CN105531165B - 用于运行制动力放大器的方法、用于实施该方法的控制设备以及制动*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于对液压的制动***中的制动力放大器进行控制的方法，在该方法中由至少三个部分压力额定值（p_目标‑v、p_目标‑wh、p_目标‑DRR）来确定最小的部分压力额定值，随后将所述最小的部分压力额定值确定为目标压力额定值，并且随后借助于制动力放大器来设定所述最小的部分压力额定值。

Description

用于运行制动力放大器的方法、用于实施该方法的控制设备 以及制动***

技术领域

本发明涉及一种用于运行制动力放大器的方法、用于实施该方法的控制设备以及包括制动力放大器和控制设备的制动***。

背景技术

在DE 20 2010 017 605 U1中介绍了一种制动力放大器以及一种用于运行所述制动力放大器的方法和装置。为了控制/调节所述制动力放大器而介绍了一种控制设备，该控制设备根据用于确定输入杆的移动位移的传感器装置的信号并且根据所述制动力放大器的马达的信号来操控所述制动力放大器。可选地，也可以由所述控制设备对用于确定输入杆与放大器本体之间的相对偏移的位移差传感器的信号进行测评，或者对用于确定驾驶员作用力的力传感器的信号进行测评。

在具有制动的行驶情况中，可能出现以下情况：通过由驾驶员、制动力放大器和ABS-/ESP-回流泵的回流引起的、同时的制动压力形成在所述制动***中出现较高的压力。这些较高的压力使制动踏板触觉变差，并且不必要地给所述制动***加载荷。驾驶员由此被刺激，因为他不习惯于这种偏差。

发明内容

当前的根据本发明的方法的任务是，在使用ABS调节的情况下、也就是当ABS-/ESP-回流泵可以回流许多的体积时，则根据情况如此控制所述制动***中的压力，使得所述制动踏板触觉被感觉为舒适的，制动性能（最小可能的制动位移）可以得到保证并且用于所述制动***的负荷变得尽可能地小，以便不会使制动***组件负荷过重。

本发明的核心是，根据当前的驾驶员行为、制动设备的状态和行车道状态以及行驶情况的其它特征值、例如车速来确定制动***中的必要的压力额定值。借助于电子的制动力放大器来设定如此确定的目标压力值。通过这种方式，根据情况限制用于所述制动***的负荷。

本发明涉及一种用于对液压的制动***中的制动力放大器进行控制的方法，所述方法包括多个步骤。

从至少三个部分压力额定值中选择最小的部分压力额定值。随后将所述最小的部分压力额定值确定为用于所述制动***的目标压力额定值。为了设定所述目标压力额定值，借助于制动力放大器来控制所述制动力放大器。根据不同的部分压力额定值，可以由所述制动***的不同区域来相应地查询部分压力额定值，并且由此可以检测所述制动***的当前的运行情况。选择这些当前的要求值中的最小的要求值并且控制所述制动力放大器，用于将这个数值设定为目标压力额定值，这种做法能够实现所述制动***的、节省材料的并且对于驾驶员来说没有引起未预料到的感觉的运行。在所述方法的一种有利的设计方案中，根据车轮制动压力来确定第一部分压力额定值、根据由驾驶员对制动设备进行的操纵来确定第二部分压力额定值，并且根据车速来确定第三部分压力额定值。因为如开头所描述的那样，所述部分压力额定值代表着所述制动***的当前的情况，所以有利的是，在确定所述额定值时考虑当前的运行状态的主要的特性、例如驾驶员的操纵方式或者所存在的车轮制动压力。

在根据本发明的方法的一种设计方案中，将如此确定的目标压力额定值与当前在所述制动***中存在的压力进行比较。在根据本发明的方法的范围内，对从所述比较中确定的、由目标压力额定值和所存在的压力构成的压力差进行校正。因此，可以以有利的方式来确定，所确定的目标压力额定值离所述制动***中的当前存在的压力值有多远。由此确定用于所述方法的调节量。

