專利名稱：用于車輛的靜液壓制動的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及具有靜液壓驅動機構的車輛的受控制動的 一種裝置和一種 方法。
背景技術：
DE 196 38 421 Al公開了 一種牽引控制系統(traction control system )， 其用于提供作為具有前驅動單元和后驅動單元的液壓驅動車輛的控制器。 元，這種牽引控制系統具有針對每個驅動單的液壓馬達，該液壓馬達連4妄到 該驅動單元并具有可變偏量，所有液壓馬達并行連接到一個泵。在該牽引控 制系統中提供有一中央控制系統，其檢測諸如速度、移動方向和相對地表的 傾斜度之類的參數，并進一步處理這些參數，使它們被用于啟動前驅動單元 和后驅動單元的液壓馬達，從而在輪軸處出現滑動時，相應調節所涉及的輪 軸的液壓馬達。在DE 196 38 421 Al中所描述的牽引控制系統的缺點在于如下事實即 使通過液壓馬達的通量改變，所述泵的傳送量仍保持恒定。這意味著，通過 液壓馬達的通量的減少可以引起在液壓回i 各的線路中壓力的增大，從而使這 些線路(尤其是它們的連接點)過載。反之，通量的增大使液壓回路的線路 上的壓力降低，從而由于可能發生的氣穴現象而對所述線路造成機械損壞的 風險。而且這還沒有考慮到動力制動行為。發明內容本發明的目的是提供一種用于制動車輛的改進方法和改進裝置，其中還 考慮到進行制動的動力學。所述方法關注的是，根據本發明通過權利要求1的特征部分來實現上述
目的，所述裝置關注的是，通過權利要求13的特征部分來實現上述目的。 在從屬權利要求中給出的方法涉及本發明進一步的優選改進方案。用于對具有靜液壓驅動機構的車輛進行受控制動的根據本發明的方法和才艮據本發明的裝置著眼點在于如下事實所述靜液壓驅動機構具有至少兩 個樞轉液壓馬達，所述至少兩個液壓馬達連4妾到驅動才幾構的相應的4侖軸，由 液壓泵驅動并由相應的調節電路調節。液壓馬達的調節作用節用于防止車輛 上的輪被抱死，原因在于，對于驅動機構的每個輪軸或每個輪，所述調節作 用持續確定相應的參考變量，并將該參考變量反饋回相應的調節電路，所述 參考變量由驅動輪的速度的設定值與實際值之間的差異構成。為了通過控制 程序向相應輪軸提供制動力的取決于減速度的分配，車輛的輪軸負載偏量由 車輛當前減速度所動態確定，并確定由液壓馬達驅動的輪軸上所施加的合成 的制動力。利用與相應輪軸相關的液壓馬達，通過調節對應的一個或多個液 壓馬達的樞轉角，實施合成的制動力。優選地，當在整個制動過程中啟動制動時，通過確定車輛當前的線性速 度與下方地面之間的差異，來確定當前減速度。進一步，優選地，在整個制動過程中，將當前的減速度乘以一幾何因子 來動態確定輪軸負載偏量，所述幾何因子由車輛重心的高度與輪軸間距之間 的關系計算得到。優選地，在改變所述幾何因子后，可將根據本發明的方法 用于不同類型車輛。根據本發明的方法和根據本發明的裝置的進一步優點在于施加于前方 輪軸的合成的制動力不同于施加于后方輪軸的合成的制動力，前者的輪軸負 載偏量在數量上是后者的兩倍。通過將預定制動力添加到輪軸負載偏量，形 成了施加于沿行進方向觀察位于前方的輪軸的合成的制動力，而通過將預定 制動力減去輪軸負載偏量，形成施加于后方輪軸的合成的制動力。由此，在 前方輪軸上的液壓馬達的樞轉角有利地得到增大，從而使已經由輪軸負載偏 量增大的制動力被施加于下方地面上。