CN102256846B - 用于控制车辆液压制动系统的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于控制车辆液压制动系统(1)的方法，所述制动系统(1)具有特别是机电式制动助力器(13)。本发明提出，根据可能的制动意愿对所述制动助力器(13)进行操作并且通过所述制动助力器对所述车辆制动系统(1)的主制动缸(3)进行操作，并且减小优选是消除车轮制动器(5)中的气隙，由此使接下来的制动操作更加迅速。所述可能的制动意愿可以是例如收回或者快速收回加速踏板、车辆驾驶员的脚(21)向制动踏板(15)靠近或者未超过与前方行驶车辆或障碍物的最小距离。

Description

用于控制车辆液压制动系统的方法

技术领域

本发明涉及一种用于控制具有制动助力器的车辆液压制动系统的方法，所述方法具有权利要求1的前序部分的特征。在本发明中，“控制”也可被理解为调节。

背景技术

车辆液压制动系统本身是已知的。所述车辆液压制动系统具有一个主制动缸，在所述主制动缸上连接了各车轮制动器的一个或多个车轮制动缸，其中，在此简短地并简单地仅提及车轮制动器。操作是通过脚借助于制动踏板或通过手借助于制动手柄实现的。通常，所述主制动缸具有负压制动助力器。

还已知具有车轮防滑控制装置，例如(制动-)防抱死控制装置、驱动防滑控制装置以及/或者行驶动力控制装置的车辆液压控制系统。对于这些控制装置常见的是缩写ABS、ASR、FDR和ESP。为了进行调节，所述车辆液压制动系统具有车轮制动压力调制阀装置并且在每个制动回路中具有一个液压泵，通过所述液压泵，可以对各个车轮的车轮制动压力单独进行调节/调制，在比较简单的系统中，也可以对部分车轮的车轮制动压力进行调节/调制，也可以对各根车轴上的车轮的车轮制动压力单独进行调节/调制。车轮防滑控制系统的液压泵经常被称为回油泵。在这种车辆制动系统中，已知并且可能的是，在制动操作前通过液压泵将制动液输送到车轮制动器中，用于减小车轮制动器中的气隙，优选的是使车轮制动器的摩擦制动片抵靠在制动盘、制动鼓或者其他用于制动的制动体上。气隙是指在制动器未被操作时摩擦制动片与制动体之间的间隙。所述摩擦制动片可以无受力地抵靠在所述制动体上或者以小的压紧力压在所述制动体上。在随后的制动操作中，不需要克服所述气隙，在操作过程中的空行程得以缩短，制动操作更快速。另一个优点是，对于所述制动操作可以使用更大的操作行程。

缩小气隙是根据车辆驾驶员的制动意愿进行的。通常地，快速松开机动车辆的加速踏板或加速手柄被看作是这样的制动意愿。在这种情况下，“快速”意味着比通常更快，特别是明显更快地松开加速踏板或加速手柄，其中，加速踏板或加速手柄通常的松开速度是驾驶员特有的，即可以在驾驶操作期间测得。在快速松开所述加速踏板或加速手柄的情况下，要考虑的是接下来的制动操作通常是强烈的制动操作。缩小气隙也可以在每次松开所述加速踏板或加速手柄时与松开的速度无关地进行。通过距离雷达也可以确定可能的制动意愿，已知所述雷达被用于保持与前方行驶车辆的与行驶速度有关的最小距离。如果车辆以明显更高的速度接近前方行驶的车辆或行驶到障碍物上，则可以通过利用液压泵输送制动液来减小车轮制动器中的气隙，用于缩短制动操作的时间。

发明内容

本发明提出一种可控制的制动助力器，其中，“可控制”是指与人力制动操作无关的可控制性或可调节性，用于操作制动助力器。特别的是，所述制动助力器是可电控或者可电子控制的。依据本发明，根据可能的制动意愿对所述制动助力器进行操作，从而使车辆制动系统的车轮制动器中的气隙得以缩小，特别是缩小到“零”。此外也可以对车辆制动系统进行一定程度的预紧，也就是说车轮制动器的摩擦制动片以小的压紧力压在所述车轮制动器的制动盘、制动鼓或者其他类似的制动体上，也就是说可以实现轻微的制动操作。本发明缩短了在制动操作时的操作行程，特别是使空行程缩短直到所述制动系统“响应”，也就是说制动的程度。可以将所述空行程缩短到“零”，如之前所述甚至可以对车辆制动系统进行“预紧”，也就是说形成很小的制动力。

