CN110789511A - 用于运行制动系统的控制器和方法、制动系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于求取在机动车的液压的制动系统（1）中的泄漏（V_leak）的方法，其中，所述制动系统（1）具有至少一个能够液压操纵的车轮制动器（LR、RF、LF、RR）、至少一个压力发生器（11）和配属于所述车轮制动器（LR、RF、LF、RR）的至少一个排气阀（9）。

Description

用于运行制动系统的控制器和方法、制动系统

技术领域

本发明涉及一种用于求取在机动车的液压的制动系统中的泄漏的方法，其中，所述制动系统具有至少一个能够液压操纵的车轮制动器、至少一个压力发生器和配属于所述车轮制动器的至少一个排气阀，所述排气阀根据该机动车的行驶状况而被操纵以获得行驶稳定性，并且其中，监视该制动系统的液压容积。

另外，本发明涉及一种控制器，该控制器专门设置用于执行上述 方法，以及一种具有这样的控制器的制动系统。

背景技术

开头提到的类型的方法已由现有技术公开。为了能够确保液压的制动系统的功能，重要的是在所述制动系统中一直存在足够的制动液体。为此，通常罐用于保存和提供所述制动液体，所述制动系统在需要时从所述罐中获得制动液体。然而，制动系统通常受到一定的泄漏，由于所述泄漏，制动液体随着时间流失并且因此不再能够供制动过程使用。这例如导致在使用具有能够移动的液压活塞的压力发生器用于产生压力时，所述液压活塞必须随着时间总是进一步地移动，以便能够在所述制动系统中实现相同的压力。在了解这种关联下已知的是，根据对该液压活塞的操纵来监视该制动系统的液压容积。例如，如果以电动的方式操控所述液压活塞（如在电动辅助或者运行的制动系统中那样），则能够简单地求取该液压活塞的位置并且该位置能够用于评估该液压容积。然而，如果执行动态制动过程，在制动过程中例如通过操纵配属于车轮制动器的阀来减小所述液压压力或者从相应的制动回路中释放液压容积以快速减小所述制动力（如在ABS系统中实际应用的那样），则不再能够轻易地执行对该液压容积的正确的分析。由于车轮制动器的排气阀以特别高的频率切换，被观察的制动回路的弹性不断变化。这导致难以借助于已知的方法来精确地确定现有泄露。

发明内容

根据本发明的具有权利要求1特征的方法具有下述优点：即使在执行尤其是动态的制动过程时也能够精确地求取泄漏，所述动态的制动过程例如自动地通过操控该机动车以维持行驶稳定性而被执行或者受到影响。由此得到该制动系统的更高的可靠性，因为能够迅速并且精确地检测关键性的泄漏。根据本发明为此规定，根据求取的液压容积并且根据对阀的操纵来求取所述泄漏。通过在计算所述泄漏时考虑阀操纵来实现：检测并且在求取在所述制动系统中的实际上的无意（ungewollt）的泄漏时考虑到在所述阀操纵时在所述制动系统中出现的振动以及尤其由于操纵排气阀的容积损失。由此能够在所述制动系统中的制动液体的整体容积变化（Gesamtvolumenänderungen）中减去由于尤其操纵排气阀的有意的泄漏，以便得到无意的泄漏。由此，即使在主动制动干预或者运行时也确保简单并且可靠地求取在所述制动系统中的泄漏。

根据本发明的一种优选的扩展方案，求取该制动系统的制动液体的在所述制动系统中起作用的实际容积与在所述制动系统中预先给定的、用于产生要求的制动力的目标容积的差作为液压容积。所述实际容积是该制动液体的实际上处在所述制动系统中的容积。所述目标容积是在所述制动系统中设定的或者应设定的、用于达到期望的制动力的容积。如果出现泄漏，则所述实际容积与所述目标容积不同，从而在原本设定的目标容积的情况下所述实际容积较小，并且由此不能够达到期望的制动力。因此必须提高所述目标容积。目标容积与实际容积的差是对于所述泄露而言需要考虑的相关的液压容积。