而在后方輪軸上的液壓馬達的樞轉角 減小，從而使得后方輪軸的輪將較小的制動力傳遞到下方地面。優選地，制 動力的取決于減速度的分配防止在后面輪軸處的輪被抱死，從而防止車輛在 制動時失控。由此可以實現制動過程中的改進行為，而不需要另行增加部件 費用。更為優選地，使液壓泵自身所驅動的液壓馬達集成在一調節電路中。這 意p木著，可以針對整體的可調節液壓馬達，來動態改變液壓泵的傳送量。進一步，優選地，根據本發明的方法和根據本發明的裝置均能夠應用在 每個車輛輪軸和每個輪上。
附圖中圖示了用于靜液壓驅動機構的受控制動的根據本發明的裝置的優選實施例，該優選實施例在下文得到更為詳細的描述。附圖中 圖1示出根據本發明的裝置的示意性圖示； 圖2示出根據本發明的裝置的調節電路的示意性圖示； 圖3示出除預定制動力外還施加的輪軸負載偏量的示意性圖示； 圖4示出用于計算制動力的取決于減速度的分配的算法的示意性圖示。
具體實施方式
圖1所示根據本發明的用于對具有靜液壓驅動機構3的車輛2進行受控 制動的裝置1的示意性圖示，該靜液壓驅動機構3中具有閉合液壓回路18。 在該圖示中，靜液壓驅動機構3具有由液壓泵5驅動的四個樞轉液壓馬達6, 針對每種情況，兩個液壓馬達6連接到驅動機構3的相應4侖軸4，或者每個 液壓馬達6驅動一個車輪。根據本發明的裝置1具有調節裝置7a，其用于向該調節裝置7a持續反 饋參考變量F，該參考變量F由驅動輪17速度的設定值與實際值之間的差 值構成。出于此目的，在靜液壓驅動機構3的輪上安裝相應的速度傳感器， 其檢測輪17的當前速度，并將該當前速度傳送到調節裝置7a以便進一步評 估。
如果檢測出驅動機構3中有些輪17轉動速度低于其它輪，并且，根據 調節變量R對這些輪17進行制動，則調節裝置7a啟動防抱死系統(anti-lock system)來向驅動機構3的輪軸4分配制動力FBr,v、 FBr,h，其中，當對應的 液壓馬達6的通量相應減小時，調節變量R由參考變量F動態地確定。在調節裝置7a的控制程序中，由車輛2的當前減速度a動態地確定車 輛2的輪軸負載偏量AF，而通過利用與相應輪軸4a、 4b相關且樞轉到零度 的液壓馬達6來調節樞轉角，確定并實施了由液壓馬達6驅動的l侖軸4a、 4b 上的合成的制動力FBr，v、 FBr,h。根據本發明的裝置1的液壓馬達6和液壓泵5中的每一個均具有致動器 19，該致動器19以正比于電流的方式啟動，接收由調節裝置7a確定的調節 變量，并將該調節變量傳送到液壓馬達6或者液壓泵5上，^v而可以由該調 節變量設定如通量和樞轉角之類的新的運行參數。在進一步的示例性實施例 中，致動器19也可以被設置而使得其信號同時作用于一個輪軸4上的兩個 液壓馬達6上。因此，驅動輪軸4a、 4b上的兩個液壓馬達6總是具有以正 比于電流的方式啟動的共同的致動器19。圖2示出了根據本發明的裝置1的調節電路7的示意性視圖。液壓泵5 通過控制單元16樞轉至一偏角，該偏角足以4吏液壓流體在液壓回^各18中流 動并驅動四個液壓馬達6。另外，控制單元16預先確定液壓馬達6的^fe轉 角，從而確保液壓馬達6的樞轉角足以使足夠的液壓液體流過液壓馬達6, 并使這些液壓馬達將驅動機構所需要的制動力傳送到下方的地面20。液壓馬達6和液壓泵5連4妻有調節裝置7a, ^^人相應液壓馬達6的動態 確定的實際速度與固定于調節裝置7a中的設置速度之間的當前差值，該調 節裝置7a確定參考變量F,由該參考變量F推導出調節變量R，隨著該調 節變量被加到外部預定控制變量S并作用于相應的液壓馬達6上，調節變量 R作用于相應的液壓馬達6的樞轉角，樞轉角得到相應改變。