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CN116946083A - 用于运行机动车的制动设备的方法和相应的制动设备 - Google Patents

用于运行机动车的制动设备的方法和相应的制动设备 Download PDF

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CN116946083A CN202310405999.7A CN202310405999A CN116946083A CN 116946083 A CN116946083 A CN 116946083A CN 202310405999 A CN202310405999 A CN 202310405999A CN 116946083 A CN116946083 A CN 116946083A
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Abstract

本发明涉及一种用于运行机动车的制动设备的方法，其中，制动设备具有驻车制动装置，仅在速度值(3)低于速度阈值(4)的情况下才允许操控驻车制动装置以产生作用于机动车的车轮上的驻车制动力。在此规定，由至少短时地与机动车的速度(1)相关联的速度测量值(2)确定速度值(3)，其中，在速度测量值(2)低于速度值(3)时，速度值(3)以一速度梯度跟随速度测量值(2)，该速度梯度被限制到速度梯度限值。本发明还涉及一种机动车的制动设备。

Description

用于运行机动车的制动设备的方法和相应的制动设备
技术领域
本发明涉及一种用于运行机动车的制动设备的方法，其中，制动设备具有驻车制动装置，仅在速度值低于速度阈值的情况下才允许操控驻车制动装置以产生作用于机动车车轮上的驻车制动力。本发明还涉及一种机动车的制动设备。
背景技术
例如由现有技术已知文献DE 10 2014 018 365 A1。该文献描述了用于启用机动车的电动驻车制动装置的方法，该机动车装备有手动操纵的紧急断开操纵元件和分离装置，该分离装置用于在紧急断开操纵元件被操纵的情况下使电压供应器与车载电网分离。该方法包括步骤(a)，如果在操纵紧急断开操纵元件时机动车的速度不大于预先确定的第一阈值，则：(a1)启用电动驻车制动器并且(a2)将分离装置的延迟时间设置为第一值；以及(b)如果在操纵紧急断开操纵元件时机动车的速度大于预先确定的第一阈值，则：(b1)将分离装置的延迟时间设置为大于第一值的第二值；(b2)确定对电动行车制动器的制动要求，(b3)一旦机动车的速度小于预先确定的第二阈值，那么启用电动驻车制动器。
发明内容
本发明的目的是，提供一种用于运行机动车的制动设备的方法，该方法相对于已知的方法具有以下优点，即尤其仅当机动车的速度足够小时，才可靠地允许操控驻车制动装置。
根据本发明，这利用具有权利要求1的特征的用于运行机动车的制动设备的方法实现。在此规定，由至少短时地与机动车的速度相关联的速度测量值确定速度值，其中，在速度测量值低于速度值时，速度值以一速度梯度跟随/跟踪速度测量值，该速度梯度被限制到速度梯度限值。
本发明的有利的设计方案和适宜的改进方案在从属权利要求中说明。
该方法用于运行制动设备。该制动设备优选是机动车的组成部分，然而当然也可以与机动车分离地存在。制动设备用于制动机动车，即减小机动车的速度，尤其直到达到静止，和/或用于固定处于静止中的机动车。首先，制动设备例如具有行车制动器，其优选在机动车的所有车轮上产生制动力。
