JPH09505255A - 車両ブレーキ装置の制御方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 車両ブレーキ装置の制御方法および装置が提案され，ここで目標値を与えたときにブレーキ装置内の圧力が電子式制御装置により調節されかつブレーキ過程における車両構造の応答を求めることによりブレーキ作動および／またはブレーキ作動の開始が決定される。

Description

【発明の詳細な説明】 車両ブレーキ装置の制御方法および装置 従来の技術 本発明は独立請求項の上位概念に記載の車両ブレーキ装置の制御方法および装 置に関するものである。 このような方法ないしこのような装置はたとえばドイツ特許公開第４１１２８ ４５号から既知である。そこに記載の電子式（開ループないし閉ループ）制御ブ レーキ装置においては，ブレーキを操作したときの圧力−時間曲線を評価するこ とにより個々の車輪ブレーキの作動（係合）圧力したがってブレーキ作動の開始 が決定される。この作動圧力は，ドライバ希望により導入された目標圧力すなわ ち個々の車輪ブレーキ内に供給される圧力媒体を制御するように働く目標圧力を 修正するように使用される。この場合，修正はすべての車両車輪においてないし は１つの車軸の車両車輪において等しい大きさのブレーキ力を形成するように行 われる。これにより，個々の車両車輪における摩耗，摩擦係数変動，機械的損失 および公差による影響が補償される。さらに作動圧力を決定することにより個々 の車輪ブレーキの同時応答が保証され，これによりトラクタとトレーラとの間の 相互作用力が低減される。ブレーキ応答，ブレーキ作動およびブレーキ作動の開 始の決定はブレーキ装置それ自身のパラメータにより行われる。これは個々のケ ースにおいては満足とはいえない。 ブレーキ応答，ブレーキ作動およびブレーキ作動の開始の決定のための改良手 段を提供することが本発明の課題である。 これは独立請求項の特徴項に記載の特徴により達成される。 欧州特許第１４９１３７号（Ａ２）から，静的車軸荷重に対応する信号を検出 することおよびブレーキ力制御装置のブレーキ圧力分配においてこの信号を考慮 することが既知である。 欧州特許第２７６４３５号から，求められたブレーキトルクを電子式（開ルー プないし閉ループ）制御ブレーキ装置において評価することが既知である。 発明の利点 本発明による方法は，ブレーキ作動およびブレーキ作動の開始の決定を可能に する。これにより，電気空圧式ないし電気油圧式または準電気式ブレーキ装置の 制御が改善される。 本発明の方法により求められる支持力ないし車軸荷重の値がブレーキ圧力配分 に利用可能であることはとくに有利である。 さらに，求められた値により個々の車輪に供給されるブレーキトルクが計算可 能であることはとくに有利である。 さらに本発明の方法により，ブレーキ装置のモニタリングが可能であることは 有利である。 本発明の方法によりブレーキ作動が相前後して決定され，これにより摩耗状態 およびトレーラとトラクタとの間の相互作用力が明らかに改善される。同様に， 走行中において，ブレーキ装置の自動調整により機械的に実行された誤調整が修 正される。 その他の利点が実施態様に関する以下の説明ないしは請求の範囲から明らかで ある。 図面 以下に本発明を図面に示す実施態様により詳細に説明する。ここで，図１は電 子式（開ループないし閉ループ）制御ブレーキ装置の全体ブロック回路図を示し ，一方図２には１つの車輪における支持力を求めるための種々の代替方法が示さ れている。図３はブレーキ作動時のブレーキ圧力および支持力の時間経過を示し ，一方図４は支持力のブレーキ圧力との対応を示す。最後に，図５は本発明の方 法によるブレーキ作動およびブレーキ作動の開始の決定方法を説明する。 実施態様の説明 図１は，従来の技術から既知であるような電子式（開ループないし閉ループ） 制御ブレーキ装置の全体ブロック回路図を示す。ブレーキ装置は原則として，空 気式または油圧式非常あるいは補助ブレーキ回路を有している。図１はドライバ により操作可能な伝送器１０を示し，伝送器１０は電気ライン１２を介して電子 式制御装置２０と結合されている。