CN103057538B - 机动车辆的液压制动系统的控制方法及制动系统 - Google Patents

机动车辆的液压制动系统的控制方法及制动系统 Download PDF

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Abstract

在根据本发明的用于具有车辆动态控制系统的机动车辆的液压制动系统的控制方法中，制动系统包括机电促动的制动主缸和车轮制动装置，该制动主缸与车轮制动装置流体连通并且可以被车辆动态控制系统激活，在车辆动态控制系统引起的车轮制动装置的制动压力减少的情况下，制动主缸的活塞向促动方向的反方向移动，以容许制动液从储液器到制动主缸的压力室的额外流动。本发明进一步涉及一种机动车辆的液压制动系统。

Description

机动车辆的液压制动系统的控制方法及制动系统
技术领域
本发明涉及一种配备有车辆动态控制系统的机动车辆的液压制动系统的控制方法以及这种液压制动系统。
背景技术
目前，机动车辆的制动系统一般设计为液压制动系统，通常是双管路制动系统。机动车辆的液压制动系统配备有制动主缸，在其中，通过促动充满制动液的压力室中的连接到制动踏板的活塞产生压力，该压力通过液压管路传输到至少一个制动轮缸。由于制动液的压力，制动轮缸使支承在制动蹄上的制动片接触制动鼓或制动盘。由此，可以通过起动制动踏板分配作用于与制动鼓或制动盘连接的车轮的制动力。通常，制动主缸设计成串联式制动主缸（TMC），该串联式制动主缸具有串联安置并由第二活塞隔开的两个制动室，用以向两个独立的制动管路施加压力。为了加强制动力，制动助力器通常连接到活塞杆，以产生与制动踏板的起动一致的作用于制动踏板起动方向的额外的力，从而用增加的启动方向的力移动活塞。制动助力器通常气动地产生额外的力，特别是借助真空，但也可以机械地产生，尤其是通过促动机构借助于电动机产生。
当制动踏板起动并因此在制动主缸的一个或多个压力室中产生压力时，制动液从一个或多个压力室中排出以促动一个或多个制动轮缸。特别是当机动车辆的行车制动器升温时，增加量的制动液从制动主缸的一个或多个压力室中排出以产生指定的制动减速。因此，在不利的条件下，制动主缸的活塞或至少一个活塞可能上升到接近其停止位置，甚至紧靠后者（“TMC触底”）。然后不再可能有进一步的压力增加，因此制动距离显著地增大。
这尤其适用于具有车辆动态控制系统的机动车辆。这种车辆动态控制系统通常包括防抱死系统（ABS）以及电子稳定控制系统（ESC）的功能。在这种情况下，通过至少一个传感器检测车轮转速，并且通过干预车轮制动装置改变作用于该车轮的制动力，例如，通过促动减少压力的阀门或通过促动制动主缸以增加压力。通过这种方式，例如，能够防止相关的车轮被锁定并抵消转向过度或者转向不足。由车辆动态控制系统引起的压力增加也可以导致制动主缸的活塞达到停止位置。
防止制动主缸的活塞达到停止位置以及防止可实现的制动力下降的一种已知方式是借助液压泵向制动主缸的一个或多个压力室添加额外的制动液。US2008/0257669A1和US2007/0284936A1披露了制动主缸的补给系统，其中通过泵或增压罐向制动主缸供给额外的制动液。DE10321959A1披露了一种根据轮缸内重复的压力增加和压力降低供给液压输出的液压供给单元。根据US2004/0227396A1，配备压力供给装置以向主缸的压力室供给预设的压力。然而，这些已知方法伴随着高支出。
发明内容
