CN103153735B

CN103153735B - 用于机动车的车辆制动系和在解除驻车制动功能时控制车辆制动系的方法

Info

Publication number: CN103153735B
Application number: CN201180038143.6A
Authority: CN
Inventors: 迈克尔·施瓦茨; H·施密特
Original assignee: Lucas Motor Co ltd
Current assignee: ZF active safety Co., Ltd
Priority date: 2010-08-03
Filing date: 2011-07-07
Publication date: 2015-10-21
Anticipated expiration: 2031-07-07
Also published as: EP2601085A1; US20140144730A1; DE102010033273A1; US9340192B2; WO2012016621A1; EP2601085B1; CN103153735A

Abstract

本发明涉及具有液压可控的盘式制动器(10)的车辆制动系(100)，该盘式制动器具有用于启动驻车制动功能的电子机械式操作装置(34)，其中该车辆制动系(100)具有包括液压源(102)和多个可控的液压功能部件(114、120、122、124、126)的液压回路(112)，用于按照驾驶员的行车制动动作或行驶辅助系统的自动启动来液压控制盘式制动器(10)，其中车辆制动系(100)还具有控制装置，用于按照驾驶员的驻车制动动作或驻车制动功能的自动启动来控制该电子机械式操作装置(34)。在此为了避免驻车制动功能的突然解除而规定，该控制装置被设计成如此控制至少其中一个所述液压功能部件(128)，为了通过控制该电子机械式操作装置(34)解除驻车制动功能，盘式制动器(10)内的液压流体量被隔离并且可以在借助电子机械式操作装置解除驻车制动功能过程中在液压方面被用来产生预定的液压。

Description

用于机动车的车辆制动系和在解除驻车制动功能时控制车辆制动系的方法

技术领域

本发明涉及具有液压可控的盘式制动器的车辆制动系，该盘式制动器具有用于启动驻车制动功能的电子机械式操作装置，其中，该车辆制动系具有包括液压源和多个可控的液压功能部件的液压回路，用于按照驾驶员的行车制动动作或按照自动启动来液压控制该盘式制动器，其中，该车辆制动系还具有控制装置，用于按照驾驶员的驻车制动动作或按照自动启动该驻车制动功能来控制该电子机械式操作装置。本发明还涉及用于控制上述类型的车辆制动系的方法。

背景技术

从现有技术中公开了各种各样的车辆制动系。文献DE 10 2005 051 082 A1具体描述一种带有呈浮动卡钳盘式制动器形式的盘式制动器的车辆制动系。在这里设有包括两个在制动盘两侧对置的刹车衬片的刹车衬片组。其中一个刹车衬片贴靠浮动卡钳，而另一个刹车衬片可通过作动活塞以液压方式相对该浮动卡钳移位。在作动活塞承载液压后，使活动刹车衬片移动至制动盘。固定在浮动卡钳上的刹车衬片按照已知的方式通过浮动卡钳功能从另一侧被拉向制动盘，从而在两侧有制动力作用于该制动盘。

不过，除了早就公开的浮动卡钳功能外，现有技术还提出一种电子机械式操作装置。它被用于实现驻车制动功能。在相应的控制中，除了液压移位外，盘式制动器还能以机电方式来驱动。该电子机械式操作装置一般配备有自锁功能，因而当驻车制动功能被启动并且制动器被紧闸时，该系统保持在驻车制动状态中且不会自动脱离该驻车制动状态。由此保证了在停车后且在驻车制动器被拉上时始终保持该状态。随后，须克服自锁以解除驻车制动功能。

但事实表明，如果要借助电子机械式操作装置来克服自锁，则在解除驻车制动功能时会出现问题。其原因是，驻车制动功能在达到或者超过为克服自锁所需要的驱动力时突然或者说一下子解除。驾驶员对此感到的是驻车制动器突然松开，这可能在起步过程中让人感到不太舒适，尤其是当起步过程是下坡完成时。在驻车制动器突然解除时出现相应大的加速度，该加速度因斜坡溜车力被增大。为避免于此，驾驶员必须以主动踩刹车来应对。

发明内容

本发明的任务是提供上述类型的盘式制动器，其中可以非常有效地阻止驻车制动功能的突然解除。

该任务将通过上述类型的盘式制动器来完成，在此规定，该控制装置设计用于如此控制至少其中一个所述液压功能部件，即，为了通过控制该机电驱动来解除驻车制动功能，存在于该盘式制动器内的液压流体量可以在借助该电子机械式操作装置解除驻车制动功能的过程中被液压隔离或者说液压锁闭，以产生预定的液压。

