CN107867273A - 用于操作机动车辆的液压制动系统的方法以及用于机动车辆的液压制动系统 - Google Patents

Abstract

在根据本发明的用于操作具有制动助力器和液压制动助力功能的机动车辆的液压制动系统的方法中，检测制动压力p_B，基于检测到的制动压力p_B来估计在制动助力器的负压室中普遍存在的负压p，并且基于估计的负压p来控制液压制动助力功能，考虑到液压制动助力功能的启用而估计负压p。本发明还涉及一种机动车辆的相应的液压制动系统。

Description

用于操作机动车辆的液压制动系统的方法以及用于机动车辆 的液压制动系统

技术领域

本发明涉及一种用于操作机动车辆的液压制动系统的方法以及涉及一种用于机动车辆的液压制动系统。

背景技术

现今，机动车辆的制动系统通常体现为液压制动系统。在这样的制动系统中，设置有主制动缸，其中，通过在填充有制动流体的压力室中激活连接到制动踏板的活塞；产生经由液压管线传递到至少一个车轮制动装置的压力。车轮制动装置包括：车轮制动缸，其基于制动流体的压力使制动钳与安装在其上的制动衬片移动到抵靠制动鼓或制动盘。以这种方式，可以通过激活制动踏板来产生和计量作用在连接到制动鼓或制动盘的车轮上的制动力。主制动缸通常体现为串联的主制动缸，其具有一个接一个布置的两个压力室，这两个压力室由第二活塞分开，并且用于向两个独立的制动回路施加压力。

为了提高制动力，制动系统通常包括制动助力器，该制动助力器根据制动踏板的激活产生作用在制动踏板的激活方向上的附加力，结果是主制动缸的活塞在激活方向上通过增加的力而被移动。制动助力器具有工作隔膜，其布置在负压室和工作室之间并且连接到主制动缸的活塞杆。如果制动踏板没有被激活，则相同的压力(特别是例如在机动车辆的发动机的进气歧管中可获得的或通过抽吸泵可获得的负压)普遍存在于负压室和工作室中。如果驾驶员激活制动踏板，则工作室经由阀受到通过连接到大气而可获得的相对高的压力。因此，在活塞杆上产生取决于施加在制动踏板上的踏板力或踏板行程并辅助踏板力的附加力。

可产生的最大附加力取决于制动助力器中普遍存在的负压。当机动车辆正在运行时，可能会发生可产生的最大附加力不足以产生所需制动力的情况。可能是这种情况，例如，当在制动状况下(例如在紧急制动状况下)，需要高制动压力，使制动助力器中存在的负压不足以产生。对于这种情况，可以提供液压制动助力操作(液压制动助力(HBB)，在下面称为液压制动助力操作)，其中，制动流体利用一个或多个制动流体泵沿车轮制动装置的方向额外进给，并且结果在车轮制动缸中产生增加的压力。这种制动流体泵通常存在于具有车辆运动动力学控制系统的机动车辆中。因此，产生比仅通过使用制动助力器操作的主制动缸的各自情况下可能的更高的制动力。

需要知道在制动助力器或连接在其上的负压储液器中普遍存在的负压，以控制液压制动助力操作。为此，可以提供负压传感器，其信号可用于控制HBB功能。然而，这样的传感器在制造和维护方面产生增加的费用。

EP 1 270 308 A2公开了一种发动机停止/启动系统，制动助力器中的负压和制动激活操作被监控，以便检测负压是否不足以确保制动器的功能。如果制动助力器的负压降低到低于阈值，则启动发动机。在这种情况下，可以省去负压传感器，并且基于在发动机停止之前普遍存在于进气歧管中的负压、主制动缸中普遍存在的液压压力以及制动激活操作来估计负压，这导致负压被消耗。

DE 10 2009 027 337 A1公开了一种用于估计机动车辆制动助力器中普遍存在的负压的方法和用于机动车辆的停止/启动控制装置，仅基于普遍存在于主制动缸中的液压压力和当前发动机转速来估计负压。

根据WO 2012/101010A2，在用于确定普遍存在于用于供给车辆的制动助力器的负压系统中的负压值的方法中，测量制动踏板行程，确定相应的制动踏板力，测量液压制动压力，确定制动助力器的输入力和输出力并且由此确定普遍存在于负压系统中的负压。

在用于估计制动助力器中普遍存在的负压的已知方法中，当液压制动助力操作被启用时，特别地不准确可能由于这个事实而发生，即，当液压制动助力操作被启用时，主制动缸中所测量制动压力不能得出关于在制动助力器中隔膜的行程的任何明确的结论。此外，当液压制动助力操作被启用时，即便作用在车轮制动装置中的车轮制动压力增大并且制动踏板未被释放而是继续被驾驶员压下，但在主制动缸中也可能会发生压力下降。在已知的方法中，主制动缸中的压力的降低可以类似于制动踏板的释放进行评估，这导致对负压的消耗的不正确的估计，并因此导致普遍存在的负压的不正确的估计。对负压或负压储备的不正确估计可能对液压制动助力操作的功能产生不利影响。

