CN107878436A - 确定制动系统的功能性能的方法和装置、车辆的制动系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及确定制动系统的功能性能的方法，制动系统有至少一个拥有能够运动的制动活塞的车轮制动器、对作用于制动活塞的第一制动力进行调节的液压压力生成器以及调节作用于制动活塞的第二制动力的机电执行器，其中为了调节车轮制动器上的驻车制动力操控液压压力生成器和执行器。设置以下步骤：a）操控执行器用于调节作用于制动活塞的第三制动力，它选择得低于第一和第二制动力；b）在结束步骤a）之后操控对第一制动力进行调节的液压压力生成器；c）在结束步骤b）之后操控执行器调节第二制动力；d）在实施所述步骤c）的期间监控执行器的运行电流；并且e）只有在步骤c）中运行电流暂时对应于执行器空载电流时，才确定制动系统的功能性能。

Description

确定制动系统的功能性能的方法和装置、车辆的制动系统

技术领域

本发明涉及一种用于确定制动系统的功能性能的方法，所述制动系统具有至少一个拥有能够运动的制动活塞的车轮制动器、用于对作用于所述制动活塞的第一制动力进行调节的液压压力生成器以及用于对作用于所述制动活塞的第二制动力进行调节的机电执行器，其中为了调节所述车轮制动器上的驻车制动力而操控所述液压压力生成器和所述执行器。

此外，本发明涉及一种用于实施所述方法的装置以及一种相应的制动系统。

背景技术

开头所提到的类型的方法、装置和制动系统从现有技术中为人所知。不仅能够液压地而且能够机电地来操控的车轮制动器通常用于：在机动车的正常运行中液压地调节制动力并且为了实现驻车制动功能（停车制动器）机电地来调节制动力。在此优点是，通过制动活塞的机电的操纵（该制动活塞否则液压地来操纵），能够特别紧凑地设计液压的车轮制动器连同被集成在其中的机电的驻车制动器。由于所述机电执行器的、通常设置的自锁（Selbsthemmung），即使在所述液压压力降低时，这个机电执行器也将所述制动活塞保持在停车制动位置中。由此，以简单的方式方法节省能量地保证维持所述驻车制动力。为了调节所述驻车制动功能或者所述驻车制动力，不仅液压地而且机电地操纵所述制动活塞，以便在调节所述驻车制动力时为所述机电执行器的卸载。

发明内容

通过所述按本发明的、具有权利要求1的特征的方法实现以下优点：能够以简单的方式方法来确定，所述制动系统是否在总体上符合规定地（ordnungsgemäß）发挥功能，尤其是所述制动系统的液压的部分是否发挥功能并且比如是否没有泄漏或者中断的管路。按照本发明，这通过以下方式来实现：在调节所述驻车制动力时首先操控所述机电执行器，以便调节作用于所述制动活塞的第三制动力，所述第三制动力低于所述第一和第二制动力。由此，通过在第一步骤a）中对于所述执行器的操控，还没有调节最大的、可由所述执行器提供的制动力。随后，在结束或者终结步骤a）中对于所述第一执行器的操控之后，在步骤b）中操控所述液压压力生成器，以便调节所述第一制动力。随后重新操控所述机电执行器，以便调节所述第二制动力。但是，这只有在结束或者终结步骤b）中对于所述第一制动力的调节之后才进行。在为了调节所述第二制动力而在步骤c）中操控所述机电执行器期间，检测并且监控其运行电流，其中根据所检测到的运行电流来确定所述制动系统的功能性能。为此，在步骤e）中将所述运行电流与所述机电执行器的空载电流进行比较，尤其在首次夹紧（Zuspannen）时、也就是尤其在步骤a）中获取所述空载电流。在此由此出发，如果所述制动系统的液压系统完全正常地发挥功能，那么在步骤b）中通过对于所述液压压力生成器的操控来向所述制动活塞加载液压压力（该液压压力超过所述执行器的调节力（Einstellkraft）并且由此给所述机电执行器卸载），从而在所述执行器与所述制动活塞之间产生机械的间隙（通风间隙（Lüftungsspiel））。在步骤c）中重新操控所述执行器时，在能够在所述制动活塞上调节所述第二制动力之前，所述执行器由此首先必须克服所述通风间隙。在克服所述通风间隙期间，所述执行器由此“空载地”或者几乎无负载地运行，因此这个阶段也被称为空载阶段。这个阶段通常也在步骤a）中首次操控所述执行器时，在通过所述执行器向所述制动活塞加载力之前出现。通过将在步骤c）中所述执行器的当前的运行电流与所预料的空载电流进行比较，由此能够以简单的方式方法来确定，是否在实际上通过所述液压压力生成器成功地向所述制动活塞加载了所期望的、用于调节所述第一制动力的液压力。如果发现所述运行电流对应于所述空载电流、尤其是准确地或者近乎准确地对应于所述空载电流，则确定所述制动系统、尤其是所述制动系统的液压的部分的功能性能并且比如允许所述制动系统的继续运行。

