CN100340437C - 降低在至少一个轮闸上的制动载荷的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于监视和控制一车辆的制动装置的方法和设备，为了进行监视，测出至少一个代表至少一个轮闸的制动载荷的制动值，并与一个给定的阈值比较。本发明的核心在于依赖于比较和在一个制动过程期间至少对车内的一个车辆部件至少采取一项适当的措施时车辆的行驶状态和/或工作状态，这个措施修正至少一个轮闸的减速。特别观察在修正至少一个轮闸期间，车辆的所有减速应保持恒定或不发生重大改变。

Description

降低在至少一个轮闸上的制动载荷的方法和设备

技术领域

本发明涉及一种监视和控制车辆的制动装置的方法和设备。

背景技术

通常车辆上的摩擦装置会按照标准装备摩擦制动器(例如园盘制动器或鼓式制动器)，使车辆产生减速。这种振荡器是通过把摩擦片压在转子上产生制动力，反之产生一个制动转矩。因此足够的减速基本上取决于摩擦片和转子之间摩擦触点的条件。所谓的摩擦系数μ相当于摩擦力F_fr与获得的垂直力F_n的比值。这个摩擦系数μ会发生剧烈波动并受温度影响。当摩擦对温度上升时，摩擦系数μ降低到一个最小值。如果为维持减速，摩擦系数μ低于一个必要的额定值，人们称之为一个制动衰落。结果是，在制动器上必然会产生一个较大的垂直力，为使车辆能预期的减速，其内部产生一个足够大的摩擦力和/或一个足够大的摩擦转矩。为了提高两个相互接触的摩擦对的温度，减低摩擦系数μ，经常通过在短时间内制动(强烈制动)或在长期下坡行驶时连续踩刹车来实现的。若没有异常的制动操作，例如整天在城内行驶，制动衰落是很少的。尽管如此仍要求设计小摩擦系数的制动器，和/或能通过它形成必要的大垂直力的制动器。这意味着昂贵的机械费用，包括增加重量和制动器及与之同时出现的操作装置的高额开销。

避免制动衰落的可能性在于，修改前轴和后轴轮之间在制动过程中的制动力分布。在传统的制动力分布中，在前-后轴之间制动力的一个固定比例是通过下面措施实现的，前面和后面的液压作用在不同大小的制动器上。相应的规范应这样选择制动力分布，尽可能的让后轴不再前轴前阻断。这种不同的制动力分布可以例如通过使用一个制动减压器，在前-和后轴的制动器上使用不同的摩擦轮，或一种电制动力分布器(EBV)来实现。控制轴制动力的背景在于，在强力制动后轴时，车辆在曲线制动时可能变得不稳定，也就是说，容易打滑倾斜。DE41 28 087 A1描述了车辆的制动调压系统，在这系统中，在连续圆形几何的曲线制动中避免了后轴的中断减速。由此预先规定了车辆前轴的制动压力，并调节了在后轴上的制动压力。该调节是这样设计的，让后轴的偏向角与前轴的偏向角相适应。

其它的制动压力分布，充分利用最优的动力啮合，保证了车辆最大的制动成为可能，主要是根据不同的规范在车辆轴上采用制动压力分布。例如从开始直至控制的时候，按照最佳的制动力分布，用对所有轴上相同的动力咬合负荷预定轴上的最大制动力。然后用较低的制动压力提高轴上的制动作用，以便到达驾驶员所期望的减速。

此外人们还知道，根据制动压力和/或制动力，为不同的的液压负载的轮分配相同的动力咬合负荷。在EP 0 173 954 B1，借助车辆的基准值和由驾驶员给定理论制动，在一个储存车辆特性曲线族中，为两两个轴的制动器确定制动压力。用这个确定的制动压力控制制动器，在所要求的车辆制动值出现偏差时，用相应的理论制动值进行修正，直至事实上的车辆制动值相应于理论制动值为止。根据作用在轴上的新的制动压力，确定车辆的一个新的基准值，并作为新的基准值储存起来。

在DE33 13 078 A1提出了一种制动调压装置，它充分利用了车辆轮闸的不匀衡负载。各个制动片的不同的磨损与不匀衡负载有关，这使轮闸具有不同的剩余厚度。使用DE33 13 078 A1所提出的制动压力调节装置，轮的摩擦片的磨损彼此匀衡，由制动调压装置所提供的制动压力的保留部分，根据由磨损导致的制动压力，形成制动装置的总特性不再不匀衡，而是在一个谐波方向上校正，该谐波逆着不匀衡制动效果并影响制动片磨损作用。

发明内容

本发明涉及一种监视和控制车辆制动设备的方法和装置。

根据本发明的第一方面，提供了一种监视和控制车辆的制动设备的方法，其中为进行监视操作测出代表至少一个轮闸的制动载荷的一个制动值，所述制动载荷代表至少一个轮的减速，其中，在直线行驶时的制动期间，根据把已测出的制动值与至少一个规定阈值进行比较的结果、行驶状态和/或至少一个设于车内的车辆部件的工作状态来采取至少一项适当的措施，所述措施包括：修正至少一个轮闸的减速；让车辆的整体减速恒定或不发生重大改变；以及通过使用车辆的能量消耗部件给轮闸减轻载荷，其中，将制动力分配从非传动轴的轮闸转移到传动轴的轮闸上，以便在能量消耗部件上重新分配制动载荷。