发明内容

本发明的目的是指定一种用于操作机动车辆的液压制动系统的方法以及一种用于机动车辆的液压制动系统，以尽可能避免上述缺点。

该目的通过独立权利要求中指定的一种方法并且一种制动系统来实现。

根据本发明的方法涉及一种机动车辆的制动系统的操作，该制动系统是液压制动系统，其特别地具有作用在机动车辆的至少一个车轮上的至少一个车轮制动装置并且包括例如车轮制动缸，可以将负压的制动流体施加到车轮制动缸。制动系统具有制动助力器，该制动助力器利用负压操作，并且提高了利用制动踏板施加的激活力。特别地，制动助力器作用在与至少一个车轮制动装置流体连通的主制动缸的活塞杆上。通过激活制动踏板，主制动缸的活塞可以沿激活方向上移动，由此在主制动缸的压力室中发生由制动助力器辅助的压力的增加。产生的压力经由制动流体输送到车轮制动装置，其中，产生作用在相应车轮上并相应于压力的制动力。

制动系统还具有液压制动助力功能(HBB功能)。当HBB功能被启用时，制动流体通过一个或多个制动流体泵被附加地进给到车轮制动装置，并且结果是在车轮制动缸中产生增加的车轮制动压力。特别地，制动系统配备有车辆运动动力学控制系统，其可以包括例如防抱死制动系统和电子稳定性控制系统的功能；用于车轮制动装置中的附加地增加压力的制动流体泵通常存在于具有车辆运动动力学控制系统的制动系统中。

根据本发明的方法，在制动系统中检测到下面称为制动压力的液压压力。基于检测到的制动压力来估计在制动助力器的负压室中普遍存在的负压。此外，基于估计的负压来控制液压制动助力功能(HBB功能)，可以考虑在液压制动助力操作的控制期间提供另外的输入变量。特别地，基于估计的负压与检测到的制动压力的比较或者与达到期望的制动压力所需的负压的比较来启用HBB功能。

根据本发明，考虑到HBB功能的启用来估计制动助力器的负压室中普遍存在的负压。可以考虑例如通过检测HBB功能的启用信号或启用参数来启用HBB功能。在这种情况下，可以规定，除了制动压力和启用信号或启用参数之外，还考虑了另外的输入变量来估计负压。以这种方式估计的负压可以例如作为连续进一步估计液压制动助力操作结束后的负压的起点，并且用于HBB功能的任何后续启用的起点。

考虑到HBB功能的启用来估计制动助力器的负压室中普遍存在的负压允许负压的改进的估计，并且特别地允许校正由于制动流体泵的影响和/或由于与液压制动助力操作一起激活制动踏板而可能产生的不精确度。根据本发明，已经认识到，HBB功能对检测与HBB功能的控制相关的影响变量和在液压制动助力操作结束期间或之后发生的制动踏板激活操作的反应可能是非最佳触发或执行HBB功能的重要原因。因此，根据本发明的方法允许以这种方式引起的故障(特别是不正确地估计制动助力器中普遍存在的负压)被校正，并且因此允许改进的液压制动助力操作的控制。

检测到的制动压力特别地是主制动缸中普遍存在的液压压力。所述压力可以例如通过压力传感器来检测，该压力传感器布置在主制动缸的压力室中或与其流体连接的制动系统的流体系统的区域中。因此，简单且可靠地检测制动压力成为可能。

优选基于制动踏板行程来估计负压。制动踏板行程指定与静止位置相比制动踏板被压入的距离，并且因此构成了对于激活制动踏板的衡量标准。制动踏板行程确定对制动助力器的工作室施加大气压力，并且因此确定由制动助力器产生的增压力和由负压源产生的并且在制动助力器的负压室或者在负压储液器中可获得的负压的消耗二者。特别地，可以从制动踏板行程确定负压室或负压储液器中的压力变化。在这种情况下，考虑工作室和负压室或负压储液室的已知体积以及制动踏板行程上的制动助力器的与制动踏板联接的阀的功能的已知依赖性。从压力的变化和负压的消耗来估计普遍存在的负压的各个当前值。以这种方式，在为此不需要单独的压力传感器的情况下可以估计制动助力器中普遍存在的负压值。

如果适当的话，除了制动踏板行程之外，有利地检测例如在预定时间段内已发生的制动踏板的激活操作的次数，并且该次数在负压的估计中被考虑。检测激活操作次数允许在预定的时间段内检测负压的消耗或变化。因此，在为此不需要单独的压力传感器的情况下，更准确地估计制动助力器中普遍存在的负压同样成为可能。

