专利名称：电液制动系统以及操作该电液制动系统的方法
技术领域：
本发明涉及一种用在能借助电动驱动马达的发电机运行方式而被制动的车辆中的电液制动系统，该电液制动系统具有致动单元，该致动单元借助制动踏板而被控制，并构造为液力制动主缸与连接在该液力制动主缸上游的助力制动器的组合，该助力制动器将放大力附加地叠加到经由制动踏板引入的致动力上；液力制动管路，该液力制动管路连接到致动单元上，车辆的制动器连接到该液力制动管路上；电子控制单元，该电子控制单元设置用于在发电机式部分或者说再生制动部分和摩擦制动部分之间分配制动作用；以及气缸-活塞装置，该气缸-活塞装连接到致动单元上，该气缸-活塞装置用于占据(接收)与发电机式部分或者说再生制动部分相对应的压力介质体积(容积)。另外，本发明涉及一种用于操作这种制动系统的方法。
背景技术：
根据通常的现有技术，在乘用车中基于驾驶员对制动踏板的致动通过制动主缸力将液压流体(=压力介质)压入制动主缸的压力室内，该制动主缸力包括由驾驶员施加的致动力分量和由助力制动器施加的放大力分量，所述力分量的比例为1比V-1。在乘用车制动系统中，力的放大因子V通常处于3与7之间，在大部分乘用车中为约4。也就是说，在用于触发一般(durchschnittlichen)乘用车的摩擦制动的制动踏板致动中，主缸压力的五分之四由助力制动器产生，仅主缸压力的五分之一由驾驶员通过制动踏板产生。这导致的适宜效果为，乘用车制动设备能以适中的踏板力运行。在DE 10 2006 060 434 Al中描述了一种开头所述类型的电液制动系统。在该已知的制动系统中提出，在再生制动中，为了模拟在正常制动中所知道的制动踏板特征，在制动主缸中被增压的液压流体没有被进一步引导至车轮制动器，而是被容纳在气缸活塞装置中。不利的是，在此察觉到所施加的压力值的4/5(在此V = 4，其它的情况为V/(1+V))和因此相关联的压力介质容纳方式是不必要的。在再生制动中不需要将制动力放大。
发明内容
因此，本发明的目的在于，消除已知制动系统中的上述缺点。根据本发明，这个目的通过下列的方式而实现将助力制动器构造成能通过电子控制单元而被电动地起动(致动)。根据本方法，所述目的通过下列方式实现根据与制动系统有关的变量(的变化) 施加由助力制动器产生的放大力(增强力，助动力)。所述与制动系统有关的变量优选一方面是来自驾驶员和自动驾驶员辅助系统的减速要求，另一方面是再生制动的减速势能(减速位能，减速电位，Verzoegerungspotentiale)，摩擦制动的无助力的、带助力的以及电控的致动，及其混合形式。通过这些特征可实现本发明的制动系统操作的改进。如果再生制动的减速势能和无助力的制动的减速势能之和足以实现减速要求，则为了建立适合的踏板特征，气缸-活塞装置占据处于制动主缸的、仅由致动力部分引起的“无助力”压力下的液压流体就足够了。由此，在再生制动中避免了助力制动器为了提供放大力部分而消耗的不必要的致动能量消耗。优选地通过由压力源提供的电控压力的作用来产生放大力。根据本发明的制动系统的一个改进方案，压力源包括能借助泵填充的液力高压蓄积器。有利的是，为了提供电控压力，该压力源还包括调压阀。气缸-活塞装置的活塞优选构造为多级活塞。根据一个优选实施方式，多级活塞的较大的表面面积经由插置的能电磁控制的 2/2方向阀0位2通阀)与压力源相连接。该能电磁控制的2/2方向阀特别优选地实施为可模拟控制的无电流接通(常开(SO))的阀。同样优选的是，多级活塞的较大表面面积经由插置的能电磁控制的2/2方向阀与未增压的压力介质储备容器相连接。该能电磁控制的2/2方向阀特别优选地实施为可模拟控制的无电流关闭(常闭(SG))的阀。根据本发明的制动系统的一个改进方案，设置传感器装置以用于探测制动踏板的致动行程、表征放大力的变量以及在制动主缸中产生的压力。