即，本发明规定，在解除驻车制动功能之前，存在于该液压回路或者说该盘式制动器内的液压流体量被隔离。当通过电子机械式操作装置的启动来解除驻车制动功能时，在盘式制动器内的流体量减小，结果，建立了一定的液压。就是说，如果在解除驻车制动功能时建立足以克服自锁的驱动力，则驻车制动器首先一直松闸，直到盘式制动器的作动活塞可以说被存在于盘式制动器内的液压抵住。就是说，盘式制动器可以在自锁被克服时没有突然完全松闸，而是因为由被隔离的或者说被锁闭的液压流体量所确定的存在的液压压力而还被保持在液压紧闸状态。如果随后被隔离(被锁闭)的液压流体量被逐步地、连续地或依据某特性曲线可控地释放，则驻车制动功能可被柔和地解除，这最终避免了突然的动作。如果驾驶员例如下坡起步，则驻车制动功能的这种柔和解除可以阻止车辆突然加速。

本发明可以规定，该液压回路具有多个可控阀，用于选择性地在车辆制动系的各个盘式制动器内如上所述地在解除驻车制动功能时通过隔离液压流体量来建立液压。通常，这些阀在脚踏制动器范围内按照打滑控制系的规定条件来控制。本发明可以与此相关地规定，可如此通过该控制装置来控制所述阀，即，只有该车辆制动系的、设计成具有机械式操作装置的那些盘式制动器被液压隔离。它们一般是在后轮上的盘式制动器。

如上所述，根据本发明，可以将该控制装置设计为具有打滑控制功能。此时可以规定，用于解除驻车制动功能的液压流体量可以借助至少一个对应于打滑控制功能的阀来隔离。该阀例如可以是制动回路截止阀或打滑控制系的ABS入口阀。

本发明还涉及一种上述类型的用于控制车辆制动系以解除驻车制动功能的方法，包括以下步骤：

－检测用于解除已启动的驻车制动功能的指令；

－通过控制该液压回路来隔离存在于盘式制动器内的液压流体量，以便在解除驻车制动功能时在该盘式制动器中施加液压压力，

－启动该电子机械式操作装置来解除驻车制动功能，和

－释放该液压流体量。

在本发明方法中可以规定，液压流体量释放按照规定的或可变的变化率来进行。该变化率例如可以被存在车辆或车辆制动系的电子控制装置中。但它也可以是各种各样的变化率或特性曲线族，其根据当前运行状况确定液压流体量的释放过程。具体来说，液压流体量释放可以经过一段较长或较短的时间并按照线性的、递增的或递减的变化过程来进行。

与此相关，可以在本发明方法中规定，该变化率可按照某些参数来调节，尤其根据表示起步过程的参数。具体而言，可以规定，该参数包括油门踏板操纵的或/和离合器操纵的或/和驱动马达转速的或/和驱动马达力矩的或/和道路坡度的当前值或/和时间变化曲线。

附图说明

以下将结合附图来举例描述本发明，其中：

图1是本发明车辆制动系的线路图，在此示意示出了用于前轮的盘式制动器和用于后轮的盘式制动器；

图2是根据图1的后轮用盘式制动器及相应的驻车制动器的局剖细节图；

图3是在输入液压液后解除驻车制动功能的控制情况下的图1的线路图；

图4是用于阐述本发明工作方式的曲线图。

具体实施方式

图1示意示出了用于本发明车辆制动系100的线路图。该车辆制动系包括压力源102，该压力源设计成具有制动增力器104、储蓄容器106、主制动缸108和可由驾驶员操作的刹车踏板110。压力源102与液压制动回路112液压连通。该液压制动回路具有可由马达控制的泵114以及蓄压器116。人们还看到两个盘式制动器，即，一个用于后轮的盘式制动器10和一个用于前轮的盘式制动器11。

每个盘式制动器10、11配有可通过控制装置(未示出)来控制的多个阀118、120、122、124。人们还能看到入口阀126和128，它们允许液压制动回路112与可由驾驶员操作的压力源102液压脱离开。

就行车制动功能而言，示意所示的车辆制动系100按照本身已知的方式来工作。未示出的控制装置还提供打滑控制功能，以便能执行防抱死控制(ABS)、驱动打滑控制(ASR)、行驶动态控制(ESP)以及例如用于自适应巡航控制(ACC)的自动制动。

