CN102036865B - 制动装置以及用于运行制动装置的方法 - Google Patents

Abstract

用于控制制动装置的方法利用以下步骤：接收用于通过制动装置调节制动作用的制动信号；求得制动装置中用于在规定的动作时间内引起制动作用的最小的压力提高率；并且调节制动装置的泵的泵功率，从而根据最小的提高率来提高制动装置中的压力。

Description

制动装置以及用于运行制动装置的方法

技术领域

本发明涉及一种制动装置以及用于运行制动装置的方法。

背景技术

在用于汽车的制动装置中使用泵，从而实现了主动的制动。如此设计所述泵，使得其为了每个所要求的制动作用能够在规定的时间间隔内足够地将制动液体泵入制动管路中。此外，向驾驶员辅助系统或者行驶动力学调节系统提出了最低要求，所述驾驶员辅助系统或者行驶动力学调节系统引入对各个车轮的全制动或者短暂的单独制动从而在非常情况下稳定汽车。在此，必须在较短时间内泵送大体积的制动液体，因此需要泵的高转速。

然而泵的高转速会导致不可接受的噪音形成。

为制动装置确定应用范围内的转速，该转速是制动动力和噪音形成之间的折衷。根据类似的制动装置的事先进行的行驶试验和经验值求得所述折衷。在此，产生了用于找到折衷的巨大花费以及低估所要求的转速的危险。

发明内容

按本发明的用于控制制动装置的方法利用以下步骤：

接收用于通过制动装置调节制动作用的制动信号；

求得制动装置中用于在规定的动作时间内引起制动作用的最小的压力提高率；

调节制动装置的泵的泵功率，从而根据最小的提高率来提高制动装置中的压力。

泵的泵功率、例如回流泵的泵功率配合制动液体的当前所需的输送需求。根据有待形成的压力变化来估算所述输送需求。所述泵功率例如能够随着所要求的压力变化线性地提高。

由此，汽车中由泵引起的噪音水准除了在需要较高制动作用的情况下之外能够保持得很小。

按本发明的方法的设计方案确定了制动装置的当前的死点容积，并且根据当前的死点容积确定了泵功率。

在起初使用泵时能够根据制动回路的设计而首先不使用制动作用。此外，能够在计划完成的额定压力的所期望的制动作用之后保留制动作用，或者不是在所要求的动作时间内出现制动作用。首先用制动液体填充制动回路中的死点容积，而不会出现压力提高。该设计方案提出，考虑制动回路中的死点容积并且提高泵的输送功率，优选直到填满死点容积。

按本发明的制动装置包括用于在制动回路中形成液压压力的泵以及按本发明所述方法调节泵的泵功率的控制装置，在所述制动回路上连接着至少一个制动元件。

附图说明

下面根据优选实施方式以及附图对本发明进行解释。附图中示出：

图1是制动装置的框图；

图2是制动装置的信号连接的框图；

图3是解释用于运行制动装置的方法的流程图；

图4是制动装置的压力-体积特征曲线；以及

图5是主动制动时压力形成的图解。

具体实施方式

图1作为框图示意性地示出了液压的制动装置10。在主制动缸12上连接着两个相互独立的制动回路。在每个所述制动回路中，主制动管路14将主制动缸与两个连接的车轮制动器15、16连接。在一个所述主制动管路14上的车轮制动器15、16能够如图1中所示制动一个前轮和一个对角线对置的后轮。然而，除了这种所谓的X制动回路分配之外，也可以考虑制动回路的每种其它的分配方案。

所述主制动管路14在车轮制动器15、16前面进行分支。在每个分支中布置了入口阀18，该入口阀在基本位置中是打开的。反馈管路19分别从车轮制动器15、16中引出，该反馈管路合并到共同的反馈管路中。在反馈管路19中连接着出口阀20，该出口阀在其基本位置中是关闭的。

液体存储器25能够与一个或者两个反馈管路19连接。在松开车轮制动器15、16时，出口阀20打开。制动液体能够流入液体存储器25中，由此降低作用到车轮制动器15、16上的液压压力。当出口阀20和换向阀32或者高压阀30打开时，所述主制动缸12能够从液体存储器25中吸出制动液体。否则，制动液体就通过泵元件22、23送回。由此将制动液体提供给其它制动过程。

