CN1071218C - 控制机动车制动装置的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种控制机动车制动装置的方法及装置，其中为了前、后轴之间的制动力分配在后轮制动时使压力交替地上升及下降，以致平均地调节到一个饱和压力，该压力低于由司机预给的预定压力。该方法特别适用于当缺少输入信息使电子制动力分配不能执行时无减压器的后轮制动的制动装置。

Description

控制机动车制动装置的方法及装置

本发明涉及一种用于控制机动车制动装置的方法及装置。

由DE4112388A1(US专利5,281,012)公知了一种用于机动车的制动压力调节装置，其中除防抱死的保护调节外还对前、后轴制动之间的制动力分配进行电子调节。通过该公知的制动力分配的电子调节可代替通常所使用的减压器。如果由于某种原因这个调节失灵，在一些制动状况下由于后轴的过制动可能引起后轮对在前轮对之先产生抱死。这可能导致不希望有的行驶状况。

因此本发明的任务在于，提供一种保证故障安全、不使用液压或气动减压器的前、后轴间制动力分配的方法和装置。该方法和装置优选地在电子调节器失灵时用于制动力分配的紧急运行。

为达到上述目的，本发明提供一种控制机动车制动装置的方法，包括通过一个控制单元至少在后轮制动时使压力上升及下降，通过交替方式的压力上升及压力下降在后轮制动时调整到一个饱和压力值，该值低于由司机预给的预定压力。

由出版物SAE89078的文章“Sumitomo电子防抱死系统的电子控制单元”公知了：对电子控制单元的功能及机动车制动装置元件作出检验。

根据本发明的优选方式可以保证：在不存在对制动力分配的电子调节的情况下不会引起后轮对在前轮对之先抱死。因此，在制动力分配的电子调节失灵时特别体现了根据本发明优选方式的优点。

该优点在于，即使在故障情况下也能维持制动过程中机动车的稳定性。并可放弃使用对于故障状态的附加减压器。

特别有利的是，根据本发明的用于制动力分配的优选方式无需附加的信息就可实现前、后轴之间的制动力分配的控制。

根据本发明的优选方式用于所谓的双故障情况，即例如当一个轴的所有转数传感器均失灵时体现出特殊的优点。

此外，根据本发明的优选方式也能以有利方式在非故障状态时使用。

特别有利的还在于，在后轴上调节的压力根据由司机通过制动踩板调节给出的预定压力进行调节。

并且在一个实施例中特别有利的是，后轴制动压力调节依赖于车上电压预定压力或在后轮制动中已存在的制动压力幅值。

另一个提高该制动装置可利用性的优点是，根据本发明的用于制动力分配的方案策略不是在执行电子控制的主计算机中进行计算的，而是在一个与主计算机单元无关的独立组件中进行计算的。

另一优点是通过根据本发明优选方式的时间限制来实现的。由此可以在延长的制动指令时保护元件的热过载。这时将以有利方式在给定时间期满以后，将后轮制动中的压力幅值根据一个预定的斜线上升到前压力幅值。

由以下对实施例的描述及从属权利要求中可以得到另外的优点。

以下将借助于在附图中表示的实施形式来详细地说明本发明。附图为：

图1是使用了根据本发明优选方式的概要电路框图；

图2及3表示关于阀控制及泵控制的时间波形图以及压力曲线图；及

图4借助作为计算机程序的流图给出关于实现根据本发明优选形式的说明。

图1中表示一个控制单元10，它至少包括一个微计算机12。在该优选实施例中微计算机12包括一个调节单元14，一个故障监测单元16及一个故障运行单元18。控制单元10或微计算机12通过导线20,22,24及26与用于两轴机动车各轮的转数传感器28,30,32及34相连接。在该优选实施例中导线20,22,24及26这时连接到调节单元14及故障监测单元16。此外例如还表示出一个输入导线36，它向控制单元10或微计算机12中的故障监测单元16提供制动阀、回输泵等的运行参数。此外还表示出控制单元10的一个输入导线40，它将该单元与一个制动踩板开关42相连接。在该优选实施例中这时该导线40至少连接到故障运行单元18上。另外还表示出该控制单元10的一个导线44，它向故障运行单元18提供车上电源电压的量值。除了所表示出的输入导线外，还可能设有未表示出的输入导线，它们例如提供制动压力的值，尤其是后轮制动压力值，及发动机输出转矩等。

