(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原動機又は人力によって走行可能な車両を制動する方法であって、前記車両は、液圧式の前輪ブレーキ（３１）及び液圧式の後輪ブレーキ（３２）を有し、
前記車両の運転者によって前輪ブレーキ操作装置（４１）を用いて引き起こされる前記前輪ブレーキ（３１）の制動圧力、及び／又は、後輪ブレーキ操作装置（４２）を用いて引き起こされる前記後輪ブレーキ（３２）の制動圧力を、電気液圧式の制動力介入装置（２０）によって変化させ、
前記変化は、制動過程時に、前記制動力介入装置（２０）を電気式の制動圧力制御装置（１０）によって制御し、前記前輪ブレーキ（３１）及び／又は前記後輪ブレーキ（３２）に対する制動圧力を増加及び／又は低減させて、前記前輪ブレーキ（３１）及び／又は前記後輪ブレーキ（３２）の制動力を増加及び／又は低減させることによって実施される、
方法において、
前記制動圧力制御装置（１０）は、前記前輪ブレーキ（３１）及び前記後輪ブレーキ（３２）のためのそれぞれ１つずつのブレーキ操作検出手段から制動圧力信号を受信し、前輪及び後輪に対する総制動力（ＦＢ）の分配を改善し、前記分配は、前記運転者によって引き起こされる分配とは相違し、
前記制動圧力制御装置（１０）は、前記車両に設けられた１つまたは複数のセンサ（６０）からの信号に基づいて、前記車両が危険状況（ＧＳ）にあると判定されたときに前記総制動力（ＦＢ）の分配を改善する、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
保存された情報に基づいて前記総制動力（ＦＢ）を分配し、
前記情報は、前記制動圧力制御装置（１０）に保存されている、
請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記センサ（６０）は、速度センサ、加速度センサ、回転速度センサ、傾斜センサ、又は、ブレーキ操作装置の姿勢に対するセンサである、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
制動過程を、前輪における制動圧力に基づいて複数の介入段階に区分し、
前記複数の介入段階では、前記制動力介入装置による前記制動圧力への介入を実施しないか、又は、複数の異なる強さで前記制動圧力への介入を実施するか、又は、前記運転者による比較的大きい制動圧力の作用とは関係なしに前記制動圧力を少なくとも平均して一定に維持する、
請求項１から３のいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
制動過程を、二輪車の前輪における制動圧力に基づいて複数の介入段階に区分する、
請求項４記載の方法。
【請求項６】
制動距離を短縮するために、制動過程の進行中に前記制動力介入装置（２０）を用いて制動圧力を増加させることにより制動力を補正する、
請求項１から５のいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
前記前輪ブレーキ（３１）及び前記後輪ブレーキ（３２）の一方のブレーキの液圧式の制動圧力が低減した場合に、前記前輪ブレーキ（３１）及び前記後輪ブレーキ（３２）の他方のブレーキの液圧式の制動圧力を増加させる、
請求項１から６のいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
前記前輪ブレーキ（３１）及び前記後輪ブレーキ（３２）の一方のブレーキの液圧式の制動圧力が低減した場合に、前記総制動力（ＦＢ）が、前記制動圧力の低減前と少なくとも同じ大きさになるように、前記前輪ブレーキ（３１）及び前記後輪ブレーキ（３２）の他方のブレーキの液圧式の制動圧力を増加させる、
請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記前輪ブレーキ（３１）及び前記後輪ブレーキ（３２）の一方だけが操作された場合に、前記制動圧力制御装置（１０）によって前記前輪ブレーキ（３１）及び前記後輪ブレーキ（３２）の他方も操作する、
請求項１から８のいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
前記車両の車輪を、前記制動圧力制御装置（１０）によってロックさせ、次いで、再び解除して制動された状態で回転させ、
前記制動圧力制御装置（１０）は、ロックと解除との間で複数回切り換える、
請求項１から９のいずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
電流欠落時に、前記制動圧力に対する前記制動力介入装置（２０）の作用を阻止する、
請求項１から１０のいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
前記車両は、電動自転車である、請求項１から１１のいずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
原動機又は人力によって走行可能な車両用の電気液圧式の制動装置であって、前記制動装置は、
液圧式の前輪ブレーキ（３１）及び液圧式の後輪ブレーキ（３２）と、
運転者による操作のための、前記前輪ブレーキ（３１）及び前記後輪ブレーキ（３２）に対してそれぞれ１つずつ別個に設けられたブレーキ操作装置（４１，４２）と、
前記前輪ブレーキ（３１）の制動圧力及び／又は前記後輪ブレーキ（３２）の制動圧力を増加及び／又は低減し、前記前輪ブレーキ（３１）及び／又は前記後輪ブレーキ（３２）の制動力を増加及び／又は低減する、電気液圧式の制動力介入装置（２０）と、
