CN110325418A - 用于诊断机动车的制动系统的方法以及相应的制动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于运行机动车的制动系统(1)的方法，其中，制动系统(1)具有制动压力源和至少一个车轮制动器(2)，该车轮制动器能被加载借助于制动压力源提供的、作用于制动活塞(3)上的制动压力。在此规定，为了执行对制动系统(1)的诊断，向车轮制动器(2)加载对应于诊断制动压力的、使确定的力作用于制动活塞(3)的制动压力，并且对制动活塞(3)施加反作用于所述力的反作用力，从而避免在车轮制动器(2)上建立制动力，尤其是使与制动活塞(3)连接的制动块(5)保持与车轮制动器(2)的制动盘(6)或制动鼓间隔开。本发明还涉及一种用于机动车的制动系统(1)。

Description

用于诊断机动车的制动系统的方法以及相应的制动系统
技术领域
本发明涉及一种用于运行机动车的制动系统的方法，其中，制动系统具有制动压力源和至少一个车轮制动器，该车轮制动器可被加载借助于制动压力源提供的、作用于制动活塞上的制动压力。本发明还涉及一种用于机动车的制动系统。
背景技术
制动系统用于使机动车减速，即提供作用在机动车的车轮上的制动力。制动力可以通过车轮制动器传递给至少一个车轮。如果该机动车具有一个以上的车轮、即至少两个车轮，则制动系统优选对这些车轮中的多个车轮或对所有车轮来说具有相应的车轮制动器，借助于该车轮制动器能向相应的车轮传递制动力。在下文中，将仅讨论至少一个车轮制动器的情况。然而这些实施方案可以转用于——如果设置的话——多个车轮制动器。例如，当操作操纵元件时在车轮制动器处施加了实际制动压力。在此，制动系统作为机动车的行车制动器存在或者形成行车制动器的至少一个组成部分。
制动系统例如具有主制动缸，主制动活塞可移动地布置在主制动缸中。主制动活塞与主制动缸一起限定了制动流体体积，该制动流体体积是可变的，其中，其尺寸取决于主制动活塞的位置。主制动活塞与操纵元件联接，该操纵元件例如作为制动踏板存在。机动车的驾驶员通过该操纵元件能够设定期望的制动力，该制动力随后被称为预定制动力并优选与预定制动压力紧密联系在一起。当然，也可以省略主制动缸，并且可以仅通过操纵元件来调节预定制动力或预定制动压力。
制动系统优选地作为电动液压制动系统存在。这意味着，在制动系统的至少一个运行模式中，以制动流体体积存在的制动流体在操作操纵元件时不是直接地提供在车轮制动器处存在的实际制动压力或者最多提供该实际制动压力的一部分。相反规定，在操作操纵元件时确定了额定制动压力，其中，这可以借助于至少一个传感器进行，该传感器配属于操纵元件和/或主制动活塞和/或主制动缸和/或模拟器缸，在模拟器缸中可移动地布置模拟器活塞。
传感器可以被设计为例如位移传感器或压力传感器。在前一种情况下，借助于传感器确定在操纵元件被操作时操纵元件移动的操作距离。附加地或另选地，当然也可以借助于传感器确定存在于主制动缸中的压力。随后由借助于传感器测得的参量、即例如位移和/或压力确定额定制动压力。接着在车轮制动器处设置或设定对应于额定制动压力的实际制动压力。
在此，实际制动压力由制动压力源提供，该制动压力源例如以泵的形式、特别是电动泵的形式存在。在上述制动系统的运行模式中，制动流体体积不是或至少不直接地与车轮制动器连接或流动连接。在制动系统故障时，例如在制动压力源失灵时，为了提供备用级，优选在主制动缸和车轮制动器之间存在直接流动连接。以这种方式，即使在制动系统故障时也能够在操作操纵元件时在车轮制动器上建立实际制动压力。然而为此，驾驶员必须对操纵元件施加比通常大得多的操纵力。
发明内容
本发明的目的在于，提出一种用于运行机动车的制动系统的方法，该方法相对于已知的方法具有优点，尤其是与驱动系统无关地实现了制动系统的可靠的运行。
根据本发明，所述目的通过具有权利要求1所述特征的方法实现。在此规定，为了执行对制动系统的诊断，向车轮制动器加载与诊断制动压力对应的、使确定的力作用于制动活塞的制动压力，并且对制动活塞施加反作用于所述力的反作用力，从而避免在车轮制动器上建立制动力，尤其是使与制动活塞连接的制动块保持与车轮制动器的制动盘或制动鼓间隔开。
