CN106660538B - 用于机动车的制动方法和用于制动方法的控制装置 - Google Patents

用于机动车的制动方法和用于制动方法的控制装置 Download PDF

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Abstract

提供一种用于机动车的制动方法，机动车具有至少一个前轮和至少一个后轮，其中，在前轮和后轮处设置可液压地操作的制动器并在后轮处设置自动驻车制动器(1)。本发明的任务是，提供一种制动方法，通过该制动方法尤其在紧急制动情况下可以尽可能快速地建立起最佳的制动压力，其中，该系统应该尽可能成本有利地实现。为此在制动方法的引发阶段的第一步骤中，前轮通过可液压地操作的制动器制动和后轮仅仅通过自动驻车制动器制动。

Description

用于机动车的制动方法和用于制动方法的控制装置
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的制动方法和一种用于制动方法的控制装置。
背景技术
近几年中自动驾驶越来越自动化。这种自动化的一部分尤其也在紧急状况情况下的干预的领域中进行。这例如是这样的状况，其中驾驶员被分心或者达到它的驾驶极限。在这种情况下例如机动车在即将发生的碰撞时被自动地制动，以便尽可能早地、尽可能多地减小动能。首先通过相应的传感器装置识别紧急状况；然后一般地通过ESP(电子稳定程序)承担实施紧急制动，因为ESP能够在机动车的每个车轮处自主地建立需要的制动压力。
但是在常规的系统中，机动车通过行车制动器（常用制动器）被纯粹液压地制动。为了尽可能快地建立最佳的(最大的)制动压力，液压系统要相应地设计尺寸，这可以引起高的成本。
发明内容
因此本发明的任务是，提供一种制动方法和一种用于制动方法的控制装置，借此可以尤其在紧急制动情况下尽可能快地建立最佳的制动压力，其中，该系统应该尽可能成本有利地实现。
这个任务通过一种制动方法和一种用于制动方法的控制装置解决。本发明的扩展方案在以下说明中给出。
按照本发明提供一种用于机动车的制动方法，机动车具有至少一个前轮和至少一个后轮，其中，在前轮处和在后轮处设置可液压地操作的制动器和在后轮处设置自动驻车制动器，其中，在制动方法的引发（触发）阶段的第一步骤中在前轮处借助于施加在可液压地操作的制动器上的液压的制动压力产生制动力和在后轮处仅仅借助于自动驻车制动器的电执行器产生制动力。对此应该理解为，后轮仅仅借助于驻车制动器制动。在这个步骤中不提供液压的制动压力的建立。因此用于建立液压的制动压力(尤其ESP系统的泵功率)的总的潜力可以被用于在前轮处产生制动力。应该补充地指出，当然在机动车中也可以存在多个前轮，尤其两个前轮，和/或多个后轮，尤其两个后轮。相应地，按照本发明，在引发阶段的第一步骤中，后轮–或者说后轴-仅仅借助于驻车制动器制动以及总的潜力被用于在前轮或者说前轴处建立液压的制动压力。在此情况下每个车轮可以装备一个自己的可液压地操作的制动器。
关于产生制动力理解为不仅建立而且保持以及改变或调整制动力。在借助于液压的制动压力操作可液压地操作的制动器的情况下，尤其在产生制动力的范围中，也可以被谈及的是被液压地操作的制动器。
因此总的泵功率可以仅仅被用于在前轮(或多个前轮或前轴)处产生制动力。在此情况下要说明，前轮(或多个前轮或前轴)对于在向前行驶中的机动车纵向运动的减速是至关重要的并且是对减速潜力的主要贡献。此外可以通过液压系统建立非常高的压力。例如在紧急状况(紧急制动)中的自动化的制动干预可以以这种方式显著更快地实现。总的制动潜力也被提高，因为第二独立的致动器(自动驻车制动器)支持制动调节干预。以这种方式提高自动的制动干预的可靠性。
对于具有足够高的、关于液压系统(制动系统)的有效功率的机动车，可以降低系统成本。例如可以减小液压有效功率，这带来成本的节省。这些优点尤其由此实现，使用第二独立的致动器，以支持液压致动器(ESP)。
