CN106043292B - 用于运行机动车的制动系统的方法和装置，制动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于运行机动车，尤其是汽车的制动系统的方法，制动系统具有至少一个车轮制动器（1），其中，车轮制动器（1）具有可移动的制动活塞（6）和分别用于移动制动活塞（6）的驻车制动器的电动的第一致动器（7）和行车制动器的液压的第二致动器（5），其中，为了操作驻车制动器，电动的致动器（7）被控制，以便调整车轮制动器（1）的可给定的目标夹紧力。规定，如果通过第一致动器（7）最大可实现的夹紧力低于目标夹紧力，则第二致动器（5）被控制以提供一个附加夹紧力。

Description

用于运行机动车的制动系统的方法和装置，制动系统
技术领域
本发明涉及一种用于运行机动车，尤其是汽车的制动系统的方法，制动系统具有至少一个车轮制动器，其中，车轮制动器具有可移动的制动活塞和分别用于移动制动活塞的驻车制动器的电动的第一致动器和行车制动器的液压的第二致动器，其中，为了操作驻车制动器，电动的致动器被控制，以便调整车轮制动器的可给定的目标夹紧力。
此外本发明涉及一种相应的制动系统。
背景技术
开头所述类型的方法和装置原则上由现有技术中已知。现今的汽车在此期间常常具有车轮制动器，其具有组合的驻车制动器的功能。为此车轮制动器除了用于移动制动活塞的常规的液压致动器以外还具有用于移动该制动活塞的电动致动器。在操作行车制动器时制动活塞此时被液压地操作，而在操作驻车制动器时电动致动器被控制，以便调整从车轮制动器的制动块到汽车的所属的车轮的制动盘上的高的夹紧力。使用电动致动器用于驻车制动器的功能具有优点，电动致动器一般地是自锁地构造成的，由此一旦达到希望的目标夹紧力，就不必使用其它的能量来持久地保持该夹紧力。
发明内容
在按照本发明的用于运行机动车的制动系统的方法中，制动系统具有至少一个车轮制动器，其中，车轮制动器具有可移动的制动活塞和分别用于移动制动活塞的驻车制动器的电动的第一致动器和行车制动器的液压的第二致动器，其中，为了操作驻车制动器，电动的第一致动器被控制，以便调整车轮制动器的可给定的目标夹紧力，其特征在于，如果通过第一致动器最大可实现的夹紧力低于目标夹紧力，则第二致动器被控制以提供一个附加夹紧力，其中，在第二致动器被控制之前，自锁地构造成的第一致动器被去激活，其中，在对第二致动器的控制结束之前，第一致动器被重新控制。通过按照本发明的方法实现以下优点，即，即使在通过电动致动器没有能够提供希望的目标夹紧力的情况下，例如由于供使用的电能过小，仍然保证可靠地调整驻车制动器的功能。按照本发明为此规定，如果通过第一电动致动器最大可实现的夹紧力低于目标夹紧力，则第二致动器被控制以提供一个附加夹紧力。由此实现，以液压方式支持电动致动器，由此目标夹紧力是可以实现的或被达到。通过协调地控制第一和第二致动器，由此当第一致动器单独地不能够实现时，也保证可靠地达到目标夹紧力。
优选地规定，在第二致动器被控制之前，第一致动器，其自锁地构造成，被去激活。通过去激活或结束对第一致动器的控制，它的已经被提供使用的夹紧力通过自锁得到保持。该夹紧力然后单独地通过控制第二致动器被提高，而第一致动器保证，提供的夹紧力不被减小。
此外最好规定，在对第二致动器的控制被结束之前，第一致动器被重新控制。由此保证，当第二致动器被去激活或它的控制被结束时，维持由第二致动器提供的操作力。通过重新控制第一致动器，该第一致动器机械地继续移动并且适配于通过第二致动器达到的制动活塞的位置，由此当第二致动器被去激活时，至少第一致动器的自锁被阻止，使得液压地提高的夹紧力又被减小。
