CN105050872A - 用于运行机动车制动系统的方法及执行该方法的制动系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于运行机动车用电液式制动系统的方法，电液式制动系统具有车轮各自的制动调节功能(ABS，ESC，TCS)和可液压操作的车轮制动器(43，44，45，46)，车轮制动器分别通过进入阀(18，19，20，21)与可电控制的压力提供装置(40)可分开地连接，压力提供装置包括具有液压压力室(6)的缸-活塞装置，缸-活塞装置的活塞(5)可通过用于设定制动系统压力(P_sys)的机电式致动器(2，4)移动，车轮制动器分别通过排出阀(26，27，28，29)与压力介质储备容器(31)连接或可与之连接，其中，对于每个车轮制动器预给定车轮各自的车轮给定压力(P_i)并且执行压力提供装置对制动系统压力(P_sys)的压力调节(301)，其中，暂时取代制动系统压力(P_sys)的压力调节(301)执行对由压力提供装置输出的压力介质体积的控制(303)，其中，根据对于车轮制动器预给定的车轮给定压力(P_i)来执行从制动系统压力调节到压力介质体积控制的转换(302)。

Description

用于运行机动车制动系统的方法及执行该方法的制动系统

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的用于调节机动车制动系统的方法以及一种根据权利要求13前序部分的电液式制动系统。

背景技术

在机动车中，“线控制动”制动系统越来越流行。这种制动系统通常除了可由车辆驾驶员操作的制动主缸之外还包括可电控制的压力提供装置，借助于所述压力提供装置在“线控制动”运行方式中或者直接地或者通过制动主缸进行车轮制动器的操作。为了在“线控制动”运行方式中给车辆驾驶员提供合适的踏板感觉，制动系统通常包括制动踏板感觉模拟装置，所述制动踏板感觉模拟装置例如与制动主缸作用连接。为了控制制动系统，设置有给定值设定装置，所述给定值设定装置例如分析处理一个或多个用于检测驾驶员制动期望(操作期望)的传感器的电信号，以便确定用于控制压力提供装置的给定值。但在这种制动系统中，也可在驾驶员不主动介入的情况下基于电子信号来操作压力提供装置。这种电子信号例如可由电子稳定程序(ESC)或距离调节系统(ACC)输出，由此，给定值设定装置借助于所述信号确定用于控制压力提供装置的给定值。

DE102011076675A1中描述了一种用于调节机动车电液式制动系统的方法，所述制动系统具有可电子控制的压力提供装置，所述压力提供装置与可液压操作的车轮制动器连接。压力提供装置包括具有液压压力室的缸-活塞装置，所述缸-活塞装置的活塞可通过机电式致动器相对于静止位置移动。为了进行压力调节，确定入口压力实际值和入口压力给定值，所述入口压力实际值和入口压力给定值作为输入参量输送给调节器装置，该调节器装置设定液压压力室中的相应的入口压力给定值。

WO2012/010475A1中提出，在防抱死调节期间，压力提供装置的液压压力室中的压力分别相应于车轮制动器的最大车轮给定压力，其中，至少一个具有最大车轮给定压力的车轮制动器通过打开的进入阀与液压压力室连接以便在车轮制动器与压力室之间进行完全的压力平衡。借助于纯粹的压力调节，压力提供装置的系统压力调节到最大车轮给定压力。

在WO2012/010475A1以及DE102011076675A1中描述的压力提供装置的系统/入口压力的压力调节主要具有以下缺点：在一个车轮制动器上期望压力建立的情况中，在系统/入口压力下降能通过压力调节又进行补偿之前，在该车轮制动器的相关进入阀打开时导致系统/入口压力不期望地短时间地下降并且由此导致另一个车轮制动器上不期望地压力减低。车轮制动器上的精确且稳定的压力设定由此不总是得到保证。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种用于运行机动车电液式制动系统的方法以及一种制动系统，所述方法/所述制动系统允许在车轮制动器上进行改进的车轮各自的压力设定。在此，车轮制动器上的压力设定应尽可能精确且舒适。

根据本发明，所述目的通过根据权利要求1所述的方法和根据权利要求13所述的制动系统来实现。

本发明基于这样的构思：在特定时间取代制动系统压力的压力调节执行对由压力提供装置输出的压力介质体积的控制。在此，从压力调节到压力介质体积控制的转换根据对于车轮制动器预给定的车轮给定压力来执行。由此可根据车轮制动压力的期望的调制状况实现车轮制动压力的精确设定，尤其是不存在任一车轮制动压力的不期望地下降。

优选在车轮各自的制动调节功能期间，即当要在车轮制动器上设定至少部分地不同的车轮给定压力时，在特定时间取代制动系统压力的压力调节执行对由压力提供装置输出的压力介质体积的控制。

在制动系统压力的压力调节中，制动系统压力优选被调整到车轮给定压力的最大者或比最大车轮给定压力高预定量的给定压力。

优选当在至少一个车轮制动器上要执行车轮各自的制动压力提高时执行压力介质体积的控制或者说优选转换到压力介质体积的控制。

在压力介质体积控制中，压力提供装置的活塞优选移动一位移值，由此，借助于预给定的车轮给定压力确定的压力介质体积被排到至少一个车轮制动器中。换言之，在压力介质体积控制中，压力提供装置的活塞移动一位移值，该位移值借助于预给定的车轮给定压力来确定。由此，在要求压力建立时，活塞的移动非常快地执行。不必识别制动系统压力的调节偏差。

位移值优选借助于至少一个对于车轮制动器预给定的压力-体积特性曲线来确定。

在仅在一个车轮制动器上进行制动压力提高的情况中，优选借助于对于该车轮制动器预给定的压力-体积特性曲线和该车轮制动器的车轮给定压力确定车轮制动器所需的压力介质体积，然后由所述压力介质体积确定活塞的位置变化(活塞的移动)。