根据本发明的第二方面，提供了一种监视和控制车辆的制动设备的装置，其中设有为进行监视操作的机构，其测出代表至少一个轮闸的制动载荷的一个制动值，所述制动载荷代表至少一个轮的减速，其中，所述机构设置成在一种已识别的直线行驶时的制动期间，根据把已测出的制动值与至少一个规定的阈值比较的结果、行驶状态和/或至少一个设于车内的车辆部件的工作状态来采取至少一项适当的措施，所述措施包括：修正至少一个轮闸上的减速；让车辆的整体减速恒定或不发生重大改变；通过使用车辆的能量消耗部件给轮闸减轻载荷，其中，所述机构设置成将制动力分配从非传动轴的轮闸转移到传动轴的轮闸上，以便在能量消耗部件上重新分配制动载荷。

作为适当的措施，把至少一个轮闸上制动载荷分布到车辆上的其它的至少一个轮闸上，和/或通过使用车辆上的能量消耗部件给轮闸减轻载荷，和/或修正马达控制等是有利的。通过这些措施能减少在被监视车辆的轮闸上产生的制动衰落和/或对其进行补偿。

在测量制动值时，在发明的其它结构布置内，测出一个代表制动操作期间轮闸承载的值。以此作为制动值可以测出一个代表轮闸上的至少一个摩擦对温度的温度值，和/或一个代表轮闸摩擦对之间摩擦系数的摩擦系数值，和/或一个代表轮闸制动片的磨损的磨损值和/或轮闸的一个制动功率，和/或轮闸的一个实际的减速。在本发明的一个特殊结构布置中，除了可以测出制动值的绝对值外，还可以测出轮闸瞬间的载荷变化。

因为可以根据车辆的瞬间行驶状态修正车辆的减速，所以在本发明的其它结构配置中，面对制动要求的背景，可以由驾驶员，或由一个在车内控制制动的现有的部件，例如一个抗阻塞系统(ABS)，一个电稳定程序(ESP)，或一个自适应的电路控制(ACC)控制及时作出反应。借助合理性检测，监视有关车辆内现有的部件负载。处理附加制动要求的过程外还有可能，由驾驶员和/或车内进行转向控制的部件掌握附加的转向要求的过程，通过行驶状况监视和修正制动控制。此外，除了可以检测在车内有的部件外，还可以检测拖车上有的部件，以便对制动控制作出相应修正。

由于各种车辆部件对轮闸控制和/或产生的减速有影响，为此拟定，检测至少蓄电池和/或轮闸和/或马达的工作状态。由此可以掌握例如蓄电池电量状况，轮闸的功能状况，特别是轮闸上的瞬间制动功率和/或马达的瞬间马达功率，其中考虑在相应的轮闸上的减速修正。

通过把非传动轴上的轮闸的制动载荷分配到传动轴上的轮闸上，可以在传动轴轮闸上的，现有的相应的能量消耗部件上，实现制动能的回收。由此获得的能量可以向优选的蓄电池引导。其优点在于，主要在蓄电池未被最大充电，存在部分充电空间的时候，实施能量回收。若蓄电池被充满，可以通过一个使用接口输给本发明的其它部件，例如能量导出的光设备。

总之可以利用本发明避免在高负载制动时制动功率的降低。通过本发明提出的措施，智能地控制和利用安装在车辆内地轮闸，可以减低每个被监视轮闸的负载，由此可以减轻摩擦轮闸的重量。还具有摩擦轮闸控制单元较小，重量较轻，价格较合理等的特点，不失去制动期间所要求的减速趋势。在电机控制轮闸时，要求的最大电功率就更小了，在电控制时能极大的节约成本。此外，可以通过把制动负载分配在各个轮闸上使得在所有轮闸上的磨损均等。由此节约了维修成本和更换成本。通过使用所有的措施，可以进一步减低摩擦轮闸的磨损。

除了上述的智能控制轮闸的可能性外，还可以采取其它适当的措施，分配在轮闸上的制动力减速，例如，在带有尾部传动和制动能量再生的车辆中，可以提高作用在后轴上的制动力分量，就像为了一个最佳使用制动能量那样，不会对车辆的稳定性产生影响。特别是在带有混合传动的车辆中，还会有节约燃料的附加优点。制动控制的越多，节约的能量就越多。通过提高作用在后轴上的制动力，可以有更多的将E-机械的振动的机械功率转换成电功率，由此实现能量再生。为了确保必要的车辆的稳定性，以回收能量为目的，提高作用在后轴上的制动力只是在直线行驶期间的制动过程才是明智的。这可以通过检测例如对轮的转向要求，和/或可靠检测车辆部件来确定。因为在直线行驶期间存在着大量的制动操作，可以在车辆行驶的大部分时期充分利用制动能量再生。一个线路制动系统，例如电液制动(EHB)，为制动能量再生提供很大的优势，因为液压的和发电的制动器可以比较方便地组合。因为这种制动系统是借助一个微处理器估计制动力分布(BKV)，所以能量再生可以相对容易地通过修改上述的BKV-程序实现。

