CN113825685B - 具有复合管理功能的车辆制动系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于控制弹簧加载制动促动器(9)的控制方法，该弹簧加载制动促动器包括第一腔室(Ch1)和第二腔室(Ch2)，该第一腔室接收作用在主弹簧(92)上的驻车制动压力(PBR)，该第二腔室接收用于施加行车制动力的行车制动压力(SB)，该方法包括从一组控制规则中视情况选择一种控制规则，所述一组控制规则包括两种或更多种复合控制规则：‑其中，被称为防复合模式的第一复合控制规则(CL1)使得行车制动压力(SB)被电子地控制，以使所合成的总制动力(F)不超过与驻车制动压力(PBR)基本为零时的主弹簧(92)的力相对应的第一上限(UL1)，‑其中，被称为受控复合模式的第二复合控制规则(CL2)使得行车制动压力(SB)被电子地控制，以使所合成的总制动力(F)不超过比第一上限高的第二上限(UL2)。

Description

具有复合管理功能的车辆制动系统
技术领域
本发明涉及具有复合管理功能的车辆制动系统。这尤其涉及用于机动车辆、特别是用于重型车辆(卡车、公共汽车、建筑设备、越野车……)的电子控制气动制动系统。本发明涉及用于实施这种复合管理功能的方法和系统。
本发明还涉及配备有这种系统的机动车辆。
背景技术
在重型车辆领域，气动制动系统通常使用一个或多个弹簧制动促动器，该一个或多个弹簧制动促动器组合了驻车制动功能和行车制动功能。驻车制动功能与行车制动功能二者联合/并行作用在输出杆上，该输出杆将制动力施加在制动钳上。
EP0020862公开了组合式驻车制动与行车制动促动器的实例。
“复合”的概念表示同时应用驻车制动功能与行车制动功能，这两个功能被同时相互相加到杆和制动钳。这导致过大的力，已知该力可能导致制动部件的机械损坏和/或可能导致制动部件的过早磨损。
因此，卡车制造商已经开发了所谓的“防复合”功能。“防复合”功能被设计成防止由驻车制动器弹簧施加的作用力与由行车制动器的加压活塞施加的作用力相加。
在已知技术中，“防复合”功能是通过气动布置(例如，用于对驻车制动气动室进行供应的选高阀(select-high valve))实现的，使得当行车制动压力被施加到行车制动气动室时，它也同时被施加到驻车制动气动室以产生补偿效应，以使得施加到制动钳的总作用力不超过驻车制动器弹簧力。
然而，本发明人已注意到，关于瞬变，驻车制动器和行车制动器不会以相同的实时特性作出反应，那么，对于过渡来说，补偿效应并不准确。而且，已设想到“防复合”功能在施加超过驻车制动器弹簧力的力可能有益的非常特殊的情形下可能有问题。
因此，本发明人已努力寻找用于处置“防复合”功能的改进的解决方案。
发明内容
根据本发明的一个方面，公开了一种用于控制弹簧加载制动促动器的控制方法，该弹簧加载制动促动器包括第一腔室(Ch1)和第二腔室(Ch2)，该第一腔室(Ch1)接收作用在主弹簧上以施加驻车制动力的驻车制动压力(PBR)，并且该第二腔室(Ch2)接收用于施加行车制动力的行车制动压力(SB)，该弹簧加载制动促动器被构造成将总制动力(F)施加到制动钳，该总制动力是行车制动力和驻车制动力的总和，该方法包括从一组控制规则中视情况选择一种控制规则，所述一组控制规则至少包括第一复合控制规则和第二复合控制规则：
-其中，第一复合控制规则(CL1)被称为防复合模式，所述第一复合控制规则(CL1)使得至少所述行车制动压力(SB)被电子地控制，以使所合成的总制动力(F)不超过与驻车制动压力(PBR)基本为零时的主弹簧的力相对应的第一上限(UL1)，
-其中，第二复合控制规则(CL2)被称为受控复合模式，所述第二复合控制规则(CL2)使得至少所述行车制动压力(SB)被电子地控制，以使所合成的总制动力(F)不超过比第一上限高的第二上限(UL2)。
由于这种布置，在第二复合控制规则(受控复合模式)下，制动部件的整体磨损可以被最少化，即使在实际上很少的特定情形下所述主弹簧力可能被故意超过也是如此。
特别地，当选择了第一复合控制规则(防复合模式)时，制动力对于从静止到行驶的过渡和从行驶到静止的过渡是特别受关注的，并且所提出的控制方法能够可靠地防止关于制动力的意外/非期望的过冲，并且还能够可靠地确保足够的制动力。此处，我们应注意，术语“静止”指的是零速度状况(0km/h)。
术语“主弹簧”应被理解为容纳在制动促动器中的弹簧，即使在没有压力可用或没有压力被提供时，该弹簧也施加驻车制动力。还可以设有另一弹簧以偏置行车制动活塞，但是该另一弹簧比主弹簧小且不同于主弹簧。
在本发明的各种实施例中，除了以下布置中的一个和/或另一个之外，还可以单独或组合进行使用。
