控制機動車制動裝置的方法及裝置的制作方法

專利名稱：控制機動車制動裝置的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)獨立權(quán)利要求前序部分的用于控制機動車制動裝置的一種方法及一種裝置。
由DE4112388A1(US專利5,281,012)公知了一種用于機動車的制動壓力調(diào)節(jié)裝置，其中除防堵轉(zhuǎn)的保護調(diào)節(jié)外還對前、后軸制動之間的制動力分配進行電子調(diào)節(jié)。通過該公知的制動力分配的電子調(diào)節(jié)可代替通常所使用的減壓器。如果由于某種原因這個調(diào)節(jié)失靈，在一些制動狀況下由于后軸的過制動可能引起后輪對在前輪對之先產(chǎn)生堵轉(zhuǎn)。這可能導(dǎo)致不希望有的行駛狀況。
因此本發(fā)明的任務(wù)在于制造一種不使用液壓或氣動式減壓器的前、后軸之間防失靈的制動力分配。最好這種防失靈的制動力分配用作電子調(diào)節(jié)器失靈時故障運行的制動力分配。
這將通過獨立權(quán)利要求特征部分的特征來解決。
由出版物SAE89078的文章“Sumitomo電子防堵轉(zhuǎn)系統(tǒng)的電子控制單元”公知了對電子控制單元的功能及機動車制動裝置元件作出檢驗。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方式可以保證在不存在對制動力分配的電子調(diào)節(jié)的情況下不會引起后輪對在前輪對之先堵轉(zhuǎn)。因此，在制動力分配的電子調(diào)節(jié)失靈時特別體現(xiàn)了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選方式的優(yōu)點。
該優(yōu)點在于，即使在故障情況下也能維持制動過程中機動車的穩(wěn)定性。并可放棄使用對于故障狀態(tài)的附加減壓器。
特別有利的是，根據(jù)本發(fā)明的用于制動力分配的優(yōu)選方式無需附加的信息就可實現(xiàn)前、后軸之間的制動力分配的控制。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方式用于所謂的雙故障情況，即例如當一個軸的所有轉(zhuǎn)數(shù)傳感器均失靈時體現(xiàn)出特殊的優(yōu)點。
此外，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方式也能以有利方式在非故障狀態(tài)時使用。
特別有利的還在于，在后軸上調(diào)節(jié)的壓力根據(jù)由司機通過制動踩板調(diào)節(jié)給出的預(yù)定壓力進行調(diào)節(jié)。
并且在一個實施例中特別有利的是，后軸制動壓力調(diào)節(jié)依賴于車上電壓預(yù)定壓力或在后輪制動中已存在的制動壓力幅值。
另一個提高該制動裝置可利用性的優(yōu)點是，根據(jù)本發(fā)明的用于制動力分配的方案策略不是在執(zhí)行電子控制的主計算機中進行計算的，而是在一個與主計算機單元無關(guān)的獨立組件中進行計算的。
另一優(yōu)點是通過根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選方式的時間限制來實現(xiàn)的。由此可以在延長的制動指令時保護元件的熱過載。這時將以有利方式在給定時間期滿以后，將后輪制動中的壓力幅值根據(jù)一個預(yù)定的斜線上升到前壓力幅值。
由以下對實施例的描述及從屬權(quán)利要求中可以得到另外的優(yōu)點。
以下將借助于在附圖中表示的實施形式來詳細地說明本發(fā)明。附圖為

圖1是使用了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選方式的概要電路框圖；圖2及3表示關(guān)于閥控制及泵控制的時間波形圖以及壓力曲線圖；及圖4借助作為計算機程序的流圖給出關(guān)于實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選形式的說明。
