用于运行机动车辆的制动系统的方法以及控制装置和制动系统
阅读说明:本技术 用于运行机动车辆的制动系统的方法以及控制装置和制动系统 (Method for operating a brake system of a motor vehicle, control device and brake system ) 是由 C.迈斯特 E.曼赫茨 F.贝尔勒-米勒 M.胡夫 于 2019-06-05 设计创作,主要内容包括:用于运行机动车辆的制动系统的方法,具有液压制动装置、机电制动装置、尤其是制动踏板的第一操纵装置和尤其是按键的第二操纵装置,其特征在于,在液压制动装置的故障情况下,在操纵所述两个操纵装置中至少一个时借助于所述机电制动装置来产生用于使机动车辆减速的制动力。(Method for operating a brake system of a motor vehicle, having a hydraulic brake device, an electromechanical brake device, in particular a first actuating device of a brake pedal, and a second actuating device, in particular a push button, characterized in that in the event of a failure of the hydraulic brake device, a braking force for decelerating the motor vehicle is generated by means of the electromechanical brake device when at least one of the two actuating devices is actuated.)
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的前序部分的、用于运行机动车辆的制动系统的方法以及根据并列权利要求的前序部分的控制装置和制动系统。
背景技术
从DE 10 2004 004 992 A1中已知一种具有驻车制动设备的制动系统,所述驻车制动设备具有电动制动马达,借助于所述电动制动马达,为了产生将机动车辆固定在静止状态下的夹紧力,制动活塞能够被调整压靠着制动盘。驻车制动设备能够集成到液压的机动车辆制动器中。在常规的制动运行中,制动活塞由液压的制动流体压靠在制动盘上。
此外,从DE 10 2007 022 510 A1中已知一种具有液压双回路车辆制动器的制动系统。制动系统此外配备有机电制动装置,所述机电制动装置用作驻车制动器并且在制动系统的制动钳处具有电动机。通过驾驶员的操纵,为了执行紧急制动能够激活电制动马达,并且,以机电的方式产生机电制动力。
发明内容
本发明所基于的问题通过根据权利要求1的方法并且通过根据并列权利要求的控制装置和制动系统来解决。有利的改型方案在从属权利要求中得到说明。对于本发明来说重要的特征还在以下描述中和附图中找到,其中,所述特征单独在单独的情况下和在不同的组合中都能够对于本发明来说是重要的,而不会再次明确地指出这一点。
首先提出了一种用于运行机动车辆的制动系统的方法,该制动系统具有液压制动装置、机电制动装置、第一操纵装置(尤其是制动踏板)和第二操纵装置(尤其是按键),所述第一操纵装置能够由使用者手动地或者由自主驾驶控制器自动地操纵,所述第二操纵装置能够由使用者手动地或者由自主驾驶控制器自动地操纵。在液压制动装置的故障情况下,无论操纵两个操纵装置中的哪一个,在操纵所述两个操纵装置中至少一个时,都借助于机电制动装置来产生用于使机动车辆减速的制动力。
