(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駐車ブレーキによって加えられるクランプ力（ＦＮ）を調節するための方法であって、
クランプ力（ＦＮ）が、電気式ブレーキモータ（２）、電流供給ユニットおよび制御ユニット（３，４）を含む電動ブレーキ装置によって加えられ、必要に応じて追加ブレーキ装置によって加えられる方法において、
モータ等価抵抗（Ｒｅｓｔ）と、ブレーキモータ（２）の電流供給ユニットおよび制御ユニット（３，４）における抵抗を示す制御器等価抵抗（ＲＥＺ）との和から電動ブレーキ装置の総抵抗（Ｒｇｅｓ）を検出し、
電動ブレーキ装置のパラメータから制御器等価抵抗（ＲＥＺ）を検出し、
総抵抗（Ｒｇｅｓ）から、最大生成可能クランプ力（ＦＮ，ｍａｘ）および／または目標クランプ力（ＦＮ，Ｚｉｅｌ）のために必要なモータ電流（ｉＭｏｔ，Ｚｉｅｌ）を検出し、
最大生成可能クランプ力（ＦＮ，ｍａｘ）が、割り当てられた閾値を下回った場合、もしくは目標クランプ力（ＦＮ，Ｚｉｅｌ）のために必要なモータ電流（ｉＭｏｔ，Ｚｉｅｌ）が、割り当てられた閾値を超過した場合には、追加ブレーキ装置によって追加ブレーキ力を加える
ことを特徴とする、駐車ブレーキによって加えられるクランプ力（ＦＮ）を調節するための方法。
【請求項２】
電動ブレーキ装置の電流・電圧測定値（ｉＳｔ，ｍ，ＵＳｔ，ｍ）から前記制御器等価抵抗（ＲＥＺ）を検出する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ブレーキモータ（２）と、ブレーキモータに電気的に接続された電流供給ユニット
および制御ユニット（３，４）との間の前記制御器等価抵抗（ＲＥＺ）を検出するための
電流・電圧測定を行う、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
電流供給ユニットおよび制御ユニットにバッテリ（４）および制御器（３）を含み、バッテリ（４）、制御器（３）および接続された電源ラインの抵抗（Ｒ１，Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ３１，Ｒ３２）を測定する、請求項１から３までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記制御器等価抵抗（ＲＥＺ）を検出するための測定は、上限電流閾値（ｉｔｈ１）および下限電流閾値（ｉｔｈ２）によって示される規定された電流範囲内で行われる、請求項１から４までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記上限および下限電流閾値（ｉｔｈ１，ｉｔｈ２）が、少なくともほぼ直線状の電流経過を制限する、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記下限電流閾値（ｉｔｈ２）を少なくともほぼ４Ａに、前記上限電流閾値（ｉｔｈ１）を少なくともほぼ８Ａとする、請求項５または６に記載の方法。
【請求項８】
無負荷電圧（ｉｉｄｌｅ）を検出し、これに基づいて最大可能モータ電流（ｉＭｏｔ，ｍａｘ）を計算する、請求項１から７までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
接続プロセスで前記制御器等価抵抗（ＲＥＺ）を検出するための電流・電圧測定を行う、請求項１から８までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
請求項１から９までのいずれか一項に記載の方法を実施するための閉ループ制御器もしくは開ループ制御器。
【請求項１１】
請求項１０に記載の閉ループ制御器もしくは開ループ制御器を備える車両の駐車ブレーキ。
【請求項１２】
