CN108473124B - 用于控制车辆的在行驶期间作为辅助制动器的电子气动式驻车制动装置的方法 - Google Patents

用于控制车辆的在行驶期间作为辅助制动器的电子气动式驻车制动装置的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于控制车辆(2)的在行驶期间作为辅助制动器的电子气动式驻车制动装置(1)的方法，其中，驻车制动装置(1)具有电子驻车制动控制器(18)和在至少一个轴(14)上的压缩空气操纵式弹簧蓄能制动缸(28)。本发明的特征在于，测定在具有压缩空气操纵式弹簧蓄能制动缸(28)的至少一个轴(14)上的轴载荷，并且接着当在行驶期间使用驻车制动装置(1)作为辅助制动器时，根据所述轴(14)上的轴载荷通过电子驻车制动控制器(18)控制或者调节用于所述轴(14)上的压缩空气操纵式弹簧蓄能制动缸(28)的辅助制动压力。

Description

用于控制车辆的在行驶期间作为辅助制动器的电子气动式驻 车制动装置的方法
技术领域
本发明涉及一种用于控制车辆的在行驶期间作为辅助制动器的电子气动式驻车制动装置的方法，其中，所述驻车制动装置具有在至少一个轴上的压缩空气操纵式弹簧蓄能制动缸以及电子驻车制动控制器。
此外，本发明涉及一种具有电子气动式制动系统的车辆的压缩空气装置，该电子气动式制动系统包括具有辅助制动功能的电子气动式驻车制动装置，所述电子气动式驻车制动装置具有下述部件：在至少一个轴上的压缩空气操纵式弹簧蓄能制动缸；电子驻车制动控制器；用于操作驻车制动器的驻车制动操作单元，该驻车制动操作单元在辅助制动功能的范畴内根据驻车制动操作机构的操纵度将辅助制动请求信号输入到电子控制器中；由所述子驻车制动控制器控制的电磁阀装置，该电磁阀装置根据辅助制动请求信号将辅助制动压力输入到所述轴上的压缩空气操纵式弹簧蓄能制动缸中。
背景技术
所述的方法或者所述的具有电子气动式驻车制动装置的压缩空气装置例如由DE10 2008 007 877 B3公知，其中，电磁阀装置与电子驻车制动控制器一起构成驻车制动模块，该驻车制动模块连接在压缩空气储备装置和弹簧蓄能制动缸之间。所述的弹簧蓄能制动缸中是所谓的被动式制动缸，其中，通过使弹簧蓄能制动缸充气而将弹簧蓄能制动活塞抵抗至少一个蓄能弹簧的作用地带至制动释放位置中并且通过使弹簧蓄能制动缸排气而将弹簧蓄能制动活塞带至制动加载位置中。所述弹簧蓄能制动缸大多布置在重型商用车的后轴上并且与行车制动器的气动式行车制动缸装配成组合缸。
在所述的电子气动式驻车制动装置中，至少一个配置给减速的车轮的弹簧蓄能制动缸被排气用于通过减小制动压力而加载驻车制动器并且被充气用于通过增大制动压力而释放驻车制动器，其中，驻车制动装置通过驻车制动操作装置的电驻车制动信号来控制，其中驻车制动信号分别代表“制动释放”状态、“制动加载”状态和“中性”状态。
根据具有电磁阀、例如进气阀、排气阀、双稳态阀、继电器阀的电子气动式电磁阀装置的装备范围，所述的电子气动式驻车制动装置除了原有的驻车制动功能和行驶功能以外通常还可以实施另外的功能，在所述原有的驻车制动功能和行驶功能中，至少一个弹簧蓄能制动缸在车辆静止时进入到制动加载位置或者制动释放位置中。
所述另外的附加功能例如包括测试功能，在该测试功能中，牵引车的弹簧蓄能制动器被加载并且挂车的行车制动器在静止状态中被释放，以便测试制动中的牵引车是否能够使未制动的挂车保持静止。
