CN102883928B - 制动力增大器以及它的运行方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可调节的制动力增大器以及用于运行制动力增大器的一种方法和一种控制器。借助于用于运行制动力增大器的方法以及制动力增大器的设计,可以消除或减小在辅助力改变期间由于制动踏板的错移或由于改变的操纵力对驾驶员的反作用。辅助力的改变尤其涉及液压制动系统的制动作用与再生式制动系统的制动作用的适配。
Description
技术领域
本发明涉及一种制动力增大器以及一种它的运行方法。
背景技术
液压分制动系统的液压制动作用的适配在此在最佳情况下应该以驾驶员不觉察的方式进行,尤其是没有由于改变的踏板感觉、制动踏板的错移(偏移)或为了操纵要施加的力的改变而对驾驶员产生的反作用。由于这种原因中在这种总制动设备中常常规定将操纵单元,即例如制动踏板,与液压制动系统完全去耦合;驾驶员在此情况下仅仅操纵一个踏板模拟器。从驾驶员到车轮制动器的力传递在这种设备中通常不设置或者被中断,例如通过关闭将主制动缸与车轮制动器液压地连通的阀门。但是这会影响制动设备的安全性,尤其是在产生制动力的机构失灵的情况下。
在文献DE102009007494A1中描述一种制动设备,其中,如所述那样,驾驶员在以发电机式制动的情况下被与制动回路分开。
发明内容
按照本发明的方法可以用于包括两个分制动系统的制动系统中。其中一个是液压分制动系统,它也包括制动力增大器(或称为制动助力器),另一个分制动系统是再生式分制动系统。两个分制动系统的制动作用导致制动系统的总制动作用。如果再生式制动系统的制动作用在总制动作用中的比例改变了,那么必须使液压制动作用适配于这种改变,最好补偿这种改变。按照本发明的方法通过适当地运行一种可控制的制动力增大器来实现制动作用的适配,从而驾驶员未感觉到任何反作用或仅仅感觉到很小的反作用,其中,没有将驾驶员与制动系统脱离开。驾驶员在按照本发明的制动系统中始终保持与至少一个连接在主制动缸上的制动回路相连接。该连接在该意义上意味着保持力传递的可能性,而与驾驶员是否以常规方式和/或以再生方式制动无关。
本发明涉及一种可调节的制动力增大器以及一种用于运行它的方法。
在按照本发明的用于运行可调节的制动力增大器的方法中规定,所述制动力增大器是一个液压制动系统的一部分。制动力增大器将辅助力施加到制动力增大器的输出元件上。要施加的辅助力依赖于关于至少一个弹性元件的至少一个信息,该弹性元件位于制动力增大器的输入元件和输出元件之间,以及依赖于关于液压制动系统的压力-容积-关系的至少一个信息来确定,尤其是依赖于p-V-特征线。此外,要施加的辅助力也依赖于由驾驶员施加的输入力来确定,该输入力被施加到输入元件上。在按照本发明的方法中通过制动力增大器施加要施加的辅助力。
在由驾驶员,例如经由制动踏板,施加的输入力和由增大器施加的辅助力之间的关系也被称为制动力增大器的特性。在可调节的制动力增大器中可以改变该关系。由于辅助力可以独立于输入力进行调节或调整,因此该特征在可调节的制动力增大器中可以被改变。
在制动系统的一定的制动状况或运行状况下,可能需要减小或增大由制动力增大器施加的辅助力。这可以借助于可调节的制动力增大器进行。
规定通过制动力增大器在利用关于至少一个弹性元件的至少一个信息下来确定在输入力和施加的辅助力之间的关系。弹性元件的变形在此情况下不仅取决于输入力也取决于辅助力。
弹性元件将输入力和辅助力传递到输出杆。制动力增大器的输入杆在此情况下耦联到制动踏板上,制动力增大器的输出杆可以直接地或间接地加载主制动缸的输入活塞。这种弹性元件例如可以理解为一种弹簧或一种弹性构件,如其在制动力增大器中被作为反作用盘使用的那样。
如果在确定制动力增大器的要施加的辅助力时考虑关于弹性元件的信息,那么可以减小来自制动系统方面的反作用,尤其是力的改变,它在给定的踏板位置情况下反作用于驾驶员。以这种方式,驾驶员很少感觉到来自制动系统的反作用并且由此没有意识到或者仅仅在很小的程度上意识到制动力增大器的特性的改变。
同样规定,在利用关于液压制动系统的压力-容积-关系的至少一个信息下确定制动力增大器的要施加的辅助力。这种压力-容积-关系例如是p-V-特征线。
通过关于在制动力增大器方面的弹性元件的信息以及通过考虑关于被连接的液压元件的压力-容积-关系的信息,可以以有利的方式改变或变化制动力增大器的特性。由此制动系统的主要的组成部分,制动力增大器以及在制动系统中存在的液压元件,被考虑用于调整该特性。
此外,在按照本发明的方法中规定,这样的调整辅助力,使得辅助力的无限小的改变导致制动力增大器的输入元件的极其微小的(可忽略不计的)移动,尤其是导致零移动。在此情况下要以此为依据,即通过驾驶员的操纵被保持恒定。通过驾驶员的恒定的操纵应理解为例如是一种恒定的输入力和/或一种恒定的输入行程。