本发明的一个显著的优点是，车轮防滑控制装置的回油泵即液压泵并没有被用来减小车轮制动器的气隙以准备制动操作。车轮防滑控制装置的液压泵被设计为在其使用寿命期间并非在每次制动操作中都被使用，而是仅用于少数的制动操作，因为在日常交通中很少出现车轮防滑控制。因此，通过车轮防滑控制装置的液压泵来减小气隙要求给车辆制动系统配备使用寿命长很多倍的液压泵。与此相反，在每次制动操作中都使用制动助力器，并且因此所述制动助力器一开始就被设计用于相应的使用寿命或者说操作次数。

从属权利要求的主题是本发明的有利的设计方案和改进方案。

如已经说明，松开或快速松开配备有所述车辆制动系统的机动车辆的加速踏板或加速手柄可以被看作是可能的制动意愿。特别是与行驶速度有关的相对于前方行驶车辆的或相对于障碍物的距离是可能的制动意愿的另一个判据，其中，距离的改变，即向前方行驶车辆或障碍物靠近的速度可以构成可能的制动意愿的判据。权利要求3提出一种传感器，所述传感器能够识别出驾驶员的脚向制动踏板靠近。驾驶员的脚向制动踏板靠近被看作是可能的制动意愿，所述制动意愿触发对制动助力器的操作以减小车轮制动器的气隙。下列传感器是可行的，即，例如具有光栅的光学传感器、超声传感器、电容传感器。

权利要求4提出，所述车辆制动系统具有一个阀，通过所述阀可以将至少一个车轮制动器液压地与车辆制动系统的主制动缸分开。具有车轮防滑控制装置的车辆制动系统具有多个这样的阀，即通常每个制动回路具有一个隔离阀，所述制动回路通过所述隔离阀连接到主制动缸上，并且每个车轮制动器具有一个制动增压阀，在简单的车轮防滑控制装置中，对于一根车轴的车轮制动器也具有一个制动增压阀。权利要求4建议，根据可能的制动意愿关闭所述阀并且如所描述的对所述制动助力器进行操作，从而减小所述车轮制动器的气隙。若所述阀具有旁路，则可以在在制动助力器进行操作之前、期间或之后将所述阀关闭。所述隔离阀通常具有一个这样的旁路，即，一个从主制动缸的方向朝车轮制动器的方向能通流的止回阀。在没有旁路的情况下，则可以在对制动助力器进行操作并且车轮制动器的气隙已经减小后才关闭所述阀。随后，将所述制动助力器重新复位到其初始位置。本发明方法的这种设计方案的优点是所述制动助力器在制动操作开始时占据其初始位置，从而使制动助力器的整个操作行程可用。

如果所述阀具有旁路，则在制动操作时不必打开所述阀。然而，权利要求5提出在制动操作时打开所述阀，其中，优选的是，当在主制动缸中压力大约与车轮制动器中的压力相等或者甚至比车轮制动器中的压力更大时才将所述阀打开。

本发明的方法也可应用于调整气隙以及/或者调整制动踏板行程。这是权利要求6的主题。首先这意味着与可能的制动意愿无关地减小车轮制动器的气隙。当设有车轮防滑控制装置时，可以对各个车轮单独地进行气隙调整。因此，也可以对各个车轮单独地减小车轮制动器的结构气隙。

原则上通过任何可控制的制动助力器都可以实现依据本发明的方法的应用。为此，负压制动助力器除已有的伺服阀以外还具有例如一个可控制的阀，用于对工作室进行通风，所述可控制的阀根据活塞杆的行程以及/或者作用在所述活塞杆上的人力对工作室进行通风。权利要求7提出一种机电式制动助力器，所述制动助力器由于其结构是可电控或可电子控制的。机电式制动助力器是已知的，例如由公开文件DE 100 57 557 A1可知。

附图说明

下面将借助于附图对本发明进行详细阐述。唯一的附图示出了车辆液压制动系统的线路图，用于解释本发明的方法。

具体实施方式

在图中示出了依据本发明的车辆液压制动装置1具有车轮防滑控制装置2(抱死保护控制装置ABS；驱动防滑控制装置ASR；行驶动力控制装置FDR、ESP)。所述车轮防滑控制装置被构造为具有两个制动回路I、II的双回路制动系统，所述两个制动回路与主制动缸3相连接。每个制动回路I、II通过一个隔离阀4与主制动缸3相连接。所述隔离阀4是在其不通电的初始位置打开的二位二通电磁阀。所述多个隔离阀4分别与一个从主制动缸3到车轮制动器5能通流的止回阀6液压地并联。车轮制动器5通过制动增压阀7与每个制动回路I、II的隔离阀4连接。所述制动增压阀7是在其不通电的初始位置打开的二位二通电磁阀。多个止回阀8分别与所述制动增压阀并联，所述止回阀从车轮制动器5朝主制动缸3的方向能通流。

