CN102481915B - 用于操纵车辆液压制动系统的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于操纵车辆液压制动系统(1)的方法，该车辆制动系统具有带有优选的是机电式制动助力器(13)的主制动缸(2)和车轮防滑控制装置(12)。本发明建议，既同时利用制动助力器(13)操纵主制动缸(2)又同时利用电动机(10)驱动车轮防滑控制装置(12)的液压泵(9)。本发明为安全功能和辅助功能实现了在车辆制动系统(1)的车轮制动器(4)内快速的压力形成，所述安全功能和辅助功能要求高的压力形成动态特性。通过根据本发明的方法也可以使车轮制动压力升高超过通过利用制动助力器(13)操纵主制动缸(2)能够产生的压力。

Description

用于操纵车辆液压制动系统的方法
技术领域
本发明涉及一种用于操纵具有可控制的液压制动助力器和车轮防滑控制装置的车辆液压制动系统的方法，该车辆制动系统具有权利要求1前序部分所述的特征。“控制”在本发明中也可理解为调节。
背景技术
公开文献DE10327553A1公开了一种具有液压的主制动缸的车辆液压制动系统，液压的车轮制动器紧接在所述液压主制动缸上。该主制动缸具有一个机电式的制动助力器。该制动助力器包括通过旋转/平移转换传动装置操纵主制动缸的电动机。
之前已知的制动助力器具有作为旋转/平移转换传动装置的螺杆传动机构。本发明不局限于这种传动装置类型。除了人力之外，制动助力器对主制动缸的活塞施加放大力用于控制主制动缸。例如能够通过电子控制装置对制动助力器进行控制。
车轮制动器在中间连接车轮防滑控制装置的情况下与主制动缸连接。车轮防滑控制装置以本身已知的方法实现了例如(制动)防抱死调节、驱动防滑控制和/或行驶动力学控制。这些控制系统常用的简写是ABS、ASR、FDR和ESP。车轮防滑控制装置具有车轮制动压力调制阀装置以及在每个制动回路中各有一个液压泵，通过所述车轮制动压力调制阀装置以及液压泵可以针对单个车轮对车轮制动器内的液压的车轮制动压力进行调节/调整。车轮防滑控制装置的液压泵更多地被称为回油泵。通过该液压泵在主制动缸未被操纵的情况下也可以产生车轮制动压力。
发明内容
本发明提出了一种操纵车辆液压制动系统的方法，该车辆制动系统具有操纵主制动缸的制动助力器，同时还具有车轮防滑控制装置，特别是具有其液压泵。通过操纵主制动缸的制动助力器与车轮防滑控制装置例如其液压泵相互作用，可以非常快速地、高动态地在车轮制动器内形成压力。通过制动助力器操纵主制动缸而在车辆制动系统内产生液压压力，该液压压力作为车轮制动压力供车轮制动器使用。附加地，由制动助力器通过操纵主制动缸而产生的液压压力在液压泵的吸入侧供使用，该液压泵不必吸入无压力的制动液，而是由主制动缸输送其处于压力下的制动液。由此明显加快了通过液压泵形成制动压力。因此，通过制动助力器操纵主制动缸除了直接操纵车轮制动器之外还有额外的好处，即加快了通过液压泵形成压力。
依据本发明的方法被设计用于实现车辆液压制动系统的安全功能和辅助功能，其中需要或者至少有利的是高的压力形成动态特性，即快速地形成车轮制动压力。但是本发明并不局限于这些功能。
从属权利要求的内容是权利要求1中所述的发明的有利的设计方案和改进方案。
