(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーキブースタ（１０）を有する油圧式の車両ブレーキと電気式のブレーキモータ（１３）を有する電気機械式のブレーキ装置とがいずれもブレーキ力を生成するためにブレーキピストン（１６）を位置調節する車両のパーキングブレーキ力をチェックする方法において、ブレーキブースタ（１０）の位置調節ストローク（ｓｒｅａｌ）が参照ストローク（ｓｇｅｓ）と比較され、ブレーキブースタ（１０）の位置調節ストローク（ｓｒｅａｌ）と参照ストローク（ｓｇｅｓ）の間に許容されない大きい差異がある場合にエラー信号が生成される方法であって、
参照ストローク（ｓｇｅｓ）は、油圧の目標パーキングブレーキ圧（ｐｓｏｌｌ）と、油圧式の車両ブレーキの１つまたは複数のブレーキ回路が油圧的に分断されたときの低いほうのブレーキ圧（ｐｌｏｗ）との間の圧力差（Δｐ）を考慮したうえで算定され、
高いほうの油圧の目標パーキングブレーキ圧（ｐｓｏｌｌ）に対する低いほうのブレーキ圧（ｐｌｏｗ）の間の圧力差（Δｐ）に相当するブレーキブースタ（１０）の相対位置調節ストローク（Δｓ）が算定されて、参照ストローク（ｓｇｅｓ）の計算の基礎に置かれ（ｓｇｅｓ＝ｆ（Δｓ））、
ブレーキブースタ（１０）ないしマスタブレーキシリンダ（４）の相対位置調節ストローク（Δｓ）および圧力差（Δｐ）から車両ブレーキのブレーキキャリパのキャリパ剛性（ｃＣａｌ）が計算され、キャリパ剛性（ｃＣａｌ）と、電気機械的な目標パーキングブレーキ力（Ｆｅｍ）に相当する圧力等価値（ｐｅｍ）とから等価容積（ΔＶｅｍ）が算定され、これから参照ストローク（ｓｇｅｓ）が計算され：
【数１】
0006522242.tif 000006
このとき、
Δｐは、低いほうのブレーキ圧（ｐｌｏｗ）と高いほうの油圧の目標パーキングブレーキ圧（ｐｓｏｌｌ）との間の圧力差、
Δｓは、圧力差Δｐのときのブレーキブースタの相対位置調節ストローク、
ΔＶｅｍは、等価容積、
ＡＨＺは、ブレーキブースタないしマスタブレーキシリンダのピストン面積、
ｃＣａｌは、車両ブレーキのブレーキキャリパのキャリパ剛性、
Ｆｅｍは、電気機械的な目標パーキングブレーキ力、
ｐｅｍは、電気機械的な目標クランプ力（Ｆｅｍ）に相当する圧力等価値、
Ａｐｉｓｔは、ブレーキピストンのブレーキピストン面積、
ｓｇｅｓは、参照ストロークを表すことを特徴とする方法。
【請求項２】
ブレーキブースタ（１０）ないしブレーキブースタ（１０）により付勢されるマスタブレーキシリンダ（４）の位置調節ストローク（ｓｒｅａｌ）がセンサによって判定されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
参照ストローク（ｓｇｅｓ）は電気機械的な目標クランプ力（Ｆｅｍ）を考慮したうえで決定されることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
ブレーキブースタ（１０）は油圧のブレーキ力を生成するために操作される電動モータを倍力のために有していることを特徴とする（ｉＢｏｏｓｔｅｒ）、請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
エラー信号は光学式および／または音響式に表示されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
エラー信号は、電気式のブレーキモータ（１３）の操作を通じて追加のブレーキ力が生成される再クランププロセスにつながることを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