按照本发明的一个优选的扩展方案规定，最大可实现的夹紧力依赖于第一致动器的马达转速和/或第一致动器的马达电流来确定。尤其是在控制第一致动器期间监控第一致动器的马达转速和/或马达电流和尤其是观察转速变化。在此特别优选地规定，将马达转速和/或马达电流与一个相应的极限值比较。尤其是规定，当第一致动器的马达转速变得较低时，还在达到目标夹紧力之前，识别出，最大可实现的夹紧力低于目标夹紧力。相应地也将探测的马达电流与一个限定的极限值比较，并且当马达电流在达到目标夹紧力之前超过该极限值时，则识别出，可实现的夹紧力不对应于目标夹紧力并且低于目标夹紧力。此外优选地规定，确定马达电流梯度并且与一个限定的阈值比较。如果马达电流的升高在达到目标夹紧力之前下降到低于限定的阈值，那么识别出，最大可实现的夹紧力低于目标夹紧力。此外优选地规定，依赖于探测的马达电流形成一个电流-时间积分并且与限定的最大值比较。如果电流-时间积分在控制过程期间在达到目标夹紧力之前超过最大值，那么也识别出，可实现的夹紧力低于目标力。
按照本发明的一个优选的扩展方案规定，第二致动器被控制，以调整一个预先确定的附加夹紧力。尤其是规定，第二致动器被控制，以提供固定地调整的压力值，尤其是液压压力值。该压力值或预先确定的附加夹紧力在此不必一定与目标夹紧力相关联。最好规定，压力值或要调整的附加夹紧力导致至少达到，优选超过希望的目标夹紧力。由此保证始终有足够的夹紧力用于保持机动车在驻车位置上。通过预先确定附加夹紧力，规定，该附加夹紧力与目标夹紧力和当前可实现的夹紧力之间的差相独立地被预先给定。因此要求一个已经预先限定的压力水平，其与可实现的夹紧力处于多高或可实现的夹紧力与目标夹紧力处于多接近的情况无关。由此实现对车轮制动器的更简单和节省资源的操作。
优选地，夹紧力依赖于在第一或第二致动器的机械的和/或液压的作用链中的公差和/或空行程、至少一个运行温度、老化和/或效率来给定。由此在预先给定压力水平或夹紧力时考虑在致动器的相应的作用链中的老化现象、温度影响或类似情况。
按照本发明的一个优选的扩展方案规定，如果目标夹紧力被达到或超过，和/或如果制动活塞的目标运动行程被探测到，则结束对第二致动器的控制。第二致动器由此最迟在目标夹紧力被达到或在制动活塞已经克服一个预先给定的目标行程时被去激活，该目标行程保证达到或超过目标夹紧力。自这个时间点起，如果第一致动器被重新操作，以再次调整第二致动器，那么不必对制动系统增加其它的能量。
在按照本发明的用于运行机动车的制动系统的装置中，制动系统具有至少一个车轮制动器，其中，车轮制动器具有可移动的制动活塞和用于移动制动活塞的驻车制动器的电动的第一致动器和行车制动器的液压的第二致动器，和具有控制器，其为了操作驻车制动器控制电动的第一致动器，以便调整车轮制动器的可给定的目标夹紧力，其特征在于，控制器被专门地设置用于实施按照本发明的方法。由此得到已经提到的优点。其它的特征和优点由前述的内容中得到。
按照本发明的机动车的制动系统的特征在于按照本发明的用于运行机动车的制动系统的装置。由此也得到已经提到的优点。其它的特征和优点由前述的内容中得到。
现在应该借助于附图详细解释本发明。
附图说明
图1在简化的剖视图中示出汽车的制动系统，和
图2在流程图中 示出用于运行制动系统的方法。
具体实施方式
图1在简化的剖视图中示出机动车的制动系统，其包括车轮制动器1。车轮制动器1设计成盘式制动器并且为此具有制动钳2，其上安装制动衬片3，在制动衬片之间可以夹紧或夹住一个与汽车车轮抗扭转地连接的制动盘4。车轮制动器1设计成具有集成的驻车制动器的行车制动器。为此驻车制动器1具有液压致动器5和电动致动器7，它们两个被设计用于移动制动活塞6，以将制动盘4夹紧在制动衬片3之间。
液压致动器5如通常那样具有压力源和可操作的阀（在此处没有示出），其中，通过操作该阀可以将压力源与一个通过/由制动活塞6单侧地封闭的液压室连通/分开，以便使制动活塞6通过液压力的加载在制动衬片4的方向上移动。