当在两个以上车轮制动器上同时进行制动压力提高时，位移值或者说位置移动优选借助于车轮制动器的对于这些车轮制动器所需的压力介质体积的总和来确定。特别优选地，对于要执行制动压力提高的每个车轮制动器，车轮制动器的所需的压力介质体积借助于对于该车轮制动器预给定的压力-体积特性曲线和该车轮制动器的车轮给定压力来确定，并且所述两个以上车轮制动器的所需的压力介质体积相加。

当在两个以上车轮制动器上进行制动压力提高时，这些车轮制动器上的车轮各自的制动压力提高优选通过合适地选择用于相应进入阀的车轮各自的打开持续时间来进行。在此特别优选的是，进入阀在相同时刻打开。作为替换方案特别优选的是，进入阀在时间上错开地打开。在时间上错开时，对于精确实施期望的给定压力而言可靠性更大。

进入阀的打开时刻优选与活塞的移动在时间上相关联。特别优选地，进入阀的打开时刻和活塞移动的开始选择成同时。

根据本发明的方法的一个扩展构型，在压力介质体积的控制的阶段结束之后执行制动系统压力的压力调节的阶段。由此可消除由于在控制时使用的模型的不精确而导致的任何压力偏差。尤其是，当不应执行制动压力的进一步改变时也执行压力调节阶段。

优选地，当对于车轮制动器中的每一个要执行制动压力的保持或减低时，从压力介质体积的控制转换返回到制动系统压力的压力调节。

在压力调节阶段开始时优选确定所测量的制动系统压力与预给定的制动系统压力之间的偏差。借助于该偏差执行对用于控制压力介质体积的模型的校正。

根据本发明的方法的一个优选实施形式，借助于偏差和压力-体积特性曲线确定校正因子。校正因子有利地对于每个车轮制动器单独地确定，即针对各车轮来确定。也特别优选，校正因子根据车轮制动压力来确定，即对于不同的车轮制动压力范围分别确定相应的校正因子。

优选借助于校正因子确定用于车轮制动器的经校正的压力介质体积，供下一个阶段的压力介质体积控制使用。

本发明还涉及一种用于机动车的制动系统，在所述制动系统的电子控制和调节单元中执行根据本发明的方法。

根据本发明的方法优选在用于机动车的制动系统中执行，所述制动系统在所谓的“线控制动”运行方式中不仅可由车辆驾驶员控制而且可与车辆驾驶员无关地控制，优选在“线控制动”运行方式中运行，并且能够在至少一个备用运行方式中运行——在所述备用运行方式中仅可通过车辆驾驶员运行。

同样优选地，缸-活塞装置的液压压力室与压力介质储备容器连接或能与之连接。

附图说明

本发明的其它优选实施形式可由从属权利要求和参照附图进行的下述说明得到。附图中：

图1示出根据例子的用于执行根据本发明的方法的制动系统的示意性原理图，

图2示出根据例子的方法的示意性视图，

图3示出车轮制动器的示例性的压力-体积特性曲线，

图4示出图1的制动系统的一个局部，

图5示出根据例子的在ABS调节制动期间车轮制动器的压力和体积需求随时间的变化曲线，

图6示出图5的一个局部，比较了在压力调节或体积控制时的车轮制动压力变化曲线，

图7示出图5的一个局部，具有车轮制动压力变化曲线，用于解释根据例子的校正方法。

具体实施方式

图1示出了根据例子的用于机动车的用于执行根据本发明的方法的电液式制动系统的原理图。制动系统根据例子包括四个可液压操作的车轮制动器43、44、45、46，其中，作为示例采取了具有按桥的回路分配(黑/白分配)的双回路制动器的实施形式，即车轮制动器43、44配置给前轮33、34，车轮制动器45、46配置给后轮35、36。

制动系统包括可电控制的压力提供装置40，其中，每个车轮制动器43、44、45、46通过进入阀18、19、20、21与压力提供装置40以可分开的方式连接。另外，根据例子，每个车轮制动器43、44、45、46通过排出阀26、27、28、29与压力介质储备容器31连接或可与之连接。根据例子，与全部进入阀18～21分别并联连接有朝压力室6的方向打开的止回阀22、23、24、25，由此，只要接通阀9和10打开，车轮压力水平决不会高于中央压力室的水平。压力提供装置40包括缸-活塞装置，所述缸-活塞装置具有液压压力室6，所述液压压力室的(柱塞)活塞5可通过由电动机2和合适的传动装置4(例如旋转-平移传动装置或在输出侧连接有旋转-平移传动装置的旋转-旋转传动装置)构成的机电式致动器移动。

在这里示例性所示的双回路制动系统中，对于前轮33、34的车轮制动回路14、15设置有压力介质供给装置，其包括具有接通阀9的管路7，对于后轮35、36的车轮制动回路16、17设置有分开的压力介质供给装置，其包括具有接通阀10的管路8。系统的双回路出于可靠性原因是有利的，但对于本发明并不重要。例如也可以是，车轮制动回路14～17通过公共的管路区段与压力室6连接。在制动系统的另一个方案中，管路7和8也可分别连接在对角对置的车轮制动器(分别一个前轮和于此对角设置的后轮)上。

根据例子的制动系统包括用于确定压力提供装置40的制动系统压力P_sys的检测装置47，例如呈压力传感器的形式。

另外，设置有用于确定压力提供装置的位置的检测装置48。位置例如可涉及活塞5的姿态/位置或涉及致动器2、4的位置，例如电动机2的转子姿态。

此外，设置有用于控制制动系统的机电式致动器2和阀9、10、18～21、26～29的电子控制和调节单元1。根据例子，控制和调节单元1为了控制机电式致动器而例如通过电流导线3与电动机2连接。关于压力提供装置的借助于检测装置48确定的位置s和压力提供装置的借助于检测装置47确定的制动系统压力P_sys的信息输送给控制和调节单元1。

