近幾年中自動駕駛越來越自動化。這種自動化的一部分尤其也在緊急狀況情況下的干預(yù)的領(lǐng)域中進(jìn)行。這例如是這樣的狀況,其中駕駛員被分心或者達(dá)到它的駕駛極限。在這種情況下例如機動車在即將發(fā)生的碰撞時被自動地制動,以便盡可能早地、盡可能多地減小動能。首先通過相應(yīng)的傳感器裝置識別緊急狀況;然后一般地通過ESP(電子穩(wěn)定程序)承擔(dān)實施緊急制動,因為ESP能夠在機動車的每個車輪處自主地建立需要的制動壓力。
但是在常規(guī)的系統(tǒng)中,機動車通過行車制動器(常用制動器)被純粹液壓地制動。為了盡可能快地建立最佳的(最大的)制動壓力,液壓系統(tǒng)要相應(yīng)地設(shè)計尺寸,這可以引起高的成本。
因此本發(fā)明的任務(wù)是,提供一種制動方法和一種用于制動方法的控制裝置,借此可以尤其在緊急制動情況下盡可能快地建立最佳的制動壓力,其中,該系統(tǒng)應(yīng)該盡可能成本有利地實現(xiàn)。
這個任務(wù)通過獨立權(quán)利要求的特征解決。本發(fā)明的擴展方案在從屬權(quán)利要求中給出。
按照本發(fā)明提供一種用于機動車的制動方法,機動車具有至少一個前輪和至少一個后輪,其中,在前輪處和在后輪處設(shè)置可液壓地操作的制動器和在后輪處設(shè)置自動駐車制動器,其中,在制動方法的引發(fā)(觸發(fā))階段的第一步驟中在前輪處借助于施加在可液壓地操作的制動器上的液壓的制動壓力產(chǎn)生制動力和在后輪處僅僅借助于自動駐車制動器的電執(zhí)行器產(chǎn)生制動力。對此應(yīng)該理解為,后輪僅僅借助于駐車制動器制動。在這個步驟中不提供液壓的制動壓力的建立。因此用于建立液壓的制動壓力(尤其ESP系統(tǒng)的泵功率)的總的潛力可以被用于在前輪處產(chǎn)生制動力。應(yīng)該補充地指出,當(dāng)然在機動車中也可以存在多個前輪,尤其兩個前輪,和/或多個后輪,尤其兩個后輪。相應(yīng)地,按照本發(fā)明,在引發(fā)階段的第一步驟中,后輪–或者說后軸-僅僅借助于駐車制動器制動以及總的潛力被用于在前輪或者說前軸處建立液壓的制動壓力。在此情況下每個車輪可以裝備一個自己的可液壓地操作的制動器。
關(guān)于產(chǎn)生制動力理解為不僅建立而且保持以及改變或調(diào)整制動力。在借助于液壓的制動壓力操作可液壓地操作的制動器的情況下,尤其在產(chǎn)生制動力的范圍中,也可以被談及的是被液壓地操作的制動器。
因此總的泵功率可以僅僅被用于在前輪(或多個前輪或前軸)處產(chǎn)生制動力。在此情況下要說明,前輪(或多個前輪或前軸)對于在向前行駛中的機動車縱向運動的減速是至關(guān)重要的并且是對減速潛力的主要貢獻(xiàn)。此外可以通過液壓系統(tǒng)建立非常高的壓力。例如在緊急狀況(緊急制動)中的自動化的制動干預(yù)可以以這種方式顯著更快地實現(xiàn)??偟闹苿訚摿σ脖惶岣撸驗榈诙毩⒌闹聞悠?自動駐車制動器)支持制動調(diào)節(jié)干預(yù)。以這種方式提高自動的制動干預(yù)的可靠性。
對于具有足夠高的、關(guān)于液壓系統(tǒng)(制動系統(tǒng))的有效功率的機動車,可以降低系統(tǒng)成本。例如可以減小液壓有效功率,這帶來成本的節(jié)省。這些優(yōu)點尤其由此實現(xiàn),使用第二獨立的致動器,以支持液壓致動器(ESP)。
