(57)【要約】【課題】圧力上昇の高いダイナミクスと共に閾圧力の調節の際に高い精度も達成することが可能な、自動車における自動的制動を実行するための方法および制御装置を提供する。【解決手段】ブレーキ回路内で支配的なブレーキ圧力が、調節可能な圧力閾値に到達したときに溢れ且つそれによってブレーキ圧力を制限する弁（ＵＳＶ）を用いて制限される、ブレーキ回路内でブレーキ圧力を生成するポンプによって、自動車における自動的制動を実行するための方法において、ブレーキ圧力が生成される段階の間に、弁（ＵＳＶ）で、予め定められている目標ブレーキ圧力よりも大きい圧力閾値が調節される。弁がより高い圧力になってから初めて開弁されるようにすれば、油圧ポンプから送られる大きな割合の流量が車輪ブレーキへ導かれて、閾圧力到達前にＵＳＶを通して溢れてしまうことが無くなり、圧力上昇のダイナミクスが改善される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーキ回路内で支配的なブレーキ圧力が、調節可能な圧力閾値に到達したときに溢れ且つそれによってブレーキ圧力を制限する弁（ＵＳＶ）を用いて制限される、ブレーキ回路内でブレーキ圧力を生成するポンプによって、自動車における自動的制動を実行するための方法において、
ブレーキ圧力が生成される段階の間に、弁（ＵＳＶ）で、予め定められている目標ブレーキ圧力よりも大きい圧力閾値が調節されることを特徴とする方法。
【請求項２】
ブレーキ圧力が生成される段階の間に調節される圧力閾値が、ポンプによって生成される圧力ピークよりも小さく、それによって、ポンプから送出される流体の少なくとも一部が、弁を通して流出することができることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
圧力閾値は、ブレーキ回路のブレーキ圧力の時間的変化が予め定められている目標圧力の変化に対応しているように調節されることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
弁（ＵＳＶ）で調節されるべき圧力閾値が、圧力上昇段階の間に規則的に新しく求められることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
圧力閾値が、望まれている閾圧力への到達と共に閾圧力の値に設定されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
弁（ＵＳＶ）で調節された圧力閾値が望まれている目標圧力を越えるために、圧力上昇（Δｐ）が求められることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
圧力閾値が、ブレーキ回路で実際に支配的な圧力が目標圧力に対応するようにするために、車輪ブレーキの方向に送られなければならない平均流量の関数として計算されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
必要とされる圧力上昇が、特性マップから読み出されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項９】
特性マップが、圧力上昇（Δｐ）とブレーキ回路で実際に支配的な圧力が目標圧力に対応するようにするために車輪ブレーキの方向に送られなければならない平均流量との関係を示していることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかに記載の方法を実施する弁の制御のための手段を含んでいる制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特許請求項１の上位概念に基づく弁の制御のための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビークルダイナミクスコントロール用として設計されている最近のブレーキシステムは、通常、車輪ブレーキ内の圧力の上昇又は低下を状況に応じて制御することができる複数の弁を備えている。
【０００３】
図１は、ビークルダイナミクスコントロールを実施するために備えられている既知の油圧式ブレーキシステムの、本発明のために重要な部分を示している。ここに示されているブレーキシステムの一部には、流体リザーブタンク付きのメインブレーキシリンダ１、通常状態の下では開かれている（ノーマルオープン）開閉弁（ＵＳＶ）２、通常状態の下では閉じられている（ノーマルクローズ）開閉弁（ＨＳＶ）３、油圧ポンプ（Ｒｆｐ）４、インレット弁（ＥＶ）５、並びに車輪上に配置されている車輪ブレーキ（ＲＢ）６が含まれている。メインブレーキシリンダ１からのブレーキパイプは、ＵＳＶ２とＨＳＶ３に向けて分岐される。ＨＳＶ３の後方に配置されている油圧ポンプ４は、ＨＳＶ３が開かれているときに、ブレーキ液を、インレット弁５を通して車輪ブレーキ６へ送る。領域Ａは、ＵＳＶ２と、油圧ポンプ４と、ＥＶ５との間の部分領域を示している。