追加ブレーキ装置を液圧ブレーキ装置として構成する、請求項１１に記載の駐車ブレーキ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両で駐車ブレーキによって加えられたクランプ力を調節するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動駐車ブレーキもしくはパーキングブレーキによって、停止状態の車両は、継続的なブレーキ力の生成により固定される。従来技術により、ギア、例えばスピンドル駆動装置を介して調節動作がホイールブレーキのブレーキピストンに直接に作用する電気モータを有するパーキングブレーキが既知である。電気モータは、一般に車両を少なくとも２０％の勾配でエネルギーなしに保持することができるように寸法決めされている。より小さい寸法の電気モータまたはより大きい勾配では、車両を固定するために必要な値までクランプ力を増大するために付加的に液圧式ブレーキ装置が操作される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、車両の駐車ブレーキにおけるクランプ力を経済的に提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題は、本発明によれば、請求項１に記載の特徴により解決される。従属請求項は好適なさらなる実施形態を示している。
【０００５】
本発明による方法は、車両において駐車ブレーキによって加えられたクランプ力の調節に関するものであり、駐車ブレーキは、一方では電気式ブレーキモータを含む電動ブレーキ装置を備え、他方では追加ブレーキ装置を備える。２つのブレーキ装置を介して、車両を固定するための総クランプ力における調節可能な割合をゼロと最大値との間で調節することができる。クランプ力は、好ましくは電気式ブレーキモータによって加えられ、特に液圧式ブレーキ装置である追加ブレーキ装置は、必要とされる大きさのクランプ力を電気式ブレーキモータのみによって提供することができない場合に補足的に作動される。
【０００６】
電気式ブレーキモータによってクランプ力を提供する場合、老朽化または天候の影響、特に電気抵抗の温度依存性によりモータ出力が変化し得ることを考慮しなければならず、特に大量生産時ばらつきにより、モータ出力に著しい相違が生じる場合がある。例えば、老朽化に起因する変化により、電気式ブレーキモータによって提供されるべきクランプ力が低下した場合には、追加ブレーキ装置によって補足的なクランプ力を生成する必要があるが、しかしながら、このためには総クランプ力に到達するまでの所要時間が増大し得る。例えば、大量生産時ばらつきが原因で、実際に構成されたブレーキモータによって基準値を上回るクランプ力が提供され得る場合には、ブレーキモータによって標準クランプ力のみが得られる標準時よりも大きいクランプ力が必要とされた場合にはじめて追加ブレーキ力を作動させなければならない。
【０００７】
このように異なった状況に必要に応じて短時間で対応することができるように、本発明によれば、電気式ブレーキモータによって実際に生成可能な最大クランプ力をより高い精度で検出することができる。このためには、まず電動ブレーキ装置の総抵抗がモータ等価抵抗と制御器-等価抵抗との和から得られ、制御器等価抵抗は、ブレーキモータの電流供給ユニットおよび制御ユニットにおける抵抗を示す。制御器等価抵抗は、電動ブレーキ装置の状態変数もしくは作動変数またはその他のパラメータ、特に、例えば電流・電圧測定により測定された変数から検出される。
【０００８】
さらなるステップでは、このようにして計算された総抵抗は、最大生成可能クランプ力の検出および／または目標クランプ力のために必要なモータ電流の検出に基づいている。したがって、実際の状況では、電気式ブレーキモータによって生成することのできる最大生成可能クランプ力もしくは目標クランプ力のために必要なモータ電流が情報として提供される。この場合、電気式ブレーキもモータに対する短期的および長期的な全ての影響、すなわち、例えば、温度作用、老朽化、大量生産時ばらつきなどが検出される。
【０００９】
最大生成可能クランプ力が割り当てられた閾値を下回った場合には、追加ブレーキ装置によって追加ブレーキ力が加えられる。同様のことが、目標クランプ力のために必要なモータ電流が割り当てられた閾値を超過した場合についてもいえる。この場合にも追加ブレーキ装置によって追加ブレーキ力が生成される。
【００１０】
最大生成可能クランプ力もしくは目標クランプ力のために必要なモータ電流が正確にわかっていることにより、従来技術に比べて迅速に対応し、必要に応じて追加ブレーキ装置を作動することができ、したがって、駐車ブレーキで必要なクランプ力を提供するためのプロセス全体が短時間で実施されるように必要に応じて追加ブレーキ装置を作動することができる。さらに、エネルギーを節約した作動形式が得られるように、より正確な制御を行うことが可能である。電気式ブレーキモータによって、基準値を超えるクランプ力が提供され得る場合には、追加ブレーキ装置によって対応してより小さい補足的なクランプ力を生成すれば十分である。全体として、本発明による方法によって、必要に応じた追加ブレーキ装置の接続に基づいて騒音発生が低減され、さらに追加ブレーキ装置による支援を適用する回数の減少により、追加ブレーキ装置のための構成部品にならびに搭載電気系にかかる負担が低減される。電気式ブレーキモータによって提供されるべきブレーキ力に対する温度、モータ老朽化、電圧提供時の供給ばらつきおよび変動に起因した影響は、減衰もしくは補正される。