另外，优选规定，根据在所述制动系统中的制动液体的液压压力确定所述起作用的实际容积。在此，持续监视、尤其是借助于压力传感器持续监视在所述制动系统里的制动液体中的液压压力。根据检测到的液压压力优选估计该制动液体的起作用的存在在所述制动系统中的实际容积。

另外，优选规定，根据对所述压力发生器的操纵、尤其是根据该压力发生器的液压活塞的活塞移动来求取所述目标容积。为此，优选存在转子位置传感器，该转子位置传感器监视驱动所述活塞的电动机的转子位置，以便由该电动机的转子位置求取在泵缸中的活塞的位置，由该位置能够推导出由所述液压活塞引入到所述制动系统中的液压容积。替代地，所述液压活塞配属有位移传感器，该位移传感器直接在该活塞的运动位移中并且因此监视推入到所述制动系统中的液压容积。在两种情况下都能够确定简单地并且可靠地求取被压入（eintreiben）到所述系统中的液压容积。由于所述压力发生器被操纵或者被驱动，因此通过该压力发生器压入的液压容积是所述目标容积。当例如在所述液压缸中的制动液体由于泄露而比理论上可能存在的少时，由所述液压活塞实际上压入的容积能够与所述目标容积不同。

另外，优选规定，根据对所述至少一个排气阀的操纵来求取在所述制动系统中的容积损失，并且由求取的液压容积与所述容积损失之间的差确定所述泄漏。因此，在确定作为容积损失的泄漏时考虑对该阀的操纵，其中，这个容积损失是有意的容积损失，该有意的容积损失由对阀的操纵产生。在了解该排气阀的尺寸和工作方式下，能够计算或者估计能够通过所述排气阀实现的容积损失。如果将所述容积损失从求取的液压容积中减去，则以有利的方式得到该制动系统的实际上存在的泄漏。

另外，优选规定，根据节流阀横截面、所述制动液体和在所述节流阀横截面处的排气阀上的压力差确定所述容积损失。根据该排气阀的这些最重要的参数能够足够精确地确定在阀操纵时的有意的容积损失，以便求取该制动系统的泄漏。

此外，优选为该机动车的每个车轮制动器个体地求取所述容积损失，并且由求取的容积损失计算整体容积损失，并且所述整体容积损失是确定所述泄漏的基础。由此，以简单的方式确定该制动系统的整体泄漏。便利地，所述机动车在此具有多个车轮制动器，其中，优选该机动车的每个车轮分别配属有车轮制动器。

另外，优选规定，借助于伯努利/达西-魏斯巴赫方程求取相应的容积损失。尤其是，在此通过下述方程求取有意的容积损失V_OV：

。

同样由下述方程得出泄漏V_leak：

。

在上文提到的由实际容积与目标容积之间的差得出求取的液压容积V的前提下得出：

。

如果将上文提到的方程放入到最后一个方程中，则得出：

。

在这种情况下，能够测量液压容积V，并且当该排气阀的已知的构造中，能够估计q_OVi(t)。

优选地，尤其是根据该制动系统的当前的运行状态对该传感器系统的压力传感器的传感器信号进行滤波，所述压力传感器检测所述液压压力。通过时间微分放大信号链的高频分量，其中，能够看到压力信号中的最大的干扰。在此，所述干扰一方面通过该压力传感器本身的传感器噪声引起，并且另一方面通过排气阀的切换过程和随之冲压的压力波引起。假设这些频率被从该制动系统的“永久”存在的泄漏中移除，则通过优选的滤波提取有用信号。如果在此根据所述当前的运行状态选择所述滤波，则得到对所述泄漏的精确确定。优选地，PT1滤波器被用于进行滤波，该PT1滤波器尤其具有可变的滤波常数。

