CN105163987A - 用于向机动车驾驶员提供触觉信息的方法和制动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于向装备有“线控制动”制动系统的机动车的驾驶员提供关于制动系统运行状态的触觉信息的方法，其中，所述制动系统包括能借助于制动踏板(1)操作的制动主缸(2)和与制动主缸(2)共同作用的模拟装置(3)，所述制动主缸具有至少一个压力室(17，18)，所述压力室与至少一个车轮制动器(8，9；10，11)连接或能与之连接，所述模拟装置在“线控制动”运行方式中向驾驶员传递制动踏板感觉，其中，尤其是在“线控制动”运行方式中，在存在预定的运行状态时，借助于与制动主缸(2)的压力室(17)连接的释放阀(32，32′)执行制动踏板反作用、尤其是制动踏板(1)的由驾驶员感受到的刚度变化，借助于所述释放阀能接通和关断模拟装置(3)的作用。本发明还涉及一种制动系统。

Description

用于向机动车驾驶员提供触觉信息的方法和制动系统
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的方法以及一种根据权利要求9前序部分所述的制动系统。
背景技术
液压式车辆制动系统已经公知，所述液压式车辆制动系统构造成助力式制动系统，并且除了可由肌肉力操作的制动主缸之外还包括另一个可电控制的压力和体积提供装置，车轮制动器液压地连接在所述制动主缸上并且所述制动主缸提供用于操作车轮制动器的压力和体积，所述压力和体积提供装置在“线控制动”运行方式中控制车轮制动器。在可电控制的压力和体积提供装置失效时，车轮制动器的操作仅通过车辆驾驶员的肌肉力来实施。
由WO2011/029812A1公知了一种电液式制动系统，所述电液式制动系统具有可由制动踏板操作的制动主缸并具有行程模拟器和压力提供装置。车轮制动器在“线控制动”运行方式中通过压力提供装置被加载以压力。制动主缸以及由此车辆驾驶员通过关闭的分离阀与车轮制动器分开。因此，在防抱死调节的情况下在“线控制动”运行方式中，驾驶员接收不到制动踏板反作用。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种方法和一种制动系统，所述方法或所述制动系统尤其是以简单的电子手段提供触觉信息通道，通过所述触觉信息通道可尤其是在“线控制动”运行方式中在制动期间向驾驶员报告可电子控制的信息，而不产生故障印象。
根据本发明，所述目的通过根据权利要求1所述的方法以及根据权利要求9所述的制动系统来实现。
本发明基于这样的构思：为了向机动车驾驶员提供触觉信息，使用与制动主缸的压力室连接的释放阀，模拟装置——或者换言之模拟装置的作用——可借助于所述释放阀接通和关断。相应地，在存在预定的运行状态时借助于释放阀执行制动踏板反作用。
本发明提供了以下优点：使用在具有制动踏板感觉模拟器的“线控制动”制动系统中通常存在的模拟器释放阀来给驾驶员提供触觉信息。这可实现成本低廉的到驾驶员的触觉信息通道。
优选在“线控制动”运行方式中执行所述方法、尤其是借助于与制动主缸的压力室连接的释放阀执行的制动踏板反作用，在所述“线控制动”运行方式中驾驶员与制动系统的车轮制动器液压地脱开或者说分离。
优选以制动踏板的由驾驶员感受到的刚度变化的形式执行制动踏板反作用。
根据本发明的方法的一个扩展构型，在防抱死调节或电子制动力分配功能开始时借助于释放阀执行制动踏板反作用，由此，向驾驶员报告所述调节或者功能的起始。特别优选在防抱死调节或电子制动力分配功能刚开始时、即在进入防抱死调节或制动力分配功能时执行制动踏板反作用，由此，驾驶员马上被告知例如车轮的抱死极限。