預定控制變量 S和確定調節變量R的相加值還作用于液壓泵5, 乂人而〗吏液壓泵的運^f亍參數 不僅由控制單元預定，而且也受動態確定的調節變量R影響。 圖3圖示除預定制動力之外還起作用的輪軸負載偏量AF的示意性圖 示。在制動進程期間，除了預定制動力FBr,還存在輪軸負載偏量AF。這就 使作用于前方車輛輪軸4a的法向力(沿行進方向觀察)高于作用于后方車 輛輪軸4b的法向力，并且根據本發明，結果使得前方車輛輪軸4a承受更高 的合成的制動力。由當前的減速度a計算出輪軸負載偏量AF,即，將該減 速度a乘以幾何因子G得出輪軸負載偏量AF,其中，通過計算車輛的當前 線速度v與下方地面20之間的差異來計算當前減速度a。車輛2的幾何因子 G由車輛重心的高度hs與輪軸4a、 4b之間的間距1的商得出。圖4示出了用于計算制動力FBr,v、 FBr,h的減速度分配的算法圖示。根據本發明的用于對具有靜液壓驅動機構3的車輛2進行受控制動的方法具有如 下功能，即，對液壓馬達6的調節電路7的調節防止輪17被抱死，原因在 于，上述調節針對驅動機構的每個輪軸4a、 4b持續確定相應的參考變量F (該參考變量F由驅動輪17速度的設定值與實際值之差構成)，并將由參 考變量F確定的調節變量R反饋回相應的調節電路7。為了通過調節裝置 7a將取決于減速度的制動力FBr,、,、 FBr,h分配提供給相應的輪軸4a、 4b并提 供給相應的輪17,采用圖3中所概括的功能。在此，由車輛2的當前減速 度動態確定車輛的輪軸負載偏量AF，并確定由液壓馬達6驅動的輪軸4a、 4b上的合成的制動力FBr，v、 FBr,h。利用與相應輪軸4a、 4b相關的液壓馬達6 通過調節相應的樞轉角實現了所述合成的制動力FBr，v、 FBr,h。圖4中所示的流程圖闡述了動態確定合成的制動力FBr,v、 FBr,h這一過程 的各獨立步驟。在步驟S100中，由車輛2的當前線速度v與下方地面20之間的差異來 確定制動進程的當前減速度a。在步驟S101中，從制動進程的當前減速度a,通過將該減速度a乘以 車輛2的幾何因子G,來計算車輛2的輪軸負載偏量AF。在步驟S102中，通過將預定制動力FBr與輪軸負載偏量AF相加，計算 前方(沿行進方向15觀察)輪軸4a的合成的制動力FBr,v,其中，前方輪軸 4a的一個或多個液壓馬達6被相應地調節以給出較大的輸入量(intake volume) S。在步驟S103中，通過將預定制動力FBr減去輪軸負載偏量AF，計算后 方專侖軸4b上的合成的制動力FBr,h,其中，后方輪軸4b的一個或多個液壓馬 達6被相應調節以給出較小的輸入量。在根據本發明的方法中，通過將當前確定的調節變量R疊加以由控制 單元16從外部預定的可變控制變量S，確定由調節作用引發的針對由液壓 泵5驅動的液壓馬達6的調節。進一步，前方(沿行進方向觀察)輪軸4a 上設置的液壓馬達6的樞轉角被調節而大于設置在后方的液壓馬達6的樞轉 角。本發明的進一步的示例性實施例著眼點在于如下事實除了外部預定制 動力F&外，動態確定的輪軸負載偏量AF也在車輛2的前方(沿行進方向 觀察)輪軸4a處作用于車輛2的驅動輪17,,人而使動態確定的輪軸負載偏 量AF作用在每個輪上，這就額外增強了加強制動力的效果。