此外，有利的是，通过所述制动力放大器的放大程度的变化引起的压力差以对所述制动力放大器的马达的额定转速进行调整的方式来校正或者通过对所述制动力放大器的马达的马达力矩的调整来校正。通过这种方式，所述制动力放大器对所确定的压力差进行补偿。

以有利的方式，根据所述压力差来确定所述马达（303）的额定转速，并且通过用于所述马达转速的极限来将其限制到有限的马达速度。通过这样的限制来避免以太高的马达速度来运行所述制动力放大器。这代表着用于所述制动力放大器的安全措施并且防止了对于驾驶员的踏板感觉的、负面的反作用。

此外，有利的是，在操控所述制动力放大器的马达之前以所述有限的马达转速来检查，是应该用所述有限的马达速度还是应该用通过由驾驶员方面进行的制动操纵来预先给定的马达速度来执行操控过程。这防止了：对所述制动力放大器的、由驾驶员通过制动操纵来预先给定的马达速度进行的调整朝所述有限的马达速度的方向进行，如果这一点由于情况而不再必要的话。

在一种有利的设计方案中，所述检查根据在所述制动***内存在的压力、根据由驾驶员进行的制动操纵并且根据来自制动压力调制单元方面的制动压力调制的存在情况来进行。这具有以下优点：重新查询当前的制动情况并且由此再次对所述马达速度的预期的再调节进行可信性检测。这再度保证了所述制动***的得到提高的安全性。

以有利的方式，从所述制动***的最大压力与最小压力之间的同一压力范围中选择所述第一、第二和第三部分压力额定值。由此对于所有三个部分压力值来说保证了不会由于对所述制动力放大器的调节而脱离压力值的允许的范围。

以有利的方式，根据车轮制动压力借助于车轮压力调制单元的信号来确定所述第一部分制动压力额定值，其中所述信号相应于所述制动***的、被连接到该制动***上的车轮制动器的、当前存在的车轮制动压力值中的最高车轮制动压力值。通过这种信号传送来将当前的制动情况适当地传送给所述制动力放大器的控制设备。

此外，所述第一部分制动压力额定值的确定包括滤波和偏移量施加，由此保证，在所述制动***中始终存在着足够高的压力。

此外，所述部分制动压力额定值根据输入参量（V_车辆、P_Estmax、DDR）从组合特性曲线中得知或者根据方程式来计算。本发明同样涉及一种用于实施根据本发明的方法的控制设备。

根据本发明的制动***包括借助于根据本发明的方法来运行的制动力放大器以及用于实施所述方法的控制装置。

附图说明

图1示出了用于对制动力放大器进行调节的、根据本发明的方法的流程图；

图2示出了部分压力额定值的确定情况，所述部分压力额定值进入到对于所述制动力放大器的调节之中；

图3示出了制动力放大器的示意图。

具体实施方式

在本发明的一种实施方式中，所述制动***包括控制单元1和制动压力调制单元2。所述控制单元1控制并且/或者调节所述制动***的制动力放大器308。

图3示意性地示出了一种机电的制动力放大器308。所述制动力放大器通过输出杆305向主制动缸304、准确地说向所述主制动缸304的输入活塞施加一种力，用于由此以所熟知的方式在液压的制动***中形成压力。

为此，一方面在所述制动力放大器308的输出杆305与放大器本体301之间存在有反作用盘306并且另一方面在所述输出杆与输入杆302之间存在有反作用盘。通过所述输入杆302，驾驶员可以将力通过所述反作用盘306来传递到所述输出杆305上。所述放大器本体可以借助于马达303通过对马达的旋转进行转换的变速器307来置于平移运动中。所述变速器307是旋转-平移-转换变速器。由此，可以通过所述马达303经由所述变速器307使所述放大器本体301运动，并且所述放大器本体同样通过所述反作用盘306来向所述输出杆305加载力。

