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CN101117114B - 用于限制液力制动器的最大可调用制动功率的方法 - Google Patents

用于限制液力制动器的最大可调用制动功率的方法 Download PDF

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CN101117114B CN2007101383947A CN200710138394A CN101117114B CN 101117114 B CN101117114 B CN 101117114B CN 2007101383947 A CN2007101383947 A CN 2007101383947A CN 200710138394 A CN200710138394 A CN 200710138394A CN 101117114 B CN101117114 B CN 101117114B
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Abstract

本发明涉及一种用于限制汽车中液力制动器的最大可调用的制动功率方法，由液力制动器产生的热量通过汽车驱动发动机的发动机冷却循环回路中的冷却剂排出，冷却剂通过被汽车驱动发动机驱动的冷却剂泵在发动机冷却循环回路中循环，具有如下步骤：预给定调节干预温度；预给定调节目标温度；连续地或按时间间隔检测冷却剂温度；如果冷却剂温度上升到调节干预温度或超过调节干预温度，以预给定的梯度减小液力制动器的最大可调用制动功率；减小的梯度取决于调节目标温度和所述调节干预温度之间的差，调节干预温度及调节目标温度都根据汽车驱动发动机的转速来预给定。

Description

用于限制液力制动器的最大可调用制动功率的方法
技术领域
本发明涉及两种用于限制汽车中的液力制动器的最大可调用制动功率的方法，如果由液力制动器产生的热量借助汽车发动机冷却循环回路中的冷却剂导出，并且该冷却剂借助由汽车驱动马达驱动的冷却剂泵在发动机冷却循环回路中循环。
背景技术
液力制动器也叫液力缓速器，在制动运行中由于液体摩擦产生热量，该热量必须从液力制动器中排出，以使液力制动器不会受到损伤。在汽车中将热量从这种液力制动器内排出通常通过发动机冷却循环回路来进行，即发动机冷却循环回路中的冷却剂或者直接用作液力制动器的工质，或者用于通过热交换器、通常为液-液热交换器来冷却液力制动器的工质。
因为汽车驾驶员可能以组合了各种不同的不利运行状态的运行方式来运行汽车，在不能充分可靠地控制液力制动器的最大可调用制动功率的情况下存在损坏的危险。因此，有些驾驶员在稍微减速的路段上，例如在信号灯前，置入变速器中性位置或脱开离合器，接着以最高制动级操作液力制动器。最高制动级意味着，驾驶员要求调节液力制动器制动功率的控制装置调节液力制动器的最大可调用制动功率。然而由于事先进行的脱开离合而产生低的发动机转速，即怠速转速，使得发动机冷却循环回路中的循环抽送冷却剂的冷却剂泵也仅以低的转速被驱动。因此，通过冷却剂泵的冷却剂通流量少，通过汽车散热器排出的热量减少。因为要求最大可调用的制动功率，这与液力制动器中的最大热量产生相结合导致冷却剂温度非常快速地上升。
如果冷却剂温度仅仅借助一个温度传感器或多个同样的温度传感器来监视，并且在达到上限温度(该上限温度现在称为调节干预温度)时使最大可由液力制动器调用的制动功率减小，以便减少通过液力制动器进入到冷却剂中的热量，则非常快速的温度升高导致发动机冷却循环回路中的温度上冲，这带来压力过高的危险，该危险在极限情况下至少在理论上可能导致要在发动机冷却循环回路中放置冷却剂补偿容器。
因此在欧洲专利文献EP 0 699 144 B1中提出，根据发动机转速来限制液力制动器的最大可利用的制动功率。为此，预给定液力制动器的最大可利用的制动功率直接关于发动机转速的曲线，其中发动机转速通过一个发动机转速传感器来检测。最大可利用的制动功率关于发动机转速的曲线被绘制在一个控制单元中，该控制单元根据发动机转速相应地控制液力制动器。