本发明的目的是提出一种用于具有车辆动态控制系统的机动车辆的液压制动系统的控制方法，其中，制动系统包括机电促动的制动主缸和车轮制动装置，该制动主缸与车轮制动装置流体连通并且可以被车辆动态控制系统激活，其中尽可能的避免了所述的缺点。本发明的另一目的是提出一种用于具有车辆动态控制系统的机动车辆的液压制动系统，其中尽可能地避免了上述的缺点。
本发明的目的通过具有以下技术特征的控制方法和制动系统实现：
一种用于具有车辆动态控制系统的机动车辆的液压制动系统的控制方法，其中，制动系统包括机电促动的制动主缸和车轮制动装置，该制动主缸与车轮制动装置流体连通并且可以被车辆动态控制系统激活，
其中，
在车辆动态控制系统引起的车轮制动装置的制动压力减低的情况下，制动主缸的活塞向促动方向的反方向移动，以容许制动液从储液器向制动主缸的压力室的额外流动。
一种机动车辆的液压制动系统，其中，包含机电促动的制动主缸，车轮制动装置，该制动主缸与车轮制动装置流体连通并可以被机动车辆的车辆动态控制系统激活，用于检测车辆动态控制系统所导致的车轮制动装置的制动压力减少的装置，以及控制装置，该控制装置设计为以以下方式激活制动主缸，即当车辆动态控制系统引起的车轮制动装置的制动压力减少时，制动主缸的活塞向促动方向的反方向移动，以容许制动液从储液器到制动主缸的压力室的额外流动。
根据本发明的控制方法涉及机动车辆的液压制动系统，其中该机动车辆具有车辆动态控制系统。制动系统具有机电促动的制动主缸，该制动主缸与可以被车辆动态控制系统激活的车轮制动装置流体连通。具体地，制动主缸包括活塞杆，制动踏板可以通过机电制动助力器起动该活塞杆。制动踏板的起动使制动主缸的活塞在促动方向上移动，因此，制动主缸的压力室中发生由机电制动助力器辅助的的压力增加。具体地，制动主缸可以具体化为双管路制动系统的串联式制动主缸（TMC），并且可以具有串连安置并且被第二活塞分隔开的两个压力室。
促动制动主缸引起车轮制动装置的制动轮缸中的压力增加，并且因此，制动蹄（例如两个制动蹄）被压靠到连接到相关车轮的制动盘。制动力从而被施加到车轮上。
此外，机动车辆配备有车辆动态控制系统，该车辆动态控制系统根据驾驶状况通过以下方式干预制动系统，与制动踏板起动的相应压力相比，改变车轮制动装置的至少一个制动轮缸的中的制动压力。这种改变可以包括压力减少，例如，尤其是在防止车轮锁定时。然而，提高制动压力以增强控制也可能是可取的，尤其是在转弯时。为改变制动压力，可以为车轮制动装置分配一个或多个阀门，例如，该阀门容许制动液流出以减少制动压力，和/或能够通过车辆动态控制系统促动制动主缸以增加制动液的压力。
根据本发明，在车辆动态控制系统引起车轮制动装置的制动压力减低的情况下，制动主缸的活塞向促动方向的反方向移动，以容许制动液从储液器向制动主缸的压力室的的额外流动。对于制动主缸来说，这种储液器通常以连接到至少一个压力室的容器的形式存在。通过在某个时间点上收回活塞，此时车辆动态控制系统正在执行减低制动压力，由于相对于储液器中的压力为负压，可以发生制动液的额外流动，而不存在削弱制动轮缸中压力增加的可能性。从而实现在制动主缸的一个或多个压力室中的制动液的自动补给。
当存在车辆动态控制系统的干预时，由于可机电促动的制动主缸的活塞向促动方向的反方向收回以容许制动液的额外流动，可以防止制动主缸的活塞移动到其停止位置，在该停止位置将不会有进一步的行程并且不再有可排出液体量以形成增加的制动压力。根据本发明，从而能够避免“TMC触底”效应，并且防止由此引起的制动距离增加。尤其在行车制动器升温时或者由于车辆动态控制系统的干预使制动液的需求增加时，存在制动主缸的活塞达到其可能的行程的终点的风险。即使在这些情况下，本发明也可以在很大程度上避免必要的制动压力不再能够增加的结果。