前記制動力介入装置（２０）を制御することが可能な、電気式の制動圧力制御装置（１０）と、
を有する制動装置において、
前記制動装置は、前記前輪ブレーキ（３１）又は前記後輪ブレーキ（３２）の操作を検出するそれぞれ１つずつのブレーキ操作検出手段（５１，５２，５３，５４）を有し、
前記制動圧力制御装置（１０）は、前記ブレーキ操作装置（４１，４２）から制動圧力情報を受信するように、且つ、前記ブレーキ操作検出手段（５１，５２，５３，５４）からの信号及び／又は情報に基づいて前記前輪ブレーキ（３１）及び／又は前記後輪ブレーキ（３２）に対する総制動力（ＦＢ）を分配するように、且つ、前記制動力介入装置（２０）を制御するように構成されており、
前記総制動力（ＦＢ）の分配は、前記運転者によって前記ブレーキ操作装置（４１，４２）を用いて引き起こされる分配とは相違し、
前記制動圧力制御装置（１０）は、前記車両に設けられた１つまたは複数のセンサ（６０）からの信号に基づいて、前記車両が危険状況（ＧＳ）にあると判定されたときに前記総制動力（ＦＢ）の分配を改善する、
ことを特徴とする制動装置。
【請求項１４】
前記前輪ブレーキ（３１）及び前記後輪ブレーキ（３２）に対する総制動力（ＦＢ）の分配を求めるために、速度センサ、加速度センサ、回転速度センサ、傾斜センサ、及び／又は、ブレーキ操作装置（４１，４２）の姿勢に対するセンサ（５３，５４）からの情報を、前記制動圧力制御装置（１０）に供給することが可能である、
請求項１３記載の制動装置。
【請求項１５】
前記制動力介入装置（２０）は、電気式に操作される切断弁（２１，２２）を有し、
前記切断弁（２１，２２）により、前記前輪ブレーキ（３１）及び前記後輪ブレーキ（３２）及び前記ブレーキ操作装置（４１，４２）から前記制動力介入装置（２０）を液圧式に切断することが可能である、
請求項１３又は１４記載の制動装置。
【請求項１６】
前記制動力介入装置（２０）は、前輪及び後輪のために、それぞれ１つずつの電磁的又は圧電的又は熱的又は電気化学的に作動可能な圧力形成装置（２３，２４）を有し、
前記圧力形成装置（２３，２４）は、前記前輪ブレーキ（３１）又は前記後輪ブレーキ（３２）の制動液に接続されており、それぞれの制動圧力に影響を与えることができる、
請求項１３から１５のいずれか１項記載の制動装置。
【請求項１７】
前記圧力形成装置（２３，２４）は、シリンダ内の調整可能なピストン、若しくは、伸張可能及び／又は収縮可能な要素である、
請求項１６記載の制動装置。
【請求項１８】
前記制動圧力制御装置（１０）は、前記車両の別個のユニット、又は、前記車両のユニットの一部である、
請求項１３から１７のいずれか１項記載の制動装置。
【請求項１９】
前記制動圧力制御装置（１０）は、中央制御電子機器又はマンマシンインターフェース電子機器の一部である、
請求項１３から１８のいずれか１項記載の制動装置。
【請求項２０】
前記制動装置は、電動自転車用の制動装置である、請求項１３から１９のいずれか１項記載の制動装置。
【請求項２１】
前記制動装置は、請求項１から１２のいずれか１項記載の方法を実施するように構成されている、
請求項１３から２０のいずれか１項記載の制動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
従来技術
本発明は、原動機又は人力によって走行可能な車両、特に電動自転車を制動する方法に関する。このような車両は、液圧式の前輪ブレーキ及び液圧式の後輪ブレーキを有し、これらのブレーキは、運転者によってそれぞれ別個に操作することができる。この場合に前輪ブレーキ又は後輪ブレーキにおいて引き起こされる制動圧力は、電気液圧式の制動力介入装置によって変化させることができ、この変化は、制動力介入装置を電気式の制動圧力制御装置によって制御することによって実施される。このようにして、前輪ブレーキ及び／又は後輪ブレーキにおける制動圧力、ひいては制動力も増加及び／又は低減することができる。
【０００２】
本発明は、別の１つの態様においては、液圧式の前輪ブレーキ及び液圧式の後輪ブレーキと、前記前輪ブレーキ及び前記後輪ブレーキに対してそれぞれ１つずつ別個に設けられたブレーキ操作装置とを有する電気液圧式の制動装置に関する。制動装置はさらに、電気液圧式の制動介入装置を含み、この制動介入装置は、前輪ブレーキの制動圧力及び／又は後輪ブレーキの制動圧力を増加及び／又は低減して、前輪ブレーキ及び／又は後輪ブレーキの制動力を増加又は低減するために使用される。制動装置はさらに、電気式の制動圧力制御装置を含み、この制動圧力制御装置によって、制動力介入装置を制御することが可能である。
【０００３】
従来技術では、二輪又は三輪以上の車両のためのアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳシステム）が公知である。このＡＢＳシステムは、車輪の動きを検出可能な車輪センサを使用する。この測定結果に基づいてＡＢＳシステムは、制動時に車輪がロックされるか否かを確認することができ、このようにしてタイヤと地面との間の摩擦状態が、転がり摩擦と滑り摩擦との間の境域で移動するように制動過程を制御することができる。この制御は、典型的にはそれぞれの車輪に対して個別的に実施される。このために制動圧力は、制動圧力制御装置によって個々の車輪制動に対して適合される。
【０００４】
好ましくは自転車用であるＡＢＳシステムは、例えば独国特許出願公開第１０１５８３８２号明細書から公知である。
【０００５】