尽管该专利文献提出，根据一种改变的实施方式，附加考虑发动机水温来控制液力制动器的最大可利用的制动功率，其方式为，已存储的控制曲线在冷却水温度高时向下移位，在冷却水温度低时向上移位，这便是允许的制动功率直接关于发动机转速的曲线用于限制最大可利用的制动功率的原理。但实际上已经表明，最大可利用的制动功率关于发动机转速的曲线必须非常保守地预给定，以避免冷却剂在任何情况下过热。但由此不希望地限制了液力制动器的可用性。
文献DE 197 16 922 A1记载了一种用于限制汽车中液力制动器的最大可调用的制动功率的方法，该方法具有如在权利要求1和权利要求7前叙部分中概括的特征。另外，文献DE 197 16 919 A1记载了用于最大地利用液力缓速器的制动功率的一种方法和一种装置，在该液力缓速器中，对在汽车传动系统中设置在汽车驱动发动机和一个变速器之间或设置在该变速器中的换档离合器的离合状态进行检测，或者对变速器转换到中性位置进行检测。
发明内容
本发明的目的在于，对说明书开头部分所述的方法进行改进，从而提高液力制动器的可用性，不会同时增大发动机冷却循环回路温度过高的风险。
本发明目的分别通过两种方法得以实现。改进技术方案描述了相应方法的有利的和特别符合目的的构型。
根据本发明，提出一种用于限制汽车中的液力制动器的最大可调用的制动功率的方法，其中，由所述液力制动器产生的热量通过汽车驱动发动机的发动机冷却循环回路中的冷却剂排出，所述冷却剂借助被所述汽车驱动发动机驱动的冷却剂泵在所述发动机冷却循环回路中循环，具有如下步骤：预给定调节干预温度；预给定调节目标温度；连续地或按时间间隔检测所述冷却剂的温度；如果所述冷却剂的温度上升到所述调节干预温度或超过所述调节干预温度，那么使所述液力制动器的最大可调用的制动功率以预给定的梯度减小；所述减小的梯度取决于所述调节目标温度和所述调节干预温度之间的差；其中，无论所述调节干预温度还是所述调节目标温度都根据所述汽车驱动发动机的转速来预给定。
根据本发明，还提出一种用于限制汽车中的液力制动器的最大可调用的制动功率的方法，其中，由所述液力制动器产生的热量通过汽车驱动发动机的发动机冷却循环回路中的冷却剂排出，所述冷却剂借助被所述汽车驱动发动机驱动的冷却剂泵在所述发动机冷却循环回路中循环，具有如下步骤：预给定调节干预温度；预给定调节目标温度；连续地或按时间间隔检测所述冷却剂的温度；如果所述冷却剂的温度上升到所述调节干预温度或超过所述调节干预温度，则使所述液力制动器的最大可调用的制动功率以预给定的梯度减小；所述减小的梯度取决于所述调节目标温度和所述调节干预温度之间的差；其中，检测在汽车传送系统中设置在所述汽车驱动发动机和一个变速器之间或设置在变速器中的换档离合器的离合状态或者变速器转换到中性位置；预给定所述调节干预温度以及所述调节目标温度在检测到离合器打开或变速器转换到中性位置之后的时间曲线。
本发明方法用于限制液力制动器的最大可调用的制动功率。液力制动器的制动功率例如通过如下方式调用，即驾驶员操作一个相应的制动手柄或调节一定的制动级。根据由控制器检测的该操作或调节，该控制器例如通过一个控制器空气系统这样控制液力制动器，使得调节液力制动器工作腔中的一定工质量，其导致产生希望的制动功率，特别是预给定的制动力矩。
希望的制动功率的调节或者对由驾驶员或控制装置预给定的制动力矩的调节引起在液力制动器中相应地产生热量，其中必须将热量通过发动机冷却循环回路间接或直接地排出，直接排出的方式例如为液力制动器的工质同时是发动机冷却循环回路中的冷却剂。如果由于使冷却剂在发动机冷却循环回路中循环的冷却剂泵少量同流并且冷却剂泵由汽车驱动发动机来驱动，在调节由驾驶员或控制器所要求的制动功率时，存在不允许的温度升高的危险，那么制动要求便不会完全实现，而是液力制动器的最大可调用的制动功率是一个上限。只要由驾驶员或控制器具体调用的制动功率处于所述界限之下，便可完全实现要求。但如果具体调用的制动功率超过所设定的界限，那么只能调节最大允许的制动功率。
