CN105813908B - 制动系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制动系统，其包括主缸，该主缸通过各个车轮的制动力调节装置（3）将加压制动液应用至车轮制动器，该装置（3）由控制单元（10）控制，该控制单元从各个传感器接收信号Si，该传感器监控制动系统的运行、驾驶员的反应和制动请求。所述制动系统的特征在于，该调节单元（3）向车轮制动器（FR₁‑FR₄）施加一压力，该压力等于主缸（1）的出口处压力（Pmc）减去校正项，该校正项由中央控制单元10确定且通过下式得出：，其中：υ是制动液的粘度，Q是由主缸（1）提供给车轮制动器（FR₁‑FR₄）的流量，M和N是主缸（1）的出口与车轮制动器（FR₁‑FR₄）之间的制动器回路的物理特征所特有的常数。

Description

制动系统

技术领域

本发明涉及一种制动系统，其包括主缸，该主缸通过各个车轮的制动力调节装置将加压制动液应用至车轮制动器，该装置由控制单元所控制，该控制单元接收各个传感器的信号Si，各个传感器监控制动系统的运行、驾驶员的反应和制动请求。

背景技术

目前，在辅助制动系统中，例如制动辅助系统ESP、ASR等的调节装置，根据驾驶员的制动请求以及由传感器提供的信号来控制车轮制动器中的制动液的压力。

制动管理系统在主缸和伺服制动器或者其等效的液压或电液压制动器下游工作，以便调节车轮制动器的压力。然而，目前仅能以并不精确的方式确定对于控制装置中的由回路和管路的结构所产生的压力损失或负荷损失，这样会影响制动的精确性和效率，尤其是在困难的情形中。

目前，制动管理系统估计主缸下游的制动部分或制动回路中的压差或压力损失，其是通过考虑到液压块的温度，并且根据伯努利公式控制约束直径：

。

但是此公式并不符合制动回路的实际情况，因为该公式只是表征了孔类型的负荷损失，因而无法充分精确且有效地控制应用至各个车轮制动器的压力。

发明内容

本发明的目的是研发一种制动系统，其允许以更精确的方式确定和控制车轮制动器处的压力，以便使制动动作更加精确且更加可靠。

为此目的，本发明的目的是一种制动系统，其包括主缸，该主缸通过各个车轮的制动力调节装置将加压制动液应用至车轮制动器，该装置由控制单元所控制，该控制单元接收各个传感器的信号Si，各个传感器监控制动系统的运行、驾驶员的反应和制动请求。一种制动系统，其特征在于所述调节单元向车轮制动器施加等于主缸的出口处压力减去校正项的压力，该校正项由中央控制单元10确定并且通过下式得出：

，

其中：

υ是制动液的粘度，

Q是由主缸提供给车轮制动器的流量，

M和N是主缸的出口与车轮制动器之间的制动器回路的物理特征所特有的常数。

试验已经证明，如此确定以及所考虑的压力损失以相对精确的方式对应于主缸出口与车轮制动器入口之间的实际压力损失。

根据另外的特征，给出压力损失的此公式中的参数M和N简单地通过对于制动系统进行试验来获得，试验的方法是通过对于各种制动动作测量主缸出口处压力与制动器入口处压力之间的压差。

如上所述地确定系数M和N特别简单，由于在极低温度的情况下，项（υ M * Q）占主导作用，因为粘度很大。相反，在制动液或构成命令装置的液压块的温度很高时，项（υ M *Q）的作用小于项（N * Q²），因为粘度很小，而且流量Q是大的变量的平方。

根据另外的特征，通过高温和低温试验确定连接至车轮制动器（FR₁-FR₄）的每个回路部分（2、3、4）的常数M、N，在该试验中使这些回路部分与调节单元（3）中的其它回路部分隔离。

这样允许以特别简单且精确的方式确定连接至制动器回路的每个回路部分中的单独的压力损失。这样允许以非常精确的方式调节在不同调节情况下的制动器压力。

根据另外的特征，该系统包括液压辅助装置。

根据另外的特征，该中央控制单元（10）包括应用如下公式的程序：

，

其中：

υ是制动液的粘度，

Q是由主缸（1）提供给车轮制动器（FR₁-FR₄）的流量，

M和N是主缸（1）出口与车轮制动器（FR₁-FR₄）之间的制动器回路的物理特征所特有的常数。

程序能够载入中央控制电路中，该中央控制电路还确保车辆的其它控制功能，以及尤其是发动机的控制功能，从而使得能以特别经济的方式实施本发明，这是因为调节装置是由在任何情况下车辆所配备的装置（中央控制单元）进行控制。

