專利名稱：控制一個(gè)兩級(jí)分配閥的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的用于控制一個(gè)兩級(jí)分配閥的一種方法。
具有行駛動(dòng)力調(diào)節(jié)系統(tǒng)、如例如ESP(電子穩(wěn)定程序)或者ASR(驅(qū)動(dòng)裝置滑轉(zhuǎn)調(diào)節(jié))的現(xiàn)代汽車包括專門適配的制動(dòng)系統(tǒng)。這類制動(dòng)系統(tǒng)一般具有多個(gè)閥，借助這些閥可以在腳-制動(dòng)操作和一個(gè)自動(dòng)制動(dòng)操作之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。


圖1表示一種現(xiàn)有技術(shù)公開的液壓制動(dòng)系統(tǒng)14，該系統(tǒng)是為執(zhí)行行駛動(dòng)力調(diào)節(jié)而設(shè)置的。制動(dòng)系統(tǒng)17包括兩個(gè)對(duì)稱形成的按X-或II-劃分的制動(dòng)回路19a，19b。因此，下面的說明僅涉及圖中的左邊部分19a。
所述制動(dòng)系統(tǒng)包括一個(gè)腳制動(dòng)踏板1，一個(gè)具有一個(gè)與其連接的主制動(dòng)缸4的制動(dòng)力放大器2。在該主制動(dòng)缸上設(shè)置一個(gè)制動(dòng)液容器3。當(dāng)操縱腳制動(dòng)踏板1時(shí)在主制動(dòng)管路5a，5b中產(chǎn)生一種相應(yīng)的壓力，該壓力通過一個(gè)轉(zhuǎn)換閥8a和兩個(gè)入口閥10a，10b對(duì)車輪12的制動(dòng)塊11施加作用。在操縱腳制動(dòng)踏板1時(shí)形成壓力的路線用箭頭b表示。在這個(gè)狀態(tài)時(shí)一個(gè)高壓分配閥7a是關(guān)閉的。
當(dāng)行駛動(dòng)力調(diào)節(jié)介入時(shí)自動(dòng)形成制動(dòng)壓力，并且分配到規(guī)定的車輪12。為此目的制動(dòng)系統(tǒng)17包括一個(gè)液壓泵9a，該泵由一個(gè)控制器(未示出)來控制。在調(diào)節(jié)時(shí)轉(zhuǎn)換閥8a是關(guān)閉的，高壓分配閥7a通常是打開的。然后液壓泵9a將液壓液沿著路線a輸送到制動(dòng)塊11。這樣，液壓液從制動(dòng)液容器3通過主制動(dòng)管路5a、高壓分配閥7a、一個(gè)吸入管6a，并且經(jīng)過液壓泵9a以及繼續(xù)經(jīng)過入口閥10a，10b流到制動(dòng)塊11。借助入口閥10a，10b和出口閥13a，13b對(duì)制動(dòng)壓力進(jìn)行調(diào)制，其中短時(shí)的壓力峰值緩沖到一個(gè)補(bǔ)償容器14a中。
為了避免補(bǔ)償容器14a的溢流，液壓泵9a定期地將多余的制動(dòng)液沿制動(dòng)液容器3方向泵回。為此，高壓分配閥7a是關(guān)閉的。在制動(dòng)液輸回時(shí)泵9a的吸入管6a可以被抽真空。若在這種情況下重新打開高壓分配閥7a的主級(jí)，則制動(dòng)液撞擊式地流入吸入管6a的被抽成真空的空間中。特別是在約10巴-40巴這個(gè)范圍的預(yù)壓力(Vor-druck)時(shí)這個(gè)過程會(huì)產(chǎn)生非常大的、并且令司乘人員煩燥不安的噪聲(即所謂的壓力補(bǔ)償撞擊)，并且制動(dòng)踏板會(huì)產(chǎn)生明顯的運(yùn)動(dòng)。
通常高壓分配閥7a設(shè)計(jì)為具有一個(gè)前級(jí)和一個(gè)主級(jí)的兩級(jí)，以便即使在壓差大時(shí)也能打開閥7。位于分配閥7a處的壓差對(duì)閥具有關(guān)閉的作用。通過打開前級(jí)使壓差有輕微的下降，這樣就能以較小的能量消耗來打開主級(jí)。
通常用一種脈沖寬度調(diào)制的電壓信號(hào)(PWM-信號(hào))控制高壓分配閥7a。為了特別是在高的壓差時(shí)保證可靠地打開閥7a，在控制開始時(shí)用100％的PWM-信號(hào)控制閥7a的持續(xù)時(shí)間大約為20毫秒。圖2a表示在到目前為止的控制中PWM-信號(hào)的變化曲線。緊接著由于閥7a可熱加載的原因與壓力有關(guān)地將PWM-信號(hào)20例如減小到60％(請(qǐng)參見控制信號(hào)20的段23)。在許多情況中這類控制導(dǎo)致分配閥7的主級(jí)的迅速打開，并且從而導(dǎo)致所提及的壓力補(bǔ)償撞擊。
圖2表示流過閥線圈的電流的變化曲線。其中電流擾動(dòng)24表示打開閥的前級(jí)。緊接著立即打開主級(jí)，這樣就出現(xiàn)了壓力補(bǔ)償撞擊。
