用于调设制动压力的方法、机动车的用于执行该方法的制动设备以及具有这种制动设备的机动车与流程

本发明涉及一种根据权利要求1所述的用于调设机动车的车轮制动器上的制动压力的方法。此外，本发明根据权利要求7还涉及一种用于执行该方法的制动设备以及根据权利要求9涉及一种具有这种制动设备的机动车。

背景技术：

为了使机动车刹车，机动车的车轮被制动。为此，车轮的车轮制动器分别具有制动缸，该制动缸经由工作介质来操纵，即液压地或气动地操纵。在商用车中，在制动缸中所期望的制动压力通常气动地产生。

在具有制动控制单元的现代制动设备中，制动压力在正常制动模式中直接由机动车的驾驶员调设。驾驶员通常通过操纵制动踏板来传送其驾驶员制动请求。典型地，借助制动踏板操纵行车制动阀并且由此由压力储备器供给制动缸。

对正常制动模式替选地，制动控制单元在压力控制模式中承担对制动压力的调设，其中，根据制动控制单元的预设在确认相应的制动需求或控制需求的情况下调设制动压力。这种制动需求例如可以是施行行驶稳定功能，行驶稳定功能动用压力介质储备器，譬如当控制单元确认确定的车轮存在抱死倾向时是防抱死系统(abs)的压力介质储备器。

防抱死系统持续经由转速传感器的测量信号监控每个车轮的转速并且据此获知各自的车轮滑移率。这例如可以通过将由车轮转速获知的车轮速度与车辆参考速度的比较来进行。如果经由这样获知的车轮滑移率识别出车轮的抱死倾向，即达到或超过预设的滑移率边界值，则制动控制单元承担对制动压力的调设的管控。

de102009058154a1公开了这种制动设备，其制动控制单元在压力控制模式中承担对制动压力的调设。制动控制单元在此在压力控制模式中也承担对制动压力的调设，以施行其他外部制动请求。外部制动请求不依赖于驾驶员制动请求并且例如由制动控制单元的外部驾驶员辅助系统预设。作为与制动控制单元分开实施的系统的驾驶员辅助系统例如经由数据总线将相应于所期望的制动功率的制动请求信号，即xbr消息(“外部制动请求”)输出给制动设备的制动控制单元。

制动控制单元在调设机动车的各个车轮制动器的制动压力时必须追求尽可能稳定的驾驶特性。在此，任何时候，即尤其是在机动车的不同载重和装载状态的情况下，必须使前车轮的制动压力与后车轮的制动压力彼此间成如下的压力分配比例，使得前车桥在后车桥之前抱死。

已经建议的是，在压力控制模式中通过调节理想的压力分配比例来调设制动压力。在此，在车桥之间的压力分配在考虑到这些车桥之间的滑移率差的情况下进行，使得存在尽可能小的滑移率差。滑移率差在此要保持得尽可能小，使得在理想的压力分配的情况下或者在理想的压力分配比例的情况下车辆的所有车轮同时或近似同时抱死。以此方式通常更快地达到所期望的减速。此外，滑移率差的减小或理想的压力情况的调设防止了防抱死功能不期望的介入。防抱死功能的不期望介入被排除或稍晚才进行，直到基于给定的物理条件实际可行。压力分配比例的预设在此依赖于滑移率差来调整，这在调节的过程中需要一定的时间。可惜理想的压力分配在机动车的当前驾驶情况中是未知的并且依赖于机动车的装载而在很大范围内变化。因此，车轮中的一个或多个车轮倾向抱死的概率在实际驾驶运行中是很大的。

技术实现要素：

本发明所基于的任务是，能够在压力控制模式中通过制动控制单元实现对理想的压力分配比例的尽可能快速的调设。

该任务根据本发明通过具有权利要求1的特征的用于调设制动压力的方法来解决。此外，该任务根据权利要求7通过用于执行该方法的制动设备以及根据权利要求9通过具有这种制动设备的机动车来解决。

根据本发明，在正常制动模式中获知用于调节的压力分配比例的初始值(压力分配比例初始值)，并且将其存储和准备用于以后在压力控制模式中加以考虑。商用车的装载状态对理想的压力分配比例的影响通过在正常制动模式中对压力分配比例初始值的获知已经加以考虑，因此调节是基于压力分配比例的已经接近要调准的理想值。即，压力分配比例初始值提供了理想的制动压力分配比例的精确估计，理想的制动压力分配比例可以作为调节的压力分配比例初始值来预设。通常仅需要数量上小且通常较少的调节介入，以便从根据本发明获知的压力分配比例初始值调设理想的压力分配比例。理想的压力分配比例的调节优选经由对在车桥之间的滑移率差的调节来进行。利用本发明，即使在机动车具有多于两个车桥时也获知压力分配比例初始值，其中，优选每两个车桥的车桥对被观测或利用根据本发明在正常制动模式中获知的压力分配比例初始值来调节车桥对的压力分配比例。

