CN109789861A - 用于运行机动车的方法和装置、机动车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于运行机动车的方法，所述机动车具有初级的制动系统（14）和次级的制动系统（11），其中为所述机动车的每个车轮（4、5）分配有能够通过所述制动系统（14、11）来操纵的车轮制动器（15、16），其中在紧急制动运行中如此操控所述次级的制动系统（11），使得所述车轮制动器（15、16）相应地产生相同的制动力。在此规定，在所述紧急制动运行中检测所述机动车的当前的转向角并且根据所检测到的转向角来操控所述次级的制动系统。

Description

用于运行机动车的方法和装置、机动车

技术领域

本发明涉及一种用于运行机动车的方法，所述机动车具有初级的制动系统和次级的制动系统，其中为所述机动车的每个车轮分配有能够通过所述制动系统以液压的方式来操纵的车轮制动器，并且其中在紧急制动运行中如此操控所述次级的制动系统，使得所述车轮制动器分别产生相同的制动力。

此外，本发明涉及一种用于运行机动车的装置，所述机动车具有初级的制动系统和次级的制动系统以及至少一个驱动机构，其中为所述机动车的每个车轮分配有能够通过所述制动系统以液压的方式来操纵的车轮制动器；所述装置具有控制器，该控制器构造用于在所述初级的制动系统失灵时在紧急制动运行中如此操控所述次级的制动系统，使得所述车轮制动器产生相同的制动力。

此外，本发明涉及一种具有相应的装置的机动车。

背景技术

开头所提到的类型的方法、装置和机动车已经从现有技术中为人所知。机动车的车辆制动系统除了比如通过电子稳定性程序（ESP）或者自动的制动系统（ABS）来实施的、使行驶稳定的功能之外越来越多地满足扩展的功能范围、像比如通过制动力放大器对驾驶员进行支持，所述制动力放大器能够构造为以机电的或者液压的方式进行工作的结构。也知道激活协助的或者部分协助的功能并且/或者对所述车辆制动系统的车轮制动器上的液压的制动压力或者液压的制动力进行主动的调制，而没有实施驾驶员的主动的参与。由此能够实现协助功能，所述协助功能允许半自动化的或者全自动化的制动干预。由此，能够与机动车的半自动化的或者全自动化的驱动以及半自动化的或者全自动化的转向一起进行机动车的半自主的或者全自主的行驶运行。

但是，关于冗余度和容错率向半自动化的或者全自动化的功能提出了提高的要求。尤其在所述初级的制动系统失灵时期待复原。“所述初级的制动系统”或者“初级的致动机构”在此尤其是指在自动化的或者自主的行驶的环境中的致动机构，所述致动机构在无故障的制动系统状态中承担用于机动车的稳定功能。这通常是EPS系统。“所述次级的制动系统”或者“次级的致动机构”相应是指下述致动机构，所述致动机构在所述初级的制动系统的故障情况中至少在一定的范围内承担稳定任务、尤其是纵向稳定。具有初级的和次级的致动机构的总制动系统的一种示范性的实施方式比如是作为初级的制动系统的EPS系统和作为次级的制动系统的电子的制动力放大器。一种相应的初级的制动系统比如从DE 102009 001 135 A1中得到了公开。所述次级的制动系统，如果其具有机电的制动力放大器，比如同样被连接到主制动缸上并且在正常运行中用于提高行驶舒适性，方法是：它在形成对于制动过程来说必要的制动压力时支持驾驶员。所述制动力放大器在需要时提供用于对主制动缸进行操纵的制动力，通过所述制动力来支持驾驶员。所述初级的制动系统和所述次级的制动系统由此形成两个相对于彼此冗余的、用于产生并且调制制动压力的系统。如果通常能够对车轮个体的制动力矩或者制动力进行设定的初级的制动系统失灵，那还至少由次级的制动系统来要求纵向稳定的措施比如能够借助于主动的或者被动的压力调制来实施。在此，所述要求已经通过次级的制动系统来得到满足，所述次级的制动系统在紧急制动运行中在所有车轮制动器上设定相同的制动力矩或者相同的制动力。因此，对于所述紧急制动运行来说，通常放弃对于制动力的车轮个体的预先给定并且仅仅产生液压压力，所述液压压力相同地作用于所有车轮制动器，因此这也被称为单通道的制动力产生。对通过所述次级的制动系统实施的纵向稳定的要求是，在此车辆的可转向性得到保持。