在所示的制动系统中，驾驶员借助于制动踏板操作来提出压力要求。制动踏板操作借助于合适的传感器39、49测量，所述传感器例如检测制动踏板行程S_driv和操作压力(或操作力)P_driv，信息S_driv、P_driv输送给控制和调节单元1。用于压力提供装置的相应的压力要求(用于制动系统压力的给定值)由控制和调节单元1求得并且借助于致动器2、4和柱塞活塞5在液压压力室6中实现，其方式是活塞5从其静止位置37移动一行程s，由此，特定体积的压力介质从压力室6通过管路7、8、打开的接通阀9、10和最初打开的进入阀18～21移动到车轮制动回路14～17中。由此，在车轮制动器43～46中产生相应的制动压力。

全部车轮制动器43～46上的制动压力减低可这样进行：活塞5又朝静止位置37的方向回移。快速且车轮各自的制动压力减低——如在ABS调节的情况下所需要的——有利地通过包括进入阀和排出阀的阀组合来进行，其方式是，以车轮制动器43为例，在一确定的时间内使进入阀18闭合并且排出阀26打开。于是，压力介质从车轮制动器43通过排出阀26并且由此通过管路30流动到压力介质容器31中。即使例如进入阀19闭合，活塞5的回位会同样地降低全部车轮制动回路14～17中的压力，以便保持车轮制动回路15中的压力。压力介质回流于是会完全通过止回阀23进行，所述止回阀旁设于进入阀19。

根据例子，压力提供装置40的压力室6通过具有止回阀32的管路与压力介质容器31连接，由此，如果事先压力介质体积已经通过排出阀26～29之一卸载到容器31中，压力室6可通过止回阀32在活塞5回移时供给以压力介质体积。

图2示出了根据例子的用于设定压力提供装置40的中央压力室6中的合适的制动系统压力变化曲线的方法的示意性视图。在制动调节功能(图2中未示出)——例如在车轮防滑调节(例如ABS(防抱死系统))或行驶动态调节(例如ESC(电子稳定控制))——中，对于每个车轮制动器(例如图1的车轮制动器43、44、45、46)确定车轮各自的车轮给定压力P_i(例如i＝43、44、45、46)。预给定的车轮各自的车轮给定压力P_i于是供根据例子的方法使用(框300)。

在框301中，执行制动系统压力调节，即执行压力提供装置的制动系统压力P_sys的调节。为此，由车轮各自的车轮给定压力P_i确定用于制动系统压力的合适的给定值并且调节出所述制动系统压力。为此例如使用压力调节器，借助于所述压力调节器，所测量的制动系统压力P_sys(实际值)通过相应地定位活塞5来调整到给定值。用于制动系统压力的给定值有利地相应于全部车轮制动回路的最大压力要求，即最大车轮给定压力。作为替换方案，为了对具有最大车轮给定压力的车轮制动器可靠的供给以足够的压力，用于制动系统压力的给定值可总是比最大车轮给定压力高一个预定量(Δ)，即用于制动系统压力的给定值相应于最大车轮给定压力加上预定量Δ。

如果在框302中借助于预给定的车轮给定压力Pi识别出车轮制动器的预给定的压力调制状况(在框302中为是)，则取代制动系统压力的调节(参见框301)而在框303中执行对由压力提供装置输出或接收的压力介质体积的控制(体积控制)。这就是说，根据对于车轮制动器预给定的车轮给定压力Pi将制动系统压力调节(301)转换到压力介质体积控制(框303)。

当至少一个车轮制动回路要求独立的制动压力提高时，有利地转换到控制模式。

在控制模式(框303)中，柱塞活塞5于是分别移动一个位移值Δs，所述位移值描述提出压力建立要求的车轮制动器中的对于该或这些车轮制动器上的压力建立所需的压力介质体积ΔV。

在仅要在唯一一个车轮制动器上执行制动压力建立的情况下，活塞5在体积(先导)控制的情况下所移动的位移值Δs优选借助于需要独立的压力建立的车轮制动器的预给定的压力-体积特性曲线求得。在此，为了计算，出于简单原因，特别优选使用方程Δs＝ΔV/A。在此，ΔV是车轮制动器所需的体积，所述体积借助于预给定的压力-体积特性曲线来确定，A是柱塞活塞5的面积，例如在圆柱形柱塞活塞的情况下A＝π*(d/2)²，d：柱塞活塞的直径。

优选对于在多个车轮制动器j上要同时(在控制的一个时间段内)提高制动压力的情况，活塞5所移动的位移值Δs借助于全部这些车轮制动器j的所需的总体积ΔV_sum来计算(即ΔV_sum是车轮制动器j各自所需的体积ΔV_j的总和)。车轮制动器j所需的体积ΔV_j借助于预给定的压力-体积特性曲线来确定。在此，对于全部车轮制动器可预给定同一个压力-体积特性曲线，或者可预给定车轮制动器各自的压力-体积特性曲线。相应的(车轮制动器)各自的压力建立特别优选通过调整用于打开配置给对应的车轮制动器的进入阀的合适的激活持续时间来进行，其中，全部所涉及的进入阀的激活时刻(激活的开始)相同并且选择成使得阀打开与柱塞活塞5的移动在时间上相互关联。

作为替换方案，对于在多个车轮制动器上必须同时(在控制的一个时间段内)提高制动压力的情况，优选原则上如上段中所描述的那样进行，但其中区别在于在时间上错位地选择用于所涉及的进入阀的激活时刻(激活的开始)。

如果触发了到体积控制的转换的预给定的压力调制状况不再存在，或者如果存在预给定的第二压力调制状况(在两种情况中在框304中为否)，则又转换返回到制动系统压力调节(框301)。

