CN102256839B - 用于机动车的制动装置以及用于其控制的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车的制动装置（1），其具有人力或者助力制动系统（3），所述人力或者助力制动系统具有利用人力操纵的主制动缸（5），在所述主制动缸上连接有至少一个液压的车轮制动器，所述制动装置还具有带有以外部能量运行的液压的压力源（16）的外力制动系统（4），在所述压力源上连接有至少一个液压的车轮制动器（15）。所述制动装置（1）能够在混合动力汽车中实现不变的踏板特征曲线，所述混合动力汽车除了具有内燃机外还具有电驱动马达（2），所述电驱动马达在制动操纵中作为发电机运行。

Description

用于机动车的制动装置以及用于其控制的方法
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的制动装置，其具有液压的人力制动系统或助力制动系统，以及本发明涉及一种用于控制所述制动装置的方法。在本发明中，“控制”也可以理解为“调节”。
背景技术
公开文献DE 103 19 663 A1公开了一种用于机动车的制动装置，所述机动车具有液压的助力制动系统以及机电的外力制动系统。所述助力制动系统例如作用在前轴的车轮上并且所述外力制动系统例如作用在所述机动车后轴的车轮上。所述助力制动系统是自身已知的结构类型并且具有可以利用人力例如（脚）制动踏板或（手）制动拉杆操纵的主制动缸，在所述主制动缸上连接着液压的车轮制动器。所述主制动缸具有低压制动力放大器，所述低压制动力放大器的力放大是可以不取决于人力操纵来控制的。
所述外力制动系统具有机电的车轮制动器，所述车轮制动器例如是可以利用电动机通过变速箱压缩的。机电的车轮制动器在自动放大以及非自动放大的结构方式中是已知的，例如对于机电的车轮制动器而言请参考公开文献DE 100 56 451 A1。
与制动装置的种类无关，已知带有内燃机以及一个（或者也可以是多个）电驱动马达的所谓的混合动力汽车，所述混合动力汽车按照行驶情况由内燃机、电驱动马达或者也由这两个马达共同驱动。为了制动，所述电驱动马达能够作为发电机运行。运行在发电机状态下的所述电驱动马达的制动功率取决于车辆速度等因素，利用电驱动马达进行制动直到静止状态是不可能的。运行在发电机模式的所述电驱动马达的制动效果也取决于车辆电池（实际上是蓄电池）的充电状态，在车辆电池完全充满电时，利用运行在发电机状态下的电驱动马达制动是不可能的。即使在与非自动变速箱接通时踩下离合器，当所述电驱动马达不配属于车轮时，该电驱动马达就在机械上和车轮分离，从而中断所述制动效果。运行在发电机状态的所述电驱动马达的制动效果对车辆整体制动效果的补偿可以让车辆驾驶员进行。例如对所述制动装置的制动效果进行电气控制也是可能的，所述电气控制或多或少地良好平衡由电驱动马达所施加的制动效果的部分。取决于运行在发电机状态的所述电驱动马达的制动效果对所述制动装置的制动效果的控制可以称为“掩饰（Verblenden）”。
发明内容
按本发明的用于机动车的制动装置具有液压的人力制动系统或助力制动系统以及液压的外力制动系统，所述人力或者助力制动系统具有能够利用人力操纵的主制动缸，在所述主制动缸上连接有至少一个液压的车轮制动器，其中，所述制动装置具有带有以外部能量运行的液压的压力源的外力制动系统以及电驱动马达，在所述压力源上连接有至少一个液压的车轮制动器，所述电驱动马达为了制动机动车能够作为发电机运行，其中所述电驱动马达作用于能够利用所述外力制动系统制动的车轮上，其中，当运行于发电机状态的所述电驱动马达的制动效果大于在没有所述电驱动马达的制动效果的情况下在制动踏板的给定位置上所述外力制动系统的制动效果时，所述助力制动系统的制动效果被减小，所述主制动缸具有机电的制动力放大器，通过减小所述制动力放大器的力放大，所述助力制动系统的制动效果被减小。