CN116648389A - 用于控制制动系统的方法和用于机动车辆的制动系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于控制包括直线致动器(5)和液压泵(26)的制动系统(1)的方法。为了快速建立压力，直线致动器(5)和液压泵(26)在制动请求信号的变化率大于阈值时切换为同步操作。本发明还涉及一种用于机动车辆的制动系统(1)。

Description

用于控制制动系统的方法和用于机动车辆的制动系统

技术领域

本发明涉及一种用于控制具有直线致动器和液压泵的制动系统的方法。

现有技术

现今大多数现代制动系统都根据线控制动方法工作。也就是说，在正常操作模式下，驾驶员不再通过制动踏板与各个车轮制动器直接机械关联。取而代之的是，驾驶员的制动请求是通过传感器系统检测的，并且根据驾驶员的制动请求，通常电力的压力施加装置被启用以在车轮制动器中建立制动压力。在这种情况下使用的压力施加装置必须满足这种情况下的大量要求。到目前为止，在这种情况下，还不能以可接受的成本提供这样一种制动系统：当制动需求非常快速地增加时，该制动系统可以像驾驶员直接机械操控车轮制动器的常规制动系统一样快速地建立制动压力。由于在高速度下即使压力建立得略微延迟也会导致制动距离显著加长，因此与具有常规制动系统的车辆相比，具有此类制动系统的车辆在制动距离方面具有很大的缺点。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于控制这种制动系统的方法，该方法避免了这些缺点。

该目的是通过如权利要求1所述的方法来实现的，其中，监测制动请求信号，如果制动请求信号的变化率大于阈值，则将直线致动器和液压泵切换为同步操作。在同步操作中，直线致动器和液压泵同时操作以将液压体积输送到至少一个车轮制动器中，以便在车轮制动器中建立制动压力。因此，直线致动器和液压泵同时递送到共同的车轮制动器中。利用根据本发明的方法，直接根据制动请求信号确定是否需要两个压力源以实现该请求。因此，可以特别快速地达到请求的制动压力，由此能够以高效的方式减小机动车辆的制动距离。

在本发明的优选实施例中，制动请求信号由制动传感器或驾驶辅助系统产生。制动踏板行程传感器和/或压力传感器特别适合作为制动传感器。在这种情况下，可以直接测量和使用主缸压力或系统压力。替代性地，制动踏板是干式设计，即与液压系统没有连接。在这种情况下，可以使用相应的制动踏板传感器。可能的驾驶辅助系统尤其是直接且独立于驾驶员产生制动请求信号的自动车距控制系统和/或紧急制动辅助器。

在本发明的另一优选实施例中，将液压泵和直线致动器串联连接，特别是通过打开在液压泵的吸入侧与直线致动器的出口之间的液压阀而串联连接。在此，由直线致动器产生的液压压力由液压泵进一步增强，从而确保了在车轮制动器中更快地达到更高的制动压力。

在本发明的另一优选实施例中，将液压泵和直线致动器并联连接，其中，液压泵的吸入侧连接到液压储器。因此，液压泵和直线致动器基本上彼此独立地将体积输送到车轮制动器中。液压泵的体积和直线致动器的体积在这里总计是输送到车轮制动器中的总体积。因此，特别快速地实现车轮制动器中所需的体积。也可以在两种模式之间切换。因此，由于车轮制动器的活塞还有很远的行程并且两个压力施加装置可以并联连接，所以在制动开始时需要较大的体积。一旦制动衬块和制动盘之间发生接触，就不再需要大的液压体积。然后可以将两个压力施加装置串联连接。

在本发明的另一优选实施例中，第一控制单元控制直线致动器，并且第二控制单元控制液压泵。在这种情况下，第一控制单元和第二控制单元通过通信接口彼此通信。这提供了额外的冗余度，因为在控制单元之一发生故障的情况下，压力施加装置中的至少一个仍然保持功能以将车辆制动至停止。

在本发明的特别优选的实施例中，第一控制单元评估制动请求信号，并且如果检测到的制动请求信号的变化率大于阈值，则向第二控制单元发送用于启用液压泵的命令。因此不需要在液压泵和第一控制单元之间提供额外的连接，因为控制逻辑保留在第二控制单元内。

在本发明的另一特别优选的实施例中，制动传感器是由第二控制单元读取的液压压力传感器。这可以是系统压力传感器或车轮制动压力传感器。因此，负责控制液压泵的第二控制单元可以自动检测是否需要液压泵。

