JP2016529162A - ブレーキ倍力装置を作動させる方法、この方法を実施するための制御装置、およびブレーキ倍力装置と制御装置とを含むブレーキシステム - Google Patents
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Abstract
Description
少なくとも3つの部分圧力設定値から最小の部分圧力設定値が選択される。引き続き、最小の部分圧力設定値がブレーキシステムについての目標圧力設定値として規定される。ブレーキ倍力装置によって目標圧力設定値を調整するために、ブレーキ倍力装置が制御される。それぞれ異なる部分圧力設定値を用いて、ブレーキシステムのそれぞれ異なる領域からそのつど部分圧力設定値を照会し、そのようにしてブレーキシステムの最新の動作状況を検出することができる。存在するこれらの要求値から最小のものを選択し、この値を目標圧力設定値として調整するためにブレーキ倍力装置を制御することは、運転者の予期しない感覚と結びついていない材料保全的なブレーキシステムの動作を可能にする。本方法の好ましい実施形態では、第1の部分圧力設定値はホイールブレーキ圧力に依存して判定され、第2の部分圧力設定値は運転者によるブレーキ装置の操作に依存して判定され、第3の部分圧力設定値は車両速度に依存して判定される。冒頭に述べたように、これらの部分圧力設定値はブレーキシステムの現在の状況を表しているので、たとえば運転者による操作方式または生じているホイールブレーキ圧力といった現在の動作状態の主要な特性が、設定値の決定にあたって考慮されるのが好ましい。
ブレーキ倍力装置308は、以下において説明するさまざまな量に依存して制御される。ここでは、制御ユニット1の対応する構成要素を含めて各段階ごとに記述を行っていく。
ブレーキシステムで必要な圧力需要をカバーするために、閉ループ制御が適用される。そのために、ブレーキシステムで測定される圧力に呼応する圧力センサ信号が利用される。この信号は、直接的および/または間接的にシステムへ供給することができる。たとえば圧力センサ信号は、ブレーキ圧力変換ユニット2へ圧力センサを組み付けることによって直接利用することができ、または、データ回線を通じて圧力センサ信号を提供する別個に組み付けられた圧力センサによって利用することもできる。
同様に圧力センサ信号は、たとえばブレーキ倍力装置308の駆動モータのモータトルクのような負荷関連の量など、別の量から導き出すこともできる。
図1では、たとえば周知のESPシステムのようなブレーキ圧力変換ユニット2を起点として、圧力センサ信号pESPがブレーキ倍力装置の制御ユニット2へどのように転送されるかが図示されている。
そのために、たとえばブレーキ倍力装置308の倍力装置本体301(ブーストボディとも呼ばれる)のストロークsBBが、指定可能な回転速度ωMotorをもって、モータ制御部を通じてブレーキ倍力装置308のモータ303により変位する。
制御方法の第1の部分3では、目標圧力pTargetの判定が行われる。この目標圧力pTargetは、ブレーキ倍力装置308によって調整される必要がある、ブレーキシステムで現在生じている圧力需要に相当する。
この圧力需要は特に次のものに依存して決まる。
・運転者挙動202、すなわち運転者がブレーキペダルをゆっくり操作しているか、強く操作しているか、強い力および/または速度で操作しているか。
・車道摩擦係数203(グリップのよい車道か平滑な車道か)
・車両速度201(高速vs停止)
図2は圧力需要pTargetの算定の一部を示している。
列挙されている基準すなわち運転者挙動202、車道摩擦係数203、および車両速度201について、それぞれ部分圧力設定値が判定される。それぞれの部分圧力設定値の値は、運転者ブレーキ要求、車道摩擦係数、ならびに車両速度についての最小の圧力需要(pMin)と最大の圧力需要(pMax)との間にある。それぞれの部分圧力設定値の本来の選択は、特性マップを通じて、または方程式、特に一次方程式を通じて行うこともできる。運転者依存的な部分圧力設定値pTarget−DRRは、入力ロッドストロークSIRと、(ブレーキ倍力装置のモータの測定された回転角から計算で求めた)ブレーキ倍力装置の倍力装置本体のストロークsBBとの間のストローク差DRR(図3参照)を用いて判定される(DRR=Driver Brake Request Recognition)。すなわち、これは入力ロッドストロークと倍力装置ストロークとの間のストローク差である。
