CN1225448A - 检测刹车流体温度的方法和控制刹车流体压力的方法 - Google Patents

Abstract

压力增大和降低的范围随因刹车流体温度的变化而导致的刹车流体粘度的变化的变化和因刹车流体粘度变化而导致的压力增大和降低的延迟降低至最小。使用具有零点温度漂移功能和无此功能的压力传感器,根据两个传感器输出差估算刹车流体的温度。流体压力可以相应于根据估算的流体温度的流体粘度的控制方式进行控制。改变了电磁阀开启的周期,或在采用电磁控制压力比例阀的装置中,根据刹车流体温度改变电磁铁的电流。

Description

检测刹车流体温度的方法和 控制刹车流体压力的方法

本发明涉及一种检测刹车流体温度的方法和一种控制刹车流体压力的方法，检测刹车流体温度的方法可有利于在采用电磁开关阀或滑阀/阀型电磁控制压力比例阀的汽车制动中控制刹车流体的压力，控制刹车流体压力的方法可将刹车流体的压力控制到理想状态，同时避免因刹车流体的温度变化引起的粘度变化所产生的不良影响。

汽车制动系统一年比一年更复杂。较新的制动系统不仅包括ABS系统(防抱死制动系统)，而且还包括TCS(牵引力控制系统)和ASC系统(主动安全控制系统，用于当车辆仅通过控制轮闸转弯时校正转弯过度或转弯不足的情况)。

这种制动系统示于图3。在该系统正常制动时，将主缸2与轮缸4连接以产生制动力的流体通路开启，从而刹车流体可在其间自由流动。

当刹车板处于开启位置时，若电子控制装置(未示出)检测到车轮的任何锁定趋势并产生减压信号，则电磁切换阀5换位使轮缸4脱离与主缸2的连接，同时电磁开关阀9开启，将流体从轮缸4排放进流体箱3中。

当车轮的锁定趋势因压力减小而消除时，电子控制装置检测该状况并产生重新增大压力信号。电磁开关阀8和9分别响应该信号开启和关闭，从而使流体压力从泵6供入轮缸4中。因此轮缸压力再次升高。或者，电磁开关阀8、9可以都关闭以保持轮缸压力。在防抱死控制中，上述的操作反复进行，直到车辆停下或刹车板1被释放以防止锁住车轮时为止。

除了在牵引控制期间刹车板1未被踩下之外，牵引控制与防抱死控制相似。若电子控制装置检测到车轮打滑，则电磁切换阀5切换并且电磁阀8开启，从而使流体压力从蓄能器7供入轮缸4中。因此即使刹车板未被踩下，轮缸4也产生制动。然后，反复进行降压和重新升压的操作以防止车轮打滑。

在一不同的装置中，示于图4的电磁控制压力比例阀10用于将流体压力从泵回路导入轮缸4并将流体压力从轮缸4排放进流体箱3。

该电磁控制压力比例阀10包括：壳体11；阀柱12，基本不漏液并可滑动地插入壳体；止推销13，插入阀柱12的一端；阀柱偏压弹簧14；及电磁铁15，沿与弹簧14偏压阀柱的方向相反的方向偏压即推动阀柱12。

壳体11具有第一端口16、第二端口17、第三端口18、阀柱12一端伸入的第一流体腔19及阀柱12另一端伸入的第二流体腔20。

阀柱12具有表面通路21和与第二端口17相通的内通路22。内通路22有一端开向第一流体通路19，并且在此端止推销13基本不漏液地插入通路22。因此，承受沿相反方向推动阀柱12的流体压力的面积之间产生一等于止推销13的截面面积的差值。从而阀柱12受到向下推动力的偏压，向下推动力等于上述面积的差值乘以第二端口17处的压力。

在阀柱12和第一端口16之间，第一阀部23形成为根据阀柱的位置开启和关闭第一和第二端口16、17间的连通。在阀柱12和第三端口18之间，第二阀部24形成为根据阀柱的位置开启和关闭第二和第三端口17、18间的连通。各第一和第二阀部23、24的开启程度随阀柱的位置变化。