根据一个方面，该方法进一步包括第一边界复合控制规则(BCL1)，所述第一边界复合控制规则(BCL1)用于从驻车制动器释放状态到驻车制动器应用状态的过渡或者用于从驻车制动器应用状态到驻车制动器释放状态的过渡，其中，驻车制动压力(PBR)和行车制动压力(SB)被平衡，使得总制动力(F)等于与驻车制动压力(PBR)基本为零时的所述主弹簧的力相对应的第一上限(UL1)。因此，当选择了第一复合控制规则(防复合模式)时，制动力对于从驻车制动器释放状态到驻车制动器应用状态的过渡或者相反地从驻车制动器应用状态到驻车制动器释放状态的过渡是特别受关注的，并且所提出的控制方法能够可靠地防止关于制动力的非期望的过冲，并且还能够可靠地确保足够的制动力。
有利地，提供了对驻车制动压力与行车制动压力之间的平衡的实时控制，使得总制动力达到第一上限而不超过第一上限。因此，对驻车制动器与行车制动器之间的不同响应时间进行了补偿。
根据一个方面，所述一组控制规则可以进一步包括行驶域控制规则(DCL)，其中，行车制动压力(SB)受到控制而不依赖于驻车制动压力(PBR)，该行驶域控制规则(DCL)在车辆处于正常行驶状况下时被选择。
因此，当车辆处于正常行驶状况下时，有利地使所述复合规则不起作用。这提高了整体可靠性和抵抗意外故障的复原能力。只有ABS功能可以立刻且及时地限制行车制动压力，但在行驶状况下不能基于驻车制动压力限制行车制动压力。因此，提高了可信赖性。
“正常行驶状况”的概念通常包括车速基本上高于0km/h的状况。
根据一个方面，所述一组控制规则可以进一步包括第三复合控制规则(CL3)，其中，至少行车制动压力(SB)被电子地控制，使得所合成的制动力(F)保持低于比第一上限(UL1)低的第三上限(UL3)。
这对应于“低防复合”模式，该“低防复合”模式可以用于平坦地面或小坡度地面上的短期停车(即，卡车驾驶员语言中的“工作制动”)。
优选地，UL3可以是UL1的约50％的量级。这允许进一步节约制动器，即，如果与在每次工作停车时应用完全驻车制动器的情况相比，制动部件的整体磨损可以被进一步最小化。
根据一个方面，在第三复合控制规则中，可以设想驻车制动压力(PBR)由逻辑单元电子控制，使得驻车制动力低于驻车制动压力(PBR)基本为零时的所述主弹簧的力。
根据一个方面，仅当车辆停驻在平坦表面或坡度小于3％或坡度小于2％的几乎平坦的表面上时，才选择第三复合控制规则(CL3)。这通常是卡车装载/卸载货物的大多数工厂场地的情况。
根据一个方面，对行车制动压力(SB)的控制通过软件来执行，并且从一组控制规则中视情况选择一种控制规则考虑了各种操作和环境状况，这些状况至少包括车速、停车地点的地面坡度、温度和风力状况，并且可选地包括牵引车的负载和/或运载工具(carrier)的负载和/或挂车的负载。由此，从一种模式到另一种模式的切换变得简单且易于控制。该控制呈现为灵活的。
根据一个方面，对驻车制动压力(PBR)的控制也通过软件来执行。通过软件来控制驻车制动器实现了灵活的行为并且还允许实施诊断功能。
根据一个方面，从一组控制规则中视情况选择一种控制规则优选是以实时方式执行的，其中，决策过程花费不到1秒，优选不到0.5秒。因此，从第一复合控制规则到第二复合控制规则的切换(或反过来)可以非常快。
根据一个方面，可以提供存储在存储器中的第一校准函数FSP＝F1(PBR)，该第一校准函数表示作为驻车制动压力(PBR)的函数的、由主弹簧施加的力。可以通过该函数将压力值和力值联系起来(容易对应的是，可以在压力域或力域或二者中执行计算)。可以对非线性和迟滞进行补偿。该校准函数和过程可以依赖于查找表、单独校准、自学习、自动校准过程等。
根据一个方面，可以提供存储在存储器中的第二校准函数FSB＝F2(SB)，该第二校准函数表示作为行车制动压力(SB)的函数的、由行车制动室施加的力。可以通过该函数将压力值和力值联系起来(容易对应的是，可以在压力域或力域或二者中执行计算)。
根据一个方面，所述逻辑可以如下进行：首先确定驻车制动压力(PBR)，要么直接测量，要么间接评估；接着根据驻车制动压力(PBR)确定作为驻车制动压力的函数的由主弹簧施加的力；然后确定离当前主导极限(UL1、UL2、UL3)的剩余作用力；接着根据该剩余作用力计算最大行车制动压力(SB)。这被证实是可以将行车制动压力限制为所述最大行车制动压力的简单且可靠的方法。因为驻车制动器的反应比行车制动器慢，所以所提出的方法将较慢系统(即，驻车制动器)作为主要系统，并相应地调整对较快系统(即，行车制动器)的控制。
根据一个方面，被表示为SB1max、SB2max以及可选的SB3max的行车制动器的相应最大值计算如下：
SB1max＝F2-1[UL1-F1(PBR)]，
SB2max＝F2-1[UL2-F1(PBR)]，
并且可选地，SB3max＝F2-1[UL3-F1(PBR)]
根据另一个方面，在第一复合控制规则(CL1)下被表示为SB1max的行车制动器的最大值可以计算如下：
