(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両（２０）を制動する方法において、該車両のブレーキシステムは、液圧式の車両ブレーキ（２１）と、電気式のブレーキモータ（３）を備えた電気機械式のブレーキ装置とを含んでおり、前記液圧式の車両ブレーキ（２１）が故障したときに前記電気機械式のブレーキ装置の前記ブレーキモータ（３）がブレーキ力の生成のために操作され、追加的に車両（２０）のドライブトレーンで制動トルクが生成され、
前記液圧式の車両ブレーキ（２１）の故障後にまず前記電気機械式のブレーキ装置が操作され、次いで、前記電気機械式のブレーキ装置がブレーキ力を提供する前に制動トルクが生成され、前記電気機械式のブレーキ装置を通じてブレーキ力が提供されると前記制動トルクが終了するようにドライブトレーンが調節される方法。
【請求項２】
前記方法は限界速度よりも下でのみ実施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】
前記方法は駐車動作のときに実施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】
車両（２０）のオートマチックトランスミッション（２４）で最小のギヤ段が設定されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
ドライブトレーンの内燃機関（２３）が停止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】
ドライブトレーンの電動モータが発電機動作に切り換えられ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】
ドライブトレーンの電動モータが走行方向と反対向きに加速され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８】
全輪駆動車両のフロントアクスルとリヤアクスル（２６，２７）の間のセンタディファレンシャル（２８）がロック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
（１２）。
【請求項１０】
液圧式の車両ブレーキ（２１）と、電気式のブレーキモータ（３）を備えた電気機械式のブレーキ装置とを含んでいるブレーキシステムを有する車両において、車両（２０）の前記ブレーキシステムおよびドライブトレーンの調整可能なコンポーネントを制御するために請求項９に記載の調節装置ないし制御装置（１２）を有している車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液圧式の車両ブレーキと、これに加えて電気式のブレーキモータを備えた電気機械式のブレーキ装置とを有するブレーキシステムを搭載している車両を制動する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、駐車プロセス中に運転者をサポートする、車両のための駐車アシストシステムが記載されている。このような種類の駐車アシストシステムでは、車両の周辺がセンサによって走査され、たとえば駐車している車両などの他の物体が接近しすぎると車両が自動的に制動される。制動プロセスは、通常は液圧式の車両ブレーキである、車両の常用ブレーキ設備を通じて行われるのが通常である。
【０００３】
特許文献２では、駐車プロセス中に常用ブレーキ設備の機能が監視され、不具合が確認されると常用ブレーキ設備に代えて自動式の駐車ブレーキが操作されるか、またはオートマチックトランスミッションを通じて車両が制動される。自動式の駐車ブレーキは電動モータを含んでいて、これを通じてブレーキピストンがブレーキディスクに向かって力で負荷される。オートマチックトランスミッションに介入がなされるときは、ブレーキ力を生起するためにパーキング位置がとられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ドイツ特許出願公開第１０２００６０４８９１０Ａ１号明細書
【特許文献２】ドイツ特許出願公開第１０２００６０４８９１０Ａ１号明細書
【発明の概要】
【０００５】