このストローク差が小さいときには、小さい部分圧力設定値pTarget−DRRが想定され、ストローク差が大きいときには、より大きい部分圧力設定値pTarget−DRRが想定される。ストローク差に呼応する部分圧力設定値pTarget−DRRの選択は特性マップを通じて、または方程式、特に一次方程式を通じても行われる。ストローク差は、運転者の側でのブレーキの操作を表す目安となる。
車道摩擦係数依存的な部分圧力設定値pTarget−Whは、車両の4つのホイールブレーキシリンダに対応するホイールブレーキシリンダ圧力pRR,pRL,pFRおよびpFLを参照したうえでの見積量または測定量を用いて判定される。一方では、このことは圧力変換ユニット2の信号pEstMaxを用いて可能である。この値は、圧力変換ユニット2と制御ユニット1との間のデータ伝送の各々の走査時点で生じている、接続されたホイールブレーキの4つのブレーキ圧力pRR,pRL,pFRおよびpFLのうちの最大圧力に相当する。ブレーキ圧力変換ユニット2は、接続されているホイールブレーキの最大圧力を判定して、これを制御ユニット1へ伝送する。そして圧力値pEstMaxに、対応する部分圧力設定値pWhを割り当てることができる。それぞれの部分圧力設定値の本来の選択は、特性マップを通じて、または方程式、特に一次方程式を通じて行うこともできる。
別案として、ブレーキ倍力装置308の設計上の内部の量を用いて、pEstmaxに対応する値を計算で判定することもできる。そのために、ブレーキ倍力装置sBBの変位ストロークとマスタブレーキシリンダ304の圧力作用面とを掛け合わせることで、部分容積が算定される。この部分容積がブレーキシステムのむだ容積VOffsetと加算により組み合わされる。そして、ブレーキシステムの既知の圧力・容積・特性曲線を用いて、pEstMaxの場合と同様に部分圧力設定値p pWhに割り当てられる圧力値を同じく決定することができる。
高いホイールブレーキシリンダ圧力は、道路交通での実際の走行時には比較的稀であり、通常発生する快適ブレーキングでは低い圧力だけが具体化される。比較的長く継続され、したがって割合的に高い負荷を生成することができる、低い摩擦係数に合わせたABSコントロールでも、同じく低いホイールブレーキシリンダ圧力が判定される。したがって、ブレーキシステムの低い圧力需要を指定することができる。高い摩擦係数でのみ、ABSのケースについて非常に高い圧力を提供しなければならない。
ブレーキ装置の車両速度依存的な部分圧力需要pTarget−Vは、停車状態Minに近い低い車両速度vVehicleについては小さい値で占められる。それにより、場合により長く継続する車両停車状態(たとえば交通渋滞のとき)での負荷がブレーキシステム全体にとって低減される。Maxよりも大きい比較的高い速度vVehicleでは、圧力需要が最大値に指定される。これに代わるブレーキシステムの圧力需要を補足的に定義するために、これ以外の特殊ケースも考慮することができる。
3つすべての基準について、最小限および最大限で許容される部分圧力設定値(pminもしくはpmax)の同じパラメータ化が指定される。
生じている部分圧力需要値pTarget−V,pTarget−WhならびにpTarget−DRRから最小値選択によって、最小の部分圧力需要が圧力制御のための設定値pTargetとして選択される。
それぞれの信号は論理的なANDとして組み合わされる。運転者がブレーキを激しく操作していて(DRR>Max)、かつ車道が高い摩擦係数を有していて(pEstMax>Max)、かつ車両速度が十分に高い(vvehicle>Max)場合に限り、最大の圧力もブレーキシステムで必要である。換言すると、たとえば運転者がブレーキを軽微にのみ操作しているとき、または車道の摩擦係数が低いとき、または車両が停まっているとき、低い圧力があれば十分であり得る。このような比較結果pTargetが、ブレーキ倍力の以後の調整のために利用される。それにより、ブレーキシステムで調整されるべき圧力が規定されている。
制御の目的は、ブレーキ倍力装置の側でのブレーキ力サポートの的確な変更を通じての圧力pTargetの調整にある。このことは、ブレーキ倍力装置のモータ303のモータトルクの形態のブレーキ力サポート部材のストロークまたは力の的確な低減を通じて行われる。
そのために、図示した実施例の後続ステップ4では、設定圧力pTargetとしてステップ3で導き出されたブレーキ装置の圧力需要が、生じている実際圧力pESPから差し引かれ、それによって圧力差信号ΔpControlが生成される。この圧力差信号ΔpControlが制御アルゴリズム5(プレッシャコントローラ、たとえばPID制御器)に供給され、この制御アルゴリズムが本実施例ではブレーキ倍力装置のモータの調整されるべきモータ速度を出力信号として算定して出力する。
