CN103492242A - 制动系统以及用于控制一制动系统的方法 - Google Patents

制动系统以及用于控制一制动系统的方法 Download PDF

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M.格德斯
J.迈耶
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Abstract

本发明涉及制动系统，特别用于机动车，包括制动压力提供装置，其包括至少一个制动压力提供模块，用于借助于制动介质来提供制动压力；制动压力平衡装置，其包括至少一个制动压力平衡模块；至少一个轮制动回路，所述轮制动回路具有至少一个用于制动车轮的轮制动缸，其中，轮制动回路经由第一调节机构与制动压力提供模块连接，轮制动回路经由第二调节机构与制动压力平衡模块连接；以及控制装置，其构造用于以如下方式至少控制调节机构和制动压力平衡装置，使得根据预设的参数来适配用于轮制动回路中的所希望的制动压力的制动介质体积，其中，轮制动回路中的制动压力的减小借助于制动压力平衡装置并且通过第二调节机构的打开以及第一调节机构的闭合来实现。本发明同样涉及用于控制制动系统的方法以及应用。

Description

制动系统以及用于控制一制动系统的方法
技术领域
本发明涉及制动系统以及用于控制一制动系统的方法。本发明同样涉及一种应用。
背景技术
在机动车中通常大多通过机动车的驾驶员来操作一制动踏板，用以使机动车变慢。由此，必要时借助于制动力放大器机械地移动主制动缸中的活塞且因此移动制动介质。轮制动缸经由管道与所述主制动缸流体地连接，从而在主制动缸的活塞移动时，借助于轮制动缸上的制动介质液压地产生压力，并且其将各车轮制动。在此情况下，压力升高是通过从主制动缸向轮制动缸移动的、所述制动介质的体积来实现的。
从DE 2009 028 010 B3已知了一种用于移动和存储用于车辆的液压制动系统的制动液体的方法。该制动系统在此包括一液压存储器、一制动力放大器和一制动回路。在被动地操作所述制动力放大器的情况下，也就是说，不具有驾驶员的作用，可以自动地移动所述体积。在此情况下，将制动液体移动到所述液压存储器中并且保存，并且根据所述制动系统的运行状态将所存储的制动液体的至少一部分从所述液压存储器排空到所述制动回路中。
发明内容
在权利要求1中限定了一种制动系统、特别是用于机动车，包括
制动压力提供装置，其包括至少一个制动压力提供模块，用于借助于制动介质来提供制动压力，
制动压力平衡装置，其包括至少一个制动压力平衡模块，
至少一个轮制动回路，所述轮制动回路具有至少一个用于制动车轮的轮制动缸，其中，所述轮制动回路经由第一调节机构与所述制动压力提供模块连接，并且其中，所述轮制动回路经由第二调节机构与所述制动压力平衡模块连接，以及
控制装置，其构造用于，至少以如下方式控制所述调节机构和所述制动压力平衡装置，使得根据预设的参数针对所述轮制动回路中的所希望的制动压力来适配所述制动介质的体积，其中，所述轮制动回路中的制动压力的减小借助于所述制动压力平衡装置并且通过所述第二调节机构的打开以及所述第一调节机构的闭合来实现。
在权利要求7中限定了一种用于控制一制动系统的方法，所述制动系统特别是根据权利要求1-6中至少一项所述的制动系统，所述方法包括下列步骤
利用一制动压力提供装置借助于一制动介质来提供一预设的制动压力，
利用所提供的制动压力来加载至少一个轮制动回路，所述轮制动回路具有至少一个用于制动车轮的轮制动缸，
其中，所述轮制动回路经由第一调节机构与所述制动压力提供装置的制动压力提供模块连接，并且所述轮制动回路将第二调节机构与所述制动压力平衡装置的制动压力平衡模块连接起来，并且