助力制动系统意味着，主制动缸具有制动力放大器。制动力放大器无论如何对于本发明的简单的实施方式不是强制必须的，因此也可以是人力制动系统。所述外力制动系统具有以外部能量运行的液压的压力源，例如液压泵，所述压力源由电动机驱动。按本发明的制动装置适合用于“掩饰”，也就是平衡机动车的电驱动马达的制动效果，所述电驱动马达作为发电机运行。特别是制动系统的制动效果被减小，所述制动系统制动所述利用电驱动马达驱动的车轮。通过这种方式，到前轴和后轴上的制动力的分配不通过运行于发电机状态的电驱动马达而改变。可控的制动力放大器能够通过其力放大的减小提高用于制动操纵所必须的人力。由此，当所述制动装置的制动效果被减小以平衡运行于发电机状态的电驱动马达的制动效果时，通常的用于制动操纵的人力是可能的。
本发明还给出了有利的构造方案和改进方案。
通过被称为后备阀的阀，所述外力制动系统能够在液压上与所述人力制动系统或助力制动系统的主制动缸相连接。所述外力制动系统能够由此在其外部能量源消失时作为人力或者助力制动系统使用。
本发明给出了用于控制用于机动车的制动装置的操纵的方法，其特别是针对实现恒定的踏板特征曲线。所述制动装置具有液压的人力或者助力制动系统，所述人力或者助力制动系统具有能够利用人力操纵的主制动缸，在所述主制动缸上连接有至少一个液压的车轮制动器，其中，所述制动装置具有带有以外部能量运行的液压的压力源的外力制动系统以及电驱动马达，在所述压力源上连接有至少一个液压的车轮制动器，所述电驱动马达为了制动机动车能够作为发电机运行，其中所述电驱动马达作用于能够利用所述外力制动系统制动的车轮上，其中，当运行于发电机状态的所述电驱动马达的制动效果大于在没有所述电驱动马达的制动效果的情况下在制动踏板的给定位置上所述外力制动系统的制动效果时，所述助力制动系统的制动效果被减小，其中所述主制动缸具有可控制的制动力放大器，通过减小所述制动力放大器（6）的制动效果，所述助力制动系统的制动效果被减小。所述踏板特征曲线给出用于操纵所述主制动缸所必须的人力与踏板行程之间的相互关系。在良好的控制中驾驶员注意不到，所述制动装置的制动效果被减小，以平衡运行于发电机状态的电驱动马达的制动效果，而且即使当运行于发电机状态的电驱动马达的制动效果改变时，驾驶员也注意不到制动装置的制动效果被减小了。
附图说明
下面根据在附图中示出的实施例对本发明进行详细解释。唯一的附图示出了按本发明的制动装置的示意性图示。该图是部分简化的并且用于解释和理解本发明。
具体实施方式
设置附图中示出的按本发明的制动装置1以用于通过电驱动马达2驱动的没有示出的机动车。在实施例中所述电驱动马达2作用在车轴比如后轴的两个车轮上。所述电驱动马达2也能够作用在所有车轮上，也可以为每个被驱动的车轮设置单独的电驱动马达。为了制动，所述电驱动马达2能够作为发电机运行。机动车能够是仅仅电动驱动的汽车；机动车也能够是通过没有示出的内燃机与电驱动马达2驱动的所谓的混合动力汽车，其中所述驱动能够取决于行驶状态以及行驶要求通过内燃机、电驱动马达2或者例如通过这两个马达实现强劲的加速。虽然本发明是为了制动能够作为发电机运行的电驱动马达2而设计的，与是否附加地存在内燃机无关，原则上本发明当然在没有电驱动马达2的时候也是可以的。
所述制动装置1具有液压的助力制动系统3以及液压的外力制动系统4，其中，所述助力制动系统3作用在一车轴的车轮上并且所述外力制动系统4作用在另一车轴的车轮上。两个制动系统3，4都是工作制动系统。