根据本发明的优选实施例，在制动压力重复减少的情况下，存在与促动方向相反的重复的活塞移动。这容许重复的制动液进入制动主缸的至少一个压力室的额外流动。凭借制动液的额外流动的可能性，即使在重复的制动循环或者车辆动态控制系统的重复的制动干预循环的情况下，在这种驾驶状况下也能够确保始终有充足的可用制动压力，尤其是在向制动主缸单次添加制动液不充足的情况下。
优选检测活塞的形成，尤其是向促动方向的形成，和/或机电促动的制动主缸的促动机构的调整角度。这种啮合到活塞杆的机电促动器可以包括例如电动机以及将电动机的旋转运动转换为活塞杆的线性运动的机构。只有当活塞的形成超过可预设的最小距离和/或调整角度超过可预设的最小角度时，活塞才向促动方向的反方向移动。这能够确保只有当必须避免达到活塞的停止位置时才发生本发明所设想的与促动方向相反的活塞移动。在很多情况下这使得有可能以驾驶者察觉不到的方式实现本方法的简单执行。可以以如下方式设置最小距离或最小调整角度，即活塞到达停止位置之前，在所有情况下一个或多个压力室中仍然有足量的制动液。
进一步优选为由分配到车轮制动装置的压力传感器的信号检测制动压力的减少。具有车辆动态控制系统的机动车辆中通常存在这种压力传感器。具体地，当由压力传感器的信号检测到车辆动态控制系统基于车轮的过度滑动而使制动压力减少时，可能发生制动压力的减少。从而能够确保制动缸中有足量的制动液，尤其是在对必须由制动主缸通过向促动方向移动活塞提供的制动液有更大需求的情况下。
特别优选为只有当两个压力传感器都指示由于车轮的过度滑动使制动压力减少并且制动主缸的活塞已经移动了最小距离和/或促动机构已经调整了最小的调整角度时，才发生与促动方向相反的活塞移动。从而以驾驶者通常无法察觉的方式实现根据本发明的方法的特别可靠和简单的执行。
根据本发明的方法的优选实施例，由压力传感器的信号检测车轮制动装置的制动盘的厚度变化。这种制动盘厚度的变化可能由例如制动盘的不均匀磨损引起，并且在机动车辆运行期间由于制动片和制动盘之间的接触可能增加这种制动盘厚度的变化。当制动器被促动时，制动盘厚度的变化能够引起可察觉的机动车辆的抖动。这种抖动不仅令人感到不快，而且会损害行驶特性。特别是由车轮制动装置的制动压力的变化中可以明显看出不均匀的制动盘厚度，该制动压力可以被压力传感器检测到，例如从车轮频率的传感器信号的周期性变化当中检测到。由于从压力传感器的信号中检测到制动盘厚度的变化，有可能例如启动应对措施或输出警报信号。
具体地，基于检测到的制动盘厚度的变化，能够通过减少或避免制动盘的厚度变化增加的方式执行车轮制动装置的自动促动。因此，例如，能够以与车轮频率或者制动盘厚度变化频率对应的频率并且以相对于厚度变化对应的相位变化激活车轮制动装置，从而抵消制动盘厚度变化的任何进一步增加。
优选为当超出压力传感器检测到的压力最小变化幅度或者超出制动盘的厚度的最小变化幅度时，执行减少制动盘的厚度变化增加的车轮制动装置的自动促动。制动压力的最小变化幅度可以是例如2巴（bar）。这能够确保只有当必需要避免损害舒适度或损害机动车辆的行驶特性时，才存在制动系统干预。
进一步优选为当促动制动踏板进行制动时，制动主缸的自动促动所产生的可周期性变化的压力叠加到与制动踏板的促动程度或施加的促动力对应的压力上。具体地，可以以如下方式选择这种可周期性变化的制动压力，即补偿由制动盘厚度变化而产生的制动力的变化。这可能在机动车辆的驾驶舒适度和/或行驶特性上取得相当大的改进。
