(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者のブレーキ操作要求を検出するための操作要素を含む電気機械式駐車ブレーキ装置と、
ブレーキ特有の少なくとも１つの運転者アシスト機能を自動的に実現するための電子式運転者アシスト装置と、
少なくとも１個の車輪ブレーキを操作するための電子制御可能なアクチュエータ装置と、
自動車の運転状態及び操作装置の状態データを示す入力信号を、アクチュエータ装置を制御するための出力信号に変換するための電子制御装置（１）とを備えている、
自動車用ブレーキ装置であって、
電子制御装置（１）が、入力信号を、運転者によって引き起こされる駐車ブレーキ機能を実現するための信号
【外１】
0005073139.tif 000026
に変換する第１のモジュール（５）と、入力信号を、自動的な運転者アシスト機能を実現するための信号
【外２】
0005073139.tif 000027
に変換する第２のモジュール（６）とを備えているブレーキ装置において、
電子制御装置（１）が、第１のモジュール（５）と第２のモジュール（６）の出力信号から、アクチュエータ装置を制御するための出力信号
【外３】
0005073139.tif 000028
を発生する調整モジュール（７）を備えていることと、
調整モジュール（７）は、第１のモジュール（５）と第２のモジュール（６）の出力信号から複数の制御状態を区別し、第１のモジュール（５）と第２のモジュール（６）の出力信号がアクチュエータ装置を逆方向に制御させようとする信号である制御状態では、調整モジュール（７）は、常に、運転者によって引き起こされる駐車ブレーキ機能を実現するための信号の方に、より高い優先権を与えることと、
を特徴とするブレーキ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のブレーキ装置を制御するための方法において、
電子制御装置（１）が、出力信号として、操作力Ｆｒｅｓと操作力変化
【外４】
0005073139.tif 000029
を出力し、この操作力と操作力変化が、アクチュエータ装置によって加えられる締付け力の最終値に関する目標設定値と、最終値に達するまで使用される操作力変化に関する目標設定値であることと、
第１のモジュール（５）が、信号として、運転者によって引き起こされる駐車ブレーキ機能を実現するために必要な操作力ＦＥＰＢと操作力変化
【外５】
0005073139.tif 000030
を発生し、第２のモジュール（６）が、信号として、自動的な運転者アシスト機能を実現するために必要な操作力ＦＡＰＢと操作力変化
【外６】
0005073139.tif 000031
を発生することと、
調整モジュール（７）は、第１のモジュール（５）と第２のモジュール（６）が発生した操作力変化
【外７】
0005073139.tif 000032
を比較し、操作力変化
【外８】
0005073139.tif 000033
の正負符号に依存して、第１のモジュールの信号または第２のモジュールの信号に、アクチュエータ装置を制御するための出力信号に関して、より高い優先権を与えることと、
を特徴とする方法。
【請求項３】
操作力変化
【外９】
0005073139.tif 000034
の正負符号が異なる場合、第１のモジュール（５）の信号が、調整モジュール（７）によって、より優先権を与えられることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
操作力Ｆｒｅｓとして、第１のモジュール（５）によって要求される値ＦＥＰＢが使用されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
発生した両操作力変化
【外１０】
0005073139.tif 000035
の正負符号が同じである場合、ブレーキ機能の実現に関して、より高いダイナミクスを有するモジュールの信号が、調整モジュール（７）によって、より高い優先権を与えられることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項６】
