CN101868385B - 制动操作单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及在电液式制动系统中由车辆驾驶员在操作踏板上施加的制动踏板操作力的确定，所述制动系统包括一制动主缸、一设置在所述制动主缸之前的、机电驱动的助力器级。得出的制动踏板操作力根据公式FPed，Bet＝FBet，Hz-FVerst通过估计压力传感器(30、130)和辅助力确定装置(12、112、26、33)的输出信号来确定，所述压力传感器检测在制动主缸(1)中产生的压力，所述辅助力确定装置检测由助力器级(2)提供的增压力。

Description

制动操作单元
技术领域
本发明涉及一种制动(器)操作单元，所述制动操作单元包括：一能借助制动踏板操作的制动主缸，在所述制动主缸上连接有机动车的轮制动器；一连接在所述制动主缸上游的助力器级，所述助力器级为制动踏板操作力附加地叠加一辅助力并利用所述两个力的合力操作制动主缸活塞；一用于产生辅助力的机电驱动单元；以及一制动踏板操作力确定装置。
背景技术
这种制动操作单元例如在EP 1 638 830 B1中已知。制动主缸和助力器级与其机电驱动装置形成一产生制动压力的压力发生器，所述制动压力与由车辆驾驶员在制动踏板上施加的操作力和由助力器级产生的增压力/助力器力
Figure GPA00001139576900011
的和相对应。此外，先前已知的制动操作单元特别是具有用于检测表征由驾驶员施加的操作力的信号的输入力传感器以及电子控制单元，所述电子控制单元根据由输入力传感器提供的信号来驱控助力器级的机电驱动装置。在先前已知的操作单元中，输入力传感器内置在与制动踏板相连接的活塞杆中，其中所述活塞杆在例如电子控制单元失效时能由于制动踏板(被操作)而操作制动主缸。因此，输入力传感器在每次操作制动踏板时都与活塞杆一起运动。已知的制动操作单元特别不利的是：与使用力传感器相关的制造成本较高。另外，因为力传感器以所述方式内置在活塞杆中、进而设置成能相对于电子控制单元移动，所以力传感器与电子控制单元间的电连接极复杂昂贵。
发明内容
因此本发明的目的是：提出一种开头所述类型的制动操作单元，在该制动操作单元中能精确地确定由车辆驾驶员施加的踏板操作力，所述确定能成本经济地实现，特别是不需要对可动部件进行电连接。
所述目的通过具有权利要求1的特征的制动操作单元来实现。本发明的有利扩展方案在从属权利要求中给出。
附图说明
本发明的其它特征和优点由下面结合附图对四个优选实施例的描述得出。两个实施例变型的彼此相应或相同的部件以相同的附图标记来标注。在附图中：
图1示出本发明主题的第一实施例的示意图；
图2示出本发明主题的第二实施例的示意图；
图3示出本发明主题的第三实施例的示意图；和
图4示出本发明主题的第四实施例的示意图。
具体实施方式
在图1中示意性示出的制动操作单元主要包括一制动主缸1、优选一串联主缸、一作用地连接在制动主缸1上游的助力器级2以及一用于驱动助力器级2并由电机形成的驱动单元3。为了驱控根据本发明的制动操作单元设有一与活塞杆23相连接的制动踏板4，所述活塞杆23在中间连接有助力器活塞13的情况下与制动主缸1的第一活塞或初级活塞22以(能)传力的方式连接。初级活塞22与制动主缸的第二或次级活塞(未示出)一起界定一压力腔(未示出)，在中间连接轮压调制装置/轮制动压力调制装置24的情况下机动车的轮制动器7、8、9、10与所述压力腔相连接。在助力器壳体17中以能轴向移位的方式引导助力器活塞13，该助力器活塞在该助力器壳体中界定一以附图标记18标注的液压助力腔。从驱动级3到助力器级2的力传递借助电液式缸-活塞结构来实现，所述缸-活塞结构的活塞6由机电致动器或电机来驱动。由车载电网(未示出)为制动操作单元供电。为了使制动操作单元的功能与车载电网的可用性无关，根据故障统计所述车载电网的故障率高于制动系统，设置一蓄电器16，由所述蓄电器16为电子控制单元15和电机3提供经缓冲的电能。缸-活塞结构5的由活塞6界定的压力腔37借助连接线路19与上述助力腔18相连接，所述连接线路19使助力器活塞13能被加载在压力腔37中调节出的压力，由此形成作用在助力器活塞13上的增压力FVerst。与连接线路19相连接的压力传感器12用于检测在压力腔37中调节出的压力。在制动操作单元的不起作用的状态中，线路部段38在通过线路19连接的液压腔37和18与不加压的压力介质存储容器20之间建立液压连接。线路部段38能被一优选可电磁操作的二位二通阀21切断。行程传感器11用于检测缸-活塞结构5的活塞6所经过的行程s1，而第二行程传感器14检测助力器活塞13所经过的行程s2。利用两个行程信号的相互关系，可以在制动操作单元工作中确定连接线路19的完好性胺全性
