专利名称：用于车辆的静液压制动的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有静液压驱动机构的车辆的受控制动的 一种装置和一种 方法。
背景技术：
DE 196 38 421 Al公开了 一种牵引控制系统(traction control system )， 其用于提供作为具有前驱动单元和后驱动单元的液压驱动车辆的控制器。 元，这种牵引控制系统具有针对每个驱动单的液压马达，该液压马达连4妄到 该驱动单元并具有可变偏量，所有液压马达并行连接到一个泵。在该牵引控 制系统中提供有一中央控制系统，其检测诸如速度、移动方向和相对地表的 倾斜度之类的参数，并进一步处理这些参数，使它们被用于启动前驱动单元 和后驱动单元的液压马达，从而在轮轴处出现滑动时，相应调节所涉及的轮 轴的液压马达。在DE 196 38 421 Al中所描述的牵引控制系统的缺点在于如下事实即 使通过液压马达的通量改变，所述泵的传送量仍保持恒定。这意味着，通过 液压马达的通量的减少可以引起在液压回i 各的线路中压力的增大，从而使这 些线路(尤其是它们的连接点)过载。反之，通量的增大使液压回路的线路 上的压力降低，从而由于可能发生的气穴现象而对所述线路造成机械损坏的 风险。而且这还没有考虑到动力制动行为。发明内容本发明的目的是提供一种用于制动车辆的改进方法和改进装置，其中还 考虑到进行制动的动力学。所述方法关注的是，根据本发明通过权利要求1的特征部分来实现上述
目的，所述装置关注的是，通过权利要求13的特征部分来实现上述目的。 在从属权利要求中给出的方法涉及本发明进一步的优选改进方案。用于对具有静液压驱动机构的车辆进行受控制动的根据本发明的方法和才艮据本发明的装置着眼点在于如下事实所述静液压驱动机构具有至少两 个枢转液压马达，所述至少两个液压马达连4妾到驱动才几构的相应的4仑轴，由 液压泵驱动并由相应的调节电路调节。液压马达的调节作用节用于防止车辆 上的轮被抱死，原因在于，对于驱动机构的每个轮轴或每个轮，所述调节作 用持续确定相应的参考变量，并将该参考变量反馈回相应的调节电路，所述 参考变量由驱动轮的速度的设定值与实际值之间的差异构成。为了通过控制 程序向相应轮轴提供制动力的取决于减速度的分配，车辆的轮轴负载偏量由 车辆当前减速度所动态确定，并确定由液压马达驱动的轮轴上所施加的合成 的制动力。利用与相应轮轴相关的液压马达，通过调节对应的一个或多个液 压马达的枢转角，实施合成的制动力。优选地，当在整个制动过程中启动制动时，通过确定车辆当前的线性速 度与下方地面之间的差异，来确定当前减速度。进一步，优选地，在整个制动过程中，将当前的减速度乘以一几何因子 来动态确定轮轴负载偏量，所述几何因子由车辆重心的高度与轮轴间距之间 的关系计算得到。优选地，在改变所述几何因子后，可将根据本发明的方法 用于不同类型车辆。根据本发明的方法和根据本发明的装置的进一步优点在于施加于前方 轮轴的合成的制动力不同于施加于后方轮轴的合成的制动力，前者的轮轴负 载偏量在数量上是后者的两倍。通过将预定制动力添加到轮轴负载偏量，形 成了施加于沿行进方向观察位于前方的轮轴的合成的制动力，而通过将预定 制动力减去轮轴负载偏量，形成施加于后方轮轴的合成的制动力。由此，在 前方轮轴上的液压马达的枢转角有利地得到增大，从而使已经由轮轴负载偏 量增大的制动力被施加于下方地面上。而在后方轮轴上的液压马达的枢转角 減小，从而使得后方轮轴的轮将较小的制动力传递到下方地面。优选地，制 动力的取决于减速度的分配防止在后面轮轴处的轮被抱死，从而防止车辆在 制动时失控。由此可以实现制动过程中的改进行为，而不需要另行增加部件 费用。更为优选地，使液压泵自身所驱动的液压马达集成在一调节电路中。这 意p木着，可以针对整体的可调节液压马达，来动态改变液压泵的传送量。进一步，优选地，根据本发明的方法和根据本发明的装置均能够应用在 每个车辆轮轴和每个轮上。
附图中图示了用于静液压驱动机构的受控制动的根据本发明的装置的优选实施例，该优选实施例在下文得到更为详细的描述。附图中 图1示出根据本发明的装置的示意性图示； 图2示出根据本发明的装置的调节电路的示意性图示； 图3示出除预定制动力外还施加的轮轴负载偏量的示意性图示； 图4示出用于计算制动力的取决于减速度的分配的算法的示意性图示。
具体实施方式