尤其是，根据当前的液压压力和液压压力变化对所述传感器信号进行滤波，从而提供有利的有用信号。

根据本发明的具有权利要求11特征的控制器的突出之处在于，其专门设置用于在常规使用时执行根据本发明的方法。由此得到已经提到的优点。

根据本发明的制动系统的突出之处在于根据本发明的控制器。由此也得到已经提到的优点。

附图说明

尤其由之前的说明书以及由权利要求得到其他优点和优选的特征及特征组合。在下文中根据附图更详细地阐述本发明。

为此：

图1示出了机动车的制动系统的简化图，

图2示出了用于阐述有利的用于求取在所述制动系统中的泄漏的方法的图表，

图3示出了用于阐述该方法的另一图表，和

图4示出了用于阐述有利的对该制动系统的压力传感器信号进行滤波的图表。

具体实施方式

图1在简化图中示出在这里未详细示出的机动车的有利的制动系统1。制动系统1构造为液压工作的制动系统，并且具有多个车轮制动器LR、RF、LF和RR，所述车轮制动器分别配属于该机动车的一车轮并且能够液压操纵。为此，制动系统1具有主制动缸2，该主制动缸能够由该机动车的驾驶员借助于制动踏板3操纵。在当前情况下，主制动缸2构造为具有两个液压腔4和5的串列缸（Tandemzylinder），其中，同样能够构造具有简单的主制动缸的制动系统。液压腔4和5能够分别通过切换阀6、7分别与车轮制动器LR、RF和LF、RR中的一对车轮制动器液压连接。在当前情况下，车轮制动器LR和RF能够与切换阀6连接，并且车轮制动器LF和RR能够与切换阀7连接，其中，在相应的切换阀6、7与相应的车轮制动器LR、RF、LF和RR之间分别插入（zwischengeschaltet）容积控制阀8，该容积控制阀调节相应的液压压力。

通过相应的排气阀9，相应的车轮制动器LR、RF、LF和RR此外还能够与制动系统1的存储制动液体的罐10液压连接。为了减小在相应的车轮制动器处的液压压力，例如操纵所属的排气阀9，从而所述液压压力下降，直到总体上实现期望的制动力或者对相应的车轮制动器的释放。

此外，制动系统1具有能够操控的压力发生器11，该压力发生器能够与制动踏板操纵无关地提高在制动系统1中的液压压力。为此，压力发生器11具有能够移位（verlagerbaren）的活塞12，该活塞限定压力腔18并且能够通过电动机13来移位、尤其是线形移动，以便通过改变压力腔18的容积来改变在制动系统1中的液压压力。压力发生器11通过两个自身的切换阀14、15以液压的方式或者以流体技术的方式与相应的切换阀6或者7的出口连接，从而压力发生器通过阀15、14如主制动缸2通过切换阀6、7那样能够与车轮制动器中的相应的一对车轮制动器连接。

在自动化的行驶状态下，优选关闭阀6、7并且操控压力发生器11，以便在需要时执行制动过程。可选地，也能够根据制动踏板操纵3通过压力发生器11来执行制动过程。为此，同样关闭阀6、7并且可选地将制动力感觉模拟器16与主制动缸2连接，该制动力感觉模拟器为驾驶员在制动踏板3处产生对应于所述制动力的触觉反馈，从而虽然实际上通过压力发生器11以电动的方式产生所述制动力，但是对于所述驾驶员而言行驶感觉保持得如平常一样。

尤其是当制动系统1以外力控制的方式、即通过操控压力发生器11来工作时，监视制动系统1的泄漏损失是有利的。为此，制动系统1有利地具有控制器17，该控制器执行下文说明的方法。