通過將預定制 動力F^減去輪軸負載偏量AF,得出了作用在位于后方輪軸4b上的輪17 處的合成的制動力FBa,所述減法運算針對后方輪軸4b上的每個輪17執行。而且，才艮據本發明的方法涉及如下事實由液壓泵5、控制單元16和 調節裝置7a形成進一步的調節電路，并且液壓泵5的傳送量得到調節，原 因在于，外部預定控制變量S添加到所有液壓馬達6的確定的參考變量F， 使液壓泵5的傳送量發生改變，隨著液壓泵5的傳送量的減小，所有液壓馬 達6的總通量也減小。本發明并不限于具有靜液壓驅動機構和兩個車輛輪軸的車輛，而是還可 例如應用于具有不止兩個車輛4侖軸的車輛。
權利要求
1、一種用于對具有靜液壓驅動機構(3)的車輛(2)進行受控制動的方法，所述靜液壓驅動機構(3)具有至少兩個樞轉液壓馬達(6)，所述至少兩個樞轉液壓馬達(6)連接到驅動機構(3)的相應輪軸(4)，由液壓泵(5)驅動，并通過相應的調節電路(7)進行調節，所述液壓馬達(6)的調節電路(7)的調節防止輪被抱死，原因在于，所述調節針對所述驅動機構(3)的每個輪軸(4)持續確定相應的參考變量(F)并將該參考變量(F)反饋回相應的調節電路(7)，所述參考變量(F)由所述驅動輪(17)的速度的設定值與實際值之間的差異構成，并且，為了通過控制程序將制動力(FBr，v，FBr，h)的取決于減速度的分配提供給相應輪軸(4)，所述車輛(2)的輪軸負載偏量(ΔF)由所述車輛的當前減速度(a)動態確定，并且利用與所述輪軸(4)相關的液壓馬達(6)通過調節對應的樞轉角，確定和實現作用在由所述液壓馬達(6)驅動的輪軸(4)上的合成的制動力(FBr，v，FBr，h)。
2、 如權利要求l所述的方法，其特征在于，通過確定所述車輛(2)的 當前線速度(v)與下方的地面(20)之間的差異，來確定所述當前減速度 (a)。
3、 如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述當前減速度U)乘以 幾何因子(G),以計算所述車輛(2)的輪軸負載偏量(AF)。
4、 如權利要求3所述的方法，其特征在于，由車輛重心的高度(hj 與所述4侖軸(4a、 4b)間的間距(1)之間的關系，來計算所述車輛(2)的 幾何因子(G)。
5、 如權利要求3或4所述的方法，其特征在于，隨著所述前方的輪軸 (4a)的一個或多個液壓馬達(6)被相應調節而給出更大的輸入量，通過將預定制動力(FBr)添加到輪軸負載偏量(AF),形成向沿行進方向(15) 觀察處于前方的輪軸(4a)施加的制動力(FBr,v)。
6、 如權利要求3-5中任一權利要求所述的方法，其特征在于，隨著所 述后方輪軸(4b)的一個或多個液壓馬達(6)被相應調節以給出更小的輸 入量，通過將所述預定制動力(FBr)減去所述輪軸負載偏量(AF)，得出 施加于后方輪軸(4b)的制動力(FBr，h)。
7、 如權利要求1 - 6中任一權利要求所述的方法，其特征在于，由調節 作用引起的對每個液壓馬達(6)的調整由當前確定的參考變量(F)與可變 控制變量(S)相疊加所確定，其中，所述可變控制變量(S)從外部通過控 制單元(16)確定。
8、 如權利要求7所述的方法，其特征在于，設置在沿所述行進方向(15 ) 觀察處于前方的輪軸(4a)上的液壓馬達(6)的樞轉角，被調節而大于設 置在所述后方輪軸(4b)上的液壓馬達(6)的樞轉角。
9、 如權利要求7或8所述的方法，其特征在于，除了外部預定的制動 力(FBr)，動態確定的輪軸負載偏量(AF)也在沿所述行進方向(15)觀 察處于前方的輪軸(4a)處作用于所述車輛(2)的驅動輪(17)。