根据本发明方法的一个改进方案，在部分为摩擦制动且部分为再生制动的期间， 将放大力计算成，使得所述放大力正好足够用于产生所要求的车辆减速。另外，优选的是，在纯再生制动期间，放大力没有叠加到施加至制动踏板的致动力上。优选的是，从制动踏板致动行程、制动踏板致动力和其它的与驾驶员有关的和与驾驶员无关的值确定出制动要求。同样优选的是，从制动系统数据-如像发电机一样工作的电动机的容许输出、存在于车辆中的贮能容器或蓄电器的容许的充电能力(容量)以及存在于车辆中的贮能容器或者说蓄电器的实时充电状态-确定出用于实现瞬时的可能的再生制动作用的信号。根据本发明方法的一个改进方案，当存在制动要求时，该制动要求的量(大小)与瞬时的可能的再生制动的减速势能以及与对未放大的制动踏板致动力进行传递(继续前进)的减速势能相比较，并且根据该比较实施各种的有效减速动作。将再生制动、制动主缸中产生的压力的朝向车轮制动器的传递或者被调节后的传递、以及施加放大力优选应用作为有效减速动作。优选由电子控制调节电路来协调所述有效减速动作，并且这些有效减速动作相对彼此协调节成，使得由它们共同得出一车辆减速，该车辆减速在纯摩擦制动中借助给定的放大力而产生。从从属权利要求给出本发明的其它的优选实施方式。
下面借助两个实施例以及所附示意图更详细地阐明本发明，其中通过相同的附图标记来表示相同的部件。在附图中图1示出根据本发明的制动系统的第一实施方式的结构，图2示出根据本发明的制动系统的第二实施方式的结构，以及图3以放大比例的方式示出应用在根据图2的制动系统中的制动助力器的主要部分。
具体实施例方式图1中所示的根据本发明的电液制动系统主要包括致动单元1、液压源2，其中致动单元1和液压源2形成制动助力器，该电液制动系统主要还包括有效地位于制动助力器下游的制动主缸或者串联主缸3，在该制动主缸或者串联主缸的未示出的压力室上连接有车轮制动回路1、11，该车轮制动回路经由插置的已知ABS/ESP液力装置或者可控的车轮制动压力调节器模块4为机动车的车轮制动器供应液压介质，为了简单起见仅示出车轮制动器中的一个并由附图标记5来表示。在所示的示例中，前述压力源2构造为电液激励器(致动器)11。在所述车轮制动回路I、II中的一个(I)上连接有液压缸-活塞装置8，该液压缸-活塞装置同样实施为电液激励器18并且在再生制动中能够增长制动踏板的行程。使用电动机9来驱动未示出的车辆，该电动机不但可在驱动模式下操作而且可在再生模式下操作，其中，为了制动车辆而消耗的动能的一部分由现在像发电机一样工作(作为发电机运行)的电动机9来吸收。另外，根据本发明的制动系统具有电子制动系统控制单元10。为了起动制动致动单元1，设有制动踏板12，一活塞杆13借助该制动踏板而被联接，该活塞杆经由助力器活塞 6与制动主缸3的第一活塞或者主活塞7以力传导的方式相连接。助力器活塞6在助力器壳体14中以能轴向移动的方式被引导，并且在该助力器壳体中限定出由附图标记15表示的液压助力器室。位移传感器(行程传感器)16的信号以及包含电动机9的状态信息的数据被输送至电子制动系统控制单元10。在此，位移传感器16用于探测驾驶员减速要求并检测活塞杆13的致动行程。在电子制动系统控制单元10中从上述信号和数据处理处用于两个电液激励器11、18以及用于含在车轮制动压力调节器模块4中的未示出的液压控制阀的起动信号。可由电动机9制动和驱动的车辆车轮通过附图标记17来表示。在图2中示出的实施方式中，前述压力源2由液力高压蓄积器20形成，该液力高压蓄积器的下游连接有压力控制阀22。马达-泵装置23用于填充该高压蓄积器20。压力控制阀22的出口一方面借助液压连接件25与压力介质储备容器M相连接，另一方面通过与液压连接件25邻接的管路沈与借助图1阐明的、位于制动主缸3上游的助力器室15相连接。