在特别有利的方式中，可以规定，通过检测制动压力或其时间曲线来检测制动踏板的激活，制动压力特别是主制动缸中普遍存在的液压压力。由于制动踏板被连接到主制动缸，因此所产生的制动压力取决于制动踏板行程并且允许其被检测。同样地，由此可以检测制动踏板的激活操作次数。以这种方式，仅基于例如通过分配给主制动缸的压力传感器可以检测到的制动压力使估计制动助力器中普遍存在的负压成为可能。

负压优选考虑环境压力(特别是大气压力)以及为负压室或负压储液器提供负压的负压源的功能信号来估计。负压源可以是例如机动车辆的发动机的进气歧管或负压泵。负压源的功能信号可以指定例如发动机或负压泵是否正在运行。因此，制动助力器中普遍存在的负压进一步改进的估计成为可能。

当估计负压时，可以有利地假设在液压制动助力功能的启用期间负压是恒定的。这至少是由于HBB功能总体上通过释放制动踏板而停用的情况，并且因此可以假设只要HBB功能被启用，制动踏板就不会释放，并且因此没有相应的负压消耗发生。因此，使负压的改进的估计容易成为可能。

如果在液压制动助力操作期间或结束时释放制动踏板，则为基于制动踏板行程的负压的估计优选地采用用于制动踏板行程的增加值。特别地，可以为制动踏板行程的增加值采用最大可能的制动踏板行程。因此，在HBB功能结束后的负压估计期间，很容易考虑到在这种情况下当HBB功能被启用时负压的消耗大于相应的制动踏板行程的事实。因此，在HBB功能的启用期间，制动踏板行程可能增加，从而如果制动踏板在液压制动助力操作的结束时或结束后再次被释放，则由于制动踏板的向后运动而发生的欠压的消耗将被低估。以这种方式，负压的进一步改进的估计成为可能，在HBB功能停用之后，可以以已知方式获得估计值，以继续估计负压并重新启用制动系统或机动车辆的HBB功能或其它功能。

以有利的方式，可以规定，当制动助力器的负压室或负压储液器中普遍存在的负压的阈值下冲时，液压制动助力功能被启用。例如，该阈值可以永久地被预定义，或者可以取决于各自的情况(例如取决于制动踏板行程)。因此，用于产生在各种情况下足够的制动力的HBB功能的干预容易成为可能。

如果机动车辆的速度低于速度阈值或检测到的制动压力低于压力阈值，则液压制动助力功能优选地不独立于估计的负压值而被启用。在这些情况下，可以假设不需要HBB功能的启用，并且避免制动流体泵的不必要的操作。

根据本发明的用于机动车辆的液压制动系统包括主制动缸、流体系统、用于检测制动压力的压力传感器、用于液压制动助力操作的至少一个制动流体泵以及优选的电子控制装置，该主制动缸可以凭借制动助力器通过致动踏板激活，该制动助力器利用负压操作，该流体系统具有用于在压力下将制动流体施加到作用在机动车辆的车轮上的至少一个车轮制动装置以便产生制动力的流体管线，该优选的电子控制装置被配置为执行上述方法。

附图说明

以下，通过举例的方式，参照附图对本发明进行更详细的说明，附图中：

图1以示例的方式示出了根据本发明的示例性实施例的方法的简化流程图。

具体实施方式

在下面的文本中，作为示例，描述了可以有利地使用根据本发明的方法的驾驶状况。

当机动车辆正在运行时，驾驶员激活制动踏板并且持续增加由该驾驶员施加的踏板力，结果是通过改变制动助力器中的阀的位置来增加工作室中的绝对大气压力。这略微降低了负压室中普遍存在的负压，即负压室中的绝对压力稍微增加，因为室的体积由于隔膜的移动而收缩，同时空气分子的数量最初保持相同。

如果增加的制动压力超过相应的阈值，则HBB功能被启用。在这种情况下，车辆运动动力学控制系统的制动流体泵将制动流体从主制动缸泵送到车轮制动缸。这导致主制动缸中的压力下降。如果只是基于主制动缸中的制动压力来确定活塞杆或制动助力器的隔膜的位置，则在这种情况下，即使制动踏板不必被移动，也可以推断制动助力器中的负压储备的减小，因此实际上不消耗负压。

此外，根据流体泵的瞬时输送能力，极少的制动流体可以从制动流体储液器流入主制动缸。这导致这样一种情况，即，尽管测量的制动压力下降，但是制动踏板在施加的踏板力不变的情况下进一步被压下。如果驾驶员释放制动踏板，并且由此使HBB功能和流体泵停用，则主制动缸的活塞向后移动，并且制动助力器中的阀的位置将工作室连接到负压室。这导致了负压储备的下降，也就是说负压室绝对压力的上升。由于通过HBB功能启用制动流体泵，因此制动踏板被进一步偏转，这在当制动踏板被释放时可能导致负压的消耗增加。

