CN102892653A - 用于识别液压的制动系统中的夹杂气体的方法 - Google Patents

Abstract

在一种用于识别液压的制动系统中的夹杂气体的方法中，在制动操纵时作为由移动的液压体积和所分配的压力构成的比例来确定所述液压介质的压力梯度，其中从由两个不同的压力梯度的商数中求得特征值并且如果所述特征值处于所定义的数值范围之外则识别出夹杂气体。

Description

用于识别液压的制动系统中的夹杂气体的方法

技术领域

本发明涉及一种用于识别尤其汽车中的液压的制动系统中的夹杂气体的方法。

背景技术

已经知道具有液压的制动力放大器的制动设备，所述制动设备包括用于产生液压的制动压力的主缸，所述主缸通过液压管路与车轮制动缸相连接。在操纵制动踏板时在所述主制动缸中产生提高的压力并且将其传递到所述车轮制动缸上。

如果对于这样的液压的制动系统来说空气处于制动管路中，那么为了达到特定的压力由于与液压介质的可压缩性相比空气的更高的可压缩性而需要更大的体积，由此产生更具回弹性的踏板特性。对于所谓的线控制动系统来说，制动踏板的踏板特性至少部分地从所述制动系统上分离，因而所述制动系统中的刚度的变化对于驾驶员来说不能感觉得到或者仅仅以降低了的方式感觉得到。只要所述制动系统中的空气量没有超过临界的数值，那就可以自动地对所述制动系统中的提高的弹性进行补偿，而对于驾驶员来说则没有根据减速特性来识别出这一点。但是由此剥夺了驾驶员发现所述制动系统中的夹杂气体的可能性。如果另外的显著的系统故障比如制动管路的失灵加到所述夹杂气体上，那么所述制动系统的有效功率由于夹杂气体有时候不再满足当前的要求。

发明内容

本发明的任务是，探测液压的制动系统中的夹杂气体。所述夹杂气体也应该能够在线控系统中识别出来。

该任务按本发明用权利要求1所述特征得到解决。从属权利要求表明有利的改进方案。

所述按本发明的方法涉及优选汽车中的液压的制动系统，所述液压的制动系统通常包括制动压力产生单元和车轮制动单元尤其车轮制动缸以及制动踏板。所述制动踏板在作为线控制动系统的实施方式中至少部分地从所述制动系统上分离，使得驾驶员通过所述制动踏板没有或者仅仅以降低了的方式得到关于所述制动系统中的当前的状态的反馈。如果所述夹杂气体超过临界的极限值，那么这就可以向驾驶员显示出来并且/或者保存在存储单元中并且必要时引起其它的措施，比如用于激活或者停用其它的汽车组件或者用于改变所述制动系统中的特性曲线。由此尤其存在着提早识别太高的夹杂气体并且在所述夹杂气体在与其它故障的组合中导致危险的行驶状况或者通过所述夹杂气体的增加而面临进一步的恶化之前采取应对措施的可能性。

对于按本发明的用于识别液压的制动系统中的夹杂气体的方法来说，在制动过程中液压介质的压力梯度从所述制动系统中的移动的液压体积与所分配的压力的比例中确定。对于不同的压力或者说压力范围来说求得两个不同的压力梯度，从所述两个不同的压力梯度中计算一个商数。这个由两个压力梯度构成的商数用作用于对液压的制动系统中是否存在着临界的夹杂气体进行评估的压力梯度特征值。如果所述压力梯度特征值处于所定义的数值范围之外尤其超过所分配的阈值，那就是这种情况。

所述按本发明的方法基于这样的认识，即液压的制动系统的体积-压力-特性曲线非线性地变化，比如抛物线形地变化。原则上的特性曲线走向虽然也在夹杂气体的情况下得到保持，不过由于所述夹杂气体特定的特性曲线参数发生变化。由于气体的较大的体积以及较大的可压缩性，液压的制动系统的体积-压力-特性曲线在出现夹杂气体的情况下处于无夹杂气体的特性曲线之上；所述特性曲线对于中等的及更高的压力来说几乎彼此偏置地平行地伸展，其中在靠近原点的上升的区域中也就是对于较小的压力来说所述带有夹杂气体的体积-压力-特性曲线具有比不带夹杂气体的体积-压力-特性曲线高的陡度变化。这应该追溯到气体的较高的压缩能力，因为随着压力的增加而快速地降低体积，这引起所述特性曲线的明显的弯折。通过所述压力梯度的比例，可以探测到带有或者不带夹杂气体的特性曲线的上升中的差别。在系统在没有夹杂气体或者说以仅仅很小的处于临界的极限值之下的夹杂气体有规律地工作时，由两个彼此先后相随的压力梯度的商数构成的压力梯度特征值处于阈值之下，而在临界的夹杂气体的情况下所述压力梯度特征值则超过所分配的阈值，这一点可以得到确定并且显示出来或者说在不同的汽车系统中得到处理。