压力控制阀22属于预控制级(先导级)27，该预控制级的功能将在下文中阐明。另一管路观将马达-泵装置23的吸入侧与前述压力介质储备容器M相连接。马达-泵装置23优选构造为独立的组件，并且配备有与结构噪声绝缘的紧固件和液压连接件。在高压蓄积器20中存在的液压由压力传感器探测，该压力传感器通过附图标记四来表示。另外从图2显见，结合图1提及的气缸-活塞装置8由第一液压室50、第二液压室 51、第三液压室52以及多级活塞53形成。在此，多级活塞53的较大表面面积将第一室50 与第二室51分开，同时由多级活塞53的较小表面面积来限定第三室52。多级活塞53行进的距离通过由附图标记61表示的位移传感器来监测。第一液压室50连接到阀装置M上， 该阀装置由两个可模拟控制的2/2方向阀55、56串联形成。第一 2/2方向阀55实施为无电流接通(常开)阀并优选连接在第一室50与前述高压蓄积器20之间。第二 2/2方向阀 56实施为无电流关闭(常闭)阀并优选连接在第一室50与通向压力介质储备容器M上的管路28之间。第二液压室51通过管路部分57与管路28相连接并因此与压力介质储备容器M相连接，而第三室52经由插置的2/2方向阀58连接到第一制动回路I上。在图示的操作(休止)状态中，2/2方向阀58执行朝向气缸-活塞装置8关闭的止回阀的功能，而在该2/2方向阀的切换状态中，第三室52与制动回路I连接。在第一液压室50中产生的压力借助由附图标记59表示的压力传感器在阀装置M的中央分接头(Mittenabgriff)处被探测。如尤其从图3显见地，压力控制阀22实施为两级式的，并优选除了前述可电控的预控制级27之外还具有可双道(zweifach)液压致动的阀主级以及液压致动级，该阀主级由附图标记30表示，该液压致动级的结构将在下面的描述中阐明。预控制级27包括可模拟控制的、无电流关闭(常闭)2/2方向阀31与可模拟控制的、无电流接通(常开)2/2方向阀32的串行联接，其中两个阀31、32之间的液压中央分接头33将致动压力中的一部分输送至阀主级30。液压致动级由第一致动室34、第一致动活塞或者多级活塞35、与压力介质储备容器对相连接的环形室48以及由多级活塞35限定的第二致动室36形成，该第二致动室与预控制级27的前述中央分接头33相连接。第二致动室36在另一侧由第二致动活塞37来限定，该第二致动活塞与阀套38共同限定一储备容器连接室39并且在所示实施方式中该第二致动活塞构造成与阀体40 —体形成。阀套38与阀体40 —起形成上文提及的压力控制阀22的主级30。另外，从图3显见，第一致动室34经由插置的可电磁致动的无电流接通(S0_)2/2 方向阀41连接到第二制动回路II上。该2/2方向阀41在其通电接通位置中执行朝向致动级关闭的止回阀的功能，如通过由附图标记42表示的液压标号表明地。在第二制动回路中产生的压力由压力传感器49 (参见图幻来探测。在此期间，阀体40与阀套38 —起形成与高压蓄积器20相连接的高压连接室43。 通过移动阀体40使高压连接室43与工作压力室44相连接，该工作压力室44形成压力控制阀22的出口端并在图示的阀体40的出口端位置或休止位置中借助于构造在阀体40中的压力介质通道45、46与储备容器连接室39相连接。在工作压力室44中产生的放大压力通过第三压力传感器47而被探测。在此，有利的是在阀套38中被引导的阀体40的直径大于多级活塞35的较低级的直径。此外，从图3显见地，通向助力器室15的管路沈以及与该管路相连接并通向压力介质储备容器M的另一管路25与工作压力室44 (通过前述连接管路2 相连接。在此，在前述的管路25中结合有朝向压力介质储备容器M关闭的止回阀60。