作为输出导线，在图1中表示出导线46,48,50及52，它们连接到用于两个后轮62及64制动的进入阀54和56及排出阀58和60。此外设有一个用于控制回输泵68的输出导线66。该输出导线66这时至少来自于故障运行单元18及来自于(图1中未示出)调节单元14。另一个来自控制单元10的输出导线70从其中的故障监控单元16连接到一个警报灯72上。输出导线46至52来自于开关元件74,76,78及80，这些开关将这些输出导线与调节单元14的输出导线82,84,86及88相连接，在另一开关状态时使它们与故障运行单元18的输出导线90,92,94及96相连接。这些开关元件通过导线98进行操作，该导线98来自于故障监测单元16。故障监测单元16还通过导线99与调节单元14相连接及通过导线100与故障运行单元18相连接。

在该优选实施例中，具有进入阀、排出阀、储存室及回输泵的制动装置的液压部分与导言中所述现有技术的液压部分相对应。

除在图1中所示的优选实施例外，在另一个有利的实施例中将故障运行单元18设置成不是微计算机12的一部分，而是作为一个独立的组件，例如一个独立的微计算机来实施。

此外，根据本发明的优选形式不仅可用于二轴机动车，而且可用于多轴机动车。输入及输出导线的数目将相应地增加。

另外，在一个优选实施例中用于控制制动力分配的单元18不仅可在故障运行时使用，而且也可在正常运行时用于制动力的分配。在此情况下可不使用开关元件及后轴制动的阀直接由单元18来控制。

在该优选实施例中，在常规运行时调节单元14至少执行根据导言部分所述现有技术的防抱死保护调节及制动力分配调节。对于制动力分配调节将要构成最快的前轮和最慢的后轮之间的差并与一个预定阈值相比较。当最快的前轮和最慢的后轮之间差超过阈值时，后轮制动的压力将保持恒定，以使得该预定差值不被超过。故障监测单元16监测控制单元10区域内的故障状态，尤其是微计算机12、轮转数传感器28至34、阀54至60、回输泵68等的故障状态。当识别出故障状态时，该故障监测单元16控制警报灯72给予司机信息。此外，当在轮转数传感器的区域中出现双故障、即当两个前轮传感器或两个后轮传感器均发生故障时，它至少关断调节单元14并通过导线100接通故障运行单元18。此外在此运行状态时，故障监测单元16通过导线98使开关元件74至80转换，以使得调节单元14不再控制后轮制动阀54至60。

如果在此运行状态下司机操作制动踩板，将在通过导线40输入制动踩板开关信号的情况下故障运行单元18启动回输泵68，使中间存储器排空，在该中间存储器中在建立制动压力时流入了制动介质。此外，将启动根据本发明的优选方式的前、后轴之间的制动力分配。这是这样形成的，即在制动操作时，后轮制动用的进入阀及排出阀交替地被如此地控制，以使得在后轮上相对由司机通过制动踩板操作预给出的制动压力平均地得到一个压力下降。这将导致避免在后轮上被抱死的危险。后轮制动的进入阀及排出阀的控制是按预定的开启时间及关闭时间来进行的，这导致平均地使制动压力调节在由司机预给的预定压力以下。此时也设置了压力保持阶段。在具有足够的回输泵的泵功率及足够的压力上升及压力下降脉冲之间的脉冲间隔比的情况下在空的存储室中建立压力。根据本发明优选方式的持续压力上升脉冲及压力下降脉冲到这时体现了对一种减压器的模拟。在后轮制动时，由于与轮压力相关的不同的压力上升及压力下降梯度就平均地调节了制动压力，该压力相对于由司机预给定的压力有所减小。

在一个优选的实施例中，在识别出故障的情况下阀的交替控制是由故障监测单元16启动的。在另外的优选实施例中，仅当譬如一个轴上的所有转数传感器均失灵并且由现有技术所公知的制动力分配调节不再能施行时才进行这种交替式控制。在另一优选实施例中在所有的运行状态下均通过交替式阀的控制来调节制动力分配。

在图2中借助时间波形图表示出根据本发明的进入阀及排出阀的交替式控制。其中图2a中表示进入阀的控制，图2b表示排出阀的控制。图2c中表示回输泵的控制。在时间点To司机操作制动踩板并进入一个制动过程。为了改善压力上升的动态特性，根据本发明的一个优选实施例首先输出给进入阀一个预定宽度的占空脉冲△TF。使得该阀在制动操作后的时间△TF上保持开启，由此将根据司机的制动踩板操作使轮制动用的压力上升。以此方式很快地达到饱和压力。然后进入阀被关闭，及此后又开启一个预定时间△TE。当进入阀关断期间排出阀开启一个时间△TA(参见图2b)。