所述助力制动系统3具有带有机电的制动力放大器6的主制动缸5。所述主制动缸5的操纵利用（脚）制动踏板7通过人力实现。所述制动力放大器6是可控的，也就是说它的力或者说力放大是可控的，其中，“控制”可以理解为“调节”。所述制动力放大器6具有电动机8，利用所述电动机通过没有单独示出的变速箱，力可以施加在主制动缸5上，准确地说是施加在主制动缸5的活塞上。所述制动力放大器6也能够具有直线电动机或者用于产生放大力的电磁铁。公开文献DE 100 57 557 A1公开了带有电磁铁的或者可选地直线电动机的机电的制动力放大器。
液压车轮制动器10通过液压机组9连接在所述主制动缸5上，如之前所述的那样，所述车轮制动器配属于车轴例如前轴的车轮。所述液压机组9包括滑转调节器的液压部件，例如液压泵25、制动压力集压阀11、制动压力泄压阀12以及液压储能器13，这些部件仅仅在附图中示范性地示出。这样的液压机组9本身是已知的并且因此不需要在这里进行解释。所述液压机组9能够如所述的那样实现滑转调节，例如以常用缩写像ABS、ASR、ESP以及FDR表示的防抱死制动调节、驱动防滑调节和/或行驶动力调节。这样的滑转调节的所述液压泵25也被称为回油泵。
所述外力制动系统4同样具有液压机组14，液压的车轮制动器15连接在所述液压机组上，所述车轮制动器同样配属于车轴，特别是后轴。优选将助力制动系统4作用在车轴上，所述车轴的车轮可利用电驱动马达2驱动并且在电驱动马达2的发电机运行中是可制动的。所述外力制动系统4的液压机组14具有液压泵16，所述液压泵可利用没有示出的电动机驱动并且构成以外部能量运行的液压的压力源。为了滑转调节存在制动压力集压阀和制动压力泄压阀，所述阀象征性地以阀17示出。
通过在这里被称为后备阀（Back-up Ventil）26的阀，所述外力制动系统4与所述助力制动系统3的主制动缸5以液压的方式相连。由此，所述外力制动系统4在其液压泵16或者液压泵的电动机停止时与所述助力制动系统3一起利用其主制动缸5操纵。在此，所述外力制动系统4作为助力制动系统起作用。在图中所述后备阀26是在它的无电流的初始位置打开的2位2通电磁阀，该电磁阀通常（例如在接通机动车点火系统时）通上电流并由此关闭，并且该电磁阀在液压泵16或者液压泵的电动机停止时被打开。无电流关闭的阀也能够作为后备阀26使用。
为了控制或者说调节两个制动系统3，4而存在电气控制设备18，利用所述控制设备可以进行车轮独有（radindividuelle）的制动力控制或者说制动力调节。所述控制设备18也控制包括其发电机运行状态在内的所述电驱动马达2以及制动力放大器6。所述控制设备从不同的传感器例如配属于每个车轮制动器10，15的车轮制动压力传感器19、用于主制动缸5的压力传感器20、踏板力传感器21和踏板位移传感器22以及所述制动力放大器的位置传感器23获得信号。
所述助力制动系统3和外力制动系统4同样构造成单回路制动系统，因为在两个制动系统3，4之一停止运行的情况下，总是能够利用另一个制动系统4，3进行制动。
如果为了制动操纵而操纵制动踏板7，只要运行状态允许，那么所述电驱动马达2作为发电机运行并且与运行在发电机状态的电驱动马达2的制动效果相符地减小制动装置1的制动效果。换句话说：如果可能的话，所述制动装置1以及运行在发电机状态的电驱动马达2产生这样的制动效果，所述制动效果在制动踏板7的给定的位置利用不带所述电驱动马达2的制动装置1获得。优选将外力制动系统4的制动效果减小到运行在发电机状态的电驱动马达2的制动效果或者换句话说，作用在车轮上的所述制动系统4的制动效果减小了，在所述车轮上也作用着所述电驱动马达2。由此，到车轴的制动力分配不通过运行在发电机状态的电驱动马达2的制动效果而改变。
