制動系統(tǒng)以及用于設(shè)計制動系統(tǒng)的方法
【專利說明】制動系統(tǒng)以及用于設(shè)計制動系統(tǒng)的方法
[0001] 本發(fā)明涉及制動系統(tǒng)技術(shù)。尤其本發(fā)明涉及具有提高了的壓力形成 動力（Druckaufbaudynamik)的制動系統(tǒng)。此外，尤其本發(fā)明涉及一種用于設(shè)計 (Dimensionierung)制動系統(tǒng)的組件的方法、一種用于車輛的制動系統(tǒng)以及一種具有按本 發(fā)明的制動系統(tǒng)的車輛。
【背景技術(shù)】
[0002] 制動系統(tǒng)用在車輛中，用于在正常的行駛運行中有針對性地并且尤其適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行 車輛的減速。在特殊的極端情況中、比如在全制動時，一般在制動系統(tǒng)的極限范圍內(nèi)運行所 述制動系統(tǒng)，用于對所述車輛實施盡可能好的或者盡快的制動，比如直至停止。
[0003] 下述場景是行人保護(hù)：在這樣的場景中全制動可能是必要的。因此比如可能由于 車輛的駕駛員不小心或者也由于行人本身不小心而出現(xiàn)以下情況：在車輛與行人之間的間 距如此之小，從而必須對車輛實施全制動，用于保證行人不受傷害。如果在下文中談到行 人，那么在車輛的車行道中的、每種在與車輛碰撞時可能顯著地受到損傷的對象也可以視 為包括在其中。這除了傳統(tǒng)的行人之外比如可能是騎自行車的人、牲畜、固定的物體或者其 它的、尤其是較小的車輛。
[0004] 可以預(yù)見，將來的車輛技術(shù)應(yīng)該強(qiáng)化地滿足來自行人保護(hù)的領(lǐng)域的要求。在此，應(yīng) 該通過合適的識別以及尤其半自主的或者自主的制動干預(yù)來防止與對象、比如行人或者類 似對象碰撞。系統(tǒng)改進(jìn)方案在此多數(shù)提供一種較短的制動距離。所述制動距離由此特別是 根據(jù)制動系統(tǒng)的以下可能的動力來確定：可以多快在制動系統(tǒng)中形成所要求的壓力，用于 比如操縱在所述車輪上的制動元件。
[0005] 雖然也需要傳感裝置和合適的軟件來可靠地識別行人，但是車輛的可能的制動功 率基本上通過所述制動系統(tǒng)的壓力形成動力來確定。關(guān)于行人保護(hù)對制動系統(tǒng)的要求由此 是對這種制動系統(tǒng)的壓力動力要求。為了更好地保護(hù)行人，要求一種具有最高可能的壓力 形成動力的制動系統(tǒng)，用于以盡可能小的程度來設(shè)計在制動干預(yù)的開始與制動的最終的觸 發(fā)之間的時間延遲、并且由此設(shè)計車輛的最大減速度。
[0006] 本發(fā)明的公開內(nèi)容 本發(fā)明的一個方面可能在于，通過對于所述制動系統(tǒng)的組件、比如泵元件的、有明確 目標(biāo)的設(shè)計來改進(jìn)一種制動系統(tǒng)，其中所述組件顯著地影響到所述制動系統(tǒng)的壓力形成動 力。
[0007] 相應(yīng)地說明按照獨立權(quán)利要求所述的、一種用于設(shè)計制動系統(tǒng)的組件的方法、一 種用于車輛的制動系統(tǒng)以及一種具有按本發(fā)明的制動系統(tǒng)的車輛。優(yōu)選的設(shè)計方案由從屬 權(quán)利要求中獲得。
[0008] 制動系統(tǒng)可以不一樣地構(gòu)成。
[0009] 一方面，制動系統(tǒng)可以純粹地利用液壓的壓力來工作，所述液壓的壓力由駕駛員 施加到所述制動踏板上，并且通過車輛中的合適地分布的并且構(gòu)成的液壓管路一直被輸送 到在所述車輪上的制動元件上，在所述制動元件上通過這種壓力將制動元件相互壓緊，并 且就這樣由于所述制動元件彼此間的摩擦的提高而使車輛減速。作為這樣的純粹基于液壓 原理的制動系統(tǒng)的補(bǔ)充方案或者替代方案，所述制動系統(tǒng)此外可以具有增強(qiáng)壓力的元件、 比如馬達(dá)元件以及泵元件。在ABS情況中，這樣的元件也可以比如通過將液壓流體從所述 制動管路中回輸出來這種方式而具有一種降低壓力的功能。
[0010] 所述馬達(dá)元件由所述制動踏板的踏板運動、必要時在使用傳感器/控制儀的情況 下來操控，并且又驅(qū)動著所述泵元件，用于在此在超過由駕駛員施加的純粹的制動力的情 況下在所述制動系統(tǒng)中提供一種附加的制動力或者另外的壓力形成。在此說明一種主動的 或者部分主動的壓力形成，所述壓力形成可以通過許多其它的事件來觸發(fā)，比如用于根據(jù) 視頻信息或者雷達(dá)信息來實現(xiàn)自主的制動，以保護(hù)行人。因此，較小的踏板壓力或者根本不 存在的踏板運動可能在所述制動系統(tǒng)中引起較高的液壓壓力。一種如此受到馬達(dá)支持的制 動系統(tǒng)也可以被稱為線控制動系統(tǒng)（Brake-by-Wire-System)。