【００１１】
別の好適な実施形態によれば、ブレーキモータと、ブレーキモータに電気的に接続された電流供給・制御ユニットとの間の制御器等価抵抗を検出するために電流・電圧測定が行われる。電流供給・制御ユニットは、好適には、電気式ブレーキモータを制御するためのパワーエレクトロニクスを含む制御器ならびに接続電源ラインを含む電流供給用バッテリを備える。電流・電圧測定は制御器の出力側で行われる。
【００１２】
測定は、好ましくは、上限閾値および下限閾値によって示される規定された電流範囲内で行われる。閾値は、閾値によって示される範囲内の電流が、少なくともほぼ直線状の経過を示すように設定される。例えば、下限閾値は４Ａに、上限閾値は８Ａに設定される。これらの電流閾値で、対応した電圧値が測定され、調査した測定点における電圧差と電流差との比率から制御器-等価抵抗が計算される。
【００１３】
制御器等価抵抗、ならびにモータの内部抵抗およびモータ内の線抵抗を含むモータ等価抵抗がわかっている場合には、総抵抗は個々の等価抵抗の和から得ることができ、総抵抗から、無負荷電圧を考慮して最大可能モータ電流を計算することができる。無負荷電圧は、特に同様に測定によって検出される。最大電流がわかっている場合、電気式ブレーキモータが出力できる最大モータトルクを計算することができる。ギア減速比および効率をさらに考慮して、最大達成可能クランプ力を検出することができる。さらに、所定の目標クランプ力のために必要なモータ電流を考慮することができる。割り当てられた閾値との上記比較により、電気式ブレーキモータの操作のみによって目標クランプ力を提供することができるか、または追加ブレーキ装置を接続する必要があるか否かが確認される。
【００１４】
別の好適な実施形態によれば、制御器等価抵抗を検出するための電流・電圧測定が接続プロセスで行われるように構成されている。接続直後に電流経過は最大値に上昇し、次いで漸近的に降下し、電流・電圧測定は、最大値から降下する電流経過部分内でほぼ線形範囲に設定される。上限および下限電流閾値を規定し、上限および下限電流閾値の到達を測定し、同様にこれに対応した圧力値を測定することができる。
【００１５】
本発明による方法は、車両に提供されている閉ループ制御器もしくは開ループ制御器で行われる。閉ループ制御器もしくは開ループ制御器はＥＳＰ制御器（エレクトロニック・スタビリティ・プログラム）であってもよい。
【００１６】
閉ループ制御器もしくは開ループ制御器は、車両の駐車ブレーキに割り当てられている。追加ブレーキ装置は、好ましくは液圧ブレーキ装置、特に通常のブレーキプロセスにおいても操作される液圧ホイールブレーキである。電気式ブレーキモータは、駐車ブレーキのための追加ブレーキ装置を形成する液圧ブレーキ装置のブレーキピストンに作用する。
【００１７】
他の利点および好適な実施形態がさらに請求項、図面に基づいた説明および図面に示されている。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】制御器およびバッテリによる電流供給部を含む車両の駐車ブレーキの構成部品である電気式ブレーキモータを示す概略図である。
【図２】電気式ブレーキモータの操作開始時の電流・電圧経過を時間の関数として示すグラフである。
【図３】電気式ブレーキモータによって最大限に達成可能なクランプ力もしくは所定の目標クランプ力のために必要なモータ電流を検出するための方法ステップを示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１には、電気式ブレーキモータ２を備える車両のための駐車ブレーキが概略的に示されており、電気式ブレーキモータ２の操作時にはホイールブレーキを形成する液圧ブレーキ装置のブレーキピストンにブレーキ力が加えられる。電気式ブレーキモータ２は、ホイールブレーキのブレーキキャリパに直接に位置している。例えば、スピンドル駆動装置などのギアによって、電気ブレーキモータの力が当該ブレーキピストンに伝達される。電気式ブレーキモータは、液圧ブレーキ装置の操作なしに少なくとも２０％の勾配で電気式ブレーキモータのみによって車両を保持することができるように減速ギアと共に寸法決めされている。