SB1max＝KA.PBR+KC。
此外，在第一边界复合控制规则(BCL1)下，行车制动压力可以计算如下：SB(t)＝KA.PBR(t)+KC。此计算是实时(动态)进行的，从而驻车制动器与行车制动器之间的平衡不会出现时间滞后。
根据一个方面，如果脚制动踏板被踩下超过预定阈值(TH1)，则选择第二复合控制规则(CL2)。
有利地，如果驾驶员碰巧在陡坡上停车，那么，在脚踏板被踩下的情况下，驻车制动力与行车制动的相加允许使卡车维持静止。
可以根据总脚踏板的全行程的百分比(例如，超过总踏板行程的80％)来评估“被踩下超过预定阈值”。替代地，也可以根据等效压力需求来评估“被踩下超过预定阈值”。
根据一个方面，当由驾驶员应用的行车制动器被(完全)释放到所定义的踏板位置阈值以下时，再次选择第一复合控制规则(CL1)，该踏板位置阈值可以等于上述预定阈值TH1，优选低于上述预定阈值TH1。例如，所定义的踏板位置阈值可以是总踏板行程的50％。
根据一个方面，仅当车辆静止时或当车速低于低速阈值(例如，12km/h)(几乎静止)时，才选择第一复合控制规则(CL1)。因此，只要车辆处于正常行驶状况下，复合控制规则就保持不起作用。只有当车辆静止或几乎静止时，所述防复合逻辑才可以起作用。
根据一个方面，驻车制动压力(PBR)由第一控制实体控制，并且行车制动压力(SB)或者由同一个第一控制实体控制。这提高了优化和成本效益。
根据一个方面，驻车制动压力(PBR)由第一控制实体控制，并且行车制动压力(SB)由又一控制实体控制，该又一控制逻辑优选在硬件方面独立于第一控制实体。因此，可以达到所需的可信赖性和可靠性水平。
根据一个方面，该第一控制实体被托管在重型车辆的电子驻车制动器(EPB)控制单元中，并且所述又一控制实体被托管在该电子驻车制动器(EPB)控制单元中。由此，实现了该技术方案的成本效益。
根据一个方面，第一上限(UL1)、第二上限(UL2)、以及如果合适的话所述第三上限(UL3)是基于弹簧加载制动促动器(9)的特性和/或要实现的疲劳目标(卡车寿命)的预定值。
根据一个方面，第一复合控制规则(CL1)、行车制动压力(SB)由控制实体控制，而与制动踏板(52)的位置无关。换句话说，我们在此使用的是线控制动技术方案，它允许很大的灵活性。
根据一个方面，第二上限(UL2)严格低于驻车制动压力(PBR)为零时的主弹簧的力(最大驻车制动力)与行车制动促动器能够在正常状况下施加的最大力的总和(待定义)。
优选地，UL2可以由最大驻车制动力的100％+最大行车制动力的60％来定义。
替代地，UL2可以由驻车制动压力(PBR)基本为零时的主弹簧的弹簧力的150％定义。
根据一个方面，本公开还涉及一种用于控制弹簧加载制动促动器(9)的制动系统，该制动系统包括：第一腔室(Ch1)和第二腔室(Ch2)，该第一腔室接收作用在主弹簧上以施加驻车制动力的驻车制动压力(PBR)，该第二腔室接收用于施加行车制动力的行车制动压力(SB)，该弹簧加载制动促动器被构造成将总制动力(F)施加到制动钳，该总制动力是行车制动力和驻车制动力的总和；以及至少控制单元，该控制单元被配置成从一组控制规则中选择一种控制规则，所述一组控制规则至少包括第一复合控制规则和第二复合控制规则：
-其中，被称为防复合模式的第一复合控制规则(CL1)使得驻车制动压力(PBR)和行车制动压力(SB)被控制，以使所合成的总制动力(F)不超过与主弹簧力相对应的第一上限(UL1)，
-其中，被称为受控复合模式的第二复合控制规则(CL2)使得驻车制动压力(PBR)和行车制动压力(SB)被控制，以使所合成的总制动力(F)不超过比第一上限高的第二上限(UL2)。
可以有利地获得与上文所公开的方法相同的益处。
根据一个方面，驻车制动压力(PBR)由第一控制单元(31)控制，并且行车制动压力(SB)由同一控制单元控制。由此，实现了该技术方案的成本效益。
根据替代方案，驻车制动压力(PBR)由第一控制单元(31)控制，而行车制动压力(SB)由又一控制单元(32)控制，该又一控制逻辑优选在硬件方面独立于第一控制逻辑。由此，可以达到所需的可信赖性和可靠性水平。
该系统可以还包括用于感测驻车制动压力(PBR)的压力传感器(71)，并且可选地包括用于感测行车制动压力(SB)的第二压力传感器(72)。
本发明还涉及一种车辆，该车辆包括如上所述的制动系统。
根据另一方面，提供了一种用于控制弹簧加载制动促动器(9)的控制方法，该弹簧加载制动促动器包括第一腔室(Ch1)和第二腔室(Ch2)，该第一腔室接收作用在主弹簧上的驻车制动压力(PBR)，该第二腔室接收行车制动压力(SB)，该弹簧加载制动促动器被构造成将总制动力(F)施加到制动钳，该方法包括：
/Z1/-确定可根据当前情形允许的施加到制动钳的总制动力(F)的当前上限(UL(t))，
