JP2000502011A - エレクトロハイドロリック式のブレーキシステムのポンプを制御するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 エレクトロハイドロリック式のブレーキシステムのポンプを制御するための方法および装置が記載される。この場合、ハイドロリック液が圧力アキュムレータから弁手段を介してホイールブレーキシリンダ内に導入され、しかも圧力アキュムレータがポンプによってチャージされる。ポンプが、出力コントロールされて制御される。

Description

【発明の詳細な説明】 エレクトロハイドロリック式のブレーキシステ ムのポンプを制御するための方法および装置 背景技術 本発明は、エレクトロハイドロリック式、つまり電気液圧式のブレーキシステ ムのポンプを制御するための方法および装置に関する。 エレクトロハイドロリック式のブレーキシステムでは、ブレーキ液が圧力アキ ュムレータから複数の弁を介して個々のホイールブレーキシリンダ内に供給され る。この圧力アキュムレータはポンプによってチャージされる。ポンプが連続的 に運転されると、このことは著しいノイズ発生を招き、走行快適性を妨げる。さ らに、特定の運転状態においては共振現象が生じる恐れがある。 発明の課題 本発明の課題は、ポンプによる圧力アキュムレータのチャージをできるだけノ イズなしに行うことである。この課題は、請求項１に記載の方法および請求項６ に記載の装置により解決される。 発明の利点 本発明によれば、ポンプもしくはブレーキシステムのノイズ発生を減少させる ことが可能となる。これに より、あまり手間のかからない、より廉価なポンプ、たとえばピストンポンプを 使用することが可能となる。さらに、電源電流の変動、ひいては電磁障害も減じ られる。さらに別の利点としては、共振の励起を回避することができることであ る。 請求項２以下には、本発明の有利な構成が記載されている。 図面 以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。第１図には、本発明に よるエレクトロハイドロリック式のブレーキシステムのブロック回路図が示され ている。第２図は、エレクトロハイドロリック式のブレーキシステムのポンプを 本発明により制御するための第１実施例を示している。第３図は、ポンプモータ の最終段を負荷するための種々の制御信号を示しており、第４図は本発明による 制御の第２実施例を示している。 実施例の説明 第１図には、エレクトロハイドロリック式の、つまり電気液圧式のブレーキシ ステムの主要構成要素が示されている。符号１００でブレーキペダルが示されて いる。このブレーキペダル１００を介してマスタブレーキシリンダ１１０内に圧 力を形成することができる。ペダル変位量センサ１１８によって、ブレーキペダ ル１００の運動を検出することができる。マスタブレ ーキシリンダ１１０はリザーバタンク１１５に接続されている。マスタブレーキ シリンダ１１０は安全弁１２０に接続されており、この安全弁１２０は、通電さ れていない状態において図示の位置をとっている。安全弁１２０に対して並列に 、ペダル変位量シミュレータ１２５が接続されている。 マスタブレーキシリンダ１１０と安全弁１２０もしくはペダル変位量シミュレ ータ１２５との間の接続管路には、圧力センサ１３０が配置されている。この圧 力センサ１３０は、マスタブレーキシリンダ内の圧力ＰＨＺを表示する信号を供 給する。 安全弁１２０は通電されていない状態において、マスタブレーキシリンダ１１ ０と流出弁１４１，１４２との間の接続を開放している。両流出弁１４１，１４ ２は同じく通電されていない状態において、通流位置に切り換えられていて、ホ イールブレーキシリンダに対する接続を開放している。 一方の流出弁１４１は右側の前輪のホイールブレーキシリンダＶＲに対応して おり、他方の流出弁１４２は左側の前輪のホイールブレーキシリンダＶＬに対応 している。ホイールブレーキシリンダ内の圧力は、それぞれ圧力センサ１５１， １５２によって検出することができる。 ホイールブレーキシリンダはさらに、流入弁１６１，１６２と逆止弁１７０と を介して圧力アキュムレー タ１８５に接続されている。圧力アキュムレータ１８５内の圧力は、圧力センサ １８０によって検出することができる。