制动系统及用于运行制动系统的方法与流程

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的电液式制动系统。本发明还涉及一种用于运行电液式制动系统的方法。

背景技术：

在机动车技术中，“线控制动”制动设备越来越流行。这种制动设备除了可通过车辆驾驶员操作的制动主缸之外通常包括可电(“线控”)控制的压力提供装置，借助于所述压力提供装置在运行方式“线控制动”中进行车轮制动器的操作。

在这种现代制动系统、尤其是具有运行方式“线控制动”的电液式制动系统中，驾驶员与对制动器的直接干预脱耦。在操作踏板时，常常操作踏板脱耦单元和模拟器，其中，通过传感装置检测驾驶员的制动期望。踏板模拟器用于向驾驶员传递尽可能熟悉且舒适的制动踏板感觉。所检测的制动期望使得确定给定制动力矩，由此于是求得用于制动器的给定制动压力。于是主动地由压力提供装置在制动器中建立制动压力。

实际的制动因此在“线控”运行方式中通过借助于压力提供装置在制动回路中主动建立压力来进行，所述压力提供装置由控制与调节单元控制。通过将制动踏板操作与压力建立在液压上脱耦，在这种制动系统中对于驾驶员可舒适地实现多个功能如abs、esc、tcs、上坡辅助等。

在这种制动系统中，通常设置有液压备用模式，当“线控”运行方式失效或故障时，通过所述液压备用模式，驾驶员可在操作制动踏板时通过肌肉力将车辆制动或者说使之停止。在通常运行中，例如通过踏板脱耦单元，进行制动踏板操作与制动压力建立之间的上述液压脱耦，而在备用模式中，撤销所述脱耦，由此，驾驶员可直接使制动介质移动到制动回路中。例如当借助于压力提供装置不再可建立压力时过渡到备用模式中。基本上当对于控制压力提供单元重要的传感装置失效时或者说当例如制动压力或活塞行程通过传感装置识别为不再可靠时情况即如此。

上述制动系统中的压力提供装置也被称为执行器或者说液压执行器。尤其是执行器构造成直线执行器或者说直线单元，在所述直线执行器或者说直线单元中为了建立压力而使活塞轴向地移动到液压压力室中。

传统的制动系统在很大程度上包括具有低压制动助力器的操作单元、液压串联制动主缸和连接在后面的用于行驶动态调节功能的电子调节的调制单元。中央电子控制与调节单元(ecu)处理可源于安装在车辆中的传感器或其它ecu的各种传感器信号和指令。

操作单元在功能水平提高时也可在无驾驶员的情况下引入制动，例如在主动助力器的情况下。制动助力器可构造成电液式或机电式。当前制动系统基本上包括分开的用于产生压力和调节功能的模块。这些模块可在车辆中安置在一个或多个壳体中。

由de60030271t2已知，在线控制动设备的液压备用模式中在制动过程中在电制动运行方式失效时为了建立附加制动力矩而控制驻车制动器。

其缺点在于，驻车制动器不是被设计用于这种应用并且由此可能过载且受损。

技术实现要素：

因此，本发明的目的在于，如下地改善这种制动系统：支持驾驶员习惯于备用模式，但同时保护驻车制动器。另外要提供一种用于运行制动系统或者说制动设备的方法。

关于制动系统，根据本发明，所述目的这样来实现：在备用模式中，控制与调节单元监测制动踏板行程并且在达到预给定的踏板行程阈值时控制附加制动执行器以便建立制动力矩，其中，在通过驾驶员进行的制动踏板操作的序列中将踏板行程阈值提高至少一次。

本发明的有利构型是从属权利要求的主题。

本发明出于这样的构思：在液压备用模式中使用附加制动执行器、尤其是驻车制动器是有意义的。在备用模式中，驾驶员必须通过肌肉力建立制动压力并且容忍较长的制动踏板行程。通过控制附加制动执行器、有利地驻车制动器，附加地为机动车建立制动力矩，由此，驾驶员不会获得错误印象：由于制动特征改变而完全不再可将车辆制动，或者说存在制动系统的彻底失效。除此之外，通过附加的制动力矩分量也更强地将车辆制动。