エラー信号は、油圧式の車両ブレーキのブレーキブースタ（１０）の操作を通じて追加のブレーキ力が生成される再クランププロセスにつながることを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記方法は電気機械式のブレーキ装置が操作されてクランプ力生成が始まったときに初めて実施されることを特徴とする、請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載の方法を実施するための調節装置ないし制御装置。
【請求項１０】
油圧式の車両ブレーキと、電気式のブレーキモータ（１３）を有する電気機械式のブレーキ装置と、ブレーキシステムの調整可能なコンポーネントを制御するための請求項９に記載の調節装置ないし制御装置とを有している車両のブレーキシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧式の車両ブレーキと電気機械式のブレーキ装置とを有する車両のパーキングブレーキ力をチェックする方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、車両を停車したまま固定するパーキングブレーキ力を生成するための、電気式のブレーキモータを含む駐車ブレーキ設備が記載されている。電気式のブレーキモータを有するこの駐車ブレーキ設備は油圧式のホイールブレーキに組み込まれていて、パーキングブレーキ力を生成するために、ブレーキモータがブレーキピストンをブレーキディスクの方向へと位置調節する。通常のブレーキプロセスでは、ブレーキピストンは油圧式の車両ブレーキによって操作される。
【０００３】
車両のパーキングのときに、電気式のブレーキモータを有する駐車ブレーキ設備を通じて、所望のパーキングブレーキ力が生成される。パーキングブレーキ力が要求されるブレーキ力レベルに達していないことが確認されると、油圧式の車両ブレーキが追加的に操作され、これを通じて追加のブレーキ力が生成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２００４００４９９２Ａ１号明細書
【発明の概要】
【０００５】
本発明の方法により、電気式のブレーキモータを有する電気機械式のブレーキ装置を通じて提供される、および油圧式の車両ブレーキを通じて提供される、車両のパーキングブレーキ力を両方ともチェックすることができる。油圧式の車両ブレーキは、走行動作のときに車両を減速させるのに使用される通常のブレーキである。車両のパーキングのとき、要求されるパーキングブレーキ力はまず第１に電気機械式のブレーキ装置を通じて生成され、電気機械式のブレーキ装置の単独での操作を通じて、要求されるパーキングブレーキ力レベルを提供できない場合に、油圧式の車両ブレーキが補足的に操作される。
【０００６】
電気式のブレーキモータと油圧式の車両ブレーキは、特に、ブレーキディスクに対して押圧されるブレーキパッドの支持体である同じブレーキピストンに対して作用する。油圧式の車両ブレーキは、運転者により生成されるブレーキペダル力をブレーキ液のいっそう高いブレーキ圧へと変換するために、ブレーキブースタを装備している。
【０００７】
本発明による方法は、電気式のブレーキモータを有する電気機械式のブレーキ装置と、ブレーキブースタを有する油圧式の車両ブレーキとが、いずれも所望のパーキングブレーキ力を生成するために作動している状況を対象とする。両方のブレーキ型式が同時に操作されたとき、安全性の理由から、全体のパーキングブレーキ力に対する油圧式的な力の寄与と、電気機械的な力の寄与とを差別化して、各々のブレーキ型式の有効性、および各々のブレーキ型式により提供されるブレーキ力の有効性をチェックし、保証できるようにするのが好都合である。パーキングブレーキ力をチェックする本発明の方法を用いて、油圧式の車両ブレーキの有効性を監視することができる。このことは、油圧式の車両ブレーキのブレーキブースタの位置調節ストロークと参照ストロークとの比較を用いて行われ、差異が許容されないほど大きい場合にはエラー信号が生成される。エラー信号は適切な形で二次処理することができ、たとえば運転者に表示することができ、および／または追加のブレーキ力を提供するために利用することができ、あるいは運転者アシストシステムで利用することができる。