有利地,在制動方法的引發(fā)階段的下游的第二步驟中,為了產(chǎn)生制動力,一旦在前輪的可液壓地操作的制動器處已經(jīng)達(dá)到限定的制動壓力,在后輪的可液壓地操作的制動器處附加地建立液壓的制動壓力。制動壓力在此可以有利地由此限定,即在這個壓力下前輪的可液壓地操作的制動器轉(zhuǎn)移到ABS調(diào)節(jié)中。
有利地,在制動方法的引發(fā)階段的另一個下游的第三步驟中,一旦在后輪的可液壓地操作的制動器中已經(jīng)達(dá)到限定的制動壓力,在前輪處的制動力和在后輪處的制動力僅僅借助于在可液壓地操作的制動器中的液壓的制動壓力產(chǎn)生。制動壓力然后在此情況下有利地由此限定,即建立的制動壓力大到足夠單獨地提供后輪的需要的制動力。
借助于制動系統(tǒng)的引發(fā)階段的三個步驟,制動有利地逐步地被移交給液壓制動系統(tǒng)。這實現(xiàn)液壓制動系統(tǒng)的集中,也就是說可產(chǎn)生的壓力潛力被集中到用于引發(fā)階段的第一步驟的前輪上。由此尤其實現(xiàn)在前輪處最快速地建立液壓的制動壓力。
自動化的制動在描述的制動方法的引發(fā)階段中被觸發(fā),在該引發(fā)階段之前設(shè)置一個準(zhǔn)備階段,它尤其有三個步驟“對可液壓地操作的制動器填充液壓流體以及將制動襯片施加到制動盤上”以及“傳遞(也就是說駛過,或克服)自動駐車制動器的空程間隙和空氣間隙”和“保持階段,在該保持階段中施加上的制動襯片和被填充的可液壓地操作的制動器被保持在激活的位置上”。
有利地,前輪和/或后輪的可液壓地操作的制動器的制動襯片在制動方法的在引發(fā)階段上游的準(zhǔn)備階段中的一個步驟中被施加到前輪和/或后輪的可液壓地操作的制動器的制動盤上。由此可以在需要時通過液壓的制動器盡可能快地在制動襯片和制動盤之間產(chǎn)生夾持力。
有利地,在制動方法的準(zhǔn)備階段的另一個步驟中自動駐車制動器的空程間隙和/或空氣間隙被克服,以便可以在需要時盡可能快地在制動襯片和相應(yīng)的制動盤之間產(chǎn)生夾持力。
有利地,制動襯片這樣地施加到制動盤上,由此基本上不傳遞(產(chǎn)生)制動力或在此情況下傳遞的制動力盡可能的小,以便不產(chǎn)生對機動車的過早的,即非人愿的或/和非受控制的制動。
在描述的制動方法的引發(fā)階段中自動化的制動被觸發(fā),在該引發(fā)階段的下游設(shè)置結(jié)束階段。
有利地,在制動方法的下游的結(jié)束階段中區(qū)分不同的狀況-它們在結(jié)束階段的時間點處存在-和相應(yīng)地針對它們調(diào)整制動方法。在第一狀況中,尤其如果機動車停止,機動車被液壓地保持并且在限定的時間間隔之后被移交給自動駐車制動器,以便使機動車持久和可靠地駐車。在一個備選的狀況下,尤其如果機動車在運動中,可液壓地操作的制動器被釋放和機動車(也就是說控制機構(gòu)和機動車的控制器)被移交給駕駛員。這例如可以在中斷緊急制動的情況下通過駕駛員實施。在另一個備選的狀況中,尤其如果發(fā)生碰撞,通過液壓的制動器保持的機動車被移交給自動駐車制動器,以便使機動車持久可靠地保持靜止。
有利地,在制動方法的范圍中自動化地實施制動力的產(chǎn)生,以便與機動車司機的干預(yù)相獨立地實現(xiàn)制動力的產(chǎn)生。
有利地,制動方法是一種緊急制動方法,一旦在制動方法的識別階段中存在和/或識別出用于緊急制動狀況的預(yù)先確定的指示器,該緊急制動方法就被引入。在此情況下在識別階段的上游有利地設(shè)置準(zhǔn)備階段。
有利地,該制動方法被用在一種在運動中的機動車中,尤其在一種通過機動車司機在運行中的機動車中。
