CN101193783A - 用于陆地交通工具的防锁制动系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于陆地交通工具的液压制动系统和用于控制液压制动系统的方法。本发明的特征在于，在防锁模式下在压力建立阶段中提供到车轮制动器(50、60)的液压流体的量被限制，使得基本上没有液压流体(Q－12＝0)能够流到主缸(12)中。

Description

用于陆地交通工具的防锁制动系统

技术领域

本发明总体上涉及用于陆地交通工具的制动系统，具体地讲，涉及具有防锁制动的制动系统。

背景技术

除了由驾驶员控制的制动动作之外，用于陆地交通工具的液压制动系统可以适于执行自动制动动作，该自动制动动作独立于驾驶员对制动系统的启动而发生。这种自动制动动作的例子包括：用于牵引控制系统(TCS)的制动动作，当开始驱动时通过特定地制动相应的车轮来防止各个车轮打滑；用于动态稳定性控制的制动动作，在这种情况下，通过特定地制动各个车轮来将车辆行为控制在限度内；用于适应性速度控制的制动动作，在这种情况下，例如，通过对工具自动制动而保持预定的速度和/或离前面的车辆预定的距离。

为了防止车轮在制动动作中被锁，由驾驶员控制的制动行为和自动制动行为通常都提供防锁制动。在防锁制动模式中，当探知锁住或开始锁住相应的车轮时，调节液压制动系统的车轮制动中的制动压力。通过按时间顺序交替的压力建立阶段、压力保持阶段和压力减小阶段来进行制动压力调节。

问题在于，在由驾驶员控制的制动动作的情况下，当执行防锁制动时通常导致液压制动系统的主缸中的液压流体振动。这会导致干扰噪声，并导致设置用来致动主缸的制动踏板的与振动相应的脉动运动。

发明目的

本发明的目的是为了至少部分地补偿由于液压制动系统执行防锁制动而导致的干扰影响。

发明内容

为了实现上述目的，本发明提供了根据独立权利要求的制动系统和方法。

根据本发明的液压制动系统是为了用于陆地交通工具，并包括控制单元，该控制单元适用提供至少用于操作防锁制动的制动系统的控制信号。

这里以及下文中，术语“适于”应理解为指控制单元至少在结构上被设计成提供各个指定的技术功能特征。此外，控制单元也可以被编程，以例如使用软件代码或计算机程序来提供各个指定的技术功能特征。从而控制单元的功能由相应的硬件结构(例如，ASIC)提供。也可以设计控制单元，使得它具有与相应的编程(例如，用于操作可下载的软件代码或计算机程序的设置在计算机只读存储介质上的永久应用的软件代码、计算机程序)相结合的硬件结构，该硬件结构也能够一般地使用并提供控制单元的技术功能特征。

为了在驾驶员的控制下或者通过致动制动踏板产生制动压力，根据本发明的制动系统还包括主缸。还设置带有至少一个车轮制动器和第一可控泵的第一制动回路，以使得液压流体能够被以受控的方式提供到第一制动回路的至少一个车轮制动器。制动系统还具有在第一泵的出口侧和主缸之间的第一流体连接部分。

根据本发明，控制单元适于对以防锁制动模式在压力建立阶段通过第一泵送出的液压流体建立第一液压流体量，所述第一液压流体量代表基本上防止液压流体通过第一流体连接部分从第一泵的出口侧向主缸流动的限度。

在一个优选实施例中，制动系统包括：第二制动回路，该第二制动回路具有至少一个车轮制动器和第二可控泵，该第二可控泵用于以受控的方式将液压流体提供到第二制动回路的至少一个车轮制动器；以及第二流体连接部分，该第二流体连接部分在第二泵的出口侧和主缸之间。在这种情况下，控制单元可以建立第二液压流体量，该第二液压流体量限制在防锁制动模式下在压力建立阶段中将由第二泵输送的液压流体的量，从而基本上防止了液压流体通过第二流体连接部分从第二泵的出口侧流到主缸中。