根据本发明,即使在故障情况下,车辆驾驶员仍然能够借助于能够提供的机电制动力来执行车辆的(紧急)减速,并且,在此尤其是不必考虑应当操纵第一还是第二操纵装置。更确切地说,车辆驾驶员能够例如仅操纵第一操纵装置,并且提供机电制动力。另一方面,车辆驾驶员也能够仅操纵第二操纵装置,并且同样提供机电制动力。当然,车辆驾驶员也能够操纵两个操纵装置,并且再次提供机电制动力。因此,总的来说,通过操纵第一操纵装置并且通过附加地或者替代地操纵第二操纵装置,能够通过提供机电式生成的制动力来要求车辆减速。
因此,在液压制动装置的故障情况下,通过借助于机电制动装置产生机电制动力能够实现紧急减速。故障情况能够例如是液压制动系统的部分失灵或者完全失灵。这种故障情况例如能够由于不密封性、由于控制阀的失灵或者尤其是也由于液压制动力放大器的失灵而发生。
在此,第一操纵装置尤其能够是制动踏板,并且,第二操纵装置能够是按键。据此,车辆驾驶员在故障情况下也能够如习惯的那样利用制动踏板来制动,并且通过激活机电制动装置来执行紧急减速。同样,车辆驾驶员也能够操纵按键。换言之,通过制动踏板和按键,能够通过施加机电式产生的制动力来要求机动车辆的减速或者至少附加减速。总的来说,由此提高了机动车辆安全性,因为驾驶员能够常规地操纵制动踏板和/或按键。因此,对于机动车辆的驾驶员来说,产生了相对简单并且能够理解的紧急减速的可能性。
机电制动装置尤其能够是自动化驻车制动器(也被称为自动驻车制动器或者自动化泊车制动器,缩写为APB)。在此,尤其能够设想的是,在液压制动装置的被规定的正常工作时,当操纵第一操纵装置(例如制动踏板)时并且当在行驶期间操纵第二操纵装置(例如按键)时,通过液压制动装置来执行机动车辆的减速。因此,尤其是仅当机动车辆处于静止状态时,在无故障的运行情况下才实现机电制动力的产生。在故障情况下,基于当前提出的回退策略(Rückfallstrategie),通过实施机电式产生的制动力来实现紧急减速。
应当理解,本发明能够用于这种制动系统:在所述制动系统中,液压制动装置和机电制动装置彼此完全独立,其方式为它们分别包括单独的部件。通常,这通过以下方式来实现:例如,机电制动装置的电动机和其他额外需要的部件(例如,主轴-螺母-系统)直接集成在液压制动装置的制动钳处(所谓的钳上马达系motor-on-caliper-System)。这通常在机动车辆的后轴的车轮处实现。这意味着,液压制动装置和机电制动装置使用同一个制动钳和制动活塞以及相同的制动盘。因此,在这种情况下,制动活塞能够液压或者机电地移动。
在一个方案中,当不再操纵两个操纵装置时,才撤回所产生的机电制动力。因此,如果仅操纵一个操纵装置,则只要操纵装置保持***纵,就保持机电式产生的制动力。如果操纵两个操纵装置,并且如果然后终止对仅一个操纵装置的操纵,则仍然获得机电式产生的制动力,直到不再操纵另一个操纵装置。
在另一个方案中,在操纵第一操纵装置时所产生的机电制动力与在操纵第二操纵装置时所产生的机电制动力不同。尤其地,在仅操纵第一操纵装置时所产生的机电制动力能够比在仅操纵第二操纵装置时低。如果第一操纵装置构造为制动踏板并且只操纵该操纵装置,则例如在液压制动装置仅部分失灵时,尤其是由于制动力放大器的失灵,则仍然能够借助于液压制动装置来提供一定的液压制动力并且因而提供车辆的减速度。在此,机电式产生的制动力与液压产生的制动力叠加,并且增强该液压产生的制动力。然而,为了减少过度制动并且在附加的机电减速时尤其是减少车轮抱死的危险,机电式产生的制动力在这种情况下尤其是能够比仅操纵第二操纵装置时更低。在这种背景下,第二操纵装置能够尤其是在车辆中的按键。如果操纵该按键,则尤其是不产生液压制动力、而是仅产生机电制动力。然而,为了能够可靠地使车辆减速,机电式产生的制动力在这种情况下尤其是能够比在仅操纵制动踏板时更高。