在正常制动模式中对压力分配比例初始值的获知能够利用少量信息来实现。在本发明的一个优选的实施形式中，提供给制动控制单元的车轮转速测量值被用于确定压力分配比例初始值。压力分配比例初始值在此通过如下方式来获知：检测前车桥的第一转速测量值和后车桥的第二转速测量值，以及在分别相同的测量时间点获知机动车的运动参量的参考值。参考值在此可以通过机动车的独立的运动传感器来检测或通过对车桥的转速测量值的评估来导出。转速测量值通过各自的车轮的转速传感器来检测，转速传感器以传输信号方式与制动控制单元连接。前车桥的第一转速测量值和后车桥的第二转速测量值分别与参考值进行运算，以表征在各自的车桥上的车轮滑移率。以此方式，针对每个车桥获知滑移率值，该滑移率值不仅被理解为车轮滑移率，也被理解为确定车轮滑移率的其他的物理运动参量，例如速度或加速度。

使由此形成的关于前车桥的第一滑移率值和关于后车桥的第二滑移率值建立关系并且将由此确定的分配系数与预设的压力分配比例进行运算。与用于根据本发明的压力分配比例初始值的分配系数进行运算(例如相乘)的预设的压力分配比例由制动控制单元固定地预设或在电子制动系统(ebs)的情况下动态地获知。

根据理想的压力分配比例的如下假设，即在所观测的车桥之间不应存在滑移率差，在压力分配比例中关于车桥在分配系数中相反地考虑第一滑移率值和第二滑移率值。由此，在考虑将各自的车轮滑移率作为各自车桥的要处理的滑移率值的情况下得到用于确定压力分配比例初始值的如下等式：

(pfa/pra)＝(λra/λfa)*(pfa/pra)非理想

在该等式中，用符号“p”说明制动压力。前车桥的第一滑移率值和后车桥的第二滑移率值作为各自的车轮滑移率被获知并且在该等式中通过符号“λ”表示。脚标“fa”在该等式中代表与前车桥进行运算的参量。相应地，与后车桥有关的参量用脚标“ra”表示。非理想地处理的并且根据本发明与分配系数进行运算的预设的压力分配比例用脚标“非理想”表示。

有利地，为了确定各自的车桥的滑移率值，从前车桥的第一转速值和后车桥的第二转速值确定机动车的平移的运动参量并且将其与相同的物理参量中的参考值进行运算。如果在一个有利的实施形式中速度作为运动参量被考虑，则由车桥的转速测量值导出速度并且参考值也作为机动车的参考速度被获知。由此，针对确定压力分配比例初始值得到如下等式：

(pfa/pra)＝((vra-vveh)/(vfa-vveh))*(pfa/pra)非理想

在上述的等式中速度用符号“v”表示。脚标“veh”在此表示与机动车有关的参考参量，即机动车的参考速度。

在本发明的另一有利的实施形式中，加速度被考虑为用于确定压力分配比例初始值的运动参量。由此，得到如下等式，其中加速度用符号“a”表示：

(pfa/pra)＝((ara-aveh)/(afa-aveh))*(pfa/pra)非理想

如果制动控制单元没有提供关于车辆速度的信号，则纵向加速度传感器的测量值被用于获知压力分配比例初始值。如果关于纵向加速度的信息并不可用，则车辆速度作为参考值从车轮的各个转速测量值导出，例如参考在制动过程期间所检测到的车轮的最高速度值作为参考值用以获知滑移率。

在制动设备的一个有利的实施形式中，压力控制阀布置在一个或多个制动回路中，压力控制阀分别经由激活阀能与压力储备器连接，其中，每个激活阀电接连到制动控制单元并且可以通过制动控制单元切换。为了变换制动模式，即从正常制动模式变换到压力控制模式并且反之亦然，制动控制单元变换激活阀的阀位置。在压力控制模式中，制动控制单元经由相关的制动回路的激活阀释放在压力控制阀与压力介质储备器之间的流体的气动连接，使得车轮制动器的制动压力能够经由各自的压力控制阀来调设。有利地，机动车的一个车桥的车轮的压力控制阀经由共同的制动回路利用该制动回路的激活阀与压力介质储备器连接。