车轮制动器具有制动活塞，该制动活塞优选布置为可在制动缸中移动，特别是可直线移动。借助于制动活塞可以把通过利用制动流体加载车轮制动器而产生的力传递给车轮制动器的制动块，其中，在制动块处尤其存在制动衬片。
尤其在引入用于机动车的可再生的驱动装置的过程中——其中，在制动过程期间机动车的运动能量的一部分被转换为可存储的能量形式、例如电能，所谓的能混合制动的制动系统越来越重要。该制动系统可使存在于车轮制动器处的制动压力或者实际制动压力与由驾驶员要求的预定制动力无关地变化，尤其是调节到小于预定制动压力的实际制动压力。在车轮制动器处设定的实际制动压力与预定制动压力的差在使用驱动装置时通过再生而引起。
这种机动车的能量上特别有利的运行范围是通过传动系扭矩的作用完全实现机动车的减速时的运行范围。为此，作用在车轮制动器上的制动压力必须至少接近或等于零，从而不会由此产生制动力矩或制动力。取决于传动系的设计，特别是根据所设置的再生功率，如此覆盖的、表现为纯粹再生的减速范围可以如此大，使得在行驶循环内大多数或所有减速过程都可以通过这种方式表现。
对于机动车的行车制动器来说，由于它们对于驾驶安全性的基本重要性在其可靠性方面提出了最高要求。传统的制动系统通过成熟的构造和设计满足了这些要求，并且还通过频繁操作提供了相对较早地识别功能的局限性和在统计上来看识别较不危险的驾驶情况的可能性。故障的一个重要原因是液压系统的泄漏，这导致制动液的损失和/或液压建立的不可能性。
提到的效果可以自动(例如通过存储容器中的液位测量并且在低于最小液位时激活报警灯)或者通过驾驶员的协作(分析制动踏板行程和/或操作力)来识别。通过制动回路的冗余设计并且在大多数情况下仅仅上述误差的爬行放大效应实现了制动系统的高可靠性。
制动系统的诊断用于确定其功能性。在此，在诊断的范围内确定了，借助于车轮制动器是否能够在制动活塞上产生确定的力或者是否这尤其由于泄露而不能实现。车轮制动器除了制动活塞和制动块或制动衬片外还具有制动盘或制动鼓。
在制动盘的情况下设计方案是盘式制动器，在制动鼓的情况下设计方案是鼓式制动器。当然，原则上也可以实现其它制动器。在此始终重要的是，避免在车轮制动器上建立制动力，即没有制动力、或至少仅可忽略的制动力作用在配设有车轮制动器的车轮上。
在机动车的制动过程期间借助于车轮制动器由制动活塞朝向制动盘/制动鼓的方向或者说朝着制动盘/制动鼓挤压制动块或制动衬片，从而在制动块或制动衬片和制动盘或制动鼓之间出现摩擦接触。
然而在此，诊断的执行应该如此进行，即借助于车轮制动器没有制动力传递给相应的车轮。这意味着，在诊断期间必须阻止，制动块或制动衬片与制动盘或制动鼓接触。相应地，尽管车轮制动器被加载了对应于诊断制动压力的制动压力，然而同时向制动活塞施加了反作用力。
反作用力与所述力方向相反，然而在制动活塞的至少一个位置中具有相同的数值，从而当制动压力保持恒定时，制动活塞也保持其位置。相应地，即使在车轮制动器处存在制动压力时也阻止了在制动块或制动衬片和制动盘之间的有效接触，即通过如此选择和施加反作用力，即制动块或制动衬片保持与制动盘或制动鼓间隔开。
特别优选地规定，在通过机动车的驾驶员不操作车轮制动器时执行诊断。上文已经阐述了，机动车的驾驶员通常通过操作操纵元件来操作车轮制动器，其中，尤其优选借助于传感器确定由驾驶员期望的预定制动力或相应的预定制动压力。规定了，当预定制动力小于确定的阈值时，尤其等于零时，进行对制动系统的诊断。在车轮制动器处为了执行诊断而施加的制动压力或诊断制动压力在此借助于在这种情况下优选设计为泵的制动压力源提供。
本发明的一个改进方案规定，为了施加反作用力借助于锁定装置固定制动活塞。锁定装置原则上可以任意地设计，只要其把制动活塞固定在确定的位置中，在该确定的位置中制动块或制动衬片与制动盘或制动鼓间隔开。例如，锁定装置可以作为调节螺栓存在，该调节螺栓将制动活塞固定在第一位置中并且在第二位置中松开制动活塞以用于移位。
本发明的一个特别优选的设计方案规定，车轮制动器具有由第一打开位置和第二打开位置限定的间隙，其中制动块或制动衬片在保持间距的情况下能够朝向制动盘或制动鼓的方向移动；借助于复位装置向制动活塞如此加载力，使得在第一打开位置和第二打开位置之间的反作用力被设定为固定制动活塞所需的力。该间隙可理解为制动块或制动衬片与制动盘或制动鼓的间距，该间距在不操作车轮制动器时存在。
