CN106364471B

CN106364471B - 机电式的制动力放大器

Info

Publication number: CN106364471B
Application number: CN201610451526.0A
Authority: CN
Inventors: B.尼夫; C.斯坦德; J.凯塞尔斯
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2015-07-21
Filing date: 2016-06-21
Publication date: 2019-04-23
Anticipated expiration: 2036-06-21
Also published as: DE102015213710B4; CN106364471A; DE102015213710A1

Abstract

本发明涉及一种机电式的制动力放大器，其包括用于耦连在制动主缸(10)上的压力杆(21)，所述压力杆(21)在未操作制动器时具有确定的起始位置，并且在操作制动器时能够从该起始位置朝着所述制动主缸(10)的方向移动；包括电动机(22)，所述电动机(22)通过传动装置(23)与所述压力杆(21)耦连；以及包括用于控制所述电动机(22)的控制装置(27)，配置所述控制装置(27)，用于在松脱制动器时确保所述压力杆(21)转移到所述起始位置，并且在所述压力杆(21)的移动行程s的包含所述起始位置的部分区段Δs中，通过所述电动机(22)对所述压力杆(21)的朝向起始位置的运动进行制动。

Description

机电式的制动力放大器

技术领域

本发明涉及一种机电式的制动力放大器其包括用于耦连在制动主缸上的压力杆，所述压力杆在未操作制动器时具有定义或者说确定的起始位置，并且在操作制动器时能够从该起始位置朝着所述制动主缸的方向移动；还包括电动机，所述电动机通过传动装置与所述压力杆耦连；以及还包括用于控制所述电动机的控制装置，配置所述控制装置，用于在解除制动器时确保将所述压力杆转移到所述起始位置。

背景技术

本文开头所述类型的机电式的制动力放大器在不同的操作方案中应用，其中或者支持由驾驶员在制动踏板杠杆上施加的力，或者如通过具有踏板模拟器的技术方案那样，制动力只由制动力放大器提供。

在后者所述的情况下，如DE 10 2010 024 734 A1所述，制动踏板仅仅用作信号发送器。在此，在正常运行时压力杆和制动踏板机械耦连。在故障情况下则可以实现机械地采取措施。

对于由驾驶员在制动踏板杠杆上施加的力直接作用于制动主缸的操作方案的例子例如由DE 10 2007 032 501 A1和DE 10 2004 050 103 A1已知。由于制动踏板杠杆与制动主缸的连接，与具有踏板模拟器的系统不同的是，由驾驶员施加的踩踏力可以直接用于在制动主缸中产生制动压力。

通过根据DE 10 2007 032 501 A1所述的机电式制动力放大器，在此既可以沿踩踏力的方向，也可以沿相反方向施加力，以便例如在制动过程中支持驾驶员，或者将制动踏板杠杆复位到其起始位置。

在根据DE 10 2004 050 103 A1的机电式制动力放大器中，电动机的支持力反而通过传动器作用到压力杆上，使得压力杆在朝制动主缸的方向非常快速地操作踏板时也可以短时间地超前于电动机。在反方向上，也就是在解除或者说松脱制动时，压力杆通过传动器始终带动电动机。为此所需的回复力也如前述的其它操作方案那样一方面来自制动设备的液压背压并且另一方面来自必要时附加存在的复位弹簧。

在所有情况中在解除制动时如此控制电动机，以便确保使压力杆转移到起始位置。在此，可能由于复位力产生较高的踏板回复速度，其可以在压力杆的起始位置中通过止挡缓冲器被接收，以便在接触确定压力杆起始位置的机械终端止挡时减小冲击负荷和噪声。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，为此提供一种备选的技术方案。

所述技术问题按照本发明通过一种机电式的制动力放大器解决。按照本发明的机电式的制动力放大器包括用于耦连在制动主缸上的压力杆，所述压力杆在未操作制动时具有确定的起始位置，并且在操作制动时能够从该起始位置朝着所述制动主缸的方向移动；所述机电式的制动力放大器还包括电动机，所述电动机通过传动装置与所述压力杆耦连，以及所述机电式的制动力放大器还包括用于控制所述电动机的控制装置，这样配置所述控制装置，用于在解除或者说松脱制动时确保所述压力杆转移到所述起始位置。在此规定，进一步地这样配置所述控制装置，用于在解除制动时在所述压力杆的移动行程内的包含所述起始位置的部分区段中，通过所述电动机对所述压力杆的朝向起始位置的运动进行制动。