有利地，在制动方法的引发阶段的位于后面的第二步骤中，为了产生制动力，一旦在前轮的可液压地操作的制动器处已经达到限定的制动压力，在后轮的可液压地操作的制动器处附加地建立液压的制动压力。制动压力在此可以有利地由此限定，即在这个压力下前轮的可液压地操作的制动器转移到ABS调节中。
有利地，在制动方法的引发阶段的另一个位于后面的第三步骤中，一旦在后轮的可液压地操作的制动器中已经达到限定的制动压力，在前轮处的制动力和在后轮处的制动力仅仅借助于在可液压地操作的制动器中的液压的制动压力产生。制动压力然后在此情况下有利地由此限定，即建立的制动压力大到足够单独地提供后轮的需要的制动力。
借助于制动系统的引发阶段的三个步骤，制动有利地逐步地被移交给液压制动系统。这实现液压制动系统的集中，也就是说可产生的压力潜力被集中到用于引发阶段的第一步骤的前轮上。由此尤其实现在前轮处最快速地建立液压的制动压力。
自动化的制动在描述的制动方法的引发阶段中被触发，在该引发阶段之前设置一个准备阶段，它尤其有三个步骤“对可液压地操作的制动器填充液压流体以及将制动衬片贴靠到制动盘上”以及“传递(也就是说驶过，或克服)自动驻车制动器的空程间隙和空气间隙”和“保持阶段，在该保持阶段中贴靠的制动衬片和被填充的可液压地操作的制动器被保持在激活的位置上”。
有利地，前轮和/或后轮的可液压地操作的制动器的制动衬片在制动方法的位于引发阶段前面的准备阶段中的一个步骤中被贴靠到前轮和/或后轮的可液压地操作的制动器的制动盘上。由此可以在需要时通过液压的制动器尽可能快地在制动衬片和制动盘之间产生夹持力。
有利地，在制动方法的准备阶段的另一个步骤中自动驻车制动器的空程间隙和/或空气间隙被克服，以便可以在需要时尽可能快地在制动衬片和相应的制动盘之间产生夹持力。
有利地，制动衬片这样地贴靠到制动盘上，由此基本上不传递（产生）制动力或在此情况下传递的制动力尽可能的小，以便不产生对机动车的过早的，即非人愿的或/和非受控制的制动。
在描述的制动方法的引发阶段中自动化的制动被触发，在该引发阶段的后面设置结束阶段。
有利地，在制动方法的位于后面的结束阶段中区分不同的状况-它们在结束阶段的时间点处存在-和相应地针对它们调整制动方法。在第一状况中，尤其如果机动车停止，机动车被液压地保持并且在限定的时间间隔之后被移交给自动驻车制动器，以便使机动车持久和可靠地驻车。在一个备选的状况下，尤其如果机动车在运动中，可液压地操作的制动器被释放和机动车(也就是说控制机构和机动车的控制器)被移交给驾驶员。这例如可以在中断紧急制动的情况下通过驾驶员实施。在另一个备选的状况中，尤其如果发生碰撞，通过液压的制动器保持的机动车被移交给自动驻车制动器，以便使机动车持久可靠地保持静止。
有利地，在制动方法的范围中制动力产生自动化地进行，以便与机动车司机的干预相独立地实现制动力的产生。
有利地，制动方法是一种紧急制动方法，一旦在制动方法的识别阶段中存在和/或识别出用于紧急制动状况的预先确定的指示信号（Indikatoren），该紧急制动方法就被引入。在此情况下识别阶段有利地位于准备阶段前面。
有利地，该制动方法被用在一种在运动中的机动车中，尤其在一种通过机动车司机在运行中的机动车中。
此外设置一种控制器，它被设置用于描述的方法并且具有实施描述的方法的机构。此外提供一种对应的自动驻车制动器，它有利地是一种“马达在制动钳上”制动系统。
本发明的其它的特征和有用性由借助于附图对实施例的描述中给出。
附图说明
图中示出:
图1是以“马达在制动钳上”的结构方式的自动驻车制动器的示意剖视图；
图2是压力-容积特征线(车轮制动器)的典型的变化曲线；
图3是马达电流和夹持力在时间上的变化曲线；和
图4是按照本发明的实施方式的自动驻车制动器的夹持力变化曲线以及在前轴或后轴的车轮上的制动压力(ESP)。
具体实施方式