在下文中结合附图更详细阐明根据本发明的制动系统的操作。首先应指出，从制动踏板行程信号(传感器16)、致动力信号、另外的与驾驶员有关的例如由可选操作元件产生的信号和与驾驶员无关的例如由驾驶员辅助系统-如距离控制装置、防撞装置等-产生的信号确定出驾驶员减速要求或者说制动要求。在此，令人满意的是通过下列的方式来确定与致动力对应的信号作用在主气缸活塞7上的总致动力 (可从压力传感器49的信号确定出该总致动力)减去增压室15中产生的、从压力传感器 47的输出信号确定出的放大力，从而确定出与致动力对应的信号。从其它的制动系统数据-如像发电机一样工作的电动机9的容许输出、存在于车辆中的贮能容器或蓄电器的容许的充电能力以及蓄电器的实时充电状态-确定出瞬时的可能的再生制动作用。当存在上面提及的制动要求时，该制动要求的量(大小)与瞬时的可能的再生制动的减速势能以及与对未放大的制动踏板致动力进行传递的减速势能相比较，并且根据该比较实施各种有效减速动作。将再生制动、制动主缸3中产生的压力的朝向车轮制动器的传递或者被调节后的传递、以及放大力的施加作为有效减速动作。由电子控制和调节电路10来对所述有效减速动作进行协调，并且将这些有效减速动作相对彼此协调节成，使得由它们共同得出一车辆减速，该车辆减速在纯粹的摩擦制动中借助给定的放大力而产生。在此，基本上两种不同的操作模式是可行的第一种操作模式相当于一种纯电动的、所谓的再生操作方式，在该再生操作方式中，通过像发电机一样工作的电动机9(图1)的作用来制动车辆。在再生制动期间，放大力部分没有被叠加到在制动踏板12上施加的致动力部分上。在此，控制气缸-活塞装置8占据的容积，以使得在纯液压制动期间借助由助力制动器11、15或20、22、15给定的放大力产生的制动踏板特征可在制动踏板12处被感觉到。在这种制动中，从制动主缸3排出的压力介质的体积由气缸-活塞装置8占据，从而摩擦制动未被施加有液压。在第二种操作模式中，其特征在于通过主气缸致动-不但通过致动力而且通过叠加有致动力的放大力，借助摩擦制动部分和再生制动部分实现了车辆的制动。将放大力优选计算成，使得该放大力正好足够用于产生所要求的车辆减速。可在制动踏板12处感觉到的踏板特征再次对应于与第一操作模式相关联所提到的。在此，最高的优先级属于再生制动部分，而最低的优先级属于放大力，从而为了实现所要求的全部制动作用所需要的放大力被保持为很小。
权利要求
1.一种使用在车辆中的电液制动系统，所述车辆能借助电动驱动马达的发电机操作方式而被制动，所述电液制动系统具有致动单元，所述致动单元借助制动踏板而被控制，并构造为液力制动主缸与助力制动器的组合，该助力制动器连接在该制动主缸的上游并且将放大力附加地叠加到经由制动踏板引入的致动力上；液力制动管路，所述液力制动管路连接到所述致动单元上，车辆的制动器连接到所述液力制动管路上；电子控制单元，所述电子控制单元设置用于在发电机式部分或者再生制动部分和摩擦制动部分之间分配制动作用； 以及气缸-活塞装置，所述气缸-活塞装置连接到该致动单元上，所述气缸-活塞装置用于占据与发电机式部分或者再生制动部分相对应的压力介质体积，其特征在于，所述助力制动器(6、11、15 ；20、15)构造成能通过所述电子控制单元(10)而被电动地起动。
2.根据权利要求1所述的电液制动系统，其特征在于，通过由压力源(2、11、20)提供的被电子控制的压力的作用来产生所述放大力。
3.根据权利要求2所述的电液制动系统，其特征在于，所述压力源(2)构造为电液激励器(11)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电液制动系统，其特征在于，所述气缸-活塞装置(8)由第二电液激励器(18)形成。
