JP6229043B2 - 車両のブレーキシステムの少なくとも１つの電気パーキングブレーキのための制御装置、およびブレーキ倍力装置と電気パーキングブレーキとを備える車両のブレーキシステムを作動させる方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両のブレーキシステムの少なくとも１つの電気パーキングブレーキのための制御装置に関する。同様に本発明は、車両のブレーキシステムのための電気パーキングブレーキ、および車両のためのブレーキシステムに関する。さらに本発明は、ブレーキ倍力装置と電気パーキングブレーキとを備える車両のブレーキシステムを作動させる方法に関する。

特許文献１には、自動車のためのブレーキ装置、およびこれを制御する方法が記載されている。このブレーキ装置は、マスタブレーキシリンダと、マスタブレーキシリンダに連結された複数のホイールブレーキとを備える液圧式のフットブレーキシステムを含んでおり、および、電気機械式のブレーキを備える電気機械式のフットブレーキシステムを含んでいる。さらにこのブレーキ装置は、マスタブレーキシリンダに配置された機械式のブレーキ倍力装置をさらに有している。液圧式のフットブレーキシステムがダウンしたとき、このブレーキ装置を装備している車両の制動が、電気機械式のフットブレーキシステムによって可能であることが意図される。それと同時に、電気機械式のブレーキ倍力装置によって、車両運転者がブレーキペダルを踏み込んだときに抵抗を感じるように、ブレーキペダル操作に抗して作用する力を生成可能であることが意図されている。このようにして、特に液圧式のフットブレーキシステムでの漏れが車両運転者に知覚可能でないようにすることが意図される。

ドイツ特許出願公開第１０２００９０２６９７３Ａ１号明細書

本発明は、請求項１の構成要件を有する車両のブレーキシステムの少なくとも１つの電気パーキングブレーキのための制御装置、請求項４の構成要件を有するブレーキシステムのための電気パーキングブレーキ、請求項７の構成要件を有する車両のためのブレーキシステム、および、請求項９の構成要件を有するブレーキ倍力装置と電気パーキングブレーキとを備える車両のブレーキシステムを作動させる方法を提供する。

本発明により、車両の運転者は、車両に取り付けられたブレーキ倍力装置が少なくとも１つの機能制約の状態または機能不能の状態で存在しているときでも、車両の制動時に、電気パーキングブレーキの的確な利用によって力に関して負担軽減を受けることができる。特に、ブレーキ倍力装置が少なくとも１つの機能制約の状態または機能不能の状態で存在しているにもかかわらず、強力かつ迅速な車両の制動を運転者が要求している状況では、電気パーキングブレーキを本発明に基づく形態で利用して、要求される制動プロセスが運転者にとって顕著な力コストと結びつかないようにすることができる。このように本発明は、ブレーキ倍力装置が全面失陥したときでさえ依然として保証される、改善されたブレーキ快適性を運転者に対して保証する。

現代の車両は、多くのケースにおいてブレーキ倍力装置を有している。したがって本発明は、数多くの車両について適用することができる。

本発明は、特に、液圧ブレーキシステムのブレーキ倍力装置が全面失陥したときでさえ、実現されるべきブレーキ作用についての法律上の要求事項を依然として保証するために活用することもできる。極端なケースであっても、すなわちブレーキシステムの液圧系が不都合な設計になっているときでも、この利点を保証可能である。

好ましい実施形態では、制御器は、少なくとも１つの車両独自のセンサから少なくとも１つの信号として提供される少なくとも１つのセンサ信号を参照して、ブレーキ倍力装置が少なくとも１つの機能制約の状態または機能不能の状態で存在しているかどうかを判定するように設計されている。このように制御装置は、ブレーキ倍力装置の監視を自ら実行することができる。このように、そうでない場合には制御装置と別個に利用可能な、ブレーキ倍力装置を監視するための監視装置を省略することができる。

特に制御器は、少なくとも１つの車両独自のセンサとしての少なくとも１つの圧力センサから提供される少なくとも１つのセンサ信号を、少なくとも１つの設定量および／または少なくとも１つの設定量から導き出される少なくとも１つの目標圧力信号と比較し、比較を参照して、ブレーキ倍力装置が少なくとも１つの機能制約の状態または機能不能の状態で存在しているかどうかを判定するように設計されていてよい。従来、ブレーキシステムには少なくとも１つの圧力センサが取り付けられている。したがって制御装置を適用するために、数多くのブレーキシステムにすでに存在しているコンポーネントを活用することができる。したがって、制御装置と協働作用するブレーキシステムに追加のセンサを装備する必要は通常ないが、それが好ましい場合もある。

