CN115848338A - 制动系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆的制动系统，其中，该制动系统包括有刷马达，并且至少包括用于产生压力的第一活塞泵。本发明还涉及一种使用这种制动系统用于检测压力‑体积图和用于检测泄漏的方法。

Description

制动系统和方法

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的制动系统，并且涉及对应的方法。

背景技术

制动系统通常用于有意地使车辆减速。例如，制动系统可以实施为液压制动系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种制动系统，该制动系统与已知的实施方案相比被替代性地或更好地实施。本发明的另一个目的是提供对应的方法。这通过根据相应的主权利要求的制动系统和方法而实现。可以从从属权利要求得到优选的实施方式。

本发明涉及一种用于车辆的制动系统。

该制动系统包括电动马达(电动机)，该电动马达是有刷马达。使用有刷马达允许低成本，尤其是与无刷马达相比。

制动系统至少包括第一活塞泵，该第一活塞泵由马达驱动并且连接至第一分配点。这种活塞泵可以用来在制动流体中建立压力。

分配点尤其可以是制动系统中的流体管线中的点，或者是几条流体管线彼此相连接处的点。

制动系统包括至少一个用于流体储器的连接器。因此，可以连接流体储器以储存制动流体。

制动系统包括至少一个模拟阀，该至少一个模拟阀连接在第一分配点与用于流体储器的连接器之间。可以使用这种模拟阀，以便有意地降低由活塞泵建立的压力。因此，可以以减少的控制努力来运行马达，并且可以使用模拟阀来控制预期压力。

制动系统包括控制阀，该控制阀连接在第一分配点与第二分配点之间。可以使用这个控制阀，以便控制从活塞泵流向其他部件(如车轮阀)的流体。

制动系统至少包括第一组车轮阀，该第一组车轮阀连接至第二分配点。这种车轮阀可以控制流向车轮制动器的流体。

制动系统包括至少一个可手动操作的主制动缸。这允许手动建立压力，并且允许由驾驶员感知制动请求。

制动系统包括至少一个模拟器，该至少一个模拟器直接地或经由模拟器阀连接至主制动缸。这允许将在主制动缸中建立的压力消散到模拟器中，使得在正常的操作中，用于车轮制动器的压力建立可以仅由活塞泵产生。对于这种正常的制动模式，尤其可以打开模拟器阀。然而，可以关闭模拟器阀以允许在车轮制动器中使用在主制动缸中建立的压力，尤其是在液压后备模式下。

制动系统包括至少一个分隔阀，该至少一个分隔阀在一侧连接在主制动缸与模拟器之间，在另一侧连接至第三分配点。这允许主制动缸和模拟器与制动系统的用于所提及的正常制动模式的其余部分断开连接。

第二分配点和第三分配点直接地或可切换地彼此连接。这允许直接的或可控制的流体交换。

所描述的制动系统允许低成本和高效的操作。

模拟阀可以是常开的。这允许在断电的情况下消散压力。

控制阀可以是常闭的。这确保主制动缸可以用于在断电的情况下在车轮制动器中建立压力。

模拟器阀可以是常闭的。这也确保了主制动缸可以用于在断电的情况下在车轮制动器中建立压力。

分隔阀可以是常开的。这确保主制动缸可以用于在断电的情况下在车轮制动器中建立压力。

制动系统可以进一步包括第二活塞泵，该第二活塞泵由马达驱动并且连接至第一分配点。这为快速的压力建立提供了附加的流量。

制动系统可以进一步包括第二组车轮阀，该第二组车轮阀连接至第三分配点。这允许附加的车轮制动功能。

制动系统可以进一步包括回路分隔阀，以将第二分配点与第三分配点可切换地连接。这可以允许相应的车轮阀彼此断开连接。因此，可以控制两个制动回路。回路分隔阀尤其可以是常开的。这确保主制动缸可以用于在断电的情况下在车轮制动器中建立压力。

