用于控制制动系统的设备和方法、制动系统和车辆与流程

1.本发明涉及一种用于控制车辆、特别是机动车的制动系统的设备和方法、一种制动系统以及一种车辆。


背景技术：

2.在许多机动车中采用所谓的制动辅助，所述制动辅助在由驾驶员意图或开始的紧急制动或危险制动的情况下用于将制动力增强直到对于总减速来说必要的最大制动力。在此，制动力增强特征曲线的这种变化或制动辅助的激活的基础特别是检测和评估驾驶员操纵制动踏板的方式。因此可以规定，一旦超过对于踏板操纵速度的预定值和超过在主制动缸中的最小压力，就激活制动辅助。
3.在所谓的线控制动-制动系统中(在线控制动-制动系统中，制动踏板和车轮制动器相互脱耦)，制动特性基于在串联式主制动缸和与其液压连接的踏板力模拟器之间的配合作用。从这种相互作用导出踏板力-踏板行程-特征曲线，驾驶员在操纵制动踏板时可以感觉到所述特征曲线。在紧急制动时，相应的反作用力反作用于踏板操纵并且允许确定的踏板操纵速度。这根据借助于行程传感器所检测的踏板行程来确定并且与预给定的触发阈值进行比较。如果超过所述触发阈值，则触发或者说激活制动辅助。
4.通过在模拟器回路中、即在串联式主制动缸中、在踏板力模拟器中和/或在串联式主制动缸与踏板力模拟器之间的液压连接部中的剩余空气(其由于不同良好程度的排气可能总是再次出现)，可能出现踏板力-踏板行程-特征曲线的移动，使得在制动开始时在有剩余空气的情况下在制动踏板上的反作用力更小。因此，制动踏板在操纵时更强烈地弯曲或继续变形，使得踏板操纵速度特别是在更快速的制动操纵的情况下比没有剩余空气的情况下更高。由此可能导致制动辅助的更早的、非希望的触发。


技术实现要素：

5.本发明的任务是，给出一种用于控制车辆的制动系统的设备和方法、一种制动系统以及一种车辆，其能够实现对制动辅助的可靠的激活。
6.该任务通过一种根据独立权利要求的用于控制车辆的制动系统的设备和方法以及一种具有这样的设备的制动系统和一种具有这样的制动系统的车辆来解决。
7.根据本发明的第一方面，设置一种用于控制制动系统的设备，所述设备具有：主制动缸装置、特别是串联式主制动缸，所述主制动缸装置具有至少一个缸和至少一个活塞，所述活塞可运动地支承在缸中并且设置用于，在通过制动踏板进行操纵时使处于缸中的流体置于压力下；一个或多个制动装置，所述制动装置设置用于向车辆的一个或多个车轮施加制动力；以及制动辅助装置，所述制动辅助装置能置于激活状态和非激活状态，并且所述制动辅助装置设置用于，在激活状态中使制动力相对于非激活状态提高，车辆的车轮被制动装置施加所述制动力。在此，所述设备具有：行程传感器装置，所述行程传感器装置设置用于，在多个时刻检测制动踏板的位置和/或由制动踏板操纵的活塞的位置；压力传感器装
置，所述压力传感器装置设置用于，在多个时刻检测处于缸中的流体中的压力；以及控制装置，所述控制装置设置用于，当所检测的位置在时间上的变化超过预给定的行程梯度阈值时并且可选地当在两个所检测的位置之间的距离超过预给定的行程阈值时，将制动辅助装置置于激活状态，其中，根据所检测的压力的变化来预给定行程梯度阈值或行程阈值。
