确定操作车轮制动器可达到的商用车总减速值的方法，执行方法的制动设备及具有制动设备的商用车与流程

本发明涉及一种根据权利要求1的用于确定具有多个车桥的商用车或车辆组合的通过操作车轮制动器能够达到的总减速值的方法。本发明还涉及一种根据权利要求8的用于执行该方法的制动设备，以及涉及根据权利要求9的具有这种制动设备的商用车或车辆组合。

背景技术：

在现代商用车中越来越多使用自动化制动系统，例如预先紧急制动系统(aebs＝“advancedemergencybrakingsystem(预先紧急制动系统)”)、驾驶员辅助系统，例如电子稳定控制装置(esc)，其中，制动设备通过电子的制动控制单元与驾驶员制动无关地根据需要自动化地减速车辆。在此，特别有意义的是，尽量准确了解通过操作车轮制动器可达到的商用车总减速。这在一定程度上适用于所谓的车辆结队(platooning)，其中，多个商用车或车辆组合在道路交通中利用协调控制的帮助以尽量小的间距相继行驶，以降低油耗。车辆结队的商用车彼此联网或具有间距测量装置，例如radar或lidar，它们用于调节相对于前车的尽量小的间距，而不会影响交通安全性。车辆结队中的联网的商用车基于自动减速的较短的反应时间需要与手动车辆引导相比明显更小的间距，由此显著降低空气阻力。

然而为了将间距保持得尽量小，需要的最小安全间距的尽量准确的了解是必要的，其主要依赖于车辆结队内的商用车或车辆组合的最大可用制动力。商用车或车辆组合的可达到的总减速依赖于多个因数，例如装载状态和车轮制动器可达到的制动力。相应制动力受车轮制动器的制动特征值的影响，其代表车轮制动器施加的制动力矩与所调节的调节参数(例如施加的制动压力)的相关性。除了该制动特征值之外，还有各个制动器的结构上给出的特性和轮胎以及车道摩擦对可达到的制动力的影响。

针对车辆结队的编排已经建议，盘式制动器和/或鼓式制动器的装配考虑作为减速能力的标准。然而这不仅在技术上不合实际，而且不够充分。

de102008061944a1公开一种用获知准确的制动特征值的方法，其考虑用于确定制动器的相应响应压力。利用制动特征值值应当降低用于校正相应制动器上所控制的制动压力的调节耗费。在已知方法中，检测制动请求之后，改变第一车桥的制动器上的制动压力，与此同时，在其他车桥的所有制动器上的制动压力保持恒定或不施加制动压力。此外，检测运动特征值，它们显示牵引车或车辆的减速。根据运动特征值以及第一车桥的制动器上的制动压力计算制动特征值，必要时考虑当前制动器温度。

记录商用车行驶期间达到的制动力，无法有规律地提供用于最大减速的可靠信息，这是因为为此将需要执行全力制动。另外全力制动在公共道路交通中可能会损坏载重物或导致危害车辆结队中保持较小间距的后车或其他交通参与者。

测量当前可达到的总制动力，原则上虽然可以通过制动实验获知，然而测量可达到总力的花费是昂贵的并且必须频繁执行，例如在每次改变商用车或车辆组合的装载状态之后。因为这几乎是不可行的，所以商用车或车辆组合的可达到的总制动力尤其是最大可达到的制动力保持未知。车辆结队的降低油耗的潜力可能关于可达到的总制动力的可靠信息没有用尽。

技术实现要素：

本发明任务在于，在行驶期间，尽量准确地确定当前可达到的用于减速具有多个车桥的商用车或车辆组合的总减速值。

根据本发明，该任务通过一种具有权利要求1特征的用于确定具有多个车桥的商用车或车辆组合的通过操作车轮制动器能够达到的总减速值的方法。此外，本发明根据权利要求8通过用于执行所述方法的制动设备解决，并且根据权利要求9通过具有这种制动设备的商用车或车辆组合解决。

