ液体積が、予め設定した閾値を上回っている場合に、電気機械によって発生させた回生ブレーキトルクとブレーキシステムによって液圧で発生させたブレーキトルクとのトルク協調を終了させるように構成されている。このようにして、ブレーキシステムの少なくとも１つの貯留室の過充填を有利な態様で阻止することができる。

他の有利な更なる構成によれば、算出した、ブレーキシステムの少なくとも１つの貯留室内にある第３のブレーキ液体積が、予め設定した閾値を上回っている場合に、少なくとも１つの貯留室を空にするためのポンプを操作するように構成されている。ポンプを操作することにより、予め特定した閾値を上回っていることを確認したときに貯留室を有利な態様で空にすることができる。

他の有利な更なる構成によれば、ブレーキシステムの車輪ブレーキシリンダ内にある第２のブレーキ液体積を算出する際、第１の前部車輪ブレーキシリンダ内のブレーキ液体積と、第２の前部車輪ブレーキシリンダ内のブレーキ液体積と、第１の後部車輪ブレーキシリンダ内のブレーキ液体積と、第２の後部車輪ブレーキシリンダ内のブレーキ液体積とを算出するように構成されている。このようにして、自動車のブレーキシステムのすべての車輪ブレーキシリンダ内にあるブレーキ液の全体積を有利な態様で考慮に入れることができる。

上述した構成および更なる構成は、互いに任意に組み合わせることができる。

本発明の他の可能な構成、更なる構成および実施は、明確に取り上げなかった、本発明の前述したまたは以下で実施例に関し説明する複数の構成要件の組み合わせをも含むものである。

添付の図面は、本発明の実施形態をさらに理解するためのものである。これらの図面は実施形態を具体的に説明しており、本発明の原理およびコンセプトを明らかにする説明と関連して用いられる。

その他の実施形態および前記利点のうちの多くは図面を考慮すれば明らかである。図面に図示した要素は必ずしも互いに縮尺どおりに示されていない。
本発明の有利な一実施形態による自動車用ブレーキシステムの液圧回路図である。 本発明の前記有利な実施形態による自動車用ブレーキシステムを作動させるための方法のフローチャートである。

図面の図では、反することが記載されていない限り、同じ参照符号は同じまたは機能的に同じ要素、構成部材または構成要素を示している。

図１は、本発明の有利な一実施形態による自動車用ブレーキシステムの液圧回路図である。

自動車用ブレーキシステム１は、ブレーキマスタシリンダ１０と、該ブレーキマスタシリンダ１０に結合されている第１のブレーキ回路１２と、ブレーキマスタシリンダ１０に結合されている第２のブレーキ回路１４とを有している。

ブレーキシステム１は、さらに、自動車のドライバーがブレーキペダル２を操作することによってブレーキマスタシリンダ１０からブレーキシステム１内へ移動した第１のブレーキ液体積Ｖ_１を算出するために設置された演算装置６を有している（数式（１）を参照）。

Ｄはブレーキマスタシリンダ１０の直径、ｓ（出力棒）はブレーキペダル２と結合されているブレーキシステム１の出力棒３の変位距離、ｓ（補償接続部 閉）はブレーキマスタシリンダの補償接続部４を閉じるための出力棒３の変位距離である。

さらに、演算装置６は、ブレーキシステム１の車輪ブレーキシリンダ２６，２８，３０，３１内にある第２のブレーキ液体積Ｖ_２を算出するために設置されている（数式（２）を参照）。

ｃ（ＶＡ，Ｍｏｄｅｌｌ）は前車軸の領域におけるブレーキシステムの剛性、ｃ（ＨＡ，Ｍｏｄｅｌｌ）は後車軸の領域におけるブレーキシステムの剛性、ｄＰは圧力差、ｄｔはタイムインターバルである。