因此，本發(fā)明的任務(wù)是如此打開一種兩級(jí)的分配閥，即不出現(xiàn)或者僅小規(guī)模地出現(xiàn)一種壓力補(bǔ)償撞擊。
根據(jù)本發(fā)明，這個(gè)任務(wù)通過在權(quán)利要求1中所述的特征來完成。本發(fā)明的其它方案是從屬權(quán)利要求的主題。
本發(fā)明的一個(gè)主要構(gòu)思是如此地控制所述兩級(jí)分配閥，即若在閥上已發(fā)生某種壓力補(bǔ)償，那么在一個(gè)第一階段只打開閥的前級(jí)，并且在規(guī)定的一段時(shí)間之后才打開閥的主級(jí)。為了做到這一點(diǎn)，根據(jù)本發(fā)明在第一階段中用具有小電平的一個(gè)控制信號(hào)來控制所述分配閥，通過該信號(hào)首先僅打開閥的前級(jí)。然后，只是在一段規(guī)定的時(shí)間以后才用一個(gè)比較大的控制信號(hào)來控制分配閥，以保證在任何情況下都完全(即也包括主級(jí))打開閥。通過所述兩級(jí)的控制延緩了主級(jí)的打開，這樣就明顯地減小了壓力補(bǔ)償撞擊。
優(yōu)選地如此選擇第一控制階段期間的信號(hào)電平，即，打開分配閥的主級(jí)延緩至少10毫秒，優(yōu)選地至少延緩30毫秒。這樣能在閥處產(chǎn)生減少壓力補(bǔ)償撞擊的壓力補(bǔ)償。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，僅在例如10和30巴、特別是在5和35巴之間的規(guī)定壓力范圍內(nèi)執(zhí)行所述多級(jí)控制方法。在30至40巴以上，由于技術(shù)的原因通常即使是最大控制也不可能立即打開分配閥的主級(jí)。在5至10巴以下時(shí)，壓力補(bǔ)償撞擊所產(chǎn)生的噪聲和對(duì)腳踏板的反作用本來就很小。例如可借助一種預(yù)壓力傳感器來測(cè)量或者估計(jì)位于分配閥處的壓力。
通常閥的開啟特性與電壓、溫度密切相關(guān)。因此，用于閥的控制信號(hào)優(yōu)選地是經(jīng)過電壓和/或溫度補(bǔ)償?shù)?。例如可測(cè)量位于閥處的實(shí)際電壓并估算線圈溫度。
下面借助附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的敘述。這些附圖是圖1現(xiàn)有技術(shù)公開的液壓制動(dòng)系統(tǒng)，圖2a根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的高壓分配閥的控制信號(hào)的變化曲線，圖2b高壓分配閥的線圈中的所屬的電流變化曲線，圖3a根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施形式的控制信號(hào)變化曲線，圖3b高壓分配閥的線圈中的所屬的電流變化曲線，圖4用于打開閥的前級(jí)和主級(jí)的電流與壓力的關(guān)系曲線，圖5用于控制一個(gè)高壓分配閥的一種方法的主要方法步驟的流程簡(jiǎn)圖。
關(guān)于對(duì)圖1至圖2b的說明請(qǐng)參見本說明書的序言部分。
圖3a表示用于控制所述兩級(jí)的分配閥7a或者7b的一個(gè)PWM-控制信號(hào)的曲線，這樣首先打開閥的前級(jí)，然后緊接著在一個(gè)規(guī)定的滯后時(shí)間后打開主級(jí)。首先用一個(gè)例如60％的PWM信號(hào)來控制閥7a或者7b，并將這個(gè)電平保持約50毫秒。
圖3b表示通過閥7a或者7b的所屬的電流曲線。在t＝0的之后電流首先上升直到一個(gè)第一電平，它在第一階段A保持在此水平。在大約5毫秒后的第一次電流擾動(dòng)24表示打開前級(jí)。通過這時(shí)發(fā)生的壓力補(bǔ)償降低了對(duì)閥施加作用的關(guān)閉力，這樣，大約在40毫秒之后也自動(dòng)打開閥7a或7b的主級(jí)。在第二次電流擾動(dòng)25時(shí)可以看到主級(jí)的打開。例如在50毫秒之后PWM-電平升高到100％(請(qǐng)見信號(hào)的21段)，為的是確保閥7a，7b也事實(shí)上是完全打開的。在約20毫秒之后信號(hào)電平返回到一個(gè)更低的水平23，以避免閥的過熱。
也可有選擇地早在自動(dòng)打開主級(jí)之前就設(shè)置一個(gè)高的信號(hào)電平21，為的是強(qiáng)迫提前打開閥7a，7b的主級(jí)，并且加速閥7a，7b的打開。通過虛線26或者27表示相應(yīng)的信號(hào)曲線。打開主級(jí)的時(shí)刻優(yōu)選地應(yīng)至少在打開前級(jí)之后10毫秒至20毫秒，以便使得在這期間在閥7a，7b處的小的壓力補(bǔ)償成為可能。