由此，可以避免所述机电式的制动力放大器的移动部件在终端止挡上的剧烈碰撞，并且无需止挡缓冲器。压力杆在其起始位置上的缓冲通过在即将到达终端止挡前进行的相应控制实现，终端止挡相当于压力杆的起始位置。

制动范围优选限制在压力杆的移动行程内的非常小的部分区段中，因此这对于驾驶员在操作制动踏板时是不可感知的。为此，例如所述压力杆的移动行程的包含所述起始位置的部分区段可以最多限制为所述压力杆的最大移动行程的五分之一。

此外，在到达所述起始位置后，可以经过固定预设的时间段或者可调节的时间段或者说在固定预设的时间段或者可调节的时间段内减小所述电动机的制动力矩。由此确保，压力杆和制动踏板在未操作状态下可靠地保持在其起始位置。此外，避免在即将到达机械终端止挡前施加持续的电机扭矩。

根据本发明的另外的设计方案，所述电动机的制动力矩根据反映所述压力杆的位置的参量或者说函数和反映所述压力杆的速度的参量确定，由此在压力杆复位时既考虑到了动态影响，又考虑到了静态影响。

参量中的一个或两个可以借助保存在所述控制装置内的特征曲线确定，由此实现较高的系统能动性。在此，还可以由每个参量确定用于制动力矩的独立的数值。特征曲线和相应参数的预设(Vorgabe)能够与相应的制动系统匹配，并且必要时也被驾驶员影响。在此确保，制动主缸的补偿孔完全打开。

为了进一步的细化，前述参量中的一个或两个可以在考虑到反映制动踏板上的踏板力的参量的情况下确定。

前述的函数既适用于机电式的制动力放大器的不同类型，又适用于本文开头所述的不同的操作方案。

附图说明

以下结合附图所示的实施例进一步阐述本发明。在附图中：

图1示出根据本发明的可能实施例的在制动踏板杠杆和车辆制动设备的串联制动主缸之间耦连的机电式制动力放大器；

图2示出在解除制动时参照起始位置S₀的与压力杆行程s相关的压力杆速度v的变化曲线的示意图；并且

图3示出产生用于通过电动机对压力杆进行制动的控制信号的示意图。

具体实施方式

图1所示的实施例示出车辆制动设备，其具有制动主缸10、机电式的制动力放大器20和制动踏板杠杆30。在制动主缸10上连接着ESP(车身电子稳定系统)液压单元40，通过ESP液压单元控制各个车轮的车轮制动器。

制动主缸10通过两个制动回路11和12与ESP液压单元40连接。两个液压回路11和12通过由第一弹簧13支承的第一浮式活塞14以及由第二弹簧17支承的第二初级活塞18控制。第一弹簧13用于将浮式活塞14往回压，由此制动液可以从补偿容器15流到制动主缸10的第一压力腔16中。当第二液压制动回路12中泄漏时，另外的弹簧17用于将浮式活塞14与初级活塞18分开，使得制动液可以从补偿容器15流到浮式活塞14和初级活塞18之间的另外的压力腔19中。弹簧13和17如此设计，使得它们在所有行驶状态下满足两个活塞14和18的复位。前述的和在图1中所示的制动主缸10仅是例如自然式的(Natur)。此外在本发明中，可以毫无问题地使用与机电式制动力放大器20兼容的制动主缸10的其它类型。

按照本发明的机电式的制动力放大器20具有压力杆21，用于耦连在制动主缸10上。压力杆21尤其可以连接在初级活塞18上或者其活塞杆上。在由驾驶员在制动踏板杠杆30上施加的踏板力F_P直接作用在制动主缸10上的操作方案中，压力杆21还与制动踏板杠杆30耦连。这种连接可以如此设计，使得在制动主缸10和制动踏板杠杆30之间可以传递压力和拉力。但是还可行的设计方案是，通过电动机22借助传动器将支持导入压力杆21。而在具有踏板模拟器的操作方案中，在正常运行时不设置在压力杆21和制动踏板杠杆30之间的直接耦连。

机电式的制动力放大器20还具有电动机22，该电动机通过传动装置23与压力杆21耦连，以便将电动机的转动转变为压力杆的优选平移式的移动。图1中与之相关的视图仅仅示例性的是自然式的。因此，取代具有横向于压力杆21的转轴的电动机22，可以设置这种电动机22，其具有相对于压力杆21倾斜、平行或同轴的转轴。

在电动机22激活时，根据压力杆21上的转动方向产生沿压力杆轴向的正向力和反向力。正向力应理解为一种力，其具有与由驾驶员在对制动踏板杠杆30进行制动操作时产生的踏板力F_P相同的方向。反向力具有相反的方向并且由此反向作用于驾驶员的踏板力F_P。