现在如果说，控制器调用制动功率，那么这例如可以是这样的情况：自动控制装置基于一定的、所检测的汽车运行状态或运行区段地形确定，液力制动是有利的。那么该液力制动器自动启动，而无需驾驶员主动。
根据本发明的第一种方法，预给定两个温度或温度曲线，即一个调节干预温度T1和一个调节目标温度T2。两个温度根据汽车驱动发动机的转速动态地预给定。其中该依赖关系可以是直接的或间接的。特别是这两个温度以图线或表格的形式存储在一个控制器中，该图线或表格将调节干预温度T1和调节目标温度T2直接对应给在预给定转速范围内的汽车驱动发动机转速。“动态的”预给定则在于，在汽车运行期间由该图线或表格求出在具体发动机转速时的有关温度并用来调节最大可调用的制动功率。
通常，调节干预温度T1和调节目标温度T2的值互不相同。
根据本发明的该方法，连续地或以预定的、特别是定期的时间间隔来检测发动机冷却循环回路中的冷却剂的温度并将该温度至少与当前发动机转速时的调节干预温度T1或与此相关的参量相比较。如果所检测的冷却剂温度一直上升到调节干预温度T1，那么液力制动器的最大可调用的制动功率以预给定的梯度减小，其目标是，不超过调节目标温度T2或仅超过一个预给定的量。
减小梯度根据调节目标温度T2和调节干预温度T1之间的差来预给定。特别是，制动功率减小梯度与调节目标温度T2和调节干预温度T1之间的差成反比，也就是说，该差大时梯度较小并且该差较小时梯度较大。
对于本发明意义下的梯度应理解为制动功率跳跃式地减小一个预给定的绝对的或相对的量或者制动功率沿着一个具有预给定的斜率或走向的斜面或曲线在预给定的时间段上连续减小。较大的梯度意味着制动功率减小得较大和/或较快。
根据调节干预温度T1和调节目标温度T2之间的差来预给定梯度引起如下结果，在调节目标温度T2被较大地预给定时，即以较大的距离位于调节干预温度T1之上时，最大可调用的制动功率总是降低得不太快和/或不太强烈。相反，如果该差小，即调节目标温度T2仅以小的距离位于调节干预温度T1之上，那么最大可调用的制动功率较快和/或较强烈地减小，以限制或避免冷却剂的实际温度越过调节目标温度T2上冲。
根据本发明该方法的第一实施方式，无论调节干预温度T1还是调节目标温度T2都根据汽车驱动发动机的转速来预给定，例如具有随着转速增加上升或下降的走向。
因此，与说明书开头部分所述的现有技术不同，并非预给定最大可调用制动功率或最大可调用制动力矩关于发动机转速的曲线，而是通过预给定两个温度值来描述冷却剂温度的调节范围，该调节范围根据发动机转速而移动，具体说特别是随着发动机转速增加朝向较高温度方向移动。
反之这意味着，在发动机转速低的情况下在冷却剂温度低时液力制动器的制动力矩就减小，由此可靠防止冷却剂系统中的压力过高。
调节干预温度T1和/或调节目标温度T2可以分别以关于汽车驱动发动机转速具有正斜率的直线的形式来预给定。其中可以针对整个转速范围进行该直线的预给定，汽车驱动发动机在该转速范围内工作，即该转速范围从汽车驱动发动机的怠速转速直到最高转速。
根据一个特别有利的实施方式，由两个温度预给定值限制的调节范围(其中调节干预温度为下限，调节目标温度为上限)可以预给定得关于汽车驱动发动机转速具有变化的宽度。例如，该宽度在发动机转速高时可以比发动机转速低时窄，也就是说，在预给定两个温度各自的直线时，调节干预温度的直线的斜率比调节目标温度的直线的斜率大，其中两条直线从较低发动机转速朝向较高发动机转速上升。
根据本发明的第二方法，调节干预温度T1和调节目标温度T2并非根据汽车驱动发动机的转速来预给定，而是以一条时间曲线来预给定，其中作为用于沿预给定的时间曲线引导温度的引发事件，考虑汽车传动系中的换档离合器的离合状态，例如该事件：汽车变速器被转换到中性位置。为此，对在传动系中设置在驱动发动机和变速器之间的换档离合器的离合状态进行检测或者对变速器转换到中性位置进行检测。如果两个事件中的一个事件发生，也就是说，如果驾驶员已经脱开离合器或者变速器已经转换到中性位置，那么调节干预温度T1和调节目标温度T2根据预给定的时间曲线来改变。