5.根据权利要求2所述的电液制动系统，其特征在于，所述压力源包括能借助泵(23) 填充的液力高压蓄积器00)。
6.根据权利要求1所述的电液制动系统，其特征在于，在所述致动单元(1)与所述气缸-活塞装置(8)之间的连接中插入有阻断阀(58)。
7.根据权利要求1和3所述的电液制动系统，其特征在于，所述气缸-活塞装置(8)的活塞(53)构造为多级活塞。
8.根据权利要求2和7所述的电液制动系统，其特征在于，所述多级活塞(53)的较大的表面面积经由插置的能电磁起动的2/2方向阀(5 与所述压力源00)相连接。
9.根据权利要求7或8所述的电液制动系统，其特征在于，所述多级活塞(53)的较大的表面面积经由插置的能电磁起动的2/2方向阀(56)与未增压的压力介质储备容器04) 相连接。
10.一种用于操作根据前述权利要求中任一项所述的电液制动系统的方法，其用于使车辆减速，其特征在于，根据与制动系统有关的变量施加由所述助力制动器(11、15;20、 22、15)产生的放大力。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述与制动系统有关的变量一方面是来自驾驶员和来自自动驾驶员辅助系统的减速要求，另一方面是再生制动的减速势能，摩擦制动的无助力的、有助力的以及电控的致动，以及它们的混合形式。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，在纯再生制动期间以及在部分为摩擦制动且部分为再生制动的期间，控制所述气缸-活塞装置(8)所占据的容积，以便建立在所述纯再生制动中借助给定的放大力出现的制动踏板特征。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的方法，其特征在于，在部分为摩擦制动且部分为再生制动的期间，将所述放大力计算成，使得所述放大力正好足够用于产生所要求的车辆减速。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，利用在所述制动主缸(3)中产生的压力的值以及表征所述放大力的值确定施加在制动踏板(1 上的致动力。
15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，利用制动踏板致动行程、制动踏板致动力和其它的与驾驶员有关的和与驾驶员无关的变量来确定制动要求。
16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，利用制动系统数据-例如像发电机一样工作的电动机(9)的容许输出、存在于车辆中的电能贮存器或者蓄电器的容许充电能力和存在于车辆中的电能贮存器或者蓄电器的实时充电状态-确定用于瞬时的可能的再生制动作用的信号。
全文摘要
本发明涉及一种使用在车辆中的电液制动系统，所述车辆能借助电动驱动的马达(9)的发电机运行方式而被制动。该制动系统具有助力制动器(6、11、15；20、15)以及电子控制单元(10)，该电子控制单元设置用于将制动作用分配到电动机式部分或者说再生制动部分上和到摩擦制动部分上。为了尤其在再生制动运行期间对压力介质的吸收进行优化，根据本发明提出将助力制动器(6、11、15；20、15)构造成能通过所述电子控制单元(10)而被电动地控制。根据本方法的解决方案在于，根据与制动系统有关的变量施加由所述助力制动器(6、11、15；20、15)产生的放大力。
文档编号B60T13/74GK102292246SQ200980155242
公开日2011年12月21日 申请日期2009年12月16日 优先权日2009年1月23日
发明者S·A·德鲁姆 申请人:大陆-特韦斯贸易合伙股份公司及两合公司