本発明による方法は、一方における液圧式の車両ブレーキと、他方における電気式のブレーキモータを備えた電気機械式のブレーキ装置とを含むブレーキシステムを搭載した車両の制動に関するものである。ブレーキモータを備える電気機械式のブレーキ装置は、通常、車両を停止状態のときに固定するクランプ力を生成するために、駐車ブレーキないしパーキングブレーキとして利用される。電気式のブレーキモータが操作されると、ブレーキモータのロータの回転運動がスピンドルの軸方向の位置調節運動へと変換され、この位置調節運動を通じて、ブレーキパッドの支持体であるブレーキピストンが軸方向へブレーキディスクに向かって押圧される。このブレーキピストンは、液圧のブレーキ圧によってブレーキディスクに向かって負荷される、液圧式の車両ブレーキのブレーキピストンであるのが好ましい。
【０００６】
電気式のブレーキモータを備える電気機械式のブレーキ装置は、駐車プロセスについて典型的であるわずかな速度範囲内でのみ適用されるのが好ましい。しかしながら原則としては、比較的高い速度での適用および／または駐車プロセスから独立した適用も考慮の対象となる。
【０００７】
車両を制動する方法では、液圧式の車両ブレーキが部分的または全面的に故障し、そのために液圧式の車両ブレーキを通じて車両を制動することができず、もしくは完全には制動することができないケースについて、電気機械式のブレーキ装置の電気式のブレーキモータがブレーキ力の生成のために操作される。これに加えて車両のドライブトレーンで制動トルクが生成され、それにより、全体として車両が電気機械式のブレーキ装置だけでなく、これに加えてドライブトレーンの制動トルクを通じても制動される。車両のドライブトレーンは、少なくとも１つの駆動モータと、駆動モータの駆動運動を車両のホイールへ伝達するための伝動装置とを含んでいる。ドライブトレーンの制動トルクを用いる方式は、全体として比較的高いブレーキ力を利用することができ、それに応じて車両を短時間で制動し、場合により停止させることができるという利点がある。
【０００８】
電気機械式のブレーキ装置は、通常、まずアイドルストロークを進まなければならず、その後にブレーキピストンのブレーキパッドがブレーキディスクに当接して、ブレーキ力を生成することができる。アイドルストロークの間には、電気機械式のブレーキ装置はブレーキ力を提供しない。しかしこの段階では、すでにドライブトレーンを通じて制動トルクを生成することができるので、制動が行われない時間帯が有意に短縮され、場合によりゼロまで低減される。通常、本発明による方法では液圧式の車両ブレーキが故障した場合、まずドライブトレーンへの介入を通じて制動トルクが生起され、次いで、電気機械式のブレーキ装置を通じてブレーキ力が生成される。このとき、電気機械式のブレーキ装置でブレーキ力が提供される時点を超えて、ドライブトレーンの制動トルクを維持するのが好都合であり得る。あるいは、電気機械式のブレーキ装置を通じて十分に高いブレーキ力が提供されると、ただちにドライブトレーンの制動トルクが終了する実施形態も可能である。
【０００９】
本方法は車両の駐車ブレーキで実施されるのが好ましく、駐車動作のときに部分的または全面的に自律式に車両を入庫および／または出庫させることができる駐車アシストシステムの一部となる。駐車動作は、特に、限界速度よりも下でのみ実行される。駐車アシストシステムは車両のセンサ装置を含んでおり、これを通じてたとえば駐車中の車両のような周囲の障害物との距離が測定され、ならびに、センサデータが処理されて電気機械式のブレーキ装置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を含んでいる。
【００１０】
駐車動作には関わりなく、ただし好ましくは限界速度よりも下で、自動式の制動をする方法を実施することも可能である。場合によっては、限界速度にも関わりなく制動をする方法が実施される。
【００１１】
別の好都合な実施形態では、液圧式の車両ブレーキの故障後に、まず電気機械式のブレーキ装置で締結プロセスないしブレーキプロセスが開始され、これに続いて初めて、制動トルクが生成されるようにドライブトレーンが調節される。それにより、電気的なブレーキモータのアイドルストロークが可能な限り短時間で克服されて、電気機械式のブレーキ装置でクランプ力を生成できることが保証される。あるいは、電気機械式のブレーキ装置の操作とドライブトレーンの調節を同時に実行し、または、まず制動トルクを生成するためにドライブトレーンを調節し、次いで電気機械式のブレーキ装置を操作することも可能である。
【００１２】