第一打开位置可以例如对应于制动活塞的或制动块的或制动衬片的静止位置，其在不操作车轮制动器时存在。另选地，第一打开位置也可以与该初始位置间隔开以及在此布置在初始位置和第二打开位置之间。
例如，第二打开位置是一位置，在该位置中制动块或制动衬片恰恰与制动盘距离如此之远，使得制动块或制动衬片与制动盘不接触。即在第二打开位置中，制动块或制动衬片与制动盘或制动鼓的间距明显小于在第一打开位置中。在间隙内，制动块或制动衬片在保持间距的情况下可以朝向制动盘或制动鼓的方向移动。相应地，在间隙内制动块或制动衬片始终与制动盘或制动鼓间隔开。
制动系统或车轮制动器在此具有复位装置，该复位装置在制动活塞上产生弹簧力。借助于复位装置产生的弹簧力对应于反作用力，该反作用力与由制动压力引起的力方向相反。在此如此选择反作用力，使得其把制动活塞固定在第一打开位置和第二打开位置之间，即制动活塞首先从其初始位置出来并且朝向第二打开位置的方向移动。特别优选的是，如此选择反作用力，使得制动活塞固定在第一打开位置和第二打开位置之间或者另选地固定在第二打开位置中。
本发明的另一优选实施方案规定，在第一打开位置和第二打开位置之间，尤其从第一打开位置开始和/或直至第二打开位置，变大地调节反作用力。尤其优选的是，反作用力在第一打开位置和第二打开位置之间的路段上以确定的曲线增大。该曲线例如可以是线性的。尤其规定，反作用力在该路段上朝向第二打开位置的方向持续增大，尤其是始终或连续地增大。反作用力的增大例如在第一打开位置中开始和/或在第二打开位置中结束。
本发明的一改进方案规定，持续变大地调节反作用力，特别是对应于确定的曲线变大地调节反作用力。对此已经在上文中进行说明。反作用力的持续变大可以理解为，该反作用力朝向第二打开位置的方向越过间隙之后不下降，而是始终变大。在此，尤其考虑在该路段上的确定的曲线。
本发明的另一特别优选的实施方案规定，将反作用力在间隙中或在间隙上调节为变大了至少25％、至少50％、至少75％或至少100％。即例如，在制动活塞的第一位置中存在第一反作用力，以及在第二位置中存在第二反作用力。在此，第一位置比第二位置更接近第一打开位置，或反之亦然，相比于第一打开位置，第二位置更接近第二打开位置。可以规定，第一位置对应于第一打开位置，和/或第二位置对应于第二打开位置。第二反作用力在此大于第一反作用力，尤其是比第一反作用力大所述值。
本发明的一个改进方案规定，将自动制动压力源用作制动压力源。自动制动压力源例如作为泵等存在。制动压力源被操控用于执行借助于控制器的诊断以用于产生制动压力，其中，控制器尤其也被设置为用于执行诊断。
最后，可以在本发明的另一优选实施方案的范围内规定，在诊断期间，确定提供给车轮制动器的制动流体体积。以这种方式，可以特别可靠地确定车轮制动器的功能性。为了操作车轮制动器和为了执行诊断分别规定，借助于制动压力源向车轮制动器输入制动流体。例如，该制动流体之前被从存储容器取出。
优选地，借助于质量流量计确定在诊断期间供应到车轮制动器的制动流体体积，获取该质量流量计的测量值并且随时间求和或求积分。随后，根据确定的制动流体体积确定制动活塞的位置，该位置应该由于供应到车轮制动器的制动流体体积而存在。另外，例如确定制动活塞的实际位置。如果两个位置彼此偏离，则可以推断出车轮制动器和/或制动系统发生故障。可以使用体积流量计代替质量流量计。
另选地或附加地，当然可以以其它方式确定制动流体体积。例如为此目的可以考虑泵的活塞位置，该活塞位置或者直接地借助于传感器确定或间接地借助于模型确定。即使在使用连续或近似连续运行的泵(例如径向活塞泵或齿轮泵)时，也可以由泵的特性和运行方式以计算的方式确定质量流或体积流并且求积分或求和。
本发明还涉及一种用于机动车的制动系统，该制动系统特别是用于执行上述方法，其中，制动系统具有制动压力源和至少一个车轮制动器，可利用借助于制动压力源提供的、作用于制动活塞上的制动压力加载至少一个车轮制动器。
