JP2006520177A - 自動車のブレーキシステムを制御する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高ブレーキ快適性が簡単なブレーキシステムにより達成されることができるように電気的に制御できる発電機と多数の摩擦ブレーキを包含するブレーキシステムを制御する方法を提供する。
【解決手段】この方法は、高ブレーキ作用安易性がブレーキシステム（１）によって達成されることができるように電気的に制御できる発電機（４）と多数の油圧摩擦ブレーキ（２）から成るブレーキシステム（１）を制御するために使用される。このために、全減速は摩擦ブレーキ（２）と発電機（４）の減速割合の平行構成から成り、発電機（４）の目標ブレーキトルクが全目標減速を検出することによって検出され、そして発電機（４）はこの目標ブレーキトルクによって制御される。

Description

この発明は、自動車のブレーキシステムを制御する、特に自動車の多数の摩擦ブレーキと発電機を備える再生ブレーキシステムを制御する方法に関する。さらに、この発明はこの方法を制御するソフトウエアモジュールに関する。

自動車の再生ブレーキシステムの目的は、車両のブレーキ中に生成されたエネルギーの少なくとも一部を貯蔵して車両の駆動のためにそのエネルギーを再使用することである。それによって、車両のエネルギー消費が全体に減少され、出力が増加され、それにより作動が経済的に形成されることができる。この結果、再生ブレーキシステムを備える自動車は一般にブレーキアクチュエータと呼ばれる異なるタイプのブレーキを包含する。

通常には、慣例の自動車から知られるような油圧摩擦ブレーキや電気再生ブレーキがこの配列に使用される。摩擦ブレーキのブレーキ圧は、従来の摩擦ブレーキの様に、ブレーキ圧発生手段によって、或いはブレーキペダル運動によって発生される。電気再生ブレーキは一般に発電機として構成され、それによって全ブレーキ出力の少なくとも一部が発生される。発生した電気エネルギーは搭載電池のような貯蔵媒体へ供給されるか、或いは帰還され、そして適当な駆動手段によって自動車を駆動するために再使用される。

再生ブレーキシステムは、発電機によって発生されるブレーキトルクの割合が出来るだけ高い所謂連続再生概念として設計されることが出来る。これに対処して、平行再生概念或いは所謂ドラッグトルク（Schleppmoment-）を基礎とした再生概念は知られており、ブレーキトルクがブレーキアクチュエータに所定比で分布される。このタイプの平行なブレーキシステムでは、代表的に、すべての作動状況において発電機と摩擦ブレーキの両方の減速成分がある。さらに、この二つのブレーキ概念の混合概念が知られている。幾つかのブレーキアクチュエータは発生されるブレーキトルクの少なくとも幾らかの範囲に同時にブレーキするように使用されるので、全減速はブレーキアクチュエータの減速成分から構成されることはすべてのシステムに共通である。

原則的には所謂「ブレーキ- バイ- ワイア」式ブレーキシステムは連続再生ブレーキシステムにおいて知られている。「ブレーキ- バイ- ワイア」式ブレーキシステムでは、ブレーキエネルギーは一般に摩擦ブレーキの成分と発電機の成分に分割され、その分割は目標ブレーキトルク、電池の充電条件と特に発電機の作動領域と他の特殊性質に依存する。「ブレーキ- バイ- ワイア」式ブレーキシステムでは、ブレーキ圧はブレーキエネルギーの分割のために、ブレーキペダルの油圧影響と無関係に形成される。

しかしながら、一個のみの摩擦ブレーキを有する従来のブレーキシステムでは、ブレーキ圧はブレーキペダルの位置に依存して形成される。この配列には、ブレーキ媒体の圧力は補助エネルギーを備える、或いは補助エネルギーなしにブレーキペダルの位置によって形成され、ブレーキ媒体が摩擦ブレーキによって受けられる。それで、ペダル位置は自動車のブレーキ作動に一致する。例外は電気安定性プログラムのような電子式安全システムの使用であり、電気安定性プログラムはブレーキペダル位置と無関係に、独立したブレーキ圧発生用装置を包含することができる。