如果在通过驾驶员给定的制动操纵下改变辅助力,也就是说,改变制动力增大器的特性,那么这可以被驾驶员感觉到,特别是如果该特性在制动期间被改变的话。特性的改变例如导致由驾驶员施加的、用于达到当前的踏板位置的力改变。这一般地被作为反作用力感觉到。相反,如果驾驶员应该施加一个恒定的输入力,那么特性的改变导致输入杆的移动并且由此导致踏板位置的移动。在恒定的输入力下输入元件的错移或在踏板的和/或输入力的恒定的位置下被改变的、由驾驶员要施加的输入力可以概况在针对驾驶员的术语“反作用”下。
在按照本发明的方法中,辅助力被这样地调整,使得这种对驾驶员的反作用例如在辅助力和恒定的输入力的当前的改变时被减小到最小,例如,驾驶员在此情况下体验到输入元件的极其微小的移动,尤其是没有感觉到输入元件的任何移动。由此可以在对驾驶员的减小的反作用下,特别是也在完全没有反作用情况下,实现制动力增大器的特性与当前的制动状况的适配。
一个当前的制动状况例如可以是再生制动力矩的改变,该再生制动力矩与液压制动力矩一起附加地参与制动。
在按照本发明的方法的另一个实施例中规定,辅助力被这样地调整,在辅助力的有限的改变情况下,为了将输入元件保持在同一位置上必须施加的附加力相对于输入力是最小的,尤其是等于零。
如果在总制动系统的一个当前的制动状况或运行状态中辅助力改变,即不是如到此为止那样,改变一个无限小的(极其小的)量,而是现在改变一个有限的量,那么为了将输入元件保持在同一位置上,需要一个附加力。通过调整辅助力保证,由驾驶员要施加的力的改变是尽可能最小的,该力是必需的,以便在辅助力的有限的改变下将输入元件保持在同一位置上。由此可以有利地避免辅助力的改变(产生的)的、使驾驶员烦恼的反作用。
在按照本发明的方法的另一个实施例中规定,要施加的附加力由致动器施加。以这种方式,不必由驾驶员改变输入力,而是由致动器。该致动器在此情况下可以作为制动力增大器中的致动器来设置。
在按照本发明的方法的另一个实施例中可以规定,要施加的附加力通过反作用力,特别是静摩擦力来施加。以这种方式也保证,为了将输入元件保持在一个固定的位置上所必需的输入力的最小改变将不通过驾驶员来施加。以这种方式,驾驶员以有利的方式不经历任何来自制动系统方面的不利的反作用。
在按照本发明的方法的另一个实施例中规定,输入力的最小的改变通过摩擦力施加,其中,该摩擦力被调节。被调节的摩擦力尤其是滑动摩擦力,其被以机械方式和/或电气方式调节,尤其是通过制动器调节。
在按照本发明的方法的另一个实施例中规定,制动器是摩擦制动器,它直接地或间接地作用于输入元件。因此,例如可以规定,制动器将输入元件压向另一个表面,以产生摩擦力。以这种方式,可以以有利的方式,通过合适地选择按照本发明的、输入元件被压到其上的表面,来调整摩擦力,例如关于摩擦力的数量级对摩擦力进行调整。
在按照本发明的方法的另一个实施例中规定,制动力增大器是总制动设备的液压分制动系统的一部分。在按照本发明的方法中,通过改变制动力增大器的辅助力来调整液压制动力矩。借助于液压制动力矩来减小总制动力矩和再生制动力矩之间的制动力矩差。尤其是规定补偿该制动力矩差。例如通过对能量源充电的发电机产生再生制动力矩。这种再生式制动系统例如应用于电动机动车或混合动力机动车。
再生制动力矩由总制动设备的一个另外的分制动系统产生。如果通过改变辅助力将液压制动力矩如所述那样匹配于当前的再生制动力矩,那么由此可以以有利的方式在给定的驾驶员操纵下保持总制动作用恒定。以这种方式,机动车的总制动作用独立于当前的运行状况,尤其是再生式制动系统的当前的运行状况,它的制动作用大大地依赖于当前的机动车速度以及例如蓄能器(蓄电池)的液面高度,该蓄能器借助于再生式制动系统被充电。通过按照本发明的在输入力和辅助力之间的关系运行制动力增大器,可以以这种方式和方法在考虑再生式系统的可改变的制动作用下保持机动车的制动作用恒定,其中,通过按照本发明的关系运行制动力增大器来防止对驾驶员的负面的反作用。
在按照本发明的方法的另一个实施例中规定,要施加的辅助力依赖于输入力被作为特征线存储在机动车中。存储的特征线在此依赖于关于至少一个弹性元件的至少一个信息以及关于液压制动系统的压力-容积-关系的至少一个信息。特征线不必强制地取决于输入力。由于输入力,其是要调整的辅助力的基础,也可以借助于行程传感器的信号来确定,该行程传感器测量操纵元件的输入行程,因此也可以规定,特征线将辅助力与输入行程相关联,而不是与输入力相关联。
在按照本发明的方法的另一个实施例中规定,特征线被再校准,尤其是在车间进行维修间隔期间或者在机动车起动前或起动时的检查范围中。如果该关系作为特征线存在于机动车中,那么该关系可以被再校准并且始终以有利的方式存在该当前最新的关系,该关系考虑制动系统的状态,例如制动系统的状态的与老化相关的偏差。
