JPH11511092A - 車両ブレーキ装置の制御方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 個々の車輪ブレーキが車輪において均等な摩擦結合を形成する制御回路の範囲内で操作され、とくに電動式締付装置のブレーキと結合された車両ブレーキ装置の制御方法および装置が提案される。個々の車輪ブレーキにおける測定されたブレーキ力から車両の車輪支持力が間接的に求められる。

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。 この種類の方法ないしこの種類の装置は国際出願公開第８３／０３２３０号か ら既知である。そこに記載のブレーキ力制御装置はブレーキ過程の間の車両の各 車輪における滑りを所定の値に制御することを含む。この制御装置は、個々の車 輪ブレーキにおける空圧式または油圧式ブレーキ装置内の圧力を、すべての車輪 における滑りがそれぞれの所定の値をとるように制御する。滑り制御はタイヤお よびブレーキを均等に摩耗させるために有効である。 同様な作用がすべての車輪におけるブレーキ摩耗を均等にする制御により達成 される。これに関しては、ドイツ特許第３３１３０７８号から、圧力制御ブレー キ装置に対して、摩耗センサによりブレーキ摩耗を測定し、著しい摩耗が発生し ている車輪ブレーキにおけるブレーキ圧力を低減または抑制することが既知であ る。 ブレーキ装置の制御に関しては、それぞれの車輪支持力（車輪荷重）の検知が 望ましい。車輪支持力を検知したとき、ブレーキ装置の制御、とくにアンチロッ ク保護制御装置、車両運動制御装置、駆動滑り制御装置または車台制御装置のよ うな制御機能を実際の車両荷重に適合させることができる。 上記の従来技術において、車輪支持力を測定するためにセンサが提案されてい るが、このセンサは著しい出費を意味する。 追加センサの使用を必要とせずに車輪支持力の検知手段を提供することが本発 明の課題である。 この課題は独立請求項の特徴項に記載の特徴により達成される。 本発明の利点 車輪支持力ないし相対車輪荷重のコスト的に有利な検知が提供される。これら の値がブレーキ装置の制御において使用されることは有利である。 さらに、方向安定性がよくかつタイヤおよびブレーキの摩耗が均等になる最善 のブレーキ作動が得られるような、すべての車輪へのブレーキ力の均等分配が達 成されることは有利である。 電動操作式ブレーキにおいて、求められたデータが車両の運転中にブレーキに 発生した変化を検出するために使用されることはとくに有利である。 その他の利点が実施態様に関する以下の説明ならびに従属請求項から明らかで 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は本 発明による方法を示したブロック回路図であり、一方、図２にブレーキ制御が示 されている。図３および図４は、相対車輪支持力を決定し、電動式ブレーキの変 化を検出するために実行される計算プログラムの流れ図を示す。 実施態様の説明 図１は、出力ライン１２、１４、１６および１８を介して２軸車両の車輪ブレ ーキを操作する電子式の制御ユニット１０を示す。好ましい実施態様においては 、図１において１つの車輪ブレーキの例が示されている電動式のブレーキ設定装 置が使用される。 それぞれの出力ラインは図示されていない出力段を介して電動機２０に通じ、 電動機２０は機械式結合２２を介して車輪２６のブレーキキャリパ２４と結合さ れている。さらに、ブレーキ設定装置２８には、与えられたブレーキ力を測定す るための測定装置３０が設けられている。測定装置３０から制御ユニット１０に ライン３２が戻っている。同様に、他の車輪ブレーキからライン３４、３６およ び３８が制御ユニット１０に供給される。好ましい実施態様においては、ブレー キ力を測定するためにひずみ計が使用され、ひずみ計は電動機によりブレーキキ ャリパに与えられる力を測定する。代替態様または補足態様として、好ましい実 施態様においては、ブレーキ力を測定するために、モータ内を流れる電流または モータに出力されるステップ数が使用される。 さらに、制御ユニット１０にブレーキペダル操作のための測定装置４２から入 力ライン４０が供給される。