图1所示根据本发明的用于对具有静液压驱动机构3的车辆2进行受控 制动的装置1的示意性图示，该静液压驱动机构3中具有闭合液压回路18。 在该图示中，静液压驱动机构3具有由液压泵5驱动的四个枢转液压马达6, 针对每种情况，两个液压马达6连接到驱动机构3的相应4仑轴4，或者每个 液压马达6驱动一个车轮。根据本发明的装置1具有调节装置7a，其用于向该调节装置7a持续反 馈参考变量F，该参考变量F由驱动轮17速度的设定值与实际值之间的差 值构成。出于此目的，在静液压驱动机构3的轮上安装相应的速度传感器， 其检测轮17的当前速度，并将该当前速度传送到调节装置7a以便进一步评 估。
如果检测出驱动机构3中有些轮17转动速度低于其它轮，并且，根据 调节变量R对这些轮17进行制动，则调节装置7a启动防抱死系统(anti-lock system)来向驱动机构3的轮轴4分配制动力FBr,v、 FBr,h，其中，当对应的 液压马达6的通量相应减小时，调节变量R由参考变量F动态地确定。在调节装置7a的控制程序中，由车辆2的当前减速度a动态地确定车 辆2的轮轴负载偏量AF，而通过利用与相应轮轴4a、 4b相关且枢转到零度 的液压马达6来调节枢转角，确定并实施了由液压马达6驱动的l仑轴4a、 4b 上的合成的制动力FBr，v、 FBr,h。根据本发明的装置1的液压马达6和液压泵5中的每一个均具有致动器 19，该致动器19以正比于电流的方式启动，接收由调节装置7a确定的调节 变量，并将该调节变量传送到液压马达6或者液压泵5上，^v而可以由该调 节变量设定如通量和枢转角之类的新的运行参数。在进一步的示例性实施例 中，致动器19也可以被设置而使得其信号同时作用于一个轮轴4上的两个 液压马达6上。因此，驱动轮轴4a、 4b上的两个液压马达6总是具有以正 比于电流的方式启动的共同的致动器19。图2示出了根据本发明的装置1的调节电路7的示意性视图。液压泵5 通过控制单元16枢转至一偏角，该偏角足以4吏液压流体在液压回^各18中流 动并驱动四个液压马达6。另外，控制单元16预先确定液压马达6的^fe转 角，从而确保液压马达6的枢转角足以使足够的液压液体流过液压马达6, 并使这些液压马达将驱动机构所需要的制动力传送到下方的地面20。液压马达6和液压泵5连4妻有调节装置7a, ^^人相应液压马达6的动态 确定的实际速度与固定于调节装置7a中的设置速度之间的当前差值，该调 节装置7a确定参考变量F,由该参考变量F推导出调节变量R，随着该调 节变量被加到外部预定控制变量S并作用于相应的液压马达6上，调节变量 R作用于相应的液压马达6的枢转角，枢转角得到相应改变。预定控制变量 S和确定调节变量R的相加值还作用于液压泵5, 乂人而〗吏液压泵的运^f亍参数 不仅由控制单元预定，而且也受动态确定的调节变量R影响。 图3图示除预定制动力之外还起作用的轮轴负载偏量AF的示意性图 示。在制动进程期间，除了预定制动力FBr,还存在轮轴负载偏量AF。这就 使作用于前方车辆轮轴4a的法向力(沿行进方向观察)高于作用于后方车 辆轮轴4b的法向力，并且根据本发明，结果使得前方车辆轮轴4a承受更高 的合成的制动力。由当前的减速度a计算出轮轴负载偏量AF,即，将该减 速度a乘以几何因子G得出轮轴负载偏量AF,其中，通过计算车辆的当前 线速度v与下方地面20之间的差异来计算当前减速度a。车辆2的几何因子 G由车辆重心的高度hs与轮轴4a、 4b之间的间距1的商得出。图4示出了用于计算制动力FBr,v、 FBr,h的减速度分配的算法图示。根据本发明的用于对具有静液压驱动机构3的车辆2进行受控制动的方法具有如 下功能，即，对液压马达6的调节电路7的调节防止轮17被抱死，原因在 于，上述调节针对驱动机构的每个轮轴4a、 4b持续确定相应的参考变量F (该参考变量F由驱动轮17速度的设定值与实际值之差构成)，并将由参 考变量F确定的调节变量R反馈回相应的调节电路7。为了通过调节装置 7a将取决于减速度的制动力FBr,、,、 FBr,h分配提供给相应的轮轴4a、 4b并提 供给相应的轮17,采用图3中所概括的功能。在此，由车辆2的当前减速 度动态确定车辆的轮轴负载偏量AF，并确定由液压马达6驱动的轮轴4a、 4b上的合成的制动力FBr，v、 FBr,h。利用与相应轮轴4a、 4b相关的液压马达6 通过调节相应的枢转角实现了所述合成的制动力FBr，v、 FBr,h。