CN104159798A - 用于运行机动车的制动力放大器的方法和用于机动车的制动力放大器的控制装置 - Google Patents

用于运行机动车的制动力放大器的方法和用于机动车的制动力放大器的控制装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于运行机动车的制动力放大器的方法，包括步骤:确定关于输入杆的实际调节速度的实际调节速度信号(vist)，施加到制动操作元件上的司机制动力至少部分地被传递到所述输入杆上，从被确定的实际调节速度信号(vist)中过滤出高频的和/或低频的信号部分，至少在考虑给定的特征线(14)和被过滤的实际调节速度信号(vist-f)下确定关于至少一个可借助于制动力放大器调节的放大器活塞的额定调节速度的额定调节速度信号(vsoll)，和至少在考虑被确定的额定调节速度信号(vsoll)下确定制动力放大器的控制信号(20)和将被确定的控制信号(20)输出到制动力放大器，借此控制制动力放大器，使得至少所述放大器活塞用一个对应于所述控制信号(20)的执行速度被调节。此外本发明涉及一种用于机动车的制动力放大器的控制装置。

Description

用于运行机动车的制动力放大器的方法和用于机动车的制动力放大器的控制装置
本发明涉及一种用于运行机动车的制动力放大器的方法。本发明此外涉及一种用于机动车的制动力放大器的控制装置。
现有技术
在DE10327553A1中描述了一种机电式制动力放大器。制动力放大器可以与用于探测作用于活塞杆上的踏板力的传感器共同作用。在这种情况下电动马达的电流可以用一个与探测的踏板力成比例的放大因子进行调整。此外该放大因子可以依据装备了该机电式制动力放大器的机动车的行驶速度可变地进行调整。
本发明的公开
本发明提供一种具有权利要求1的特征的用于运行机动车的制动力放大器的方法和一个具有权利要求8的特征的用于机动车的制动力放大器的控制装置。
本发明的优点
本发明实现制动力放大器的一种有利的运行方式。通过借助于控制信号（致动信号）控制（致动）制动力放大器，该控制信号在遵守输入杆的调节速度的同时考虑被确定的额定调节速度信号下可以预先给定，可靠地保证了，在司机的快速制动要求的情况下可以迅速地借助于在主制动缸中存在的制动压力的显著增加做出反应。因此尤其在对制动操作元件做出突然且快速实施的操作情况下，在主制动缸和至少一个连接的制动回路中的制动压力可以被显著地升高。因此这可以尤其在司机希望快速制动机动车的交通状况下可靠地实施。本发明由此保证司机的有利的制动舒适性。
本发明此外提供一些可能性，借此在使用成本有利的并且要求很少结构空间的电子部件的情况下可以实施制动力放大器的有利的运行。因此在上面的段落中描述的可实现的司机的制动舒适性可以在很小的成本下并且在不增大结构空间要求或机动车总重量下实现。
此外，通过从被确定的实际调节速度信号中有利地过滤出高频的和/或低频的信号部分（信号分量），保证了在短时间上出现的干扰信号不影响制动力放大器的运行。按照本发明的方法和对应的控制装置由此允许对制动力放大器的敏感的操作运行(与通过司机对制动操作元件的操作相适配地)，其中，同时防止系统动态问题，如瞬态响应和/或振荡。
尤其要指出的是，本发明可以实现通过司机对制动操作元件的操作，例如踏板操作，而没有负面影响，其中，保证了制动力放大器的良好并且迅速的响应。如在下面更详细说明的那样，本发明也实现了制动力放大器的最佳的动态特性。
在一个有利的实施方式中，为了确定控制信号，至少在考虑被确定的额定调节速度信号和制动力放大器的传动机构（变速器）的传动比（变速器速比）-特征线下确定关于制动力放大器的马达的额定转速的额定转速信号。额定调节速度信号的确定由此也可以不考虑制动力放大器的传动机构的特征下进行。用于确定额定调节速度信号的电子装置由此可以应用于大量的具有不同的传动机构装置的制动力放大器。尽管如此，通过随后在考虑(特定的)传动比-特征线下对额定转速的确定，保证了输出到制动力放大器上的关于它的传动机构的控制信号是被优化的。