次のステップ7(コントローラ・コーディネーション)で、ブレーキ倍力装置の電動モータで行われることになった制御が運転者挙動と適合していることが確保される。そのために、ブレーキが引き続き操作されているかどうかチェックされる。これを可能にする量は、現在生じているストローク差DRRであり、ならびに、運転者ブレーキ要求に即して当初指定された設定モータ速度ωTargetである。入力ロッドストロークsIRの信号からこの当初の設定値ωTargetが、あらゆる走行状況のためのブレーキ倍力を保証するモータ速度について判定される。このことは、倍力装置本体ストロークsBBと入力ロッドストロークsIRとの差異としてのストローク差DRR=sBB−sIRの算出によって行われ、および、パイロット制御信号の形態の動的な基準量フィードフォワードとしての入力ロッドストロークsIRの時間微分の算出によって行われる。この照会は2つの冗長的な経路で運転者ブレーキ要求を確認し、それにより、制御の誤挙動を排除する。
さらに、ブレーキ圧力変換装置(すなわちESPコントローラ)が引き続きアンチロック動作になっているかどうか(ABSActive)、および、本発明による圧力制御を必要とする高い圧力値が引き続き生じているかどうか(ABSActive)がチェックされる。
これに続いて、ブレーキシステム圧力pESPの危険な挙動が生じているかどうか、すなわち、圧力センサ信号が高い値を表示しているかどうかがチェックされる。このことは、値pESPの量を参照して判定することができ、ステップ7で入力量として供給され得る。
ステップ7で、3つすべての条件(ブレーキがまだ操作されていて、ABSがアクティブで、圧力がまだ高い)が満たされているかどうかが決定される。それが該当するとき、判定されたモータ制御値ωTarget−limが量ωMotorとして採用され、そうでない場合には、運転者により指定されるモータ速度ωTargetがωMotorとして採用される。このように、モータで引き続き達成される設定回転速度ωMotorの妥当性検査が、現在生じている状況に依存して行われる。
ステップ7からの出力信号は、ブレーキ倍力装置モータ303のモータ速度設定値ωMotorである。この設定値がモータ制御部9(モータコントローラ)に送られ、このモータ制御部は、ブレーキ倍力装置モータの実際速度との比較によりステップ10で、モータが設定モータ速度ωMotorをとるようにブレーキ倍力装置モータを制御する。
モータ303に後置されている伝動装置307により、ステップ11で、モータ303の回転運動が倍力装置本体301の長手方向運動へと変換され、このことは倍力装置本体がsBBだけ変位することにつながる。
入力ロッド302を変位させることによる運転者の入力ロッドストロークsIRとともに、リアクションディスク306のようなさらに別の設計上の伝達部材を介して、ステップ13で、マスタブレーキシリンダのストロークsTMCが機械的にもたらされる。マスタブレーキシリンダのピストンの変位は、周知の仕方によりブレーキ液への圧力付勢につながり、およびこれに伴って、マスタブレーキシリンダの両方の出力配管(pTMC1,2)でのブレーキシステムにおける圧力につながる。
ブレーキ圧力変換装置2は、周知の仕方によりABS動作のケースで作動化し、作動化したケースで容積流qPumpによって追加の圧力変換を生起するリターンポンプを有している。ポンプの容積流は、マスタブレーキシリンダ出力部で生じる圧力pTMC1,2との組合せで新たに生じる圧力pESPをもたらし、これがさらに制御に取り入れられる。
ブレーキ圧力変換ユニット2は、マスタブレーキシリンダ出力部でブレーキシステム圧力を測定し、最初にすでに説明したように、これをデータ回線を通してpESPとして提供する。
ブレーキ圧力変換装置の液圧集成装置におけるバルブ配管により、ホイールブレーキシリンダ圧力の挙動が、左前のホイールpFL、右前のホイールpFR、左後のホイールpRL、および右後のホイールpRRで調節される。圧力変換装置2は、この影響を適当な手段によって見積り、または測定し、ホイールブレーキシリンダ圧力pFL,pFR,pRLおよびpRRの最新の値を算出して、ホイールブレーキシリンダ圧力の最大値をブレーキ倍力装置に信号pEstMaxとして提供し、それにより、上述したようにステップ3で車道摩擦係数依存的な部分ブレーキ圧力需要pTarget−Whを判定する。
4 ステップ
6 ステップ
303 モータ
308 ブレーキ倍力装置
pTarget 目標圧力設定値
pTarget−V,pTarget−Wh,pTarget−DRR 部分圧力設定値
ブレーキ倍力装置308は、以下において説明するさまざまな量に依存して制御される。ここでは、制御ユニット1の対応する構成要素を含めて各段階ごとに記述を行っていく。