オートマチックトランスミッションを備えた車両を対象とする別の好都合な実施形態では、ドライブトレーンの一部であるオートマチックトランスミッションで最小限可能なギヤ段が設定される。最小限可能なギヤ段は速度依存的であり、駐車動作で本方法が実施される場合、最小限可能なギヤ段は通常は１速である。これよりも高い速度では、場合によりこれよりも大きいギヤを最小限可能なギヤ段として設定することもできる。最小限可能なギヤ段は、最大限可能なエンジンブレーキトルクが制動トルクとして有効になることを保証する。
【００１３】
ドライブトレーンの一部である駆動モータとしては、内燃機関だけでなく電動モータも考慮の対象となり、これらがそれぞれ単独の駆動源として適用されるか、またはハイブリッドドライブのケースでは組み合わせとして適用される。内燃機関がドライブトレーンに存在しているとき、別の好都合な実施形態では、車両を制動するために内燃機関が停止される。それにより、最大限可能なエンジンブレーキトルクを車両の制動のために活用できることが保証される。
【００１４】
単独で、または内燃機関に追加して存在する１つまたは複数の電動モータがドライブトレーンにあるケースでは、これらが車両の制動のために発電機動作へと切り換わるのが好ましい。それにより、車両を制動するモータのブレーキトルクが電動モータで生成される。これに加えて車両バッテリも充電される。
【００１５】
別の好都合な実施形態では、ドライブトレーンの少なくとも１つの電動モータが走行方向と反対向きに加速される。車両は電気式の駆動モータの作用方向に向かって動き、それによって制動トルクが生成される。
【００１６】
全輪駆動が行われる車両を対象とする別の好都合な実施形態では、フロントアクスルおよびリヤアクスルに対するセンタディファレンシャルがロックされ、それにより、フロントアクスルとリヤアクスルが運動学的に連結されて一緒に回転し、すべてのホイールに対してブレーキトルクが作用する。全輪駆動の車両では、それによっていっそう高いブレーキトルクを伝達することができる。
【００１７】
車両を制動するためのさまざまな方法ステップが、ブレーキシステムとドライブトレーンの両方の調整可能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車両の調節装置ないし制御装置で実行される。
【００１８】
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、および図面から読み取ることができる。図面は次のものを示す。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】全輪駆動の車両を示す模式図である。
【図２】電気式のブレーキモータを通じてクランプ力が生成される、車両のための電気機械式のパーキングブレーキを示す断面図である。
【図３】液圧式の車両ブレーキが故障したときに駐車動作で車両を制動する方法ステップを示すフローチャートであり、前輪駆動または後輪駆動の車両について図示されている。
【図４】駐車動作で車両を制動する別のフローチャートであり、全輪駆動車両について図示されている。
【図５】駐車動作で車両を制動する別のフローチャートであり、電動モータ式の駆動装置を備える車両について図示されている。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は、各々の車両ホイール２２に液圧式の車両ブレーキ２１を備える前輪駆動車両２０を示している。車両２０のドライブトレーンは、内燃機関２３およびこれに後置されたオートマチックトランスミッション２４により形成される。車両２０は、オートマチックトランスミッション２４にフランジ接合された電気式の駆動モータ２５を備えるハイブリッドドライブを備えている。内燃機関２３および場合により電気式の駆動モータ２５の駆動運動が車両のフロントアクスル２６へ伝達され、センタディファレンシャル２８を介してリヤアクスル２７へ伝達される。
【００２１】
車両２０の調整可能なコンポーネント、特に液圧式の車両ブレーキ２１、内燃機関２３とオートマチックトランスミッション２４と任意選択で電気式の駆動モータ２５とを有するドライブトレーンの各コンポーネント、ならびにセンタディファレンシャル２８が、調節装置ないし制御装置１２の調節信号を通じて調整される。
【００２２】
さらに車両２０は、停止している車両を固定するクランプ力を生成するための駐車ブレーキないしパーキングブレーキとしての役目を果たす、電気式のブレーキモータを備えた電気機械式のブレーキ装置を搭載している。このような種類の電気機械式のブレーキ装置１が図２に示されている。