此外，为了确定控制信号，可以至少在考虑被确定的额定转速信号和马达的转速-转矩-特征线下确定关于制动力放大器的马达的额定转矩的额定转矩信号。由此在上面的段落中描述的优点也可以延伸到大量的在转矩到制动力放大器的马达的转速的转换上具有不同的特征的制动力放大器上。
此外，作为控制信号，可以至少在考虑被确定的额定转矩信号和马达的电流供给-转矩-特征线下确定制动力放大器的马达的控制电流信号。对制动力放大器的马达的控制因此可以借助于可简单并且可靠地确定的控制信号实现。
在一个有利的扩展方案中，在附加考虑制动力放大器的马达的当前测量的实际转速信号下确定关于制动力放大器的马达的额定转矩的额定转矩信号。对制动力放大器的控制因此可以针对制动力放大器的马达的当前的工作方式进行优化。
在另一个有利的实施方式中，测量关于输入杆的调节行程的调节行程信号并且作为调节行程信号的时间差确定实际调节速度信号。因此可以利用大量的成本有利的传感器，例如磁性的杆行程传感器，用来确定实际调节速度信号。
高频的和/或低频的信号部分例如可以借助于平滑滤波器、带通滤波器、交叉带通（窄带）滤波器、高通（高频）滤波器和/或低通（低频）滤波器从被确定的实际调节速度信号中滤出。因此为了过滤被确定的实际调节速度信号可以使用成本有利的滤波器。
在上面的段落中描述的优点也在相应的用于机动车的制动力放大器的控制装置中得到保证。
此外，一种用于机动车的制动系统的制动力放大器和一种用于机动车的、装备了这种控制装置的制动系统也实现了上面列举的优点。
附图简述
本发明的其它的特征和优点在下面借助于图示进行说明。图中所示:
图1是用于运行制动力放大器的方法的第一实施方式的示意图;
图2是用于运行制动力放大器的方法的第二实施方式的示意图;和
图3是实施方式控制装置的实施方式的示意图。
本发明的实施方式
图1显示了用于运行制动力放大器的方法的第一实施方式的示意图。
图1中示意示出的方法可以用于运行机动车的制动力放大器。此外该方法被如此实施，即借助于该方法运行机电式的/以电方式运行的制动力放大器。但是注意，该方法的可实施性不限于运行这种制动力放大器。被运行的制动力放大器例如也可以是气动式制动力放大器或液压式制动力放大器。代替借助于机电式/电动马达式制动力放大器的电子式放大，例如也可以使用主动式制动力放大器，在该主动式制动力放大器中，施加到主制动缸10的至少一个可调节的活塞上的制动力放大器的放大力通过阀门进行影响。针对机电式/电动马达式制动力放大器对该方法的描述在此处仅仅是基于这种制动力放大器相对于其它的制动力放大器类型的优点而进行的。机电式/电动马达式制动力放大器是干式的并且因此不需要在司机脚处的液压系统。
机电式/电动马达式制动力放大器也不需要气动的低压源，可以在关断的燃烧发动机情况下使用并且能够在很大程度上以电子方式校准和调节。
在后面描述的方法的一个方法步骤中，确定关于输入杆的实际调节速度的实际调节速度信号vist，在该输入杆上至少部分地被传递施加到制动操作元件上的司机制动力。制动操作元件例如可以是制动踏板。应该指出，该方法的可实施性不限于某种确定的类型的(杆形的)输入杆。因此输入杆也可以理解为非杆形的力传递部件，借此可以将司机制动力直接地或间接地传递到主制动缸10的至少一个可调节的活塞上。
为了确定实际调节速度信号vist，例如可以测量关于输入杆的调节行程的调节行程信号。优选地，这借助于成本有利的并且要求很小结构空间的磁性传感器，如尤其是杆行程传感器来进行。接下来可以作为调节行程信号的时间差/导数确定实际调节速度信号vist。可为此使用的电子装置是低成本的，具有很小的重量并且需要较小的结构空间。备选地，实际调节速度信号vist也可以借助于速度传感器通过直接测量来确定。
