CN110525408B - 用于对能够以电子方式调节滑动率的助力制动设备进行控制的方法 - Google Patents

用于对能够以电子方式调节滑动率的助力制动设备进行控制的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于对机动车的能够以电子的方式调节滑动率的助力制动设备进行控制的方法。已知的助力制动设备为了在制动回路（14、16）中产生制动压力而配备有柱塞机构（60），所述柱塞机构具有被容纳在柱塞缸（68）中的并且限定工作空间（70）的柱塞（62）。柱塞（62）能够由能够以电子的方式来操控的驱动装置（66）朝压力建立方向或者朝与此相反的空间方向、即朝压力下降方向操纵。根据本发明，一旦由所述柱塞机构（60）产生的实际制动压力已经达到了能预先给定的目标制动压力并且已经进行了车轮制动器（22‑28）以及所述柱塞机构（60）与所属的制动回路（14、16）的脱离，那就朝压力下降方向对所述柱塞（62）进行时间上受限的驱动。

Description

用于对能够以电子方式调节滑动率的助力制动设备进行控制的方法
技术领域
本发明涉及一种根据本发明的、用于对能够以电子方式调节滑动率的助力制动设备进行控制的方法，其中所述助力制动设备配备有：用于至少间接地预先给定目标制动压力的机构；柱塞机构，该柱塞机构为了在所述助力制动设备的制动回路中产生实际制动压力而具有以能够移动的方式被容纳在柱塞缸中的并且限定工作空间的柱塞，所述柱塞能够由能够以电子的方式来操控的驱动装置朝压力建立方向或者朝与此相反的空间方向、也就是朝压力下降方向来移动；车轮制动器，所述车轮制动器以能控制的方式与所述制动回路相耦合并且能够用所述实际制动压力来加载；以及电子控制器，该电子控制器用于对所述柱塞机构的驱动装置进行操控并且用于控制所述车轮制动器与所述制动回路的耦合，以用于在考虑到配属于所述车轮制动器的车轮上存在的滑动率关系的情况下使所述实际制动压力与所述目标制动压力相匹配。
背景技术
“助力制动设备”下面是指下述制动设备，对于所述制动设备来说在正常运行条件下、也就是说在无干扰的运行中制动压力不是由驾驶员通过肌肉力、而是更确切地说由通过外力来驱动的压力生成器(Druckerzeuger)来提供。对于所述压力生成器的驱动在此根据制动愿望来进行，所述制动愿望比如能够由驾驶员通过所述制动设备的操纵机构并且/或者能够由电子控制器在车辆侧的传感机构的所存在的测量数据的基础上来预先给定。
从现有技术中已知的能够以电子方式调节滑动率的助力制动设备在本专利申请的图1中借助于压力介质线路图来示出。所述压力介质线路图借助于线路符号示出了该助力制动设备的单个组件并且示出了在这些组件之间所设置的压力介质连接。
详细来讲，已知的助力制动设备具有主制动缸10，所述主制动缸示例性地能够通过制动踏板12由驾驶员来操纵。在该主制动缸10上传导压力介质地连接着两条彼此独立的制动回路14、16。所述主制动缸10与所述两条制动回路14、16的连接能够分别通过回路分离阀18、20来控制。所述回路分离阀构造为能够以电子方式来操控的、常开的2/2通路-开关阀。
通过每条制动回路14、16来分别向两个车轮制动器22-28供给压力介质。所述制动回路14、16为此分别分支为第一和第二回路分支30、32或者34、36，所述车轮制动器22-28之一分别处于所述第一和第二回路分支中。为了控制所述回路分支30-36之一与所属的车轮制动器22-28的压力介质连接，分别存在所谓的压力建立阀38、40、42、44。这些压力建立阀38-44构造为能够以电子方式来操控的、常开的2/2-通路-比例阀。分别有一个受压力介质操纵的止回阀与所述压力建立阀并联连接，所述止回阀沿着从主制动缸10到车轮制动器22-28的流动方向截止并且沿着与此相反的方向打开。
紧挨着在每个车轮制动器22-28之一的上游，每条回路分支30-36与共同的回流管路46相接触。以能够以电子方式来操控的常闭的2/2通路-开关阀-结构构成的所谓的压力下降阀50、52、54、56控制着所述回路分支30-36与所述回流管路46的压力介质连接并且由此控制着每个车轮制动器22-28之一与所述助力制动设备的储存容器48之间的压力介质连接，所述储存容器布置在所述回流管路46的末端。
各个车轮制动器22-28的压力建立阀38-44和压力下降阀50-56彼此分别构成压力调制机构，通过所述压力调制机构能够使所述车轮制动器22-28之一上的制动压力车轮独有地与当前在相应所属的车轮上存在的滑动率关系相匹配。