さらに、制御ユニット１０に車輪の車輪速度を測定 するための測定装置４８ないし５０からライン４４ないし４６が供給される。 有利な実施態様においては、制御ユニット１０にさらに測定装置５４から出て いる入力ライン５２が供給され、測定装置５４は以下に説明する制御のために使 用される、車両の個々の車輪における実際値（滑り、摩耗）を測定する。 少なくとも１つのマイクロコンピュータからなる制御ユニット１０は次の機能 ブロック（プログラムブロック）を有している。第１の機能ブロック５６は車輪 ブレーキの制御のために使用される。機能ブロック５６に好ましくは入力ライン ４０が、場合により入力ライン５２が、ならびに有利な実施態様においては入力 ライン４４ないし４６が供給される。第２の機能ブロック５８は、アンチロック 保護制御（ＡＢＳ）、駆動滑り制御（ＡＳＲ）、走行運動制御（ＦＤＲ）等のよ うな、ブレーキ装置と係合する機能を示している。この機能ブロックに、入力ラ イン４４ないし４６ならびにこの機能に対して本質的な図示されていない入力変 数が供給される。ライン６０を介して機能ブロック５８および５６が接続されて いる。 出力ライン１２ないし１８が機能ブロック５６から出ている。第３の機能ブロ ック６２は相対車輪支持力を求めるように働き、場合により個々の車輪ブロック をモニタリングするように働く。機能ブロック６２に入力ライン３２ないし３８ が供給される。機能ブロック６２は、出力ライン６４を介して機能ブロック５６ ならびに機能ブロック５８に接続されている。 ブレーキの制御は、状態変数をドライバにより与えられた目標値へ制御するよ うに機能ブロック５６で行われる。このような状態変数は、車輪滑りまたは車輪 速度であり、他の有利な実施態様においてはブレーキ摩耗に対する値である。 ドライバはブレーキペダルの操作により制御ユニットに対し目標値を与え、ブ レーキペダルの操作はペダルストロークおよび／または与えられたペダル力を測 定することにより求められる。制御ユニットは、目標値を個々の車輪ブレーキに おいて測定された実際値と比較し、車輪ブレーキの電動式締付装置を操作するこ とにより個々の車輪ブレーキをそれぞれ制御する。ＡＢＳ、ＡＳＲおよび／また はＦＤＲのような特殊機能が同様に車輪ごとにそれぞれ車輪ブレーキと係合する 。 この場合、好ましい実施態様においては、ドライバにより与えられる車輪ごとの 目標値が変化される。求められた車輪ブレーキにおけるブレーキ力から、機能ブ ロック６２において相対車輪支持力が求められる。求められた値の個々のおよび 相互の妥当性検査により、個々の車輪ブレーキの範囲内の不一致が特定される。 対応する情報（車輪支持力ないし不一致）は機能ブロック５８のみでなく機能ブ ロック５６においても使用可能であり、これらの機能ブロックは、車輪ブレーキ に対し設定すべき値の計算のとき車輪荷重を考慮し、ないし不一致のとき非常手 段を操作する。 図２は上記の制御ユニットのブロック回路図を示す。ライン４０を介して供給 されたドライバの希望から、表または特性曲線１００の範囲内で、ドライバによ り与えられた目標値ＳＯＬＬＦが決定される。好ましい実施態様においては、所 定の車輪滑り目標値への制御が行われる。これは、表または特性曲線１００がブ レーキペダルの操作度（ストロークおよび／または力の信号）を車輪滑り目標値 に変換することを意味する。ドライバにより与えられた目標値は、目標値形成段 １０２において個々の車輪ブレーキに対する目標滑り値に分配される。この場合 、ライン６０および６４を介して供給される、不一致、相対車輪荷重および追加 機能に関する情報が考慮される。たとえば走行運動制御装置が係合している場合 、選択された車輪ブレーキにおける目標値は車両運動制御に従って変化される。 個々の車輪の目標値ＳＯＬＬはそれぞれライン１０４、１０６、１０８、１１０ を介して出力される。ライン１０８が差形成段１１２に供給され、差形成段１１ ２において所定の目標値がライン１１４を介して供給された車輪滑りに対する実 際値と比較されることが、１つの車輪ブレーキの例で示されている。この実際値 は、対応する測定装置により測定してもよく、または車輪速度および車両速度に 基づいて計算されてもよい。