此外，在电子气动式驻车制动装置中也可以设置伸缩制动功能，在该分段制动功能中，在牵引车挂车组合行驶时仅仅能够操纵挂车的制动器，以便使牵引车挂车组合例如在不期望的前后折曲的情况下伸展。
此外，所谓的辅助制动功能也是重要的，在该辅助制动功能中，例如在车辆行驶时并联存在的电子气动式或气动式行车制动器故障的情况下，使用并联存在的气动式或电子气动式驻车制动装置作为紧急或辅助制动器。辅助或紧急制动器则也可以关于存在于至少一个弹簧蓄能制动缸中的压力来调节。
如果例如驻车制动信号由能被驾驶员操作的例如呈操纵杆形式的驻车制动操纵机构产生，则所述操纵杆通常无级地具有行驶位置、驻车位置以及在它们之间的多个辅助制动位置，在所述辅助制动位置中，根据操纵杆的操纵度(例如摆动角度)产生确定的辅助制动器信号并且由此也产生弹簧蓄能制动缸中确定的辅助制动压力并且从而导致确定的辅助制动作用。在驻车位置中则施加最大的辅助制动力。在公知的驻车制动装置中，在行驶期间借助弹簧蓄能制动缸制动或辅助制动的情况中，致力于使驾驶员通过驻车制动操纵机构用手这样调节制动力或制动压力，以使得防止车轮的制动抱死、即不允许的制动打滑。然而在此不能排除的是，由于错误操作导致过度的制动打滑或制动抱死并且由此导致行驶不稳定性。
由于在电子气动式驻车制动装置中必须来回运动的大的空气量的惯性并且也由于加载迟滞和释放迟滞，常规的ABS系统是适合的，在所述常规的ABS系统中，从出现制动抱死而要求的辅助制动压力出发，首先使制动压力如此程度地降低，以使得不再出现制动抱死并且接着又增高直到达到抱死极限，然而低于用于电子气动式驻车制动装置的防抱死装置的抱死极限。
发明内容
因此，本发明的任务在于，这样改进开头所述类型的方法或者压缩空气装置，以使得在使用电子气动式驻车制动装置用于在行驶期间制动(辅助制动)时可以很大程度上排除过度的制动抱死。在此应当保持实现该任务的复杂性尽可能低。
该任务根据发明通过本发明的特征来解决。
本发明基于，在车辆的具有电子气动式制动系统的压缩空气装置中，除了气动式或电子气动式行车制动装置以外还存在电子气动式驻车制动装置，借助该电子气动式驻车制动装置除了原有的驻车制动功能例如“行驶”和“驻车制动”以外，还可以执行辅助制动功能，在例如在车辆行驶时并联存在的行车制动装置故障的情况下，通过该辅助制动功能将电子气动式驻车制动装置用作紧急或辅助制动器。
因此，本发明从车辆的具有电子气动式制动系统的压缩空气装置出发，该电子气动式制动系统包括具有辅助制动功能的电子气动式驻车制动装置，所述电子气动式驻车制动装置具有下述部件：在至少一个轴上的压缩空气操纵式弹簧蓄能制动缸；电子驻车制动控制器；用于操作驻车制动器的驻车制动操作单元，该驻车制动操作单元在辅助制动功能的范畴内根据驻车制动操作机构的操纵度将辅助制动请求信号输入到电子控制器中；由所述电子驻车制动控制器控制的电磁阀装置，该电磁阀装置根据辅助制动请求信号将辅助制动压力输入到在所述轴上的压缩空气操纵式弹簧蓄能制动缸中。
由此出发，根据本发明的方法的特征在于，测定在具有压缩空气操纵式弹簧蓄能制动缸的至少一个轴上的轴载荷，并且接着当在在行驶期间使用驻车制动装置作为辅助制动器时，根据所述轴上的轴载荷通过电子驻车制动控制器控制或者调节用于所述轴上的压缩空气操纵式弹簧蓄能制动缸的辅助制动压力。
