CN117580738A - 用于确定车辆处的制动力的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于确定在具有车轮制动器(21)的车辆处的制动力的方法，其中，至少间接地确定制动时在车辆处出现的反作用力。

Description

用于确定车辆处的制动力的方法
技术领域
本发明涉及一种用于确定在具有车轮制动器的车辆处的制动力的方法。本发明还涉及一种具有车轮制动器的车桥和一种具有至少一个相对应的车桥的车辆。
背景技术
在车辆、尤其是机动车辆或商用车辆处的车轮制动器不会持久地具有相同效果。例如，在具有无磨损的持续制动器或回收装置的车辆中，由于温度引入不足所引起的制动衬的所谓的休眠，制动效果可能变差。反过来，由于机械缺陷、即所谓的制动器粘滞，可能出现比预期更高的制动力。实际上，驾驶员无法或者几乎无法发现此类缺陷。制动力不足通常只有在法定检查的框架内才会被发现，制动器的拖曳或粘滞只有通过强烈的温度发展才会被发现，该强烈的温度发展已经在制动盘处、在车轮轴承处或者在其它部件处造成了间接损害。其结果是对其他道路使用者造成潜在危险。
为了查明制动器是否处于完好状态，需要在辊式试验台进行复杂的检查。为了在辊式试验台上进行测量，车轮必须由车间员工以所规定的最小车桥载荷驾驶经过该辊式试验台。这需要时间并且可能需要运输路线，因为不是每个车辆运营商都具有制动器试验台。此外，该测量只是一种瞬间摄影。
发明内容
本发明的任务是提供一种用于确定制动过程期间在具有车轮制动器的车辆处的制动力的方法。
按照本发明的方法具有权利要求1的特征，以解决该任务。尤其是，至少间接地确定制动时在车辆上出现的反作用力。
这里，制动器是指在使车辆制动时在车轮与道路之间沿与行驶速度相反的车辆纵向方向起作用的力。一旦发生制动，在车辆上就会出现反作用力，这些反作用力能以不同的方式和方法来测量，而且这些反作用力代表制动力。
根据本发明的另一构思，可以针对每个车轮制动器单独地确定反作用力。这优选地能够通过确定在空间上在每个车轮制动器附近的反作用力来实现。这样，可以针对每个车轮制动器单独地确定制动力。所测量的反作用力可以被记录并且被用于操控车轮制动器和/或用作维护工作的数据库。
根据本发明的另一构思，为了确定反作用力，可以至少测量
-机械参量的变化，
-磁参量的变化，或者
-电参量的变化。
测量这些参量中的哪些参量依赖于相对应的测量装置或传感器的可用性和成本。
根据本发明的另一构思，为了确定反作用力，可以至少测量
-弹性形变，
-机械力，
-磁场变化，
-电阻的变化，
-磁阻的变化，
-上述选项的组合。
该测量也可以间接进行。这样，弹性形变可能引起电阻的变化，就像应变计一样。
根据本发明的另一构思，可以使用应变计或者测力销作为用于测量机械形变的传感器。应变计是价格低廉的传感器，利用这些传感器，即使以简单的方式也能测量非常小的长度变化。测力销也称为载荷测量销，并且同样是价格低廉的标准构件。这些测力销测量在机械形变时发生的电阻的变化或者磁场的变化。
根据本发明的另一构思，可以在车轮制动器(含)与底盘车架(含)之间的一个构件处确定反作用力。优选地，在制动时测量该构件的形变。该构件本身也可以是车轮制动器或者底盘车架的组成部分，或者属于保持在车轮制动器与底盘车架之间的构件。
根据本发明的另一构思，可以在车轮制动器(含)与底盘车架之间的两个构件之间的过渡部处确定反作用力。由于该反作用力，两个构件之间的距离例如可能发生可测量到的变化。
根据本发明的另一构思，可以通过在车桥管处的扭转测量来确定反作用力。尤其是挂车具有带车桥管的车桥。该车桥管以抗旋转的方式保持在底盘车架处的车桥支架中，并且本身在每个自由端处保持带有车轮轴承和车轮制动器的车轮。车轮制动器沿周向方向支撑在车桥管上，使得每个制动过程都会引起车桥管的扭转。该扭转能通过相对应地调整的传感器来被测量，并且同时是针对在制动时出现的制动力的度量。通常，车桥管是高精度制造的构件，使得针对该车桥管所提供的传感器不必针对每个车桥管都单独地被校准。在车桥管处尤其是在车轮制动器与车桥支架之间进行该扭转测量。
