CN101626927A - 用于标定压力调节设备中的模拟阀的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种标定电控压力调节设备(6)中的电磁阀(2，3)的方法，其中，周期性地调制在要标定的阀(2，3)上存在的差压，在阀线圈或附加的测量线圈上对在所述阀(2，3)的阀线圈上的电信号进行求值，以用于标定。本发明还涉及一种其中执行所述方法的电控机动车制动压力调节设备。

Description

用于标定压力调节设备中的模拟阀的方法

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的方法以及一种根据权利要求16的的前序部分所述的车辆制动力压力调节设备。

背景技术

由DE 10 2005 014 097 A1已知，在用于车辆制动系统的ABS控制设备中，另外在带有附加功能如ESP等的所谓车辆动力学调节系统中，具有可模拟调节电驱动的液压阀用以调节液压压力。这种所谓的模拟/数字阀(A/D阀)原则上是常规的电磁(螺线管)分配阀，该分配阀借助脉宽调制电流(PWM)控制，使得阀挺杆处于浮动位置。这样，如果充分精确并可复现地控制电流，便可实现压力调节。如果要调节的压力能通过一与调节回路相连接的压力传感器来调节，则可无大问题地实现所述调节。特别困难的是，在要调节的压力回路中无压力传感器的情况下实施相应的调节方法。

关于这方面，已知很多同类的压力调节方法，该方法涉及在要调节的回路中无压力传感器的情况下，A/D阀的压力设定问题。已知除其它参数外，阀的打开电流与该阀上的压差(差压)相关。因此通过借助一电子的PWM驱动级设定电流来调节打开电流的调节器必须识别出入口压/初压/前压、在要调节回路中(例如在制动轮缸中)的压力和阀的打开电流。在本发明所涉及的液压制动设备中，入口压始终通过传感器获取，从而所述问题变为确定在要调节的回路中的压力。

已知打开电流给出一常开(在无电流的情况下打开)的阀的电流，该电流恰足以在一定的差压下将所述阀保持闭合。为确定打开电流特征曲线(电流关于差压)或对要调节的A/D阀进行“标定”，已提出，在生产线上和/或在工厂中和/或在整车中将一电控的标定方法执行至少一次。其中，预先给出确定的压力值，并逐点地确定给出阀的打开电流的电流点。于是，由此得到的曲线或该曲线的取样点被存储在电子制动设备的调节器中以供随后使用。如上所述地对每个阀都基于要考虑的很小的制造误差而单独进行标定过程，这却需要额外的时间并使在制动系统中大量制造的阀的制造过程整体上非常复杂/昂贵。

已知很多同类的方法，利用该方法实现了：在不在制动系统制造商的工厂或车辆制造商的生产线上对制动系统进行预标定的情况下确定打开电流特征曲线。该已知的方法在制动系统安装在车辆中后自行地通过制动系统的电子控制系统、无外部压力(限定的测量压力)加载地实施。这些方法中的一些基于：关于实际通过一定的阀电流建立的轮压(例如来自一压力传感器)或关于阀挺杆位置(例如通过一拾波线圈获取的、电磁阀磁回路的信号)的信息被直接或间接地反馈。后一种方法的不利之处在于，压力传感器或测量线圈形成附加成本。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种用于确定特别是打开电流曲线的标定值的标定方法，该方法在制动系统安装在车辆中后能够由电子控制设备自行并自动地实施，其中该方法在不使用压力传感器或磁/电测量元件的情况下进行。

根据本发明，所述目的通过根据权利要求1的方法实现。

根据本发明的方法，对电控压力调节设备中的电磁阀(例如常开的或常闭的阀)进行标定，其中，周期性地调制在要标定的阀上存在的差压，在相应阀线圈或附加的测量线圈上对在所述阀的阀线圈上的电信号进行求值以用于标定。所述电信号特别是阀线圈或附加的测量线圈上的电感应信号和/或线圈电流历程和/或电压历程。

在标定期间优选为所述阀线圈施加一补偿电流。该补偿电流是一在标定测量期间流过阀的电源电流，利用该电流可使所述阀——例如通过作用在该阀上的液压压力脉冲——被容易地打开或关闭。这却并不表示该电流必须始终保持不变。而根据标定方法的一优选实施形式表示，该电流按一斜率下降。在标定测量(提取测量点)期间，该电流在连续地下降中仍保持充分的恒定性，使得测量或标定能够在恒定的电流下进行。原则上也可设想，在无补偿电流的情况下进行标定测量，只要压力波动足以引起可测量的阀动作。但后者较不常用。