此外，所述助力制动设备具有能够以电子方式来驱动的压力生成器，该压力生成器在需要时在所述两条制动回路中建立制动压力。该压力生成器构造为柱塞机构60，对于所述柱塞机构来说柱塞62能够通过中间布置的传动机构64由电动的驱动马达66来驱动，以用于沿着柱塞缸68的纵轴线的方向进行平移运动。所述柱塞62在所述柱塞缸68的内部限定工作空间70，该工作空间的容积根据所述柱塞62的运动方向来缩小(压力建立方向)或者扩大(压力下降方向)。两个在所述柱塞机构60的下游设置的柱塞控制阀72、74控制着柱塞机构60与制动回路14、16的压力介质连接。这些柱塞控制阀72、74是能够以电子方式来操控的常闭的2/2通路-开关阀。
所述柱塞机构60的工作空间70通过两条供给管路76、78被连接到所述助力制动设备的回流管路46上并且借此用来自所述储存容器48的压力介质来供给。所述两条供给管路76、78沿着所述柱塞缸68的纵轴线的方向在轴向地彼此隔开的情况下汇入到其工作空间70中。布置在所述工作空间70的封闭的第一端部上的第一供给管路76由受到弹簧加载的止回阀来控制，一旦被驱动的柱塞62以其圆周已经闭锁了朝向活塞的第二供给管路78，所述止回阀就阻止压力介质从所述工作空间70中朝储存容器48的方向流出。
此外，所述助力制动设备还配备有模拟器机构80。该模拟器机构在主制动缸10与回路分离阀18、20之一之间被连接到所述制动回路14、16之一上并且包括布置在缸82中的模拟器活塞84，该模拟器活塞能够克服活塞复位元件86的力用处于操纵压力之下的压力介质来加载。该模拟器活塞84限定模拟器腔室88，该模拟器腔室与所述主制动缸10的腔室处于传导压力介质的连接之中。模拟器控制阀90处于从主制动缸10到模拟器腔室88的压力介质连接中。所述模拟器控制阀构造为能够以电子方式来操控的、常闭的2/2通路-开关阀。一旦相应地通过相应的电子的操控使得所述模拟器控制阀90打开并且所述回路分离阀18、20关闭并且通过所述制动踏板12对主制动缸10进行操纵，就将压力介质从主制动缸10的腔室中排挤到模拟器机构80中并且将其缓存在那里，而没有在所述制动回路14、16中建立制动压力。
随着对于所述主制动缸10的操纵的取消，压力介质从模拟器机构80流回到主制动缸10的腔室中。
所述助力制动设备为了对其进行控制而配备有多个传感机构。第一传感机构92与操纵机构或者制动踏板12相耦合并且根据操纵行程来检测制动愿望，由驾驶员向该制动踏板12施予所述操纵行程。由第二传感机构94检测在制动回路14、16之一中存在的制动压力。该第二传感机构94在柱塞机构60与柱塞控制阀72、74之间与制动回路14、16相连接。第三传感机构96测量电流强度，用该电流强度来给柱塞机构60的驱动马达66通电，第四传感机构98测量旋转角，所述驱动马达66的驱动轴以该旋转角来旋转，并且第五传感机构包括车轮转速传感器100-106，这些车轮转速传感器中相应的一个车轮转速传感器布置在车辆的车轮上。从所述车轮转速中可以通过已知的车轮周长来求取车轮圆周速度。
所阐释的传感机构92-106将其测量数据传输给助力制动设备的电子控制器108，由该电子控制器对这些测量数据进行进一步处理。在附有使各个车轮制动器的制动压力与相应的制动愿望相匹配并且在此考虑到在车轮上相应地存在的滑动率关系的指示的情况下，所述电子控制器108将操控信号输出给所阐释的阀18、20、38-44、50-56、72、74、90并且输出给所述柱塞机构60的驱动马达66。
为了比如在所述车轮制动器22-28中建立制动压力，打开所述柱塞控制阀72、74和压力建立阀38-44并且关闭所述回路分离阀18、20以及所述压力下降阀50-56。此外，朝着压力建立方向驱动所述柱塞机构60。否则，也就是说为了压力下降，关闭所述压力建立阀38-44并且打开所述压力下降阀50-56，使得压力介质由于所存在的压力降而从车轮制动器22-28朝储存容器48流出。
