CN104837695A - 用于运行制动系统的方法和在其中执行该方法的制动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于运行制动系统的方法，所述制动系统包括能由驾驶员借助于制动助力器(2)操作的制动主缸(4)、独立于驾驶员的压力源(11)和至少一个配置有车轮转速传感器的车轮制动器(9a，9b)。根据本发明，在通过驾驶员进行制动—所述制动尤其是借助于制动灯开关而被识别—时，获得当前车辆减速度(aFzg)并将其与预给定的阈值(aRef)相比较，一旦所获得的车辆减速度(aFzg)达到或超过所述阈值(aRef)，就激活至少一个独立于驾驶员的压力源(11)。第二方面的发明涉及用于机动车的制动系统，该制动系统具有控制器，在该控制器中运行所述制动方法。

Description

用于运行制动系统的方法和在其中执行该方法的制动系统
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的方法以及一种根据权利要求8前序部分的制动系统。
背景技术
现代机动车经常具有其中包括至少两个通过膜分开的腔的低压制动助力器，所述低压制动助力器将基于腔之间的压力差形成的辅助力叠加在由驾驶员施加在制动踏板上的操作力上。合成的总力作用在制动主缸上，所述制动主缸在车辆的车轮制动器中引起压力升高并且由此产生制动力。在总力与操作力之间在此形成例如4:1的放大因子，由此，即便是重型车辆也可用适度的操作力制动。因为用作能量源的低压或者说压力差随着每次操作而减小，因此，低压制动助力器大多借助于内燃发动机的进气管排空。在具有直接喷射和/或涡轮增压的现代内燃发动机中，进气管中的足够的低压不能在任意运行状态中得到保证，尤其不能在内燃发动机冷启动之后的一定时间段内得到保证。
由EP 0 754 607 B1已知了一种具有制动助力器的用于机动车的制动设备，所述制动助力器通过操作力与辅助力的叠加产生输出制动力，所述制动设备还具有液压的车轮制动力调节系统，通过所述车轮制动力调节系统可在车轮制动缸中产生比通过输出制动力施加的压力高的压力。在该制动设备中设置有分析处理装置和控制装置，所述分析处理装置可识别辅助力与操作力的比例低于预给定比例，所述控制装置在低于所述预给定比例之后借助于液压的车轮制动调节系统在车轮制动缸中产生给定压力，所述给定压力至少部分地补偿随操作力成比例地降低的辅助力对实际压力的影响。
如果辅助力不再与操作力成预给定的比例或者说仅仍通过由驾驶员施加的操作力来产生制动压力的升高，则此时达到制动助力器的调控点。调控点与制动系统的结构布局和可供使用的低压相关。即使当低压制动助力器故障时，也希望借助附加的液压增压装置、例如借助电动的液压泵产生对驾驶员的辅助。
WO 03/068574 A1公开了一种用于在制动设备的车轮制动器中施加预给定的可变的制动压力的方法，在所述方法中，在调节和/或数据处理系统中对确定单个车轮制动器中的制动压力的输入参量进行分析并且确定液压阀的调节参量。在调节或数据处理系统中存储有特性曲线，所述特性曲线是液压阀的阀电流与液压阀的压力差的相互关系，并且按照特性曲线确定阀电流，借助于所述阀电流模拟地控制液压阀。阀电流可以方便地基于用于车轮制动器的给定压力与操作装置的压力之间的压力差来确定。操作装置(串联制动主缸)的压力通过设置在制动回路中的压力传感器来获得。
发明内容
本发明的目的在于，给出一种用于运行制动系统的方法和一种制动系统，所述方法和制动系统对低压制动助力器的减弱的辅助支持力进行补偿，而无需依靠于测量制动主缸中的压力。
所述目的通过根据权利要求1的方法和根据权利要求8的制动系统来实现。
因此提出了一种用于运行制动系统的方法，所述制动系统包括可由驾驶员借助于制动助力器操作的制动主缸、独立于驾驶员的压力源和至少一个车轮制动器，所述车轮制动器配置有车轮转速传感器。根据本发明，在通过驾驶员制动——所述制动尤其是可通过制动灯开关和/或制动踏板上的踏板行程传感器而被识别——时，获得当前车辆减速度并且将其与预给定的阈值相比较。一旦所获得的车辆减速度达到或超过阈值，就将所述至少一个独立于驾驶员的压力源激活。踏板行程传感器在此也可构造成踏板角度传感器或者串联主缸或制动助力器的膜上的行程传感器。
