操作具有集成式驻车制动器的制动系统的方法及制动系统与流程

操作具有集成式驻车制动器的制动系统的方法及制动系统
1.本发明涉及一种操作制动系统的方法，该制动系统包括
2.·
具有制动衬片的可液压致动的车轮制动器；
3.·
制动流体储器；
4.·
具有压力活塞的压力供给装置，该压力活塞能移动至压力腔室中；
5.·
集成式驻车制动器，
6.其中，在正常操作模式下，借助于该压力供给装置在这些车轮制动器中建立行车制动压力，并且其中，在驻车操作模式下，该集成式驻车制动器夹紧至少两个车轮制动器的制动衬片，并且其中，当该集成式驻车制动器被释放时，这些衬片的夹紧被再次撤销。
7.本发明还涉及一种对应的制动系统。
8.制动系统可以具有集成式驻车制动器(ipb)，当机动车辆被驻停时，该集成式驻车制动器通过输送制动流体而使至少两个车轮制动器中的制动流体体积增加，并且由此使车轮制动压力增加。制动流体体积被封闭在对应的车轮制动器中，直到驻车制动器被释放为止。当驻车制动器被释放时，这个额外的体积会被释放。
9.在驻车制动器与具有行车制动器的电动液压制动系统之间存在液压依赖关系。两个制动器的致动器都对制动体积有影响，从而产生相互作用。当驻车制动器夹紧车轮制动器的制动衬片时，就会发生制动流体随后流动到车轮制动器中。因此，车轮制动器中的制动流体体积增加。如果驻车制动器被释放，那么此体积会再次被释放并离开制动器。
10.常见的问题是由于驻车制动器而移位的体积会遍布在液压制动系统中。如果例如后桥的车轮处的入口阀被关闭、同时驻车制动器被释放，那么这种体积移位对此车轮压力有直接影响。如果制动系统在“线控”模式(在该模式下，使压力供给装置与主制动缸分离的隔离阀是关闭的)下进行操作，那么此体积对系统压力的压力-体积平衡有直接影响。
11.具体而言，这导致了以下具体问题。制动系统并未将由于驻车制动器而移位的体积考虑在内。这产生了问题，因为额外的体积无法在使压力供给装置与制动回路液压分离的隔离阀或顺序阀被关闭时通过压力供给装置被耗尽。通过车轮制动器的常闭的出口阀耗尽残余压力的声音非常大，并且可能会使驾驶员不耐烦。
12.液压压力模型可以是对制动系统进行车轮压力控制的主要输入变量。
13.将进入压力和体积流量考虑在内，压力模型基于入口阀和出口阀的开关时间来确定车轮压力。
14.由于集成式驻车制动器作为额外的致动器介入车轮处的动作链，因此在这些情况下，压力模型是不正确的。当集成式驻车制动器被释放时，额外的制动体积移动至车轮中。如果此车轮处的入口阀是关闭的，那么会造成该车轮的过度制动，并且在一些情况下甚至会锁住车辆的制动器。其原因是，车轮压力控制器没有耗尽由集成式驻车制动器注入的体积，并且对后桥进行过度制动。
15.集成式驻车制动器的释放与tcs(牵引力控制系统)的叠加导致后桥处出现无法确定的压力积聚/建立，因为后轿处的入口阀已经被tcs关闭。压力模型的计算是不正确的，因为其没有将集成式驻车制动器作为致动器或压力源考虑在内。结果是，车轮压力控制器没
有耗尽由集成式驻车制动器注入的体积，并且对后桥进行过度制动。
16.这些问题的一个可能的解决方案是将这些车轮处的出口阀“盲”打开，以便消散残余压力。然而，“盲”的结果是，压力值与需求值不对应。
17.由于集成式驻车制动器而移位的体积不应导致噪音、振动和声振粗糙度/不平顺性(nvh)问题或质量问题，也不应导致过度制动。
18.因此，本发明基于以下目的：指明一种用于对具有集成式驻车制动器的电动液压制动系统进行操作的方法，在该方法的情况下，可以减少或完全避免上述问题。还试图指明一种对应的制动系统。
19.关于方法，该目的根据本发明以如下方式得以实现，即在集成式驻车制动器被释放后，对于在正常操作模式下的后续操作，将由于集成式驻车制动器而移位的制动流体体积考虑在内。
20.从属权利要求涉及本发明的有利改进。
21.本发明基于以下发现：上文所描述的问题可以通过将液压制动系统视为包含已经由于集成式驻车制动器而移位的体积来避免。将体积考虑在内这一事实尤其意指，制动系统的操作是根据存在的超额体积进行调整的，而不是如上文所描述的通过出口阀“盲”排制动流体。
22.有利的情况是，当机动车辆被唤醒时，和/或当压力活塞在集成式驻车制动器被启用的情况下往回移动出压力腔室时，使由压力供给装置的压力活塞所假定的待机位置沿压力腔室的方向前进一补偿行程，使得对应的体积对应于驻车制动器体积，由此在压力供给装置中产生体积储备。这尤其意指，压力活塞本身应能够接纳驻车制动器的制动体积，直到达到非受压状态为止。
