CN109843670A - 液压制动系统的摩擦系数的估算方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于对机动车的液压制动系统的摩擦系数进行估算的系统和方法。本发明还涉及一种用于对机动车的液压制动系统的理论制动力矩进行适配以获得期望的实际制动力矩的系统和方法。

Description

液压制动系统的摩擦系数的估算方法

技术领域

本发明涉及一种用于估算机动车的液压制动系统的摩擦系数的系统和方法。本发明还涉及一种用于对机动车的液压制动系统的理论制动力矩进行适配以获得期望的实际制动力矩的系统和方法。

背景技术

在制动块与制动盘之间的液压制动系统摩擦系数(也被称为Cp值)决定了：会产生制动力矩并且制动力矩与制动压力成正比。由于仅能测量制动压力，所以对于准确地知晓车轮处的制动力矩来说重要的是，尽可能准确地估算摩擦系数。通过测量车辆减速度和制动压力，并在知晓车辆参数、例如车辆质量的情况下，可以逆向计算出摩擦系数。也存在一种用于估算摩擦系数的方法，该方法在不知晓车辆质量的情况下也能应用，其中，由摩擦制动器引起的纵向减速度被与由电动机(其力矩是准确已知的)引起的纵向减速度相比较。

DE 35 02 050 A1提出，作为用于制动力矩的特征参数测量：在产生制动力矩的制动装置中出现的温度并且在分析处理装置中对该温度进行分析处理。

DE 100 11 270 A1公开了一种用于确定车轮制动器的特征值的方法和设备，该特征值说明了制动力矩与制动压力之间的关联。制动器特征值的确定以车轮所特有的方式通过基于车轮专有参数——如车轮滑转、车轮承重力、车轮制动压力和车轮半径——的计算进行。

DE 10 2014 226 290提出一种用于调节或控制制动操纵参数BR(FZ)的方法，该制动操纵参数是具有至少一个被制动的车轮R的机动车制动器的作用力F或制动压力PR或作用行程X(xs)，在电液式或电动机械式的车辆制动器内部，该车辆制动器利用制动器保持件固定在车辆的底盘上并且通过摩擦块按照制动操纵参数BR(FZ)制动车轮，其中，测量由于被制动的车轮与行车道之间的接触而得出的轮周切向力F(FU)，基于轮周切向力F(ΔFU/Δs)的增大来影响制动力F(FU)，其中，调节的实际值是轮周切向力F(ΔFU/Δs)的增大，这通过将制动操纵参数BR(FZ)调节到预定的理论值TVR(OP(ΔFU/Δs))或理论值范围TUR(OP(ΔFU/Δs)+/-R(ΔFU/Δs))而被调节。

由DE 10 2010 043 320 A1已知一种用于确定在机动车的盘式制动器上起作用的摩擦力的参数。布置在盘式制动器上的传感器设备测量通过制动力作用所引起的、制动保持件沿与制动盘轴向相垂直的方向的移动。起作用的制动力矩的大小根据摩擦力所引起的、制动保持件沿与制动盘表面相切的方向的变形来确定。

发明内容

基于以上背景本发明所要解决的技术问题是：提供一种用于估算机动车的液压制动系统的摩擦系数的新的系统和方法，所述系统和方法不需要使用车辆参数、例如车辆质量。

在本发明的范围内提出一种具有权利要求1的特征的、用于对机动车的液压制动系统的摩擦系数进行估算的新的系统。由从属权利要求和说明书得出具体实施方式。此外提出一种具有权利要求7的特征的、用于对机动车的液压制动系统的摩擦系数进行估算的方法。由从属权利要求和说明书得出实施方式。

此外，提出一种具有权利要求10的特征的、用于对机动车的液压制动系统的理论制动力矩进行适配以获得期望的实际制动力矩的方法，还提出一种具有权利要求11的特征的对此适用的系统。由从属权利要求、说明书和附图得出实施方式。

附图说明

根据实施方式在附图中示意性地示出本发明并且参考附图示意性地和详细地描述本发明。其中：

图1示出根据本发明的、用于对机动车的液压制动系统的摩擦系数进行估算的方法的流程图，在该流程图中说明方法步骤和数据流；

图2示出根据本发明的、用于对机动车的液压制动系统的理论制动力矩进行适配以获得期望的实际制动力矩，在该流程图中说明方法步骤和数据流。

具体实施方式

本发明提出一种对机动车的液压制动系统的摩擦系数进行估算的解决方案，该解决方案无需使用车辆参数、例如车辆质量。在本发明的范围内可以使用车辆中一般存在的调节系统和测量系统。本发明的其它优点和设计方案由下面的说明得出。

