CN104968541A - 电动液压式机动车制动系统及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于操作再生电动液压式机动车制动系统的技术，该再生电动液压式机动车制动系统包括：主缸，其能够被从储存器提供液压流体；机电致动器，其用于使所述主缸中容纳的活塞致动；以及截止阀，其设置在所述主缸与所述储存器之间。根据该技术的一个方面，方法包括以下步骤：在关闭截止阀时控制机电致动器，以在以流体方式连接到主缸的车轮制动器上产生液压压力。该方法还包括以下步骤：激活再生制动操作并且控制所述截止阀打开，所述主缸保持以流体方式连接到所述车轮制动器，并且控制所述机电致动器至少在一定程度上保持所述车轮制动器上的所述液压压力。

Description

电动液压式机动车制动系统及其操作方法
技术领域
本公开总体上涉及车辆制动系统的领域。具体地，描述了一种具有用于使制动系统致动的机电致动器的电动液压式车辆制动系统。
背景技术
例如为了产生电驻车制动功能(EPB)，已经在车辆制动系统中使用机电致动器有一些时间。在机电制动系统(EMB)的情况下，机电致动器取代了车轮制动器处的常规液压缸。
由于技术进步，因此不断地提高了机电致动器的效率。所以，还考虑使用这些致动器来实现现代驱动动力学控制系统。这些控制系统包括防抱死制动系统(ABS)、牵引控制系统(TCS)或电子稳定性程序(ESP，也被称为车辆稳定性控制(VSC))。
WO 2006/111393 A教导了一种具有高动力学的机电致动器的电动液压式制动系统，其在驱动动力学控制操作中执行压力调制。WO 2006/111393 A中描述的机电致动器被设置成直接作用于制动系统的主缸。由于该机电致动器的高动力学，因此从WO 2006/111393 A知道的制动系统的液压分量能够减少至每车轮制动器单个2/2路阀。为了实现车轮独立压力调制，然后在多路操作(multiplex operation)中单独地或者成组地使阀致动。
然而，针对每车轮制动器仅一个阀的最小化还造成了在同时打开这些阀时的诸如不希望有的压力平衡这样的挑战。为此，在WO 2010/091883 A中详细说明了一种基于高动力学控制行为的解决方案。
WO 2010/091883 A公开了一种具有主缸及该主缸中容纳的串联活塞的电动液压式制动系统。可借助于机电致动器来使串联活塞致动。该机电致动器包括相对于串联活塞同心地布置的电动机、以及将电动机的旋转运动转换成活塞的平移运动的传动设备(arrangment)。该传动设备由以下项构成：滚珠螺杆(ball screw)驱动器，其具有按旋转固定的方式联接到电动机的转子的滚珠螺杆螺母；以及滚珠螺杆轴，其作用于串联活塞。
WO 2010/091883 A公开了一种具有主缸和容纳在其中的串联活塞的电动液压式制动系统。该串联活塞可借助于机电致动器致动。该机电致动器包括针对串联活塞同心设置的电动机，和将电动机的旋转移动转换成活塞的平移移动的传动装置。该传动装置由滚珠丝杠驱动器组成，该滚珠丝杠驱动器具有按旋转固定方式联接到电动机的转子的滚珠丝杠螺母和作用于串联活塞的滚珠丝杠转轴。
从WO 2012/152352 A知道具有作用于主缸活塞的机电致动器的另外的电动液压式制动系统。该系统能够按再生模式操作(发电机操作)。
发明内容
要详细说明一种再生电动液压式机动车制动系统及其操作方法，其特别是从安全的角度来看具有有利的功能。
根据一个方面，详细说明了一种用于操作再生电动液压式机动车制动系统的方法，该再生电动液压式机动车制动系统具有可以从储存器提供液压流体的主缸，用于致动容纳在所述主缸中的活塞的机电致动器，以及设置在所述主缸与所述储存器之间的截止阀。该方法包括以下步骤：在所述截止阀关闭的情况下使所述机电致动器致动，以在以流体方式连接到所述主缸的车轮制动器处产生液压压力；以及激活包括使所述截止阀致动的再生制动操作，以打开所述截止阀，其中，所述主缸保持以流体方式连接到所述车轮制动器，并且致动所述机电致动器，以便致使部分地保持所述车轮制动器处的所述液压压力。
应当指出的是，所述电磁致动器的所述致动和所述再生制动操作的所述激活能够基本上同时或者按(例如，暂时地)固定的顺序进行。在这种情况下，激活步骤可以领先或者跟随致动步骤。激活步骤可以具体地包括附加地接通发电机。根据一个实现方案，在已经充分地形成再生制动操作的制动效果之前，开始建立所述液压压力。因为从附加地接通发电机的时刻直到形成再生制动操作的制动效果会经过特定时间，所以可以在电磁致动器的致动之前或者与电磁致动器的致动同时来激活所述再生制动操作，以便获得辅助液压制动效果。
可以针对单个车辆轮轴的车轮制动器来使用在这里提供的教导。在至少一个其它车辆轮轴处，可以在没有发电机辅助的情况下借助于常规液压压力来建立制动力。
可以在截止阀打开并且主缸以流体方式连接到车轮制动器的情况下设置所述液压压力。可以例如依据所述主缸中的借助于所述机电致动器输送的第一流体体积与经由所述截止阀逸入所述储存器中的第二流体体积之间的关系来限定这种设置。该关系可以在制动过程期间改变。
根据一种实现，按这样的方式来实现在所述截止阀打开并且所述主缸以流体方式连接到所述车轮制动器的情况下使所述机电致动器致动，即，在所述主缸与所述储存器之间的流体连接中的节流点处产生堰塞效应(damming-up effect)。可以通过将节流元件插入到该流体连接中来实现所述节流点。该节流元件可以是具有固定预置的节流效果或者可调整的节流效果的元件。
借助于所述液压压力产生的第一制动力部分与借助于所述再生制动操作产生的第二制动力部分(“发电机制动力”)之和可以对应于由驾驶员请求的制动力。可以由驾驶员例如通过使制动踏板致动来请求该制动力。在这一点上，可以安装检测制动踏板致动的一个或更多个传感器，并且所述一个或更多个传感器的输出信号指示所请求的制动力。