图1示出用于机动车的自动的(自动化的)驻车制动器(停车制动器)1的示意剖视图，其可以借助于目前由直流马达构成的致动器2(制动马达)施加用于停止机动车的夹持力。致动器2驱动在轴向上支承的主轴3，尤其是丝杆3。在其与致动器2背离的端部处，主轴3配有主轴螺母4，主轴螺母在自动驻车制动器1的压紧的状态下顶压在制动活塞5的内端面上或背面上。在致动器2的旋转运动和产生的主轴3的旋转运动期间，主轴螺母4被在轴向上移动。主轴螺母4和制动活塞5被支承在制动钳6中，制动钳以钳子的方式夹持制动盘7。在制动盘7的两个侧面上分别布置一个制动衬片8，8'。在自动驻车制动器1的压紧过程的情况下电动马达(致动器2)旋转，由此主轴螺母4以及制动活塞5在轴向上被朝着制动盘7运动，以便在制动衬片8，8'和制动盘7之间产生预先确定的夹持力。自动驻车制动器1例如作为“马达在制动钳上”系统被结合到行车制动器中；在行车制动期间在制动衬片8，8'和制动盘7之间的预先确定的夹持力被液压地建立。
对致动器2的控制借助于控制单元9实施，该控制单元例如可以是行驶动力学系统的控制器，如ABS(防抱死系统)，ESP(电子稳定程序)或其它的控制器，例如EHB(电液压的制动器)。
以下参见图描述本发明的实施方式。
按照本发明，尤其在紧急制动或在紧急状况中的自动化的干预情况下，在机动车的前轴或前轮的制动器上的制动力首先被纯液压地，尤其通过ESP，建立。在机动车的后轴或后轮的制动器上的制动力的产生首先通过自动驻车制动器1承担，也就是说通过自动驻车制动器的执行器机电式地产生。通过ESP和自动驻车制动器1的这种系统联合实现功率增益，因为两个系统，即使相互是独立的，能够建立导致机动车减速的制动力矩。通过ESP建立液压的制动压力和通过自动驻车制动器1产生夹持力，它作用在制动衬片8，8'和对应的制动器的制动盘7之间。
通过合适的阀控制机构可以将ESP的液压泵的总输送功率用于在前轴的制动器处建立制动压力。以这种方式可以非常更快速地实现在前轴的制动器处建立制动压力。在车轮上或在对应的摩擦衬片8，8'和制动盘7之间作用的液压夹持力Fklemm,hyd可以通过以下的方程式计算:
Fklemm,hyd= pRad*Ακ，
其中，pRad是液压的车轮制动压力和AK是制动活塞5的活塞面积。
从在图2中的压力-容积-曲线图可以看见，在前轴的制动器中每单位时间输送的容量(制动液)越多，制动压力的建立就可以越快。在图中的函数f1因此首先递减地增大和然后过渡到一个线性增大的函数。机动车的前轴对于在向前行驶中的机动车的减速是至关重要的，由此动态的车轮负荷分布借助于前轴可以比借助于后轴传递高得多的制动力。
为了能够利用系统的优化的有效功率，必须保持致动器功能的有意义的顺序，也就是说必须实施执行器(ESP的液压泵，自动驻车制动器1的致动器2)的协调的控制，因为两个制动系统在各单个运行点上具有优点和缺点。
在图3中示出自动驻车制动器1的马达电流曲线(函数f2；单位:安培[A])和夹持力曲线(函数f3，单位: 千牛顿[kN])。在区域1)中自动驻车制动器1的致动器2被通电流并且它开始转动和驱动主轴3。由于这个原因，在此处在函数f2中可以识别一个峰值(高于16安培)。夹持力在此处还不存在，因此函数f3在这个区域中具有值零。在区域2)中自动驻车制动器1的空行程（自由行程）或空气间隙被克服。为了与制动活塞5进入接触，主轴螺母4通过主轴3的旋转必须克服的间距被称为空行程。在机动车的盘式制动设备中在制动衬片8，8'和制动盘7之间的间距被称为空气间隙。这个过程相对于自动驻车制动器1的总控制(区域1)至3))一般地持续相对长的时间。在区域2)结束处或在区域3)中制动衬片8，8'被贴靠到制动盘7上和开始力的建立，由此不仅马达电流的函数f2而且夹持力的函数f3增大。
在自动驻车制动器1的支持下的紧急制动的过程在图4中示出并且在以下详细描述。