权利要求3给出一种机电式的制动助力器作为可控制的制动助力器。上述公开文献DE10327553A1公开了一种这样的制动助力器。机电式制动助力器也以直线电动机或者电磁铁而为人所知。关于这一点例如参照公开文献DE10057557A1。机电式的制动助力器根据结构可以电气地或者电子地控制，因此适合用在根据本发明的方法中。原则上任何可控制的制动助力器都可以用于实施根据本发明的方法。负压式制动助力器为了其控制性除了现有的根据活塞杆的位移和/或对该活塞杆施加的人力对工作腔进行通风的伺服阀之外还具有例如可控制的(电磁)阀，用于给工作腔通风。其他的气动制动助力器、或者具有例如电动马达或者液压马达和由马达驱动的液压泵必要时还具有附加连接的液压蓄能器和控制阀装置的电子液压制动助力器、或者压电式操纵的制动助力器也可用于本发明。该列举并非是穷举性的。
当要产生大于预先规定或者可预先规定的阈值的车轮制动压力时，权利要求4规定通过利用制动助力器操纵主制动缸且同时通过利用车轮防滑控制装置(的液压泵)产生压力来对车辆液压制动系统进行根据本发明的操纵。权利要求5规定对于车轮制动压力形成速度的预先规定或可预先规定的阈值同样如此。两种方案可以单独或者相组合地实施。两种方案旨在在短时间内缓和车轮制动压力或者快速形成压力。
本发明的另一种应用情形是将至少一个车轮制动器内的车轮制动压力提高至大于通过利用制动助力器操纵主制动缸可达到的压力。对此权利要求6规定通过制动助力器操纵主制动缸并使由此产生的压力通过车轮防滑控制装置，特别是通过其液压泵增大。这可以实现在通过制动助力器操纵主制动缸的同时利用车轮防滑控制装置产生压力。同样可能的是，首先通过利用制动助力器操纵主制动缸产生的压力通过车轮防滑控制装置，特别是通过接通其液压泵而增大，或者反过来，首先利用车轮防滑控制装置产生的压力水平通过利用制动助力器操纵主制动缸而提高。在所有的车轮中都可以存在相同的车轮制动压力，同样对各个车轮单独地以已知的常规方式利用车轮防滑控制装置进行制动压力调节也是可能的。除了可达到比通过利用制动助力器操纵主制动缸更高的压力的优点之外，本发明的该设计方案还具有如下优点：仅通过利用制动助力器操纵主制动缸就可以实现制动操纵，只要由此可产生的或者已产生的压力足够。与利用车轮防滑控制装置的液压泵进行制动操纵不同，车辆制动系统利用制动助力器的制动操纵对于车辆驾驶员来说几乎是感觉不到的。如果利用制动助力器产生的压力不够，则通过车轮防滑控制装置实现根据本发明的压力提高。由于液压泵吸入侧升高的液压压力，能够非常迅速地实现压力升高。
特别是当主制动缸不是通过人力进行操纵时，利用根据本发明的方法可以快速地产生高的车轮制动压力。这是权利要求9的内容。快速形成压力在对车辆行驶动力性进行调节，即有目的性的制动一个或多个车轮以抵抗车辆的离心倾向时是必要的或者至少是有利的。在车辆驾驶员没有操纵制动器，即没有人力操纵的情况下可能出现离心倾向。
为了避免事故或者在事故发生时也可以有利地使用根据本发明的方法(权利要求10)。通过所谓的“碰撞传感器”检测到事故，该用于触发安全气囊的碰撞传感器在很多情况下本来就是现有的。利用一个或多个雷达传感器可以检测到即将撞到障碍物并且根据本发明操纵车辆制动系统。这种障碍物也可能是一辆在前面行驶或者已经停下来的车辆。根据本发明的方法的另一种应用情形是避免车辆翻滚，英语中也称为“roll-overmitigation”(ROM)。这种方法主要应用在较高的车辆上如箱式货车、SUV(运动型多用途车辆)或者越野车辆上。当一辆车辆以高速开始倾斜时，一个或多个车轮将由于强烈的制动而抱死。被抱死的车轮的侧面导向力减小从而车辆的侧翻倾向减小。对于所有已述的应用情形来说共同的是，越早开始并且越快发挥作用就越有效，快速形成车轮制动压力是必须的或者至少是有利的。为了使一个或多个车轮制动直至抱死，形成高的车轮制动压力对于这些应用来说是不可缺少的。