従来のブレーキシステムと比較して、「ブレーキ- バイ- ワイア」式ブレーキシステムは高い労力、構造と費用を必要とする。
米国特許第５６３２５３４号明細書 米国特許第５９６７６２１号明細書 欧州特許出願公開第１０８１００５号明細書

それ故に、この発明の課題は、高ブレーキ快適性が簡単なブレーキシステムにより達成されることができるように電気的に制御できる発電機と多数の摩擦ブレーキを包含するブレーキシステムを制御する方法を提供する。さらに、他の課題は、特にこの方法を具体化するのに適するソフトウエアモジュールを提供する。

この方法に関して、この課題は、この発明によると、全減速が摩擦ブレーキと発電機の減速成分の平行構成から構成され、発電機の目標ブレーキトルクが全目標減速の検出によって検出され、そして発電機がこの目標ブレーキトルクによって制御されることによって、解決される。

この発明は．許容できるペダル感覚が平行ブレーキ方法或いはブレーキシステムに生じ、ブレーキ作動においてブレーキトルクは発電機ブレーキトルクと摩擦ブレーキのブレーキトルクとの平行構成から構成されるという考慮に基づいている。この場合には、この方法により有効なブレーキ媒体圧の上昇が生じないので、ブレーキペダルへの反動効果が生じない。それ故に、ブレーキ要求は摩擦ブレーキの油圧ブレーキ媒体圧に変換され、発電機トルクがブレーキトルクに重ねられ、それはブレーキ要求への適用から生じる。全減速が油圧摩擦ブレーキのブレーキ圧に一致するから、ブレーキペダルの位置は自動車のブレーキ性能に一致する。さらに、著しく大量の油圧流体は、例えばブレーキトルクが増加されるときにブレーキペダルから摩擦ブレーキへ推進されるから、摩擦ブレーキの圧力は順にブレーキペダルの位置に一致する。発電機を制御するために対応する目標ブレーキトルクによって全目標減速が検出される。続いて、摩擦ブレーキの減速割合によって発電機の目標減速成分が検出され得て、発電機はそれに基づいて制御されることができる、或いは発電機の生じた目標ブレーキトルクに基づいて制御されることができる。

特に発電機ブレーキトルクをその作業範囲のみに要求して発電機を過負荷しないために、発電機のブレーキトルクは選定速度範囲における最高ブレーキトルクによって好ましく制限される。その外に、それによって、この速度範囲における摩擦ブレーキのブレーキトルク割合がブレーキペダル位置が出来る限り最良の方法で自動車のブレーキ性能に一致するのになお十分な大きさであることが保証される。

適切に、１０と５０ｋｍ／ｈの間の範囲が速度範囲として選定される。特に、そのトルクは、およそ０．１５ｇの全減速に対する発電機の寄与に一致する発電機の最高ブレーキトルクとして予め設定される。一般に、発電機のトルクは低速度で、特に１０と２０ｋｍ／ｈの間に極端に上昇する。１０ｋｍ／ｈから開始するブレーキトルク制限では、急な上昇点の移行の際には発電機のブレーキトルクが円滑になされる。

速度範囲の周辺における発電機のブレーキトルク制御の流れるような移行のために、速度範囲の周辺における発電機の急なブレーキトルク変更がブレーキ性能へのマイナスの反動を避けるために特に円滑になされる。

有益には、発電機は自動車の正の加速が存在しないとすぐに、操縦されるよう作動される。それ故に、運転手は、エンジンの摩擦によるブレーキ作用が追加的に実施されることもできる間に、追加的エンジンブレーキとして発電機の減速効果を感じる。

特に、そのトルクは、およそ０．１ｇの全減速に対する発電機の寄与に一致する適切なブレーキトルクとして発電機にプリセットされる。

全目標減速を検出するために、この減速はブレーキシステムのブレーキペダルの経路指示器によって適切に検出される。所定ブレーキペダル位置にブレーキペダルを支配し、更に全目標ブレーキトルクを検出するために使用できるブレーキ圧を検出するために、そのブレーキ圧は、摩擦ブレーキに導くブレーキシステムの油圧ラインに位置されている圧力センサーによって特に検出される。