发明内容

所述按本发明的具有权利要求1的特征的方法拥有以下优点，即：保证为了使机动车稳定而必要的侧导向力，或者对于驾驶员的转向愿望或者自主地行驶的机动车的叠加的系统的转向愿望得到满足这种保证通过简单的措施来得到提高。通过所述按本发明的方法来实现这一点，即：尽管单通道的制动力产生也如此考虑到转向愿望，使得在所述机动车的目轨轨迹与实际轨迹之间存在的偏差尽可能地小，并且由此也在紧急制动运行中、也就是在向所述次级的制动系统提出减速要求时改进所述机动车的可转向性。按照本发明，这通过以下方式来实现，即：在紧急制动运行中检测所述机动车的当前的转向角并且根据所检测到的转向角来操控所述次级的制动系统。由此，在知道所述转向角的情况下在紧急制动运行中影响制动力的产生。由此实现这一点，即：保证足够高的侧导向力，所述侧导向力允许所述机动车的可靠的转向。尤其本发明规定，所述侧导向力相对于纵导向力得到优先权，从而能够有利于所述机动车的得到改进的转向能力而忽略所述机动车的最大可能的减速。

特别优选规定，在紧急制动运行中检测所述机动车的当前的速度并且也根据所述当前的速度来操控所述次级的制动系统。在考虑到行驶速度和转向角的情况下，可以确定能够通过相应的车轮来传递的侧导向力并且由此能够实现对于所述次级的制动系统的最佳的操控。优选根据所述转向角附加于所述方法来使用转向角和对于所述次级的制动系统的影响，所述转向角以及对于所述次级的制动系统的影响保证，前轮轴和后轮轴的车轮遵守所期望的抱死顺序并且保证所述纵向稳定。为了确定所述侧导向力，在此能够检测所述机动车的任意的速度、像比如车轮速度或者车辆纵向速度。

尤其规定，有待设定的制动力借助于卡姆圆来确定。所述卡姆圆将车轮的侧面纵导向力与侧导向力置于比例关系中，从而借助于所述卡姆圆在知道所述转向角的情况下能够以简单的方式和方法来获取（ermitteln）最大有待设定的制动力。

此外优选规定，随着转向角的增大而降低所设定的制动力。为了维持所述机动车的行驶稳定性或者轨迹可靠性（Trajektorie-treue），必须随着必要的侧导向力的增加而降低所述制动力或者液压压力。这一点通过对于增加的转向力的考虑以及所述制动力的随之而来的降低的考虑以有利的方式来实现。

此外优选规定，作为转向角而检测所述机动车的车辆纵轴线与所述机动车的能转向的车轮的纵轴线之间的实际转向角。这比如能够通过合适的、配属于所述车轮的传感器来进行。由此能够精确地并且尤其也在不取决于目标转向角度的情况下检测所述转向角，所述目标转向角比如由于车行道状态、机械的缺陷或者类似情况而无法正确地得到实现。

作为替代方案优选规定，作为转向角来检测能够通过所述机动车的转向手柄、尤其是方向盘来预先给定的目标转向角。这具有以下优点，即：对于所述转向角的检测能够比较容易地实施，因为为此不需要额外的传感器。在所述机动车中本来就已经通过传感器对所述目标转向角进行监控，因而其能够容易地供所介绍的方法的实施所用。还更加容易的是，在自主的行驶运行中所述目标转向角由所述机动车本身来预先给定。此外，优选规定，作为转向角不仅检测实际转向角而且检测目标转向角。在此，比如能够借助于所检测到的实际转向角来对所述目标转向角进行核实或者根据所述目标转向角来确认所述转向角的正确的设定。

