JPH10501498A - 車両のブレーキ装置の制御方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 自動車のブレーキ装置の制御方法および装置が提供され、この方法および装置においては、前車軸および後車軸の間のブレーキ力分配のために、後車軸ブレーキにおいて圧力上昇および圧力低下が交互に行われ、これにより平均的に飽和圧力が設定され、この飽和圧力はドライバにより設定される供給圧力の下側に存在している。この方法は、とくに後車輪ブレーキに対し減圧器を備えていないブレーキ装置に対し、入力情報がないために電子式ブレーキ力分配がもはや実行不可能なときに適している。

Description

【発明の詳細な説明】 車両の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の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。 ドイツ特許公開第４１１２３８８号（米国特許第５２８１０１２号）から車両 のブレーキ圧力制御装置が既知であり、このブレーキ圧力制御装置においては、 アンチロック保護制御のほかに前車軸ブレーキおよび後車軸ブレーキ間のブレー キ力分配が電子式に設定される。通常使用される減圧器はこの既知のブレーキ力 分配の電子式制御により置き換えられる。この制御器がなんらかの理由で故障し た場合、あるブレーキ状態において後車軸がオーバーブレーキ作動されるために 、後車輪が前車輪よりも先にロックされることがある。これにより、好ましくな い走行状況となることがある。 したがって、油圧式または空圧式減圧器を設けることなく、前車軸および後車 軸の間の故障のない確実なブレーキ力分配を提供することが本発明の課題である 。この故障のない確実なブレーキ力分配は、ブレーキ力分配のための電子式制御 器が故障したときに非常運転として使用されることが好ましい。 これは独立請求項の特徴項に記載の車両のブレーキ装置の制御方法および装置 により達成される。 文献ＳＡＥ８９０７８「住友電気の電子式アンチロック装置の電子式制御ユニ ット」から自動車のブレーキ装置の電子式制御ユニットおよび部品の機能性を検 査することが既知である。 発明の利点 本発明による方法は、ブレーキ力分配のための電子式制御器が存在しない場合 でも、後車輪が前車輪よりも先にロックされないようにすることを保証する。し たがって、本発明による方法から、ブレーキ力分配のための電子式制御器が故障 した場合に、とくに有利性が得られる。 これは、故障の場合においても、ブレーキ過程における車両の安定性が保持さ れるという利点を有している。非常運転のための追加の減圧器は設けないですむ ことになる。 本発明によるブレーキ力分配の方法が、追加情報がなくても前車軸と後車軸と の間のブレーキ力分配の制御を可能にすることは、とくに有利である。 本発明による方法は、たとえば１つの車軸のすべての回転速度センサが故障し たいわゆる二重エラーの場合において使用したとき、とくに有利性を示す。 さらに、本発明による方法はエラーの場合以外においても使用可能であること は有利である。 後車軸に設定される圧力がドライバによりブレーキペダル操作を介して設定さ れる供給圧力の関数として設定されることはとくに有利である。 この場合、ある実施態様においては、後車軸ブレーキ圧力の設定の関数性が、 主電源電圧、供給圧力または後車輪ブレーキに既に設定されたブレーキ圧力レベ ルの関数であることはとくに有利である。 本発明によるブレーキ力分配のための方式が、電子式制御を行うメインコンピ ュータにおいて計算されないで、主計算要素とは独立に作動する別の構成要素内 で行われることにより、ブレーキ装置の利用度の上昇が達成されることはさらに 有利である。 本発明による方法を時間的に制限することにより、他の有利性が得られる。こ れにより、ブレーキ要求が長く操作されたときに部品が熱的過負荷から保護され る。この場合、所定の時間経過後、後車輪ブレーキ装置における圧力レベルが所 定の傾斜を設けて供給圧力レベルに上昇されることは有利である。 