СПОСОБ ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ЭКСТРЕННОГО ТОРМОЖЕНИЯ И РАСПОЗНАВАНИЯ СЛЕДУЮЩЕГО ОДНОГО ЗА ДРУГИМ ТОРМОЖЕНИЯ
METHOD OF DETECTING EMERGENT BRAKING AND RECOGNISING SUCCESSIVE BRAKING

Настоящее изобретение относится к способу и системе торможения с усилителем, используемым в автомобиле, а более конкретно к обнаружению экстренного торможения и распознаванию следующего одного за другим торможения, т.е. к распознаванию операций торможения, которые происходят близко друг к другу во времени.
Как известно, традиционная гидравлическая система торможения в транспортном средстве содержит по меньшей мере один гидравлический тормозной контур, обычно два, причем каждый из этих тормозных контуров, связан с, по меньшей мере, одним колесным тормозом, обычно с двумя колесными тормозами.
Эти тормозные контуры питаются, в случае обычного торможения с усилителем, главным цилиндром, который может быть приведен в действие посредством тормозной педали через усилитель тормозного усилия, обычно вакуумный тормозной усилитель. Последний содержит рабочую камеру, которая отделена подвижным поршнем от камеры низкого давления, где постоянно поддерживается низкое давление, то есть отрицательное давление по отношению к атмосферному давлению, и приложение к которой усилия от педали позволяет поместить рабочую камеру под атмосферное давление и соответственно увеличить усилие на педали посредством силы, действующей на подвижный поршень.
Помимо этого, для предотвращения блокировки колес, т.е. явления, которое может заставить транспортное средство потерять управление, были разработаны и теперь очень широко распространены антиблокировочные тормозные системы (ABS). Они позволяют управлять тормозным давлением в колесном тормозе, контролируя при этом скорость вращения каждого из колес. Таким образом, возможно получить устойчивое динамическое поведение транспортного средства во время торможения, даже сильного торможения. Этот тип системы содержит гидравлический тормозной блок с электронным управлением, содержащий впускные клапаны и выпускные клапаны, которыми можно управлять электрически и который связан с различными колесными тормозами, датчик давления, определяющий давление в главном цилиндре, и нагнетательные насосы, например нагнетательные насосы с электрическим приводом, связанные с соответствующим тормозным контуром. В зависимости от динамического поведения контролируемого колеса соответствующее тормозное давление может быть ослаблено для того, чтобы предотвратить блокировку посредством слива некоторого количества тормозной жидкости из колесного тормоза, о котором идет речь, к нагнетательному насосу, затем снова увеличено посредством тормозной жидкости под высоким давлением, поступающей от выхода нагнетательного насоса или от аккумулятора, связанного с этим насосом.
Системы ABS-типа часто связаны с системами управления динамикой транспортного средства, например, относящимися к типу с электронным управлением курсовой устойчивостью (ESP), или к типу с антибуксовочным управлением (ASR). Эти системы объединены с гидравлическим блоком ABS-устройства. Эти системы управления динамикой транспортного средства позволяют обеспечить устойчивое динамическое поведение транспортного средства, действуя на колесные тормоза без нажатия тормозной педали водителем транспортного средства.
Известно, что с такой тормозной системой ESP-типа используется функция гидравлической поддержки торможения (НВА), посредством которой выполняется торможение при поддержке гидравлического блока. Более точно, когда используется эта НВА-функция, гидравлический блок автономно поднимает давление тормозной жидкости в гидравлическом блоке так, чтобы оптимизировать торможение, как можно быстрее достигнув предела активации устройства антиблокировочной тормозной системы.
В случае внезапного торможения (или экстренного торможения), то есть когда тормозная педаль, например, подвергается очень быстро значительному давлению со стороны водителя, транспортное средство, оснащенное гидравлическим блоком ESP-типа с НВА-функцией, после обнаружения ситуации экстренного торможения тормозится при поддержке, обеспечиваемой гидравлическим блоком.
Традиционными критериями, используемыми для обнаружения этих ситуаций экстренного торможения, являются, например, давление в главном цилиндре и/или градиент давления в главном цилиндре, которые дают хорошую характеристику операций экстренного торможения.