【００２３】
電気機械式のブレーキ装置１は、ブレーキディスク１０を包囲する挟持部９を備えたブレーキキャリパ２を含んでいる。パーキングブレーキ１はアクチュエータとして、ブレーキモータ３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５が回転可能に支承されたスピンドル４を回転駆動する。スピンドル４が回転すると、スピンドルナット５が軸方向へ位置調節される。スピンドルナット５は、ブレーキパッド７の支持体であるブレーキピストン６の内部で動き、このブレーキパッドがブレーキピストン６によりブレーキディスク１０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１０の側には、挟持部９に定置に保持される別のブレーキパッド８がある。
【００２４】
ブレーキピストン６の内部で、スピンドル４が回転運動をしたときにスピンドルナット５が軸方向で前方に向かってブレーキディスク１０に向かう方向へ動くことができ、ないしは、スピンドル４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１１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５がブレーキピストン６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に電気機械式のブレーキ装置１に支承されたブレーキピストン６が、ブレーキパッド７をもってブレーキディスク１０の対向する端面に向かって押圧される。
【００２５】
ブレーキモータ３も、車両に組み込まれている調節装置ないし制御装置１２によって制御される。調節装置ないし制御装置１２は出力として供給電圧ＵＳ０を供給し、これによって電気式のブレーキモータ３が負荷される。
【００２６】
パーキングブレーキと液圧式の車両ブレーキ２１は、両方ともブレーキピストン６に対して作用する。液圧式の車両ブレーキ２１が操作されると、ブレーキモータのほうを向いているブレーキピストン６の裏面が、圧力の下にある圧媒液により負荷される。
【００２７】
図３には、駐車動作で車両を制動するためのフローチャートが、場合により少なくとも部分的に自動式に実行される駐車プロセス中に液圧式の車両ブレーキが故障したケースについて示されている。車両は駆動装置として内燃機関を有していて、これにオートマチックトランスミッションが連結されている。この車両では、リヤアクスルとフロントアクスルの一方だけが駆動される。
【００２８】
まず第１の方法ステップ３０で、液圧式の車両ブレーキの故障が確認される。それにもかかわらず車両を事故なく制動できるようにするために、次の方法ステップ３１で電気機械式のブレーキ装置が始動し、これを通じて電気機械式の方式で、車両を停止するまで制動するクランプ力が生成される。
【００２９】
これに加えて車両のドライブトレーンを通じて、ブレーキプロセスを短縮するために制動トルクが生成される。そのために次の方法ステップ３２で、オートマチックトランスミッションの位置が走行ポジションにあるかどうかチェックされる。それが該当しなければ、ノーの分岐（「Ｎ」）に従って方法ステップ３３へと移動し、そこで調節装置ないし制御装置の調節信号を通じてオートマチックトランスミッションで最小のギヤ段が設定される。次いで、次の方法ステップ３４へと移動する。
【００３０】
ステップ３２の照会で、オートマチックトランスミッションの位置が走行ポジションにあることが判明すると、ただちに−場合により最小のギヤ段に入れた後に−イエスの分岐（「Ｙ」）に従ってステップ３４へと進み、そこで内燃機関として施工されている車両の駆動モータが停止される。オートマチックトランスミッションで設定される最小のギヤ段との組み合わせで、高いエンジンブレーキトルクが有効となり、これを通じて車両が追加的に制動される。
【００３１】
その次の方法ステップ３５で、車両がすでに止まっているかどうかの照会が行われる。それがまだ該当しないとき、ノーの分岐に従って再びステップ３５の照会の開始へと戻り、周期的な間隔で照会があらためて続行される。
【００３２】
