CN115042760A - 用于限定车辆的压力介质致动的制动系统的至少一个特征曲线的方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种用于限定至少一个特征曲线(2)的方法，所述特征曲线(2)在车辆的压力致动的制动系统(100)中表示制动压力(p)和制动需求(asoll)之间的关系。此外，本申请涉及一种用于操作车辆的压力致动的制动系统(100)的方法，其中，至少一个制动缸(5)可以被供应处于制动压力下的加压介质，其中，制动压力基于至少一个这样的特征曲线(2)形成；并且涉及一种车辆的压力致动的制动系统(100)，其中，至少一个制动缸(5)可以被供应处于制动压力下的加压介质。

Description

用于限定车辆的压力介质致动的制动系统的至少一个特征曲 线的方法
技术领域
本申请涉及一种根据本申请的一个方面的用于限定至少一个特征曲线的方法，所述特征曲线在车辆的压力介质致动的制动系统中表示制动压力和制动需求之间的关系；根据本申请的一个方面的已经根据这种方法限定的特征曲线；根据本申请的一个方面的一种用于操作车辆的压力介质致动的制动系统的方法，其中至少一个制动缸可以在制动压力下被供应加压介质，其中制动压力基于至少一个这样的特征曲线形成；和根据本申请的一个方面的车辆的压力介质致动的制动系统，其中至少一个制动缸可以在制动压力下被供应加压介质。
背景技术
驾驶员辅助系统可以将制动需求传达给这样的制动系统。这通常借助电子制动需求信号来完成，所述信号指定车辆的目标减速度。制动系统可以使用闭环控制回路设置此目标减速度。为此，例如经由测量的车轮速度确定车辆的实际减速度，并将其与目标减速度进行比较。如果实际减速度偏离目标减速度，则制动压力相应地增加或减少。在这种情况下，制动需求信号通常覆盖一个固定的值范围，除了用于错误指示的特殊编码外，没有任何偏离含义。值范围由制动系统在整个值范围内以相同的方式处理和解释。
对于车辆的自主驾驶，对制动系统控制质量的要求趋高。控制回路通常在复杂的纵向减速度控制器中闭合，该控制器可以位于制动系统之外。尽管纵向减速度控制器中的直接受控变量不必与由制动系统用于闭合回路的物理变量(车辆减速度，单位为m/s2)完全对应，但这是一个已知问题。特别地，由于电动-气动制动系统的惯性，无法满足或只能在有限程度上满足稳定控制器级联对控制器速度的要求。
由于这些原因，在自主驾驶模式下，纵向减速度控制器要求的车辆制动通常由没有闭环控制回路的电动-气动制动系统来实现，这导致至少在一个工作点制动需求和输出制动压力之间存在很大的线性关系。然而，例如，诸如道路倾斜、风等的扰动和诸如估计的车辆质量、制动系数等的偏离现实的假设仍然由纵向减速度控制器来补偿。对于车辆的自主驾驶，制动系统必须能够以高度的安全性和可靠性执行请求的制动。
发明内容
本申请的目的是使制动需求或请求能够由制动系统以高度的安全性和可靠性来执行。
所述目的通过根据本申请的多个方面的特征来解决。
优选地假设经由单个变量确保整个系统的高水平的安全性和可靠性，该变量例如作为制动需求或请求而从纵向减速度控制器传输到制动系统(例如经由CAN或其它传输系统)。
在这种情况下，考虑控制和安全挑战，在制动系统、特别是电动-气动制动系统中解释和执行特别是源自自主驾驶系统或驾驶员辅助系统的制动需求或请求。在此，一方面，优选地考虑在制动不足的车辆的情况下倾向于增加制动需求的闭合控制回路的行为、当执行自主产生的制动需求时对电动-气动制动系统的上述要求、以及电动-气动制动系统中冗余部件的存在。
本申请的第一方面提出了一种用于限定至少一个特征曲线的方法，所述特征曲线在车辆的压力致动的制动系统中表示制动压力(p)和制动需求(asoll)之间的关系，所述方法包括至少以下步骤：
a)指定制动需求(asoll)的制动需求值范围，包括最小制动需求、最大制动需求以及介于最小制动需求和最大制动需求之间的中间值，
b)指定制动压力(p)的制动压力值范围，包括最小制动压力、最大制动压力以及介于最小制动压力和最大制动压力之间的中间值，
b1)限定特征曲线的支撑点，在所述支撑点处制动需求极限值和特定制动压力相互关联，其中，制动需求极限值位于制动需求值范围内且其量大于最小制动需求的量但小于最大制动需求的量，其中，特定制动压力位于制动压力值范围内且等于最大制动压力，
b2)限定将最大制动压力和最大制动需求相互分配的另一支撑点，
b3)限定特征曲线的特征曲线区段，其在支撑点和所述另一支撑点之间延伸，并自动将最大制动压力分配给在制动需求范围(III)中的每个制动请求(asoll)。
制动需求值范围和制动压力值范围在这方面代表结论范围，因为在这些范围之外的值是不可能的或不提供的。例如，在电动-气动制动系统中，蓄压器内的蓄压器压力始终代表最大(可施加)制动压力，因为无法产生与该蓄压器压力相比更大的制动压力。
特征曲线和特征曲线的特征曲线区段特别地独立于在前轴和后轴之间或在右轮和左轮之间的与车辆减速度相关的制动压力分布来限定。在这种已知的与车辆减速度相关的制动压力分布中，例如考虑到后轴在制动期间偏转，于是后轴上的法向力减小，从而如果后轴上的制动压力相对于前轴上的制动压力不降低、例如一旦达到某个极限减速度，后轴将趋向于制动抱死。