按照本发明的一种优选的改进方案设置的是，在步骤a）中检测所述执行器的运行电流，以便确定所述空载电流。因为通常所述运行电流直接在首次接通所述执行器之后下降，并且在克服所述通风间隙期间保持在较低的数值上（在其重又上升之前，在所述制动活塞上形成制动力时），所以能够以简单的方式方法获取所述运行电流曲线（Betriebsstromverlauf）的空载范围。在这个空载范围内所检测到的运行电流而后作为空载电流被保留（festhalten），并且而后在步骤e）中用作参考值或者比较值。在此，也能够对在所述空载范围内所检测到的运行电流求平均值（Mittelung）来确定所述空载电流。由此能够以简单的方式方法获取所述空载电流。作为替代方案，优选设置，比如在以前的试验和/或用于所述比较的计算的基础上来预先给定所述空载电流。

此外，优选设置，如已经提到的那样，识别在克服执行器与制动活塞之间的机械的间隙时出现的运行电流作为空载电流。

此外，优选设置，如果在步骤e）中不能确定所述功能性能，则输出报警信号。如果不能够确定所述功能性能，因为所述执行器的、在步骤c）中所检测到的运行电流尤其超过能够预先给定的公差范围地超过所述空载电流，则以此为出发点：所述制动系统的液压系统或者液压的部分有故障。相应地以视觉的和/声学的方式将报警信号比如输出给具有所述制动系统的机动车的车辆驾驶员。

按照本发明的一种优选的改进方案设置的是，在步骤c）将作用于所述制动活塞的、最终与所述第二制动力相对应驻车制动力选择得大于所述第一制动力。由此，只有不仅执行器而且液压压力生成器都完全正常地发挥功能，才能够达到所述驻车制动力。

此外，优选设置，将所述第二制动力选择得大于所述第一制动力。由此保证，在步骤c）中操控所述执行器时可靠地克服所述通风间隙，并且重新通过所述执行器在所述制动活塞上进行力形成，从而能够可靠地确定所述制动系统的液压的部分的功能性能。

此外，优选设置，在步骤e）中确定所述功能性能之后，如此操控所述液压压力生成器，使得其将所述第一制动力保持恒定。尤其设置，只有在结束所述检查/确定之后才关断所述液压压力生成器，使得还仅仅由所述机电执行器调节的第二制动力作用于所述制动活塞。因为所述执行器尤其构造为自锁的结构，所以，即使所述机电执行器不能独自相应程度地运动所述制动活塞或者向其加载力，所述制动力也得到维持。

此外，优选设置，所述制动系统具有至少两个如前面所描述的那样构造的车轮制动器，其中在调节所述驻车制动力时在步骤e）中将所述至少两个车轮制动器的执行器的运行电流彼此进行比较，用于对所述确定情况进行核实。由此，将由于错误的计算而识别出所述制动系统的故障的可能性最小化。