通常，无论调节干预温度T1还是调节目标温度T2，在测得引发事件(即离合器脱开或变速器转换到中性位置)之后都降低，或者跳跃式地或者连续地，特别是线性地降低。所述降低有利地在预置的延迟时间期满之后进行，即调节干预温度T1和调节目标温度T2在测得引发事件之后首先在一个预给定的时间段上保持恒定不变，在该预给定的时间段经过之后才改变，特别是降低。该延迟时间使得可以在“正常”换档时、即变速器从一档转换到另一档时避免液力制动器被不必要地调节。
附图说明
下面对照附图举例解释本发明。
图中示出：
图1汽车的发动机冷却循环回路，具有安置在其中的液力制动器，该液力制动器的最大可调用的制动功率可根据本发明调节；
图2调节干预温度T1和调节目标温度T2关于汽车驱动发动机的转速n的曲线的预给定的第一实例；
图3调节干预温度T1和调节目标温度T2关于汽车驱动发动机的转速n的曲线的预给定的第二实施例；
图4调节干预温度T1和调节目标温度T2关于汽车驱动发动机的转速n的曲线的预给定的第三实施例；
图5调节干预温度T1和调节目标温度T2关于汽车驱动发动机的转速n的曲线的预给定的第四实施例；
图6调节干预温度T1和调节目标温度T2在检测到离合器脱开或变速器转换到中性位置之后的时间曲线的预给定的实施例。
具体实施方式
图1中可看到汽车的发动机冷却循环回路2的示意图。在该发动机冷却循环回路2中，冷却剂借助冷却剂泵4在回路中循环，其中该回路经过汽车散热器5(液-气热交换器)，在该汽车散热器中，由冷却剂吸收的热量被排出到周围环境。此外，冷却剂还流过汽车驱动发动机3，以便对该汽车驱动发动机进行冷却，并且该冷却剂是设置在发动机冷却循环回路2中的液力制动器1的工质。
不同的部件在发动机冷却循环回路2中的布置在图1中是随意选择的，可以进行不同的设计。
图2至5中可看到曲线图，它们使刚好两条温度曲线直接对应于汽车驱动发动机的转速n。这两条温度曲线在驱动发动机运行的转速范围内分别为具有恒定斜率的直线的形式。相应的转速范围从怠速转速nmin一直延伸到最大允许的或可能的转速nmax。
这些预给定的温度曲线由调节干预温度T1的曲线和调节目标温度T2的曲线组成。两条曲线当前被连续地预给定并且没有跃变点。对于借助已存储的曲线来预给定的方案替代地或附加地，可以通过数学函数例如直线方程或者表格来预给定。特别有利的是，相应的预给定或对应被存储在控制器或其存储器或控制器在其上存取的外部存储器中。
按照图2的预给定，调节干预温度T1和调节目标温度T2之间的差ΔT在整个预给定范围上、特别是从汽车驱动发动机的怠速转速nmin直到最大转速nmax都是恒定的，因为两条直线具有相同的斜率。
根据图3，调节目标温度T2关于汽车驱动发动机的转速n的直线具有比调节干预温度T1的直线大的正斜率。因此，两个温度之间的差ΔT在怠速转速nmin处最小(ΔTmin)，相反两个温度之间的差ΔT在最大转速nmax的范围内最大(ΔTmax)。
根据图4，调节目标温度T2关于汽车驱动发动机的转速n的直线具有比调节干预温度T1的直线小的正斜率。因此，两个温度之间的差ΔT在怠速转速nmin处最大(ΔTmax)，相反两个温度之间的差ΔT在最大转速nmax的范围内最小(ΔTmin)。
根据图5，调节目标温度T2的直线水平，即调节目标温度T2关于汽车驱动发动机的转速n恒定不变。而调节干预温度T1却从怠速转速nmin一直到最大转速nmax线性上升，从而差ΔT在怠速转速nmin处又最大(ΔTmax)，在最大转速nmax处最小(ΔTmin)。
按照图6，调节干预温度T1和调节目标温度T2在时间曲线上在时间点t0开始示出。时间点t0是检测到离合器脱开、即设置在传动系中的换档离合器打开的那个时间点，或者是在具有自动变速器或自动化换档变速器的汽车中是检测到变速器转换到中性位置的那个时间点，在该中性位置不置入档。两个温度T1，T2随时间点t0开始首先经过一个预给定的时间段直到时间点t1保持恒定不变。从时间点t1起，无论调节干预温度T1还是调节目标温度T2都线性降低，直到时间点t2，在时间点t2两个温度分别达到其最小值，从此时起两个温度保持在该最小值上。
与图6所示(在图6中差ΔT在整个时间曲线中恒定不变)不同，差ΔT可以在时间曲线中变化，例如变大或变小，如图3至5所示。