所述放大器本体301关于放大器壳体309的偏移量作为参量S_BB示出。所述输入杆302从其静止位置中出来的偏移作为参量S_IR示出。

根据不同的参量来调节所述制动力放大器308，下面对所述不同的参量进行探讨。在此，在步骤中利用所述控制单元1的、所分配的组成部分来进行说明。

为了满足在所述制动***中所需要的压力需求，要使用封闭的调节。为此使用压力传感器信号，该压力传感器信号相应于所述制动***中的所测量的压力。可以将这个信号直接并且/或者间接地输送给所述***。因此，所述压力传感器信号可以直接通过将压力传感器安装在所述制动压力调制单元2中这种方式来供使用，或者不过也可以通过单独安装的压力传感器来供使用，所述压力传感器通过数据线来提供所述压力传感器信号。

同样，所述压力传感器信号可以从其它参量中推导出来，例如从与负荷相关的参量、例如所述制动力放大器308的驱动马达的马达力矩中推导出来。

在图1中示出了，如何以制动压力调制单元2、例如所熟知的ESP***为出发点来将压力传感器信号P_ESP传送给所述制动力放大器的控制单元2。

现在将这种压力传感器信号P_ESP用于操控所述制动力放大器308。在此，以下述方式改变所述制动力放大器的制动力放大程度，即，所述制动***中的当前实际存在的压力与所确定的制动压力需求p_目标相适应。

为此，例如通过借助于所述制动力放大器308的马达303进行的马达操控以能够预先给定的转速ω_马达来移动所述制动力放大器308的放大器本体301（也被称为Boostbody）的位移s_BB。

在所述控制方法的第一部分3中，确定所述目标压力p_目标。所述目标压力p_目标相应于所述制动***的、当前存在的压力需求，应该借助于所述制动力放大器308来设定所述压力需求。

这种压力需求尤其取决于：

·驾驶员行为202，也就是驾驶员是更可能小心地还是猛烈地以较高的力和/或速度来操纵所述加速踏板；

·行车道摩擦系数203（不滑的行车道或者滑溜的行车道）；

·以及车速201（相对于停车状态的较高的速度）。

这一点借助图2来进行详细描述。

图2示出了所述压力需求p_目标的计算的一部分。

针对所列举的标准——驾驶员行为202、行车道摩擦系数203和车速201——分别确定部分压力额定值。用于相应的部分压力额定值的数值处于用于驾驶员制动愿望、用于行车道摩擦系数以及用于车速的最小的压力需求（p_Min）与最大的压力需求（p_Max）之间。对于所述相应的部分压力额定值的、真正的选择可以通过组合特性曲线或者也通过方程式、尤其是线性方程式来进行。所述取决于驾驶员的部分压力额定值p_目标-DRR根据输入杆位移S_IR与所述制动力放大器中的放大器本体的——通过计算方式由所述制动力放大器的马达的、所测量的旋转角确定的——位移S_BB之间的位移差DRR（参见图3）来确定（DRR=Driver BrakeRequest Recognition驾驶员制动需求识别）。因此涉及输入杆位移与放大器位移之间的位移差。

如果这种位移差较小，那就假设较小的部分压力额定值p_目标-DRR；如果所述位移差较大，那就假设较大的部分压力额定值p_目标-DRR。对于与所述位移差相对应的部分压力额定值p_目标-DRR的选择通过组合特性曲线或者也通过方程式、尤其是线性方程式来进行。所述位移差是由驾驶员方面对制动器所作的操纵的尺度。所述取决于行车道摩擦系数的部分压力额定值p_目标-Wh借助于估计参量或者测量参量、借助于与车辆的四个车轮制动缸相对应的车轮制动缸压力p_RR、p_RL、p_FR和p_FL来确定。一方面，这可以根据所述压力调制单元2的信号p_EstMax来进行。该数值相应于来自所连接的车轮制动器的四个制动压力p_RR、p_RL、p_FR和p_FL中的、在数据传输的每个扫描时刻在压力调制单元2与控制单元1之间所存在的最大压力。所述制动压力调制单元2确定所连接的车轮制动器的最大压力，并且将其传输给所述控制单元1。而后可以为所述压力值p_EstMax分配相应的部分压力额定值p_Wh。对于所述相应的部分压力值的真正的选择可以通过组合特性曲线或者也通过方程式、尤其是线性方程式来进行。