一方の流入弁１６１は右側の前輪に対応 しており、他方の流入弁１６２は左側の前輪に対応している。 さらに圧力アキュムレータ１８５は流入弁１６３，１６４を介して左側の後輪 のホイールブレーキシリンダＨＬもしくは右側の後輪のホイールブレーキシリン ダＨＲに接続されている。左側の後輪のホイールブレーキシリンダもしくは右側 の後輪のホイールブレーキシリンダは、やはり流出弁１４３もしくは流出弁１４ ４を介してリザーバタンク１１５に接続されている。 前記流出弁１４１，１４２も安全弁１２０を介して同じくリザーバタンク１１ ５に接続することができる。 ポンプモータ１９５によって駆動されるポンプ１９０は、リザーバタンク１１ ５から圧力アキュムレータ１８５にハイドロリック液を圧送する。 ところで、上記装置は次のように作動する。整然とした運転の状態では、安全 弁１２０が通電される。安全弁１２０はリザーバタンク１１５と流出弁との間の 接続を開放し、マスタブレーキシリンダ１１０と流出弁との間の接続を遮断する 。運転者がブレーキペダル１００を操作すると、ペダル変位量センサ１１８が、 ブレーキペダル１００のペダル変位量に相当する信号 を検出し、かつ／または圧力センサ１３０が、マスタブレーキシリンダ１１０内 の圧力に関する圧力信号を供給する。 運転者の意志に対応するこれらの信号のうちの少なくとも１つの信号および場 合によっては別の運転特性値から出発して、制御ユニット（図示しない）は、流 入弁１６１，１６２，１６３，１６４と流出弁１４１，１４２，１４３，１４４ とを負荷するための制御信号を決定する。 ポンプモータ１９５が通電されることにより、ポンプ１９０が駆動され、この ポンプ１９０はリザーバタンク１１５から圧力アキュムレータ１８５内へハイド ロリック液を圧送する。その結果、圧力センサ１８０によって測定される、圧力 アキュムレータ１８５内の圧力は上昇する。流入弁１６１，１６２，１６３，１ ６４を開放し、かつ流出弁１４１，１４２，１４３，１４４を閉鎖することによ り、ホイールブレーキシリンダ内の圧力は運転者の意志に応じて高められる。流 出弁１４１，１４２，１４３，１４４を開放し、かつ流入弁１６１，１６２，１ ６３，１６４を閉鎖することにより、ホイールブレーキシリンダ内の圧力をペダ ル操作に対応して減少させることができる。 ホイールブレーキシリンダ内の圧力が圧力センサ１５１，１５２，１５３，１ ５４によって測定されると、特に有利である。この場合には、圧力制御および／ または故障監視が可能となる。 ブレーキペダルが踏み込まれると、ペダル変位量シミュレータ１２５の働きに より、運転者には慣用のブレーキシステムにおいてブレーキペダルを操作した場 合と同様の感触が得られる。 上記装置が故障した場合、安全弁１２０は無電流状態となって、マスタブレー キシリンダ１１０と前輪のホイールブレーキシリンダＶＬ，ＶＲとの間の接続を 開放する。これによって運転者はブレーキペダル１００を介して、前輪のホイー ルブレーキシリンダを直接に操作することができるようになる。 ポンプ１９０は、十分なブレーキ圧を提供するために、圧力アキュムレータ１ ８５にハイドロリック液を十分に圧送しなければならない。本発明によれば、ポ ンプを運転するポンプモータ１９５が、出力コントロールされて制御される。圧 力アキュムレータが度重なるブレーキ操作によって空にされることがないように するために、この出力コントロールはブレーキングの容量消費量に関連して実施 される。 可能となる本発明による１制御形式が第２図に示されている。既に第１図につ き説明した構成要素は同じ符号で示されている。ポンプモータ１９５は最終段２ １０を介して電圧で負荷される。このためには最終段２１０が、制御ユニット２ ００によって、規定可能なデューティ係数ＰＰＶを有する信号で負荷される。制 御ユニット２００は、圧力センサ１８０によって検出される圧力Ｐに関連して、 デューティ係数を設定する。 第１の質問部２２１により、圧力Ｐが第１の閾値Ｐ１よりも小さいことが検知 されると、引き続き第２の質問部２２２において次の質問が行われる。圧力Ｐが 第１の閾値Ｐ１よりも小さくない場合には、第１のデューティ係数＝０％が設定 される。このことは、ポンプモータが通電されないことを意味する。第２の質問 部２２２は、圧力Ｐが第２の閾値Ｐ２よりも小さいかどうかをチェックする。