每组车轮阀可以包括两个车轮阀。这可以对应于具有四个车轮的典型车辆。然而，也可以使用其他数量。

制动系统可以进一步包括几个车轮连接器，其中，每个车轮连接器与和分配点相对的车轮阀连接。这允许将压力传递到可以与车轮连接器连接的车轮制动器。压力可以由车轮阀单独控制。

制动系统可以进一步包括几个出口阀，每个出口阀连接在和分配点相对的车轮阀与用于流体储器的连接器之间。这可以允许背离每个车轮制动器的受控制的压力消散。

每个活塞泵可以经由阻尼单元与第一分配点连接。这可以确保平顺的操作。每个阻尼单元尤其可以实施为脉动阻尼器。

每个活塞泵可以在其吸入侧与用于流体储器的连接器连接。这允许相应泵的再填充。

阻尼元件可以连接至一个或所有活塞泵的吸入侧。这可以确保平顺的操作。每个阻尼元件尤其可以实施为脉动阻尼器。

制动系统可以进一步包括流体储器，该流体储器连接至用于流体储器的连接器。这使流体储器是制动系统的一部分。然而，应该注意的是，还可以分配没有流体储器的制动系统。

制动系统可以进一步包括压力传感器，该压力传感器连接至第二分配点。这允许压力的监测，例如用于如下文进一步讨论的泄漏检测。

制动系统可以进一步包括电子控制模块，该电子控制模块被配置成控制马达以及阀中的所有阀或一些阀。

电子控制模块可以被配置成以预规定的速度驱动马达，并且通过部分地或全部地打开模拟阀来控制压力。这允许减少对马达的控制努力，并允许通过控制该模拟阀来调节预期压力。与对用于压力控制的马达速度进行控制相比，这已表明是更简单的解决方案。

电子控制模块可以被配置成检测压力-体积图，并且电子控制模块尤其可以被配置成如果压力-体积图指示主制动缸的最大体积不足以产生预规定的压力，则发出警告消息。这允许更可靠地操作制动系统，因为这确保了如果没有足够的体积来产生足够用于所预期的最小减速的压力，则警告驾驶员。预规定的压力可以是存储值。预规定的压力可以设置为使得这个压力允许达到预规定的减速，例如法规所要求的减速。可以如本文所描述的进行压力-体积图的检测。

电子控制模块可以被配置成通过选择性地关闭车轮阀来执行泄漏测试。因此，产生比预期降低得快的压力的车轮阀可以被认为存在泄漏。这不仅允许检测泄漏，还允许定位泄漏。

例如，控制模块可以被配置成执行如下文讨论的方法。

本发明进一步涉及一种用于检测制动系统的、尤其是本文所描述的制动系统的压力-体积图的方法，该方法包括以下步骤：

-在制动操作期间运行马达，

-至少基于马达运行数据和泵参数计算流向车轮制动器的体积，以及

-测量第二分配点处的压力。

这允许简单且可靠地检测压力-体积图。这可以提供压力与留给车轮制动器的体积之间的关系。计算可以基于马达的速度以及马达和泵的参数，使得以足够的准确性得知体积。如果已知的主制动缸的体积将足以产生一定的减速所需要的压力，则压力-体积图可以提供指示。否则，则可以发出警告。