但附加制动执行器尤其是当其构造成驻车制动器时应得到保护，因为所述驻车制动器不是被设计用于行车制动过程并且在过度密集地使用时可受损并且可部分地或完全地终止其功能。

如现在所知，可支持驾驶员并且同时保护附加制动执行器，其方式是在一系列制动踏板操作下将附加制动执行器的激活逐渐地朝更长的制动踏板行程移动。驾驶员由此首先体验到：其仍可将车辆制动。由于制动踏板行程变得越来越长，驾驶员还学习到：其必须经过越来越深的制动踏板行程，由此，其习惯于备用模式的新状况。

可通过制动主缸或压力提供装置操作的车轮制动器优选是行车制动器的一部分。在液压备用模式中压力提供装置未启动或无法启动时，驾驶员通过制动主缸直接干涉车轮制动器。

有利地在制动踏板操作的序列中将踏板行程阈值朝越来越高的制动踏板行程移动。驾驶员因此必须越来越深地踩踏制动踏板，直到由附加制动执行器施用附加制动力矩。驾驶员由此学习到：附加制动效果越来越迟并且在某个时候可能甚至不再出现。

提高的制动踏板行程的所述序列优选具有基本上相同的踏板行程间隔。这种规律性以及由此可预见性在学习新制动特性时向驾驶员传递可靠性以及安全性。

在彼此相继的启动达到预给定的可施用的最大数量之后，优选不再启动附加制动执行器。驾驶员这时已经学习到：其仅过渡性地经历支持并且习惯于制动踏板的长制动踏板行程和用力操作。附加制动执行器于是得到爱惜并且得到保护以免过载或者说受损。彼此相继进行的启动的数量优选处于30与50之间。

由附加执行器产生的制动力矩的强度基本上相同。这就是说，由附加制动执行器建立的制动力矩在每次启动时基本上大小相同。

附加制动执行器优选构造成驻车制动器。驻车制动器在此情况下满足双重功能：一方面，驻车制动器在停放车辆时被启动以便保持车辆或者说使其安全。另一方面，驻车制动器作为备用模式中的驻车辅助并且向驾驶员发出信号：尽管制动特征变化但仍可将车辆制动。

优选在通常运行方式中控制与调节单元基于驾驶员对制动踏板的操作检测制动期望并且控制压力提供装置以便在行车制动器的车轮制动器上建立制动力矩，其中，在压力提供装置未启动或无法启动时在液压备用模式中驾驶员通过制动主缸直接干涉车轮制动器并且控制与调节单元启动驻车制动器的附加制动执行器以便建立制动力矩。

驻车制动器有利地构造成机电式。在此可使用不同结构形式的机电式驻车制动器，例如制动索牵引器(bremsseilzieher)、双伺服执行器、集成式制动钳执行器、纯驻车制动钳。制动器类型、例如盘式制动器和鼓式制动器或作用原理例如单作用式、双伺服式或组合式制动钳在此并不重要。

作为可电子控制的附加制动执行器可使用其它多种系统，只要所述附加制动执行器适用于支持驾驶员制动期望，例如涡流制动器、液力制动器、缓速器、电动马达影响。

能电子启动的驻车制动器优选布置在后桥上并且包括至少一个执行器。这例如可构造有单索式制动索牵引器，其类似于手刹杆作用在两个驻车制动钳上。

关于所述方法，根据本发明，上述目的这样来实现：在备用模式中，监测制动踏板行程并且在达到预给定的踏板行程阈值时启动附加制动执行器以便建立制动力矩，其中，在通过驾驶员进行的制动踏板操作的序列中将踏板行程阈值提高至少一次。

本发明的优点尤其是在于，通过根据制动踏板行程改变附加执行器的控制点一方面向驾驶员发出信号：车辆在备用模式中仍可制动，并且另一方面也发出信号：所需的制动踏板行程已经改变并且驾驶员必须经过更大的制动踏板行程。尤其是当在一系列制动踏板操作中将附加制动执行器的控制朝越来越深的制动踏板行程移动时，驾驶员学习到：对于相同大小的制动力矩需要变得越来越大的制动踏板行程。所需的制动踏板行程的相同程度的增大向驾驶员传递可计算性和制动设备的可工作性，由此，驾驶员可优化地适应于备用模式中的新状况。此外，如果作为附加执行器必须使用驻车制动器，则不必使用另外的执行器。