根据本发明的方法在此借助于当前车辆减速度检验：是否应假定发生调控点以上(即具有阈值以上的减速度)的制动。于是，驾驶员通过液压增压来辅助。由此，即使在制动助力器中没有达到足够的真空(即过高的空气压力)时也能提供足够的制动力，而在制动回路或者说制动系统中无需压力传感器。
有利的是，预给定的阈值基于制动助力器的低压腔中的所测量的绝对压力或基于低压腔与周围环境之间的压力差来获得，其中，尤其是所测量的绝对压力或压力差与预给定的阈值之间的关系由存储在电子控制器中的特性曲线来确定。由制动助力器中的所测量的压力和结构布局或者说几何尺寸，可在假设的载荷、如尤其是与最大允许总重量相应的载荷的情况下能够事先获得在调控点上供使用的制动减速度。该关系例如可以以特性曲线的形式存储并且在对制动系统进行控制时予以考虑。如果车辆具有例如基于加速时的力平衡这样的载荷识别系统，则调控点上的减速度或者说一般而言特性曲线基于所获得的车辆质量可得到校正。
当前车辆减速度优选由至少一个车轮转速传感器的信号来获得。所述传感器对于制动防滑控制也是必需的，因此所述传感器大多本来就存在。
特别优选的方案是制动系统包括纵向加速度传感器，当前车辆减速度的获得包括以由路面的纵向倾斜度造成的量对从车轮转速传感器的信号获得的车辆减速度进行校正。由此，通过驾驶员进行的制动操作可以以与例如上坡行驶的影响相当的量被校正。
有利的是，在制动主缸与车轮制动器之间设置有尤其是在无电流状态打开(常开)的第一电磁阀，所述第一电磁阀可以模拟的方式被控制，以便保持制动主缸与车轮制动器之间的预给定的压力差。第一电磁阀、尤其是分离阀在压力差被超过时打开并且由此车轮制动器中的最大压力受到限制，由此可取消车轮制动器中的压力测量。分离阀的所述过流调节——在所述过流调节中设定车轮制动器与主缸之间的预给定的压力差——可实现由驾驶员建立的制动压力和独立于驾驶员的压力源的叠加。由此保证在行驶舒适性和安全性方面令人信服的制动性能。
特别有利的是，独立于驾驶员的压力源包括电动的液压泵，所述液压泵在出口侧与一个或多个所述车轮制动器连接，且在入口侧可通过尤其是在无电流状态关闭(常闭)的第二电磁阀与制动主缸连接，独立于驾驶员的压力源的激活包括第一电磁阀的至少部分的关闭和第二电磁阀的打开。例如液压泵的转速可按照期望的压力差来选择。
尤其是，制动主缸与车轮制动器之间的预给定的压力差按照当前减速度来选择。即，如果驾驶员较强地制动，则较强的辅助力分量通过独立于驾驶员的压力源来形成。制动性能在制动助力器中有和没有足够的低压时保持恒定。
另外，本发明还涉及一种用于机动车的制动系统，所述制动系统包括由驾驶员借助于制动助力器操作的制动主缸、独立于驾驶员的压力源、尤其是电动的液压泵、至少一个配置有车轮转速传感器的车轮制动器，和具有存储器和计算单元的电子控制器，所述电子控制器执行上述权利要求中的至少一项所述的方法。
有利的是，电子控制器与制动灯开关连接和/或具有用于测量纵向加速度的传感器。在此也可提出，制动灯开关可冗余地设置，以便保证通过驾驶员进行的制动可靠地被识别。如果存在用于测量纵向加速度的传感器，则可补偿路面的纵向坡度的干扰性影响。
优选电子控制器具有设置在制动主缸与车轮制动器之间的尤其是在无电流状态打开的第一电磁阀、在出口侧与一个或多个所述车轮制动器连接的电动液压泵、第二电磁阀以及用于第一电磁阀和第二电磁阀的控制电路，电动的液压泵可通过所述第二电磁阀在入口侧与制动主缸连接，并且所述第二电磁阀尤其是在无电流状态关闭的，其中尤其是，用于第一电磁阀的控制电路具有用于调节给定电流的装置。这可实现分离阀的过流调节。
附图说明
其它优选实施形式由从属权利要求和参照附图对实施例进行的下述说明中得到。附图中：
图1示出示例性的制动系统，
图2示出用于计算制动主缸与车轮制动器之间的期望的压力差的示意性视图，以及
图3示出踏板力与制动减速度之间的一般关系。
具体实施方式