适配所提供的制动压力，其中，根据预设的参数，借助于所述制动压力平衡装置和至少一个调节机构，针对所述轮制动回路中的预设的制动压力来移动所述制动介质的体积，其中，所述轮制动回路中的制动压力的减小借助于所述制动压力平衡装置并且通过所述第二调节机构的打开以及所述第一调节机构的闭合来实现。
在权利要求11中限定了根据权利要求1至6中至少一项所述的制动系统在机动车中的应用。
发明优点
利用本发明实现的优点在于，针对制动力放大器、ABS调制器/ESP调制器或用于在再生时进行修整的柱塞，仅须少量的阀和驱动装置、例如马达。此外，借助于所述制动系统也能够实现针对操作一制动踏板的驾驶员的触觉的反作用。同样地，所述制动系统能够实现车辆的更小的能量利用且因此能够实现更小的CO2排放，因为借助于所述制动系统没有驱动装置或压力提供器件、如制动缸等等相对于彼此地工作。在此情况下，可以借助于传感器、例如ABS传感器、ESP传感器或ASR传感器来提供预设的参数。根据传感到的值的不同，所述控制装置可以检测，在所述制动压力提供装置的下游是否应该适配或者应该适配多少制动介质体积。
因此本发明的基本思想在于，能够根据情况在所述轮制动回路中或者在所述轮制动缸上适配所述制动介质的体积。为了适配制动效果，例如使所述制动系统的体积向所述制动压力平衡装置中移动或者由所述制动压力平衡装置在所述轮制动回路中提供。在此情况下，所述控制装置例如经由传感器连接，例如ABS传感器，所述传感器探测车轮的不久的锁止。在此情况下，所述控制装置操作相应的调节机构，用以防止其它的制动介质体积向所述车辆的轮制动缸移动。因此所述轮制动缸上的制动压力不再升高。
本发明的其它有利的改进方案在从属权利要求中描述。
根据本发明的一种有利的改进方案，所述制动压力平衡装置构造成辅助制动压力提供装置。由此实现的优点在于，由此例如在所述制动压力提供装置失效的情况下，所述制动压力平衡装置能够完全地接管其功能，并且如此地提高所述制动系统的可用性和可靠性。此外，可以舍弃用于所述制动压力提供装置的其它冗余结构，从而能够总体上成本低廉地制造出所述制动系统。此外，所述控制装置可以为此与一传感器连接，该传感器例如探测一制动踏板的位态，并且还与一传感器连接，该传感器探测所述制动压力提供装置的失效。这样，在所述制动压力提供装置失效的情况下，所述控制装置以如下方式控制所述制动压力平衡装置，使得驾驶员能够将机动车受控地至少停下。
根据另一种有利的改进方案，设置一制动压力预设装置并且其与所述控制装置以如下方式相互作用，使得所述制动压力小于或等于通过所述制动压力预设装置预设的所希望的制动压力。在此情况下实现的优点在于，由此能够实现制动能的再生。机动车的驾驶员通过所述制动压力预设装置预设一确定的所希望的制动压力，用以使机动车变慢。之后，所述控制装置根据所希望的减速度以如下方式调节所述制动压力，使得所述减速度的一部分能够通过发电机的驱动装置转换成电能，但总体上实现了所希望的制动效果。
根据本发明的另一种有利的改进方案，所述制动压力平衡装置和/或所述制动压力提供装置包括一活塞-缸-结构和特别是一制动介质容器。在此情况下所实现的优点在于，能够以简单的和可靠的方式借助于所述活塞-缸-结构提供所述制动压力和/或平衡所述制动压力。在此情况下可行的是，仅所述制动压力提供装置包括一制动介质容器。同样可行的是，不仅所述制动压力平衡装置而且所述制动压力提供装置包括一制动介质容器。
根据另一种有利的改进方案，至少一个调节机构构造成阀、特别是磁阀或调节阀。由此能够以简单的以及成本低廉的调节来实现制动介质的体积的移动。如果所述阀构造成磁阀，则能够实现快速的调节，在构造成调节阀的情况下能够实现均匀地调节所述制动介质体积的移动。
根据另一种有利的改进方案，所述制动压力平衡装置和所述制动压力提供装置与至少一个制动介质容器共同连接。在此情况下所实现的优点在于，由此能够以简单的方式将制动介质体积再次向所述制动压力平衡装置提供，其中，所述制动介质体积例如在ABS调节介入的情况下从所述制动压力提供装置在时间上平均地朝所述制动压力平衡装置移动。