Figure GPA00001139576900031
和阀21的关断功能。操作时在制动主缸1中调节出的压力利用压力传感器30来确定，所述压力传感器30在所示的实例中集成在轮压调制装置24中。如本领域技术人员已知的，助力器活塞13执行一附加部件的功能，所述附加部件将以下合力：
FBet，Hz＝FPed，Bet+FVerst
传递到制动主缸的初级活塞22。上述两个压力传感器12、30形成一制动踏板操作力确定装置，其功能将在下文中进行阐述。本发明的上述第一变型的优点是：制动主缸1的操作力FBet，Hz和增压力FVerst都能利用在机动车制动技术中证明的压力传感器来检测。此外有利的是：能将电液式缸-活塞结构5设置在一单独的模块中。例如，所述电液式缸-活塞结构5可以与电子控制单元15一起被配设到连接在下游的轮压调制装置24，所述轮压调制装置24可设计成ABS或ESP单元。由此还可以将电子控制单元15集成在ABS-ESP电控单元(未示出)中。
确定作用在制动踏板4上的踏板操作力FPed，Bet的原理为前述公式，据此得出踏板操作力：
FPed，Bet＝FBet，Hz-FVerst。
所示的减法在前述电子控制单元15中计算。在该计算中利用：合力FBet，Hz与由第二压力传感器39检测的液压压力pHz成比例以及增压力FVerst与由第一压力传感器12检测的、在助力腔18中的液压压力成比例。该计算必需的参数、特别是比例因子存储在电子控制单元15中。此外，本领域技术人员熟知所述制动系统的功能，因此无需对其进行详细描述。
在图2所示的本发明第二实施例中，助力器级2通过设计成滚珠丝杠传动装置27、28的减速传动装置25形成。在此，螺母27由用作驱动装置的电机32来驱动，而螺杆28与制动踏板4和制动主缸1的初级活塞22以传力的方式连接。
在操作图2所示的制动操作单元时，固定在壳体上的力传感器26确定一(支承)力FAbstütz，不能轴向移动的、被驱动的螺母27利用所述(支承)力FAbstütz支承在助力器壳体29上，该助力器壳体29接纳滚珠丝杠传动装置25或者说27、28以及驱动电机32。所述支承力等于由滚珠丝杠传动装置27、28产生的增压力。为了确定所寻求的踏板操作力FBet，Ped，所述踏板操作力与结合图1阐述的压力传感器30的输出值一起被输入一电子控制单元31，所述电子控制单元31由压力传感器30所提供的压力值pHz来计算作用在初级活塞22上的制动主缸操作力FBet，Hz。
在最后的用于确定所寻求的制动踏板操作力FBet，Ped的步骤中，根据结合上述本发明第一实施例建立的公式，从制动主缸操作力FBet，Hz中减去增压力。
图3所示的本发明第三实施例的结构在很大程度上与在前面的段落中描述的第二实施例的结构相同。唯一的不同之处在于：并不是使用力传感器来确定前述支承力，而是设置一用于估计所述支承力的装置33，在计算踏板操作力FBet，Ped时使用该装置33的输出值、而不是力传感器26的信号。电子控制单元31的用于驱控驱动电机32的输出值作为输入值被输入(支承)力估计装置33。
图4所示的本发明第四实施例基本上具有上面结合本发明主题的第一实施例(图1)所阐述的所有技术特征，图4的(各)附图标记在图1的(相应)附图标记的基础上增加100。在该图(4)中详细示出：所提出的、对代表制动主缸操作力FBet，Hz和增压力FVerst的信号的处理以及为形成踏板操作力FBet，Ped信号而在二者之间进行的减法(运算)。其中省去了对此较为不重要的部件：蓄能器(图1中的16)以及用于检测活塞106的行程的行程传感器(图1中的11)。

Claims (18)

1.一种制动操作单元，所述制动操作单元包括：
一能借助制动踏板(4)操作的制动主缸(1)，所述制动主缸与机动车的轮制动器(7～10)相连接；
一连接在所述制动主缸(1)上游的助力器级(2)，所述助力器级为制动踏板操作力附加地叠加一辅助力，并利用所述两个力的合力来操作制动主缸活塞(22)；
一用于产生辅助力的机电驱动单元(3)；
一制动踏板操作力确定装置，
其特征在于，所述制动踏板操作力确定装置包括一辅助力确定装置(12、112、26、33)和一用于检测所述制动主缸(1)的压力的压力传感器(30、130)，其中制动踏板操作力信号(FBet，Ped)通过分析所述辅助力确定装置(12、112、26、33)和压力传感器(30、130)的输出信号来确定。