还有可能的是，利用制动助力器在一个或多个隔离阀的主制动缸一侧产生或一直保持一个液压压力。隔离阀在利用制动助力器操纵主制动缸的情况下关闭或者隔离阀在未操纵主制动缸的情况下关闭，然后通过制动助力器操纵主制动缸，由此在隔离阀的主制动缸侧产生压力。这是权利要求11的内容。通过利用制动助力器操纵主制动缸产生的、在隔离阀的主制动缸侧的压力可以等于、大于或小于在隔离阀的车轮制动器侧的压力。通过车轮防滑控制装置可以使所有车轮制动器中的车轮制动压力或者针对单个车轮使车轮制动压力相对于主制动缸压力下降或者上升。本发明的这种设计方案减少了透过隔离阀的泄漏，即当隔离阀的接口之间存在压力差时朝主制动缸或车轮制动器的方向透过关闭的隔离阀的制动液流。这就可以使用更便宜的隔离阀并且断流容量更小。隔离阀也可以在其接口之间的压力差较小时被接通。由于透过关闭的隔离阀的压力损失可能最大达到主制动缸压力，该主制动缸压力通过利用制动助力器操纵主制动缸得以产生和保持。
附图说明
接下来根据附图进一步阐述本发明。唯一的一个附图示出了车辆液压制动系统的线路图，用以阐述根据本发明的方法。
具体实施方式
在附图中所示出的根据本发明的车辆液压制动系统1被构造为具有两个制动回路Ⅰ、Ⅱ的双回路制动系统，这两个制动回路与主制动缸2相连。每个制动回路Ⅰ、Ⅱ通过一个隔离阀3与主制动缸2相连。隔离阀3是在其断电的初始位置打开的两位两通电磁阀。每个隔离阀3分别液压地并联一个能从主制动缸向车轮制动器4通流的止回阀5。各车轮制动器4通过制动增压阀6与每个制动回路Ⅰ、Ⅱ的隔离阀3连接。制动增压阀6是在其断电的初始位置打开的两位两通电磁阀。止回阀7与这些制动增压阀并联，这些止回阀能从车轮制动器4朝主制动缸2的方向通流。
每个车轮制动器4上都连接一个制动减压阀8，这些制动减压阀共同连接在液压泵9的吸入侧上，该液压泵也被称为回油泵。制动减压阀8被构造为在其断电的初始位置关闭的两位两通电磁阀。液压泵9的压力侧连接在制动增压阀6与隔离阀3之间，即，液压泵9的压力侧通过制动增压阀6与车轮制动器4连接并且通过隔离阀3与主制动缸2连接。
为了更好的可控制性和可调节性，制动增压阀6和制动减压阀8是比例阀。
两个制动回路Ⅰ、Ⅱ中的每一个都具有一个液压泵9，这两个液压泵可共同地通过一个电动机10驱动。液压泵9的吸入侧与制动减压阀8相连。在液压泵9的吸入侧设有用于容纳和中间储存制动液的液压储蓄能器11，在防滑控制期间，通过打开制动减压阀8使制动液从车轮制动器4中流出。
制动增压阀6和制动减压阀8构成车轮制动压力调制阀装置，通过这些车轮制动压力调制阀装置在液压泵9被驱动时可以以本身已知的且在此不进行阐述的方式实现对各个车轮单独的制动压力调节以进行防滑控制。在进行防滑控制时可以将隔离阀3关闭，即，将车辆制动系统1液压地与主制动缸2分开。
为了在主制动缸2未被操纵时快速地形成压力，车辆制动系统1在每个制动回路Ⅰ、Ⅱ中都具有一个吸入阀19，通过该吸入阀液压泵9的吸入侧可以与主制动缸2连通。吸入阀19被构造为在其断电的初始位置关闭的两位两通电磁阀。
制动增压阀6、制动减压阀8、隔离阀3、吸入阀19以及可以通过电动机10驱动的液压泵9是车辆制动系统1的车轮防滑控制装置12(防抱死控制装置ABS、驱动防滑控制装置ASR、行驶动力学控制装置FDR、ESP)的组成部分。通过车轮防滑控制装置12，即通过其液压泵9，在主制动缸2未被操纵时也可以在车轮制动器4内产生车轮制动压力，并且能够通过制动增压阀6和制动减压阀8对各个车轮单独地进行调节。