为了固定处于静止中的机动车，制动设备具有驻车制动装置。该驻车制动装置优选仅作用于机动车的一部分车轮上，至少仅作用于已经提到的车轮上。所述车轮优选是多个车轮的组成部分，驻车制动装置在车轮上短时地产生驻车制动力。例如，驻车制动装仅在机动车的唯一的车桥、尤其是机动车的后车桥或前车桥的车轮上产生驻车制动力。在本说明书的范围内，驻车制动力理解为由驻车制动装置产生的制动力或驻车制动装置的制动力。
借助行车制动器产生的制动力通常可以任意设定。该制动力在此优选被选择为，使得至少短时地避免相应的车轮的抱死。如果识别出这种抱死或至少一个即将发生的抱死，那么减小制动力，尤其直到抱死不再出现或不再识别到即将发生的抱死。为此，制动设备或行车制动器优选具有防抱死系统。而驻车制动装置则允许优选地仅设定用于使车轮或相应的车轮被抱死的制动力。通过操控驻车制动器使车轮抱死，以便固定处于静止中的机动车。
由于该原因，只要机动车处于运动中，即其行驶速度不同于零或大于或等于速度阈值，那么应该避免对驻车制动装置进行操控。因此，应当仅在速度值低于速度阈值，即速度值小于速度阈值时，才允许对驻车制动装置进行操控。由此，在机动车行驶期间可靠地避免由于对驻车制动器的操控引起的车辆抱死。在比较速度值与速度阈值时，对绝对值进行比较，即将速度值的绝对值与速度阈值的绝对值进行比较，从而实现与符号无关的比较。
为了能够根据速度值可靠地允许或禁止对驻车制动器的操控，速度值必须尽可能真实地反映机动车的实际速度。由于该原因，速度值由速度测量值确定，速度测量值至少短时地与机动车的速度相对应。速度测量值是一种测量值，即借助传感器测量的值。该值被测量为，使得其至少短时地与机动车的实际速度相对应。例如首先尤其借助车轮转速传感器测量机动车车轮的车轮转速，并且从转速确定速度测量值。
然而，如果车轮在测量其转速的时间点抱死，那么从转速确定的速度测量值与机动车的实际速度不同，有时明显不同。因此，在完全抱死的车轮中，转速等于零。因此，尽管机动车进一步处于运动中，但在该状态下仍可以操控驻车制动装置以产生驻车制动力。
为了避免这一点，速度值不是被直接设置为等于速度测量值。而是规定，速度值至少短时地仅跟随速度测量值。这以如下方式实现，即在速度测量值低于速度值时，使速度值适配于被限制的速度梯度。也就是说，如果速度测量值小于速度值，那么仅以被限制的速度梯度朝向速度测量值的方向对速度值进行适配。
应当理解的是，计算出关于时间的速度梯度，该速度梯度在将速度值直接设置为速度测量值时存在。如果该速度梯度大于速度梯度限值，那么速度梯度被限制到速度梯度限值，并且仅以该被限制的速度梯度朝向速度测量值的方向对速度值进行适配。
对速度梯度的限制朝向更大的速度梯度方向进行，从而速度梯度向上被限制到速度梯度限值。因此，被限制的速度梯度始终小于或等于速度梯度限值。又优选在使用绝对值的情况下进行限制，从而速度梯度的绝对值被限制到速度梯度限值的绝对值，以便避免相应的符号的影响。
如果速度测量值超过速度值，那么可以规定，将速度值直接设置为等于速度测量值，即直接地、在无速度梯度限制的情况下跟随速度测量值。然而，其他的变型方案也是可能的。
所描述的技术手段具有以下优点：即使在速度测量值与机动车的实际速度不同时，也能够可靠地禁止在机动车的速度过高的情况下对驻车制动器的操控。为此假设，机动车的减速，即其速度的减小不可能任意快速地进行，而是总是以对应于速度梯度限值的速度梯度进行。如果机动车设计为电动车，那么这首先是有利的。在这种情况下不存在例如基于润滑剂压力的机械阻止系统，其可以阻止对驻车制动装置、尤其是设计为驻车锁或停车锁的驻车制动装置的操控。