利用这种电磁控制压力比例阀10，在未向电磁铁15通电的非控制状态，阀柱12由弹簧14保持于图示位置。在此状态下，第一阀部23开启，从而流体压力从第一端口16流入第二端口17。

当电磁铁15通电时，阀柱12如图所示由电磁力向下推动，直到向上力与向下力平衡为止。

平衡点的关系由下面的公式(1)给出。第二端口17处的压力和阀柱的运动距离随激励电流I的增加而增加，直到第一阀部23关闭。当第一阀部23关闭后电流I进一步增加时，第二阀部24将开启，从而使第二端口17与第三端口18连通。因而第二端口17处的压力降低。

Fpr+Fsol=Fsp…(1)

    Fsp：弹簧14的弹力

    Fsol：电磁铁15的驱动力

    Fpr：流体压力产生的推力

上式的Fpr由

(P2-P3)·S给出                                           其中P2是第二端口17处的压力(负载压力)，P3是流体箱压力，而S是止推销13的截面面积。另一方面，Fsol等于b·I2(b是常量)。因此，下面的关系成立：

(P2-P3)·S+b·I2=Fsp

∴P2=(Fsp-b·I2)/S+P3…(2)                        由于Fsp、b、S和P3都是常量，压力P2与电流I成正比。在公式(1)中，(Fsp-Fsol)是由驱动装置产生的阀柱驱动力。

在采用图3所示的电磁开关阀8、9将流体压力从流体压力源(泵)导入轮缸并将流体压力从轮缸排放进流体箱的装置中，若刹车流体的粘度显著改变，同时粘度非常高时，刹车流体以低速流动，从而使通过开关阀的流体量减小。由此产生流体粘度低时的压力范围(图5所示实线)和粘度高时的压力范围(点划线)之间的差别。

在采用图3所示的滑阀型电磁控制压力比例阀控制刹车流体压力的装置中，若流体压力非常高，实际压力P如图6所示缓慢升高或降低，从而实际压力P达到目标压力P(n)需要较长时间。这就是响应延迟。

本发明的目的在于提供一种检测刹车流体温度以作为基本数据而在无温度传感器的情况下进行控制的方法，和一种基于所测数据控制流体压力从而即使流体温度较低并且其粘度非常高时也可实现准确控制的控制刹车流体压力的方法。

根据本发明，提供了一种检测刹车流体温度的方法，其中两个压力传感器设置用于检测制动系统的主缸的压力，一个压力传感器具有预定的零点温度漂移功能，而另一个没有或具有最少的零点温度漂移量，并且其中与压力传感器相接触的刹车流体的温度在两个压力传感器之间的零点输出差的基础上进行检测。

本发明温度检测方法的原理示于图7，其示出具有零点温度补偿回路的压力传感器Ⅰ在零点的输出特性，以及具有温度漂移功能的压力传感器Ⅱ在零点的输出特性。

图8示出具有零点温度补偿回路32的公知的压力传感器，用于产生波形与零点信号波形完全相反的信号，以保持输出波动为零，零点信号由传感元件30通过感温补偿回路31产生。该传感器可用作为图7中的压力传感器Ⅰ。图7中的压力传感器Ⅱ可以是图8所示的类型，其中零点温度补偿回路32调整为具有预定漂移。

图7中，若两个压力传感器Ⅰ和Ⅱ之间的零点输出差为ΔT，则由于刹车流体温度和ΔT之间有预定关系，可以在两个压力传感器输出差的基础上估算出刹车流体的温度。根据本发明，这一预定关系储存于制动系统的电子控制装置(ECU)(未示出)中，而用于由储存的关系和实际的输出差估算温度的回路(也未示出)设置于ECU内。

