用于制动车辆的方法与流程

本发明涉及一种用于制动车辆的方法，所述车辆包括液压的车辆制动器和具有电气的制动马达的机电的制动装置，所述制动马达朝制动盘调节制动活塞。

背景技术：

由DE 10 2006 048 910 A1已知，在停车过程期间对运行制动设备的功能进行监视，并且在发生故障的情况下代替运行制动设备来操纵自动的停车制动器。该自动的停车制动器包括电动马达，该电动马达朝制动盘对制动活塞施加力。

JP 2001 010482 A描述了一种具有电气的制动马达的电动力学的车辆制动器，该制动马达的供电电压在紧急情况下被提高，以便缩短制动力的增大时间。

技术实现要素：

根据本发明的方法涉及对车辆的制动，该车辆配备有制动系统，该制动系统一方面包括液压的车辆制动器且另一个方面包括具有电气的制动马达的机电的制动装置。通常使用具有制动马达的机电的制动装置作为停车制动器或者说驻车制动器，以便产生将车辆固定在静止状态下的夹紧力。在操纵电气的制动马达时，制动马达的转子的旋转运动被转换为主轴的沿轴向的调节运动，通过该主轴将制动活塞沿轴向压向制动盘，所述制动活塞是制动衬片的支座。所述制动活塞优选为液压的车辆制动器的制动活塞，该制动活塞通过液压的制动压力向制动盘被加载。

优选在低于临界速度的低速范围内使用具有电气的制动马达的机电的制动装置，所述低速范围对于停车过程是典型的，也就是在车辆的泊入或泊出时是典型的。不过原则上也考虑使用在更高的速度情况下和/或不依赖于停车过程而使用。

就该用于制动车辆的方法而言，对于下述情况：液压的车辆制动器部分或完全失灵且车辆因此不能够通过液压的车辆制动器来制动或者不能够完全通过液压的车辆制动器来制动，操纵机电的制动装置的电气的制动马达用于产生制动力。该电气的制动马达在这种情况下被施以跟车辆的车载电网电压相比提高了的供电电压。在正常情况下，在使用机电的制动装置作为停车制动器或者说驻车制动器时，电气的制动马达被施以该车辆的车载电网电压作为供电电压，以便将车辆持久地固定在静止状态下。在停车过程期间，车辆要么手动地通过驾驶员操纵要么自动地通过停车辅助器由在泊入或泊出期间的低速通过液压的车辆制动器制动至静止状态。紧接着操纵驻车制动器或者说停车制动器，该驻车制动器或者说停车制动器由具有电气的制动马达的机电的制动装置形成，以便以所期望的方式来产生将车辆持久地静置的制动力。

与此相反，根据本发明的方法在液压的车辆制动器失灵时起作用，从而使得车辆不能够以惯常的方式通过车辆制动器被制动至静止状态。在液压的车辆制动器完全失灵时不能够产生制动力，在液压的车辆制动器部分失灵时所产生的制动力不足以将车辆在足够短的时间内制动。

在这种情形下，只要车辆还在运动，就操纵所述机电的制动装置并通过电气的制动马达来产生制动车辆的制动力。为了缩短直至产生制动力的时间段和/或提高制动力或者说促使制动力更陡地增大，对电气的制动马达施以高于车载电网电压的提高了的供电电压。与此相应地，该电气的制动马达以更高的转速运转，这按照当前的、制动马达所处的阶段导致更快地克服直至制动衬片贴靠到制动盘上的空车行程、导致制动力的更加迅速的增大和/或导致更高的制动力水平。由此该车辆能够尤其在更短的时间内被减速、以优选的方式减速直至静止状态。因为所述减速以优选的方式仅在液压的车辆制动器失灵时且因此仅在特殊情形下执行，所以能够使用通常被用作停车制动器或者说驻车制动器的机电的制动装置。出于特殊特性的缘故，不必需部件、尤其是电气的制动马达与提高了的供电电压相适应，因为这些涉及的部件能够经受住短期提高了的负荷。