2.根据权利要求1所述的制动操作单元，其特征在于，由所述机电驱动单元(3)产生的辅助力(FVerst)借助一液压装置(5、105)传递给所述助力器级(2)，所述辅助力确定装置包括一用于检测所述液压装置(5、105)的压力的压力传感器(12、112)。
3.根据权利要求1所述的制动操作单元，其特征在于，由所述机电驱动单元(3)产生的辅助力(FVerst)借助一机械装置(25)传递给所述助力器级(2)，所述辅助力确定装置包括一用于检测由所述机械装置(25)施加的力(FAbstütz)的力传感器(26)。
4.根据权利要求1所述的制动操作单元，其特征在于，由所述机电驱动单元(3)产生的辅助力(FVerst)借助一机械装置(25)传递给所述助力器级(2)，所述辅助力确定装置包括一用于由所述机电驱动单元(3)的状态量和驱控信号来估计辅助力的装置(33)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的制动操作单元，其特征在于，所述辅助力确定装置(12、112、26、33)和用于检测所述制动主缸(1)的压力的压力传感器(30、130)的输出信号被输入一电子控制单元(15、115、31)，所述电子控制单元用于驱控所述助力器级(2)的所述机电驱动单元(3)。
6.根据权利要求5所述的制动操作单元，其特征在于，设置一蓄电器(16)用以为所述电子控制单元(15)和所述机电驱动单元(3)供电。
7.根据权利要求2所述的制动操作单元，其特征在于，所述助力器级(2)具有一在助力器壳体(17、117)中界定出助力腔(18、118)的助力器活塞(13、113)，所述助力腔借助能被切断的液压连接部(19、119)与不加压的压力介质存储容器(20、120)连接。
8.根据权利要求7所述的制动操作单元，其特征在于，设置一能电磁操作的、无电流打开的(SO)二位二通阀(21、121)用以切断所述液压连接部(19、119)。
9.根据权利要求7或8所述的制动操作单元，其特征在于，设置一用于检测所述助力器活塞(13、113)的行程(s2)的行程传感器(14、114)，该行程传感器的输出信号被输入电子控制单元。
10.根据权利要求7或8所述的制动操作单元，其特征在于，设置一用于检测液压装置(5、105)的操作行程的行程传感器(11)，该行程传感器的输出信号被输入电子控制单元。
11.根据权利要求9所述的制动操作单元，其特征在于，使用测得的行程信号，从而由行程信号变化推断出即将出现的制动踏板操作力信号变化。
12.根据权利要求10所述的制动操作单元，其特征在于，使用测得的行程信号，从而由行程信号变化推断出即将出现的制动踏板操作力信号变化。
13.根据权利要求9所述的制动操作单元，其特征在于，设置一用于检测液压装置(5、105)的操作行程的行程传感器(11)，该行程传感器的输出信号被输入电子控制单元，使用由该用于检测液压装置(5、105)的操作行程的行程传感器(11)测得的行程信号，从而由该行程信号与制动踏板致动力的力信号或用于辅助力的力信号之间的相关性和/或由用于检测液压装置(5、105)的操作行程的行程传感器(11)测得的行程信号与由用于检测所述助力器活塞(13、113)的行程(s2)的行程传感器(14、114)测得的行程信号彼此之间的相关性来检查所述制动操作单元的完好性。
14.根据权利要求3所述的制动操作单元，其特征在于，所述机械装置(25)由一减速传动装置形成，其中所述力传感器(26)检测所述减速传动装置(25)的传力部件(27)支承在助力器壳体(29)上的力(FAbstütz)。
15.根据权利要求14所述的制动操作单元，其特征在于，减速传动装置(25)设计成被电机(32)驱动的滚珠丝杠传动装置。
16.根据权利要求15所述的制动操作单元，其特征在于，所述减速传动装置(25)的传力部件设计成滚珠丝杠传动装置的螺母(27)。
17.根据权利要求16所述的制动操作单元，其特征在于，所述辅助力确定装置设计成一用于由机电驱动单元(3)的状态量和驱控信号来估计减速传动装置(25)的传力部件(27)支承在助力器壳体(29)上的力(FAbstütz)的装置(33)。
18.根据权利要求17所述的制动操作单元，其特征在于，电子控制单元(15、115、31)具有一模块，所述模块用于由在制动主缸(1)中调节出的液压压力(pHz)来计算作用在主缸活塞(22)上的主缸操作力(FBet，Hz)以及用于通过从作用在主缸活塞(22)上的主缸操作力(FBet，Hz)中减去辅助力(FVerst)或所述传力部件(27)支承在助力器壳体(29)上的力(FAbstütz)来计算制动踏板操作力(FBet，Ped)。
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