有利地，如果全部车轮制动器要保持在不变的压力水平上或要求独立的压力减低(通过其排出阀)，则转换返回到制动系统压力调节。例如，如果两个车轮制动器要求压力保持并且两个车轮制动器要求压力减低，则转换到制动系统压力调节。

根据例子，直接在体积控制模式结束之后，即直接在接着的压力调节阶段开始时，在框305中求得所测量的制动系统压力P_sys与用于制动系统压力的给定压力之间的偏差ΔP_err(差)。为此，所选择的给定压力优选为全部所要求的车轮制动压力P_i的最大值。偏差ΔP_err用于执行用于(下一个)控制阶段的模型校正。

模型校正根据例子借助于下列步骤来实施：

a)原则上，仅当各个车轮制动器上的压力已经建立并且在此之后出现预给定的最小时间间隔(例如10ms)时才确定所需的校正因子K_mod，在所述最小时间间隔中其它车轮制动器不要求压力建立。

b)使用可直接在压力建立之后确定的系统压力偏差ΔP_err来借助于具有最高制动压力的车轮的压力-体积特性曲线求得体积误差ΔV_err。

c)由体积误差ΔV_err根据K_mod＝(1+(ΔV_err/(n*ΔV)))形成校正因子(其中n＝1或2)。

d)对于每个车轮制动器i编制专门的表格(例如在控制和调节单元1中)，该表格包含用于不同压力范围(例如对于0～10bar，10～20bar，20～35bar，35～50bar，50～70bar，70～100bar以及100～200bar)的校正因子K_mod,i。在此有利地将对于一个压力范围重复求得的校正因子存储在相应的表格位置上或与那里已经存在的校正因子相乘并且然后存储。

e)如果在一个车轮制动器上执行独立的压力建立，则首先确定为此所需的体积ΔV。然后，使用当前的压力水平P(即所测量的制动系统压力P_sys)来确定用于该车轮的校正表格中的相应的表格位置。如果在那里存储着一个校正因子K_mod，则按照公式ΔV_korr＝K_mod*ΔV确定所校正的体积需求。

下面借助于图1、3和4描述在单独的制动系统压力调节中出现的一些缺点和问题。在此，图3示出了一个车轮制动器的典型的压力-体积特性曲线并且解释体积流问题，当要在一个车轮中建立先前的压力水平处于压力室6的所设定的制动系统压力以下的压力时，在根据图1的制动系统中在单独的制动系统压力调节中可能出现该体积流问题。图4中的液压子系统在液压层面解释这一问题。

出于技术原因有利的是，压力室6的刚度与车轮制动器14～17的刚度相比非常高。这首先允许在紧急制动的情况下快速进行车轮制动压力建立。如果室6本身具有高弹性(低刚度)，则电动机2为了填充车轮制动器不仅必须实施转动运动，而且需要附加的转动角度，以便使室6膨胀。

但室6所要求的高刚度从调节技术的视角看也具有一些缺点。一方面，当进入阀18～21例如在四个车轮的ABS调节期间同时闭合时，快速且精确地调节出制动系统压力P_sys是困难的。因此，在DE102011077329A1中提出，即使在ABS调节期间也尽可能始终使具有最高制动压力的车轮制动器的进入阀保持敞开并且将制动系统压力精确地调整到该车轮制动器的水平，即使驾驶员要求更高的制动压力。在这种调节原理中，刚性的室6因此总是与至少一个车轮制动器、即柔性负载连接。由此，可稳定地(无波动地)设定制动系统压力P_sys。

但室6的高刚度的另一个缺点在于压力室6的非常小的体积容量。如果例如具有制动系统压力P_sys以下的压力的车轮通过所属的进入阀的打开而接通以便实现车轮压力的提高，则制动系统压力首先骤降，因为不可这样快速地从刚性的压力室6提供压力建立所需的压力介质体积。

下面的平衡计算要借助于例子解释这种关系。假设在压力室6中已设定100bar的制动系统压力P_sys，所述制动系统压力精确地相应于车轮制动器44(例如右前轮)上的当前制动压力P_fr,act。该车轮制动器的进入阀19因此敞开地运行。车轮制动器43(例如左前轮)处于60bar的压力水平P_fl,act并且需要提高ΔP_fl,req(例如4bar)到期望的终值P_fl,req＝P_fl,act+ΔP_fl,req＝64bar。这些条件在图3中示出。图3示出了一个车轮制动器的示例性的压力-体积特性曲线，如其在此根据例子对于前轮制动器43、44假设的那样。特性曲线表明：随着压力介质体积V(单位：立方厘米，ccm)的增长，车轮制动器中的制动压力P(单位：bar)连续地且稍微累进地升高，因为车轮制动器随着压力介质体积增长而变得更刚性，即弹性降低。车轮制动器44处于工作点50，即在所接收的压力介质体积为1.4ccm时具有100bar的制动压力。车轮制动器43中的制动压力在工作点51，在体积为1.1ccm时处于60bar并且要提高到64bar。根据压力-体积特性曲线，为此需要1.14ccm的压力介质体积，即车轮制动器43中的当前体积必须提高0.04ccm。由100bar的制动系统压力和60bar的车轮制动压力，在进入阀18上得到40bar的压力差。通过本身公知的简单的模型计算可计算：进入阀18必须打开多长时间，以便在所述边界条件下实现4bar的压力提高。典型值在此大约为5ms(ms：毫秒)。即如果阀18打开所计算的时间，则在理想情况下0.04ccm的附加压力介质体积流动到车轮制动器43中，由此实现4bar的期望压力提高。

