JP3773531B2 - 自動車用ブレーキ装置 - Google Patents

Description

従来の技術
本発明は請求項１の上位概念に記載の自動車用ブレーキ装置に関するものである。
この種類のブレーキ装置はドイツ特許公開第４１１２３８８号（米国特許第５２８１０１２号）から既知である。そこに記載のブレーキ装置は、少なくともブレーキ過程の間における前車軸と後車軸との間のブレーキ力分配を調節する電子式制御ユニットを有している。この場合、前車軸と後車軸との間のブレーキ力分配は、ブレーキ作動および車両の安定性の観点からできるだけ理想的なブレーキ力分配に近いものでなければならない。これは、最も遅い後車輪と最も速い前車輪との間の差が所定の差の値と比較されかつ所定の値が少なくとも超えられないように後車軸ブレーキ内のブレーキ圧力が調節される制御装置により達成される。この場合、電子式制御装置は後車軸内の圧力を制限し、これにより前車輪車輪の前に後車軸車輪をロックすることを回避する。既知の制御装置においては、自動車の車輪の回転速度を正確に測定することが前提となる。エラーの場合に対する手段は提案されていない。
したがって、１つの回転速度センサがエラーの場合においても、ブレーキ力分配制御装置の機能性の保持を保証しかつ前車輪の前に後車輪をロックすることを回避する手段を提供することが本発明の課題である。
この課題は請求項１の特徴により達成される。
回転速度センサの機能性の検査ないし回転速度センサにおけるエラーの検出のために種々の手段が既知である（たとえばドイツ特許第３４１８２３５号参照）。
発明の利点
本発明の方法により、１つの回転速度センサが故障した場合においても電子式ブレーキ力分配制御装置の有利な作動が達成される。
この場合、１つの前車輪における回転速度センサが故障した場合のみでなく１つの後車輪における回転速度センサが故障した場合においても有利な作動が達成されることはとくに有利である。
この場合、ブレーキ力分配制御装置の機能性が保持され、これによりブレーキ過程において前車輪の前に後車輪がロックされることが回避されることは有利である。さらに、後車軸により強いブレーキ作動が与えられる車両において車両安定性が改善されることはとくに有利である。
補足手段により、１つの前車輪における回転速度センサが故障した場合のみでなく１つの後車輪における回転速度センサが故障した場合においてもカーブ走行ブレーキ作動における車両の安定性が改善される。
その他の利点が実施態様に関する以下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はエラーの場合に本発明による手段が使用される電子式ブレーキ力分配制御を備えたブレーキ装置の全体ブロック回路図を示す。図２および３に、前車輪および後車輪において１つの回転速度センサが故障した場合における本発明による方法をコンピュータプログラムとして示した流れ図が示されている。
実施態様の説明
図１は図示されていない少なくとも１つのマイクロコンピュータからなる電子式制御ユニット１０を示す。この場合、制御ユニット１０ないしマイクロコンピュータは、前車軸と後車軸との間のブレーキ力分配を制御するために、実質的に対応する制御装置１２を含む。制御ユニット１０ないし制御装置１２の出力ライン１４は後車輪ブレーキ内のブレーキ圧力を調節するための弁１６に通じている。ライン１８を介して制御装置１２に比較段２０から、最も速い前車輪と最も遅い後車輪との間の差に対する目標値と実際値との間の偏差が伝送される。この場合、比較段２０にライン２２を介してメモリユニット２４から目標値が供給され、ライン２６を介して比較段２８から実際値が供給される。比較段２８には、最も速い前車輪と最も遅い後車輪との間の差を形成するために、ライン３０が最大値選択段３２から、ならびにライン３４が最小値選択段３６から供給される。二軸車両の好ましい実施態様においては、最大値選択段３２に入力ライン３８および４０が、前車輪の回転速度を測定する回転速度センサ４２および４４から供給される。最小値選択段３６には、ライン４６および４８が、後車輪の回転速度を測定する回転速度センサ５０および５２から供給される。さらに、エラー検出ユニット５４が設けられ、エラー検出ユニット５４には、ライン５６、５８、６０および６２がライン３８、４０、４６および４８から供給されている。エラー検出ユニットの第１の出力ライン６４は最大値選択段３２に供給され、一方第２の出力ライン６６は最小値選択段３６に供給されている。