在此规定，为了执行对制动系统的诊断，该制动系统被设计为用于，向车轮制动器加载对应于诊断制动压力的、使确定的力作用于制动活塞的制动压力，并且对制动活塞施加反作用于所述力的反作用力，从而避免在车轮制动器上建立制动力，尤其是使与制动活塞连接的制动块保持与车轮制动器的制动鼓或制动盘间隔开。
已经指出了制动系统的这种设计方案或这种做法的优点。无论是用于机动车的制动系统还是其运行方法都可以根据上述实施方案进行改进，从而可以参考上述实施方案。如上所述，可以规定，如此设计制动系统，使得其确定、特别是直接地或间接地确定在诊断期间供应到车轮制动器的制动流体体积。
最后，在本发明的另一设计方案的范围内可以规定，车轮制动器具有由第一打开位置和第二打开位置限定的间隙，其中制动块或制动衬片在保持间距的情况下能够朝向制动盘或制动鼓的方向移动；能借助于复位装置向制动活塞加载力，其中，复位装置被如此设计，使得在第一打开位置和第二打开位置之间的反作用力对应于固定制动活塞所需的力。对此也参考上文所述的实施方案。
附图说明
下面参考附图中所示的实施例更详细地解释本发明，而没有对本发明加以限制。附图示出：
图1示出用于机动车的制动系统的区域的示意图、即车轮制动器的区域的示意图，以及
图2示出图表，在该图表中绘出了用于车轮制动器的制动压力关于供应给车轮制动器的制动流体体积的不同特征曲线。
具体实施方式
图1示意性示出制动系统1的区域的示意图、即车轮制动器2的区域的示意图。车轮制动器2具有至少一个制动活塞3，该至少一个制动活塞在制动缸4中布置为可直线移动的。制动活塞3与制动块5连接，该制动块可以与制动盘6抵靠接触以产生制动力。制动块5优选在其朝向制动盘6的侧面上具有制动衬片。车轮制动器2在此处介绍的实施例中作为盘式制动器存在。然而当然也可以采用作为鼓式制动器等的设计方案。
在这里示出的实施例中设置有两个彼此对置的制动活塞3并且相应地设置有两个相对于制动盘6彼此对置的制动衬片5。两个制动缸4通过共同的流体管路7连接到制动系统1的其它区域，特别是连接到制动压力源。随后，将仅讨论制动活塞3中的一个并且相应地仅讨论制动衬片5中的一个。然而，实施方案总是类似地可用于相应的另外的制动活塞3、相应的另外的制动块5。
可以清楚地看到，在制动活塞3上形成有止挡元件8，其例如以径向突出部的形式存在，该径向突出部尤其被设计为圆环突出部。止挡元件8一方面可以被设置为用于实现端部止挡件。另一方面，复位装置9作用在止挡元件8上，该复位装置——像此处所示的那样——具有至少一个弹簧元件10。复位装置9利用反作用力加载制动活塞3，该反作用力与在制动压力施加到车轮制动器2上时产生的力的方向相反。该力朝向制动盘6的方向挤压制动活塞3或制动块5。反作用力相应地沿相反方向指向并且把制动活塞3或制动块5从制动盘6推走。
在此规定，为了执行对制动系统1的诊断，车轮制动器2被加载与诊断制动压力相对应的制动压力。该诊断制动压力使得确定的力作用于制动活塞3上。借助于复位装置9产生的反作用力在此被如此设计，即当存在诊断制动压力时，制动块5保持与制动盘6间隔开。相反，如果制动压力超过了诊断制动压力，则由制动压力引起的力可以克服该反作用力，从而最终制动块5可以与或与制动盘6有效接触，从而借助于车轮制动器2使确定的制动力作用于制动盘6上。
图2示出图表，在该图表中绘出了制动压力p关于制动流体体积V的三条曲线。这些曲线以附图标记11、12和13标示。要指出的是，曲线11、12和13反映了被设计为用于执行诊断的制动系统1。曲线11描述了在功能良好状态下车轮制动器2的特征曲线。可以看出，直到体积V＝V1，制动压力p首先以与在略微大一点的制动流体体积V的情况下相比更急剧的方式上升。对于V1<V≤V2的体积，存在所谓的间隙。在这种情况下，制动压力p关于制动流体体积V大致线性地上升。
间隙包括制动块5尚未与制动盘6接触的位置。仅从体积V＝V2开始才是这种情况。可以看出，对于V>V2，制动压力p关于制动流体体积V不再线性地增加，而是不成比例地增加。在此从体积V＝V2开始，借助于车轮制动器2产生了制动力。现在可以在制动流体体积V1和V2之间的范围内进行对制动系统1的诊断。在该范围中已经克服了车轮制动器2的分离力，而另一方面，制动块5尚未抵靠在制动盘6上。