操作力変化
【外１１】
0005073139.tif 000036
の正負符号が負である場合、操作力の最終値Ｆｒｅｓとして、信号ＦＥＰＢとＦＡＰＢの中の最小値が使用され、操作力変化
【外１２】
0005073139.tif 000037
の正負符号が正である場合、信号ＦＥＰＢとＦＡＰＢの中の最大値が使用されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、統合された駐車ブレーキ機能と、少なくとも１つのブレーキ特有の運転者アシスト機能を自動的に実現するための実装された運転者アシスト装置とを備えた、請求項１の前提部分に記載された、自動車用ブレーキ装置に関する。本発明は更に、このようなブレーキ装置を制御するための方法に関する。
【０００２】
ドイツ連邦共和国特許第３９０９９０７号公報により、駐車ブレーキを備えた自動車用ブレーキ装置が知られている。駐車ブレーキは先ず最初に、運転者によって意識的に操作可能な駐車レバーまたはブレーキレバーを備えている。このレバーは駆動装置に関係なく、車輪ブレーキを弛めたり締付けたりするためのブレーキケーブルに作用することができる。駐車ブレーキは更に、制御装置を備えている。この制御装置は電子制御装置として形成され、入力側が車輪速度を検出するための少なくとも１個の回転速度センサと、車輪の回転方向を検出するための回転方向センサと、変速機の選択されたギヤ段を表すシフトレバー位置を検出するためのシフトレバー位置センサに接続されている。従って、電子制御装置によって評価されたセンサデータに依存して、公知の駐車ブレーキは、運転者の行為なしに自動的に操作することができる、すなわち締付けたり弛めたりすることができる。これは、車両が駐車ブレーキを締付けたり弛めたりする必要がある駐車位置または走行位置にあるや否や行われる。
【０００３】
駐車ブレーキのこの公知の構造の欠点は、運転者の要求が走行状況に依存して不充分に実現されることにある。というのは、車両の停止状態またはきわめて低速の状態でのみ、自動的なブレーキ介入が行われるからである。更に、駐車ブレーキは運転者による手動操作時に、走行状態のパラメータがブレーキングの実際の実施にあまり影響を与えない運転様式でのみ応答する。
【０００４】
ヨーロッパ特許出願公開第０８２５０８１号公報から同様に、独立した力によって操作される駐車ブレーキ装置を用いて、自動的なスタートトラクションコントロール機能を実現することが知られている。そのために、車両の運転状態を表す多数の入力データを、制御装置内で、自動的なスタートトラクションコントロール機能の判断基準を解除するように評価および更に処理する必要がある。それと平行して、駐車ブレーキ操作に関する運転者の要求を表す適当な入力信号が制御ユニットに供給される。これは制御ユニットのきわめて複雑な全体構造と、大きなデータ量の処理を必要とする。
【０００５】
これから出発して、本発明の課題は、いろいろなブレーキング要求を調整し、走行状況に依存して実現する、統合された電気機械式駐車ブレーキ機能とブレーキ特有の自動的な走行アシスト機能を有するブレーキ装置を提供するとにある。
【０００６】
この課題は、請求項１の特徴を有するブレーキ装置によって解決される。このようなブレーキ装置は、運転者のブレーキ操作要求を検出するための操作要素を備えた電気機械式駐車ブレーキ装置（ＥＰＢ＝電気式パーキングブレーキ）を含んでいる。ブレーキ装置は更に、ブレーキ特有の少なくとも１つの運転者アシスト機能（例えばスタートトラクションコントロール、ヒルホルダー、交通信号ストップ、駐車アシスト等）を自動的に実現するための電子式運転者アシスト装置とを備えている。この運転者アシスト機能はアクティブ駐車ブレーキ（ＡＰＢ）のようにブレーキ装置に自動的に作用する。少なくとも１個の車輪ブレーキを操作するための電子制御可能なアクチュエータ装置によって、ブレーキ機能が相応して車輪ブレーキ内で実現される。入力信号を、アクチュエータ装置を制御するための出力信号に変換するための電子制御装置は、車輪ブレーキの締付けまたは弛めを調整する。その際、入力信号は、自動車の運転状態または自動車の操作装置の状態を表す。