根据本申请，将制动需求的值范围划分为至少两个制动需求范围，其中存在一个顶端制动需求范围(III)。在这个顶端制动需求范围(III)中，特征曲线的特征曲线区段在图中由在支撑点和另一支撑点之间延伸的垂直线形成，它反映了制动压力(p)和制动需求(asoll)之间的关系。
因此，该特征曲线区段实际上不具有任何严格意义上的特性，因为它自动将最大(可施加)制动压力分配给制动需求范围(III)内的每个制动需求。该制动需求范围(III)特别是在制动需求值范围的顶端的紧急制动需求范围(III)，其请求最大可施加的制动压力。
由于整个(顶端)制动需求范围(III)可用，其中每个制动需求与最大可施加的制动压力相关，或者其中最大制动压力自动分配给每个制动请求或需求，因而不需要在制动需求和制动压力之间进行耗时的单独的计算和分配。
在一个示例中，假设制动系统的部件存在故障，例如主电子制动控制单元中的软件错误或硬件缺陷。例如当纵向减速度控制器然后请求制动系统制动，但是，制动系统不会从受故障影响的主制动控制单元产生制动压力。纵向减速度控制器然后非常快速地将制动需求增加到制动需求范围，因为不能检测到车辆的实际减速度并且因此车辆制动没有发生。然后，制动系统通过制动系统的冗余次电子制动控制器在第三制动需求范围内控制最大制动压力进入所有制动缸。这优选地用所有可以向制动缸提供制动压力的可用的电磁阀装置/致动器来完成。因此，所有冗余电子制动控制器、电磁阀装置和制动缸于是优选地用于增加制动应用的可能性并补偿硬件或软件中的缺陷。在此，制动压力的确定在此只是不经由第一或第二特征曲线区段、即不通过单独的计算或分配来进行，而是优选在一特征曲线区段中进行，在该特征曲线区段中最大(可施加)制动压力被自动分配给每个制动请求。一方面，这允许补偿软件和硬件中的潜在错误。此外，由于最大制动压力被自动分配给每个制动请求或要求，因此可以省略制动需求与制动压力之间耗时的单独计算和分配。特别地，制动系统及其部件不检查缺陷，因为这会花费太多时间。然而，确保车辆稳定性的制动系统功能，例如通过单独控制每个车轮的制动压力，例如作为制动防滑控制系统(ABS)、牵引力控制系统(ASR)或车辆动态控制系统(ESP)的一部分，可以根据相应硬件的可用性保持启用。例如，如果在冗余的次制动控制单元中实施相应的程序，则提供了这种可用性。
优选地，所述支撑点为所述特征曲线(2)的第三支撑点，所述另一支撑点为所述特征曲线(2)的第四支撑点，所述特征曲线区段为所述特征曲线的第三特征曲线区段，并且(顶端)制动需求范围(III)是第三制动需求范围，所述制动需求极限值是第三制动需求极限值，所述特定制动压力(p3)是第三制动压力。
优选地，第三制动需求极限值的量小于最大制动需求的量。
更优选地，所述方法的特征在于以下进一步的步骤：通过以下方式限定特征曲线(2)的至少两个另外的特征曲线区段(2a，2a'，2a”；2b，2b'，2b”)：
a)限定特征曲线的第一支撑点，在所述第一支撑点处将第一制动需求极限值和第一制动压力(p1)相互分配，第一制动需求极限值位于制动需求值范围内，且第一制动压力(p1)位于制动压力值范围内，第一制动需求极限值表示最小制动需求，第一制动压力表示最小制动压力，
b)限定特征曲线的第二支撑点，在所述第二支撑点处第二制动需求极限值和第二制动压力(p2)相互关联，其中，第二制动需求极限值位于制动需求值范围内且其量大于最小制动需求的量但小于最大制动需求的量，其中，第二制动压力(p2)位于制动压力值范围内并且大于最小制动压力但小于最大制动压力，
c)限定特征曲线的第一特征曲线区段，其在第一支撑点和第二支撑点之间延伸并且在第一制动需求范围(I)中表示制动压力(p)和制动需求(asoll)之间的关系，
d)限定特征曲线的第二特征曲线区段，其在第二支撑点和第三支撑点之间延伸并且在第二制动需求范围(II)中表示制动压力(p)和制动需求(asoll)之间的关系。
因此，优选地，将制动需求的值范围划分为三个制动需求范围。然而，也可以提供多于三个的制动需求范围。进一步优选地，限定特征曲线的至少三个特征曲线区段，它们可以关于制动需求和由制动需求产生的制动压力之间的相应分配而不同地设计。特别地，特征曲线的所述至少三个特征曲线区段可以具有不同的梯度。
所述方法的本实施例的优点通过以下实例的描述变得显而易见。
例如，在此处由第一特征曲线区段控制的部分制动的情况下，纵向减速度控制器通常要求车辆相对适度的减速度，从而制动需求或要求例如位于第一制动需求范围内。根据估计的车辆总质量，存在或指定具有例如不同梯度的不同的第一特征曲线区段。然后基于分配给相关车辆质量的特征曲线的第一特征曲线区段，在此将特定的制动压力分配给适度的制动需求。纵向减速度控制器还测量成实际车辆纵向减速度的形式的车辆反应，即使在实际纵向减速度变化相对较小的情况下，也可以调整制动需求，从而调整制动压力。这是以很少的时间延迟完成的，因为制动系统本身优选地不具有纵向减速度控制器或闭合控制回路。