原则上，从移动的液压体积与所分配的压力或者说压力范围之间的比例中确定两个不同的压力梯度并且从中求得所述压力梯度特征值，其中有利的是，在所述体积-压力-特性曲线的靠近原点的区域中确定所述第一压力梯度。所述第二压力梯度则有意义地在紧靠着所述第一压力梯度的压力范围的区域上来确定；但是原则上也可以考虑所述第一压力梯度的压力范围与所述第二压力梯度的压力范围之间的压力间距。在下面的靠近原点的区域中，典型的压力特征值大约是2到10bar，在所述紧随其后的当中的第二压力范围中所述液压的压力值比如为10到30bar。这种尤其用于所述第一压力梯度的下面的压力范围的观察方式的背景在所述制动系统中出现夹杂气体的情况下是所述特性曲线的剧烈的上升。

有利地仅仅在直至达到最大压力之前实施所述方法，因为对于较高的压力值来说所述夹杂气体在所述体积-压力-特性曲线中仅仅通过对压力梯度的研究只能以较大的不精确性来确定。除此以外或者说作为替代方案，可以表述其它的条件，在此必须满足这些条件，以便可以实施所述按本发明的用于识别夹杂气体的方法。因此证实有利的是，所述方法仅仅为这样的情况来实施，即尤其仅仅对于中等的踏板操纵速度来说所述制动踏板的操纵速度处于允许的数值范围之内。相反，极端缓慢或者说快速的踏板操纵则将所述用于识别夹杂气体的方法排除在外，以便保证，不会通过这些极端的踏板操纵来考虑到歪曲的影响。

此外有意义的是，仅仅在出现空隙（车轮制动器的摩擦片衬面与制动盘之间的间距）的情况下在有规律的数值范围之内实施所述用于识别夹杂气体的方法。通常就是这种情况，如果在实施所述方法之前首先已经用处于允许的数值范围之内的制动压力进行了制动过程并且随后这个制动过程与具有夹杂气体识别的制动过程之间的时间间隔没有超过最大值。作为对在前面的制动过程中必须处于允许的数值范围之内的制动压力的考虑的补充方案或者替代方案，也可以考虑到横向加速度，所述横向加速度在前面的制动过程与当前的制动过程之间不得超过最大值，其中在所述当前的制动过程中实施所述进行夹杂气体识别的方法。

所述按本发明的方法原则上适合于在液压的或者电动液压的制动系统中实施。所述方法在调整仪或者说控制仪中执行，所述调整仪或者说控制仪有利地是所述制动系统的组成部分或者说与其进行通信。

附图说明

其它的优点和有利的实施方式可以从其它的权利要求、附图说明及附图中获知。附图示出如下：

图1是汽车中的液压的制动系统的示意图；并且

图2是所述液压的制动系统的体积-压力-特性曲线。

具体实施方式

在图1中示出的液压的制动系统1包括一条仅仅示意性地示出的制动管路2、一个主制动缸3、一个具有踏板行程传感器6的制动踏板5以及一个车轮制动装置7，其中为所述主制动缸3分配了一个制动液储存容器4。所述制动管路2以液压的方式连接到所述主制动缸3上，在此通过所述制动液储存容器4向所述主制动缸3供给制动流体。所述主制动缸3由驾驶员通过制动踏板5来操纵，其中由驾驶员施加的踏板行程通过所述踏板行程传感器6来检测。由驾驶员产生并且在所述主制动缸3中得到放大的制动力或者说制动压力通过所述制动管路2传递到分配给车轮的车轮制动装置7上。

所述制动系统1可以构造为线控制动系统，对于所述线控制动系统来说所述制动踏板5的操纵在机械或者说液压方向从所述制动管路2上分离。在此，所述制动踏板操纵用传感器来检测并且产生与所述制动踏板操纵相关联的用于产生所期望的制动压力的调节信号。这一点在图1中用制动踏板5与主制动缸3之间的分界线8来表示。

图2示出了体积-压力-图表，该体积-压力-图表表征所述制动系统2。在该图表中绘入了两条体积-压力-特性曲线，在这两条体积-压力-特性曲线中用实线示出的特性曲线表示在所述制动系统中无夹杂气体（Gaseinschluss）的关联并且用虚线示出的特性曲线表示在所述制动系统中有夹杂气体的关联。具有夹杂气体的用虚线示出的特性曲线处于无夹杂气体的用实线示出的特性曲线的上方，这两条特性曲线除了靠近原点的区域之外至少几乎彼此平行。在下面的靠近原点的压力范围中，斜度γ₁或者说γ₁’紧贴到相应的无夹杂气体或者说带有夹杂气体的特性曲线上。在当中的压力范围中，相应的斜度γ₂或者说γ₂’紧贴到所述特性曲线上。所述斜度γ₁或者说γ₁’和γ₂或者说γ₂’代表着压力梯度，也就是按照：

按时间的体积特性曲线的导数，其中Δp₁表示压力值p₁与p₂之间的压差并且ΔV₁表示所属的体积差。相应地Δp₂表示压力值p₂与p₃之间的压差并且ΔV₂表示所属的体积差。