【０００４】
車両の安定した走行状態（正常状態）の下では、油圧ポンプ４は作動していない。ＵＳＶ２は開かれており、またＨＳＶ３は閉じられている。フットブレーキペダル（図示されていない）の操作によって、メインブレーキシリンダ１から、ＵＳＶ２とＥＶ５を通して車輪ブレーキ６にブレーキ圧力が生成される。
【０００５】
危険な走行状況では、コントローラ８が走行運転に介入する。この場合には、油圧ポンプ４が制御装置（μＣ）７によって制御され、ＵＳＶ２が閉じられ且つＨＳＶ３が開かれる。これにより、油圧ポンプ４は、油圧油を、リザーブタンクからインレット弁５を通して車輪ブレーキ６へ送り込み、ブレーキ圧力が自動的に引き上げられる。このために、コントローラ８は、予め目標圧力を設定している。
【０００６】
現在の技術水準によれば、車輪ブレーキの圧力の制御のために、以下に簡単に説明される二つの異なる方法を採用している。
【０００７】
第一の方法（吸入制御）の場合には、ＨＳＶ３は、全圧力上昇の間開かれており、且つＵＳＶ２は閉じられている。図２は、油圧ポンプ４の流量ｑＲｆｐと、弁ＵＳＶ２及びＥＶ３の流量ｑＵＳＶ、ｑＥＶの原理的な変化、並びに車輪ブレーキの圧力ｐＲａｄの変化を示している。時点ｔ２１における油圧ポンプ４のスイッチオンと、同時的な弁３の開弁と弁２の閉弁によって、油圧ポンプ４によって生成された全流量が、弁５を通して車輪ブレーキ６へ送られる。閾（到達）圧力ｐＺｉｅｌに達するや否や、ＨＳＶ３が時点ｔ２２で閉じられる。油圧ポンプ４は作動を継続するが、流体は最早吸入されないので、油圧ポンプ４の流量ｑＲｆｐとインレット弁の流量ｑＥＶはゼロとなる。ＵＳＶ２は、この全時間にわたって完全に閉じられている。従って、ＵＳＶ２の流量ｑＵＳＶはゼロである。
【０００８】
この方法は、油圧ポンプ４によって送出された全てのブレーキ液の量が車輪ブレーキへ流入し、従って、ブレーキの圧力上昇の最大のダイナミクスが達成されるという利点を持っている。しかしながら、欠点は、閾圧力ｐＺｉｅｌが専ら、ＨＳＶ３が制御され且つ閉じられる時点によってのみ決定されるという点にある。この時点は一般に経験値であり、経験によって求められる。しかしながら、実際のブレーキシステムでは、ポンプの吐出性能、特に車輪ブレーキの弾性は、その使用期間に顕著な変動にさらされる。従って、油圧ポンプ４の吐出時間長さは同じでも、ブレーキシステムの状態に応じて到達される閾圧力ｐＺｉｅｌが異なって来る。
【０００９】
車輪ブレーキでの圧力上昇の時間的変化は、近似的に次式によって再現される。
【００１０】
【数１】
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【００１１】
ここで、ＥＢは車輪ブレーキの弾性であり、ｋは、ポンプ電圧ＵＲｆｐとポンプ回転数ｎ＝ＵＲｆｐ／２πｋとの間の関係を示すポンプパラメータである。弾性ＥＢの値は、製造や老化の条件の影響を受けるので、非常に大きく変化することがある。これは、圧力上昇に対して重要な影響を与える。
【００１２】
モータ定数ｋもまた、圧力上昇の特性に影響を与える。ＶＲｆｐは、回転の際にポンプによって要求される流量である。圧力上昇の時間長さＴは、予めＨＳＶ３の開弁の時間長さによって定められているので、車輪ブレーキで実際に到達される最高圧力ｐＭａｘは、可変的なパラメータ値に大きく依存している。
【００１３】
【数２】
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【００１４】
従って、達成目標とされている閾圧力ｐＺｉｅｌからの可能なずれも非常に大きい。
【００１５】
既知の第二の方法では、ＵＳＶ２が、閾圧力ｐＺｉｅｌの正確な調節のために用いられる。図３には、油圧ポンプ４の流量ｑＲｆｐと、弁ＵＳＶ２、ＥＶ３の流量ｑＵＳＶ、ｑＥＶの図式的な変化と、車輪ブレーキの圧力の変化ｐＲａｄが示されている。時点ｔ３１では、ＨＳＶ３が開かれ且つ油圧ポンプ４がスイッチオンされる。ここでもまた、最初に直線的な圧力上昇が行われるが、この変化は本質的にポンプ回転数ｎによって定められる。ＵＳＶ２の電流強度Ｉは、要求されている閾圧力ｐＺｉｅｌに等しい差圧Δｐが弁２に印加されるや否や、弁２が溢れるように調節されている。時点ｔ３２に、この閾圧力に到達するので、ＵＳＶ２が開かれる。これにより、ＥＶ５の流量ｑＥＶはゼロとなる。
【００１６】
要求された閾圧力は、ＵＳＶ２によって正確に調節される。しかしながら、この場合、圧力調節の精度はダイナミクスの損失という代償によって購われている。この欠点は、油圧ポンプ４からの流量ｑＲｆｐが一様ではなく、図４に示されているようにパルス状であることに起因している。