上に列挙した利点は、このような種類の制御装置を備える車両のブレーキシステムのための電気パーキングブレーキにおいても保証される。

好ましい実施形態では、電気パーキングブレーキは自動電気パーキングブレーキキャリパとして構成されている。たとえば電気パーキングブレーキは、規定された目標ブレーキトルクに対応する実際ブレーキトルクを付属のホイールに及ぼすことが可能であるようにブレーキパッドに対して押圧可能であるピンを含むことができる。このように低コストな型式の電気パーキングブレーキを、本発明の具体化のために成功裏に適用することができる。

電気パーキングブレーキ、ブレーキ倍力装置、および相応の制御装置を備える車両のためのブレーキシステムも、上に説明した利点をもたらす。

電気パーキングブレーキは、自動電気パーキングブレーキキャリパとして構成されているのが好ましい。このように低コストな電気パーキングブレーキを、ブレーキシステムに装備することができる。

さらに、上に述べた利点は、ブレーキ倍力装置と電気パーキングブレーキとを備える車両のブレーキシステムを作動させる方法を実施することによって具体化可能である。この方法は、上に説明した各実施形態に準じて発展形にすることが可能である。

本方法の好ましい実施形態では、ブレーキシステムの少なくとも１つの液圧系で判定された少なくとも１つの圧力量が、少なくとも１つの設定量および／または少なくとも１つの設定量から導き出される少なくとも１つの目標圧力量と比較されることによって、ブレーキ倍力装置が少なくとも１つの機能制約の状態または機能不能の状態で存在しているかどうかが判定される。このように本方法も、通常、追加のセンサをブレーキシステムに装備することなく実施可能である。

以下に、本発明のその他の構成要件や利点について図面を参照しながら説明する。図面は次のものを示している：

制御装置の一実施形態を示す模式図である。 ブレーキ倍力装置と電気パーキングブレーキとを備える車両のブレーキシステムを作動させる方法の一実施形態を説明するためのフローチャートである。

図１は、制御装置の一実施形態の模式図を示している。図１に模式的に示す制御装置１０は、車両のブレーキシステムで適用可能である。特に制御装置１０は、電気パーキングブレーキ１２とブレーキ倍力装置１４とを備える車両のブレーキシステムで好ましく適用することができる。制御装置１０により、少なくともブレーキシステムの電気パーキングブレーキ１２を制御することができる。しかしながら付言しておくと、以下に説明する制御装置１０は、電気パーキングブレーキ１２に追加して、ブレーキシステムのその他のコンポーネントも制御装置１０によって制御可能であるように発展形にすることも可能である。

電気パーキングブレーキ１２は、車両のフロントアクスルに対して作用するために設計されているのが好ましい。しかしながらその別案として、電気パーキングブレーキ１２は、車両のリヤアクスルまたは車両の両方のアクスルに適用可能であってもよい。

制御装置１０は、ブレーキ倍力装置１４のコントロールユニット１６とは別個に構成されていてよい。特に制御装置１０は、電気パーキングブレーキ１２に統合されていてよい。しかしながらその別案として、制御装置１０は、ブレーキシステム全体の制御エレクトロニクスに統合されていてもよい。このようにしても、制御装置１０を装備しているブレーキシステムの所要設計スペースを減らすことができる。

制御装置１０は制御器１８を有しており、これにより、電気パーキングブレーキ１２によって印加されるべき目標ブレーキトルクに関する目標量を規定可能である。次いで、規定された目標量に対応する制御信号２０を電気パーキングブレーキ１２へと出力可能である。制御信号２０により、現在優先される動作モードで、電気パーキングブレーキ１２を制御可能であってよい。

制御器１８は、少なくとも１つの提供される信号２２を参照して、ブレーキシステムのブレーキ倍力装置１４が少なくとも１つの機能制約の状態または機能不能の状態で存在しているかどうかを判定し、または認識するように、追加的に設計されている。ブレーキ倍力装置１４が少なくとも１つの機能制約の状態または機能不能の状態で存在していることを制御器１８が判定または認識した場合、車両の運転者により要求される全体ブレーキトルクに関して提供される少なくとも１つの設定量２４を考慮したうえで、制御器１８によって目標量を規定可能である。これに基づき、電気パーキングブレーキ１２を制御信号２０によって制御可能であり、それにより、規定された目標量に対応する実際ブレーキトルクを電気パーキングブレーキ１２によって及ぼすことが可能であり、それにより、車両を少なくとも実際ブレーキトルクによって制動可能である。