此外优选规定，在所述紧急制动运行中至少暂时振动地设定所述制动力。由此实现这一点，即：有规律地提高并且降低所述制动力并且由此得到振动的曲线。通过这种压力调制，能够无危险地检测最大的制动力，自所述最大的制动力起被制动的车轮开始抱死。相应地，根据所检测到的最大的制动力来设定有待设定的制动力，从而不超过所述最大的制动力。在通过转向角的设定开始转弯行驶之前，对于相应的车轮与车行道之间的、对所述侧导向力的计算来说必要的摩擦值（μ-数值）优选通过这种单通道的压力调制并且根据所设定的减速的尺度或者通过估计并且/或者借助于传感器、摩擦值卡或者类似方式来获取。这种方式的摩擦值确定原则上为人所知并且因此在此不作详细的探讨。如果压力制动运行在转弯行驶的期间才出现，那就优选动用最后一次确定的摩擦值或者估计摩擦值。

所述按本发明的具有权利要求8的特征的装置的突出之处在于，所述控制器专门被安排用于在按照规定使用时实施所述按本发明的方法。由此产生已经提到的优点。

所述按本发明的具有权利要求9的特征的机动车的突出之处在于所述按本发明的装置。由此也产生已经提到的优点。

附图说明

下面要借助于附图对本发明进行更详细探讨。为此：

图1以简化的俯视图示出机动车；

图2示出了简化地示出的、用于运行所述机动车的方法；并且

图3示出了制动力-时间-图表，该制动力-时间-图表用于解释有利的用来运行所述机动车的方法。

具体实施方式

图1以简化的俯视图示出了机动车1。所述机动车1具有前轮轴2和后轮轴3，所述前轮轴和后轮轴分别具有两个车轮4或者5，所述车轮与车行道处于接触之中，以用于将加速力矩或者减速力矩施加到所述机动车1上。

为了使所述车辆1加速，所述车辆具有在此带有两个驱动机构7和8的驱动系统6。所述第一驱动机构7构造为内燃机并且通过传动机构9和未示出的离合器与所述轮轴2的车轮4进行了作用连接或者能够进行作用连接。所述第二驱动机构8构造为电机，所述电机通过传动机构10与所述后轮轴3的车轮5进行了作用连接。通过所述驱动机构7和8由此能够向所述轮轴2和3产生不同的正的或者负的转矩。所述机动车1也能够仅仅具有所述驱动机构7、8之一。

为了使所述机动车1减速，所述机动车具有车辆制动系统，所述车辆制动系统则具有能够由驾驶员操纵的制动踏板12，所述制动踏板与机电的制动力放大器13相连接，所述制动力放大器则增强被施加到所述制动踏板12上的脚踏力并且将其转化为初级的制动系统14的液压压力。所述初级的制动系统14以分配给所述车轮4和5中的每个车轮的方式相应地具有能够以液压的方式来操纵的车轮制动器15和或16。为了对所述车轮制动器15、16进行液压的操纵，所述初级的制动系统14具有ABS-/ESP-模块17，该ABS-/ESP-模块按车轮个体地控制/调节所述液压压力并且由此能够实现车轮个体的制动力调节。在此，所述模块17比如能够进行行驶稳定的干预并且向各个车轮4、5加载制动力，以用于在危急的行驶情况中维持所述机动车1的行驶稳定性。

此外，所述车辆制动系统具有次级的制动系统11，该次级的制动系统在当前的实施例中同样构造为以液压的方式来工作的结构并且如果所述初级的制动系统14、尤其是所述模块17失灵就会起作用。所述次级的制动系统11将所述制动力放大器13用作致动器。在这种情况下，而后制动回路中的、借助于所述机电的制动力放大器13自动化地设定的液压压力能够变化，但是由于所述模块17的失灵而均匀地被分配到所述车轮制动器15、16上，因而在所有车轮制动器15、16上设定相同的制动力。由此，即使在所述初级的制动系统14失灵时也自动化地或者半自动化地实施所述机动车1的纵向稳定。