也可以规定,在制动期间依赖于输入力计算要调整的辅助力。在该计算中,要调整的辅助力也依赖于关于至少一个弹性元件(9)的至少一个信息以及关于液压制动系统的压力-容积-关系的至少一个信息。
此时在机动车中,尤其是在机动车的控制器中设置特征线不是必需的。如果在制动期间即在机动车运行期间始终计算辅助力,那么被调整的辅助力始终以当前在机动车中存在的值为基础。由此可以以有利的方式取消再校准。或者关于压力-容积-关系的至少一个信息或者关于弹性元件的至少一个信息或者其两者在此情况下必须由测量的参量来确定,在此情况下是已知的并且在机动车中被以电子的形式存储。两种信息可以被存储在控制器中。
可以规定,输入力借助于力传感器来确定或者依据输入元件的行程传感器的至少一个信号来计算。
此外,本发明包括可调节的制动力增大器,它将其辅助力施加到制动力增大器的输出元件上,其中,施加的辅助力依赖于关于至少一个弹性元件的至少一个信息,该弹性元件位于制动力增大器的输入元件和输出元件之间,关于液压制动系统的压力-容积-关系的至少一个信息,尤其是p-V-特征线,以及由驾驶员施加的输入力,它被施加到输入元件上。
在输入力和辅助力之间的关系在此情况下可以基于两个所述的信息被如此地确定,使得在改变辅助力时对驾驶员的反作用被最小化。制动力增大器施加辅助力。由此可以以有利的方式运行制动力增大器,其中,制动力增大器提供可以被改变的辅助力,同时驾驶员不经受到反作用。使驾驶员烦恼的反作用,其例如在恒定的输入力下由制动踏板的错移产生,可以由此得到避免。使辅助力匹配于制动系统的当前的需要,尤其是匹配于制动状况,的可能性继续得到保持。
在制动力增大器的另一个实施例中规定,制动力增大器施加辅助力和附加力,该附加力在有限地改变辅助力时必须施加到输入元件上,以便将反作用减小到最小/被完全压制,并且制动力增大器抵制输入元件的错移,尤其是将输入元件保持在同一位置上。在此特别有利的是,通过制动力增大器不仅可以调整辅助力而且也可以施加附加力。在制动力增大器的另一个实施例中规定,制动力增大器具有附加的致动器。借助于该附加的致动器可以施加和改变附加力。由于在制动力增大器中设置附加的致动器,因此可以如此地改变辅助力,使得在辅助力改变时使对驾驶员的反作用减小到最小或完全被压制。因此制动力增大器的特性可以以不被驾驶员觉察的方式进行适配。由于致动器是制动力增大器的一部分,因此液压制动系统可以更节省空间的方式进行设计,因为没有附加的构件必须集成到机动车中。
在制动力增大器的另一个实施例中规定,制动力增大器具有机械的和/或机电式的制动器。制动器在此可以以机械方式和/或机电方式操纵。制动器作用于制动力增大器的输入元件。通过以机械方式或机电方式操纵操纵制动器,可以改变附加力。通过可以机械方式操纵的制动器,可以依赖于输入元件的操纵位置和/或增大器体的位置改变附加力。该可以机械方式操纵的制动器例如可以以在增大器体和制动踏板之间或输入元件的制动踏板之间的机械耦合机构,尤其是弹性的机械耦合机构的形式来实施。可机电地操纵的制动器包括一个另外的致动器。输入力的改变在此情况下通过摩擦来实现。不仅静摩擦,而且滑动摩擦都可以设想。可机电地操纵的制动器具有优点,即输入力被改变的量(大小)可以被精细地改变和调整。
除了用于运行制动力增大器的方法以及制动力增大器本身以外,用于实施该方法以及用于运行该制动力增大器本身的控制器是本发明的一部分。借助于控制器可以控制制动力增大器。在这一点上,控制也可以在调节的意义上理解。借助于控制器,要调整的辅助力一方面可以依据特征线来确定或者也可以通过使用和不用特征线直接地进行计算。此外,制动力增大器的辅助力和必要时附加力的调整通过控制器控制。尤其可以规定,控制器控制制动力增大器的所述另外的致动器,以操纵制动器。此外,该另外的致动器,其将附加的力施加到输入元件上,借助于控制器来操纵。
附图说明
图1示意地显示了按照本发明的可控制的制动力增大器。
图2显示了制动力增大器的一个等效模型(替代模型),它说明在制动期间由制动力增大器和驾驶员施加的和/或产生的作用力的共同作用。
在图3a和b中借助于等效模型示出了再生式制动过程对制动力增大器和驾驶员可能具有何种作用(影响)。
图4显示了制动力增大器的特性曲线以及举例说明地示出了按照本发明的方法的一种优化的特性。
图5和图6借助于等效模型显示了如何可以将附加的力施加到制动设备的操纵元件上。一方面,图5显示了一个附加的力通过静摩擦来施加,另一方面,图6显示了一个附加的力通过制动器的摩擦来施加。
图7显示了将附加的力施加到操纵元件上的另一种可能性。
具体实施方式
本发明涉及一种如其在图1中示意示出的制动力增大器1。