圖1中表示一個控制單元10，它至少包括一個微計算機12。在該優(yōu)選實施例中微計算機12包括一個調(diào)節(jié)單元14，一個故障監(jiān)測單元16及一個故障運行單元18?？刂茊卧?0或微計算機12通過導(dǎo)線20，22，24及26與用于兩軸機動車各輪的轉(zhuǎn)數(shù)傳感器28，30，32及34相連接。在該優(yōu)選實施例中導(dǎo)線20，22，24及26這時連接到調(diào)節(jié)單元14及故障監(jiān)測單元16。此外例如還表示出一個輸入導(dǎo)線36，它向控制單元10或微計算機12中的故障監(jiān)測單元16提供制動閥、回輸泵等的運行參數(shù)。此外還表示出控制單元10的一個輸入導(dǎo)線40，它將該單元與一個制動踩板開關(guān)42相連接。在該優(yōu)選實施例中這時該導(dǎo)線40至少連接到故障運行單元18上。另外還表示出該控制單元10的一個導(dǎo)線44，它向故障運行單元18提供車上電源電壓的量值。除了所表示出的輸入導(dǎo)線外，還可能設(shè)有未表示出的輸入導(dǎo)線，它們例如提供制動壓力的值，尤其是后輪制動壓力值，及發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩等。
作為輸出導(dǎo)線，在圖1中表示出導(dǎo)線46，48，50及52，它們連接到用于兩個后輪62及64制動的進入閥54和56及排出閥58和60。此外設(shè)有一個用于控制回輸泵68的輸出導(dǎo)線66。該輸出導(dǎo)線66這時至少來自于故障運行單元18及來自于(圖1中未示出)調(diào)節(jié)單元14。另一個來自控制單元10的輸出導(dǎo)線70從其中的故障監(jiān)控單元16連接到一個警報燈72上。輸出導(dǎo)線46至52來自于開關(guān)元件74，76，78及80，這些開關(guān)將這些輸出導(dǎo)線與調(diào)節(jié)單元14的輸出導(dǎo)線82，84，86及88相連接，在另一開關(guān)狀態(tài)時使它們與故障運行單元18的輸出導(dǎo)線90，92，94及96相連接。這些開關(guān)元件通過導(dǎo)線98進行操作，該導(dǎo)線98來自于故障監(jiān)測單元16。故障監(jiān)測單元16還通過導(dǎo)線99與調(diào)節(jié)單元14相連接及通過導(dǎo)線100與故障運行單元18相連接。
在該優(yōu)選實施例中，具有進入閥、排出閥、儲存室及回輸泵的制動裝置的液壓部分與導(dǎo)言中所述現(xiàn)有技術(shù)的液壓部分相對應(yīng)。
除在圖1中所示的優(yōu)選實施例外，在另一個有利的實施例中將故障運行單元18設(shè)置成不是微計算機12的一部分，而是作為一個獨立的組件，例如一個獨立的微計算機來實施。
此外，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選形式不僅可用于二軸機動車，而且可用于多軸機動車。輸入及輸出導(dǎo)線的數(shù)目將相應(yīng)地增加。
另外，在一個優(yōu)選實施例中用于控制制動力分配的單元18不僅可在故障運行時使用，而且也可在正常運行時用于制動力的分配。在此情況下可不使用開關(guān)元件及后軸制動的閥直接由單元18來控制。
