CN104583033A - 用于模拟式运行的电磁阀的转换方法、电液式制动系统以及电液式制动系统的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种转换方法，用于电液式制动系统(30)中的模拟式运行的电磁阀(52，42)，在所述转换方法中，能按照电的控制或调节使电磁阀(52，42)处于闭合位置、打开位置和多个中间位置，其中，所述控制或调节按照所知晓的电磁阀(52，42)电流-压力特性曲线来进行。根据本发明的转换方法的突出之处在于：在使电磁阀(52，42)转换时，在不预先改变当前的迟滞特征的情况下直接对电磁阀(52，42)的与压力和/或电流相关的磁性的迟滞特征进行补偿。此外，本发明还涉及一种电液式制动系统(30)以及制动系统(30)的应用。

Description

用于模拟式运行的电磁阀的转换方法、电液式制动系统以及电液式制动系统的应用
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的用于模拟式运行的电磁阀的转换方法、根据权利要求10前序部分的电液式制动系统及其应用。
背景技术
在具有电液式压力调节功能的现代车辆制动系统中对模拟式的数字阀进行尽可能精确的控制是多种不同的舒适性功能、如尤其是变得越来越受欢迎的距离和速度调节系统的越来越重要的条件。虽然通过按已知方式在每个制动轮缸中使用压力传感器，实现了随时地进行精确的压力测量以及随之而来地进行所需制动压力的精确调节，但这导致附加的压力传感器的过高的成本投入以及与此相联系地导致制动系统的较高的总成本，这又不利地影响这种系统的商业竞争能力。
现有技术中公知的用于避开附加的压力传感器以及随之而来的附加的制造成本的可能性可通过以特性曲线的形式测量打开或者说闭合电流来实现，所述特性曲线使存在于阀上的压力差与激励电流相关联。这也在无附加的压力传感器的情况下允许借助于模拟式的液压阀进行基本上精确的压力调节。这种方法例如在DE 102 24 059 A1中公开。特性曲线在此电子地存储在调节系统中，并且通过激励电流接着可有目的地设定压力差，而不必动用实际测量的压力数据。
DE 10 2005 051 436 A1也提出了一种用于在不使用附加的压力传感器的情况下在液压的制动系统中进行压力调节的方法。在此，模拟式的液压阀借助于存在于车辆中的ABS-车轮转速传感器来校准，所述ABS-车轮转速传感器根据激励电流求得转速降低并且由此求得制动作用。该方法允许不直接在车辆本身中使用附加的测量传感器的情况下进行阀校准。这样确定的控制特性曲线被电子地存储并且用于压力调节。
DE 10 2008 006 653 A1中公开了用于调控调节阀的方法。在此，电液式压力调节组件中的至少一个电控制的螺线管阀在调整远低于或远高于工作电流的电流期间短时间地被加载反迟滞脉冲，所述电液式压力调节组件在压力调节期间以确定的工作电流按照存储在压力调节组件中的关系或特性曲线来运行。尤其是反迟滞脉冲在每次压力建立或每次压力减低之前进行并且这样短地测量，使得制动压力尽可能少受影响。
但在由现有技术公知的用于在车辆制动系统中无传感器地进行压力调节的方法中缺点在于，这些方法由于常用的模拟式电磁阀的铁磁性阀轭的迟滞效应而具有必然存在的不精确度。但如果根据现有技术借助于反迟滞脉冲来避免迟滞效应的这种不利影响，则反迟滞脉冲带来的突然的电流变化通常造成会由驾驶员察觉到的、不期望的呈噪声或制动力变化形式的车辆制动系统反应。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提出一种方法，所述方法在模拟式的电磁阀的转换时尽可能避免迟滞效应的不利影响并且同时不会由于驾驶员可察觉的噪声或制动力变化而损害舒适性。
所述目的根据本发明通过根据权利要求1的用于模拟式运行的电磁阀的转换方法来实现。
根据本发明的用于电液式制动系统中的模拟式运行的电磁阀的转换方法，能按照电的控制或调节使电磁阀处于闭合位置、打开位置和多个中间位置，其中，所述控制或调节按照所知晓的电磁阀电流-压力特性曲线来进行。根据本发明的转换方法的突出之处在于：在使电磁阀转换时，在不预先改变当前的迟滞特征的情况下对电磁阀的与压力和/或电流相关的磁性的迟滞特征进行补偿。由此得到优点：在转换、即阀杆运动的方向变化时，考虑阀轭的当前存在的迟滞特征并且通过对其补偿实现电磁阀的基本上立即的反应。这又可实现制动系统内部的立即且有目的的压力控制并且由此实现期望的目标压力的有效且快速的设定。