8.根据本发明的第二方面，一种用于车辆、特别是机动车的制动系统具有：主制动缸装置、特别是串联式主制动缸，所述主制动缸装置具有至少一个缸和至少一个活塞，所述活塞可运动地支承在缸中并且设置用于在通过制动踏板进行操纵时将处于缸中的流体置于压力下；一个或多个制动装置，所述制动装置设置用于，向车辆的一个或多个车轮施加制动力；以及制动辅助装置，所述制动辅助装置能置于激活状态和非激活状态，并且所述制动辅助装置设置用于，在激活状态中使制动力相对于非激活状态提高，车辆的车轮被制动装置施加所述制动力；以及根据第一方面的设备。
9.根据本发明的第三方面，一种车辆、特别是机动车具有多个车轮和根据第二方面的制动系统。
10.根据本发明的第四方面，设置一种用于控制车辆、特别是机动车的制动系统的方法，其中，所述制动系统具有：主制动缸装置、特别是串联式主制动缸，所述主制动缸装置具有至少一个缸和至少一个活塞，所述活塞可运动地支承在缸中并且设置用于，在通过制动踏板进行操纵时使处于缸中的流体置于压力下；一个或多个制动装置，所述制动装置设置用于，向车辆的一个或多个车轮施加制动力；以及制动辅助装置，所述制动辅助装置能置于激活状态和非激活状态，并且所述制动辅助装置设置用于，在激活状态中使制动力相对于非激活状态提高，车辆的车轮被制动装置施加所述制动力。所述方法具有以下步骤：在多个时刻检测制动踏板的位置和/或由制动踏板操纵的活塞的位置；在多个时刻检测处于缸中的流体中的压力；以及当所检测的位置在时间上的变化超过预给定的行程梯度阈值时并且可选地当在两个所检测的位置之间的距离超过预给定的行程阈值时，激活制动辅助装置，其中，根据所检测的压力的变化来预给定行程梯度阈值或行程阈值。
11.除非另有说明，在本公开的上下文中，关于制动踏板的术语“位置”和“行程”同义地使用。相应地，术语“位置变化”和“行程梯度”也同义地使用。
12.本发明的各方面优选基于如下手段：仅当在操纵制动踏板时制动踏板或与制动踏板耦联的活塞所经过的行程超过行程梯度阈值时，才激活制动辅助装置，所述行程梯度阈值根据在流体中的压力的所检测的时间特性来确定或预给定。可选地可以规定，仅当在操纵制动踏板时制动踏板或与制动踏板耦联的活塞所经过的的行程附加于行程梯度阈值还超过行程阈值时，才激活制动辅助装置，所述行程阈值也根据在流体中的压力的所检测的时间特性来确定或预给定。行程梯度阈值在此是如下最小速度，必须以所述最小速度来操纵制动踏板或活塞，以便激活制动辅助。相应地，可选的行程阈值是制动踏板或活塞必须经过的最小行程，以便激活制动辅助。制动踏板或活塞的对于激活制动辅助所需的最小速度或所需的最小行程在此取决于所检测的压力的时间特性。也就是说，将所检测的压力或压力的时间特性用于确定行程梯度阈值或行程阈值，根据所述行程梯度阈值或行程阈值来检查制动踏板或活塞的所检测的位置变化。因此，所检测的压力本身或压力的时间特性本身在此不是在触发制动辅助时的(主要)检查标准。但是可以规定，使得制动辅助的激活取决于，在操纵制动踏板或活塞时根据所检测的压力特性预给定的行程梯度阈值或行程阈值被
超过并且附加地所检测的压力本身或压力的时间特性本身满足确定的预给定的标准，例如超过预给定的压力阈值和/或预给定的压力梯度阈值。
13.通过本发明特别是可以降低或者甚至消除在制动系统中、例如在线控制动系统的模拟器回路中的剩余空气的影响，所述线控制动系统也被称为踏板脱耦的制动系统。由此，与没有剩余空气的情况相比，可能的剩余空气在操纵制动踏板时一般导致明显更高的行程梯度(踏板速度)，因为压力和因此反作用力只有在空气被足够强地压缩时才上升，这可能导致对制动辅助的不期望的激活。通过根据本发明的、与所检测的压力的动态有关地选择或预给定行程梯度阈值和/或行程阈值，可以防止或至少减少这种情况的出现。由此，由车辆驾驶员必要时意图进行的危险制动或紧急制动明显更可靠地被识别并且通过制动辅助的激活相应地被支持。