在估计负压消耗期间，上述故障可以通过根据本发明的方法来避免。因此，例如可以基于HBB功能的当前启用的特性或HBB功能的先前启用的特性来利用关于执行的制动踏板行程(例如执行的估计踏板行程)的信息。另一方面，对于执行的踏板行程，也可以采用固定值，在每个HBB启用操作中将固定值添加到来源于制动压力的踏板行程，或者可以采用最大可能的踏板行程。因此，可以实现对制动助力器中普遍存在的负压的改进的估计，并且因此可以实现液压制动助力操作的改进的启用或控制。

图1以流程图的形式示出了根据本发明的示例性实施例的方法的概要。在机动车辆驾驶模式中，机动车辆以v>v_S的速度移动，其中，v_S是阈值，其下冲(Unterschreiten)表示机动车辆的静止状态，持续地估计制动助力器的负压储液器中普遍存在的负压p。负压储液器通过连接到机动车辆的发动机的进气歧管或负压泵而被提供负压，并使制动助力器的负压室和工作室的负压可用。基于由分配给主制动缸的压力传感器检测到的制动压力p_B以本身已知的方式进行负压p的估计。在这种情况下，可以例如考虑发动机转速进行负压p的估计，例如在DE 10 2009 027 373 A1中所描述的，该文献通过引用的方式并入本申请中。

此外，例如基于指示液压制动助力功能的启用的启用信号，连续地检查所述制动助力功能是否被启用。如果不是这种情况，则以上述方式进一步估计负压p。

如果检测到HBB功能被启用，则检查用于制动踏板行程s_P的值是否可得；这样的值可以是例如通过踏板行程传感器检测到的测量值，或例如基于制动压力p_B估计的值。如果测量值或估计值s_P可用于制动踏板行程，则基于该值s_P确定负压储液器中的负压的消耗，并且基于确定的消耗和制动压力p_B来估计用于制动阻力器中的负压的校正值p_corr。如果没有测量值或估计值s_P可用于制动踏板行程，则使用最大可能的制动踏板行程s_Pmax来取代测量值或估计值s_P，并且基于s_Pmax来确定负压储液器中的负压的消耗，并且基于确定的消耗量和制动压力p_B来估计用于制动助力器中负压的校正值p_corr。在p_corr的估计期间，在这两种情况下，可以考虑进一步的输入变量，例如环境压力和指示发动机或负压泵的操作的功能信号。

以上述故障源较不敏感的方式估计的负压p_corr可用于控制HBB功能，并且作为进一步估计液压制动助力操作结束后的负压p的基础，并且用于进一步控制HBB功能，并且如果适用的话用于控制制动系统或机动车辆的其它功能。

Claims (12)

1.一种用于操作具有制动助力器和液压制动助力功能的机动车辆的液压制动系统的方法，检测制动压力p_B，基于所述检测到的制动压力p_B来估计所述制动助力器的负压室内普遍存在的负压p，并且基于所述估计的负压p来控制所述液压制动助力功能，考虑到所述液压制动助力功能的启用而估计所述负压p。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述制动压力p_B是所述主制动缸中普遍存在的所述液压压力。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，基于制动踏板行程s_P来估计所述负压p。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，基于所述制动踏板的激活操作的次数来估计所述负压p。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，基于所述检测到的制动压力p_B来确定所述制动踏板的所述制动踏板行程s_P和/或所述激活操作的次数。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，考虑到环境压力和/或负压源的功能而估计所述负压p。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，在所述液压制动助力功能的启用期间，所述估计的负压p是恒定的。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于，当在液压制动助力操作已结束之后释放所述制动踏板时，采用用于所述制动踏板行程s_P的增加值。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述制动踏板行程s_P的增加值是最大制动踏板行程s_Pmax。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，其特征在于，当所述负压p的阈值下冲时，所述液压制动助力功能被启用。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的方法，其特征在于，如果所述机动车辆的速度低于速度阈值或所述检测到的制动压力p_B低于压力阈值，则所述液压制动助力功能不被启用。

12.一种用于机动车辆的液压制动系统，包括可通过制动助力器利用制动踏板激活的主制动缸、具有用于在压力下将制动流体施加到至少一个车轮制动装置的流体管线的流体系统、用于检测制动压力p_B的压力传感器和用于液压制动助力操作的至少一个制动流体泵、以及控制装置，

其特征在于，所述控制装置被配置为执行如前述权利要求中任一项所述的方法。