此外，可以测量制动流体的温度。还可以基于该温度计算体积。这甚至提高了体积计算的准确性。

在马达运行状态下时，模拟阀可以部分地打开。可以基于模拟阀和控制阀的阀参数计算体积。这可以确保体积流量可以由阀控制，并且在计算中会考虑到该流量控制。

制动系统尤其可以是无真空的制动系统。这允许进一步降低成本和减小重量。可以使用所描述的一个活塞泵或多个活塞泵来完成压力建立或压力增加。

本发明进一步涉及一种用于检测制动系统、尤其是如本文所讨论的制动系统中的泄漏的方法，该方法包括以下步骤：

-运行马达，同时打开从一个泵或多个泵到主制动缸的所有阀，

-测量所泵送流体的压力，以及

-如果该压力低于相应的阈值或比相应的阈值减小得快，则检测到泄漏。

这种方法允许在系统中直接检测泄漏。如果检测到泄漏，可以定位泄漏，例如如下文进一步描述的。此外，可以发出警告或可以停用车辆。

在检测到泄漏之后，可以关闭一个泵或多个泵与主制动缸之间的阀。可以测量因此受限制的体积的压力。如果该压力比阈值减小得快，则可以检测到该受限制的体积中的泄漏。原则上，在受限制的体积中不应该有可测量的压力减小。为了考虑在即使没有泄漏的正常的情况下存在的小的消散，可以将阈值设置为不等于零。然而，阈值也可以为零。如果压力减小得比阈值快，这会产生假设：由于相关区域中的泄漏，应该受限制的体积并未真正地受到限制。

该方法可以进一步包括以下步骤：

-打开车轮阀中的一个或一些车轮阀来界定受限制的体积，并且关闭每个对应的出口阀，每个对应的出口阀连接在和分配点相对的打开的车轮阀与用于流体储器的连接器之间，

-通过在给定时间段内运行马达使压力增加，然后

-当一个或一些车轮阀打开时监测压力，以及

-当该压力比阈值减小得快时，将泄漏定位在打开的车轮阀中的一个车轮阀与对应的出口阀之间。

因此，可以进一步将泄漏定位在车轮阀中的一个或一些车轮阀以外。泄漏可以尤其定位为其在与车轮制动器连接的车轮连接器处，或者其在与车轮制动器的连接部中或在车轮制动器内部。这些是连接在车轮阀与对应的出口阀之间的典型的部件。

本文披露的方法尤其可以在点火开启和/或点火关闭时执行。这允许对制动系统进行永久自测试，以确保安全的操作。

用于检测和/或定位泄漏的方法尤其可以响应于压力-体积图指示主制动缸的最大体积不足以产生预规定的压力的发现而执行。这可以提供有关错误情况的另外的信息。

附图说明

现在将参考附图进一步描述本发明，在附图中

图1示出了制动系统。

具体实施方式

图1示出了根据本发明一实施例的制动系统B。

制动系统B包括电动马达M，该电动马达是有刷马达。制动系统包括第一活塞泵P1和第二活塞泵P2，其中，活塞泵P1、P2可以由马达M致动。

活塞泵P1、P2经由相应的阻尼单元D1、D2连接至第一分配点DP1。从第一分配点DP1，控制阀V1将第一分配点DP1与第二分配点DP2连接。此外，模拟阀V2将第一分配点DP1与用于流体储器FLR的连接器C连接。在所示状态下，流体储器FLR连接至连接器C。

在第二分配点DP2处，连接有第一组车轮阀W1、W2。此外，压力传感器p/U连接至第二分配点DP2。回路分隔阀V3将第二分配点DP2与第三分配点DP3连接。在第三分配点DP3处，连接有第二组车轮阀W3、W4。

每个车轮阀W与相应的车轮连接器WC1、WC2、WC3、WC4连接。在这些车轮连接器WC处，连接有相应的车轮制动器，这些相应的车轮制动器表示为FL(左前)、RR(右后)、FR(右前)、和RL(左后)。在每个车轮连接器WC处，连接有相应的输出阀O1、O2、O3、O4。输出阀O与流体储器FLR连接。在第三分配点DP3处，分隔阀V4被连接，并且进一步连接至主制动缸MBZ。在主制动缸MBZ与回路分隔阀V3之间，存在另一个压力传感器p/U，并且经由模拟器阀V5连接有模拟器S。