因此，被排出的压力介质当然不再供接下来通过柱塞机构60进行的制动压力建立所用。在所述柱塞缸68的工作空间70中贮存的(vorhalten)压力介质在多个彼此相继的压力建立和压力下降周期的过程中逐渐地减少并且因此必须时常加以补充。这种压力介质补充通常只有在所述工作腔室70中的剩余容积已经低于以前所规定的并且在所述电子控制器108中所保存的最小值时才进行。所述工作腔室70中的所存在的压力介质的最小值尤其是必要的，以用于在制动过程期间在需要时能够进行车轮独有的制动压力匹配。所述压力介质补充通过在先前关闭柱塞控制阀72、74时朝着压力下降方向驱动所述柱塞机构60这种方式来进行。随着所述柱塞62的朝着压力下降方向的运动，在所述柱塞机构60的工作空间70中形成负压，通过所述负压来自所述储存容器48的压力介质通过供给管路76的朝该流动方向打开的止回阀续流
Figure GDA0004128833060000041
到工作空间70中。
在容积补充的持续时间里，所述柱塞机构60没有供在所述制动回路14、16中的制动压力建立所用。因此，容积补充尽可能少地并且极快地来执行，以便在所进行的制动过程期间对车辆稳定性或者车辆减速没有不好的影响。
压力介质的、能在所述柱塞机构60中储存的容积通过供所述柱塞机构60所用的机械的构造空间而受到限制。此外，根据所述车辆的车轮制动器22-28的容积消耗或者制动功率来设计所述工作空间70的容积。
发明内容
根据本发明的控制方法提供以下优点，即：既存的车辆制动系统能够配备尺寸更为紧凑的的柱塞机构，因此占用较小的构造空间并且最后能够更为成本低廉地形成。
作为替代方案，既存的车辆制动设备的无变化地设计的柱塞机构也能够用在下述车辆中，所述车辆配备有相对于此更有效率的、也就是体积更大的车轮制动器。
在这两种情况中，通过将尺寸缩小原理应用到柱塞机构的流体力学上的设计上这种方式节省了部件成本及材料成本。
本发明的另外的优点或者有利的改进方案从从属权利要求中并且/或者从以下说明中得出。
附图说明
本发明在附图中示出并且用以下说明进行详细阐释。
附图总共包括三张图，其中
图1示出了在说明书导言中所赞赏的并且作为本发明的基础的、能够以电子的方式调节滑动率的助力制动系统的导引压力介质的布局；
图2示出了具有制动系统的多条压力/容积-特性曲线的图表，在所述柱塞机构的柱塞由其驱动装置朝压力建立方向被驱动时产生所述压力/容积-特性曲线；并且在
图3中关于时间示出了在利用车轮独有的制动压力调节进行的制动过程期间、比如利用防抱死保护调节进行的制动过程期间的车辆速度及车轮圆周速度的变化曲线。
具体实施方式
在根据图2的图表200中，在X轴202上绘示了所述柱塞机构60的工作空间70的容积并且在Y轴204上绘示了所述助力制动设备的制动回路14、16之一中的、由该柱塞机构60所产生的压力。所绘入的特性曲线由此表明柱塞机构60的压力/容积-特性曲线206、208，在所述柱塞62由驱动马达66朝着压力建立方向、也就是朝工作空间70变小的方向操纵时产生所述压力/容积-特性曲线。
在所述图表200的右端沿着X轴202从Y轴204到垂线210的间距表明所述柱塞机构60的工作空间70的最大容积(100％)、也就是在所述柱塞62通过其驱动马达66进行运动的开始时所述工作空间70的容积。
在所述图表200的上端用虚线示出的水平线212表明制动愿望或者是有待由所述柱塞单元60设定的目标制动压力。该目标制动压力要么通过由驾驶员对助力制动设备的制动踏板12进行的操纵并且/要么就应该在不取决于驾驶员的情况下执行的自动的制动过程而言通过所述电子控制器108来预先给定。
通过对于所述柱塞机构60的驱动马达66的、朝着压力建立方向的电操控，所述柱塞62将压力介质从柱塞机构60的工作空间70移到制动回路14、16中，并且该工作空间70的容积因此连续地减小。相反，所述助力制动设备的制动回路14、16中的制动压力从初始的大气压力连续地上升。如果所述柱塞缸68中的柱塞62已经运动到位置214中，那就达到了目标制动压力(水平线212)。在此，抛物线状地弯曲的压力-容积-特性曲线206与水平线212相交。在图表200的右端从X轴202上的位置214直至垂线210的间距表明所述柱塞机构60的工作空间70的余下的剩余-容积。所述余下的剩余-容积能够在需要时用于执行车轮独有的压力调节并且还仅仅为所述工作空间70的初始存在的容积的一小部分、在图表200中比如大约50％。