【００１７】
この油圧ポンプは一般に、不均一な吐出特性を有するポンプ、例えば、１−ピストンポンプ（１−Ｋｏｌｂｅｎ−Ｐｕｍｐｅ）である。そのようなポンプの作動の際には、吸入過程Ｃと吐出過程Ｂとが周期的に交替する。この場合、ポンプによって完全な回転の間に送出される流量は、ゼロと最大値との間で変動する。その結果、周期的に発生するＥＶ５でのブレーキ液の逆流によって、部分回路Ａ（図１）には、同じく周期的に変動する動圧が発生する。部分回路Ａの圧力がＵＳＶ２で調節されている閾圧力（ｐＺｉｅｌ）よりも高くなると、ＵＳＶ２が溢れるので、ブレーキ液の一部がＵＳＶを越えて流出する。従って、この部分は最早圧力上昇のためには利用されず、それに応じて車輪ブレーキ６での圧力上昇もスローダウンされる。
【００１８】
図５は、車輪ブレーキ６の典型的な圧力上昇の時間的変化を示している。その際、コントローラ８によって予め定められている目標圧力はｐＳｏｌｌで示されている。この図において、目標圧力は、閾圧力ｐＺｉｅｌに到達するまで直線的に上昇している。車輪ブレーキ６で働く圧力はｐＲａｄで示されている。図から理解されるように、圧力ｐＲａｄは、ＵＳＶ２からの流量損失のために、より緩やかに上昇し、場合によっては、要求された閾圧力に到達しないこともある。閾圧力に到達しないのは、例えば、図５に示されているように、制動プロセスが非常に短くて、車輪ブレーキ６の圧力が閾値到達前に再び低下してしまう場合である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
従って、本発明の課題は、二つの方法の長所を組合わせ、且つそれによって圧力上昇の高いダイナミクスと共に閾圧力の調節の際に高い精度も達成することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
この課題は、本発明によれば、特許請求項１に示されているメルクマールによって解決される。本発明のその他の実施態様は従属請求項の対象である。
【００２１】
本発明によって、一つの弁、特にＵＳＶの圧力閾値を、圧力上昇段階の間に、コントローラによって予め定められている目標圧力よりも高く調節することが提案される。このことは、弁がより高い圧力になったときに初めて開弁され、それによって、圧力上昇のダイナミクスが過度にスローダウンされないという利点を持っている。それ故、油圧ポンプによって送出された流量のより大きな部分が実際に車輪ブレーキへ送られ、目標圧力到達前に弁が溢れてしまうことが無くなる。
【００２２】
本発明の一つの好ましい実施態様によれば、弁で調節された圧力閾値が、ポンプによって生成された圧力のピーク値よりも小さいということが提案される。このようにすることによって、ブレーキ液の少なくとも一部が弁を通してメインブレーキシリンダ或いは流体のリザーブタンクの方向へ流れる。このことは、ポンプの回転数が、コントローラによって、圧力上昇のために必要な最小値よりも高く調節できるという利点を持つ。
【００２３】
圧力閾値は、好ましくは、車輪ブレーキで働く制動圧力が時間的変化の中で望ましい目標圧力に等しくなるように調節される。この場合には、車輪ブレーキの制動作用は正にコントローラによって望まれている変化を示している。
【００２４】
圧力閾値は、圧力上昇過程の間に、好ましくは規則的に新たに求められる。望ましい最大の目標圧力が到達されるや否や、圧力閾値がこの値に設定される。これによって、車輪ブレーキの圧力が  この値に保持されるということが保証されている。
【００２５】
圧力閾値は、例えばモデルをベースとして計算されるか、或いは特性マップから読み出すことができる。本発明の一つの好ましい実施態様によれば、圧力閾値を平均流量の関数として計算することが提案される。その際、この平均流量とは、車輪ブレーキの所で支配的な制動圧力が、本質的に望ましい目標圧力変化に等しくなるために、車輪ブレーキの方向に流れなければならない流量である。弁で調節されるべき圧力閾値は、このケースでは平均流量の関数であり、場合によっては、ブレーキの特性を表しているその他のパラメータ、例えば車輪ブレーキのインレット弁の絞り特性の関数である。
【００２６】
代わりの手法として、圧力の上昇を特性マップから読み出すことが提案される。この手法はまた、必要なパラメータが判明していないか或いは十分に正確には判明していないときにも用いられる。
【００２７】
提案されている特性マップは、例えば、圧力閾値と、車輪ブレーキの方向の平均流量或いは目標圧力の勾配との関係を表している。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、ビークルダイナミクスコントロールのために作られた、従来技術から知られている油圧式ブレーキシステムの一部を示す。