所述方法用于：在制动系统1的连续（laufenden）的制动运行时，求取制动系统1的泄漏。在图2中，为此在图表中示出本方法的基本思想。为此，图2示出制动系统1的在时间t上绘制的不同容积V。第一特性曲线Ⅰ在此示出在制动回路里的制动系统中的液压容积的典型曲线，在该制动回路中排气阀9中的一个排气阀被操纵。特性曲线Ⅰ示出制动液体的目标容积，制动系统中的目标容积应该通过致动器11借助于活塞12引入到制动系统1中，用于提高该制动力。在此，根据液压活塞12的位置求取目标容积V_soll。为此，转子位置传感器尤其配属于电动机13，以便根据该电动机的旋转运动计算活塞位置12或者液压活塞12的活塞行程。替代地，活塞12直接配属有位置传感器，该位置传感器检测在所述液压缸中的移动位置并且由此求取在压力腔18中的容积。

如果使液压活塞12移动以减小压力腔18的容积，则将相应的容积从压力腔18中引入到制动系统1中。然而，如果在压力腔18中由于制动系统1中的泄漏也存在气态介质，则被引入到制动系统1中的容积不对应于所述目标容积，该目标容积由液压活塞12的移动产生。特性曲线Ⅰ因此指的是理论上被引入到制动系统1中的容积或者指的是目标容积V_soll。

在时间点t₁处，活塞12被再次回拉，以便执行另外的泵送过程，由此产生在特性曲线Ⅰ中的拐点。

另外，在所述图表中绘制了特性曲线Ⅱ，该特性曲线示出对于该机动车的减速或者为了产生该制动力而实际上起作用的实际容积，该实际容积最终是该制动系统的容积变化。这是实际上被推入（einschieben）到车轮制动器LR、RF、LF和RR中以便产生要求的制动力的容积。在此，借助一个或者多个压力传感器19计算容积。为此，由相应的压力传感器19的输出信号求取起作用的液压压力并且由此求取引入到制动系统1中的液压容积。

两个特性曲线Ⅰ和Ⅱ的差V由制动系统的未知的泄漏V_leak和容积损失V_OV的和产生，通过操纵排气阀9而有意地引起该容积损失，以便根据当前的行驶状况而通过快速的制动力撤回而获得行驶稳定性、例如机动车的行驶稳定性。由此得出下述关系：

。

因此，泄漏容积V_leak是在制动操纵期间由于发生泄漏而不存在在所述制动回路中的容积，并且由此整体容积减少。容积损失V_OV是经由排气阀9回流到该制动系统的罐10（容器）中的容积。

由于容积流量是节流阀横截面、制动液体和在相应的排气阀的节流阀横截面处的压力差的函数，因此借助于伯努利/达西-魏斯巴赫方程（Bernoulli-/Darcy-Weisbach-Gleichung）为所述容积作出下述假设：

和

。

在此，i能够理解为各个车轮制动器LR、RF、LF、RR的下标。

方程（3）和（2）放入到方程（1）中得出下述方程：

。

通过解开方程（4）求得寻找的泄漏q_leak得到下述方程：

在这种情况下，能够直接测量液压容积V，并且在已知排气阀9的横截面的情况下根据上文提到的模型估计q_OVi(t)。

通过时间微分放大信号链的高频分量。在压力信号上能够看到干扰。干扰一方面通过压力传感器本身的传感器噪声引起，并且另一方面通过排气阀9的切换过程和在制动系统1中随之冲压（eingeprägten）的压力波引起。通过假设这些频率被进一步从制动系统1的“永久”泄漏中移除，通过适合的滤波能够提取压力传感器19的有利的有用信号。

优选地，PT1滤波器被使用为或者被采用为滤波器，该PT1滤波器尤其具有可变的滤波常数，例如在下文说明的那样：

，

其中，如示例性地在图4中示出的那样，滤波常数K被考虑作为参量压力和压力梯度的函数。有利地，滤波常数K存储在图4中所示的特性场中。由此，所述滤波尤其是情境性的（situativ），即取决于制动系统1的当前的运行状态、尤其取决于当前的液压压力和当前的压力变化。应借助于图3更详细地阐述这一点，图3在图表中示出制动系统1的典型的压力-容积-特性，其中，关于压力p绘制出容积V。然而，这被称为所谓的pV曲线。为了从该曲线的一个点到达另一个点，或者为了实现矢量