独国特許出願公開第１０２０１００４９４７４号明細書は、好ましくはオートバイ、モペット、及び、自身の駆動装置を有さない車両のためのアンチロック機能を有する液圧式の制動システムに関する。ここでは、液圧システムに液圧ポンプが設けられており、この液圧システムが、液圧回路を介してアンチロック機能を実現する。
【０００６】
独国特許出願公開第１０２０１００３８５２５号明細書は、能動的な制動力制限を実施する制動装置と、このような制動装置を備える二輪車とを開示している。ここでは、制動装置の液圧管路内にピエゾ積層体が組み込まれる。ピエゾ積層体の活性化によってピエゾ積層体は伸張又は収縮することができ、これによって制動装置の管路内の体積が増加又は低減される。このようにして、自動車の公知のＡＢＳ挙動を自転車において実現することができる。
【０００７】
さらには、オートバイのための制動システムが公知であり、この制動システムでは、２つあるブレーキ操作装置のうちの第１ブレーキ操作装置が、前輪と後輪の双方に対して作用する。第２ブレーキ装置は、前輪に対してのみ作用する。第１ブレーキ装置は、操作されると、一般的な通常時にとって適切な制動圧力が前輪ブレーキ又は後輪ブレーキに伝達されるように構成されている。前輪用の第２ブレーキ装置は、非常時のための追加ブレーキとして、若しくは、前輪においてより大きい制動力が必要となる例えば同乗者を伴う走行又は急峻な下り坂走行のような特別な走行状況のための追加ブレーキとして想定されている。このシステムは、イタリアのオートバイ製造会社であるモト・グッツィ（Moto Guzzi）社が１９７０年代に開発したものである。これは、純粋な液圧式のシステムである。
【０００８】
本発明の開示
本発明の対象は、車両を制動する方法であり、本方法では、前記制動圧力制御装置が、前記前輪及び前記後輪のためのそれぞれ１つずつのブレーキ操作検出手段から制動圧力信号を受信する。ブレーキの操作は、運転者によって引き起こされる。この際には、前輪又は後輪に対する制動力の不利な分配が生じることが多い。本方法によれば、前記制動圧力制御装置によって、前記前輪又は前記後輪に対する総制動力の分配が改善される。前記改善された分配は、前記運転者によって引き起こされる分配とは相違する。理想的な場合には、できるだけ短く、しかしながら快適な制動距離を実現するために、非常に経験豊富な運転者自身でも、前輪及び後輪に対して制動力を最適に分配することは可能である。この経験が存在しない場合には、これを本発明によって解決することが可能である。
【０００９】
特に評価装置は、制動圧力の増加が検出された場合に、制動希望が存在するかどうかを識別する。制動圧力が特に大きく増加した場合、又は、制動過程の進行中に制動圧力が改めて増加した場合に、評価装置は、この状況が危険状況であると判定する。制動圧力制御装置は、危険状況に対して、通常の制動状況に対する反応とは異なるように反応することもできる。特に危険状況では、好ましくは前輪ブレーキ又は後輪ブレーキの性能が最大限に利用し尽くされるまで、運転者によって引き起こされた力を超えてさらに制動力を増加させることができる。それと同時に、ＡＢＳ機能が使用可能である場合には、このＡＢＳ機能の効力も発揮させることができる。
【００１０】
特に制御装置は、運転者によって形成された各制動圧力を比較し、関数を用いて又はテーブルから、前輪及び後輪に対して設定すべき制動力の分配を求める。この求めた結果に応じて、電気液圧式の制動力介入装置が制御され、この制動力介入装置は、前輪ブレーキ又は後輪ブレーキにおいて求められた圧力を調整する。このためにこの圧力は、それぞれのバルブによって低減される、及び／又は、電気液圧式に制御されるそれぞれの圧力形成器によって増加される。
【００１１】
本発明の利点は、ブレーキ及びタイヤの摩耗が最適化されることである。前輪ブレーキ又は後輪ブレーキに対する適切な分配は、制動力をより良好に分配させ、従って、全体として結果的に摩耗が低減される。特にさらに、ロックによるタイヤの摩耗が阻止される。個々の車輪に対して介入しうるＡＢＳシステムが追加的に存在する場合には、多くの場合、提案される本方法によって、多くの危機的な状況におけるＡＢＳ介入を回避することが可能となる。さらなる別の利点は、前輪又は後輪に対する制動力の分配を改善することによって、制動距離が短縮されることである。これによって危険状況を緩和することができる。
【００１２】
従属請求項は、本発明の有利な発展形態を示す。
【００１３】
本方法の１つの実施形態では、総制動力の分配は、保存された情報に基づいて実施される。これらの情報は、制動圧力制御装置に保存することができる。これらの情報は、好ましくは制動力の分配を求めるための関数のテーブル又はパラメータである。
【００１４】
本方法の別の１つの実施形態では、制動力の分配を改善するために、総制動力を分配するときに、ブレーキ操作検出手段の情報の他に、別のセンサからの情報が考慮される。例えば、制動加速度又は傾斜角度に依存して前輪に対してより多くの制動力を分配することができ、又は、上り坂走行時には後輪に対してより多くの制動力を分配することができる。危険状況は、センサからの情報に基づいて、例えば特に大きい制動加速度、速い回転速度、又は、急激な速度低下に基づいて識別することができる。加速度に基づけば、例えば運転者がブレーキによって、若しくは、モータブレーキ又は走行技術的なブレーキ操作のような他の方法によって車両を減速した場合に、この運転者が制動希望を有するかどうかを確認することも可能である。制動力を分配するときには、車両がどのような走行状況にあるか、例えばカーブ走行中であるかを考慮することができる。このために、例えば回転速度センサ及び／又は速度センサ及び／又は加速度センサのようなセンサの情報から走行状態を検出することによって、車両の走行ダイナミクスを考慮することができる。基本的には、制動力の分配を求めるため、並びに、車両の走行状態を検出するために、複数の異なるセンサの複数の信号を冗長的に使用することができる。