在本发明的特别优选的实施例中，第二控制单元评估制动请求信号以便如果检测到的制动请求信号的变化率大于阈值则启用液压泵。

在本发明的特别优选的实施例中，第二控制单元评估第一制动请求信号。第一制动请求信号尤其可以是由第二控制单元直接监控的传感器的信号。如果检测到的第一制动请求信号的变化率大于第一阈值，则第二控制单元以第一功率启用液压泵。同时，第一控制单元评估第二制动请求信号，并且如果检测到的第二制动请求信号的变化率大于第二阈值，则向第二控制单元发送用于启用液压泵的命令。特别地，这可以是直接连接到第一控制单元的传感器的信号。当接收到命令时，第二控制单元然后将液压泵调节到大于第一功率的第二功率。因此，泵被立即启用而没有延迟，但仅在从第一控制单元接收到实际命令时才被设置为所需的全功率。

在本发明的特别优选的实施例中，当直线致动器到达其拐点、触发ABS控制操作或达到预定抱死压力时，发生从如上所述的同步操作到液压泵的单独操作的转变。当直线致动器的活塞已经向前移动了全程并且因此不得不再次向后移动以进行进一步体积递送(在这时从制动流体储器中抽取制动流体)时，达到直线致动器的拐点。一旦检测到车轮或至少一个车轮的抱死，就同样可以切换到液压泵的单独操作，因为液压泵上的压力可以通过相关联的溢流阀特别精确地设定。在特别简单的控制系统中，预定压力值、抱死压力被存储在车辆的制动系统中。一旦系统压力达到此压力，就同样执行切换到液压泵的单独操作。

在本发明的另一优选实施例中，液压阀与液压泵并联布置，并且液压阀串联布置在直线致动器和车轮制动器之间，并且液压阀在同步操作中打开或关闭。如果阀打开，则直线致动器可以一方面通过此阀并且另一方面通过液压泵将体积输送到车轮制动器中。

在本发明的另一优选实施例中，制动系统包括两个子回路，其中，每个子回路被指配有两个车轮制动器和一个液压泵，并且在同步操作中，启用两个泵并且直线致动器连接到仅一个子回路或两个子回路。

该目的还通过一种用于机动车辆的制动系统来实现，该制动系统具有直线致动器和液压泵，其中，制动系统被设计成执行上述方法。

附图说明

本发明的其他特征、优点和可能的应用也由下面对示例性实施例的描述和附图中得出。所描述和/或图示描绘的所有特征单独地并且以任何组合、同时独立于其在权利要求中的总结或其反向引用而属于本发明的主题。

图1示意性地示出了根据本发明的第一实施例的制动系统，

图2示意性地示出了根据本发明的第二实施例的制动系统。

具体实施方式

图1展示了液压制动系统1，可以通过该液压制动系统执行根据本发明的方法。该制动系统1配备有自主驾驶所需的扩展冗余方案，这种扩展冗余方案特别地通过两个独立的压力施加装置来实现。在正常操作模式中，制动系统1根据线控制动方法操作。在这种情况下，制动力由驾驶员施加在制动主缸3上，该制动主缸被设计为具有两个腔室的串联式制动主缸3。结果是，液压体积通过打开的模拟器阀10移位到模拟器4中，由此产生踏板感觉。在所示的实施例中，串联式制动主缸3的仅一个腔室连接到模拟器4，而第二腔室仅对关闭的第一截止阀21施加压力。第一截止阀21将串联式制动主缸3与制动系统1的第一子回路分离以及将串联式制动主缸连接到制动系统的第一子回路，该第一子回路包括左后车轮和右前车轮的具有相应入口阀14和相应出口阀15的车轮制动器7、8。第二截止阀22将串联式制动主缸3连接到制动系统1的第二子回路。制动系统1的第二子回路包括右后车轮和左前车轮的具有相应入口阀14和出口阀15的车轮制动器6、9。第二截止阀22在正常操作模式下也是关闭的。在所示的实施例中，第一子回路和第二子回路具有基本对称的构造。车轮制动器6、7、8、9向第一子回路和第二子回路的不同划分也是可能的，例如两个前车轮制动器均在第一子回路中以及后车轮制动器均在第二子回路中。