优选地，尤其仅当不能可靠地确定车轮转速时，使用所述的技术手段。上述情况例如包括：用于测量车轮转速的车轮转速传感器故障、和/或车轮的车轮转速值不可信、或者与车轮相关联的防抱死制动系统不工作或至少不可靠地工作。在第一种情况下，不能直接确定车轮转速，在最后一种情况下，不清楚借助车轮转速传感器测量的车轮转速是否对应于车轮的实际转速。尤其是可能出现以下情况，即车轮例如由于借助行车制动器的制动力加载而抱死，因此测量到的车轮转速小于对应于机动车当前速度的值、例如等于零。特别是在所提到的情况下，借助所述的技术手段能够可靠地避免为产生驻车制动力而错误地操控驻车制动器。
本发明的一种改进方案规定，在存在操控信号时，对驻车制动装置进行操控，从而在速度值小于速度阈值时增大由驻车制动装置产生的实际驻车制动力，在速度值大于或等于速度阈值时减小实际驻车制动力或使实际驻车制动力保持恒定。操控信号理解为设置用于操控驻车制动装置的信号。例如，操控信号根据机动车的用户的预设、尤其根据对机动车的操作元件的调节来产生。优选地，在对操作元件的第一次调节中没有产生操控信号，并且在第二次调节中产生操控信号。
根据操控信号对驻车制动装置进行操控。优选规定，在不存在操控信号时，对驻车制动装置进行操控以减小实际驻车制动力，尤其以将实际驻车制动力减小为零。相反，如果存在操控信号，那么将速度值与速度阈值进行比较。如果速度值小于速度阈值，那么对驻车制动装置进行操控以增大实际驻车制动力，即朝向(常规)驻车制动力的方向增大实际驻车制动力，优选直到达到(常规)驻车制动力。
而如果速度值至少相当于速度阈值，即速度值大于速度阈值或等于速度阈值，那么驻车制动装置应该被操控以减小实际驻车制动力或将其保持恒定，前者是优选的。特别优选地，驻车制动装置在该情况下被操控以将实际驻车制动力减小为零。由此实现制动设备的已经阐述的有利的特性。
本发明的一种改进方案规定，速度测量值至少短时地由借助车轮转速传感器测量的车轮转速确定和/或至少短时地由在驱动技术上连接至车桥的动力设备的转速确定。已经指出了车轮转速用于确定速度测量值的用途。附加地或替代地，速度测量值可以至少短时地由动力设备的转速确定。
动力设备在驱动技术上连接至车桥，并且就此至少短时地在驱动技术上与其耦联，优选刚性耦联。这意味着，动力设备的转速至少短时地与车轮的转速成正比。相应地，动力设备的转速至少短时地与机动车的速度相对应，并且可以用于确定速度测量值。然而，在该技术手段中，速度测量值也可能与机动车的实际速度不同，尤其在车轮抱死时与其不同。由于该原因，在该情况下，所描述的与速度测量值相关的速度值跟随有利于机动车的安全。
本发明的一种改进方案规定，如果车轮转速通过可信度检查，则由借助车轮转速传感器测量的车轮转速确定速度测量值，在车轮转速未通过可信度检查的情况下由动力设备的转速确定速度测量值。理想地，被测量的车轮转速用于确定速度测量值。如果车轮转速满足可信度检查，那么就实现这一点。“可信度检查”理解为，监控被测量的车轮转速本身或制动设备的其他参数，即车轮转速是否对应于机动车的实际速度。
为此例如检验，被测量的车轮转速是否位于特定的转速范围内，尤其是否与零不同。制动设备的参数尤其是防抱死系统的功能性参数。如果功能性参数示出了防抱死制动系统工作正常，则从被测量的车轮转速确定速度测量值。相反，如果功能性参数示出了存在错误，则合理性检查失败，并且优选从动力设备的转速确定速度测量值。该技术手段基于：车轮转速传感器通常是防抱死系统的组成部分，从而在防抱死系统不工作时，假定出现车轮转速传感器的故障。所描述的技术手段能够实现根据速度值可靠地操控驻车制动装置。
本发明的一种改进方案规定，在速度测量值超过速度值时，将速度值设置为等于速度测量值，或速度值以被限制为另外的速度梯度限值的速度梯度跟随速度测量值。第一种技术手段对应于速度值与速度测量值相关的直接跟随。在第二种情况下提到的技术手段的范围内，不仅在速度测量值低于速度值时，而且在速度测量值超过速度值时，皆以被限制的速度梯度实现跟随。在此，对于低于的情况使用一个速度梯度限值，而对于超过的情况使用另外的速度梯度限值。速度梯度限值也可以被称为第一速度梯度限值，另外的速度梯度限值也可以被称为第二速度梯度限值。