【０００８】
ブレーキブースタは、１つの好ましい実施形態では、油圧のブレーキ力の生成のために操作される、倍力のための電動モータを有している（ｉＢｏｏｓｔｅｒ）。このブレーキブースタは、通常、場合により油圧式の車両ブレーキへ追加的に組み込まれる横滑り防止装置の油圧ポンプではない。ブレーキブースタは、油圧式の車両ブレーキのマスタブレーキシリンダに直接据え付けられるのが好ましく、制御装置を通じて制御することができる。別案の実施形態では、ブレーキブースタは横滑り防止装置ないしアンチブロックシステムの油圧ポンプである。
【０００９】
１つの好ましい実施形態では、ブレーキブースタの実際に進んだ位置調節ストロークがセンサによって判定される。この位置調節ストロークが参照ストロークと比較され、参照ストロークは、油圧の目標パーキングブレーキ圧と、油圧式の車両ブレーキの１つまたは複数のブレーキ回路がたとえば油圧式の車両ブレーキの取込弁の閉止によって油圧的に切り離される低いほうのブレーキ圧との間の圧力差から算定されるのが好ましい。弁が閉止された後の油圧の上昇は、１つないし複数のブレーキキャリパの弾性変形を引き起こし、この弾性変形は容積に相当し、この容積から、キャリパ剛性とブレーキブースタのピストンのジオメトリー、ならびにブレーキピストンのジオメトリーが既知であれば、参照ストロークを推定することができる。
【００１０】
油圧のブレーキ圧が上昇したときの圧力差は、測定することができるブレーキブースタの相対位置調節ストロークに相当する。ブレーキブースタの相対位置調節ストロークから、圧力差とブレーキブースタのジオメトリーとを考慮したうえで、車両ブレーキのブレーキキャリパのキャリパ剛性を計算することができる。その次のステップで、電気機械式のブレーキ装置ないし電気式のブレーキモータによって印加されるべき電気機械的な目標パーキングブレーキ力に相当する圧力等価値が算定される。圧力等価値とブレーキキャリパのキャリパ剛性から等価容積が算定され、これからブレーキブースタのピストン面積を考慮したうえで参照ストロークが計算される。引き続きこの参照ストロークが、ブレーキブースタの測定された位置調節ストロークと比較され、差異が許容されないほど大きい場合にはエラー信号が生成される。
【００１１】
ブレーキブースタは、運転者により生成されるブレーキペダル運動をマスタブレーキシリンダで増幅させる。それに応じて、ブレーキブースタのジオメトリーに代えて、マスタブレーキシリンダのジオメトリーを考慮することができる。
【００１２】
ブレーキブースタの実際の位置調節ストロークと、参照ストロークとの間で許容されないほど大きい差異が確認されたとき、場合により、電気機械式のブレーキ装置の電気式のブレーキモータの操作を通じて、および／または油圧式の車両ブレーキのブレーキブースタの操作を通じて、追加のブレーキ力が生成される再ブレーキプロセスを実行することができる。
【００１３】
ブレーキブースタの実際の位置調節ストロークと、参照ストロークとの間で許容されないほど大きい差異があるとき、差異の方向が、根底にあるエラーの示唆を与えることができる。実際に進んだ位置調節ストロークが参照ストロークよりも小さいとき、このことは、油圧配管を通るブレーキ液の貫流の減少を示唆する。それに応じて、油圧関係のエラーを示唆するエラー信号を生成することができる。あるいは、このケースでは電気機械式のブレーキ装置の提供されるパーキングブレーキ力が低すぎることも考えられ、その場合、生成されるエラー信号は不十分なパーキングブレーキ力を示唆することができる。油圧関係のエラーと電気機械関係のエラーとの間の差別化は、場合により別のブレーキ量を通じて行われる。