根据本发明的另一构思，可以通过在制动衬托架处的弯曲测量来确定反作用力。该制动衬托架在制动时经历最小形变，该最小形变能利用相对应地调整的传感器来测量。
根据本发明的另一构思，可以通过在制动钳安装座处的弯曲测量来确定反作用力。该制动钳安装座在制动时经历最小形变，该最小形变能利用相对应地调整的传感器来测量。
根据本发明的另一构思，可以通过在车桥的纵臂与该纵臂的保持座之间的栓处的弯曲测量来确定反作用力。车桥或者车桥管可以通过纵臂来保持在车架上。为此，底盘车架可以具有合适的保持座(也称为轴承座或者弹簧座)。纵臂由栓保持在保持座中，并且该栓在制动时经历小形变，该小形变能利用相对应地调整的传感器来测量。
根据本发明的另一构思，可以通过测量在车桥的纵臂的保持座处的机械形变来确定反作用力。保持座本身可以在制动时经历可测量到的形变、尤其是弯曲。
根据本发明的另一构思，可以附加地至少间接地确定车桥载荷。该车桥载荷可以通过至少一个附加的传感器来确定，或者可以与在制动时出现的反作用力一起通过共同的传感器来确定。优选地，该传感器布置在车桥处或者布置在与该车桥连接的构件处。
根据本发明的另一构思，可以通过借助于应变计或测力销测量机械形变来确定该车桥载荷。该机械形变尤其是构件的弯曲或扭转。
按照本发明的车桥具有权利要求15的特征。具有车轮制动器的车桥配备有至少一个用于测量确定制动时的反作用力的参量的传感器。该传感器至少间接地确定反作用力。从反作用力可以推断出制动力。车桥优选地是刚性车桥、非驱动车桥或者它们的组合。但是，也可以按照本发明来设计其它类型的车桥。此外，本发明能够在带有独立悬架的车辆中使用。
根据本发明的另一构思，可以针对所有车轮制动器提供用于测量确定反作用力的参量的传感器。由此，针对每个车轮制动器，可以根据出现的反作用力来单独地确定制动力。
根据本发明的另一构思，可以提供以下传感器中的至少一个传感器以确定反作用力：
-应变计，
-测力销
-压电传感器，
-磁弹性传感器，
-磁致伸缩传感器，
-上述选项的组合。
此类传感器是公知的，并且能作为标准构件来获得。
根据本发明的另一构思，车桥管可以配备有至少一个用于确定反作用力的传感器。车桥管是在车桥上的刚性且易于接近的构件，使得在那里可以容易布置传感器。传感器也可以在出厂时与车桥管连接。
根据本发明的另一构思，车桥管可以配备有至少一个用于扭转测量的传感器。在制动时，车桥管会轻微扭转，这能够利用经调整的传感器来予以测量。
根据本发明的另一构思，用于扭转测量的传感器可以是应变计，其中，该应变计可以倾斜指向地布置，即与车桥管的周向方向成一定角度地布置。所提到的倾斜布置可以特别好地检测车桥管的所出现的扭转。该角度优选地为30度至60度。
根据本发明的另一构思，该传感器可以是测力销，该测力销将车桥的纵臂保持在保持座中。保持座保持在车架上，并且用作纵臂的一端的支承。纵臂与保持座之间的连接可以通过该测力销来实现。
根据本发明的另一构思，该传感器可以是布置在制动衬托架处的应变计。该制动衬托架在制动时根据所出现的制动力而发生轻微形变。这可以通过应变计来检测。
根据本发明的另一构思，该传感器可以是布置在制动钳安装座处的应变计。该制动钳安装座也根据所出现的制动力来发生形变，这能够利用该应变计来予以测量。
根据本发明的另一构思，为了确定反作用力，可以针对车轮制动器布置两个传感器，其中，这些传感器不同地取向，使得能测量在不同方向上的参量。例如，这样，可以可靠地确定在前进中和在后退中的制动力。用于在车桥管处的扭转测量的两个应变计尤其可以彼此垂直地或者镜像地布置。经受弯曲的构件例如可以在前侧并且在背侧均配备有应变计。也可以在一个传感器中就已经实现不同的测量方向。
根据本发明的另一构思，在车桥处可以提供至少一个用于测量车桥载荷的传感器。该传感器可以附加地被提供或者同时被提供用于测量在制动时的反作用力。优选地，该传感器布置在车桥的上侧和/或下侧。