在确定实际调节速度信号vist之后， 从被确定的实际调节速度信号vist中过滤出高频的和/或低频的信号部分。高频的和/或低频的信号部分例如可以借助于平滑滤波器、带通滤波器、交叉带通滤波器、高通滤波器和/或低通滤波器12由被确定的实际调节速度信号vist中滤出。在图1中仅仅示出低通滤波器12，该低通滤波器可以借助于滤波器特征线1:(1+s*TLow)来说明，(其中，TLow代表滤波界限)，不应该解读为不使用另外的或更多的滤波器来实施在此处描述的方法步骤。
接下来，至少在考虑给定的特征线14和被过滤的实际调节速度信号vist-f下确定关于至少一个可借助于制动力放大器调节的放大器活塞的额定调节速度的额定调节速度信号vsoll。可使用的特征线14例如可以是可调节的放大器活塞的额定调节速度与输入杆的被确定的和被过滤的实际调节速度的一种有利的关系。需要指出的是，该方法的可实施性不限于某种确定的类型的特征线14。该方法的可实施性也不限于某种确定的类型的(杆形的/活塞形式的)放大器活塞。放大器活塞因此也可以理解为非活塞形的力传递部件，借此可以将制动力放大器的放大力直接地或间接地传递到主制动缸10的至少一个可调节的活塞上。
在图1的实施方式中，在可称为目标定义(Target-Definition)16的方法步骤中，不仅实施高频的和/或低频的信号部分的滤出而且实施额定调节速度信号vsoll的确定。作为有利的扩展方案，目标定义16除了包括对输入杆的实际调节速度信号vist进行滤波和换算以外还包括实施被过滤的预测（预览）控制（Vorschausteuerung）18。但是在此处描述的方法不限于实施被过滤的预测控制18，例如相应于预测控制-特征线(1+x*Tpreview)/(1+s*TPVF)。
在此处描述的方法因此实现了通过确定相应的额定调节速度信号vsoll/相应的额定调节速度能够利用制动系统的输入杆的被确定的实际调节速度信号vist/速度来跟踪制动力放大器的工作速度。用于确定制动力放大器的额定调节速度信号vsoll的额定值计算是可简单地实施的。被实施的额定值的形成可以接着被利用/被进行处理，以调节制动力放大器的制动力放大。
为此确定制动力放大器的控制信号20。制动力放大器的控制信号20的确定至少在考虑被确定的额定调节速度信号vsoll下进行。之后，被确定的控制信号20被输出到制动力放大器，由此制动力放大器被如此地控制，即至少放大器活塞被用一个与控制信号20对应的执行速度进行调节。通过用执行速度调节放大器活塞，制动力放大器的放大力被传递到主制动缸10的至少一个可调节的活塞上。主制动缸10的至少一个可调节的活塞由此可以至少以司机制动力和制动力放大器的放大力的和进行调节。在此处描述的方法的实施由此提供一种在司机的机动车制动期间对司机的力量上的支持。
作为额定调节速度信号vsoll换算的输入杆速度/换算的实际调节速度信号vist可以作为额定值用于调节制动力放大器。最好这是这样进行的，即为了确定控制信号20，至少在考虑被确定的额定调节速度信号vsoll和制动力放大器的传动机构（变速器）23的传动比（变速器速比）-特征线22下确定关于构造成机电式制动力放大器的制动力放大器的马达24的额定转速的额定转速信号ωsoll。上述目标定义16由此可以用于具有不同的设计的传动机构特征的各种制动力放大器。同时可以借助于在此处描述的方法步骤针对被控制的制动力放大器的传动机构23优化控制信号20。
为了确定控制信号20，至少在考虑被确定的额定转速信号ωS0ll和马达的转速-转矩-特征线26下，最好也确定关于制动力放大器的马达24的额定转矩的额定转矩信号Msoll。在此处描述的方法也可以借助于PI控制器(PI-Controller)来实施。优选地，在附加考虑制动力放大器的马达24的当前测量的/被确定的(关于实际转速的)实际转速信号ωist下确定关于制动力放大器的马达的额定转矩的额定转矩信号Msoll。尤其可以在考虑额定转矩信号ωsoll和实际转速信号ωist之间的差下确定额定转矩信号Msoll。一般地，制动力放大器具有用于确定其当前转速或相应的实际转速信号ωist的传感器装置。因此为了实施在此处描述的方法可以使用已经在制动力放大器上通常存在的电子装置。