【００１４】
ブレーキブースタの進んだ実際の位置調節ストロークが参照ストロークよりも大きい場合、このことは、油圧式の車両ブレーキにおける漏れの増加を示唆する可能性がある。エラー信号を通じて、油圧式の車両ブレーキにおける非密閉性を相応に示唆することができる。あるいは、参照ストロークと比較して大きいブレーキブースタの位置調節ストロークは、電気機械式のブレーキ装置の高すぎるパーキングブレーキ力を示唆している可能性もあり、生成されるエラー信号は相応の情報を含むことができる。このケースでも、油圧関係のエラーと電気機械関係のエラーとの間の差別化を、場合により別のブレーキ量を通じて行うことができる。
【００１５】
個々の方法ステップは、ブレーキブースタや電気式のブレーキモータを有する電気機械式のブレーキ装置を含めた、油圧式の車両ブレーキを有するブレーキシステムのさまざまなコンポーネントを制御するための調節信号が生成される調節装置ないし制御装置で進行する。ブレーキシステムは、油圧式の車両ブレーキだけでなく、電気機械式のブレーキ装置も含んでいる。
【００１６】
その他の利点や好都合な実施形態は、その他の請求項、図面の説明、および図面から明らかとなる。図面は次のものを示す：
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】ブレーキブースタを有する油圧式の車両ブレーキを有する車両のブレーキシステムを示す模式図であり、ホイールブレーキ装置に電気式のブレーキモータが追加的に配置されている。
【図２】電気式のブレーキモータを有する電気機械式のブレーキ装置を示す断面図である。
【図３】車両を停車時に固定するブレーキ力を生成するため、およびブレーキ力のチェックをするためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
同じ構成部品には同じ符号が付されている。
【００１９】
図１に示す車両のためのブレーキシステム１は、車両の各々のホイールにあるホイールブレーキ装置９へ油圧の下にあるブレーキ液を供給して制御するために、フロントアクスルブレーキ回路２およびリヤアクスルブレーキ回路３を有する油圧式の車両ブレーキを含んでいる。両方のブレーキ回路２，３は、ブレーキ液備蓄容器５を通じてブレーキ液の供給をうける共通のマスタブレーキシリンダ４に接続されている。マスタブレーキシリンダ４は運転者によってブレーキペダル６を介して操作され、運転者により及ぼされるペダルストロークがペダルストロークセンサ７を通じて測定される。ブレーキペダル６とマスタブレーキシリンダ４の間には、たとえば好ましくは伝動装置を介してマスタブレーキシリンダ４を操作する電動モータを含むブレーキブースタ１０がある（ｉＢｏｏｓｔｅｒ）。ペダルストロークセンサ７により測定されたブレーキペダル６の位置調節運動がセンサ信号として調節装置ないし制御装置へ伝送され、そこでブレーキブースタ１０を制御するための調節信号が生成される。ブレーキブースタ１０の増幅運動はブレーキブースタ１０の調節ロッドを通じて伝達され、調節ロッドの位置調節ストロークが、ブレーキブースタ１０に組み込まれているセンサ１１を通じて判定される。
【００２０】
場合により、マスタブレーキシリンダ４の位置調節ストロークがセンサ１１を通じて判定される。
【００２１】
ホイールブレーキ装置９へのブレーキ液の供給は、各々のブレーキ回路２，３で、その他の集成装置含めてブレーキ油圧系８に属するさまざまな切換弁を介して行われる。さらにブレーキ油圧系８に属するものとして、横滑り防止装置の構成要素をなす油圧ポンプがある。
【００２２】
