(57)【要約】  本発明は、少なくとも１つの液圧で操作可能な車輪ブレーキ機構（５）と、少なくとも１つの電気駆動機（３）とを有する自動車（１）を作動させるための方法であって、ドライバー挙動を緊急ブレーキ過程に関し監視するステップと、前記緊急ブレーキ過程を検知した時に液圧緊急ブレーキトルクを発生させるために液圧式の前記車輪ブレーキ機構（５）を起動させるステップとを備えた前記方法に関する。前記緊急ブレーキ過程を検知した時、前記駆動機を発電により作動させて、付加的な電気的緊急ブレーキトルクを発生させることが意図されている。【選択図】  図２
2020504048.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの液圧で操作可能な車輪ブレーキ機構（５）と、少なくとも１つの電気駆動機（３）とを有する自動車（１）を作動させるための方法であって、
−ドライバー挙動を緊急ブレーキ過程に関し監視するステップと、
−前記緊急ブレーキ過程を検知した時に液圧緊急ブレーキトルクを発生させるために液圧式の前記車輪ブレーキ機構（５）を起動させるステップと、
を備えた前記方法において、
−前記緊急ブレーキ過程を検知した時、前記駆動機を発電により作動させて、付加的な電気的緊急ブレーキトルクを発生させる、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記駆動機（３）を、最大限に可能な緊急ブレーキトルクを発生させるために起動させることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記最大限に可能な緊急ブレーキトルクを、車道での前記自動車（１）の車輪（２）の車輪スリップまたは静止摩擦に依存して制限す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】
前記駆動機（３）を、前記電気的緊急ブレーキトルクを可能な限り迅速に発生させるために起動させることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
液圧ブレーキトルクの増大に伴って前記電気的ブレーキトルクを減少させることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記駆動機（３）の発電による作動の際に生じる電気エネルギーをエネルギー変換器によって熱に変換させることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
少なくとも１つの液圧で操作可能な車輪ブレーキ機構（５）と、少なくとも１つの電気駆動機（３）とを有する自動車（１）を作動させるための装置、特に制御器（７）において、前記装置が、特に、規定通りの使用の際に請求項１から６までのいずれか一項に記載の方法を実施するために適していることを特徴とする装置。
【請求項８】
少なくとも１つの液圧で操作可能な車輪ブレーキ機構（５）と、少なくとも１つの電気駆動機（３）とを有する自動車（１）において、請求項７に記載の装置が設けられていることを特徴とする自動車（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの液圧で操作可能なブレーキ機構と、少なくとも１つの電気駆動機とを有する自動車を作動させるための方法であって、ドライバー挙動を緊急ブレーキ過程に関し監視し、前記緊急ブレーキ過程を検知した時に液圧緊急ブレーキトルクを発生させるために液圧式の前記ブレーキ機構を起動させるようにした前記方法に関するものである。
【０００２】
さらに、本発明は、上述の方法を実施する装置、特に制御器に関する。
【０００３】
さらに、本発明は、この種の装置を備えた自動車に関する。
【背景技術】
【０００４】
従来の自動車は、ブレーキペダルを操作することによってドライバーにより操作可能である液圧式ブレーキシステムを有している。ブレーキペダルを操作することにより、ドライバーによってもたらされるブレーキ力は、たとえばブレーキ倍力装置を用いて液圧式ブレーキシステム内に取り込まれ、および／または、ブレーキマスタシリンダを用いて液圧式ブレーキシステム内に取り込まれる。液圧式ブレーキシステムは、通常複数の車輪ブレーキ機構を有しており、これらの車輪ブレーキ機構は自動車のそれぞれ１つの車輪に付設されて、車輪ごとにブレーキトルクを発生させることができる。この場合、最適な制動過程を可能にするために、ＡＢＳシステムまたはＥＳＰシステムにより適当な弁が自動的に起動される。
【０００５】
ドライバーがたとえばブレーキペダルを高速で且つ大きな力で操作することで緊急ブレーキを導入すると、まだ自動車の十分安全な走行作動を可能にするような最大限に高いブレーキトルクを発生させるために車輪ブレーキが起動される。このように、ブレーキペダル操作を監視することにより、ドライバーが緊急ブレーキ過程を導入したがっているかどうかに関してドライバー挙動を監視することができる。
【０００６】