在一个优选的实施方式中，在考虑被确定的额定转矩信号Msoll和马达24的电流供给-转矩-特征线28下确定制动力放大器的马达24的控制电流信号作为控制信号20。为了确定控制电流信号也可以使用马达控制器(Motor-Controller)。
对马达24接上控制电流信号/控制信号20产生马达的一个不等于零的实际转速ωist。(马达24的实际转速也可以用关系dφ/dt来说明，其中，φ是马达的调节角度。)马达24的继续转动产生一个不等于零的转角φ，如在图1中借助于积分29表示的那样。马达24的转动经由传动机构23也产生一个不等于零的活塞行程sk，主制动缸10的至少一个可调节的活塞，例如杆形活塞和/或浮动活塞，从其相应的初始位置(在大致为零的制动压力下)被调节（移动）了该活塞行程。通过使至少一个活塞移动该活塞行程sk，可以使主制动缸10中和至少一个连接的、具有至少一个车轮制动缸的制动回路中存在的制动压力p增大。
图2显示了用于运行制动力放大器的方法的第二实施方式的示意图。
在图2的方法中，也借助于测量的输入杆的调节行程/相应的调节行程信号sist确定实际调节速度信号vist。实际调节速度信号vist最好是输入杆的调节行程的调节行程信号sist的时间差/导数。为此可以使用求微分单元30。借助于至少一个滤波器12提供被过滤的实际调节速度信号vist-f。
此外可以在考虑调节行程信号sist和第一加权线32下确定第一加权因子x1，它也在确定额定调节速度信号vsoll时被考虑。尤其是在调节行程信号sist的极端值下，由此也可以在考虑输入杆的调节速度/实际调节速度信号vist下取消对制动力放大器的调节。
在图2的实施方式中例如也可以在考虑在主制动缸10的至少一个可调节的活塞的活塞行程与输入杆的调节行程/相应的行程差信号d之间的行程差下调节制动力放大器。行程差信号d例如作为调节行程信号sist与活塞行程信号sk的差被确定。接下来可以借助于滤波器34过滤行程差信号d。在考虑调节行程信号sist和第二加权线36下确定第二加权因子x2，(被过滤的)行程差信号d被与该第二加权因子相乘。
之后,(被过滤的)行程差信号d和第二加权因子x2的乘积被与实际调节速度信号vist和第一加权因子x1的乘积相加。这样获得的和可以接着按照上面描述的方式方法进行评估，以确定额定调节速度信号vsoll。上面描述的另外的用于控制制动力放大器的马达的方法步骤也可以借助于图2的实施方式实施。在此处放弃对其重复的描述。
作为扩展方案，通过确定制动力放大器的速度能够附加地补偿活塞行程的偏移。图2的实施方式此外也可以对被确定的调节行程信号sist的极端值/不可信的值做出有利的反应。这样，可以实现对于司机来说良好的/符合标准的制动操作感觉/踏板感觉。
图3显示了控制装置的一个实施方式的示意图。
在图3中示出的控制装置50被设计成用于控制机动车的制动力放大器52。控制装置50尤其可以设计成用于实施上面描述的方法的方法步骤。但是应该指出的是，上面描述的方法的可实施性不限于使用该进一步描述的控制装置50。控制装置50此外也可以设计成用于实施不同于上面描述的方法步骤的方法步骤。
在图3中示出的制动力放大器52经由一种机械式连接被连接到制动操作元件54上，例如制动踏板。制动力放大器52具有(电动)马达24，其具有未进一步说明的传动机构（变速器），通过该传动机构可以移动主制动缸10的同样以机械方式通过一个没有描述的传动机构耦联的至少一个可调节的活塞。借助于示意示出的传感器56可以测量输入杆60的调节行程，借助于该输入杆可以将施加到制动操作元件54上的司机制动力Ff也传递到主制动缸10的至少一个可调节的活塞上。借助于下面描述的控制装置50可以如此地控制制动力放大器52，即与制动液容器58连接的主制动缸10相应于制动操作/司机脚的运动被快速地、精确地和专门调整（协调）地跟踪。