作为替代方案，与p_Estmax相对应的数值也可以通过计算方式根据所述制动力放大器308的结构上的和内部的参量来确定。为此通过所述制动力放大器的移动位移S_BB与所述主制动缸304的压力作用面相乘的方式来确定部分体积。将该部分体积以相加的方式与所述制动***的无效体积V_偏移量结合起来。而后又根据所述制动***的、已知的压力-体积-特性曲线可以确定一个压力值，与对于p_EstMax来说相类似地为该压力值分配部分压力额定值p_Wh。

在另一个步骤中对通过这些方式之一确定的、取决于行车道摩擦系数的部分压力额定值p_Wh进行滤波，并且借助于偏移量施加来得以提高。而后在这个步骤之后，存在一个经过校正的数值：部分压力额定值p_目标-Wh。通过所述部分压力额定值的提高保证了所述压力在任何情况下（即使在故障情况中也）大到足以能够用最大的可靠性进行制动。

在道路交通中实际行驶时，较高的车轮制动缸压力比较少见，在正常出现的舒适性制动中仅仅实现较低的压力。在较低的摩擦系数上进行ABS调节时——所述ABS调节持续较长时间并且由此按份额可能产生较高的负荷——同样仅仅确定了较低的车轮制动缸压力。由此可以预先给定较小的、用于所述制动***的压力需求。仅仅在较高的摩擦系数上，必须为所述ABS情况提供很高的压力。

所述制动设备的、取决于车速的部分压力需求p_目标-V对于较小的、接近停止Min的车速v_车辆来说配备了较小的数值。由此在可能持续较长时间的车辆停止状态中——例如在交通阻塞中——对于整个制动***来说降低了所述负荷。对于较高的、比Max大的速度v_车辆来说，将所述压力需求置于最大值上。也可以观察到另外的特殊情况，用于在此补充地定义所述制动***的压力需求。

对于所有三个标准来说，预先规定对所述最小和最大允许的部分压力额定值（p_min或p_max）进行相同的参数化。

借助于最小值选择从当前的部分压力需求值p_目标-v、p_目标-Wh以及p_目标-DRR中选择最小的部分压力需求作为用于所述压力调节的额定值p_目标。

所述信号作为逻辑上的“与”来结合。只有在驾驶员有力地操纵所述制动器（D_RR＞Max）“与”所述行车道具有较高的摩擦系数（p_EstMax＞Max）“与”所述车速足够高时（v_车辆＞Max）时，在所述制动***中才需要最高的压力。换句话说，如果例如驾驶员仅仅较轻地操纵所述制动器“或”所述行车道的摩擦系数较低“或”所述车辆停止，那么较低的压力就已足够。将这种比较结果p_目标 用于进一步调节所述制动力放大程度。由此确定所述制动***中的、有待设定的压力。

所述调节的目的是，通过从所述制动力放大器方面进行的制动力辅助的、有针对性的变化来设定所述压力p_目标。这一点通过以所述制动力放大器的马达303的马达力矩的形式有针对性地取消所述制动力辅助元件的位移或者力来进行。

在所示出的实施例的后续步骤4中，为此将所述制动设备的、作为额定压力p_目标在步骤3中推导出来的压力需求从所存在的实际压力p_Esp中扣除，并且由此产生了压力差信号Δp_控制。将这个压力差信号Δp_控制输送给调节算法5（压力控制器，例如PID-控制器），该调节算法在当前的实施例中确定并且输出所述制动力放大器的马达的、有待设定的马达速度来作为输出信号。

