CN109311467A - 用于监控在车辆中的制动力的方法 - Google Patents

Abstract

就用于监控在车辆中的停车制动力的方法而言，在机电制动力提升在允许的值范围之外的情况下，产生故障信号，所述车辆的制动系统包括液压车辆制动器和至少一个机电制动装置，所述机电制动装置具有电制动马达。

Description

用于监控在车辆中的制动力的方法

本发明涉及一种用于监控在车辆中的制动力的方法，所述车辆的制动系统包括液压车辆制动器和至少一个机电制动装置，所述机电制动装置具有电制动马达。

背景技术

在DE 10 2004 004 992 A1中描述了一种用于车辆的制动系统，所述制动系统包括液压车辆制动器并且此外包括机电制动装置，所述液压车辆制动器用于在常规的制动运行中产生制动力，所述机电制动装置具有用于在车辆静止状态下产生夹紧力的电制动马达。在此，电制动马达与液压车辆制动器作用在相同的制动活塞上并且调整这个制动活塞压靠到制动盘上。

此外，由DE 10 2010 040 573 A1中已知，在机电驻车制动器的情况下识别在液压系统中的故障，如果电制动马达的马达特征量在允许的值范围之外，所述驻车制动器由液压车辆制动器辅助。

发明内容

根据本发明的方法涉及具有制动系统的车辆，所述制动系统包括液压车辆制动器和至少一个机电制动装置，所述机电制动装置具有电制动马达。在常规的制动运行中，通过操纵液压车辆制动器来制动车辆。有利地，机电制动装置用于将车辆固定在静止状态中，其方式为操纵电制动马达以及以机电的方式产生夹紧力，所述夹紧力固定车辆。

机电制动装置集成到液压车辆制动器的车轮制动设备中，制动活塞既能够由液压制动流体调整、也能够同时或者彼此独立地由制动马达在朝向制动盘的方向上调整。如有必要，在车辆行驶时也使用具有制动马达的机电制动装置，以降低车辆速度。

所述方法基于这种制动情形：同时操纵液压车辆制动器和具有制动马达的机电制动装置，来产生制动力。据此，液压制动压力和电制动马达同时作用在车轮制动设备中的、相同的制动活塞上，并且在朝向制动盘的方向上调整这个制动活塞。

在制动回路中，借助于压力传感器来获知液压制动压力，车轮制动设备处于所述制动回路中。在此，与液压车辆制动器的主制动缸相邻地传感（sensieren）液压制动压力，然而，这具有这种缺点：在具有减小的或阻塞的流动横截面的液压管路的情况下（例如，就折弯的或者被挤压的液压管路而言），与主制动缸相邻地获知额定制动压力，所述额定制动压力然而没有施加在下述车轮制动设备上，所述车轮制动设备保持没有压力。在这种情况下，不能够传感地获知功能性故障，从而取消了在车轮制动设备处的液压压力辅助，并且在同时操纵机电制动装置时只有制动马达的机电制动力起作用。在用作停车制动器的情况下，然而能够出现这种问题：在没有液压制动力的辅助时，机电制动力不足以可靠地使车辆保持在静止状态中、尤其是在斜坡上。

借助于根据本发明的方法，能够确定功能性故障，所述功能性故障源于在液压车辆制动器中的、过低的并且因而不足够高的液压制动压力。为此，在上紧电制动马达并且与之伴随的制动力形成时，研究制动力提升或者与其相应的量是未超出还是超出允许的值范围。只有当机电制动力提升在允许的值范围之内时，才能够以按照规定的液压制动压力为出发点，所述液压制动压力由液压车辆制动器产生。反之，如果机电制动力提升或者与其相应的量在允许的值范围之外，则必须以功能性故障为出发点，从而产生对应的故障信号。