如上文已经描述的那样，压力室6在理想情况下是无穷刚性的，即不具有弹性，从其可提供压力介质体积。活塞5因此必须在进入阀18的短的打开时间之内提供附加的压力介质体积。但在纯粹(单独的)压力调节中——该压力调节使制动系统压力P_sys保持在根据例子为100bar的期望水平，这在技术上不可实现，因为对于制动系统压力调节而言这种短时间的附加的体积需求在系统压力要求保持恒定的情况下作为干扰参量起作用，以相应的调节参量对所述干扰参量的影响作出反应。调节器为此必须在短的根据例子为5ms的阀打开时间内检测制动系统压力P_sys骤降到100bar的期望水平以下，并且于是必须这样控制电动机2，使得制动系统压力又精确地调整到100bar的水平。由于在测量压力值(用于制动系统压力的实际值)时有限的探测时间，而且也尤其是由于在电流馈送时的延迟时间并且由于致动器(电机2，传动装置4)的惯性，压力调整几乎不可在20ms以下的时间间隔内进行。

在压力建立时流动到车轮制动器43中的压力介质体积因此至少暂时地从不同于压力室6的压力介质源取出。图4解释该过程，图4示出了图1的制动系统的一个局部，在该局部中出于简单原因仅示出了两个具有其车轮各自的进入阀和排出阀的前轮制动回路14、15和压力提供装置40。因为压力提供装置40不可这样快速地提供车轮制动器43所需的压力介质体积，所以压力介质体积从也被加载以高压力的车轮制动回路15(车轮制动器44)提供，该车轮制动回路由于其弹性也具有所需的容量。在弹性为零的无穷刚性的压力室6的极端情况下，会从车轮制动器44取出0.04ccm的总体积。图4中用虚线示出了压力介质体积流的相应路径。即使进入阀19闭合，以便避免这种所谓的交叉流，所述交叉流也如所示的那样通过在该方向上敞开的止回阀23来进行，所述止回阀通常比进入阀19中的孔口具有明显大的横截面。由15到14的压力介质体积交换因此甚至相对快速地进行。基于这种效果，车轮制动器43中的期望压力建立完全或至少部分地实现，但后果是车轮制动器44中不期望地压力减低。这也在图3中示例性示出。按照压力-体积特性曲线，来自具有100bar的车轮制动器44的0.04ccm的体积取出导致在车轮制动器44上压力减低6.4bar到93.6bar，因为车轮制动器44在工作点50明显刚性，即比车轮制动器43在工作点51中具有更小的容量。由于液压连接，制动系统压力P_sys大致也降低到93.6bar的值。随后，压力调节器识别出并且调整相对于期望的100bar的该系统偏差。因为车轮制动回路15具有车轮制动压力中的最高者并且因此在进入阀19敞开的状态下调节，所以压力介质体积从压力室6于是直接移动到车轮制动回路15中。

在此借助于图3和图4简化示出的流程在具有四个车轮制动回路的实际中表现得更复杂，但原则上类似。不具有最高车轮制动压力并且要执行压力建立的车轮制动器总是或多或少地从具有更高压力水平的其它车轮制动器、但也小份额地从非无穷刚性的压力室6供给以压力介质体积份额。由于接通阀9、10的液压阻力，通常，同一个制动回路中的高压车轮制动器是短时间所需的压力介质体积的主提供者，由此，尤其是该高压车轮制动器的车轮制动压力会以不期望的方式骤降。在物理最优化的ABS调节中，这种效果因此可引起不允许的功率损失，并且由于压力波动也引起高压车轮提过早失去稳定。

因此，为了消除所述缺点，根据本发明，暂时取代制动系统压力的调节而执行压力提供装置的压力介质体积的控制，即制动系统压力调节暂时被体积控制取代。即执行由系统压力调节和体积控制组成的组合方案，其中，两个原理分别仅阶段性地且相互排斥地根据车辆制动器的压力调制状况来工作。

优选每当至少一个车轮制动回路需要独立的压力建立时就激活体积控制。

优选地，当全部车轮要保持在不变的压力水平或者要求通过其对应的排出阀26～29进行各自的压力减低时，转换到系统压力调节。由此，原则上在体积控制阶段可能出现的可能误差直接又通过接着的制动系统压力调节阶段来补偿。因此，在系统较长时间运行过程中不会有较大的调节误差累积(如下文还要更详细地描述的那样)。

已经证实，不可纯粹地高精度地控制压力提供装置。这可归因于当控制基于调节对象的可靠建模时(先导)控制是有利的。对于制动压力调整这意味着，基本上好的模型对于车轮制动器、即精确的压力-体积特性曲线分别对于所安装的制动器应已知。因为对于大量被装备的车辆和部件在行驶工况中出现用坏和老化等总是必须考虑参数差异，所以纯粹的控制在该范围内不可能有意义。

为了解释根据例子的方法，下面描述根据例子的体积控制。为此，图5示出了在机动车的四个车辆车轮上进行防抱死调节(ABS)期间车轮各自的压力调制的典型例子。在图5的上方的曲线图中示出了车轮制动压力的时间变化曲线。在此，信号100表示左前车轮制动器的制动压力P₄₃，信号101表示右前车轮制动器的制动压力P₄₄，信号102表示两个后车轮制动器的制动压力P₄₅(P₄₅＝P₄₆)。假设两个后车轮制动器出于行驶稳定性原因在任意时刻同样地以最严重地面临抱死危险的后轮分别所要求的压力来制动。另外，在图5的上方的曲线图中示出了制动系统压力P_sys的信号的时间变化曲线，即在压力室6中所设定的压力。制动系统压力P_sys总是处于或稍高于分别具有最高压力需求的车轮制动器的压力水平。