优选地，控制单元还适于提供控制信号，以将在防锁制动模式下在压力建立阶段中由第一泵输送的液压流体的量限制为第一液压流体量。

在这种情况下，制动系统可以包括用于驱动第一泵的第一马达，并且控制单元可以适于控制第一马达，使得第一泵输送的液压流体的量被限制为第一液压流体量。

控制单元可以提供控制信号，以将在防锁制动模式下在压力建立阶段中由第二泵输送的液压流体的量限制为第二液压流体量。

如果在这种情况下制动系统具有用于驱动第二泵的第二马达，则控制单元可以适于操作第二马达，使得第二泵只输送第二液压流体量。

在包括两个制动回路的实施例中，为这两个制动回路建立第一和第二液压流体量，控制单元可以在第一液压流体量和第二液压流体量的基础上建立公共液压流体量，如果在每种情况下制动回路的每个泵的输送量被限制为公共液压流体量，则至少对于制动回路之一，基本上防止了液压流体通过相应的流体连接部分从相应泵的出口侧流到主缸中。

在这种情况下，公共液压流体量优选地与第一液压流体量和第二液压流体量的平均值相对应。

当使用公共液压流体量时，制动系统可以具有用于驱动制动回路的两个泵的马达。在这种情况下，控制单元可以调节马达，使得每个泵输送的液压流体的量被限制为公共液压流体量。

控制单元优选地还适于防止在防锁制动模式下在至少在压力保持阶段和/或压力减小阶段中液压流体被泵提供到相应的车轮制动器中。这里，控制单元特别地停止在这种防锁制动阶段中的泵。

根据本发明的方法是为了控制用于陆地交通工具的液压制动系统，所述系统允许防锁制动并包括用于在驾驶员的控制下产生制动压力的主缸和带有至少一个车轮制动器的第一制动回路。在根据本发明的方法中，当在由驾驶员控制的制动动作中执行防锁制动时，建立上述第一液压流体量。

当利用根据本发明的方法来控制带有包括至少一个车轮制动器的第二制动回路的制动系统时，建立上述的第二液压流体量。

此外，对于至少一个制动回路，在压力建立阶段中，其车轮制动器被提供有第一或第二液压流体量。

可选地，在第一液压流体量和第二液压流体量的基础上，建立公共液压流体量，在每种情况下该公共液压流体量能够被提供到制动回路中的至少一个车轮制动器中。

附图说明

下面参照附图描述优选实施例，其中：

图1是根据本发明的制动系统在制动动作至少部分地由驾驶员控制的操作状态下的示意图，和

图2是图1中的制动系统在防锁制动的操作状态下的示意图。

具体实施方式

图1和图2是制动系统的示意图。下面参照图1的实施例的描述也相应地应用于图2的实施例。

制动系统通过部分地存储在储液器11中的液压流体工作。能够由驾驶员通过踏板13致动的主缸12用来产生制动压力，该制动压力通过对液压流体加压而产生。如图中所示，为了增大由驾驶员引入的力F，可以选择性地设置位于主缸12和踏板13之间的制动增压器14-优选为气动的或液压的。

从主缸12提供第一和第二制动回路I.、II.，其中每个制动回路包括两个车轮制动器。根据车辆的哪个车轮制动器被哪个制动回路包括，在前轴和后轴之间存在划分，其中，一个制动回路可以包括前轴的车轮制动器，另一个制动回路可以包括后轴的车轮制动器，或者一个制动回路可以包括位于相对的对角位置的前车轮的车轮制动器和后车轮的车轮制动器，而另一个制动回路可以包括另一个前车轮的车轮制动器和另一个后车轮的车轮制动器。

下文中，假设制动回路I.和II.以基本上相同的方式构成。因此，只详细地示出制动回路I.。下面参照制动回路I.的描述相应地适用于制动回路II.。

制动回路I.包括两个车轮制动器50和60。设置包括阀51和52的第一阀配置以及包括阀61和62的第二阀配置来控制车轮制动器50和60中的制动压力变化。

这里，阀51、52、61和62被表示成能够通过电磁体致动的2/2向阀。

制动回路I.包括具有阀71、72和73的阀装置。这里，阀71和72被表示成能够通过电磁体致动的2/2向阀。

图1示出了处于打开操作状态或直通位置的阀51、61和71，而阀52、62和72被示出处于关闭操作状态或闭塞位置。这些操作状态或位置在下文中也称为基本位置。

由于阀71的打开操作状态，所以在图1所示的制动回路I.的操作状态中，在主缸12和车轮制动器50、60之间存在液压连接。这个操作状态用于制动动作，该制动动作能够通过踏板13的致动来控制，并且也可以称为正常制动动作。可选择性地与制动增压器14共同操作的主缸12通过踏板13的致动在制动回路I.中产生制动压力，并因而在车轮制动器50和60中产生制动压力。