附图说明

下面将参照附图更详细地描述本发明，其中唯一的附图是辅助制动系统的示意图。

具体实施方式

根据该图，本发明的目的是一种制动系统，该制动系统包括主缸1（此处是串列主缸），主缸1通过管路2连接至制动器回路C1、C2，穿过制动力调节装置3通过管路4连接至车轮制动器FR₁-FR₄，其中根据驾驶员的制动请求DF、传感器提供的各种信号SI以及车轮反应来控制车轮制动器FR1-FR4的制动。

主缸1包括一级活塞11和二级活塞12，其分别限定连接至相应的制动器回路C1、C2的一级室MC1和二级室MC2。从贮存器5向这两个室MC1、MC2供应制动液。由主缸1提供的加压制动液通过管路2流向这两个回路C1、C2，该回路C1、C2包括在车轮制动器FR1-FR4上游的制动力调节装置3。在此实施例中，主缸1配有液压辅助装置6。

控制单元10控制制动系统，该控制单元10接收常用的各种传感器的信号，并且根据控制单元10的命令且按照驾驶员的制动请求（DF）或传感器信号所产生的必要性来控制调节装置3以及液压辅助装置6的运行。

液压辅助装置6连接至制动液贮存器5，并且传递加压制动液以便控制主缸1。为此目的，它包括辅助室13，以便推动一级活塞11，该一级活塞11自身又推动二级活塞12，从而在室MC1、MC2中产生制动压力。辅助室13接纳辅助装置6的加压液体Q0。

驾驶员通过制动器压力模拟器7来命令制动动作（DF），该制动器压力模拟器7包括缸71，该缸71容纳模拟活塞72，其杆73连接至制动器踏板。位移传感器74检测模拟活塞72的运动，以便将此位移转换成由中央单元10对于液压辅助装置6所产生的制动命令CF。驾驶员收到他在踏板以及由此在辅助活塞72上的动作所返回的反应，该反应由模拟器7所产生。

制动器压力模拟器7包括缸71的模拟室75，其中缸71容纳缸76的活塞72，而缸76容纳自由活塞77，该自由活塞77受到校准弹簧78的作用。这些元件形成封闭的壳体，其中容纳一定体积的液体。一级活塞11的突出至模拟室75中的杆111不会明显改变这个室的体积，该室的体积只取决于活塞72的位置，从而使得在制动时对踏板的感知不会因杆111的运动而出错。

辅助活塞72将模拟室75的液体排入缸76的体积中，这样推动活塞77抵抗校准弹簧78的作用。

如果发生故障，则辅助活塞72支撑抵靠一级活塞11的突出至模拟室75中的杆111，以便使驾驶员无需液压辅助就能进行直接制动。

制动力调节装置3由众所周知的管路和液压机构构成，制动力调节装置3在将主缸1的出口连接至各个车轮制动器FR1-FR3的整个制动器部分或一些制动器回路中形成压力损失。

此压力损失取决于调节装置3中的回路的物理特征。目前，根据现有技术，可以通过伯努利方程非常粗略地估计此压力损失，但是压力损失的此估计不足以用于正确地控制实际应用至各个车轮制动器FR1-FR4的压力。

根据本发明，此压力损失由下式表达：

。

此公式考虑到了制动液的粘度υ，该粘度υ在制动系统的运行温度范围内会大幅变化。此温度范围的限值大约为-40℃与+60℃。在极低的温度下，制动液粘性很大，而在高温下，制动液流动性很大。

根据本发明，控制单元3应用表达压力损失的公式，同时接收参数和运行变量，例如通过测量的或以其它方式确定的粘度υ以及穿过主缸1的出口与车轮4的制动器（FR₁-FR₄）的入口之间的回路部分（即管路2、装置3与管路4）的液体流量Q。

能够直接确定主缸1的出口处的压力Pmc，或者根据液压伺服装置6中的压力来确定。穿过回路部分的液体流量（Q、Q₁、Q₂）取决于液压伺服装置6提供至主缸的辅助室的加压制动液的流量Q0。主缸出口处的流量Q = Q1+Q2通过仅取决于主缸的几何形状的关系而与进入主缸1的辅助室13的流量Q0相关。此关系是中央单元10已知的。

常数M和N仅仅取决于主缸1的出口与车轮制动器FR1-FR4的入口之间的回路部分（2、3、4）的物理性质（液压结构）。这些常数M和N简单地通过对真实的制动系统进行试验来确定，该制动系统集成有一定的调节装置3及其直到车轮制动器的入口管路2与出口管路4。为此目的，在极低的温度下执行试验，并测量主缸1的出口处的压力Pmc和车轮制动器FR1-FR4的入口处的压力PFr。