多軸車両においても、上記の二軸車両に関する説明と同様に構成されている。
好ましい実施態様においては、出力ライン６４および６６からライン６８がメモリユニット２４に通じている。さらに、好ましい実施態様においては、ライン４８からライン７０が、およびライン４６からライン７２が、切換要素７４ないし７６を介して最大値選択段３２に通じている。切換要素７４および７６は、エラー検出ユニット５４の出力ライン６４から分岐するライン７８を介して切り換えられる。
さらに、他の好ましい実施態様においては切換要素８２が設けられ、切換要素８２は比較段２０および２８の間のライン２６内に挿入されている。この切換要素はこれらの比較段の間の結合を分離し、これにより比較段２０をライン８４と結合する。ライン８４はしきい値段８６から分岐し、しきい値段８６にはライン８８が比較段９０から供給される。比較段９０にはライン５６からライン９２が、およびライン５８からライン９４が供給される。切換要素８２はライン９６を介して切り換えられる。ライン９６は論理ＡＮＤゲート９８の出力ラインであり、論理ＡＮＤゲート９８には、エラー検出ユニットの出力ライン６６から分岐するライン９９、ブレーキランプスイッチ９５から出力されるライン９７、ならびにライン８４から分岐するライン９３が供給される。
図示の要素は、正常運転の場合および１つの前車輪および／または１つの後車輪における回転速度センサが故障した場合に、前車軸と後車軸との間のブレーキ力分配を制御する働きをする。さらに、制御ユニット１０は、アンチロック制御、駆動滑り制御、機関トルク制御等のための図示されていない要素を含む。図１において弁１６により記号で示されているブレーキ装置の油圧部分は、好ましい実施態様においては、冒頭記載のドイツ特許公開第４１１２３８８号（米国特許第５２８１０１２号）の従来技術に説明されているものに対応している。この油圧式ブレーキ装置に使用されるほかに、本発明による方法はまた、他の構成の油圧装置、空圧式ブレーキ装置または電動式ブレーキ装置と組み合わせて使用することもまた有利である。
図１に示した手段は電子式ブレーキ力分配制御の機能性を向上し、前車輪および／または後車輪における１つの回転速度センサが故障した場合においてもこの制御の利点の利用を可能にする。この場合、後車軸における油圧または空圧の減圧器は必要ではなく、部分ブレーキ領域においてはエラーの場合においてもすべての車輪ブレーキの熱負荷の均等化が達成される。前車軸の前に後車軸がロックされることは有効に回避され、したがってブレーキ過程における車両の安定性はエラーの場合においてもまた同様に保証される。
エラーのない運転においては、回転速度センサ４２および４４により測定された前車輪の車輪回転速度は最大値選択段３２に供給される。最大値選択段３２において両方の測定値の最大値が求められ、すなわち最も速く走行する前車輪が求められる。同時に、回転速度センサ５０および５２により測定された後車輪の車輪回転速度が最小値選択段３６に供給される。最小値選択段３６において供給された測定値の最小値が形成され、すなわち最も遅く走行する後車輪が特定される。比較段２８において最大値と最小との間の差が形成され、それに続いて比較段２０において、比較段２８において求められた実際値とメモリ要素２４内に記憶されている回転速度差に対する所定の目標値との間の制御偏差が計算される。好ましい実施態様において冒頭記載の従来技術に示すように形成されている制御装置１２は、供給された制御偏差の関数として、実際値を目標値に近づけるように後車軸ブレーキ圧力を調節するための出力信号を形成する。