【００１５】
前輪又は後輪に対して総制動力を分配することは、総制動力を変化させることも含むことができる。例えば危険状況では、総制動力を著しく増加させることができる。
【００１６】
本方法の別の１つの実施形態では、制動過程を複数の段階に区分することが提案され、これらの段階は、それぞれ制動力介入装置による制動圧力の介入の種類及び方式に関連する。第１段階では、制動過程への介入は実施されず、すなわち制動過程は、運転者が自身の制動行動によって設定したとおりに実施される。第２段階では、運転者によって形成された制動圧力が制動力介入装置によってわずかに変化される。第３段階では、中程度の介入が実施され、第４段階では、制動力介入装置による制動圧力への強い介入が実施される。第５段階では、運転者がどのくらいの制動圧力を作用させたいかに関係なく、制動圧力が一定に維持される。このことは、最も強い介入に相当する。上述した各段階は、本方法において全て実施する必要はなく、各段階の順序も任意であってよい。このようにして本方法を、その時々の状況に合わせて適合することができる。この場合には、危険状況が存在するかどうか、又は、通常の制動状況が存在するかどうかが特に重要である。通常の制動状況から危険状況への移行は、発生した状況が危険であると評価されればされるほど制動圧力へのより強い介入が実施されるように、定量化して各段階に対応付けることができる。例えば危険度を、運転者がブレーキ操作によって形成する制動圧力の大きさに依存させることができる。これに代えて又はこれに加えて、危険度の評価のために、さらなる別のセンサからの情報を考慮してもよい。例えば車輪運動センサを用いて、制動過程が実行されたかどうか、また、制動過程がどのくらい強く実行されたかを検出することも考えられる。これに代えて又はこれに加えて、ブレーキレバーの操作を検出することもできる。
【００１７】
ブレーキ操作装置内に、圧力センサを配置することができる。
【００１８】
さらには、段階の選択を、車両の速度に関連して決定することができ、例えば車両が停止している場合には、第１段階を選択することができる。車両が動いている場合には、車両速度に基づいて、及び／又は、車両加速度に基づいて、及び／又は、運転者によって形成された制動圧力の変化に基づいて、又は、ブレーキ操作装置の姿勢の変化に基づいて、危険性の段階付けを実施することができる。さらには、比較的大きい危険性が存在する場合には、車両ブレーキのＡＢＳ機能が使用可能であれば、このＡＢＳ機能を作動させることができる。しかしながらＡＢＳシステムの応答は、多くの場合、前輪又は後輪に対する制動力の分配を改善することにより、運転者による制動圧力の形成に比べて延期されうる。少なくとも第５段階では、ＡＢＳ機能又はＡＢＳ類似機能を最適に発揮させることができる。この場合、制動距離は、組み合わせにおいて前輪ブレーキ及び後輪ブレーキを理想的に利用し尽くすことによって最適化される。ＡＢＳ類似機能がアクティブである場合には、制動力介入装置の制動圧力介入が高速に切り換えられることによって、ブレーキもまた、比較的強い制動と比較的弱い制動とを高速に切り換え、これによって車輪の持続的なロック及び車両の制御不能が阻止される。
【００１９】
本方法の別の１つの実施形態では、前輪ブレーキ及び後輪ブレーキに対する総制動力の分配は、いずれのブレーキもロックされないように実施される。このことは例えば、電気出力時の加速度に関する電気駆動部からのデータによって運転者の体重を求めることにより実現することができる。この運転者の体重から、前輪又は後輪に対して制動力を有利に分配する際に、いずれの車輪もロックされない適切な総制動力を求めることが可能となる。さらには伝統的なＡＢＳ機能によって、一時的なロックだけが実施されることを実現することができる。
【００２０】
別の１つの実施形態では、制動過程の進行中に制動力が補正される。この場合には特に、制動距離を短縮するために制動圧力が増加される。制動力分配を一回だけ設定するのではなく、制動過程の進行中にこのような手段を講じることによって、地面の変化、交通状況の変化、若しくは、道路の延び具合の変化、特に下り坂又は上り坂、のようなイベントに合わせて制動過程をフレキシブルに適合させることが可能となる。
【００２１】
別の１つの実施形態では、前輪における制動圧力の低減に対して、前輪における制動力の損失を好ましくは少なくとも近似的に補償するために、後輪における制動圧力の増加によって反応する。
【００２２】
別の１つの実施形態では、前輪ブレーキ及び後輪ブレーキの一方だけが運転者によって操作された場合に、制動圧力制御装置によって前輪ブレーキ及び後輪ブレーキの他方も操作される。このようにすると、より大きな総制動力が達成され、このことによって制動距離が短くなり、ブレーキ及びタイヤの摩耗が低減する。
【００２３】