車両の停止後、イエスの分岐に従ってステップ３６へと進み、そこで電気機械式のブレーキ装置で希望される目標クランプ力に達しているかどうか照会される。これをもって、さまざまに異なる停車条件で、場合により傾斜地で車両を停車したときに、車両を恒常的に固定する十分に高いクランプ力が電気機械式のブレーキ装置で有効となることが保証される。ステップ３６での照会で、目標クランプ力にまだ達していないことがわかると、ノーの分岐に従って再び照会の開始へ戻り、照会が周期的な間隔であらためて続行される。その間に、増していくクランプ力が電気機械式のブレーキ装置で生成される。
【００３３】
ステップ３６の照会で目標クランプ力に達していることがわかると、イエスの分岐に従ってステップ３７へと進み、これをもって方法が終了する。電気機械式のブレーキ装置で十分に高いクランプ力が有効となっており、車両は停止した状態にある。
【００３４】
図３に示す方法手順は、内燃機関式の駆動装置と、駆動される車両アクスルとを有する車両を対象としている。それに対して図４には、内燃機関と、オートマチックトランスミッションと、全輪駆動装置とを有する車両の自動式の駐車動作での非常停止のための方法手順が、液圧式の車両ブレーキが故障したケースについて示されている。図３と同じ方法ステップには同じ符号が付されている。
【００３５】
図３と同様に、図４でもステップ３０で液圧式の車両ブレーキの故障が確認され、ステップ３１で、まず電気機械式のブレーキ装置が始動することによって非常停止が開始される。
【００３６】
次のステップ１００で、フロントアクスルとリヤアクスルの間のセンタディファレンシャルが開いているかどうか照会される。それが該当するとき、イエスの分岐に従ってステップ１０１へ進み、センタディファレンシャルがロックされ、引き続いて次のステップ３２へと進む。それに対して、ステップ１００での照会でセンタディファレンシャルが開いていないことがわかったときは、すでにロック位置が成立しており、ノーの分岐に従って次の照会３２へとそのまま進む。
【００３７】
それ以後の方法ステップ３２から３７は図３のものに対応する。ステップ３２でギヤ位置が照会され、ステップ３３で必要な場合には最小のギヤがトランスミッションで設定される。ステップ３４で内燃機関が停止され、ステップ３５で、車両が止まっているかどうか照会が行われる。ステップ３６で、電気機械式のブレーキ装置ですでに目標クランプ力に達しているかどうか照会される。ステップ３７で、目標クランプ力が設定されて車両が停止状態になってから方法が終了する。
【００３８】
図５には、液圧式の車両ブレーキが故障したときに駐車動作で車両を制動するための方法手順が、電気機械式の駆動装置を備える車両について示されている。図５でも、図３および４と同じ方法ステップには同じ符号が付されている。
【００３９】
ステップ３０で液圧式の車両ブレーキの故障が確認され、これを受けてステップ３１で非常停止が開始され、電気機械式のブレーキ装置が始動する。次のステップ２００で、車両が前進走行または後退走行しているかどうか照会される。車両が動いているとき、イエスの分岐に従ってステップ２０１へと分岐し、電気式の駆動モータが車両の運動方向と反対向きに加速される。それにより電気式の駆動モータを通じて、車両を制動するトルクが生成される。ステップ２０１に引き続いて再びステップ２００の照会へと戻り、車両がまだ動いているかどうか周期的な間隔であらためてチェックされる。
【００４０】
ステップ２００での照会で車両が止まっていることがわかると、ノーの分岐に従ってステップ２０２へ進み、電気式の駆動モータの制御が適合化されて、停止から反対方向への車両の加速を妨げる。ただし車両が傾斜地にあり、電気機械式のブレーキ装置を通じてまだ十分なクランプ力を利用できないときは、ステップ２０２で電気式の駆動モータが制御されて、それにより斜面滑降力を補償する力が駆動モータで生成される。
【００４１】
ステップ３６および３７は図３および４のものに相当する。ステップ３６で、電気機械式のブレーキ装置で目標クランプ力に達しているかどうか照会される。それが該当するとき、ステップ３７で電気式の駆動モータが停止されて方法が終了する。
【符号の説明】
【００４２】
３  電気式のブレーキモータ
１２  調節装置ないし制御装置
２０  車両
２１  液圧式の車両ブレーキ
２３  内燃機関
２４  オートマチックトランスミッション
２６  フロントアクスル
２７  リヤアクスル
２８  センタディファレンシャル
【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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