通过用马达运行的泵元件22、23实现了主动的制动或者部分主动的制动。在主动制动中，仅仅通过泵元件22、23在制动回路中形成压力。在部分主动的制动中，所述泵元件22、23支持所操作的主缸12的压力形成。

能够设置泵元件22、23用于每个制动回路。泵元件22、23的出口侧与换向阀32和入口阀18之间的管路33连接。泵元件22、23能够将制动液体泵送到管路33中，从而提高管路33中的压力并且实现车轮制动器15、16的制动作用。

主制动缸12能够通过高压阀30与泵元件22、23的吸入侧连接。该高压阀30在其基本位置中是关闭的。

将换向阀32集成到主制动管路14中。该换向阀32能够将泵元件22的出口侧与制动缸12连接。该换向阀32在其基本位置中是打开的。能够通过施加控制信号来调节制动液体通过换向阀32的流量。典型地调节用于换向阀32的入口侧和出口侧之间的压差的阈值，自所述阈值开始打开换向阀32。通过控制信号调节所述阈值。

传感器26能够与主制动管路14耦合，从而检测主制动管路14中的压力。其它没有示出的压力传感器能够集成在车轮制动器15、16中或者布置在直接通向车轮制动器15、16的输入管路中。

所述泵元件22、23通过共同的马达24驱动。所述入口阀18、出口阀20、换向阀32以及高压阀30可以构造成电磁阀。控制装置40与阀门耦合，从而控制所述入口阀18、出口阀20、换向阀32以及高压阀30。此外，该控制装置40控制着用于泵元件的马达24。该控制装置40传输用于调节换向阀32的阈值的控制信号。在图2的框图中示出了将控制装置、阀门18、20、30、32和马达24进行耦合从而传递控制信号。

转速传感器能够与控制装置40耦合，从而检测车轮的滑转或抱死。该控制装置40能够相应地打开或者关闭所述阀门并且触发马达24。用所描述的制动装置10实现了标准的制动、驾驶员辅助系统的制动干预、防抱死控制、驱动防滑控制和/或行驶动力学调节。

对于制动装置的要求是多种多样的。例如为了恒定地保持与行驶在前面的汽车之间的间距而在流畅的交通中干预行驶行为应该对于驾驶员来说不会被察觉地进行。在此，要求制动力的精确的计量。如果要通过主动的行驶动力学调节来防止汽车的侧滑，那么要求快速地形成以及消除作用到车轮上的制动作用。制动装置的快速反应以泵元件22、23的较高的泵功率为条件。当然，随着泵功率的增加，也会增加泵元件22、23和驱动马达24的噪音形成。

下面所述的实施方式根据所要求的制动作用控制驱动马达24。图3作为流程图示出了方法的过程。

在制动过程中要求制动作用。这种要求能够通过制动踏板的操作、通过行驶动力学调节的、驾驶员辅助系统(自适应巡航控制)等的相应的控制信号传输到控制装置40上(S1)。

所述制动信号能够预先给出制动作用应该以何种程度进行改变。相应的用于调节制动作用的压力变化的程度能够直接包含在制动信号中。所述制动信号可以是数字信号或者模拟信号。

所述控制装置40根据所要求的压力变化dp确定泵功率q(S2)。所述泵功率q可以根据下面的关系式随着所要求的压力变化dp线性地增加：

q＝E dp/dt。

动作时间dt规定了应该在哪个时间间隔中形成压力变化。该动作时间dt能够由控制装置40例如作为最大允许的值固定地给出。该动作时间dt例如也可以是传递制动信号的周期。

在其它的设计方案中，所述动作时间dt由制动信号规定。驾驶员辅助系统例如能够求出是否需要全制动，然后就将动作时间dt选择得相应短。在这种情况下，泵系统22、23、24要求较大的压力变化率dp/dt。如果相反，汽车在流畅的交通中要保持与前车恒定的距离，那么在制动装置中缓慢地改变压力dp就足够了，在这种情况下所述制动信号能够规定较大的变化率dt。能够用较小的功率来运行泵元件22、23的驱动马达24，并且制动装置是相应温和的。