圧 力Ｐが第２の閾値Ｐ２よりも小さくない場合には、デューティ係数＝ｎ２％が設 定される。圧力Ｐが第２の閾値Ｐ２よりも小さい場合には、第３の質問部２２３ により、圧力Ｐが第３の閾値Ｐ３よりも小さいかどうかがチェックされる。圧力 Ｐが第３の閾値Ｐ３よりも小さくない場合には、デューティ係数＝ｎ３％が設定 される。圧力Ｐが第３の閾値Ｐ３よりも小さい場合には、引き続き複数の質問部 が続けられる。最後の質問部２２５は、圧力Ｐが別の閾値ＰＮよりも小さいかど うかをチェックする。圧力Ｐが閾値ＰＮよりも小さくない場合には、たとえばデ ューティ係数＝９５％が設定される。圧力Ｐが閾値ＰＮよりも小さい場合には、 デューティ係数＝１００％が設定される。このことは、ポンプモータが最大限に 通電されることを意味する。圧力値Ｐ１，Ｐ２〜ＰＮ に関しては、Ｐ１が最大圧力値であり、ＰＮが最小圧力値であることとする。 このような構成では、ポンプモータの出力制御が、制御電流のデューティ係数 （オンオフタイムの比）により実現される。この場合、デューティ係数は、目標 値Ｐ１からのアキュムレータ圧の偏差に関連して調節される。目標圧と実際の圧 力との偏差が大きくなればなるほど、つまり実際の圧力値が小さくなればなるほ ど、ポンプ制御のデューティ係数はますます大きくなる。 また、本発明の構成では、デューティ係数が、目標値Ｐ１からの圧力Ｐの偏差 に対して比例的て設定可能であってもよい。 第３図には、種々のデューティ係数ＰＰＶに関する種々の制御信号が描かれて いる。第３図ａには、大きなデューティ係数を有する信号が描かれており、この ような信号は、圧力が大きく低下した場合に使用される。第３図ｂには、小さな デューティ係数を有する信号が描かれており、このような信号は、極めて少量の ハイドロリック液しか必要とされない場合に設定される。 第４図には本発明の別の実施例が示されている。既に説明した構成要素は、同 じ符号で示されている。消費量検出部は、ペダル変位量センサ１１８の信号と、 圧力センサ１８０の信号と、ブレーキモデル３１０の 信号とを受信する。消費量検出部３００は第１にブレーキモデル３１０に信号を 供給し、第２に出力設定部３２０に信号を供給する。 特に有利な構成では、質問部３３０が設けられており、この質問部３３０は、 共振事例が生じる恐れがあるのかどうかをチェックする。共振事例が生じる恐れ がある場合には、ステップ３４０において制御信号の周波数が変更される。共振 事例が生じる恐れがない場合には、直接に最終段２１０が制御される。 ところで、上記装置は次のように作動する。圧力アキュムレータ内の圧力と、 ペダル変位量センサ１１８によって検出されるブレーキペダルの操作量とから出 発して、消費量検出部３００は、ポンプ１９０が提供しなければならない容量出 力ＰＶを求める。容量出力ＰＶは、規定の時間内でポンプによって提供されなけ ればならないブレーキ液の容量Ｖに相当する。 このことはブレーキモデル３１０を使用して行われる。ブレーキモデル３１０ は、たとえば特性マップとして形成されており、この特性マップには、圧力Ｐと の関係で、圧送されるべきハイドロリック液の容量Ｖがファイルされている。容 量Ｖと圧力Ｐとの関係に関しては、ほぼ線状の関係が成立する。この関係は次の 式により近似的に説明され得る： Ｖ＝Ａ＋Ｂ・Ｐ 式中、ＡおよびＢは、既知であるかまたは測定され 得る定数である。 所要容量Ｖは各ブレーキング毎にほぼ等しい。容量出力ＰＶは、規定の時間内 でのブレーキングの回数から得られる。ブレーキングの回数はブレーキペダルの 操作により求められる。 規定の容量出力から出発して、出力設定部３２０は必要となる出力もしくはデ ューティ係数ＰＰＶを求め、ポンプモータ１９５はこの出力もしくはデューティ 係数で負荷されなければならない。デューティ係数ＰＰＶと容量出力ＰＶとの間 には、関係式： ＰＶ最大・ＰＰＶ＝ＰＶ が成り立つ。式中、ＰＶ最大は最大通電時、つまりＰＰＶ＝１００％のときのポ ンプの最大可能な容量出力である。 質問部３３０は、共振効果が生じる恐れがあるかどうかをチェックする。共振 効果が生じる恐れのある運転状態は、経験により求めることができる。このよう な運転状態が存在することは、質問部３３０でチェックされる。さらに共振周波 数が算出される。