可以至少部分地经由所述第一制动力部分的调制来实现对驾驶员请求的所述制动力的调制。作为对其的补充或替代方案，可以至少部分地经由所述第二制动力部分的调制来实现对驾驶员请求的所述制动力的调制。
在一种实现中，所述制动系统还包括用于使主缸活塞致动的机械致动器。所述机械致动器可以包括联接或可联接到制动踏板的致动构件。在这种实现中，可以以下面的方式来使所述机电致动器致动：防止从所述致动构件到所述活塞的力传递。为此，可以设置分离(decoupling)装置。可以以不同的方式来防止从所述致动构件到所述活塞的力传递。例如，可以以下面的方式来使所述机电致动器致动：在所述致动构件与所述活塞之间的力传递路径中保持间隙。
还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品具有程序代码装置，该程序代码装置用于当该计算机程序产品在处理器上运行时执行在这里提出的方法。机动车控制单元或机动车控制单元系统可以包括所述计算机程序产品。
另外的方面旨在提供一种再生电动液压式机动车制动系统。所述制动系统包括：主缸，其能够被从储存器提供液压流体；机电致动器，其用于使所述主缸中容纳的活塞致动；第一截止阀，其设置在所述主缸与所述储存器之间；以及控制单元或控制单元系统。所述控制单元或控制单元系统被构造为：在所述第一截止阀关闭的情况下使所述机电致动器致动，以在以流体方式连接到所述主缸的车轮制动器处产生液压压力；并且激活包括使所述截止阀致动的再生制动操作，以打开所述截止阀，其中，所述主缸保持以流体方式连接到车轮制动器，并且为了至少部分地保持所述车轮制动器处的所述液压压力，使所述机电致动器致动。
可以通过所述机电致动器来直接或间接地使所述主缸中容纳的所述活塞致动。例如，所述机电致动器可以被布置成直接作用于所述主缸的所述活塞。为此，所述机电致动器能够以机械方式联接或可联接到所述活塞。于是，可以通过所述致动器来直接地使所述活塞致动。对此另选的是，所述机电致动器可以与所述制动系统的、与所述主缸不同的缸/活塞装置合作，并且所述缸/活塞装置可以在出口侧以流体方式联接到所述主缸的所述活塞。通过所述机电致动器的致动而在所述缸/活塞装置中建立的液压压力然后可以作用于所述主缸的所述活塞，并且以液压方式使所述主缸中的所述活塞致动。在这种构造中，可以经由在所述缸/活塞设备中产生的液压压力并且借助于所述机电致动器而以液压方式使所述主缸活塞致动(间接致动)。
根据一种实现，所述制动系统还包括节流点，所述节流点处于所述主缸与所述储存器之间的流体连接中。可以通过任何期望的节流元件来形成所述节流点。根据第一实现，由处于打开状态的所述第一截止阀来形成所述节流点。换句话说，所述第一截止阀可以在打开状态下具有特定节流效果。根据另一实现，作为补充或另选地，将独立节流元件设置到所述第一截止阀。
所述主缸与以流体方式连接到所述主缸的所述车轮制动器之间的第一总流阻可以小于所述主缸与所述储存器之间的、在所述截止阀打开的情况下的第二总流阻。可以例如通过以目标方式在所述主缸与所述储存器之间的流体连接中造成节流效果而导致这种情况。
所述制动系统可以具有用于使主缸活塞致动的机械致动器。所述机械致动器进而可以包括联接或可联接到制动踏板的致动构件。在这种情况下，可以以下面的方式来使所述机电致动器致动：可防止从所述致动构件到所述活塞的力传递。
所述制动系统还可以包括电机械(electrical machine)，所述电机械可操作为用于所述再生制动操作的发电机。可以借助于该电机械来恢复制动能量。可以以不同的方式来使用恢复的制动能量。
所述主缸可以以流体方式连接到多个车轮制动器。在所述主缸与各个车轮制动器之间的流体连接中，可以在每种情况下设置有至少一个第二截止阀，其中，可在用于实现驱动动力学控制的多路操作中使这些第二截止阀致动。因此，为了驱动动力学控制，可以设置每车轮制动器正好一个第二截止阀(例如，2/2路阀)。
根据第一变型，在这里提出的制动系统中，所述机电致动器被构造为在制动力提升的情况下使主缸活塞致动。在这种情况下，可以借助于所述机械致动器将要提升的制动力施加在所述活塞上。根据另一变型，所述机电致动器被构造为使所述活塞致动以产生制动力。可以例如在线控制动(BBW)操作的情况下使用这种变型，在BBW操作中，所述制动踏板(在正常情况下)以机械方式与所述主缸活塞分离。在被设计用于BBW操作的制动系统的情况下，所述机械致动器被用于例如在BBW组件故障的情况下(即，在紧急制动的情况下)使所述活塞致动。
根据所述车辆制动系统的构造，为了不同的目的，可以借助于分离装置来使所述主缸活塞与所述制动踏板选择性地分离。在根据BBW原理设计的制动系统的情况下，除了“推动通过(push-through)模式”或紧急制动操作(其中，所述制动踏板经由所述机械致动器联接到所述主缸活塞)之外，还可以提供永久分离。在再生制动系统的情况下，可以至少在再生制动操作(发电机操作)的情况下进行这种分离。在其它制动系统中，还可以完全地省去所述分离装置和所述仿真装置。
为了使所述车辆制动系统的所述机电致动器和可选的另外的组件致动，所述制动系统可以具有适当的致动装置。这些致动装置可以包括电气组件、电子组件或程序控制组件及其组合。例如，所述致动装置可以设置在公共控制单元中或者设置在包括独立控制单元(电子控制单元ECU)的系统中。
附图说明
这里提出的液压式车辆制动系统的另外的优点、方面和细节将根据示例性实施方式的以下描述以及根据图而变得显而易见，其中：
图1示出了电动液压式车辆制动系统的第一实施方式；
图2示出了电动液压式车辆制动系统的第二实施方式；
图3示出了电动液压式车辆制动系统的第三实施方式；
图4示出了电动液压式车辆制动系统的第四实施方式；
图5示出了例示用于操作根据在前的图中的一幅的电动液压式车辆制动系统的方法的实施方式的流程图；以及
图6A和图6B示出了例示机电致动器的液压压力曲线和致动的图。
具体实施方式