主制动缸2具有制动助力器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产生一个增大力，该增大力与通过制动踏板15施加的人力一起操纵主制动缸2。以符号表示的电动机14被集成在制动助力器13中。电动机14可以是旋转式电动机，其旋转运动通过变速器减速并且转换成直线运动用于操纵主制动缸2。制动助力器13也可以被实施为带有直线电动机或者电磁铁。该列举并非是穷举性的。机电式的制动助力器13对于本发明也不是强制的，也可以使用其他的可通过电子控制装置16控制的制动助力器。为了控制或调节包括制动助力器13在内的车辆制动系统1，设有电子控制装置16。
为了操纵车辆制动系统1，根据本发明，通过制动助力器13操纵主制动缸2，并且通过电动机10驱动液压泵9。不仅对主制动缸2的操纵而且对液压泵9的驱动都会在车辆制动系统1内产生液压压力，通过该作为车轮制动压力的液压压力对车轮制动器4进行操纵。在此，可以打开吸入阀19。既通过主制动缸2又通过液压泵9产生压力使得压力快速形成。通过液压泵9的产生的压力形成通过对主制动缸2的操纵进一步被加快，因为液压泵9不必吸入无压力的制动液，而是得到在压力下供给的制动液。特别有利的是，将依据本发明的方法用于主制动缸2不是通过制动踏板15由人力操纵的情况，因为在这种情况下只通过液压泵9而不操纵主制动缸2可能会使形成压力明显更慢。
例如当在车轮制动器4中需要高的车轮制动压力和/或需要快速形成压力时，在通过液压泵9产生压力的同时，通过制动助力器13操纵主制动缸2。这两者可以由针对待要形成的车轮制动压力或者制动压力形成速度的阈值预先规定。根据本发明的方法的其他应用情形，即同时通过制动助力器13对主制动缸2进行操纵并通过液压泵9形成压力，是交通事故、避免事故的发生或者至少降低事故中的碰撞速度以及避免车辆翻滚。通过所谓的碰撞传感器对事故进行检测，已知该碰撞传感器用于触发安全气囊并且在很多情况下是车辆中现有的。例如通过雷达传感器检测到即将要发生事故。通过车辆的高的倾翻速度可以检测到车辆翻滚的危险。这里能够有针对性地使车轮制动直至抱死，以减小其侧面导向力，从而抵抗倾翻的倾向。
为了使车轮制动器4中的车轮制动压力升高超出通过利用制动助力器13对主制动缸2进行操纵能够产生的压力，通过制动助力器13对主制动缸2进行操作，将隔离阀3关闭并通过电动机10驱动液压泵9。优选地，打开吸入阀19，使得液压泵9从由制动助力器13操纵的主制动缸2中得到处于压力下的制动液。在关闭吸入阀19时，制动液必须被包含在位于液压泵9的吸入侧的液压蓄能器11中，或者在每个制动回路Ⅰ、Ⅱ中必须打开至少一个制动减压阀8，从而使液压泵9可以吸入和输送制动液。液压泵9可以在利用制动助力器13操纵主制动缸2的同时被接通，或者可以先利用制动助力器13操纵主制动缸2，然后接通液压泵9，或者反过来首先接通液压泵9然后利用制动助力器13操纵主制动缸2。通过利用制动助力器13操纵主制动缸2可以例如实现舒适的制动。如果在主制动缸2被操纵时需要一个比通过制动助力器13能产生的压力更大的制动压力，则接通液压泵9并关闭隔离阀3。因为通过利用制动助力器13操纵主制动缸2实现的制动操纵与通过车轮防滑控制装置12的液压泵9实现的制动操纵不同，它对于车辆驾驶员来说几乎察觉不到，所以在液压泵9关闭时通过利用制动助力器13操纵主制动缸2实现的制动操纵可以被称为舒适的制动。
为了一直维持一个确定的车轮制动压力，在利用制动助力器13操纵主制动缸2时关闭隔离阀3。当例如通过液压泵9已经或正在形成车轮制动压力时，也可以在关闭隔离阀3后才操纵主制动缸2。当关闭的隔离阀3没有完全密封时，通过所操纵的主制动缸2产生的压力减少了透过关闭的隔离阀3的泄漏。通过这种办法，可以在不借助液压泵9的情况下保持压力。可以通过打开制动减压阀8，也就是可以以本身已知的方法通过车轮防滑控制装置12使压力降低至主制动缸压力之下。压力的提高可以通过液压泵9实现。对各个车轮单独的制动压力调节可以通过车轮防滑控制装置12实现。