以下将具体介绍在后轮上的盘式制动器10的结构以便更好理解。

图2以局剖视图示出了本发明的盘式制动器10。它包括通过制动器底板(未示出)以常见方式浮动安装的制动卡钳12，该制动卡钳横跨与车轮抗转动连接的制动盘14。在制动卡钳12内设有刹车衬片组，其具有贴靠制动卡钳12的刹车衬片16和贴靠作动活塞22的刹车衬片18。两个刹车衬片16和18彼此相向并且在图2所示的松闸位置以小间隙设置在制动盘14的两侧，从而没有出现值得注意的剩余摩擦力矩。活动刹车衬片18通过刹车衬片座20安置在作动活塞22上，以便共同运动。作动活塞22可移动地安置在制动卡钳12内的圆柱形空腔24里。在空腔24的靠近制动盘的区域内设有环绕的容纳槽26，环形密封件28容纳在其中。人们还能看到，作动活塞22在其在图2中靠左的朝向制动盘14的一端具有环绕的护套30，它阻止脏东西进入在“作动活塞22”与“限定出制动卡钳12的容纳空腔24的环绕壁”之间的区域。

在图2中还能看到作动活塞22是空心结构的。在该作动活塞中容纳有电子机械式操作装置34的施压件32。电子机械式操作装置34包括具有电动机和传动装置的驱动总成36。驱动总成36的输出轴38驱动一个通过推力轴承40来支承的驱动轴42，该驱动轴通过螺纹容纳在施压件32的螺纹承槽44中。

施压件32在其在图2中靠左的、朝向制动盘14的区域内具有锥形部分46，该锥形部分可以抵接作动活塞22的形状互补的锥形内表面48。在图2所示的松闸位置上，在两个锥形面46和48之间有间隙。

如果现在通过刹车踏板由驾驶员或自动地通过行驶辅助系统(例如ACC或具有上下坡辅助功能的坡道起步辅助系统)或安全系统(例如ESP)液压操作该制动器，则按照本身已知的方式在内腔24里建立液压，从而使作动活塞22沿纵轴线A在图2中左移。结果，刹车衬片18利用浮动卡钳组件按照本身已知的方式被压迫到制动盘14上，同时，刹车衬片16通过制动卡钳12的相应移动在制动盘14的另一侧被拉向制动盘。

通过给内腔24施加处于压力的液压液，使作动活塞22在图2中沿纵轴线A向左移动，从而出现制动作用。在加载压力的作用下并通过作动活塞22的运动，径向靠外的密封件28弹性变形进入坡口形缺口29的区域中。

如果现在例如通过放开刹车踏板或停用行驶辅助系统或行驶安全系统来降低在制动卡钳12的内腔24中的液压压力，则密封件28又可以弹性卸载并处于其根据图2的初始形状。就是说，它在其弹性卸载范围内因相对摩擦接触又将作动活塞22从作动位置回撤，因而使该盘式制动器处于其初始状态。这对应于本身已知的回退功能(Rollback-Funktion)，该功能在常见的制动器中通过在作动活塞22的外周面上的外密封28获得。

就驻车制动功能启动而言，分两种情况：只要在盘式制动器10的内腔24里没有液压且没有预紧作动活塞22，则根据本发明，只控制电子机械式操作装置34来启动驻车制动功能。但如果在盘式制动器10上有液压压力且预紧了作动活塞22，例如因为驾驶员在启动驻车制动功能之前已踩下了刹车踏板或进行了自动制动，则因为行车制动而存在于内腔24中的压力状态被充分用于启动驻车制动功能。

此时，控制电子机械式操作装置34。在电子机械式操作装置34的作用下，使施压件32前移，直到消除该间隙并且锥形面46贴靠在作动活塞22内部的相应的锥形面48。由此实现了，作动活塞22通过施压件32和推力轴承40轴向支承在制动卡钳12的壳体上。随后，施压件32使作动活塞22进一步前移，以获得期望的驻车制动作用。

驻车制动状态因为施压件44的位置和所述自锁(例如通过轴42和承槽44之间的自锁传动)来保持。压迫到制动盘14上的刹车衬片16、18通过施压件32来支承。

如果现在又要解除驻车制动状态，则处于自锁状态的电子机械式操作装置34被控制。在图4中结合多条曲线具体示出了驻车制动状态解除过程，其中，曲线K₁(点状线)表示用电子机械式操作装置产生的拉紧力，曲线K₂(点划线)表示通过隔离液压液产生的拉紧力，曲线K₃(虚线)表示当前存在的总拉紧力。

如图4所示，在时刻Τ₁通过启动电子机械式操作装置34根据曲线K₂来解除驻车制动功能，隔离了内腔24中的液压流体量，其中制动回路截止阀128被关闭，如图3所示。由此，首先保持存在于内腔24里的液压压力。如果现在电子机械式操作装置34被进一步控制，则它在时刻T₂达到能克服上述自锁的操作力。随后出现驻车制动功能的解除。