所示出的制动系统被设计成所谓的防锁制动，在这种情况下，在制动动作过程中将防止车轮被锁住。为此目的，作用在车轮制动器50和60中的制动压力被单独地调节。这通过调整按时间顺序交替的压力建立阶段、压力保持阶段和压力减小阶段来进行，并在下文中作更详细的解释。

通过利用电子控制单元ECU分别适当地控制与车轮制动器50和60相关的阀51、52和61、62来获得压力建立阶段、压力保持阶段和压力减小阶段。

电子控制单元ECU可以通过多个输入端(未示出)接收表示车辆的操作状态的信号。例如，来自车辆速度传感器、横摆角速度传感器、侧向加速度传感器等的信号被提供到电子控制单元ECU。

电子控制单元ECU具有用于控制信号a，...，g的输出端，控制信号a，...，g用于控制阀51、52、61、62、71和72以及用于控制马达32，马达32被设置以操作泵31。

在驾驶员控制的带有防锁制动的正常制动动作的情况下，根据表示车辆的操作状态(例如，速度、加速度、车轮速度、横摆角速度、侧向加速度等)的测量量以及表示驾驶员期望的制动动作(例如，踏板13的致动、主缸12的出口处的液压压力等)的测量量通过电子控制单元ECU进行控制。驾驶员期望的制动动作也可以通过在主缸12中产生的制动压力P建立，并且为了检测制动压力P而设置了传感器41。

在没有防锁制动的正常制动动作中，阀51、52和61、62中的每个处于它们的基本位置。如果电子控制单元ECU探知与车轮制动器50和60相关的车轮趋于被锁住或正被锁住，则电子控制单元ECU使得压力保持阶段作用于车轮制动器50和60中的每个。如果压力保持阶段没有使得开始锁住或锁住终止，则电子控制单元ECU使得压力减小阶段作用于车轮制动器50和60中的每个，直到开始锁住或锁住终止。接着在电子控制单元ECU的控制下对车轮制动器50和60进行压力建立阶段，在压力建立阶段中，根据驾驶员期望的制动动作建立作为在车轮制动器50和60中的制动压力。

在压力保持阶段期间，阀51和61中的每个在电子控制单元ECU的控制下进入关闭操作位置或闭塞位置。从而，阀52和62保持在正常制动动作中所占据的它们的基本位置。

阀51和61的关闭导致车辆制动器50和60的液压分离，由此，作用在车轮制动器50和60中的制动压力保持恒定。

在压力减小阶段中，阀51和61保持在它们的关闭操作位置，阀52和62被电子控制单元ECU激活，使得阀52和62中的每个呈现打开操作状态或直通位置。由于阀52和62的打开，液压流体可以流出车轮制动器50和60，由此减小了作用在车轮制动器50和60上的制动压力。从而流出的液压流体能够临时存储在低压存储器21中。

在压力建立阶段中，阀51、52和61、62处于它们的基本位置，这意味着阀51和61被电子控制单元ECU打开，而阀52和62关闭。为了增加在压力减小阶段压力被减小的车轮制动器50和60中的制动压力，电子控制单元ECU激活马达32并因此激活泵31，使得通过阀51和61将作用在车轮制动器50和60中的制动压力增加到与驾驶员期望的制动动作相应的水平。然后，泵31可选地从低压存储器21中回返在压力减小阶段中已经流出的液压流体。

例如通过在泵31的出口处的止回阀33和在泵31的入口处的止回阀34，被设计成例如径向活塞泵的泵31在与它的输送方向相反的方向上是闭塞的。

可以通过电子控制单元ECU的控制信号c来调节或调整电子马达32的速度，由此可以控制泵31的输送。电子马达32可以同时激活第二制动回路II.的泵(这里未示出)。

在根据图1的制动系统的情况下，当在驾驶员控制的制动动作并且由此通过致动踏板13对主缸12中的液压流体加压的事件中执行防锁制动时，可能导致主缸12中的液压流体振动。由主缸12中的液压流体对踏板13的反作用而导致的噪声和踏板13的脉动运动，这又会使得驾驶员不愉快并激怒驾驶员，并且导致不期望的驾驶员反应以及由此产生的危险驾驶情况。