激活阀有利地构成为3/2换向阀，例如电磁阀，其中，压力控制阀接连到激活阀的工作接头上并且在第一阀位置中与行车制动阀连接。第一阀位置针对正常制动模式设置。为了激活压力控制模式，即为了实现行驶稳定功能和/或外部制动请求，激活阀切换到第二阀位置中并且制动介质储备器直接接通到压力控制阀。

附图说明

下面，参照附图更为详细地阐述本发明的实施例。在附图中：

图1示出了商用车的制动设备的气动和电路示意图；

图2示出了用于调节在根据图1的制动设备中的制动压力的方法的实施例的流程图。

具体实施方式

图1示出了机动车2，即商用车的气动的制动设备1的电路—气动示意图。电气线路用实线示出而气动线路用点划线示出。机动车2在所示的实施例中包括两个车桥，即沿着行驶方向在前的前车桥3和后车桥4，在后车桥上分别在两侧设置车轮5。为了使机动车2刹车，给每个车轮5配属有车轮制动器6。车轮制动器6能以气动方式操纵并且分别具有制动缸7。车轮制动器6根据分别在制动缸7中作用的气动制动压力将制动力施加到转动的车轮5上。

在机动车2的驾驶员舱中布置制动踏板8，该制动踏板联接到行车制动阀9上。机动车2的驾驶员通过操纵制动踏板8将气动压力接通至制动缸7并且因此操纵车轮制动器6。为此，行车制动阀9掌控在压力介质储备器12、13与制动缸7之间的气动的制动线路10、11。

制动设备1在所示的实施例中具有两个制动回路，其中，第一制动回路14配属于前车桥3而第二制动回路15配属于后车桥4。前车桥3的车轮5的制动缸7因此经由制动线路10与第一制动回路14的压力介质储备器12连接。后车桥4的车轮制动器6的制动缸7经由制动线路11与第二制动回路15的压力介质储备器13连接。在制动缸7中的制动压力因此在正常制动模式中(在图2中的附图标记29)可以依赖于制动踏板8的位置，即依赖于驾驶员制动请求32来调设。

制动设备1的每个车轮制动器6都配设有压力控制阀16，压力控制阀在压力控制模式中(在图2中的附图标记18)由制动控制单元17电驱制。压力控制阀16以传输信号的方式与制动控制单元17连接，用以接收控制信号19。压力控制阀16分别是两个电磁阀的组合，即进气阀20和排气阀21。进气阀20在此原理上用于压力提高，或用于保持在制动缸7中的压力，而为了减小制动压力将排气阀21打开并且向分别接连的制动缸7排气。

在压力控制模式18中，制动控制单元17承担通过相应地驱控压力控制阀16对各自的车轮制动器6的制动压力进行调设。每个制动回路14、15配设有能电动操纵的激活阀47、48，激活阀可以由制动控制单元17操纵。每个激活阀47、48构造为3/2换向电磁阀，即，激活阀具有三个接头49、50、51和两个切换位置。在此，各自的激活阀47、48的供给接头49分别配属于制动线路10、11，制动线路根据激活阀47、48的切换位置交替地与两个供给接头50、51中的一个供给接头连接。

第一制动回路14的第一激活阀47因此掌控制动线路10的供给而第二制动回路15的第二激活阀48掌控制动线路11。在激活阀47、48的第一供给接头50上分别接连有至行车制动阀9的压力线路52。第二供给接头51与各自的制动回路14、15压力介质储备器12、13连接。在正常制动模式中，激活阀47、48将制动线路10、11与行车制动阀9连接，使得制动压力可以经由行车制动阀9调设。在压力控制模式18中，制动控制单元17可以通过改变激活阀47、48的切换位置将制动线路10、11直接与各自的压力介质储备器12、13连接。

制动控制单元17构造和配置成为了施行行驶稳定功能和/或外部制动请求而在压力控制模式8中承担对制动压力的调设。制动控制单元17从机动车2的车轮5的转速传感器23连续地接收转速测量值22、33。机动车2的每个车轮5在此配设有转速传感器23，使得每个车轮5的转速测量值22、33始终可供制动控制单元17。除了转速传感器23和压力控制阀16之外，制动控制单元17是制动设备1的防抱死系统的主要组成部分并且实现其驾驶稳定功能45，即防抱死功能。防抱死功能经由转速测量值22、33监控各自的车轮5的抱死倾向。