在另一个示例中，假设车辆制动不足，例如由于估计的车辆总质量太低，或者由于其它假设、例如拖车制动器的制动效果(制动扭矩的特征压力)不可施加而制动不足。制动系统外部的纵向减速度控制器中的闭合回路于是增加制动需求或目标车辆纵向减速度。如果纵向减速度控制器校正的制动需求由此超过第二制动需求极限值，则处于第二制动需求范围内，并且根据特征曲线的第二特征曲线区段产生制动压力。例如，第二特征曲线区段具有比第一特征曲线区段更大的斜率。因此，在制动不足的车辆的情况下，在这种情况下例如由纵向减速度控制器引起的制动需求的任何进一步增加由于第二特征曲线区段的更陡峭路线或坡度而导致输出制动压力的优选线性增加。在这种情况下，车辆减速度仍然可以由纵向减速度控制器通过改变制动需求来控制，同时确保例如可以实现最大可施加的制动压力。
因此，综上所述，本申请具有以下优点：
-对于高目标减速度避免车辆制动不足，
-确保直至最大制动压力的可控制动压力，
-与控制器级联结构相比，控制器稳定性和控制器速度提高，
-降低车辆制动不足的风险。
此外，优选规定，第一特征曲线区段和/或第二特征曲线区段和/或第三特征曲线区段具有线性路线。第二特征曲线区段也可以直接跟随第一特征曲线区段，第三特征曲线区段直接跟随第二特征曲线区段。
特别优选地，第一特征曲线区段和/或第二特征曲线区段和/或第三特征曲线区段根据车辆的车辆负载形成或指定，车辆负载被确定或估计。
此外，最小制动需求和最小制动压力可以分别对应于零值，使得特征曲线的第一插值或支撑点同时代表特征曲线的“原点”。
本申请的第二方面提出了至少一个特征曲线，该特征曲线表示压力流体致动的制动系统中的制动压力和制动需求之间的关系，该特征曲线已经根据上述方法限定或确定。
本申请的第三方面提出了用于操作车辆的压力介质致动的制动系统的方法，其中至少一个制动缸可以由处于制动压力(p)下的压力介质作用，其中制动压力(p)基于至少一个如上所述的特征曲线或基于至少一个根据上述方法限定并且表示制动压力(p)和制动需求(asoll)之间的关系的特征曲线来确定，所述方法至少包括以下步骤：检查制动需求(asoll)是否位于第三制动需求范围(III)内，如果是，则基于第三特征曲线区段确定制动压力(p)，然后以最大制动压力作用于至少一个制动缸；如果否，则不基于第三特征曲线区段确定制动压力(p)，而是优选基于第一或第二特征曲线区段确定制动压力(p)。
优选地，所述方法的特征在于，所述制动系统包括至少一个电子制动控制单元以及由所述至少一个电子制动控制单元控制的至少一个电磁阀装置，其中，所述特征曲线在所述至少一个电子制动控制单元中实现，其中，制动需求被输入到所述至少一个电子制动控制单元，其中，所述至少一个电子制动控制单元根据制动需求(asoll)电致动所述至少一个电磁阀装置，以便产生制动压力(p)。
因此，优选地，不检查所述至少一个电子制动控制单元是否有故障。这样可以节省时间，让没有故障的电子制动控制单元尽快产生制动压力。
所述方法优选地包括至少以下另外的步骤：
a)至少通过以下方式根据制动需求基于第一特征曲线区段或第二特征曲线区段确定制动压力：
a1)检查制动需求是否位于第一制动需求范围(I)或第二制动需求范围(II)内，和
a2)如果制动需求位于第一制动需求范围(I)内，则根据第一特征曲线区段确定制动压力，和
a3)如果制动需求位于第二制动需求范围(II)内，则根据第二特征曲线区段确定制动压力，然后
b)将所确定的制动压力施加到所述至少一个制动缸。
如上面已经解释的，制动需求可以由车辆纵向减速度控制系统、驾驶员辅助系统或自主车辆控制系统产生，基于制动需求使用特征曲线确定制动压力。特别地，车辆纵向减速度控制可以集成到驾驶员辅助系统或自主车辆控制系统中。
车辆纵向减速度控制系统优选将估计的或确定的实际车辆纵向减速度调节到设定或目标车辆纵向减速度，其中制动需求根据设定或目标车辆纵向减速度形成，基于制动需求使用特征曲线确定制动压力。实际的车辆纵向减速度例如通过至少一个纵向减速度传感器来测量。
制动系统可以包括至少两个独立的电子制动控制器——第一电子制动控制器和第二电子制动控制器，以及由第一电子制动控制器和第二电子制动控制器独立控制的至少一个电磁阀布置结构或装置，其中，特征曲线在第一电子制动控制单元和第二电子制动控制单元中实现，制动请求被输入到第一电子制动控制单元和第二电子制动控制单元中，第一电子制动控制单元和第二电子制动控制单元根据制动请求相互独立地电控制所述至少一个电磁阀布置结构，以便产生制动压力。
所述至少一个电磁阀布置结构特别地可以形成在压力控制模块中，该压力控制模块由第一和/或第二电子制动控制单元电控制，以便基于源自蓄压器的蓄压器压力而控制调节的行车制动压力。电控制用于指定目标行车制动压力。为此，压力控制模块具有接收用于设定制动压力的信号的本地电子控制单元、特别是作为入口/出口阀组合的电磁阀装置、以及继动阀，所述继动阀由电磁阀装置气动地控制并且其操作输出随后用于控制实际行车制动压力，该实际行车制动压力由集成的压力传感器测量。测量的实际压力值然后被报告给压力控制模块的集成的本地电子控制单元，于是本地电子控制单元控制集成的入口/出口阀组合，以将实际制动压力调整到目标行车制动压力。
此外，如果制动需求位于第三制动需求范围(III)内，则优选基于第三特征曲线区段确定制动压力，然后(自动)向至少一个制动缸施加最大制动压力。