优选地，当在“线控制动”运行方式中车轮制动器的进入阀关闭时，借助于释放阀执行制动踏板反作用。特别优选地，进入阀的第一次关闭就通过制动踏板得到反馈。特别优选地，当在“线控制动”运行方式中在操作制动踏板期间进入阀关闭时，执行借助于释放阀的制动踏板反作用。制动踏板反作用有利地在进入阀通过制动系统的制动功能(例如ABS(防抱死调节))或EBV(电子制动力分配)关闭时执行制动踏板反作用。
本发明优选涉及用于调节在ABS调节期间用于驾驶员的合适的制动踏板反馈的方法。
根据本发明的一个扩展构型，模拟装置借助于被动的模拟器弹簧产生基本制动踏板特性，所述基本制动踏板特性以不变地恒定关系对给定的踏板力配置踏板行程。
为了实现制动踏板反作用，释放阀优选部分地和/或暂时地关闭。由此以简单的方式增大制动踏板中的刚度。
为了实现制动踏板反作用，优选改变释放阀的通流阻力。
特别优选地，在“线控制动”运行方式中制动主缸与制动回路例如借助于一个或多个分离阀分开。
优选地，制动主缸的压力室通过释放阀与模拟装置液压地连接或能与之液压地连接。
作为替换方案优选地，制动主缸的压力室通过释放阀与处于大气压力下的压力介质储备容器液压地连接或能与之液压地连接。
本发明优选涉及一种用于运行机动车制动系统的方法，所述制动系统在“线控制动”运行方式中不仅可由车辆驾驶员而且可与车辆驾驶员无关地控制，优选在“线控制动”运行方式中运行，并且可在至少一个备用运行方式中运行。
本发明还涉及一种制动系统，在所述制动系统中执行根据本发明的方法。
制动系统优选对于每个车轮制动器各包括一个可电操作的、尤其是常开的进入阀，用于调整车轮各自的制动压力。
另外，制动系统优选对于每个车轮制动器各包括一个可电操作的、尤其是常闭的排出阀，用于调整车轮各自的制动压力。
制动系统优选包括制动主缸，所述制动主缸具有壳体和两个活塞，所述活塞在壳体中界定两个压力室，在所述压力室上分别可连接或连接着一个具有车轮制动器的制动回路。
制动系统优选包括可电控制的压力提供装置，所述压力提供装置与尤其是每一个制动回路连接或可连接。
制动系统优选对于每个制动回路各包括一个可电操作的尤其是常闭的接通阀，用于使压力提供装置与制动回路液压地连接。
优选地，模拟装置与制动主缸的至少一个压力室液压地连接或能与之液压地连接。
根据本发明的制动系统的一个优选实施形式，制动主缸的压力室通过释放阀与模拟装置液压地连接或能与之液压地连接。
作为替换方案，模拟装置优选与制动主缸的环形的液压腔连接或可连接，其中，所述腔的压力加载引起逆着操作方向作用在制动主缸的由制动踏板操作的活塞上的力。
制动主缸的压力室优选通过释放阀与处于大气压力下的压力介质储备容器液压地连接或能与之液压地连接。
制动系统的电子控制和调节单元优选被构造用于控制释放阀。电子控制和调节单元有利地附加地被构造用于控制压力提供装置、分离阀、接通阀和所述阀。
附图说明
本发明的其它优选实施形式由从属权利要求和参照附图进行的下述说明中得到。
附图示意性表示：
图1示出用于执行根据本发明的方法的根据本发明的制动系统的第一实施例，
图2示出用于执行根据本发明的方法的根据本发明的制动系统的第二实施例的一个局部，以及
图3示出用于执行根据本发明的方法的根据本发明的制动系统的第三实施例的一个局部。
具体实施方式
图1中示意性示出了根据例子的用于执行根据本发明的方法的第一制动系统。制动系统基本上包括可借助于操作踏板或者说制动踏板1操作的液压式操作单元2、与液压式操作单元2共同作用的行程模拟器或者说模拟装置3、配置给液压式操作单元2的处于大气压力下的压力介质储备容器4、可电控制的压力提供装置5和用于调整车轮各自的制动压力的可电控制的压力调制装置。另外，制动系统包括电子控制和调节单元12。