在根据本发明确定通过操作车轮制动器的可达到的总减速值时，在部分制动中，针对各个制动单元确定部分减速值，制动单元分别由至少一个车桥的车轮制动器构成。具有多个车桥的制动单元尤其有意义之处在于，多个车桥的车轮制动器由共同的制动回路馈送或用于简化制动力分配。在此，部分制动理解为减速商用车的机动操作，其中，所请求的商用车的减速的大小小于最大可达到的减速。为了在部分制动中实施减速请求根据本发明利用不均匀地在制动单元上分配制动力实施制动力分配，其中，时间错开地分别选择两个制动单元的其中一个并且通过所选制动单元施加与其他制动单元相比更大的制动力。制动过程期间，针对本发明确定的制动力分配测量或获知商用车或车辆组合的当前减速并且分别作为所选制动单元的相应部分减速值配属和保存。以此方式，提供通过所选制动单元可达到的最小商用车减速。

通过在商用车或车辆组合行驶期间在部分制动中选择不同制动单元用于实施最大制动力，在行驶期间可以获知全部制动单元的部分减速值。将能够达到的总减速值确定为行驶期间确定的部分减速值之总和，目的在于根据本发明确定先前分别所选制动单元的部分减速值。换而言之，分别针对所选制动单元测得的减速是总减速的所选车桥的最小可达减速份额。为了获知商用车或车辆组合的制动能力将所有制动单元的部分减速值(也就是可达到的总减速的各个制动单元的份额)相加，并且将部分减速值的总和确定为总减速值。

按照有利方式，依次选择制动单元以便在部分制动中实施最大制动力并分别将当前减速作为部分减速值配属给制动单元，从而在短时间内为所有制动单元提供代表性的部分减速值。在此预定用于确定相应部分减速值的制动单元的选择顺序，或者在另一优选实施方案中，在行驶期间结合目前获知的部分减速值和据此确定的各个制动单元减速能力进行适配。不同制动单元的部分减速值在彼此相继的部分制动中或在同样的部分制动期间确定，具体而言，为了实施所请求的商用车减速选择彼此不同的制动单元并且用于分别实施最大的制动力。换而言之，制动单元，也就是商用车或可能是挂车的车桥，时间错开地在彼此相继部分制动下驱动或者在足够长的制动过程中依次加载。

为了在行驶期间获知在应用所有制动单元情况下的最大可达到的商用车或车辆组合总减速，确定各个制动单元的相应最大部分减速值。最大总减速值作为最大部分减速值的总和确定。为了确定最大部分减速值，检测所选制动单元的车轮制动器上的相应滑移并将其与预定滑移限值比较。当达到滑移限值时，保存商用车或车辆组合的当前减速作为最大部分减速值。优先获知预定滑移限值并且优选根据附着限值预定。如果在所选车桥上在部分制动期间未达到预定滑移限值，即，附着限值，则按照有利方式确定最大部分减速值，具体而言，商用车或车辆组合的当前减速根据所检测到的滑移进行加权。在此，加权理解为将滑移评价为影响参数。在加权时，评估出现的小的滑移作为与附着限值大的间隔并且当前减速利用相应加权系数进行加权，以便分别为所选制动单元配属最大部分减速值。以此方式，根据与附着限值的间隔结合实际车轮滑移估算最大部分减速值。

当为了确定部分减速值不仅应用所选制动单元以实施最大部分制动力，而且将为减速而请求的制动力集中于所选制动单元时，获得了特别有说服力和准确的部分减速值。在此，“集中”理解为，在部分制动期间为减速请求的制动力尽量完全由所选制动单元施加，也就是，商用车或车辆组合在部分制动期间利用单一车桥制动被减速。