Недостаток гидравлической тормозной системы с вакуумным тормозным усилителем заключается в том, что в случае быстро повторяющихся операций экстренного торможения, разность давлений между двумя камерами тормозного усилителя не имеет времени для того, чтобы вновь установиться. Тормозное давление, таким образом, увеличивается тормозным усилителем во все более малой степени, и становится все более и более трудно достигнуть порога активации экстренного торможения.
Документ US 6361126 описывает решение этой проблемы. Способ экстренного торможения согласно этому документу учитывает разность между измеренным давлением 3 в одной из этих двух камер и атмосферным давлением, и также градиент этой разности давлений. Следовательно, способ согласно документу US 6361126 позволяет приспосабливать порог давления, который должен быть достигнут в главном цилиндре для запуска экстренного торможения, к четырем критериям (давлению в главном цилиндре, градиенту давления по времени в главном цилиндре, разности между давлением, измеренным в одной из камер вакуумного тормозного усилителя, и градиенту этой разности давлений), позволяя в частности характеризовать повторяющиеся ситуации экстренного торможения и, следовательно, приспосабливать активацию экстренного торможения. Однако этот способ имеет тот недостаток, что требует использования средства для измерения давления в одной из камер тормозного усилителя и средства для сравнения этого измеренного давления с атмосферным давлением, тем самым увеличивая стоимость устройства.
Цель изобретения, следовательно, заключается в том, чтобы предложить способ и устройство, позволяющее правильно определять даже повторяющиеся ситуации экстренного торможения и приспосабливать активацию экстренного торможения, не требуя при этом дополнительных средств для измерения давления в главном цилиндре и/или средств для сравнения с этим измерением.
Эта цель достигается посредством способа управления торможением в автомобиле, снабженном тормозной системой с усилителем, содержащей
- гидравлический главный цилиндр, соединенный с вакуумным тормозным усилителем и с, по меньшей мере, одним гидравлическим контуром, предназначенным для приведения в действие, по-отдельности или одновременно, одного или более колесных тормозов, каждым из которых оснащено колесо транспортного средства,
- гидравлический блок с электронным управлением, содержащий средство для подачи тормозной жидкости под высоким давлением к упомянутому колесному тормозу или тормозам,
- электронное средство для выполнения операции экстренного торможения вслед за обнаружением возникновения рабочих характеристик торможения, соответствующих давлению в главном цилиндре и скорости его изменения с течением времени, причем упомянутая операция экстренного торможения осуществляется при поддержке гидравлического блока,
- характеризующегося тем, что обнаруживают близкое по времени повторение выполнения операций экстренного торможения, и тем, что в случае его близкого повторения условия для выполнения операции экстренного торможения адаптируют.
Таким образом, с такого типа системой имеется возможность, и в этом состоит преимущество, обнаруживать ситуацию близких по времени операций экстренного торможения, которая приводит к снижению поддержки торможения, оказываемой вакуумным тормозным усилителем, поскольку разность давлений между двумя камерами тормозного усилителя не имеет времени для того, чтобы вновь установиться вслед за этими операциями экстренного торможения. В способе согласно изобретению после определения ситуации следующих одной за другой операций торможения затем условия для выполнения экстренного торможения адаптируют таким образом, чтобы сделать их менее ограничивающими, при этом ситуации экстренного торможения определяют только исходя из давления в главном цилиндре и градиента этого давления в главном цилиндре.
В предпочтительном варианте выполнения для того, чтобы обнаруживать упомянутое близкое по времени повторение активации экстренного торможения, после первой операции экстренного торможения активируют систему отсчета времени, так что упомянутая система отсчета времени активна в течение заданного периода, и пока упомянутая система отсчета времени активна, дают приращение счетчику экстренного торможения после каждой новой операции экстренного торможения, причем упомянутый счетчик повторно инициализируют, если система отсчета времени более не активна.
Таким образом, в предпочтительном варианте выполнения ситуация следующих одна за другой операций экстренного торможения характеризуется согласно этому способу посредством подсчета количества операций экстренного торможения, осуществляемых в заданном временном интервале. Это определение может с особой легкостью быть реализовано в компьютере и не требует никакого другого оборудования.
s
В предпочтительном варианте выполнения после того, как упомянутый счетчик превышает заданное значение N, обеспечивают условия для выполнения экстренного торможения менее ограничивающими, после чего систему отсчета времени повторно инициализируют.