电动致动器7具有可控制的电动马达8以及带有致动器元件10的致动器传动机构9。电动马达8的输出轴与致动器传动机构9连接。致动器传动机构由驱动主轴11形成，它与输出轴抗扭转地连接并且具有外螺纹，该外螺纹与可沿着驱动主轴11移动的致动器元件10的内螺纹共同作用。通过控制电动马达8使驱动主轴11进入旋转运动，并且使致动器元件10，其在此抗扭转地以主轴螺母的方式在制动钳2中被引导，沿着驱动主轴11移动。在此情况下，致动器元件10从一个释放位置可以移动到一个挤压位置，在该挤压位置上致动器元件10将制动活塞挤压向制动盘4并且由此压紧制动钳2。致动器元件10为此与制动活塞6同轴地并且在制动活塞6内布置。通常，液压致动器5在汽车运行中被控制用于引入和实施制动过程，而致动器7被用作停车制动器或驻车制动器。就此而言，车轮制动器1对应于一种具有集成的驻车制动器的常规行车制动器。
借助于图2以下应该解释一种用于运行车轮制动器1的有利的方法。首先在步骤S1中使制动系统运转。借助于按键或其它的标准，例如识别的机动车停止状态和马达断开，产生一个对车轮制动器1的要求，其导致或应该导致停车制动器的激活。在步骤S2中，在检测到要求之后致动器7或电动马达8被控制，以便将制动活塞6移动到压紧位置上。在此，电动马达8的马达电流的接通峰值是可以识别的。同时电动马达8加速。因为首先致动器元件10必须贴靠到制动活塞6上并且此外制动活塞6必须将制动衬片顶压到制动盘4上，因此首先进行致动器7的无负荷的运行。电动马达8就此而言首先在很大程度上在空载运行中运行。空载运行在此以必要的马达力矩定义，需要该马达力矩，用于克服这个自由行程或这些自由行程和维持用于移动致动器元件10的马达旋转。在经过全部自由行程之后，即当通过致动器元件10的进一步移动能够施加制动力时，夹紧力相应于主轴螺母或致动器元件10的进一步移动和制动钳2的刚性被建立。
在投入运转开始时此外还确定，何时致动器7的运行应该被停止。在此，预先给定一个目标夹紧力，其应该通过控制致动器7来实现。在此，例如依赖于汽车处于其上的行车道的当前的斜坡限定或计算一个目标夹紧力，其高到足够将汽车持久地保持在斜坡上。在控制电动马达8期间，之前和/或之后确定，电动马达8可以提供怎样的输出力矩，或通过控制电动马达8借助于停车制动器可以实现怎样的最大的夹紧力。电动马达的扭矩经由致动器传动机构9转换成平移的力，其然后作为夹紧力提供在衬片3和制动盘4之间。在正常情况下，当目标夹紧力通过调整的夹紧力达到时，该致动被停止。
就此而言，在随后的步骤S3中首先检查，是否最大可实现的夹紧力对应于目标夹紧力或超过目标夹紧力。在一定的条件下，例如在已经被强烈加热的电动马达8、电动马达8的小的车载电网供给电压、在电缆束或在输入线中的提高的接触电阻或基于多个所述状态的组合，可能发生，可电动输出的扭矩不足以实现目标夹紧力。这在本发明中如此识别出，即在目标夹紧力还没有达到的情况下，通过采取一个或多个以下的标准：
a）电动马达8的当前的马达转速下降到低于一个可预先给定的极限值。
b) 电动马达8的当前的马达电流超过一个可预先给定的极限值。
c) 马达电流的增加下降到低于一个可预先给定的阈值。
因此监控马达转速和/或马达电流，以便识别出，是否最大可实现的夹紧力对应于目标夹紧力或低于目标夹紧力。如果确定，由最大可实现的夹紧力不能够达到目标夹紧力，那么在随后的步骤S4中控制致动器7以提供液压力。首先致动器7被去激活。由于自锁地设计的有利的致动器传动机构9，制动活塞6保留在通过致动器7调整的位置上。这意味着，直到这时间点提供的夹紧力也是继续有效的。现在对致动器5实施要求，尤其是基于停车制动器或驻车制动器的要求，即提供一个预先限定的液压力或预先限定的制动力。在此情况下规定，要求一个预先限定的压力水平或一个预先限定的制动力或附加夹紧力。在此考虑公差，其由机电的或液压的作用链产生，其中考虑测量误差、老化、变量分布、效率、温度影响、在致动器7的功能范围中的最小保证的电压或类似因素。优选也考虑制动活塞的几何结构。对于致动器7的机电的链的典型的值例如可以为45bar和对于液压的作用链可以为15bar。由此与为了达到目标夹紧力已经缺少多少夹紧力无关，始终能够调整到一个60bar的目标压力。依据机电的致动器5或液压系统的调节质量的情况，30bar或100bar的目标压力也可以是必要或可能的。