制动力增大器1在以下应该理解为一种可控制的和/或可调节的制动力增大器1并且在以下仅仅被称为制动力增大器1。“可控制的/可调节的”尤其包含,用于操纵主制动缸(没有示出)的制动力增大器的辅助力2是可以改变的。因此,制动力增大器1可以依赖于驾驶员施加辅助力Fsup2,例如依赖于输入力3,该输入力一般对应于驾驶员的操纵力Fin3。输入力3在必要时除了驾驶员的操纵力以外还可以包括一个另外的、附加的力,这在更后面在对该方法的说明中进行解释。
输入力3作用于输入元件4上。制动力增大器也可以依据输入元件4的操纵行程/操纵位置施加辅助力Fsup2。
制动力增大器1也可以独立于由驾驶员对制动踏板的操纵来提供辅助力2,尤其是独立于驾驶员的操纵力和/或制动踏板的操纵行程。
输入力3和辅助力2共同作用于输出元件5上。输出元件然后例如可以对主制动缸的输入活塞加载输出力6并且由此引入对机动车的制动。制动力增大器的辅助力2由致动器7施加,例如马达。必要时这可以经由一个传动机构来进行,例如旋转-平移-传动机构。该辅助力然后(必要时经由所述传动机构)作用于增大器体8上。输入力3和辅助力2经由耦联元件9传递到输出元件5上,其将这些力组合成输出力6。在此情况下,耦联元件可以不同地构造。对于本发明关键的是,耦联元件的变形可以不仅取决于输入力也取决于辅助力,该耦联元件例如以测力天平(Kraftwaage)的形式实施,该测力天平通过变形指示辅助力2与输入力3的比与给定的比的偏差。这种测力天平例如是反作用盘(反应盘),如其在制动力增大器中可经常发现的那样并且在以下在不限制一般性的情况下以其为出发点。反作用盘9可以与输出元件5直接地相连接,或者也可以经由另外的部件间接地相连接。输入元件4和增大器体8不必与反作用盘直接相连接。制动力增大器可以在输入元件和反作用盘9之间具有一个空行程,在输入元件4与反作用盘9接触之前,必须消除该空行程。
图2借助于等效模型显示了为了运行制动力增大器所需要的参量。相同的元件在图2中用与图1中相同的标记标注。制动力增大器1的致动器(在图2中没有画出)可以将辅助力2施加到增大器体8上,这导致增大器体的调节行程ssup201。如果驾驶员将输入力Fin3施加到输入元件4上,那么输入元件移动行程sin202。通过耦联元件9将输入力3和辅助力2聚合成输出力Fout6。输出元件5在此情况下移动行程sout203。制动力增大器的等效模型此外包含代表反作用盘9的参量。因此,反作用盘9具有弹性(弹力)204。此外,在图2中可以看见三个接触点205,206和207。商(比例)x给出在点205和207之间的距离x和在点206和207之间的距离(在此处以长度1表征)的比。杠杆长度,即点205,207,以及点206,207的距离的长度对应于反作用盘9上的面积。实线显示了反作用盘9处于静止位置上。如果存在辅助力2和/或输入力3,那么其可导致反作用盘9变形,这在图2中以虚线208示出。反作用盘9的这种变形导致在施加输入力和/或辅助力下在点206的新位置和点207之间的行程差ds210。
如上所述,除了其它的方面外,当再生式分制动系统的制动作用在总制动作用上的比例改变时,则使用按照本发明的方法。
为了简单起见,现在依此为出发点,即驾驶员仅仅在液压分制动系统的参与下用恒定的输入力制动。在此情况下,制动力增大器可以施加辅助力2。该出发状况在图3a中示出。只要图3中的元件对应于图1和图2中的元件,则也保留图1和2的附图标记。如果驾驶员用恒定的输入力制动,那么点206位于如图3a中示出的位置上。通过施加输入力和辅助力,则存在反作用盘9的变形。
此外,现在假设,通过再生式分制动系统添加一个附加的制动作用。由于总制动作用应该保持恒定,因此辅助力被减小。这导致在液压分制动系统中在车轮制动器中的压力减小并且因此导致液压制动作用的减小。在此处为了简单起见没有考虑主制动缸和可能存在的液压装置(例如ESP或ABS)的附加的影响。
由于液压分制动系统中的压力通过减小辅助力2而被减小,因此制动液流回到主制动缸中。这导致输出元件5在逆着原始的操纵方向上的一个错移。这在图3b中示出。虚线显示了图3a的出发状况以及它的一个行程为dsout301的平行的错移。此外,反作用盘9进行进一步的变形,其导致在输入杆的接触点处的偏转deltas302。其在此处涉及到相对于输出元件的位置改变的一个位置改变。反作用盘9的弹性可以具有或者是在力和变形行程之间的一种线性关系或者是一般地一种描述该关系的特征线。对于线性的情况,deltas为:
deltas=1/c(Fin-xFsup)。
在特征线P(Fin-xFsup)的情况下,deltas为:
deltas=P(Fin-xFsup)。
通过改变辅助力2引起的输入元件的错移dsin由
sin=sout+deltas