Таким образом, обеспечивается то преимущество, что сделано отображение поддержки торможения, которое может быть оказано вакуумным тормозным усилителем как функция количества операций экстренного торможения, осуществленных в течение заданного временного интервала. Согласно этому способу затем производится приспосабливание этих критериев активации режима экстренного торможения к количеству операций экстренного торможения, которые были сосчитаны как функция этого отображения поддержки, оказываемой тормозным усилителем.
1
Предпочтительно, чтобы, когда система отсчета времени активна, упомянутому счетчику экстренного торможения давали приращение только в случае, если временной интервал Δt между двумя следующими друг за другом операциями экстренного торможения больше чем некоторое минимальное значение Т.
Это позволяет, обеспечивая преимущество, не беспокоить водителя, который с большим усилием неоднократно воздействует на педаль.
2
В предпочтительном варианте выполнения, когда система отсчета времени активна, упомянутому счетчику экстренного торможения дают приращение только в случае, если временной интервал Δt между выполнением двух следующих друг за другом операций аварийного торможения меньше, чем некоторое максимальное значение Т.
Таким образом, обеспечивается то преимущество, что операции торможения, которые осуществлены, когда разность давлений между двумя камерами тормозного усилителя имела время для того, чтобы вновь установиться после последней операции экстренного торможения, не подсчитываются.
v
1
Предпочтительно, чтобы, когда система отсчета времени активна, упомянутому счетчику дают приращение только в случае, если скорость транспортного средства V больше чем некоторое минимальное значение V.
v
2
В предпочтительном варианте выполнения, когда система отсчета времени активна, счетчику дают приращение только в случае, если скорость транспортного средства V меньше чем некоторое максимальное значение V.
Предпочтительно, чтобы упомянутые рабочие характеристики торможения представляли собой:
МC
где P представляет давление в главном цилиндре,
МC-s
P - заданное пороговое значение давления в главном цилиндре,
мc
grad P представляет градиент давления в главном цилиндре по времени и
мс
_s
[grad P] - заданное пороговое значение градиента давления в главном цилиндре.
Таким образом, ситуация экстренного торможения определяется с учетом только тех критериев, которые непосредственно связаны с давлением в главном цилиндре. Таким образом, для того чтобы реализовать этот способ, необходим только один датчик давления, причем можно, например, поместить этот датчик на выходе главного цилиндра.
Изобретение также относится к тормозной системе с усилителем, позволяющей реализовать способ, описанный выше во всех его вариантах, характеризующейся тем, что она содержит
- гидравлический главный цилиндр, соединенный с вакуумным тормозным усилителем и с, по меньшей мере, одним гидравлическим контуром, предназначенным для приведения в действие, по-отдельности или одновременно, одного или более колесных тормозов, каждым из которых оснащено колесо транспортного средства, каждый колесный тормоз,
- гидравлический блок с электронным управлением, содержащий средство для подачи тормозной жидкости под высоким давлением к упомянутому колесному тормозу или тормозам,
- электронное средство для выполнения операции экстренного торможения вслед за обнаружением возникновения рабочих характеристик торможения, соответствующих давлению в главном цилиндре и его скорости изменения с течением времени, причем упомянутая операция экстренного торможения осуществляется при поддержке упомянутого гидравлического блока, и
- средство для обнаружения близкого по времени повторения выполнения операций экстренного торможения и для адаптирования условий для выполнения операций экстренного торможения в случае близкого повторения.
Предпочтительно, чтобы система содержала датчик давления, подающий сигнал, представляющий давление в упомянутом главном цилиндре.
Таким образом, обеспечивается то преимущество, что информация, касающаяся давления в главном цилиндре, и также градиент по времени для этого главного цилиндра получаются напрямую.
Другие признаки и преимущества настоящего изобретения станут очевидны при изучении описания, представленного ниже исключительно в качестве неограничивающего иллюстративного примера, со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
- фиг.1 представляет в схематичном виде тормозную систему, делающую возможной реализацию способа согласно изобретению;
- фиг.2 представляет блок-схему функционирования способа согласно изобретению.