具体地，制动主缸的自动促动所产生的可周期性变化的压力取决于分配到车轮制动装置的压力传感器所测量到的压力变化。如果pvar表示测量到的压力变化的幅度，而fvar表示测量到的压力变化的频率，那么以下等式优选地适用于制动主缸的自动促动所产生的可周期性变化的压力的幅度pvar,TMC和频率fvar,TMC：
pvar,TMC=pvar/x,
fvar,TMC=fvar/y,
其中x是1到10之间的数字，而y是1到40之间的数字。从而有可能实现对由厚度变化所产生的制动力变化的特别广泛的补偿，并且特别大的程度上避免抖动。
根据本发明的机动车辆的液压制动系统包含机电促动的制动主缸，车轮制动装置，该制动主缸与车轮制动装置流体连通并可以被机动车辆的车辆动态控制系统激活，用于检测车辆动态控制系统所导致的车轮制动装置的制动压力减少的装置，以及控制装置，控制装置设计为以以下方式激活制动主缸，即当车辆动态控制系统引起的车轮制动装置的制动压力减少时，制动主缸的活塞与促动方向相反地移动，以容许制动液从储液器到制动主缸的压力室的额外流动。检测车轮制动装置的制动压力减少的装置可以具体设计为传感器装置，优选为压力传感器，特别优选为车辆动态控制系统附属的压力传感器（ESC传感器）。
控制装置可以包括处理器装置，并且控制装置具体设置为执行上述的机动车辆的液压制动系统的控制方法。具体地，控制装置可以被设计为机动车辆的车辆动态控制系统的控制装置的一部分或者可以与其相同。
附图说明
以下参照附图以举例的方式更详细地解释本发明，其中：
图1展示了根据本发明的方法的说明性实施例的流程图。
具体实施方式
如图1中以流程图的方式示意性地示出的，在根据本发明的控制方法的一个说明性实施例中，对制动主缸的活塞行程进行连续检测。为此目的可以配备例如传感器或者位置传感器。对机电制动助力器的促动机构的角度检测与此相同，该促动机构将电动机的旋转运动转换为活塞的线性运动。为此目的可以在促动机构上设置例如旋转编码器。如果超出了最小行程或最小角度，则可以确定目前制动系统中是否存在车辆动态控制系统作出的干预，例如由车辆动态控制系统的ABS或ESC系统。为此目的，可以评估分配到制动轮缸的压力传感器。具体地，该压力传感器可以是属于车辆动态控制系统的压力传感器（ESC传感器）。也可以连续地评估压力传感器的信号，以检测车辆动态控制系统的干预。如果超出最小形成或最小角度并且存在车辆动态控制系统减少制动压力的干预，激活制动助力器以向促动方向的反方向收回制动主缸的活塞。具体地，活塞收回到再次小于最小形成或最小角度的程度，特别是以可预设的数值。这确保再次有充足的制动液容量以产生增加的制动力。

Claims (29)

1.一种用于具有车辆动态控制系统的机动车辆的液压制动系统的控制方法，其特征在于，制动系统包括机电促动的制动主缸和车轮制动装置，该制动主缸与车轮制动装置流体连通并且可以被车辆动态控制系统激活，
其中，
在车辆动态控制系统引起的车轮制动装置的制动压力减低的情况下，制动主缸的活塞向促动方向的反方向移动，以容许制动液从储液器向制动主缸的压力室的额外流动。
2.根据权利要求1所述的控制方法，
其特征在于，
在制动压力重复减少的情况下，存在与促动方向相反的重复的活塞的移动，以容许重复的制动液从储液器向制动主缸的压力室的额外流动。
3.根据权利要求1所述的控制方法，
其特征在于，
检测活塞的行程和/或机电促动的制动主缸的促动机构的调整角度，只有当行程超出最小距离和/或调整角度超出最小角度时，活塞向促动方向的反方向移动。