优选借助一电流调节器将阀线圈电流调节至一(根据一定的时间点)预定的额定值。因为通常调节器不具有理想的性能，所以调节器调节出的线圈电流由于液压作用的挺杆运动而变化。如果例如周期性地激励挺杆，则得到一周期性的电流历程，该电流历程的幅值还与调节器的品质以及激励的强度相关。其中瞬时的额定值也与曲线相关地连续变化，这根据本方法是优选的。曲线特别简单地是一特别优选的直线或斜线。

这里优选地求出通过阀运动调制出的操纵值(例如线圈电压)和/或电流调节器的实际值，以用于标定。特别地求出电流调节器的实际值，该实际值是根据本实施例中的阀线圈电流。也可以利用已知的磁传感器来测量在阀线圈的磁回路的区域中的磁通量。也可以例如在线圈磁场中布置一拾波线圈。

通过测量打开或闭合电流来进行对阀的标定。所述打开或闭合电流特别是在阀运动时流过的电流。所述电流在接近0巴的压差下，特别是在小于0.5巴的压差下测量。根据本发明的方法，在精确的0巴的压差下进行测量原则上是不可能的，因为需要一定的小差压来打开要标定的阀。

如上所述，在标定期间，优选例如线性地提高或降低阀线圈电流，以识别阀的开关点。这里，通过在阀上测量的电信号的变化来确定阀的开关点。

根据所述方法的优选改进方案，这里必须(例如通过补偿)修正利用上述标定方法得到的打开或闭合电流值，使得所述打开或闭合电流值在测量精度的范围内给出对于0巴压差的准确值。所述修正提高了测量值的精度，因为如上所述，在精确的0巴下原则上不可能或仅可能在幅值很高的压力波动下进行测量。

优选地，所述周期性的差压通过一作用在所述阀上的输送液压泵实现，该液压泵特别是压力调节设备的组成部分。

这里，特别是在液压泵的输送侧输出并作用在阀上的输送介质可以至少部分地从一压力波动的回路中流出。这项措施用于使在阀的面对泵出口的一侧的压力不会连续升高。

所述输送介质从泵和标定阀之间的流出可优选通过一与所述回路相连接的、部分打开的另一电磁阀实现。

要标定的阀优选是电制动控制单元的分离阀或输入阀。

令人惊讶地，可能通过附加的措施来加强差压的幅值。为此优选利用一在所述设备中已有的构件(例如阀、止回阀、隔板、蓄压器等)。如果通过这些措施提高差压的幅值，则有利地使为标定而求出的电测量信号的幅值或幅值变化也升高。

为进行所述增强，优选在标定输入阀时部分地打开分离阀。这里“部分地打开”并不表示阀实际上在任何压力下都打开。而是表示将阀电流调节成，使得所述阀在一定的与电流相关的差压下打开。为增强而采取的将分离阀部分打开例如以一阀电流进行，在该阀电流下阀在适当小的差压下便被打开。如果是优选地标定分离阀，则可以相似地部分地打开输入阀，以加强差压幅值。为此通过相应加强的阀的线圈的电流具有一强度，该强度对应于优选约0.5至8巴的打开压力。特别优选地，该范围在2至4巴之间。

优选地，在将压力调节设备安装在一应用设备中、特别是安装在车辆中后，在无额外的压力加载的情况自动地通过所述设备进行所述标定。这种可能性允许省去在压力调节设备生产期间或在将压力调节设备安装在一应用设备中(例如在车辆中)时的复杂标定过程。

所述控制单元优选包括一电流调节电路，该电流调节电路特别是允许多通道电流调节。特别优选，该电路具有一已知的用以确定线圈电流的测量电路。根据电流测量电路的设计方案和复杂性，连续地或平均地测量并且必要时准确地调节线圈电流。

根据本发明的方法，为控制A/D阀使用的电流调节器近似于“用作传感器”。同时，利用流体动力地、特别是经由制动系统的液压装置、例如经由制动系统的泵以一定的方式进行压力调制，使得A/D阀移动杆。为此，优选地，周期性地或脉冲地以打开A/D阀的幅值调制所述阀上的差压。阀的周期性打开导致被致动的阀的挺杆运动，这通过阀线圈中感应出的电压而引起对线圈电流的反作用。电流调节器试图将实际电流再调节到预定的额定电流，该实际电流由于所引起的周期性的挺杆运动而变化。阀电流本身呈现出的振荡然后可参照阀电流本身或操纵变量(例如脉冲宽度等)来求得。