就根据本发明的方法而言，将机电制动力提升的或者相应量的梯度与参考值进行比较。发生机电制动力提升，当电制动马达与制动活塞接触并且将这个制动活塞压向制动盘时。在进一步的变化过程中，机电制动力线性地或者至少近似线性地提升。机电制动力的这种提升具有一梯度，所述梯度与配属的参考值相比较；如有必要在考虑允许的公差范围的情况下，所述参考值标注出了允许的值范围的极限，其中，当机电制动力提升的梯度在考虑公差值的情况下在参考值之外时，在液压车辆制动器中存在故障。通过机电制动力提升的梯度能够可靠地判断，是否施加了足够高的液压制动压力或者是否存在不允许的偏差。在故障的情况下（在液压制动压力过低时），机电制动力提升的梯度小于就正常工作的液压车辆制动器而言的梯度。这种偏差能够被获知，并且如有必要导致故障信号。这种处理方式具有这种优点：不必传感在车轮制动设备中的液压制动压力，并且尽管如此仍然能够确定功能性故障。

根据有利的实施例，作为相应于机电制动力提升的量获知电制动马达的马达电流，并且成为判断在液压车辆制动器中是否存在功能性故障的基础。电制动马达的马达电流和机电制动力同步变化，使得马达电流能够成为判断制动力提升的基础。可替代地，也是可能的是：以其他方式来获知机电制动力，例如传感所述制动力，例如参考制动钳的移动，或者获知制动钳刚度，并且成为判断液压车辆制动器的、可能的功能性故障的基础。

根据有利的实施例，由提升区段的起点和终点中形成机电制动力提升的梯度。在上紧过程（Zuspannvorgang）期间，电制动马达经历了无制动力提升的空转阶段。随着在制动马达和制动活塞之间或者在制动活塞和制动盘之间的接触，开始机电制动力提升；所述提升的起始点能够例如参照马达电流的提升来获知。随着达到机电额定制动力，关闭制动马达；在关闭时刻，制动电流下降为零，这也能够被检测出。因此，机电制动力提升或者相应量的起点和终点是确定的，并且能够成为获知所述梯度的基础。

替代地可行的是，在力提升期间产生用于梯度的拟合直线并且将这个拟合直线与参考值进行比较。

能够根据经验确定允许的值范围。例如可能的是，预先为相关的车轮制动设备执行一次测试运行或者多次测试运行，并且将其存储为参考值，所述参考值确定允许的值范围。

然而，也可能的是，由车轮制动设备的制动钳的刚度中确定允许的值范围或者对应的参考值，所述刚度取决于不同的参数或者特征量，例如衬片厚度、温度、可能施加的液压预压力。

如有必要，在每次上紧过程时都获知制动钳的刚度，其中，有利地，当前所使用的、制动钳刚度的值被计算为在不同时刻（例如分别为关于上紧过程的当前的时间步和在先的时间步）确定的至少两个制动钳刚度的平均值。

根据另一个有利的实施例，下述量是指车轮制动设备的制动钳的刚度，所述量相应于机电制动力提升的梯度。制动钳刚度能够作为不同参数和特征量或者状态量的函数来获知，例如，根据温度、制动衬片的衬片厚度和液压制动压力。当前对于每次上紧过程来说，能够获知制动钳刚度，其中，对于下述情况而言存在过低的液压制动压力：制动钳刚度以不允许的高值为程度进行变化。在液压车辆制动器中同样存在故障，当在不同的车轮制动设备之间的制动钳刚度以不允许地高的方式彼此偏离时。

根据另一个合乎目的的实施例，比较在两个不同的车轮制动设备中的机电制动力提升。在此，尤其是比较在下述两个车轮制动设备中的制动力提升，所述两个车轮制动设备在共同的轴上、优选在车辆的后轴上。如果在两个车轮制动设备的制动力提升中出现显著的差异，则这表明在下述车轮制动设备中存在液压故障，所述车轮制动设备具有较小的、制动力提升的梯度。

根据另一个合乎目的的实施例，时间上在机电制动力提升之前，产生了液压制动压力。这种方式确保了：首先以液压制动压力来加载制动钳，并且制动钳在液压制动压力的作用下弹性变形。随后，进行机电制动力的建立，并且对应地进行对制动钳的、附加的加载。

所述方法步骤在调节或者控制装置中进行，在所述调节或者控制装置中产生控制信号，所述控制信号用于操控制动系统的、不同的部件，所述制动系统具有液压车辆制动器和所述至少一个机电制动装置。