通过评估转速测量值22、33，制动控制单元17推断出各自的车轮5的抱死倾向。即，如果调控出的制动力超过一个或多个车轮上的最大可传递的制动力，车轮开始抱死，由此机动车2会变得不稳定。经由转速传感器23，制动控制单元17的防抱死功能监控每个车轮5的转速。在此，将由转速测量值22、33获知的运动参量(图2中的附图标记38)，例如车轮速度，与在分别相同的测量时刻机动车2的相应的运动参量的计算出的或测量到的参考值24比较。如果经由这样获知的车轮滑移率识别出车轮5的抱死倾向，即达到或超过预设的滑移率边界值，则制动控制单元17在压力控制模式18中承担对制动压力的调设的管控。在此，在第一步骤中，降低制动压力，以便紧接着沿着滑移率边界值调节相关的车轮5的制动压力。如果机动车2的合适的运动参量要被制动设备1的其他模块识别，则制动控制单元17的相应的信息被预设为用于获知滑移率的参考值24。在所示的实施例中，在机动车2上布置有纵向加速度传感器25，制动控制单元17从该纵向加速度传感器的测量信号中导出期望的参考值24。

制动控制单元17构造为从机动车2的驾驶员辅助系统接收外部制动请求26。如果存在外部制动请求，则制动控制单元17承担对制动压力的调设。为此，制动控制单元17使激活阀47、48置于针对压力控制模式18设置的切换位置中(即直接接通压力介质储备器)并且为各自的车轮制动器6的压力控制阀16输送用于施行外部制动请求26的控制信号19。

在压力控制模式18(图2)中，制动控制单元17至少在施行外部制动请求26时通过对在机动车2的前车桥3的车轮制动器6上的制动压力与在后车桥4的车轮制动器6上的制动压力的理想的压力分配比例进行调节来调设制动压力。在此，假设前车桥3的制动压力与后车桥4的制动压力的比例作为理想的压力分配比例，其中，在车轮5上获知相同的车轮滑移率。这有利地通过监控作为两个所观测的车桥的车轮滑移率之差的滑移率差来进行。

通过调节压力分配比例防止防抱死功能的不期望的介入，该防抱死功能被排除或稍后进行，直到基于给定的物理条件实际可行。机动车2的所有车轮5同时或近似同时抱死。

调节27(调节的调整参数是与用于压力控制阀16的控制信号19的变化相关的制动压力)(图2)考虑到压力分配比例的压力分配比例初始值28，压力分配比例初始值在正常制动模式29(图2)中获知并且被准备用于以后在压力控制模式18中加以考虑。用于调节27的压力分配比例初始值28的获知在下文中参照图2来详细阐述。制动控制单元17配设有用于储存在正常制动模式29中获知的压力分配比例的存储器元件30，该压力分配比例作为用于调节27的压力分配比例初始值28在压力控制模式18开始时被读取。

图2以流程图示出了用于获知压力分配比例初始值28的实施例，压力分配比例初始值用于调节27在前车桥(图1中的附图标记3)与后车桥(图1中的附图标记4)之间的制动压力p的压力分配比例54。在压力控制模式18中，制动控制单元在对在前车桥的车轮制动器上的制动压力p与在后车桥的车轮制动器上的制动压力p的理想的压力分配比例54进行调节27的情况下产生用于压力控制阀(图1中的附图标记16)的控制信号19。在此通过调节27经由利用控制信号19对压力控制阀的相应的驱控来影响制动压力p。替选于压力控制模式28，在正常制动模式29中在车轮制动器上的制动压力p依赖于机动车的驾驶员所确定的驾驶员制动请求(图1中的附图标记32)来调设。因此，在正常制动模式29中机动车的驾驶员具有对制动压力的调设的完全管控，其中，制动控制单元并不主动地介入制动压力的调设，而是被动地监控用于施行行驶稳定功能45介入的前提条件。

这种行驶稳定功能45是防抱死系统的行驶稳定功能(图1)，其中，监控车辆的抱死倾向。将在车轮上的转速传感器23的转速测量值22、33与在分别相同的测量时刻机动车的运动参量的参考值24进行运算，以表征车轮滑移率，并且针对每个车轮获知滑移率，即在根据图2的实施形式中车轮滑移率λ。为了与参考值24进行运算36，在转速测量值22、33的评估37中获知运动参量38，运动参量相应于机动车的作为参考值24评估的运动参量。

在根据图2的实施例中，速度v作为运动参量38加以考虑，其中，车轮滑移率λ的获知根据如下的式子来进行：

λ＝(v-vveh)/vveh

替选地，代替速度v地，可以将加速度a作为运动参量38加以考虑。

在根据图2的实施例中，制动控制单元17调设制动压力，以在调节27制动压力情况54的情况下施行外部制动请求26。在压力控制模式18中为了施行防抱死系统的行驶稳定功能45，经由压力控制阀16在不考虑制动压力情况的情况下调节53制动压力p。在其他未示出的实施例中也设置在防抱死介入时考虑压力分配比例。