図２には、停車時に車両を固定するために好ましく利用されるが、車両が動いているときにも、特に速度限界値を下回る低い車両速度のときにも利用することができる、電気機械式のブレーキ装置が示されている。電気機械式のブレーキ装置は、ブレーキディスク２０を包囲するキャリパ１９を備えたブレーキキャリパ１２を含んでいる。ブレーキ装置はアクチュエータとして、ブレーキモータ１３としての直流電動モータを有しており、そのロータシャフトが、スピンドルナット１５が回転可能に支承されたスピンドル１４を回転駆動する。スピンドル１４が回転すると、スピンドルナット１５が軸方向へ位置調節される。スピンドルナット１５は、ブレーキパッド１７の支持体であるブレーキピストン１６の内部で動き、このブレーキパッドがブレーキピストン１６によりブレーキディスク２０に向かって押圧される。これと向かい合うブレーキディスク２０の側には、キャリパ１９に定置に保持される別のブレーキパッド１８がある。
【００２３】
ブレーキピストン１６の内部で、スピンドル１４が回転運動をしたときにスピンドルナット１５が軸方向で前方に向かってブレーキディスク２０に向かう方向へ動くことができ、ないしは、スピンドル１４がこれと反対向きの回転運動をしたときには軸方向で後方に向かってストッパ２１に達するまで動くことができる。クランプ力を生成するために、スピンドルナット１５がブレーキピストン１６の内側の端面を負荷し、それにより、軸方向へスライド可能なようブレーキ装置に支承されたブレーキピストン１６が、ブレーキパッド１７をもってブレーキディスク２０の対向する端面に向かって押圧される。
【００２４】
電気機械式のブレーキ装置は、油圧式の車両ブレーキのホイールブレーキ装置９（図１）に組み込まれており、それは、車両が走行中に制動される油圧式の車両ブレーキの油圧が、ブレーキピストン１６に対して作用することによる。この油圧は車両停止時に、電気機械式のブレーキ装置が操作されるときにサポートをするように有効となることもでき、それにより全体ブレーキ力は、電動モータによって生じる割合と油圧の割合との合計となる。同様に車両の走行中、油圧式の車両ブレーキと電気機械式のブレーキ装置の両方を操作して、それぞれがブレーキ力を生成することもできる。
【００２５】
油圧式の車両ブレーキと電気機械式のブレーキ装置の両方が操作されるパーキングブレーキプロセスで、油圧で生じるパーキングブレーキ力の割合が十分に大きいことを保証するために、ブレーキ力をチェックするための図３に示す方法が実施される。まず、第１の方法ステップ３０でパーキングブレーキ希望が確認され、油圧式の車両ブレーキと電気機械式のブレーキ装置の両方の作動化によってパーキングブレーキプロセスが開始される。運転者により手動で開始されるか、または運転者アシスト機能を通じて自動式に開始されるパーキングブレーキ希望が、車両の横滑り防止装置で認識される。横滑り防止装置はこのパーキングブレーキ希望を、油圧式の車両ブレーキのブレーキブースタ１０（ｉＢｏｏｓｔｅｒ）へ、および電気式のブレーキモータを有する電気機械式のブレーキ装置へ転送する。
【００２６】
次のステップ３１で、ブレーキブースタ１０を通じて所定の油圧のブレーキ圧が生成され、場合によりこのブレーキ圧は、傾斜地に停車した車両が意図せず動きださないことを保証するために勾配依存的であってよい。たとえばブレーキブースタ１０で４０バールの圧力要求がある場合、まず、これよりも低いたとえば３０バールの圧力が生成される。次いで、次の方法ステップ３２で取込弁の閉止によって、油圧式の車両ブレーキのブレーキ回路のうち、ブレーキモータを有する電気機械式のブレーキ装置が有効ではないほうが分断される；電気機械式のブレーキ装置は、一方のブレーキ回路のホイールブレーキ装置にだけ、たとえば車両のリヤアクスルにだけ存在しており、それに対して第２のブレーキ回路は電気機械式のブレーキ装置を装備していない。
【００２７】