在放大器运行中，压力杆21通过踏板力F_P以及由电动机22提供的正支持力，从其图1所示的起始位置朝着制动主缸10的方向移动。在此，由驾驶员施加的踏板力F_P例如通过压力杆21或制动踏板杠杆30上的力传感器24测量。备选或补充的是，为此也可以借助压力传感器测取由制动主缸10产生的预压力。根据测取的踏板力F_P，相应地对电动机22通电。如果机电式的制动力放大器20没有工作或者没有通电，则驾驶员可以通过他的脚独自操作制动器。

为了在制动操作后可以将制动压力减小到零，必要时可以将机电式的制动力放大器20的驱动器设计为无自制动式的。尤其可以如此设计，使得通过液压的背压，制动主缸10的具有弹簧13和17的弹簧系统以及在制动力放大器20中可能存在的踏板回复弹簧形成足够的复位力，其将机电式的制动力放大器20和制动踏板杠杆30返回到未操作的起始位置。为此，为了实现明确的位置固定，可以在机电式的制动力放大器20上安置机械的终端止挡。为此在图1所示的实施例中，在压力杆21上设有凸起26，该凸起与终端止挡共同作用。但是这种用于确定压力杆21的起始位置的机械终端止挡也可以通过机电式制动力放大器20的其它部件或者例如在压力杆21或制动踏板杠杆30和机动车结构部段或结构固定的部件之间的其它部件实现。

在解除制动或者说松脱制动器时，前述的复位运动必要时也可以通过机电式的制动力放大器20支持，例如用于实现到起始位置的更快复位。

因此，如此配置用于控制电动机22的控制装置27，使得在解除制动时至少可以确保压力杆21转入起始位置中。控制装置27还如此配置，使得在解除制动时压力杆21朝向起始位置的运动在压力杆21的移动行程的包含起始位置的部分区段中通过电动机22被制动。

如图2所示，在压力杆21朝其起始位置复位时可能出现非常高的复位速度。如果例如在完全踩下制动踏板杠杆30时通过驾驶员将脚从制动踏板杠杆30上移开来骤然松开制动器，则压力杆速度v从压力杆最大移动行程s_max朝向起始位置的方向剧烈升高。在不采取进一步措施的情况下，得到用a)表示的速度变化曲线，其在机械终端止挡处具有较高的碰撞速度。但是按照本发明，通过例如以软件技术在控制装置26中实施的减振器减少了在机械终端止挡处的冲击负荷，因此在该处必要时甚至可以完全省去机械的止挡缓冲器。在图2中形成用b)表示的速度变化曲线，其在机械终端止挡、也就是压力杆21的起始位置s₀处具有明显减小的压力杆速度v。压力杆速度v在该处可以、但不是必须减小到零。

如图2所示，如此控制电动机22，使得压力杆21仅在即将到达机械终端止挡之前被制动。制动过程由此限制在压力杆21的最大移动行程s_max的包含起始位置s₀的部分区段Δs中。换句话说，部分区段Δs明显小于最大移动行程s_max。可以最大限制在压力杆21的最大移动行程s_max的五分之一，或者甚至更小，并且例如仅为压力杆21的最大移动行程s_max的十分之一。

在控制装置27中对压力杆制动的计算可以明确无限制地根据反映压力杆21的位置s的参量或函数f₁(s)和反映压力杆21的速度v的参量或函数f₂(v)计算得出，由此在压力杆21复位时既考虑到动态影响，也考虑到静态影响。为此，例如可以借助行程传感器28确定压力杆21的位置。速度v可以通过对行程参量求导得出。如果压力杆21和电动机22被强制耦连，则相应的信息例如也可以通过电动机22的转子位置传感器获得。

两个参量f₁(s)和f₂(v)可以相加，以便由此确定用于在部分区段Δs内用作制动器的电动机22的控制信号i_M。为了进一步细化，一个或两个前述的参量可以进一步在考虑反映踏板力F_P的参量的基础上确定。

此外，一个或两个参量f₁(s)和f₂(v)可以借助保存在控制装置27中的特征曲线或特征场确定。特征曲线、特征场和/或相应参数的数值(Bedatung)与相应的制动系统相匹配，但是其中需要确保制动主缸10的补偿孔在起始位置中可以完全打开。