Claims (9)

1.一种用于操纵车辆液压制动系统(1)的方法，所述车辆液压制动系统(1)具有：液压的主制动缸(2)，在所述主制动缸(2)上连接有至少一个液压的车轮制动器(4)；能控制的制动助力器(13)；车轮防滑控制装置(12)，所述车轮防滑控制装置具有液压泵(9)，通过所述车轮防滑控制装置(12)能够在所述至少一个车轮制动器(4)内产生车轮制动压力；以及吸入阀(19)，所述吸入阀设置在所述主制动缸(2)和所述液压泵(9)的吸入侧之间，其中，为了进行制动操纵，所述制动助力器(13)操纵所述主制动缸(2)，以及通过所述车轮防滑控制装置(12)在所述至少一个车轮制动器(4)内产生车轮制动压力，其特征在于，从车辆制动系统(1)未被操纵时开始，为了快速形成压力，当为了进行制动操纵，所述制动助力器(13)操纵所述主制动缸(2)且同时所述液压泵(9)被驱动时，所述吸入阀(19)被打开。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述车辆制动系统(1)具有机电式的制动助力器(13)。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，当需产生大于阈值的车轮制动压力时，所述制动助力器(13)操纵所述主制动缸(2)，以及通过所述车轮防滑控制装置(12)形成车轮制动压力。
4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，当需以大于阈值的速度产生车轮制动压力时，所述制动助力器(13)操纵所述主制动缸(2)，以及通过所述车轮防滑控制装置(12)形成车轮制动压力。
5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，为了进行制动操纵，所述制动助力器(13)操纵所述主制动缸(2)，以及通过所述车轮防滑控制装置(12)使车轮制动压力升高超过通过利用所述制动助力器(13)操纵所述主制动缸(2)能够产生的压力。
6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述车辆制动系统具有隔离阀(3)，通过该隔离阀所述至少一个车轮制动器(4)与所述主制动缸(2)连接并且该隔离阀设置在所述主制动缸(2)和所述液压泵(9)的压力侧之间；在通过利用所述制动助力器(13)操纵所述主制动缸(2)已产生压力之后，将所述隔离阀(3)关闭。
7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述主制动缸(2)不是通过人力操纵时，所述制动助力器(13)操纵所述主制动缸(2)，以及通过车轮防滑控制装置(12)形成车轮制动压力。
8.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，当发生事故时，所述制动助力器(13)操纵所述主制动缸(2)，并且通过所述车轮防滑控制装置(12)形成车轮制动压力。
9.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述车辆制动系统(1)具有隔离阀(3)，通过该隔离阀所述至少一个车轮制动器(4)与所述主制动缸(2)连接；所述隔离阀(3)被关闭，以及所述制动助力器(13)操纵所述主制动缸(2)或者保持所述主制动缸(2)被操纵。
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