附图说明

图1是一个概况，介绍确定至少一个轮闸的超载，

图2是根据一个监视和引导一个合适的措施减少超载的流程图，

图3展示以制动能量再生为目的的制动力分配，

图4展示了一实施例中控制制动能量再生的路线，

图5表示如何通过修正制动力分配在曲线制动时开始适应制动转矩的一个例子。

具体实施方式

用本发明监视至少一个摩擦制动器有关的摩擦系数的工作状态，在确认摩擦系数下降时，采取一个相应的逆向措施，保证在制动操作期间所监视的轮闸的部件能力和制动能力。通过采取上述的措施，基本上可以有效地使用轮闸。通常通过修正轮闸的控制来降低片的磨损。这是由于一个匀恒的摩擦遍布在所有的轮闸上。然而使用本发明的前提是，中央控制单元105，如图1所示，将提供充足的制动设备或轮闸的参数。虽然监视和控制带有轮闸的制动设备也可以使用参数，然而在下面的实施例中，使用受限于制动要求的提出。虽然没有限制手头发明的所有使用性。所以可以理解为，在出现超过相应的阈值时，面对制动要求前采取相应的措施。

一个制动器，例如在车辆由驾驶员和/或由一个自动制动系统产生的制动器的要求，例如可以由模块110产生。这个制动器要求可能可以用一个标志F_B(112)表示。这个可以例如执行，一个放置的标志F_B＝1相当于一个制动要求。相应地规定标志F_B＝0为没有制动要求。这个制动要求F_B(112)将被使用在中央控制单元和监视单元105，接收制动设备包括轮闸的状态-和工作参数，开始启动和采取适当的措施，提高轮闸摩擦对之间的摩擦系数，当摩擦系数下降和/或温度升高超过一个临界温度时固定下来。

为了确定在摩擦制动器上的制动衰落，读出各种表示轮闸的工作状态的参数，尤其轮闸的摩擦比例。为此在图1的模块115表示在轮闸的温度-和/或摩擦系数传感器的一个系统。进而有可能，用一个温度传感器不仅监视各自的摩擦对，而且还可以监视与两两个摩擦对有关的温度。模块115提供各个轮闸i的温度值T_B，i(117)和/或摩擦系数μ_i(117)。除了各个轮闸的温度和摩擦系数外，提取制动片的磨损V_i(122)作为标准轮闸负载的标准。在模块120中检测磨损传感器和/和磨损模块，它转交瞬间磨损V_i(122)给中央处理单元105的轮闸。在选择适当的措施，提高轮闸的磨损值或降低轮闸的温度时，当前的工作状况127和/或由于制动器负载在各个轮闸出现的制动控制127从模块125内的制动设备的控制读入中央处理单元105。通过输入制动设备125的工作数据127，可以确定轮闸的一个瞬间的减速。制动设备也由轮闸组成。

除了操纵制动设备和/或轮闸外，也可以通过减低马达功率使车辆减速。为了估计修正马达控制的趋势，马达130的工作状况和/或它们的控制同样被读入中央处理单元105。在确定整个行驶状况时才能按照所述的措施进行确认。对于一个可能的抉择标准，为了决定车辆在哪个行驶状况，可以通过驾驶员和/或通过一个其它的，在车辆上有的转向控制部件，使用与转向135连接的转向要求137。除了转向要求，也可以例如通过一个ABS，ASR，ESP或一个ACC启功制动要求，辨别一个确定的行驶状况。

若安置在车辆里的部件在车辆运行时可以被用于接收能源，例如开动发电机，面对马达制动器，轮闸等，部件147的工作状态145同样会被接收作为判断参数，选择采取的措施。

有关蓄电池140的充电情况142的信息可以基于多种原因在中央处理单元105使用。蓄电池140与接收能源部件的连接，这样充电状况可以提高到最大充电载荷。此外，若可以用直接或间接电控制(例如通过一个电液或电机械制动器)在车辆里的轮闸的话，那么蓄电池140的充电状况142也可以在轮闸上产生最大的制动效果。

在中央处理单元105里内，被接收的参数和/或在车辆上现有的部件和被考虑的车辆部件的工作状况与阈值相比较，以便减低在各个轮闸上的磨损值和/或提高在轮闸摩擦对的温度。从不挥发的储存器190读出针对个别轮闸的温度SW_T，i，摩擦系数SW_μ，i和磨损SW_V，i的阈值。在安装车辆和/或更换轮闸和/或制动片时，例如在车间停留地点199或例行的服务地点199相应的阈值就被储存在这个不挥发的储存器190里。在中央处理单元105，根据被读入的参数和车辆部件的工作状况，这些已经可以作用在轮闸，进行间断式的检测。若在这些检测中确定，至少有一个轮闸的摩擦系数减低了，由此使制动性能减低，那么将根据在下面给出的图采取各种措施，在保持车辆的正常行驶的情况下，改善相关轮闸的制动性。此外，可以通过一个相应的设备160，把有关轮闸制动性减低的信息用光和声的方法告知驾驶员。这样驾驶员有可能按照实际状况驾驶。

若在车辆内使用附加在制动设备上的其它的部件，实现车辆的减速，可以减轻制动器的热负载和避免轮闸的摩擦系数被显著地减少。根据当时的行驶状况和车辆上的各个部件的工作状况，可以对摩擦传感器采取附加的单独的措施或交替对摩擦传感器采取单独措施使车辆减速。