/Z2/-确定当前驻车制动压力(PBR)，
/Z3/-确定作为驻车制动压力(PBR)的函数的、由主弹簧施加的力，
/Z4/-确定离主导的当前上限(UL(t))的剩余作用力(remaining effort)，
/Z5/-确定当前最大行车制动压力(SB)，使得所合成的总制动力(F)不超过当前主导上限(UL(t))，
/Z6/-用当前最大行车制动压力(SB)限制行车制动压力(SB)。
有利地，所述当前上限(UL(t))是连续计算的。可以根据制动系统和制动部件的耐久性目标来定义UL(t)。
可以提供步骤/Z1/到/Z6/的实时循环迭代。
附图说明
根据以下通过非限制性实例给出的本发明的两个实施例的详细描述并且参照附图，本发明的其它特征和优点将显现，在附图中：
图1图示了根据本发明的用于控制弹簧加载制动促动器的电动-气动制动系统的示意性回路布局，
图2示出了在X轴上展现了驻车制动压力并在Y轴上展现了施加到制动钳的力的图表，特别是关于机械保护具有不同的上限，
图3示出了针对各种控制规则在X轴上展现了驻车制动压力并在Y轴上展现了行车制动压力的图表，
图4是图示了行为和各种过渡的状态图，
图5A和图5B分别图示了从驻车制动器释放状态到驻车制动器应用状态的过渡、以及从驻车制动器应用状态到驻车制动器释放状态的过渡，
图6示意性地图示了卡车及其一个示意性示出的制动组件。
具体实施方式
在附图中，相同的附图标记表示相同或相似的元件。
概述和制动促动器
图1示出了卡车的电动-气动制动系统的示意性回路布局，仅示出了其相关部分。图6以非限制性方式图示了具有三个轮轴的卡车，即，一个前转向轮轴81和两个后轮轴82、83。
所提出的配置也适用于任何类型的重型车辆，包括公共汽车和建筑车辆。这里考虑的卡车可以是牵引车/拖车配置中的牵引单元，或者它可以是通用“运载”卡车。
如本身已知的，有各种制动促动器，每个车轮或每对车轮一个制动促动器，和/或每个轮轴一个制动促动器。每个制动促动器9机械联接到制动机构89。
一些制动促动器具有在下文中特别感兴趣的驻车制动功能。
如图1中所示，提供了弹簧加载制动促动器9，该弹簧加载制动促动器9通常被形成为具有轴线X1的圆柱体。外壳/壳体90形成了罩壳，该罩壳具有下文详述的由壁和输出杆分开的两个腔室。
弹簧加载制动促动器9包括主弹簧92。主弹簧92容纳在所述制动促动器的第一腔室Ch1中，该主弹簧的一端抵靠在所述壳体的后端上，并且另一端推动被表示为95的活塞。活塞95被刚性联接到促动杆94。促动杆94将被表示为F的力施加到制动钳(未示出)。
当没有气动压力在第一腔室Ch1中主导时，主弹簧92施加驻车制动力，这解释了术语“弹簧加载”制动促动器。换句话说，默认状态是制动状态。被表示为PBR的气动压力抵抗主弹簧92将活塞95向回推。
弹簧加载制动促动器9还包括第二腔室Ch2。
提供了第二活塞97。气动压力可以被提供到第二腔室Ch2，以在正向制动的方向上推动第二活塞97。
此外，还提供了另一个弹簧96(可选的)，用于偏置行车制动活塞。活塞97被刚性联接到促动杆94。因此，促动杆94从第一活塞95和第二活塞97获得力(作用力相加)。
也可以设想用液压供应代替气动供应来用于第二腔室Ch2。换句话说，用于行车制动器的流体可以是加压油而不是压缩空气。
第二腔室Ch2通常具有比第一腔室Ch1小的容积。第二腔室Ch2可以具有比第一腔室Ch1小的直径。同样，第二腔室Ch2的轴向长度可以小于第一腔室Ch1的轴向长度。
第二弹簧96通常较小并且不同于主弹簧92。
电动气动布置
在所示出的实例中，第一腔室Ch1由联接到第一继动阀41的输出端的管道供应压缩空气。该第一继动阀41是本身已知的类型，因此这里不再详细描述。根据控制侧设定值(气动的或电动-气动的)，所述输出端将空气供应到第一腔室Ch1，或者将第一腔室排通到大气，或者甚至维持当前压力。
第二腔室Ch2由联接到第二继动阀42的输出端的另一管道供应压缩空气。根据控制侧设定点(气动的或电动-气动的)，第二继动阀42的输出端将空气供应到第二腔室Ch2或者将第二腔室排通到大气，或者甚至维持当前压力。应当注意，该第二继动阀42可以集成到包含ABS功能的所谓EBS装置中。
在所示出的实例中，第一继动阀41被供应有来自储存器R1的被表示为AC1的压缩空气。第二继动阀42被供应有来自储存器R2的被表示为AC2的压缩空气。R2可以与R1相同；AC2可以与AC1相同。
第一继动阀41由被表示为31的第一控制单元控制。第二继动阀42由被表示为32的第二控制单元控制。第一控制单元31托管第一控制实体(也被称为“逻辑单元”或“控制逻辑”)。第二控制单元32托管第二控制实体。
在一个实施例中，第一控制单元和第二控制单元被托管在称为电子驻车制动器(EPB)控制单元的单元中，该电子驻车制动器(EPB)控制单元负责对驻车制动功能的控制和监控特征。