图1示出了基于线控制动(BBW)原理的液压式车辆制动系统100的第一实施方式。可以(例如，在混合动力车辆的情况下)使制动系统100在再生模式操作。为此，设置了电机械102，该电机械102提供发电机功能并且可以选择性地连接到车轮和储能装置(例如，电池)(未示出)。
如图1所示，制动系统100包括可以安装在车辆前隔板上的主缸组件104。制动系统100的液压控制单元(HCU)106在功能上布置在主缸组件104与车辆的四个车轮制动器VL、VR、HL和HR之间。HCU 106被构造为集成组件，并且包括大量液压独立组件以及多个流体入口和流体出口。此外，提供了仅示意性地表示的仿真装置108，以提供行车制动(service braking)操作中的踏板反应行为。仿真装置108可以基于机械或液压原理。在仿真装置108基于液压原理的情况下，仿真装置108可以连接到HCU 106。
主缸组件104具有主缸110，该主缸110具有以可移位的方式容纳在其中的活塞140。该活塞在本实施方式中被构造为具有主活塞112和辅活塞114的串联活塞，并且在主缸110中限定彼此分离的两个液压室116、118。为了向主缸110的两个液压室116、118提供液压流体，主缸110的两个液压室116、118经由各自的连接连接到无压液压流体储存器120。这两个液压室116、116中的每一个还联接到HCU 106，并且限定各自的制动回路I.和II.。在本实施方式中，针对制动回路I.设置了液压压力传感器122，该液压压力传感器122还可以被集成到HCU 106中。
主缸组件104还包括机电致动器124以及机械致动器126。机电致动器124和机械致动器126二者使得主缸活塞能够致动，并且为此作用于该活塞(更确切地为主活塞112)的输入侧端面。以下面的方式来构造致动器124、126：能够彼此独立地(以及单独地或共同地)使主缸活塞致动。
机械致动器126具有力传递元件128，该力传递元件128以杆(rod)的形式来构造并且能够直接作用于主活塞112的输入侧端面。如图1中所示，力传递元件128联接到制动踏板130。将要理解的是，机械致动器126可以包括在功能上布置在制动踏板130与主缸110之间的另外的组件。这些另外的组件可以既具有机械性质，又具有液压性质。在这些另外的组件具有液压性质的情况下，致动器126被构造为液压机械致动器126。
机电致动器124具有电动机134以及在驱动侧在该电动机134下游的传动装置136、138。在本实施方式中，传动装置是由以下项组成的设备：可旋转地安装的螺母136、以及与该螺母136接合(例如，经由诸如滚珠的滚动体)并且可在轴向方向上移动的轴138。在其它实施方式中，可以使用齿条传动装置或其它传动装置类型。
在本实施方式中，电动机134具有圆柱体的设计，并且相对于机械致动器126的力传递元件128同心地延伸。更确切地，电动机134相对于力传递元件128径向地布置在外部。为了在旋转中设置传动装置螺母136，电动机134的转子(未示出)以旋转地固定方式联接到传动装置螺母136。以下面的方式将螺母136的旋转运动传递到轴138：导致轴138的轴向移位。在这个过程中，轴138的端侧(在图1中的左侧)能够(可选地经由中间构件)与主活塞112的端侧(在图1中的右侧)邻接，因此使主活塞112(与辅活塞114一起)向图1中的左侧移位。此外，还可以通过机械致动器126的延伸穿过轴138(被构造为中空主体)的力传递元件128使活塞设备112、114向图1中的左侧移位。借助于液压室116、118中占主导的液压压力来实现活塞设备112、114向图1中的右侧的移位(在释放制动踏板130时，并且可选地在促使轴138向右侧移位时)。
在图1所示的主缸组件104的变型中，机电致动器124以下面的方式来布置：机电致动器124能够直接作用于主缸110的活塞(更确切地为主活塞112)，以在车轮制动器处建立液压压力。换句话说，直接通过机电致动器124使主缸110的活塞112以机械方式致动。
在主缸组件104的另选构造中，可以借助于机电致动器124使主缸110的活塞以液压方式致动(图1中未示出)。在这种情况下，主缸110能够以流体方式联接到与机电致动器124合作的另外的缸/活塞装置。具体地，联接到机电致动器124的缸/活塞装置能够例如以下面的方式在出口侧以流体方式联接到主缸110的主活塞112：在该缸/活塞装置中产生的液压压力直接作用于主活塞112，并且因此导致主缸110中的主活塞112致动。然后，在由于液压压力作用的规则中，使主活塞112在主缸110中移位到这样的程度(向图1中的左侧移位)，即，直到在主缸室116、118中产生的液压压力与在附加的缸/活塞装置中产生的液压压力一致。
如图1中所示，分离装置142在功能上设置在制动踏板130与力传递元件128之间。分离装置142例如通过中断力传递路径而使得制动踏板130能够与主缸110中的活塞设备112、115选择性地分离。在下文中，更详细地描述分离装置142和仿真装置108的操作模式。在这一点上，应当指出的是，图1所示的制动系统100基于线控制动(BBW)原理。这意味着在正常行车制动的情况下，分离装置142和仿真装置108二者被激活。因此，制动踏板130与力传递元件128分离(并且因此与主缸110中的活塞设备112、114分离)，并且可以仅经由机电致动器124使活塞设备112、114致动。在这种情况下，通过联接到制动踏板130的仿真装置108来提供通常的踏板反应行为。
在行车制动的情况下，机电致动器124因此执行制动力产生功能。在这种情况下，依据借助于电动机134使轴138向图1中的左侧移位的事实来产生通过压下制动踏板130而请求的制动力，结果，也使主缸110的主活塞112和辅活塞114向左侧移动。以这种方式，使液压流体从液压室116、118经由HCU 106输送到车轮制动器VL、VR、HL和HR。