電子式制御装置２０は通信系統２２を介して 圧力制御弁５０ないし６０と結合されている。圧力制御弁５０ないし６０はブレ ーキ操作のためにブレーキ操作装置９０ないし１００内の圧力を制御しかつ圧力 制御のためのエレクトロニックのほかにさらにブレーキ操作装置９０ないし１０ ０内に供給される圧力を測定するためのセンサ７０，８０を有している。さらに 貯蔵容器３０ないし４０が示され，貯蔵容器３０ないし４０はブレーキ操作のた めのエネルギーを蓄積している。図示の圧力制御弁５０ないし６０は，好ましい 実施態様においては，１つの車軸に割り当てられかつ１つの車軸のブレーキ操作 装置内の圧力を制御する。他の実施態様においては，このような圧力制御弁は各 車輪ブレーキにまたは車軸／車輪ブレーキの組合せに割り当てられている。さら に図１には１つの車輪１０５と２つのばね要素１１０および１２０とを備えた車 両の車軸１０２が略図で示され，ばね要素１１０および１２０上に車両構造１２ ５の荷重がかかっている。車両の車軸上における車両構造の支持力を測定するた めに，荷重測定機構１３０が示されている。好ましい実施態様においては，荷重 測定機構１３０は両方のばね要素１１０および１２０内の圧力を測定する。荷重 測定機構１３０は電気ライン１３５を介して，好ましい実施態様においては通信 系統２２を介して，電子式制御装置１２０と結合されている。 ドライバがブレーキペダルを操作したとき，伝送器１０はブレーキ制御信号を 電子式制御装置２０に供給する。電子式制御装置２０はドライバ希望に対応する 伝送器１０の操作度に圧力目標値を割り当て，圧力目標値はデータバス２２を介 して各圧力制御弁に供給される。目標値は圧力制御弁により圧力制御回路の範囲 内で調節される。電子式制御装置２０において，各圧力制御弁に対し，すなわち 各車軸ないしは各車輪ブレーキに対し伝送器１０の操作度に関する目標圧力の特 性曲線が記憶されていて，この特性曲線は車輪ブレーキ内の個々の相違を考慮す る。とくに特性曲線は，すべての車輪におけるブレーキ作動がほぼ同時に開始さ れるように決定されている。したがって，電子式制御装置２０がブレーキ応答， ブレーキ作動およびブレーキ作動の開始を検出しかつそれに応じて特性曲線を修 正することが重要である。圧力センサ７０，８０により測定された圧力は，通信 系統２２を介して電子式制御装置２０に伝送されて評価される。図示の電子式制 御ブレーキ機能のほかに，従来の技術から既知の，車軸荷重の関数としての圧力 調節ならびにアンチスキッド保護が設けられている。 ブレーキ作動およびブレーキ作動の開始を決定するために，好ましい実施態様 においては，ばね要素１１０および１２０内のブレーキ応答が荷重測定機構１３ ０で評価される。 この荷重測定機構１３０の種々の実施態様が図２に示されている。図２ａには ２つの圧力センサ１４０および１５０を有する荷重測定機構１３０が示され，圧 力センサ１４０および１５０はばね要素内の圧力を測定する。他の有利な実施態 様においては１つの圧力センサのみが設けられ，圧力センサの信号はブレーキ作 動およびブレーキ作動の開始を決定するために十分なものである。図２ｂには圧 力センサ１４０および切換弁１６０を備えた荷重測定機構１３０が示されている 。この場合，圧力センサは１つのばね要素１１０に接続されかつ電子式制御装置 ２０による切換弁１６０の操作により第２のばね要素１２０からの比較圧力が圧 力センサに加えられ，これにより圧力センサはばね要素１１０の圧力のみでなく 両方のばね要素内の圧力の差をもまた測定する。この場合，切換弁１６０は電子 式制御装置２０により所定の測定時点で操作される。さらに図２ｃに示す実施態 様においては，切換弁１７０は存在する空気ばね装置の遮断弁と組み合わされて いる。 荷重測定機構１３０は車両構造の少なくとも１つの支持点における支持力を求 めることによりブレーキ応答を決定することに使用される。有利な実施態様にお いてはさらに，個々のばね要素間の力の差が決定される。支持力を求めることは ばね要素内の圧力の測定により行われる。制御装置２０は特定の時間ステップに おいて荷重測定機構１３０の値を読み取りかつその値を以下に示すようにブレー キ応答，ブレーキ作動およびブレーキ作動の開始を決定するために利用する。 