在另一实施例中，第一控制单元被托管在EPB控制单元中，而第二控制单元被托管在不同于电子驻车制动器的所谓“EBS”装置中。
在这两种情况下，优选的是，从硬件的角度来看，第一控制单元和第二控制单元是部分或完全独立的，但这不是必须的。
如图1中所示，提供了两个驾驶员接口单元，即，脚制动踏板52和驻车制动控制装置，在本实例中，该驻车制动控制装置是操纵杆51。显然，本发明也适用于任何其它驻车制动控制装置，例如手动开关或拉片(pull tab)。
这两个驾驶员接口单元将信息传送到第一控制单元和第二控制单元(可能以冗余的方式)，这种信息可以是用于脚制动踏板52与驻车制动操纵杆51二者的气动压力和/或电信号。
提供了各种其它传感器，包括车轮速度传感器(如果相关的话，可能通过轮轴)、压力传感器、坡度传感器。可以另外提供负载传感器、驾驶员座椅占用传感器、摄像机。特别对于运载型卡车来说，可以提供一个或多个卡车负载传感器。
在整个系统中，可以另外设有自主行驶控制器(未图示)，这些自主行驶控制器与第一控制单元及第二控制单元相互作用，以提供对整个制动功能的控制。
在所提出的配置中，行车制动压力SB被电子地控制。
换句话说，行车制动压力SB由控制实体通过软件层根据线控制动方案、根据制动踏板52的物理位置来控制；因此，行车制动压力SB不直接取决于制动踏板的位置。换句话说，行车制动压力SB不仅取决于制动踏板的位置。
复合管理和控制规则
在图2中，X轴表示驻车制动压力PBR，而Y轴表示施加到制动钳的力F。
施加到制动钳的总制动力F是行车制动力和驻车制动力的总和。
在一个示例性实例中，当驻车制动压力PBR等于PBR6时，施加在制动钳上的力被表示为61，其范围为从0到下文将讨论的被表示为63的曲线。被表示为62的附加行车制动力可以与驻车制动力相加，此处达到预定水平UL1。
其中示出了关于制动部件的机械保护和机械磨损的各种上限，这些上限被表示为UL1、UL2、UL3。
UL1对应于当驻车制动压力(PBR)基本为零时的主弹簧92的力。
UL2对应于比第一上限UL1高的另一极限；如稍后所述，UL2用于受控复合配置。
UL3对应于比第一上限UL1低的另一极限。UL3对应于“低防复合”模式，该模式可以用于在平坦地面或近乎平坦的地面上的短期停车(即，卡车驾驶员语言中的“工作制动”)。
在图3中，X轴表示驻车制动压力PBR，而Y轴表示行车制动压力SB。如图所示，提供了下文论述的一组控制规则。
提供了第一复合控制规则CL1，该第一复合控制规则CL1由根据驻车制动压力PBR被电子地控制的行车制动压力SB定义，使得所合成的总制动力F不超过第一上限UL1。第一复合控制规则CL1被称为“防复合”模式。
提供了被表示为BCL1的第一边界复合控制规则，该第一边界复合控制规则BCL1在于电子控制行车制动压力SB(根据驻车制动压力PBR)，使得所合成的总制动力F等于第一上限UL1。
“防复合”模式由位于被表示为BCL1的曲线下方的区域定义。曲线BCL1表示在驻车制动器的应用和/或释放的整个过程中所述主弹簧力上的总制动力的精确调整。
因为驻车制动器的反应比行车制动器慢，所以控制逻辑将较慢系统作为主要系统，并相应地调整对较快系统(即，行车制动器)的控制，从而以实时方式遵循曲线BCL1。因此，我们避免了关于在驻车制动器的应用和/或释放的过程中施加在制动钳上的作用力的任何过冲或欠冲。因此，消除了现有技术中已知的一些时间滞后差异(PBR对SB压力)。
图5A和图5B分别图示了用于从驻车制动器释放状态到驻车制动器应用状态的过渡或者相反地用于从驻车制动器应用状态到驻车制动器释放状态的过渡的边界复合控制规则BCL1。
当在应维持制动力的过渡期间作用时，“电子防复合”功能避免了安装与所需制动力相比的暂时附加制动力，电子防复合功能避免了可能导致车辆的不由自主移动的任何制动力损失。
在图3中被表示为68的竖直线的右侧，提供了被表示为DCL的行驶域区域。在行驶域DCL中，驻车制动压力PBR使得促动器的驻车制动区段不会对联接至制动钳的杆施加作用力。然而，在行驶域中，无论何时行车制动器由于任何原因无法正常操作时，都可以将驻车制动器用作紧急制动器和/或用作备用制动装置。
提供了第二复合控制规则CL2，该第二复合控制规则CL2由根据驻车制动压力PBR被电子地控制的行车制动压力SB定义，使得所合成的总制动力F不超过第二上限UL2。第二复合控制规则CL2被称为“受控复合”模式。
还提供了第三复合控制规则CL3，该第三复合控制规则CL3由被电子地控制的行车制动压力SB定义，使得所合成的制动力F保持低于第三上限UL3。第三复合控制规则CL3被称为“低防复合”模式。
这种“低防复合”模式通常用于短期停车(即，卡车驾驶员语言中的“工作制动”)。只有当停车地点具有平坦地面或近乎平坦的地面时，才允许使用这种“低防复合”，因为相对于制动法规要求，制动要求降低了。