【００２０】
電気式ブレーキモータ２には、ブレーキモータ２に電流を供給するパワーエレクトロニクスを含む制御器３が配属されている。制御器３は、ＥＳＰ制御器の構成部品であってもよいし、もしくは、拡張部としてこのような制御器に位置していてもよい。さらに、制御器が別個のユニットとして構成されており、インターフェイスを介してＥＳＰ制御器と通信することも可能である。
【００２１】
制御器３には、電源ラインによって制御器３に接続されたバッテリ４が配属されている。バッテリ４は内部抵抗Ｒ１を有し、接続する電源ラインは抵抗Ｒ２１もしくはＲ２２を有する。制御器３の内部抵抗は抵抗Ｒ３１およびＲ３２によって示されている。
【００２２】
バッテリ４、制御器３およびバッテリと制御器との間を接続する電源ラインの総抵抗を加算して制御器等価抵抗ＲＥＺとすることができる。
【００２３】
電気式ブレーキモータ２は内部抵抗Ｒ５を有する。ブレーキモータ２に電流を供給する電源ラインは、電気抵抗Ｒ４１およびＲ４２によって示されている。これらの電源ラインはブレーキモータ２に配属されている。電源ラインの抵抗Ｒ４１およびＲ４２ならびに内部抵抗Ｒ５は加算により全体としてモータ-等価抵抗Ｒｅｓｔを形成している。総抵抗Ｒｇｅｓは、制御器等価抵抗ＲＥＺとモータ等価抵抗Ｒｅｓｔの合計：
【数１】
0005646062.tif 000002
から構成される。
【００２４】
制御器等価抵抗ＲＥＺは、電流値ｉ４Ａ，ｉ８Ａおよび対応した電圧値Ｕ４Ａ，Ｕ８Ａの測定により検出される。測定は、制御器３の出力側のモータ電圧ＵＭｏｔが印加された測定点５および６の間で行われ、測定点５および６から電流ｉＭｏｔが電気式ブレーキモータ２に流れる。図２との関連で図１からわかるように、測定が行われる上限電流閾値ｉｔｈ１および下限電流閾値ｉｔｈ２が規定される。測定は、接続プロセスで行われ、この場合にモータ電流ｉＭｏｔの電流経過はまず最大値に上昇し、次いで再び急峻に降下する。閾値ｉｔｈ１およびｉｔｈ２は、電流経過曲線の降下部における少なくともほぼ直線状の区分に位置する。測定は上限閾値ｉｔｈ１到達と共に開始され、配属された測定値はｉ８Ａにより示されている。同時に電圧Ｕ８Ａが検出される。
【００２５】
さらなる経過で、電流経過は下限電流閾値ｉｔｈ２を下回るまで降下し、配属された電流測定値がｉ４Ａによって示されている。電流測定値には電圧測定値Ｕ４Ａが対応している。
【００２６】
電流測定値ｉ８Ａおよびｉ４Ａは、特に電流値ｉ４Ａからわかるように、少なくともほぼ８Ａもしくは４Ａであってもよく、配属された閾値ｉｔｈ１もしくはｉｔｈ２からわずかにずれていてもよい。特に、配属された電流測定値が閾値をわずかに下回っていることも可能である。上記電流閾値は例示的にのみ挙げられている。電流閾値は、実際の線抵抗もしくは使用されるモータに依存して変化し、線抵抗およびモータ設計はシステムに関係している。したがって、それぞれのシステムのための実際の閾値は必要に応じて新たに計算および適合される。
【００２７】
制御器等価抵抗ＲＥＺを検出するために、
【数２】
0005646062.tif 000003
にしたがって、電圧値および電流値の差から比率が形成される。
【００２８】
電圧差は、USt, m、電流差はＩst, mによって示されている。
【００２９】
したがって、制御器等価抵抗ＲＥＺが提供されており、モータ等価抵抗Ｒｅｓｔがわかっている場合には、２つの抵抗の合計から総抵抗Ｒｇｅｓを形成することができる。
【００３０】
同様に測定によって決定される無負荷電圧Ｕｉｄｌｅがわかっている場合には、
【数３】
0005646062.tif 000004
にしたがって、無負荷電圧と総抵抗との比率から、最大可能モータ電流ｉＭｏｔ，ｍａｘを計算することができる。ブレーキモータの最大電流ｉＭｏｔ，ｍａｘから、モータ定数ＫＭ、負荷適合因数ａ、ならびに同様に測定によって検出される無負荷電流ｉｉｄｌｅを考慮して、
【数４】
0005646062.tif 000005
にしたがって、既に無負荷段階で、または無負荷段階直後に、ブレーキモータが提供できる最大モータトルクＭＭｏｔ，ｍａｘを検出することができる。負荷適合因数ａは、モータ電流＞遮断電流の３０％〜７０％のためのモータ定数を適合させる役割を果たし、典型的には、０．８〜０．９８の値範囲である。
【００３１】