今日では、従来の内燃エンジンによる駆動に加えて、または、これとは択一的に発電機およびモータで作動させることができる１つまたは複数の電気駆動機を有する自動車への価値観も高まっている。制動過程を導入するために液圧式ブレーキシステムを投入するのではなく、このような駆動機を発電により作動させることで、たとえば長時間をかけて山道を降りるなどの際に自動車のエネルギー供給のために電気エネルギーを発生させることは多くの事例ですでに公知である。したがって、この回生制動作動は、実質的にエネルギー回収のために用いられる。
【発明の概要】
【０００７】
請求項１の構成を備えた本発明による方法には、緊急ブレーキの際に自動車が従来よりも迅速に減速されるという利点がある。本発明により、減速トルクが自動車の車輪を介して車道に作用するまでの自動車の反応時間が短縮され、その結果自動車は、制動距離の短縮のために従来よりも迅速に停止する。これは、本発明によれば、緊急制動過程を検知した時に駆動機を発電により作動させて、付加的な緊急ブレーキトルクを発生させることにより達成される。すなわち、緊急制動過程の際には、液圧式ブレーキシステムに加えて駆動機も発電により作動させることで、付加的な（電気的）ブレーキトルクを発生させるように構成されている。これにより、一方では全体的に大きくなったブレーキトルクが提供され、他方では電気駆動機の迅速な反応時間により、液圧式ブレーキシステムに比べてブレーキトルクがすでに初期に、または、従来よりも早期に自動車の車輪に提供されるという利点が達成される。駆動機の反応時間が短いために、駆動機は、液圧式ブレーキシステムによって自動車の車輪ブレーキにブレーキ力が発生する前に、または、発生したことが感知できる前に、発電による制動回転トルクを供給する。これによって、緊急ブレーキ過程において自動車は従来よりも早く減速され、対応的に自動車の反応時間または制動距離は短くなる。
【０００８】
本発明の有利な更なる構成によれば、駆動機を、最大限に可能な緊急ブレーキトルクを発生させるために起動させるように構成されている。これにより、自動車が可能な限り迅速に減速されることが保証される。
【０００９】
この場合、緊急ブレーキトルクを、特に最大限に可能な緊急ブレーキトルクを可能な限り迅速に発生させるために駆動機を起動させるように、特に構成されている。これによって、駆動機は、緊急制動過程の更なる推移において液圧緊急ブレーキトルクによって支援されるような大きなブレーキトルクを短時間で提供する。本発明の有利な更なる構成によれば、最大限に可能な緊急ブレーキトルクを自動車の車輪スリップに依存して制限するように構成されている。これによって、緊急制動過程の導入により自動車の１つまたは複数の車輪がロックして自動車の車線維持安定性が損なわれることが阻止される。最大限に可能なブレーキトルクを制限するためには、たとえば従来のＡＢＳシステムのセンサ装置および評価装置を利用することができる。
【００１０】
さらに、有利には、液圧ブレーキトルクの増大に伴って電気的ブレーキトルクを減少させるように構成されている。液圧式ブレーキシステムによって十分大きなブレーキトルクが発生して、その結果最大限に可能な緊急ブレーキトルクが液圧式ブレーキトルクだけで設定される場合、または、設定できる場合には、直ちに電気的ブレーキトルクを減少させ、その結果制動機能は液圧式ブレーキシステムへ受け渡される。この場合、受け渡しは特に連続的に行われ、その結果利用者はこの受け渡しに気づかず、それぞれの車輪にロックまたは静止摩擦損失を引き起こすような急激な回転トルク変動は生じない。さらに、これによって、駆動機が短時間だけ大きな発電性ブレーキトルクで作動し、よって駆動機に対する負荷が過度にならないという利点が達成される。駆動機は可能な限り大きなブレーキトルクを発生するためのものなので、負荷は駆動機の通常の負荷を越えている。ブレーキトルクを液圧式ブレーキシステムへ受け渡すことにより、駆動機に対する継続的な破損または損害を生じさせない駆動機の短時間の高負荷のみが行われることが達成される。これによって、たとえば、駆動機に接続されているエネルギーアキュムレータおよび／またはパワー出力段も過負荷から保護される。本発明の有利な更なる構成によれば、そのほか、駆動機の発電による作動の際に生じる電気エネルギーをエネルギー変換器によって熱に変換させるように構成されている。これによって、そのほかに発電モードの駆動機によって発生したエネルギーを受容するエネルギーアキュムレータが高負荷から保護され、それにもかかわらず電気エネルギーを確実に逃がすことができることが達成される。このため、本発明では、電気エネルギーは熱に変換され、よって簡単にシステムから逃がすことができる。
【００１１】
請求項７の構成要件を備えた本発明による装置は、特に、規定通りの使用の際に本発明による方法を実施するために適していることを特徴としている。これによって、すでに述べた利点が得られる。特に、装置は制御器として形成されている。
【００１２】
請求項８の構成要件を備えた本発明による自動車は、本発明による前記装置が設けられていることを特徴としている。これによっても、すでに述べた利点が得られる。
【００１３】