在图4中绘出在时间[s]上的自动驻车制动器1的夹持力(函数f4；单位:千牛顿[kN])(上方)和在前轴(函数f5；单位:巴[bar])或后轴(函数f6；单位:巴[bar])上的制动压力(ESP)(下方)。在图4中的两个曲线图的各自的纵坐标以及垂直虚线分别标明各个在以下描述的阶段或方法步骤的开始。首先示出制动方法的识别阶段P1(也称为观察阶段)。在识别阶段中存在或识别出用于紧急制动状况的对应的指示信号。例如当机动车将与一个障碍物碰撞，但是驾驶员没有进行任何反应时存在这样的紧急制动状况。但是在识别阶段P1中驾驶员还具有时间自主地对该状况做出反应-也就是说没有自动化的系统干预。借助于市场上常见的方法(距离测量，等等)实施状况的识别和因此在此处不进一步深入讨论。
在制动方法的准备阶段P2中，准备一种可能的干预(紧急制动干预)。为此准备对应的致动器，即自动驻车制动器1的致动器2以及这个或这些对应的致动器，例如用于液压压力的压力泵，但是也包括液压系统(ESP)的阀控制机构和阀。准备阶段P2划分成步骤(备选地也称为阶段)P2a，P2b和P2c。
在步骤P2a中，在机动车的前轴和后轴的制动器处，制动衬片8，8'通过借助于液压装置(例如ESP)预填充各自的制动器被贴靠到各自的制动盘7上。这通过建立一个小的液压压力来进行。如果制动衬片被贴靠到制动盘上，步骤P2a结束。在制动盘上传递的制动力在此情况下应该保持尽可能得小。通过贴靠到制动盘上的制动衬片可以借助于另一个液压压力的建立在需要的情况下马上建立制动力。
在步骤P2b中自动驻车制动器1的空行程被克服，也就是说主轴螺母4通过主轴3或致动器2的旋转被在制动盘7的方向上移动，以便使主轴螺母4与制动活塞5接触，由此自动驻车制动器1的致动器2在需要的情况下也可以马上建立制动力。在图4中步骤P2b与步骤P2b同时地结束。备选地，步骤P2b也可以在一个不同的，尤其较晚的，时间点结束。
在步骤P2c中现在全部制动衬片8，8'被贴靠并且全部制动器可以在一个随后的控制中马上在对应的车轮上建立制动力。在这种定义中，步骤P2c以较晚结束的步骤P2a或P2b的结束开始。当然，例如在步骤P2b的较早的结束情况下已经在这个时间点在另一个控制中借助于行车制动器可以实现制动力的建立。在贴靠制动衬片8，8'时重要的是，在此传递的制动力被调整得尽可能小，尤其没有制动力产生，以便不产生不希望的过早的制动作用。在图4中的上方的曲线图中可以看见，自动驻车制动器1的夹持力直到步骤P2c开始时基本上为零，因为在此处空行程或空气间隙被克服。自步骤P2c开始起在函数f4中然后可以识别出夹持力的一个最小的增大，这说明制动衬片8，8'被贴靠到制动盘7上。
在图4中的下方的曲线图中可以看见，在此处在前轴或后轴的制动器上的液压压力被线性地最小地建立，以便然后直到引发阶段P3的开始为止保持恒定。通过将全部制动衬片8，8'贴靠到对应的制动盘7上可以由此在紧急情况下直接地在机动车的全部车轮上建立制动力矩。
例如在制动方法的引发阶段P3的开始时即将发生一个碰撞；因此达到自动化地(通过合适的控制单元)干预制动过程的时间点。自动驻车制动器1(在后轴上)和ESP(在前轴上)尽可能快地建立制动力。在相应的前提下，ESP转换到ABS调节。同样，自动驻车制动器在存在相应的前提下转换到ABS调节。一旦在前轴的制动器上被转换到ABS调节，那么在后轴的制动器上附加地建立一个液压的制动压力(步骤P3a)。一旦后轮的液压的制动压力高到足够承担对后轮的制动，自动驻车制动器1又被打开(步骤P3b)并且总的制动自现在起纯粹液压地实施。
一旦被转换到ABS调节中，例如在行车制动器(液压的制动器)情况下产生对液压压力的调制，该调制在函数f5和f6中通过相应的制动压力的典型的交替的上升和下降示出。通过制动压力的下降抵制对车轮的刹死。在函数f4中也可以看见一个交替变化的曲线，因为在此处以电子的方式也抵制对车轮的刹死。
如果紧急制动被完全地实施或结束，则引发阶段(P3)过渡到结束阶段(P4)中。在接着自动化的制动的完全的实施和停止的机动车之后，机动车可以液压地保持住并且在一个限定的时间间隔之后可以激活自动驻车制动器1，以便持久可靠地保持机动车。如果机动车还在行驶，例如因为紧急制动被中断(例如在障碍物消失的情况或者根据通过驾驶员的移交指令)，四个车轮上的制动器可以被释放和机动车可以被移交给驾驶员。如果机动车将与障碍物碰撞，则可以移交给自动驻车制动器1，以便使机动车可靠地保持静止。