根据传感器检测的制动踏板致动来设置车轮制动器VL、VR、HL和HR的由其导致的制动力水平。为此，设置有行程传感器146和力传感器148，由驱动电动机134的控制单元(电子控制单元ECU)150来评估该行程传感器146和力传感器148的输出信号。在力传感器148检测与制动踏板130关联的致动力的同时，行程传感器146检测与制动踏板130的致动关联的致动行程。通过控制单元150根据传感器146、148的输出信号(以及可选地根据压力传感器122的输出信号)来产生用于电动机134的驱动信号。
由于已经对行车制动的情况下的过程进行了较详细的说明，因此现在将简要地描述紧急制动操作(“推动通过”模式)。紧急制动操作是例如车辆电池故障或机电致动器124的组件故障的结果。紧急制动操作中的分离装置142的停用(以及仿真装置108的停用)使得制动踏板130能够直接联接到主缸110，即，经由力传递元件128。通过压下制动踏板130来启动紧急制动。制动踏板致动然后经由力传递元件128传递到主缸110。因此，活塞设备112、114向图1中的左侧移位。结果，为了产生制动力，使液压流体从主缸110的液压室116、118经由HCU 106输送到车轮制动器VL、VR、HL和HR。
根据第一实施方式，对于驱动动力学控制操作(诸如ABS、TCS、ESP等这样的制动控制功能)，HCU 106具有总计12个阀的基本常规结构(除了例如与分离装置142和仿真装置106的激活或停用相关地使用的阀以外)。因为然后在产生制动力的情况下使电磁致动器124(仅仅可选地)致动，所以借助于HCU 106(以及可选的诸如液压泵这样的独立液压压力产生器)按已知的方式来实现附加的控制功能。然而，还可以省去HCU 106中的液压压力产生器。另外，机电致动器124然后还在控制操作的情况下执行压力调制。为此，在针对机电致动器124设置的控制单元150中实现相应的控制机制。
如图1中所示，制动系统100还包括阀172，该阀172被构造为截止阀并且能够被集成到HCU 106中。阀172在功能上设置在液压室116与无压液压流体储存器120之间。在一些实施方式中，这种类型的另外的阀(未示出)可以在功能上存在于另一液压室118与储存器120之间。
阀172被用于再生制动操作。如果在行车制动期间激活再生制动操作，则附加地以已知方式接通发电机102。为了能够在能量方面完全地利用发电机效果，通常在经由发电机102被制动的车轮的车轮制动器VL、VR、HL和HR处不建立液压压力。为此，使液压室116、118经由HCU 106与相应的车轮制动器VL、VR、HL和HR分离。
在制动踏板的致动期间，为了提供足够的轴向空隙以使制动踏板130致动，此时还必须使图1中的主活塞112和辅活塞114向左侧移位(通常借助于机电致动器124)。然而，为了能够最大程度地利用发电机制动力(即，为了不建立任何液压压力)，从液压室116、118移出的液压流体不能够到达车轮制动器VL、VR、HL和HR。为此，打开液压室116与储存器120之间的阀172(和/或液压室118与储存器120之间的可选地设置的阀)。从液压室116、118逸出的液压流体因此能够到达无压储存器120。
在根据图2的另外的实施方式的情况下，除了四个阀152、154、156、158以外，可以在HCU 106中省去用于驱动动力学控制操作(例如，TCS和ESP操作)的特殊阀。在HCU 106的这个另外的实施方式的情况下，因此必须求助于从WO 2010/091883 A或WO 2011/141158 A(参照图15)知道的仅具有四个阀152、154、156、158(和对应的致动)的阀设备。然后，还借助于机电致动器124进行控制操作中的液压压力调制。换句话说，在这种情况下，不仅针对行车制动情况下的制动力产生，而且例如出于驱动动力学控制(因此例如在ABS和/或TCS和/或ESP控制操作中)的目的来使机电致动器124致动。与机电致动器124的致动一起，在多路操作中进行阀152、154、156、158的轮独立或轮组独立致动。在图2所示的实现中，在阀152、154、156、158与主缸之间不存在用于驱动动力学控制目的的另外的阀。
多路操作可以是时分多路操作。在这种情况下，可以预置通常独立的时隙。阀152、154、156、158中的一个或更多个阀可以依次被指派单独的时隙，这些阀在对应时隙期间被致动一次或一次以上(例如，通过将开关状态从打开改变成关闭和/或从关闭改变成打开)。根据一种实现，阀152、154、158中每一个可以被指派正好一个时隙。一个或更多个另外的阀设备(图2中未示出)可以被指派一个或更多个另外的时隙。
在多路操作中，例如，可以最初打开阀152、154、156、158中的多个或全部，并且同时可以借助于机电致动器124在被指派的车轮制动器VL、VR、HL和HR中的多个或全部处建立液压压力。当达到车轮独立目标压力时，在一个或更多个另外的阀152、154、156、158仍保持打开直到在这些阀处也达到相应的目标压力的同时，然后时隙同步地关闭对应的阀152、154、156、158。在多路操作中，因此根据相应的目标压力，每车轮或车轮组单独地打开和关闭这四个阀152、154、156、158。
根据一个实施方式，阀152、154、156、158被实现为2/2路阀，并且例如被构造为不可调整的截止阀。因此，在这种情况下，不能够调整开口横截面，举例来说，如比例阀的情况。在另一实施方式中，阀152、154、156、158被实现为具有可调整的开口横截面的比例阀。
图3示出了车辆制动系统100的更详细的实施方式，该车辆制动系统100基于结合图1和图2的示意性实施方式说明的操作原理。相同或相似的元件已经设置有与图1和图2相同的附图标记，因此在下文中省去对它们的说明。为清楚起见，未示出ECU、车轮制动器、被指派给车轮制动器的HCU的四个阀单元、以及用于再生制动操作的发电机。