さらに、演算装置６は、算出した第１のブレーキ液体積Ｖ_１と算出した第２のブレーキ液体積Ｖ_２とを使用して、ブレーキシステム１の少なくとも１つの貯留室２０，２２内にある第３のブレーキ液体積Ｖ_３を算出するために設置されている（数式（３）を参照）。

Ｖ_３＝Ｖ_１－Ｖ_２ 数式（３）

さらに、ブレーキシステム１は複数の切換え可能な弁３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８，３９，４０，４１を有している。これらの弁はその配置および機能性に関し当業者に公知であるので、ここで詳細に説明しない。

図２は、本発明の有利な実施形態による自動車用ブレーキシステムを作動させるための方法のフローチャートである。

ステップＳ１で、自動車のドライバーがブレーキペダル２を操作することによってブレーキマスタシリンダ１０からブレーキシステム１内へ移動した第１のブレーキ液体積Ｖ_１の算出を行う。ステップＳ２で、ブレーキシステム１の車輪ブレーキシリンダ２６，２８，３０，３１内にある第２のブレーキ液体積Ｖ_２の算出を行う。

ステップＳ３で、算出した第１のブレーキ液体積Ｖ_１と算出した第２のブレーキ液体積Ｖ_２とを使用して、ブレーキシステム１の少なくとも１つの貯留室２０，２２内にある第３のブレーキ液体積Ｖ_３の算出を行う。

自動車のドライバーがブレーキペダル２を操作することによってブレーキマスタシリンダ１０からブレーキシステム１内へ移動した第１のブレーキ液体積Ｖ_１の算出Ｓ１が、ブレーキマスタシリンダ１０の直径Ｄと、ペダルストロークセンサ１３によって検知される、ブレーキペダル２と結合されているブレーキシステム１の出力棒３の変位距離と、ブレーキマスタシリンダの補償接続部４を閉じるための出力棒３の変位距離とを使用して実施される。

さらに、ブレーキシステム１の車輪ブレーキシリンダ２６，２８，３０，３１内にある第２のブレーキ液体積Ｖ_２の算出Ｓ２が、車輪ブレーキシリンダ２６，２８，３０，３１内でのブレーキ液圧力と、ブレーキシステム１の剛性とを使用して実施される。

さらに、ブレーキシステム１の車輪ブレーキシリンダ２６，２８，３０，３１内にある第２のブレーキ液体積Ｖ_２は、自動車の前車軸２４の車輪ブレーキシリンダ３０，３１内のブレーキ液体積と、後車軸２５の車輪ブレーキシリンダ２６，２８内のブレーキ液体積とを加算することによって算出される。前車軸２４の車輪ブレーキシリンダ３０，３１内のブレーキ液圧力は、好ましくはブレーキマスタシリンダ１０の領域にある圧力センサ５によって測定される。これとは択一的に、圧力センサ５をブレーキシステム１内の他の個所に配置してよい。

後車軸２５の車輪ブレーキシリンダ２６，２８内のブレーキ液圧力は、ブレーキシステム１の少なくとも１つの貯留室２０，２２内のブレーキ液圧力に対応している。後車軸２５の車輪ブレーキシリンダ２６，２８内のブレーキ液圧力は、好ましくは１．２バールと１．６バールの間にある。

ブレーキシステム１の少なくとも１つの貯留室２０，２２内にある第３のブレーキ液体積Ｖ_３の算出Ｓ３は、好ましくは第１のブレーキ液体積Ｖ_１と第２のブレーキ液体積Ｖ_２との差を算出することによって実施される。

（図には図示していない）電気機械によって発生される回生ブレーキトルクとブレーキシステム１によって液圧で発生されるブレーキトルクとのトルク協調は、算出した、ブレーキシステム１の少なくとも１つの貯留室２０，２２内にある第３のブレーキ液体積Ｖ_３が、予め設定した閾値を越えた場合に終了させる。算出した、ブレーキシステム１の少なくとも１つの貯留室２０，２２内にある第３のブレーキ液体積Ｖ_３が、予め設定した閾値を越えている場合、好ましくは、少なくとも１つの貯留室２０，２２を空にするためのポンプ４２，４３を操作する。