通过在控制装置27中提供不同的特征曲线、特征场和/或相应参数，可以为驾驶员提供在踏板复位方面不同的踏板特征，驾驶员可以在这些特性之间选择。

此外，电动机22的控制可以如此进行，使得在通过压力杆21到达起始位置s₀后，在固定预设的时间段或者可调节的时间段内减小电动机22的制动力。由此确保压力杆21在未操作状态下可靠地保持在其起始位置。由此避免了在即将到达机械终端止挡前存在持续的电机扭矩。

前述发明可以避免机电式的制动力放大器20的运动部件在机械终端止挡上的剧烈碰撞。通过有针对性地在即将达到止挡前使用的电机制动器，可以在必要时省去传统的机械式止挡缓冲器，因为由此可以缓和地向终端止挡移动。

按照本发明的解决方案既适用于前述的不同的操作方案，也适用于不同的机电式制动力放大器30的类型。

由此，前述的对电动机22的控制例如可以应用于根据DE 10 2010 024 734、DE 102007 032 501 A1和DE 10 2004 050 103 A1的制动力放大器中，它们在操作方案方面的内容以及在具体的实现方式方面的内容可以纳入到本申请中。对于在压力杆21中引入支持力尤其也可以应用如在德国专利申请(编号2014 226 255.0)中所述的设计方案，其相关内容也纳入到本申请中。

结合前述的实施例和另外的变型方案进一步阐述了本发明。尤其是之前在确定单独特征的背景下阐述的单独技术特征尤其可以互不相关地与另外的单独特征相结合地实现，并且只要技术上可行，则即便没有描述，也是可以实现的。因此在表述上，本发明不仅局限于所述的实施例以及其所述的变型方案，而是包括所有通过本申请确定的设计方案。

附图标记列表

10 制动主缸

11 第一制动回路

12 第二制动回路

13 第一弹簧

14 浮式活塞

15 蓄压器

16 压力腔

17 另外的弹簧

18 初级活塞

20 机电式的制动力放大器

21 压力杆

22 电动机

23 传动装置

24 力传感器

26 凸起

27 控制装置

28 行程传感器

30 制动踏板杠杆

40 ESP液压单元

f₁ 反映压力杆21的移动行程s的参量

f₂ 反映压力杆21的速度v的参量

F_P 踏板力

i_M 电动机的控制信号

s 压力杆的移动行程，也就是相对于未操作的压力杆的起始位置的压力杆行程的绝对值

s₀ 与压力杆的起始位置相应的压力杆行程的参考点

s_max 最大压力杆行程

Δs 移动行程s的包含起始位置的部分区段

v 压力杆速度

Claims

1.一种机电式的制动力放大器，包括：

用于耦连在制动主缸(10)上的压力杆(21)，所述压力杆(21)在未操作制动器时具有确定的起始位置，并且在操作制动器时能够从该起始位置朝着所述制动主缸(10)的方向移动，

电动机(22)，所述电动机(22)通过传动装置(23)与所述压力杆(21)耦连，以及

用于控制所述电动机(22)的控制装置(27)，配置所述控制装置(27)，用于在松脱制动器时确保所述压力杆(21)转移到所述起始位置，

其特征在于，进一步配置所述控制装置(27)，用于在松脱制动器时在所述压力杆(21)的移动行程s的包含所述起始位置的部分区段Δs中，通过所述电动机(22)对所述压力杆(21)的朝向起始位置的运动进行制动。

2.根据权利要求1所述的机电式的制动力放大器，其特征在于，所述压力杆(21)的移动行程s的包含所述起始位置的部分区段Δs最大等于所述压力杆(21)的最大移动行程s_max的五分之一。

3.根据权利要求1或2所述的机电式的制动力放大器，其特征在于，在到达所述起始位置后，在固定预设的时间段或者可调节的时间段中减小所述电动机(22)的制动力。

4.根据权利要求1所述的机电式的制动力放大器，其特征在于，所述电动机(22)的制动力矩根据反映所述压力杆(21)的移动行程s的参量f₁和反映所述压力杆(21)的速度v的参量f₂确定。

5.根据权利要求4所述的机电式的制动力放大器，其特征在于，一个或两个参量f₁和f₂分别借助保存在所述控制装置(27)内的特征曲线确定。

6.根据权利要求4或5所述的机电式的制动力放大器，其特征在于，由每个参量f₁和f₂分别确定用于制动力矩的单独的数值。

7.根据权利要求4所述的机电式的制动力放大器，其特征在于，一个或两个参量f₁和f₂分别在考虑到反映制动踏板杠杆(30)上的踏板力F_P的参量的情况下确定。