圖4表示閥7a，7b的電流，該電流與用于打開前級(jí)或者主級(jí)的預(yù)壓力需要相關(guān)聯(lián)。其中，線30表示用于打開前級(jí)的最小電流，線31表示用于打開閥7a或7b的主級(jí)的最小電流。正如從圖上所看到的，所需最小電流隨著預(yù)壓力的增加而增加，因?yàn)樵搲毫?duì)該閥有一種關(guān)閉作用。影線部分32表示其中只有閥7a，7b的前級(jí)打開時(shí)的電流范圍，并且因此這個(gè)范圍可以選擇用于控制階段A。
圖5表示一種用于控制一種兩級(jí)高壓分配閥7a，7b的方法的主要方法步驟。相應(yīng)的算法可以存儲(chǔ)在例如一個(gè)控制器(未示出)中。在第一步40中首先檢測(cè)位于閥7a或者7b處的預(yù)壓力是否在一個(gè)規(guī)定的范圍之內(nèi)、例如在5和35巴之間。為此，借助預(yù)壓力傳感器29(請(qǐng)參見圖1)測(cè)量該預(yù)壓力，并且與規(guī)定的閥值SW1，SW2進(jìn)行比較。當(dāng)預(yù)壓力Pvor在規(guī)定的壓力范圍之內(nèi)(“是”)時(shí)，則在步驟41中估算閥線圈的實(shí)際溫度T(也可測(cè)量該溫度)。然后在步驟42中用一個(gè)受電壓和溫度補(bǔ)償?shù)目刂菩盘?hào)20對(duì)閥7a或者7b控制一個(gè)規(guī)定的延續(xù)時(shí)間，其中控制信號(hào)是如此確定大小的，即打開閥7a或者7b的前級(jí)，然而主級(jí)卻仍然保持關(guān)閉至少為20毫秒的一個(gè)規(guī)定時(shí)間。然后在步驟43中提高控制信號(hào)，以確保閥的完全打開。
通過高壓分配閥7a，7b的上述控制可大大降低壓力補(bǔ)償撞擊。
附圖標(biāo)記列表
權(quán)利要求
1.用于控制一個(gè)兩級(jí)的分配閥(7)的方法，該分配閥帶有一個(gè)具有較小流動(dòng)截面的第一級(jí)和一個(gè)具有較大流動(dòng)截面的第二級(jí)，該分配閥設(shè)置在一個(gè)主制動(dòng)缸(4)和一個(gè)液壓泵(9)之間的一個(gè)液壓制動(dòng)系統(tǒng)(17)中，其特征在于，在一個(gè)第一階段(A)中用一個(gè)具有較小振幅(22)的控制信號(hào)(20)來控制分配閥(7)，以便一開始在一個(gè)規(guī)定的持續(xù)時(shí)間時(shí)僅打開分配閥(7)的前級(jí)；并且在一個(gè)第二階段(B)中用一個(gè)具有較大的振幅(21)的控制信號(hào)(20)來控制分配閥(7)。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，控制信號(hào)(20)是受溫度補(bǔ)償和壓力補(bǔ)償?shù)摹?br> 3.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，測(cè)得在分配閥(7)處存在的壓差，并且僅在一個(gè)規(guī)定的壓力范圍內(nèi)進(jìn)行多階段的控制方法。
4.按照權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述壓力范圍在至少10巴和30巴之間，特別是在5巴至35巴之間。
5.按照前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在第一階段(A)如此確定控制信號(hào)(20)的大小，即在打開第二級(jí)之前分配閥(7)的第一級(jí)打開至少10毫秒、優(yōu)選為至少30毫秒。
6.按照前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，最早在第一階段(A)開始后30毫秒開始第二階段(B)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于控制一個(gè)兩級(jí)分配閥(7a，7b)的方法，該分配閥帶有一個(gè)具有小流動(dòng)截面的第一級(jí)和一個(gè)具有較大流動(dòng)截面的第二級(jí)，該分配閥設(shè)置在一個(gè)主制動(dòng)缸(4)和一個(gè)液壓泵(9)之間的一個(gè)液壓制動(dòng)系統(tǒng)(17)中。若在一個(gè)第一控制階段(A)中用具有較小振幅(22)的控制信號(hào)(20)來控制分配閥(7)通過該控制信號(hào)首先僅打開閥(7)的前級(jí)，并且在一個(gè)第二階段(B)中用一個(gè)具有較大振幅的控制信號(hào)(20)來控制閥(7)，則可大大降低打開分配閥(7)時(shí)的壓力補(bǔ)償撞擊。
文檔編號(hào)B60T8/48GK1886286SQ200480034829
公開日2006年12月27日 申請(qǐng)日期2004年10月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月26日
發(fā)明者F·凱斯特納, T·布羅伊克斯, A·格林, O·布斯曼 申請(qǐng)人:羅伯特.博世有限公司