未详细标记的压力调制装置根据例子对于未示出的机动车的每个车轮制动器8、9、10、11各包括一进入阀6a～6d和一排出阀7a～7d，所述进入阀和排出阀成对地通过中间连接器在液压上相互连接并且与车轮制动器8、9、10、11连接。进入阀6a～6d的输入连接器借助于制动回路供给管路13a、13b供应以压力，所述压力在“线控制动”运行方式中由系统压力导出，所述系统压力存在于与可电控制的压力提供装置5的压力室37连接的系统压力管路38中。与进入阀6a～6d分别并联地连接有朝制动回路供给管路13a、13b打开的止回阀50a～50d，由此，车轮制动回路43中的压力在正常运行中绝不比压力室37中的压力高。在无助力的备用运行方式中，制动回路供给管路13a、13b通过液压管路22a、22b加载以操作单元2的压力室17、18的压力。排出阀7a～7d的输出连接器通过回流管路14a与压力介质储备容器4连接。为了检测系统压力管路38中存在的系统压力，设置有优选构造得冗余的压力传感器19。
液压操作单元2在壳体21中具有两个彼此前后设置的活塞15、16，所述活塞界定出液压腔或者说压力室17、18，所述液压腔或者说压力室与活塞15、16一起形成双回路的制动主缸或串联主缸。压力室17、18一方面通过构造在活塞15、16中的径向孔以及相应的压力补偿管路41a、41b与压力介质储备容器4连接，其中，所述压力补偿管路可通过活塞15、16在壳体21中的相对运动而关断；另一方面，所述压力室借助于液压管路22a、22b与已经提及的制动回路供给管路13a、13b连接。在此，在压力补偿管路41a中包含常开的(SO)诊断阀28与朝压力介质储备容器4关闭的止回阀27的并联线路。压力室17、18容纳未详细标记的复位弹簧，所述复位弹簧使活塞15、16在制动主缸2未被操作时定位在初始位置中。活塞杆24使制动踏板1由于踏板操作而产生的摆动运动与第一(制动主缸)活塞15的平移运动相关联，所述第一(制动主缸)活塞的操作行程由优选构造得冗余的行程传感器25检测。由此，相应的活塞行程信号是制动踏板操作角度的度量。该信号代表车辆驾驶员的制动期望。
在连接在压力室17、18上的管路区段22a、22b中各设置有一个分离阀23a、23b，所述分离阀根据例子构造成可电操作的优选常开的(SO)二位二通阀。通过分离阀23a、23b，压力室17、18与制动回路供给管路13a、13b之间的液压连接可关断。连接在管路区段22b上的压力传感器20检测在压力室18中通过第二活塞16的移动建立的压力。在制动系统的正常制动功能(“线控制动”运行方式)中，驾驶员通过分离阀23a、23b与制动回路13a、13b分开。
模拟装置3根据例子与制动主缸2液压联接并且基本上由模拟器腔29、模拟器弹簧腔30以及使两个腔29、30彼此分开的模拟器活塞31组成。模拟器活塞31通过设置在模拟器弹簧腔30中的弹性元件(例如弹簧)支撑在壳体21上，所述弹性元件有利地预张紧。模拟器腔29根据例子可借助于可电操作的有利地常闭的(模拟器)释放阀32与串联制动主缸2的第一压力室17连接。在预给定踏板力并且(模拟器)释放阀32被激活的情况下，压力介质从制动主缸的压力室17流动到模拟器腔29中。相对于释放阀32液压反向并联设置的止回阀34与释放阀32的转换状态无关地允许压力介质从模拟器腔29在很大程度上不受阻碍地回流到制动主缸的压力室17。模拟装置3因此可借助于释放阀32接通和关断。
可电控制的压力提供装置5构造成液压式缸-活塞装置或者说单回路的电液式执行器，其活塞36可由示意性表示的电动机35在中间连接有同样示意性表示的旋转-平移传动装置的情况下操作。用于检测电动机35的转子位置的仅示意性表示的转子位置传感器用参考标号44标记。此外，也可使用温度传感器来探测电机绕组的温度。活塞36界定压力室37。