第一速度梯度限值和第二速度梯度限值可以相互对应或彼此不同，尤其在其绝对值方面彼此不同。例如，第二速度梯度限值大于第一速度梯度限值。优选地，第二速度梯度限值对应于第一速度梯度限值与大于1的因子的乘积。优选地，该因子至少是2，至少是3，至少是4，至少是5或至少是6。附加地或替代地，因子最高是10，最高是8，或最高是6。换言之，因子例如不小于2并且不大于10，不小于3并且不大于8，不小于4并且不大于6，或不小于4并且不大于6。
例如，第一速度梯度限值至少是0.25m/s2并且最高是1.75m/s2，至少是0.5m/s2并且最高是1.5m/s2，或至少是0.75m/s2并且最高是1.25m/s2。优选地，第一速度梯度限值刚好或大致是1m/s2。该假设基于，在机动车的车轮与地面之间的摩擦系数始终至少是0.1，并且因此即使在车轮抱死时也至少能实现所提到的减速。特别优选地，假设更高的可能的减速，从而第一速度梯度限值至少是1m/s2并且最高是3m/s2，或至少是1m/s2并且最高是2m/s2。总体上，可以以所描述的技术手段特别可靠地对驻车制动装置进行操控。
本发明的一种改进方案规定，速度梯度限值和/或另外的速度梯度限值被确定为恒定的；或者速度梯度限值和/或另外的速度梯度限值根据速度值来确定。例如，所提到的速度梯度限值中的一个或多个被确定为所提到的值或值范围中的一个。然而也可以规定，尤其是根据速度值可变地确定速度梯度限值中的至少一个。优选地，速度值越大，越大地选择相应的速度梯度限值。总之，实现连续大于或等于机动车实际速度的速度值，从而可以可靠地执行对驻车制动装置的操控。
本发明的一种改进方案规定，在第一运行方式中，在限制速度梯度的情况下由速度测量值确定速度值；在第二运行方式中，在无限制的情况下由速度测量值确定速度值。因此，速度梯度被限制到速度梯度限值的前述的技术手段仅在第一运行方式中执行。
然而，除了第一运行方式以外还实现第二运行方式，可以在两个运行方式之间进行切换。在第二运行方式中，在无限制的情况下从速度测量值确定速度值，其方法尤其是，将速度值设置为等于速度测量值。在此重要的是，第二运行方式始终附加于第一运行方式。所描述的技术手段能够以如下方式实现对驻车制动装置的可靠操控，即在需要时，对速度值进行有意义的假设，但也短时地将速度测量值直接用作速度值。
本发明的一种改进方案规定，对制动设备的防抱死系统进行诊断，其中，在识别到防抱死系统的故障时，执行第一运行方式，并且在防抱死系统无故障时，执行第二运行方式。防抱死系统设置并且设计用于，防止机动车的车轮抱死。为此，通过车轮转速传感器确定车轮的实际转速，并且在实际转速与在模型范围内确定的理论转速不同时，减小作用于车轮上的实际制动力。为此，防抱死系统至少与行车制动器的组成部分或行车制动器相关联。
只要防抱死系统工作良好，便可以假设可靠地禁止车轮抱死。相反，如果存在防抱死系统的故障，那么可能不是这样的情况。因此，在防抱死系统发生故障的情况下，使用第一运行方式。然而，如果防抱死系统正常工作，则使用第二运行方式，其中，在无限制的情况下从速度测量值确定速度值。由此改进速度值的精度。
本发明的一种改进方案规定，作为驻车制动装置使用驻车制动器和/或驻车锁。驻车制动器优选直接作用于机动车的车轮上。而驻车锁例如是机动车的车辆传动机构的组成部分，该传动机构在驱动技术上布置在动力设备与车轮之间。驻车锁用于固定车辆传动机构的至少一个轴，因此基于车轮与车辆传动机构的驱动技术连接，也对车轮进行固定。在该情况下实现车轮的可靠的固定。