为了确保，在获知部分制动期间的部分减速值时可以根据需要尽量迅速提高总制动力，在制动力分配集中于所选制动单元期间利用作用力操作其他制动单元。

在本发明优选实施方案中，气动或液压操作车轮制动器，其中，制动压力是用于将制动力施加到相应车轮制动器上的调节参数。利用液压操作的车轮制动器可以高的调节精度调节出高制动力矩和制动力。在另一有利实施方案中，设置电磁车轮制动器。在优选实施方案中，车轮制动器通过气动操作系统运行，其中，在力恒定时可以实现无功压力保持并且较小的泄漏不会造成环境负荷。此外，气动制动系统构造比较简单并且通常还比类似的机电的制动系统更廉价。

考虑从测量值获知用于确定各个制动单元的部分减速值的当前减速测量值，测量值例如为根据加速度传感器的测量值。在此，加速度传感器按如下方式配属给制动控制单元，即，制动控制单元已访问加速度传感器的测量值或者已经接收关于当前减速的评估信息。在本发明另一实施方案中，考虑用于车辆稳定调节的传感器模块的加速度传感器的测量值。

本发明尤其有利地应用于商用车或车辆组合。在此，商用车理解为根据其结构方式用于运输货物(例如载货车、牵引车等)或运输人员(例如公共汽车)或牵拉挂车的机动车。车辆组合包括机动牵引车和至少一个挂车。

在考虑到本发明获知的总减速值情况下，确定商用车或车辆组合与前车的间距。在此，该间距是至少其中一个如下的最小间距，即，在其中商用车或车辆组合以其个性化减速能力根据总减速值尚可以避免碰撞前车。通过根据本发明在行驶期间获知的总减速值确定间距尤其使得能够在车辆结队时优化调节出车辆结队行驶的车辆的尽量小的车头空距。

附图说明

结合附图进一步阐述本发明实施例。图中：

图1示出商用车的制动设备的气动和电气原理图；

图2示出具有液压操作系统的第二实施例的示意图；

图3示出具有机电操作系统的第三实施例的示意图；

图4示出在具有多个车桥的车辆组合上的减速和制动力的示意图；

图5示出用于确定具有四个车桥的实施例的商用车或车辆组合的总减速值的方法的实施例的流程图。

具体实施方案

图1示出商用车6的电子制动设备5的电气-气动原理图。电气线路以虚线示出，气动线路以实线示出。在所示实施例中，商用车6包括两个车桥7、8，车轮9分别在两侧布置在它们上。为了减速(制动)商用车6，给每个车轮9配属车轮制动器10。在根据图1的实施例中，制动设备5具有气动操作系统41，从而车轮制动器10可气动操作并且对应于要求的制动压力将制动力施加到转动着的车轮9上。气动操作系统41由与车轮制动器10相连的气动制动缸42以及制动杆43和压力活塞组成，压力活塞布置在车轮制动器10之内。制动缸42在通过控制线路38要求的调节参数(即，制动压力p)的作用下生成操作力。制动杆43用于传递和增强由制动缸42生成的操作力。

在所示实施例中，制动设备5具有两个制动回路，其中，第一制动回路11配属给沿行驶方向位于前方的车桥7，第二制动回路12配属给后车桥8。为了气动操作车轮制动器10，在第一制动回路11内布置第一压力介质储存器44，在第二制动回路12内布置第二压力介质储存器45。车轮制动器10的相应控制线路38属于制动回路11、12，通过这些控制线路使得车轮制动器10处于运行中，即，在所示实施例中利用气动车轮制动器10附加制动压力。为了调节车轮制动器10上的制动压力，在所示实施例中，在两个制动回路11、12分别配属一个车桥调制器13、14。前车桥调制器13在此通过信号线路15与制动控制单元16相连。信号线路15尤其是can连接。车桥调制器14通过信号线路17(can总线)与制动控制单元16相连。