这里，我们注意到，对于在激活这种“低防复合”的情况下的短期停车来说，可能优选的是只使用行车制动器而不使用驻车制动器；这由箭头69图示，其中，PBR保持被加压，而仅行车制动器改变，即，增加至达到UL3极限。
在具体情形(工作停车、交通灯保持、启停停车等……)中使用行车制动器而不是驻车制动器的原因有两个：
-行车制动器的压缩空气消耗量小于驻车制动器，从而降低了总消耗量和环境足迹(footprint)，
-对于其应用和释放来说，行车制动器的反应比驻车制动器快。
对行车制动压力SB的控制通过软件来执行，并且从上述一组控制规则中视情况选择一种控制规则考虑了各种操作和环境状况，这些状况至少包括车速、停车地点的地面坡度、温度和风力状况，并且可选地包括牵引车的负载和/或运载工具的负载和/或挂车的负载。
经由被表示为71的专用传感器来动态且直接地测量与驻车制动压力PBR相关的信息。
替代地，根据PB应用序列或PB释放序列，可以预先记录的查找表或算盘中确定驻车制动压力PBR。
首先确定驻车制动压力PBR，要么直接测量，要么间接评估。
提供存储在控制单元之一的存储器中的第一校准函数FSP＝F1(PBR)，该第一校准函数表示作为驻车制动压力(PBR)的函数的、由所述主弹簧施加的力。
驻车制动器机构中可能存在迟滞。在这种情况下，有两条曲线，即，曲线63和曲线64，每条曲线用于一个方向，即，在PBR的增大[释放PB]期间或在PBR的减小[应用PB]期间。而且，在这种情况下，函数F1可以相应地分成两个子函数F1a(曲线63)和F1b(曲线64)。
这些曲线可以由校准函数定义，并且这种定义可以依赖于查找表、单独校准、自学习/深度学习、自动校准过程等。
对驻车制动压力PBR的控制也可以通过软件来执行。
然而，驻车制动压力PBR由驾驶员通过手动控制装置51直接控制。这意味着驻车制动压力(PBR)仅取决于手动控制装置51的状态，该PBR是机械控制的或气动控制的。这与第一复合控制规则和第二复合控制规则相容。
此外，提供了存储在控制单元之一的存储器中的第二校准函数FSB＝F2(SB)，该第二校准函数表示作为行车制动压力SB的函数的、由行车制动室施加的力。
根据F1，可以通过校准过程来定义F2。图中未示出F2。F2也可能呈现出非线性和迟滞。
行车制动压力SB由压力传感器72测量。
该逻辑可以进行如下：首先确定驻车制动压力PBR，接着根据该驻车制动压力PBR确定根据函数FSP的由所述主弹簧施加的力。之后，确定离当前主导极限(UL1、UL2、UL3)的剩余作用力，然后用函数FSB计算最大行车制动压力SB。
对于第一复合控制规则CL1，被表示为SB1max的行车制动器的最大值计算如下：SB1max＝F2-1[UL1-F1(PBR)]。
对于第二复合控制规则CL2，被表示为SB2max的行车制动器的最大值计算如下：SB2max＝F2-1[UL2-F1(PBR)]。
对于第三复合控制规则CL3，被表示为SB3max的行车制动器的最大值计算如下：SB3max＝F2-1[UL3-F1(PBR)]。
在简化配置中，SB1max计算如下：
SB1max＝KA.PBR+KC。
在第一边界复合控制规则BCL1下，行车制动压力可以作为一阶被计算如下：SB(t)＝KA x PBR(t)+KC
如果脚制动踏板被踩下超过预定阈值TH1，则第二复合控制规则CL2被选择。
因此，例如，如果驾驶员碰巧在陡坡上停止了卡车而卡车已装载货物，则驻车制动器单独可能不足以使卡车保持完全静止。因此，卡车驾驶员自然将踩下脚制动踏板。当脚制动踏板被踩下超过预定阈值TH1时，则第二复合控制规则CL2被选择以增大制动力。
可以根据踏板的机械范围或压力范围来定义该预定阈值TH1。
在这种情况下，在卡车驾驶员将卡车移动到坡度较小的地方之前，在脚踏板被踩下的情况下，驻车制动力和行车制动的相加允许使卡车维持完全静止。
当由驾驶员应用的行车制动器被释放时，再次选择了第一复合控制规则CL1。在一个实例中，当行车制动器被完全释放时，再次选择了第一复合控制规则CL1(防复合)。在另一实例中，在预定义的超时之后，再次选择了第一复合控制规则CL1。
优选地，仅当车辆静止时或当车速低于速度阈值时，才选择第一复合控制规则CL1。
根据另一实施例，该方法可以以一般化的方式定义，并且该方法可以包括：
/Z1/-确定可根据当前情形允许的施加到制动钳的总制动力F的当前上限UL(t)，
/Z2/-确定当前驻车制动压力PBR，
/Z3/-确定作为驻车制动压力PBR的函数的、由所述主弹簧施加的力，
/Z4/-确定离主导的当前上限UL(t)的剩余作用力，
/Z5/-确定当前最大行车制动压力(SB)，使得所合成的总制动力(F)不超过当前主导上限UL(t)，
/Z6/-用当前最大行车制动压力SB限制行车制动压力SB。