根据本发明的压缩空气装置的特征在于，设置用于测定所述轴的轴载荷的装置，该装置将与所述轴的相应轴载荷相关的轴载荷信号输入到电子驻车制动控制器中，其中，电子控制器构造为使得在输入辅助制动请求信号的情况下该电子控制器根据所述轴上的轴载荷控制或者调节用于所述轴上的压缩空气操纵式弹簧蓄能制动缸的辅助制动压力。
换句话说，在操纵驻车制动装置作为辅助制动器的情况下，布置在轴的车轮上的弹簧蓄能制动缸中的制动压力根据所述轴上的相应产生的轴载荷来控制或者调节。
特别是，随着所述轴上轴载荷的增大，电子驻车制动控制器将辅助制动压力控制或者调节到较低的值，并且随着所述轴上轴载荷的减小，电子驻车制动控制器将辅助制动压力控制或者调节到较高的值。弹簧蓄能制动缸中低的辅助制动压力公知地比高的辅助制动压力引起更大的制动力。该过程基于下述知识：具有较大的轴载荷的轴与具有较小的轴载荷的轴相比具有较小的制动抱死倾向，并且因此可以在具有大的轴载荷的轴上比在具有小的轴载荷的轴上使用较大的制动力并且与此相对地具有较大的制动抱死倾向。
控制可以例如通过存储在电子驻车制动控制器中的综合特性曲线实现，在所述综合特性曲线中示出辅助制动压力与轴载荷的相关性。替换地可以这样设置对辅助制动压力的调节，以使得确定的轴载荷预给定额定辅助制动压力，接着将例如借助压力传感器检测到的实际辅助制动压力调节到所述额定辅助制动压力。
根据所述方法或者借助所述压缩空气装置，接着在辅助制动功能的范畴内，根据具有弹簧蓄能制动缸的轴的数量，优选个别地控制或者调节每个轴的弹簧蓄能制动缸中的辅助制动压力。
因此，通过上述措施可以在借助驻车制动装置的辅助制动的情况下在一定范围内避免制动抱死并且由此可以实现较短的制动距离。因为关于重型商用车中的轴载荷的信息在大多数情况中是已知的，所以为了实现本发明通常不需要附加的硬件。
通过在本申请中列举的措施能实现本发明中给出的本发明的有利的进一步方案和改进方案。
特别优选地，所述轴上产生的轴载荷的值来自车辆的传感器装置，该传感器装置检测车辆的车身相对于所述轴的、与载荷相关的偏转。传感器装置可以例如包括在所述轴上的旋转电位计，该旋转电位计的旋转部件由与车辆车身连接的杠杆传动装置这样控制，以使得车身相对于轴的与载荷相关的高度改变导致旋转电位计电信号的改变。所述的传感器装置例如用于空气悬架装置中的高度调节装置，其中，电信号代表车辆车身的实际高度。
特别是车辆的压缩空气装置的空气悬架装置包括用于测定所述轴上的轴载荷的装置。接着，所述轴上产生的轴载荷的值来自空气悬架装置。因为所述的空气悬架装置在每个轴上包括至少两个具有轴载荷传感器的空气悬架波纹管，所述轴载荷传感器例如呈测量空气悬架波纹管中的内部压力的空气压力传感器的形式，其中，接着基于在相关轴上的空气悬架波纹管的空气压力来确定轴载荷。
代表相应的轴载荷的电信号则例如能够用于数据总线并且通过数据总线输入到电子驻车制动控制器中，该驻车制动控制器接着将与轴载荷相关的辅助制动压力输出到相关轴的弹簧蓄能制动缸中。
本发明也涉及一种车辆、特别是重型商用车，所述车辆包括上述的压缩空气装置。
附图说明
下面根据附图与本发明的实施例的说明一起详细地示出其他改进本发明的措施。
在示出本发明的一个实施例的附图中，唯一的附图示出了在一个优选的实施方式中的根据本发明的电子气动式驻车制动装置的结构的示意图。
具体实施方式