迟滞效应通常以不同强度的迟滞特征的形式出现，所述迟滞特征与电磁阀的几何结构、尤其是电磁阀的可磁化的阀轭或与阀轭相应的阀组成部分——如果所述电磁阀与常用的阀结构不同的话——的几何结构相关。另外，迟滞特征受电磁阀的材料、尤其是阀轭的材料、上一次存在于电磁阀上的电流或上一次存在于电磁阀上的压力影响。
根据本发明，在此不重要的是：转换是从实际到达的最终位置——即闭合位置或打开位置——起进行，还是仅从中间位置起进行。重要的仅在于：阀杆的上一次实施的运动方向变化了，即使是在实施与上一次实施的运动方向相反的运动之前电磁阀或阀杆在此期间在一确定的时间段中保持在一确定的位置中。
优选提出，转换从阀打开运动朝阀闭合运动进行。这意味着，阀杆的运动方向从阀打开运动变化到阀闭合运动。这种转换典型地在制动系统中从压力减低过程过渡到压力建立过程时出现。由此，因为恰恰是在抵抗沿打开方向作用在阀上的压力而从阀打开运动朝阀闭合运动转换时必须快速产生足够大的磁力，所以根据本发明的方法在此情况下特别有利，因为在此情况下存在的也使阀闭合运动变难的迟滞特征立即得到补偿。
另外优选地，磁性的迟滞特征借助于电流偏置量来补偿，所述电流偏置量被叠加到电流-压力特性曲线上。电流压力特性曲线在此绘出了如下的电流：根据所涉及的是常开电磁阀还是常闭电磁阀该电流与作用在电磁阀上的压力相关地引起(电磁阀的)打开、关闭或当前阀位置或者说杆位置的保持。由此考虑已知的阀特征，以便从所述阀特征出发借助于电流偏置量来补偿与压力相关的和/或与电流相关的磁性的迟滞特征。
特别优选地，电流偏置量根据紧接在进行转换之前在电磁阀上存在的给定压力和/或给定电流来确定。由此得到优点：电流偏置量尽可能最佳地匹配于实际的迟滞特征，因为所述实际的迟滞特征在很大程度上受给定电流和/或定压力的影响。此外，根据转换的方向(从阀打开运动朝阀闭合运动或反之)来考虑电流偏置量的符号，因为所述符号也可以是负的。
完全特别优选，电流偏置量的值由与电流和/或压力相关的迟滞特性曲线族或与电流和/或压力相关的迟滞特性曲线读出。由此，不必持续地重新计算电流偏置量的值，而是所述值可以以简单方式由与电流和/或压力相关的迟滞特性曲线族或与电流和/或压力相关的迟滞特性曲线读出。
符合目的地提出，电磁阀是常开阀。常开阀具有由于结构形式而固定地设定的打开力，所述打开力例如由机械弹簧引起。由结构形式而设定的打开力与同样作用在打开方向上的、由于存在于阀上的压力引起的力相叠加。附加地在打开方向上起作用的迟滞效应的附加出现以及尤其是不被考虑，可能使制动系统内部的有效且快速的压力调节变得困难。因此，根据本发明的转换方法恰恰是对于常开阀特别有利。
此外有利的是，电磁阀是电液式制动系统的分离阀。分离阀通常用于实施所谓的溢流调节，所述溢流调节使所产生的但超过压力要求的压力建立再次降低。在此，分离阀这样被加载电流：一旦预给定的给定压力被超过，所述分离阀就打开，并且由此使超过给定压力的压力减低。即因为分离阀通常被考虑用于精确且快速地调节制动系统中的压力，所以通过在分离阀上使用根据本发明的转换方法而得到另外的优点。
符合目的地提出，电流-压力特性曲线和/或迟滞特性曲线族和/或迟滞特性曲线以阀独有的方式被确定。这样，通过使相应的迟滞特征能更精确地得到补偿而改善了压力调节的精度。“以阀独有的方式被确定”在此例如可在试验台中在电磁阀安装到制动系统中之前进行或者也可在安装到制动系统中之后借助于合适的公知的标定方法来进行。
优选提出，电流-压力特性曲线和/或迟滞特性曲线族和/或迟滞特性曲线存储在电液式制动系统的电子控制单元的电子存储器中。因为电磁阀的控制通过电子控制单元来进行并且所述电子控制单元通常包括电子存储器，所以使得电流-压力特性曲线和/或迟滞特性曲线族和/或迟滞特性曲线由此可以以简单的方式并且以相对低的附加投入来提供。