如可以从图2中的特性曲线走向中得知的一样，所述无夹杂气体的特性曲线在处于p₁与p₂之间的下面的靠近原点的压力范围中具有比带有夹杂气体的特性曲线小的压力梯度γ₁，所述带有夹杂气体的特性曲线的压力梯度用γ₁’来表示。而在p₂与p₃之间的当中的压力范围中，所述压力梯度γ₂和γ₂’则由于所述特性曲线的至少几乎平行的走向而大致为相同大小。

所述体积-压力-特性曲线的靠近原点的上升对于这两条特性曲线来说以比在当中的和上面的压力范围中大的梯度进行。所述压力梯度γ₁与γ₁ ’之间的差比如处于比例2:5中。压力值p₂表示靠近原点的区域中的较高的梯度与当中的和上面的压力范围中的较低的梯度之间的过渡区域。示范性的数值对于p₁来说是2bar，对于p₂来说是10bar并且对于p₃来说是30bar。原则上也可以将所述第一压力值p₁设置到零，使得所述原点与过渡区域之间的压力梯度γ₁对于p₂来说处于所述下面的与当中的压力范围之间。

为了确定所述制动系统中的夹杂气体，从所述第一压力梯度γ₁或者说γ₁’与所述第二压力梯度γ₂或者说γ₂’之间的比例中按照

或者

来形成压力梯度特征值R，所述压力梯度特征值R在所述两条特性曲线走向之间区别显著，因为所述带有夹杂气体的特性曲线的第一压力梯度γ₁’显著大于所述无夹杂气体的特性曲线的压力梯度γ₁。比如对于用于无夹杂气体的特性曲线的压力梯度特征值R来说产生数值2并且对于用于带有夹杂气体的特性曲线的压力梯度特征值来说产生数值5。

通过所计算的压力梯度特征值R与所分配的极限值或者说阈值R_lim之间的比较，由此可以以很高的可靠性来确定夹杂气体。在此检查，所述压力梯度值R是否超过所述阈值R_lim。如果是这种情况，那就可以认定夹杂气体，随后产生故障信号，该故障信号向驾驶员显示出来并且/或者加以保存，其中必要时也可以自动地在系统中采取补偿措施，用于阻止可能的制动压力下降。

原则上也可以从移动的分别分配给p₁与p₂之间的压力范围Δp₁的体积ΔV₁与分配给p₂与p₃之间的压力范围Δp₂的体积ΔV₂之间的比例中形成一个特征值，该特征值同样提供关于所述制动系统中的夹杂气体的结论。如果始终通过相同的压力范围在压力p₁、p₂和p₃保持相同时对所述压差ΔV₁和ΔV₂进行观察，那么ΔV₁与ΔV₂的比例提供特征值，该特征值就夹杂气体提供与来自所述压力梯度γ₁与γ₂的比例的压力梯度特征值R相同的结论。

分配给相应的压力变化Δp₁或者说Δp₂的体积变化ΔV₁或者说ΔV₂代表着所述制动系统中的移动的液压体积。这个液压体积要么从所述制动系统的高压储存器中的压力变化中求得要么通过液压泵的转速中或者从制动活塞的位移中求得。

Claims (10)

1. 用于识别尤其汽车中的液压的制动系统中的夹杂气体的方法，其中在制动操纵时作为由所述制动系统（1）中的移动的液压体积（ΔV₁、ΔV₂）与所分配的压差（Δp₁、Δp₂）构成的比例来确定液压介质的压力梯度（γ₁、γ₂），其中从两个不同的压力梯度（γ₁、γ₂）的商数或者说与其相对应的数值中求得特征值（R）并且如果所述特征值（R）处于所定义的数值范围之外则识别出超过极限值的夹杂气体。

2. 按权利要求1所述的方法，其特征在于，如果所述特征值（R）超过阈值（R_Lim），那就识别出夹杂气体。

3. 按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述体积-压力-特性曲线的靠近原点的区域中确定所述第一压力梯度（γ₁）。

4. 按权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，在恒定的保持相同的压力范围（Δp₁、Δp₂）中求得用于确定压力梯度（γ₁、γ₂）的液压体积（ΔV₁、ΔV₂）。

5. 按权利要求1到4中任一项所述的方法，其特征在于，仅仅直至达到最大压力之前实施所述方法。

6. 按权利要求1到5中任一项所述的方法，其特征在于，只有在所述制动踏板（5）的操纵速度处于允许的数值范围之内才实施所述方法。

7. 按权利要求1到6中任一项所述的方法，其特征在于，只有此前已经用处于允许的数值范围之内的制动压力进行了制动过程并且制动过程与夹杂气体识别之间的时间间隔不超过最大值时才实施所述方法。

8. 按权利要求1到7中任一项所述的方法，其特征在于，只有自最后一次制动过程起所观察到的横向加速度没有超过所定义的最大值时才实施所述方法。

9. 调整仪或者说控制仪，用于实施按权利要求1到8中任一项所述的方法。

10. 汽车中的制动系统，具有按权利要求9所述的调整仪或者说控制仪。

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