特にポンプの回転数とデューティ係数ＰＰＶとの間に線状の関 係が成り立つ場合には、共振が生じる。質問部３３０がこのような周波数を検知 すると、共振が判定される。このような周波数が検知された場合、ステップ３４ ０において制御信号の周波数が変更される。次いで、こうして得られた制御周波 数で最終段２１０が負荷さ れる。 この実施例では、出力制御が制御電流のデューティ係数により実現される。こ の場合、デューティ係数は、ブレーキモデルを使用してブレーキングの容量消費 値を求めるためのモデルに関連して調節される。ブレーキモデルは、短い時間内 に比較的高い圧力でブレーキングが複数回行われることにより、高められた容量 消費量が生じることを考慮する。この容量消費量を補償するためには、より高い ポンプ出力、つまりより大きなデューティ係数が必要となる。比較的低い圧力を 用いる定常的なブレーキングが行われる際の容量消費量は、比較的少なくなる。 この場合、より小さな出力で、つまりより小さなデューティ係数で、アキュムレ ータを後チャージすることができる。 第２図に示した実施例でも、第４図に示した実施例でも、共振の励起を意図的 に回避するための手段を設けることができる。このためには、高められたノイズ 発生を招く励振周波数が求められ、出力制御、特にデューティ係数の周波数は、 この共振が生じないように調節される。ポンプ励振周波数に関する情報のために は、アキュムレータ圧力信号の高周波数成分を評価することができる。 デューティ係数は、ノイズが最小限に抑えられると同時に、アキュムレータが 比較的迅速に後チャージされるように設定される。この場合、サイクルの周期時 間は、モータ・ポンプシステムの惰性運転時間定数よりも小さく形成される。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年１１月１７日（１９９７．１１．１７） 【補正内容】 明細書 エレクトロハイドロリック式のブレーキシステ ムのポンプを制御するための方法および装置 背景技術 本発明は、エレクトロハイドロリック式、つまり電気液圧式のブレーキシステ ムのポンプを制御するための方法および装置に関する。 エレクトロハイドロリック式のブレーキシステムでは、ブレーキ液が圧力アキ ュムレータから複数の弁を介して個々のホイールブレーキシリンダ内に供給され る。この圧力アキュムレータはポンプによってチャージされる。ポンプが連続的 に運転されると、このことは著しいノイズ発生を招き、走行快適性を妨げる。さ らに、特定の運転状態においては共振現象が生じる恐れがある。 ドイツ連邦共和国特許出願公開第３２４１０３９号明細書に基づき、アンチロ ックブレーキシステムとブレーキ倍力装置とを備えたブレーキ力制御ユニットが 公知である。上記ドイツ連邦共和国特許出願公開第３２４１０３９号明細書には 、ハイドロリック液が圧力アキュムレータから複数の弁手段を介してホイールブ レーキシリンダに導入可能であるエレクトロハイドロリック式のブレーキシステ ムのポンプを制御するため の方法が開示されている。ハイドロリック液はポンプによって圧力アキュムレー タ内に圧送され、この場合、ポンプは要求に応じて適宜に設定可能なデューティ 係数により制御される。上記上記ドイツ連邦共和国特許出願公開第３２４１０３ ９号明細書には、さらに、この公知のブレーキ力制御ユニットの利点として、単 にブレーキ力倍力装置だけの運転時にノイズレベルが著しく減じられることが挙 げられている。しかしながら、アンチロックブレーキシステムが働いている場合 には、ノイズ発生が不変のままである。 発明の課題 本発明の課題は、エレクトロハイドロリック式のブレーキシステムの運転時に おけるノイズ公害がさらに一層減じられるような方法を提供することである。さ らに本発明の課題は、このような方法を実施するために適した装置を提供するこ とである。この課題は、請求項１の特徴部に記載の方法および請求項９の特徴部 に記載の装置により解決される。 請求の範囲 １．