他の有利性が以下の実施態様の説明ないし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 発明による方法が使用されている全体ブロック線図を示す。図２および３は弁お よびポンプの操作に関する時間線図ならびに圧力時間線図を示す。最後に、図４ は本発明による方法をコンピュータプログラムとして実行する指針を流れ図で与 えている。 実施態様の説明 図１に少なくとも１つのマイクロコンピュータ１２を含む制御ユニット１０が 示されている。マイクロコンピュータ１２は、好ましい実施態様においては、制 御ユニット１４、エラー検出ユニット１６および非常運転ユニット１８を含んで いる。ライン２０、２２、２４および２６を介して、制御ユニット１０ないしマ イクロコンピュータ１２は、二軸車両の車輪用の回転速度センサ２８、３０、３ ２および３４と結合されている。この場合、好ましい実施態様においては、ライ ン２０、２２、２４および２６は制御ユニット１４およびエラー検出ユニット１ ６に供給される。さらに、たとえば入力ライン３６が示され、入力ライン３６は 、制御ユニット１０ないしマイクロコンピュータ１２に、ここではエラー検出ユ ニット１６に、ブレーキ弁、戻しポンプ等の運転パラメータを供給している。さ らに制御ユニット１０の入力ライン４０が示され、入力ライン４０は制御ユニッ トをブレーキペダルスイッチ４２と結合している。この場合、好ましい実施態様 においては、ライン４０は少なくとも非常運転ユニット１８に供給されている。 さらに制御ユニット１０の入力ライン４４が示され、入力ライン４４は非常運転 ユニット１８に主電源電圧のための尺度を供給している。図示の入力ラインのほ かに、さらに、たとえばブレーキ圧力、とくに後車輪ブレーキのブレーキ圧力の ための尺度、出力されたエンジントルクのための尺度等を供給する図示されてい ない入力ラインを設けてもよい。 図１に出力ラインとしてライン４６、４８、５０および５２が示され、これら のライン４６、４８、５０および５２は２つの後車輪６２および６４のブレーキ の入口弁５４および５６ないし出口弁５８および６０に供給されている。さらに 、戻しポンプ６８を操作するための出力ライン６６が設けられている。この場合 、出力ライン６６は少なくとも非常運転ユニット１８から、および（図１におい ては図示されていないが）制御ユニット１４から出ている。他の出力ライン７０ が、制御ユニット１０から、ここではエラー検出ユニット１６から警報ランプ７ ２に通じている。出力ライン４６ないし５２はスイッチ要素７４、７６、７８お よび８０から出ていて、これらのスイッチ要素７４、７６、７８および８０はこ れらの出力ライン４６ないし５２を制御ユニット１４の出力ライン８２、８４、 ８６ および８８と結合し、他のスイッチ状態においては、非常運転ユニット１８の出 力ライン９０、９２、９４および９６と結合する。スイッチ要素はエラー検出ユ ニット１６から出ているライン９８を介して操作される。さらに、エラー検出ユ ニット１６はライン９９を介して制御ユニット１４と結合されかつライン１００ を介して非常運転ユニット１８と結合されている。 この場合、好ましい実施態様においては、入口弁および出口弁、貯蔵室および 戻しポンプを備えたブレーキ装置の油圧部分は冒頭記載の従来技術のものに対応 している。 図１に示す好ましい実施態様のほかに、他の有利な実施態様においては、非常 運転ユニット１８がマイクロコンピュータ１２の一部としてではなく、別の構成 要素、たとえば別のマイクロコンピュータとして設計されていてもよい。 さらに、本発明による方法は、二軸車両においてのみでなく、多軸車両におい てもまた使用される。それに応じて、入力ラインおよび出力ラインの数は増大さ れる。 さらに、有利な実施態様においては、ブレーキ力分配を制御するためのユニッ ト１８は、非常運転においてのみでなく、正常運転においてもまたブレーキ力分 配のために使用される。この場合、スイッチ要素を設けないで、後車軸ブレーキ の弁をユニット１８から直接操作してもよい。 