根据本发明的另一构思，在车桥处可以提供至少一个应变计作为用于测量车桥载荷的传感器。应变计可以被粘接到车桥的表面上或者以其它方式与车桥连接。
按照本发明的车辆具有权利要求27的特征，尤其是至少一个按照本发明的车桥。该车辆优选地是挂车，但是也可以是汽车。
附图说明
本发明的其它特征从说明书的其它部分中并且从专利权利要求书中得出。随后，依据附图来更详尽地阐述本发明的有利的实施例。其中：
图1示出了具有车桥和盘式制动器的半挂车的底盘的俯视图；
图2示出了具有在车桥管处的纵臂的车轮悬架的侧视图；
图3示出了具有支架、车轮和车轮制动器的车桥管的半视图；
图4示出了具有车桥和鼓式制动器的半挂车的底盘的俯视图；
图5示出了如在图3中那样却具有其它传感器或者这些传感器的其它位置的视图。
具体实施方式
在图1中能看到挂车的底盘10。在这种情况下，挂车是具有主销11的鞍式半挂车。
三个车桥15支承在具有车架纵梁13和车架横梁14的底盘车架12的下方。这些车桥15利用车桥支架29以抗旋转的方式保持在纵臂16处，这些纵臂一方面分别铰接在轴承座17处并且另一方面作用在空气弹簧波纹气囊18上，也参见图2。
每个车桥15具有连续的车桥管19，在该车桥管的端部支承有具有车轮制动器21的车轮20。在制动时，制动力B平行于车辆纵向方向F地起作用，参见图2。根据制动力B，在底盘上出现反作用力，这些反作用力的影响可以被探测，以确定制动力B。
在车桥管19处，在车轮制动器21与车桥支架29之间布置传感器22。在图1中示出的传感器22优选地是应变计，这些应变计在其长度发生变化时以可测量到的方式来改变其电阻。为此，这些应变计(传感器22)以其测量方向M与各自的车桥管19的周向方向U成一定角度地布置在该车桥管上，参见图3。这样，同时得到相对于各自的车桥15的纵向方向L的角度。测量方向M相对于各自的车桥管19的周向方向U的角度优选地为30度至60度。取向和角度依赖于在制动时实际出现的、与制动力B有关的反作用力和车桥管19的由此所引起的扭转。这可以通过实验来被确定。
图2示出了传感器23、24的另外两个可能的安装位置。传感器23同样是布置在保持座17处的应变计。在制动时，依赖于制动力B的反作用力作用于保持座17，该反作用力引起保持座17的轻微弯曲并且能由传感器23来探测。
纵臂16的一端用栓以铰接方式保持在保持座17中。该栓可以是测力销并且这样同时可以是传感器24。在制动时，根据有效的制动力B，测力销会受到反作用力，并且因此会受到轻微的挠曲，该挠曲能被探测到并且可以被评估以确定制动力B。
图3示出了车桥15的半视图，其具有车桥管19的轴承支承的非常简化的图示。仅示出了空气弹簧波纹气囊18和车架纵梁13。能看到传感器22、25和26的三个不同的可能的位置。传感器22是在车桥管19处的应变计。传感器25是在这里被设置为盘式制动器的车轮制动器21的制动衬托架27上的应变计。在制动时，依赖于制动力B的反作用力作用于制动衬托架27，该反作用力引起制动衬托架27的轻微形变。利用传感器25来探测该形变。
制动衬托架27与制动钳安装座28以螺钉连接，该制动钳安装座抗旋转地保持在车桥管19处，比如通过焊接或者螺钉连接。在制动时，依赖于制动力B的反作用力也作用于制动钳安装座28，该反作用力会引起轻微形变。该形变可以利用设计为应变计的传感器26来被探测。传感器26也可以跨构件地布置，例如从制动钳安装座28到车桥管19。接着，探测跨构件的形变。
为了确定在前进中和在后退中的制动力或者出于其它原因，除了传感器22之外，可以在车桥管19处设置另一传感器，尤其是在车桥管19的在图3中不可见的背面，被车桥管19和传感器22在光学上遮挡。
在图4中示出了具有鼓式制动器作为车轮制动器21的底盘10。制动鼓30中的未示出的制动衬通过制动缸31经由制动杆调节器32来被操纵。在此，制动缸31在车桥管19处保持在车架纵梁13之间。这里，作为传感器22的应变计也布置在车桥管19处，即布置在制动鼓30与车桥支架29之间。