如图所示，输出阀O是常闭的，以便确保即使在断电的情况下也可以建立压力。车轮阀W是常开的，使得即使在断电的情况下也可以向车轮制动器施加压力。类似地，控制阀V1是常闭的，以便允许在断电的情况下通过主制动缸MBZ在车轮制动器内建立压力。出于同样的原因，回路分隔阀V3是常开的，并且分隔阀V4也是常开的。模拟器阀V5是常闭的，以便确保在例如由于断电引起的后备模式的情况下，在主制动缸内建立的压力不会在模拟器S中损失。

图1示出了正常的制动操作的情况。分隔阀V4关闭，并且模拟器阀V5打开。因此，通过驾驶员动作在主制动缸MBZ内建立的压力不会向车轮制动器传递，而是输入到模拟器S中，使得驾驶员在制动时得到真实的反馈。传感器s/U测量主制动缸MBZ中的活塞被压下多远，因此给出预期制动动作的指示。

现在使用马达M驱动活塞泵P1、P2来施加这个制动动作。为此，回路分隔阀V3和控制阀V1打开，并且车轮阀W也打开。这允许在活塞泵P1、P2中产生的压力到达车轮制动器。为了允许压力建立，输出阀O关闭。

在运行时，活塞泵P1、P2从流体储器FLR吸入制动流体，其中，这种操作由连接在活塞泵P1、P2的吸入侧处的两个阻尼元件D3、D4进行阻尼。

马达M通常以恒定速度运行。为了建立一定压力，例如根据驾驶员动作的压力或通过一些电子辅助功能而设置的压力，控制模块CM不仅以设置的恒定速度运行马达M，而且还控制模拟阀V2以便建立所需的压力。因此，活塞泵P1、P2可以产生比所需要的更多的压力，并且超出的压力通过模拟阀V2而朝向流体储器FLR处置。这已经被示出为提供了一种更好控制的操作模式，因为不需要特定的马达控制。尤其可以使用连接至第二分配点DP2的压力传感器p/U来控制压力。

下面描述了一种用于检测图1所示的制动系统B的压力-体积图的方法。为此，打开车轮阀W，关闭分隔阀V4，执行正常的制动操作。为此，马达M以一定的速度运行。控制模块CM基于活塞泵P1、P2和马达M的参数计算通过活塞泵P1、P2而移位的体积。作为被关闭的替代方案，模拟阀V2可以被至少部分地打开，并且可以根据阀V1、V2的参数计算控制阀V1与模拟阀V2之间的体积分配。使用连接至第二分配点DP2的压力传感器p/U测量压力。体积从活塞泵P1、P2流向车轮制动器。因此，可以获得给出移位的体积与压力之间的关系的图。压力传感器p/U也许还能够测量制动流体的温度，使得移位的体积的计算可以更准确。

如果证实了压力-体积图指示主制动缸MBZ的最大体积不足以产生预规定的压力，则控制模块CM可以发出警告。此外，可以执行用于检测泄漏的方法，例如如下文解释的。

下面描述了一种用于检测制动系统B中的泄漏的方法。为此，运行马达M，同时打开从活塞泵P1、P2到主制动缸MBZ的所有阀，即，控制阀V1、回路分隔阀V3、和分隔阀V4。关闭其他阀。在马达运行时，将测量泵送流体的压力。如果压力低于相应的阈值或比相应的阈值减小得快，则可以检测到泄漏。

为了定位泄漏，可以关闭分隔阀V4。于是，流体被限定在车轮阀W与分隔阀V4之间。如果因此受限制的体积中的压力比阈值减小得快，则检测到受限制的体积中的泄漏。否则，则假定泄漏是在图1中的分隔阀V4的右侧。

为了进一步定位泄漏，可以打开车轮阀W中的一个或一些车轮阀，同时关闭对应的出口阀O。通过在给定时间段内运行马达M可以进一步增加压力。然后，当一个或一些车轮阀W打开并且出口阀O关闭时监测压力。当压力比阈值减小得快时，可以检测到打开的车轮阀中的一个车轮阀与对应的出口阀之间的泄漏。在车轮阀W与对应的输出阀O之间，尤其存在使用流体管线连接的车轮连接器WC和车轮制动器或制动钳。可以在这些元件中检测到泄漏，其中，通常不可能使用所描述的方法来定位这些元件中的哪些元件存在泄漏。然而，检测某个车轮阀W以外或在车轮阀W与对应的出口阀O之间的泄漏可以对泄漏做出合适的初步响应：可以将车轮阀W保持关闭，并且可以用其他车轮制动器实现制动。