別の１つの実施形態では、車輪のブレーキは、車輪と地面との間の最大可能摩擦力に近似するような強さで制動されるように制御される。このために制動圧力は、車輪がロックされるまで増加され、その後ただちに制動圧力が再び低減され、これによって車輪は解除されて制動された状態で回転する。制御装置は、これら２つの状態を高速に切り換える。この場合、高速というのは、典型的な制動過程の間に切り換えが複数回実施されることを意味する。ロックが発生する制動圧力は、制動圧力制御装置にとっては既知である。この情報は、例えば較正によって獲得することができ、この較正時には、ブレーキ部品から遊びが押されて制動作用が顕著に増加するまで、制動圧力が増加される。ロック時の制動圧力を、較正されたこの制動圧力から例えば運転者の体重による修正によって導出することがさらに考えられる。この実施形態に基づく方法は、制動距離をできるだけ大きく短縮するために制動過程に重畳させることができる。このことは、好ましくは運転者によるブレーキ操作装置の高速な操作によって圧力が急激に増加した場合、及び／又は、危険状況が識別された場合に実施される。このことは、車輪の一方又は双方に関係させることができる。危険状況が識別されない場合、ひいては通常の制動過程が存在する場合には、この実施形態に基づく方法は、好ましくは実施されない。従って、制動システムへの介入は、前輪及び後輪に対する制動力の分配を改善することに限定される。
【００２４】
本方法の別の１つの実施形態では、電流欠落時に、制動力介入装置の作用が阻止される。このことはつまり、電流欠落時には、運転者によって形成された制動力が、運転者によって制動力が形成されたときの分配で前輪又は後輪へと導かれるということを意味する。このことは例えば、それぞれの制動力介入装置内に切断弁を設け、この切断弁によって制動力介入装置を制動システムから液圧式に分離することができるようにすることによって実現することができる。切断弁は自動閉鎖式に構成されており、従ってこの切断弁は、電流欠落が発生した場合に制動力介入装置と制動システムとの接続を遮断する。
【００２５】
本発明の別の１つの態様では、前輪ブレーキ操作装置又は後輪ブレーキ操作装置の操作に対するそれぞれ１つずつのブレーキ操作検出手段を有する制動装置が提案される。制動圧力制御装置は、ブレーキ操作装置に作用接続されているブレーキ操作検出手段から、ブレーキ操作情報を受信するように構成されている。ブレーキ操作情報は、特に制動圧力に関する情報とすることができ、この情報は、制動圧力センサによって特にデジタルデータ又はアナログ信号に符号化することができる。制動圧力制御装置はさらに、前輪ブレーキ又は後輪ブレーキに対する総制動力を分配するように構成されており、ブレーキ操作情報は、総制動力と、前輪又は後輪に対する制動力の分配とを規定する。制動圧力制御装置はさらに、制動力介入装置を、前輪ブレーキ又は後輪ブレーキに関して求められた操作量に基づいて制御するように構成されている。制動圧力制御装置はさらに、運転者がブレーキ操作装置を用いて設定した分配とは相違する制動力の分布を実施するように構成されている。
【００２６】
車両を制動する方法に関して、既に上で説明した利点が得られる。
【００２７】
本制動装置の１つの実施形態では、制動圧力制御装置に、センサからの情報が供給される。これらのセンサは、特に速度センサ、加速度センサ、車両の角速度又は角加速度を検出する回転速度センサ、傾斜センサ、及び／又は、ブレーキ操作装置の姿勢に対するセンサである。速度センサは、車両の車輪の回転姿勢又は速度を検出可能なセンサとして構成することができる。１つ又は複数のセンサからの情報は、前輪又は後輪に対する総制動力の分配を求めるために制動圧力制御装置によって使用される。
【００２８】
本制動装置の別の１つの実施形態では、制動圧力介入装置は、１つ又は複数の切断弁を有する。この切断弁により、ブレーキ及びブレーキ操作装置から制動圧力介入装置を切断することができる。制動圧力介入装置への電流供給が欠落している場合には、ブレーキ操作装置を用いて設定された制動圧力を制動圧力介入装置が変更することを、切断弁によって阻止することができる。そうするとブレーキは、従来のように制動圧力介入装置による支援なしに機能する。このために切断弁は自動閉鎖式に構成されており、すなわち電気エネルギが使用できない場合に、液圧式の切断が引き起こされる。
【００２９】
本制動装置の別の１つの実施形態では、制動装置は、制動液を放出可能又は収容可能な圧力形成装置を有する。この圧力形成装置は、制動装置の、制動液で充填された部分に接続されており、従って、圧力形成装置の体積変化は、ブレーキ操作装置の操作と同じように作用する。従って、圧力形成装置の体積が増加すると、システムから制動圧力が取り出され、その一方で、体積が低減した場合には、制動圧力が増加する。制動圧力介入装置内には、前輪及び後輪のためのそれぞれ１つずつの圧力形成装置が設けられており、従って、前輪及び後輪の制動力に対して互いに無関係に介入可能である。
【００３０】
本制動装置の別の１つの実施形態では、制動装置は、公知のＡＢＳシステムと、上述した実施形態の１つに基づく制動装置とからなる組み合わせである。
【００３１】
制動装置の上述した全ての実施形態は、上述した方法の実施形態を実施するように構成することができる。
【００３２】
以下では、本発明の実施例を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】第１実施形態における制動装置の概略回路図である。
【図２】第２実施形態における制動装置の概略回路図である。
【図３】第３実施形態における制動装置の概略回路図である。
【図４】車輪と道路との間の摩擦状態を説明するための概略線図である。
【図５】前輪及び後輪における各制動力への介入を説明するための概略線図である。
【図６】車両を制動する方法の概略フローチャートである。
【図７】制動過程中における複数の制動フェーズの概略線図である。