所述实施例参考上面已经描述的示例，根据所述示例假设在制动系统的部件中存在故障，例如主电子制动控制单元中的软件故障或硬件故障。然而，当纵向减速度控制器随后请求制动系统制动时，受故障影响的主电子制动控制器不会从制动系统产生制动压力。纵向减速度控制器于是非常快速地将制动需求增加到第三制动需求范围，因为不能检测到车辆的实际减速度并且因此车辆制动没有发生。当在所述第三制动需求范围内做出制动需求时，最大(可施加)制动压力随后自动施加到至少一个制动缸。这节省了时间，因为在相应的制动需求和制动压力之间不再有任何单独的分配，而是(自动)请求最大制动压力并将其施加到至少一个制动缸。
该程序可以被推进为
a)如果制动需求位于第一制动需求范围(I)或第二制动需求范围(II)内，则检查第一电子制动控制装置或第二电子制动控制装置的电子制动控制装置是否有缺陷，如果是，则所述至少一个电磁阀布置结构或装置由没有缺陷的仍运行的电子制动控制装置控制，以便产生制动压力，但是
b)如果制动需求位于第三制动需求范围(III)内，则不检查第一电子制动控制装置和/或第二电子制动控制装置的电子制动控制装置是否有缺陷，并且所述至少一个电磁阀布置结构或装置被第一电子制动控制装置和/或第二电子制动控制装置控制以产生制动压力。
特征b)具有上述特别的优点，即由于无缺陷检查而不会浪费时间，并且最大(可施加)制动压力可以相对快速地施加到至少一个制动缸。
在特征a)的情况下，检查第一电子制动控制单元和/或第二电子制动控制单元的电子制动控制单元是否存在缺陷可通过第一电子制动控制单元和第二电子制动控制单元的自我监测进行，或者还通过外部监测进行，在这种情况下例如第一和第二电子制动控制单元相互监测。
替代地，所述至少一个电磁阀布置结构也可以形成在由第一和/或第二制动控制单元电控制的驻车制动模块中，以便基于源自蓄压器的蓄压器压力控制例如用于被动制动缸(弹簧制动缸)的调节的驻车制动压力。
如上所述，制动系统可以是或包括
a)一种电动-气动行车制动系统，其中，所述至少一个制动缸是主动制动缸，其通过在施加方向上增加制动压力和通过在释放方向上减小制动压力来应用，和/或
b)一种电动-气动驻车制动系统，其中，所述至少一个制动缸是被动弹簧制动缸，其通过在释放方向上增加制动压力和通过在施加方向上减小制动压力来应用。
本申请的第四方面提出了一种车辆的加压流体致动的制动系统，其中，至少一个制动缸可操作以通过处于制动压力的加压流体而被加压，其中，它根据上述方法操作。
附图说明
本申请的实施例在下面的附图中示出并且在下面的描述中更详细地解释。附图示出了
图1是表示制动需求与制动压力之间的关系的特征曲线的示例。
图2是自主驾驶系统的示意图，示出了纵向减速度控制系统和由纵向减速度控制系统控制的制动系统，以及可以通过制动系统制动的车辆；
图3是用于控制制动系统的方法的优选实施例的流程图；
图4是根据优选实施例的制动系统。
具体实施方式
在图4中，例如重型商用车辆的压力流体致动的电子控制行车制动系统100以高度示意的形式示出，其被设计为例如电动-气动制动系统，并且特别是作为电动-气动制动压力控制制动系统(EBS)。
这里的行车制动系统100例如具有至少两个独立的电子制动控制单元——第一电子制动控制单元Brake-ECU 1和第二电子制动控制单元Brake-ECU 2，它们控制制动控制/调节功能和其它更高级别的功能、例如制动防滑控制(ABS)、牵引滑动控制(ASR)和/或车辆动态控制和/或逐轴或并排制动压力分布(BDV)。由于两个电子制动控制单元Brake-ECU 1和Brake-ECU 2是相互冗余的制动控制单元，所以如果电子制动控制单元Brake-ECU 1或Brake-ECU 2之一发生故障，则另一个起作用。如果电子制动控制单元Brake-ECU 1或Brake-ECU 2之一发生故障，则另一个仍完好无损的电子制动控制单元Brake-ECU 1或Brake-ECU 2执行制动控制/制动调节功能和其它更高功能，特别地所有相关的软件功能都在两个电子制动控制单元Brake-ECU 1或Brake-ECU 2中完全实现。
两个电子制动控制单元Brake-ECU 1或Brake-ECU 2在这里例如从高度自动驾驶系统(HADS)200接收表示作为行车制动需求而请求的目标车辆纵向减速度的行车制动请求或需求信号asoll并对其进行处理，以便根据行车制动需求信号asoll相互独立地控制至少一个电磁阀布置结构或装置1。为此，在第一电子制动控制单元Brake-ECU 1和第二电子制动控制单元Brake-ECU 2中实施稍后更详细描述的特征曲线2。
如图2所示，高度自动驾驶系统(HADS)200包括纵向减速度控制器300，其将例如使用纵向减速度传感器在车辆上测量的实际车辆纵向减速度aist调整到表示相应行车制动需求的目标车辆纵向减速度asoll。
图4的至少一个电磁阀布置结构1可以特别地形成在本身已知的压力控制模块3中，压力控制模块3在这里例如由第一电子制动控制单元Brake-ECU 1和第二电子制动控制单元Brake-ECU 2电控制，以便基于源自蓄压器4的供应压力来控制调节的行车制动压力。由两个电子制动控制单元Brake-ECU 1和Brake-ECU 2进行的电控制指定目标行车制动压力。例如，可以为车辆的前轴和后轴分别相应地提供一个这样的压力控制模块3，特别是前轴上的单通道压力控制模块和后轴上的双通道压力控制模块。