图3中例示的车辆制动系统100还包括两个制动回路I.和II.，分别将主缸110的两个液压室116、118再次指派给正好一个制动回路I.、II.。主缸110具有每制动回路I.、II.两个连接。这里，这两个液压室116、118通向相应的第一连接160、162，经由相应的第一连接160、162，可以使液压流体从相应的室116、118输送到指派制动回路I.、II.中。此外，制动回路I.和II.中的每一个可以经由相应的第二连接164、166(其通向主缸110中的对应的环形室110A、110B)连接到图3中未示出的无压液压流体储存器(图1中的附图标记120)。
在主缸110的相应第一连接160、162与相应第二连接164、166之间，设置有在本实施方式中被实现为2/2路阀的相应的阀170、172。第一连接160、162和第二连接164、166可以借助于阀170、172选择性地彼此连接。这对应于一方面主缸110与另一方面无压液压流体储存器(其然后经由环形室110A、110B连接到液压室116、118)之间的“液压短路”。在这种状态下，主缸110中的活塞112、114可以以基本上无阻力(“自由行程空隙”)方式通过机电致动器124或机械致动器126来移位。这两个阀170、172因此能够实现例如再生制动操作(发电机操作)。这里，在主缸110中的输送运动时从液压室116、118移出的液压流体此时不通向车轮制动器，而是不需要在车轮制动器处建立液压压力(在再生制动操作中通常是不希望的)的情况下通向无压液压流体储存器。然后通过发电机(参照图1和图2中的附图标记102)在再生制动操作中获得制动效果。
应当指出的是，可以通过轮轴来实现再生制动操作。因此，在基于轮轴的制动回路构造的情况下，在再生制动操作中，可以关闭这两个阀170、172中的一个，并且打开另一个。
此外，这两个阀170、172使得能够减小车轮制动器处的液压压力。为了避免机电致动器124的回程(例如，为了避免制动踏板上的反应)，在机电致动器124发生故障(例如，阻塞)的情况下或者在驱动动力学控制操作中希望这种压力减小。此外，为了减小压力，将这两个阀170、172转变成它们的打开位置，由此，液压流体能够从车轮制动器经由主缸110中的环形室110A、110B流回到液压流体储存器中。
最后，阀170、172同样还使得能够再填充液压室116、118。可能在进行制动过程期间(例如，由于所谓的制动“衰落”)需要这种再填充。为了再填充，车轮制动器经由HCU(图3中未示出)的被指派的阀与液压室116、118以流体方式分离。因此使在车轮制动器处占主导的液压压力“锁定”。随即，打开阀170、172。在主缸110中设置的活塞112、114的随后返回冲程(向图3中的右侧)时，然后将液压流体从无压储存器吸入到室116、118中。最后，可以再次关闭阀170、172，并且再次打开到车轮制动器的液压连接。在活塞112、114的随后输送冲程(向图3中的左侧)时，此时能够进一步地增加以前“被锁定的”液压压力。
如图3中所示，在本实施方式中，仿真装置108和分离装置142二者基于液压原理。这两个装置108、142包括用于接收液压流体的缸108A、142A和相应的缸108A、142A中容纳的相应的活塞108B、142B。分离装置142的活塞142B机械地联接到图3中未示出的制动踏板(参照图1和图2中的附图标记130)。此外，活塞142B具有在轴向方向上延伸穿过缸142A的延伸部142C。活塞延伸部142C相对于针对主活塞112的力传递元件128共轴地行进，并且布置在主活塞112的在制动踏板的致动方向上的上游。
通过弹性元件108C、142D(这里，在所有情况下，螺旋弹簧)使这两个活塞108B、142B中的每一个偏置在其起始位置处。仿真装置108的弹性元件108C的特性在此限定了期望的踏板反应行为。
如图3中进一步地所示的，本实施方式中的车辆制动系统100包括在此被实现为2/2路阀的三个另外的阀174、176、178。将要理解的是，可以在不需要相应功能的其它实施方式中省去这三个阀174、176、178中的单独一个或全部。此外，将要理解的是，所有这些阀可以是单个HCU模块的部件(参照图1和图2中的附图标记106)。该HCU模块可以包括另外的阀(参照下面的图4)。
第一阀174设置在一方面分离装置142(经由缸142A中设置的连接180)和仿真装置108(经由缸108A中设置的连接182)与另一方面无压液压流体储存器(经由主缸110的连接166)之间。在缸108A的连接182的上游布置有第二阀176，该第二阀176在其允许通过(let-through)位置具有节流特性。最后，第三阀178设置在一方面液压室116(经由连接116)和制动回路I.与另一方面分离装置142的缸142A(经由连接180)之间。
第一阀174使得能够选择性地激活和停用分离装置142(以及还间接地激活和停用仿真装置108)。如果阀174处于其打开位置，则分离装置142的缸142A以流体方式连接到无压液压流体储存器。在该位置中，依照紧急制动操作使分离装置142停用。此外，还使仿真装置108停用。
打开阀174具有这样的效果，即，在活塞142B移位(作为使制动踏板致动的结果)时，可以以很大程度上无阻力的方式将在缸142A中接收的液压流体输送到无压液压流体储存器中。因为阀176还在其打开位置具有显著的节流效果，所以该过程与阀176的位置基本上无关。因此，在阀174的打开位置，还间接地使仿真装置108停用。
当在阀174的打开状态下使制动踏板致动时，活塞延伸部142C越过(overcome)间隙190朝向力传递元件128，并且因此抵靠力传递元件128。在越过了间隙190之后，力传递元件128由于活塞延伸部142C的移位而一起移位，随即使制动器主缸110中的主活塞112致动(并且间接地使辅活塞114致动)。这对应于已经结合图1说明的、用于在紧急制动操作下在制动回路I.、II.中建立液压压力的制动踏板和主缸活塞的直接联接。