このように制御装置１０は、ブレーキ倍力装置１４が少なくとも１つの機能制約の状態または機能不能の状態で存在しているときに、ブレーキ倍力装置１４の少なくとも制約された適用可能性にもかかわらず、上に説明した電気パーキングブレーキ１２の追加の利用に基づき、車両の制動時に力に関して運転者を補助可能であるフォールバックレベルを保証することができる。したがって、少なくとも１つのホイールブレーキシリンダ２６でブレーキトルクを生成するために運転者によって印加されるべき運転者ブレーキ力Ｆｆを、電気パーキングブレーキ１２の追加の利用により、これと同じブレーキトルクを補助なしで生成するために必要な運転者ブレーキ力Ｆｆよりも削減可能である。このことは、車両を制動するために必要な運転者ブレーキ力Ｆｆを引き下げるために、制御装置１０によって制御される電気パーキングブレーキ１２が利用されると言い換えることもできる。

特に、電気パーキングブレーキ１２は制御装置１０によって、ブレーキ倍力装置１４が全面失陥したときでさえ、ブレーキ倍力装置１４に完全な機能性がある場合と同じ運転者ブレーキ力Ｆｆによって、運転者により要求される減速を依然として惹起可能であるように制御可能であってよい。このように制御装置１０によって、ブレーキ倍力装置１４の機能低下または失陥を補償可能である。比較的強い減速でさえ、このケースでは、依然として同じままの比較的低い力コストによって実行可能であってよい。

ブレーキ倍力装置１４は、たとえば電気機械式のブレーキ倍力装置１４であってよい。しかしながら付言しておくと、制御装置１０は数多くの異なる型式のブレーキ倍力装置１４の機能低下または失陥を、少なくとも一時的に、電気パーキングブレーキ１２の制御／活動化によって橋渡しすることができる。このように制御装置１０の適用可能性は、ブレーキシステムの特定の型式のブレーキ倍力装置１４に限定されるものではない。

たとえば制御器１８は、ブレーキ倍力装置１４が少なくとも１つの機能制約の状態または機能不能の状態で存在していることを、提供される情報信号または警告信号を参照して認識するように設計されていてよい。特にブレーキ倍力装置１４のコントロールユニットから、この種の情報信号または警告信号を制御器１８へ提供可能であってよい。しかしながら、少なくとも１つの車両独自のセンサから少なくとも１つの信号２２として提供される少なくとも１つのセンサ信号２２を参照して、ブレーキ倍力装置１４が少なくとも１つの機能制約の状態または機能不能の状態で存在しているかどうかを判定するように設計された制御器１８の構成のほうが好ましい。このようにブレーキ倍力装置１４の監視を、制御器１８によって実行することもできる。すなわち制御器１８を、他の場合であればこれと別個に構成されるブレーキ倍力装置１４の監視装置の代わりをするために、追加的に利用することができる。

図１の実施形態では、制御器１８は、少なくとも１つの（図示しない）車両独自のセンサとしての少なくとも１つの圧力センサから提供される少なくとも１つのセンサ信号２２を、少なくとも１つの設定量２４および／または少なくとも１つの設定量２４から導き出される少なくとも１つの目標圧力信号と比較するように設計されている。このように、比較のために援用される少なくとも１つのセンサ信号２２は、特に、ブレーキシステムの少なくとも１つの配管２８、ブレーキシステムのマスタブレーキシリンダ３０、および／または少なくとも１つのホイールブレーキシリンダ２６で生じている圧力を内容とすることができる。たとえば少なくとも１つのセンサ信号２２は、マスタブレーキシリンダ内圧、フィード圧力、ホイールブレーキシリンダ圧力、および／またはこれらに対応する量を含むことができる。特にブレーキキャリパに配置される圧力センサを、少なくとも１つのセンサ信号２２の提供のために利用することができる。

少なくとも１つの設定量２４は、ブレーキ操作部材センサ３２によって、たとえばペダルストロークセンサ／ペダルストローク検出器３２によって、制御装置１０へ提供可能であってよい。このように、制御装置１０のこのような種類の設計によって、ブレーキ操作部材３４（たとえばブレーキペダル）と、ブレーキ倍力装置１４ないしマスタブレーキシリンダ３０との間に配置されていてよいブレーキ操作部材センサ３２も、多機能性を高めながら利用可能である。

図１の実施形態では、制御器１８は、（少なくとも１つのセンサ信号２２と、少なくとも１つの設定量２４および／またはこれから導き出される少なくとも１つの目標圧力信号との）比較を参照して、ブレーキ倍力装置１４が少なくとも１つの機能制約の状態または機能不能の状態で存在しているかどうかを判定するように設計されている。このようにして、ブレーキ倍力装置１４の機能性の軽微な制約でも、確実かつ高い精度で認識可能である。