好ましい実施態様においては、正常運転において、制御ユニット１４は、冒頭 記載の従来技術に従って、少なくとも１つのアンチロック保護制御およびブレー キ力分配制御を実行する。ブレーキ力分配制御のために、最も速い前車輪と最も 遅い後車輪との間の差が形成されかつ所定のしきい値と比較される。最も速い前 車輪と最も遅い後車輪との間の差がしきい値を超えたとき、所定の差を超えない ように後車輪ブレーキ内の圧力が一定に保持される。エラー検出ユニット１６は 、制御ユニット１０、とくにマイクロコンピュータ１２、車輪回転速度センサ２ ８ないし３４、弁５４ないし６０、戻しポンプ６８等の範囲内のエラー状態を検 出する。エラー状態が検出されたとき、エラー検出ユニット１６はエラーを知ら せるための警報ランプ７２を作動する。さらに、少なくとも車輪回転速度センサ の範囲内において二重エラーが発生したとき、たとえば両方の前車輪回転速度セ ン サまたは後車輪回転速度センサがエラー状態であるとき、エラー検出ユニット１ ６は制御ユニット１４を遮断し、ライン１００を介して非常運転ユニット１８を 投入する。さらに、この運転状態において、エラー検出ユニット１６はライン９ ８を介してスイッチ要素７４ないし８０を切り換え、これにより制御ユニット１ ４はもはや後車輪ブレーキ弁５４ないし６０を操作しなくなる。 この運転状態においてドライバがブレーキペダルを操作した場合、非常運転ユ ニット１８はブレーキペダルスイッチ信号の存在のもとでライン４０を介して戻 しポンプ６８を操作することにより中間貯蔵室を空にし、ブレーキの圧力を低下 するとき、この中間貯蔵室内に圧力媒体が流入する。さらに、前車輪と後車輪と の間のブレーキ力分配を行うために、本発明による方法が作動される。この方法 は、ブレーキを操作したとき、後車輪ブレーキの入口弁および出口弁が交互に操 作され、これにより平均的に、後車輪における圧力が、ブレーキペダル操作を介 してドライバにより与えられるブレーキ圧力よりも低い値に低下されることによ り行われる。これにより、後車軸におけるロックの危険性が回避されることにな る。後車輪ブレーキの入口弁および出口弁の操作は所定の開放時間および閉止時 間の間行われ、これらの所定の開放時間および閉止時間は、平均的に、ブレーキ 圧力をドライバにより設定される供給圧力の下側に設定するものである。この場 合、圧力保持過程もまた設けられている。戻しポンプのポンプ出力が十分であり かつ圧力上昇パルスと圧力低下パルスとの間のパルス休止比が十分に設けられて いるとき、圧力が低下されて貯蔵室が空になる。本発明の方法による連続的な圧 力上昇および圧力低下パルス列は、減圧器をシミュレートしている。車輪圧力の 関数として種々の圧力上昇および圧力低下勾配を設けることにより、後車輪ブレ ーキにおいては、平均的に、ドライバにより設定される圧力よりも低いブレーキ 圧力が設定される。 好ましい実施態様においては、エラーが検出されたときの弁の交互操作は、エ ラー検出ユニット１６により起動される。他の有利な実施態様においては、これ は、たとえば１つの車軸のすべての回転速度センサが故障して従来技術から既知 のブレーキ分配制御をもはや行うことができなくなったときにのみ行われる。他 の有利な実施態様においては、弁の交互操作により、すべての運転状態において ブレーキ力分配が行われる。 図２に、本発明による入口弁および出口弁の交互操作が時間線図で示されてい る。この場合、図２ａに入口弁の操作が示され、図２ｂに出口弁の操作が示され ている。図２ｃは戻しポンプの操作を示している。時点Ｔ０においてドライバが ブレーキペダルを操作してブレーキ過程を開始したとする。圧力上昇の動特性を 改善するために、好ましい実施態様により、まず入口弁に対し所定長さの充填パ ルスΔＴＦが出力される。ブレーキの操作後、入口弁は時間ΔＴＦの間開いたま まであり、したがってドライバのブレーキペダル操作の関数として車輪ブレーキ 内の圧力が上昇される。このようにして、飽和圧力がきわめて早く達成される。 その後入口弁は閉止され、次に再び所定の時間ΔＴＥの間開放される。入口弁が 閉止されている間、出口弁は時間ΔＴＡの間開放される（図２ｂ参照）。 