此外設(shè)置一種控制器,它被設(shè)置用于描述的方法并且具有實施描述的方法的機構(gòu)。此外提供一種對應(yīng)的自動駐車制動器,它有利地是一種“馬達(dá)在制動鉗上”制動系統(tǒng)。
本發(fā)明的其它的特征和有用性由借助于附圖對實施例的描述中給出。
圖中示出:
圖1是以“馬達(dá)在制動鉗上”的結(jié)構(gòu)方式的自動駐車制動器的示意剖視圖;
圖2是壓力-容積特征線(車輪制動器)的典型的變化曲線;
圖3是馬達(dá)電流和夾持力在時間上的變化曲線;和
圖4是按照本發(fā)明的實施方式的自動駐車制動器的夾持力變化曲線以及在前軸或后軸的車輪上的制動壓力(ESP)。
圖1示出用于機動車的自動的(自動化的)駐車制動器(停車制動器)1的示意剖視圖,其可以借助于目前由直流馬達(dá)構(gòu)成的致動器2(制動馬達(dá))施加用于停止機動車的夾持力。致動器2驅(qū)動在軸向上支承的主軸3,尤其是絲桿3。在其與致動器2背離的端部處,主軸3配有主軸螺母4,主軸螺母在自動駐車制動器1的壓緊的狀態(tài)下頂壓在制動活塞5的內(nèi)端面上或背面上。在致動器2的旋轉(zhuǎn)運動和產(chǎn)生的主軸3的旋轉(zhuǎn)運動期間,主軸螺母4被在軸向上移動。主軸螺母4和制動活塞5被支承在制動鉗6中,制動鉗以鉗子的方式夾持制動盤7。在制動盤7的兩個側(cè)面上分別布置一個制動襯片8,8'。在自動駐車制動器1的壓緊過程的情況下電動馬達(dá)(致動器2)旋轉(zhuǎn),由此主軸螺母4以及制動活塞5在軸向上被朝著制動盤7運動,以便在制動襯片8,8'和制動盤7之間產(chǎn)生預(yù)先確定的夾持力。自動駐車制動器1例如作為“馬達(dá)在制動鉗上”系統(tǒng)被結(jié)合到行車制動器中;在行車制動期間在制動襯片8,8'和制動盤7之間的預(yù)先確定的夾持力被液壓地建立。
對致動器2的控制借助于控制單元9實施,該控制單元例如可以是行駛動力學(xué)系統(tǒng)的控制器,如ABS(防抱死系統(tǒng)),ESP(電子穩(wěn)定程序)或其它的控制器,例如EHB(電液壓的制動器)。
以下參見圖描述本發(fā)明的實施方式。
按照本發(fā)明,尤其在緊急制動或在緊急狀況中的自動化的干預(yù)情況下,在機動車的前軸或前輪的制動器上的制動力首先被純液壓地,尤其通過ESP,建立。在機動車的后軸或后輪的制動器上的制動力的產(chǎn)生首先通過自動駐車制動器1承擔(dān),也就是說通過自動駐車制動器的執(zhí)行器機電式地產(chǎn)生。通過ESP和自動駐車制動器1的這種系統(tǒng)聯(lián)合實現(xiàn)功率增益,因為兩個系統(tǒng),即使相互是獨立的,能夠建立導(dǎo)致機動車減速的制動力矩。通過ESP建立液壓的制動壓力和通過自動駐車制動器1產(chǎn)生夾持力,它作用在制動襯片8,8'和對應(yīng)的制動器的制動盤7之間。
通過合適的閥控制機構(gòu)可以將ESP的液壓泵的總輸送功率用于在前軸的制動器處建立制動壓力。以這種方式可以非常更快速地實現(xiàn)在前軸的制動器處建立制動壓力。在車輪上或在對應(yīng)的摩擦襯片8,8'和制動盤7之間作用的液壓夾持力Fklemm,hyd可以通過以下的方程式計算:
Fklemm,hyd = pRad*Ακ,
其中,pRad是液壓的車輪制動壓力和AK是制動活塞5的活塞面積。