在时间点T1结束该制动过程。进入阀的控制已告结束，由此使进入阀开启。排出阀的控制也告结束且该阀被关闭。此外在时间点T1时回输泵被关断。

时间点To及T1由控制单元10通过制动踩板开关42的开关来识别，它的开关状态通过输入导线40被读出。T1也可附加地通过一个时间元件来启动。

时间间隔△TE及△TA是预给定的并是对每个制动装置通过试验来确定的。这里在确定脉冲宽度时起决定作用的是可达到的饱和压力，该饱和压力必须低于意味着后轴压力限界的由司机预给定的预定压力。

在图3a中描绘了在一个开通的进入阀(EV)上的压力对时间的变化曲线及在一个开通的排出阀(AV)上的压力对时间的变化曲线。图3b表示在使用根据本发明的优选形式的制动过程时后轴制动的压力对时间的变化曲线。图3c中放大地表示出由交替方式的阀控制形成的压力上升及下降。

在由司机预给定的预定压力Pvor及对阀交替式控制的情况下，在阀上实行了与时间有关的压力上升及压力下降的随时间的交替控制，如图3a中所示。其中在后轴制动时在进入阀开通的情况下，首先引起上升压力的急速上升。因为起初在制动装置中没有建立压力，制动压力通过排出阀的开通起初减少很小。随着时间增长压力上升减少而压力下降加大。当在时间△TE中产生的压力升高等于在时间△TA中产生的压力下降时(参见图3a)，将达到压力的一个饱和值。

在制动操作时后轴制动中的平均压力对时间的变化曲线被表示在图3b中。这时由司机预给出预定压力Pvor(参见曲线A)、在相应的脉冲持续时间设计的情况下，将不会超过时行驶稳定性起关键作用的后轴压力PHAKrit(参见曲线B)。如果司机将预定压力变更到一个较高的值(参见曲线A)，则将调节到一个新的平均饱和值。

在图3c中通过压力上升及压力下降脉冲表示出对于图3b中曲线B的一个区段的真实压力曲线。

通过脉冲间隔时间及脉冲宽度△TE和△TA的适当配合可使后轮制动中可达到的饱和压力受到这样的限制，即该压力在后轮制动中直到预定压力Pvorl为止不会超过临界值，并由此不会使后轮抱死。这里预定压力Pvorl是这样一种压力，在该压力下前轮在行驶道路上以大约0.8的力传递系数被抱死。如果司机预给出一个较高的预定压力，则前轮在该行驶道路上被抱死，考虑到机动车的稳定性后轮必须不受阻碍地被抱死(参见图3b中的时间点T2)。

制动力分配的进一步改善是这样来达到的，即脉冲时间根据车上的电压和/或预定压力来变化。为此将脉冲时间与车上电压和/或预定压力相关地存储在一个表中并在制动制作时相应地被读出。其中预定压力通过用于确定制动指令的踩板行程传感器或压力传感器来检测。

此外，当根据后轮制动压力已达到饱和值还是仍处于平衡阶段来选择脉冲时间时可获得制动力分配的改善。这可从压力上升及压力下降的时间或从脉冲的数目来估计。原则上在平衡阶段为较快的达到饱和压力选择较宽的脉冲宽度，而在饱和值区域较小的脉冲宽度就够了。

当识别出多个关键性故障时，根据本发明优选方式的进入阀及排出阀的交替式控制特别适用于故障运行。这也尤其适用于这样的故障，即当调节器不再能提供使电子制动力分配功能维持的可靠数据时。这也尤其适用于转数传感器故障的情况，在该情况下一个轴上的转数测量完全失灵。

在一个优选实施例中所述的故障运行功能设在与原来的微计算机分开的组件中。由此在微计算机故障的情况下故障运行功能还可被起动。在另一优选实施例中故障运行功能设在微计算机中。在计算机故障时故障运行功能不再能起动。在该优选实施例中通过附加的控制对司机显示附加的灯警报。

当司机超常地长时操作制动踩板或误检测出制动指令，可能会引起阀及回输泵的热过载。因此在一个优选实施例中为了保护这些部件免于当长时间制动指令或制动指令误检测时的热过载，脉冲列的控制时间必须在时间上受到限制。对此长时间的制动指令仅是在慢速行驶或停止的机动车上出现。以致不产生任何机动车稳定性的问题。在预定时间期满时，在进入阀及排出阀的交替控制结束时通过压力上升脉冲列使压力上升到预定压力的压力水准。这导致后轴制动的压力水准缓慢地达到前轴制动的压力水准。由此达到了和缓的过渡并避免了当机动车慢速行驶时可能出现的车制动性能的突然变化。