以已知的方式，这种压力控制模块3具有：集成的本地电子控制单元，该本地电子控制单元从两个电子制动控制单元Brake-ECU 1和Brake-ECU 2接收表示设定行车制动压力的信号；以及特别是作为入口/出口阀组合的电磁阀装置1；以及由电磁阀装置1气动地控制的继动阀，经由继动阀的操作输出，由集成的压力传感器测量的实际行车制动压力随后被输出到至少一个制动致动器5、在这种情况下是至少一个主动行车制动缸。然后测量的实际行车制动压力被报告给压力控制模块3的集成的本地电子控制单元，然后集成的本地电子控制单元控制集成的入口/出口阀组合以将实际行车制动压力调节到目标行车制动压力。这实现了行车制动压力控制。
上面已经提到的特征曲线2显示了行车制动压力p和行车制动需求asoll之间的关系。因此，特征曲线2将特定的行车制动压力p分配给特定的行车制动需求asoll，如从图1中很容易想象的那样。
为了在其实际应用或实施之前形成或限定特征曲线2，为行车制动需求限定或建立行车制动需求值范围，其包括最小行车制动需求、最大行车制动需求和介于最小行车制动需求和最大行车制动需求之间的中间值。行车制动需求值范围的值可以例如通过以m/s2为单位的请求的减速度a或者也可以通过某个百分比来形成，该百分比例如在针对最小行车制动需求的0％和针对最大行车制动需求的100％之间，包括极限。在图1中，所述行车制动需求值范围绘制在Y轴上。
此外，还为行车制动压力p指定或限定行车制动压力值范围，其包括最小行车制动压力(例如pmin＝0)、最大行车制动压力(最大可施加的制动压力)和介于最小行车制动压力和最大行车制动压力(最大可施加的制动压力)之间的中间值。在图1中，所述行车制动压力值范围绘制在X轴上。
然后由特征曲线2限定第一插值或支撑点6、6'、6”，在该支撑点6、6'、6”处将第一行车制动需求极限值8和第一制动压力p1相互分配，第一行车制动需求极限值8位于行车制动需求值范围内，第一制动压力p1位于制动压力值范围内，第一行车制动需求极限值8表示最小行车制动需求，第一行车制动压力表示最小行车制动压力。在图1的示例中，第一行车制动需求极限值8例如等于0m/s2，并且第一行车制动压力例如等于0bar。特征曲线2的第一支撑点6因此优选地形成这里图1的图表的原点。
此外，限定或确定特征曲线2的第二支撑点7、7'、7”，在该第二支撑点7、7'、7”处将第二行车制动需求极限值9和第二制动压力p2相互分配，第二行车制动需求极限值9位于行车制动需求值范围内，其量大于最小行车制动需求的量但小于最大行车制动需求的量。此外，第二行车制动压力p2在行车制动压力值范围内，并且大于最小行车制动压力、但小于最大行车制动压力(最大可施加的制动压力)。在这种情况下，第二行车制动需求极限值9例如表示在部分制动期间的量值上的最大减速度。
此外，限定或确定特征曲线2的第一特征曲线区段2a、2a'、2a”，其在第一支撑点6和第二支撑点8之间延伸，并且在第一制动需求范围I中表示制动压力p与行车制动需求asoll之间的关系。第一特征曲线区段2a、2a'、2a”因此在此例如将特定的行车制动压力p分配给部分制动的行车制动需求asoll。
此外，还限定了特征曲线的第三支撑点10，在该第三支撑点10处将第三行车制动需求极限值11和第三制动压力p3相互分配，其中第三制动需求极限值11位于制动需求值范围内，并且其量大于第二制动需求极限值9的量、但小于或等于最大需求的量值或量，其中第三制动压力p3位于制动压力值范围内且等于最大可施加的制动压力。
此外，还限定了特征曲线2的第二特征曲线区段2b、2b'、2b”，其在第二支撑点7和第三支撑点10之间延伸，并且在第二制动需求范围II中表示制动压力p和制动需求asoll之间的关系。
特别优选地，还限定了特征曲线2的第三特征曲线区段2c，其在第三支撑点10和第四支撑点12之间延伸并且自动地为在第三制动需求范围III内的每个制动请求分配最大制动压力(最大可施加的制动压力)，第四支撑点12将最大制动压力(最大可施加的制动压力)和最大制动需求相互分配。在该第三特征曲线区段2c中，最大可施加的制动压力被自动分配给在第三制动需求范围III内的每个制动需求asoll，因此第三特征曲线区段表示垂直线，如图1所示。
如图1进一步所示，第一、第二和第三特征曲线区段2a、2a'、2a”；2b、2b'、2b”和2c的路线优选地是线性的，其中第一特征曲线区段2a、2a'、2a”和第二特征曲线区段2b、2b'、2b”的斜率优选地不同。这也适用于例如包括了第三特征曲线区段2c的情况。
此外，例如，针对商用车辆的不同负载条件限定不同的特征曲线，其中在图1中，长虚线表示轻负载商用车辆的第一、第二和第三特征曲线区段2a'、2b'、2c，短虚线表示中负载商用车辆的第一、第二和第三特征曲线区段2a、2b、2c，点划线表示满载商用车辆的第一、第二和第三特征曲线区段2a”、2b”、2c。取决于负载，优选线性的第一和第二特征曲线区段2a、2b的斜率因此变化，而第三特征曲线区段2c对于所有负载条件都是相同的，因为优选地总是在那里请求最大制动压力(最大可施加的制动压力)。