エレクトロハイドロリック式のブレーキシステムのポンプを制御するため の方法であって、 ―ハイドロリック液を圧力アキュムレータ（１８５）から複数の弁手段（１４１ 〜１４４，１６１〜１６４）を介してホイールブレーキシリンダ（ＶＬ，ＶＲ， ＨＬ，ＨＲ）に導入し、 ―ポンプ（１９０）を用いて、ハイドロリック液を圧力アキュムレータ（１８５ ）内に圧送し、 ―ポンプ（１９０）を、要求に対応して適宜に設定可能なデューティ係数によっ て制御する 形式のものにおいて、 ―ポンプの制御信号の周波数を共振効果（３３０）に関連して設定する ことを特徴とする、エレクトロハイドロリック式のブレーキシステムのポンプを 制御するための方法。 ２．共振効果が生じる恐れのある運転状態が存在しているかどうかをチェック し、このような運転状態が存在している場合に、制御信号の周波数を変更する、 請求項１記載の方法。 ３．共振効果が生じる恐れのある運転状態が存在しているかどうかをチェック するために、経験により求められた運転状態を使用する、請求項１記載の方法。 ４．共振効果が生じる恐れのある運転状態を、高め られたノイズ発生をもたらす励振周波数により求め、制御信号の周波数を、共振 が発生しないように調節する、請求項２または３記載の方法。 ５．ポンプ励振周波数に関する情報のために、アキュムレータ圧力信号からの 高周波数成分を評価する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。 ６．制御信号の周期時間が、モータ・ポンプシステム（１９０，１９５）の惰 性運転時間定数よりも小さい、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。 ７．デューティ係数をさらに、ハイドロリック液の所要容量（３００）に関連 して設定する、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。 ８．デューティ係数をさらに、圧力アキュムレータ内の圧力（１８０）に関連 して設定する、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。 ９．エレクトロハイドロリック式のブレーキシステムのポンプを制御するため の装置であって、 ―ハイドロリック液が圧力アキュムレータ（１８５）から複数の弁手段（１４１ 〜１４４，１６１〜１６ ４）を介してホイールブレーキシリンダ（ＶＬ，ＶＲ ，ＨＬ，ＨＲ）に導入可能であり、 −ポンプ（１９０）を用いて、ハイドロリック液が圧力アキュムレータ（１８５ ）内に圧送可能であり −ポンプ（１９０）が、要求に対応して適宜に設定可能なデューティ係数によっ て制御可能である 形式のものにおいて、 ―ポンプの制御信号の周波数が、共振効果（３３０）に関連して設定可能である ことを特徴とする、エレクトロハイドロリック式のブレーキシステムのポンプを 制御するための装置。 【図１】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ハイドロリック液が圧力アキュムレータから弁手段を介してホイールブレ ーキシリンダ内に導入可能であり、しかもポンプによってハイドロリック液が圧 力アキュムレータ内に圧送可能である、エレクトロハイドロリック式のブレーキ システムのポンプを制御するための方法において、ポンプが、要求に対応して適 宜に設定可能なデューティ係数を用いて制御可能であることを特徴とする、エレ クトロハイドロリック式のブレーキシステムのポンプを制御するための方法。 ２．デューティ係数が、ハイドロリック液の所要容量に関連して設定可能であ る、請求項１記載の方法。 ３．デューテイ係数が、圧力アキュムレータ内の圧力に関連して設定可能であ る、請求項１または２記載の方法。 ４．デューティ係数が、予め設定可能な圧力値からの圧力の偏差に関連して設 定可能である、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。 ５．制御信号の周波数が、共振効果に関連して設定可能である、請求項１から ４までのいずれか１項記載の方法。 ６．ハイドロリック液が圧力アキュムレータから弁手段を介してホイールブレ ーキシリンダ内に導入可能であり、しかもポンプによってハイドロリック液が圧 力アキュムレータ内に圧送可能である、エレクトロハイドロリック式のブレーキ システムのポンプを制御するための装置において、ポンプを、要求に対応して適 宜に設定可能なデューティ係数によって制御する手段が設けられていることを特 徴とする、エレクトロハイドロリック式のブレーキシステムのポンプを制御する ための装置。