それによって、実際の車両ダイナミックスデータと、操作装置（アクセルレバーまたはペダル、ブレーキレバーまたはペダル、駐車ブレーキレバーまたはペダル、クラッチレバーまたはペダル、変速機選択レバーまたはペダル等）の状態によって定められる操作データとが、制御装置に供給され、この制御装置によって処理される。特有の制御装置はモジュール構造を有する。この場合、目的に即して互いに別々に開発可能である独立したソフトウェアモジュールが生じる。その際、第１のソフトウェアモジュール（ＥＰＢモジュール）は、入力信号を、運転者によって引き起こされる駐車ブレーキ機能を実現するための信号に変換する役目を果たす。他の第２のモジュール（ＡＰＢモジュール）は入力信号から、自動的な運転者アシスト機能を実現するための信号を発生する。この運転者アシスト機能は運転者アシスト装置内でその特有の境界条件でブレーキ装置内に実装されている。制御装置内のソフトウェアパッケージのモジュール構造により、データフローが改善され、特に迅速である。このデータフローは制御装置の性能を増大させる。更に、モジュール式ソフトウェア構造は、制御ユニットに簡単に統合可能である、目的に即した、用途に関連する個々のモジュールの形成を可能にする。更に、付加的な運転者アシスト機能を、補足的なソフトウェアモジュールによって全体システムに難なく挿入することができる。このようにして、電気的な駐車ブレーキ装置を既に備えたブレーキ装置は、アクティブ駐車ブレーキのように付加的な運転者アシスト機能を補足することが可能である。
【０００７】
実質的に運転者のブレーキ操作要求を検出する入力データを処理するための第１のモジュールと、自動的でブレーキ特有の運転者アシスト機能を実行するためのデータを処理する第２のモジュールとを備えた制御装置の構造により、有利な実施形では、調整モジュールが設けられている。この調整モジュールでは、料モジュールから出力された信号が、結果として生じる信号に処理される。この信号は車輪ブレーキに連結されたアクチュエータ装置を制御するために適している。その際、調整モジュールは、手前に接続された両ソフトウェアモジュールから入力される信号から、出力信号を発生するという課題を有する。
【０００８】
上記のブレーキ装置の制御のために適した方法は、従属請求項に記載されている。その際一般的に、制御装置内で、入力信号から、結果として生じる出力信号が発生させられる。この出力信号は後続配置のアクチュエータ装置のために、達成すべき操作力最終値Ｆres の瞬時の目標値と、そのために使用される力変化
【０００９】
【外１３】
0005073139.tif 000002
（瞬時の力実際値の時間による微分値）を示す。この出力信号
【００１０】
【外１４】
0005073139.tif 000003
に基づいて、アクチュエータ装置は用途に関連しておよび走行状況に依存して制御可能である。制御装置の入力信号として、一方では自動車の走行状態に関する適当なデータ（エンジントルク、車速、点火装置の状態等）が検出され、他方では運転者によって操作可能な操作装置の状態データが検出される。この操作装置を介して、運転者は自動車の運転状態（アクセルペダル、ブレーキペダル、クラッチペダル、駐車ブレーキスイッチ／駐車ブレーキレバー／駐車ブレーキダル、点火装置、入れられたギヤ段等）に影響を与えることができる。制御装置によっ検出されたこの入力信号は両ソフトウェアモジュール（ＥＰＢモジュール／ＡＰＢモジュール）に供給され、このモジュールによって処理される。その際、第１のＥＰＢモジュールは駐車ブレーキを走行状況に依存して操作するための操作概念を含み、その際車両の運転状態に関するデータのほかに、運転者のブレーキ操作要求を考慮する。それから、ＥＰＢモジュールにおいて、信号
【００１１】
【外１５】
0005073139.tif 000004
が発生させられる。この信号は基本的にはアクチュエータ装置の指令に一致する。
【００１２】
それと平行して、制御装置によって受信された入力信号はＡＰＢモジュールに供給される。このＡＰＢモジュールはアクティブ駐車ブレーキのように、スタートトラクションコントロール、ヒルホルダー、操車アシスト／駐車アシスト等のような付加的で自動的な運転者アシストシステムを実行することができる。ＡＰＢモジュールによって、第１のモジュールに類似して、適当な要求信号