控制装置50包括滤波器机构62，对其可以提供关于输入杆60的实际调节速度的实际调节速度信号vist，并且借助于该滤波器机构可以从提供的实际调节速度信号vist中滤出高频的和/或低频的信号部分。滤波器机构62例如可以包括平滑滤波器、带通滤波器、交叉带通滤波器、高通滤波器和/或低通滤波器。实际调节速度信号vist尤其可以借助于控制装置50的求微分机构64实现，该求微分机构被设计用于依据由传感器56输出的调节行程信号sist确定实际调节速度信号vist。但是为了提供实际调节速度信号vist，也可以使用布置在控制装置50外部的计算单元。(测量的调节行程信号sist例如可以以数字方式转换成实际调节速度信号vist)。
控制装置50也具有评价机构66，借助于该评价机构，至少在考虑一个(例如借助于存储单元65)给定的特征线14和被过滤的实际调节速度信号vist-f下可以确定关于至少一个可借助于制动力放大器调节的放大器活塞的额定调节速度的额定调节速度信号vsoll。附加地，控制装置50具有控制（致动）机构68，借助于该控制机构，在考虑被确定的额定调节速度信号vsoll下可以将控制（致动）信号20输出到制动力放大器52。
控制机构68最好被设计用于，至少在考虑被确定的额定调节速度信号vsoll和制动力放大器52的传动机构的传动比-特征线下确定关于制动力放大器52的马达24的额定转速的额定转速信号。此外，控制机构68可以附加地被设计用于，至少在考虑被确定的额定转速信号和马达24的转速-转矩-特征线下确定关于制动力放大器52的马达的额定转矩的额定转矩信号。关于制动力放大器的马达的额定转矩的额定转矩信号可以在附加地考虑制动力放大器52的马达24的当前测量的实际转速信号下被确定。优选地，控制机构68附加地被设计用于，至少在考虑被确定的额定转矩信号和马达24的电流供给-转矩-特征线下确定一个控制电流信号作为控制信号20。控制装置50由此保证所有上面描述的优点。
图3中示出的控制装置50可以很好地适配于不同的机动车。它具有简单的系统结构。此外，控制装置50具有简单的并且简明易懂的（透明的）应用操作。

Claims (15)

1. 用于运行机动车的制动力放大器(52)的方法，包括步骤:
确定关于输入杆(60)的实际调节速度的实际调节速度信号(vist)，施加到制动操作元件(54)上的司机制动力(Ff)至少部分地被传递到所述输入杆上；
从被确定的实际调节速度信号(vist)中过滤出高频的和/或低频的信号部分；
至少在考虑给定的特征线(14)和被过滤的实际调节速度信号(vist-f)下确定关于至少一个可借助于制动力放大器（52）调节的放大器活塞的额定调节速度的额定调节速度信号(vsoll)；和
至少在考虑被确定的额定调节速度信号(vsoll)下确定制动力放大器（52）的控制信号(20)和将被确定的控制信号(20)输出到制动力放大器（52），由此控制制动力放大器，使得至少所述放大器活塞用一个对应于所述控制信号(20)的执行速度被调节。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中，为了确定控制信号(20)，至少在考虑被确定的额定调节速度信号(vsoll)和制动力放大器(52)的传动机构(23)的传动比-特征线(22)下确定关于制动力放大器(52)的马达(24)的额定转速的额定转速信号(ωsoll)。
3. 根据权利要求2所述的方法，其中，为了确定控制信号(20)，至少在考虑下被确定的额定转速信号(ωsoll)和马达(24)的转速-转矩-特征线(26)下确定关于制动力放大器(52)的马达(24)的额定转矩的额定转矩信号(Msoll)。