在图5的下方的曲线图中示出了在时间t上连续ABS调节期间车轮制动器的压力介质体积需求ΔV(附加的压力介质体积，用该附加的压力介质体积实现对应的压力建立)。在此，信号110表示左前车轮制动器43的体积需求ΔV₄₃，信号111表示右前车轮制动器44的体积需求ΔV₄₄，信号112和113表示两个后车轮制动器45、46的体积需求份额ΔV₄₅和ΔV₄₆。信号120表示在一个时间段内车轮制动器的对应的总体积需求ΔV_sum，所述总体积需求根据ΔV_sum＝ΔV₄₃+ΔV₄₄+ΔV₄₅+ΔV₄₆得到。用于车轮制动器j的体积需求ΔV_j分别由该车轮制动器上的所期望的压力提高、优选借助于预给定的压力-体积特性曲线来计算。在此，车轮制动器的所期望的压力提高由制动调节功能已知。每个制动调节功能如ABS或TCS(牵引控制)或ESC(行驶稳定调节)作为输出参量产生车轮各自的给定压力值(车轮给定压力P_i)，如其在上方的曲线图中所示。如果在一个时间段内——例如在时刻t₁在左前车轮制动器43上(信号100)——通过制动调节功能要求压力提高ΔP，则借助于对于车轮制动器43预给定的压力-体积特性曲线(也参见图3)由已知的当前车轮制动压力(例如60bar，在特性曲线上工作点51)和所要求的压力建立ΔP确定合成的体积需求ΔV。因此，在任意时间段内处理全部所调节的车轮并且于是形成所需的总体积需求ΔV_sum(信号120)。

此后检验：是否当前时间段内的总体积需求ΔV_sum大于零，即是否至少一个车轮制动器需要压力建立。在此情况下由制动系统压力调节转换到体积控制。控制和调节单元1于是立即在不执行由此暂时出现的制动系统压力P_sys的检验的情况由当前位置s出发使活塞5前移一个行程Δs(图1中向左)，其中，行程Δs这样选择，使得活塞5排出所需的总体积ΔV_sum。行程Δs例如按照下列方程(1)来计算：

Δs＝ΔV_sum/(π*(d/2)²)

在此，(π*(d/2)²)是通常构造成圆柱形的活塞5的面积，其中d是活塞的直径。

因而，基于所求得的体积需求，系统压力调节暂时被体积控制来替代，以便消除借助于图3和图4描述的问题。

体积控制的一个优点在于，已经基于一个或多个车轮制动器上的压力提高的要求出于体积位移目的而使电机运动，而并非仅当基于制动系统压力P_sys的测量而观察到如在纯粹压力调节中发生的压力损失时。

体积位移优选随着对应的进入阀或(对于多个车轮制动器同时要求压力提高的情况)多个进入阀的打开而在很大程度上同步地进行。两个过程(活塞运动和阀打开)的精确的时间关联是值得期望的，但不是绝对必需的，如借助于图6示出了下列考察。

在图6的上方的曲线图a)中，图5中用130标记的时间范围被放大地示出，其中，对于左前车轮制动器43上的理想的时间上的压力变化曲线示出了信号100，对于右前车轮制动器44上的压力变化曲线示出了信号101。在时刻t₁，ABS调节判定：左前车轮制动器43上的压力要提高一个取值ΔP。在图6的曲线图b)中示出了左前车轮制动器43的进入阀18的控制U_in,fl(信号200)。控制U_in,fl有利地在逻辑和物理上在时间上稍微错位地(在此在时刻t₂)进行。如已经描述的那样，在纯粹的(单独的)压力调节的情况下对于(制动)系统压力P_sys在两个前车轮制动器之间出现压力补偿过程。与期望的压力变化曲线100和101不同，左前车轮制动器43中的压力建立实际上根据所描述的信号变化曲线150以时间错位t₂-t₁来进行，这是正常的并且已经在调节算法(在此ABS)中予以考虑。

压力调节的也已经描述的不期望的效果在于右前车轮制动器44上的制动压力的骤降，如在信号变化曲线151中所示，因为在电动机2可通过活塞5补偿通过再调节产生的效果之前，出现从右车轮制动回路到左车轮制动回路的体积旁通流(所谓交叉流)。在图6的曲线图c)中，作为信号201示出了在压力调节的情况中电动机2的电机转速N_mot。如从信号201可获知的那样，仅在右前车轮制动器的制动压力(信号151，与P_sys相同)骤降之后进行再调节。此外，压力调节必须柔和地(避免过高的回路增益)来进行，以便整个压力调节回路不产生上扬并且由此不稳定。因此，电机转速N_mot在调节情况下相对低(201的扁平信号变化曲线)。

调节的另一个问题可能在于，即便对于具体确定的阀控制时间(参见信号200)，低压车轮制动器、在此为左前车轮制动器处的压力提高(信号150)并非是精确期望的提高，由此存在剩余的偏差ΔP_err(参见信号100和150)。这源于处于车轮制动回路之间的阀的液压阻力。具有以大的力使体积位移的能力的活塞5原则上能够也抵抗所述阻力将体积输送到车轮制动回路中，但对低压车轮制动器本身不再具有影响，因为在活塞5排出附加体积之前所述低压车轮制动器的进入阀已经又闭合。所述体积于是仅仍到达右前车轮制动器的敞开的高压制动回路中并且确保那里的延后的压力校正(参见信号151)，所述压力校正仅大致在时刻t₃结束。在所示例子中，仍在该时刻t₃之前要求左前车轮制动器上的重新的压力提高(信号100)，所述压力提高又导致右前车轮制动器上类似的压力骤降(在此未示出)。