10、 如權利要求7-9中任一權利要求所述的方法，其特征在于，針對 所述車輛(2)的在其后方輪軸(4b)處的驅動輪(17)中的每個輪，從所 述外部預定制動力(FBr)減去所述動態確定的輪軸負載偏量(AF)。
11、 如權利要求7-10中任一權利要求所述的方法，其特征在于，由所 述液壓泵(5)、控制單元(16)和調節器形成另一調節電路(7b)，并且， 由于所述外部預定的控制變量(S)添加到所有液壓馬達(6)的確定的參考 變量(F)，引起所述液壓泵(5)的傳送量改變，所以使所述液壓泵(5) 的傳送量得到調節。
12、 如權利要求1-11中任一權利要求所述的方法，其特征在于，由于 所有液壓馬達(6)的總通量減小，所述液壓泵(5)的傳送量減小。
13、 一種用于具有靜液壓驅動機構(3)的車輛(2)的受控制動的裝置 (1),所述靜液壓驅動機構(3)具有至少兩個樞轉液壓馬達(6),所述 至少兩個樞轉液壓馬達(6)連接到所述驅動機構(3)的相應輪軸(4), 由所述液壓泵(5)驅動，并具有調節裝置(7a),該調節裝置(7a)用于將參考變量(F)持續反饋回所述調節裝置(7a),所述參考變量(F)由所 述驅動輪(17)的速度的設置值與實際值之間的差異構成，通過所述調節裝 置(7a)提供一防抱死系統，用于向所述驅動機構(3)的輪軸(4a、 4b) 提供制動力(FBr，v，FBr,h)的分配，其中，所述調節裝置(7a)由所述車輛(2) 的當前減速度(a)動態確定所述車輛(2)的輪軸負載偏量(AF),并且， 該調節裝置(7a)確定作用在由所述液壓馬達(6)驅動的輪軸(4)上的合 成的制動力(FBr,v, FBr,h ),并利用與相應輪軸(4a、 4b)相關的液壓馬達(6) 通過調節相應樞轉角來實施該制動力。
14、 如權利要求13所述的裝置，其特征在于，所述靜液壓驅動機構(3 ) 具有一閉合液壓回^各(18)。
15、 如權利要求13或14所述的裝置，其特征在于，所述液壓馬達(6) 被樞轉至零度。
16、 如權利要求13-15中任一權利要求所述的裝置，其特征在于，所 述液壓馬達(6)和液壓泵(5)中的每一個均具有以正比于電流的方式啟動 的致動器(19)。
全文摘要
本發明涉及一種用于采用靜液壓驅動器(3)對車輛進行受控制動的裝置(1)和方法。所述靜液壓驅動器(3)包括至少兩個可樞轉液壓引擎(6)，所述至少兩個可樞轉液壓引擎(6)每個均連接到所述驅動器的輪軸，并被液壓泵(5)所驅動。采用制動系統的致動元件(16)來首先施加制動力矩。通過防抱死功能來防止單獨的輪過度制動或阻滯。為此，每個單獨的液壓引擎(6)的實際轉速與名義值進行比較，合成的調節偏量(F)采用調節器被轉換成調節變量(R)，該調節變量(R)被迭加到初始限定的控制變量(S)。由于車輛的減速度，考慮采用動態輪軸負載偏量。為此，通過將瞬時車輛速度進行微分所確定的車輛減速度乘以幾何因子hs/l，確定了動態輪軸負載偏量，并且與之成正比的調節值(RI)形成而用于液壓引擎。該值迭加以前后車輛輪軸所用的預定值。合成的調節變量用于液壓引擎的與電成比例的偏量。
文檔編號B60T8/17GK101166655SQ200680014351
公開日2008年4月23日 申請日期2006年12月15日 優先權日2005年12月16日
發明者馬丁·貝姆 申請人:博世力士樂股份有限公司