本发明的方法提及的步骤可以按给定的顺序执行。然而，它们也可以按另外的顺序执行，只要这在技术上是合理的。在实施例中，本发明的方法可以，例如，通过步骤的一定组合以不执行另外的步骤的方式执行。然而，也可以执行其他步骤，包括未提及的步骤。

要注意的是，可结合权利要求和说明书描述特征组合，例如以便提供更好的理解，尽管这些特征可以彼此独立地使用或实施。本领域技术人员将注意，这些特征可以与其他特征或彼此独立的特征组合相组合。

从属权利要求中的引用可以指示各个特征的优选组合，但不排除其他特征组合。

附图标记清单：

B： 制动系统

FL、RR、FR、RL： 车轮制动器

WC： 车轮连接器

O1、O2、O3、O4： 输出阀

W1、W2、W3、W4： 车轮阀

DP1、DP2、DP3： 分配点

V1： 控制阀

V2： 模拟阀

V3： 回路分隔阀

V4： 分隔阀

V5： 模拟器阀

D1、D2： 阻尼单元

D3、D4： 阻尼元件

M： 马达

C： 连接器

FLR： 流体储器

S： 模拟器

MBZ： 主制动缸

Claims (23)

1.一种用于车辆的制动系统(B)，该制动系统(B)包括：

-电动马达(M)，该电动马达是有刷马达，

-至少第一活塞泵(P1)，该第一活塞泵由该马达(M)驱动并且连接至第一分配点(DP1)，

-至少一个用于流体储器(FLR)的连接器(C)，

-至少一个模拟阀(V2)，该至少一个模拟阀连接在该第一分配点(DP1)与该用于流体储器(FLR)的连接器(C)之间，

-控制阀(V1)，该控制阀连接在该第一分配点(DP1)与第二分配点(DP2)之间，

-至少第一组车轮阀(W)，该第一组车轮阀连接至该第二分配点(DP2)，

-至少一个可手动操作的主制动缸(MBZ)，

-至少一个模拟器(S)，该至少一个模拟器直接或经由模拟器阀(V5)连接至该主制动缸(MBZ)，

-至少一个分隔阀(V4)，该至少一个分隔阀在一侧连接在该主制动缸(MBZ)与该模拟器(S)之间，在另一侧连接至第三分配点(DP3)，

-其中，该第二分配点(DP2)和该第三分配点(DP3)直接或可切换地彼此连接。

2.根据权利要求1所述的制动系统(B)，

-进一步包括第二活塞泵(P2)，该第二活塞泵由该马达(M)驱动并且连接至该第一分配点(DP1)。

3.根据前述权利要求之一所述的制动系统(B)，

-进一步包括第二组车轮阀(W)，该第二组车轮阀连接至该第三分配点(DP3)。

4.根据前述权利要求之一所述的制动系统(B)，

-进一步包括回路分隔阀(V3)，该回路分隔阀将该第二分配点(DP2)与该第三分配点(DP3)可切换地连接。

5.根据前述权利要求之一所述的制动系统(B)，

-其中，每组车轮阀(W)包括两个车轮阀(W)。

6.根据前述权利要求之一所述的制动系统(B)，

-进一步包括若干车轮连接器(WC)，其中，每个车轮连接器(WC)与和所述分配点(DP)相对的车轮阀(W)连接。

7.根据前述权利要求之一所述的制动系统(B)，

-进一步包括若干出口阀(O)，每个出口阀(O)连接在和所述分配点(DP)相对的车轮阀(W)与该用于流体储器(FLR)的连接器(C)之间。

8.根据前述权利要求之一所述的制动系统(B)，

-其中，每个活塞泵(P)经由阻尼单元(D1，D2)与该第一分配点(DP1)连接。

9.根据前述权利要求之一所述的制动系统(B)，

-其中，每个活塞泵(P)在其吸入侧与用于流体储器(FLR)的连接器(C)连接。