比例系数E是一个参量，该参量通过制动回路确定。图4示出了车轮制动器15、16中的压力p与制动液体的泵入车轮制动器15、16中的体积V的关系。弹性E能够作为关于工作点plin的商dV/dp确定。能够在安装制动装置10时相应地测量制动回路的压力-体积特征曲线，并且将求得的弹性E保存在控制装置40中。

在其它设计方案中提出，将压力-体积特征曲线保存在控制装置40中。弹性E在当前的实际压力p0处连续地从压力-体积特征曲线中重新确定。

所述控制装置40从泵功率q中求得用于泵元件22、23的或者说驱动泵元件22、23的马达24的转速n(S3)。该转速n能够根据以下关系式确定：

n＝q/(eV)。

考虑泵元件22、23的效率e以及泵元件22、23的每个泵循环的泵体积V。如果为连接到共同的马达24上的泵元件22、23的多个制动回路求得不同的转速n，那么优选选出所求得的最大的转速n。

能够以多个离散的阶梯、例如四个或者更多个阶梯来线性地提高泵功率q或者转速n。作为替代方案，能够连续地提高泵功率q或者转速n。

另一种实施方式拓展了前面所述的实施方式。在确定泵功率q时考虑制动回路中的死点容积V0。在压力形成时，通过泵入的制动液体首先填充死点容积V0。由此，对于开始泵送来说不进行压力提高，或者在所要求的动作时间dt之后保留。

用于死点容积V0的例子可以是由制动衬片和制动盘之间的缝隙引起的空气间隙，也许阀门的、主制动管路14的、反馈管路19等的体积也可以为空气间隙作贡献。此外，当车轮制动器15、16的制动活塞在受到液压压力的影响下向外挤压时，制动回路的体积增大，由此同样获得压力p和体积V之间非线性的关系，可以将该关系算作死点容积V0。

能够在试验系列中为制动装置的不同的运行条件求出由空气间隙引起的死点容积V0。所述运行条件例如包括工作温度和横向加速度。所求得的表格、特征曲线等保存在控制装置40中。

所述控制装置40求得泵功率q，需要该泵功率用于在规定的时间间隔T内填充死点容积V0(S4)。规定的时间间隔T可以等于动作时间dt。泵功率q根据以下公式获得：

q＝E dp/dt+V0/T。

如在前面所述的实施方式中，基于泵功率q确定转速n。

在图5中为了所描述的实施方式示出了压力p关于时间t的变化。压力p的增加应该根据虚线50关于时间t增加，直到到达目标压力P。当制动回路中不存在死点容积V0或者只存在可忽略的死点容积V0时，所述压力p能够根据取决于时间的额定压力、也就是说沿着虚线50提高。

形成压力p一直到时间点T1，在该时间点实现了目标压力P。实线51说明了存在死点容积V0时的关系。在时间点T2之前没有提高压力，因为要填满死点容积V0。随后压力p增加。由于提高了V0/T的泵功率q，实现了压力形成的动态，该动态相应于没有死点容积V0的制动装置。

另一实施方式间接地考虑死点容积V0。对于制动回路来说，按图4的压力-体积特征曲线保存在控制装置40中。该关系能够以表格的形式、特征曲线的形式或者合适的多项式的形式来定义。

所述控制装置40接收制动信号，在该制动信号中说明了有待实现的当前的额定压力。借助于压力传感器确定车轮制动器15、16中的实际压力P0，或者根据模型通过控制装置40进行估算。基于保存的压力-体积关系、实际压力P0和有待实现的当前额定压力，确定了制动液体的体积V1，该体积泵入管路33中，将当前压力从实际压力P0提升到当前额定压力。所述泵功率q如下进行确定：

q＝E dp/dt+V1/T。

如在前面所述的实施方式中，基于泵功率q确定转速n。

另一实施方式为制动中的高动态设置了调节储备qr。

横向加速度传感器求得垂直于行驶方向出现的加速度值(S5)。这种加速度典型地由于在驶过弯道时的离心力而出现。

如果横向加速度超过阈值，那么提高泵功率q(S6)。提高qr可以与所检测的横向加速度成比例。额外的泵功率qr的基础是，在进一步提高横向加速度超过第二阈值时激活主动的行驶动力学调节，并且通过有针对性地制动车轮来稳定汽车。为了确保行驶动力学调节的快速响应，防备性地将泵功率q提高调节储备qr。