控制器19比如是所述车辆制动系统、尤其是电的制动力放大器13的控制器，所述控制器在所述机动车的运行中监控所述初级的制动系统14的功能能力。如果所述控制器19确定所述初级的制动系统14有缺陷地发挥功能或者根本不再发挥功能，那么所述初级的制动系统就完全通过所述控制器19来去除激活并且换而言之所述次级的制动系统13得到操控，以用于纵向稳定地使所述机动车1减速。

通过所述次级的制动系统14，在所有车轮制动器15、16上提高所述液压压力或者借助于所述机电的制动力放大器13以液压的方式来设定制动力。如前面已经解释的那样，在此所产生的制动力在所有车轮4、5上都相同。

按照当前的实施例，所述轮轴2的车轮4构造为能够转向的结构。为此，在图1中在所述车轮4之一上以虚线绘入了在转弯行驶中的纵轴线4’。在转弯行驶中在所述车轮4的纵轴线4’与同样在图1中用虚线绘入的车辆纵轴线1’之间产生角度。这个角度下面被称为所述机动车1的转向角α。所述转向角α能够以不同的方式和方法来获取。因此能够考虑，为所述车轮4分配传感装置，所述传感装置检测所述车轮4的当前的实际转向角。作为替代方案，能够获取由驾驶员或者由所述机动车本身在自主的行驶运行中预先给定的目标转向角并且将其规定为转向角α。

所述控制器19构造用于根据这个转向角α通过所述次级的制动系统11来设定所述制动力或者所述液压压力。

图2为此以简化的图示示出了所述有利的、用于运行机动车1的方法，对于所述方法来说所述控制器19作为输入信号得到关于车辆纵向减速的信息、比如尤其是目标减速L、转向角α以及关于当前的车辆速度v的信息。所述控制器19根据这些输入信号来获取目标压力p，所述目标压力应该由所述次级的制动系统11、尤其是通过所述机电的制动力放大器13来设定，以用于在所述车轮制动器15、16上产生所期望的制动力。

在紧急制动运行中、也就是说在所述初级的制动系统14失灵时，在确定所述制动力时或者在操控所述次级的制动系统11时对所述机动车1的当前的转向角α加以考虑。尤其在此借助于卡姆圆根据所述转向角α来确定所述车轮4的侧导向力。为此，要考虑到所述机动车的行驶速度以及所述车轮4与车行道之间的摩擦值。摩擦值或者μ-数值优选在开始转弯行驶之前通过单通道的压力调制来获取，在进行所述单通道的压力调制时振动地/振荡地设定所述制动力或者所述液压压力，以用于在而后出现的车辆总反应的基础上查明，所述机动车的车轮能够中断何种力矩或者车轮是否抱死，以用于从中确定当前的摩擦值。这样的方法原则上为人熟知，因而在此不应该对此进行更详细探讨。根据所述摩擦值、所述行驶速度v以及所述转向角α，可以确定所述车轮4的侧导向力，所述侧导向力能够从所述车轮4传递到车行道上。

所述控制器19现在如此操控所述次级的制动系统11，使得所设定的制动力保证，所述侧导向力在减速时得到维持，所述侧导向力在减速的期间允许所述机动车1的转向。由此也在转弯行驶时在紧急制动运行中可靠地保证所述机动车1的行驶稳定性。

如果在开始转弯行驶之前还没有获取所述摩擦值，那就优选比如在以前所获取的摩擦值的基础上借助于传感器、摩擦值卡或者类似方式来对其进行估计。因为在转弯行驶本身的期间不知道直接的实际摩擦值，所以能够根据摩擦值通过对于相耦合的事件的出现可能性的考虑来估计所述直接的实际摩擦值（分级严重性：比如1的耦合；在转弯行驶时高的减速和必要的调整：2的耦合；在转弯行驶中的突然的摩擦值变化：3的耦合）。