在該優(yōu)選實施例中，在常規(guī)運行時調(diào)節(jié)單元14至少執(zhí)行根據(jù)導(dǎo)言部分所述現(xiàn)有技術(shù)的防堵轉(zhuǎn)保護調(diào)節(jié)及制動力分配調(diào)節(jié)。對于制動力分配調(diào)節(jié)將要構(gòu)成最快的前輪和最慢的后輪之間的差并與一個預(yù)定閾值相比較。當最快的前輪和最慢的后輪之間差超過閾值時，后輪制動的壓力將保持恒定，以使得該預(yù)定差值不被超過。故障監(jiān)測單元16監(jiān)測控制單元10區(qū)域內(nèi)的故障狀態(tài)，尤其是微計算機12、輪轉(zhuǎn)數(shù)傳感器28至34、閥54至60、回輸泵68等的故障狀態(tài)。當識別出故障狀態(tài)時，該故障監(jiān)測單元16控制警報燈72給予司機信息。此外，當在輪轉(zhuǎn)數(shù)傳感器的區(qū)域中出現(xiàn)雙故障、即當兩個前輪傳感器或兩個后輪傳感器均發(fā)生故障時，它至少關(guān)斷調(diào)節(jié)單元14并通過導(dǎo)線100接通故障運行單元18。此外在此運行狀態(tài)時，故障監(jiān)測單元16通過導(dǎo)線98使開關(guān)元件74至80轉(zhuǎn)換，以使得調(diào)節(jié)單元14不再控制后輪制動閥54至60。
如果在此運行狀態(tài)下司機操作制動踩板，將在通過導(dǎo)線40輸入制動踩板開關(guān)信號的情況下故障運行單元18啟動回輸泵68，使中間存儲器排空，在該中間存儲器中在建立制動壓力時流入了制動介質(zhì)。此外，將啟動根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方式的前、后軸之間的制動力分配。這是這樣形成的，即在制動操作時，后輪制動用的進入閥及排出閥交替地被如此地控制，以使得在后輪上相對由司機通過制動踩板操作預(yù)給出的制動壓力平均地得到一個壓力下降。這將導(dǎo)致避免在后輪上被堵轉(zhuǎn)的危險。后輪制動的進入閥及排出閥的控制是按預(yù)定的開啟時間及關(guān)閉時間來進行的，這導(dǎo)致平均地使制動壓力調(diào)節(jié)在由司機預(yù)給的預(yù)定壓力以下。此時也設(shè)置了壓力保持階段。在具有足夠的回輸泵的泵功率及足夠的壓力上升及壓力下降脈沖之間的脈沖間隔比的情況下在空的存儲室中建立壓力。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選方式的持續(xù)壓力上升脈沖及壓力下降脈沖到這時體現(xiàn)了對一種減壓器的模擬。在后輪制動時，由于與輪壓力相關(guān)的不同的壓力上升及壓力下降梯度就平均地調(diào)節(jié)了制動壓力，該壓力相對于由司機預(yù)給定的壓力有所減小。
在一個優(yōu)選的實施例中，在識別出故障的情況下閥的交替控制是由故障監(jiān)測單元16啟動的。在另外的優(yōu)選實施例中，僅當譬如一個軸上的所有轉(zhuǎn)數(shù)傳感器均失靈并且由現(xiàn)有技術(shù)所公知的制動力分配調(diào)節(jié)不再能施行時才進行這種交替式控制。在另一優(yōu)選實施例中在所有的運行狀態(tài)下均通過交替式閥的控制來調(diào)節(jié)制動力分配。
在圖2中借助時間波形圖表示出根據(jù)本發(fā)明的進入閥及排出閥的交替式控制。其中圖2a中表示進入閥的控制，圖2b表示排出閥的控制。圖2c中表示回輸泵的控制。在時間點To司機操作制動踩板并進入一個制動過程。為了改善壓力上升的動態(tài)特性，根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例首先輸出給進入閥一個預(yù)定寬度的占空脈沖ΔTF。使得該閥在制動操作后的時間ΔTF上保持開啟，由此將根據(jù)司機的制動踩板操作使輪制動用的壓力上升。以此方式很快地達到飽和壓力。然后進入閥被關(guān)閉，及此后又開啟一個預(yù)定時間ΔTE。當進入閥關(guān)斷期間排出閥開啟一個時間ΔTA(參見圖2b)。
在時間點T1結(jié)束該制動過程。進入閥的控制已告結(jié)束，由此使進入閥開啟。排出閥的控制也告結(jié)束且該閥被關(guān)閉。此外在時間點T1時回輸泵被關(guān)斷。