所述按本发明的、具有权利要求9的特征的装置的特征在于一种控制器，该控制器特别被设置用于：在符合规定地使用时实施所述按本发明的方法。在此产生已经提到的优点。所述装置也能够具有两个或者更多控制器，所述控制器一起实施所述方法。因此，所述方法比如能够由ESP-控制器和机电的制动力放大器的制动控制器一起来实施。

所述按本发明的、具有权利要求10的特征的制动系统的特征在于所述按本发明的装置。在此产生已经提到的优点。

另外的优点和优选的特征以及特征组合尤其从前述说明中并且从权利要求中产生。

附图说明

下面应当借助于附图对本发明进行详细探讨。为此：

图1以简化的俯视图示出了具有制动系统的机动车；

图2以简化的剖面图示出了所述制动系统的车轮制动器；并且

图3示出了用于对制动系统的运行进行阐述的图表。

具体实施方式

图1以简化的图示示出了一种用于在这里未详细示出的机动车的制动系统1。所述制动系统1具有多个车轮制动器2，所述车轮制动器能够由所述机动车的驾驶员通过作为运行制动器的制动踏板装置3来操纵。所述车轮制动器2在此通过LR、RF、LF和RR来表示，由此对其在所述机动车上的位置或者配属进行解释，其中LR代表左后、RF代表右前、LF代表左前并且RR代表右后。在所述制动踏板装置3与所述车轮制动器2之间构造了两个制动回路4和5，其中所述制动回路4被分配给所述车轮制动器LF和RR并且所述制动回路5被分配给所述车轮制动器LR和RF。所述两个制动回路4和5相同地构造，从而下面应当借助于所述制动回路4对所述两个制动回路4、5的构造进行详细解释。

所述制动回路4首先与所述制动踏板装置3的主制动缸6相连接，其中所述制动踏板装置3此外具有能够由驾驶员操纵的、尤其是具有踏板位移传感器的制动踏板7以及真空制动力放大器8或者作为替代方案具有机电的制动力放大器。所述制动回路4具有转换阀9’和高压切换阀9，所述转阀阀9’和所述高压切换阀9彼此并联连接并且紧跟着所述主制动缸6。所述转换阀9’无电流打开地构造，并且允许所述制动回路的液压介质、也就是制动液朝两个方向流动。所述高压切换阀9无电流关闭地构造，并且在通电的状态中仅仅允许制动液朝所述车轮制动器2的方向流动。此外，所述转换阀9’在中间连接各一个进口阀10的情况下与所述两个车轮制动器2相连接，所述进口阀构造为在无电流的情况下朝两个方向打开。此外，为所述制动回路4的车轮制动器2分别分配了出口阀11，所述出口阀为无电流关闭地构造。在所述出口阀11的后面连接有液压的蓄压器12。在出口侧，所述出口阀11此外与泵13的吸入侧相连接，所述泵在压力侧在所述转换阀9’与所述进口阀10之间与所述制动回路4相连接。所述泵13与电动马达14机械地耦接，其中所述泵和所述电动马达14一起形成所述制动系统1的液压压力生成器15。设置的是，所述电动马达14被分配给所述两条制动回路4和5的泵13。作为替代方案，也能够设置，每个制动回路4、5都具有自身的电动马达14。所述机电的制动力放大器8同样形成所述制动系统的液压压力生成器。当前，所述两个液压压力生成器、也就是液压压力生成器15和制动力放大器8被设置在所述制动系统1中。但是，也能够仅仅设置二者之一。所述泵13比如能够构造为液压的柱塞（Plunger）/活塞或者构造为活塞泵或者构造为旋转泵。