根据本发明的系统包括：作用于机动车的车轮或车桥的至少一个液压制动系统；以及至少一个另外的致动器系统，所述至少一个另外的致动器系统能以比液压制动系统高的调节精度将制动力矩施加在车轮或车桥上。此外，根据本发明的系统包括至少一个传感器和用于由传感器数据计算出所估算的摩擦系数的单元。

在一个实施方式中，所述另外的致动器系统包括至少一个车桥动力装置。在另一个实施方式中，所述另外的致动器系统包括至少一个EM-单轮动力装置/轮边电机。

在根据本发明的系统中包含至少一个合适的传感器。在一个实施方式中，所述系统包括至少一个轮转速传感器。在另一个实施方式中，所述系统包括至少一个轮速度传感器。在另一个实施方式中，所述系统包括至少一个制动压力传感器。根据本发明的用于对机动车的液压制动系统的摩擦系数进行估算的方法包括以下步骤：通过具有高调节精度的致动器系统在机动车的车轮或车桥处设定一制动力矩(理论＝实际)，测量由所述制动力矩引起的车轮减速度，确定在制动力矩与车轮减速度之间的传递关系/传递函数。通过液压制动系统将理论制动力矩施加在车轮或车桥上并测量车轮减速。因此，能利用在制动力矩与车轮减速度之间的传递关系的逆关系/反函数计算出实际制动力矩，进而计算出液压制动系统的实际摩擦系数。如果车轮制动器耦合在车桥上，例如以液压方式耦合，那么车轮处的制动力矩相当于车桥处的制动力矩的一半。如果车桥通过制动系统耦合，例如通过液压建立的分配，那么能利用这种分配和总制动力矩计算出相应车桥处的制动力矩。为了进行说明，在图1中也作为流程图示出根据本发明的方法的过程，在该流程图中示出各个方法步骤和数据流。

由于制动系统的摩擦系数未知，因此理论制动力矩大多时候和实际制动力矩不同。已知了其它致动器系统(例如EM-单轮动力装置，EM-车桥动力装置)，所述其它致动器系统能以比制动系统高的调节精度施加制动力矩。理论制动力矩也就对应于实际制动力矩。通过具有高调节精度的致动器系统调节车轮或车桥处的制动力矩(理论制动力矩＝实际制动力矩)并测量车轮减速度，以及确定在制动力矩与车轮减速之间的传递关系。通过液压制动系统施加理论制动力矩并测量车轮减速度，以及利用在制动力矩和车轮减速度之间的传递关系的反特性推断出车轮或车桥处的车轮制动器实际力矩。在已知理论力矩和名义摩擦系数的情况下可以推断出实际摩擦系数：

摩擦系数＝实际制动力矩/理论制动力矩*名义摩擦系数。

替代地，可以通过制动压力的测量计算出实际摩擦系数：

摩擦系数＝实际制动力矩/制动压力。

另一个在本发明的范围内实现的目的在于，利用液压制动系统在车轮或车桥处调节期望的实际制动力矩。在这种情况下引人关注的不是摩擦系数，而是液压制动系统的理论制动力矩与实际制动力矩之间的比例。这样便可以将液压制动系统的理论制动力矩与该因数相乘，来获得车轮处的期望的制动力矩。对此如上文所述的确定车轮或车桥处的制动系统的实际制动力矩并且这涉及车轮或车桥处的制动系统的理论制动力矩。

本发明的主题因此也包括一种用于适配机动车的液压制动系统的理论制动力矩以实现期望的实际制动力矩的系统和方法。期望的实际制动力矩在此相当于初始的理论制动力矩。所述方法包括：通过致动器系统调节机动车的车轮或车桥处的制动力矩，所述致动器系统具有比液压制动系统高的调节精度；测量车轮或车桥的由制动力矩引起的减速度；随后确定在制动力矩和车轮或车桥的减速度之间的传递关系。此外，所述方法包括：通过液压制动系统将理论制动力矩施加在机动车的车轮或车桥上；测量车轮或车桥的由制动力矩引起的减速度；通过在制动力矩和车轮或车桥的减速度之间的传递关系的反特性估计实际制动力矩。随后计算出在液压制动系统的理论制动力矩和实际制动力矩之间的比例并将液压制动系统的理论制动力矩与获得的因数相乘，以获得理论制动力矩，该理论制动力矩产生与初始的理论制动力矩相对应的实际制动力矩。为了进行说明，在图2中也作为流程图示出根据本发明的方法的过程，在该流程图中示出各个方法步骤和数据流。