この場合、好ましい実施態様においては、後車軸ブレーキ圧力の制限または低減により実際圧力が所定の目標値を超えることが防止される。制御装置の他の有利な実施態様においては、後車軸ブレーキ圧力の上昇および低下により実際値は目標値に調節される。
エラー検出ユニットには、対応するラインを介して同様に車輪回転速度に対する測定値が供給される。この場合、エラー検出ユニットは、エラー状態が存在するか否かに関して車輪回転速度信号を個々に評価する。１つの前車輪回転速度センサのエラーが検出された場合、エラー検出ユニット５４はライン６４を介して対応信号を出力する。同様に１つの後車輪回転速度センサがエラーの場合、エラー検出ユニット５４はライン６６を介して対応信号を出力する。
エラーの場合、車輪ブレーキの入口弁および出口弁に電圧を供給する弁リレーの作動が継続され、ならびに戻しポンプが操作される。さらに、エラーを有する信号は、正常運転においてすべての車輪速度信号に基づいて形成される評価車両速度の形成からは除外される。１つの前車輪回転速度センサがエラーの場合、基準速度の形成およびブレーキ力分配制御装置の制御偏差の形成のために、１つの前車輪回転速度信号のみが利用される。エラーを有する車輪回転速度信号は同様に最大値選択から除外され、このときたとえばエラーを有する車輪回転速度信号は最小値にセットされる。したがって、エラーを有する回転速度信号は基準速度の形成およびブレーキ力分配のための制御偏差の形成にはいかなる影響も与えない。このとき、正確な前車輪回転速度信号は常に最も速い前車輪として使用される。このとき、電子式ブレーキ力分配制御装置の機能は継続して正常運転の機能に対応している。１つの前車輪回転速度センサがエラーの場合においてもまた、最も速い後車輪と最も遅い後車輪との間の差が形成され、これが制御の基礎となる。エラーの場合、制御の感度が上昇されることはとくに有利である。これは、１つの前車輪回転速度センサのエラーの場合、ブレーキ力分配制御装置が既に正常運転における差よりも小さい差において応答していることを意味する。このために、エラーの場合、メモリ要素２４内に記憶されている目標値はより小さい値に切り換えられる。カーブ走行ブレーキ作動において、故障した回転速度センサの位置に応じて（故障した回転速度センサがカーブの外側の車輪に存在するかまたはカーブの内側の車輪に存在するかに応じて）それぞれ異なって発生する安定性、ならびに摩擦係数の配置に応じて両側でそれぞれ異なる摩擦係数を有する路面上での予想される種々の安定性は、確かにブレーキ過程に影響を与える。継続して存在する横方向ガイドならびにロックされない後車輪の利点はこの欠点を十分に補償している。
前車輪回転速度センサが故障した場合の安定性は以下の補足手段によりさらに改善される。ブレーキ力分配制御装置のための滑りの計算、すなわち最も速い前車輪と最も遅い後車輪との間の差の形成が修正される。このために、エラーの場合、すべての車輪のうちで最も速い車輪または残りのすべての車輪のうちで最も速い車輪から得られた補助基準と最も遅い後車輪との間の差が形成される。これが、図１において、エラーの場合に最大値選択段３２に後車輪の回転速度センサ５０および５２の車輪回転速度もまた供給されることにより示されている。この手段は、カーブ走行の外側の前車輪に故障した前車輪回転速度センサが存在するときにカーブ走行ブレーキ作動における安定性を改善する。このとき、カーブ走行の外側の後車輪が最も速い車輪となる。したがって、このとき、ブレーキ力分配制御装置は後車軸における圧力保持または圧力低下により早い時点で応答し、これによりカーブ走行ブレーキ作動における安定性を改善する。
同様に、後車輪回転速度センサがエラーの場合においてもまたブレーキ力分配制御が行われる。この場合、ブレーキ作動において少なくとも後車輪のロックが回避され、したがってブレーキ過程の安定性が実質的に保持される。この場合もまた、故障した回転速度センサからは車輪回転速度に関する情報は存在しない。後車輪回転速度センサのエラーの場合もまた、この回転速度信号は基準の計算および滑りの計算からは除外される。