为进行标定，优选通过求出线圈电流曲线的振荡信号来确定阀打开点或阀闭合点。为此特别是观察电流曲线的幅值。例如如果在补偿电流下降的一定的时间点阀挺杆开始运动，则这可在阀电流的提高的幅值上识别出。这种幅值提高通常在一定地限定的补偿电流区域上延伸，其中所述阀对压力波动可敏感地做出反应。原则上，也可以求得曲线的频率或其它参数，只要由该参数能精确地识别出阀运动。在这样确定的阀作出反应的时刻流过的补偿电流较精确地对应于所需的标定值，该标定值给出在接近0巴的差压下的打开或闭合电流。

上述方法说明了在接近0巴的差压下测量阀的打开或闭合电流的可能性。根据本方法的另一优选实施形式，进行表示在大于0巴的差压下对打开或闭合电流的测量。这是可能的，其中特别是在另一不被标定的阀上进行的上述的压力减小(/卸压)被倒转

使得在泵出口与标定阀之间的区域内的压力明显提高。这种差压提高在标定输入阀时出现，此时例如分离阀在比上述的0巴测量中更大程度地闭合。

本发明还涉及一种根据权利要求16所述的具有至少一个ABS控制程序的电控机动车制动压力调节设备。这里该压力调节设备特别是一种液压压力调节设备。

其它有利的实施形式由从属权利要求和下面根据附图对实施例的说明得到。

附图说明

附图中：

图1示出用于ABS和ESP控制过程的制动设备的示意图；和

图2示出关于一要标定的阀的线圈电流的时间历程的图表。

具体实施方式

图1中，串接的主缸5与一电子的车辆制动系统的液压单元6(HCU)相连接。电控单元7(ECU)包括一微处理器/控制系统，利用该微处理器能够电子地控制和/或测量阀组中所含的致动器和传感器。液压单元6包括两个制动回路I和II。另外，每个制动回路分别具有两个轮压力回路(A、B和C、D)，各轮压力回路分别带有一输入阀3或3’和一排出阀4或4’。ECU 7的电子系统包括一多通道电流调节器，该电流调节器能够独立地调节通过阀2、2’(分离阀)和输入阀3或3’的线圈的电流。标记8或8’表示常闭的电子换向阀。在通向主缸5的液压管路中设有一输入压力传感器9。所示的制动系统在轮压力回路中不包括其它压力传感器。例如在ASR或ESP的情况下，可使用泵1或1’以独立地建立压力。当起动泵1时，该泵朝向管路13供给压力体积。根据泵的结构，在泵的出口处的压力波动处于一与液压部件的结构相关的压力范围中。

在实施标定方法时，接通泵1以在要标定的阀上形成压力脉冲。下面以输入阀3为例说明所述标定。对A/D阀、例如分离阀2的标定可类似地实施。在供给压力介质期间借助液压泵形成的压力脉冲在输入阀3上形成一周期性的差压，该差压对于完全闭合的输入阀仍不能必然地导致输入阀打开。仅当分离阀线圈的电流例如坡形地下降时，才在合适的电流范围中得到周期性的挺杆运动。所述挺杆运动特别是出现在回位弹簧的弹性力与阀线圈磁力之间力平衡的区域中。这里采取的对0巴差压的标定测量在液压装置的这样的状态下有利地进行：一管路12中的压力在大气压力的范围内。

图2中的曲线示出输入阀3的阀线圈电流的时间历程。图表的X轴表示所提取的测量值的数量。X轴也可以理解成时间轴，因为是以规则的相同的时间间隔来提取测量点的。Y轴表示电流，该电流在电流调节器中配设给输入阀3的电流通道中测量。

在标定中，首先接通泵1并给分离阀2加载一电流，该电流对应于大致3巴的打开压力。泵1的压力脉冲经管路13到达分离阀2并在那里被反射回。由泵1供给的液压液的一部分同样可经阀2流出，使得管路13中的平均压力不会进一步提高到大于0巴很多(大约0-3巴)。加强的压力脉冲然后到达输入阀3的朝向泵的一侧。