在每个车轮制动器5上连接着一个制动减压阀9，所述制动减压阀共同连接到液压泵10的吸入侧，所述液压泵也被称为回油泵。所述制动减压阀9被构造为在其不通电的初始位置关闭的二位二通电磁阀。所述液压泵10的压力侧连接在制动增压阀7和隔离阀4之间，也就是说所述液压泵10的压力侧通过制动增压阀7与车轮制动器5相连接，并且通过隔离阀4与主制动缸3相连接。由于改善的可控制性和可调节性，所述制动增压阀7和制动减压阀9是比例阀。

所述制动回路I、II中的每个回路都具有一个液压泵10，所述液压泵能够共同地通过一个电动机11驱动。所述液压泵10的吸入侧与制动增压阀9相连接。在液压泵10的吸入侧还设有用于容纳和中间存储制动液的液压蓄能器12，所述制动液在防滑控制期间通过打开制动减压阀9从所述车轮制动器5流出。

所述制动增压阀7和制动减压阀9构成车轮制动压力调制阀装置，通过所述车轮制动调制阀装置，可以在液压泵10被驱动的情况下以一种已知的并且在此未阐述的方式对各个车轮单独地进行制动压力控制以进行防滑控制。在防滑控制中，将所述隔离阀4关闭，也就是说将车辆制动系统1液压地与主制动缸3分开。

所述主制动缸3具有一个制动助力器13，在实施例中是机电式制动助力器13，该制动助力器借助于电动机14产生辅助力，所述辅助力与通过制动踏板15施加的人力共同对主制动缸3进行操作。以符号表示的电动机14被集成在所述制动助力器13中。所述电动机14可以是旋转式电动机，所述电动机的旋转运动通过变速器被减速，并且被转换为直线运动用于操作主制动缸3。制动助力器13具有直线电动机或电磁铁的实施方案也是可行的。这里的列举并非穷举性的。同样地，机电式制动助力器13对于本发明来说并非强制性的，其他能够通过电子控制装置16进行控制的制动助力器也是可行的。

为了对包含制动助力器13的车辆制动系统1进行控制或调节，设有已提到的电子控制装置16。通过力传感器17可以对施加到制动踏板15上的人力或者说踏板力进行测量，并且通过行程传感器18还可以对所述制动踏板15的位置以及速度或加速度进行测量。通过加速踏板传感器19可以对所述加速踏板的位置或者其操作速度，特别是松开速度进行测量。此外，还设有脚传感器20，通过所述脚传感器可以对车辆驾驶员的脚21以及其朝向制动踏板15的运动进行测量。所述脚21象征性地由一只鞋示出。对于所述脚传感器20可以考虑光学传感器或者说光栅、超声传感器或者电容传感器。这里的列举并非穷举性的，能够对一个物体，在本发明的情况下是车辆驾驶员的脚21向制动踏板15靠近进行识别的任何传感器或传感装置都是可行的。此外还设有距离传感器22，通过所述传感器可以对配备车辆制动系统1的车辆与前方行驶车辆或障碍物的距离进行测量。这类距离传感器22被用于根据速度对距离进行调节。所述脚传感器20和距离传感器22被用于本发明方法的特别的实施方式和改进方案。

在本发明的方法中，在车辆制动系统1(还)未被操作时根据车辆驾驶员可能的制动意愿对所述制动助力器13进行致动。也就是说，在没有制动操作的情况下而是在对即将来临的制动操作的期待中对所述制动助力器13进行操作，并且所述制动助力器本身又对所述主制动缸3进行操作。对所述主制动缸3进行操作，从而使所述车轮制动器5中的气隙减小，优选的是消除所述气隙，也就是说所述车轮制动器5的摩擦制动片抵靠在车轮制动器5的制动盘、制动鼓或其他制动体上。所述摩擦制动片可以几乎不受力地或者以小的压紧力压在所述制动体上，其中，小的压紧力意味着轻微的制动操作。将加速踏板收回到空行程位置被看作是可能的制动意愿，该空行程位置可通过加速踏板传感器19测量。可能的制动意愿的判据也可以是收回加速踏板的速度，特别是加速踏板非常快速收回。同样地，也可以将可通过脚传感器20确定的车辆驾驶员的脚21向制动踏板15靠近，或者通过距离传感器22测量的车辆向前方行驶车辆或障碍物靠近看作是可能的制动意愿。对被看作是可能的制动意愿的情况的列举并非穷举性的。通过已经根据可能的驾驶意愿减小或者优选是消除所述车轮制动器5的气隙，使接下来的实际的制动操作更为快速，因为不再需要所述制动踏板15的空行程用来克服所述车轮制动器5的气隙。