【図２】図２は、様々な弁での流量の変化、及び吸入制御の方法のための車輪ブレーキの圧力を示す。
【図３】図３は、様々な弁での流量の変化、及びＵＳＶが超過圧力弁として働く制御方法の場合の車輪ブレーキの圧力を示す。
【図４】図４は、様々な弁での流量の変化、及び１ピストンポンプの吐出特性を考慮した車輪ブレーキの圧力を示す。
【図５】図５は、ＵＳＶが超過圧力弁として働く制御方法の場合の車輪ブレーキの圧力上昇の時間的変化を示す。
【図６】図６は、本発明の一つの実施態様に基づく流量と、それから導き出された圧力閾値を示す。
【図７】図７は、本発明に基づく圧力閾値の引上げがある場合と無い場合の車輪ブレーキの圧力変化の比較を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明が、以下に添付の図面に基づいて例示として詳しく説明される。
【００３０】
図１から図５までの説明に関しては、明細書の導入部を参照されたい。
【００３１】
図６は、油圧ポンプ４の時間的に変化する流量ｑＲｆｐ（ｔ）とインレット弁５を通って車輪ブレーキ６へ向かう流量ｑＲａｄ（ｔ）の図式的変化を示している。
【００３２】
ポンプの吐出段階Ｂの間、流量ｑＲｆｐ（ｔ）は、回転数に対応した周波数ｆ０の正弦波の半波の形で流れる。吸入段階Ｃの間は、流量ｑＲｆｐ（ｔ）はゼロに等しい。油圧ポンプの平均流量ｑｍ＿Ｒｆｐが、ポンプの特性と実際の回転数から制御装置７で求められる。そこから、油圧ポンプ４の最大流量ｑｍａｘＲｆｐ が、ｑｍａｘＲｆｐ＝πｑｍＲｆｐ を用いて決定される。これによって変化の振幅も既知となる。
【００３３】
車輪ブレーキ６の圧力を、コントローラによって要求されたダイナミクスで立ち上げるためには、定められた平均流量ｑｍＲａｄが、インレット弁５を通って車輪ブレーキ６へ流れなければならない。油圧ポンプ４の各々の吐出段階Ｂでは、流体の一部が、ＵＳＶ２を通ってメインブレーキシリンダの方向へ流れ出るから、流量ｑｍＲａｄは、油圧ポンプ４によって生成された平均流量ｑｍＲｆｐよりも小さい。流体のこの流出部分が、図６ではハッチングによって示されている。残りの部分（ｑＧｒｅｎｚの下側）が車輪ブレーキ６へ流れる。
【００３４】
車輪ブレーキへの平均流量は、次の関係式から得られる。
【００３５】
【数３】
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【００３６】
これから、閾値ｑＧｒｅｎｚを求めることができるが、この閾値は、流量ｑｍＲａｄ及びｑｍＲｆｐの関数であり、これ等の二つの流量は共に既知である。
【００３７】
弁の特性、即ち、絞り係数αと、絞り直径ｄと、ブレーキ液の密度ρとから、次式を用いてＵＳＶ２で調節されるべき圧力閾値ΔｐＧｒｅｎｚが得られる。
【００３８】
【数４】
2013512141.tif 000006
【００３９】
【数５】
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【００４０】
この圧力閾値もまた、ＵＳＶ２の特定の電流強度Ｉに対応している。この電流強度に合わせられると、車輪ブレーキで本質的に目標要求の圧力上昇が行われる。図６でハッチングによって示されている残りの流体は、ＵＳＶ２を通って流出する。
【００４１】
圧力上昇段階の間、ブレーキ圧力を定められた値だけ増加させるために必要な車輪ブレーキへの平均流量ｐｍＲａｄは減少する。それと併行して、閾値ｑＧｒｅｎｚと圧力閾値ΔｐＧｒｅｎｚのより小さい値への対応する移行が行われる。従って、圧力閾値は、規則的な間隔、例えば５ｍ秒毎に新しく決定され且つそれに応じてＵＳＶ２が制御される。
【００４２】
図７は、コントローラ８から出力された目標圧力ｐｓｏｌｌの典型的な変化と、本発明に基づく圧力補正装置付きと無しの場合の車輪ブレーキの実際の圧力（特性曲線１０または９）を示している。その下には、圧力閾値ΔｐＧｒｅｎｚの対応する変化が示されている。
【００４３】
図７からはっきりと理解されるように、この方法によって、車輪ブレーキの実際の圧力ｐＲａｄを目標圧力ｐｓｏｌｌに適応させることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年5月25日(2012.5.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【国際調査報告】
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2013512141.tif 000017
2013512141.tif 000018
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