所述提高了的供电电压必要时能够在液压的车辆制动器失灵之前就已经产生。这一点具有以下优点：在车辆制动器发生失灵时在没有时间延迟的情况下提供提高了的供电电压以用于电气的制动马达的加载。

能够在电气的制动马达的拉紧过程（Zuspannvorgang）的一定阶段期间或者多个阶段期间提供高于车载电网电压的提高了的供电电压，制动马达在一般情况下被施以所述供电电压。根据一种优选的实施方案，提高了的供电电压至少在克服机电的制动装置中的空车行程期间是有效的。在克服空车行程期间，制动活塞经过起始位置与制动衬片在制动盘上的贴靠部之间的路程，该制动活塞是制动衬片的支座。在该阶段中，通过机电的制动装置还没有提供制动力以供使用。通过在该阶段期间就已经对电气的制动马达供应了提高了的供电电压，使得在更短的时间内经过空车行程，从而相应地也在更短的时间间隔之后实现了制动力形成。

作为替代方案或者作为附加方案，在机电的制动装置中的制动力形成期间提供提高了的供电电压能够是适宜的。该制动力形成在制动衬片接触在制动盘上以及继续操纵电气的制动马达之后得以实现，该制动马达利用制动衬片将制动活塞压向制动盘。如果在该阶段中电气的制动马达被施以提高了的供电电压，直至达到一定制动力水平之前的时间由于更高的制动力梯度的缘故而缩短。作为替代方案或者作为附加方案，也能够达到和用常规的车载电网电压相比更高的制动力水平。

根据一种优选的实施方案，在所有阶段期间施加提高了的供电电压，也就是不仅在克服空车行程期间也随着制动力的形成在制动衬片接触在制动盘上之后。

根据另一适宜的实施方案，在所述制动力形成的定义的阶段结束之后从提高了的供电电压再次切换至车载电网电压。这一点优选通过机电的制动装置的操控逻辑电路来实现，从而在用提高了的供电电压对制动马达进行操纵结束之后以及在紧接着的重新操纵结束之后给电气的制动马达施以较低的车载电网电压。

在另一适宜的实施方案中，所述车载电网电压为12V，从该车载电网电压出发或者说开始切换至提高了的供电电压。提高了的供电电压根据有利的实施方案最大为20V，这一方面与12V的车载电网电压相比导致电气的制动马达的更高的拉紧速度（Zuspanngeschwindigkeit）并且另一方面使得对机电的制动装置的部件的负荷限制到可预期无损坏的程度上。

对提供提高了的供电电压的不同的可能性予以考虑。根据第一有利的实施方案，提高了的供电电压由车载电网电压借助直流电压转换器来产生。该直流电压转换器能够作为附加的部件集成到控制机构中。这一点不仅使得利用车载电网电压作为供电电压来运行机电的制动装置成为可能，而且也使得在液压的车辆制动器失灵时利用与车载电网电压相比提高了的供电电压来运行机电的制动装置成为可能。

根据另一有利的实施方案，提高了的供电电压由电气的电容器供给，该电容器能够短暂地储存能量并再次输出能量。在该实施方案中例如考虑将电容器实施为具有足够大的容量的超级电容（Supercap）或超电容（Ultracap）。将电容器例如串联到车载电网和电气的制动马达的操控电子设备之间的电路上。如果通过车载电网给电容器充电，则该电容器的电压与该车载电网电压相同。提供车载电网电压和电容器电压之和作为合成的电压以供使用，从而总体上提供双倍的车载电网电压作为提高了的供电电压以供使用。必要时，在操控电子设备中将双倍的车载电网电压向下变换至略微减少的供电电压，例如至20V。

电容器必要时也能够被用于唯一地为电气的制动马达供给能量，以便提供提高了的供电电压。在该情况下将电容器接在操控设备的调节器或者控制器与操控电子设备之间，并在需要的情况下提供提高了的供电电压。

还根据另一适宜的实施方案，提高了的供电电压源于第二车载电网，该第二车载电网与第一车载电网相比具有更高的车载电网电压。在液压的车辆制动器失灵时，切换至第二车载电网的车载电网电压作为用于电气的制动马达的提高了的供电电压。