通过按照本发明的系统尤其通过两个制动系统的共生，可以提高在前轴和后轴上的压力建立的动态性能。

Claims (15)

1.用于机动车的制动方法，机动车具有至少一个前轮和至少一个后轮，其中，在前轮处和在后轮处设置可液压地操作的制动器并且在后轮处设置自动驻车制动器(1)，其中，在制动方法的引发阶段(P3)的第一步骤(P3a)中在前轮处借助于在可液压地操作的制动器中液压的制动压力产生制动力和在后轮处仅仅借助于自动驻车制动器的电执行器产生制动力。
2.根据权利要求1所述的制动方法，其中，在制动方法的引发阶段(P3)的位于后面的第二步骤(P3b)中，为了产生制动力，一旦在前轮的可液压地操作的制动器处已经达到限定的制动压力，在后轮的可液压地操作的制动器处附加地建立液压的制动压力。
3.根据权利要求2所述的制动方法，其中，在制动方法的引发阶段(P3)的位于后面的第三步骤(P3c)中，一旦在后轮的可液压地操作的制动器中已经达到限定的制动压力，在前轮处的制动力和在后轮处的制动力仅仅借助于在可液压地操作的制动器中液压的制动压力产生。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的制动方法，其中，前轮和/或后轮的可液压地操作的制动器的制动衬片(8，8')在制动方法的位于前面的准备阶段(P2)的一个步骤(P2a)中被贴靠在前轮和/或后轮的可液压地操作的制动器的制动盘(7)上。
5.根据权利要求4所述的制动方法，其中，在制动方法的准备阶段(P2)的另一个步骤(P2b)中自动驻车制动器(1)的空程间隙和空气间隙被克服。
6.根据权利要求4所述的制动方法，其中，制动衬片(8，8')被这样地贴靠到制动盘(7)上，由此没有制动力被传递或在此情况下传递的制动力是尽可能的小。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的制动方法，其中，在制动方法的位于后面的结束阶段(P4)中区分不同的状况，其中，
如果机动车停止，则机动车被液压地保持并且在一个限定的时间间隔之后被移交给自动驻车制动器，用以使机动车持久地和可靠地驻车，或
如果机动车在行驶，则可液压地操作的制动器被释放并且机动车被移交给驾驶员，或
如果发生碰撞，则机动车被移交给自动驻车制动器，用以使机动车可靠地保持静止。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的制动方法，其中，制动力产生自动化地进行。
9.根据权利要求1所述的制动方法，其中，所述制动方法是一种紧急制动方法，一旦在制动方法的一个识别阶段(P1)中存在和/或识别出用于紧急制动状况的预先确定的指示信号，则引入所述紧急制动方法。
10.根据权利要求2所述的制动方法，其中，在制动方法的引发阶段(P3)的位于后面的第二步骤(P3b)中，为了产生制动力，当前轮的可液压地操作的制动器转移到ABS调节中时，在后轮的可液压地操作的制动器处附加地建立液压的制动压力。
11.根据权利要求3所述的制动方法，其中，在制动方法的引发阶段(P3)的位于后面的第三步骤(P3c)中，一旦建立的制动压力大到足够单独提供后轮的需要的制动力，在前轮处的制动力和在后轮处的制动力仅仅借助于在可液压地操作的制动器中液压的制动压力产生。
12.根据权利要求7所述的制动方法，其中，如果机动车在中断紧急制动的情况下行驶，则可液压地操作的制动器被释放并且机动车被移交给驾驶员。
13.控制器，其被设置用于实施根据权利要求1至12中任一项所述的方法。
14.自动驻车制动器(1)，其具有根据权利要求13所述的控制器。
15.根据权利要求14所述的自动驻车制动器(1)，其中，自动驻车制动器(1)是一种“马达在制动钳上”制动系统。
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