23.在此，“唤醒”尤其是指，制动系统被设定处于一种状态，在该状态下，阀准备好切换，并且可以转换到正常操作状态。
24.例如，当驾驶员释放制动踏板时，或当独立于驾驶员的自动制动操作结束时，压力活塞会从压力腔室中缩回。
25.优选地，在集成式驻车制动器在与制动流体储器的液压连接关闭的情况下已经被释放后，再次对压力活塞的初始待机位置进行大致假定。
26.正常操作状态尤其对应于车辆行驶时的行车制动器功能。补偿行程在此可以通过经验值(其已经尤其通过一系列测量确定)来给定，或者通过对比如流速、流动截面、和流动时间等变量(这些变量是制动流体体积的度量)的具体测量来确定。
27.在优选实施例中，确定由于集成式驻车制动器而移位的制动流体体积，并在制动系统的至少一个所存储的压力-体积特性曲线中将该制动流体体积考虑在内。如下文所讨论的，这可以关于制动系统而言全局地或局部地进行。可以通过计算进行确定，或替代性地，也可以使用预定值。
28.优选地，在各自的车轮制动器的压力模型中，将由于集成式驻车制动器而移位的制动流体体积考虑在内。因此，在每个车轮制动器的压力/体积特性曲线中，在该车轮制动器中局部地将该制动流体体积考虑在内。
29.出于此目的，有利的是，将来自以下组中的车轮制动变量中的至少一个考虑在内：进入压力、制动钳尺寸、入口阀状态、隔离阀状态、出口阀状态。
30.优选地，如果压力模型指示车轮制动器中的制动流体超额/过量，那么通过打开出口阀而使此车轮制动器中的车轮制动压力降低，使得超额的制动流体被耗尽。
31.在优选实施例中，对由于集成式驻车制动器而移位的制动流体体积进行计算，并将该制动流体体积结合到所存储的压力-体积特性曲线中，其中，借助于此进行比较，并且其中，将这个新的压力-体积特性曲线用于监测车轮体积偏差。优选地，此压力-体积特性曲线与压力供给装置所提供的系统压力有关，该系统压力对应于在压力供给装置的压力腔室中占主导的压力。
32.关于制动系统，上述目的是根据本发明通过开环和闭环控制单元来实现的，在该开环和闭环控制单元中，上文所描述的方法以硬件和/或软件实施。
33.在优选实施例中，提供了制动踏板，该制动踏板通过踏板联接杆而联接至主制动缸的压力活塞。在这种情况下，在后备级(fallback level)，驾驶员可以使用肌肉力量来在车轮制动器中建立制动压力。在正常操作(“线控”)中，当制动踏板被致动时，模拟器被致动，并且驾驶员制动需求由驾驶员制动需求检测装置、尤其是踏板行程传感器来检测。在其他优选实施例中，制动踏板没有机械地联接至主制动缸。驾驶员制动需求由驾驶员制动需求检测装置来检测，并且然后(作为信号)线控传输至开环和闭环控制单元。因此，优选地，制动系统包括可以机械地联接至主制动缸或仅线控连接的制动踏板。
34.制动系统也可以在没有驾驶员制动需求的情况下(例如，在自主巡航控制系统的背景下)进行制动操作。
35.本发明的优点尤其在于，ipb活动的不期望的影响可以在这些活动导致nvh问题之前得到补偿。在此特别有利的是，现有的功能和控制链不必修改。
36.由于将由于集成式驻车制动器而移位的体积考虑在内这一事实，可以重新确定压力活塞或lac的驻停或待机位置。因此，当制动系统切换到线控模式时，不再需要通过启用阀来耗尽残余体积。
37.如果后轿通过tcs而保持处于非受压状态，那么移位的体积可以作为后轮的压力模型的因素。集成式驻车制动器造成的压力积聚可以由车轮控制器精确补偿。
38.将参照附图更详细地描述本发明的一个示例性实施例，其中，在高度示意性附图中：
39.图1示出了集成式驻车制动需求的图；
40.图2示出了优选实施例中的制动系统的液压回路图；
41.图3示出了第一优选实施例中的方法的图；
42.图4示出了第一优选实施例中的方法的图；以及
43.图5示出了第一优选实施例中的方法的图。
44.在所有附图中，相同的部件由相同的附图标记表示。
45.图1以图示的方式展示了集成式驻车制动需求的示例。时间被绘制在横坐标轴2上。在纵坐标上，表示应用集成式驻车制动器的需求的信号标志被绘制为在顶部的曲线10，压力活塞位置被绘制在中间，并且系统压力被绘制在底部。