附图说明

借助于附图详细描述本发明的实施例。在此，在极其示意性的视图中：

图1示出电液式制动系统的液压线路的优选实施形式；

图2示出在不同的制动场景中作为所使用的踏板力的函数的制动力矩的示例性曲线图；

图3示出在不同的制动场景中作为所施加的制动踏板行程的函数的制动力矩的示例性曲线图；以及

图4示出在一系列制动踏板操作下在不同的制动场景中作为所经过的制动踏板行程的函数的制动力矩的示例性曲线图。

具体实施方式

相同部分在所有图中设置有同一个参考标号。

图1中示出了根据本发明的电液式制动系统1或者说制动设备的优选实施例。制动系统1包括可借助于操作或者说制动踏板1a操作的制动主缸2、与制动主缸2共同作用的模拟装置3、配置给制动主缸2的处于大气压力下的压力介质储备容器4、可电控制的压力提供装置5、用于调整依车轮而定的制动压力的可电控制的压力调制装置和电子控制与调节单元12，所述压力提供装置通过具有液压压力室37的缸-活塞组件构成，所述缸-活塞组件的活塞36可通过包括电机35和旋转-平移传动装置的机电式执行器移动。

未详细标记的压力调制装置根据例子对于未示出的机动车的可液压操作的车轮制动器8、9、10、11各包括进入阀6a～6d和排出阀7a～7d，所述进入阀和排出阀成对地通过中间连接器在液压上连接在一起并且连接在车轮制动器8、9、10、11上。进入阀6a～6d的输入连接器借助于制动回路供给管路13a、13b被供给以压力，所述压力在“线控制动”运行方式中由系统压力导出，所述系统压力存在于连接在压力提供装置5的压力室37上的系统压力管路38中。

与进入阀6a～6d分别并联连接着朝制动回路供给管路13a、13b打开的止回阀50a～50d。在备用运行方式中，制动回路供给管路13a、13b通过液压管路22a、22b被加载以制动主缸2的压力室17、18的压力。排出阀7a～7d的输出连接器通过回流管路14b与压力介质储备容器4连接。

制动主缸2具有两个彼此相继布置的活塞15、16，所述活塞限定液压压力室17、18的边界。压力室17、18一方面通过构造在活塞15、16中的径向孔以及相应的压力补偿管路41a、41b与压力介质储备容器4连接，其中，连接可通过活塞17、18的相对运动截止。压力室17、18另一方面借助于液压管路22a、22b与已经提及的制动回路供给管路13a、13b连接。

在压力补偿管路41a中包含常开的阀28。压力室17、18接收未详细标记的复位弹簧，所述复位弹簧使活塞15、16在制动主缸2未被操作时定位在初始位置中。活塞杆24使制动踏板1a由于踏板操作而进行的摆动运动与第一制动主缸活塞15的平移运动耦合，所述第一制动主缸活塞的操作行程由优选构造得冗余的行程传感器25检测。由此，相应的活塞行程信号是制动踏板操作角度的度量。所述活塞行程信号代表车辆驾驶员的制动期望。

在连接在压力室17、18上的管路区段22a、22b中分别布置有分离阀23a、23b，所述分离阀构造成可电操作的优选常开的二位二通换向阀。通过分离阀23a、23b可截止制动主缸的压力室17、18与制动回路供给管路13a、13b之间的液压连接。连接在管路区段22b上的构造得冗余的压力传感器20检测在压力室18中通过第二活塞16的移动建立的压力。

模拟装置3在液压上可与制动主缸2耦合，根据例子基本上由模拟器腔29、模拟器弹簧腔30以及使两个腔29、30彼此分开的模拟器活塞31构成。模拟器活塞31通过布置在模拟器弹簧腔30中的有利地预张紧的弹性元件(例如弹簧)支撑在壳体21上。模拟器腔29可借助于可电操作的模拟器阀32与制动主缸2的第一压力室17连接。在预给定踏板力并且模拟器阀32打开时，压力介质由制动主缸压力室17流动到模拟器腔29中。在液压上与模拟器阀32反向并联布置的止回阀34与模拟器阀32的转换状态无关地允许压力介质由模拟器腔29在很大程度上不受阻碍地流回到制动主缸压力室17。可考虑模拟装置的其它实施形式和在制动主缸2上的连接。

可电控制的压力提供装置5构造成液压式缸-活塞组件或者说单回路电液式执行器，所述液压式缸-活塞组件或者说单回路液压式执行器的限定压力室37边界的压力活塞36可由示意性表示的电动机35在中间连接有也示意性示出的旋转-平移传动装置的情况下操作。用于检测电动机35的转子位置的仅示意性表示的转子位置传感器用参考标号44标记。附加地也可使用温度传感器来感测电机线圈的温度。