4. 根据权利要求3所述的方法，其中，作为控制信号(20)，至少在考虑被确定的额定转矩信号(MS0ll)和马达(24)的电流供给-转矩-特征线(28)下确定制动力放大器(52)的马达(24)的控制电流信号。
5. 根据权利要求3或4所述的方法，其中，在附加考虑制动力放大器(52)的马达(24)的当前测量的实际转速信号(ωist)下确定关于制动力放大器(52)的马达(24)的额定转矩的额定转矩信号(Msoll)。
6. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，测量关于输入杆(60)的调节行程的调节行程信号(sist)和作为调节行程信号(sist)的时间差确定所述实际调节速度信号(vist)。
7. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，借助于平滑滤波器、带通滤波器、交叉带通滤波器、高通滤波器和/或低通滤波器(12)从被确定的实际调节速度信号(vist)过滤出所述高频的和/或低频的信号部分。
8. 用于机动车的制动力放大器(52)的控制装置(50)，包括:
滤波器机构(62)，对该滤波器机构可以提供关于输入杆(60)的实际调节速度的实际调节速度信号(vist)，施加到制动操作元件(54)上的司机制动力(Ff)可以至少部分地传递到所述输入杆上，和借助于该滤波器机构可以从提供的实际调节速度信号(vist)中过滤出高频的和/或低频的信号部分;
评价机构(66)，借助于该评价机构可以至少在考虑给定的特征线(14)和被过滤的实际调节速度信号(vist-f)下确定关于至少一个可借助于制动力放大器(52)调节的放大器活塞的额定调节速度的额定调节速度信号(vsoll);和
控制机构(68)，借助于该控制机构在考虑被确定的额定调节速度信号(vsoll)下可以将控制信号(20)输出到制动力放大器(52)上。
9. 根据权利要求8所述的控制装置(50)，其中，所述控制机构(68)被设计用于至少在考虑被确定的额定调节速度信号(vsoll)和制动力放大器(52)的传动机构(23)的传动比-特征线(22)下确定关于制动力放大器(52)的马达(24)的额定转速的额定转速信号(ωsoll)。
10. 根据权利要求9所述的控制装置(50)，其中，所述控制机构(68)附加地被设计用于，至少在考虑被确定的额定转速信号(ωsoll)和马达(24)的转速-转矩-特征线(26)下确定关于制动力放大器(52)的马达(24)的额定转矩的额定转矩信号(Msoll)。
11. 根据权利要求10所述的控制装置(50)，其中，所述控制机构(68)附加地被设计用于，至少在考虑被确定的额定转矩信号(Msoll)和马达(24)的电流供给-转矩-特征线(28)下，作为控制信号(20)确定制动力放大器(52)的马达(24)的控制电流信号。
12. 根据权利要求10或11所述的控制装置(50)，其中，所述控制机构(68)附加地被设计用于，在附加考虑制动力放大器(52)的马达(24)的当前测量的实际转速信号(ωist)下确定关于制动力放大器(52)的马达(24)的额定转矩的额定转矩信号(Msoll)。
13. 根据权利要求8至12中任一项所述的控制装置(50)，其中，所述滤波器机构(62)包括平滑滤波器、带通滤波器、交叉带通滤波器、高通滤波器和/或低通滤波器(12)。
14. 用于机动车的制动系统的制动力放大器(52)，具有:
根据权利要求8至13中任一项所述的控制装置(50)。
15. 用于机动车的制动系统，具有:
根据权利要求8至13中任一项所述的控制装置(50)。
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