另外的优点和合乎目的的实施例能够从另外的权利要求、附图描述以及附图中获悉。附图示出：

图1 液压车辆制动器的示意图，其中，在车辆后轴处的车辆制动器中的车轮制动器设备附加地分别具有机电制动装置，所述机电制动装置具有电制动马达；

图2 具有电制动马达的机电制动装置的剖面；

图3 具有电制动马达的制动电流的、液压制动压力的以及总-制动力的、时间相关的变化过程的图表；

图4具有在液压制动压力正确时以及在液压车辆制动器中存在功能性故障时的机电制动力提升的图表；

图5 在第一实施变型中的、用于监控制动力的方法的流程图；

图6 在另一个实施变型中的、用于监控制动力的方法的流程图。

在附图中，相同的构件设有相同的附图标记。

在图1中所示出的、用于车辆的液压车辆制动器1包括前轴-制动回路2和后轴-制动回路3，以便以制动流体供应在车辆的每个车轮处的车轮制动设备9并且利用制动流体来操控在车辆的每个车轮处的车轮制动设备9，所述制动流体处于液压之下。所述两个制动回路2、3与共同的主制动缸4连接，所述主制动缸通过制动液储存容器5被供应制动流体。在主制动缸4之内的主制动缸活塞由驾驶员通过制动踏板6来操纵，由驾驶员施加的踏板行程通过踏板行程传感器7来测量。

在制动踏板6和主制动缸4之间是制动力放大器10，所述制动力放大器例如包括泵马达，所述泵马达优选通过传动器来操纵主制动缸4（智能化助力器iBooster）。制动力放大器10形成能够电控制的执行器，所述执行器用于影响制动压力。

制动踏板6的、由踏板行程传感器7测量出的调整运动作为传感器信号被传递到调节或者控制装置11，在所述调节或者控制装置中产生了控制信号，所述控制信号用于操控制动力放大器10。在每个制动回路2、3中，通过不同的切换阀进行以制动流体对车轮制动设备9的供给，所述切换阀与其他的机组共同构成制动液压系统8的部分。此外，液压泵属于所述制动液压系统8，所述液压泵是电子稳定程序（ESP）的组成部分。ESP-液压泵的泵马达也形成了能够电控制的执行器，所述执行器用于影响制动压力。

附加地或者替代地，制动力放大能够借助于能够电控制的执行器来进行，所述执行器连接在车辆制动器1的主制动缸4之后。就所述执行器而言，放大（Verstärkung）例如通过电动机来实现，所述电动机使柱塞运动。这个柱塞布置在主制动缸之后，并且能够在所述两个制动回路中产生制动压力。

在图2中，详细地示出了车轮制动设备9，所述车轮制动设备布置在车辆的后轴的车轮处。车轮制动设备9是液压车辆制动器1的部分，并且从后轴-制动回路中被供应制动流体22。此外，车轮制动设备9具有机电制动装置，所述机电制动装置优选被用于使车辆固定在静止状态下，然而，即使在车辆运动时、尤其是在低于速度-极限值的、较小的车辆速度时，所述机电制动装置也能够被用于制动车辆。

机电制动装置包括制动钳12，所述制动钳具有夹钳19，所述夹钳搭接（übergreifen）制动盘20。作为执行机构，制动装置具有作为制动马达13的直流-电动机，所述制动马达的转子轴旋转地驱动主轴14，主轴螺母15能够转动地支承在所述主轴上。在主轴14旋转时，主轴螺母15在轴向上移动。主轴螺母15在制动活塞16内运动，所述制动活塞是制动衬片17的载体，所述制动衬片由制动活塞16压靠到制动盘20上。在制动盘20的、对置的侧上有另外的制动衬片18，所述另外的制动衬片位置固定地保持在夹钳19处。制动活塞16在其外侧上通过围绕的密封环23相对于接收的壳体流动密封地被密封。

在主轴14在轴向上向前朝向制动盘20的方向上旋转运动时，或者在主轴14在轴向上向后直至到达止挡部21反向旋转运动时，主轴螺母15能够在制动活塞16之内运动。为了产生夹紧力，主轴螺母15加载制动活塞16的、内部的端侧，由此，制动活塞16连同制动衬片17被压靠到制动盘20的、面对的端面上，所述制动活塞在轴向上可移动地被支承在制动装置中。