除了横向加速度之外，汽车速度、与前车的距离、通过图像识别系统识别的红灯等也能够有助于提高泵功率q。

特征曲线、尤其压力-体积特征曲线在运行中经受波动。这导致制动作用仅仅能够在公差的范围内进行调节或者计量。在一次性出现的制动动作中或者在短暂使用的稳定的通过调节循环(Regelungsschleifen)控制制动作用的制动动作中，能够忽略所述波动。在持久的制动或者重复的制动中为了调节汽车的指定的速度或者与行驶在前面的汽车之间指定的间距，可以要求更高的精度和更高的重复精度。

为此，下面描述的实施方式在制动回路中使用换向阀32。该换向阀32能够通过调节信号调节到阈值上，自所述阈值开始制动液体能够从管路33中流出。为了调节车轮制动器15、16中所希望的压力而使用换向阀，方法是将阈值调节到所希望的压力。有针对性地将泵功率q以过剩量qa保持在最小所需的泵功率q上面，从而在达到额定压力P时能够使制动液体通过换向阀32流出。在图5中例如从时间点T3开始使用换向阀32的作用。连续地提高换向阀32的阈值，直到实现额定压力P。所述方法能够以指定的动态实现额定压力P0。

换向阀32的重复精度能够取决于通过换向阀的流量。因此优选如此选择所述过剩量qa，使得换向阀在制动液体溢流的流量时具有额定压力的足够的重复精度。

在一种实施方式中，考虑所有四个上面所述的用于求得泵功率q的数值：

q＝E dp/dt+V1/T+qr+qa。

Claims (9)

1.用于控制制动装置的方法，具有以下步骤：

接收用于通过所述制动装置调节制动作用的制动信号；

求得所述制动装置中用于在规定的动作时间内引起制动作用的最小的压力提高率；

调节所述制动装置的泵的泵功率，从而根据所述最小的提高率来提高所述制动装置中的压力，其特征在于，所述制动信号规定了用于所述制动作用的动作时间。

2.按权利要求1所述的方法，其中，所述泵功率线性地取决于所述最小的压力提高率。

3.按上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述制动信号规定了额定压力，确定所述制动装置中的当前实际压力，基于所述制动装置的特征曲线求得制动液体的体积，将具有所述制动液体体积的制动液体泵入所述制动装置中从而将压力从所述实际压力提升到所述额定压力，并且根据所求得的体积以及规定的动作时间来调节所述泵的泵功率。

4.按权利要求1到2中任一项所述的方法，其中，确定所述制动装置的当前的死点容积，并且根据所述当前的死点容积确定所述泵功率。

5.按权利要求4所述的方法，其中，所述制动信号规定了用于制动作用的动作时间，并且根据所述当前的死点容积与所述动作时间的商调节所述所述泵功率。

6.按权利要求4所述的方法，其中，从所述制动装置的数据存储器中读出所述制动装置的所述当前的死点容积。

7.按权利要求1所述的方法，其中，检测横向加速度和/或速度，并且随着横向加速度和/或速度的增加而提高所述泵功率。

8.按权利要求1所述的方法，其中，所述制动信号规定了额定压力，将换向阀调节到规定的额定压力，并且在达到规定的额定压力时根据规定的通过换向阀的流量来调节所述泵功率。

9.制动装置，具有：

用于在管路(33)中形成液压压力的泵(22、23、24)以及用按权利要求1到8中任一项所述方法调节所述泵(22、23、24)的泵功率的控制装置(40)，在所述管路上连接着至少一个制动元件(15、16)。