出力されたモータトルクは減速ギアによって伝達され、出力されたギアトルクはギア減速比
【数５】
0005646062.tif 000006
およびギア効率
【数６】
0005646062.tif 000007
を考慮して、
【数７】
0005646062.tif 000008
にしたがって計算される。
【００３２】
ギアによって出力されたトルクは、
【数８】
0005646062.tif 000009
にしたがって、スピンドルによって軸線方向のクランプ力ＦＮに変換される。クランプ力ＦＮは、駐車ブレーキもしくはパーキングブレーキを締め付けるための役割を果たす。クランプ力ＦＮを計算する場合、スピンドルのねじ山ピッチＳＳｐおよびスピンドル効率
【数９】
0005646062.tif 000010
が考慮される。
【００３３】
上記情報により、
【数１０】
0005646062.tif 000011
にしたがって、電気式ブレーキモータの操作のみによって達成することのできる最大クランプ力ＦＮ，ｍａｘを計算することができる。
【００３４】
【数１１】
0005646062.tif 000012
にしたがって、ブレーキモータにおいて目標クランプ力ＦＮ，Ｚｉｅｌを提供するために必要なモータ電流ｉＭｏｔ，Ｚｉｅｌを代替的または付加的に計算することもできる。
【００３５】
最大クランプ力ＦＮ，ｍａｘおよび／またはモータ電流ｉＭｏｔ，Ｚｉｅｌがわかっている場合には、配属された閾値との比較によって、必要とされるクランプ力を調節するために電気式ブレーキモータに対する補足として液圧ブレーキ装置を付加的に操作することが不可欠であるか否かを決定することができる。最大クランプ力ＦＮ，ｍａｘが目標クランプ力に達していない場合には、液圧ブレーキ装置を接続する必要がある。
【００３６】
同様のことが、所定の目標クランプ力ＦＮ，Ｚｉｅｌのために必要なモータ電流ｉＭｏｔ，Ｚｉｅｌが最大可能電流値よりも高い場合についてもいえる。
【００３７】
図３には、本方法の流れがフロー図で概略的に示されている。方法ステップ１０は、駐車ブレーキが操作された場合の締付けもしくは固定プロセスの開始を示す。このプロセスの開始によって、方法ステップ１１にしたがって、目標クランプ力ＦＮ，Ｚｉｅlが検出され、このために、車両の実際の勾配が考慮される。２０％までの勾配では、一般に駐車ブレーキの電気式ブレーキモータのみによってクランプ力を提供することができる。
【００３８】
方法ステップ１２および１３は、締付け希望が検出され、ホイールブレーキに組み付けられたブレーキモータが作動される第１段階を示す。段階Ｉでは、方法ステップ１２にしたがって、モータパラメータ、特にモータもしくはモータへの供給ラインの抵抗が推定され、これにより、モータ等価抵抗Ｒｅｓｔが計算される。方法ステップ１３では、電流および電圧測定に基づいて制御器等価抵抗ＲＥＺが検出される。図２に示した電流および電圧経過ｉＭｏｔもしくはＵＭｏｔは段階Ｉに含まれる。
【００３９】
段階Ｉには、無負荷段階を示す段階IIが続き、段階IIでは無負荷電流、無負荷電圧および無負荷回転数が調節される。電気式ブレーキモータによって加えるべきクランプ力は、この段階では依然としてゼロである。段階IIには、方法ステップ１４にしたがって無負荷電流ｉｉｄｌｅの検出および方法ステップ１５にしたがって測定による無負荷電圧Ｕｉｄｌｅの検出が含まれる。
【００４０】
次の段階IIIではクランプ力が生成される。段階IIIの開始時に方法ステップ１６，１７および１８による計算ブロックで、まず最大モータ電流ｉＭｏｔ，ｍａｘの推定（方法ステップ１６）が行われ、次いで方法ステップ１７で最大達成可能クランプ力ＦＮ，ｍａｘの推定が行われ、方法ステップ１８で、目標クランプ力ＦＮ，ｚｉｅｌを達成するために必要なモータ電流ｉＭｏｔ，Ｚｉｅｌの推定が行われる。次いで、方法ステップ１９による決定ブロックで、追加ブレーキ装置による支援が必要であるか否かが判定される。必要である場合には、分岐「はい」（Ｙ）に続いて、液圧式に構成された追加ブレーキ装置によって圧力支援を提供する方法ステップ２０が実施される。それ以外の場合には、電気式ブレーキモータによって達成可能なクランプ力があれば十分であり、分岐「いいえ」（Ｎ）に続いて、電気式ブレーキモータの操作によって電気機械的な締付けを行う方法ステップ２１が行われる。
【図１】
0005646062.tif 000013
【図２】
0005646062.tif 000014
【図３】
0005646062.tif 000015