除导言部分所述的公知制动力分配功能外，根据本发明的优选方式也可在其它方案中作为故障运行时前、后轴之间制动压力分配使用。

此外，在一个优选实施例中根据本发明的优选方式不仅作为故障运行，而且在正常运行中通用于制动分配功能。

另外，根据本发明的优选方式不被限制在具有进入阀及排出阀，回输泵和存储室的液压式制动装置上。而主要的，根据本发明的优选方式体现在后轴制动时的交替压力上升及压力下降，由此使平均饱和压力调节成低于由司机预给的预定压力。这也可通过另外的液压方案，例如通过使用3/2-阀或使用空气制动装置来实现。

图4表示一个流程图，它作为计算机程序给出实现根据本发明优选方式的说明。

在该优选实施例中使用图4中所表示的程序部分进行对关键性故障的识别。在另外的实施例中该程序部分在一个制动过程期间的预定时间点开始启动。

在程序部分开始后，在第一步骤200上读入制动踩板开关BLS的信号状态。由此在步骤202上检验是否出现制动过程。如果不是该情况，则在步骤204将标识位置为O值，并在随后的步骤206上关断回输泵。然后结束该程序部分并在给定的时间进行重复。

如果在步骤202上识别出存在制动过程，则在随后的步骤208上检验标识位这时是否具有O值。如果为零值情况，则指示一个制动过程的开始。因此在步骤210上对一个或多个进入阀输出占空脉冲△TF，并允许在时间△TF中使后轴制动的压力上升。随后在步骤212上将标识位置为1并在后一步骤214上启动一个计数器。然后在步骤216上接通回输泵。接着结束该程序部分并在给定时间进行重复。

如果在步骤208上识别出该标识位不具有O值，这就是说不是第一次识别出制动过程，则在步骤218上使计数器增加值1。然后在询问步骤中检验该计数器是否已达到最大值。如果不是这种情况，在该优选实施例中在步骤222上读入车上电源电压UB及预定压力Pvor。在步骤223上将由预定压力Pvor及已发出的压力上升脉冲及压力下降脉冲来估算真实的后轮制动压力。随后在步骤224上基于检测的参数根据一个预定特征曲线区读出用于压力上升的调节时间△TE及用于压力下降的调节时间△TA。在后一步骤226上，在给定的时间点上用求得的脉冲控制进入阀及输出阀。接着结束该程序并在给定时间进行重复。

如果在步骤220上计数器已达到其最大值，则在步骤228在后轮制动中进入斜坡状的压力上升并在步骤230上将泵关断。随后结束该程序部分。

图4中所示的程序部分的时间控制是这样实现的，即在每次程序循环时给出一个压力上升脉冲及一个压力下降脉冲。

Claims (12)

1、控制机动车制动装置的方法，其中通过一个控制单元至少在后轮制动时使压力上升及下降，其特征在于：通过交替方式的压力上升及压力下降在后轮制动时调整到一个饱和压力值，该值低于由司机预给的预定压力。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：该交替方式的在后轮制动时的压力上升及压力下降是通过进入阀及排出阀的交替方式的控制实现的。

3、根据以上权利要求中一项所述的方法，其特征在于：压力上升及压力下降是通过预定的压力上升脉冲及压力下降脉冲来进行的。

4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于：压力上升及压力下降脉冲的宽度至少与车上电源电压，预定压力及后轮制动压力中的一个量有关。

5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在制动过程开始时发出一个预给定的压力上升脉冲。

6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在制动过程期间使回输泵接通。

7、根据权利要求3所述的方法，其特征在于：压力上升脉冲及压力下降脉冲的脉冲宽度这样地被确定，后轮制动中的制动力直至达到司机预先设定的预定力P_vorl时都不会超过其临界值，在该临界制动力下后轮在一定的附着系数下倾向于抱死。

8、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：交替方式的压力上升及压力下降在时间上受到限制。

9、根据权利要求8所述的方法，其特征在于：在一个最大预给定时间期满后输出一个压力上升脉冲系列，它致使后轮制动压力斜坡状地调节到由司机预给的预定压力上。

10、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在电子制动力分配调节器失效时，最好在其中调节器失去执行制动力分配调节的基本信息的故障时实行在后轮制动中的交替式压力上升及压力下降。

11、控制机动车制动装置的装置，具有一个电子控制单元，它至少在后轮制动中使压力上升及使压力下降，其特征在于：该控制单元在后轮制动时交替地使压力上升及使压力下降，以致平均地调节到一个饱和压力，该压力低于由司机预给的预定压力。

12、根据权利要求11所述的装置，其特征在于：该控制单元至少包括一个控制制动装置的第一部件及交替地使压力上升及压力下降的第二部件。

Images