他の利点および有利な構成要件並びに構成要件の組み合わせは、特に前述したことおよび請求の範囲から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
次に、本発明を図面を用いて詳細に説明する。
【図１】自動車の簡略平面図である。
【図２】自動車を作動させるための有利な方法を説明するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、自動車１を車道と接触させている複数の車輪２を有する自動車１の簡略平面図である。自動車１は少なくとも１つの電気駆動機３を有し、該電気駆動機は、少なくとも、複数の車軸のうちの１つの車軸、本例では後車軸の複数の車輪と機械的に結合されて、これら車輪をモータで駆動させるか、或いは、回生ブレーキトルク／減速トルクをこの車軸の車輪２へ作用させる。
【００１６】
自動車１は、さらに、液圧式ブレーキシステム４を有している。ブレーキシステム４は車輪２のそれぞれに対しそれぞれ液圧で操作可能な車輪ブレーキ機構５を有するとともに、液圧を車輪ブレーキ機構５へ配分するために操作可能な弁を有する液圧式中央機構６を有していて、たとえば車輪ブレーキ５において車輪ごとにブレーキトルクを発生させる。したがって、中央機構６とは従来のＡＢＳまたはＥＳＰ機器である。
【００１７】
自動車１は、さらに、制御器７を有し、該制御器は、中央機構６および電気機械３と結合されていてこれらを起動させる。さらに、制御器７は、ブレーキペダル９およびアクセルペダル１０およびオプションでクラッチペダルを有する、自動車のペダル機構８と結合されている。厳密に言えば、制御器７は、その都度のペダル操作を監視するペダルのセンサと結合されている。
【００１８】
ブレーキペダル９が臨界値を超える速度および力で操作されたことを制御器７が検知すると、自動車のドライバーが緊急ブレーキをかけたか、またはかけようとしていると判定する。
【００１９】
この時点で制御器７は、通常のように、車輪ブレーキ５に最大限に高いブレーキトルクを液圧で設定して、可能な限り迅速に自動車１の減速を達成するために中央ユニット６を起動させる。
【００２０】
さらに、図２は複数の部分ＡないしＥに分割されているグラフを示している。以下で、これらの部分について検討する。
【００２１】
図２Ａは、液圧式ブレーキシステム４によって車輪ブレーキ２に発生される液圧ブレーキトルクＢＭｈを時間ｔについてプロットしたものである。時点ｔ０で液圧が上昇し始め、時点ｔ３で最大限に可能な値に達する。この最大限に可能な値は、車輪２の静止摩擦および車輪スリップに依存して中央機構６により最大値ＢＭｈ＿ｍａｘに制限される。車輪ブレーキ５に最大限に可能なブレーキトルクが実現されるまでに多少の時間がかかることがわかる。
【００２２】
それ故、特に前述したようにブレーキペタル操作によって緊急ブレーキが導入されたことがドライバーの挙動に基づいて確認された場合には、電気駆動機３を起動して回生ブレーキトルクを発生させるように有利に構成されている。この場合、特に、回生ブレーキトルクを可能な限り迅速に発生させ且つ可能な限り高く設定されるように電気機械３が起動されるよう構成されている。
【００２３】
さらに、図２Ｂは、駆動機３によって発生させたブレーキトルクＢＭｅの推移を示している。このブレーキトルクも、車道上での車輪２のロードグリップに依存して最大値に制限され、その際最大値は、前述のように、たとえばＡＢＳシステムによっても求めることができて、たとえばブレーキトルクＢＭｈ＿ｍａｘに対応している。
【００２４】
また、電気的最大ブレーキトルクを、たとえば駆動機３の性能および／または駆動機３に付設されている電気アキュムレータの性能或いはパワーエレクトロニクスの性能のような他の影響力によって制限することができる。
【００２５】
図２Ａおよび図２Ｂから明らかなように、駆動機３は液圧式ブレーキシステム４に比べてかなり迅速な反応時間を有しており、その結果駆動機は短時間で高いブレーキトルクを提供する。
【００２６】
さらに、図２Ｃは、自動車１に作用する減速度ａを時間ｔに関して示している。なお、破線は、自動車１が液圧式ブレーキシステム４だけで減速／制動されるときの減速度を示しており、実線は、前述のように駆動機３が付加的に発電によって作動される事例に対する減速度を示している。
【００２７】
これに関連して、説明している方法の利点が容易に見て取れる。駆動機３の付加的な回生ブレーキトルクにより、自動車が純粋に液圧で制動される場合より早期に且つ迅速に減速することが達成される。これによって総じて制動距離が短くなり、よって走行安全性が向上する。
【００２８】
さらに、図２Ｄは、液圧式ブレーキシステム４による従来の制動事例に対する自動車の速度ｖ（破線）と、前述のように駆動機３が付加的にブレーキトルクを提供する事例に対する自動車の速度ｖとを示している。
【００２９】
図２Ｅは、対応的に、緊急ブレーキを導入した時点からの時間ｔに関する走行距離ｘを、従来の制動事例（破線）と、発電による付加的なブレーキトルクを用いた有利な方法を実施する事例（実線）とに対し示したものである。
【００３０】