在所有实施例中，每个车轮20都分配有至少一个传感器22至26。在此，可以在不同的构件处并且在不同的位置设置传感器22至26。重要的是布置和取向，使得可以测量与各自的车轮制动器21的制动力相关的效果。
传感器22至26间接或直接检测弹性形变、电阻的变化或者磁场的变化。应变计通过电阻来间接探测长度变化。测力销为了探测其形变而配备有应变计，或者可以通过磁特性的变化来发现形变，作为磁弹性或者磁致伸缩传感器。可设想的是使用其它类型的传感器，只要能够间接确定所出现的制动力即可。
传感器22至26提供可以由未示出的制动系统来评估的信号，比如用于识别制动器的拖曳和/或相对于当前制动压力而言太小的制动力。可以针对每个车轮20单独地确定和监控制动力。这些传感器不需要可移动的部件，并且可以布置在承受高热负载的车轮制动器21之外。
为了确定扭转，传感器22可以布置在车桥15或车桥管19的上侧、下侧，前侧和/或背侧，以及布置在中间位置。图5示出了在车桥管19上方和下方的传感器33、34。也可以彼此组合地布置两个或更多个传感器，例如在车桥管上方布置两个传感器22、34或者在车桥管下方布置两个传感器22、33。
附加地，可以提供用于车桥载荷测量的传感器。这样，可以提供用于通过测量车桥管19的弯曲来确定车桥载荷的传感器33、34。
同样能够评估仅一个用于确定制动力和车桥载荷的传感器，尤其是针对每个车轮制动器21，优选地参见传感器33、34。
作为说明书一部分的附图标记列表
10 底盘
11 主销
12 底盘车架
13 车架纵梁
14 车架横梁
15 车桥
16 纵臂
17 保持座
18 空气弹簧波纹气囊
19 车桥管
20 车轮
21 车轮制动器
22 传感器(在车桥管处)
23 传感器(在保持座处)
24 传感器(测力销)
25 传感器(在制动衬托架处)
26 传感器(在制动钳安装座处)
27 制动衬托架
28 制动钳安装座
29 车桥支架
30 制动鼓
31 制动缸
32 制动杆调节器
33 传感器(在车桥管下方)
34 传感器(在车桥管上方)
B 制动力
F 车辆纵向方向
L 车桥的纵向方向
M 传感器的测量方向
U 车桥管的周向方向

Claims (27)

1.用于确定在具有车轮制动器(21)的车辆处的制动力(B)的方法，其中，至少间接地确定制动时在所述车辆处出现的反作用力。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，针对每个车轮制动器(21)单独地确定所述反作用力。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，为了确定所述反作用力，至少测量
-机械参量的变化，
-磁参量的变化，或者
-电参量的变化。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，为了确定所述反作用力，至少测量
-弹性形变，
-机械力，
-磁场变化，
-电阻的变化，
-磁阻的变化，
-上述选项的组合。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，使用应变计(22、23、25、26)或者测力销(24)作为用于测量机械形变的传感器(22、23、24、25、26)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，在车轮制动器(21)(含)与底盘车架(12)(含)之间的构件(17、19、27、28)处确定所述反作用力。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，在车轮制动器(21)(含)与底盘车架(12)(含)之间的两个构件(17、19、27、28)之间的过渡处确定所述反作用力。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，通过在车桥管(19)处的扭转测量来确定所述反作用力。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，通过在制动衬托架(27)处的弯曲测量来确定所述反作用力。