カーブ走行ブレーキ作動における安定性の改善は次の有利な手段から得られる。最も速い前車輪と最も遅い後車輪との間の差に基づく後車軸ブレーキ圧力の制御のほかに、一方の前車輪が他方の前車輪に対してまたは基準速度に対して滑りを有するとき、すなわち車輪回転速度間の差が所定の値を超えたときにおいてもまたブレーキ力分配機能を作動させるように設計されている。これは、残りの後車輪において滑りが全く検出されないかまたはより大きい滑りが検出されないときにおいてもまた適合する。この場合、ブレーキ力分配制御装置の作動は、エラー信号が存在するとき（ライン９９）、ブレーキペダル操作が存在するとき（ブレーキランプスイッチ９５）ならびに両方の前車輪の間に所定のしきい値以上の回転速度差が存在するとき（ライン９３）に行われる。この手段は、故障した後車輪回転速度センサがカーブ走行の内側に存在するときにカーブ走行ブレーキ作動における安定性を改善する。
最も簡単な実施態様においては、この運転状態において、制御装置１２は、前車輪回転速度間の差がしきい値段８６において与えられたしきい値を超えているかぎり後車軸ブレーキ圧力を一定に保持する。他の有利な実施態様においては（図１参照）、前車輪回転速度間の差が最も速い前車輪と最も遅い後車輪との間の差の代わりに実際値として使用され、したがって前車輪回転速度間の差が持続するかぎり後車軸ブレーキ圧力は一定に保持されるかまたは低下される。
前車輪回転速度センサにおける手段に対応して、後車輪回転速度センサがエラーの場合においてもまたブレーキ力分配制御装置が応答するように構成され、このとき実験的に決定された差の目標値はより小さい値に切り換えられる。
図２および３に、上記の手段が、本発明による方法の実行をコンピュータプログラムとして示した流れ図として示されている。この場合、図２に示すプログラム部分は前車輪の回転速度センサにおいて導かれ、図３に示すプログラム部分は後車輪の回転速度センサにおいて導かれる。
図２に示すプログラム部分がスタートした後、後車輪回転速度センサの両方の車輪回転速度Ｖ_HA1およびＶ_HA2ならびに機能している前車輪回転速度センサの回転速度センサ信号（この場合たとえばＶ_VA1）（Ｖ_VA2は故障しているものとする）が読み込まれる。それに続くステップ１０２において、故障が検出された回転速度センサＶ_VA2の前車輪回転速度信号が最小値Ｖ_minにセットされる。それに続くステップ１０４において、両方の前車輪回転速度センサに基づいて最大値Ｖ_VAmaxが、ならびに両方の後車輪回転速度信号に基づいて最小値Ｖ_HAminが決定される。上記のように、他の有利な実施態様においては、最大値を形成するためにすべての車輪回転速度信号、とくに機能している車輪回転速度信号が使用される。
それに続くステップ１０６において、最大値と最小値との間の差Δが形成される。有利な実施態様においては、それに続くステップ１０８において、エラーの場合に使用される差の目標値Δ_Sが読み取られ、それに続くステップ１１０において後車軸ブレーキ圧力が差の目標値と差の実際値との間の差の関数として調節される。ステップ１１０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。
１つの後車輪回転速度センサにおいて故障が存在した場合、図３に示す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、前車輪回転速度センサＶ_VA1およびＶ_VA2ならびに正しい後車輪回転速度信号（この場合Ｖ_HA1）（Ｖ_HA2は故障しているものとする）が読み込まれる。さらに、好ましい実施態様においては、ブレーキペダルスイッチの信号状態ＢＬＳが読み込まれる。それに続くステップ３０２において、第２の後車輪回転速度信号Ｖ_HA2として、正しい信号値から形成された基準速度信号Ｖｒｅｆまたはそれから導かれた信号値がセットされる。代替態様として、回転速度信号が他の方法で求められた走行速度信号または最大値にセットされる。それに続く問い合わせステップ３０４において、前車輪の両方の回転速度間の差の値が所定のしきい値Ａと比較される。