【００３４】
本発明の有利な実施形態
図１は、制動装置１の概略図を液圧・電気回路図として示す。制動装置１は、前輪ブレーキ３１及び後輪ブレーキ３２を含み、これらのブレーキは、それぞれブレーキ操作装置４１又は４２を用いて運転者による操作が可能である。ブレーキ操作装置４１，４２は、それぞれシリンダ及びピストンを備える液圧式の圧力形成器として構成されている。ブレーキ操作装置４１，４２は、ブレーキ操作検出手段としてそれぞれ１つのブレーキ操作測定装置５３，５４を含む。これらのブレーキ操作測定装置５３，５４は、図１の実施形態では、各シリンダ内の各ピストンの相対姿勢、若しくは、操作レバー又は操作ペダルのその時々の姿勢に対応するそれぞれ１つの信号を形成する。ブレーキ操作測定装置５３又は５４の信号は、制動圧力制御装置１０へと導かれ、制動圧力制御装置１０は、前輪ブレーキ３１及び後輪ブレーキ３２の操作量を検出する。制動圧力制御装置１０はさらに、図１では１つの共通のブロックとして図示されている１つ又は複数の別のセンサ６０に接続されている。これらのセンサ６０を用いて、制動装置１が搭載された車両の、別の関連する動作パラメータを検出することができる。この動作パラメータは、特に速度、加速度、傾斜、回転速度、及び／又は、車輪姿勢のような実際の走行状態に関連するパラメータに該当する。
【００３５】
制動装置１はさらに、制動力介入装置２０を含む。制動力介入装置２０は、それぞれ前輪ブレーキ及び後輪ブレーキに対して切断弁２１又は２２と、圧力形成装置２３又は２４とを含む。切断弁２１又は２２は、前輪ブレーキ３１又は後輪ブレーキ３２のための制動回路に液圧式に接続されており、制動力介入装置２０の、それぞれ前輪ブレーキ３１又は後輪ブレーキ３２に所属する部分を、それぞれの制動回路から切断することができる。切断弁２１又は２２は、電磁的に制御可能であり、このためにそれぞれ制動圧力制御装置１０に接続されている。遮断弁２１又は２２は、自動遮断式の弁であり、つまり切断弁２１又は２２は、電気エネルギ供給が欠落すると遮断位置に移行する。この結果、このような欠落が発生すると、制動力介入装置２０が制動回路から液圧式に切断されることとなる。そうすると、前輪ブレーキ３１又は後輪ブレーキ３２の液圧式の制動回路を、従来のようにブレーキ操作装置４１又は４２によって手動で操作することが可能になる。遮断弁２１又は２２が導通状態に切り換えられている場合には、前輪ブレーキ３１又は後輪ブレーキ３２の制動回路は、各自の圧力形成装置２３又は２４に接続されている。これらの圧力形成装置２３，２４は、図示されているように、電磁的に操作可能な、例えば電気モータ又は電磁コイルによって操作可能なピストン・シリンダ・システムとすることができ、このピストン・シリンダ・システムのシリンダは、それぞれ対応する遮断弁２１又は２２に接続されており、シリンダ内の制動液の方向にピストンに加わる力を強める又は弱めることにより、制動回路内の圧力を増加又は低減することができる。これに代えて、圧力形成装置内で体積変化又は圧力変化を引き起こすことができる圧電アクチュエータ、若しくは、熱的又は電気化学的なアクチュエータを使用してもよい。相応にして、ブレーキ３１，３２において発生する制動力がより大きく又は小さくなる。圧力形成装置２３，２４内の制動液が不足しているか、又は過剰である場合には、制動液をタンク２５に貯蔵することができる。制動圧力制御装置１０では、運転者が希望する制動力を圧力形成装置２３又は２４によって前輪ブレーキ３１又は後輪ブレーキ３２へと分配することができるプロセスが進行する。制動圧力制御装置１０は、必ずしも独自の又は別個のユニットでなくてもよく、分散型に構築すること、及び／又は、別の制御装置、例えばモータ制御装置の一部とすることも可能である。
【００３６】
図２は、第２実施形態の制動装置１の概略図を液圧・電気回路図として示す。第２実施形態の大部分は、第１実施形態に一致しており、従って、以下では第１実施形態との違いについてのみ説明する。同じ特徴に関しては、図１の説明を参照されたい。第２実施形態は、それぞれの制動回路において、前輪ブレーキ３１又は後輪ブレーキ３２のためのブレーキ操作測定装置５３，５４の代わりにそれぞれ１つの制動圧力測定装置５１又は５２が配置されているという点で、第１実施形態とは異なっている。制動圧力測定装置５１，５２は、ブレーキ操作装置４１，４２、例えばブレーキレバー又は制動圧力供給シリンダに直接的に配置することができる。制動圧力測定装置５１，５２は、運転者によって形成された制動圧力に関する信号を、制動圧力制御装置１０に送信する。従って、この制動圧力制御装置１０は、図１の実施形態のように操作装置の操作量に基づいて制動希望を判断するのではなく、操作装置４１又は４２によって構築された圧力に基づいて制動希望を判断している。
【００３７】
図３は、第３実施形態の制動装置１の概略図を液圧・電気回路図において示す。第３実施形態の大部分は、第１実施形態に一致しており、従って、以下では第１実施形態との違いについてのみ説明する。同じ特徴に関しては、図１の説明を参照されたい。図１とは異なり、第３実施形態は、圧力測定装置５１及び５２を追加的に有している。なお、これらの圧力測定装置５１及び５２は、図２に関連して既に説明済みである。従って、第３実施形態の制動圧力制御装置１０は、運転者の制動希望を、操作装置４１又は４２の操作量からも、一方又は双方のブレーキ操作装置４１又は４２によって構築された圧力からも、推測することが可能である。
【００３８】