本发明方法的一种设计方案提出，根据可能的驾驶意愿不仅是对所述制动助力器13进行操作，而且还将所述隔离阀4或者制动增压阀7关闭。因为所述隔离阀4通过与其并联的止回阀6而具有朝所述车轮制动器5的方向能通流的旁路，所以可以在对所述制动助力器13进行操作之前、同时或者之后关闭所述隔离阀4。在对所述制动助力器13进行操作之后，即在减小或消除所述车轮制动器5的气隙之后才关闭所述制动增压阀7，因为与所述制动增压阀并联的止回阀8朝所述车轮制动器5的方向不能通流。通过关闭所述隔离阀4或者制动增压阀7，将通过根据可能的制动意愿对所述制动助力器13进行操作而从主制动缸3排出到所述车轮制动器5中的制动液体积封闭在所述车轮制动器5或者说车辆制动系统1中。重新将所述制动助力器13复位到其初始位置。通过被封闭在所述车轮制动器5或车辆制动系统1中的制动液体积，所述车轮制动器5的气隙保持减小或消除的状态。当在根据可能的制动意愿对制动助力器13进行操作之后通过对制动踏板15的操作进行实际的制动时，又将所述隔离阀4或制动增压阀7打开。所述隔离阀4或者制动增压阀7可以在对所述制动踏板15进行操作时立即被打开，或者也可以在主制动缸3中的压力已经近似地达到车辆制动系统1中或者车轮制动器5中的压力时才被打开。在可能的制动意愿不再存在时，也就是说在松开加速踏板后已经经过一定的时间间隔后或者又对加速踏板进行操作时或者车辆驾驶员的脚21从制动踏板15移开时，也可以重新打开所述隔离阀4或制动增压阀7。

本发明的方法也可以与可能的制动意愿无关地应用于气隙调整或者制动踏板位置调整。通过对制动助力器13的操作可以例如减小所述车轮制动器5的由结构决定的气隙。为此目的，可以例如通过行程传感器18，对所述制动踏板15在制动操作中从所述制动踏板15的初始位置直到发生所述车辆制动系统1中的液压压力的可测量的压力升高的位置的运动进行测量。所述压力升高表示所述车轮制动器5的摩擦制动片抵靠在所述车轮制动器的制动体上。通过对制动助力器13进行操作，即对其初始位置进行调整，可以缩短该行程并且因此减小所述车轮制动器5的气隙。优选的是在车辆静止状态下，也可以对各车轮单独地对空行程进行测量，直到所述车轮制动器5的摩擦制动片抵靠在其制动体上。在这种情况下，以如下方式通过对各车轮单独地对制动助力器13进行操作，可以对各车轮单独地进行气隙调整：除了一个制动增压阀7之外，将所有的制动增压阀7都关闭，并且在对气隙进行调整后也同样地将保持打开状态的制动增压阀7关闭。依次对每个车轮制动器5实施所述方法。

Claims (6)

1.用于控制车辆液压制动系统(1)的方法，所述车辆液压制动系统具有可控制的制动助力器(13)、主制动缸、制动增压阀(7)和隔离阀(4)，通过所述隔离阀(4)能够将一个车轮制动器(5)液压地与所述车辆液压制动系统(1)的主制动缸(3)分开，所述方法包括：根据可能的制动意愿在没有制动操作的情况下对所述制动助力器(13)进行操作，而且还在对所述制动助力器(13)进行操作之前或同时关闭所述隔离阀(4)，从而至少减小在车轮制动器(5)中的气隙，以及随后使所述制动助力器(13)复位。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，将松开加速踏板或加速手柄视为可能的制动意愿。

3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，通过传感装置(20)对车辆驾驶员的脚(21)向制动踏板(15)靠近进行识别并且将所述靠近视为可能的制动意愿。

4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，在制动操作时将所述隔离阀(4)和制动增压阀(7)打开。

5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述方法用于调整气隙以及/或者调整制动踏板行程。

6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述车辆液压制动系统(1)具有机电式制动助力器(13)。