時間Ｔ１においてブレーキ過程が終了される。入口弁の操作は終了され、した がって入口弁は開放される。出口弁の操作もまた終了され、弁は閉止される。時 点Ｔ１において、さらに戻しポンプも停止される。 時点Ｔ０およびＴ１は制御ユニット１０によりブレーキペダルスイッチ４２の 切換えを介して検出され、ブレーキペダルスイッチ４２のスイッチ状態は入力ラ イン４０を介して読み取られる。さらに、Ｔ１は時間要素により作動させてもよ い。 時間ΔＴＥおよびΔＴＡは所定の値に設定されかつ各ブレーキ装置に対し実験 により決定される。この場合、パルス長さを決定するときに、達成可能な飽和圧 力が重要であり、この飽和圧力は、後車軸における圧力を制限するように、ドラ イバにより設定される供給圧力より下側に存在しなければならない。 図３ａに、入口弁（ＥＶ）が開放されおよび出口弁（ＡＶ）が開放されたとき の圧力の時間線図が示されている。図３ｂは、本発明の方法を使用したときのブ レーキ過程における後車軸ブレーキの圧力の時間線図を示している。図３ｃに、 弁の交互操作による圧力上昇および圧力低下が拡大されて示されている。ドライ バにより供給圧力Ｐｖｏｒが設定されかつ弁が交互に操作されたとき、図３ａに 示すように、時間の関数として弁において圧力上昇ないし圧力低下が行われる。 この場合、入口弁を開放したときに後車軸ブレーキに形成される圧力がまず急激 に上昇する。最初はブレーキ内に圧力が形成されていないので、最初の時点にお いては出口弁を開放してもブレーキ圧力はほとんど低下しない。時間の経過と共 に圧力上昇は低減しかつ圧力低下は増大してくる。時間ΔＴＥの間の圧力上昇が 時間ΔＴＡの間の圧力低下と同じになったときに飽和値に到達する（図３ａ参照 ）。 ブレーキ操作における後車軸ブレーキ内の平均圧力の時間線図が図３ｂに示さ れている。この場合、ドライバにより供給圧力Ｐｖｏｒ（曲線Ａ）が設定される 。それに対応してパルス時間を設計するとき、走行安定性のための限界後車軸圧 力ＰＨＡＫｒｉｔを超えないようにする（曲線Ｂ参照）。ドライバが供給圧力を より大きい値に変化した場合（曲線Ａ参照）、新しい平均飽和値が設定される。 圧力上昇および圧力低下パルスによる本来の圧力過程が、図３ｂ内の曲線Ｂの 一部に対して、図３ｃに示されている。 パルス時間ないしパルス長さΔＴＥおよびΔＴＥを適切に適合させることによ り後車輪ブレーキ内において到達可能な飽和圧力が制限され、これにより供給圧 力Ｐｖｏｒ１まで後車輪ブレーキ内の圧力は限界値を超えることはなく、したが って後車輪はロックされることはない。この場合、供給圧力Ｐｖｏｒ１は、前車 輪が約０．８の摩擦係数を有する走行路上でロックされる圧力である。ドライバ がより高い供給圧力を設定した場合、この走行路上では前車輪がロックされ、し たがって、後車輪がロックされて車両の安定性が失われることはない（図３ｂに おける時点Ｔ２参照）。 パルス時間を主電源電圧および／または供給圧力の関数として変化させること により、ブレーキ力分配の他の改善が達成される。このために、表の中にパルス 時間が主電源電圧および／または供給圧力の関数として記憶され、ブレーキ操作 において、それに対応してパルス時間が読み取られる。この場合、供給圧力はペ ダルストロークセンサまたはブレーキ要求を決定するための圧力センサにより測 定される。 さらに、パルス時間が、後車輪ブレーキ圧力が既に飽和値に到達したか、また はまだ調節過程内に存在しているか、の関数として選択されるとき、ブレーキ力 分配が改善される。これは、圧力上昇および圧力低下時間から、またはパルスの カウントにより評価してもよい。基本的には、調節過程において飽和圧力へより 早く到達させるためにはより長いパルス長さが選択され、一方飽和値の範囲内に おいてはより小さいパルス長さで十分である。 本発明による入口弁および出口弁を交互に操作する方法は、とくに複数のクリ ティカルエラーが検出されたときの非常運転として適している。これは、そのデ ータから電子式ブレーキ力分配機能を維持することが可能な信頼性のあるデータ がもはや利用できないようなエラーにおいてとくに適している。