另外，本发明还涉及一种电液式制动系统，所述电液式制动系统包括至少一个用于储备液压流体的主缸、至少一个用于使液压压力进入至少一个制动缸中的进入阀、至少一个用于使液压压力从所述至少一个制动缸排出的排出阀、至少一个用于根据电子控制单元的压力要求建立液压压力的能电驱动的液压泵以及至少一个模拟式的分离阀。电子控制单元借助于所述分离阀以及存储在所述电子控制单元的电子存储器中的分离阀电流-压力特性曲线实施压力调节。根据本发明的电子制动系统的突出之处在于：在所述电子存储器中附加地存储有所述分离阀的迟滞特性曲线族和/或迟滞特性曲线。由此得到如下优点，用于对所出现的电磁阀迟滞特征进行补偿所需的信息被提供以用于在制动系统内进行精确且快速的压力调节并且在需要时能被考虑。
优选提出，该制动系统实施根据本发明的方法。由此在改善的、更有效的且更精确的压力调节方面得到上述优点。
此外，本发明还涉及电液式制动系统的应用，用于在机动车的距离和/或速度调节系统中进行液压压力调节。
附图说明
其它优选实施形式由从属权利要求和借助于附图对实施例进行的下述说明得到。附图中：
图1示出示意性的电磁阀的与电流和压力相关的迟滞特征曲线，
图2示出压力变化过程，所述压力变化过程包括根据现有技术的和根据本发明方法的电磁阀的转换，以及
图3示出根据本发明的电液式制动系统的可能实施形式。
具体实施方式
图1中示例性地示出了电磁阀的与电流和压力相关的迟滞特征曲线11。X轴表示加载给电磁阀的电流，y轴表示处于电磁阀上的压力，在所述压力以相应设定的电流加载使电磁阀打开。在从点12起电流加载提高时，电磁阀上的根据例子使电磁阀保持闭合、即使阀杆保持在闭合位置中的磁力沿着线13变到较高压力。在点14处达到最大的磁力。这相当于电磁阀在不打开的情况下能承受的最大压力。现在，从点14起，如果电流加载又降低，则磁力以及由此压力，在电磁阀打开的情况下沿线15变化。如可看到的那样，通过迟滞效应产生这样的现象：为了在y轴上产生同一个值而必须在x轴上选择两个不同的值，而这与电流变化的初始点相关，即与转换点相关。如果电流从点12开始沿着线13仅提高到点16并且已经再次进行了转换即电流降低，则打开压力沿线18变化。由此，对于y轴上的任意值已经在x轴上存在3个不同的分别根据转换点来选择的值。这种多义性在相反的情况下更严重，即当电流从点14起直到点17一直降低并且从点17起又提高。即可看出，转换点的选择分别导致电磁阀的独有的电流-压力特征，这又明显使压力调节变难。
图2a示出了根据现有技术的压力变化过程，图2b示出了根据本发明转换方法的压力变化过程。图2a中的给定压力psoll在时刻t1经历压力提高，所述压力提高通过给定压力曲线的上升来表示。根据现有技术，图2a中给出了作用在电磁阀上的短时间的所谓的反迟滞脉冲IAH。除了反迟滞脉冲IAH，电流曲线Isoll,1尽可能与给定压力psoll,1的曲线相对应。因此，实际压力pist,1同样尽可能沿psoll,1的曲线变化，但在p′时明显不同于所述psoll,1的曲线，这是因为反迟滞脉冲IAH引起了液压反馈。但根据现有技术，为了使实际压力pist,1能沿给定压力psoll,1变化，反迟滞脉冲IAH是必要的。
图2b中可看到给定压力psoll,2。在时刻t2，使给定压力psoll,2提高。为了使实际压力pist,2与给定压力psoll,2相适应，给定电流Isoll,2相应地变化，其中，通过为Isoll,2加载一电流偏置量IOff直接补偿当前的迟滞特征。IOff根据本实施例相应于4bar的压力变化。如图所示，实际压力pist,2在无压力扰动的情况下跟随给定压力pist,2变化，所述压力扰动一般由反迟滞脉冲IAH引起。