通过活塞36在包含在压力室37中的压力介质上的力作用而产生的执行器压力馈入到系统压力管路38中并且用系统压力传感器19检测。在“线控制动”运行方式中，系统压力管路38通过接通阀26a、26b与制动回路供给管路13a、13b连接。以此方式，在正常制动时对于全部车轮制动器8、9、10、11进行车轮制动压力的建立和减低。在此，在压力减低时，先前从执行器5的压力室37移动到车轮制动器8、9、10、11中的压力介质以相同路径又回流到执行器5的压力室37中。而在以车轮各自不同地借助于调制阀6a～6d、7a～7d调节的车轮制动压力来制动时，通过排出阀7a～7d排出的压力介质流动到压力介质储备容器4中。压力介质补充抽吸到压力室37中可在接通阀26a、26b关闭的情况下通过活塞36的回移进行，其方式是压力介质可从容器4通过构造成在流动方向上朝执行器打开的止回阀的补充抽吸阀52流动到执行器压力室37中。
电子控制和调节单元12用于控制制动系统的可电操作的部件、尤其是阀6a～6d、7a～7d、23a、23b、26a、26b、28、32和压力提供装置5的电动机35。传感器19、20、25和44的信号也在电子控制和调节单元12中处理。
在制动系统的正常制动功能(“线控制动”运行方式)中，制动主缸2以及由此车辆驾驶员与车轮制动器8、9、10、11通过关闭的分离阀23a、23b脱耦并且制动回路供给管路13a、13b通过打开的接通阀26a、26b与压力提供装置5连接，所述压力提供装置提供用于操作车轮制动器8、9、10、11的系统压力。模拟装置3通过打开的(模拟器)释放阀32接通，由此，通过驾驶员操作制动踏板1而在制动主缸2中排出的压力介质体积通过模拟装置3接收并且模拟装置3向车辆驾驶员传递惯常的制动踏板感觉。通过压力提供装置5的活塞36在朝静止位置的方向上(图1中向右)向回移动而可在车轮制动器8、9、10、11中进行制动压力减低。但如在ABS调节的情况下所需的快速的——例如车轮各自的——制动压力减低也可通过阀6a～6d、7a～7d进行，其方式是相应的进入阀6a～6d关闭并且相关的排出阀7a～7d打开一段确定的时间。于是，压力介质从车轮制动器通过排出阀经由管路14a流动到压力介质储备容器4中。
因此，在制动系统工作时，驾驶员在工作运行中(即在“线控制动”运行方式)中通过分离阀23a、23b与车轮制动回路43分开。因此，即使在防抱死调节开始时，由于进入阀6a～6d关闭，驾驶员也接收不到触觉的制动踏板反作用。
这在具有真空制动助力器和公知的ABS/ESC系统的传统(非“线控”)制动系统中不同。在此，在操作制动踏板期间，当在ABS调节制动或EBV功能(EBV：电子制动力分配)开始时一个或多个车轮进入阀关闭时，驾驶员在制动踏板上感觉到制动系统的刚度增大。制动踏板行程/力特性通过一个或多个车轮进入阀的关闭在这种程度上受到影响：通过一个或多个车轮制动器的脱耦使系统的液压刚度变大。这由此在传统ABS/ESC制动系统中对于驾驶员可以在制动踏板中感觉到。
为了实现制动系统的这种对于驾驶员惯常的特性，根据例子，在存在预定的运行状态时借助于与制动主缸的压力室连接的释放阀32执行制动踏板反作用。
根据本发明的一个实施例，为了传递关于在制动踏板操作期间在制动系统中一个或多个进入阀的尤其是第一次关闭——即例如ABS调节制动或EBV的开始——的信息，使用并且合适地转换释放阀32，以便在制动踏板1上产生合适的刚度提高并且由此向驾驶员提供触觉的反馈：进入阀刚刚关闭。驾驶员由此知道：驾驶员马上处于轮胎的抱死极限上。这种信息对于行驶动态性非常有帮助。
释放阀优选是这样的阀：借助于所述阀，在制动踏板操作时(尤其是在“线控制动”运行方式中)从制动主缸的压力室(例如图1中的压力室17)流出的压力介质可改变或者说制动主缸的流出阻力可变化。
通过释放阀32的至少部分的和/或暂时的关闭，阀32的通流阻力增大或者说变化，这导致在制动踏板1上的刚度提高。