得出。
为了检测由于改变辅助力引起的错移,可以在假设恒定的输入力下考虑参量sin的变化。由此得到
其中,在此处有时形成和使用关于输出力Fout和/或辅助力Fsup的偏导数。Sout(Fout=Fin+Fsup)代表制动系统的容积容量(容积接纳量(Volumenaufname)),取决于驾驶员力和辅助力。该关系一般是非线性的。
为了实现使驾驶员尽可能不注意到辅助力的改变和由此不注意到错移sin,参量dsin在恒定的输入力Fin情况下必须尽可能地小,在最佳情况下等于零。同样可以规定,力的改变应该最小,以便保持参量dsin固定。
在条件dsin=0下由以上等式得到:
但此时由此得到:
如果在该等式中代入全部的依赖关系,则得到:
左边的项依赖于反作用盘9的特征线。右边的项再次描述制动系统的容积容量。不仅反作用盘的特征线而且制动系统的容积容量都是一般已知的参量或者否则是可以直接地或间接地确定的参量。如果存在这些参量,尤其是以特征线的形式存在,那么由给出的关系(1)可以为任何驾驶员输入力Fin给出一个对应的辅助力Fsup,其中,在每个这样找到的值对Fin和Fsup情况下,满足条件dsin=0。
以这种方式可以确定优化的增大器特征线,借助于该特征线可以为每个输入力Fin配置一个辅助力Fsup。该方法在这样的前提下工作,即反作用盘9的特征线和制动系统的容积容量相互间离开的不过远,从而可以在有意义的范围中满足上述条件。如此确定的增大器特征线现在可以以不同的方式用于控制制动力增大器。
一方面,增大器特征线可以预先用给出的关系(等式1)计算。该增大器特征线然后在制动期间必要时包括再生式分制动系统的制动贡献在内不改变地进行使用。
在另一个实施例中对增大器特征线进行再校准。该再校准可以由于给定的理由实施或者也可以定期地实施,例如在机动车每次重新起动的情况下或在维修情况下。以这种方式可以在确定增大器特征线时考虑制动系统中的磨损,例如在制动衬片处的磨损或者在制动系统中的老化效应。由此始终存在一个与当前的机动车状态相匹配的增大器特征线。也可以设想,在再校准时将环境条件如例如外部温度在确定特征线时直接地或间接地一并包括在内。
另一方面可以设想,在制动期间借助于调节机构按照等式1在还不存在再生式制动系统的制动作用的贡献的制动期间随时调整辅助力Fsup2。为此目的,可以通过在制动力增大器中存在的传感器装置和/或通过制动力增大器的控制参量/调节参量计算辅助力和驾驶员力。为了该计算,例如可以利用一些参量,诸如输入杆4的行程传感器,增大器体8的位置传感器,马达7的马达位置传感器和液压制动系统的预压传感器的信号。也可以借助于力传感器直接地测量输入力Fin。同样可以的是确定反作用盘9的变形。所述传感器装置在附图中没有画出。
因此在操纵制动器期间可以计算参量以及在制动期间计算。
在利用这些计算的参量下,现在可以考虑等式(1)来调节制动力增大器,即用于调整辅助力。
在借助于特征线计算制动力增大器,即预先计算制动力增大器,或者在通过直接计算要调整的辅助力进行调节的情况下来运行制动力增大器的上面列示的可能性中,此时还适合于按照等式(1)中的关系来调整辅助力。
这又可以借助于输入杆4的行程传感器,增大器体8的位置传感器,马达7的马达位置传感器和/或行程差传感器的信号来实施。所述的传感器装置在附图中没有示出。
与是否借助于特征线计算制动力增大器,即预先计算制动力增大器,或者在通过直接计算要调整的辅助力进行调节的情况下来运行制动力增大器的情况相独立地,确定要调整的辅助力Fsup所依据的输入力Fin可以或者被直接地测量,或者也可以由另外的参量计算,例如由输入杆4的行程传感器的信号计算出来。因此,特征线Fin-Fsup也不是必须非要以这种形式存在,也可以提供特征线sin-Fsup或者由输入行程sin出发来计算辅助力。
现在如此地调整辅助力,即不是如原始的那样,调整一个在增大器体8和输入杆4之间的为零的行程差,而是这样的,即满足等式1。这又可以借助于行程差来调整,例如借助于刚刚列举的行程差传感器,其中调节对应于新计算的特征Fin-Fsup的行程差。
图4显示了两个不同的增大器特征线。在垂直轴404上标出了输出力Fout6,即操纵力Fin3和辅助力Fsup2的和。在水平轴405上标出输入力Fin3。特征线401的曲线是常规制动力增大器的曲线。输出力自一定的输入力起才升高,在图4中是在点406处。随后跟随的是特征线的一个区域,在该区域中,输出力Fout6在恒定的操纵力Fin3下增大,随后是区域408,该区域显示了在输出力Fout6和操纵力Fin3之间的一种线性关系。在特征线的区域409中,制动力增大器已经处于一种运行模式中,该运行模式也称为结束模式(runout)。在此处,制动力增大器不再能够或者至少不再能够完全地施加给定的增大作用。