此外，本发明提出一种用于适配机动车的液压制动系统的理论制动力矩以获得期望的实际制动力矩的系统。期望的实际制动力矩在此对应于初始的理论制动力矩。所述系统包括：至少一个液压制动系统，所述至少一个液压制动系统作用于机动车的车轮或车桥；至少一个另外的致动器系统，所述至少一个另外的致动器系统能以比液压制动系统高的调节精度将制动力矩施加在车轮或车桥上。该系统还包括：至少一个传感器；用于由传感器数据计算出实际制动力矩的单元；和用于改变液压制动系统的理论制动力矩的单元。

用于合适的其它致动器系统的例子包括车桥动力装置和EM-单轮动力装置。合适的传感器例如是轮转速传感器、轮速度传感器或制动压力传感器。

显而易见的是，在不脱离本发明的范围的情况下，前述特征不仅能用在分别给出的组合中，而且也能用在其它组合中或单独地使用。

Claims (14)

1.一种用于对机动车的液压制动系统的摩擦系数进行估算的系统，所述系统包括：

至少一个液压制动系统，所述至少一个液压制动系统作用于机动车的车轮或车桥；

至少一个另外的致动器系统，所述另外的致动器系统能以比液压制动系统高的调节精度将制动力矩施加在车轮或车桥上；

至少一个传感器；

用于由传感器数据计算出所估算的摩擦系数的单元。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述另外的致动器系统包括至少一个车桥动力装置。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述另外的致动器系统包括至少一个EM-单轮动力装置。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其特征在于，所述系统包括至少一个轮转速传感器。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其特征在于，所述系统包括至少一个轮速度传感器。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其特征在于，所述系统包括至少一个制动压力传感器。

7.一种用于对机动车的液压制动系统的摩擦系数进行估算的方法，该方法包括以下步骤：

a)通过致动器系统在机动车的车轮或车桥处设定一制动力矩，所述致动器系统具有比液压制动系统高的调节精度；

b)测量由所述制动力矩引起的、车轮或车桥的减速度；

c)确定在制动力矩与车轮或车桥的减速度之间的传递关系；

d)通过液压制动系统将理论制动力矩施加在机动车的车轮或车桥上；

e)测量由制动力矩引起的、车轮或车桥的减速度；

f)通过在步骤c)中确定的、在制动力矩与车轮或车桥的减速度之间的传递关系的逆关系来估计实际制动力矩；

g)计算出液压制动系统的实际摩擦系数。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，根据下式由液压制动系统的理论制动力矩、实际制动力矩和名义摩擦系数计算出摩擦系数：

摩擦系数＝实际制动力矩/理论制动力矩*名义摩擦系数。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，根据下式由液压制动系统的实际制动力矩和制动压力计算出摩擦系数：

摩擦系数＝实际制动力矩/制动压力。

10.一种用于对机动车的液压制动系统的理论制动力矩进行适配以获得期望的实际制动力矩的方法，所述方法包括以下步骤：

a)通过致动器系统在机动车的车轮或车桥处设定一制动力矩，所述致动器系统具有比液压制动系统高的调节精度；

b)测量由所述制动力矩引起的、车轮或车桥的减速度；

c)确定在制动力矩与车轮或车桥的减速度之间的传递关系；

d)通过液压制动系统将理论制动力矩施加在机动车的车轮或车桥上；

e)测量由制动力矩引起的、车轮或车桥的减速度；

f)通过在步骤c)中确定的、在制动力矩与车轮或车桥的减速度之间的传递关系的逆关系来估计实际制动力矩；

g)计算出在液压制动系统的理论制动力矩与实际制动力矩之间的比例；

h)将液压制动系统的理论制动力矩与所获得的因数相乘，以获得与期望的实际制动力矩相对应的理论制动力矩。

11.一种用于将机动车的液压制动系统的理论制动力矩适配于期望的实际制动力矩的系统，所述系统包括：

至少一个液压制动系统，所述至少一个液压制动系统作用于机动车的车轮或车桥；

至少一个另外的致动器系统，所述另外的致动器系统能以比液压制动系统高的调节精度将制动力矩施加在车轮或车桥上；

至少一个传感器；

用于由传感器数据计算出实际制动力矩的单元；和

用于改变液压制动系统的理论制动力矩的单元。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述另外的致动器系统包括至少一个车桥动力装置和/或至少一个EM-单轮动力装置。

13.根据权利要求11或12所述的系统，其特征在于，所述系统包括至少一个轮转速传感器和/或至少一个轮速度传感器。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的系统，其特征在于，所述系统包括至少一个制动压力传感器。