図３に１つのばね要素内の支持力ないし圧力ＰＬＦの時間経過および対応する 車輪のブレーキ装置内に供給されるブレーキ圧力ＰＢＲの時間経過が示されてい る。電子式制御装置は所定の時間ステップにおいてそれぞれの圧力値を求める。 この場合，伝送器１０をある位置まで操作した後，時点Ｔ０以後圧力が車輪ブレ ーキシリンダ内に供給されることが示されている。ばね要素内の圧力の変化，し たがって支持力の変化により示される車両構造における応答があったときはまず ブレーキトルクの応答すなわちブレーキ作動が発生するので，この応答はまず時 点Ｔ１で行われる。ブレーキ圧力とばね要素圧力とを時間ステップごとに比較す ると，図４に示す関係が得られる。ブレーキ圧力ＰＢＲを上昇したにもかかわら ずばね要素圧力ＰＬＦはある時間一定のままでありかつ時点Ｔ１においてブレー キ圧力の上昇と共に上昇する。したがって，時点Ｔ１は車両に対するブレーキ作 動の開始を示し，このブレーキ作動はこの時点で発生されたブレーキトルクに対 する車両構造の応答を示している。本発明により，車両構造のこの応答はブレー キ作動およびブレーキ作動の開始の決定に利用される。車両構造においてブレー キトルク応答が現れると（時点Ｔ１），このとき存在するブレーキ圧力がブレー キ作動開始として記憶されかつ上記の特性曲線の範囲内で評価される。 最も簡単な場合，ブレーキトルク応答の評価は車両の車輪ばね懸架装置のばね ベロー内の圧力で十分である。しかしながら，好ましい実施態様においては両方 のばねベロー内の圧力の差が利用されるが，この方法はブレーキ作動およびブレ ーキ作動の開始を決定する精度を上昇するからである。この場合，圧力差が図３ ａと対比される時間経過を示すことに注意しなければならない。 図５に上に説明した本発明による方法を説明する流れ図が示されている。 ブレーキ作動伝送器１０の操作信号により開始されるブレーキ操作と共にプロ グラム部分がスタートした後，第１のステップ２００において，圧力制御弁内の ブレーキ圧力ＰＢＲならびにばね要素内の圧力ＰＬＦ１が読み取られる。有利な 他の実施態様においては，補足として第２のばね要素内の圧力ＰＬＦ２が読み取 られる。その後ステップ２０２において，実際に読み取られたばね要素内の圧力 ＰＬＦ１（ｎ）と前のプログラムランにおいて読み取られた圧力ＰＬＦ１（ｎ− １）と差が差の値Δ１より大きいか否かが判定される。これが肯定の場合，ステ ップ２０４において，実際に測定されたブレーキ圧力値ＰＢＲ（ｎ）が圧力Ｐ０ として記憶され，圧力Ｐ０はブレーキ作動の開始を示すものである。それに続く ステップ２０６において，記憶された値Ｐ０が公差値Δ２で修正され，これによ りブレーキ作動開始時の圧力ＰＡが形成される。それに続くステップ２０８にお いて，伝送器１０のブレーキ操作値ＢＷＧおよびブレーキ開始時の圧力ＰＡに基 づき，目標値Ｐｓｏｌｌを形成する特性曲線が決定される。その後プログラム部 分 は終了し，所定時間の経過後プログラム部分は反復される。 有利な実施態様においては，ブレーキ作動およびブレーキ作動の開始を決定す るためにばね要素内の圧力を利用するほかに，補足としてブレーキ装置内の圧力 ＰＢＲが評価される。このために，ステップ２００とステップ２０２との間にス テップ２１０が挿入され，ステップ２１０において，実際に測定されたブレーキ 圧力ＰＢＲ（ｎ）に関して，それが前のプログラムランにおいて測定されたブレ ーキ圧力ＰＢＲ（ｎ−１）より大きいか否かが判定される。この判定が肯定の場 合ステップ２０２に移行し，一方否定の場合プログラム部分は終了される。有利 な実施態様においては，ブレーキ作動およびブレーキ作動の開始を決定するとき ブレーキ圧力を考慮することにより，供給されるブレーキ圧力が期待されるブレ ーキ作動を発生させるか否かをモニタすることが可能である。すなわちステップ ２１０においてブレーキ圧力の上昇が検出されても，ステップ２０２において所 定のフィルタ時間後または同様な現象が所定の回数行われた後に車両構造におい て対応する応答が検出されない場合，これは供給されたブレーキ圧力がブレーキ 作動を発生していないことが原因である。