图4中所示的流程图阐述了动态确定合成的制动力FBr,v、 FBr,h这一过程 的各独立步骤。在步骤S100中，由车辆2的当前线速度v与下方地面20之间的差异来 确定制动进程的当前减速度a。在步骤S101中，从制动进程的当前减速度a,通过将该减速度a乘以 车辆2的几何因子G,来计算车辆2的轮轴负载偏量AF。在步骤S102中，通过将预定制动力FBr与轮轴负载偏量AF相加，计算 前方(沿行进方向15观察)轮轴4a的合成的制动力FBr,v,其中，前方轮轴 4a的一个或多个液压马达6被相应地调节以给出较大的输入量(intake volume) S。在步骤S103中，通过将预定制动力FBr减去轮轴负载偏量AF，计算后 方專仑轴4b上的合成的制动力FBr,h,其中，后方轮轴4b的一个或多个液压马 达6被相应调节以给出较小的输入量。在根据本发明的方法中，通过将当前确定的调节变量R叠加以由控制 单元16从外部预定的可变控制变量S，确定由调节作用引发的针对由液压 泵5驱动的液压马达6的调节。进一步，前方(沿行进方向观察)轮轴4a 上设置的液压马达6的枢转角被调节而大于设置在后方的液压马达6的枢转 角。本发明的进一步的示例性实施例着眼点在于如下事实除了外部预定制 动力F&外，动态确定的轮轴负载偏量AF也在车辆2的前方(沿行进方向 观察)轮轴4a处作用于车辆2的驱动轮17,,人而使动态确定的轮轴负载偏 量AF作用在每个轮上，这就额外增强了加强制动力的效果。通过将预定制 动力F^减去轮轴负载偏量AF,得出了作用在位于后方轮轴4b上的轮17 处的合成的制动力FBa,所述減法运算针对后方轮轴4b上的每个轮17执行。而且，才艮据本发明的方法涉及如下事实由液压泵5、控制单元16和 调节装置7a形成进一步的调节电路，并且液压泵5的传送量得到调节，原 因在于，外部预定控制变量S添加到所有液压马达6的确定的参考变量F， 使液压泵5的传送量发生改变，随着液压泵5的传送量的减小，所有液压马 达6的总通量也减小。本发明并不限于具有静液压驱动机构和两个车辆轮轴的车辆，而是还可 例如应用于具有不止两个车辆4仑轴的车辆。
权利要求
1、一种用于对具有静液压驱动机构(3)的车辆(2)进行受控制动的方法，所述静液压驱动机构(3)具有至少两个枢转液压马达(6)，所述至少两个枢转液压马达(6)连接到驱动机构(3)的相应轮轴(4)，由液压泵(5)驱动，并通过相应的调节电路(7)进行调节，所述液压马达(6)的调节电路(7)的调节防止轮被抱死，原因在于，所述调节针对所述驱动机构(3)的每个轮轴(4)持续确定相应的参考变量(F)并将该参考变量(F)反馈回相应的调节电路(7)，所述参考变量(F)由所述驱动轮(17)的速度的设定值与实际值之间的差异构成，并且，为了通过控制程序将制动力(FBr，v，FBr，h)的取决于减速度的分配提供给相应轮轴(4)，所述车辆(2)的轮轴负载偏量(ΔF)由所述车辆的当前减速度(a)动态确定，并且利用与所述轮轴(4)相关的液压马达(6)通过调节对应的枢转角，确定和实现作用在由所述液压马达(6)驱动的轮轴(4)上的合成的制动力(FBr，v，FBr，h)。
2、 如权利要求l所述的方法，其特征在于，通过确定所述车辆(2)的 当前线速度(v)与下方的地面(20)之间的差异，来确定所述当前减速度 (a)。
3、 如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述当前减速度U)乘以 几何因子(G),以计算所述车辆(2)的轮轴负载偏量(AF)。
4、 如权利要求3所述的方法，其特征在于，由车辆重心的高度(hj 与所述4仑轴(4a、 4b)间的间距(1)之间的关系，来计算所述车辆(2)的 几何因子(G)。
5、 如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，随着所述前方的轮轴 (4a)的一个或多个液压马达(6)被相应调节而给出更大的输入量，通过将预定制动力(FBr)添加到轮轴负载偏量(AF),形成向沿行进方向(15) 观察处于前方的轮轴(4a)施加的制动力(FBr,v)。
6、 如权利要求3-5中任一权利要求所述的方法，其特征在于，随着所 述后方轮轴(4b)的一个或多个液压马达(6)被相应调节以给出更小的输 入量，通过将所述预定制动力(FBr)减去所述轮轴负载偏量(AF)，得出 施加于后方轮轴(4b)的制动力(FBr，h)。