在所设计的措施中，本实施例中涉及使用能量消耗的系统175。车辆的动能可以转变为电能，例如借助一个起动发电机，它作为发电机制动车辆。这个过程用蓄热概念说明。当蓄电池140或储能器已被装满的情况下，可以自动的接通附加的用电户，例如光和热，以重新获得能源。

另外可以通过修正马达的马达控制180关闭马达，由此降低了驱动，而使车辆减速。关闭马达的工作称之为马达制动。

通过在中央处理单元105内实施的间断式检测，可以检测一附加的“误中断”，例如一个同时控制的制动和气体踏板。可以分阶段减少或完全避免在制动要求的同时气体踏板向马达提出的驱动要求。当在某段时间内出现多次快速加速，然后制动的情况时也采用减少马达功率的方法。这可以避免制动器的过热，此时在一个限定时间内，电限制马达功率，制动器趋向热临界状态的方向。

减负个别轮闸的其它可能性是只在三个或两个轮闸上，分时再分配总制动力。由此可能，一个或两个轮闸分时完全减负，从而避免轮闸的过热。虽然在这一阶段工作的轮闸的过热速度大于所有轮闸同时工作的过热速度，然而通过轮闸交替工作，各个轮闸的最高温度是被减低了。原因在于在制动器不工作时有较大的表面放出热量(突出的片)。在使用一个电稳定程序(ESP)的条件下，轮闸交替工作也可以保持行驶稳定。总之，使用这个对策能避免轮闸的衰落，并减少低温时制动片的总磨损。此外，通过这个对策，可以把制动片的磨损匀衡地分配在所有的片上。结果是，延迟更换间距，节约维修成本。

除了交替地控制轮闸外，还可以把前轴制动器的制动力再分配在后轴的制动器上。在传统的制动设备中是这样分配前轴和后轴之间的制动力的，制动器在前轴上放置的制动功率要基本上要小于放置在后轴的制动功率。根据计算，在后轴上的制动器上装备的制动园盘和制动片小于在前轴上的制动器装备的园盘和制动片。在后轴上的制动器由于其制动园盘较小，所以热容量也较小。在实际的制动设备中，尤其在线路制动系统中，前后轴之间的制动力分配适合与实际的行驶状况，这样在制动器上一般温度的提高都发生在后轴。人们只是提高加大制动园盘来提高后轴上轮闸的热容量，这样可以减轻前轴制动器的负载，制动器总的来说是在较低的温度下工作的。

为了实施所述的修正制动控制的工作，把从中央处理单元105读出的相应的制动信号187输入到制动设备控制185内。然后在制动设备控制185，结合驾驶员和/或自动的制动系统(例如ESP，ABS，ACC，ASR，等)提出的制动要求，确定出相应的制动控制信号，对制动设备进行控制。

在图2的流程图表示，把所接收到的温度-，摩擦系数-和/或磨损参数与轮闸临界的阈值SW_T，i，SW_μ，i，SW_V，i相比较。为了减少制动衰落，进一步读入来自车辆部件制动设备125的工作状态127，132，137，142，147，马达或马达控制130，转向135，蓄电池140和接收能量系统145，以便提问，将部件控制到何种程度。

在图2开始计算后，制动要求F_B(112)在步骤200处被检测，制动要求是由驾驶员和/或由一个制动设备控制系统110提出的。若确定放置的标志F_B(也就是说F_B＝1)，那么将确定一个制动要求，继续用步骤210算法。若没有制动要求，也就是说，在步骤200确定不放置标志F_B(也就是说F_B＝0)，那么算法结束。在步骤210用相应的传感器和/或模块(115和/或120)，测出轮闸i的温度T_B，i(117)，摩擦系数μ_i(117)和/或磨损V_i(122)。磨损V_i(122)的值可以通过一个传感器120得到，也可以通过一个合适的磨损模块120得到。在随后的步骤220，把所得到的参数117或122与从不挥发的储存器190读出的相应的阈值SW_T，i和/或SW_μ，i和/或磨损SW_V，i相比较。阈值表示各自一个最大的允许值，在这个数值中，可认为制动衰落没有危险。在修正转送设备中，例如通过更换轮闸或制动片，可以要求新阈值。因此通过一个外部的储取199更新了在储存器190内的数据。

下面简化描述在图2中监视在轮闸I处的温度T_，i的算法。该算法也可用来监视相应的摩擦系数μ_i(117)和/或磨损V_i(122)。在监视磨损V_i(122)时可以附加监视各种磨损特征，各种阈值SW_V，I也可以放在储存器190里。

在步骤220，所得到的温度T_，i与读出的阈值SW_Ti比较。SW_T，i是表示所监视的摩擦对的一个临界温度。若没有超过这个临界温度SW_T，i，那么算法结束。若瞬间温度T_B，i仍在这个临界温度SW_T，i之上，那么在步骤230，用

                        Δt＝T_，i-SW_T，i

确定与阈值SW_B，I的温度差。在下面的步骤240，根据识别出的超过临界的边界温度SW_T，i，检查，可以实施哪个相反的措施来减低制动器温度T_，i，由此提高摩擦系数μ_i。判定选择哪个措施，例如可以是从属于温度差别Δt和/或一个前面确定的等级。