在后续步骤6（限制）中，对所述制动力放大器的马达的额定马达速度进行限制并且将其作为ω_目标-lim来输出。由此保证，驾驶员和所述制动力放大器不会预料到当前的工作点的太高的变化。这意味着，不得太过剧烈地改变当前存在的制动力放大程度，以便不会由此刺激驾驶员。这是所述制动力放大器的一种安全功能。

在接下来的步骤7中（控制器协调）保证，当前对于所述制动力放大器的电动马达的操控与驾驶员行为相匹配。为此要检查，是否继续操纵所述制动器。能够实现这一点的参量是当前存在的位移差D_RR以及原来根据驾驶员制动愿望来预先给定的额定马达速度ω_目标。从所述输入杆位移s_IR的信号中确定这个原来的、用于马达速度的额定值ω_目标，制动力放大程度要为所有行驶情况保证所述马达速度。这一点通过作为由放大器本***移s_BB和输入杆位移s_IR构成的差来计算所述位移差DRR=s_BB-s_IR并且作为以预控制信号的形式出现的、动态的控制参量前馈（Führungsgrößenaufschaltung）来计算输入杆位移s_IR的时间导数这种方式来进行。于是所述查询在两个冗余位移上来检查驾驶员制动愿望，以便排除调节的错误行为。此外要检查，是否所述制动压力调制机构——也就是所述ESP调节器——还处于防抱死运行（ABS_有效）中，并且是否还存在较高的压力值，所述较高的压力值使根据本发明的压力调节成为必要（ABS_有效）。

随后检查，是否存在所述制动***压力p_ESP的、靠不住的行为，也就是说是否所述压力传感器信号显示较高的数值。这可以根据所述数值p_ESP的大小来确定并且在步骤7中作为输入参量来输送。

在步骤7中要判断，是否所有三个条件——依然操纵制动器、ABS有效并且压力依然较高——得到了满足。如果是这种情况，那就将所确定的马达操控数值ω_目标-lim作为参量ω_马达来传输，否则将由驾驶员预先给定的马达速度ω_目标作为ω_马达来传输。由此，根据当前存在的情况来对被传输给所述马达的额定转速ω_马达进行可信性检测。

来自步骤7的输出信号是ω_马达，它是所述制动力放大器马达303的马达速度额定值。将这个额定值传递给所述马达调节机构9（马达控制器），所述马达调节机构根据与所述制动力放大器马达的实际速度的比较在步骤10中如此操控所述制动力放大器马达，使得所述马达具有所述额定马达速度ω_马达。

借助于布置在所述马达303后面的变速器307，在步骤11中将所述马达303的旋转运动转换为所述放大器本体301的纵向运动，这引起所述放大器本体的、幅度为s_BB的偏移。

与驾驶员的、通过所述输入杆302的偏移引起的输入杆位移s_IR一起，通过另外的结构上的传动元件、例如所述反作用盘306在步骤13中以机械的方式产生所述主制动缸的位移s_TMC。所述主制动缸的活塞的偏移以已知的方式引起对于制动液施加压力，并且由此引起在所述制动***中作用于所述主制动缸的两个输出管路的压力（p_TMC1,2）。

所述制动压力调制机构2以所熟知的方式具有回流泵，所述回流泵在ABS运行情况下有效，并且所述回流泵在所述有效的情况下通过体积流量q_泵产生额外的压力调制。所述泵的体积流量在与存在于所述主制动缸输出端上的压力p_TMC1,2的组合中引起新的当前的压力p_ESP，该压力又进入到所述调节中。

所述制动压力调制单元2测量所述主制动缸输出端上的制动***压力，并且如开头已经描述的那样借助于数据线作为p_ESP来提供所述制动***压力。

通过在制动压力调制机构的液压设备内的阀线路布线（Ventilbeschaltung）来影响左前轮上的车轮制动缸压力p_FL、右前轮上的车轮制动缸压力p_FR、左后轮上的车轮制动缸压力p_RL以及右后轮上的车轮制动缸压力p_RR的行为。所述压力调制机构2用合适的器件来估计或者测量这种影响、计算所述车轮制动缸压力p_FL、p_FR、p_RL和p_RR的当前的数值，并且向所述制动力放大器提供所述车轮制动缸压力的最大值作为信号p_EstMax，以便如在步骤3中所描述的那样来确定取决于行车道摩擦系数的部分制动压力需求p_目标-Wh。