一旦自锁被克服，则该系统在电子机械式操作装置34作用下倾向于相对快速地解除。但是，借助本发明没有出现不希望有的猛的或突然的解除过程，这是因为存在于内腔24中的液压压力阻止了作动活塞22突然回撤运动。可以说，作动活塞被在内腔24里锁闭的液压流体量和所存在的液压压力抵挡住，就像由曲线K₃变化过程所示出的那样。换句话说，液压液可通过关闭制动回路截止阀128(TC-Iso)先被锁闭(隔离)。可选地，也可以关闭对应于盘式制动器11的入口阀124(ABS-Iso)，如图3所示。就是说，尽管自锁被解除了，但驻车制动作用在液压方面一定程度上得到保持。于是，从时刻T₃起，这种在液压方面被保持的驻车制动功能可根据当前运行状况或快或慢地消失。为此，制动回路截止阀128(TC截止阀)可以按照规定的或可变的特性曲线来控制并被相应打开。根据所述打开，被锁闭的液压油被释放，因而消除所存在的液压，直到在时刻T₄不再有制动力。该特性曲线可以根据某些当前参数例如像油门踏板操作或/和离合器操作或/和刹车踏板操作的当前值或变化曲线来改变。其它参数可以是驱动马达的当前转速或当前转矩或道路坡度。

由此可以使驻车制动功能的解除适应于当前运行状况。因此，例如可以在上坡起步操作时比在下坡起步操作时快速许多地解除驻车制动器。该特性还可以通过行驶状况来改变，例如根据驾驶员多用力踩下油门踏板或者驾驶员多快速地松开离合器。

Claims

1.一种包括液压可控的盘式制动器(10)的车辆制动系(100)，其具有用于启动驻车制动功能的电子机械式操作装置(34)，

其中，该车辆制动系(100)具有包括液压源(102)和多个可控的液压功能部件(114、118、120、122、124、126)的液压回路(112)，用于按照驾驶员的行车制动动作或根据自动启动来液压控制该盘式制动器(10)，

其中，该车辆制动系(100)还具有控制装置，用于按照驾驶员的驻车制动动作或者驻车制动功能的自动启动来控制该电子机械式操作装置(34)，

其特征是，

该控制装置设计用于如此控制至少其中一个所述液压功能部件(128)，即，为了通过控制该电子机械式操作装置(34)来解除驻车制动功能，能够在借助该电子机械式操作装置解除驻车制动功能的过程中在液压方面隔离存在于该盘式制动器(10、11)中的液压流体量，以产生预定的液压压力，其中，液压流体量的释放是按照规定的或可变的变化率来进行的。

2.根据权利要求1所述的车辆制动系(100)，其特征是，该液压回路(112)具有多个可控的阀(118、120、122、124、126、128)，用于选择性地给该车辆制动系(100)的各个盘式制动器(10、11)施加液压压力或者在液压方面进行隔离。

3.根据权利要求2所述的车辆制动系(100)，其特征是，这些阀(118、120、122、124、126、128)能够通过该控制装置来如此控制，即，只有该车辆制动系(100)的设计成具有所述电子机械式操作装置(34)的那些盘式制动器(10、11)才能够被液压隔离。

4.根据权利要求1所述的车辆制动系(100)，其特征是，该控制装置设计成具有打滑控制功能。

5.根据权利要求1所述的车辆制动系(100)，其特征是，该液压回路(112)具有多个可控的阀(118、120、122、124、126、128)，用于选择性地给该车辆制动系(100)的各个盘式制动器(10、11)施加液压压力或者在液压方面进行隔离；并且该控制装置设计成具有打滑控制功能。

6.根据权利要求5所述的车辆制动系(100)，其特征是，该液压流体量能够借助至少一个对应于该打滑控制功能的阀来隔离。

7.一种用于控制根据权利要求1所述的车辆制动系以解除驻车制动功能的方法，该方法包括以下步骤：

-检测用于解除已启动的驻车制动功能的指令，

-通过控制该液压回路来隔离存在于盘式制动器内的液压流体量，以便在解除驻车制动功能时在该盘式制动器内施加液压压力，

-启动该电子机械式操作装置以解除该驻车制动功能，和

-释放该液压流体量，

其特征是，液压流体量的释放是按照规定的或可变的变化率来进行的。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征是，该变化率能够根据某些参数来调节。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征是，所述参数包括：油门踏板操作的当前值或时间变化曲线、或离合器操作的当前值或时间变化曲线、或驱动马达转速的当前值或时间变化曲线、或驱动马达力矩的当前值或时间变化曲线、或道路坡度的当前值或时间变化曲线。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征是，所述参数包括：油门踏板操作的当前值和时间变化曲线、离合器操作的当前值和时间变化曲线、驱动马达转速的当前值和时间变化曲线、驱动马达力矩的当前值和时间变化曲线以及道路坡度的当前值和时间变化曲线。

11.根据权利要求8所述的方法，其特征是，所述参数是表示起步过程的参数。