这的原因可以从这样的事实中看出，当执行防锁制动时在压力建立阶段中由泵31输送的液压流体可以部分地流到主缸12中。液压流体的这种向主缸12的流动能够产生力，通过踏板13施加在主缸12中的液压流体上的由驾驶员产生的力是相反的或双重的。

为了解决这个问题，根据本发明，在防锁制动模式中的压力建立阶段中，利用泵31，总体上不会输送比为了再次供给在先前的压力减小阶段中从车轮制动器带走的液压流体的量所必需的量更多的液压流体。具体地讲，在防锁制动模式中的压力建立阶段中，泵31基本上精确地输送在车轮制动器中产生压力的液压流体的量而不输送更多量的液压流体，所述压力提供驾驶员期望的制动效果并通过踏板13预确定。

在防锁制动模式中的压力建立阶段中泵31的输送被特别地控制，使得基本上没有能够从泵31的出口侧流到主缸12的由泵31输送的液压流体的量是“过量的”。这能够通过由控制单元ECU相应地控制电子马达32例如通过调节和/或调整马达32的速度以操作泵31输送这么多量的液压流体来实现。

由于防止了由泵31输送的液压流体在压力建立阶段中流向主缸，所以解决了上述问题。额外的优点能够从这样的事实中看出，液压流体能够存储在压力存储器21中，使得特别是对于较长持续时间的防锁制动，泵31能够以低噪声水平操作。

参照图2，下面描述优选实施例，为了简洁起见，只参照制动回路I.。应该理解的是，下面的描述也可相应地应用于制动回路II.。

图2示出了处于操作状态下的制动系统，其中可选地借助于制动增压器14通过致动踏板13而在主缸12中建立制动压力。在这个由驾驶员控制的制动动作的操作状态下，阀71打开以在主缸12和车轮制动器50、60之间建立液压连接。这个液压连接也提供泵31的出口侧和主缸12之间的流体连接。阀72关闭以防止液压流体从车轮制动器50和60的出口侧向主缸12流动。

如上所述，当检测到车轮制动器50和60或者与车轮制动器50和60相关的车轮中的至少一个锁住或者开始锁住时，制动系统执行防锁制动。类似地如上所述，通过按时间次序交替的压力建立阶段、压力保持阶段和压力减小阶段来进行防锁制动。

图2示出了处于操作状态下的制动系统，其中当执行防锁制动时车轮制动器50存在压力建立阶段。阀51打开以对车轮制动器50建立压力，从而通过其入口侧将由泵31输送的液压流体提供给车轮制动器50。阀52关闭以防止在其出口侧来自车轮制动器50的液压流体在泵31的入口侧的方向上流动。

在制动系统的由参考字符A标示的位置处，泵31的出口侧获得液压流体的下面的关系：

Q-31＝Q-12+Q-51+Q-61

这里，Q-31表示由泵31输送的液压流体的量，Q-12表示从泵31的出口侧流到主缸12的液压流体的量，Q-51表示从泵31的出口侧流到车轮制动器50的液压流体的量，Q-61表示由泵31输送到车轮制动器60的液压流体的量。

在图2所示的操作状态下，对车轮制动器60执行压力减小阶段，为此，阀61关闭，阀62打开。因此，泵31没有向车轮制动器60提供液压流体，即Q-61＝0。这也适用于制动系统的没有示出的对车轮制动器60执行压力保持阶段的操作状态，其中阀61和62关闭。

为了防止在对车轮制动器50的压力建立阶段中由泵31输送的液压流体流到主缸12中，即Q-12＝0，通过相应地控制马达32来操作泵31，使得由泵31输送的液压流体的量Q-31与液压流体量Q-51相对应(Q-31＝Q-51)。因此，泵31的量Q-31提供与将车轮制动器50中的压力建立(恢复)至一定压力相对应的液压流体量，所述一定压力与通过致动踏板13预确定的并且是驾驶员期望的制动效果相对应的压力。