すでに述べたように、電気的ブレーキトルクも外部の影響力によって制限され、その結果電気的ブレーキトルクは最大ブレーキトルクへの到達に伴って、したがって電気的ブレーキトルクは、最大限に可能なブレーキトルクまたは許容ブレーキトルクへの到達に伴って時点ｔ１から一定に保持される。時点ｔ２では、液圧ブレーキトルクが最大限に可能な値ＢＭｈ＿ｍａｘに到達しないうちに、電気的ブレーキトルクを減少させる。この場合、時点ｔ２での液圧ブレーキトルクの大きさは、該液圧ブレーキトルクが駆動機３の回生ブレーキトルクなしでもブレーキ機能を達成できる、或いは、受け持つことができるという前提から出発している。それ故、液圧ブレーキトルクが増大するに伴って、時点ｔ２で電気的ブレーキトルクを減少させ、その結果ブレーキ機能は最終的に液圧式ブレーキシステムに委ねられる。これによって、電気駆動機３は短時間だけ制動過程によって負荷されることが達成されるが、上述したように、自動車１の制動挙動を全体的に改善し、制動距離を短縮させるには短時間の負荷でも十分である。さらに、駆動機３の短時間の作動により、該駆動機が過負荷を受けないこと、特に過熱されないことが達成される。有利な態様では、電気機械により、発電による作動によって発生するエネルギーが熱に変換され、この場合このためにたとえば適当な熱変換器が設けられる。これに加えて、たとえば熱を逃がすために室内暖房を利用することもできる。
【００３１】
電気的ブレーキトルクの早期減少により、さらに、ブレーキシステム４のＡＢＳコントロールが駆動機３によって影響を受けないことが達成され、このことは自動車１のレーンキーピングの確実性を向上させる。さらに、駆動機３に付設されているエネルギーアキュムレータが過負荷から保護される。
【００３２】
本実施形態では中央機構６とは別個に図示されている制御器７は、もちろんＡＢＳシステムまたはブレーキシステム４に組み込まれていてよく、その結果ブレーキシステム４自身が駆動機３を起動させることができる。本発明の有利な方法は自動車の既存の構造に難なく組み込み可能であり、それ故既存の構造に追加的に組み込むこともできる。
【符号の説明】
【００３３】
１  自動車
２  車輪
３  電気駆動機
５  液圧で操作可能な車輪ブレーキ機構
７  制御器
【図１】
2020504048.tif 000003
【図２】
2020504048.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】令和1年6月18日(2019.6.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの液圧で操作可能な車輪ブレーキ機構（５）と、少なくとも１つの駆動機（３）とを有する自動車（１）を作動させるための方法であって、
−ドライバー挙動を緊急ブレーキ過程に関し監視するステップと、
−前記緊急ブレーキ過程を検知した時に液圧緊急ブレーキトルクを発生させるために液圧式の前記車輪ブレーキ機構（５）を起動させるステップと、
を備えた前記方法において、
−前記緊急ブレーキ過程を検知した時、前記駆動機（３）を発電により作動させて、付加的な電気的緊急ブレーキトルクを発生させる、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記駆動機（３）を、最大限に可能な緊急ブレーキトルクを発生させるために起動させることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記最大限に可能な緊急ブレーキトルクを、車道での前記自動車（１）の車輪（２）の車輪スリップまたは静止摩擦に依存して制限することを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記駆動機（３）を、前記電気的緊急ブレーキトルクを可能な限り迅速に発生させるために起動させることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
液圧ブレーキトルクの増大に伴って前記電気的緊急ブレーキトルクを減少させることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記駆動機（３）の発電による作動の際に生じる電気エネルギーをエネルギー変換器によって熱に変換させることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれか一項に記載の方法を実施するための、少なくとも１つの液圧で操作可能な車輪ブレーキ機構（５）と、少なくとも１つの駆動機（３）とを有する自動車（１）を作動させるための装置。
【請求項８】
少なくとも１つの液圧で操作可能な車輪ブレーキ機構（５）と、少なくとも１つの電気駆動機（３）とを有する自動車（１）において、請求項７に記載の装置が設けられていることを特徴とする自動車（１）。
【国際調査報告】
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2020504048.tif 000007
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