对于液压制动力来说，来自液压车辆制动器1的、制动流体22的液压压力作用到制动活塞16上。在车辆静止状态下，液压压力在操纵机电制动装置时也能够辅助地起作用，使得总-制动力由电动马达建立的部分和液压部分组成。在车辆行驶期间，只有液压车辆制动器是激活的，或者液压车辆制动器和机电制动装置都是激活的，或者只有机电制动装置是激活的，以便产生制动力。在调节或者控制装置11中产生控制信号，所述控制信号用于操控液压车辆制动器1的、能够调整的部件以及机电车轮制动设备9。

在图3中示出了具有在上紧过程时的电状态量和液压状态量的图表，所述上紧过程用于将车辆固定在静止状态下。在时刻t₁，通过液压车辆制动器的、能够电控制的执行器来产生液压制动压力p，例如通过操纵ESP-泵。在时刻t₃，液压制动压力达到第一水平p₁。

在时刻t₂，开始以马达电流I为电制动马达通电，所述马达电流在初始脉冲之后下降到空转电流值，并且在t₃和t₄之间的时段内保持这个空转电流值。在时刻t₃，液压制动压力p达到预压力值，所述预压力值被保持到时刻t₄；在t₃和t₄之间的阶段是电制动马达的空转阶段。

在时刻t₄，通过电制动马达来产生机电制动力，对应地，马达电流I以空转电流的水平为出发点开始提升。液压制动压力p从第一水平p₁出发也进一步提升，使得通过液压制动力和机电制动力的叠加而出现总-制动力F_ges。在时刻t₅，液压制动压力达到其最大值p₂，所述最大值被保持到时刻t₆并且随后直至时刻t₇再次下降为0。在t₅和t₆之间的时间段中，机电制动力提升直至达到最大值，所述机电制动力与制动电流I同步变化。

在图4中示出：在具有液压预压力和没有液压预压力的情况下，在制动力提升期间的马达电流的、实际的变化过程；所绘制的机电制动力F_e或者F'_e与这个马达电流相对应。就功能正常的液压车辆制动器而言，出现机电制动力的、实际的变化过程F_e，所述实际的变化过程相对于变化过程F'_e具有更陡的梯度，所述变化过程F'_e表征在液压车辆制动器功能性故障时的变化过程。配属的梯度以F_e,g或者F'_e,g来表征；所述梯度通过相应的机电制动力提升F_e和F'_e的起点和终点来得出。能够识别出，梯度F_e,g比梯度F'_e,g更陡，梯度F_e,g对应于正确的制动力提升，梯度F'_e,g表明在液压车辆制动器中的、低的液压制动压力。在车轮制动设备中的、过低的液压制动压力例如在液压管路被夹住时出现。

液压功能性故障能够参照制动力提升的梯度F_e,g来确定。在功能性故障时，存在较小的梯度F'_e,g，这能够借助与参考值的比较来确定。

在图5中示出了用于监控制动力的流程图。首先，在步骤30中，开始制动过程以使车辆固定在静止状态下。在步骤31中，施加液压制动压力以产生液压夹紧力，通过激活在液压车辆制动器中的执行器（例如，ESP-泵）的方式。

时间上在其后，在下一步骤32中，通过操控电制动马达来产生机电夹紧力。在下一步骤33中，借助制动马达的马达电流来获知夹紧力提升F_e；在步骤34中，由制动力提升F_e或者对应的电流变化过程形成梯度F_e,g。

在下一步骤35中，查询：机电制动力提升或者马达电流的梯度是否在允许的值范围之内，这通过与参考值的比较来获知。如果是这种情况，则在是-分支（“Y”）之后继续进行下一步骤36，按照规定地完成停车制动过程。

为所有车轮制动设备执行在步骤35中的查询，所述查询关于制动力提升的梯度是否在允许的值范围之内，具有制动马达的机电制动装置在所述车轮制动设备处也是有效的。例如，这涉及在车辆的后轴的左侧和右侧的车轮制动设备。

如果在步骤35中的查询表明，在至少一个具有电制动马达的车轮制动设备中存在机电制动力提升的、不足的梯度，则在否-分支（“N”）之后继续进行步骤37。在这种情况下，用于产生停车制动力的制动力生成失败，并且在下一步骤38中生成故障信号。如有必要，能够通过驱动系来固定车辆，以便阻止车辆的、不期望的滚离。

