制动系统以及用于设计制动系统的方法
【专利说明】制动系统以及用于设计制动系统的方法
[0001] 本发明涉及制动系统技术。尤其本发明涉及具有提高了的压力形成 动力（Druckaufbaudynamik)的制动系统。此外，尤其本发明涉及一种用于设计 (Dimensionierung)制动系统的组件的方法、一种用于车辆的制动系统以及一种具有按本 发明的制动系统的车辆。
【背景技术】
[0002] 制动系统用在车辆中，用于在正常的行驶运行中有针对性地并且尤其适当地进行 车辆的减速。在特殊的极端情况中、比如在全制动时，一般在制动系统的极限范围内运行所 述制动系统，用于对所述车辆实施尽可能好的或者尽快的制动，比如直至停止。
[0003] 下述场景是行人保护：在这样的场景中全制动可能是必要的。因此比如可能由于 车辆的驾驶员不小心或者也由于行人本身不小心而出现以下情况：在车辆与行人之间的间 距如此之小，从而必须对车辆实施全制动，用于保证行人不受伤害。如果在下文中谈到行 人，那么在车辆的车行道中的、每种在与车辆碰撞时可能显著地受到损伤的对象也可以视 为包括在其中。这除了传统的行人之外比如可能是骑自行车的人、牲畜、固定的物体或者其 它的、尤其是较小的车辆。
[0004] 可以预见，将来的车辆技术应该强化地满足来自行人保护的领域的要求。在此，应 该通过合适的识别以及尤其半自主的或者自主的制动干预来防止与对象、比如行人或者类 似对象碰撞。系统改进方案在此多数提供一种较短的制动距离。所述制动距离由此特别是 根据制动系统的以下可能的动力来确定：可以多快在制动系统中形成所要求的压力，用于 比如操纵在所述车轮上的制动元件。
[0005] 虽然也需要传感装置和合适的软件来可靠地识别行人，但是车辆的可能的制动功 率基本上通过所述制动系统的压力形成动力来确定。关于行人保护对制动系统的要求由此 是对这种制动系统的压力动力要求。为了更好地保护行人，要求一种具有最高可能的压力 形成动力的制动系统，用于以尽可能小的程度来设计在制动干预的开始与制动的最终的触 发之间的时间延迟、并且由此设计车辆的最大减速度。
[0006] 本发明的公开内容 本发明的一个方面可能在于，通过对于所述制动系统的组件、比如泵元件的、有明确 目标的设计来改进一种制动系统，其中所述组件显著地影响到所述制动系统的压力形成动 力。
[0007] 相应地说明按照独立权利要求所述的、一种用于设计制动系统的组件的方法、一 种用于车辆的制动系统以及一种具有按本发明的制动系统的车辆。优选的设计方案由从属 权利要求中获得。
[0008] 制动系统可以不一样地构成。
[0009] 一方面，制动系统可以纯粹地利用液压的压力来工作，所述液压的压力由驾驶员 施加到所述制动踏板上，并且通过车辆中的合适地分布的并且构成的液压管路一直被输送 到在所述车轮上的制动元件上，在所述制动元件上通过这种压力将制动元件相互压紧，并 且就这样由于所述制动元件彼此间的摩擦的提高而使车辆减速。作为这样的纯粹基于液压 原理的制动系统的补充方案或者替代方案，所述制动系统此外可以具有增强压力的元件、 比如马达元件以及泵元件。在ABS情况中，这样的元件也可以比如通过将液压流体从所述 制动管路中回输出来这种方式而具有一种降低压力的功能。
[0010] 所述马达元件由所述制动踏板的踏板运动、必要时在使用传感器/控制仪的情况 下来操控，并且又驱动着所述泵元件，用于在此在超过由驾驶员施加的纯粹的制动力的情 况下在所述制动系统中提供一种附加的制动力或者另外的压力形成。在此说明一种主动的 或者部分主动的压力形成，所述压力形成可以通过许多其它的事件来触发，比如用于根据 视频信息或者雷达信息来实现自主的制动，以保护行人。因此，较小的踏板压力或者根本不 存在的踏板运动可能在所述制动系统中引起较高的液压压力。一种如此受到马达支持的制 动系统也可以被称为线控制动系统（Brake-by-Wire-System)。