同样地，在采用刹车传感器和具有零点漂移功能的压力传感器的装置中，当刹车开关关闭即未产生主缸压力时，压力传感器的输出随温度漂移。因此若刹车流体温度和漂移输出之间的关系已知，则可以在零点漂移输出的基础上检测出刹车流体的温度。

可以设置温度传感器检测刹车流体的温度。但采用作为制动系统基本元件的压力传感器及/或刹车开关根据压力传感器零点漂移输出估算温度在经济上更为合算。

在如此估算的刹车流体温度的基础上，可以估算出刹车流体的粘度。根据本发明，可通过在如此估算的刹车流体粘度的基础上改变控制方式而控制轮缸的流体压力，以消除因刹车流体粘度变化而带来的任何影响。因此，即使流体粘度变得非常高，也能以良好的灵敏度和控制精度对刹车流体的压力进行控制。

通过下面参照附图进行的描述，将会明白本发明的其它特点和目的，其中：

图1是通过对图3所示制动系统添加执行本发明方法的装置而构造的制动系统的回路图；

图2是通过对图4所示制动系统添加执行本发明方法的装置而构造的制动系统的回路图；

图3是传统制动系统的回路图，其中由电磁开关阀控制流体压力；

图4是传统制动系统的回路图，其中由电磁控制压力比例阀控制流体压力；

图5是示出在采用电磁开关阀的装置中，压力增大和减小的范围随流体粘度变化的图形；

图6是当由电磁控制压力比例阀控制流体压力时流体压力波形的图形；

图7示出估算温度的原理；

图8是示出公知压力传感器的结构的回路图；

图9是示出电磁开关阀开启时间和压力范围之间关系的图形；及

图10示出由本发明的方法采用电磁控制压力比例阀控制的实际压力的波形。

图1示出应用本发明方法的制动系统。该系统通过对图3所示制动系统添加执行本发明方法的装置构造而成。

该制动系统包括：主缸3；轮缸4，用于通过流体压力产生制动力；电子控制装置(ECU，未示出)；及流体压力控制装置，包括由ECU的指令驱动的电磁切换阀5、电磁开关阀8、9、泵6和蓄能器7。

在该系统中，由电磁开关阀8、9增大、降低和保持轮缸4的压力。如果所用刹车流体是粘度随温度变化很大的类型，则若刹车流体粘度变得非常高，目标压力和实际压力之间的差值将加大。

为解决这一问题，本发明的制动系统有两个用于检测主缸压力的压力传感器25、26。一个压力传感器25具有零点温度漂移功能，而另一个传感器26没有或有最少的零点温度漂移。刹车流体的温度在两个压力传感器25、26的零点输出差的基础上进行估算。在所估算的刹车流体温度的基础上，可以估算出刹车流体的粘度。电磁开关阀8、9根据相应于流体粘度的控制方式进行控制。

根据控制方式，流体的粘度越高，电磁开关阀8、9的开启时间越长。因此，当刹车流体温度很低并且流体粘度很高以致影响到控制的流体压力时，电磁开关阀8、9开启的周期如图9所示变化，从而即使流体粘度很高也可流过所需的流体量。所以流体压力可在与流体低粘度时相同的范围内增大和降低。

在图1所示采用两个压力传感器的制动系统中，基于没有或有最少零点温度漂移功能的压力传感器的输出确定零点。在另一种其内设置刹车传感器以确定主缸的压力是否产生的装置中，可基于制动传感器的信号确定零点。在此情况下，有一个具有零点温度漂移功能的压力传感器就足够了。当主缸未产生压力时压力传感器的任何输出都经过温度漂移。因此，可以在漂移的压力传感器的输出的基础上估算刹车流体温度。

图2示出通过对图4所示制动系统添加执行本发明方法的装置而构造的系统。

在该制动系统中，电磁控制压力比例阀10用于控制轮缸4的流体压力。控制阀10包括阀柱12和阀柱驱动装置，阀柱12具有截面面积互不相同的压力接受部，用于以相反方向接受第二端口17处的压力，阀柱驱动装置包括弹簧14和电磁铁15，由电子控制装置(未示出)控制的电流通入电磁铁15。