在该附图中示意性地示出了在一个优选的实施方式中的根据本发明的作为车辆的压缩空气装置的部件的电子气动式驻车制动装置1。压缩空气装置还包括在此未示出的气动式或电子气动式行车制动装置。
车辆在此优选地是商用车、例如牵引车挂车组合的牵引车2，该牵引车具有布置在车架上的驾驶室4。在驾驶室4中在驾驶员近旁布置有驻车制动操作装置6(Hand ControlUnit)，该驻车制动操作装置具有作为驻车制动操作机构8的例如相对于仪表盘无级地能优选手动地摆动到不同枢转位置上的操纵杆。取而代之，当然可以是任何类型的驻车制动操作机构8，其例如也呈跷板式开关或组合的按/拉开关的形式。
驻车制动操作机构8能够调节到不同的位置上、特别是“行驶”位置、“驻车”位置、“中性”位置上以及“行驶”位置和“驻车”位置之间的多个位置上，所述多个位置借助驻车制动装置1以公知的方式触发辅助制动。在此，辅助制动作用取决于驻车制动操作机构8在对应于辅助制动器的调节区域内的位置。例如，辅助制动作用从“行驶”位置出发向“驻车”位置的方向增大。驻车制动操作机构8接着根据驻车制动操作者的操纵将驻车制动请求信号输入到信号线路10中并且在对应于辅助制动功能的操作位置上尤其输入辅助制动请求信号。因此，对于辅助制动器通常存在用于驻车制动操作机构8的特有的操纵区域。
驻车制动操作机构8因此通过信号线路10与布置在驾驶室4外并且例如布置在后轴14区域中的车架上的驻车制动模块16的信号接头12连接，在那里更确切地与集成的电子驻车制动控制器18连接。此外，在驻车制动模块16中也集成有电子气动的、由电子驻车制动控制器18控制的并且在此由于比例尺原因未示出的电磁阀装置，该电磁阀装置在输入侧通过驻车制动模块16的储备接口20和储备管路22与压缩空气储备装置24连接。电磁阀装置在输出侧与驻车制动模块16的两个工作接头26连接，通到弹簧蓄能制动缸28的制动管路30与所述工作接头上连接。在此例如两个弹簧蓄能制动缸28分别配置给后轴14的一个车轮并且用于使相关车轮在车辆静止时停止，然而也用于使相关车轮在车辆行驶时在辅助制动功能的范畴内减速。此外，压力管路32从驻车制动模块16的挂车接头34延伸到挂车控制模块36，该挂车控制模块控制挂车制动器，并且压力管路以公知的方式从该挂车制动器出发延伸到“制动器”耦合头38和“储备装置”耦合头40。
这两个弹簧蓄能制动缸28例如分别是组合缸的组成部分，行车制动缸也集成到所述组合缸中。优选地，弹簧蓄能制动缸28仅布置在牵引车2的后轴14上。
驻车制动模块的电磁阀装置能够以已知的方式例如包括双稳态阀和其他电磁阀并且在输入侧上与储备接头20连接。电磁阀装置优选气动地控制继电器阀，该继电器阀在一侧与储备接头20连接并且在另一侧与两个工作接头26上连接。根据继电器阀的气动控制，该继电器阀接着调整用于弹簧蓄能制动缸28的两个工作接头26上相应的制动压力。又根据通过信号线路10和信号接头12传输的驻车制动请求信号或辅助制动请求信号来电控制电磁阀装置，以便产生用于继电器阀的气动控制压力。
驻车制动模块16通过一个另外的与电子驻车制动控制器18连接的信号接头42与车辆数据总线(例如CAN)44连接。在该车辆数据总线44上存在代表后轴14的当前轴载荷的信号。