与常规制动力增大器的特征线401的曲线相比较,基于等式1的优化的增大器特征线例如可以具有一种如在图4中的曲线402显示的曲线。在该曲线中的特征如例如最大值,最小值,斜率和/或拐点在此处不应该作为限制来理解,而是仅仅用于说明。所示的曲线应该说明,优选的增大器特征线与往常运行制动力增大器所遵循的通常的特征线是不同的。对于不同的机动车,对于各具有不同的设计结构和使用的部件的不同的制动力增大器来说,该曲线的变化走向可以具有完全不同的走向。但是,典型的是,一旦输入力Fin3超过点406,该曲线就偏离常规的曲线。
一旦关于输入力的点406被超过,本方法就投入使用。图4中的箭头403显示了,在接入另一个制动作用时在恒定的操纵力Fin3下发生的情况。辅助力Fsup2被减小,以便使总制动作用保持恒定。
如果以按照等式1的优选的增大器特征线来运行制动力增大器,那么这导致,在辅助力Fsup的无限小的改变情况下,输入行程sin的改变等于零。
但是,在辅助力Fsup的有限大的改变情况下,用优选的增大器特征线运行制动力增大器又导致输入元件4的错移,即导致改变sin202。优选的增大器特征线在此情况下,如通过箭头403所示的那样,将被放弃(离开)。这意味着,即使通过利用优选的增大器特征线也不可能完全补偿输入元件4的错移。
为了驾驶员不感觉到输入元件的错移,驾驶员可以将输入力3改变一定的量值。由此,即使改变了制动力增大器的辅助力2,也应该可以保持输入元件的操纵位置sin。但是驾驶员会觉察到输入力3的这种改变。
在接入再生式制动作用情况下对按照等式(1)的增大器特征线的利用减小了要由驾驶员附加地施加的力,用于在辅助力Fsup减小时将输入元件4保持在固定的操纵位置sin上。尤其是将要附加地由驾驶员施加的力减小最小程度。
在本发明的另一个实施例中,输入力3的通过上述方法减小的必需的改变(为了将输入元件4保持在一个固定的操纵位置sin上,这是必需的)通过一个附加的力来施加。在此情况下尤其规定,通过该附加的力,在驾驶员的操纵力Fin3保持恒定的情况下,操纵位置sin可以被和被保持恒定。以下必须考虑,输入力3不再是强制性地仅仅由驾驶员施加,而是除了来自驾驶员施加的部分以外还可以包括一个附加的力。
类似于上述的计算导出方式,液压制动系统的弹性ε可以依赖于输出力Fout写出如下:
。
如果也类似于上述方法形成输入元件4的操纵位置202的改变,那么对于线性弹性的反作用盘的情况,得到:
在此处,ΔFsup和ΔFin是辅助力2和输入力3的改变,c对应于与输入力/输入行程相关的反作用盘9的弹性204的值。由该等式可见,辅助力2和输入力3的改变如何影响操纵位置202。
此外假设,反作用盘9的弹性已经如此地被适配,使得它已经补偿输入元件4的错移的一定的部分,该错移在恒定的输入力下在辅助力减小时出现或可能出现。这对应于在上面在按照本发明的方法的第一实施例的等式1中描述的状况。这可以表达如下。
借助于该等式并且与等式2一起可以识别出以下内容:基于来自制动系统的制动液的回流的行程的部分(εΔFsup)通过由辅助力的减小造成的反作用盘的变形而被显著地减小。但是,如在上面描述的那样,由于这不完全是这种情况,因此留有一个很小的剩余行程Δsjn,其还需要被补偿或者还必须被减小。
该剩余行程通过输入力的改变来遮掩(verblendet),也就是说通过项“”。
与按照本发明的方法的第一实施例相反,Fin在以下不仅包括由驾驶员施加的操纵力,其以下称为FF,而且附加地包括一个力,其以下称为Fr。
在按照本发明的方法的最初描述的实施例中,输入力的改变ΔFin被假设为零,因为驾驶员施加了一个恒定的操纵力FF作为对输入力Fin3的惟一的贡献。以下也应该继续以该恒定的驾驶员力为出发点。
但是附加的力Fr可以改变。由于恒定的操纵力意味着ΔFF=0,因此,输入力3在等式(2)中的改变可以被如下地写出:
通过代入等式(2)中可以看见,通过施加附加的力ΔFr,可以补偿一个附加的行程。
为了也还补偿未能够通过反作用盘9补偿的剩余行程,必须施加该附加的力ΔFr。
附加的力ΔFr现在可以以各种不同的方式施加。
在一个第一设计方案中,附加的力501Fr是一个被动地施加的力。对此例如可以理解为一种静摩擦力。该状况在图5中示出。如果辅助力Fsup改变,那么估计将产生输入元件4的错移。如果输入元件附着在一个附加的表面502上,那么出现附加的力ΔFr的改变,在这种情况下是静摩擦力出现改变,因为静摩擦力是反作用力。在表面502和输入元件4之间的摩擦在图5中通过附图标记μ示出。但是,只有当驾驶员在采用再生式和液压制动系统的制动过程期间不改变压力和/或者不预先规定任何改变愿望时,本方法才起作用。