如果运行在发电机状态的电驱动马达2的制动效果大于在无电驱动马达2的制动效果的情况下外力制动系统4在制动踏板7的给定位置的制动效果，所述助力制动系统3的制动效果也被减小，从而运行于发电机状态的电驱动马达2以及制动装置1的总体制动效果对应于所述制动装置1在无所述电驱动马达2的制动效果的情况下在所述制动踏板7的给定位置上所应该具有的总体制动效果。所述外力制动系统4的制动效果在描述的情况下是零，所述制动装置1的制动效果是所述助力制动系统3的制动效果。到车轴上的制动力分配在所描述的情况下相对于所述制动装置1在无所述电驱动马达2的制动效果的情况下所具有的制动力分配改变。
当运行于发电机状态的电驱动马达2的制动效果大于在无所述电驱动马达2的制动效果的情况下在制动踏板7的给定位置上外力制动系统4的制动效果时，所述制动力放大器6的力放大被减小，并且因此所述助力制动系统3的制动效果也相应地减小，从而所述制动踏板7上的操纵力不通过运行在发电机状态的电驱动马达2的制动效果以及所述制动装置1的制动效果由此产生的减小来改变。踏板特征曲线尽可能好地通过运行在发电机状态的电驱动马达2的制动效果保持不变。所述踏板特征曲线是踏板力与踏板位置之间的相互关系，在实施例中，所述踏板特征曲线利用附图标记24象征性地示出。通过所述制动力放大器6的跳跃式功能（Springer-Funktion）的控制器对所述踏板特征曲线的控制也是可能的，所述跳跃式功能也被称为“跳入”。对于所述跳跃式功能，在所述制动装置1的更低的制动力中施加在所述主制动缸5上的操纵力完全由所述制动力放大器6取决于所述制动踏板7的位置而产生，所述踏板力是恒定并且较低的。所述跳跃式功能涉及踏板行程的第一部分。准确地说，这涉及到利用所述制动力放大器6的力的外力制动。
如果所述助力制动系统3的制动效果本身在没有所述制动力放大器6的效果时过大，来自所述车轮制动器10的制动液体通过所配属的制动压力泄压阀12排放到液压储能器13中并且由此减小制动力。利用所述制动力集压阀11、制动力泄压阀12、液压储能器13以及液压泵25，能够在所述车轮制动器10中进行制动压力调整并且由此以期望的方式减小助力制动系统3的制动力，在需要时能够减至零。所述在制动踏板7的给定的位置上通常的踏板力能够利用所述制动力放大器6产生，只要利用所述制动力放大器6可产生力，所述力与主制动缸5的操纵方向是反向的，也就是施加在所述制动踏板7上的人力的反力。在这种情况下所述制动力放大器6用作踏板模拟装置，利用所述制动力放大器，取决于所述制动踏板7位置的通常的踏板力是可产生的，即使在所述主制动缸5中的液压压力降低，有可能甚至减小到零。这里，通常的踏板力意味着在无所述电驱动马达2的制动效果的制动操纵时施加在所述制动踏板7上的人力。该踏板力取决于所述制动踏板7的位置或者说制动踏板7被踩下的行程，利用踏板行程传感器22测量所述位置/行程。

Claims (11)

1.用于机动车的制动装置，其具有液压的人力或者助力制动系统（3），所述人力或者助力制动系统具有能够利用人力操纵的主制动缸（5），在所述主制动缸上连接有至少一个液压的车轮制动器（10），其中，所述制动装置（1）具有带有以外部能量运行的液压的压力源（16）的外力制动系统（4）以及电驱动马达（2），在所述压力源（16）上连接有至少一个液压的车轮制动器（15），所述电驱动马达为了制动机动车能够作为发电机运行，其中所述电驱动马达（2）作用于能够利用所述外力制动系统（4）制动的车轮上，其特征在于，当运行于发电机状态的所述电驱动马达（2）的制动效果大于在没有所述电驱动马达（2）的制动效果的情况下在制动踏板（7）的给定位置上所述外力制动系统的制动效果时，所述助力制动系统（3）的制动效果被减小，所述主制动缸（5）具有机电的制动力放大器（6），通过减小所述制动力放大器（6）的力放大，所述助力制动系统（3）的制动效果被减小。