如果将所述制动回路4、5的两个转换阀9’关闭，那么即使通过驾驶员来给所述制动踏板7卸载，处于所述制动回路4、5的、转换阀后面的区段中的、也就是处于所述转换阀与所述车轮制动器2之间的液压压力也被锁住或者得到维持。

图2以简化的剖面图示出了所述车轮制动器2的结构。相应的车轮制动器2具有制动钳16，所述制动钳在制动盘17（该制动盘旋转固定地与所述机动车的车轮相连接）的端面包围（umgreifen）所述制动盘17。在此，为所述制动盘17的每个端面分配了所述车轮制动器2的制动衬片18。所述制动衬片18之一在此构造或者布置在制动活塞19（该制动活塞相对于所述制动钳16能够运动地被支承）的端面上。所述制动活塞19在纵剖面中具有杯状的结构，从而其与所述制动钳16的接纳部21一起形成空腔20，在所述接纳部中所述制动活塞19能够运动地被支承。所述空腔20在此在流体技术上与所述进口阀10相连接，使得，如果所述进口阀10和所述转换阀9’是打开的并且所述制动踏板7被操纵，则液压压力就作用于所述制动活塞19，用于将其朝所述制动盘17运动，由此将所述制动盘17夹紧或者卡在所述车轮制动器7的制动衬片18之间。作为替代方案，能够通过所述转换阀9’的关闭和对于所述压力生成器15的操控来自动化地在所述制动回路4中产生液压压力。在此当前是这种情况，如果驾驶员操作用于对所述驻车制动器进行操纵的按钮或者开关。

此外，为所述制动活塞19分配了机电执行器22，所述机电执行器22具有电动马达23和与所述电动马达23有效连接的传动机构24。所述传动机构构造为主轴传动机构，该主轴传动机构包括旋转固定地与所述电动马达23相连接的主轴25以及在所述制动活塞19中旋转固定地并且在所述主轴25上能够纵向运动地支承的主轴螺母26。如果所述主轴通过所述电动马达23来驱动，则由此使所述主轴螺母26在所述制动活塞19中纵向运动。在此，所述主轴螺母26能够通过所述主轴25的旋转运动如此程度地运动，使得其进到所述空腔20中碰到所述制动活塞19的轴向止挡部27。通过对于所述执行器22的操控，由此同样能够将力施加到所述制动活塞19上，用于引起其运动，所述力与通过所述液压压力来施加的力叠加或者能够叠加。

通过借助于所述压力生成器15和所述执行器22来产生制动力，由此实现所述制动系统1的驻车制动功能，其中所述压力生成器的液压压力支持所述执行器22或者将其卸载，由此所述执行器22本身能够设计得更小并且还总是施加足够的力用于确定所述驻车制动器或者制动系统。为了确保停止状态，有必要对压力生成器和执行器22的力贡献进行监控。由此保证，比如所述液压的压力支持在夹紧过程（Zuspannvorgang）中实际上起作用。制动管路中断或者中断的制动管路可能导致：所述车轮制动器在夹紧过程中没有在液压方面足够地得到支持，并且由此不能够达到所需要的夹紧力（Zuspannkräfte）。对于所述相应的制动回路4、5中的液压压力的直接的检测本身是不适合的，如果所涉及的管路被中断。通常配属于所述主制动缸的压力传感器尤其在所述输入管路被中断时仅仅获取所述主制动缸中的压力，但是所述主制动缸中的压力与所述车轮制动器2里或者上的液压压力不一致。