因此，不仅有3个极限，而且有无数个极限，这些极限是根据大量参数计算的，这些参数包括制动系统的磨损和老化，或者由负责该卡车的车队经理设定的参数。
过渡的定义(图4)
在图4中，提供了示出多个状态和过渡的示例性图表。
过渡1–从行驶到临时制动
行车制动压力根据所需减速度而增大。车辆可能减速到静止。
过渡2–从行驶到停驻
车辆静止，例如在平坦地面上，并且驻车制动器根据请求而被应用并锁定。
过渡3–从行驶到复合
车辆正在运行，由于某种原因(检测到紧急情况或后退或行车制动功能出现故障)，驻车制动被切换到“受控复合”功能。驻车制动力根据制动踏板请求或电子倒车控制而被施加，并且行车制动力独立于驻车制动力而被施加。这可能导致被接受并控制的复合情形。
过渡4–从临时制动到行驶
行车制动力根据制动请求而被释放。这种过渡导致轮轴制动力的减小。
过渡5–从临时制动到防复合
驻车制动力被施加以实现所定义的平衡目标力。行车制动力根据驻车制动力的逐渐攀升(ramp-up)而被平衡。
这种过渡导致轮轴制动力的增大或至少维持不变(遵循BCL1曲线)。这种过渡必须限制或避免暂时复合效应。
过渡7–从停驻到行驶
驻车制动力根据请求而被释放。这种过渡导致轮轴制动力的减小。
过渡8–从停驻到防复合
驻车制动力被施加以实现所定义的平衡目标力。行车制动力根据驻车制动力的减小而被平衡。这种过渡导致轮轴制动力的增大或至少维持不变(遵循BCL1曲线)。这种过渡必须限制或避免暂时复合效应。
过渡10–从防复合到临时制动
驻车制动力被释放，以允许车辆的将来起步。这种过渡导致轮轴制动力的减小。
过渡11–从防复合到停驻
驻车制动力增大直到最大制动力，并且驻车制动器被锁定到应用状态，在该应用状态下，施加了全驻车制动力。行车制动力随着驻车制动力的逐渐攀升而减小(遵循BCL1曲线)。这种过渡避免了轮轴制动力的暂时损失。这种过渡导致轮轴制动力的增大或减小，这取决于所施加的平衡制动力的先前水平。
过渡12–从防复合到复合
驻车制动力被完全施加，并且行车制动器被激活超过阈值TH1。这可能是在失去控制之后，其中，驻车制动器已被平衡。
替代地，行车制动力被施加超过平衡值。
这种过渡导致轮轴制动力的增大和复合效应。
过渡13–从复合到行驶
驻车制动力和行车制动力独立地并且根据驾驶员请求而被释放。
这种过渡导致轮轴制动力的减小。
过渡14–从复合到停驻
行车制动力根据驾驶员请求或遵循行车制动控制模式而减小。
杂项
相同的逻辑应用于所有的驻车制动促动器(无论这种促动器的数量如何)，其中，对每一类型或甚至每个单独驻车制动促动器进行共同计算或具体计算。
假设当驻车制动器被应用并锁定时，装机制动力符合所需的法定性能。
驻车制动器法规要求通常要求在20％坡度(美国市场)或15％坡度(其它市场)上安全停车。
在一个实施例中，由主弹簧92施加的力在第二腔室中等于6巴的SB。
在一个实施例中，行车制动器最大压力SB max为大约10巴。
实际上，第一空气供应回路AC1和第二空气供应回路AC2可以具有在[5巴至15巴]的范围内、优选在[7巴至12巴]的范围内的工作压力。

Claims (24)

1.一种用于控制弹簧加载制动促动器(9)的控制方法，所述弹簧加载制动促动器包括第一腔室(Ch1)和第二腔室(Ch2)，所述第一腔室(Ch1)接收作用在主弹簧(92)上以施加驻车制动力的驻车制动压力(PBR)，所述第二腔室(Ch2)接收用于施加行车制动力的行车制动压力(SB)，所述弹簧加载制动促动器被构造成将总制动力(F)施加到制动钳，所述总制动力是所述行车制动力和所述驻车制动力的总和，所述方法包括从一组控制规则中视情况选择一种控制规则，所述一组控制规则至少包括第一复合控制规则和第二复合控制规则：
其中，被称为防复合模式的所述第一复合控制规则(CL1)使得至少所述行车制动压力(SB)被电子地控制，以使所合成的总制动力(F)不超过与所述驻车制动压力(PBR)基本为零时的所述主弹簧(92)的力相对应的第一上限(UL1)，
其中，被称为受控复合模式的所述第二复合控制规则(CL2)使得至少所述行车制动压力(SB)被电子地控制，以使所合成的总制动力(F)不超过比所述第一上限高的第二上限(UL2)。
2.根据权利要求1所述的控制方法，进一步包括第一边界复合控制规则(BCL1)，所述第一边界复合控制规则(BCL1)用于从驻车制动器释放状态到驻车制动器应用状态的过渡或者用于从驻车制动器应用状态到驻车制动器释放状态的过渡，其中，所述驻车制动压力(PBR)和所述行车制动压力(SB)被平衡，使得所述总制动力(F)等于与所述驻车制动压力(PBR)基本为零时的所述主弹簧(92)的力相对应的所述第一上限(UL1)。
3.根据权利要求1和2中的任一项所述的控制方法，其中，所述一组控制规则进一步包括行驶域控制规则(DCL)，其中，所述行车制动压力(SB)受到控制而不依赖于所述驻车制动压力(PBR)，所述行驶域控制规则(DCL)在车辆处于正常行驶状况下时被选择。