4.根据权利要求2所述的控制方法，
其特征在于，
检测活塞的行程和/或机电促动的制动主缸的促动机构的调整角度，只有当行程超出最小距离和/或调整角度超出最小角度时，活塞向促动方向的反方向移动。
5.根据权利要求1-4中的一项所述的控制方法，
其特征在于，
从分配到车轮制动装置的压力传感器的信号检测制动压力的减少。
6.根据权利要求1-4中的一项所述的控制方法，
其特征在于，
车轮制动装置包括制动盘，并且从压力传感器的信号检测制动盘厚度的变化。
7.根据权利要求5所述的控制方法，
其特征在于，
车轮制动装置包括制动盘，并且从压力传感器的信号检测制动盘厚度的变化。
8.根据权利要求1-4中的一项所述的控制方法，
其特征在于，
基于检测到的制动盘的厚度变化执行减少制动盘的厚度变化增加的车轮制动装置的促动。
9.根据权利要求5所述的控制方法，
其特征在于，
基于检测到的制动盘的厚度变化执行减少制动盘的厚度变化增加的车轮制动装置的促动。
10.根据权利要求6所述的控制方法，
其特征在于，
基于检测到的制动盘的厚度变化执行减少制动盘的厚度变化增加的车轮制动装置的促动。
11.根据权利要求7所述的控制方法，
其特征在于，
基于检测到的制动盘的厚度变化执行减少制动盘的厚度变化增加的车轮制动装置的促动。
12.根据权利要求1-4中的一项所述的控制方法，
其特征在于，
当超出制动盘厚度的最小变化幅度时，发生车轮制动装置的促动。
13.根据权利要求5所述的控制方法，
其特征在于，
当超出制动盘厚度的最小变化幅度时，发生车轮制动装置的促动。
14.根据权利要求6所述的控制方法，
其特征在于，
当超出制动盘厚度的最小变化幅度时，发生车轮制动装置的促动。
15.根据权利要求7所述的控制方法，
其特征在于，
当超出制动盘厚度的最小变化幅度时，发生车轮制动装置的促动。
16.根据权利要求8所述的控制方法，
其特征在于，
当超出制动盘厚度的最小变化幅度时，发生车轮制动装置的促动。
17.根据权利要求9所述的控制方法，
其特征在于，
当超出制动盘厚度的最小变化幅度时，发生车轮制动装置的促动。
18.根据权利要求10所述的控制方法，
其特征在于，
当超出制动盘厚度的最小变化幅度时，发生车轮制动装置的促动。
19.根据权利要求11所述的控制方法，
其特征在于，
当超出制动盘厚度的最小变化幅度时，发生车轮制动装置的促动。
20.根据权利要求8所述的控制方法，
其特征在于，
制动主缸的自动促动所产生的可周期性变化的压力叠加到对应于所需的制动效果的车轮制动装置的制动压力。
21.根据权利要求12所述的控制方法，
其特征在于，
制动主缸的自动促动所产生的可周期性变化的压力叠加到对应于所需的制动效果的车轮制动装置的制动压力。
22.根据权利要求1-4中的一项所述的控制方法，
其特征在于，
以下等式适用于可周期性变化的压力：
pvar,TMC＝pvar/x,
fvar,TMC＝fvar/y,
其中，pvar是压力传感器测量到的压力变化的幅度，而fvar是压力传感器测量到的压力变化的频率，pvar,TMC是制动主缸的自动促动所产生的可周期性变化的压力的幅度，fvar,TMC是制动主缸的自动促动所产生的可周期性变化的压力的频率，并且，其中x是1到10之间的数字，而y是1到40之间的数字。
23.根据权利要求5所述的控制方法，
其特征在于，
以下等式适用于可周期性变化的压力：
pvar,TMC＝pvar/x,
fvar,TMC＝fvar/y,