所述控制器19在此随着转向角α的增加而降低所述次级的制动系统18的液压压力或者制动力，以用于保证所述车轮4的由情况所引起的必要的侧导向力。

图3示出了对于用于所述次级的制动系统11的单通道的稳定功能的转向角α的考虑的可能的函数的图示。车辆纵向稳定作为稳定性指标依赖于整车纵向减速信息，用于进行车辆纵向稳定的单通道的压力调制典型地如此使用激励，使得对于车辆反应的测评成为可能。尤其为此而如前面已经提到的那样来振动地设定所述制动力。这一点在图3中示出，图3关于时间t示出了所述次级的制动系统11的液压压力p₁₁。通过具有所定义的或者能预先给定的频率的、振动的或者振荡的液压压力产生用于稳定的车辆减速的有效的液压压力p_{11_e}。作为测评标准，使用对车辆层面上的激励或者机动车层面上的突然的减速的回复，其作为所述机动车的突然的纵向加速度能够通过加速度传感器来确定。根据车辆反应的反馈在考虑到稳定性标准的情况下，通过所述单通道的纵向稳定的功能通过所述控制器19来设定中等的有效的压力p_{11_e}，以用于进行稳定的车辆减速。在考虑到转向角α以及必要时车辆速度v的情况下，通过对于制动力的设定来如此调整所述有效的压力p_{11_e}，从而能够提供用于转弯行驶的侧导向力。在图5中这表现在以下方面，即：所述压力p自时刻t₁起几乎没有或者不再升高，在所述时刻开始转弯行驶。

上面所描述的有利的方法不仅能够在所述初级致动机构失灵时在复原中实施，而且也能够在原则上对于所述机动车来说车轮个体的测量参量对所述制动系统来说不可用时来实施，因而而后同样根据所检测到的转向角来影响或者预先给定相应所设定的制动力或者相应所设定的制动压力。由此，不仅对单通道的制动系统来说而且对多通道的制动系统来说都能够实现侧导向力的改进。

Claims (9)

1.用于运行机动车（1）的方法，所述机动车具有初级的制动系统（14）和次级的制动系统（11），其中为所述机动车的每个车轮（4、5）分配有能够通过制动系统（14、11）以液压的方式来操纵的车轮制动器（15、16），其中在紧急制动运行中如此操控所述次级的制动系统（11），使得所述车轮制动器（15、16）分别产生相同的制动力，其特征在于，在所述紧急制动运行中检测所述机动车的当前的转向角（α）并且根据所检测到的转向角来操控所述次级的制动系统。

2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述紧急制动运行中检测所述机动车（1）的当前的速度（v）并且也根据所述当前的速度（v）来操控所述次级的制动系统（11）。

3.按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，有待设定的制动力借助于卡姆圆来确定。

4.按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，随着转向角（α）的增加而降低所设定的制动力。

5.按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，作为转向角（α）来检测所述机动车（1）的车辆纵轴线（1’）与所述机动车（1）的能转向的车轮（4）的纵轴线（4’）之间的实际转向角。

6.按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，作为转向角（α）来检测能够通过所述机动车（1）的转向手柄、尤其是方向盘来预先给定的目标转向角。

7.按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述紧急制动运行中至少暂时振动地设定所述制动力。

8.用于运行机动车（1）的装置，所述机动车具有初级的制动系统（14）和次级的制动系统（11）以及至少一个驱动机构（7、8），其中为所述机动车（1）的每个车轮（4、5）分配有能够通过所述制动系统（14、11）以液压的方式来操纵的车轮制动器（15、16），所述装置具有控制器（19），该控制器构造用于：在所述初级的制动系统（14）失灵时在紧急制动运行中如此操控所述次级的制动系统（11），使得所述车轮制动器产生相同的制动力，其特征在于，所述控制器（19）专门被安排用于在按照规定使用时实施按权利要求1到7中一项或者多项所述的方法。

9.机动车（1），所述机动车具有至少两根轮轴（2、3）、尤其是前轮轴（2）和后轮轴（3）、初级的制动系统（14）和次级的制动系统（11）以及至少一个驱动机构（7、8），其中为所述轮轴（2、3）的每个车轮（4、5）分配有能够通过所述制动系统（14、18）以液压的方式来操纵车轮制动器（15、16），其特征在于按权利要求8所述的装置。