各自的车轮的车轮滑移率λ在比较步骤39中与预设的阈值40比较。超过阈值40在此表示相关的车轮的抱死倾向。如果一个或多个车轮的车轮滑移率λ超过预设的阈值40，则进行制动模式变换并且制动控制单元17在压力控制模式18中承担对制动压力的调设。由此实现防抱死系统的行驶稳定功能45。如果车轮滑移率λ的所获知的值没有超过预设的阈值40，则制动控制单元17保持在正常制动模式29中并且通过将车轮滑移率λ与阈值40比较被动地监控行驶稳定。

在检测步骤41中，制动控制单元检测外部制动请求26的存在。如果存在外部制动请求26，则进行制动模式变换，并且制动设备变换到压力控制模式18中，在压力控制模式中，制动控制单元17承担对制动压力p的调设。

如果制动控制单元17变换到压力控制模式18以施行外部制动请求26，则制动控制单元17操纵激活阀47、48(图1)并且由此导入制动压力p的主动改变和在压力控制模式18中对理想的压力分配比例的调节27。通过切换激活阀47、48，压力控制阀16与压力介质储备器12、13连接，使得能够经由压力控制阀16借助其进气阀20或排气阀21来调设车轮制动器6上的制动压力。

在正常制动模式29中，获知用于调节27的压力分配比例初始值28，压力分配比例初始值通过存储被准备用于以后在压力控制模式18中加以考虑。据此，从在监控抱死倾向期间例如通过防抱死系统的行驶稳定功能45获知的车轮滑移率λ的值得知用于前车桥的第一滑移率值34和用于后车桥的第二滑移率值35。用于前车桥的第一滑移率值34可以是车轮滑移率λ的两个可供使用的值中的一个值或用于前车桥的车轮的两个滑移率值的平均值。相应地，用于后车桥的第二滑移率值35是两个针对防抱死功能获知的车轮滑移率λ中的一个或两个值构成的平均值。

使用于所观测的前车桥和后车桥的对的第一滑移率值34和第二滑移率值35建立关系46并且如下地确定分配系数42。分配系数42是如下因数，其在与预设的压力分配比例44进行运算43中表明用于在压力控制模式18中调节27压力分配比例的压力分配比例初始值28。预设的压力分配比例44可以是固定的预设值，或在ebs的情况下动态地获知。

分配系数42对应于机动车的装载状态，使得通过与压力分配比例44的预设的值进行运算43可以获知实际的压力分配比例，实际的压力分配比例极为接近在当前装载情况下机动车2的理想的压力分配比例54。

为了确定分配系数42，相对于各自的压力情况相反地考虑用于前车桥的第一滑移率值34和用于后车桥的第二滑移率值35。这相应于如下假设：在理想的压力分配比例中机动车2的所观测的车桥的滑移率值34、35是相等的，或不存在滑移率差。

在切换到压力控制模式18之后开始调节27所基于的压力分配比例初始值28的获知有利地在正常制动模式29中在比较弱的车辆减速(也就是，例如-1m/s²到-1.5m/s²的负加速度)期间获知，以便减小动态影响。

在压力控制模式18中在考虑到在正常制动模式29中获知的压力分配比例初始值28的情况下利用调节27对制动压力p的调设即使在具有多个车桥的机动车的情况下也可以被使用。此外，其不仅在具有防抱死系统(abs)的常规制动系统中而且在电子制动系统(ebs)的情况下也可以使用。

附图标记列表(说明书的组成部分)

1制动设备

2机动车

3前车桥

4后车桥

5车轮

6车轮制动器

7制动缸

8制动踏板

9行车制动阀

10制动线路

11制动线路

12压力介质储备器

13压力介质储备器

14第一制动回路

15第二制动回路

16压力控制阀

17制动控制单元

18压力控制模式

19控制信号

20进气阀

21排气阀

22第一转速测量值

23转速传感器

24参考值

25纵向加速度传感器

26外部制动请求

27调节

28压力分配比例初始值

29正常制动模式

30存储器元件

31储存

32驾驶员制动请求

33第二转速测量值

34第一滑移率值

35第二滑移率值

36运算

37评估

38运动参量

39比较步骤

40阈值

41检测步骤

42分配系数

43运算

44预设的压力分配比例

45行驶稳定功能

46建立关系

47激活阀

48激活阀

49工作接头

50第一供给接头

51第二供给接头

52压力线路

53调节

54理想的压力分配比例

p制动压力

λ车轮滑移率

v速度

a加速度