相反，当关闭阀174(并且关闭阀178)时，激活分离装置142。这对应于行车制动操作。在这种情况下，在使制动踏板致动时，液压流体从缸142A输送到仿真装置108的缸108A中。以这种方式，仿真器活塞108B借助由弹性元件108C提供的反作用力而移位，使得出现通常的踏板反应行为。同时，进一步地保持活塞延伸部142C与力传递元件128之间的间隙190。结果，制动踏板与主缸机械地分离。
在本实施方式中，作为以下事实的结果使间隙190保持：借助于机电致动器124，主活塞112至少和活塞142B由于制动踏板致动而向左侧移动一样快速地向图3中的左侧移动。因为力传递元件128机械地或者以其它方式(例如，以磁性方式)联接到主活塞112，所以力传递元件128借助于传动轴138在主活塞112致动时与主活塞112一起移动。力传递元件128的这种跟随保持(carrying-along)使得能够保持间隙190。
在行车制动操作下保持间隙190需要精确地检测活塞142B行进的距离(并且因此精确地检测踏板行程)。为此，设置有基于磁原理的行程传感器146。该位移传感器146包括柱塞146A，该柱塞146A刚性地联接到活塞142B，并且该柱塞146A的端部附接有磁性元件146B。借助于霍尔传感器146C来检测磁性元件146B的运动(即，柱塞146B和活塞142B行进的距离)。通过图3中未示出的控制单元(参照图1和图2中的附图标记150)来评估霍尔传感器146C的输出信号。基于该评估，然后能够激活机电致动器124。
现在针对第二阀176，第二阀176设置在仿真装置108的上游，并且可以在一些实施方式中被省去。该阀176具有预置节流功能或可调整节流功能。借助于可调整节流功能，能够获得针对踏板反应行为的例如滞后或其它特性。此外，通过选择性地关闭阀176，可以限制活塞142B的运动(当关闭阀174、178时)，并且因此限制制动踏板行程。
第三阀178在其打开位置使得液压流体能够从活塞142A输送到制动回路I.或者主缸110的液压室116中，以及使得液压流体能够从制动回路I.或者主缸110的液压室116输送到活塞142A中。将流体从活塞142A输送到制动回路I.中使得能够例如快速制动(例如，在开始机电致动器124的输送动作之前)，立即再次关闭阀178。此外，当打开阀178时，能够经由活塞142B在制动踏板上获得液压反应(例如，在驱动动力学控制操作中借助于机电致动器124产生的压力调制)。
在通向缸142A的连接180的液压线中，设置有压力传感器148，该压力传感器148的输出信号使得能够得出关于制动踏板上的致动力的推断。通过控制单元(图3中未示出)来评估该压力传感器148的输出信号。基于该评估，然后可以使用于实现上述功能的阀170、172、174、176、178中的一个或更多个阀致动。此外，可以基于该评估来使机电致动器124致动。
在图3所示的制动系统100中，可以使用图1所示的HCU 106。图4示出了针对根据图3的制动系统100的这种HCU 106的示例性实现。这里，为了实现驱动动力学控制功能，设置了总计12个(附加的)阀，并且设置了附加的液压泵。在另选的实施方式中，对于图3所示的制动系统100，还可以使用根据图2的多路设备(除了具有图3中例示的阀以外，还具有总计四个阀)。
在图1至图4所示的实施方式中，对于再生制动，附加地接通发电机102，并且打开阀170、172中的一个或两个，以便实现针对主活塞112和辅活塞114的“自由行程空隙”。因为从附加地接通发电机102的时刻到获得显著的发电机制动力为止，经过了特定时间段，所以可能在一些情况下(例如，为了快速制动)希望至少最初在车轮制动器VL、VR、HL和HR处产生辅助液压压力，并且因此产生辅助制动力。这可以通过利用关闭的阀170、172以及主缸110(即，液压室116、118)与车轮制动器VL、VR、HL和HR之间的打开的流体连接而使机电致动器124致动来完成。
由于可能出现驾驶员进一步地增加初始减速请求的情况，然而，可完全地利用发电机制动力来实现该初始减速请求。在这种情况下，因此存在许多边界条件。车辆以液压方式制动，并且车轮制动器VL、VR、HL和HR经受液压压力。可以(仅)借助于发电机制动力来实现所请求的进一步增加的制动力。在这种情况下，若可能的话，在车轮制动器VL、VR、HL和HR处占主导的液压压力不改变(例如不增加，以不使发电机效果减小)。同时，出于安全原因，液压室116、118与车轮制动器VL、VR、HL和HR之间的流体连接应当保持打开。例如，因为HCU 106中的这些阀的不正确的切换可能导致车辆的减速损失，在该流体连接中不应当切换阀。
因此，在同时存在自由行程空隙时，存在这样的需要，即，至少能够保持车轮制动器VL、VR、HL和HR处的液压压力或者理想情况下仍然改变该液压压力。为此，根据用于操作根据图1至图4中的一个的再生电动液压式制动系统的实施方式的、图5中例示的流程图500，启动了两个步骤。
第一步骤502包括：在阀170、172关闭的情况下使机电致动器124致动，以在车轮制动器VL、VR、HL和HR中的至少一个处产生液压压力。以这样方式，即使在发电机制动力的开始之前，也可以利用为了快速制动而激活的再生制动操作，来在车轮制动器VL、VR、HL和HR处产生液压压力。要理解的是，为了产生该液压压力，必须打开主缸110的液压室1116、118与车轮制动器VL、VR、HL和HR之间的流体连接。
在这个步骤之后，在激活再生制动操作的情况下，使阀170、172中的一个致动以打开该阀。这对应于步骤504。在此期间，主缸110的液压室116、118保持以流体方式连接到车轮制动器VL、VR、HL和HR。此外，以下面的方式来使机电致动器124致动：至少部分地保持车轮制动器VL、VR、HL和HR处的液压压力。在这一点上，应当指出的是，再生制动操作不必包括所有四个车轮制动器VL、VR、HL和HR。相反，可以将再生制动操作限制于前轮轴(车轮制动器VL和VR)或后轮轴(车轮制动器HL和HR)。