從在圖2中的壓力-容積-曲線圖可以看見,在前軸的制動器中每單位時間輸送的容量(制動液)越多,制動壓力的建立就可以越快。在圖中的函數(shù)f1因此首先遞減地增大和然后過渡到一個線性增大的函數(shù)。機動車的前軸對于在向前行駛中的機動車的減速是至關(guān)重要的,由此動態(tài)的車輪負(fù)荷分布借助于前軸可以比借助于后軸傳遞高得多的制動力。
為了能夠利用系統(tǒng)的優(yōu)化的有效功率,必須保持致動器功能的有意義的順序,也就是說必須實施執(zhí)行器(ESP的液壓泵,自動駐車制動器1的致動器2)的協(xié)調(diào)的控制,因為兩個制動系統(tǒng)在各單個運行點上具有優(yōu)點和缺點。
在圖3中示出自動駐車制動器1的馬達(dá)電流曲線(函數(shù)f2;單位:安培[A])和夾持力曲線(函數(shù)f3,單位: 千牛頓[kN])。在區(qū)域1)中自動駐車制動器1的致動器2被通電流并且它開始轉(zhuǎn)動和驅(qū)動主軸3。由于這個原因,在此處在函數(shù)f2中可以識別一個峰值(高于16安培)。夾持力在此處還不存在,因此函數(shù)f3在這個區(qū)域中具有值零。在區(qū)域2)中自動駐車制動器1的空行程(自由行程)或空氣間隙被克服。為了與制動活塞5進(jìn)入接觸,主軸螺母4通過主軸3的旋轉(zhuǎn)必須克服的間距被稱為空行程。在機動車的盤式制動設(shè)備中在制動襯片8,8'和制動盤7之間的間距被稱為空氣間隙。這個過程相對于自動駐車制動器1的總控制(區(qū)域1)至3))一般地持續(xù)相對長的時間。在區(qū)域2)結(jié)束處或在區(qū)域3)中制動襯片8,8'被施加到制動盤7上和開始力的建立,由此不僅馬達(dá)電流的函數(shù)f2而且夾持力的函數(shù)f3增大。
在自動駐車制動器1的支持下的緊急制動的過程在圖4中示出并且在以下詳細(xì)描述。
在圖4中繪出在時間[s]上的自動駐車制動器1的夾持力(函數(shù)f4;單位:千牛頓[kN])(上方)和在前軸(函數(shù)f5;單位:巴[bar])或后軸(函數(shù)f6;單位:巴[bar])上的制動壓力(ESP)(下方)。在圖4中的兩個曲線圖的各自的縱坐標(biāo)以及垂直虛線分別標(biāo)明各個在以下描述的階段或方法步驟的開始。首先示出制動方法的識別階段P1(也稱為觀察階段)。在識別階段中存在或識別出用于緊急制動狀況的對應(yīng)的指示器。例如當(dāng)機動車將與一個障礙物碰撞,但是駕駛員沒有進(jìn)行任何反應(yīng)時存在這樣的緊急制動狀況。但是在識別階段P1中駕駛員還具有時間自主地對該狀況做出反應(yīng)-也就是說沒有自動化的系統(tǒng)干預(yù)。借助于市場上常見的方法(距離測量,等等)實施狀況的識別和因此在此處不進(jìn)一步深入討論。
在制動方法的準(zhǔn)備階段P2中,準(zhǔn)備一種可能的干預(yù)(緊急制動干預(yù))。為此準(zhǔn)備對應(yīng)的致動器,即自動駐車制動器1的致動器2以及這個或這些對應(yīng)的致動器,例如用于液壓壓力的壓力泵,但是也包括液壓系統(tǒng)(ESP)的閥控制機構(gòu)和閥。準(zhǔn)備階段P2劃分成步驟(備選地也稱為階段)P2a,P2b和P2c。
在步驟P2a中,在機動車的前軸和后軸的制動器處,制動襯片8,8'通過借助于液壓裝置(例如ESP)預(yù)填充各自的制動器被施加到各自的制動盤7上。這通過建立一個小的液壓壓力來進(jìn)行。如果制動襯片被施加到制動盤上,步驟P2a結(jié)束。在制動盤上傳遞的制動力在此情況下應(yīng)該保持盡可能得小。通過施加到制動盤上的制動襯片可以借助于另一個液壓壓力的建立在需要的情況下馬上建立制動力。