如上所述，特征曲线2或负载相关的特征曲线2a、2b、2c相应地存储在第一电子制动控制单元Brake-ECU 1和第二电子制动控制单元Brake-ECU 2的存储区域中。
图3示出了用于操作压力流体致动的行车制动系统100的方法的优选实施例的流程图。在步骤101中，根据高度自动驾驶系统(HADS)200的制动需求asoll的制动需求信号被输入到第一电子制动控制单元Brake-ECU 1和第二电子制动控制单元Brake-ECU 2。在可选步骤102中验证该制动需求信号。在随后的步骤103中，验证由制动需求信号表示的制动需求asoll是否在第一制动需求范围I或第二制动需求范围II中(见图1)。如果是，即制动需求位于第一制动需求范围I或第二制动需求范围II中，则检查第一电子制动控制单元Brake-ECU 1是否有缺陷。如果否，则在随后的步骤105中检查由制动需求信号表示的制动需求asoll是否位于第一制动需求范围I或替代地位于第二制动需求范围II中。
如果制动需求位于第一制动需求范围I中，则在步骤106中根据第一特征曲线区段2a、2a'、2a”确定行车制动压力p。然而，如果行车制动需求asoll位于第二制动需求范围II中，则在步骤107中根据第二特征曲线区段2b、2b'、2b”确定行车制动压力p。可选地附加地执行的共同步骤108然后包括对行车制动压力p的单独车轮控制或调节。然后将基于特征曲线2确定的行车制动压力p施加到至少一个制动致动器5。
然后，该行车制动压力p在至少一个行车制动致动器5中提供商用车辆的实际纵向减速度aist，然后由图2的纵向减速度控制器300将其适配为对应于制动器需求或要求的目标纵向减速度asoll。
如果在步骤104中确定第一电子制动控制单元Brake-ECU 1有故障，则至少一个电磁阀装置1或至少一个压力控制模块3不能根据步骤109被第一电子制动控制单元Brake-ECU 1致动以通过控制至少一个压力控制模块3或至少一个电磁阀装置1来产生行车制动压力p。在这种情况下，相对于第一电子制动控制单元Brake-ECU 1冗余的完好的第二电子制动控制单元Brake-ECU 2于是确保根据如上所述的步骤105、106或107和108实现行车制动请求。
如果在步骤103中确定制动需求或目标车辆纵向减速度asoll既不在第一制动需求范围I中也不在第二制动需求范围II中、而是在第三制动需求范围III中，优选不检查第一电子制动控制单元Brake-ECU 1和/或第二电子制动控制单元Brake-ECU 2或行车制动系统100的其它部件。相反，如图1所示，最大制动压力(最大可施加压力)然后被分配给在第三制动需求范围III中的每个制动需求asoll，然后由至少一个压力控制模块3或至少一个电磁阀装置1基于蓄压器4的蓄压器压力产生并馈入至少一个制动致动器5。
本申请不限于应用于行车制动系统100，它可以容易地应用于驻车制动系统以控制/调节驻车制动压力。由于在这种驻车制动系统中通常使用被动制动弹簧缸，因此最大压力变为最小压力，反之亦然。
附图标记列表
1 电磁阀装置
2 特征曲线(匹配图)
2a、2a'、2a” 第一特征曲线区段
2b、2b'、2b” 第二特征曲线区段
2c 第三特征曲线区段
3 压力调节器
4 蓄压器
5 制动致动器
6 第一支撑点
7 第二支撑点
8 第一制动需求极限值
9 第二制动需求极限值
10 第三支撑点
11 第三制动需求极限值
12 第四支撑点
100 行车制动系统
200 高度自动驾驶系统
300 纵向减速度控制器
Brake-ECU 1 第一制动控制单元
Brake-ECU 2 第二制动控制单元
aist 实际车辆纵向减速度
asoll 目标车辆纵向减速度(制动需求)
I 第一制动需求范围
II 第二制动需求范围
III 第三制动需求范围

Claims (21)

1.一种用于限定至少一个特征曲线(2)的方法，所述特征曲线(2)在车辆的压力致动的制动系统(100)中表示制动压力(p)和制动需求(asoll)之间的关系，所述方法包括至少以下步骤：
a)指定制动需求(asoll)的制动需求值范围，包括最小制动需求、最大制动需求以及介于最小制动需求和最大制动需求之间的中间值，
b)指定制动压力(p)的制动压力值范围，包括最小制动压力、最大制动压力和介于最小制动压力和最大制动压力之间的中间值，
b1)限定特征曲线(2)的支撑点(10)，在所述支撑点(10)处制动需求极限值(11)和特定制动压力(p3)相互关联，其中，制动需求极限值(11)位于制动需求值范围内、且其量大于最小制动需求的量但小于最大制动需求的量，其中，特定制动压力(p3)位于制动压力值范围内且等于最大制动压力，
b2)限定将最大制动压力和最大制动需求相互分配的另一支撑点(12)，