これはとくに、 回転速度センサにおいて、１つの車軸の回転速度測定が完全に不可能になった場 合である。 好ましい実施態様においては、上記の非常運転機能は、本来のマイクロコンピ ュータとは切り離された構成要素内に存在している。これにより、マイクロコン ピュータが故障した場合でも、非常運転を作動させることができる。他の有利な 実施態様においては、非常運転機能はマイクロコンピュータ内に組み込まれてい る。この場合、コンピュータが故障したときには非常運転機能をもはや作動させ ることはできない。この有利な実施態様においては、これは追加の警報ランプを さらに操作させることによりドライバに指示される。 たとえばドライバが比較的長くブレーキペダルを操作したかまたはブレーキ要 求が誤って検出されたとき、弁および戻しポンプに熱的過負荷を発生させること がある。したがって、好ましい実施態様においては、部品をこれらの熱的過負荷 から保護するために、ブレーキ要求が長い間存在したとき、またはブレーキ要求 が誤って検出されたときにパルス列の操作時間が制限される。この場合、長く操 作するブレーキ要求は徐行運転または車両の停止中しか存在しないので、走行安 定性の問題が発生することはない。所定時間の経過後、入口弁および出口弁の交 互操作が終了して、圧力は上昇パルス列により供給圧力のレベルに上昇される。 これにより、後車軸ブレーキの圧力レベルはゆっくりと供給圧力レベルに到達す る。これにより平滑な移行が達成され、かつ徐行運転において発生しがちな車両 のブレーキ特性の急激な変化が回避される。 冒頭記載の既知のブレーキ力分配機能のほかに、本発明による方法は、前車軸 および後車軸間のブレーキ圧力分配のための他の方式においても、非常運転とし て使用される。 さらに、有利な実施態様においては、本発明による方法は、非常運転としての みでなく一般的にブレーキ分配機能として、正常運転においても使用される。 さらに、本発明による方法は、入口弁および出口弁、戻しポンプおよび貯蔵室 を備えた油圧ブレーキ装置に限定されない。むしろ、本発明による方法は、後車 軸ブレーキにおいて圧力上昇および圧力低下を交互に行って、ドライバにより設 定される供給圧力の下側に平均的な飽和圧力が設定されることを特徴としている 。これは、他の油圧方式により、たとえば３／２弁を使用することにより、また は空圧ブレーキ装置においても行うことができる。 図４は本発明による方法をコンピュータプログラムとして実行する指針を与え る流れ図を示す。 好ましい実施態様においては、図４に示すプログラム部分はエラーが検出され たときにスタートされる。他の実施態様においては、プログラム部分はブレーキ 過程の間の所定の時点にスタートされる。 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、ブレーキ ペダルスイッチＢＬＳの信号状態が読み込まれる。それに続くステップ２０２に おいて、ブレーキ過程が存在するか否かが問い合わせられる。これが否定の場合 、ステップ２０４においてマークが値０にセットされ、それに続くステップ２０ ６において戻しポンプが停止される。その後プログラム部分は終了され、所定の 時間経過後反復される。 ステップ２０２においてブレーキ過程が存在することが検出されたとき、それ に続くステップ２０８において、マークが値０を有しているか否かが検査される 。これが肯定の場合、これはブレーキ過程の開始を示す。したがって、ステップ ２１０により、１つまたは複数の入口弁に充填パルスΔＴＦが出力されるか、な いしは時間ΔＴＦの間後車軸ブレーキにおいて圧力上昇が行われる。その後ステ ップ２１２においてマークが値１にセットされ、それに続くステップ２１４にお いてカウンタがスタートされる。それに続くステップ２１６においてポンプが起 動される。その後プログラム部分は終了され、所定の時間経過後反復される。 ステップ２０８において、マークが値０を有していないこと、すなわちブレー キ過程の検出が最初ではないことが検出されたとき、ステップ２１８によりカウ ンタが値１だけ上昇される。