46.实际压力的进程(由曲线18表示)示出了ipb对如图2所展示的制动系统的影响。由于应用ipb而引起的体积移位，压力活塞或lac必须前进(参见曲线14)，以便补偿由于ipb而移位的制动体积。在此示例中，lac不得不改变位置4mm。这对应于大约1.2cm3的体积移位。
在lac反应之前，压力下降大约2.5巴。曲线16表示设定点系统压力，而曲线18表示实际压力。
47.图2展示了优选实施例中的制动系统100。
48.制动系统100包括具有两个压力腔室86、88的主制动缸84。主制动缸84由机动车辆的驾驶员经由制动踏板90致动。主制动缸84连接至压力介质储器或制动流体储器22，并从该压力介质储器或制动流体储器被供给压力介质。在此，压力腔室86、88中的每一个与压力介质储器2具有专用连接。
49.主制动缸84的第一压力腔室86经由第一隔离阀106连接至第一制动回路i，第一车轮制动器110和第二车轮制动器112连接至该第一制动回路。根据示例，第一隔离阀106被配置成是常开的。在此，第一车轮制动器110和第二车轮制动器112经由各自的入口阀114、116方便地进行连接。
50.主制动缸84的第二压力腔室88经由第二隔离阀120连接至第二制动回路ii，第三车轮制动器122和第四车轮制动器124连接至该第二制动回路。根据示例，第二隔离阀120被配置成是常开的。在此，第三车轮制动器122和第四车轮制动器124经由各自的入口阀130、132方便地进行连接。
51.制动系统100具有压力供给装置20，该压力供给装置被配置为线性致动器(lac)。根据示例，压力供给装置20包括马达136，借助于该马达，压力活塞140可以经由旋转-平移机构144在压力供给装置的液压压力腔室142中移位，由此可以建立系统压力。压力供给装置20经由连接件150连接至制动流体储器22，并从该制动流体储器被供给压力介质。
52.根据示例，压力供给装置20经由第一顺序阀154可分离地连接至第一车轮制动器110和第二车轮制动器112，并且经由第二顺序阀156可分离地连接至第三车轮制动器122和第四车轮制动器124。
53.根据示例，制动系统100可以以对应于所谓的“线控”模式的正常模式进行操作。在正常模式下，第一隔离阀114和第二隔离阀132是关闭的，其结果是主制动缸84与车轮制动器110、112、122、124脱离联接。顺序阀154、156是打开的，并且车轮制动器中的压力由压力供给装置20生成。制动系统100包括踏板感觉模拟器200，该踏板感觉模拟器具有液压模拟器腔室202、模拟器活塞204、和弹性元件206。在线控模式下，模拟器腔室通过管线210以可液压分离的方式连接至主制动缸84的腔室86(主腔室)。在线控制动模式下，驾驶员的制动需求是借助于踏板行程传感器220检测到的。开环和闭环控制单元224相应地调整系统压力，该系统压力由系统压力传感器226来测量。
54.在正常模式下，通过压力供给装置20建立压力可以甚至独立于制动踏板90的致动来实行。通过打开出口阀160、162、164、166，可以降低车轮制动器110、112、122、124处的车轮制动压力，车轮制动器110、112、122、124经由这些出口阀连接至共用回流管线170，并且经由该共用回流管线连接至压力介质储器2。替代性地，可以提供分离的回流管线(未示出)，同时有利地，第一车轮制动器110和第二车轮制动器112连接至第一回流管线，并且第三车轮制动器122和第四车轮制动器124连接至第二回流管线。回流管线连接至制动流体储器2的不同腔室。
55.入口阀114、116、130、132可单独切换，以在车轮制动器中设定不同压力。可以借助于制动系统100来实行本身已知的制动控制功能(例如，ebd、abs、asr、esc、acc等)。
56.制动系统100可以在第一后备操作模式下进行操作。为此目的，根据示例，压力供给装置20通过关闭顺序阀154、156而与车轮制动器110、112、122、124分离。主制动缸84通过打开隔离阀106、120而液压地连接到车轮制动器110、112、122、124，使得主制动缸84在车轮制动器110、112、122、124中提供制动压力。在此，压力供给装置20不用于压力建立。
57.此外，制动系统100还可以在第二后备操作模式下进行操作，在该模式下，根据示例，主制动缸84通过关闭隔离阀106、120而与车轮制动器110、112、122、124分离，并且压力供给装置20通过打开第一顺序阀154和/或第二顺序阀156而连接至这些车轮制动器中的至少一些。用于致动车轮制动器中的一些的制动压力由压力供给装置20提供。