对液力制动器的最大可调用的(例如可由驾驶员调用的)制动力矩或最大制动功率的调节如下进行：只要在汽车驱动发动机的预给定的瞬时转速n时所测得的冷却剂温度处于与该转速n对应的调节干预温度T1之下，则通过相应地充注液力制动器工质来借助该液力制动器调节驾驶员(或控制器)所要求的制动力矩或制动功率。相反，如果在汽车驱动发动机的一定的转速n时所测得的冷却剂温度达到或超过在该转速n时的调节干预温度T1，则使液力缓速器的最大可调用的制动力矩或最大可调用的制动功率减小。这例如意味着，如果驾驶员要求液力缓速器基于其构造方式所能承受的最大制动力矩并且在调节该所要求的制动功率时产生相应过高的冷却剂温度，该冷却剂温度达到或超过调节干预温度T1，尽管存在驾驶员所提出的要求，仍使由液力制动器产生的制动力矩或相应的制动功率减小，从而减少从液力制动器带入到冷却剂中的热量。
制动力矩或制动功率以预给定的梯度减小。例如该梯度越大，调节目标温度T2和调节干预温度T1之间的差就越小。
有利地在调节干预期间也对冷却剂的实际温度继续进行检测并与根据实际的发动机转速n或时间曲线t所预给定的调节干预温度T1进行比较。只要所测得的冷却剂温度等于调节干预温度T1或高于调节干预温度T1，那么液力制动器的最大可调用的制动力矩或最大可调用的制动功率便以根据两个温度之间的差所产生的梯度减小。
由于调节干预温度T1在汽车驱动发动机转速低时比在转速高时低，所以尽管例如由于上冲使得低的转速n时冷却剂温度可能快速上升超过调节干预温度T1，仍可以可靠地避免超过出于安全原因最大允许的冷却剂温度，该最大允许的冷却剂温度例如以预给定的距离位于调节目标温度T2的绝对最大值之上。这种最大允许的冷却剂温度在图2中以虚线示出并标有标记Tmax。如所看到的，即使在汽车驱动发动机的最大转速nmax的范围内仍然可以使冷却剂温度调超过调节目标温度T2稍微长冲，而温度Tmax不会被超过。

Claims (18)

1.用于限制汽车中的液力制动器(1)的最大可调用的制动功率的方法，其中，由所述液力制动器(1)产生的热量通过汽车驱动发动机(3)的发动机冷却循环回路(2)中的冷却剂排出，所述冷却剂借助被所述汽车驱动发动机(3)驱动的冷却剂泵(4)在所述发动机冷却循环回路(2)中循环，具有如下步骤：
1.1预给定调节干预温度(T1)；
1.2预给定调节目标温度(T2)；
1.3连续地或按时间间隔检测所述冷却剂的温度；
1.4如果所述冷却剂的温度上升到所述调节干预温度(T1)或超过所述调节干预温度(T1)，那么使所述液力制动器(1)的最大可调用的制动功率以预给定的梯度减小；
1.5所述减小的梯度取决于所述调节目标温度(T2)和所述调节干预温度(T1)之间的差；
其特征在于，
1.6无论所述调节干预温度(T1)还是所述调节目标温度(T2)都根据所述汽车驱动发动机(3)的转速(n)来预给定。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述制动功率减小的梯度与所述调节目标温度(T2)和所述调节干预温度(T1)之间的差成反比地预给定。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调节目标温度(T2)和所述调节干预温度(T1)之间的差关于所述转速曲线变化。
4.如权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，所述调节干预温度(T1)和所述调节目标温度(T2)分别以关于所述汽车驱动发动机(3)的转速(n)具有正斜率的直线的形式预给定。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述调节干预温度(T1)的直线比所述调节目标温度(T2)的直线具有较大的斜率或较小的斜率。