根据该方法的另一种有利的改进方案，所希望的制动压力的适配包括减小在至少一个轮制动回路中的制动压力，用以借助于电机来至少部分地回收制动能。由此实现的优点在于，由此能够以简单的以及可靠的方式实现制动能回收，例如借助于发电机等等。
根据该方法的另一种有利的改进方案，所希望的制动压力的适配包括针对预设的时间来操控至少一个调节机构。在此情况下所实现的优点在于，由此能够快速地适配所希望的制动压力，因为需要更多的时间来相应地操作所述制动压力平衡装置或者所述制动压力提供装置。根据该方法的另一种有利的改进方案，借助于所述制动压力提供装置或所述制动压力平衡装置来进行在至少一个轮制动缸上的制动压力的提高和降低。在此情况下所实现的优点在于，由此避免了用于适配所述制动压力的两个装置的耗费的以及昂贵的同步化。
根据该方法的另一种有利的改进方案，通过使经过所述制动压力平衡装置的制动介质体积移动来进行在至少一个轮制动缸上的制动压力的提高。以这种方式避免了例如在ABS调节介入的情况下，制动介质体积从所述制动压力提供装置向所述制动压力平衡装置移动，且因此不再向所述制动压力提供装置提供用于构建制动压力，其中，在ABS调节介入的情况下多次进行制动压力构建和制动压力拆除。由此避免了耗费地受控地将制动介质从所述制动压力平衡装置向所述制动压力提供装置的回引。
附图说明
下面参照附图阐述本发明的其他特征和优点。其中：
图1 示出了根据本发明的制动系统的一种实施方式的示意图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的制动系统的一种实施方式的示意图。在图1中附图标记1示出了机动车的制动系统。所述制动系统1包括一以踏板单元5为形式的制动压力预设装置以及一与其相互作用的制动力放大器5a。所述制动力放大器5a在此情况下包括第一马达M1。驾驶员的制动需求可以在此情况下经由相应的传感器进行探测，例如借助于力传感器或路程传感器。此外，所述制动力放大器5a与串联主制动缸3的活塞3c连接。所述串联主制动缸3具有两个单独的腔3a、3b，它们以常见的方式经由弹簧4a、4b支撑在所述串联主制动缸3的壳体以及活塞3c和另一个活塞3d上。所述两个腔3a、3b中的每一个腔经由管道2a、2b在上游与一制动介质容器2连接。在所述串联主制动缸3的下游，管道10a、10b流体地与各腔3a、3b连接。
经由管道10a能够向第一轮制动回路以制动介质体积进行加载，所述第一轮制动回路包括管道11a、12a和20a以及磁阀MV5、MV6和配属的轮制动缸R1、R2。在此情况下所述管道10a分支成管道11a、12a，它们形成用于各轮制动缸R1、R2的单独的管道。
在此情况下第一轮制动回路在管道11a中包括磁阀MV5，其控制第一轮制动缸上的借助于制动介质的制动压力提供。管道12a在下游具有相应的磁阀MV6，用于控制所述轮制动缸R2的利用制动介质的加载。此外，两个管道11a、12a以及管道10a与管道20a连接，该管道在进一步的走向中具有磁阀MV3并且与一以串联缸30为的形式的制动压力平衡装置的第一腔30a连接。在此情况下，所述串联缸30具有马达M2，用于操作其活塞，并且类似于所述串联主制动缸3同样包括相应的弹簧40a、40b。第二制动回路类似于第一制动回路进行构建并且包括管道10b，其在下游与管道11b和12b连接，其中，管道11b、12b经由阀MV7、MV8与相应的轮制动缸R3、R4流体地连接。同样地，管道10b以及管道11b和12b与管道20b连接，该管道经由阀MV4与所述制动压力平衡装置30的第二腔30b连接。此外，在图1中示出了控制装置S，其连接用于控制所述阀MV1至MV8以及用于控制所述制动力放大器5a的马达M1和所述制动压力平衡装置30的马达M2。