，需要容积流量

，该容积流量有效地有助于该机动车的减速。与叠加的泄漏

相加地得出总的容积流量

。随着压力水平的增加和压力动力的减小或者压力变化的减小，比例

变大，并且信号品质因此更可靠。因此能够减少所述滤波。因此优选规定，随着压力水平的增加和压力动力的减小来减少所述滤波。在图4中示出了滤波系数的可能的例子。

为了求取所述泄漏，因此在当前情况下借助于所述转子位置传感器和液压压力传感器求取容积信息作为目标容积。由求取该液压压力通过标称特征曲线同样求取容积信息（在当前情况下是所述实际容积）。根据上文说明的原理以有利的方式将两个信息用于求取所述泄漏。

产生对制动系统1的泄漏的有利的确定，在执行制动过程和干预该制动系统或者操纵排气阀9中的至少一个排气阀时能够执行所述确定。

Claims (12)

1. 用于求取在机动车的液压的制动系统（1）中的泄漏（V_leak）的方法，其中，所述制动系统（1）具有至少一个能够液压操纵的车轮制动器（LR、RF、LF、RR）、至少一个压力发生器（11）和配属于所述车轮制动器（LR、RF、LF、RR）的至少一个排气阀（9），所述排气阀根据所述机动车的行驶状况而被操纵以获得行驶稳定性，并且其中，监视所述制动系统（1）的液压容积（V），其特征在于，根据求取的液压容积（

V）并且根据对所述排气阀（9）的操纵来求取所述泄漏（V_leak）。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，求取所述制动系统（1）的制动液体的在所述制动系统（1）中起作用的实际容积（V_ist）与在所述制动系统（1）中预先给定的、用于产生要求的制动力的目标容积（V_soll）的差作为液压容积（

V）。

3.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，根据在所述制动系统（1）中的制动液体的液压压力（p）确定所述起作用的实际容积（V_ist）。

4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，根据对所述压力发生器（11）的操纵、尤其是根据所述压力发生器（11）的液压活塞（12）的活塞移动来求取所述目标容积（V_soll）。

5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，根据对所述至少一个排气阀（9）的操纵来求取在所述制动系统（1）中的容积损失（V_OV），并且由求取的液压容积（

V）与所述容积损失（V_OV）之间的差确定所述泄漏（V_leak）。

6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，根据节流阀横截面、所述制动液体和在所述节流阀横截面处的排气阀（9）上的压力差确定所述容积损失（V_OV）。

7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，为所述制动系统（1）的每个车轮制动器（LR、RF、LF、RR）求取所述容积损失，并且由求取的容积损失（V_OV）计算整体容积损失，并且所述整体容积损失是确定所述泄漏（V_leak）的基础。

8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，借助于伯努利/达西-魏斯巴赫方程求取相应的容积损失（V_OV）。

9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，尤其是根据所述制动系统（1）的当前的运行状态对所述制动系统（1）的压力传感器（19）的传感器信号进行滤波，所述压力传感器检测所述液压压力。

10.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，根据当前的液压压力（p）和液压压力变化（

）对所述传感器信号进行滤波。

11.用于运行机动车的制动系统（1）的控制器（17），其中，所述制动系统（1）具有至少一个能够液压操纵的车轮制动器（LR、RF、LF、RR）、至少一个压力发生器（11）和配属于所述车轮制动器（LR、RF、LF、RR）的至少一个排气阀（9），其中，所述控制器（17）构造用于求取所述制动系统（1）的制动液体的泄漏（V_leak），其特征在于，所述控制器（17）专门设置用于在常规使用时执行根据权利要求1至10中任一项所述的方法。

12.用于机动车的制动系统（1），其具有一个或者多个能够液压操纵的车轮制动器（LR、RF、LF、RR）、至少一个压力发生器（11）和配属于相应的车轮制动器（LR、RF、LF、RR）的至少一个排气阀（9），其特征在于根据权利要求11所述的控制器（17）。

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