除了避免衰落，由于测出了总制动系统的状态，当然有理由，把制动系统的状态告知驾驶员，在要求非常强烈制动时作出相应的警示。尽可能的通过光学和/或声响警示，特别地也可以通过踏板触觉“恶化”(感触踏板行为)。为了达到一个确定的减速，在急速要求制动时，将一个较高的踏板力作为标准工作情况。

在采取措施时，可以进一步考虑所有轮闸的状况。所以可以看出，是否只是一个轮闸或是许多的轮闸超过或接近临界温度。存在回收能量的可能性，所以可以检测蓄电池的充电状况。还有充电容量的问题，车辆能量消耗系统可以将动能转换为电能，由此可以不依赖于摩擦制动器减速。可能的话，在蓄电池完全充满电时，可以由用户接通。为了行驶稳定，在直线行中的驶制动过程，适当采用某种程度的回收能量。可以从转向系统135获得关于车辆是在是直线行走还是曲线行走的信息。在与剩余的轮闸进行比较后，个别的轮闸负载超过标准时，主要是对个别的轮闸实施临时的卸载。减少马达功率和使用马达作为马达制动器在许多情况下也不会限制行驶的稳定性。一般对制动设备控制的修正是根据状况进行的，很少考虑到是改善制动能量消耗还是减低制动衰落。所以在曲线行驶时的制动期间，可以按照情况来修正制动力的分配。来自电稳定程序(ESP)的行驶动力信号对于了解状况是非常有利的，ESP目前在许多车辆已属于系列装备。它可以根据所了解到的行驶状况对制动力分配进行修正。

如前所述，下面特别介绍本发明回收能量的实施例，为此车辆相应装备系统元件，它使能量回收成为可能，接收车辆行驶的动能，并且将其转换成电能。通过这个转换附加摩擦制动和/交替使用摩擦制动使车辆减速。例如在装备(电-)混合驱动的车辆内，内燃机至少组合了一个电动机。这样在制动过程中，电动机可以电动机驱动。再者，由于所接收的机械(制动-)能可以通过电动机转换成电流。然后这个电流可以给蓄电池充电和/或供船使用(制动器能量再生)。这个方法的重要优点是使燃料消耗大为减低。

因为只能回收主动轮的制动能，所以尾部驱动的车辆只可利用后轴上的制动能。作用在后轴上的制动力分量将通过一个制动力分配器(BKV)确定。制动力分配在制动期间对于车辆的稳定是非常重要的。为了避免车辆离心，BKV通常必须确保无误，后轮不要在前轮前制动。人们一般追求一种在前轮和后轮上的非啮合使用相等的BKV，也就是说，制动载荷传给两个轴上轮载荷相同。后轮上的轮载荷越大，可利用的制动能就越大。然而在标准驱动器(前面马达，后面驱动)的车辆中，可利用的制动能相对较少。原因在于，对于相对较弱的马达，其前轴承担的负载显著大于后轴承担的负载。车辆前后俯仰振动，后轴随着减速的增加而急遽地减负。这将导致在理想制动力分配时，在每次减速后，能被回收的制动能少于总数的一半。为了尽可能的将更多的制动能分量转换为电能，当行车状况允许时，在一个修正的BKV中，把后轴上的制动力分量提高，超过理想BKV所得到的值。通过提高后轴上的制动力分量，将会有更多的制动能可用，车辆的燃料消费相应降低。注意，提高后轴上的制动力分量只是在带有避免阻塞的，例如一个抗阻塞系统(ABS)的车辆允许使用。由此看出，装备本发明的车辆是作为高质量的车辆，高于一个ESP。

装备标准驱动的车辆，前面有马达，后面有主动轮。这种车辆有一个适合再生制动能的静力学的轮负载分配(例如前面60％和后面40％)。动力学的轮负载将随着减速的增加而变坏，也就是说，不到一半的制动能可再生利用。

一种线路制动系统，例如可以用电液制动器(EHB)实现的，对制动能回收具有显著的优点，因为液体的和电的制动器协调可以相对简单。在这种系统中一般由一个微处理机承当对BKV的判断，借助为处理机通过一个修正现有的BKV-程序，本发明变得相对容易。

下面通过陈述本发明的其它的实施例，介绍一个适合于制动能再生的制动转矩分配。

图3展示在图1所示实施例的能量再生的实际情况的一种文件扩展名。模块305相应于中央处理单元模块105，储存器390相应于在图1所示的储存器190，里面可以放可用的数值。改变制动设备后修正数值是合理的。基于这个原因由外部存取器399进行修正成为可能。

借助中央处理单元305修改制动力分配，以便在能量消耗部件进行能量再生。由此可以这样设计，制动力分配独立于在本发明所述的实施例，向轮闸输送额定制动转矩，或在发明内积分制动力分配。在第一种情况，从车辆内的制动力分配340计算出的 额定制动转矩M_HL(342)，M_HR(344)，M_VL(346)，M_VR(348)读入中央处理单元305。其中下标H表示在后轮闸上的一个制动转矩，V为前轮闸上的一个制动转矩。再者下标L为车辆左侧的一个轮，R为车辆右侧的一个轮。修正制动转矩(362至368)将在确定一个合适的行驶状态的方案后，从中央处理单元305再次送到制动控制360。