此外，在步骤34之后，在步骤39中进行附加的查询，其中，在至少两个不同的车轮制动设备中（例如，在后轴的左侧和右侧处的车轮制动设备中）的机电制动力提升的梯度彼此相比较。在液压车辆制动器功能正常时，制动力提升的梯度或者配属的马达电流必须是至少近似相等的。如果在步骤39中的比较表明是这种情况，则在是-分支之后继续进行步骤36，成功地完成停车制动力的产生。

反之，如果在步骤39中的查询表明，在不同的车轮制动设备中的制动力提升的梯度以不允许的方式彼此区别，则在否-分支之后继续进行步骤37和38，并且产生相应的故障信号。

在图6中，示出了在执行停车制动过程时用于检查并且监控制动力的流程图。第一步骤40、41和42对应于来自图5的步骤30、31和32。在夹紧过程或者停车制动过程开始之后，首先产生液压制动压力，并且随后通过操控电制动马达来产生机电制动力。

在步骤43中，获知当前的制动钳刚度。通过计算手段，这能够在基于当前的系统量和特征量的情况下来执行，除其他外基于当前的液压制动压力和温度。

在步骤44中，将来自先前的流程45的制动钳刚度累加到当前的制动钳刚度上，其中，份额能够被平均。对应地，在步骤46中得出平均的、当前的制动钳刚度。在下一步骤47中，这与参考值相比较，尤其是与在先前的上紧过程中所获知的制动钳刚度相比较。为所有车轮制动设备进行所述比较，在所述车轮制动设备处布置有机电制动装置。

如果检查表明，在步骤46中获知的、当前的制动钳刚度与具有足够精度的、先前的值一致，则在是-分支之后继续进行步骤48，完成停车制动力的产生。

反之，如果在步骤47中的查询表明，在制动钳刚度中存在不允许地大的偏差，则在否-分支之后继续进行步骤49和50，并且产生故障信号。步骤49和50对应于来自图5的步骤37和38。

附件地，在步骤51中，使在不同的车轮制动设备中的制动钳刚度彼此比较，步骤51同样紧接在步骤46之后。如果它们以足够的精度相互一致，则在是-分支之后继续进行步骤48，成功地完成停车制动过程。否则，在否-分支之后继续进行步骤49和50，并且产生故障信号。

Claims (12)

1.用于监控在车辆中的制动力的方法，所述车辆的制动系统包括液压车辆制动器（1）和至少一个机电制动装置，所述机电制动装置具有用于产生制动力的电制动马达（13），其中，所述液压车辆制动器（1）的液压制动压力和所述电制动马达（13）同时作用在车轮制动设备（9）的、相同的制动活塞（16）上，其中，如果机电制动力提升的梯度或者相应量的梯度在允许的值范围之外，则产生故障信号，所述故障信号代表在所述液压车辆制动器（1）中的、过低的液压制动力。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，由所述机电制动力提升的或者所述相应量的起点和终点形成所述梯度。

3.根据权利要求1或者2所述的方法，其特征在于，根据经验确定所述允许的值范围。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，从所述车轮制动设备（9）的制动钳（12）的刚度中确定参考值，所述参考值表征所述允许的值范围。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在每次制动过程时获知并且更新所述制动钳（12）的刚度。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，在两个不同的车轮制动设备（9）中的所述机电制动力提升或者相应量彼此进行比较。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，相应于所述机电制动力提升的量是电制动马达（13）的马达电流（I）。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，相应于所述机电制动力提升的量是所述车轮制动设备（9）的制动钳（8）的刚度。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，在制动力产生时，在时间上在所述机电制动力提升之前开始产生液压制动压力。

10.调节或者控制装置（12）其用于执行根据权利要求1至9中任一项所述的方法。

11.在车辆中的制动系统，其具有液压车辆制动器（1）和机电制动装置并且具有根据权利要求10所述的调节或者控制装置（12），所述机电制动装置具有电制动马达，所述调节或者控制装置用于操控所述制动系统的、能够调整的部件。

12.根据权利要求11所述的制动系统，其特征在于，所述液压车辆制动器（1）配备有能够电控制的执行器、例如ESP-泵，所述执行器用于影响液压压力。