图3示出了机动车的电液式制动系统30的示意性结构。主缸31通过液压管路32、33与制动回路34、35液压联接。每个制动回路34、35分别包括一个转换阀41、51、一个分离阀42、52以及各两个制动轮缸49、410、59、510。给每个制动轮缸49、410、59、510分别配置一个进入阀45、48、55、58以及一个排出阀44、47、54、57。另外，每个制动回路34、35分别包括一个低压蓄能器46、56以及一个可电驱动的液压泵43、53。液压泵43、53在此分别产生液压压力，所述液压压力通常稍高于由电子控制单元37输出的压力要求。为了使所述高于压力要求的压力再减低，分离阀52、42分别实施溢流调节。在此，分离阀52、42被这样通电流：一旦实际压力高于压力要求所述分离阀就打开。在压力要求变化时，使分离阀52、42的通电以与压力要求的变化相应的方式变化。因为制动回路34、35中的压力要求不同，所以分离阀52、42也被不同地控制或者说通电。因为分离阀52、42是受磁性的迟滞效应影响的电磁阀，所以必须直接地、在不预先改变迟滞特征的情况下使当前在分离阀上存在的迟滞特征得到补偿才能实现快速、精确且有效的控制。为此目的，在电子控制单元37的电子存储器38中不仅存储有分离阀52、42的电流-压力特性曲线，而且除此之外还存储有分离阀52、42的与电流和压力相关的迟滞特性曲线族。现在由迟滞特性曲线族读出对应的电流偏置量的与电流和压力相关的值并且将其叠加在分离阀52、42的不同的电流-压力特性曲线上。由此，分离阀52、42上存在的磁的迟滞特征得到补偿并且可实现快速、精确且有效的压力调节。

Claims (12)

1.一种用于电液式制动系统(30)中的模拟式运行的电磁阀(42，52)的转换方法，
-在所述转换方法中，能按照电的控制或调节使电磁阀(42，52)处于闭合位置、打开位置和多个中间位置，
-其中，所述控制或调节按照所知晓的电磁阀(42，52)电流-压力特性曲线来进行，
其特征在于：
在使电磁阀(42，52)转换时，在不预先改变当前的迟滞特征的情况下直接对电磁阀的与压力和/或电流相关的磁性的迟滞特征进行补偿。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于：所述转换从阀打开运动朝阀闭合运动进行。
3.根据权利要求1和2中至少一项的方法，其特征在于：磁性的迟滞特征借助于电流偏置量(IOff)来补偿，所述电流偏置量被叠加到电流-压力特性曲线上。
4.根据权利要求3的方法，其特征在于：所述电流偏置量(IOff)根据紧接在进行转换之前在电磁阀(42，52)上存在的给定压力(psoll,1，psoll,2)和/或给定电流(Isoll,1，Isoll,2)来确定。
5.根据权利要求4的方法，其特征在于：所述电流偏置量(IOff)的值由与电流和/或压力相关的迟滞特性曲线族或与电流和/或压力相关的迟滞特性曲线读出。
6.根据权利要求1至5中至少一项的方法，其特征在于：电磁阀(42，52)是常开阀(42，52)。
7.根据权利要求1至6中至少一项的方法，其特征在于：所述电磁阀(42，52)是电液式制动系统(30)的分离阀(42，52)。
8.根据权利要求1至7中至少一项的方法，其特征在于：电流-压力特性曲线和/或迟滞特性曲线族和/或迟滞特性曲线以阀独有的方式被确定。
9.根据权利要求1至8中至少一项的方法，其特征在于：电流-压力特性曲线和/或迟滞特性曲线族和/或迟滞特性曲线存储在电液式制动系统(30)的电子控制单元(37)的电子存储器(38)中。
10.一种电液式制动系统(30)，包括至少一个用于储备液压流体的主缸(31)、至少一个用于使液压压力进入至少一个制动缸(59，510，49，410)中的进入阀(55，58，45，48)、至少一个用于使液压压力从所述至少一个制动缸(59，510，49，410)排出的排出阀(54，57，44，47)、至少一个用于根据电子控制单元(37)的压力要求建立液压压力的能电驱动的液压泵(53，43)以及至少一个模拟式的分离阀(52，42)，其中，所述电子控制单元(37)借助于所述分离阀(52，42)以及存储在所述电子控制单元(37)的电子存储器(38)中的分离阀(52，42)电流-压力特性曲线实施压力调节，其特征在于：在所述电子存储器(38)中附加地存储有所述分离阀(52，42)的迟滞特性曲线族和/或迟滞特性曲线。
11.根据权利要求10的制动系统，其特征在于：所述制动系统(30)实施根据权利要求1至9中至少一项的方法。
12.根据权利要求10至11中至少一项的电液式制动系统(30)的应用，用于在机动车的距离和/或速度调节系统中进行液压压力调节。
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