阀柱12可运动到由驱动装置产生的驱动力与由第二端口的压力产生的推动力相平衡的点。在阀柱运动时，与流体压力源连接的第一端口16或与流体箱3连接的第三端口18和第二端口17之间的连通状态进行切换，并且用于开启和关闭第一端口16和第二端口17之间的连通的第一阀部23和用于开启和关闭第二端口17和第三端口18之间的连通的第二阀部24的开启程度被控制为与通入电磁铁15的电流相应的值。

因此，若刹车流体的粘度随温度的变化而过度增大，则会产生响应延迟的问题。为解决该问题，根据本发明，设置了具有预定零点温度漂移功能的压力传感器25和刹车开关27。后者用于检测刹车板1未踩下并且因此主缸未产生压力。此时，可在压力传感器25的漂移输出的基础上估算刹车流体温度，并可在所估算的刹车流体温度的基础上估算刹车流体的粘度，并且电磁控制压力比例阀10根据基于刹车流体粘度的控制方式进行控制。在此控制下，如图10所示，当压力分别增大或降低到最终目标压力时，通入电磁铁15的电流分别进行过量或欠量控制，最终目标压力针对周期T1或T2分别等于目标压力P(n)加上或减去预定的压力增量addP。

由此，当刹车流体温度低且粘度高时，通过增大阀部的开启程度，流体可快速流动，从而避免了响应延迟。

该方法中，对于每个温度范围，addP和周期T1、T2都预先确定为最佳值并存储于ECU中，供实际控制时使用。对于每个温度范围，电磁开关阀8、9(图1)开启的周期也预先确定并储存于存储器中，从而可在实际控制中读出使用。

类似于图1中的制动系统，图2中的制动系统也可设有两个压力传感器25、26，以在两个传感器的零点输出差的基础上检测刹车流体压力。

若两个压力传感器都用于检测刹车流体压力，则两者都可具有温度漂移功能。此时，两个压力传感器必须具有互不相同的输出特性，以产生与温度相关的输出差。

根据本发明，由于可在压力传感器输出的基础上检测刹车流体温度，故不再需要温度传感器。因此，从经济和总体布局的角度考虑，这样就可以根据刹车流体温度而准确地进行刹车流体的压力控制。

压力可根据相应于在检测的刹车流体温度的基础上估算的刹车流体粘度的控制方式进行控制。这样就解决了流体粘度非常高时出现的问题，即采用电磁开关阀时压力增大和降低的范围的变化以及采用电磁控制比例阀时的响应延迟。由此可进行更加稳定可靠的车辆运行控制。

Claims (3)

1．一种检测刹车流体温度的方法，其中设置了两个压力传感器以检测制动系统中主缸的压力，一个所述压力传感器具有预定的零点温度漂移功能，另一个没有或有最少的零点温度漂移量，并且与所述压力传感器相接触的刹车流体的温度在所述两个压力传感器之间的零点输出差的基础上进行检测。

2．一种检测刹车流体温度的方法，其中设置了用于检测制动系统中主缸的压力的压力传感器和用于检测刹车操作的刹车开关，所述压力传感器具有预定的零点温度漂移功能，并且当所述刹车开关检测到无刹车操作从而主缸无压力时，与所述压力传感器相接触的刹车流体的温度在所述压力传感器的零点输出的基础上进行检测。

3．一种控制刹车流体压力的方法，包括如下步骤：通过如权利要求1或2所述的方法检测制动系统中的刹车流体温度，所述制动系统包括用于通过流体压力产生制动力的轮缸、用于向所述轮缸施加流体压力的主缸和用于控制轮缸的流体压力的流体压力控制装置；在检测到的刹车流体温度的基础上估算刹车流体的粘度；及根据相应于估算的流体粘度的控制方式控制轮缸的流体压力。

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