Фиг.1, таким образом, представляет тормозную систему 10 автомобиля, обеспечивающую реализацию способа согласно изобретению. Не накладывая никакого ограничения на реализацию изобретения, система 10 представляет собой тормозную систему с гидравлическим блоком ABS-типа, имеющим известную ESP/ASR-функцию (функцию электронного управления курсовой устойчивостью/антибуксовочного управления), такого рода тормозная система описана, например, в US 6361126, упомянутом выше.
В тормозной системе 10 предусмотрен тормоз 12А левого переднего колеса и тормоз 14А правого переднего колеса, которые объединены в тормозной контур (А) передней оси, и тормоз 12В левого заднего колеса и тормоз 14 В правого заднего колеса, которые объединены в тормозной контур (В) задней оси.
Во время нормального торможения с усилителем эти колесные тормоза 12А, 14А, 12В, 14В питаются главным цилиндром 16 с поддержкой от тормозного усилителя 18, управляемого тормозной педалью 20. Кроме того, два гидравлических контура А и В передней и задней оси идентичны и обеспечивают введение между главным цилиндром 16 и колесными тормозами 12А, 14А, 12В, 14В гидравлического блока 22А, 22В с электронным управлением 24, приспособленного для того, чтобы выполнить функции ABS, ASR и/или ESP. Без выхода за рамки объема изобретения обычно используют отрицательное давление впускного коллектора двигателя или отрицательное давление, генерируемого нагнетателем воздуха (в частности, в случае дизельных двигателей).
Ниже будет дано более подробное описание примера гидравлического контура (А) передней оси, который позволяет выполнять функции ABS, ASR и/или ESP, гидравлический контур (В) задней оси является по существу идентичным гидравлическому контуру (А) передней оси. Однако, не выходя за рамки объема изобретения, можно предусмотреть и другие конфигурации гидравлических контуров осей.
МC
В случае нормальной операции торможения в гидравлический контур (А) передней оси подается тормозная жидкость под высоким давлением от главного цилиндра 16, приводимого в действие посредством тормозной педали 20 через тормозной усилитель 18, причем тип и способы функционирования главного цилиндра 16 и тормозного усилителя 18 известны. Главный цилиндр 16, кроме того, традиционным образом соединен с резервуаром для тормозной жидкости 25. Этот самый главный цилиндр 16 имеет два гидравлических выхода 26А, 26В, соответственно питающих гидравлический контур (А) передней оси и гидравлический контур (В) задней оси. Датчик 28 давления соединен с гидравлическим выходом 26А и позволяет измерять давление, представляющее давление P в главном цилиндре, причем принимается, что давление на двух гидравлических выходах 26А, 26В главного цилиндра 16 является равным.
В настоящей заявке для облегчения чтения заявки термин "клапан" используется вместо термина "электромагнитный клапан", причем понимается, что все "клапаны" системы 10 являются электромагнитными клапанами, управляемыми выходными сигналами, испускаемыми блоком 24 электронного управления.
Ниже будет описан неограничивающий иллюстративный пример переднего гидравлического блока 22А, предназначенного для осуществления способа согласно изобретению.
Для того чтобы регулировать тормозное давление и, следовательно, реализовать ABS-систему (антиблокировочную тормозную систему), передний гидравлический блок 22А содержит два впускных клапана и два выпускных клапана, эти впускные и выпускные клапаны способны управляться электрически и каждый из них связан с одним из колесных тормозов 12А, 14А. Гидравлический блок 22А также содержит обратную линию, которая позволяет понизить тормозное давление колесных тормозов 12А, 14А, сливая тормозную жидкость из колесных тормозов 12А, 14А в аккумулятор низкого давления или даже в основную тормозную магистраль. На обратной линии между нагнетательным насосом и аккумулятором низкого давления расположен невозвратный клапан. Нагнетательный насос подает жидкость под высоким давлением к тормозам 12А, 14А, 12В, 14В во время стадий повторного увеличения тормозного давления.
ABS-системой управляет электронный блок 24 управления, с которым соединены датчики (не показанные на чертеже) для определения угловой скорости колес.