本发明还涉及一种机动车的制动设备，尤其用于执行根据本说明书的范围内的实施方案的方法，其中，制动设备具有驻车制动装置，并且仅在速度值低于速度阈值时，才允许操控驻车制动装置以产生作用于机动车车轮上的驻车制动力。在此，制动设备设置并且设计用于，从至少短时地与机动车的速度相对应的速度测量值确定速度值，其中，在速度测量值低于速度值时，速度值以被限制为速度梯度限值的速度梯度跟随速度测量值。
已经指出了制动设备的这种设计方案或这种技术手段的优点。根据实施方案，制动设备和用于制动设备的运行方法可以在说明书的范围内被改进，就此参考本说明书。
在说明书中描述的特征和特征组合，尤其是在随后对附图的描述中描述的和/或在附图中示出的特征和特征组合不仅可以以相应说明的组合应用，而且可以以其他的组合应用或单独应用，而不会脱离本发明的范围。因此，在说明书和/或附图中未明确示出或阐述的，但可从所阐述的实施方式得到或从其导出的实施方式也被视为包括在本发明中。
附图说明
下面借助在附图中示出的实施例详细阐述本发明，而不对本发明造成限制。在此：
图1示出了第一图表，在其中纯示例性地示出了机动车的实际速度、速度测量值和速度值的时间曲线，
图2示出了第二图表，在其中示出了实际速度、速度测量值和速度值的时间曲线，
图3示出了第三图表，在其中再次示出了实际速度、速度测量值和速度值的时间曲线。
具体实施方式
图1示出了一个图表，在其中纯示例性地示出了关于时间的速度曲线1、2和3。速度曲线1在此描述了机动车的实际速度，速度曲线2描述了速度测量值，并且速度曲线3描述了从速度测量值确定的速度值。同样示出了速度阈值4。两个速度曲线1和2相一致。这意味着，速度测量值始终与机动车的实际速度相对应。
根据速度曲线3的速度值从速度测量值确定。这以如下方式进行，即在速度测量值超过速度值时，速度值设置为等于速度测量值。相反，如果速度测量值低于速度值，那么速度值跟随速度测量值，即以被限制的速度梯度跟随速度测量值。在此，速度梯度被限制到速度梯度限值。
可以由速度曲线1、2和3之间的比较清楚地得到该技术手段。在车辆根据速度曲线1减速直到静止时，基于被限制的速度梯度，产生速度值的与速度测量值相比更慢的下降。因此，速度曲线3比速度曲线2更晚下降到速度阈值4以下，即错开一个时间差Δt。
所描述的用于确定速度值的方法用于根据情况操控机动车的驻车制动装置。因此，如果速度值小于速度阈值，则应该允许操控驻车制动装置以产生作用于机动车车轮上的驻车制动力。因此，与速度测量值用作速度值相比，在以时间差Δt延迟的情况下允许操控驻车制动器产生驻车制动力。
图2示出了另外的图表，在其中示出了关于时间的速度曲线1、2和3以及速度阈值4。可清楚看到的是，现在，速度曲线1和2彼此不同。这是由于机动车车轮抱死引起的。如果仅将速度测量值用于根据需求操控驻车制动装置，在机动车实际上具有小于速度阈值的行驶速度之前，便已经能借助驻车制动装置产生作用于机动车车桥上的驻车制动力。然而，因为以被限制的速度梯度从速度测量值确定速度值，所以尽管存在车轮抱死，但对驻车制动装置的可靠操控也是可能的。从该图表看到，速度值仅在机动车的实际速度之后才下降到速度阈值以下，即错开时间差Δt。
图3示出了一个图表。在该图表中又示出了关于时间的速度曲线1、2和3以及速度阈值。然而，扩展的方法用于确定速度值。在该扩展的方法中，不仅在速度测量值低于速度值时，而且在速度测量值超过速度值时，对速度梯度进行限制。
可看到的是，速度曲线2短时地与速度曲线1不同。在相应的时间段中，机动车的车轮转动。然而，因为在速度测量值超过速度值时，速度值的改变也仅以被限制的速度梯度进行，所以速度值也在该时间范围内延迟地跟随速度测量值。由此，改进了速度值的建模，并且与仅在速度测量值低于速度值时限制速度梯度的技术手段不同地改进了时间差Δt。