备选地或附加地,也可以控制或调节摩擦力501。因此,例如可以在输入元件4处设置制动器,该制动器配有致动器。该致动器可以设计得非常小。摩擦力例如可以在使用主制动缸(没有画出)的活塞的操纵行程和辅助力在没有再生式制动器下与所配属的值的偏差(也就是说与静态的平衡值的偏差)下被作为调节参量和/或控制参量进行调节和/或控制。
例如可以实现一种对输入元件上的附加的力的自动的机械的调节机构600。这在图6中在制动力增大器的等效模型上示出。弹性元件601在结构上与增大器体8连接。此外,弹性元件601可以与一个杠杆臂接触,杠杆臂可转动地和/或可翻转地支承在一个支架上。该支架与输入杆4在结构上相连接。如果增大器体8与输入杆4相关地运动,那么弹性元件601相对于杠杆臂602的位置也改变。杠杆臂是这样地设计的,使得它可以将力603施加到输入杆4上。通过该力将输入元件4压向表面604并且由此导致静摩擦和/或滑动摩擦,在图6中用标记μ表示。通过在建立和/或减小辅助力Fsup期间增大器体8相对于输入元件4运动所处于的方向,可以改变力603的量值。以这种方式也可以调整附加的力,即摩擦力。在此处描述的摩擦力的调整基于一种摩擦力,该摩擦力取决于增大器体8和输入元件4的行程差。通过杠杆臂602,表面604和/或弹性元件601的设计、定位、尺寸确定和支承,可以预先设定摩擦力如何随着行程差改变的方式和方法。
应当注意的是,对附加的力的所述的机械的调节机构不仅可以在建立辅助力也可以在减小辅助力时使用,即在接入再生式制动系统情况下与在断开再生式制动系统情况下完全一样。
备选地,也可以减小存在的摩擦力。例如当上述制动器已经被操纵时产生这种可能性。在固定的输入元件情况下可以利用静摩擦力,因为它是一种反作用力。但是,如果驾驶员还应该对压力建模(模拟),那么这种情况就是不可能的。现在代替通过静摩擦力提供附加的力,如在上面所描述的被动的变型方案情况下那样,现在将一个反向指向的滑动摩擦力减小。这是起作用的,因为滑动摩擦力总是对运动相反地作用。滑动摩擦力的这种减小可以借助于制动器的控制机构或调节机构来实现,如已经描述的那样,或者也可以纯机械方式地实现,如在图6中示出的那样。为此必须减小将滑动摩擦力作用于输入元件4上的制动器的作用。
备选地或附加地,附加的力Fr也可以借助于一个另外的致动器701来施加,该致动器将附加的力传递到输入元件4上。这在图7中示意地示出。这种致动器的一种可能的实施例是电动马达,其必要时经由一个传动机构级对输入元件4施加附加的力。
摩擦力作为附加的力的使用可能在制动操纵时导致制动力增大器的滞后作用,即,就产生的输出力Fout而言,与通过驾驶员在输入杆4处的力减小相比较,在力建立情况下可能导致制动力增大器的不同的行为方式。但是,由于这种行为也在常规的制动力增大器中出现,因此它对于驾驶员来说是熟悉的并且甚至被感觉是有利的。
所述的方法组成部分,即在再生式制动器情况下,为了进行行程补偿,利用优选的增大器特征线和施加和/或调节/控制附加的力,不是必须被相互孤立地考虑。同样可以设想和可能的是,甚至是有利的是,前后相继地或平行地运行两个实施方案。如果在非再生式制动器情况下依据优选的增大器特征线来运行制动力增大器,那么在接入发电机力矩时减小输入元件的错移,并且减小要附加地施加的力,该力是为了将输入元件保持在操纵位置上所需要的。为了完全地隐蔽再生式制动系统的接入,那么必要时接下来以所述方式中的至少一种方式施加该附加的力。也可以设想,在非再生式制动器情况下,即在纯液压制动器情况下,按照常规的特征线,例如在图4中的特征线401,来运行该增大器,并且然后在接入再生式制动系统时变换该特征线,直到变换为优选的特征线。但是该转变在此情况下可能被驾驶员注意到。
一般地,应该指出,尽管在此处描述的方法和应用只是在接入再生式分制动系统的情况下做了说明,但是绝不局限于此。断开再生式分制动系统也同样是可能的,或者也可以改变液压分制动系统以及再生式分制动系统在总制动作用上的各自的比例。
Claims (24)
1.用于运行液压制动系统的可调节的制动力增大器(1)的方法,其中,制动力增大器(1)施加辅助力到制动力增大器的输出元件(5)上,其中,要施加的辅助力(2)依赖于
-关于位于制动力增大器的输入元件(4)和输出元件(5)之间的至少一个弹性元件(9)的至少一个信息,
-关于液压制动系统的压力-容积-关系的至少一个信息来确定,
-以及由驾驶员施加的、被施加到输入元件上的输入力(3),
来确定并且调整所述辅助力(2),其中,这样地调整所述辅助力,使得在所述辅助力(2)的有限的改变情况下,为了将所述输入元件(4)保持在同一位置上而必须施加的、相对于所述输入力(3)的附加力是最小的。
2.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,要施加的辅助力(2)依赖于一个p-V-特征线来确定。