ブレーキシステム１の車輪ブレーキシリンダ２６，２８，３０，３１内にある第２のブレーキ液体積Ｖ_２の算出Ｓ２の場合、第１の前部車輪ブレーキシリンダ３０内のブレーキ液体積と、第２の前部車輪ブレーキシリンダ３１内のブレーキ液体積と、第１の後部車輪ブレーキシリンダ２６内のブレーキ液体積と、第２の後部車輪ブレーキシリンダ２８内のブレーキ液体積とを算出する。

本発明を有利な実施形態に基づいて上述したが、本発明はこれに限定されるものではなく、多種多様に変更が可能である。特に、本発明は、発明の主旨を逸脱しなければ種々に改変または変更することができる。

たとえば、ブレーキマスタシリンダ、車輪ブレーキシリンダ、貯留室のサイズ、性能または構成は、その都度の構造的、組織的および／または制御技術的要請に適合させてよい。

１ ブレーキシステム
２ ブレーキペダル
３ 出力棒
４ 補償接続部
５ 圧力センサ
６ 演算装置
１０ ブレーキマスタシリンダ
１３ ペダルストロークセンサ
２０，２２ 貯留室
２４ 前車軸
２５ 後車軸
２６ 第１の後部車輪ブレーキシリンダ
２８ 第２の後部車輪ブレーキシリンダ
３０ 第１の前部車輪ブレーキシリンダ
３１ 第２の前部車輪ブレーキシリンダ
４２，４３ ポンプ
Ｓ１ 第１のブレーキ液体積Ｖ_１の算出
Ｓ２ 第２のブレーキ液体積Ｖ_２の算出
Ｓ３ 第３のブレーキ液体積Ｖ_３の算出
Ｖ_１ 第１のブレーキ液体積
Ｖ_２ 第２のブレーキ液体積
Ｖ_３ 第３のブレーキ液体積

Claims (10)