曲线12和13示出了当出现不同故障时的车轮制动器2特征曲线。曲线12纯粹作为示例表示在液压或机械阻塞的情况下的特征曲线，然而曲线13示出了在液压泄漏情况下的特征曲线。显然，在曲线12的情况下，制动压力p关于流体体积V急剧上升(或者说制动压力p随流体体积V的增大急剧上升)，而对于曲线13则不是这种情况。
利用所描述的制动系统1的设计方案或者说借助于上述做法，可以以简单的方式执行对制动系统1的可靠的诊断。在此尤其可以实现全自动地执行诊断，而不需要机动车的驾驶员干预，例如通过操作操纵元件、尤其是制动踏板。

Claims (10)

1.一种用于运行机动车的制动系统(1)的方法，其中，所述制动系统(1)具有制动压力源和至少一个车轮制动器(2)，所述至少一个车轮制动器能被加载借助于制动压力源提供的、作用于制动活塞(3)上的制动压力，
其特征在于，
为了执行对所述制动系统(1)的诊断，向车轮制动器(2)加载对应于诊断制动压力的、使确定的力作用于制动活塞(3)的制动压力，并且对制动活塞(3)施加反作用于所述力的反作用力，从而避免在车轮制动器(2)上建立制动力，尤其是使与制动活塞(3)连接的制动块(5)保持与车轮制动器(2)的制动鼓或制动盘(6)间隔开。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，借助于锁定装置固定所述制动活塞(3)以施加反作用力。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述车轮制动器(2)具有由第一打开位置和第二打开位置限定的间隙，其中制动块(5)在保持间距的情况下能够朝向制动盘(6)或制动鼓的方向移动；借助于复位装置(9)向制动活塞(3)如此加载力，使得在第一打开位置和第二打开位置之间的反作用力被设定为固定制动活塞(3)所需的力。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在第一打开位置和第二打开位置之间，尤其从第一打开位置开始和/或直至第二打开位置，变大地调节所述反作用力。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，持续变大地调节所述反作用力，特别是对应于确定的曲线变大地调节所述反作用力。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将所述反作用力在间隙中或在间隙上调节为变大了至少25％、至少50％、至少75％或至少100％。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将自动制动压力源用作制动压力源。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述诊断期间，确定提供给车轮制动器(2)的制动流体体积(V)。
9.一种用于机动车的制动系统(1)，所述制动系统特别是用于执行根据前述权利要求中任一项或多项所述的方法，其中，所述制动系统(1)具有制动压力源和至少一个车轮制动器(2)，所述至少一个车轮制动器能被加载借助于制动压力源提供的、作用于制动活塞(3)上的制动压力，
其特征在于，
为了执行对所述制动系统(1)的诊断，制动系统(1)被设计为用于，向车轮制动器(2)加载对应于诊断制动压力的、使确定的力作用于制动活塞(3)的制动压力，并且对制动活塞(3)施加反作用于所述力的反作用力，从而避免在车轮制动器(2)上建立制动力，尤其是使与制动活塞(3)连接的制动块(5)保持与车轮制动器(2)的制动鼓或制动盘(6)间隔开。
10.根据权利要求9所述的制动系统，其特征在于，所述车轮制动器(2)具有由第一打开位置和第二打开位置限定的间隙，其中制动块(5)在保持间距的情况下能够朝向制动盘(6)或制动鼓的方向移动；能借助于复位装置(9)向制动活塞(3)加载力，其中，所述复位装置(9)被如此设计，使得在第一打开位置和第二打开位置之间的反作用力对应于固定制动活塞(3)所需的力。
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