图1作为示例示出了机动车的可执行根据本发明的方法的制动系统。可由驾驶员操作的制动踏板1通过压力杆与由低压制动助力器2生成的辅助力叠加地作用在(串联)制动主缸4上，所述(串联)制动主缸在未被操作的状态下与未加压的制动液体储备容器连接。通过真空传感器或者说压力传感器5可测量低压腔中的绝对压力或低压腔相对于周围环境的压力差。由此可检验：是否存在足够的低压或者是否需要液压辅助。制动系统具有两个制动回路I、II，所述制动回路(在四轮机动车的情况下)各配置两个车轮制动器。下面仅描述制动回路I，另一个制动回路II构造相同。制动回路的划分，即是否例如各一个前轮制动器和一个后轮制动器组合在一个制动回路中，对于根据本发明的方法而言原则上是不重要的。
制动主缸4通过制动管路与车轮制动器9a、9b连接，其中，可通过关闭第一进入阀7a使第一车轮制动器9a与制动主缸4分开和/或通过关闭第二进入阀7b使第二车轮制动器9b与制动主缸4分开。第一或者第二车轮制动器中的压力可通过打开排出阀8a或者8b来减小，其方式是将制动液体导出到低压蓄存器10中。电力驱动的液压泵11可使低压蓄存器10排空。另外，制动系统还包括被称为分离阀的可模拟控制的电磁阀6，所述电磁阀在无电流状态是常开的并且设置在液压泵11的排出侧与制动主缸之间。液压泵11的吸入侧与低压蓄存器10连接并且可通过也作为电子转换阀已知的在无电流状态关闭的电磁阀与制动主缸4连接。
在机动车的每个车轮上适当地设置有未示出的车轮转速传感器，所述车轮转速传感器与也未示出的电子控制器连接。如果一车轮的车轮转速在制动期间剧烈降低，则可进行制动防滑控制或者防抱死控制，其方式是将相应的进入阀关闭并且通过打开相应的排出阀使车轮制动器中的压力并且由此使制动力减小。制动防滑控制可借助于本身已知的方法来进行，其中压力升高阶段、压力保持阶段和压力降低阶段循环地重复。电子控制器也可提供本身已知的例如已在EP 0 792 229 B1中描述的横摆力矩控制。适当的是，电子控制器另外与也未示出的纵向加速度传感器连接。对于独立于驾驶员的压力形成而言制动系统的控制接下来结合图2来描述。
图2(a)示意性示出了用于获得制动主缸与车轮制动器之间所期望的压力差的过程。作为输入参量在此使用由真空传感器5测量的压力pVak、由车轮转速传感器信号获得的车辆减速度aFzg以及优选地还使用由纵向加速度传感器测量的纵向加速度aL。
用于调控点上的减速度的阈值aRef借助于校准曲线201由低压腔中的所测量的压力来获得。校准曲线适宜用测试车辆来测量并且存储在电子控制器的储存器中。例如可存储一些参考点，并在所述参考点之间可进行线性或多项式插值。也可规定，例如按照最小二乘法来计算获得与测量数据匹配的曲线上的参数，并且把其存储在控制器中。示例性的校准曲线作为线201在图2(b)中示出，其中取决于所测量的低压pVak示出了减速度aRef。因为空气压力在通常的周围环境条件下大约为1000mbar，因此在低压腔中的绝对压力大约为0bar或者说相对压力为-1000mbar时提供完全放大得到最大减速度。如果例如在发动机冷启动时低压仅为200mbar，则在减速度较小时就已经达到制动助力器的调控点。
如果考察尤其是非驱动车轮的车轮转速传感器的信号随时间的变化，则可由此得出车辆的当前加速度或者减速度aFzg。如果机动车具有纵向加速度传感器(所述纵向加速度传感器例如用于坡上起步辅助)，则可借助于所述纵向加速度传感器的测量值aL校正受路面纵向坡度影响的当前机动车加速度。车辆根据情况的经校正的当前减速度被解释为对驾驶员制动需求的指示并且与阈值aRef相比较。如果当前减速度超过阈值，即如果需要通过独立于驾驶员的压力源进行辅助，则基于方便地存储在电子控制器的存储器中的预给定的放大特性得出期望的压力差Δp。
因此，为了补偿通过制动助力器提供的辅助力支持的不足，附加于驾驶员制动压力还需要期望的压力差，其方式是将分离阀6关闭，将转换阀12打开并且将泵激活(而进入阀7a、7b打开并且排出阀8a、8b关闭)。在此，分离阀6被模拟地控制，其方式是阀的控制电路按照阀特性曲线接通给定电流。阀特性曲线描述电磁阀的阀电流与最大压力差之间的关系；所述阀特性曲线适当地通过对阀的测量和/或在工厂流水线末端进行校准来获得并且存储在电子控制器中。一旦车轮制动器中的压力比制动主缸中的压力高出期望压力差Δp以上，分离阀就打开。关于过流调节或者分离阀控制的其它细节、尤其是可能的策略，参考WO 03/068574 A1。