为了建立将由泵31输送的液压流体量Q-31，例如，控制单元ECU可以使用制动系统的在防锁制动中采用的算法、特性、参数，如携载液压流体的部件(例如流体管道、阀等)的尺寸以及车轮制动器的接收容量或容积。

当对车轮制动器50执行压力减小阶段或压力保持阶段时，上述相对于车轮制动器50的描述相应地适用于在防锁制动模式下对车轮制动器60的压力建立阶段。相应地操作泵31使得其输送量Q-31与将被提供到车轮制动器60的液压流体的量Q-61相对应(Q-31＝Q-61)，而没有液压流体被提供到车轮制动器50(Q-51＝0)。

如果在对车轮制动器50和60的防锁制动期间执行压力建立阶段，则泵31被控制使得它的液压流体的输送量Q-31与将被提供到车轮制动器50和60的液压流体量之和(Q-31＝Q-51+Q-61)。

如果在对车轮制动器50和60的防锁制动期间执行压力保持阶段和/或压力减小阶段而非执行压力建立阶段，则泵31被控制使得它不输送任何液压流体(Q-31＝0)。

上面的关于制动回路I.的描述相应地适用于制动回路II.。如果马达32用于操作制动回路I.的泵31和制动回路II.的相应的泵，则可以基本上防止在防锁制动期间在压力建立阶段中由泵输送的液压流体流到主缸12中。

在这方面，控制单元ECU为制动回路I.建立将由泵31输送的液压流体量Q-31-I，并为制动回路II.建立将由该回路的泵输送的液压流体量Q-31-II。以输送Q-31-I和Q-31-II作为基础，从而控制单元ECU建立如何控制马达32，以操作制动回路I.和II.的泵，使得基本上防止由泵输送的液压流体流到主缸12中。在这方面，例如，控制单元ECU可以建立与量Q-31-I和量Q-31-II的平均值相对应的公共平均量Q-31-M(Q-31-M＝(Q-31-I+Q-31-II)/2)。然后，控制单元ECU控制马达32，使得泵输送共平均量Q-31-M。在这里假定的共平均量Q-31-M的情况下，至少对于已经建立了大于公共量Q-31-M的单独输送量(Q-31-I或Q-31-II)的泵的的制动回路，防止了由泵输送的液压流体流到主缸12中。

Claims (18)

1.用于陆地交通工具的液压制动系统，具有：

控制单元(ECU)，该控制单元适于提供用于操作防锁制动的制动系统的控制信号(a，...，g)，

主缸(12)，该主缸用于在驾驶员的控制下产生制动压力，

第一制动回路(I.)，该第一制动回路具有

至少一个车轮制动器(50、60)，和

第一可控泵(31)，该第一可控泵用于以受控的方式将液压流体提供到第一制动回路(I.)的至少一个车轮制动器(50、60)，以及

第一流体连接部分，该第一流体连接部分在第一泵(31)的出口侧和主缸(12)之间，其中

控制单元(ECU)适于建立第一液压流体量，该第一液压流体量用于限制在防锁制动模式下在压力建立阶段中将由第一泵(31)输送的液压流体的量，这基本上防止了液压流体通过第一流体连接部分从第一泵(31)的出口侧流到主缸(12)中。

2.根据权利要求1所述的制动系统，具有：

第二制动回路(II.)，该第二制动回路具有

至少一个车轮制动器(50、60)，和

第二可控泵(31)，该第二可控泵用于以受控的方式将液压流体提供到第二制动回路(II.)的至少一个车轮制动器(50、60)，以及

第二流体连接部分，该第二流体连接部分在第二泵(31)的出口侧和主缸(12)之间，其中

控制单元(ECU)适于建立第二液压流体量，该第二液压流体量用于限制在防锁制动模式下在压力建立阶段中将由第二泵(31)输送的液压流体的量，这基本上防止了液压流体通过第二流体连接部分从第二泵(31)的出口侧流到主缸(12)中。

3.根据权利要求1或2所述的制动系统，其中，控制单元(ECU)适于提供控制信号，以将在防锁制动模式下在压力建立阶段中由第一泵(31)输送的液压流体的量限制为第一液压流体量。