時間點To及T1由控制單元10通過制動踩板開關(guān)42的開關(guān)來識別，它的開關(guān)狀態(tài)通過輸入導(dǎo)線40被讀出。T1也可附加地通過一個時間元件來啟動。
時間間隔ΔTE及ΔTA是預(yù)給定的并是對每個制動裝置通過試驗來確定的。這里在確定脈沖寬度時起決定作用的是可達到的飽和壓力，該飽和壓力必須低于意味著后軸壓力限界的由司機預(yù)給定的預(yù)定壓力。
在圖3a中描繪了在一個開通的進入閥(EV)上的壓力對時間的變化曲線及在一個開通的排出閥(AV)上的壓力對時間的變化曲線。圖3b表示在使用根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選形式的制動過程時后軸制動的壓力對時間的變化曲線。圖3c中放大地表示出由交替方式的閥控制形成的壓力上升及下降。
在由司機預(yù)給定的預(yù)定壓力Pvor及對閥交替式控制的情況下，在閥上實行了與時間有關(guān)的壓力上升及壓力下降的隨時間的交替控制，如圖3a中所示。其中在后軸制動時在進入閥開通的情況下，首先引起上升壓力的急速上升。因為起初在制動裝置中沒有建立壓力，制動壓力通過排出閥的開通起初減少很小。隨著時間增長壓力上升減少而壓力下降加大。當在時間ΔTE中產(chǎn)生的壓力升高等于在時間ΔTA中產(chǎn)生的壓力下降時(參見圖3a)，將達到壓力的一個飽和值。
在制動操作時后軸制動中的平均壓力對時間的變化曲線被表示在圖3b中。這時由司機預(yù)給出預(yù)定壓力Pvor(參見曲線A)、在相應(yīng)的脈沖持續(xù)時間設(shè)計的情況下，將不會超過對行駛穩(wěn)定性起關(guān)鍵作用的后軸壓力P HAKrit(參見曲線B)。如果司機將預(yù)定壓力變更到一個較高的值(參見曲線A)，則將調(diào)節(jié)到一個新的平均飽和值。
在圖3c中通過壓力上升及壓力下降脈沖表示出對于圖3b中曲線B的一個區(qū)段的真實壓力曲線。
通過脈沖間隔時間及脈沖寬度ΔTE和ΔTA的適當配合可使后輪制動中可達到的飽和壓力受到這樣的限制，即該壓力在后輪制動中直到預(yù)定壓力Pvor1為止不會超過臨界值，并由此不會使后輪堵轉(zhuǎn)。這里預(yù)定壓力Pvorl是這樣一種壓力，在該壓力下前輪在行駛道路上以大約0.8的力傳遞系數(shù)被堵轉(zhuǎn)。如果司機預(yù)給出一個較高的預(yù)定壓力，則前輪在該行駛道路上被堵轉(zhuǎn)，考慮到機動車的穩(wěn)定性后輪必須不受阻礙地被堵轉(zhuǎn)(參見圖3b中的時間點T2)。
制動力分配的進一步改善是這樣來達到的，即脈沖時間根據(jù)車上的電壓和/或預(yù)定壓力來變化。為此將脈沖時間與車上電壓和/或預(yù)定壓力相關(guān)地存儲在一個表中并在制動制作時相應(yīng)地被讀出。其中預(yù)定壓力通過用于確定制動指令的踩板行程傳感器或壓力傳感器來檢測。
此外，當根據(jù)后輪制動壓力已達到飽和值還是仍處于平衡階段來選擇脈沖時間時可獲得制動力分配的改善。這可從壓力上升及壓力下降的時間或從脈沖的數(shù)目來估計。原則上在平衡階段為較快的達到飽和壓力選擇較寬的脈沖寬度，而在飽和值區(qū)域較小的脈沖寬度就夠了。
當識別出多個關(guān)鍵性故障時，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選方式的進入閥及排出閥的交替式控制特別適用于故障運行。這也尤其適用于這樣的故障，即當調(diào)節(jié)器不再能提供使電子制動力分配功能維持的可靠數(shù)據(jù)時。這也尤其適用于轉(zhuǎn)數(shù)傳感器故障的情況，在該情況下一個軸上的轉(zhuǎn)數(shù)測量完全失靈。
在一個優(yōu)選實施例中所述的故障運行功能設(shè)在與原來的微計算機分開的組件中。由此在微計算機故障的情況下故障運行功能還可被起動。在另一優(yōu)選實施例中故障運行功能設(shè)在微計算機中。在計算機故障時故障運行功能不再能起動。在該優(yōu)選實施例中通過附加的控制對司機顯示附加的燈警報。