更にそれ以上の信号は全目標ブレーキトルクを検出するために使用されることができる。好ましくは、ブレーキシステムに有効である信号が使用される。この場合には、特にＡＢＳ（アンチ・ロックシステム）、ＥＳＰ（電子式安定プログラム）、或いはＡＳＣ（アンチ・スリップ制御）のような安全システムを制御するために使用され且つブレーキシステムに存在している信号が使用されることができる。

この方法のブレーキシステムへの適切な制御と具体化のために、ブレーキシステムは前記方法を使用するソフトウエアモジュールによって適切に制御される。この際に、電気的に制御されたブレーキシステムは更にこのタイプのソフトウエアモジュールによって拡張されることができる。

特に、ソフトウエアモジュールは自動車のブレーキシステムの構成部材である。

この発明による達成された利点は、特に、ブレーキペダルの位置に一致する自動車の減速作動により合理的なブレーキ安易性が達成されるように再生ブレーキシステムの可能性を包含する。この発明の他の利点は、前記ブレーキシステムを実現するための費用が比較的僅かであることである。それで、単に適切なソフトウエアモジュールはブレーキシステムを制御するために必要とされる。それ故に、ソフトウエアモジュールにより制御されるブレーキシステムは極めて好ましい費用有効割合を有する。

ブレーキシステムを制御するために必要とされる追加的ブレーキシステム構成において比較的僅かな費用と簡単な制御作用は同様にブレーキシステムのかなりの信頼性を可能とする。

他の利点は、ソフトウエアモジュールが電気的に制御できるブレーキシステムに増強されることである。この場合に、摩擦ブレーキと追加的発電機を備える再生ブレーキシステムと従来のブレーキシステムとの両方は利用できる。

実施例は図１ー２によって説明される。図１はブレーキシステム（１）の基本回路線図を示し、図２は時間の関数として発電機（４）と摩擦ブレーキ（２）の比例ブレーキトルクによるブレーキ作用を示す。

図１は自動車用ブレーキシステム１の基本回路線図を例示する。ブレーキシステム１では、四つの摩擦ブレーキ２のはかに、電気エネルギーを生成する発電機４を有する再生ブレーキシステム１が大切である。摩擦ブレーキ２に必要とされたブレーキ圧はブレーキペダル６とマスターブレーキシリンダ８をもつブレーキブースターによって生成される。このコースにおいて、マスターブレーキシリンダ８はブレーキ媒体Ｂを油圧ライン１０を介して摩擦ブレーキ２に伝達する。マスターブレーキシリンダ８はテンダムマスターシリンダとして構成されて適切な搬出出力を達成する。

ブレーキシステム１は大きなブレーキ作用安易性を備えるように設計される、というのはブレーキペダル６の運動が自動車のブレーキ性能に一致するからである。この結果、ブレーキシステム１は平行な再生ブレーキシステム１として設計される。ブレーキ作用における自動車の全減速は発電機４と摩擦ブレーキ２の減速構成部材から構成される。一致して発電機４を作動するために、ブレーキシステム１は目標ブレーキトルクを発電機４にプリセットするソフトウエアモジュール１２を包含する。後者ブレーキトルクはソフトウエアモジュール１２により摩擦ブレーキ２の全目標減速と減速構成部材から決定される。ブレーキペダル移動或いはブレーキペダル６の位置、それぞれに及び油圧ライン１０におけるブレーキ媒体Ｂのブレーキ媒体圧力は入力量として考慮されている。ブレーキペダルの移動はブレーキペダル６に位置される経路指示器２４によって検出され、その間にブレーキ媒体圧が圧力センサー２６によって油圧ライン１０にて測定される。