図１は、制御装置１０を装備するブレーキシステムの液圧コンポーネントとして、ホイールブレーキシリンダ２６、マスタブレーキシリンダ３０、マスタブレーキシリンダ３０とホイールブレーキシリンダ２６との間に延びる配管２８、およびブレーキ液リザーバ３６だけを示している。しかしながら、制御装置１０と協働作用するブレーキシステムは、さらにこれ以外の液圧コンポーネントを有することもできる。特に、ブレーキシステムは多数の異なるブレーキ回路を有することができ、これらが制御装置１０の利用可能性を損なうことはない。さらにブレーキシステムは、少なくとも１つの電気コンポーネント、たとえばバッテリ３８を充電するための（図示しない）発電機を含むことができる。

改善された車両安定性のために、電気パーキングブレーキ１２はフロントアクスルのホイールに配置されていてよい。しかしながら、リヤアクスルのホイールでの電気パーキングブレーキ１２の利用も排除されるものではない。

電気パーキングブレーキ１２は、自動電気パーキングブレーキキャリパ（自動電気パーキングブレーキ、ＡＰＤ）として構成されているのが好ましい。特に電気パーキングブレーキ１２は、規定された目標ブレーキトルクに対応する実際ブレーキトルクを付属のホイール４０に対して及ぼすことが可能であるようにブレーキパッドに対して押圧可能であるピン／調節器を含むことができる。このように、電気パーキングブレーキ１２のピン／調節器を、フォールバックレベルないし「改良されたブレーキ力増強」の具体化のために利用することができる。

低コストなブレーキキャリパは、ピン／調節器がピストン底面およびこれに伴ってブレーキ量に対して押圧をするように製作されていることが多い。このようにして電気パーキングブレーキ１２により追加的に提供されるブレーキ力を、液圧式に伝達される（ただしブレーキ倍力装置１４の機能低下または失陥によって補助されない）力と重ね合わせることができるという利点がある。このようにして、ブレーキ倍力装置１４が失陥したときでさえ、比較的強い減速を実現可能である。１つの発展例は、電気パーキングブレーキ１２のキャリパへの圧力センサの取付を意図している。

上に説明した利点は、制御装置１０を含んでいる電気パーキングブレーキ１２でも保証され、および／または電気パーキングブレーキ１２、ブレーキ倍力装置１４、および制御装置１０を備える車両のためのブレーキシステムでも保証される。このような種類のブレーキシステムでも、電気パーキングブレーキは自動電気パーキングブレーキキャリパとして構成されていてよい。

図２は、ブレーキ倍力装置と電気パーキングブレーキとを備える車両のブレーキシステムを作動させる方法の一実施形態を説明するためのフローチャートを示している。

以下に述べる方法は、たとえば上に説明した制御装置を用いて実施することができる。しかしながらこの方法の実施可能性は、このような種類の制御装置の使用に限定されるものではない。

方法ステップＳ１で、ブレーキ倍力装置が少なくとも１つの機能制約の状態または機能不能の状態で存在しているかどうかが判定される。特に、少なくとも１つの液圧ブレーキシステムで判定される少なくとも１つの圧力量が、車両の運転者により要求される全体ブレーキトルクに関する少なくとも１つの設定量と比較され、および／または少なくとも１つの設定量から導き出される少なくとも１つの目標圧力量と比較されることによって、ブレーキ倍力装置が少なくとも１つの機能制約の状態または機能不能の状態で存在しているかどうかが判定され得る。少なくとも１つの設定量および少なくとも１つの圧力量の例は、上に挙げている。

次の方法ステップＳ２およびＳ３が実行されるのは、ブレーキ倍力装置が少なくとも１つの機能制約の状態または機能不能の状態で存在していることが判定される場合に限られる。方法ステップＳ２で、電気パーキングブレーキによって車両の制動のために印加されるべき目標ブレーキトルクに関する目標量が規定される。目標量の規定は、運転者により要求される全体ブレーキトルクに関する少なくとも１つの設定量を考慮したうえで行われる。

方法ステップＳ３で、規定された目標量に対応する実際ブレーキトルクが車両の制動のために電気パーキングブレーキによって及ぼされるように、電気パーキングブレーキが制御される。この方法によっても、ブレーキ倍力装置の機能低下または全面失陥を少なくとも一時的に橋渡しすることができる。したがって本方法は、上ですでに述べたような利点を提供する。