14.因此，总体而言，本发明实现对制动辅助的可靠激活。
15.制动辅助装置优选是制动力增强装置或者制动力增强装置的组成部分或至少一个功能，所述制动力增强装置在由驾驶员意图或开始的紧急制动或危险制动的情况下可以引起制动力的增强直至对于总减速而言所需的最大制动力。优选地，在配备有制动力增强装置的车辆中，即使在正常运行中、即没有在紧急制动或危险制动的情况下激活制动辅助装置时，也在一定程度内增强制动力。
16.优选地，通过在所检测的位置开始变化与所检测的压力开始变化、特别是开始上升之间的时间偏移来给出所检测的压力的变化，预给定的行程梯度阈值或行程阈值取决于所述所检测的压力的变化。时间偏移因此表征在开始操纵制动踏板与在主制动缸中开始压力变化、特别是开始压力升高之间的时间延迟。从该时间延迟可以推断出，在制动系统中是否或在多大程度上存在偏差，所述偏差例如由在模拟器回路中的剩余空气引起，并根据所述偏差相应地适配行程梯度阈值和/或行程阈值。优选地，在此，行程梯度阈值和/或行程阈值随着时间偏移而增大，特别是当时间偏移超过预给定的时间偏移时。行程梯度阈值或行程阈值优选与时间偏移成比例地增大，但是也可以以其他方式随着时间偏移而增大和/或减小。
17.备选地或附加地，通过在所检测的位置开始变化时所检测的位置与所检测的压力开始变化、特别是开始上升时所检测的位置之间的空间偏移来给出所检测的压力的变化，预给定的行程梯度阈值或行程阈值取决于所述所检测的压力的变化。类似于上述的时间偏移，空间偏移表征在开始操纵制动踏板与在主制动缸中开始压力变化、特别是开始压力升高之间由制动踏板所经过的行程。从该行程可以推断出，在制动系统中是否或在多大程度上存在偏差，所述偏差例如由在模拟器回路中的剩余空气引起，并根据所述偏差相应地适配行程梯度阈值和/或行程阈值。优选地，在此，行程梯度阈值和/或行程阈值随着空间偏移而增大，特别是当空间偏移超过预给定的空间偏移时。行程梯度阈值或行程阈值优选地与空间偏移成比例地增大，但是也可以以其他方式随着空间偏移增大和/或减小。
18.备选地或附加地，通过所检测的压力的梯度来给出所检测的压力的变化，预给定的行程梯度阈值或行程阈值取决于所述所检测的压力的变化。所检测的压力的梯度(也可称为压力梯度、压力变化率或压力变化速度)因此表征响应于对制动踏板的操纵而在主制动缸的流体中压力上升的程度。从该压力上升可以推断出，在制动系统中是否或者在多大程度上存在偏差，所述偏差例如由在模拟器回路中的剩余空气引起，并根据所述偏差相应
地适配行程梯度阈值和/或行程阈值。优选地，在此，行程梯度阈值和/或行程阈值随着所检测的压力的梯度减小而增大或者随着所检测的压力的梯度增大而减小，特别是当所检测的压力的梯度低于预给定的值时。行程梯度阈值或行程阈值可以具有这样的走向，所述走向在一个或多个区段中优选与所检测的压力的梯度成比例地延伸，但也可以以其他方式随着所检测的压力的梯度增加和/或减小。
附图说明
19.下面参照附图阐述本发明的其他优选的或备选的方面、实施例和优点。图中：
20.图1示出制动系统的示例；
21.图2分别示出对于没有剩余空气(实线)和有剩余空气(虚线)的制动系统，制动踏板经过的行程以及在主制动缸中的压力的时间曲线的示例；