其中，pvar是压力传感器测量到的压力变化的幅度，而fvar是压力传感器测量到的压力变化的频率，pvar,TMC是制动主缸的自动促动所产生的可周期性变化的压力的幅度，fvar,TMC是制动主缸的自动促动所产生的可周期性变化的压力的频率，并且，其中x是1到10之间的数字，而y是1到40之间的数字。
24.根据权利要求6所述的控制方法，
其特征在于，
以下等式适用于可周期性变化的压力：
pvar,TMC＝pvar/x,
fvar,TMC＝fvar/y,
其中，pvar是压力传感器测量到的压力变化的幅度，而fvar是压力传感器测量到的压力变化的频率，pvar,TMC是制动主缸的自动促动所产生的可周期性变化的压力的幅度，fvar,TMC是制动主缸的自动促动所产生的可周期性变化的压力的频率，并且，其中x是1到10之间的数字，而y是1到40之间的数字。
25.根据权利要求8所述的控制方法，
其特征在于，
以下等式适用于可周期性变化的压力：
pvar,TMC＝pvar/x,
fvar,TMC＝fvar/y,
其中，pvar是压力传感器测量到的压力变化的幅度，而fvar是压力传感器测量到的压力变化的频率，pvar,TMC是制动主缸的自动促动所产生的可周期性变化的压力的幅度，fvar,TMC是制动主缸的自动促动所产生的可周期性变化的压力的频率，并且，其中x是1到10之间的数字，而y是1到40之间的数字。
26.根据权利要求12所述的控制方法，
其特征在于，
以下等式适用于可周期性变化的压力：
pvar,TMC＝pvar/x,
fvar,TMC＝fvar/y,
其中，pvar是压力传感器测量到的压力变化的幅度，而fvar是压力传感器测量到的压力变化的频率，pvar,TMC是制动主缸的自动促动所产生的可周期性变化的压力的幅度，fvar,TMC是制动主缸的自动促动所产生的可周期性变化的压力的频率，并且，其中x是1到10之间的数字，而y是1到40之间的数字。
27.根据权利要求20所述的控制方法，
其特征在于，
以下等式适用于可周期性变化的压力：
pvar,TMC＝pvar/x,
fvar,TMC＝fvar/y,
其中，pvar是压力传感器测量到的压力变化的幅度，而fvar是压力传感器测量到的压力变化的频率，pvar,TMC是制动主缸的自动促动所产生的可周期性变化的压力的幅度，fvar,TMC是制动主缸的自动促动所产生的可周期性变化的压力的频率，并且，其中x是1到10之间的数字，而y是1到40之间的数字。
28.根据权利要求21所述的控制方法，
其特征在于，
以下等式适用于可周期性变化的压力：
pvar,TMC＝pvar/x,
fvar,TMC＝fvar/y,
其中，pvar是压力传感器测量到的压力变化的幅度，而fvar是压力传感器测量到的压力变化的频率，pvar,TMC是制动主缸的自动促动所产生的可周期性变化的压力的幅度，fvar,TMC是制动主缸的自动促动所产生的可周期性变化的压力的频率，并且，其中x是1到10之间的数字，而y是1到40之间的数字。
29.一种机动车辆的液压制动系统，其特征在于，包含机电促动的制动主缸，车轮制动装置，该制动主缸与车轮制动装置流体连通并可以被机动车辆的车辆动态控制系统激活，用于检测车辆动态控制系统所导致的车轮制动装置的制动压力减少的装置，以及控制装置，该控制装置设计为以以下方式激活制动主缸，即当车辆动态控制系统引起的车轮制动装置的制动压力减少时，制动主缸的活塞向促动方向的反方向移动，以容许制动液从储液器到制动主缸的压力室的额外流动。
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