この場合，ステップ２１２によりドラ イバは視覚信号または聴覚信号により警告される。ステップ２１２の後プログラ ム部分は終了される。 他の有利な実施態様において，ブレーキ作動およびブレーキ作動の開始の決定 精度を改善するために，１つのばね要素内の圧力のみでなく補足として第２のば ね要素内の圧力ないし両方のばね要素間の圧力差が求められる。このために，図 ５に示す実施態様においては，ステップ２００において第２のばね要素内の圧力 ＰＬＦ２が読み取られる。それに続くステップ２１４において，第２のばね要素 内の圧力ＰＬＦ２と第１のばね要素内の圧力ＰＬＦ１との差ΔＰＬＦが形成され る。ステップ２１０の後に，次にステップ２０２において，第１のばね要素内の 圧力の時間経過ではなく差圧ΔＰＬＦの時間経過が検査される。このために実際 に測定された差圧ΔＰＬＦ（ｎ）と前のプログラムランにおいて測定された差圧 ΔＰＬＦ（ｎ−１）との差が所定の差の値Δ３と比較される。この差がこの差の 値を超えると，ステップ２０４に進み，一方差がこの値を超えない場合プログラ ム部分が終了され，場合によりステップ２１２を実行した後に終了される。 ここに示すように差圧および一方のばね要素内の圧力を評価した後，有利な実 施態様においては，ブレーキ作動の開始を決定するためにステップ２０２におい て両方の前記条件が存在しなければならないことを設定することができる。 荷重測定機構が両方のばね要素間の差圧に対する値および一方のばね要素内の 圧力の値を測定するように形成されている場合，ステップ２１４を削除してステ ップ２００において値が読み取られる。 図５に示すコンピュータプログラムは圧力制御弁が割り当てられている車両の 各車輪ブレーキないしは各車軸に対して実行されかつそれに応じて圧力目標値に 対する特性曲線を形成する。 本発明による方法を空気ばねで懸架された車両に使用するほかに，これは板ば ねで懸架された車両にも利用可能であることは有利である。 この場合さらに有利な実施態様においては，本発明の方法によるブレーキ作動 およびブレーキ作動の開始の決定は走行運転中における各ブレーキ過程ごとにま たは走行運転中においてたとえば時間クライテリヤに基づき選択されたブレーキ 過程において自動的に決定される。他の実施態様においては，本発明による方法 は補足としてまたは代替態様として車両点検場所における故障診断の範囲内で実 行される。そこでは車軸ないし車輪のブレーキ作動もまた相互に順次に実行する ことが可能である。 ブレーキ過程における支持力の決定は，ブレーキ作動の開始およびブレーキ作 動のみでなく道路上に作用する実際のブレーキトルクないし作用するブレーキ力 もまた計算できることはとくに有利である。このために次の数式が導入可能であ る。 ブレーキトルクＭＢの値は２つのばね要素内の圧力を測定したときにブレーキ 過程中のこれらのばね要素間の圧力差（Δｐ）およびブレーキ作動されていない 走行中におけるこれらのばね要素間の圧力差（Δｐ０）から求められる。 ＭＢ＝Ｋ＊（Δｐ−Δｐ０） ここで定数Ｋは車軸と車両の車輪懸架装置との幾何形状関係を示す値である。 圧力が１つのばね要素内でのみ測定されたとき，ブレーキトルクはブレーキが 作動されていない走行時の圧力ＰＵとブレーキが作動されている走行時の圧力Ｐ Ｂとの差から次式により求められる。 ＭＢ＝Ｋ（ＰＢ−ＰＵ） ここでＫは同様に車軸と車輪懸架装置との幾何形状関係から導入された定数であ る。計算された値の比較がブレーキ装置の故障診断ないしモニタリングに利用さ れることは有利であり，一方これらの値は許容限界値と比較されかつ限界値を超 えたりまたは下回ったりしたときエラーが検出される。 次に，計算されたブレーキトルクから，存在するブレーキトルク勾配またはブ レーキ力勾配が決定される。さらにある実施態様においては，求められたブレー キトルクが冒頭記載の従来技術によるブレーキ装置の制御に使用される。 要約すると，本発明の方法により，車両構造におけるブレーキ応答がばね要素 のピボット運動を求めることにより決定されるということができる。この場合， ブレーキ応答は少なくとも１つの支持点において測定されかつ支持力ないし力の 差が求められる。