6.如权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，所述调节目标温度(T2)关于所述转速曲线恒定不变地预给定。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调节目标温度(T2)和所述调节干预温度(T1)之间的差随着所述汽车驱动发动机(3)的转速(n)升高或降低而变大。
8.如权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，所述调节干预温度(T1)和所述调节目标温度(T2)分别在可由所述汽车驱动发动机(3)在运行中达到的整个转速范围上以具有正斜率的直线的形式预给定。
9.用于限制汽车中的液力制动器(1)的最大可调用的制动功率的方法，其中，由所述液力制动器(1)产生的热量通过汽车驱动发动机(3)的发动机冷却循环回路(2)中的冷却剂排出，所述冷却剂借助被所述汽车驱动发动机(3)驱动的冷却剂泵(4)在所述发动机冷却循环回路(2)中循环，具有如下步骤：
7.1预给定调节干预温度(T1)；
7.2预给定调节目标温度(T2)；
7.3连续地或按时间间隔检测所述冷却剂的温度；
7.4如果所述冷却剂的温度上升到所述调节干预温度(T1)或超过所述调节干预温度(T1)，则使所述液力制动器(1)的最大可调用的制动功率以预给定的梯度减小；
7.5所述减小的梯度取决于所述调节目标温度(T2)和所述调节干预温度(T1)之间的差；
其特征在于，
7.6检测在汽车传送系统中设置在所述汽车驱动发动机(3)和一个变速器之间或设置在变速器中的换档离合器的离合状态或者变速器转换到中性位置；
7.7预给定所述调节干预温度(T1)以及所述调节目标温度(T2)在检测到离合器打开或变速器转换到中性位置之后的时间曲线。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述制动功率减小的梯度与所述调节目标温度(T2)和所述调节干预温度(T1)之间的差成反比地预给定。
11.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述调节目标温度(T2)和所述调节干预温度(T1)之间的差关于所述时间曲线变化。
12.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述调节干预温度(T1)和所述调节目标温度(T2)分别以关于所述时间曲线的具有负斜率的直线的形式预给定。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述调节干预温度(T1)的直线比所述调节目标温度(T2)的直线具有小的斜率量。
14.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述调节干预温度(T1)和所述调节目标温度(T2)之间的差恒定不变地预给定。
15.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述调节干预温度(T1)和/或所述调节目标温度(T2)在时间曲线上首先保持恒定不变，紧接着变小。
16.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述液力制动器(1)用所述发动机冷却循环回路(2)的冷却剂作为工质来运行。
17.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述调节目标温度(T2)和所述调节干预温度(T1)之间的差随着时间进展变大或变小。
18.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述调节干预温度(T1)和/或所述调节目标温度(T2)在时间曲线上首先保持恒定不变，紧接着线性减小。
CN2007101383947A 2006-08-01 2007-08-01 用于限制液力制动器的最大可调用制动功率的方法 Expired - Fee Related CN101117114B (zh)

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