[0011] 对于线控制动系统来说，可以设想一种部分的线控制动系统以及一种完全的线控 制动系统。所述部分的线控制动系统在此具有马达元件和泵元件，所述马达元件及泵元件 除了驾驶员的、通过制动踏板加入的制动压力之外在液压管路系统中加入一种压力，而完 全的线控制动系统则基本上仅仅操控马达元件，所述马达元件又与泵元件一起形成一种液 压管路压力。
[0012] 一种特别极端的运行情况在此是所谓的ABS运行情况。在这种情况中产生如此高 的制动压力，使得所述车轮由于所述制动元件而基本上完全抱死，由此由滚动摩擦转变为 滑动摩擦。在所述系统中的进一步的压力形成在此没有产生进一步得到提高的制动作用， 更确切地说，全部的制动作用由于轮胎的滑动摩擦而相对于具有最大可能的制动力以及滚 动摩擦的状态甚至被降低。在ABS运行情况中，现在按间隔地进一步降低所述液压系统的 系统压力，使得车轮从其不利的滑动摩擦状态返回到有利的滚动摩擦状态中。
[0013] ABS运行情况由此基本上代表着在所述液压管路系统中的最高可能的压力。现在 如果选择马达元件和泵元件，用于在制动情况中支持驾驶员，那就必须如此设计这些马达 元件和泵元件的尺寸，使得其即使在这种最严重的、可以假定的制动情况(worst case (最 严重情形)）中克服在所述主制动缸中的、在ABS情况中最高可能的压力也还提供一种足够 的、用于压力形成或者用于流体的回输的输送功率。在所述ABS情况中，使用所述泵元件， 用于在车轮制动钳中实现一种压力降低。所述系统压力通过以下方式来降低：所述泵元 件将过多的流体从所述制动管路回输到所述主制动缸中一其中由驾驶员向所述主制动缸 加载了很高的压力一，这通常通过用于车轮的出口阀以及用于中间储存流体的储存室来实 现。
[0014] 工作点被描绘为马达转速和在此加载在所述马达元件上的转矩的数值对。在ABS 制动情况中的工作点在此在转速较低时代表着一种较高的马达力矩。这个工作点在此是所 述制动系统的极端的工作点，所述马达元件必须为该极端的工作点而设计。换句话说，在这 样的最坏情况制动场景中必须保证，不超过这个工作点，尤其不出现较高的马达力矩，这会 引起转速的进一步降低，由此可能使一种泵元件的输送功率太低，以至于不能形成所期望 的制动压力。
[0015] 现在为了给马达元件减轻负荷，可以设置一种分开元件，该分开元件比如在使用 双管路的、具有用于第一轴和第二轴、比如前轴和后轴的制动管路-分管路的制动系统的 情况中使制动管路-分管路与比如通过部分的线控制动系统的制动踏板引起的压力加载 去除耦联。由此在所述去除耦联的制动管路-分管路中，一般出现比在没有去除耦联的制 动管路-分管路中小的液压管路压力。因为通常马达元件向所述两条制动管路-分管路 的、分开的泵元件一起进行供应，所以，由于在制动管路-分管路中的降低了的压力而降低 了对所述马达元件的合计的要求。由于从中产生的、降低了的转矩或者马达力矩，而对所述 马达元件来说出现较高的转速。所述马达元件的工作点由此从最坏情况工作点或者极端的 工作点一对这种工作点来说还有足够的制动功率可供使用一移向一种工作点，该工作点相 对于所述极端的ABS工作点给所述马达元件减轻负荷。"极端"接下来是指一种情况，在这 种情况中一种元件刚好还能履行所要求的功能。
[0016] 换句话说，这意味着，再也不在所述马达元件的极限处运行所述马达元件，而是向 所述马达元件提出降低了的要求。这些降低了的要求现在能够如此改变所述马达元件，从 而也在具有真正降低了的要求的运行状态中又在这个马达元件的极端的工作点上、由此在 极限（Limit)处运行该马达元件。工作点的这样的移动在设计特殊的制动系统的尺寸时可 以