2.按权利要求1所述的制动装置，其特征在于，所述制动装置（1）具有后备阀（26），通过所述后备阀所述外力制动系统（4）能够与所述主制动缸（5）连接。
3.按权利要求1或2所述的制动装置，其特征在于，所述人力或者助力制动系统（3）具有液压储能器（13），所述液压储能器通过阀（12）与所述人力或者助力制动系统（3）相连接并且在所述电驱动马达（2）运行于发电机状态时，通过将制动液体从所述人力或者助力制动系统（3）中通过所述阀（12）排出到所述液压储能器（13）中，所述人力或者助力制动系统（3）的制动压力被减小。
4.按权利要求1所述的制动装置，其特征在于，如此减小所述助力制动系统（3）的制动效果，使得所述运行于发电机状态的电驱动马达（2）以及制动装置（1）总体制动效果与所述制动装置（1）在没有所述电驱动马达（2）的制动效果的情况下在所述制动踏板（7）的给定的位置上所应该具有的总体制动效果相对应。
5.按权利要求1所述的制动装置，其特征在于，如此减小所述制动力放大器（6）的力放大，使得在所述制动踏板（7）上的操纵力不通过所述运行于发电机状态的电驱动马达（2）的制动效果以及所述制动装置（1）的制动效果的由此产生的减小而改变。
6.用于控制机动车的制动装置的操纵的方法，所述制动装置具有液压的人力或者助力制动系统（3），所述人力或者助力制动系统具有能够利用人力操纵的主制动缸（5），在所述主制动缸上连接有至少一个液压的车轮制动器（10），其中，所述制动装置（1）具有带有以外部能量运行的液压的压力源（16）的外力制动系统（4）以及电驱动马达（2），在所述压力源（16）上连接有至少一个液压的车轮制动器（15），所述电驱动马达为了制动机动车能够作为发电机运行，其中所述电驱动马达（2）作用于能够利用所述外力制动系统（4）制动的车轮上，其特征在于，当运行于发电机状态的所述电驱动马达（2）的制动效果大于在没有所述电驱动马达（2）的制动效果的情况下在制动踏板（7）的给定位置上所述外力制动系统的制动效果时，所述助力制动系统（3）的制动效果被减小，其中所述主制动缸（5）具有可控制的制动力放大器（6），通过减小所述制动力放大器（6）的制动效果，所述助力制动系统（3）的制动效果被减小。
7.按权利要求6所述的方法，其特征在于，所述人力或者助力制动系统（3）具有液压储能器（13），所述液压储能器通过阀（12）与所述人力或者助力制动系统（3）相连接，并且在所述电驱动马达（2）运行于发电机状态时，通过将制动液体从所述人力或者助力制动系统（3）中通过所述阀（12）排出到所述液压储能器（13）中，所述人力或者助力制动系统的制动力被减小。
8.按权利要求6所述的方法，其特征在于，如此减小所述助力制动系统（3）的制动效果，使得所述运行于发电机状态的电驱动马达（2）以及制动装置（1）的总体制动效果与所述制动装置（1）在没有所述电驱动马达（2）的制动效果的情况下在所述制动踏板（7）的给出的位置上所应该具有的总体制动效果相对应。
9.按权利要求6所述的方法，其特征在于，如此减小所述制动力放大器（6）的力放大，使得在所述制动踏板（7）上的操纵力不通过所述运行于发电机状态的电驱动马达（2）的制动效果以及所述制动装置（1）的制动效果的由此产生的减小而改变。
10.按权利要求6所述的方法，其特征在于，所述人力或者助力制动系统（3）由恒定的踏板特征曲线控制。
11.按权利要求6所述的方法，其特征在于，所述人力或者助力制动系统（3）由在所述电驱动马达（2）的发电机运行状态与非发电机运行状态相比较时不变的踏板特征曲线控制。
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