为了修正各个轮上的制动转矩，各种数值(312，317，322，327，332)读入在中央处理单元305，这些数值是按照标准在车辆各种系统内产生的。其中例如涉及转向角L_w(312)，它已由转向控制310调节。这个转向控制310基于一个由驾驶员和/或由一个自动转向系统获得的转向要求可以产生转向要求。从偏移比值传感器315可以测出一个偏移速度V_gi(317)。再者可以通过相应的轮传感器320可以确定车辆的横向加速度a_y(322)。按照标准在车辆的各个系统325例如由轮转数传感器所测出的数值组成车辆速度V_Fahrzeug(327)。可用的轮制动功率P_max(332)将通过部件和车辆的驱动状况确定。对确定可用的轮制动功率的其它重要影响值是E-机械的效能和效率，齿轮效率和最大允许蓄电池电流以及轮闸的作用能力。一个相应的部件330，例如一个传动杆，考虑了这个影响数值，并提供了可用的轮制动功率P_max(332)。

用这些已测出的参数312，317，322，327，332获得最大可用后轴制动转矩：

                      M_max＝P_max /v_Fahrzeug

在车辆停止时，再生是不可能的，所以P_max＝0或M_max＝0。

考虑一个基本制动转矩M_grund，例如把它用于，在制动期间把制动片放在制动园盘上，在要求快速制动时节约时间，人们获得期望的制动转矩，例如对于后左轮

                       M^* _HL＝M_max/2+M_Grund

后右轮相应

                       M^* _HR＝M^* _HL

随着制动转矩的增加，特别是在轮后轴出现过制动危险增加。指定的ABS-调节必须根据公路和轮胎之间的摩擦系数把制动转矩或多或少的降下来。因为大量减低制动转矩需要大量时间来避免在后轮上的高制动转矩。所以通过可使用的摩擦负载K_μ_max来提高后轴制动力分量受限于：

M_HL ^**＝min(M_HL ^*，K_μ_max·F_N，HL·K_r_Rad)或

M_HR ^**＝min(M_HR ^*，K_μ_max·F_N，HR·K_r_Rad)

其中F_N，HL和F_N，HR表示动力的后左轮负载和后右轮负载，K_r_Rad表示动力轮半径。

出于安全考虑，在前轴要求一个最小制动转矩(M_VL和M_VR)。在后轴上的制动转矩为：

${M_{\mathrm{HL}}}^{***}=\min ({M_{\mathrm{HL}}}^{**},M_{\mathrm{HL}}+{K\_V}_{\mathrm{Mind}}\·\frac{M_{\mathrm{VL}}+M_{\mathrm{VR}}}{2})$

${M_{\mathrm{HR}}}^{***}=\min ({M_{\mathrm{HR}}}^{**},M_{\mathrm{HR}}+{K\_V}_{\mathrm{Mind}}\·\frac{M_{\mathrm{VL}}+M_{\mathrm{VR}}}{2})$

其中K_V_Mind的值可以处于0和1之间。K_V_Mind＝0代表一种在后轴没有实施提高制动力分量的措施的状态。前轴的制动力分量保持不变。相反，K_V_Mind＝1意味着前轴没被减速。

在曲线制动时，所示的提高后轴制动力分量的措施对行驶性能产生不良的影响。因为车辆的偏航反应取决于BKV，若导致制动力分量瞬间变化，车辆在一个曲线制动期间反应不同，对此驾驶员不能进行准确的计算。基于这个原因，期望的制动转矩M_HL ^****和M_HR ^***从M_HL ^***和M_HR ^***斜线状地减少到M_HL和M_HR(参看图5)，当横向加速度a_y(322)的数值大于一个可使用的K_a_y或当偏移速度v_Gi(317)的数值大于一个可使用的值K_v_Gi，或当转向角L_W(312)大于一个可使用的值K_L_W时：

                    |ay|＞K_ay

                   |vGi|＞K_vGi

                  |Lw|＞K_Lw。

斜面提高通过可使用的参数K_r_ab，根据

$\frac{\mathrm{dM}}{\mathrm{dt}}=K\_R_{\mathrm{ab}}$

确定。

在曲线制动后重新实施一个直线制动，这样所谓的横向动力条件消逝，转矩M_HL ^****或M_HR ^****随着K_R_auf的提高，从M_HL和M_HR斜面状地提高至M_HL ^***和M_HR ^***。

在修正后轴的制动力分量时，实施的措施只能是提高制动转矩，不能减少制动转矩。基于这个原因，所产生的期望的制动转矩M’_HL和M_HR受到M_HL和M_HR的限制，M_HL和M_HR由下式得到：

                      M‘_HL＝max(M_HL ^****，M_HL)，

                M‘_HR＝max(M_HR ^****，M_HR)

可以根据图5解释清楚在后轴上界定可行的额定制动转矩。在直线行驶期间使用修正过的额定制动转矩M_HL ^***或M_HR ^***，而在曲线行驶时动用原始的，由BKV所确定的M_HL或M_HR。修正过的额定制动转矩为上限值，而原始的额定制动转矩为调节轮闸转矩的下限值。在原始的，也就是未经修正的转矩连续适应修正过的额定制动转矩时，适应了的额定制动转矩M_HL ^****或M_HR ^****在这两个限定值M_HL ^***或M_HR ^***和M_HL或M_HR之间选择，注视在轮闸上的在转矩调节之间的一个连续过渡。通过这个连续地过渡防止了在控制上的意外的跳越，从而对行驶性能和稳定性造成不良的影响。