図４は、摩擦速度ｖに亘る摩擦力ＦＲを縦軸上に示したストライベック曲線を例示した線図を示す。第１速度領域Ｉでは静止摩擦が存在しており、この静止摩擦では、比較的高い摩擦係数が存在する。これは、典型的な場合には車輪と走行路との間の転がり摩擦にも相当する。摩擦速度領域ＩＩでは滑りが生じ、この場合には、摩擦速度に伴って摩擦係数が大幅に低下する。さらに速い摩擦速度を伴う第３領域ＩＩＩでは、摩擦速度に伴って摩擦係数が再び増加する。このことから、制動過程を滑り摩擦に変換するのではなく転がり摩擦が維持される場合に、最も大きい遅延が達成されうるということを推測することができる。
【００３９】
図５は、縦軸上に車両の制動距離を示し、横軸上にブレーキ操作装置の操作の強さを示した概略線図を示す。ロック境界線Ｂによって転がり摩擦領域ＲＢとロック領域ＢＢとに区分されている曲線が見て取れ、この場合には、転がり摩擦領域ＲＢは、ロック境界線Ｂと縦軸との間に位置している。図５には、転がり摩擦領域ＲＢにおける制動過程が例示されており、この転がり摩擦領域ＲＢでは、曲線上に前輪ブレーキの制動状態が点ＶＢとして示されており、後輪ブレーキの制動状態が点ＨＢとして示されている。点ＶＢ及びＨＢの位置は、車両の運転者によるブレーキ操作装置の操作の強さによって決定される。制動装置の介入Ｅにより、曲線上における点ＶＢ及びＨＢの位置に影響を与えることができる。図５に図示された実施形態では、比較的弱く制動されたブレーキ、この場合には前輪ブレーキにおける制動力を増加し、比較的強く制動されたブレーキ、この場合には後輪ブレーキにおける制動力を低減することによって、この介入が実施される。この介入は、２つのブレーキの総制動力が実質的に維持されるように実施される。曲線上には、２つのブレーキに対して適合された制動状態を表している三角形の点Ａが見て取れる。比較的強く制動されたブレーキ、ここでは後輪ブレーキの制動力を低減することにより、このブレーキのロック傾向が低減され、ひいてはこのブレーキの摩耗も低減される。急制動時には、この三角形の点Ａは、最適には転がり摩擦領域ＲＢ内にて縦軸の方向にロック境界線Ｂに隣接して存在しており、このことは最大限可能な遅延を表している。ロック境界線Ｂの、縦軸とは反対側に位置するロック領域ＢＢでは、曲線が拡大されて示されている。なぜなら、車輪のロック時に制動距離がどのように挙動をするかを一義的に示すことは不可能だからである。この挙動は、特に速度に依存している。
【００４０】
図６には、制動装置の動作、又は、車両を制動する方法のフローを例示した概略フローチャートが示されている。運転者からブレーキ操作測定装置を介して、制動を実施すべきであるとの情報が到来する。このために運転者は、ブレーキ操作装置を操作する。この操作の結果、前輪ブレーキ及び／又は後輪ブレーキの液圧回路における圧力が増加することとなる。ブレーキ操作検出手段は、圧力センサ、及び／又は、ブレーキ操作装置の機械的な運動に対するセンサを含み、これらのセンサは、対応する電気信号を生成して制動圧力制御装置に送信する。これらの電気信号は、制動圧力制御装置において加工され、処理され、分析され、そして、受信した信号に基づいて制動圧力介入装置が制御される。さらには、例えばモータ、マンマシンインターフェース、又は別の制御装置のような、車両の別のユニットに情報が通知される、及び／又は、これらのインスタンスによって情報が受信される。制動圧力制御装置は、ステップＳ１においてこれらの信号又は情報を評価して、運転者が制動希望ＢＷを有するかどうかを確認する。制動希望ＢＷが存在しない場合には、圧力形成装置の制御は実施されず、ステップＳ１において方法が続行する。すなわち、さらなる別の信号又は情報が評価される。
【００４１】
制動希望ＢＷ、すなわち例えばブレーキ操作装置の操作が確認された場合には、別のセンサ、例えば速度センサ、加速度センサ、回転速度センサ、傾斜センサ、又は、車輪運動センサに基づいて、車両の動きＦＢが存在するか否かが確認される。車両の動きＦＢが存在しない場合には、制動過程への介入は不要であり、本方法は、ステップＳ１において継続し、ブレーキ操作測定装置からの新たな信号が評価される。車両の動きが存在する場合には、本方法は、危険状況ＧＳが存在するか否かの確認に移行する。図示された実施形態では、危険状況ＧＳが存在しない場合には、運転者によって形成された制動力が変化されない制動過程ＢＶ、又は、前輪及び後輪にそれぞれ１つの適切な制動力が存在するように、運転者によって形成された制動力が変化される制動過程ＢＶが実施される。これは、多くの場合、前輪及び後輪に対して同じ制動力とすることができる。
【００４２】
危険状況ＧＳが存在するかどうかは、例えば走行状況に関連して上述したセンサを利用して検出することができる。車両が動いている場合には、速度、加速度、制動力の急激な増加、及び／又は、ブレーキ操作装置の操作量に基づいて、危険状況ＧＳが存在するか否かが判定される。例えば、走行速度が存在せずにブレーキが操作された場合には、たとえブレーキが、走行時に車輪のロックを引き起こし得る操作量で操作されたとしても、制動圧力制御装置は、危険状況が存在しないと推測する。例えば運転者は、信号で停止したままブレーキを操作することがある。基本的に、走行速度が存在しない場合には、制動力介入装置による制動行動への介入を省略することができる。
【００４３】
危険状況ＧＳが識別された場合には、制動圧力制御装置によって、前輪及び後輪における各制動力の適合と、ＡＢＳ類似機能の重畳とを伴う制動過程ＢＶが実施される。同様にして、危険状況ＧＳが存在しない場合には、前輪及び後輪における各制動力が、特に制動過程ＢＶ時に制動距離を短縮するために適切に変化される。