此外,能够设想的是,在操纵两个操纵装置时,产生两个机电制动力中较高的那个。由此,提高了车辆安全性,其方式为确保提供了足够高的减速度,以便尤其是将车辆减速到静止状态中。在此,尤其是能够设置:当操纵两个操纵装置时,也只产生机电式产生的制动力,尽管即使在故障情况下也能够产生一定的液压制动力。由此,尤其是提供了车辆的能够定义的减速度,其方式为不进行液压制动力和机电制动力的叠加。
此外,能够设想的是,当已经操纵了两个操纵装置并且此后终止操纵一个操纵装置时,则继续产生两个机电制动力中较高的那个。由此也确保了,在液压制动系统的故障情况下也能够提供车辆的足够的减速度。
此外,能够设置,产生预先确定的机电制动力。由此,尤其是能够取消减速度传感器,以便然后基于所检测到的车辆减速度来适配所产生的机电制动力。更确切的说,能够以相对简单的方式来产生预先确定的机电制动力。视是否仅操纵第一操纵装置或者仅操纵第二操纵装置或者操纵两个操纵装置而定,这能够是不同的。如果仅操纵尤其是构造为制动踏板的第一操纵装置,则预先确定的、机电式产生的制动力能够如此高,使得:确切的说,除了可能由液压制动系统产生的液压(剩余)制动力进而除了液压产生的减速度之外,由此能够提供附加的车辆减速度。这种附加的减速度值能够在0.5m/s2和1.5m/s2之间,尤其是1m/s2。通过初步试验,对于相应的车辆来说能够事先求得,需要多少机电式产生的制动力来产生特定的(附加的)车辆减速度。
如果仅操纵尤其是构造为按键的第二操纵装置,则车辆减速度能够比仅操纵第一操纵装置时更高。例如,所产生的制动力能够对应于1.5m/s2至2 m/s2的减速度。
如果操纵两个操纵装置,则尤其是能够设置,产生较高的制动力、尤其是这种机电制动力:在仅操纵第二操纵装置时,提供所述机电制动力,即例如导致1.5m/s2至2 m/s2的减速度的制动力。在这种情况下,可能的、液压产生的制动力能够导致附加的减速度。然而,当操纵两个操纵装置时,尤其能够设置,仅产生机电式产生的制动力。
在这种背景下能够设想,在检测到滑动时,遵照防抱死调节来适配机电制动力的值。在检测到滑动时,该防抱死调节尤其是既能够在仅操纵第一或者第二操纵装置时启动,也能够在操纵两个操纵装置时启动。因此,尤其是无论操纵哪个操纵装置,都能够在轮胎滑动时启动防抱死调节。在此能够设想,只有当检测到下述轮胎的滑动时,才启动调节,机电式产生的制动力作用在所述轮胎上。另一方面,也能够设想,在车辆轮胎中的任一个滑动时启动防抱死调节。在此,防抱死调节能够尤其如下地起作用:如果操纵两个操纵装置中的至少一个,则产生机电制动力,所述机电制动力能够尤其是如此高的,使得由此实现车辆的、期望的(附加的)减速度。如果在施加该机电制动力时检测到一个或者多个车轮的轮胎滑动,则至少减少或者完全撤回机电式产生的制动力,使得最大程度地保留液压产生的制动力部分。然后,再次逐步提升机电式产生的制动力。然而,一旦发生滑动,则再次减小或者撤回机电制动力。由此,借助于机电制动装置能够执行基础的ABS-功能。这也能够被称为RWU(后轮解锁器Rear Wheel Unlocker),因为机电制动装置尤其是能够装配在车辆的后轴的车轮处。这尤其是改善了行驶稳定性并且避免了不受控制的车辆反应。尤其地,由此能够利用机电制动装置来动态地制动车辆。
此外,我们建议将第一操纵装置构造成制动踏板。在此,能够想到的是,如果仅操纵第一操纵装置,当踏板操纵的量(例如,所行进的踏板行程或者所施加的踏板力)已经达到或者超过极限值时,才施加所述机电制动力。尤其是,如果仅存在液压制动装置的部分失灵,则可能不希望,当仅稍微操纵制动踏板时已经提供了附加的机电减速度。因此,能够设想的是,在较强地操纵制动踏板时才提供附加的机电减速度,以便给车辆提供附加的减速度,只有当该附加的减速度由于驾驶员较强的制动踏板操纵而真正需要时。在这种背景下,踏板操纵尤其是指制动踏板的位移行程(踏板行程)。如果踏板操纵是100%,则制动踏板移动到最大的制动终端位置。在此,例如能够设想,当踏板操纵在40%和60%之间、尤其是至少50%(半按下制动踏板)时,才产生机电制动力。