ブレーキシステムで必要な圧力需要をカバーするために、閉ループ制御が適用される。そのために、ブレーキシステムで測定される圧力に呼応する圧力センサ信号が利用される。この信号は、直接的および/または間接的にシステムへ供給することができる。たとえば圧力センサ信号は、ブレーキ圧力変換ユニット2へ圧力センサを組み付けることによって直接利用することができ、または、データ回線を通じて圧力センサ信号を提供する別個に組み付けられた圧力センサによって利用することもできる。
同様に圧力センサ信号は、たとえばブレーキ倍力装置308の駆動モータのモータトルクのような負荷関連の量など、別の量から導き出すこともできる。
図1では、たとえば周知のESPシステムのようなブレーキ圧力変換ユニット2を起点として、圧力センサ信号pESPがブレーキ倍力装置の制御ユニット1へどのように転送されるかが図示されている。
Claims (13)
- 液圧ブレーキシステムでブレーキ倍力装置(308)を制御する方法において、次のステップを含んでおり、すなわち、
少なくとも3つの部分圧力設定値(pTarget−V,pTarget−Wh,pTarget−DRR)から最小の部分圧力設定値(pTarget)が選択され、
最小の部分圧力設定値がブレーキシステムについての目標圧力設定値(pTarget)として規定され、
前記ブレーキ倍力装置によって目標圧力設定値(pTarget)を調整するために前記ブレーキ倍力装置が制御される方法。 - 第1の部分圧力設定値(pTarget−Wh)はホイールブレーキ圧力(pEstmax)に依存して判定され、
第2の部分圧力設定値(pTarget−DRR)は運転者によるブレーキ装置の操作(DRRsBB)に依存して判定され、
第3の部分圧力設定値(pTarget−V)は車両速度(vvehicle)に依存して判定される、請求項1に記載の方法。 - 目標圧力設定値(pTarget)がブレーキシステムで現在生じている圧力(pESP)と比較され、目標圧力設定値(pTarget)と生じている圧力(pESP)との圧力差(ΔpControl)が補正制御される(4)、請求項2に記載の方法。
- 前記差異は前記ブレーキ倍力装置(308)の倍力の変更によって、
前記ブレーキ倍力装置(308)のモータ(303)の設定回転速度(ωMotor)の適合化により、または
前記ブレーキ倍力装置(308)の前記モータ(303)のモータトルクの適合化により補正制御されることを特徴とする、請求項3に記載の方法。 - 前記モータ(303)の設定回転速度(ωMotor)は圧力差(ΔpControl)に依存して判定され、モータ回転速度についての制限によって制限されたモータ速度(ωTarget−lim)に制限される(6)ことを特徴とする、請求項4に記載の方法。
- 制限されたモータ回転速度(ωTarget−lim)による前記ブレーキ倍力装置(308)のモータの制御の前に、制限されたモータ速度(ωTarget−lim)による制御が実行されるべきか、それとも運転者の側によるブレーキ操作によって指定されるモータ速度(ωTarget)による制御が実行されるべきかがチェックされることを特徴とする、請求項5に記載の方法。
- 前記チェックは、ブレーキシステムで生じている圧力、運転者によるブレーキ操作、およびブレーキ圧力変換ユニット(2)の側でのブレーキ圧力変換の存在を参照して行われることを特徴とする、請求項6に記載の方法。
- 第1、第2、および第3の部分圧力設定値の選択は最大圧力(pMax)と最小圧力(pmin)との間の同一の圧力範囲から行われることを特徴とする、請求項2に記載の方法。
- 第1の部分ブレーキ圧力設定値(pTarget−Wh)はホイール圧力変換ユニット(2)の信号(pEstMax)によりホイールブレーキ圧力に依存して判定され、前記信号(pEstMax)はブレーキシステムに接続されているブレーキシステムのホイールブレーキの現在生じている最大のホイールブレーキ圧力値(pFL,pFR,pRL,pRR)に相当していることを特徴とする、請求項2に記載の方法。
- 第1の部分ブレーキ圧力設定値の判定はフィルタリングとオフセット付加とを含んでいる、請求項9に記載の方法。
- 部分ブレーキ圧力設定値を判定するためにこれが入力量(vvehicle,pEstmax,DRR)を用いて特性マップから取り出され、または方程式を用いて算出されることを特徴とする、請求項2に記載の方法。
- 先行請求項のうちいずれか1項に記載の方法を実施するための制御装置。
- 請求項1から11のいずれか1項に記載の方法によって作動するブレーキ倍力装置と、請求項1から11のいずれか1項に記載の方法を実施するための制御装置とを含んでいるブレーキシステム。
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