在等待时间之后，直到提供液压力，在以下的步骤S5中致动器7被重新控制。由此现在液压的和机电的夹紧力叠加。当机械的力的提供，即对电动的致动器7的控制已经结束时，才在步骤S6中结束液压的压力提供。否则电动的致动器7必须重新完全地提供用于达到目标夹紧力的总的输出扭矩并且相对于被预加载的系统通过它的输出扭矩来工作，同时不会导致作用力的进一步增大。作为断开标准，有利地使用不同的标准：一方面可以依据必要的附加的夹紧力和提供的致动器7的夹紧力以及钳刚性以及制动钳2的刚性确定一个为了达到目标夹紧力必须通过制动活塞6还要经过的行程。此外如果先前限定的阈值或极限值之一依赖于马达转速和马达电流被达到，可以附加地或备选地结束控制。由此被确定的钳刚性的公差或行程估值被隐去或者说失效。
如果再次夹紧过程是必要的，以便事后提高夹紧力，那么有利地按照步骤S2至S6重新进行，以便将车轮制动器1再夹紧。
最好描述的方法通过专门为此设置的控制器12来实施，该控制器相应地控制致动器5和7。

Claims (8)

1.用于运行机动车的制动系统的方法，制动系统具有至少一个车轮制动器（1），其中，车轮制动器（1）具有可移动的制动活塞（6）和分别用于移动制动活塞（6）的驻车制动器的电动的第一致动器（7）和行车制动器的液压的第二致动器（5），其中，为了操作驻车制动器，电动的第一致动器（7）被控制，以便调整车轮制动器（1）的可给定的目标夹紧力，其特征在于，如果通过第一致动器（7）最大可实现的夹紧力低于目标夹紧力，则第二致动器（5）被控制以提供一个附加夹紧力，其中，在第二致动器（5）被控制之前，自锁地构造成的第一致动器（7）被去激活，其中，在对第二致动器（5）的控制结束之前，第一致动器（7）被重新控制。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，最大可实现的夹紧力依赖于第一致动器（7）的马达转速、马达电流和/或马达电流梯度来确定。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，第二致动器（5）被控制，以调整一个预先确定的附加夹紧力。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，附加夹紧力依赖于在第一致动器或第二致动器的机械的和/或液压的作用链中的公差和/或空行程、至少其中一个致动器（5，7）的运行温度、老化和/或效率来给定。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，如果目标夹紧力通过所述最大可实现的夹紧力和/或附加夹紧力被达到或超过，和/或如果制动活塞（6）的一个可给定的目标运动行程被达到，则结束对第二致动器（5）的控制。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述机动车是汽车。
7.用于运行机动车的制动系统的装置，制动系统具有至少一个车轮制动器（1），其中，车轮制动器（1）具有可移动的制动活塞（6）和用于移动制动活塞（6）的驻车制动器的电动的第一致动器（7）和行车制动器的液压的第二致动器（5），和具有控制器（12），其为了操作驻车制动器控制电动的第一致动器（7），以便调整车轮制动器（1）的可给定的目标夹紧力，其特征在于，控制器（12）被专门地设置用于实施根据权利要求1至6中任一项所述的方法。
8.机动车的制动系统，具有至少一个车轮制动器（1），其具有可移动的制动活塞（6）和用于移动制动活塞（6）的驻车制动器的电动的第一致动器（7）和行车制动器的液压的第二致动器（5），其特征在于，设有一种根据权利要求7所述的装置。
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