在步驟P2b中自動駐車制動器1的空行程被克服,也就是說主軸螺母4通過主軸3或致動器2的旋轉(zhuǎn)被在制動盤7的方向上移動,以便使主軸螺母4與制動活塞5接觸,由此自動駐車制動器1的致動器2在需要的情況下也可以馬上建立制動力。在圖4中步驟P2b與步驟P2b同時地結(jié)束。備選地,步驟P2b也可以在一個不同的,尤其較晚的,時間點結(jié)束。
在步驟P2c中現(xiàn)在全部制動襯片8,8'被施加并且全部制動器可以在一個隨后的控制中馬上在對應(yīng)的車輪上建立制動力。在這種定義中,步驟P2c以較晚結(jié)束的步驟P2a或P2b的結(jié)束開始。當(dāng)然,例如在步驟P2b的較早的結(jié)束情況下已經(jīng)在這個時間點在另一個控制中借助于行車制動器可以實現(xiàn)制動力的建立。在施加制動襯片8,8'時重要的是,在此傳遞的制動力被調(diào)整得盡可能小,尤其沒有制動力產(chǎn)生,以便不產(chǎn)生不希望的過早的制動作用。在圖4中的上方的曲線圖中可以看見,自動駐車制動器1的夾持力直到步驟P2c開始時基本上為零,因為在此處空行程或空氣間隙被克服。自步驟P2c開始起在函數(shù)f4中然后可以識別出夾持力的一個最小的增大,這說明制動襯片8,8'被施加到制動盤7上。
在圖4中的下方的曲線圖中可以看見,在此處在前軸或后軸的制動器上的液壓壓力被線性地最小地建立,以便然后直到引發(fā)階段P3的開始為止保持恒定。通過將全部制動襯片8,8'施加到對應(yīng)的制動盤7上可以由此在緊急情況下直接地在機動車的全部車輪上建立制動力矩。
例如在制動方法的引發(fā)階段P3的開始時即將發(fā)生一個碰撞;因此達(dá)到自動化地(通過合適的控制單元)干預(yù)制動過程的時間點。自動駐車制動器1(在后軸上)和ESP(在前軸上)盡可能快地建立制動力。在相應(yīng)的前提下,ESP轉(zhuǎn)換到ABS調(diào)節(jié)。同樣,自動駐車制動器在存在相應(yīng)的前提下轉(zhuǎn)換到ABS調(diào)節(jié)。一旦在前軸的制動器上被轉(zhuǎn)換到ABS調(diào)節(jié),那么在后軸的制動器上附加地建立一個液壓的制動壓力(步驟P3a)。一旦后輪的液壓的制動壓力高到足夠承擔(dān)對后輪的制動,自動駐車制動器1又被打開(步驟P3b)并且總的制動自現(xiàn)在起純粹液壓地實施。
一旦被轉(zhuǎn)換到ABS調(diào)節(jié)中,例如在行車制動器(液壓的制動器)情況下產(chǎn)生對液壓壓力的調(diào)制,該調(diào)制在函數(shù)f5和f6中通過相應(yīng)的制動壓力的典型的交替的上升和下降示出。通過制動壓力的下降抵制對車輪的剎死。在函數(shù)f4中也可以看見一個交替變化的曲線,因為在此處以電子的方式也抵制對車輪的剎死。
如果緊急制動被完全地實施或結(jié)束,則引發(fā)階段(P3)過渡到結(jié)束階段(P4)中。在接著自動化的制動的完全的實施和停止的機動車之后,機動車可以液壓地保持住并且在一個限定的時間間隔之后可以激活自動駐車制動器1,以便持久可靠地保持機動車。如果機動車還在行駛,例如因為緊急制動被中斷(例如在障礙物消失的情況或者根據(jù)通過駕駛員的移交指令),四個車輪上的制動器可以被釋放和機動車可以被移交給駕駛員。如果機動車將與障礙物碰撞,則可以移交給自動駐車制動器1,以便使機動車可靠地保持靜止。
通過按照本發(fā)明的系統(tǒng)尤其通過兩個制動系統(tǒng)的共生,可以提高在前軸和后軸上的壓力建立的動態(tài)性能。