在车轮9上分别布置转速传感器18。前车桥7的车轮9的转速传感器18通过电气线路19传递信号地与前车桥调制器13相连。相应地后车桥8的车轮9的转速传感器18与后车桥调制器14相连。在制动设备5运行时，车桥调制器13、14检测相应车轮9的转速的测量值并且在必要时在评估之后将它们通过电子器件发送至制动控制单元16。制动控制单元16评估获知的转速并且在必要时匹配制动力，也就是在实施例中利用气动车轮制动器匹配制动压力，其由相应车桥调制器13、14预定。例如为了实现防抱死功能或者电子制动系统的其他稳定功能考虑转速测量值。在评估转速时，制动控制单元16推断出相应的车轮滑移和相应车轮9的抱死倾向。如果对应于要求的制动压力的制动力超过最大可传递的制动力，则在一个或多个车轮9开始将其抱死，由此商用车6可能不稳定。因此制动控制单元16的防抱死功能通过转速传感器18监控每个车轮9的抱死倾向。

制动控制单元16根据减速请求20获知制动力和/或相应车轮制动器10的所属的制动压力。制动控制单元16构造用于接收例如来自驾驶员辅助系统的外部的减速请求20。尤其在车辆结队时，当多个商用车或车辆组合彼此联网时，则制动控制单元16接收这种制动请求20以便自动化减速。此外，在牵引车中，设置制动信号编码器21，牵引车驾驶员通过该制动信号编码器可以向制动控制单元16提出减速请求20。在制动信号编码器21上联接可由驾驶员操作的制动踏板22，其布置在商用车的驾驶室内。

制动设备的第二实施例具有用于车轮制动器的液压操作系统46，其原则上在图2中示出。在此，制动压力p通过被设计成液压线路47的控制线路接入液压缸48，其生成对应于制动压力p的液压操作力。

在根据图3的制动设备的第三实施例中，设置机电的操作系统49。操作系统49包括一个或多个机电的执行器50，其替代制动缸的制动活塞。制动摩擦片由执行器50根据通过电气控制线路51要求的电气调节参数i压紧，即，在盘式制动器情况下压在制动盘上。制动控制单元16与在根据图1的实施例中在气动操作情况下确定制动压力作为调节参数类似地获知调节参数i。

为了在车辆结队中将与前车的间距保持得尽量小，在商用车6或车辆组合行驶期间，确定可达到的总减速并且将其作为自动化减速的基础。如以下还进一步结合图4和图5阐述的那样，为了在部分制动情况下实施减速请求20，利用在一个或多个车桥7、8的制动单元1、2上不均匀分配制动力来进行制动力分配。在根据图1的实施例中，前桥7的车轮制动器10构成这种制动单元1，与此同时，制动单元2包括后车桥8的车轮制动器10。为了确定各个制动单元1、2的部分减速值，考虑商用车6(或图4中的车辆组合24)的当前减速b。为了确定当前减速b，给制动控制单元16配属加速度传感器23。在一个备选实施例中，制动控制单元16根据转速传感器18的转速测量值确定当前减速b。

图4示出车辆组合24，其由具有第一制动单元1和第二制动单元2的商用车6以及具有第三制动单元3和第四制动单元4的挂车25组成。每个制动单元1、2、3、4相应包括商用车6或挂车25的车桥的车轮制动器10。

车轮制动器10的操作由控制单元16控制，从而每个制动单元1、2、3、4取决于通过制动控制单元16的进行的操控生成相应制动力f1、f2、f3、f4。

制动控制单元16构造用于根据减速请求20和实施减速请求所需的总制动力fges执行制动力f1、f2、f3、f4在制动单元1、2、3、4上的分配。以下结合图5的流程图进一步阐述制动力分配26。

如果存在部分制动27，这结合减速请求20基于相应预定或所请求的总制动力fges与已经存在的总减速值的比较确认，则选择其中一个可用的制动单元1、2、3、4，以便通过该制动单元传递最大的制动力。图4示例性示出通过以实线示出的控制线路38选择28第二制动单元2。所选制动单元29在制动力分配26中如下考虑，即，通过该所选制动单元27施加与通过其他制动单元相比更大的制动力。也就是在根据图4的行驶状态下，即，通过制动单元2传递与剩余制动单元1、3、4相比更大的制动力f2。