【００１３】
【外１６】
0005073139.tif 000005
が発生させられる。ＥＰＢモジュールとＡＰＢモジュールから出力されたデータは、調整モジュールに供給される。この調整モジュールはデータを互いに比較し、評価する。その際、要求値
【００１４】
【外１７】
0005073139.tif 000006
に依存して生じる出力信号
【００１５】
【外１８】
0005073139.tif 000007
が調整モジュールによって発生させられる。この出力信号は後続配置のアクチュエータ装置を制御するために役立つ。その際、調整ユニットは全体として、運転者のブレーキ操作要求を優先して考慮し、走行状態に依存するダイナミクスを有する力最終値を達成するという設定を満足しなければならない。
【００１６】
本発明の実施の形態が図に示してある。次に、この実施の形態について詳しく説明する。
【００１７】
図１は、当該種類のブレーキ装置内に設けられた電子制御装置１の構造を概略的に示している。一般的に、ブレーキ装置は電気機械式駐車ブレーキを備えている。この駐車ブレーキは操作要素によって、運転者のブレーキ操作要求を検出し、対応する操作データを制御装置１に供給することができる。ブレーキ装置は更に、自動車の動作状態に依存して、少なくとも１つのブレーキ特有の運転者アシスト機能を自動的に実行するための電子式運転者アシスト装置を備えている（スタートトラクションコントロール、ヒルホルダー、駐車アシスト等）。この場合、電子制御装置は、自動車の走行状態に関する入力データと、運転者によって操作される操作装置のデータに基づいて（アクセルペダル、ブレーキペダル、クラッチペダル、駐車ブレーキスイッチ／駐車ブレーキレバー／駐車ブレーキペダル、入っているギヤ段等）、対応する出力信号を発生するために設けられている。この出力信号は後続配置のアクチュエータを制御する役目を果たす。図示していないアクチュエータ装置はブレーキ装置の一部であり、好ましくは電気機械的に操作可能に形成されている。このようなアクチュエータ装置は全く異なるように形成可能である。このようなアクチュエータ装置の有利な形成は例えば中央から複数の車輪ブレーキに作用可能である中央アクチュエータであるかまたはそれぞれ個々の車輪ブレーキに作用する分散形のアクチュエータである。分散形のアクチュエータは好ましくはそれぞれ車輪ブレーキに一体化可能である。
【００１８】
電子制御装置１は先ず最初に、信号処理ユニット２を備えている。この信号処理ユニットは自動車の走行状態に関する入力データと、運転者の要求を表す操作装置に関する入力データを検出し、制御装置内の他のデータ処理のために入力データを処理する。従って、信号処理装置２内で、現在の走行状態と、運転者が希望する走行状態への影響が検出される。この状態を示すデータは信号経路３，４を経て、後続配置のソフトウェアモジュールに供給される。
【００１９】
第１に、ＥＰＢモジュール５が設けられている。このモジュールはソフトウェアパッケージの形態で、走行状況に依存して運転者によって引き起こされるブレーキ装置の操作に関する操作概念を含んでいる。その際、ＥＰＢモジュールは付設の操作要素から供給される信号を、走行状況に依存して評価し、操作要求／解除要求
【００２０】
【外１９】
0005073139.tif 000008
を出力する。この操作要求／解除要求は機械式駐車ブレーキの従来一般的であった操作要求に対応する。ＥＰＢモジュールは主として、操作要素を介して運転者によって引き起こされる電気機械式駐車ブレーキングを考慮し実行する役目を果たす。
【００２１】
第２または他のソフトウェアパッケージとして、ＡＰＢモジュール６が制御装置１に統合されている。このＡＰＢモジュールはアクティブ駐車ブレーキのように、電気機械式駐車ブレーキ装置を備えたブレーキ装置全体の機能性の拡張を可能にする。ＡＰＢモジュールは例えばスタートトラクションコントロール、ヒルホルダー、操車補助システム、駐車アシストシステムのような運転者アシストシステムの付加的な実施を可能にする。このような機能性はブレーキ装置全体の快適性と利用者親近性を高める。第１のモジュールと同様に、ＡＰＢモジュール６内で、対応する要求信号