當司機超常地長時操作制動踩板或誤檢測出制動指令，可能會引起閥及回輸泵的熱過載。因此在一個優(yōu)選實施例中為了保護這些部件免于當長時間制動指令或制動指令誤檢測時的熱過載，脈沖列的控制時間必須在時間上受到限制。對此長時間的制動指令僅是在慢速行駛或停止的機動車上出現(xiàn)。以致不產(chǎn)生任何機動車穩(wěn)定性的問題。在預(yù)定時間期滿時，在進入閥及排出閥的交替控制結(jié)束時通過壓力上升脈沖列使壓力上升到預(yù)定壓力的壓力水準。這導(dǎo)致后軸制動的壓力水準緩慢地達到前軸制動的壓力水準。由此達到了和緩的過渡并避免了當機動車慢速行駛時可能出現(xiàn)的車制動性能的突然變化。
除導(dǎo)言部分所述的公知制動力分配功能外，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方式也可在其它方案中作為故障運行時前、后軸之間制動壓力分配使用。
此外，在一個優(yōu)選實施例中根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方式不僅作為故障運行，而且在正常運行中通用于制動分配功能。
另外，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方式不被限制在具有進入閥及排出閥，回輸泵和存儲室的液壓式制動裝置上。而主要的，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方式體現(xiàn)在后軸制動時的交替壓力上升及壓力下降，由此使平均飽和壓力調(diào)節(jié)成低于由司機預(yù)給的預(yù)定壓力。這也可通過另外的液壓方案，例如通過使用3/2-閥或使用空氣制動裝置來實現(xiàn)。
圖4表示一個流程圖，它作為計算機程序給出實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選方式的說明。
在該優(yōu)選實施例中使用圖4中所表示的程序部分進行對關(guān)鍵性故障的識別。在另外的實施例中該程序部分在一個制動過程期間的預(yù)定時間點開始啟動。
在程序部分開始后，在第一步驟200上讀入制動踩板開關(guān)BLS的信號狀態(tài)。由此在步驟202上檢驗是否出現(xiàn)制動過程。如果不是該情況，則在步驟204將標識位置為O值，并在隨后的步驟206上關(guān)斷回輸泵。然后結(jié)束該程序部分并在給定的時間進行重復(fù)。
如果在步驟202上識別出存在制動過程，則在隨后的步驟208上檢驗標識位這時是否具有O值。如果為零值情況，則指示一個制動過程的開始。因此在步驟210上對一個或多個進入閥輸出占空脈沖ΔTF，并允許在時間ΔTF中使后軸制動的壓力上升。隨后在步驟212上將標識位置為1并在后一步驟214上啟動一個計數(shù)器。然后在步驟216上接通回輸泵。接著結(jié)束該程序部分并在給定時間進行重復(fù)。
如果在步驟208上識別出該標識位不具有O值，這就是說不是第一次識別出制動過程，則在步驟218上使計數(shù)器增加值1。然后在詢問步驟中檢驗該計數(shù)器是否已達到最大值。如果不是這種情況，在該優(yōu)選實施例中在步驟222上讀入車上電源電壓UB及預(yù)定壓力Pvor。在步驟223上將由預(yù)定壓力Pvor及已發(fā)出的壓力上升脈沖及壓力下降脈沖來估算真實的后輪制動壓力。隨后在步驟224上基于檢測的參數(shù)根據(jù)一個預(yù)定特征曲線區(qū)讀出用于壓力上升的調(diào)節(jié)時間ΔTE及用于壓力下降的調(diào)節(jié)時間ΔTA。在后一步驟226上，在給定的時間點上用求得的脈沖控制進入閥及輸出閥。接著結(jié)束該程序并在給定時間進行重復(fù)。
如果在步驟220上計數(shù)器已達到其最大值，則在步驟228在后輪制動中進入斜坡狀的壓力上升并在步驟230上將泵關(guān)斷。隨后結(jié)束該程序部分。
圖4中所示的程序部分的時間控制是這樣實現(xiàn)的，即在每次程序循環(huán)時給出一個壓力上升脈沖及一個壓力下降脈沖。