在这种背景下,尤其能够设想,当不再操纵制动踏板时,才撤回机电式提供的减速度。另一方面,也能够设想,在例如10%至30%的踏板操纵时已撤回了机电式产生的减速度。因此,在与导致撤回制动力的踏板操纵相比更大的踏板操纵时能够提供机电式产生的制动力。因此,滞后特性或者惯性以有利的方式影响系统。
根据本发明,也提出了一种用于机动车辆的制动系统的控制装置,所述控制装置被构造并且设置用于执行根据本发明的方法。据此,控制装置尤其能够包括处理器和存储器,以实施根据本发明的方法。
最后,根据本发明也提出了一种机动车辆的制动系统,所述制动系统具有液压制动装置、机电制动装置、尤其是制动踏板的第一操纵装置和尤其是按键的第二操纵装置。此外,制动系统进一步包括根据本发明的控制装置。该制动系统尤其是在液压制动装置的故障情况下实现了车辆安全性的提高,其方式为车辆驾驶员尤其是能够以习惯的方式制动,通过操纵尤其是构造成制动踏板的第一操纵装置。当然车辆驾驶员也能够附加地或者替代地操纵第二操纵装置,所述操纵装置尤其是构造成按键。总的来说,由此提供了机电式产生的制动力,而驾驶员不必考虑,他必须操纵第一还是第二操纵装置。
附图说明
本发明的、另外的特征、应用可能性和优点由以下对本发明的实施例的描述中得出,所述实施例参照附图得到阐述。
附图示出:
图1示出了具有以“钳上马达motor on caliper”结构的液压和机电制动装置的车辆制动系统的示意性的剖视图,以及
图2示出了在液压制动装置的故障情况时用于使车辆减速的方法步骤的流程图。
具体实施方式
机动车辆的制动系统在图1中整体上具有附图标记10。机动车辆本身在图1中未示出。在此,但是能够是任意的机动车辆,例如客车、摩托车或者载重汽车。制动系统10尤其能够设置在机动车辆的后轴处。
制动系统10首先具有构造成机电制动装置的自动化驻车制动器12(也被称为自动的驻车制动器或者自动化泊车制动器,简称为APB),所述自动化驻车制动器12借助于执行器14(例如,电动制动马达或者马达-传动器-单元)能够施加机电式产生的夹紧力(机电制动力),以用于固定车辆。为此,驻车制动器12的执行器14驱动支承在轴向方向上的主轴16、尤其是螺纹主轴。在其面向执行器14的端部处,主轴16设有主轴螺母18,所述主轴螺母在自动化驻车制动器12的夹紧状态下贴靠在制动活塞20处。以这种方式,驻车制动器12机电地将力传输到制动衬片22、23上并且因而传输到制动盘24上,所述制动盘与车辆车轮(未示出)、尤其是机动车辆的后轴的车轮刚性的或者无转动地连接。在此,主轴螺母18贴靠在制动活塞20的内端面21上(也被称为制动活塞底部的背面或者内部的活塞底部)。在执行器14旋转运动时并且在主轴16由此而旋转运动时,主轴螺母18在轴向方向上移动。主轴螺母18和制动活塞20支承在一个制动钳26中,所述制动钳钳状地搭接制动盘24。在制动盘24的两侧分别布置有制动衬片22、23中的一个。在制动系统10借助于自动化驻车制动器12进行夹紧操作的情况下,电动机(执行器14)旋转,随后主轴螺母18和制动活塞20在轴向方向上朝向制动盘24运动,以便这样在制动衬片22、23和制动盘24之间产生预先确定的夹紧力。由于主轴驱动器和与此相关联的自锁,借助于驻车制动器12通过操控执行器14而产生的力在结束操控时被继续保持。