b3)限定特征曲线(2)的特征曲线区段(2c)，其在支撑点(10)和另一支撑点(12)之间延伸，并自动将最大制动压力分配给制动需求范围(III)中的每个制动请求(asoll)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述支撑点(10)是特征曲线(2)的第三支撑点，所述另一支撑点(12)是特征曲线(2)的第四支撑点，特征曲线区段(2c)是特征曲线(2)的第三特征曲线区段，制动需求范围(III)是第三制动需求范围，制动需求极限值(11)是第三制动需求极限值，特定制动压力(p3)是第三制动压力。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第三制动需求极限值(11)的量小于最大制动需求的量。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，该方法包括以下另外的步骤：
通过以下方式限定特征曲线(2)的至少两个另外的特征曲线区段(2a、2a'、2a”；2b、2b'、2b”)：
a)限定特征曲线(2)的第一支撑点(6)，在所述第一支撑点(6)处将第一制动需求极限值(8)和第一制动压力(p1)相互分配，第一制动需求极限值(8)位于制动需求值范围内且第一制动压力(p1)位于制动压力值范围内，第一制动需求极限值(8)表示最小制动需求，第一制动压力表示最小制动压力，
b)限定特征曲线(2)的第二支撑点(7)，在所述第二支撑点(7)处第二制动需求极限值(9)和第二制动压力(p2)相互关联，其中，第二制动需求极限值(9)位于制动需求值范围内、且其量大于最小制动需求的量但小于最大制动需求的量，其中，第二制动压力(p2)位于制动压力值范围内、并且大于最小制动压力但小于最大制动压力，
c)限定特征曲线(2)的第一特征曲线区段(2a、2a'、2a”)，其在第一支撑点(6)和第二支撑点(7)之间延伸，并且在第一制动需求范围(I)中表示制动压力(p)和制动需求(asoll)之间的关系，
d)限定特征曲线(2)的第二特征曲线区段(2b、2b'、2b”)，其在第二支撑点(7)和第三支撑点(10)之间延伸，并且在第二制动需求范围(II)中表示制动压力(p)和制动需求(asoll)之间的关系。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，第一特征曲线区段(2a，2a'，2a”)和/或第二特征曲线区段(2b，2b'，2b”)和/或第三特征曲线曲线段(2c)具有线性路线。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，第三特征曲线区段(2c)直接邻接第二特征曲线区段(2b、2b'、2b”)，第二特征曲线区段(2b、2b')、2b”)直接邻接第一特征曲线区段(2a、2a'、2a”)。
7.根据权利要求4-6中任一项所述的方法，其特征在于，第一特征曲线区段(2a、2a'、2a”)和/或第二特征曲线区段(2b、2b'、2b”)和/或第三特征曲线区段(2c)根据车辆的车辆负载而形成或被指定，车辆负载被确定出或估计出。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，最小制动需求和最小制动压力均等于零。
9.一种特征曲线(2)，其在压力流体致动的制动系统(100)中表示制动压力(p)和制动需求(asoll)之间的关系，其特征在于，该特征曲线(2)按照根据权利要求2-8中任一项的方法而被限定或被确定。
10.一种用于操作车辆的压力介质致动的制动系统(100)的方法，其中，至少一个制动缸(5)能够由处于制动压力(p)下的压力介质作用，其中，制动压力(p)基于根据权利要求9所述的至少一个特征曲线(2)或基于按照根据权利要求2-8中任一项所述的方法限定的并且表示制动压力(p)与制动需求(asoll)之间的关系的至少一个特征曲线(2)而被确定，所述方法至少包括以下步骤：
检查制动需求(asoll)是否位于第三制动需求范围(III)内，
如果是，则基于第三特征曲线区段(2c)确定制动压力(p)，然后以最大制动压力作用于所述至少一个制动缸(5)，
如果否，则不基于第三特征曲线区段(2c)确定制动压力(p)。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述制动系统(100)包括至少一个电子制动控制单元(Brake-ECU 1、Brake-ECU 2)，以及由所述至少一个电子制动控制单元(Brake-ECU 1，Brake-ECU 2)控制的至少一个电磁阀装置(1)，其中，特征曲线(2)在所述至少一个电子制动控制单元(Brake-ECU 1，Brake-ECU 2)中实现，其中，制动需求被输入到所述至少一个电子制动控制单元(Brake-ECU 1、Brake-ECU 2)中，其中，所述至少一个电子制动控制单元(Brake-ECU 1、Brake-ECU 2)根据制动需求(asoll)电致动所述至少一个电磁阀装置(1)，以便产生制动压力(p)。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，不检查所述至少一个电子制动控制单元(Brake-ECU 1、Brake-ECU 2)是否有缺陷。