该例子说明了P_sys的纯粹压力调节的问题。如已所述的，不期望的调节偏差(信号变化曲线150以及尤其是151)将会导致在ABS调节内舒适性和性能的可察觉的损失。

与此相对，通过体积控制可进行明显精确的压力调制，如也在图6中所示。为此在图6的曲线图d)中示出了在体积控制的情况中电动机2的电机转速N_mot的信号202。在控制的情况下，在时刻t₁识别到：期望在左前车轮制动器43上根据信号100进行一取值ΔP的压力建立。借助于车轮制动器43的压力-体积特性曲线确定为此所需的体积ΔV并且立即激活具有高转速的电动机运转(参见信号202)，以便移动根据方程(1)所需的活塞行程Δs。

关于所设定的活塞位置s，在此也涉及调节(位置调节)，因为活塞位置s被精确设定。控制和调节单元1为此根据例子持续地通过间接方法测量位置s，其方式是检测直接与活塞行程s关联的电机角度位置。所述电机角度位置对于多相电机(例如同步电机)的有效调节本来就应已知。这种内部调节(内部的调节回路)以非常高的频率运行并且可以高的回路增益实施，因此可实现较高的电机转速N_mot(在信号变化曲线202中示出)。关于所调整的制动系统压力P_sys，在体积位移的情况下涉及纯粹的控制(因此在此也提及控制，虽然活塞位置本身也被调节)。在理想情况下，制动系统压力P_sys在体积位移期间恒定地保持在先前达到的水平。

通过提早的电动机起动和高的转速，活塞运动可与阀打开时间在时间上相符。如果这由于活塞5的受限制的动态性而未完全实现，则高压车轮的制动回路自动地用作一种动态缓冲器。即可以是，高压车轮的车轮制动器稍短时间地提供活塞5仍不可完全实时地提供的压力介质体积，或者高压车轮制动器稍暂时地接收活塞5由于在低压车轮制动器上的仍未打开的进入阀仍不可移动到其车轮制动回路中的压力介质体积。但该补偿过程仅导致在高压车轮制动器的压力变化曲线中相对小的波动，如用信号变化曲线152(稍微的暂时的压力提高)和153(稍微的暂时的压力下降)在图6a)中示出。

对于多个车轮制动器同时(在一个时间段内)需要压力提高的情况，应保证在总体积位移时正确的体积量精确地到达对应的车轮制动回路中。按照优选方法，这通过对应的进入阀的各自设定的激活时间(打开时间)(例如参见图6中的信号200的时间间隔t₄～t₂)来实现。激活时间(打开时间)有利地对于每个车轮制动回路单独地由期望的压力升高水平、所属进入阀上的压力差、工作点(在车轮制动器中的当前压力)和进入阀的孔口的特性来计算。这种模型计算本身已经公知，因此在此不予以详细描述。

如已所述，体积控制优选总是仅在这样的时间段内来激活，在所述时间段内，至少一个车轮制动器需要压力建立、即压力介质体积，并且因此至少一个进入阀为此被激活。在其余时间段内优选转换到压力调节，所述压力调节将制动系统压力P_sys固定地调节到最高压力车轮制动器所需的水平或根据所选择的调节策略调节到稍高于此的水平。这样的阶段例如是图5中的时间间隔Δt₁，该时间间隔在图7中被放大地示出。在该阶段，控制和调节单元1试图使系统压力P_sys调节到右前车轮制动器所需的压力水平(信号101)或者说根据例子稍高于此的水平。

虽然P_sys在时间间隔Δt₁内完全不需要调制——因为所实现的压力可真正地保持恒定，但根据例子，压力调节仍被激活和执行。这种优选的再调节的基础在于，在先前进行的控制中由于不完全精确的模型而可能出现误差。如果例如对于左前车轮制动器上的压力建立ΔP(信号100)通过压力-体积特性曲线计算压力介质体积ΔV，所述压力介质体积由于制动特性的改变而不完全相应于实际所需的体积需求，即例如被计算得过小，则由活塞5排出比车轮制动器实际所接收的量少的压力介质体积。其余的压力介质体积于是自动地由高压车轮的车轮制动器提供，由此，该车轮制动器的压力骤降一些。于是，在高压车轮制动器上出现图7中示例性示出的压力骤降154(虚线)，即与理想信号101的期望水平的偏差ΔP_err。P_sys也下降到例如同一个水平154，这由控制和调节单元1在间隔Δt₁开始时被识别为调节偏差并且在压力调节模式中被消除。

因此，在(接着的)调节阶段中补偿当系统部件的特性不完全精确地相应于模型时在以前进行的控制中可能出现的不可避免的误差。但误差或者说不期望的调制通常如此之小，以至于所述误差或调制与在纯粹压力调节中产生的压力骤降相比可忽略。但接着的压力调节阶段如例如借助于例子Δt₁描述的那样是有利的，以便避免通过多个长时间持续的车轮压力调制而累积的误差。

但为了在调节过程中也进一步降低或者在理想情况下完全消除所述小的误差，根据例子附加地执行学习方法，所述学习方法基于与用于P_sys的给定值的可测量的偏差ΔP_err。

根据例子，模型校正或者说分别计算的体积需求的校正用下面描述的步骤来执行：

a)基本上，仅当已在单个车轮上建立了压力并且此后出现了没有其它车轮要求压力建立的10ms的最小时间间隔时，确定所需的校正因子(参见点b、c)、d)e))。

b)使用可直接在压力建立之后确定的系统压力偏差ΔP_err(参见图7)来求得体积误差ΔV_err。因为最高压力车轮制动器是体积提供者并且随着体积排出引起了系统压力偏差ΔP_err，所以由其P-V特性曲线并且由其所达到的压力水平(相应于图3中的考察)计算体积误差ΔV_err。如果多个车轮制动器是最高压力车轮制动器，即通过敞开的进入阀直接与压力室6连接，则ΔV_err由全部这些车轮制动器根据上述思路来确定。

c)现在使体积误差ΔV_err与用于被进行压力建立的车轮制动器的先前的体积计算ΔV相关联，并且由此计算校正因子K_mod，例如根据K_mod＝(1+(ΔV_err/(2*ΔV)))。