10.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，通过在制动钳安装座(28)处的弯曲测量来确定所述反作用力。
11.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，通过在车桥(15)的纵臂(16)与所述纵臂(16)的保持座(17)之间的栓(24)处的弯曲测量来确定所述反作用力。
12.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，通过测量在车桥(15)的纵臂(16)的保持座(17)处的机械形变来确定所述反作用力。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其特征在于，附加地，至少间接地确定车桥载荷。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，通过借助于应变计(22、23、26)或测力销(24)测量机械形变来确定所述车桥载荷。
15.具有车轮制动器(21)的车桥(15)，其特征在于具有至少一个用于测量确定制动时的反作用力的参量的传感器(22、23、24、25、26)。
16.根据权利要求15所述的车桥(15)，其特征在于，针对所有车轮制动器(21)提供用于测量确定所述反作用力的参量的传感器(22、23、24、25、26)。
17.根据权利要求15或16所述的车桥(15)，其特征在于，提供以下传感器(22、23、24、25、26)中的至少一个传感器以确定反作用力：
-应变计(22、23、25、26)，
-测力销(24)，
-压电传感器，
-磁弹性传感器，
-磁致伸缩传感器，
-上述选项的组合。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的车桥(15)，其特征在于，车桥管(19)配备有至少一个用于确定所述反作用力的传感器(22)。
19.根据权利要求18所述的车桥(15)，其特征在于，所述车桥管(19)配备有至少一个用于扭转测量的传感器(22)。
20.根据权利要求19所述的车桥(15)，其特征在于，所述用于扭转测量的传感器(22)是应变计而且所述应变计倾斜指向地布置，即与所述车桥管(19)的周向方向(U)成角度地布置。
21.根据权利要求15至17中任一项所述的车桥(15)，其特征在于，所述传感器(24)是将车桥(15)的纵臂(16)保持在保持座(17)中的测力销。
22.根据权利要求15至17中任一项所述的车桥(15)，其特征在于，所述传感器(25)是布置在制动衬托架(27)处的应变计。
23.根据权利要求15至17中任一项所述的车桥(15)，其特征在于，所述传感器(26)是布置在制动钳安装座(28)处的应变计。
24.根据权利要求15至23中任一项所述的车桥(15)，其特征在于，为了确定所述反作用力，针对车轮制动器(21)布置两个传感器(22、23、24、25、26)，其中，所述传感器(22、23、24、25、26)不同地取向，使得能测量在不同方向上的参量。
25.根据权利要求15至24中任一项所述的车桥(15)，其特征在于具有至少一个用于测量车桥载荷的传感器(22、23、24、26)。
26.根据权利要求25所述的车桥(15)，其特征在于，提供至少一个应变计(22、23、26)作为用于测量所述车桥载荷的传感器。
27.车辆，所述车辆具有至少一个根据权利要求15至26中任一项所述的车桥(15)。
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