[0011] 對于線控制動系統(tǒng)來說，可以設(shè)想一種部分的線控制動系統(tǒng)以及一種完全的線控 制動系統(tǒng)。所述部分的線控制動系統(tǒng)在此具有馬達(dá)元件和泵元件，所述馬達(dá)元件及泵元件 除了駕駛員的、通過制動踏板加入的制動壓力之外在液壓管路系統(tǒng)中加入一種壓力，而完 全的線控制動系統(tǒng)則基本上僅僅操控馬達(dá)元件，所述馬達(dá)元件又與泵元件一起形成一種液 壓管路壓力。
[0012] 一種特別極端的運行情況在此是所謂的ABS運行情況。在這種情況中產(chǎn)生如此高 的制動壓力，使得所述車輪由于所述制動元件而基本上完全抱死，由此由滾動摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)?滑動摩擦。在所述系統(tǒng)中的進(jìn)一步的壓力形成在此沒有產(chǎn)生進(jìn)一步得到提高的制動作用， 更確切地說，全部的制動作用由于輪胎的滑動摩擦而相對于具有最大可能的制動力以及滾 動摩擦的狀態(tài)甚至被降低。在ABS運行情況中，現(xiàn)在按間隔地進(jìn)一步降低所述液壓系統(tǒng)的 系統(tǒng)壓力，使得車輪從其不利的滑動摩擦狀態(tài)返回到有利的滾動摩擦狀態(tài)中。
[0013] ABS運行情況由此基本上代表著在所述液壓管路系統(tǒng)中的最高可能的壓力?，F(xiàn)在 如果選擇馬達(dá)元件和泵元件，用于在制動情況中支持駕駛員，那就必須如此設(shè)計這些馬達(dá) 元件和泵元件的尺寸，使得其即使在這種最嚴(yán)重的、可以假定的制動情況(worst case (最 嚴(yán)重情形)）中克服在所述主制動缸中的、在ABS情況中最高可能的壓力也還提供一種足夠 的、用于壓力形成或者用于流體的回輸?shù)妮斔凸β?。在所述ABS情況中，使用所述泵元件， 用于在車輪制動鉗中實現(xiàn)一種壓力降低。所述系統(tǒng)壓力通過以下方式來降低：所述泵元 件將過多的流體從所述制動管路回輸?shù)剿鲋髦苿痈字幸黄渲杏神{駛員向所述主制動缸 加載了很高的壓力一，這通常通過用于車輪的出口閥以及用于中間儲存流體的儲存室來實 現(xiàn)。
[0014] 工作點被描繪為馬達(dá)轉(zhuǎn)速和在此加載在所述馬達(dá)元件上的轉(zhuǎn)矩的數(shù)值對。在ABS 制動情況中的工作點在此在轉(zhuǎn)速較低時代表著一種較高的馬達(dá)力矩。這個工作點在此是所 述制動系統(tǒng)的極端的工作點，所述馬達(dá)元件必須為該極端的工作點而設(shè)計。換句話說，在這 樣的最壞情況制動場景中必須保證，不超過這個工作點，尤其不出現(xiàn)較高的馬達(dá)力矩，這會 引起轉(zhuǎn)速的進(jìn)一步降低，由此可能使一種泵元件的輸送功率太低，以至于不能形成所期望 的制動壓力。
[0015] 現(xiàn)在為了給馬達(dá)元件減輕負(fù)荷，可以設(shè)置一種分開元件，該分開元件比如在使用 雙管路的、具有用于第一軸和第二軸、比如前軸和后軸的制動管路-分管路的制動系統(tǒng)的 情況中使制動管路-分管路與比如通過部分的線控制動系統(tǒng)的制動踏板引起的壓力加載 去除耦聯(lián)。由此在所述去除耦聯(lián)的制動管路-分管路中，一般出現(xiàn)比在沒有去除耦聯(lián)的制 動管路-分管路中小的液壓管路壓力。因為通常馬達(dá)元件向所述兩條制動管路-分管路 的、分開的泵元件一起進(jìn)行供應(yīng)，所以，由于在制動管路-分管路中的降低了的壓力而降低 了對所述馬達(dá)元件的合計的要求。由于從中產(chǎn)生的、降低了的轉(zhuǎn)矩或者馬達(dá)力矩，而對所述 馬達(dá)元件來說出現(xiàn)較高的轉(zhuǎn)速。所述馬達(dá)元件的工作點由此從最壞情況工作點或者極端的 工作點一對這種工作點來說還有足夠的制動功率可供使用一移向一種工作點，該工作點相 對于所述極端的ABS工作點給所述馬達(dá)元件減輕負(fù)荷。"極端"接下來是指一種情況，在這 種情況中一種元件剛好還能履行所要求的功能。
[0016] 換句話說，這意味著，再也不在所述馬達(dá)元件的極限處運行所述馬達(dá)元件，而是向 所述馬達(dá)元件提出降低了的要求。這些降低了的要求現(xiàn)在能夠如此改變所述馬達(dá)元件，從 而也在具有真正降低了的要求的運行狀態(tài)中又在這個馬達(dá)元件的極端的工作點上、由此在 極限（Limit)處運行該馬達(dá)元件。工作點的這樣的移動在設(shè)計特殊的制動系統(tǒng)的尺寸時可 以