根据图1的制动系统被构造成所谓的“钳上马达”系统。这意味着,驻车制动器12与液压制动装置组合,所述液压制动装置构造成行车制动器28。驻车制动器12也能够被视为集成到行车制动器28的系统中。在此,自动化驻车制动器12和行车制动器28使用同一个制动活塞2来在制动盘24上形成制动力。然而,行车制动器28具有单独的执行器30。在图1中,行车制动器28构造为液压系统,其中,执行器30能够是ESP-泵或者机电制动力放大器(例如,博世Bosch iBooster)。执行器30的、另外的实施方式也是能够设想的,例如以所谓的IPB(集成动力制动器Integrated Power Brake)的形式,IPB基本上是线控制动系统(Brake-by-Wire-System),其中,使用柱塞来建立液压压力。在正常的行车制动时,在制动衬片22、23和制动盘24之间液压地形成预先确定的夹紧力。为了借助于液压行车制动器28来形成制动力,介质31(尤其是基本上不可压缩的制动液体)被压入到流体室中,所述流体室由制动活塞20和制动钳26界定。制动活塞20借助于活塞密封环34而相对于周围环境密封。
在操控自动化驻车制动器12时,在能够形成制动力之前,首先必须克服空行程或者空气间隙。空行程指的是下述距离:主轴螺母18通过主轴16的旋转必须克服所述距离,以便与制动活塞20接触。空气间隙指的是在机动车辆的盘式制动系统中在制动衬片22、23和制动盘24之间的距离。在这种准备阶段结束时,制动衬片22、23被施加到制动盘24上,并且,在进一步的或者连续的操控时开始力的形成。图1示出了已经克服了空行程和空气间隙的状态。在此,制动衬片22、23被施加到制动盘24上,并且,所有制动器(即,驻车制动器12和行车制动器28)能够在随后的操控时立即在相应的车轮处形成制动力。关于空气间隙的描述也以类似的方式适用于行车制动器28,其中,然而由于高的压力形成动态,行车制动器克服空气间隙具有比驻车制动器更小的时间花费。
制动执行器14和30的操控借助于输出级来实现,也就是说借助于控制装置32,所述控制装置例如能够是行驶动力学系统的控制装置、例如ESP(电子稳定程序)或者其他的控制装置。
此外,第一操纵装置或者第一操纵元件属于所述制动系统10,第一操纵装置或者第一操纵元件当前示例性地以制动踏板34的形式,所述第一操纵元件能够由机动车辆的驾驶员根据箭头36来操纵。最后,第二操纵装置或者第二操纵元件38属于制动系统10,第二操纵装置或者第二操纵元件例如以按键的形式,所述第二操纵元件能够由驾驶员在箭头40的方向上操纵。
总的来说,制动系统10如下地工作:
在具有正常起作用的液压车辆制动器28的运行系统10的常规运行状态下,车辆被制动以通过液压车辆制动器28实施驾驶员的制动愿望,当车辆的驾驶员操纵制动踏板34时。在车辆的静止状态时,自动地激活机电制动装置12。此外,它也能够应驾驶员的请求而手动地被激活,其方式为该驾驶员操纵操纵元件38。在车辆运动并且操纵元件38在常规运行中***纵期间,也将液压制动力施加到制动盘24上,所述液压制动力借助于液压制动装置18产生。
相反,制动系统10在故障情况上根据在图2中所示出的方法步骤以一种回退水平(Rückfallebene)运行。故障情况能够例如是液压车辆制动器28的制动力放大器的失灵或者部分失灵。在此,控制装置32被构造并且设置用于实施在图2中所示出的方法:
在步骤42中,车辆的驾驶员操纵制动踏板34并且以此表达制动愿望。然而,控制装置32已经确定出,液压制动装置28故障运动或者根本不运行。
据此,在步骤44中首先检查,是否也操纵了操纵元件38。如果不是这种情况,则在步骤46中机电制动装置12由控制装置32操控,来生成机电制动力。在此,尤其是能够产生预先确定的制动力。该预先确定的制动力尤其能够是如此高的,使得车辆以1m/s2的减速度被减速。该机电目标制动力能够针对每个车辆事先求得并且对应地被实施,所述机电目标制动力引起预先定义的车辆减速度。在液压制动系统28部分失灵时,如此提供的减速度能够与下述减速度叠加,该减速度由于液压产生的残余的制动力而导致。因此,例如能够设想,尽管液压制动装置28的制动力放大器失灵了,然而也能够通过液压制动装置28来提供0.5m/s2的减速度。据此,除了液压制动力,另外的、机电提供的减速度(例如1m/s2)也能够由机电制动装置12产生。