供給されたブレーキ圧力を比較することにより，付属の１つの ブレーキないし付属の複数のブレーキに作用する圧力が求められる。この圧力値 に基づいて，すべてのブレーキに対しほぼ同時に同じ作用が与えられるように補 償する方向で設定が変化する。支持力を求めることにより，従来の技術と同様に 支持力の値をブレーキ圧力の分配におよびブレーキ圧力分配の制御に利用できる ことは有利である。さらに，支持力を求めることにより実際に作用するブレーキ トルクないしブレーキ力の計算が可能であることは有利である。 この場合，これらの値は個々のブレーキのブレーキ作動の診断に利用できるこ とは有利である。さらに本発明による方法は，制御されるブレーキ圧力が期待さ れるブレーキ作動を発生させるかどうかをモニタリングすることを可能にし，こ こでブレーキ機能が故障した場合ドライバに警告が発せられる。個々の車軸に所 定のブレーキ作動を順次に与えかつ車両におけるブレーキ作動を評価することに より，原因および作動の適切な追求を行うことができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ドライバ希望を示す少なくとも１つの値が供給される電子式制御ユニット が，１つまたは複数の車輪ブレーキに対し制御すべき目標値をドライバ希望の関 数として決定しかつブレーキ作動ないしはブレーキ作動の開始を決定する自動車 ブレーキ装置の制御方法において， ブレーキ作動ないしはブレーキ作動の開始がブレーキ過程における車両構造の 応答から求められることを特徴とする自動車ブレーキ装置の制御方法。 ２．車両構造の応答がブレーキ過程における車軸上の車両構造の支持力を求め ることにより決定されることを特徴とする請求項１の方法。 ３．支持力が車両の少なくとも１つのばね要素内の圧力から求められることを 特徴とする請求項２の方法。 ４．少なくとも１つのばね要素内の圧力が求められかつブレーキ作動の開始が このばね要素内の圧力の時間経過から決定されることを特徴とする前出請求項の いずれかの方法。 ５．少なくとも１つのばね要素内の圧力が測定され，１つの車輪の両方のばね 要素内の圧力の差が形成されおよび差圧および／または１つのばね要素内の圧力 の時間経過からブレーキ作動の開始が決定されることを特徴とする前出請求項の いずれかの方法。 ６．ブレーキ過程において１つのばね要素内の圧力上昇ないしは差圧上昇があ ったときにブレーキ作動の開始が決定されることを特徴とする前出請求項のいず れかの方法。 ７．ブレーキ作動の開始時に支配しているブレーキ圧力に基づいてドライバ希 望の目標値への割当てが修正され，これによりすべての車輪ブレーキに対しほぼ 同時にブレーキ作動が開始されることを特徴とする前出請求項のいずれかの方法 。 ８．ブレーキが作動された走行とブレーキが作動されていない走行とにおける ばね要素内の圧力ないしは差圧に基づいて車輪に実際に作用するブレーキトルク が計算されることを特徴とする前出請求項のいずれかの方法。 ９．ばね要素内の圧力値の比較ないしは差圧の比較ならびに制御されるブレー キ圧力値の比較によりブレーキ装置の機能方法がモニタされかつ故障時に場合に より警報が出力されることを特徴とする前出請求項のいずれかの方法。 １０．求められた支持力がブレーキ圧力の分配制御に利用されることを特徴と する前出請求項のいずれかの方法。 １１．計算されたブレーキトルクに基づいてブレーキ装置の機能方法がモニタ されることを特徴とする前出請求項のいずれかの方法。 １２．ドライバが操作可能な伝送器（１０）からドライバ希望を示す信号が供 給される電子式制御装置（２０）と，電子式制御装置から供給される目標値をド ライバ希望の関数として調節する圧力制御弁（５０，６０）とを含み，ここで電 子式制御装置がブレーキ作動および／またはブレーキ作動の開始を決定する手段 を含む自動車ブレーキ装置の制御装置において， 電子式制御装置に値が供給され，この値からブレーキ過程における車両構造の 応答を求めることが可能でありおよびこの値からブレーキ作動ないしはブレーキ 作動の開始が決定されることを特徴とする自動車ブレーキ装置の制御装置。