1. 自動車用ブレーキシステム（１）を作動させるための方法において、
   前記自動車のドライバーがブレーキペダル（２）を操作することによってブレーキマスタシリンダ（１０）から前記ブレーキシステム（１）内へ移動した第１のブレーキ液体積（Ｖ_１）を算出するステップ（Ｓ１）と、
   前記ブレーキシステム（１）の車輪ブレーキシリンダ（２６，２８，３０，３１）内にある第２のブレーキ液体積（Ｖ_２）を算出するステップ（Ｓ２）と、
   算出した前記第１のブレーキ液体積（Ｖ_１）と算出した前記第２のブレーキ液体積（Ｖ_２）とを使用して、前記ブレーキシステム（１）の少なくとも１つの貯留室（２０，２２）内にある第３のブレーキ液体積（Ｖ_３）を算出するステップ（Ｓ３）と、
   を含む方法。
2. 前記自動車のドライバーが前記ブレーキペダル（２）を操作することによって前記ブレーキマスタシリンダ（１０）から前記ブレーキシステム（１）内へ移動した前記第１のブレーキ液体積（Ｖ_１）を算出する前記ステップ（Ｓ１）を、前記ブレーキマスタシリンダ（１０）の直径（Ｄ）と、ペダルストロークセンサ（１３）によって検知された、前記ブレーキペダル（２）と結合されている前記ブレーキシステム（１）の出力棒（３）の変位距離と、前記ブレーキマスタシリンダ（１０）の補償接続部（４）を閉じるための前記出力棒（３）の変位距離とを使用して実施することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記ブレーキシステム（１）の前記車輪ブレーキシリンダ（２６，２８，３０，３１）内にある前記第２のブレーキ液体積（Ｖ_２）を算出する前記ステップ（Ｓ２）を、前記車輪ブレーキシリンダ（２６，２８，３０，３１）内のブレーキ液圧力と前記ブレーキシステム（１）の剛性とを使用して実施することを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記ブレーキシステム（１）の前記車輪ブレーキシリンダ（２６，２８，３０，３１）内にある前記第２のブレーキ液体積（Ｖ_２）を、前記自動車の前車軸（２４）の車輪ブレーキシリンダ（３０，３１）内のブレーキ液体積と後車軸（２５）の車輪ブレーキシリンダ（２６，２８）内のブレーキ液体積とを加算することによって算出することを特徴とする、請求項３に記載の方法。
5. 前記前車軸（２４）の車輪ブレーキシリンダ（３０，３１）内のブレーキ液圧力を、前記ブレーキマスタシリンダ（１０）の領域で圧力センサ（５）によって測定し、前記後車軸（２５）の車輪ブレーキシリンダ（２６，２８）内のブレーキ液圧力が前記ブレーキシステム（１）の前記少なくとも１つの貯留室（２０，２２）内のブレーキ液圧力に対応しており、且つ前記後車軸（２５）の車輪ブレーキシリンダ（２６，２８）内の前記ブレーキ液圧力が１．２バールと１．６バールの間にあることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
6. 前記ブレーキシステム（１）の前記少なくとも１つの貯留室（２０，２２）内にある前記第３のブレーキ液体積（Ｖ_３）を算出する前記ステップ（Ｓ３）を、前記第１のブレーキ液体積（Ｖ_１）と前記第２のブレーキ液体積（Ｖ_２）との差を算出することによって実施することを特徴とする、請求項１から５までのいずれか一項に記載の方法。
7. 算出した、前記ブレーキシステム（１）の前記少なくとも１つの貯留室（２０，２２）内にある前記第３のブレーキ液体積（Ｖ_３）が、予め設定した閾値を上回っている場合に、電気機械によって発生させた回生ブレーキトルクと前記ブレーキシステム（１）によって液圧で発生させたブレーキトルクとのトルク協調を終了させることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか一項に記載の方法。
8. 算出した、前記ブレーキシステム（１）の前記少なくとも１つの貯留室（２０，２２）内にある前記第３のブレーキ液体積（Ｖ_３）が、予め設定した閾値を上回っている場合に、前記少なくとも１つの貯留室（２０，２２）を空にするためのポンプ（４２，４３）を操作することを特徴とする、請求項１から７までのいずれか一項に記載の方法。
9. 前記ブレーキシステム（１）の前記車輪ブレーキシリンダ（２６，２８，３０，３１）内にある前記第２のブレーキ液体積（Ｖ_２）を算出する前記ステップ（Ｓ２）において、第１の前部車輪ブレーキシリンダ（３０）内のブレーキ液体積と、第２の前部車輪ブレーキシリンダ（３１）内のブレーキ液体積と、第１の後部車輪ブレーキシリンダ（２６）内のブレーキ液体積と、第２の後部車輪ブレーキシリンダ（２８）内のブレーキ液体積とを算出することを特徴とする、請求項１から８までのいずれか一項に記載の方法。
10. 自動車用ブレーキシステム（１）において、
    前記自動車のドライバーがブレーキペダル（２）を操作することによってブレーキマスタシリンダ（１０）から前記ブレーキシステム（１）内へ移動した第１のブレーキ液体積（Ｖ_１）を算出し、前記ブレーキシステム（１）の車輪ブレーキシリンダ（２６，２８，３０，３１）内にある第２のブレーキ液体積（Ｖ_２）を算出し、算出した前記第１のブレーキ液体積（Ｖ_１）と算出した前記第２のブレーキ液体積（Ｖ_２）とを使用して、前記ブレーキシステム（１）の少なくとも１つの貯留室（２０，２２）内にある第３のブレーキ液体積（Ｖ_３）を算出するために設置されている演算装置（６）を備えたブレーキシステム（１）。

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