在步骤504中，利用电动机134的速度，以至少将来自液压室116、118的、和经由阀170、172中的一个或两个流出一样多体积的液压流体馈送到储存器120中。在这一点上，由于电动机134的高动力学，因此可以利用主缸110与储存器120之间的流体连接中的节流点处的堰塞效应。这种堰塞效应具有这样的效果，即，尽管车轮制动器VL、VR、HL和HR以流体方式连接到主缸110(经由打开的阀170和/或172)和无压储存器120两者，然后至少保持或者至少仅稍微地减小在步骤502中在车轮制动器VL、VR、HL和HR处建立的液压压力。因此，能够防止在车轮制动器VL、VR、HL和HR处的显著的压力下降。在阀170和/或172打开并且与主缸110流体连通的情况下，依据主缸110中的借助于机电致动器124输送的第一流体体积与经由阀170和/或阀172逸入储存器120中的第二流体体积之间的关系来设置车轮制动器VL、VR、HL和HR处的液压压力。
作用于整个车辆上的制动力是借助于液压压力在车轮制动器VL、VR、HL和HR处产生的第一制动力部分与借助于再生制动操作产生的第二制动力部分(发电机制动力)之和。该和被设置成使得其对应于由驾驶员请求并且在制动踏板处经传感器检测的制动力。可以经由第一制动力部分的调制和/或第二制动力部分的调制来实现对驾驶员请求的制动力的调制(例如，增加或减小)。例如，可以以下面的方式来操作机电致动器124：为了保持车轮制动器VL、VR、HL和HR处的液压压力，将恰好与排出的相同的量的液压流体量从主缸110输送到无压储存器120中。相反，如果从主缸110输送更多的液压流体，则增加液压压力(并且因此增加由车轮制动器VL、VR、HL和HR产生的制动力)，反之亦然。
可以以各种方式在主缸110与储存器120之间的流体连接中实现节流点。一方面，可以将具有固定预置或可变的节流横截面的节流元件插入到至储存器120的返回线中，在该返回线中，布置有阀170和/或阀172。在本实施方式中，省去了这种附加的组件，相反，使用在打开状态下的阀170和/或阀172的节流效应来产生期望的堰塞效应。以下面的方式来选择由其产生的节流效应：主缸110与车轮制动器VL、VR、HL和HR之间的总流阻小于主缸110与储存器120之间的总流阻(在阀170和/或172打开的情况下)。
在此提出的过程具有这样的优点，即，尽管打开阀170、172中的至少一个，然而不必中断主缸110与车轮制动器VL、VR、HL和HR之间的液压连接(通过关闭HCU 106的对应阀)。因为不正确地未切换HCU 106的对应的截止阀(例如，图4中的TCISO阀)的连通错误将造成减速的损失，所以出于安全原因，这是期望的。此外，根据一种实现，因为能够利用打开的阀170和/或172的固有节流效应，所以可以在不需要附加组件的情况下来实现在此提出的解决方案。在这里提出的技术教导的实现中，还可以保持致动元件128与活塞延伸部142C之间的间隙190。换句话说，制动踏板130可以以机械方式与主缸110分离。
关闭主缸110与车轮制动器VL、VR、HL和HR之间的流体连接可以被限制于这些情况，在这些情况中，必须利用来自储存器120的液压流体来再填充液压室116、118。
图5A和图5B通过示例的方式例示了作为在打开阀172并关闭阀170的情况下使机电致动器124致动的结果(图6B)，在主缸110中和在车轮制动器VL、VR、HL和HR处的关于时间的压力曲线图(图6A)。在这一点上，应当指出的是，这两个室116、118中的一个中的压力下降由于浮动的主缸活塞112、114而影响两个制动回路I.、II.。
如在上部处的图6A中例示的，即使在时刻t1之前，也在阀170、172关闭的情况下以下面的方式来使机电致动器124致动：将约23bar的液压压力施加到车轮制动器VL、VR、HL和HR。由于主缸110与车轮制动器VL、VR、HL和HR之间的打开的流体连接，因此相同的液压压力在主缸110中(即，在室116、118中)占主导。图6A中例示的液压压力用于在再生制动操作的情况下的快速制动。通过附加地接通发电机102来激活再生制动操作。与图6A中例示的液压压力的建立紧密时间关联地进行该激活。
在时刻t1，在仍然激活再生制动操作的情况下，在阀170保持关闭并且主缸110保持以流体方式连接到车轮制动器VL、VR、HL和HR的同时，此时打开阀172。为了避免由于与无压储存器120的“流体短路”而造成的在车轮制动器VL、VR、HL和HR处的液压压力损失，同样在时刻t1，以适当的方式使电磁致动器124致动，以便将液压流体从主缸110馈送到制动回路I.、II.中。这在图6B中通过传动轴138的相应的馈送行程进行了例示。
在时刻t2，此时再次关闭阀172，并且机电致动器124的致动结束。同时，主缸110与车轮制动器VL、VR、HL和HR之间的流体连接保持打开，并且激活再生制动操作。因此，仍然通过借助于液压压力产生的第一制动力部分以及由发电机制动力产生的第二制动力部分来实现由驾驶员请求的制动力。
如图6A中例示的，在阀172的打开时段期间，为了实现相应的驾驶员的愿望(这里为了增加制动力)，可以对车轮制动器VL、VR、HL和HR处的制动压力进行调制(这里增加)。因此，尽管车轮制动器VL、VR、HL和HR之间的“流体短路”，在阀172的打开时段期间也不会出现液压压力的损失。这证明了电动机134具有足够高的动力学，即，能够以足够高的转速操作，以实现在打开的阀172处所需的堰塞压力。因此，在图6A和图6B中例示的整个再生制动过程期间，车轮制动器VL、VR、HL和HR保持经由HCU 106以流体方式连接到主缸110。出于安全原因，这是希望的措施。

Claims (17)

1.一种用于操作再生电动液压式机动车制动系统(100)的方法，该再生电动液压式机动车制动系统(100)包括：主缸(110)，其能够被从储存器(120)提供液压流体；机电致动器(124)，其用于使所述主缸(110)中容纳的活塞(112；114)致动；以及截止阀(170；172)，其设置在所述主缸(110)与所述储存器(120)之间，所述方法包括以下步骤：