在图3中借助于图表示出了通过所述制动系统1进行的夹紧过程或者在车轮制动器2上调节驻车制动功能的情况。对于所述夹紧过程来说，不仅操控所述执行器22而且操控所述液压压力生成器15，以便分别调节用于驻车制动的制动力。在此知道，通过所述液压压力生成器15来调节第一制动力F1并且通过所述执行器22来调节第二制动力F2，所述第一制动力F1和所述第二制动力F2在所述制动活塞19上叠加，以便调节制动蹄18的、朝所述制动盘17的驻车制动力。在图表中，在时间t上为驻车制动过程绘示了由所述液压压力生成器15作用于所述制动活塞的液压压力p和所述执行器22的运行电流i（该运行电流根据该执行器22作用于所述制动活塞的调整力（Anstellkraft）产生）。此外，图3示出了由所述制动活塞19作用于所述制动盘17的制动力F19，所述制动力F19从所述液压压力p和所述执行器22的调整力中产生。驾驶员比如通过停车制动开关在时刻t0来开始夹紧过程。

通过下面所描述的方法来保证，在运行中能够确定所述制动系统1的功能性能、尤其是所述制动系统1的液压的部分的功能性能。

在时刻t₀的开始过程之后，在时刻t₁在第一步骤a）中操控所述机电执行器22，用于调节比所述制动力F2小的制动力F3。其结果是，在所述执行器22的运行电流中能够看到接通峰值。所述接通峰值除其他外通过以下方式来产生：随着运转的开始需要特别高的力，比如用于克服来自停止状态的摩擦阻力。在图3中，这可以借助于在时刻t1之后得到提高的运行电流（电流峰值）看出。

一旦所述执行器22克服了所述起动力，所述执行器就进到所谓的空载中，在所述空载中克服所述执行器22、尤其是所述电动马达23与所述制动活塞之间的通风间隙。所述运行电流i由此首先下降并且在时刻t2达到较低的数值，它一直留在该较低的数值上，直至所述主轴螺母26碰到所述活塞19并且将其朝所述制动盘17挤压。在这个时刻t2a，反作用于所述执行器22的力得到提高，该力对应于作用于所述制动盘17的制动力。所述执行器22的作用力由此升高，直至在时刻t3达到了制动力F3。在这个时刻，所述执行器22可靠地克服了所述通风间隙并且调节了所述作用于制动盘17的制动力F3。因此，在时刻t3结束对于所述电动马达23的操控并且将所述执行器22停用，使得所述运行电流i下降到零。图3就此而言示出了所述力的符合预期的曲线并且与此相关联地示出了所述执行器22的运行电流的曲线。

在紧接着的步骤b）中在时刻t4操控所述液压压力生成器15，用于提高向所述制动活塞19加载的液压压力p。在此，从时刻t4到时刻t5所述液压压力p上升，在所述时刻t5通过所述液压压力生成器15提供的液压压力在时刻t5引起所述制动力F1。随后阻止进一步的液压压力升高并且操控所述液压压力生成器15，用于恒定地维持所述制动力F1。因为所述制动力F1大于所述制动力F3，所以可以预料，通过所述液压压力比通过所述执行器22使所述制动活塞19更多地运动，因而重新在执行器22与制动活塞19或者制动盘17之间的作用链中出现通风间隙。

在时刻t5、也就是在通过所述液压压力生成器15达到所述第一制动力F1之后，在步骤c）中重新操控所述机电执行器22，用于调节所述第二制动力F2。重新在所述运行电流i中产生接通峰值，随后所述运行电流i或者所述工作力在时刻t6下降到较低的数值。尤其重又达到所述空载电流或者所述空载力。在时刻t6a，在克服新的通风间隙之后通过所述执行器22又在所述制动盘17上形成力，这次直至在时刻t7形成所述制动力F2。只有当所述制动活塞19实际上用所述液压的制动力F1继续保持时这才是这种情况。在所述液压的系统中存在故障时，液压的卸载可能被略去（wegfallen），这引起以下结果：在紧随此后操控所述执行器22时没有克服所述通风间隙或者达到空载运行。