在下一个步骤48中,然后检查,在车辆的一个或者多个车轮处是否出现滑动。这种滑动例如能够由于落叶或者积雪而发生,或者由于液压产生的剩余制动力和附加产生的机电式生成的制动力的叠加而导致。
如果不发生滑动,则在步骤50中检查,制动踏板34是否仍然***纵。如果制动踏板34仍然***纵,则返回步骤44。如果不再操纵制动踏板,则在步骤52中如此操控机电制动装置12,使得不再产生机电制动力。
如果相反在步骤48中检测出滑动,则在步骤54中运行防抱死策略。在此,交替地夹紧和释放机电制动装置12。尤其地,在此能够逐步提高所施加的机电式产生的制动力。因此,它是基础的ABS-功能,使得车辆能够利用机电式产生的制动力被动态地制动。在此,如果在某个时刻通过释放机电制动装置12完全撤回了机电式产生的制动力,则最大程度上保留故障运行中的液压制动装置28的液压制动力部分,使得在步骤54中通过该防抱死策略至少减少过度制动。
在此,在步骤54中,能够产生机电式产生的制动力,所述制动力引起1m/s2的(附加的)减速度,如在步骤46中那样,或者也能够施加更高的制动力以产生更大的、例如1.5m/s2的减速度。如果运行防抱死策略,则在步骤56中然后检查,制动踏板是否仍被按压。如果是这种情况,则返回步骤54。如果不是这种情况,则在步骤52中再次撤回机电式产生的制动力。
相反,如果在步骤58中仅按压操纵元件38并且如果控制装置32已经确定了,液压制动装置28故障运行,则在步骤60中产生机电式产生的制动力以操控机电制动装置12。在此,机电制动力能够如此高,使得这引起1.5m/s2的车辆减速度。在此,一方面能够设想,就仍然部分起作用的液压制动装置28而言,仍附加地产生液压产生的制动力。然而,尤其能够设想的是,在步骤60中,借助于机电制动装置12仅产生机电式产生的制动力。在步骤62中,然后以与步骤48类似的方式检查,是否出现至少一个车辆轮胎的滑动。如果出现滑动,则再次切换到根据步骤54至56的防抱死策略中。
如果不出现滑动,则在步骤46中再次检查,操纵元件38是否仍然***纵。如果是这种情况,则又继续步骤60。如果不是这种情况,则在步骤52中如此操控机电制动装置12,使得机电式产生的制动力被撤回。
如果在步骤44中检测到制动踏板34和操纵元件38都***纵,则在步骤66中决定,然后执行步骤60并且因此借助于机电制动装置12以下述高度来产生机电式产生的制动力,该高度与只有操纵元件38***纵时的情况一样。如果首先已经操纵了操纵元件38和制动踏板34,并且然后不再操纵两个操纵元件中的一个,则继续执行步骤60至64,直到在步骤64中确定了,操纵元件34、38都不再***控。然后,在步骤52中才完全撤回机电制动力。
如果两个操纵元件34和38都***控并且在步骤54中确定出滑动,则再次切换到根据步骤54至56的防抱死策略中。在此,在步骤56中检查,是否仍然操纵至少一个操纵元件34、38。如果不是这种情况,则在步骤52中撤回机电式产生的制动力。
能够设想的是,当制动踏板34被按压到一定的部分使得超出最大踏板行程的一定极限值时,在步骤46中才产生机电式产生的制动力。这例如能够是踏板行程路径的50%。此外,能够设想,在步骤50中已经撤回了机电式产生的制动力,如果制动踏板仍然移动至某个极限值。该极限值例如能够是最大位移行程的20%。
无论首先按压制动踏板34或者仅按压操纵元件38或者按压两个操纵元件34、38,在步骤48或者62中检测出滑动的情况下,都切换到根据步骤54的防抱死策略中。
总的来说,借助于回退策略根据在图2中的方法步骤42至66,能够提高车辆安全性。如果液压制动装置28至少部分地失灵,则驾驶员不必考虑,他应按压操纵制动踏板34还是操纵元件38,以便在紧急情况下能够制动。无论按压两个操纵元件34、38中的哪个,均提供机电式产生的制动力以使车辆减速。
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