22.图3示出行程梯度阈值与在所检测的位置开始变化和所检测的压力开始上升之间的时间偏移的相关性的示例；
23.图4示出行程阈值与在所检测的位置开始变化和所检测的压力开始上升之间的时间偏移的相关性的示例；
24.图5示出行程梯度阈值与在所检测的位置开始变化时所检测的位置和在所检测的压力开始上升时所检测的位置之间的空间偏移的相关性的示例；和
25.图6示出行程梯度阈值与压力梯度的相关性的示例。
具体实施方式
26.图1示出具有主制动缸装置的制动系统1的示例，所述主制动缸装置在此构造成串联式主制动缸2，所述串联式主制动缸在下面也缩写为“thz”并且具有第一和第二缸区段3或4以及第一和第二活塞5或6，所述活塞可运动地支承在相应的缸区段3或4中并且设置用于在通过在此仅示意性地给出的制动踏板7进行操纵时将处于thz2中的流体置于压力下(分别参见向左指向的箭头)。
27.在所示的示例中涉及所谓的踏板脱耦的制动系统1，其也被称为线控制动系统，其中，制动踏板7和车轮制动器8相互脱耦。在此，要由驾驶员在操纵制动踏板7时感觉到的制动特性基于在thz2和与其液压连接的踏板力模拟器9之间的配合作用，所述踏板力模拟器具有活塞10，所述活塞根据thz2中的压力压到弹性元件11上(参见活塞10处的向右指向的箭头)。
28.此外，设置有制动辅助装置，所述制动辅助装置能被置入到激活状态和非激活状态，其中，在激活状态中使制动力(车辆的车轮被车轮制动器8施加所述制动力)相对于非激活状态提高。制动辅助装置可以构成为制动力增强装置的一部分或一部分功能，所述制动力增强装置即使在制动辅助装置非激活的情况下也在一定程度上引起对车轮的制动力的增强。
29.为了相应地增强制动力，在本示例中设置有线性致动器12，所述线性致动器通过活塞13的移动对制动流体17施加附加的压力(参见活塞13处的向左指向的箭头)，所述附加的压力经由柱塞接通阀18和进气阀19传递到车轮制动器8上。此外，车轮制动器8分别配设有排气阀20。通过驾驶员分离阀21将处于thz2的第一和第二缸区段3或4中的流体与车轮制
动器8液压地脱耦或耦联。
30.此外，设置有控制装置16，所述控制装置可以为了增强制动力而在紧急制动或危险制动的情况下激活或非激活制动辅助装置，其方式是，相应地控制相关的部件、特别是线性致动器12和/或柱塞接通阀18和/或驾驶员分离阀21。
31.此外，设置有行程传感器14，所述行程传感器在多个时刻、特别是连续地检测制动踏板7和/或通过制动踏板7运动的第一活塞5的当前位置和/或自操纵开始起所经过的行程。
32.通过压力传感器15在多个时刻、特别是连续地检测在thz2中的压力、特别是处于第二缸区段4中的流体中的压力。
33.控制装置16设置用于，当制动踏板7或活塞5的所检测的位置或自操纵开始起所经过的行程的时间变化ds/dt超过预给定的行程梯度阈值ds
x
/dt
x
并且必要时附加地当在制动踏板7或活塞5的两个所检测的位置之间的间距s、特别是自操纵开始起所经过的行程s超过预给定的行程阈值s
x
时，将制动辅助装置置于到激活状态中。在该检验中考虑的预给定的行程梯度阈值ds
x
/dt
x
或行程阈值s
x
在此取决于所检测的压力的变化，这在下面参考图2至图6更详细地阐述。