【００４４】
本発明と一緒に従来のＡＢＳ機能が実現される場合には、危険状況ＧＳが識別されると、ＡＢＳ類似機能の代わりにこの従来のＡＢＳが作動される。ＡＢＳ機能の介入は、前輪又は後輪に対する制動力の分配を改善することによって遅延させることができる。しかしながら、制動過程の進行中に、初めは危険状況ＧＳが確認されなかったが後になって危険状況ＧＳが確認された場合には、この危険状況ＧＳが確認された後に、ＡＢＳ類似機能による制動、又は、存在する場合には従来のＡＢＳ機能による制動を実施することができる。この場合には、制動距離は、組み合わせにおいて後輪ブレーキ及び前輪ブレーキによる制動可能性を理想的に利用し尽くすことによって最適化される。
【００４５】
以下に挙げるテーブルに基づき、前輪ブレーキの操作の強さと、後輪ブレーキの操作の強さとを種々異なるように組み合わせた場合における危険性に関する概観が示される。
【００４６】
【表１】
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【００４７】
前輪ブレーキにおける小さい又は中程度の制動力と、後輪ブレーキにおける小さい又は中程度の制動力とからなる組み合わせが存在する場合には、わずかな危険性しか存在しない。後輪における制動作用が比較的大きく、前輪における制動作用が小さい又は中程度である場合には、改善可能な制動状況が存在する。
【００４８】
図７は、制動過程がグラフとしてプロットされた概略線図を示す。線図では、縦軸上に総制動力ＦＢがプロットされており、その一方で、横軸上には制動過程の時間ｔが示されている。横軸の右端には、制動距離ＳＢがプロットされた別の縦軸が示されている。線図中の、総制動力ＦＢの縦軸に所属する曲線は、小さい円でマーキングされており、その一方で、制動距離ＳＢに所属する曲線は、小さい三角形でマーキングされている。点又は三角形は、もっぱら各曲線のマーキングのために使用されている。横軸に対して平行にロック境界線Ｂが破線としてプロットされている。図示された制動過程は、横軸の方向に６つの区分に分割されており、これら６つの区分には、それぞれ長方形の箱の中に記載されたローマ数字が付されている。縦軸に対して平行に破線によって示された時点Ｘには、制動過程をトリガするイベントが発生する。このフェーズ０の間には、このイベントに対する運転者の反応が行われ、このイベントは、遅延時間ｔＶの間つづく。フェーズＩで開始して、車両の制動によって総制動力ＦＢが作用する。総制動力ＦＢ及び制動距離ＳＢに対する各実線は、それぞれ制動力介入装置の介入がない場合の制動過程の推移を示しており、従って、運転者の従来の制動に相当する。図示された事例では、フェーズＩからＩＶへと推移するにつれて総制動力ＦＢが連続的に増加する。車両は即時には停止しないので、車両は制動距離に沿って移動し、このことは、三角形と共に実線でマーキングされた線によって概略的に示されている。フェーズＶの開始時には、運転者は、総制動力ＦＢの傾きを増加させ、その結果、総制動力ＦＢは、フェーズＩ〜ＩＶの時よりも顕著に大きく増加する。このことから、フェーズＶの間に危険状況Ｇ、例えば間近に迫った衝突が存在することを推測することができる。相応にして、車両は、制動距離ＳＢに沿ってより大きく遅延して移動し、このことは、三角形と共に実線でマーキングされた線の平坦な推移によって概略的に示されている。この制動距離曲線は、縦軸に対して平行に線図にプロットされた破線Ｚにおいて終端する。この箇所で車両が停止し、従来の制動過程が完了する。
【００４９】
制動力介入装置の介入がある場合に総制動力ＦＢ及び制動距離ＳＢがどのようにして変化するかは、２つの点線によって示されている。フェーズＩの間には、制動力介入装置の介入なしに制動過程が実施される。このフェーズの間に、運転者がそれぞれ前輪及び後輪に対してどのような制動作用を引き起こしたかが検出される。フェーズＩＩでは、制動圧力制御装置が、前輪及び／又は後輪における制動圧力に介入し、これを最適化することを開始する。まずフェーズＩＩでは、弱い介入が引き起こされる。円と共に点線でマーキングされた制動力曲線の推移によって示されているように、総制動力ＦＢは、この弱い介入によってやや増加する。これに応じて、三角形と共に点線でマーキングされた曲線である制動距離ＳＢの推移も、介入がない場合における制動距離の推移である三角形と共に実線でマーキングされた曲線とは相違する。比較的大きい総制動力ＦＢによって、制動距離ＳＢが短縮される。フェーズＩＩＩでは介入措置が増大され、制動力がより大きく増加する。これに応じて制動距離の点線も、より平坦に推移する。フェーズＩＶの間には、制動力介入装置によって総制動力ＦＢのさらに大きい増加が引き起こされ、これによって制動距離ＳＢの曲線の推移は、より一層平坦になる。このより平坦な推移は、より大きい速度低下も意味しており、このことによって車両は、既に時点Ｚ’において、つまりフェーズＩＶとＶの間の移行時において停止することとなる。この場合には、時点Ｚ’は、制動力介入装置の介入なしに車両が停止する時点Ｚよりも前にある。一部の場合には、このようにして短縮された制動距離によって危険状況を緩和することが可能となり、例えば衝突を回避することが可能となる。車両が既に時点Ｚ’に停止することにより、フェーズＶにおける危険状況Ｇの発生を回避することが可能となる。
【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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