目標値と実際値との間の差がライン１１６を介して 制御段１１８に供給され、制御段１１８の出力ライン１２０がブレーキ設定装置 ２８に供給される。制御段１１８は所定の制御方式（たとえばＰＩＤ）の範囲内 で、実際値を目標値に接近させる出力信号を決定する。このとき、ブレーキに与 えられるブレーキ力は制御段の出力信号に対応して調節される。 図２に示す制御ユニットは、すべての車輪においてドライバにより設定された 均等な滑りが発生するように車輪におけるブレーキ力を制御する。簡単な実施態 様においては、１つの車軸における車輪支持力が等しくなることから出発しても よいので、１つの車軸の車輪に均等なブレーキ力が与えられる。 すべての車輪における滑りが均等な場合、同じ摩擦係数においては、少なくと もあるブレーキ時間、それぞれの車輪における車輪支持力に比例するブレーキ力 が設定される。ブレーキ操作力を求めることにより、ブレーキパッドの摩擦係数 を含むブレーキの設計を考慮して、相対支持力、すなわち車輪支持力相互間の比 が評価される。タイヤと走行路との間の摩擦係数は変動するので、これは統計的 手法により行われる。 走行開始後は車両の積載荷重状態は変化することがないので、走行開始後に支 持力を求めることがとくに有利である。 相対車輪支持力の検知は車両の重心位置の評価のために使用される。重心位置 は後尾に高い積載能力を有する前輪駆動車両に対してとくに重要である。 上記のように所定の滑りないし所定の車輪速度が得られるようにブレーキ力な いしブレーキトルクを制御するほかに、他の有利な実施態様においては、すべて の車輪におけるブレーキ摩耗が均等となるように制御される。この場合もまた、 相対車輪支持力に比例するブレーキ力が設定される。 設定されるブレーキ力が相対車輪支持力に比例している制御過程の間に車輪支 持力の決定が行われることもまた重要である。これは、すべての車輪ブレーキに おいて均等な摩擦係数ないし均等な摩耗が発生する場合である。均等な滑り、回 転速度、車輪速度または摩耗を制御することは、この運転状態を保証する。有利 な実施態様においては、車輪支持力を求めるために、これらの制御は所定の運転 状態においてのみ行われ、その他の間には他の制御（たとえば減速度制御、圧力 制御、ブレーキ力制御等）が行われる。摩擦係数を求めることが可能な場合、こ のような運転状態（すべての車輪における均等な摩擦係数）を検知しかつ車輪支 持力を求めることが可能である。 図３に相対車輪支持力をコンピュータプログラムにより決定する方法が流れ図 で示されている。 たとえば加速ペダルを操作したとき（ブレーキペダルスイッチを閉じたとき） 開始される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、 車両の車輪において測定されたブレーキ力Ｂｉが読み込まれる。それに続くステ ップ２０２において、測定された車輪ブレーキ力の平均値の形成がそれぞれ行わ れる。それに続く問い合わせステップ２０４において、カウントを続けるカウン タがその最大値に到達しまたはそれを超えたか否かが検査される。これが否定の 場合、ステップ２０６において、ブレーキ過程が終了されたか否かが検査される 。ブレーキ過程が途中で終了されている場合、プログラム部分は終了されかつ次 のブレーキ過程において改めてスタートされる。ブレーキ過程が終了されていな い場合、ステップ２００からプログラム部分が反復される。 ステップ２０４において、カウンタがその最大値に到達しまたはそれを超えた ことが検出された場合、求められたブレーキ力の測定のために十分な時間が経過 しかつすべての車輪において均等な摩擦係数が存在すると推定することができる 。それに応じて、相対車輪支持力の決定が開始される。まずステップ２０８にお いて、それぞれの２つの車輪ブレーキ力の間の比Ｂｉ／Ｂｊが形成される。この 場合、異なる車軸の相互に反対の車両側のブレーキ力が使用されることが好まし い。これは、左前輪および右後輪におけるブレーキ力から比が形成され、また右 前輪および左後輪から比が形成されることを意味する。他の有利な実施態様にお いては、同じ車両側のブレーキ力が使用されてもよい。比を形成した後、ステッ プ２１０において相対支持力Ｎｉ／Ｎｊが求められる。