34.图2分别示出对于在模拟器回路中(也就是说在thz2和/或踏板力模拟器10中和/或在thz与踏板力模拟器之间的液压连接部中)没有剩余空气(实线)和带剩余空气(虚线)的制动系统1，利用行程传感器14或压力传感器15所检测的、由制动踏板7所经过的行程s和在thz2中的压力p的时间曲线的示例。在示例中所示出的行程曲线或压力曲线典型地在快速操纵制动踏板7时出现，例如在由驾驶员意图的危险制动或紧急制动的情况下出现。
35.如果在模拟器回路中没有或仅有非常少的剩余空气，则对制动踏板7的操纵在一定的时间延迟t0之后引起在thz2中的压力p(实线)相对陡的上升并且因此引起相对大的压力梯度dp0/dt0，所述压力梯度抵抗踏板运动，使得制动踏板7所经过的行程s(实线)不过快地升高。与此相对，如果剩余空气处于模拟器回路中，则在操纵制动踏板7时出现所经过的行程s(虚线)相对陡的上升，因为在thz2中的压力p(虚线)在较大的时间延迟t1之后才上升并且也显示出较不陡峭的上升、即显示出较小的压力梯度dp1/dt1，使得反作用于踏板运动的力相应更晚地出现并且更缓慢地上升。
36.为了消除或至少降低模拟器回路中的剩余空气对制动辅助的激活的可能影响，根据所检测的压力p的状态来确定和/或预给定或影响行程梯度阈值和/或行程阈值，所述行程梯度阈值和/或行程阈值要被所检测的制动踏板7行程达到或超过，以便触发制动辅助的激活。
37.优选地，在此，行程梯度阈值和/或行程阈值根据在制动踏板7的所检测的位置s开始变化与所检测的压力p开始上升之间的时间偏移来预给定。备选地或附加地，行程梯度阈值和/或行程阈值也可以根据在制动踏板7的所检测的位置开始变化时所检测的位置与在所检测的压力p开始上升时所检测的位置之间的空间偏移来预给定。备选地或附加地，行程梯度阈值和/或行程阈值也可以根据压力的梯度来预给定。这在下面参考图3至图6更详细地阐述。
38.图3示出预给定的行程梯度阈值ds
x
/dt
x
与在所检测的位置s开始变化和所检测的压力p开始上升之间的时间偏移t
x
的相关性的示例。在示例性示出的曲线中，当时间偏移t
x
小于t1时，行程梯度阈值ds
x
/dt
x
等于ds0/dt0(参见图2)。如果时间偏移t
x
大于t1，则行程梯度阈值ds
x
/dt
x
随着时间偏移t
x
线性地(实线)增大。但是备选地，行程梯度阈值ds
x
/dt
x
的增大也可以具有其他的走向(虚线)。一般来说，行程梯度阈值ds
x
/dt
x
的时间相关性也可以更复杂，如下面示例性地进一步阐述的那样。
39.时间偏移可以优选连续地在每次制动操纵时根据操纵速度来确定并且产生质量值q
luft
，所述质量值描述了模拟器制动回路的排气状态。例如，q
luft
＝1对应于没有剩余空气的正常状态，q
luft
＝10意味着大量剩余空气。对于每个制动操纵速度，在确定的时间之后预计压力上升：在缓慢操纵时在较大的时间延迟之后，在较快速的操纵时相应地在较小的时间延迟的情况下。因此，优选地由在不同的操纵速度的情况下的时间延迟推导出质量值q
luft
。
40.图4示出预给定的行程阈值s
x
与在所检测的位置s开始变化和所检测的压力p开始上升之间的时间偏移t
x
的相关性的示例。与在图3所示出的示例类似地，在示例性示出的曲线中，当时间偏移t
x
小于t1时，行程阈值s
x
等于s0(参见图2)。如果时间偏移t
x
大于t1，则行程阈值s
x
随着时间偏移t
x
线性地(实线)增大。但是备选地，行程阈值s
x
的增大也可以具有其他的走向(虚线)。一般来说，行程阈值s
x