Гидравлический блок 22А передней оси содержит, кроме того, ограничитель давления, который в закрытом положении блокирует прямой поток тормозной жидкости из главного цилиндра 16 в основную тормозную магистраль, и клапан предварительной нагрузки, который в "пропускающем" положении, соединяет гидравлический выход 26А главного цилиндра с входом низкого давления нагнетательного насоса. Этими двумя клапанами также управляет электронный блок 24 управления, который закрывает эти два клапана во время режима экстренного торможения.
Тормозная система 10 с усилителем позволяет выполнять операцию нормального торможения с усилителем, которая может быть оптимизирована посредством ABS-системы. Принцип действия тормозной системы 10 в режиме нормального торможения с усилителем не является специфическим для этой системы и по сути своей известен. Следовательно, этот режим нормального торможения ниже более подробно не описывается.
Режим торможения, именуемый режимом экстренного торможения, может быть выполнен тормозной системой 10, такой как представлена на фиг.1. Этот способ экстренного торможения также выполняется посредством электронного блока 24 управления в ответ на критерии активации, которые будут объяснены ниже. При удовлетворении этих критериев электронный блок 24 управления затем переключает ограничители давления в их блокирующее положение и клапаны предварительной нагрузки для нагнетательных насосов в их пропускающее положение. Кроме того, задействуются нагнетательные насосы. Нагнетательные насосы в таком случае служат в качестве источника тормозной жидкости под высоким давлением для гидравлических контуров (А) и (В) передней оси и задней оси. При введенной в действие ABS-системе также оптимизируется тормозной путь транспортного средства.
Для того чтобы активировать этот режим экстренного торможения, используют согласно изобретению способ, который имеет то преимущество, что адаптируется к повторяющимся ситуациям экстренного торможения.
Согласно этому способу ситуация экстренного торможения определяется исходя из порога высокого давления в главном цилиндре 16 и исходя из крутого градиента давления в главном цилиндре 16 по времени.
МС
МС
Таким образом, на практике для того чтобы определить ситуацию экстренного торможения, начальной точкой является измерение давления Р на выходе из главного цилиндра 16 посредством датчика 28 давления, и этот датчик соединен с электронным блоком 24 управления, так что он может вычислить градиент давления grad(Р) в главном цилиндре 16.
Затем реализуется способ управления торможением, представленный в виде блок-схемы на фиг.2.
Начальный этап S0 этого способа заключается в инициализации счетчика N экстренного торможения с установкой значения "0".
Затем, как только на этапе S1 была обнаружена операция торможения, электронный блок 24 управления проверяет на втором этапе S2 способа, активна ли система отсчета времени.
в
Эта система отсчета времени выступает в качестве таймера, таким образом, позволяя измерять интервалы времени. Таким образом, инициализация системы отсчета времени соответствует установке таймера в "ноль", а активация системы отсчета времени соответствует запуску таймера. После заданного времени Т система отсчета времени дезактивируется, что соответствует останавливаемому таймеру.
в
Если система отсчета времени не активна, это означает, что обнаруженному торможению не предшествовала операция экстренного торможения, по меньшей мере не в пределах периода времени, который является достаточно длинным (большим чем Т) для того, чтобы позволить разности давлений надлежащим образом вновь установиться между двумя камерами тормозного усилителя. В этом случае в способе согласно изобретению на этапе S3' инициализируются следующие значения:
МС-s
- P, которое представляет заданное пороговое значение давления главного цилиндра,
МC
-s
- [grad(P)], которое представляет пороговое значение градиента давления в главном цилиндре по времени, и
s
- N, которое представляет пороговое количество операций экстренного торможения, которые могут быть активированы в заданном временном интервале.
Затем, на этапе S4', проверяется, удовлетворены ли характерные условия экстренного торможения, то есть соблюдается ли
Если двойное условие C1 не соблюдается, то на этапе S5'' осуществляется традиционное торможение с усилителем и производится перезапуск в начале процесса на этапе S0.
в
В противоположность этому, если условие C1 соблюдается, то на этапе S5' способа согласно изобретению осуществляется экстренное торможение, и счетчик N экстренного торможения получает приращение до значения 1 (n:=1). Кроме того, система отсчета времени активируется, чтобы оставаться активной в течение заданного времени Т, и инициализируется. Затем осуществляется возвращение на этап S1 способа в состояние ожидания последующей операции торможения.