權(quán)利要求
1.控制機動車制動裝置的方法，其中通過一個控制單元至少在后輪制動時使壓力上升及下降，其特征在于通過交替方式的壓力上升及壓力下降在后輪制動時調(diào)整到一個飽和壓力值，該值低于由司機預(yù)給的預(yù)定壓力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于該交替方式的在后輪制動時的壓力上升及壓力下降是通過進入閥及排出閥的交替方式的控制實現(xiàn)的。
3.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項所述的方法，其特征在于壓力上升及壓力下降是通過預(yù)定的壓力上升脈沖及壓力下降脈沖來進行的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于壓力上升及壓力下降脈沖的寬度至少與車上電源電壓，預(yù)定壓力及后輪制動壓力中的一個量有關(guān)。
5.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項所述的方法，其特征在于在制動過程開始時發(fā)出一個預(yù)給定的壓力上升脈沖。
6.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項所述的方法，其特征在于在制動過程期間使回輸泵接通。
7.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項所述的方法，其特征在于壓力上升脈沖及壓力下降脈沖的脈沖寬度這樣地被確定，即在后輪制動中直至由司機預(yù)給的預(yù)定壓力Pvor1為止臨界制動壓力值不會被超過，在該臨界制動壓力下在一個預(yù)定的力傳遞系數(shù)時使后輪傾向于堵轉(zhuǎn)。
8.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項所述的方法，其特征在于交替方式的壓力上升及壓力下降在時間上受到限制。
9.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項所述的方法，其特征在于在一個最大預(yù)給定時間期滿后輸出一個壓力上升脈沖系列，它致使后輪制動壓力斜坡狀地調(diào)節(jié)到由司機預(yù)給的預(yù)定壓力上。
10.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項所述的方法，其特征在于在電子制動力分配調(diào)節(jié)器失效時，最好在其中調(diào)節(jié)器失去執(zhí)行制動力分配調(diào)節(jié)的基本信息的故障時實行在后輪制動中的交替式壓力上升及壓力下降。
11.控制機動車制動裝置的裝置，具有一個電子控制單元，它至少在后輪制動中使壓力上升及使壓力下降，其特征在于該控制單元在后輪制動時交替地使壓力上升及使壓力下降，以致平均地調(diào)節(jié)到一個飽和壓力，該壓力低于由司機預(yù)給的預(yù)定壓力。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于該控制單元至少包括一個控制制動裝置的第一部件及交替地使壓力上升及壓力下降的第二部件。
全文摘要
本發(fā)明提出一種控制機動車制動裝置的方法及裝置，其中為了前、后軸之間的制動力分配在后輪制動時使壓力交替地上升及下降，以致平均地調(diào)節(jié)到一個飽和壓力，該壓力低于由司機預(yù)給的預(yù)定壓力。該方法特別適用于當缺少輸入信息使電子制動力分配不能執(zhí)行時無減壓器的后輪制動的制動裝置。
文檔編號B60T8/92GK1148833SQ96190251
公開日1997年4月30日 申請日期1996年2月28日 優(yōu)先權(quán)日1995年3月27日
發(fā)明者彼得·多明科, 烏爾里希·戈特維克 申請人:羅伯特·博施有限公司