在制动系统1中还提供了直线致动器5，该直线致动器经由第一供应阀19连接到第一子回路并且经由第二供应阀20连接到第二子回路。第一供应阀19将第一子回路连接到直线致动器5以及将第一子回路与直线致动器分离，并且第二供应阀20将第二子回路连接到直线致动器5以及将第二子回路与直线致动器分离。由于对称构造，出于本发明的目的，第二子回路也可以被视为第一子回路，并且第一子回路也可以被视为第二子回路。在正常操作模式下，第一供应阀19和第二供应阀20是打开的，并且因此直线致动器5可以将制动流体输送到所有的车轮制动器6、7、8、9中。在此，制动流体从直线致动器5流出，通过相应子回路的打开的切换阀25并通过相应车轮制动器6、7、8、9的入口阀14流入车轮制动器6、7、8、9。两个子回路的泵隔离阀24在正常操作模式下是关闭的。制动力因此由直线致动器5产生。

为了例如在ABS控制的情况下降低车轮制动器6、7、8、9的压力，可以打开各个车轮制动器6、7、8、9的出口阀15。制动流体然后通过相应出口阀15流入相应子回路的低压蓄能器27。

这两个子回路中的每个子回路都具有液压泵26，该液压泵在各自的情况下连接到切换阀25、泵隔离阀24和低压蓄能器27。在备用级中，例如在直线致动器出现故障的情况下，截止阀21、22打开，切换阀25关闭并且泵隔离阀24打开。当致动制动踏板时，启用液压泵26，其结果是所述泵将制动流体泵入车轮制动器6、7、8、9。液压泵26因此增强了驾驶员经由串联式制动主缸3施加的制动压力。

第一子回路和第二子回路因此基本上并联地构造。第一子回路中的系统压力可以由压力测量装置16确定，该压力测量装置被称为系统压力传感器16。此外，另一压力测量装置17布置在串联式制动主缸3上以确定驾驶员施加的制动压力，此传感器被称为主缸压力传感器17。可以通过再抽吸阀23建立第二子回路与储器2的连接。如果要减少或增加该制动回路中的制动流体体积，则特别地可以打开此阀。

在正常操作中，踏板行程传感器和主缸压力传感器17由控制单元监控并且基于其传感器信号产生制动请求信号。控制单元然后基于制动请求信号控制直线致动器5以产生制动压力。

如果现在确定制动请求信号的变化率(也就是说时间导数)超过阈值，则开始同步操作，在同步操作中，直线致动器5和液压泵26两者均被操作以便共同地将制动流体输送到至少一个车轮制动器6、7、8、9中。制动系统在此继续以线控制动模式操作，也就是说，截止阀21、22保持关闭并且制动流体继续通过制动主缸3仅移位到模拟器4中。切换阀25关闭并且泵隔离阀24打开，其结果是液压泵26串联地连接在直线致动器的下游。由直线致动器建立的液压压力因此被液压泵26进一步增强。大的制动压力因此迅速地施加到车轮制动器6、7、8、9。因此，在快速踩下踏板的情况下可以快速建立所需的制动力，并且因此可以决定性地缩短制动距离。

替代性地，可以将液压泵与直线致动器并联连接。为此目的，切换阀25打开并且泵隔离阀24关闭。液压泵26然后从低压蓄能器27抽取流体并将体积泵送到相应车轮制动器6、7、8、9，而直线致动器同时通过该打开的切换阀将该体积输送到车轮制动器6、7、8、9中。

在此，控制单元ECU 2控制直线致动器5，并且控制单元ECU 1控制液压泵26。控制单元ECU 1还从系统压力传感器16接收数据，该系统压力传感器直接连接到这个控制单元ECU 1。在这种情况下，设想的是，控制单元ECU 1通过系统压力传感器16监测系统压力，并且如果变化率大于相关联的系统压力变化阈值，则该控制单元打开泵隔离阀并且以第一功率或占空比启用液压泵26。同时，控制单元ECU 2通过主缸压力传感器17监测主缸压力，并且如果检测到变化率大于相关联的主缸压力变化阈值，则该控制单元经由CAN接口向控制单元ECU 1发送泵启用信号。一旦控制单元ECU 1接收到泵启用信号，它就将液压泵26切换到更高的第二泵功率或占空比。因此，可以在控制单元ECU 2处调节对同步操作的实际控制，但通过控制单元ECU 1对液压泵26的提前控制来弥补信号传输时间。