在已经达到了所述目标制动压力之后，由所述电子控制器48进一步如此操控压力建立阀38-44，使得所述压力建立阀从其通流位置切换到其截止位置中并且由此锁住车轮制动器22-28中的制动压力。如果与此同时将所述柱塞控制阀72、74置于其截止位置中并且现在由所述驱动马达66朝着压力下降方向、也就是朝工作空间70变大的方向操纵柱塞62，那么通过柱塞62的这种运动在工作空间70产生比在储存容器48中存在的大气压力小的压力。所述供给管路76的止回阀上的压力降打开该止回阀，并且压力介质从储存容器48中续流到柱塞机构60的扩大的工作空间70中。在所述柱塞机构60中，所储存的压力介质容积从其初始的容积的到目前为止比如50％又增加到比如70％，并且在那里供接下来的制动过程所用。所述柱塞62在此从位置214运动到位置216中。所述工作空间70的在位置216中的更大的容积在图表200中能够借助于距垂线210的、相对于位置214变大的间距来读出。特性曲线208在其走向中对应于特性曲线206，但是由于柱塞62的位置移动而在图表200的其它位置处再次绘入。
通过所阐释的容积补充，在必须执行强制的容积补充之前，柱塞机构60能够控制较大数目的彼此相继的压力建立过程，直至达到其工作空间70的最小容积。与此相对应，所述柱塞机构60在其运行时间的更大的份额的范围内供制动压力调节所用。作为替代方案，能够使用所存在的柱塞机构60，以用于向更高效的车轮制动器、也就是对压力介质具有更大的需求的车轮制动器进行供给，而为此不需要使用单独匹配的被设计得更大的柱塞机构60。
所述柱塞机构60的工作空间70的容积补充如所阐释的那样紧接在通过所述柱塞机构60设定了预先给定的目标制动压力之后来进行。在此对容积补充的执行来说并不重要的是，所述柱塞机构60的工作空间70在该时刻是已经达到还是没有达到所规定的最小值。所述容积补充能够在没有车轮独有的压力调节的制动过程中或者也在带有车轮独有的制动压力调节的制动过程的开始时得到触发。但是，就车轮独有的制动过程来说，应该选择合适的进行容积补充的触发时刻。
借助于根据图3的图表来说明该合适的、在所进行的带有车轮独有的压力调节的制动过程期间的触发时刻。在图表300中，X轴302代表着时间轴并且Y轴304代表着速度轴。所绘入的第一特性曲线306表示被制动的车辆的车辆速度的变化曲线并且第二特性曲线308表示该车辆的被制动的车轮的车轮圆周速度。在所示出的制动过程的开始，车辆速度和车轮圆周速度首先一样大，而后车辆速度连续地减小，使得第一特性曲线306通过连续的弧形的变化曲线来表征。相对于此，所示出的车轮圆周速度(第二特性曲线308)则拥有周期性的波形的变化曲线，因为在相关的车轮上比如由于所存在的滑动率关系而存在不稳定的滚动情况。该车轮由此首先比整个车辆明显更加强烈地得到减速，直至车轮圆周速度最后如此程度地下降，使得所述车轮面临着抱死情况。抱死危险或者仅仅还非常缓慢的旋转的车轮由车轮转速传感器100-106来识别并且作为电子信息来传输给电子控制器108。随后，所述电子控制器108将相关的车轮的压力建立阀38-44置于其截止位置中并且打开压力下降阀50-56，以便将压力介质从相关的车轮制动器22-28排放到储存容器48中并且由此降低所施加的制动压力。随着制动压力的降低而出现车轮的旋转运动的逐渐的加速并且由此出现车轮圆周速度的重新的增加，直至车辆速度和车轮圆周速度又已经彼此接近或者至少差不多一样大。随后，通过重新向车轮制动器22-28加载依然在制动回路14、16中存在的制动压力这种方式来开始所阐释的周期。为此，通过压力建立阀38-44的开口又将车轮制动器22-28传导压力介质地连接到制动回路14、16上。
通过在所述电子控制器108中对车辆和车轮的、在所进行的带有车轮独有的压力调节的制动过程期间的速度进行比较这种方式，能够探测到下述制动阶段，在所述制动阶段中在车辆速度(第一特性曲线306)与车轮圆周速度(第二特性曲线308)之间存在较大的偏差，或者换句话说能够探测到下述制动阶段，在所述制动阶段中在一个或者多个车轮上存在不稳定的滚动情况。这样的制动阶段可以在图表300中在两条所绘入的垂线310与312之间看出。在这样的制动阶段期间既没有在制动回路14、16中也没有在车轮制动器22-28之一中进行制动压力建立，并且因此停止对于所述柱塞机构60的操纵。非活动性的柱塞机构60因此能够通过对于柱塞控制阀72、74的电子操控的取消来与制动回路14、16脱离并且同时所述柱塞62能够由电子控制器108朝着压力下降方向来驱动，而这些措施没有对所述制动回路14、16或者车轮制动器22-28中的压力关系产生影响。车辆的一个或者多个车轮上的不稳定的滚动状态因此适合用于对所述柱塞机构60进行容积补充。