電気機械式のブレーキ装置がないブレーキ回路の取込弁が閉じられた後、次のステップ３３で、電気機械式のブレーキ装置が配置されている第２のブレーキ回路の圧力が引き続きたとえば４０バールの目標圧力まで引き上げられる。ステップ３４で、３０バールから４０バールへの圧力上昇に相当する、ブレーキブースタの対応する相対位置調節ストロークがセンサによって測定される。これをうけてステップ３５で、車両ブレーキのブレーキキャリパのキャリパ剛性ｃＣａｌを、低いほうの３０バールのブレーキ圧ｐｌｏｗと、高いほうの４０バールの油圧の目標パーキングブレーキ圧ｐｓｏｌｌとの間の圧力差を考慮したうえで、次式
【数１】
0006522242.tif 000002
に基づき、ピストン面積ＡＨＺないしピストン直径ｄＨＺを有するブレーキブースタの調節ピストンのジオメトリーを考慮したうえで計算することができる。
【００２８】
次のステップ３６で、電気機械的な目標パーキングブレーキ力Ｆｅｍに相当する圧力等価値ｐｅｍが、ブレーキピストンのピストン面積Ａｐｉｓｔを考慮したうえで、次式
【数２】
0006522242.tif 000003
に基づいて計算される。電気機械的な目標パーキングブレーキ力Ｆｅｍは、たとえば１０ｋＮに設定される。
【００２９】
次のステップ３７で、圧力等価値ｐｅｍに相当する等価容積ΔＶｅｍが、圧力等価値ｐｅｍとキャリパ剛性ｃＣａｌとの比率から算定される：
【数３】
0006522242.tif 000004
【００３０】
等価容積ΔＶｅｍから、ブレーキブースタのピストン面積ＡＨＺを考慮したうえで、次式
【数４】
0006522242.tif 000005
に基づいて参照ストロークｓｇｅｓを計算することができる。
【００３１】
次のステップ３９で、ブレーキブースタの実際の位置調節ストロークｓｒｅａｌがセンサによって判定される。その後にステップ４０で、ブレーキブースタの実際の位置調節ストロークｓｒｅａｌと参照ストロークｓｇｅｓとの間の比較が行われる。許容される誤差範囲内で両方の値が一致したとき、イエス分岐（「Ｙ、」）に従い、エラーは生じておらず、したがって油圧のパーキングブレーキ割合は正しいと考えることができる。それに対して、ブレーキブースタの実際の位置調節ストロークｓｒｅａｌと参照ストロークｓｇｅｓとが一致しないとき、ノー分岐（「Ｎ」）に従って次のステップ４１へと進み、そこでエラー信号が生成される。エラー信号は運転者に表示することができ、および／または、たとえば電気機械式のブレーキ装置での再クランププロセスのために、および／または油圧式のブレーキ圧の圧力上昇のために、車両で二次処理することができる。
【００３２】
その際に、実際の位置調節ストロークｓｒｅａｌが参照ストロークｓｇｅｓよりも小さいか大きいかを区別することができる。実際の位置調節ストロークｓｒｅａｌが参照ストロークｓｇｅｓよりも小さいとき、たとえば貫流が妨げられる油圧配管の不具合に基づき、十分なブレーキ液がホイールブレーキ装置に達していないと考えることができる。その追加または代替として、電気機械式のブレーキ装置により提供されるパーキングブレーキ力が低すぎることも考えられる。いずれのケースでも、低すぎるパーキングブレーキ力を運転者に示唆することができる。
【００３３】
実際の位置調節ストロークｓｒｅａｌが計算上の参照ストロークｓｇｅｓよりも大きいとき、このことは、着目する圧力領域での油圧式の車両ブレーキの漏れの増加を示唆している。それに応じて車両ブレーキの非密閉性を、従来式のシステムよりも早期に検出することができる。場合により、実際の位置調節ストロークが参照ストロークに比較して高い場合、電気機械式のブレーキ装置から提供されるパーキングブレーキ力も大きすぎる。これらのケースでは、運転者にエラー信号を表示することができる。
【符号の説明】
【００３４】
４  マスタブレーキシリンダ
１０  ブレーキブースタ
１３  電気式のブレーキモータ
１６  ブレーキピストン
【図１】
0006522242.tif 000007
【図２】
0006522242.tif 000008
【図３】
0006522242.tif 000009