58.在此，第一车轮制动器110和第二车轮制动器112中的制动压力由压力供给装置20通过打开第一顺序阀154来提供，或者第三车轮制动器122和第四车轮制动器124中的制动压力由压力供给装置20通过打开第二顺序阀156来提供，或者所有四个车轮制动器中的压力通过打开第一顺序阀154和第二顺序阀156两者来提供。根据顺序阀的设计，用顺序阀同时关闭各自相关联的入口阀可能是有利的。这在压力供给装置20中的压力对顺序阀施加打开作用时特别有利。
59.根据示例，第一车轮制动器110和第二车轮制动器112布置在车辆不同侧上、有利地布置在对角线上。因此，第三车轮制动器122和第四车轮制动器124也布置在车辆的不同侧上。例如，第三车轮制动器122是右前车轮制动器(fr)，第四车轮制动器124是左后车轮制动器(rl)，第一车轮制动器110是左前车轮制动器(fl)，并且第二车轮制动器112是右后车轮制动器(rr)。其他布置也是可能的。
60.制动系统100具有集成式驻车制动器。集成式驻车制动器在后车轮制动器112、124中的每一个中包括机电致动器，这些机电致动器被设计成根据需要夹紧和释放各自的车轮制动器112、124的制动衬片。因此，驻车制动器被集成到各自的车轮制动器中，并且因此由相同的附图标记112、124表示。
61.图3示出了第一优选实施例中的用于对机动车辆的制动系统100进行操作的方法。机动车辆处于集成式驻车制动器(ipb)接合或启用/应用的状态。在框300中，机动车辆被唤醒。
62.在框304中，对由于集成式驻车制动器而移位的体积进行计算。根据此移位体积，对压力供给单元20的压力活塞140的移动行程进行计算，该移动行程对应于压力活塞140的新的待机或驻停位置。
63.在框308中，使压力活塞140前进至新计算出的待机位置。在过程中，所述压力活塞使在框304中计算出的体积移位至制动流体储器22中。这在压力腔室142液压地连接至储器22时发生。
64.在框312中，该方法等待，直到驾驶员踩下制动踏板90并且释放集成式驻车制动器为止。
65.如果已经发生这种情况，那么在框316中，该方法等待，直到驾驶员再次释放制动踏板90为止。一旦发生这种情况，压力活塞140就会移动回到初始待机位置。由于压力活塞140移动至新的待机位置使得制动流体体积移位至储器中，该制动流体体积正好与在集成式驻车制动器已经被释放后从车轮制动器给送到制动系统中的制动流体的体积相对应，因此制动系统可以用原来体积的制动流体再次进行操作。在集成式驻车制动器已经被释放后“盲”排制动流体是没有必要的。
66.图4展示了第二优选实施例中的方法。在框330中，对由于集成式驻车制动器而移位的体积进行计算。在后续的框334中，在各自的车轮制动器的压力模型中，将由于驻车制动器而移位的制动流体体积考虑在内。具体地，在压力模型中对以下变量中的一个或多个变量进行校正：压力-体积特性曲线、进入压力、制动钳尺寸、入口阀状态、隔离阀参数。
67.在框340中，如果压力模型现在指示对应的车轮制动器110、112、122、124中的体积超额，或者如果压力模型的评估示出体积超额，那么对应的出口阀160、162、164、166被打开，并且车轮制动压力由此得以降低。
68.作为示例，车轮制动器112(rr)的设定点和实际压力为5巴，并且因为存在15巴的进入压力，所以此车轮制动器112的入口阀116被关闭。ipb使0.75cm3移位至此车轮制动器112中。根据pv特性曲线，这个额外的体积将导致压力增加至20巴。在这种情况下，具有止回阀的液压连接件将使车轮制动器112中的压力和系统压力(即，压力腔室142中的压力)均衡化，使得15巴的压力在车轮制动器112中占主导。开环和闭环控制单元224的车轮压力控制器将得知车轮中超额10巴，并且将通过启用出口阀来耗尽压力。
69.图5展示了第三优选实施例中的方法。
70.在框360中，对由于集成式驻车制动器而移位的体积进行计算，并将该体积作为所存储的压力-体积特性曲线(p-v特性曲线)的因素。在后续的框364中，将新计算出的特性曲线与所存储的特性曲线进行比较。
71.在框368中，将新的(适配的)压力-体积特性曲线用于监测车轮体积偏差(体积偏差监测-vdm)。