通过活塞36在封入在压力室37中的压力介质上的力作用所产生的执行器压力馈入到系统压力管路38中并且通过优选构造得冗余的压力传感器19检测。在接通阀26a、26b打开时，压力介质到达车轮制动器8、9、10、11用于操作所述车轮制动器。因此，通过活塞36的前后移动，在接通阀26a、26b打开时在以“线控制动”运行方式通常制动的情况下进行用于全部车轮制动器8、9、10、11的车轮制动压力建立和减低。

在此，在压力减低时，先前从压力室37移动到车轮制动器8、9、10、11中的压力介质在相同路径上又流回到压力室37中。而在以依车轮而定不同的借助于进入阀和排出阀6a～6d、7a～7d调节的车轮制动压力进行制动时(例如在防抱死调节(abs调节)时)，通过排出阀7a～7d排出的压力介质分量流动到压力介质储备容器4中并且由此暂时不再供压力提供装置5使用来操作车轮制动器8、9、10、11。在接通阀26a、26b闭合的情况下通过活塞36回缩可使压力介质补充抽吸到压力室37中。

制动设备1根据例子具有构造成机电式的驻车制动器50，所述驻车制动器是附加的制动执行器。驻车制动器50构造成机电式制动器并且安置在车辆的后桥上。在停放车辆时，所述驻车制动器由控制与调节单元12控制，以便建立用于保持车辆的制动力矩。

在制动系统1的通常运行方式“线控制动”中，控制与调节单元12借助于踏板行程传感器25检测驾驶员的制动期望，所述踏板行程传感器检测所经过的制动踏板行程。由此求得给定制动力矩或者说所属的在车轮制动器8、9、10、11中待调整的制动压力。控制与调节单元12为了建立压力而控制压力提供装置5。

当压力提供装置5在车轮制动器8、9、10、11中不再可建立足够的制动压力时，转换或者说过渡到液压备用模式中，在所述液压备用模式中，压力提供装置5通过接通阀26a、26b的闭合而在液压上与车轮制动器8、9、10、11分开。为了这也可在整车电路网络失效时进行，接通阀26a、26b有利地构造成常闭的。有利地构造成常开的分离阀23a、23b打开或者说被打开，由此，驾驶员通过用肌肉力操作制动主缸2可将制动流体移动到车轮制动器8、9、10、11中。

在从通常运行方式“线控”过渡到液压备用模式时，制动系统1的制动特性明显变化。制动踏板特征在此由“短且硬”变化到“长且软”。制动力矩仅可直接地通过肌肉力由驾驶员建立。在操作制动踏板时，通过制动主缸的活塞15、16的移动使制动流体移动到至少一个车轮制动器8、9、10、11中。驾驶员为此必须比在线控模式中更强烈地踩踏制动踏板1a并且也经过更长的制动踏板行程，以便实现与在线控模式中相同的制动力矩。

为了驾驶员在备用模式中由于制动踏板行程较大并且制动力较弱而不会错误地以为制动系统不再可产生制动力或者说存在彻底失效，控制与调节单元12根据例子控制驻车制动器50用于建立制动力矩。车辆因此比其仅在通过驾驶员的肌肉力产生制动力矩时被制动的情况更强地制动。

制动系统1由此被加强用于以此方式在备用模式中支持驾驶员。但同时，驻车制动器得到保护以免过载，因为所述驻车制动器不是被设计用于持久制动。

为此，控制与调节单元12在彼此相继进行制动踏板操作时改变踏板行程阈值，在所述踏板行程阈值时控制驻车制动器。所述改变在优选实施形式中这样进行，使得踏板行程阈值在彼此相继进行制动踏板操作时选择得更大。因此在制动踏板行程越来越长时建立驻车制动器50的制动力矩。最大的由驻车制动器50建立的制动力矩在此不改变。由驻车制动器50分别施加的制动力矩在当前情况下在高摩擦系数上在0.25与0.4g之间取值，其中，具体值与瞬时或者说动态的桥负荷分布和路面性质相关。