特别优选地，后轴14上产生的轴载荷的值来自牵引车的在此未示出的传感器装置，该传感器装置检测牵引车2的车身或在此即车架相对于后轴14的与载荷相关的偏转。传感器装置可以例如包括在后轴14上的旋转电位计，该旋转电位计的旋转部件由与牵引车2的车架连接的杠杆传动装置这样控制，以使得牵引车2的车架相对于后轴14的与载荷相关的高度改变反映出旋转电位计的改变的电信号。所述的传感器装置例如用于在空气悬架装置中调节高度，其中，电信号代表牵引车2的车身或车架相对于于后轴14的实际高度。
因为牵引车2在此例如具有带有高度调节的空气悬架装置，所以在后轴14上存在至少两个具有轴载荷传感器的空气悬架波纹管，所述轴载荷传感器例如呈测量空气悬架波纹管中的内部压力的空气压力传感器的形式，其中，接着基于在后轴14上的空气悬架波纹管的气压来确定后轴载荷。取而代之，后轴载荷当然可以由牵引车2的任何装置直接或间接地确定。
接着，将相应于后轴载荷的信号输入到空气悬架装置的电子控制器中，该电子控制器又与车辆数据总线44连接。因此，代表后轴载荷的信号能够用于数据总线，提供到车辆数据总线44上并且接着通过车辆数据总线44输入到电子驻车制动控制器18中。
所述代表后轴载荷的信号在此对用于耦合鞍式挂车的牵引车2是特别重要的，因为在耦合的鞍式挂车的情况中存在比在没有鞍式挂车的情况中明显更大的后轴载荷。此外，所述的牵引车2通常具有相对高的重心，其中，特别在强烈制动时可能导致相对大的动态的轴载荷位移。因此，下述的法向力总体上改变，所述法向力在后轴14的车轮制动时强烈地作用到行车道上。在行车制动装置的范畴内，强烈改变的法向力通过通常的制动防滑控制(ABS)应对。
如果由于上述原因要取消用于驻车制动装置1的ABS，如果该驻车制动装置在行驶期间用作辅助或紧急制动器，则在此设置，在驻车制动装置1的所述使用中，根据后轴14上产生的轴载荷通过电子驻车制动控制器18控制或者调节用于在后轴14上的压缩空气操纵式弹簧蓄能制动缸28的辅助制动压力。
特别是辅助制动压力随着增大的后轴载荷由电子驻车制动控制器18控制或者调节到较低的值，并且辅助制动压力随着减小的后轴载荷被控制或者调节到较高的值。弹簧蓄能制动缸28中低的辅助制动压力已知地比高的辅助制动压力引起更大的制动力。该过程基于下述认识：具有较大的轴载荷的轴与具有较小的轴载荷的轴相比具有较小的制动抱死倾向，并且因此可以在具有大的轴载荷的轴上比在具有小的轴载荷的轴上使用较大的制动力并且与此相对地具有较大的制动抱死倾向。
控制可以例如通过存储在电子驻车制动控制器18中的综合特性曲线实现，在所述综合特性曲线中示出辅助制动压力与后轴载荷的相关性。替换地，可以这样设置对辅助制动压力的调节，以使得确定的后轴载荷预给定额定辅助制动压力，接着，将例如借助与弹簧蓄能制动缸28连接的压力传感器检测到的实际辅助制动压力调节到所述额定辅助制动压力。
因此，电子驻车制动控制器18处理代表后轴载荷的信号并且控制驻车制动模块16中的电磁阀装置，以便以上述方式产生辅助制动压力。辅助制动压力的与载荷相关的控制或者调节优选地仅仅在驻车制动操作机构8处于激活辅助制动器的位置或位态中时进行。然而，在静止时或者在产生代表后轴载荷的信号出错时，在此期间优选地不对(辅助)制动压力进行与轴载荷相关的控制/调节。
如果后轴14的车轮不是因为小的轴载荷而是因为轮胎和行车道之间低的摩擦系数而制动抱死，则驾驶员可以如上所述地通过在设置用于辅助制动器的操纵区域中相应地操纵驻车制动操纵机构8来防止制动抱死。