4.根据权利要求3所述的制动系统，具有

用于驱动第一泵(31)的第一马达(32)，并且其中

控制单元(ECU)适于提供用于第一马达(32)的控制信号，以将由第一泵(31)输送的液压流体的量限制为第一液压流体量。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的制动系统，其中，控制单元(ECU)适于提供控制信号，以将在防锁制动模式下在压力建立阶段中由第二泵(31)输送的液压流体的量限制为第二液压流体量。

6.根据权利要求5所述的制动系统，具有

用于驱动第二泵(31)的第二马达(32)，并且

其中，控制单元(ECU)适于提供用于第二马达的控制信号，以将由第二泵(31)输送的液压流体的量限制为第二液压流体量。

7.根据权利要求2所述的制动系统，其中，控制单元(ECU)适于在第一液压流体量和第二液压流体量的基础上建立公共液压流体量，该公共液压流体量用于第一和第二制动回路(I.、II.)中的至少一个，这基本上防止了液压流体通过相应的流体连接部分从相应泵(31)的出口侧流到主缸(12)中。

8.根据权利要求7所述的制动系统，其中，控制单元(ECU)通过将第一液压流体量和第二液压流体量求平均值来建立公共液压流体量。

9.根据权利要求7或8所述的制动系统，

具有用于驱动第一泵(31)和第二泵(31)的马达(32)，并且

其中，控制单元(ECU)适于提供用于马达(32)的控制信号，以将在每种情况下由第一泵(31)和第二泵(32)输送的液压流体的量限制为公共液压流体量。

10.根据前述权利要求中任一项所述的制动系统，其中，控制单元(ECU)适于在至少一个下面的参数的基础上建立至少一个液压流体量：

相应的制动回路(I.、II.)的至少一个流动横截面，和

用于液压流体的相应的制动回路(I.、II.)的至少一个车轮制动器(50、60)的接收容量。

11.根据前述权利要求中任一项所述的制动系统，其中，控制单元(ECU)适于提供控制信号，以防止在防锁制动模式下在压力保持阶段和压力减小阶段的至少一个中由至少一个泵(31)提供液压流体。

12.用于控制用于陆地交通工具的带有防锁制动的液压制动系统的方法，所述系统包括用于在驾驶员的控制下产生制动压力的主缸(12)和带有至少一个车轮制动器(50、60)的第一制动回路(I.)，所述方法包括下面的步骤：

在由驾驶员控制的制动动作中通过制动系统执行防锁制动，和

建立第一液压流体量，该第一液压流体量确定在防锁制动模式下在压力建立阶段中将被输送到第一制动回路(I.)的至少一个车轮制动器(50、60)的液压流体的量，从而基本上防止了液压流体从第一制动回路(I.)流到主缸(12)中。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，制动系统还包括具有至少一个车轮制动器(50、60)的第二制动回路(II.)，所述方法包括下面的步骤：

建立第二液压流体量，该第二液压流体量确定在防锁制动模式下在压力建立阶段中将被输送到第二制动回路(II.)的至少一个车轮制动器(50、60)的液压流体的量，从而基本上防止了液压流体从第二制动回路(II.)流到主缸(12)中。

14.根据权利要求12所述的方法，包括下面的步骤：

在防锁制动模式下在压力建立阶段中，将第一液压流体量提供到第一制动回路(I.)的至少一个车轮制动器(50、60)中。

15.根据权利要求13或14所述的方法，包括下面的步骤：

在防锁制动模式下在压力建立阶段中，将第二液压流体量提供到第二制动回路(II.)的至少一个车轮制动器(50、60)中。

16.根据权利要求13所述的方法，包括下面的步骤：

在第一液压流体量和第二液压流体量的基础上建立公共液压流体量，这基本上防止了液压流体从第一和第二制动回路(I.、II.)中的至少一个流到主缸(12)中。

17.根据权利要求16所述的方法，包括下面的步骤：

通过将第一液压流体量和第二液压流体量求平均值来建立公共液压流体量。

18.根据权利要求16或17所述的方法，包括下面的步骤：

在防锁制动模式下在压力建立阶段中将每种情况下的公共液压流体量提供到第一制动回路(I.)的至少一个车轮制动器(50、60)中和第二制动回路(II.)的至少一个车轮制动器(50、60)中。

Images