Claims (13)

1.一种用于对液压的制动***中的制动力放大器（308）进行控制的方法，该方法包括以下步骤：

——由取决于当前的驾驶员行为、制动设备的状态、行车道状态以及行驶情况的特征值的至少三个部分压力额定值（p_目标-V、p_目标-Wh、p_目标-DRR）来确定最小的部分压力额定值（p_目标）；

——将所述最小的部分压力额定值确定为用于所述制动***的目标压力额定值（p_目标）；

——对所述制动力放大器进行控制，用于借助所述制动力放大器来设定所述目标压力额定值（p_目标）。

2.根据权利要求1所述的方法，其中

——根据车轮制动压力（p_Estmax）来确定第一部分压力额定值（p_目标-Wh）；

——根据由驾驶员对制动设备进行的操纵（DRR s_BB）来确定第二部分压力额定值（p_目标-DRR）；并且

——根据车速（v_车辆）来确定第三部分压力额定值（p_目标-V）。

3.根据权利要求2所述的方法，其中将所述目标压力额定值（p_目标 ）与当前在所述制动***中存在的压力（p_ESP）进行比较，并且对由目标压力额定值（p_目标）与所存在的压力（p_ESP）构成的压力差（Δp_控制）进行校正（4）。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

——通过调整所述制动力放大器（308）的马达（303）的额定转速（ω_马达）或者

——通过调整所述制动力放大器（308）的马达（303）的马达力矩

而改变所述制动力放大器（308）的放大程度来校正所述压力差。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述马达（303）的额定转速（ω_马达）根据所述压力差（Δp_控制）来确定并且通过马达转速的极限来限制（6）到有限的马达速度（ω_目标-lim）。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在操控所述制动力放大器（308）的马达之前利用所述有限的马达速度（ω_目标-lim）来检查，是应该用所述有限的马达速度（ω_目标-lim）来执行操控过程还是应该用通过由驾驶员进行的制动操纵来预先给定的马达速度（ω_目标）来执行操控过程。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述检查根据在所述制动***内存在的压力、根据由驾驶员进行的制动操纵以及根据从制动压力调制单元（2）方面进行的制动压力调制的存在情况来进行。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，从所述制动***的最大压力（p_Max）与最小压力（p_Min）之间的同一压力范围中进行所述第一部分压力额定值、第二部分压力额定值和第三部分压力额定值的选择。

9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据车轮制动压力借助于制动压力调制单元（2）的信号（p_EstMax）来确定所述第一部分压力额定值（p_目标-Wh），其中所述信号（p_EstMax）相应于所述制动***的、被连接到该制动***上的车轮制动器的、当前存在的车轮制动压力值（p_FL、p_FR、p_RL、p_RR）中的最高车轮制动压力值。

10.根据权利要求9所述的方法，对于所述第一部分压力额定值的确定包括滤波和偏移量施加。

11.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，为了确定所述第一部分压力额定值、所述第二部分压力额定值以及所述第三部分压力额定值，根据车速（v_车辆）、车轮制动压力（p_Estmax）以及输入杆位移（S_IR）与所述制动力放大器中的放大器本体的位移（S_BB）之间的位移差（DRR）从组合特性曲线中得知所述第一部分压力额定值、所述第二部分压力额定值以及所述第三部分压力额定值，或者根据方程式来计算所述第一部分压力额定值、所述第二部分压力额定值以及所述第三部分压力额定值。

12.一种控制设备，该控制设备用于实施根据前述权利要求中任一项所述的方法。

13.一种制动***，该制动***包括借助于根据权利要求1至11中任一项所述的方法来运行的制动力放大器以及用于实施根据权利要求1至11中任一项所述的方法的控制装置。