图2示出了用于执行根据本发明的方法的根据本发明的制动系统的第二实施例的一个局部。在图2中基本上示出了具有制动踏板1的制动主缸2、模拟装置3、压力介质储备容器4和分离阀23a、23b。第二实施例在很大程度上相应于第一实施例，但在压力补偿管路41a中不存在具有并联连接的止回阀27的诊断阀28。在第二实施例中，制动主缸2的第一压力室17也与模拟装置3的模拟器腔29通过具有并联连接的止回阀34的可电操作的(模拟器)释放阀32液压连接，由此，模拟装置3可借助于释放阀32接通和关断。
图3示出了用于执行根据本发明的方法的根据本发明的制动系统的第三实施例的一个局部。在此基本上也示出了具有制动踏板1的制动主缸2、模拟装置3、压力介质储备容器4和分离阀23a、23b。
制动主缸2具有两个彼此前后设置的液压式制动主缸活塞15、16，所述制动主缸活塞界定出液压压力室17、18。压力室17、18一方面通过构造在制动主缸活塞15、16中的径向孔以及相应的压力补偿管路41a、41b与压力介质储备容器4连接，其中，所述压力补偿管路可通过活塞15、16的相对运动而关断；另一方面，所述压力室借助于液压管路22a、22b与分离阀23a、23b连接。与制动踏板1机械联接的第一制动主缸活塞15根据例子构造成具有圆形面46和环形面47的阶梯活塞，其中，圆形面46界定第一压力室17，环形面47界定液压腔45。在此，腔45中的压力作用相应于逆着操作方向作用在第一制动主缸活塞15上的力。第一压力室17和液压腔45彼此相对液压密封。
模拟装置3基本上由模拟器腔29、模拟器弹簧腔30以及使两个腔29、30彼此分开的模拟器活塞31组成。模拟器活塞31通过设置在模拟器弹簧腔30中的弹性元件(例如弹簧)支撑在壳体上。模拟器腔29根据例子一方面与压力介质储备容器4(或者通到压力介质储备容器4的压力补偿管路41a)借助于具有并联连接的(在朝压力介质储备容器的方向上关闭的)止回阀40的可电操作的有利地常开的阀42连接，并且另一方面与制动主缸2的环形的腔45连接。
制动主缸2的压力室17根据例子与压力介质储备容器4(或者通到压力介质储备容器4的压力补偿管路41a)通过可电操作的有利地常闭的释放阀32′连接。模拟装置3可借助于释放阀32′接通和关断。在释放阀32′关闭的情况下，制动主缸2的活塞15在操作制动踏板时不可再移动并且由此模拟装置3关断。在释放阀32′打开的情况下，制动主缸2的活塞15在操作制动踏板时移动，由此，在阀42关闭的情况下，压力介质移动到模拟装置3的模拟器腔29中，其中，传递已知的制动踏板感觉。
在该示例性的制动系统中，在存在预定的运行状态时借助于与制动主缸的压力室连接的释放阀32′执行制动踏板反作用。
根据例子，在操作制动踏板时(尤其是在“线控制动”运行方式中)，从制动主缸2的压力室17流出的压力介质改变，或者制动主缸2的流出阻力变化。通过释放阀32′的至少部分的和/或暂时的关闭，阀32′的通流阻力增大或者说变化，这导致在制动踏板1上的刚度提高。
根据例子，在操作制动踏板期间至少一个进入阀的有利地第一次的关闭——即例如防抱死调节(ABS)或电子制动力分配功能(EBV)的开始——反馈给驾驶员，其方式是使用并且合适地转换释放阀32，以便在制动踏板1上产生合适的刚度提高。由此向驾驶员提供触觉的反馈：至少一个进入阀刚刚关闭。
所述发明的一个优点在于，对于触觉的制动踏板反馈不需要附加的执行机构、例如踏板模拟器单元中或制动踏板上的附加执行器。该功能可纯粹通过软件实现。
与压力室17连接的释放阀32或32′是用于接通和关断模拟装置或模拟装置的制动踏板特性的阀。

Claims (11)