10.根据权利要求9所述的制动系统(B)，

-其中，阻尼元件(D3，D4)连接至一个或所有活塞泵(P)的吸入侧。

11.根据前述权利要求之一所述的制动系统(B)，

-进一步包括流体储器(FLR)，该流体储器连接至该用于流体储器(FLR)的连接器(C)。

12.根据前述权利要求之一所述的制动系统(B)，

-进一步包括压力传感器(p/U)，该压力传感器连接至该第二分配点(DP2)。

13.根据前述权利要求之一所述的制动系统(B)，

-进一步包括电子控制模块(CM)，该电子控制模块被配置成控制该马达(M)以及所述阀(V)中的所有阀或一些阀。

14.根据权利要求13所述的制动系统(B)，

-其中，该电子控制模块(CM)被配置成以预规定的速度驱动该马达(M)，并且通过部分地或全部地打开该模拟阀(V2)来控制压力。

15.根据权利要求13或14所述的制动系统(B)，

-其中，该电子控制模块(CM)被配置成检测压力-体积图，并且

-其中，该电子控制模块(CM)被配置成如果该压力-体积图指示该主制动缸(MBZ)的最大体积不足以产生预规定的压力，则发出警告消息。

16.根据权利要求13至15之一所述的制动系统(B)，

-其中，该电子控制模块(CM)被配置成通过选择性地关闭所述车轮阀(W)来执行泄漏测试。

17.一种用于使用根据前述权利要求之一所述的制动系统(B)检测压力-体积图的方法，该方法包括以下步骤：

-在制动操作期间运行该马达(M)，

-至少基于马达运行数据和泵参数计算流向车轮制动器的体积，以及

-测量该第二分配点(DP2)处的压力。

18.根据权利要求17所述的方法，进一步包括

-测量制动流体的温度，以及

-还基于该温度计算体积。

19.根据权利要求17或18所述的方法，

-其中，当运行该马达(M)时，该模拟阀(V2)部分打开，并且

-基于该模拟阀(V2)和该控制阀(V1)的阀参数计算体积。

20.一种用于检测根据权利要求1至16之一所述的制动系统(B)中的泄漏的方法，该方法包括以下步骤：

-运行该马达(M)，同时打开从该泵(P)或这些泵(P)到该主制动缸(MBZ)的所有阀(V1，V3，V4)，

-测量所泵送流体的压力，以及

-如果该压力低于相应的阈值或比相应的阈值减小得快，则检测到泄漏。

21.根据权利要求20所述的方法，进一步包括

-在检测到泄漏之后，关闭该泵(P)或这些泵(P)与该主制动缸(MBZ)之间的阀，

-测量因此受限制的体积的压力，以及

-如果该压力比阈值减小得快，则在该受限制的体积中检测到泄漏。

22.根据权利要求21所述的方法，进一步包括

-打开这些车轮阀(W)中的一个或一些车轮阀来界定该受限制的体积，并且关闭每个对应的出口阀(O)，所述对应的出口阀连接在和这些分配点(DP)相对的打开的车轮阀(W)与该用于流体储器(FLR)的连接器(C)之间，

-通过在给定时间段内运行该马达(M)增加压力，然后

-在该一个或一些车轮阀(W)打开的状态下监测压力，以及

-当该压力比阈值减小得快时，将泄漏定位在这些打开的车轮阀(W)中的一个车轮阀与该对应的出口阀(O)之间。

23.根据权利要求20至22之一所述的方法，

-该方法响应于压力-体积图指示该主制动缸(MBZ)的最大体积不足以产生预规定的压力的发现而执行。

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