Если эта операция торможения происходит довольно близко к первой операции экстренного торможения, так что система отсчета времени еще является активной, то будет осуществлен этап S3 способа согласно изобретению, который состоит в проверке того, соблюдается ли двойное условие С1, которое является характерным для экстренного торможения. Если же это не так, то на этапе S5'' выполняется нормальное торможение с усилителем. Если в противоположность этому двойное условие С1 соблюдается, то на этапе S4 выполняется аварийное торможение.
v
1
2
Следующий этап S5 способа состоит в сравнении скорости транспортного средства V с минимальным значением V и с максимальным значением V, чтобы проверить удовлетворяется ли условие
1
2
Таким образом, возможно осуществить выход из способа, если условие C2 не верифицируется, и возвратиться к началу способа на этап S0. В этом конкретном случае и без подразумеваемого ограничения значение V может быть выбрано составляющим приблизительно 80 км/ч, а значение V может быть выбрано составляющим приблизительно 120 км/ч.
1
2
1
2
Если условие C2 удовлетворяется, то способ на этапе S6 состоит в сравнении истекшего временного интервала Δt между последними двумя операциями торможения (несомненно, что имеется предшествующая операция торможения, хранящаяся в памяти, поскольку отсчет времени активен) с минимальным значением T и максимальным значением Т, такое что T<Т, для того чтобы проверить, удовлетворяется ли надлежащим образом условие
Если временной интервал Δt слишком короток, операция экстренного торможения не подсчитывается как новая операция экстренного торможения. Если же в противоположность этому этот временной интервал является слишком большим, то разность давлений между двумя камерами тормозного усилителя 20 имела время, чтобы вновь установиться после предшествующей операции экстренного торможения. В обоих случаях затем производится перезапуск в начальной точке способа на этапе S0.
1
2
2
в
В этом конкретном случае и без подразумеваемого ограничения время T может быть выбрано составляющим приблизительно десять секунд и время Т может быть выбрано составляющим приблизительно одну минуту, это время Т в любом случае меньше чем Т.
s
Если условие С3 удовлетворяется, то на этапе S7 счетчик N получает приращение на единицу. На следующем этапе S8 способа значение N счетчика сравнивается с пороговым значением N, которое представляет пороговое количество операций аварийного торможения, которые могут быть активированы в заданном временном интервале.
s
Если N≤N, то на этапе S1 способа производится перезапуск, в состояние ожидания обнаружения новой операции торможения.
s
в
МС-s
МC
-_s
Если в противоположность этому N≥N, то это означает, что большое количество операций аварийного торможения было выполнено за время, которое меньше чем Т, так что разность давлений между двумя камерами тормозного усилителя, которая позволяет увеличить давление в главном цилиндре, снижается. В таком случае трудно достигнуть порогов активации экстренного торможения. Затем на этапе S9 способа хранящиеся в памяти значения пороговых величин Р и [grad(P)] понижаются таким образом, чтобы сделать двойное условие С1 менее ограничивающим и, следовательно, облегчить активирование экстренного торможения. Это понижение пороговых значений будет, конечно, приспособлено таким образом, чтобы не сделать экстренное торможение слишком чувствительным, и будет зависеть от транспортного средства, на котором будет использоваться процесс согласно изобретению.
Затем осуществляется возврат на этап S1 способа, в состояние ожидания обнаружения последующей операции торможения.
в
Если никакое торможение не имеет место в пределах периода времени Т, система отсчета времени дезактивируется, что означает, что она останавливается.
МС
МС
Кроме того, если операция торможения задана с параметрами Р и grad(Р), которые меньше чем новые условия, то осуществляется выход из способа, то есть производится перезапуск в начале способа на этапе S0.
Конечно, настоящее изобретение не ограничено представленным случаем, который приводится в порядке неограничивающего иллюстративного примера. Кроме того, гидравлический блок, используемый в способе согласно изобретению, может значительно изменяться, способ можно применять с любым гидравлическим блоком для торможения автомобиля, который делает возможным выполнение режима экстренного торможения, осуществляемого либо главным цилиндром в порядке предварительного нагружения, как описано в настоящем приводимом в качестве примера варианте выполнения изобретения, либо автономно.