可理解的是，上述与轴载荷相关的控制或者调节不仅可以在后轴14上进行，而且可以在每个设有弹簧蓄能制动缸28的轴上并且尤其在多个这样的轴上进行。与轴载荷相关的控制或者调节则对于轴个别地进行。
此外，驻车制动器的控制/调节和尤其作为辅助制动器的驻车制动器的与轴载荷相关的控制/调节不仅可以通过仅为此设置的驻车制动模块16进行，而且可以例如通过也设置用于其他功能的模块、例如压缩空气准备单元进行。驻车制动模块16也可以集成在一个另外的模块中。
附图标记列表
1 驻车制动装置
2 牵引车
4 驾驶室
6 驻车制动操作装置
8 驻车制动操作机构
10 信号线路
12 信号接头
14 后轴
16 驻车制动模块
18 驻车制动控制器
20 储备接头
22 储备管路
24 压缩空气储备装置
26 工作接头
28 弹簧蓄能制动缸
30 制动管路
32 压力管路
34 挂车接头
36 挂车控制模块
38 “制动器”耦合头
40 “储备装置”耦合头
42 另外的信号接头
44 车辆数据总线。

Claims (5)

1.一种具有电子气动式制动系统的车辆(2)的压缩空气装置，所述电子气动式制动系统包括具有辅助制动功能的电子气动式驻车制动装置(1)，所述电子气动式驻车制动装置具有至少下述部件：
a)在至少一个轴(14)上的压缩空气操纵式弹簧蓄能制动缸(28)，
b)电子驻车制动控制器(18)，
c)用于操作驻车制动器的驻车制动操作单元(6)，所述驻车制动操作单元在辅助制动功能的范畴内根据驻车制动操作单元(6)的驻车制动操作机构(8)的操纵度将辅助制动请求信号输入到所述电子驻车制动控制器(18)中，
d)由所述电子驻车制动控制器(18)控制的电磁阀装置，所述电磁阀装置根据来自所述驻车制动操作单元(6)的辅助制动请求信号将辅助制动压力输入到所述轴(14)上的压缩空气操纵式弹簧蓄能制动缸(28)中，
其中，
e)设置用于测定所述轴(14)的轴载荷的装置，该装置将与所述轴(14)的相应轴载荷相关的轴载荷信号输入到所述电子驻车制动控制器(18)中，其中，
f)所述电子驻车制动控制器(18)构造为使得在输入来自驻车制动操作单元(6)的辅助制动请求信号的情况下该电子驻车制动控制器根据所述轴(14)上的轴载荷控制或者调节用于所述轴(14)上的压缩空气操纵式弹簧蓄能制动缸(28)的辅助制动压力。
2.根据权利要求1所述的压缩空气装置，其特征在于，所述电子驻车制动控制器(18)构造为：随着相关轴(14)上的轴载荷的增大，该电子驻车制动控制器将所述辅助制动压力控制或者调节到较低的值；随着相关轴(14)上的轴载荷的减小，该电子驻车制动控制器将所述辅助制动压力控制或者调节到较高的值。
3.根据权利要求1或2所述的压缩空气装置，其特征在于，所述轴(14)上的轴载荷的值来自所述车辆(2)的传感器装置，所述传感器装置检测所述车辆(2)的车身相对于所述轴(14)的、与载荷相关的偏转。
4.根据前述权利要求1或2所述的压缩空气装置，其特征在于，所述车辆(2)的空气悬架装置包括所述用于测定所述轴(14)上的轴载荷的装置，该装置将所述轴(14)上的轴载荷的值提供给所述电子驻车制动控制器(18)。
5.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括根据前述权利要求1至4中任一项所述的压缩空气装置。
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