在标定程序开始时，几乎以全电流强度为阀3通电，从而使其基本完全闭合。因为在面对轮缸的一侧不存在压力，所以阀3上形成一脉冲压差。这时按照一斜率减小阀3的线圈电流的额定值/给定值。该压力脉冲仍不足以使阀3的挺杆运动。在此期间，在电子单元内以短的时间采样距离(n个测量点)规则地测量并存储阀3的电流曲线。测得的电流值在图2中示出为曲线15。因为PWM电流控制器很少振荡，所以可以识别出具有约10个测量单元的较小幅值的电流脉冲。在提取其它测量点时，在阀线圈3中的补偿电流(额定电流)缓慢地以坡形减小。在阀3的阀挺杆可在压力脉冲的作用下运动的、特定的电流范围内，得到的电流曲线变化。曲线16示出线圈电流在稳态振荡状态中的历程，其中具有多于80个测量单元的幅值。基于该示图，该曲线与曲线15位于相同的点区中。但涉及的是在一稍后的时间点测量的电流值。其中可识别出较高幅值的电流曲线的补偿电流电流区，在一约0巴的压差下用作打开电流。由此结束阀3的标定过程。

当前说明的标定方法允许在车辆中进行阀标定。可有利地省去在工厂或车辆制造商处的阀标定。特别有利的是，在制动系统在切断点火装置后的空转(Nachlauf)期间，或者在以合适的条件行驶期间进行所述标定方法。特别是在车辆执行一加速过程时，得到特别合适的条件。特别优选地，所述方法设计成，在不合适的行驶条件下中断或停止所述标定过程。在这些不合适的行驶条件下，制动系统的按规定地工作具有最高优先权。针对0巴的压差确定的标定值优选可用于更正已存储的阀打开电流特征曲线。

Claims (19)

1.一种标定电控压力调节设备中的电磁阀的方法，其特征在于，周期性地调制在要标定的阀上存在的差压，在阀线圈或附加的测量线圈上对在所述阀的阀线圈上的电信号，特别是电感应信号和/或线圈电流历程和/或电压历程，进行求值，以用于标定。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在标定期间为所述阀线圈施加一补偿电流。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，借助一电流调节器将阀线圈电流调节至一预定的额定值。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，求出通过阀运动调制出的操纵值和/或电流调节器的实际值，以用于标定。

5.根据权利要求1至4中至少一项所述的方法，其特征在于，通过测量在接近0巴的差压下的打开或闭合电流来进行对阀的标定。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在标定期间，提高或降低阀线圈电流以识别阀的开关点，通过在阀上测量的电信号的变化来确定阀的开关点。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，这样修正利用所述标定方法获得的打开电流值或闭合电流值，使得该打开电流值或闭合电流值在测量精度的范围内给出在0巴的压差下的精确值。

8.根据权利要求1至7中至少一项所述的方法，其特征在于，所述周期性的差压通过一作用在所述阀上的输送液压泵实现。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在液压泵的输送侧输出并作用在阀上的输送介质可以至少部分地从一压力波动的回路中流出。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述输送介质的流出通过一部分打开的另一电磁阀实现。

11.根据权利要求1至10中至少一项所述的方法，其特征在于，对一电制动控制单元的分离阀或输入阀进行标定。

12.根据权利要求1至11中至少一项所述的方法，其特征在于，利用设备中现有的部件来增强压差变化的幅值。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，为进行所述增强，在标定输入阀时部分地打开分离阀，或在标定分离阀时部分地打开输入阀。

14.根据权利要求1至13中至少一项所述的方法，其特征在于，在将压力调节设备安装在一应用设备中后，在无额外的压力加载的情况自动地通过所述设备进行所述标定。

15.根据权利要求1至14中至少一项所述的方法，其特征在于，为进行标定，通过求出线圈电流曲线的振荡信号来确定阀打开点或阀闭合点。

16.一种电控机动车制动压力调节设备，该调节设备具有至少一个ABS控制程序、特别是还具有ESP调节程序，该调节设备包括：一建压装置(5)，利用该建压装置能够根据驾驶员的意愿将压力介质经压力管路引入一液压装置(6)中；用于分离轮压力回路与建压装置(5)的分离阀(2，2’)，以及与所述分离阀和轮压力回路液压连接的输入阀(3，3’)；所述调节设备还包括用于主动建压的装置(8，8’，1，1’)，其特征在于，所述设备的电子控制系统构造成使得，在需要时可执行根据权利要求1-14中至少一项所述的方法。

17.根据权利要求15所述的设备，其特征在于，利用所述建压的装置(8，8’，1，1’)通过压力调制来进行差压调制。

18.根据权利要求15或16所述的设备，其特征在于，要根据所述方法标定的阀是制动轮缸的输入阀或一分离阀，该分离阀将由驾驶员控制的入口压与主动建压的区域分隔开。

19.根据权利要求15至17中至少一项所述的设备，其特征在于，借助一PWM调节器至少部分地对阀进行电流调节。

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