根据另一实施变型，如果激活条件存在的话，高于车载电网电压的、提高了的供电电压在所述失灵之前就已经通过液压的车辆制动器产生了。激活条件例如为一定的驾驶技巧，尤其是在没有车辆操纵的情况下由驾驶员来执行的自动的泊入过程或泊出过程。如果在调节器或者控制器中识别到这种情况的存在且因此满足了所述激活条件，那么就提供一种高于车载电网电压的、提高了的供电电压。然而只要确定没有液压的车辆制动器失灵，就通过该液压的车辆制动器来执行该制动过程。在液压的车辆制动器失灵时才进行对车辆的制动，尤其在紧急制动模式中通过机电的制动装置进行对车辆的制动。

在车辆中的调节器或者控制器中执行用于制动车辆的不同的方法步骤，在所述调节器或者控制器中产生调节信号用于操控所述制动系统的能够调节的组件、尤其是机电的制动装置。

附图说明

其他优点和适宜的实施方案能够从其他权利要求、附图说明和附图得知。其中：

图1示出了用于车辆的机电的制动装置的截面，在该制动装置中通过电气的制动马达来产生制动力；

图2示出了用于对具有提高了的供电电压的机电的制动装置进行操控的操控设备的结构，所述提高了的供电电压通过直流电压转换器来提供；

图3示出了具有用于借助机电的制动装置来制动车辆的方法步骤的流程图，该制动装置的制动马达被施以提高了的供电电压；

图4示出了相应于图2的、然而具有电气的电容器的操控设备的结构，通过该电容器来提供提高了的供电电压；

图5示出了在另一实施方案中的操控设备的另一结构，该操控设备具有用于提供提高了的供电电压的电气的电容器。

在附图中，相同的结构件和功能件设有相同的附图标记。

具体实施方式

在图1中示出的机电的制动装置1包括具有钳子9的制动钳2，该钳子搭接了制动盘10。作为调节机构，制动装置1具有直流电动马达作为制动马达3，能够使用所述制动装置作为驻车制动器或者说停车制动器，所述制动马达的转子轴旋转式地驱动主轴4，在该主轴上能够转动地支承主轴螺母5。在主轴4旋转时，沿轴向调节主轴螺母5。该主轴螺母5在制动活塞6之内运动，该制动活塞是制动衬片7的支座，所述制动衬片被制动活塞6压向制动盘10。另一制动衬片8处在所述制动盘10的相对置的一侧上，该另一制动衬片位置固定地保持在所述钳子9上。

在制动活塞6之内，主轴螺母5能够在主轴4转动运动时沿轴向向前朝制动盘10的方向运动或者在主轴4的相反的转动运动时能够沿轴向向后运动直至达到止挡部11。为了产生夹紧力，主轴螺母5对制动活塞6的内端侧进行加载，由此沿轴向移动地在机电的制动装置1中得以支承的制动活塞6利用制动衬片7压向制动盘10的所面向的端面。

制动马达3也被车辆中的操控设备12所操控。操控设备12—该操控设备包括具有操控逻辑电路（Ansteuerlogik）的调节器或者控制器、操控电子设备、以及必要时其他的电子部件—提供供电电压U_V作为输出，电气的制动马达3被施以该供电电压。

机电的制动装置1和液压的车辆制动器—所述液压的车辆制动器被用在常规的制动运行中用于制动车辆—这二者都作用在制动活塞6上。在操纵液压的车辆制动器时对制动活塞6的面向制动马达的背面施以处于压力下的液压流体。

在图2中示出了用于操控机电的制动装置1的电气的制动马达的操控设备12的结构。该操控设备12包括调节器或者控制器13，所述调节器或者控制器能够是电子稳定程序（ESP）的控制器，且包括操控逻辑电路14、以及此外还包括操控电子设备15和直流电压转换器16。具有功率电子器件的操控电子设备15被调节器或者控制器13所操控，直流电压转换器16也是这样。操控电子设备15对制动装置1的电气的制动马达施以所期望的供电电压U_V。