7、 如权利要求1 - 6中任一权利要求所述的方法，其特征在于，由调节 作用引起的对每个液压马达(6)的调整由当前确定的参考变量(F)与可变 控制变量(S)相叠加所确定，其中，所述可变控制变量(S)从外部通过控 制单元(16)确定。
8、 如权利要求7所述的方法，其特征在于，设置在沿所述行进方向(15 ) 观察处于前方的轮轴(4a)上的液压马达(6)的枢转角，被调节而大于设 置在所述后方轮轴(4b)上的液压马达(6)的枢转角。
9、 如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，除了外部预定的制动 力(FBr)，动态确定的轮轴负载偏量(AF)也在沿所述行进方向(15)观 察处于前方的轮轴(4a)处作用于所述车辆(2)的驱动轮(17)。
10、 如权利要求7-9中任一权利要求所述的方法，其特征在于，针对 所述车辆(2)的在其后方轮轴(4b)处的驱动轮(17)中的每个轮，从所 述外部预定制动力(FBr)减去所述动态确定的轮轴负载偏量(AF)。
11、 如权利要求7-10中任一权利要求所述的方法，其特征在于，由所 述液压泵(5)、控制单元(16)和调节器形成另一调节电路(7b)，并且， 由于所述外部预定的控制变量(S)添加到所有液压马达(6)的确定的参考 变量(F)，引起所述液压泵(5)的传送量改变，所以使所述液压泵(5) 的传送量得到调节。
12、 如权利要求1-11中任一权利要求所述的方法，其特征在于，由于 所有液压马达(6)的总通量减小，所述液压泵(5)的传送量减小。
13、 一种用于具有静液压驱动机构(3)的车辆(2)的受控制动的装置 (1),所述静液压驱动机构(3)具有至少两个枢转液压马达(6),所述 至少两个枢转液压马达(6)连接到所述驱动机构(3)的相应轮轴(4), 由所述液压泵(5)驱动，并具有调节装置(7a),该调节装置(7a)用于将参考变量(F)持续反馈回所述调节装置(7a),所述参考变量(F)由所 述驱动轮(17)的速度的设置值与实际值之间的差异构成，通过所述调节装 置(7a)提供一防抱死系统，用于向所述驱动机构(3)的轮轴(4a、 4b) 提供制动力(FBr，v，FBr,h)的分配，其中，所述调节装置(7a)由所述车辆(2) 的当前减速度(a)动态确定所述车辆(2)的轮轴负载偏量(AF),并且， 该调节装置(7a)确定作用在由所述液压马达(6)驱动的轮轴(4)上的合 成的制动力(FBr,v, FBr,h ),并利用与相应轮轴(4a、 4b)相关的液压马达(6) 通过调节相应枢转角来实施该制动力。
14、 如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述静液压驱动机构(3 ) 具有一闭合液压回^各(18)。
15、 如权利要求13或14所述的装置，其特征在于，所述液压马达(6) 被枢转至零度。
16、 如权利要求13-15中任一权利要求所述的装置，其特征在于，所 述液压马达(6)和液压泵(5)中的每一个均具有以正比于电流的方式启动 的致动器(19)。
全文摘要
本发明涉及一种用于采用静液压驱动器(3)对车辆进行受控制动的装置(1)和方法。所述静液压驱动器(3)包括至少两个可枢转液压引擎(6)，所述至少两个可枢转液压引擎(6)每个均连接到所述驱动器的轮轴，并被液压泵(5)所驱动。采用制动系统的致动元件(16)来首先施加制动力矩。通过防抱死功能来防止单独的轮过度制动或阻滞。为此，每个单独的液压引擎(6)的实际转速与名义值进行比较，合成的调节偏量(F)采用调节器被转换成调节变量(R)，该调节变量(R)被迭加到初始限定的控制变量(S)。由于车辆的减速度，考虑采用动态轮轴负载偏量。为此，通过将瞬时车辆速度进行微分所确定的车辆减速度乘以几何因子hs/l，确定了动态轮轴负载偏量，并且与之成正比的调节值(RI)形成而用于液压引擎。该值迭加以前后车辆轮轴所用的预定值。合成的调节变量用于液压引擎的与电成比例的偏量。
文档编号B60T8/17GK101166655SQ200680014351
公开日2008年4月23日 申请日期2006年12月15日 优先权日2005年12月16日
发明者马丁·贝姆 申请人:博世力士乐股份有限公司