下面参照图1描述在没有介入调节并且没有用于再生的修整功能（Verblendungsfunktion）的前提下的车辆的制动。如果操作所述制动压力预设装置5，则制动压力通过所述制动力放大器5a被放大并且所述串联主制动缸3的活塞3c根据图1向左移动。由此将位于腔3a、3b中的制动介质部分地经由管道10a和10b移入到相应的制动回路11a、12a、12b、11b中。为了避免制动介质移入到所述制动压力平衡装置30中，闭合磁阀MV3和MV4。磁阀MV5至MV8以及阀MV1和MV2是打开的。同样地，所述制动压力平衡装置30的马达M2是不激活的。
这时如果锁止所述轮制动缸R1-R4中的一个轮制动缸上的车轮，则这例如经由ABS传感器检测到，该ABS传感器与所述控制装置S连接。如果例如确定，所述轮制动缸R1的车轮锁止，则所述控制装置S通过相应的通电来控制管道11a中的磁阀MV5，从而所述轮制动缸R1的制动压力不再继续提高并且该车轮不锁止。
为了减小例如轮制动缸R2中的制动压力，将磁阀MV3通电，闭合磁阀MV1并且打开磁阀MV3，从而制动介质能够从所述轮制动缸R2经由管道12a和20a流入到所述轮制动平衡装置30的第一腔30中。为了避免所述轮制动缸R1上的制动压力减小，可以借助于所述控制装置S来闭合磁阀MV5。如果要在调节出了所述制动压力平衡装置30中的压力平衡之后进一步减小所述制动压力，则可以相应地操作所述制动压力平衡装置30的马达M2。替选地或附加地可以是，适配管道20a的磁阀MV3的操控时间。
为了在借助于ABS介入调节的情况下在所述一个或多个轮制动缸R1-R4上重新构建制动压力，则可以借助于所述串联主制动缸3来提供相应的轮缸R1-R4上的制动介质的压力。这在下文中在轮制动缸R1的制动压力升高的例子中描述。为了在第一轮制动回路中提高压力，首先将轮制动缸R2的磁阀MV6通电，也就是闭合，以便恒定地保持所述轮制动缸R2上的压力。同样地，打开管道10a的磁阀MV1并且闭合管道20a的磁阀MV3，从而制动介质从串联主制动缸3并且借助于串联主制动缸经由管道10a和磁阀MV5向轮制动缸R1移动，并且如此地实现所述轮制动缸R1上的制动压力升高。在此情况下，当要重新构建所述制动压力时，如前所述，将制动介质在时间上平均地移入到制动压力平衡装置30中并且不再进入到所述制动介质容器2和所述串联主制动缸3中。
另一方面，在ABS调节介入的情况下也可以借助于制动压力平衡装置30来构建所述制动压力，这在下文中描述。为了构件所述轮制动缸R1上的制动压力，将朝向串联主制动缸3的管道10a中的磁阀MV1闭合。朝向制动压力平衡装置30的管道20a中的磁阀MV3同样地如同朝向轮制动缸R1的磁阀MV5那样打开。以这种方式可以经由管道20a和11a将制动介质体积从所述制动压力平衡装置30向所述轮制动缸R1移动并且操作该轮制动缸。为此，所述制动压力平衡装置30的马达M2必须动态地将制动介质体积从制动压力平衡装置30向轮制动缸移动。
为了借助于制动压力平衡装置30提供一制动辅助功能、一坡起辅助功能或者在串联主制动缸3失效的情况下的一助力制动功能，通过所述控制装置操控马达M2，从而将所述制动介质体积从所述制动压力平衡装置向各轮制动缸R1-R4移动。为此，闭合管道10a、10b的磁阀MV1和MV2并且打开管道20a、20b的阀MV3和MV4以及轮制动缸R1-R4的各阀MV5至MV8。如果要再次减小压力，可以通过所述控制装置S相应地操作马达M2，从而所述马达相应地移动所述制动压力平衡装置30的活塞，用以将所述制动介质体积从所述轮制动缸R1-R4返回移动到所述制动压力平衡装置30中。