的时间相关性也可以更复杂，如下面示例性地进一步阐述的那样。时间偏移可以优选连续地在每次制动操纵时根据操纵速度来确定并且产生质量值q
luft
，所述质量值描述模拟器制动回路的排气状态。例如，q
luft
＝1对应于没有剩余空气的正常状态，q
luft
＝10意味着大量剩余空气。对于每个制动操纵速度，在确定的时间之后预计压力上升：在缓慢操纵时在较大的时间延迟之后，在较快速的操纵时相应地在较小的时间延迟的情况下。因此，优选地由在不同的操纵速度的情况下的时间延迟推导出质量值q
luft
。
41.图5示出预给定的行程梯度阈值ds
x
/dt
x
与制动踏板7的在制动踏板7的所检测的位置s的变化开始时所检测的位置s和在所检测的压力p开始上升时所检测的位置s之间的空间偏移sp
x
的相关性的示例。在示例性示出的曲线走向中，当空间偏移sp
x
小于sp0时，行程梯度阈值ds
x
/dt
x
等于ds0/dt0(参见图2)。如果空间偏移sp
x
大于sp0，则行程梯度阈值ds
x
/dt
x
随着空间偏移sp
x
线性地(实线)增大。但是备选地，行程梯度阈值ds
x
/dt
x
的增大也可以具有其他的走向(虚线)。
42.空间偏移能够优选连续地在每次制动操纵时确定。
43.图6示出预给定的行程梯度阈值ds
x
/dt
x
与所检测的压力p的梯度dp
x
/dt
x
的相关性的示例。在示例性示出的曲线走向中，当压力梯度dp
x
/dt
x
大于dp1/dt1时，行程梯度阈值ds
x
/dt
x
等于ds0/dt0(参见图2)。如果压力梯度dp
x
/dt
x
小于dp1/dt1，则行程梯度阈值ds
x
/dt
x
(实线)随着压力梯度dp
x
/dt
x
的减小而增大或随着压力梯度dp
x
/dt
x
的增大而减小。
44.原则上，与本公开相关的所提及的阈值，即行程梯度阈值ds
x
/dt
x
或行程阈值ds
x
和/或行程梯度阈值或行程阈值的变化可以绝对地亦或相对地或作为因子给出或预给定。因此，例如100％或1的因子可以意味着不存在由剩余空气导致的影响且相应地不进行相关的阈值的匹配或提高，而110％或1.1的因子则意味着相关的阈值提高10％。
45.当例如驾驶员踩在制动踏板上并且快速地踩踏时，可以选择类似的措施。在此，优选以类似的方式影响已经针对该情况匹配的阈值。但是，在模拟器回路中的剩余空气在这里不起那么大的作用，因为驾驶员根据操纵强度已经将可能存在的气泡大部分地压缩。
46.附图标记列表
[0047]1ꢀꢀ
制动系统
[0048]2ꢀꢀ
主制动缸，串联式主制动缸(thz)
[0049]3ꢀꢀ
第一缸区段
[0050]4ꢀꢀ
第二缸区段
[0051]5ꢀꢀ
第一活塞
[0052]6ꢀꢀ
第二活塞
[0053]7ꢀꢀ
制动踏板
[0054]8ꢀꢀ
制动装置，车轮制动器
[0055]9ꢀꢀ
踏板力模拟器
[0056]
10 活塞
[0057]
11 弹性元件
[0058]
12 线性致动器
[0059]
13 (在线性致动器上的)活塞
[0060]
14 行程传感器
[0061]
15 压力传感器
[0062]
16 控制装置
[0063]
17 制动流体
[0064]
18 柱塞接通阀
[0065]
19 进气阀
[0066]
20 排气阀
[0067]
21 驾驶员分离阀
[0068]sꢀꢀ
位置、行程
[0069]
p
ꢀꢀ
压力
[0070]
t
ꢀꢀ
时间
[0071]qꢀꢀ
质量值。