【００２２】
【外２０】
0005073139.tif 000009
が発生させられる。この要求信号は後続配置のアクチュエータ装置を制御するための要求データに一致する。その際、ＡＰＢモジュール６は詳しくは、その機能性（例えばスタートトラクションコントロール）に対応して、アクセルペダル操作、ブレーキペダル操作、クラッチペダル操作、エンジントルク、入れられたギヤ段、走行速度等のような車両信号を評価し、操作要求や解除要求
【００２３】
【外２１】
0005073139.tif 000010
を出力する。この操作要求や解除要求は運転者アシストシステムの機能性に対応する。従って、個々のソフトウェアユニットを適切に形成することにより、任意の運転者アシスト機能を制御装置１に統合することができる。この場合、複数のＡＰＢモジュール６を使用することができる。
【００２４】
分離されたモジュール５，６から出力される、アクチュエータ装置の操作力の目標値と操作力変化の目標値を示す両要求信号
【００２５】
【外２２】
0005073139.tif 000011
を調整するために、このデータは調整モジュール７内で更に処理される。一般的に、個々のモジュール５，６から出力される信号の調整は、特に或る走行状況でアクチュエータ装置の制御のための要求信号が両モジュールから出力されるときに重要である。
【００２６】
基本的には、ＥＰＢモジュール５またはＡＰＢモジュール６の両要求を調整するために、複数の運転ケースを区別すべきである。第１のケース、すなわち操作力の変化のための両要求信号
【００２７】
【外２３】
0005073139.tif 000012
の正負符号が同じである場合には、ＥＰＢモジュール５とＡＰＢモジュール６は、同じ方向を目指す操作要求または解除要求を出力する。すなわち、両方共同時にブレーキ操作を要求するかまたは両方共同時にブレーキ解除を要求する。従って、調整モジュール７は、高いダイナミクスを要求するかまたは両モジュール５，６の共通の目的（すなわち締付けまたは弛緩）を達成するために値的に大きな力変化を予め定めるソフトウェアモジュールに、高い優先権を与えなければならない。操作力の最終値に関して要求ＦEPB とＦAPB が異なる場合、その都度充分な要求を考慮すべきである。すなわち、“弛める”際に両設定値から最小値を、そして“締付ける”際に最大値を考慮すべきである。従って、調整モジュール７内での第１の計算命令８に基づいて、
【００２８】
【数１】
0005073139.tif 000013
のケースのために発生する出力信号
【００２９】
【外２４】
0005073139.tif 000014
を決定するための次のアルゴリズムが生じる。
【００３０】
【数２】
0005073139.tif 000015
この計算命令８に対応して、ブレーキ装置の走行状況に依存する安全な運転が保証される。運転者が例えば走行中に適当な操作要素を介して電気機械式駐車ブレーキングを引き起こすと（締付け方向の操作）、これはゆっくりしたダイナミクスで（停止する車両と比較して）行われる。運転者がそれと平行して常用ブレーキ装置を操作すると、車両の停止が検出されるときに、ヒルホルダーが電気機械式駐車ブレーキを完全なダイナミクスで締めつけることができる。なぜなら、常用ブレーキ装置の操作時に車両の停止が確実に検出されるからである。その際、ＥＰＢモジュール６からのゆっくりした要求は上側の計算命令（最大値を求める命令）に相応して無視される。
【００３１】
他の例として、電気機械式駐車ブレーキがスタート過程でＡＰＢモジュール６によってゆっくり弛められると、運転者は駐車ブレーキ装置の操作要素を弛める方向に操作することによって、弛め過程を加速することができる。ここでは、直接的な運転者操作に対して、高い優先権が与えられる。
【００３２】
第２のケースの場合、両モジュール５，６を同時に作動させるときに、操作力変化
【００３３】
【外２５】
0005073139.tif 000016