これは、ブレーキ設計、 ブレーキパッドの摩擦係数ならびに（定数Ｋに集約された）摩擦半径を考慮して 相対ブレーキ力に比例して与えられる。ステップ２１０において、２軸車両の前 車軸と後車軸との間の相対車輪支持力が決定される。相対車輪支持力が決定され た後、プログラム部分は終了される。 絶対車輪支持力の評価は、実際車両重量を検知したとき、相対的な力から所定 の公差範囲内で行うことができる。 有利な実施態様においては、相対支持力を計算したときの結果は、異なるブレ ーキ力の値に基づいて求められた２つの支持力を相互に比較することにより検査 される。偏差が公差範囲内にある場合、測定が正しいと推定され、一方、偏差が 公差範囲外にある場合、その結果は除外される。 有利な実施態様においては、電動操作式ブレーキにおいて、車両の運転中のブ レーキ内の変化を検出するために、相対車輪支持力に対して求められた値が使用 される。このために、走行中、個々の車輪に対して求められた値の妥当性が検査 される。 この実施態様に対する一例が図４の流れ図に示されている。相対車輪支持力の 決定に続いてプログラム部分がスタートした後、第１のステップ３００において 、求められた値が読み込まれる。それに続くステップ３０２において、求められ た値が物理的に意味のある最大値または最小値と比較される。求められた値が限 界値を超過しまたは下回った場合、ステップ３０４により、ブレーキにおける変 化が特定される。それに対応して、この計算の基礎となるブレーキの範囲内にお ける可能なエラー状態が特定される。ステップ３０４の後、プログラムは終了さ れる。相対車輪支持力に対して、求められた値が公差範囲内に入っている場合、 ステップ３０６により、求められた相対値の差の値が所定の公差範囲Δと比較さ れる。差の値が公差値Δより大きい場合、ステップ３０８により、不一致が特定 されかつブレーキ装置内にエラーが存在すると推定される。 有利な実施態様においては、１つの車軸の車輪ブレーキのブレーキ力に基づく 相対車輪支持力もまた求められる。このとき、この値は、ステップ３０８で、可 能なエラーの特定のために使用される。両方の車軸の相対車輪支持力の間に偏差 が存在する場合、１つの車軸の相対車輪支持力に基づいてエラーを有すると推定 される車輪ブレーキが求められかつこの車輪ブレーキが遮断される。 ステップ３０８の後、またはステップ３０６において「否定回答」のとき、プ ログラム部分は終了され、所定の時点に反復される。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年９月８日 【補正内容】 請求の範囲 １．車輪ブレーキ（２４）が目標値（ＳＯＬＬ）の関数として操作され、個々 の車輪ブレーキ（２４）に与えられたブレーキ力またはブレーキトルク（Ｂｉ） が求められ、求められたブレーキ力またはブレーキトルクに基づいて車輪支持力 （Ｎｉ／Ｎｊ）が評価される車両ブレーキ装置の制御方法において、 個々の車輪ブレーキ（２４）に対する目標値（ＳＯＬＬ）が目標滑り値であり 、所定の運転状態において個々の車輪の実際滑り値が所定の目標滑り値に制御さ れ、実質的に均等な摩擦結合が設定される遅れ時間後に、車両の車輪（２６）に おける滑り制御により、少なくとも２つの車輪におけるブレーキ力またはブレー キトルクが求められ、車輪支持力と前記与えられた車輪ブレーキまたは車輪トル クとの関係からこれらの車輪の間の相対車輪支持力が計算されることを特徴とす る車両ブレーキ装置の制御方法。 ２．前記車両ブレーキ装置が電動式締付装置を備えたブレーキ装置であること を特徴とする請求項１の方法。 ３．前記与えられたブレーキ力またはブレーキトルク（Ｂｉ）と車輪支持力（ Ｎｉ）との間の前記関係が比例定数（Ｋ）により示されることを特徴とする請求 項１ないし３のいずれかの方法。 ４．比例定数（Ｋ）として、ブレーキパッドの摩擦係数ならびにブレーキパッ ドの摩擦半径およびブレーキ設計が使用されることを特徴とする請求項３の方法 。 ５．異なる車軸の２つの車輪ブレーキのブレーキ力（Ｂｉ／Ｂｊ）の２つに基 づいて、相対車輪支持力（Ｎｉ／Ｎｊ）が求められることを特徴とする請求項１ ないし４のいずれかの方法。 ６．求められた相対車輪支持力（Ｎｉ／Ｎｊ）の妥当性検査により、車輪ブレ ーキにおける変化が検出されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかの 方法。 ７．相対車輪支持力（Ｎｉ／Ｎｊ）を求めるために、測定されたブレーキ力（ Ｂｉ）の平均値が使用されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかの方 法。 ８．求められた相対車輪支持力（Ｎｉ／Ｎｊ）が、アンチロック保護制御装置 、駆動滑り制御装置、走行運動制御装置または車台制御装置等のような機能に使 用されることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかの方法。 ９．車輪ブレーキ（２４）を目標値（ＳＯＬＬ）の関数として操作し、個々の 車輪ブレーキ（２４）に与えられたブレーキ力またはブレーキトルク（Ｂｉ）を 求め、求められたブレーキ力またはブレーキトルク（Ｂｉ）に基づいて車輪支持 力（Ｎｉ／Ｎｊ）を評価する手段（６２）を含む電子式制御ユニット（１０）を 備えた車両ブレーキ装置の制御装置において、 個々の車輪に対する目標滑り値（ＳＯＬＬ）を形成する目標値形成段（１００ ）と、 目標滑り値（ＳＯＬＬ）および実際滑り値が供給され、所定の運転状態におい て個々の車輪の実際滑りの所定の目標滑りへの制御を行う滑り制御段（１１８） と、 実質的に均等な摩擦結合が設定される遅れ時間後に、車両の車輪（２６）にお ける滑り制御により、少なくとも２つの車輪におけるブレーキ力またはブレーキ トルクを求め、車輪支持力と前記与えられたブレーキ力またはブレーキトルクと の関係からこれらの車輪の間の相対車輪支持力を計算する手段（２０４、２０８ 、２１０）と、 を特徴とする車両ブレーキ装置の制御装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．車輪ブレーキが目標値の関数として操作される車両ブレーキ装置の制御方 法において、 個々の車輪ブレーキに与えられたブレーキ力ないしブレーキトルクが求められ 、車輪における摩擦係数が等しい場合、求められたブレーキ力ないしブレーキト ルクに基づいて車輪支持力が評価されることを特徴とする車両ブレーキ装置の制 御方法。 ２．ブレーキ装置が電動式締付装置を備えたブレーキ装置であることを特徴と する請求項１の方法。 ３．車輪ブレーキの操作が、均等なブレーキ摩耗、均等な車輪滑りまたは均等 な車輪速度への制御のような、車輪において均等な摩擦結合を形成する制御の範 囲内で行われることを特徴とする請求項１または２の方法。 ４．少なくともある制動距離の後に与えられる、与えられたブレーキ力ないし 与えられたブレーキトルクと車輪支持力との間の比例関係から、相対車輪支持力 が求められることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかの方法。 ５．比例定数として、ブレーキパッドの摩擦係数ならびにブレーキパッドの摩 擦半径およびブレーキ設計が使用されることを特徴とする請求項４の方法。 ６．好ましくは異なる車軸の２つの車輪ブレーキのブレーキ力に基づいて相対 車輪支持力が求められることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかの方法。 ７．求められた車輪支持力の妥当性検査により、車輪ブレーキにおける変化が 検出されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかの方法。 ８．車輪支持力を求めるとき、測定されたブレーキ力の平均値が使用されるこ とを特徴とする請求項１ないし７のいずれかの方法。 ９．求められた車輪支持力が、アンチロック保護制御装置、駆動滑り制御装置 、走行運動制御装置または車台制御装置等のような機能に使用されることを特徴 とする請求項１ないし８のいずれかの方法。 １０．個々の車輪ブレーキをドライバにより与えられる目標値に従って操作す る電子式制御ユニットを備えた車両ブレーキ装置の制御装置において、 個々の車輪に与えられたブレーキ力ないしブレーキトルクが求められ、車輪に おける摩擦係数が等しい場合、これらのブレーキ力ないしブレーキトルクに基づ いて車輪支持力が求められることを特徴とする車両ブレーキ装置の制御装置。