差の値がこのしきい値を超えかつ同時にブレーキランプスイッチがブレーキ作動を信号で知らせたとき、ステップ３０６により差の値Δが両方の前車輪の車輪回転速度の差の値にセットされる。それに続くステップ３０８において、差の目標値が、場合によりエラー状況を考慮し、および実際値として両方の前車輪間に滑りが存在することを考慮して差の目標値が読み取られ、それに続くステップ３１０において、後車軸ブレーキ圧力が差の目標値と差の実際値との間の差の関数として制御される。ステップ３１０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３０４において、両方の前車輪の間の差がしきい値Ａを超えていないことが与えられた場合、ステップ３１２において、最大値ないし最小値が前車輪回転速度信号ないし後車輪回転速度信号から形成される。次に、それに続くステップ３１４において、実際値Δが最大値と最小値との間の差から計算され、次に、実際値Δはステップ３０８および３１０に示すように処理される。
この場合、ある実施態様においては、ステップ３０６の実行が適切であることがわかっている。他の実施態様においては、後車輪回転速度センサエラーの場合にステップ３１２および３１４に基づいてのみ非常運転が実行される。
本発明による方法は、二軸車両において一方の軸の個々のセンサのみに関するものである。両方のセンサにエラーが発生した場合、すなわちすべての回転速度センサが故障した場合は、他の手段をとらなければならない。
１つの前車輪のみでなく１つの後車輪においてもまたエラーが検出された場合、本発明による手段は組み合わせて（ステップ３０６は使用しない）実行される。
本発明による方法は車輪回転速度信号に基づいて作動するすべてのブレーキ力分配制御において使用可能であることは有利である。

Claims (5)

1. 車輪回転速度信号に基づいて前車軸と後車軸との間のブレーキ力分配を制御するためのブレーキ力分配制御装置と、
   少なくとも自動車車輪の回転速度信号に関するエラーを検出するエラー検出ユニットと、
   を備えた自動車用ブレーキ装置であって、
   １つの前車輪および１つの後車輪の少なくともいずれかの回転速度信号にエラーが存在する場合、非常運転の範囲内で、エラーを有する回転速度信号を除外して前記ブレーキ力分配制御装置がそのまま作動される、
   前記自動車用ブレーキ装置において、
   前車軸と後車軸との間のブレーキ力分配を制御する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、後車軸のブレーキ圧力を調節するために前記差が所定の目標値に比較されること
   エラーが存在する場合、値がより小さい差の目標値を選択することによりブレーキ力分配制御装置の感度が上昇されること、
   を特徴とする自動車用ブレーキ装置。
2. １つの前車輪の回転速度信号にエラーが存在する場合、機能している前車輪の回転速度信号が最も速い前車輪として使用されることを特徴とする請求項１の自動車用ブレーキ装置。
3. １つの後車輪の回転速度信号にエラーが存在する場合、エラーを有する回転速度信号の代替信号として、評価車両速度信号または走行速度信号それ自身がセットされることを特徴とする請求項１または２の自動車用ブレーキ装置。
4. １つの後車輪の回転速度信号にエラーが存在する場合、ブレーキ過程の間に前車輪の回転速度間の差が所定の目標値を超えたときに前記ブレーキ力分配制御装置が作動されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかの自動車用ブレーキ装置。
5. １つの後車輪の回転速度信号にエラーが存在する場合、前記差の実際値として両方の前車輪の回転速度間の差が使用されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかの自動車用ブレーキ装置。

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