为了在制动力连续地移动到后车轴上时保持车辆减速不变，轮闸转矩地总量就必须保持不变。

          M_VA’＝M_HL+M_HR+M_VL+M_VR-M_HL′-M_HR′

适用于前轴制动转矩M_VA’

在设想两个前轮的磨损负载应相同，两个等式：

                  M_VA’＝M_VL′+M_VR′

                            和

$\frac{M_{\mathrm{VL}}\text{'}}{F_{N,\mathrm{VL}}}=\frac{M_{\mathrm{VR}}\text{'}}{F_{N,\mathrm{VR}}}$

适用于两个制动转矩M’_VL和M’_VR，其中F_N，VL和F_N，VR代表左边和右边前轮的动力轮负载。从这两个等式得出制动转矩M’_VL和M’_VR：

$M_{\mathrm{VL}}\text{'}={M_{\mathrm{VA}}}^{\′}\·\frac{F_{N,\mathrm{VL}}}{F_{N,\mathrm{VL}}+F_{N,\mathrm{VR}}}$

                            和

$M_{\mathrm{VR}}\text{'}={M_{\mathrm{VA}}}^{\′}\·\frac{F_{N,\mathrm{VR}}}{F_{N,\mathrm{VL}}+F_{N,\mathrm{VR}}}..$

方程可以两选一，目前制动转矩在左前轮和右前轮之间的分配应保持不变，也就是说：

$\frac{M_{\mathrm{VL}}}{M_{\mathrm{VL}}+M_{\mathrm{VR}}}=\frac{{M_{\mathrm{VR}}}^{\′}}{{F_{\mathrm{VA}}}^{\′}}$

                         和

$\frac{M_{\mathrm{VR}}}{M_{\mathrm{VL}}+M_{\mathrm{VR}}}=\frac{{M_{\mathrm{VR}}}^{\′}}{{M_{\mathrm{VA}}}^{\′}}$

由此得出两个前轮制动转矩

$M_{\mathrm{VL}}\text{'}={M_{\mathrm{VA}}}^{\′}\·\frac{M_{\mathrm{VL}}}{M_{\mathrm{VL}}+M_{\mathrm{VR}}}$

                         和

$M_{\mathrm{VR}}\text{'}={M_{\mathrm{VA}}}^{\′}\·\frac{M_{\mathrm{VL}}}{M_{\mathrm{VL}}+M_{\mathrm{VR}}}$

图4展示基于能量再生而进行修正制动转矩的示意图。在计算开始后在步骤400检测，是否提供了行驶状况和/或未进行能量再生而必要的车辆部件。如果没有，则计算结束。当两个条件满足，将在步骤410内按照上述方法对制动转矩进行修正，并继续向制动控制360输送。在步骤420检测蓄电池的充电情况。在此检测蓄电池最大载荷。存在这样可能性，把通过能量回收获得的能量储存在蓄电池里，这将在步骤430中实施。若发现蓄电池在最大充电点，或蓄电池已经到达它的最大充电状况，在步骤440车辆使用者进行控制，把回收的能量引出。这可以是例如车灯和/或车内暖气。

在其它实施例中，在步骤400已经可以检测，是否可以通过能量回给收蓄电池充电。当蓄电池仍有充电容量，那么就实施能量回收。另外还可以检测，是否除了蓄电池外还可以联系其它车辆使用者，把所获得的能量引开。

附图标记一览表

F_B       标志，表示一个制动过程

T_B，I     一个轮闸i的摩擦对温度

μ_i      一个轮闸i的摩擦对之间的摩擦系数

SW_T，i    轮闸i上的温度-阈值

SW_μ，i   轮闸i上的摩擦系数-阈值

SW_V，I    轮闸i上的磨损-阈值

112       制动要求F_B

115       在轮闸的摩擦对上的温度传感器和/或摩擦系数传感器

117       在摩擦对上的温度T_B，i和/或在轮闸i上的摩擦系数μ_i

120       在轮闸上的磨损模块和/或磨损传感器

122       各个轮闸的磨损值V_i

125       制动设备

127       制动设备的工作状态(制动功率，在各个轮闸上的瞬间减速)

130       马达控制

135，310  转向

137，312  转向角L_w

140       蓄电池

142       蓄电池状况

145       车辆内的能量消耗部件

145       能量消耗部件的工作状态

160       声和/或光警示

175       车辆内的能量消耗部件

180       马达控制

185       制动设备控制(还有制动力分配控制)

190       阈值储存器

199       车间/服务技术

315       估价车辆偏航速度系统

317       偏航速度V_Gi

320       估价一个轮胎横向加速度的轮胎传感器

322       轮胎横向加速度a_Y

325       估价车辆速度系统

327       车辆速度V_Fahzeug332   可用的轮闸功率P_Max

340       制动力分配(BKV)

342至348  BKV的额定制动转矩

362至368  修正了的额定制动转矩

Claims (12)