一旦车辆速度(第一特性曲线306)和车轮圆周速度(第二特性曲线308)在相关的制动阶段中又已经彼此相适应(angleichen)并且由此又在相关的车轮上建立稳定的滚动情况，那就结束对于所述柱塞单元60的容积补充。为此，通过对于所述电子控制器108的相应的操控来打开所述柱塞控制阀72、74和压力建立阀38-44，并且可能为所述制动回路14、16中的接下来的制动压力建立而又朝着压力建立方向来驱动所述柱塞62。根据垂线310与312之间的所提供的持续时间，能够通过朝着压力下降方向驱动柱塞单元60这种方式用压力介质来部分地或者完全地填充所述工作空间70。但是，只有在最小填充持续时间可用时才进行所述填充。通常，供所述容积补充所用的时间间隔不足以用来又百分之百地用压力介质来填满所述工作空间70。尽管如此，借助于所提出的方法，相对于现有技术能够明显地延长所述柱塞机构60的运行时间，直至达到所述工作空间70的最小容积并且必须强制执行压力介质补充。
当然，也能够考虑对所描述的实施例进行更改和补充，而不会偏离本发明的基本构思。

Claims (6)

1.一种用于对用于机动车的、能够以电子的方式调节滑动率的助力制动设备进行控制的方法，
其中所述助力制动设备配备有
用于至少间接地预先给定目标制动压力的机构(12)；
柱塞机构(60)，该柱塞机构为了在所述助力制动设备的制动回路(14、16)中产生实际制动压力而具有以能够移动的方式被容纳在柱塞缸(68)中的并且限定工作空间(70)的柱塞(62)，所述柱塞能够由能够以电子的方式来操控的驱动装置(66)朝压力建立方向或者朝与此相反的空间方向、也就是朝压力下降方向来移动；
车轮制动器(22-28)，所述车轮制动器以能控制的方式与所述制动回路(14、16)相耦合并且能够用所述实际制动压力来加载；以及
电子控制器(108)，该电子控制器用于对所述柱塞机构(60)的驱动装置(66)进行操控并且用于控制所述车轮制动器(22-28)与所述制动回路(14、16)的耦合，以用于在考虑到配属于所述车轮制动器(22-28)的车轮上存在的滑动率关系的情况下使所述实际制动压力与所述目标制动压力相匹配，其特征在于，
一旦由所述柱塞机构(60)所产生的实际制动压力已经达到了预先给定的目标制动压力并且已经执行了所述车轮制动器(22-28)及柱塞机构(60)与所属的制动回路(14、16)的脱离，就借助于通过所述电子控制器(108)对所述驱动装置(66)进行的相应的操控来朝压力下降方向操纵所述柱塞机构(60)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
通过对于配属于所述车轮制动器(22-28)的压力建立阀(38-44)的电子操控由所述电子控制器(108)来执行所述车轮制动器(22-28)与所述制动回路(14、16)的脱离，通过所述压力建立阀能够控制所述车轮制动器(22-28)中的制动压力的建立。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
通过对于柱塞控制阀(72、74)的电子操控的取消由所述电子控制器(108)来执行所述柱塞机构(60)与所述制动回路(14、16)的脱离，利用所述柱塞控制阀能够控制所述柱塞机构(60)与所述制动回路(14、16)的压力介质连接。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
如果由所述电子控制器(108)确定配属于所述车轮制动器(22-28)之一的车轮上的不稳定的滚动特性，就朝着压力下降方向执行对于所述柱塞机构(60)的驱动。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，
如果确定车辆速度(206)与车轮圆周速度(208)之间的、超过能在所述电子控制器(108)中确定的极限值的偏差，那就能够通过所述电子控制器(108)根据所述车辆速度(206)与所述车轮圆周速度(208)的比较来确定车轮的不稳定的滚动特性。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
如果没有对所述车轮制动器(22-28)之一上的制动压力执行车轮独有的调节，则朝着压力下降方向来驱动所述柱塞机构(60)的柱塞(62)。
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