ブレーキシステム１の制御は、ブレーキ作用を参照して更に詳細に説明される。それ故に、図２には、発電機４と摩擦ブレーキ２の比例したブレーキトルクを備えるブレーキ作用が、時間の関数として示される。１００ｋｍ／ｈの初速はブレーキ作用の基礎を成す。曲線１はそれぞれにブレーキ作用要求或いは全目標減速を表し、運転手はその減速をブレーキペダル６によって導入する。この場合には、ブレーキの目標減速は最初に、ブレーキペダル６が押し下げられるときに直線的に上昇し、ブレーキ作用中に一定にとどまり、最後にブレーキペダル６の開放によって再び零へ直線的に減少される。

ブレーキ作用が開始する前に、加速のない場合には、自動車は０．１ｇの自動車の減速に一致するブレーキトルクを使用する発電機４によって既に減速されており、運転手はそのブレーキトルクをエンジンブレーキとして感じる。この減速は図２から採用されることができない。

ブレーキペダル６が押し下げられるときに、発電機４のブレーキトルクと摩擦ブレーキ２のブレーキトルクの両方が直線的に上昇し、そして最高全減速が到達されるときに発電機４のブレーキトルク割合が４０％（曲線２）に達し、摩擦ブレーキ２のブレーキトルク割合が６０％（曲線３）に達する。

発電機４の有効ブレーキトルクは、６０ｋｍ／ｈが達成されるときに上昇する。しかしながら、ソフトウエアモジュールはおよそ０．１５ｇの発電機４によって自動車の比例した減速に一致するブレーキトルクにブレーキトルクを制限する。全ブレーキトルクの５０％の割合までの発電機４のこの最高ブレーキトルクへの上昇は、直線的に上昇するよう制御されている。同時に、摩擦ブレーキのブレーキトルク割合が同様に５０％まで降下する。ブレーキペダル６が開放するときに、摩擦ブレーキと発電機の両方のブレーキトルク割合は零へ直線的に減少される。

ブレーキシステム（１）の基本回路線図を示す。 時間の関数として発電機（４）と摩擦ブレーキ（２）の比例ブレーキトルクによるブレーキ作用を示す。

符号の説明

１．．．．．ブレーキシステム
２．．．．．摩擦ブレーキ
４．．．．．発電機
６．．．．．ブレーキペダル
７．．．．．ブレーキブースター
８．．．．．マスターブレーキシリンダ
１０．．．．油圧ライン
１２．．．．ソフトウエアモジュール
２４．．．．経路指示器
２６．．．．圧力センサー
Ｂ．．．．．ブレーキ媒体

Claims (12)

1. 電気的に制御できる発電機（４）と多数の油圧摩擦ブレーキ（２）の平行構成を包含する自動車のブレーキシステム（１）を制御する方法において、発電機（４）の目標ブレーキトルクが全目標減速の検出によって検出され、そして発電機（４）がこの目標ブレーキトルクによって制御されることを特徴とする方法。
2. 発電機（４）のブレーキトルクは最大ブレーキトルクによって選定速度範囲に限定されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. １０と５０ｋｍ／ｈの間の範囲が速度範囲として選定されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 発電機（４）の最大ブレーキトルクとしてそのトルクはおよそ０．１５ｇの全減速に対する発電機（４）の寄与に一致するように予め設定されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
5. 発電機（４）の急なブレーキトルク変更が速度範囲の周辺において円滑にされることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項に記載の方法。
6. 自動車の正の減速が存在しないとすぐに、発電機（４）が作用するよう作動されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
7. 自動車の正の加速が存在しない場合には、そのトルクはおよそ０．１ｇの全減速に対する発電機（４）の寄与に一致するように発電機（４）に予め設定されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 全目標減速はブレーキシステム（１）のブレーキペダル（６）の経路指示器（２４）によって決定されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の方法。
9. 全目標減速は、摩擦ブレーキ（２）を導く油圧ライン（１０）に配置される圧力サンサー（２６）によって検出されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の方法。
10. 全目標減速を検出するために、ブレーキシステム（１）に利用できる信号が使用されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の方法。
11. 請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の方法を使用する再生ブレーキシステム（１）を制御することを特徴とするソフトウエアモジュール（１２）。
12. 自動車のブレーキシステム（１）の構成部品であることを特徴とする請求項１１に記載のソフトウエアモジュール（１２）。

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