下面借助于图2、3和4中所示曲线图来解释根据例子驻车制动器50如何被控制以及其控制对车辆的制动过程具有何影响。

图2中根据例子示出了一个曲线图，在该曲线图中在x轴60上示出了以n(牛顿)为单位的踏板力，在y轴64上示出了以m/s²为单位的车辆减速度。第一曲线68在此表示在通常运行方式“线控”中车辆的减速度。第二曲线70表示在常规的液压备用模式中的车辆减速度，在所述液压备用模式中，驾驶员(单独地)通过肌肉力建立制动力矩。曲线70相应地比曲线68明显缓斜。曲线70在踏板力阈值66之后超过零线，然后基本上线性上升。

第三曲线72表示在液压备用模式中的车辆减速度，其中，附加地激活驻车制动器。曲线72在此在踏板力阈值78之后陡峭线性上升，以便然后弯折并且继续线性升高。在此可看到，在激活驻车制动器的情况下，车辆减速度非常快速上升，以便然后以比在通常备用模式的情况下小的斜率缓升。通过快速上升鼓励驾驶员继续制动，因为车辆对其制动期望快速且明显地作出反应。参考标号74和76描述法定最低要求，按照所述法定最低要求必须用500n的踏板力获得2.44m/s²的车辆最小减速度。

在图3中，在x轴60上绘制了以mm为单位的制动踏板行程，在y轴64上又绘制了以m/s²为单位的车辆减速度。曲线80表示在(“线控”)通常运行方式中的减速度特性，而曲线84表示在备用模式中的减速度特性。根据制动踏板行程，在备用模式中，较迟地即在制动踏板行程较大时，出现减速度，由此，驾驶员会不安。曲线88表示在附加地激活驻车制动器时的车辆减速度。车辆减速度与通常备用模式相比已经在制动踏板行程较小时出现并且首先强烈地上升，由此，驾驶员可断定：车辆仍可制动，即使在踏板感觉改变时。

如果在液压备用模式中在每次踏板操作时同样激活驻车制动器，则这可导致所述驻车制动器受损或者说功能受影响。因此，根据例子，在一系列制动踏板操作下改变所述驻车制动器的控制点，这如图4中所示。x轴60在此也表示制动踏板行程，y轴64表示车辆减速度。

曲线90表示在制动系统的通常运行方式中的车辆减速度，在所述制动系统中，检测驾驶员的制动期望，由此确定制动给定力矩。压力提供装置5由控制与调节单元12相应地控制，以便在车轮制动器8、9、10、11中建立制动力矩所需的制动压力。

曲线94表示在液压备用模式中的车辆减速度(没有控制附加制动执行器)。曲线94比曲线90明显小地上升，这意味着，驾驶员为了获得与在通常运行模式中相同的减速度而必须明显更深地踩踏踏板。

曲线100、102、104、106、108、110分别表示在通过驾驶员进行的一系列制动踏板操作下的车辆减速度。在该系列中第一次操作制动踏板时——这通过曲线100表示，在达到第一踏板行程阈值120时激活或者说启动驻车制动器。在第二次踏板操作时——在所述第二次踏板操作之前尤其是事先松开制动踏板，在较高的第二踏板行程阈值124时激活或者说启动驻车制动器。

通过附加制动执行器进行的支持优选通过制动踏板的可施用的行程阈值“驾驶员制动”(可变化的踏板行程阈值)来激活。如果低于所述行程阈值，则不进行支持。

附加于通过踏板行程阈值来激活，优选叠加根据车辆减速度将附加制动执行器的激活接通或关断的开关电路。特别优选在超过车辆减速度的上极限值时取消支持，在低于下极限值时又接通支持，只要行程阈值高于“驾驶员制动”。

优选当制动踏板行程大于(恰好当前的)踏板行程阈值并且车辆减速度小于最大值(例如下极限值)时，激活附加制动执行器或者说驻车制动器。

接下来进行的踏板操作使得分别在更高的踏板行程阈值124、126、128、130等时激活驻车制动器。因此，驾驶员必须越来越深地踩踏制动踏板，直到由驻车制动器建立附加的制动力矩。驾驶员以此方式体验到或者说学习到：增强制动效果仅用作了最初的支持并且其必须适应于在进一步的制动过程中所述支持将消失。驾驶员由于越来越迟地出现的增强也进行越来越深的制动踏板行程并且以此方式习惯于现在较长的制动踏板行程。驾驶员由此在一定程度上习惯于新的制动状况。