也可考虑按照关系K_mod＝(1+(ΔV_err/ΔV))的校正因子K_mod计算。但在这种校正方法中有利的是，不要试图完全地在下一个步骤中补偿所识别的误差，因为这可导致校正本身的不稳定(因子的持续更换)。有利的是具有柔和的因子K_mod的校正，该校正趋于导致渐进的误差消除。

d)对于每个车轮制动器，例如以表格的形式存储用于不同压力范围i(例如用于0～10bar、10～20bar、20～35bar、35～50bar、50～70bar、70～100bar以及100～200bar)的校正因子K_mod,i。因此，如果由于一个先前处于压力水平P的车轮制动器上的压力提高而出现体积误差，则进行校正因子K_mod的在c)中描述的计算。该校正因子在为该车轮确定的表格中加入到用于压力值P的字段中——如果该字段仍空闲的话。如果在那里已经加入了校正因子，则形成当前因子与已经存储的因子的乘积并且作为新的校正因子存储在该字段中。

e)如果在一个车轮制动器上执行单独的压力建立，则首先计算为此所需的体积ΔV。然后，使用当前压力水平P在用于该车轮的校正表格中确定相应字段的地址。如果在那里存储着校正因子，则按照以下方程

ΔV_korr＝k_mod*ΔV

确定经校正的体积需求。

最后需要注意的是，信号200、201和202以及产生的调节偏差在图6和图7中出于清楚原因仅对于t₁之后的短时间间隔以真实值示出，并且在其余时间段内用虚线示出或甚至不示出，以便仅对于所述的压力建立ΔP突出其作用和效果。

Claims (13)

1.一种用于运行机动车用电液式制动系统的方法，所述电液式制动系统具有车轮各自的制动调节功能(ABS，ESC，TCS)和可液压操作的车轮制动器(43，44，45，46)，所述车轮制动器分别通过进入阀(18，19，20，21)与可电控制的压力提供装置(40)以可分开的方式连接，所述压力提供装置包括具有液压压力室(6)的缸-活塞装置，所述缸-活塞装置的活塞(5)能通过用于设定制动系统压力(P_sys)的机电式致动器(2，4)移动，所述车轮制动器分别通过排出阀(26，27，28，29)与压力介质储备容器(31)连接或能与之连接，其中，对于每个车轮制动器预给定车轮各自的车轮给定压力(P_i)，并且执行所述压力提供装置对制动系统压力(P_sys)的压力调节(301)，其特征在于：在特定时间取代所述制动系统压力(P_sys)的压力调节(301)执行对由所述压力提供装置输出的压力介质体积的控制(303)，其中，根据对于所述车轮制动器预给定的车轮给定压力(P_i)来执行从所述制动系统压力的压力调节到所述压力介质体积的控制的转换(302)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在所述制动系统压力(P_sys)的压力调节(301)中，所述制动系统压力(P_sys)被调整到最大车轮给定压力或比所述最大车轮给定压力高预定量(Δ)的给定压力。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：当在至少一个车轮制动器上要执行车轮各自的制动压力提高(302)时，执行所述压力介质体积的控制(302)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于：在所述压力介质体积的控制(303)中，所述活塞(5)移动一位移值(Δs)，由此，借助于所述预给定的车轮给定压力确定的压力介质体积(ΔV，ΔV_sum)被排到至少一个车轮制动器中。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述位移值(Δs)借助于至少一个对于所述车轮制动器预给定的压力-体积特性曲线来确定。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于：当在两个以上车轮制动器上同时进行制动压力提高时，所述位移值(Δs)借助于所述车轮制动器的对于这些车轮制动器所需的压力介质体积总和(ΔV_sum)来确定。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述车轮制动器上的车轮各自的制动压力提高通过选择用于相应进入阀的车轮各自的打开持续时间来实现。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于：在压力介质体积的控制的阶段结束之后，执行所述制动系统压力(P_sys)的压力调节的阶段。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：当对于所述车轮制动器中的每一个要执行制动压力的保持或减低时，从所述压力介质体积的控制转换返回(304)所述制动系统压力的压力调节。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于：在所述压力调节阶段开始时确定(305)所测量的制动系统压力(P_sys)与尤其是通过所述制动调节功能预给定的制动系统压力(P_sys)之间的偏差(ΔP_err)；以及借助于所述偏差执行对用于压力介质体积的控制(303)的模型的校正。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：借助于所述偏差(ΔP_err)和压力-体积特性曲线确定校正因子(K_mod，K_mod,i)——尤其是车轮各自的校正因子，所述校正因子尤其是根据车轮制动压力来确定。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于：借助于所述校正因子(K_mod，K_mod,i)确定用于车轮制动器的经校正的压力介质体积(ΔV_korr)，供下一个阶段的压力介质体积的控制(303)使用。

13.一种用于机动车的制动系统，所述制动系统具有：

·车轮各自的制动调节功能(ABS，ESC，TCS)，

·可液压操作的车轮制动器(43，44，45，46)，

·可电控制的压力提供装置(40)，所述压力提供装置包括具有液压压力室(6)的缸-活塞装置，所述缸-活塞装置的活塞(5)能通过机电式致动器(2，4)移动，其中，每个车轮制动器通过进入阀(18，19，20，21)与所述压力提供装置(40)以可分开的方式连接并且通过排出阀(26，27，28，29)与压力介质储备容器(31)连接或能与之连接，

·检测装置(47)，用于确定所述压力提供装置的制动系统压力(P_sys)，

·检测装置(48)，用于确定所述压力提供装置——尤其是所述致动器——的位置(s)，

·电子控制和调节单元(1)，用于控制所述机电式致动器，

其特征在于：在所述电子控制和调节单元中执行根据权利要求1至12中任一项所述的方法。