在所述液压系统受到损坏而故障的情况中，通过所述液压压力生成器15无法达到所述制动力F1。这引起以下结果：首先在时刻t2a克服了通风间隙之后不产生通风间隙。这会引起以下结果：在进一步的进程中在时刻t6不能达到空载状态，更确切地说，所述执行器22会直接在所述车轮制动器2上建立力的形成。由此所述空载阶段不会发生（unterbleiben），并且所述运行电流会在时间间隔t6到t6a中不能够达到所述空载电流。

因此，通过在步骤c）中所述运行电流与所预料的空载电流之间的简单的比较，能够在时刻t6到t6a中检测，所述液压系统以及由此所述制动系统1是否符合规范地发挥功能。如果确定所述运行电流在重新操控所述执行器22时至少暂时地对应于或者近乎对应于所述空载电流，则确定所述制动系统1符合规范地发挥功能。但是，如果确定所述运行电流i没有达到所述空载电流或者没有下降到所述空载电流，则确定所述制动系统1没有符合规范地发挥功能或者有故障。尤其而后将故障信号或者报警信号传输给具有所述制动系统1的机动车的驾驶员，从而向其通告他应该驶往车间。

Claims (10)

1.用于确定制动系统（1）的功能性能的方法，所述制动系统（1）具有至少一个拥有能够运动的制动活塞（19）的车轮制动器（2）、用于对作用于所述制动活塞（19）的第一制动力（F1）进行调节的液压压力生成器（15）以及用于对作用于所述制动活塞（19）的第二制动力（F2）进行调节的机电执行器（22），其中为了调节所述车轮制动器（2）上的驻车制动力而操控所述液压压力生成器（15）和所述执行器（22），其特征在于以下步骤：

a）操控所述执行器（22），用于调节作用于所述制动活塞（19）的第三制动力（F3），所述第三制动力（F3）被选择得低于所述第一和第二制动力（F1、F2）；

b）在结束步骤a）之后操控所述液压压力生成器（15）用于调节第一制动力（F1）；

c）在结束步骤b）之后操控所述执行器（22），用于调节所述第二制动力（F2）；

d）在实施所述步骤c）期间对所述执行器（22）的运行电流进行监控；并且

e）只有在所述步骤c）中的运行电流暂时对应于所述执行器（22）的空载电流时，才确定所述制动系统（1）的功能性能。

2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤a）中检测所述执行器（22）的运行电流，以便确定所述空载电流。

3.按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，作为空载电流来识别在克服执行器（22）与制动活塞（19）之间的机械的间隙时出现的运行电流。

4.按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，如果在步骤e）中不能确定所述功能性能，则输出报警信号。

5.按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将作用于所述制动活塞（19）的驻车制动力在步骤c）调节得大于所述第一制动力（F1）。

6.按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将所述第二制动力（F2）调节得大于所述第一制动力（F1）。

7.按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，为了确定功能性能，在步骤e）中操控所述液压压力生成器（15），用于将所述第一制动力（F1）保持恒定。

8.按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，按照步骤a）到e）来运行至少两个车轮制动器（2），并且在步骤e）中将所述车轮制动器（2）的执行器（22）的运行电流彼此进行比较，用于对所述确定进行可靠性校验。

9.用于运行制动系统的装置，所述制动系统具有至少一个拥有能够运动的制动活塞（19）的车轮制动器、用于对作用于所述制动活塞（19）的第一制动力（F1）进行调节的液压压力生成器（15）以及用于对作用于所述制动活塞（19）的第二制动力（F2）进行调节的机电执行器（22），所述装置具有控制器，该控制器特别被设置用于：在符合规定地使用时实施按权利要求1到8中一项或者多项所述的方法。

10.用于车辆、尤其是机动车的制动系统（1）：具有至少一个车轮制动器（2），所述车轮制动器具有能够运动的制动活塞（19）；具有用于对作用于所述制动活塞（19）的第一制动力（F1）进行调节的液压压力生成器（15）；并且具有用于对作用于所述制动活塞（19）的第二制动力（F2）进行调节的机电执行器（22）；其特征在于按权利要求9所述的装置。