1.一种用于向装备有“线控制动”制动系统的机动车的驾驶员提供关于制动系统的运行状态的触觉信息的方法，其中，所述制动系统包括能借助于制动踏板(1)操作的制动主缸(2)和与所述制动主缸(2)共同作用的模拟装置(3)，所述制动主缸具有至少一个压力室(17，18)，所述压力室与至少一个车轮制动器(8，9；10，11)连接或能与之连接，所述模拟装置在“线控制动”运行方式中向驾驶员传递制动踏板感觉，其特征在于：尤其是在“线控制动”运行方式中，在存在预定的运行状态时，借助于与所述制动主缸(2)的压力室(17)连接的释放阀(32，32′)执行制动踏板反作用、尤其是所述制动踏板(1)的由驾驶员感受到的刚度变化，借助于所述释放阀能接通和关断所述模拟装置(3)的作用。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在防抱死调节(ABS)或电子制动力分配功能(EBV)开始时、尤其是刚开始时，借助于所述释放阀(32，32′)执行所述制动踏板反作用。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：当在“线控制动”运行方式中一进入阀(6a～6d)关闭时、尤其是第一次关闭时，借助于所述释放阀(32，32′)执行所述制动踏板反作用。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：当在“线控制动”运行方式中在操作制动踏板期间所述进入阀(6a～6d)尤其是通过所述制动系统的制动功能或制动调节功能(ABS，EBV)而关闭时，借助于所述释放阀(32，32′)执行所述制动踏板反作用。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于：在“线控制动”运行方式中，尤其是在所述释放阀(32，32′)打开的情况下，由所述模拟装置(3)产生呈制动踏板反力与制动踏板行程之间的函数关系形式的制动踏板特性。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于：所述模拟装置(3)借助于被动的模拟器弹簧产生基本制动踏板特性，所述基本制动踏板特性以不变地恒定关系对给定的踏板力配置踏板行程。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于：为了实现所述制动踏板反作用，所述释放阀(32，32′)部分地和/或暂时地关闭。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于：为了实现所述制动踏板反作用，所述释放阀(32，32′)的通流阻力改变、尤其是增大。
9.一种制动系统，所述制动系统具有能借助于制动踏板(1)操作的制动主缸(2)和与所述制动主缸(2)共同作用的模拟装置(3)，所述制动主缸具有至少一个压力室(17，18)，所述压力室与至少一个车轮制动器(8，9；10，11)连接或能与之连接，所述模拟装置在“线控制动”运行方式中向驾驶员传递制动踏板感觉，所述制动系统还具有与所述制动主缸(2)的压力室(17)连接的释放阀(32，32′)，借助于所述释放阀能接通和关断所述模拟装置(3)，其特征在于：所述制动系统包括电子控制和调节单元(12)，在所述电子控制和调节单元中执行根据权利要求1至8中任一项所述的方法。
10.根据权利要求9所述的制动系统，其特征在于：所述制动主缸(2)的压力室(17)通过所述释放阀(32)与所述模拟装置(3)液压地连接或能与之液压地连接。
11.根据权利要求9所述的制动系统，其特征在于：所述制动主缸(2)的压力室(17)通过所述释放阀(32′)与处于大气压力下的压力介质储备容器(4)液压地连接或能与之液压地连接。
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