それに続く問い合わせステップ２２０において、カ ウンタが最大値に到達したか否かが検査される。これが否定の場合、好ましい実 施態様においては、ステップ２２２において、主電源電圧ＵＢならびに供給圧力 Ｐｖｏｒが読み込まれる。ステップ２２３において、供給圧力Ｐｖｏｒおよび既 に与えられた圧力上昇および圧力低下パルスから、実際の後車軸ブレーキ圧力が 評価される。それに続くステップ２２４において、圧力上昇のための操作時間Δ ＴＥならびに圧力低下のための操作時間ΔＴＡが、測定されたパラメータに基づ いて、所定の特性曲線群から読み取られる。それに続くステップ２２６において 、所定の時点に入口弁および出口弁が求められたパルスで操作される。その後プ ログラム部分が終了され、所定の時間経過後反復される。 ステップ２２０においてカウンタがその最大値に到達したとき、ステップ２２ ８により後車輪ブレーキにおいて傾斜を有する圧力上昇が導かれ、ステップ２３ ０においてポンプが停止される。その後プログラム部分は終了される。 この場合、図４に示すプログラム部分の時間制御はそれぞれのプログラムラン ごとに圧力上昇パルスおよび圧力低下パルスが出力可能なように行われる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．制御ユニットにより少なくとも後車輪ブレーキにおける圧力が上昇および 低下される自動車のブレーキ装置の制御方法において、 後車輪において圧力上昇および圧力低下を交互に行うことにより飽和圧力値が 設定され、この飽和圧力値がドライバにより設定される供給圧力の下側に存在す ることを特徴とする自動車のブレーキ装置の制御方法。 ２．後車輪ブレーキにおける交互の圧力上昇および圧力低下が入口弁および出 口弁を交互に操作することにより行われることを特徴とする請求項１の方法。 ３．圧力上昇および圧力低下が所定の圧力上昇パルスおよび圧力低下パルスに より行われることを特徴とする請求項１または２の方法。 ４．圧力上昇パルスおよび圧力低下パルスの長さが、主電源電圧、供給圧力お よび後車輪ブレーキ圧力の少なくとも１つの変数の関数であることを特徴とする 請求項３の方法。 ５．ブレーキ過程の開始時に所定の圧力上昇パルスが出力されることを特徴と する請求項１ないし４のいずれかの方法。 ６．ブレーキ過程の間に戻しポンプが起動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．圧力上昇パルスおよび圧力低下パルスのパルス長さが、ドライバにより設 定された供給圧力Ｐｖｏｒｌまでの間に、所定の摩擦係数において後車輪がロッ ク傾向を示す後車輪ブレーキ内の限界ブレーキ圧力が超えられないように決定さ れてい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．圧力上昇および圧力低下が交互に行われている時間が制限されていること を特徴とする請求項１ないし７のいずれかの方法。 ９．最大設定時間の経過後、圧力上昇パルスが出力され、この圧力上昇パルス が後車輪ブレーキ圧力を傾斜状にドライバにより設定された供給圧力まで到達さ せ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．電子式ブレーキ力分配制御器が故障したとき、とくにこの制御器がブレ ーキ力分配制御の実行のための本質的な情報を与えないエラーの場合、後車軸ブ レーキにおいて交互の圧力上昇および圧力低下が実行されることを特徴とする請 求項１ないし９の方法。 １１．少なくとも後車輪ブレーキにおいて圧力を上昇しおよび圧力を低下する 電子式制御ユニットを備えた自動車のブレーキ装置の制御装置において、 前記制御装置が、後車輪ブレーキにおいて交互に圧力を上昇しおよび圧力を低 下し、これにより平均的に飽和圧力が設定され、この飽和圧力がドライバにより 設定される供給圧力の下側に存在することを特徴とする自動車のブレーキ装置の 制御装置。 １２．制御ユニットが少なくともブレーキ装置を操作するための第１の要素な らびに圧力上昇および圧力低下を交互に行うための第２の要素を含むことを特徴 とする請求項１１の装置。