总体上，利用所描述的用于运行机动车的制动设备的方法可以可靠地运行驻车制动装置。为此，对速度值进行建模，借助速度值操控驻车制动装置。通过关于机动车的最大可能加速度和/或最大可能减速度的在物理上有意义的假设，对速度值进行实际的估计，该速度值始终跟随机动车的实际速度。
附图标记列表：
1速度曲线
2速度测量值曲线
3速度值曲线
4速度阈值曲线

Claims (10)

1.一种用于运行机动车的制动设备的方法，其中，制动设备具有驻车制动装置，仅在速度值(3)低于速度阈值(4)的情况下才允许操控驻车制动装置以产生作用于机动车车轮上的驻车制动力，其特征在于，由至少短时地与机动车的速度(1)相关联的速度测量值(2)确定速度值(3)，其中，在速度测量值(2)低于速度值(3)时，使速度值(3)以一速度梯度跟随速度测量值(2)，该速度梯度被限制到速度梯度限值。
2.根据权利要求1所述的方法，在存在操控信号时，对驻车制动装置进行操控，从而在速度值(3)小于速度阈值(4)时增大由驻车制动装置产生的实际驻车制动力，而在速度值(3)大于或等于速度阈值(4)时减小实际驻车制动力或使实际驻车制动力保持恒定。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，速度测量值(2)至少短时地由借助车轮转速传感器测量的车轮转速确定，和/或至少短时地由在驱动技术上连接至车桥的动力设备的转速确定。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，如果车轮转速通过了可信度检查，则由借助车轮转速传感器测量的车轮转速确定速度测量值(2)，在车轮转速未通过可信度检查的情况下由动力设备的转速确定速度测量值。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在速度测量值(2)超过速度值(3)时，将速度值(3)设置为等于速度测量值(2)，或使速度值以被限制到另外的速度梯度限值的速度梯度跟随速度测量值(2)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，速度梯度限值和/或另外的速度梯度限值被确定为常数；或者速度梯度限值和/或另外的速度梯度限值根据速度值(3)来确定。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在第一运行方式中，在限制速度梯度的情况下由速度测量值(2)确定速度值(3)；在第二运行方式中，在无限制的情况下由速度测量值(2)确定速度值(3)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，对制动设备的防抱死系统进行诊断，其中，在识别到防抱死系统的故障时，执行第一运行方式，而在防抱死系统无故障时，执行第二运行方式。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述驻车制动装置是驻车制动器和/或驻车锁。
10.一种用于机动车的制动设备，该制动设备尤其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，制动设备具有驻车制动装置，仅在速度值(3)低于速度阈值(4)时，才允许操控驻车制动装置以产生作用于机动车车轮上的驻车制动力，其特征在于，制动设备设置并且设计用于，从至少短时地与机动车的速度(1)相对应的速度测量值(2)确定速度值(3)，其中，在速度测量值(2)低于速度值(3)时，速度值(3)以一速度梯度跟随速度测量值(2)，该速度梯度被限制到速度梯度限值。
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