图3示出了车辆的减速度aFzg与由驾驶员施加的踏板力FPedal之间的关系的曲线图。如线301所示，随着踏板力的提高，制动减速度线性增大，直到在踏板力F0时在调控点上达到减速度a0。进一步的制动压力增强从现在起未经过放大地进行，即线302的斜率明显小于线301的斜率。通过进行独立于驾驶员的压力增强以便补偿制动力支持的缺乏，根据本发明的方法可如线303所示即使在调控点之上也向驾驶员提供恒定的制动特性。通过借助于过流调节进行压力增强，可取消制动主缸上的压力传感器。

Claims (10)

1.一种用于运行制动系统的方法，所述制动系统包括能由驾驶员借助于制动助力器操作的制动主缸(4)、独立于驾驶员的压力源(11)、至少一个配置有车轮转速传感器的车轮制动器(9a，9b)，其特征在于，在通过驾驶员制动——所述制动尤其是借助于制动灯开关和/或踏板行程传感器而被识别——时，获得当前车辆减速度并将其与预给定的阈值相比较，一旦所获得的车辆减速度达到或超过所述阈值，就激活至少一个独立于驾驶员的压力源(11)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预给定的阈值基于所述制动助力器的低压腔中的所测量的绝对压力或基于低压腔与周围环境之间的压力差来获得，其中尤其是所测量的绝对压力或压力差与所述预给定的阈值之间的关系由存储在电子控制器中的特性曲线来确定。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述当前车辆减速度由至少一个车轮转速传感器的信号来获得。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述制动系统包括纵向加速度传感器，所述当前车辆减速度的获得附加地包括以由路面的纵向倾斜度造成的量对由车轮转速传感器的信号获得的车辆减速度进行校正。
5.根据权利要求1至4中的至少一项所述的方法，其特征在于，在制动主缸(4)与车轮制动器(9a，9b)之间设置有尤其是在无电流状态打开的第一电磁阀(6)，所述第一电磁阀(6)能被模拟地控制，以便保持制动主缸(4)与车轮制动器(9a，9b)之间的预给定的压力差。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述独立于驾驶员的压力源(11)包括电动的液压泵，所述液压泵在出口侧与所述车轮制动器(9a，9b)连接，且在入口侧能通过尤其是在无电流状态关闭的第二电磁阀(12)与所述制动主缸(4)连接，所述独立于驾驶员的压力源(11)的激活包括所述第一电磁阀(6)的至少部分的关闭和所述第二电磁阀(12)的打开。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，制动主缸(4)与车轮制动器(9a，9b)之间的预给定的压力差按照当前减速度来选择。
8.一种用于机动车的制动系统，包括由驾驶员借助于制动助力器(2)操作的制动主缸(4)、独立于驾驶员的压力源(11)——尤其是电动的液压泵、至少一个配置有车轮转速传感器的车轮制动器(9a，9b)，其特征在于，设置有具有存储器和计算单元的电子控制器，所述电子控制器执行上述权利要求中的至少一项所述的方法。
9.根据权利要求8所述的制动系统，其特征在于，所述电子控制器与制动灯开关和/或踏板行程传感器连接和/或具有用于测量纵向加速度的传感器。
10.根据权利要求8或9所述的制动系统，其特征在于，所述电子控制器具有第一电磁阀(6)、电动的液压泵、第二电磁阀(12)以及用于所述第一电磁阀(6)和所述第二电磁阀(12)的控制电路，所述第一电磁阀设置在制动主缸(4)与车轮制动器(9a，9b)之间且尤其是在无电流状态打开，所述电动的液压泵在出口侧与所述车轮制动器(9a，9b)连接，所述电动的液压泵在入口侧能通过所述第二电磁阀(12)与所述制动主缸(4)连接，所述第二电磁阀尤其是在无电流状态关闭，其中尤其是，用于第一电磁阀(6)的控制电路具有用于调节给定电流的装置。
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