１０ 制御装置
１２ 電気パーキングブレーキ
１４ ブレーキ倍力装置
１６ コントロールユニット
１８ 制御器
２０ 制御信号
２２ 信号
２４ 設定量
２６ ホイールブレーキシリンダ
２８ 配管
３０ マスタブレーキシリンダ
３２ ブレーキ操作部材センサ
３４ ブレーキ操作部材
３６ ブレーキ液リザーバ
３８ バッテリ
４０ ホイール
Ｆｆ 運転者ブレーキ力
Ｓ１ 方法ステップ
Ｓ２ 方法ステップ
Ｓ３ 方法ステップ

Claims (7)

1. 車両のブレーキシステムの電気パーキングブレーキ（１２）のための制御装置（１０）であって、
   制御器（１８）を有しており、該制御器（１８）により、前記電気パーキングブレーキ（１２）によって印加されるべき目標ブレーキトルクに関する目標量を規定可能であるとともに、規定された目標量に対応する制御信号（２０）を前記電気パーキングブレーキ（１２）へ出力可能である制御装置において、
   前記制御器（１８）は、
   車両独自のセンサとしての圧力センサから提供されるセンサ信号（２２）を参照して、前記ブレーキシステムのブレーキ倍力装置（１４）を自ら監視し、該ブレーキ倍力装置（１４）が機能制約の状態または機能不能の状態で存在しているかどうかを判定し、または認識し、前記ブレーキ倍力装置（１４）が機能制約の状態または機能不能の状態で存在していると判定した場合、車両の運転者により要求される全体ブレーキトルクに関して提供される設定量（２４）を考慮したうえで目標量を規定し、制御信号（２０）によって前記電気パーキングブレーキ（１２）を制御して、規定された目標量に対応する実際ブレーキトルクを前記電気パーキングブレーキ（１２）によって及ぼし、それにより車両を実際ブレーキトルクによって制動するように追加的に設計されており、
   前記ブレーキ倍力装置（１４）が機能制約の状態または機能不能の状態で存在しているかどうかの判定に際しては、前記センサ信号（２２）と、前記設定量（２４）および／または前記設定量（２４）から導き出される目標圧力信号とを比較し、該比較を参照して判定する
   ことを特徴とする制御装置。
2. 請求項１に記載の制御装置（１０）を備える
   車両のブレーキシステムのための電気パーキングブレーキ（１２）。
3. 前記電気パーキングブレーキ（１２）は
   自動電気パーキングブレーキキャリパとして構成されている
   請求項２に記載の電気パーキングブレーキ（１２）。
4. 前記電気パーキングブレーキ（１２）は、
   規定された目標ブレーキトルクに対応する実際ブレーキトルクを付属のホイール（４０）に及ぼすことが可能であるようにブレーキパッドに対して押圧可能であるピンを含んでいる
   請求項３に記載の電気パーキングブレーキ（１２）。
5. 電気パーキングブレーキ（１２）と、
   ブレーキ倍力装置（１４）と、
   請求項１に記載の制御装置（１０）と
   を備える車両のためのブレーキシステム。
6. 前記電気パーキングブレーキ（１２）は
   自動電気パーキングブレーキキャリパとして構成されている
   請求項５に記載のブレーキシステム。
7. ブレーキ倍力装置（１４）と電気パーキングブレーキ（１２）とを備える車両のブレーキシステムを制御器（１８）が作動させる方法において、次の各ステップを有しており、すなわち、
   制御器（１８）が、
   前記ブレーキ倍力装置（１４）を自ら監視し、前記ブレーキ倍力装置（１４）が機能制約の状態または機能不能の状態で存在しているかどうかを判定し（Ｓ１）、
   前記ブレーキ倍力装置（１４）が機能制約の状態または機能不能の状態で存在していることを判定した場合、車両の運転者により要求される全体ブレーキトルクに関する設定量（２４）を考慮したうえで、車両を制動するために前記電気パーキングブレーキ（１２）によって印加されるべき目標ブレーキトルクに関する目標量を規定し（Ｓ２）、
   規定された目標量に対応する実際ブレーキトルクが車両の制動のために前記電気パーキングブレーキ（１２）によって及ぼされるように前記電気パーキングブレーキ（１２）を制御する方法であって、
   前記ステップ（Ｓ１）において、
   前記ブレーキシステムの液圧系で判定される圧力量と、設定量（２４）および／または設定量（２４）から導き出される目標圧力量とを比較することによって、前記ブレーキ倍力装置（１４）が機能制約の状態または機能不能の状態で存在しているかどうかを判定する方法。

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