13.根据权利要求10-12中任一项所述的方法，其特征在于，所述制动系统(100)包括至少两个独立的电子制动控制单元、即第一电子制动控制单元(Brake-ECU 1)和第二电子制动控制单元(Brake-ECU 2)，以及由第一电子制动控制单元(Brake-ECU 1)和第二电子制动控制单元(Brake-ECU 2)独立地控制的至少一个电磁阀装置(1)，其中，特征曲线(2)在第一电子制动控制单元(Brake-ECU 1)和第二电子制动控制单元(Brake-ECU 2)中实现，其中，制动需求被输入到第一电子制动控制单元(Brake-ECU 1)和第二电子制动控制单元(Brake-ECU 2)中，其中，第一电子制动控制单元(Brake-ECU 1)和第二电子制动控制单元(Brake-ECU 2)根据制动需求彼此独立地电致动所述至少一个电磁阀装置(1)，以便产生制动压力(p)。
14.根据权利要求10-13中任一项所述的方法，其特征在于，
a)至少通过以下方式根据制动需求(asoll)基于第一特征曲线区段(2a、2a'、2a”)或第二特征曲线区段(2b、2b'、2b”)确定制动压力(p)：
a1)检查制动需求(asoll)是否位于第一制动需求范围(I)或第二制动需求范围(II)内，
a2)如果制动需求(asoll)位于第一制动需求范围(I)内，则根据第一特征曲线区段(2a、2a'、2a”)确定制动压力(p)，
a3)如果制动需求(asoll)位于第二制动需求范围(II)内，则根据第二特征曲线区段(2b、2b'、2b”)确定制动压力(p)，然后
b)将所确定的制动压力(p)施加到所述至少一个制动缸(5)。
15.根据权利要求13和14所述的方法，其特征在于，
a)如果制动需求位于第一制动需求范围(I)或第二制动需求范围(II)内，则检查第一电子制动控制单元(Brake-ECU 1)或第二电子制动控制单元(Brake-ECU 2)的电子制动控制单元是否有缺陷，如果是，则所述至少一个电磁阀装置(1)由仍运行的没有缺陷的电子制动控制单元控制，以便产生制动压力(p)，但是
b)如果制动需求位于第三制动需求范围(III)内，则不检查第一电子制动控制单元(Brake-ECU 1)和/或第二电子制动控制单元(Brake-ECU 2)的电子制动控制单元是否有缺陷，并且所述至少一个电磁阀装置(1)被第一电子制动控制单元(Brake-ECU 1)和/或第二电子制动控制单元(Brake-ECU 2)致动以产生制动压力(p)。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，对第一电子制动控制单元(Brake-ECU1)和/或第二电子制动控制单元(Brake-ECU 2)的电子制动控制单元是否有缺陷的检查通过第一电子制动控制单元(Brake-ECU 1)和第二电子制动控制单元(Brake-ECU 2)的自我监测进行，或者通过外部监测、第一电子制动控制单元(Brake-ECU 1)和第二电子制动控制单元(Brake-ECU 2)的相互监测进行。
17.根据权利要求10-16中任一项所述的方法，其特征在于，制动需求(asoll)由车辆纵向减速度控制系统(300)、驾驶员辅助系统和/或自主车辆控制系统(200)产生，其中，基于制动需求(asoll)使用特征曲线(2)而确定制动压力(p)。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，车辆纵向减速度控制系统(300)将所估计或所确定的实际车辆纵向减速度(aist)控制到目标车辆纵向减速度(asoll)，其中，制动需求根据目标车辆纵向减速度(asoll)形成，基于制动需求使用特征曲线(2)而确定制动压力(p)。
19.根据权利要求10-18中任一项所述的方法，其特征在于，所述制动系统(100)
a)是电动-气动行车制动系统，其中，所述至少一个制动缸(5)是主动制动缸，其通过在施加方向上增加制动压力(p)以及通过在释放方向上减小制动压力来应用，和/或
b)包括电动-气动驻车制动系统，其中，所述至少一个制动缸是被动弹簧制动缸，其通过在释放方向上增加制动压力以及通过在施加方向上减小制动压力来应用。
20.一种车辆的压力介质致动的制动系统(100)，其中，至少一个制动缸(5)能够由处于制动压力(p)下的压力介质作用，其特征在于，按照根据权利要求10-19中至少一项所述的方法来控制该制动系统(100)。
21.根据权利要求20所述的压力介质致动的制动系统(100)，其特征在于，该制动系统(100)包括至少两个独立的电子制动控制单元、即第一电子制动控制单元(Brake-ECU 1)和第二电子制动控制单元(Brake-ECU 2)，以及由第一电子制动控制单元(Brake-ECU 1)和第二电子制动控制单元(Brake-ECU 2)独立地控制的至少一个电磁阀装置(1)，其中，特征曲线(2)在第一电子制动控制单元(Brake-ECU 1)和第二电子制动控制单元(Brake-ECU 2)中实现，其中，制动需求被输入到第一电子制动控制单元(Brake-ECU 1)和第二电子制动控制单元(Brake-ECU 2)中，其中，第一电子制动控制单元(Brake-ECU 1)和第二电子制动控制单元(Brake-ECU 2)根据制动需求相互独立地电致动所述至少一个电磁阀装置(1)，以便产生制动压力(p)。
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