は異なる正負符号を有する。この状況において、ＥＰＢモジュール５とＡＰＢモジュール６は異なる方向を目指す操作要求または解除要求を出力する。すなわち、一方のモジュールが駐車ブレーキの“締付け”を要求するのに対し、他方のモジュールはそれに対して平行して駐車ブレーキの“弛緩”を要求する。この場合にも、調整モジュール７はＥＰＢモジュール５の信号に対して高い優先権を与えなければならない。なぜなら、調整モジュールが運転者の操作と直接的に関係しているからである。従って、運転者は最終的に、駐車ブレーキ装置の操作要素に対して適切にアクセスすることによって、自動車の走行状態に影響を与えることができる。
【００３４】
例えば電気機械式駐車ブレーキがＡＰＢモジュール６によってスタート過程でゆっくり弛められると、運転者は駐車ブレーキ装置用操作要素を“締付け”方向に操作することによって、電気機械式駐車ブレーキの弛め過程と車両のスタート過程を停止し、車両を電気機械式駐車ブレーキによって再び確実に駐車することができる。この場合にも、運転者の操作に最高の優先権を与えられる。
【００３５】
電機機械式駐車ブレーキ装置が他の例に従って、車両停止時および常用ブレーキ装置操作時に（例えばヒルホルダーのような）運転者アシストシステムによって締付けられると、運転者は常用ブレーキ装置を更に操作するとき、駐車ブレーキ装置用操作要素を“弛める”方向に操作することにより、このケースのためのヒルホルダーを作用させないようにすることができる。運転者が常用ブレーキ装置を更に操作するときスタートトラクションコントロールを所望する場合には、運転者は操作要素を“締付け”方向に新たに操作することによって電気機械式駐車ブレーキを再び操作し、運転者アシストシステムを再び作用させる。それによって、運転者による車両の操作が常に、快適指向の自動的なＡＰＢモジュール６の要求よりも高い優先権を有する。従って、操作力変化の正負符号が異なる場合、すなわち、
【００３６】
【数３】
0005073139.tif 000017
の場合、アクチュエータ装置の制御用の発生する出力信号
【００３７】
【外２６】
0005073139.tif 000018
を決定するために、第２の計算命令９
【００３８】
【数４】
0005073139.tif 000019
を有するアルゴリズムが使用される。
【００３９】
駐車ブレーキ装置用操作要素が運転者によって操作されない場合、第３の用途に従って、ＥＰＢモジュール内の操作状態が変化しない。すなわち、
【００４０】
【数５】
0005073139.tif 000020
である。この場合のために、調整モジュールはアクチュエータ装置の制御時にＡＰＢモジュールの信号に高い優先権を与える。従って、発生する制御信号
【００４１】
【外２７】
0005073139.tif 000021
はＡＰＢモジュールの出力信号
【００４２】
【外２８】
0005073139.tif 000022
に一致する。
【００４３】
【数６】
0005073139.tif 000023
の場合には、調整モジュール７内のアクチュエータ装置の制御のための出力信号
【００４４】
【外２９】
0005073139.tif 000024
を決定するために、第３の計算命令１０
【００４５】
【数７】
0005073139.tif 000025
を有する次のアルゴリズムが使用される。
【００４６】
制御装置のこのような形成によっておよびブレーキ装置を制御するための関連する方法によって、制御装置１はそのソフトウェア構成部分によってモジュール式に構成可能である。これは個々のソフトウェアモジュールの目的に沿った設計を可能にし、このソフトウェアモジュールはその相互作用に関してのみ制御装置１に実装するだけでよい。更に、既に知られている既存のＥＰＢモジュール５を、拡張された機能性を有する車両のためにも、変更しないで使用することができる。従って、付加的な運転者アシスト機能を簡単に改装することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  制御装置内の制御方法の処理手順のための概略的な図である。
【図１】
0005073139.tif 000038