制动系统的第二实施例现在展示在图2中。图2的制动系统具有仅体现为单个腔室的制动主缸3。在正常操作中，制动主缸通过打开的模拟器阀10连接到模拟器4。截止阀21在正常操作中关闭，并且因此制动主缸与车轮制动器6、7、8、9没有打开的流动连接。直线致动器5经由在正常操作期间打开的供应阀19以及经由同样打开的入口阀14连接到车轮制动器8、9。此外，直线致动器5通过回路隔离阀28并通过相应的入口阀14连接到前车桥的车轮制动器6、7。该连接通过带有切换阀25的另一制动单元，该切换阀在正常操作中是打开的。出于冗余，该另一制动单元包括另一压力施加装置，该另一压力施加装置体现为液压泵26。液压泵26在吸入侧通过常闭的泵隔离阀24连接到低压蓄能器27，低压蓄能器又连接到制动流体储器2。低压蓄能器27还通过另一阀连接到车轮制动器6、7。

在这个实施例中，将直线致动器5和液压泵26并联连接并且在根据本发明的同步操作中同时操作。为此目的，切换阀25保持打开，其结果是直线致动器5具有通向车轮制动器6、7的打开的流动连接。此外，泵隔离阀24打开，其结果是液压泵26可以从低压蓄能器27中抽取制动流体，并通过低压蓄能器从制动流体储器2中抽取制动流体。因此，直线致动器5和液压泵各自输送它们自己的体积，总计是输送到车轮制动器6、7中的总体积。

液压泵26和直线致动器5的控制可以由两个独立的控制单元执行，如上文关于第一实施例所描述的。

附图标记列表

1 制动系统

2 制动流体储器

3 制动主缸

4 模拟器

5 直线致动器

6 车轮制动器

7 车轮制动器

8 车轮制动器

9 车轮制动器

10 模拟器阀

14 入口阀

15 出口阀

16 系统压力传感器

17 制动主缸压力传感器

19 第一供应阀

20 第二供应阀

21 第一截止阀

22 第二截止阀

23 再抽吸阀

24 泵隔离阀

25 切换阀

26 液压泵

27 低压蓄能器

28 回路隔离阀

Claims (13)

1.一种用于控制具有直线致动器(5)和液压泵(26)的制动系统(1)的方法，其特征在于，监测制动请求信号，并且如果该制动请求信号的变化率大于阈值，则将该直线致动器(5)和该液压泵(26)切换为同步操作，其中，在同步操作中，该直线致动器(5)和该液压泵(26)同时操作以将液压体积输送到至少一个车轮制动器(6，7，8，9)中，以便在该车轮制动器(6，7，8，9)中建立制动压力。

2.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，制动传感器(17)或驾驶辅助系统产生该制动请求信号。

3.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将该液压泵(26)与该直线致动器(5)串联连接，特别是通过打开在该液压泵(26)的吸入侧与该直线致动器(5)的出口之间的液压阀(24)而串联连接。

4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将该液压泵(26)与该直线致动器(5)并联连接，其中，该液压泵(26)的吸入侧连接到液压储器(2，27)。

5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，第一控制单元控制该直线致动器(5)，并且第二控制单元控制该液压泵(26)，其中，该第一控制单元和该第二控制单元通过通信接口彼此通信。

6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，该第一控制单元评估该制动请求信号，并且如果检测到的该制动请求信号的变化率大于该阈值，则向该第二控制单元发送用于启用该液压泵(26)的命令。

7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，该制动传感器是由该第二控制单元读取的液压压力传感器(16)。

8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，该第二控制单元评估该制动请求信号并且如果检测到的该制动请求信号的变化率大于该阈值则启用该液压泵(26)。

9.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，该第二控制单元评估第一制动请求信号，并且如果检测到的该第一制动请求信号的变化率大于第一阈值，则以第一功率启用该液压泵(26)，并且该第一控制单元评估第二制动请求信号，并且如果检测到的该第二制动请求信号的变化率大于第二阈值，则向该第二控制单元发送用于启用该液压泵(26)的命令，其中，当接收到该命令时，该第二控制单元以大于该第一功率的第二功率启用该液压泵(26)。

10.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，当该直线致动器(5)到达其拐点、触发ABS控制操作或达到预定抱死压力时，执行从同步操作到该液压泵(26)的单独操作的转变。

11.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，液压阀(25)与该液压泵(26)并联布置并且该液压阀串联布置在该直线致动器(5)与车轮制动器(6，7，8，9)之间，并且该液压阀(25)在同步操作中打开或关闭。

12.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，该制动系统(1)包括两个子回路，其中，每个子回路被指配有两个车轮制动器(6，7，8，9)和一个液压泵(26)，并且在同步操作中，启用两个泵(26)并且该直线致动器(5)连接到仅一个子回路或两个子回路。

13.一种用于机动车辆的制动系统，该制动系统具有直线致动器(5)和液压泵(26)，其特征在于，该制动系统被设计为执行如权利要求1至12中任一项所述的方法。