3.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,附加力等于零。
4.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,在由驾驶员施加的输入力(3)的情况下这样地调整所述辅助力(2),使得在所述辅助力(2)改变时对驾驶员的反作用被减小。
5.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,这样地调整所述辅助力,使得所述辅助力(2)的趋向于零的小的改变导致制动力增大器(1)的输入元件(4)的可忽略不计的移动或导致为零的移动。
6.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,所述要施加的附加力由致动器(701)施加。
7.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,所述要施加的附加力通过摩擦力(501)施加。
8.按照权利要求6或7所述的方法,其特征在于,所述要施加的附加力通过被调节的摩擦力施加。
9.按照权利要求8所述的方法,其特征在于,所述要施加的附加力通过制动器施加。
10.按照权利要求8所述的方法,其特征在于,所述要施加的附加力通过以机械方式和/或电气方式调节的摩擦力施加。
11.按照权利要求9所述的方法,其特征在于,所述制动器是摩擦制动器,它直接地或间接地作用于所述输入元件(4)上。
12.按照权利要求1至7中任一项所述的方法,其特征在于,所述制动力增大器(1)是一个总制动设备的液压分制动系统的部分,通过所述辅助力(2)的改变来调整液压制动力矩,其中,借助于所述液压制动力矩来减小在总制动力矩和再生制动力矩之间的制动力矩差。
13.按照权利要求12所述的方法,其特征在于,补偿该制动力矩差。
14.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,所述要施加的辅助力依赖于所述输入元件(4)的输入力或输入行程借助于特征线被存储在机动车中,其中,依赖于关于至少一个弹性元件(9)的至少一个信息以及依赖于关于所述液压制动系统的压力-容积-关系的至少一个信息来确定所述特征线。
15.按照权利要求14所述的方法,其特征在于,所述特征线被再校准。
16.按照权利要求15所述的方法,其特征在于,所述特征线在维修间隔期间或在检查的范围中或者在机动车起动时被再校准。
17.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,所述要施加的辅助力(2)在制动期间,依赖于输入力,关于至少一个弹性元件(9)的至少一个信息以及依赖于关于所述液压制动系统的压力-容积-关系的至少一个信息来计算。
18.按照权利要求14或17所述的方法,其特征在于,所述输入力借助于力传感器来确定或者依据所述输入元件(4)的行程传感器的至少一个信号来计算。
19.可调节的制动力增大器,其特征在于,制动力增大器(1)施加辅助力(2)到制动力增大器(1)的输出元件(5)上,其中,施加的辅助力(2)取决于
-关于至少一个弹性元件(9)的至少一个信息,所述至少一个弹性元件位于制动力增大器的输入元件(4)和所述输出元件(5)之间,
-关于液压制动系统的压力-容积-关系的至少一个信息被确定,
-以及由驾驶员施加的输入力(3),所述输入力被施加到所述输入元件上,
其中,所述制动力增大器施加所述辅助力(2)和一个附加力,所述附加力在所述辅助力(2)的有限的改变情况下必须被施加到所述输入元件(4)上,并且抵制所述输入元件(4)的错移。
20.按照权利要求19所述的制动力增大器,其特征在于,施加的辅助力(2)取决于一个p-V-特征线。
21.按照权利要求19所述的制动力增大器,其特征在于,所述制动力增大器将所述输入元件(4)保持在同一位置上。
22.按照权利要求19所述的制动力增大器,其特征在于,所述制动力增大器包括一个附加的致动器,它施加所述附加力。
23.按照权利要求19所述的制动力增大器,其特征在于,所述制动力增大器具有可以机械方式和/或以机电方式操纵的制动器,它作用于制动力增大器(1)的输入元件(4)上,其中,通过操纵所述制动器来施加所述附加力。
24.用于实施用于运行按照权利要求1至18中任一项所述的制动力增大器的方法的控制器,其中,要施加的辅助力(2)通过所述控制器计算或依据特征线来确定,和其中,所述制动力增大器通过所述控制器来控制以调整所述辅助力和/或所述附加力。
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