4.根据权利要求1或2所述的控制方法，所述一组控制规则进一步包括：
第三复合控制规则(CL3)，其中，至少所述行车制动压力(SB)被电子地控制，使得所合成的制动力(F)保持低于比所述第一上限(UL1)低的第三上限(UL3)。
5.根据权利要求1或2所述的控制方法，其中，对所述行车制动压力(SB)的控制通过软件来执行，并且从一组控制规则中视情况选择一种控制规则考虑了各种操作和环境状况，这些状况包括以下参数中的至少一个：
车速，
停车地点的地面坡度，
温度，以及
风力状况。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其中，所述参数还包括牵引车的负载和/或运载工具的负载和/或挂车的负载。
7.根据权利要求5所述的控制方法，对所述驻车制动压力(PBR)的控制也通过软件来执行。
8.根据权利要求1或2所述的控制方法，其中，从一组控制规则中视情况选择一种控制规则是以实时方式执行的，其中，决策过程花费不到1秒。
9.根据权利要求8所述的控制方法，其中，所述决策过程花费不到0.5秒。
10.根据权利要求1或2所述的控制方法，其中，提供了存储在存储器中的第一校准函数FSP＝F1(PBR)，所述第一校准函数表示作为驻车制动压力(PBR)的函数的、由所述主弹簧施加的力。
11.根据权利要求1或2所述的控制方法，其中，提供了存储在存储器中的第二校准函数FSB＝F2(SB)，所述第二校准函数表示作为所述行车制动压力(SB)的函数的、由行车制动室施加的力。
12.根据权利要求1或2所述的控制方法，其中，首先确定所述驻车制动压力(PBR)，要么直接测量，要么间接评估；接着根据所述驻车制动压力确定作为驻车制动压力的函数的由所述主弹簧施加的力；然后确定离当前主导极限(UL1、UL2、UL3)的剩余作用力；接着根据所述剩余作用力计算最大行车制动压力(SB)。
13.根据权利要求1或2所述的控制方法，其中，仅当脚制动踏板被踩下超过预定阈值(TH1)时，才选择所述第二复合控制规则(CL2)。
14.根据权利要求1或2所述的控制方法，其中，仅当车辆静止或当车速低于速度阈值时，才选择所述第一复合控制规则(CL1)。
15.根据权利要求1或2所述的控制方法，其中，所述驻车制动压力(PBR)由第一控制实体控制，并且所述行车制动压力(SB)由同一个所述第一控制实体控制或者由又一控制实体控制。
16.根据权利要求15所述的控制方法，其中，所述又一控制实体在硬件方面独立于所述第一控制实体。
17.根据权利要求15所述的控制方法，其中，所述第一控制实体被托管在重型车辆的电子驻车制动器(EPB)控制单元(31)中，并且所述又一控制实体被托管在EBS控制单元中。
18.一种用于控制弹簧加载制动促动器(9)的制动系统，所述制动系统包括：第一腔室(Ch1)和第二腔室(Ch2)，所述第一腔室(Ch1)接收作用在主弹簧上以施加驻车制动力的驻车制动压力(PBR)，所述第二腔室(Ch2)接收用于施加行车制动力的行车制动压力(SB)，所述弹簧加载制动促动器被构造成将总制动力(F)施加到制动钳，所述总制动力是所述行车制动力和所述驻车制动力的总和；以及至少控制单元，所述控制单元被配置成从一组控制规则中选择一种控制规则，所述一组控制规则至少包括第一复合控制规则和第二复合控制规则：
其中，被称为防复合模式的所述第一复合控制规则(CL1)使得所述驻车制动压力(PBR)和所述行车制动压力(SB)被控制，以使所合成的总制动力(F)不超过与主弹簧力相对应的第一上限(UL1)，
其中，被称为受控复合模式的所述第二复合控制规则(CL2)使得所述驻车制动压力(PBR)和所述行车制动压力(SB)被控制，以使所合成的总制动力(F)不超过比所述第一上限高的第二上限(UL2)。
19.根据权利要求18所述的制动系统，其中，所述驻车制动压力(PBR)由第一控制单元(31)控制，并且所述行车制动压力(SB)由同一控制单元控制。
20.根据权利要求18所述的制动系统，其中，所述驻车制动压力(PBR)由第一控制单元(31)控制，而所述行车制动压力(SB)由又一控制单元(32)控制。
21.根据权利要求20所述的制动系统，其中，所述又一控制单元在硬件方面独立于所述第一控制单元。
22.根据权利要求18到21中的任一项所述的制动系统，还包括用于感测驻车制动压力(PBR)的压力传感器(71)。
23.根据权利要求22所述的制动系统，还包括用于感测所述行车制动压力(SB)的第二压力传感器(72)。
24.一种车辆，其包括根据权利要求18到23中的任一项所述的制动系统。
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