在所述截止阀(170；172)关闭的情况下使所述机电致动器(124)致动，以在以流体方式连接到所述主缸(110)的车轮制动器处产生液压压力；以及
激活再生制动操作，并且使所述截止阀(170；172)致动，以打开所述截止阀(170；172)，其中，所述主缸(110)保持以流体方式连接到所述车轮制动器，并且为了至少部分地保持所述车轮制动器处的所述液压压力，使所述机电致动器(124)致动。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，
在所述截止阀(170；172)打开并且所述主缸(110)以流体方式连接到所述车轮制动器的情况下，依据所述主缸(110)中的借助于所述机电致动器(124)输送的第一流体体积与经由所述截止阀(170；172)逸入所述储存器中的第二流体体积之间的关系来设置所述液压压力。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，
以下面的方式来实现在所述截止阀(170；172)打开并且所述主缸(110)以流体方式连接到所述车轮制动器的情况下使所述机电致动器(124)致动：在所述主缸(110)与所述储存器(120)之间的流体连接中的节流点(170；172)处产生堰塞效应。
4.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其中，
借助于所述液压压力产生的第一制动力部分与借助于所述再生制动操作产生的第二制动力部分之和与由驾驶员请求的制动力对应。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，
至少部分地经由所述第一制动力部分的调制来实现对驾驶员请求的所述制动力的调制。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，
至少部分地经由所述第二制动力部分的调制来实现对驾驶员请求的所述制动力的调制。
7.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其中，
所述制动系统(100)还包括用于使所述活塞(112；114)致动的机械致动器(126)，其中，所述机械致动器(126)包括联接或能联接到制动踏板(130)的致动构件(128；142B)，并且其中，以下面的方式来使所述机电致动器(124)致动：防止从所述致动构件(128；142B)到所述活塞(112；114)的力传递。
8.根据权利要求8所述的方法，其中，
以下面的方式来使所述机电致动器(124)致动：在所述致动构件(142B)与所述活塞(112；114)之间的力传递路径中保持间隙(190)。
9.一种计算机程序产品，该计算机程序产品具有程序代码装置，该程序代码装置用于当所述计算机程序产品在处理器上运行时执行根据前述权利要求中的一项的所述方法。
10.一种机动车控制单元或控制单元系统，该机动车控制单元或控制单元系统包括根据权利要求9的所述计算机程序产品。
11.一种再生电动液压式机动车制动系统(110)，该再生电动液压式机动车制动系统(110)包括：
主缸(110)，其能够被从储存器(120)提供液压流体；
机电致动器(124)，其用于使所述主缸(110)中容纳的活塞(112；114)致动；
第一截止阀(170；172)，其设置在所述主缸(110)与所述储存器(120)之间；以及
控制单元或控制单元系统(150)，其被构造为：
在所述第一截止阀(170；172)关闭的情况下使所述机电致动器(124)致动，以在以流体方式连接到所述主缸(110)的车轮制动器处产生液压压力；并且
激活再生制动操作，并且使所述第一截止阀(170；172)致动，以打开所述截止阀(170；172)，其中，所述主缸(110)保持以流体方式连接到车轮制动器，并且为了至少部分地保持所述车轮制动器处的所述液压压力，使所述机电致动器致动。
12.根据权利要求11所述的制动系统，所述再生电动液压式机动车制动系统(110)还包括：
节流点(170；172)，其处于所述主缸(110)与所述储存器(120)之间的流体连接中。
13.根据权利要求12所述的制动系统，其中，
所述节流点由处于打开状态的所述第一截止阀(170；172)形成。
14.根据权利要求11至13中的一项所述的制动系统，其中，
所述主缸(110)与以流体方式连接到所述主缸(110)的所述车轮制动器之间的第一总流阻小于所述主缸(110)与所述储存器(12)之间的、在所述第一截止阀(170；172)打开的情况下的第二总流阻。
15.根据权利要求11至14中的一项所述的制动系统，所述再生电动液压式机动车制动系统(110)还包括：
机械致动器(126)，其用于使所述活塞(112；114)致动，其中，所述机械致动器(126)包括联接或能联接到制动踏板(130)的致动构件(128；142B)，并且其中，能以下面的方式来使所述机电致动器(124)致动：能防止从所述致动构件(128；142B)到所述活塞(112；114)的力传递。
16.根据权利要求11至15中的一项所述的制动系统，所述再生电动液压式机动车制动系统(110)还包括：
电机械(102)，其能操作为用于所述再生制动操作的发电机。
17.根据权利要求11至16中的一项所述的制动系统，其中，
所述主缸(110)以流体方式连接到多个车轮制动器，并且处于所述主缸(110)与在每种情况下设置有至少一个第二截止阀(152；154；156；158)的每个车轮制动器之间的所述流体连接中，其中，所述第二截止阀(152；154；156；158)能在用于实现驱动动力学控制的多路操作中致动。
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