因为通常制动系统设有两个回路C1、C2与四个车轮制动器FR1-FR4，对于每个回路C1或C2连续地进行操作，同时隔离另外回路，且只保留两个车轮制动器中的一个。

对于四组回路/车轮制动器中的每一个，在低温下执行试验，并且在高温下执行试验，以确定相关压力损失的公式中的常数N和M。

对于这些试验，使踏板感知模拟器7失效，以便直接控制主缸1以及致动所选的制动器回路C1或C2。测量低温下的压力损失和高温下的压力损失。

在低温下，表达压力损失的公式中的项N . Q²相对于第一项υ M . Q可以忽略不计。这样，在已知由此测量的压差、粘度以及流量Q_F的情况下，可以获得常数M。

在低温下：

，

=低温下的粘度，

QF=流量，

然而，，

因此，

其中。

以同样的方式在制动液和调节装置的高温下进行，使得在这些条件下测量的压差实际上只取决于含N的第二项。

这里，同样，已知粘度υ_C、流量Q_C以及所测量的压差，可以得出常数N。

在高温下：

，

=低温下的粘度，

Q_C=流量，

然而，，

因此，

其中。

由于常数M和N与温度无关，而是只取决于调节装置与主缸之后的上游和下游的回路部分的物理/流体参数，表达压力损失的公式因此适用于在正常条件下的运行。

为了进行这些试验，仅需要切断液压伺服装置并且对主缸的干预只需要以辅助活塞直接作用于一级活塞。

于是，简单地根据辅助活塞的位移来计算流量，辅助活塞的位移与一级活塞的位移相等，而一级活塞的截面是已知的。

以已知的方式通过直接或间接测量来确定粘度υ。通过示意性地示出为连接至制动器回路（这里是贮存器5）的装置51，可以得出制动系统运行温度下的粘度υ。

粘度也可能够以表格形式记录在存储器中。

附图标记

1 主缸，串列主缸

2 将主缸连接至调节装置的管路

3 调节装置

4 将调节装置连接至车轮制动器的管路

5 制动液贮存器

6 辅助装置

7 制动器压力模拟器

71 缸

72 辅助活塞

73 杆

74 位移传感器

75 模拟室

76 缸

77 自由活塞

78 校准弹簧

10 中央单元

11 一级活塞

111 杆

12 二级活塞

13 辅助室

Cl、C2 制动器回路

DF 推力/制动动作

MC1 一级室

MC2 二级室

FR1-FR4 车轮制动器

Q0 辅助装置的加压液体的流量

Q1, Q2 制动器回路中的流量

QU 制动器回路中的总体流量

主缸出口与车轮制动器入口之间的压力损失。

Claims (6)

1.一种制动系统，其包括主缸，所述主缸通过各个车轮的制动力调节装置（3）将加压制动液应用至车轮制动器，所述调节装置（3）由中央控制单元（10）进行控制，所述控制单元从各个传感器接收信号Si，所述传感器监控所述制动系统的运行、驾驶员的反应和制动请求，

所述制动系统的特征在于，

所述调节装置（3）向所述车轮制动器（FR₁-FR₄）施加一压力，所述压力等于所述主缸（1）的出口处的压力Pmc减去校正项，所述校正项由中央控制单元（10）确定并且通过下式得出：

，

其中：

υ是制动液的粘度，

Q是由所述主缸（1）提供给所述车轮制动器（FR₁-FR₄）的流量，

M和N是所述主缸（1）的出口与所述车轮制动器（FR₁-FR₄）之间的制动器回路的物理特征所特有的常数。

2.根据权利要求1所述的系统，

其特征在于，

通过使所述制动系统在低温下运行以确定常数M，并且使其在高温下运行以确定常数N，由此确定常数M、N，其中，在所述低温下，所述校正项的式中的第二项N*Q²相对于第一项υ M*Q可以忽略不计，在所述高温下，所述校正项式中的第一项υ M*Q相对于所述第二项N*Q²可以忽略不计。

3.根据权利要求2所述的系统，

其特征在于，

通过高温和低温试验确定连接至车轮制动器（FR₁-FR₄）的每个回路部分（2、3、4）的常数M、N，在试验中隔离所述调节装置（3）中的其它回路部分。

4.根据权利要求2所述的系统，

其特征在于，

通过对一级活塞（11）的直接动作，在所述主缸（1）中产生压力。

5.根据权利要求1所述的系统，

其特征在于，

所述系统包括液压辅助装置（6）。

6.根据权利要求1所述的系统，

其特征在于，

所述中央控制单元（10）包括应用如下公式的程序：

，

其中：

υ 是制动液的粘度，

Q是由所述主缸（1）提供给所述车轮制动器（FR₁-FR₄）的流量，

M和N是所述主缸（1）的出口与所述车轮制动器（FR₁-FR₄）之间的制动器回路的物理特征所特有的常数。