1.监视和控制一车辆的制动设备的方法，其中为进行监视操作测出代表至少一个轮闸的制动载荷的一个制动值，所述制动载荷代表至少一个轮的减速，

其中，在直线行驶时的制动期间，根据

—把已测出的制动值与至少一个规定的阈值进行比较的结果(220，400，420)，和

—行驶状态，和/或

—至少一个设于车内的车辆部件的工作状态，

来采取至少一项适当的措施，所述措施包括：

—修正至少一个轮闸的减速，和

—让车辆的整体减速恒定或不发生重大改变，和

—通过使用车辆的能量消耗部件(175)给轮闸减轻载荷

其中，将制动力分配从非传动轴的轮闸转移到传动轴的轮闸上，以便在能量消耗部件(175)上重新分配制动载荷。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于，根据

—转向角(312)，和/或

—偏移速度(317)，和/或

—横向加速度(322)

来识别直线行驶或曲线行驶。

3.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述适当的措施包括

—把至少一个轮闸上的制动载荷重新分布在车辆的其它轮闸上，和/或

—修正马达控制(182)。

4.根据权利要求1的方法，其特征在于，计算一个代表制动操作期间轮闸的承载值作为制动值，所述方法设置成测出

—一个代表轮闸上的至少一个摩擦对的温度的温度值(117)，和/或

—一个代表轮闸的摩擦对之间的摩擦系数的摩擦系数值(117)，和/或

—一个代表轮闸的制动片的磨损的磨损值(122)，

作为所述制动值，和/或，所述方法设置成测出

—轮闸的一个制动功率(127，332)，和/或

—轮闸的一个实际的减速，

作为所述制动值，由此可以测出轮闸载荷的瞬间变化。

5.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述方法包括，

—通过驾驶员和/或通过一个进行制动控制的车内的现有部件作出的制动要求(127，342-348)，和/或

—通过驾驶员和/或通过一个进行转向控制的车内的现有部件作出的转向要求(137，312)

而得到的瞬间状态作为所述行驶状态，

和/或，对所述车内的现有部件的控制和载荷进行可靠性检测以作为所述行驶状态。

6.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述车辆部件至少包括

—蓄电池(140)，和/或

—轮闸，和/或

—马达(130)，

其中所述方法设置成至少测出

—蓄电池的充电状况(142)，和/或

—轮闸的功能状况，特别是轮闸上的瞬间制动功率，和/或

—瞬间的马达功率(132)

以作为所述车辆部件的工作状态。

7.监视和控制车辆的制动设备的装置，其中设有为进行监视操作的机构(100，300)，所述机构(100，300)测出代表至少一个轮闸的制动载荷的一个制动值，所述制动载荷代表至少一个轮的减速，其中，所述机构(100，300)设置成在一种已识别的直线行驶时的制动期间，根据

—把已测出的制动值与至少一个规定的阈值比较的结果(220，400，420)，和

—行驶状态，和/或

—至少一个设于车内的车辆部件的工作状态

来采取至少一项适当的措施，所述措施包括：

—修正至少一个轮闸上的减速，和

—让车辆的整体减速恒定或不发生重大改变

—通过使用车辆的能量消耗部件(175)给轮闸减轻载荷，

其中，所述机构(305)设置成将制动力分配从非传动轴的轮闸转移到传动轴的轮闸上，以便在能量消耗部件(175)上重新分配制动载荷。

8.根据权利要求7的装置，其特征在于，根据

—转向角(312)，和/或

—偏移速度(317)，和/或

—横向加速度(322)

来识别直线行驶或曲线行驶。

9.根据权利要求7的装置，其特征在于，所述适当的措施包括

—把至少一个轮闸上的制动载荷重新分布在车辆的其它轮闸上，和/或

—修正马达控制(182)。

10.根据权利要求7的装置，其特征在于，计算一个代表制动操作期间轮闸的承载值作为制动值，所述机构(105，305)设置成测出

—一个代表轮闸上的至少一个摩擦对的温度的温度值(117)，和/或

—一个代表轮闸的摩擦对之间的摩擦系数的摩擦系数值(117)，和/或

—一个代表轮闸的制动片的磨损的磨损值(122)，

作为所述制动值，和/或所述机构(105，305)设置成测出

—轮闸的一个制动功率(127，332)，和/或

—轮闸的一个实际的减速，

作为所述制动值，由此可以测出轮闸载荷的瞬间变化。

11.根据权利要求7的装置，其特征在于，所述机构设置成测出

—通过驾驶员和/或通过一个进行制动控制的车内的现有部件作出的制动要求(127，342-348)，和/或

—通过驾驶员和/或通过一个进行转向控制的车内的现有部件作出的转向要求(137，312)

而得到的瞬间状态作为所述行驶状态，

和/或，所述机构设置成对所述车内的现有部件的控制和载荷进行可靠性检测以作为所述行驶状态。

12.根据权利要求7的装置，其特征在于，所述车辆部件至少包括

—蓄电池(140)，和/或

—轮闸，和/或

—马达(130)，

其中所述机构设置成至少测出

—蓄电池的充电状况(142)，和/或

—轮闸的功能状况，特别是轮闸上的瞬间制动功率，和/或

—瞬间的马达功率(132)

以作为所述车辆部件的工作状态。

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