为了提供ESP功能和/或防滑调节功能，所述控制装置S以如下方式控制管道10a和10b的磁阀MV1和MV2，即将它们闭合。由此不再有制动介质体积从串联主制动缸3向轮制动缸R1-R4移动。同时，借助于所述控制装置S将管道20a、20b的磁阀MV3和MV4通电，即打开并且操作马达M2，从而使所述制动介质体积从制动压力平衡装置30向各轮制动缸R1-R4移动。如果在不同的时间并且针对不同的时间打开和/或闭合所述轮制动缸R1-R4的各磁阀MV5-MV8，则可以由此个别地调节出各轮制动缸R1-R4上的制动压力。为了再次减小所述制动压力,借助于所述控制装置S相应地操作马达M2。附加地，为了能够实现所述轮制动缸R1-R4上的制动压力的快速减小，也可以借助于所述控制装置S操作马达M1，从而移动串联主制动缸3中的相应的活塞并且制动介质能够回流到串联主制动缸3中。为此，将阀MV1和MV2构造成调节阀，从而所述制动介质体积能够通过管道10a、10b向所述串联主制动缸3回流，但不会从所述串联主制动缸3向所述轮制动缸R1-R4回流。
为了能够借助于根据图1所示的制动系统来实现针对混合动力车辆和电动车用于再生的“修整”功能，所述控制装置S操作管道10a和10b的阀MV1和MV2，并且将它们闭合，以便维持串联主制动缸3中的制动介质的压力。同时，借助于所述控制装置S打开磁阀MV3和MV4，从而所述制动介质体积能够从所述轮制动缸R1-R4经由所述打开的磁阀MV5-MV8移动到所述制动压力平衡装置30中。在此情况下，所述控制装置S以如下方式控制所述制动压力平衡装置30的马达M2，即提供总体上由驾驶员所希望的针对所希望的减速度的制动压力，该减速度从通过所述轮制动缸R1-R4中的余下的剩余制动压力的减速度以及通过用于再生的电机的驱动力矩的减速度之和中得出。这样，车辆的驾驶员不获得在所述制动压力预设装置上的、特别是在踏板上的反作用。
尽管前面参照优选的实施例描述了本发明，但其不限于此，而是可以以多种多样的方式进行修改。
因此，例如也可以是多于两个制动回路或者针对每个轮制动回路的多于两个轮制动缸。同样可行的是，将所述制动压力平衡装置与所述制动压力提供装置的制动压力容器流体地连接起来，以便能够实现所述制动系统的简单的排气。
综上所述，本发明具有如下优点，需要少量的构件、特别是阀，用于提供制动力放大，用于提供调节介入，如ABS、ESP等等，以及用于混合动力车辆和电动车的修整功能。

Claims (12)

1. 制动系统（1），特别用于机动车，包括
一制动压力提供装置（3），其包括至少一个制动压力提供模块（3a、3b），用于借助于制动介质来提供制动压力，
一制动压力平衡装置（30），其包括至少一个制动压力平衡模块（30a、30b），
至少一个轮制动回路（10a、11a、12a、20a、MV5、MV6；10b、11b、12b、20b、MV7、MV8），所述轮制动回路具有至少一个用于制动车轮的轮制动缸（R1、R2），其中，所述轮制动回路（10a、11a、12a、20a、MV5、MV6；10b、11b、12b、20b、MV7、MV8）经由第一调节机构（MV1、MV2）与所述制动压力提供模块（3a、3b）连接，并且其中，所述轮制动回路（10a、11a、12a、20a、MV5、MV6；10b、11b、12b、20b、MV7、MV8）经由第二调节机构（MV3、MV4）与所述制动压力平衡模块（30a、30b）连接，以及
一控制装置（S），其构造用于以如下方式至少控制所述调节机构（MV1、MV2、MV3、MV4）和所述制动压力平衡装置（30），使得根据预设的参数来适配用于所述轮制动回路（10a、11a、12a、20a、MV5、MV6；10b、11b、12b、20b、MV7、MV8）中的所希望的制动压力的制动介质体积，其中，所述轮制动回路（10a、11a、12a、20a、MV5、MV6）中的制动压力的减小借助于所述制动压力平衡装置（30）并且通过所述第二调节机构（MV3、MV4）的打开以及所述第一调节机构（MV1、MV2）的闭合来实现。