不仅调节器或者控制器13而且直流电压转换器16与车载电网17连接，该车载电网例如提供大小为12V的车载电网电压U_B。

在通常情况下，机电的制动装置1用于在车辆的静止状态之后产生夹紧力，以便将车辆持久地固定。在这种情况下，对机电的制动装置1中的电气的制动马达施以车载电网电压U_B作为供电电压。

然而如果确定了液压的车辆制动器尤其在停车过程期间失灵了，从而不能或者不能足够可靠地通过液压的车辆制动器来执行对车辆的制动，那么作为替代方案通过机电的制动装置1来制动车辆。为了加速制动过程，对电气的制动马达施以提高了的供电电压U_V，所述提高了的供电电压大于车载电网电压U_B。该提高了的供电电压U_V例如为20V。

在直流电压转换器16中，较低的车载电网电压U_B被升压变换至提高了的供电电压U_V。这一点按照通过调节器或者控制器13进行的操控来实现。如果与此相反不存在液压的车辆制动器的失灵，则以下述方式来进行所述操控：车载电网电压U_B在不进行变换的情况下被输送经过直流转换器16，从而使得供电电压U_V—电气的制动马达被施以所述供电电压—对应于车载电网电压U_B。

在图3中示出了在由于液压的车辆制动器失灵的缘故而通过机电的制动装置切换至制动期间用于车辆中的自动的泊入过程的流程图。

在该方法开始时，在第一步骤20中进行功能释放（Funktionsfreigabe），例如对在没有驾驶员操作的情况下执行自动的泊入过程。在下一步骤21中出于安全原因在调节器或者控制器中接通紧急停止模式，随后在步骤22中产生提高了的供电电压用于机电的制动装置的电气的制动马达。在步骤23中进行自动的停车过程，其中制动过程通过液压的车辆制动器来执行。然而如果在液压的车辆制动器中出现故障、尤其是失灵时，则根据步骤24通过激活电气的制动马达来执行紧急制动；该紧急制动能够在缩短的时间内执行，因为已经提供了提高了的供电电压以供使用。

与此相反，如果在液压的车辆制动器中没有识别到故障，则以常规的方式来进行自动的停车过程，其中随着停车过程的结束根据步骤25再次切断紧急停止模式，并在步骤26中使电气的制动马达的供电电压再次返回至车载电网电压上。在该方法结束时，在步骤27中通过操纵机电的制动装置确保并持久地使车辆固定在静止状态下。

在图4和5中分别示出了用于操控机电的制动装置1中的电气的制动马达的操控设备12，所述制动装置区别于根据图2的实施例代替直流电压转换器而包括电容器18，通过该电容器能够提供提高了的供电电压U_V。

根据图4，将电容器18串联到制动装置1中的电气的制动马达的电路中，且类似于根据图2的操控设备12处在车载电网17和操控电子设备15之间。在一般情况下，就正常工作的液压的车辆制动器而言，对制动装置1中的电气的制动马达施以供电电压，该供电电压对应于车车载电网电压U_B。如果确定了在液压的车辆制动器中有故障，那么通过调节器或者控制器13来操控电气的电容器18，随后被供给车载电网电压U_B的电容器18产生提高了的电压。该提高了的电压是车载电网电压的两倍大，所述提高了的电压由车载电网电压和电容器电压之和来得出，该电容器电压与车载电网电压相同。在操控电子设备15中，将24V的提高了的电压（从12V的车载电网电压开始）变换到20V的供电电压，所述电气的制动马达被施以该供电电压。

在根据图5的实施例中，电气的电容器18并不挂（hängen）在车载电网17上，而是被用作唯一的能量来源。用更高的电压对电容器18进行预充电，在需要操控制动装置1中的电气的制动马达的情况下能够考虑将所述更高的电压作为例如20V的提高了的供电电压。在正常情况下直接通过车载电网17对电气的制动马达施以车载电网电压。

在液压的车辆制动器失灵时，即使在根据图4和5的操控设备12的情况下，也以如同在根据图2的操控装置中那样的相应的方式按照在图3中所描述的图表来执行用于制动车辆的方法。但是，附加地必须确保电容器18在接到紧急停止模式之前足够地充电。