2. 按照权利要求1所述的制动系统，其中，
所述制动压力平衡装置（30）构造成辅助制动压力提供装置（3）。
3. 按照权利要求1-2中至少一项所述的制动系统，其中，
设置一制动压力预设装置（5）并且所述制动压力预设装置与所述控制装置（S）以如下方式相互作用，使得所述制动压力小于或等于预设的制动压力，所述预设的制动压力通过所述制动压力预设装置（5）进行预设。
4. 按照权利要求1-3中至少一项所述的制动系统，其中，
所述制动压力平衡装置（30）和/或所述制动压力提供装置（3）包括一活塞-缸-结构（3a、3b、3c、3d、4a、4b）和特别是一制动介质容器（2）。
5. 按照权利要求1-4中至少一项所述的制动系统，其中，
至少一个调节机构构造成阀（MV1、MV2、MV3、MV4），特别是磁阀或调节阀。
6. 按照权利要求1-5中至少一项所述的制动系统，其中，
所述制动压力平衡装置（30）和所述制动压力提供装置（3）与至少一个制动介质容器（2）共同连接。
7. 用于控制一制动系统的方法，所述制动系统特别是根据权利要求1-6中至少一项所述的制动系统，所述方法包括下列步骤
利用一制动压力提供装置（3）借助于制动介质来提供预设的制动压力，
利用所提供的制动压力来加载至少一个轮制动回路（10a、11a、12a、20a、MV5、MV6；10b、11b、12b、20b、MV7、MV8），所述轮制动回路具有至少一个用于制动车轮的轮制动缸（R1、R2、R3、R4），其中，所述轮制动回路（10a、11a、12a、20a、MV5、MV6；10b、11b、12b、20b、MV7、MV8）经由第一调节机构（MV1、MV2）与所述制动压力提供装置（3）的制动压力提供模块（3a、3b）连接，并且其中，所述轮制动回路（10a、11a、12a、20a、MV5、MV6；10b、11b、12b、20b、MV7、MV8）经由第二调节机构（MV3、MV4）与所述制动压力平衡装置（30）的制动压力平衡模块（30a、30b）连接，并且
适配所提供的制动压力，其中，根据预设的参数，借助于所述制动压力平衡装置（30）和至少一个调节机构（MV1、MV2、MV3、MV4）来移动用于所述制动回路（10a、11a、12a、20a、MV5、MV6；10b、11b、12b、20b、MV7、MV8）中的预设的制动压力的制动介质的体积，其中，所述制动回路（10a、11a、12a、20a、MV5、MV6；10b、11b、12b、20b、MV7、MV8）中的制动压力的减小借助于所述制动压力平衡装置（30）并且通过所述第二调节机构（MV1、MV2）的打开和所述第一调节机构的闭合来实现。
8. 按照权利要求7所述的方法，其中，
所希望的制动压力的适配包括减小所述至少一个制动回路（10a、11a、12a、20a、MV5、MV6；10b、11b、12b、20b、MV7、MV8）中的制动压力，用以借助于电机至少部分地回收制动能。
9. 按照权利要求7-8中至少一项所述的方法，其中，
所希望的制动压力的适配包括针对预设的时间来操控至少一个调节机构（MV1、MV2、MV3、MV4、MV5、MV6、MV7、MV8）。
10. 按照权利要求7-9中至少一项所述的方法，其中，
借助于所述制动压力提供装置（3）或所述制动压力平衡装置（30）来实现至少一个轮制动缸（R1、R2、R3、R4）上的制动压力的提高和降低。
11. 按照权利要求7-10中至少一项所述的方法，其中，
通过移动经过所述制动压力平衡装置（30）的制动介质体积来实现至少一个轮制动缸（R1、R2、R3、R4）上的制动压力的提高。
12. 根据权利要求1-6中的至少一项所述的制动系统在机动车中的应用。
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