总制动力fges的施加优选如下集中于所选制动单元29，即，总制动力fges完整或至少极为主要地由所选制动单元29施加。当所请求的总制动力fges集中37于所选制动单元29(在根据图5的示例中，选择28第二制动单元2)施加对应于总制动力fges的制动力f2，与此同时，不操作或利用作用力fa操作其他制动单元1、3、4。在具有气动车轮制动器的一个优选实施例中，剩余的也就是未选择的制动单元1、3、4的车轮制动器利用响应压力操作，从而在需要时，通过提高在剩余制动单元1、3、4上的制动力可以实现迅速的制动效果。

行驶期间，车辆组合24的当前减速b(也就是车辆组合24的所有车辆的共同减速)通过加速度传感器23(图1、图4)确定，将这样确定的减速b的值作为部分减速值b2配属给所选制动单元29。在选择28第二制动单元2的所示实施例中，将当前减速b作为部分减速值b2配属给该制动单元2。制动单元1、2、3、4在部分制动27中被依次选择以实施最大的制动力并且根据相应存在的当前减速b给其分别配属部分减速值b1、b2、b、b4。因而在配属33中，相应考虑所选制动单元29和当前减速b，从而在部分制动27中依次执行配属过程中给第一制动单元1配属部分减速值b1，给第二制动单元2配属部分减速值b2，给第三制动单元3配属部分减速值b3和给第四制动单元4配属部分减速值b4。依次并且在部分制动持续时间足够长时在同一部分制动内执行部分减速值b1、b2、b、b4的获知。因而，部分减速值b1、b2、b、b4代表最小减速能力，其通过相应制动单元1、2、3、4提供。部分减速值b1、b2、b、b4保存在第一数值表30内并且在行驶期间不断更新。

最小总减速值bmin作为部分减速值b1、b2、b、b4的总和31确定。最小总减速值bmin代表总车辆组合24的至少可达到的减速能力。

确定最大部分减速值b1max、b2max、b3max、b4max，具体而言，检测所选制动单元29的车轮制动器10的相应车轮滑移λ并将其与预定车轮滑移限值λgr相比较(比较35)。车轮滑移限值λgr根据附着限值预定。车轮滑移λ通过评估转速传感器18(图1)的转速测量值提供。在达到或超过39车轮滑移限值λgr时，在该时间点测得的当前减速b作为最大部分减速值b1max、b2max、b3max、b4max保存在最大部分减速值的第二数值表32内。在附着限值范围内获知的最大部分减速值代表通过相应所选制动单元最大可达到的分减速。如果如图5所示，确定第二制动单元2作为所选制动单元29，则针对该第二制动单元类似于确定最小减速值b1、b2、b、b4时的步骤将当前减速b保存为第二制动单元2的最大部分减速值b2max。通过产生最大部分减速值b1max、b2max、b3max、b4max的总和31确定总车辆组合24的最大总减速值bmax。以此方式提供最小总减速值bmin和最大可达到的总减速值bmax作为信息，其在控制车辆结队范围内的车头空距情况下加以考虑。

如果在比较35检测到的车轮滑移λ与预定的车轮滑移限值λgr时得到结果，车轮滑移λ超过车轮滑移限值λgr(超过39)，则中断所选制动单元29的部分减速值的确定并且利用到那时不起作用的其他制动单元1、3、4的至少其中之一进行制动力分配26。在此情况下，结合比较35生成附加制动信号36，从而在制动力分配26情况下进行附加制动，也就是附加操作到那时未操作的制动单元1、3、4的至少其中之一。在相应高减速请求情况下，通过全部可用的制动控制单元1、2、3、4施加提高的制动力。该制动力分配26在图5的视图中以虚线表示，其中，通过每个制动单元1、2、3、4施加各自的制动力f1、f2、f3、f4。

如果例如识别到较高的车轮滑移λ(按照典型方式在～10％范围内)，则相关的(即所选的)制动单元接近其最大可传递的力。如果获知所属的总车辆减速b(减去可能存在的斜度影响，仅其他车桥内的作用力)，则这假定为最大部分减速值b1max、b2max、b3max、b4max，即，作为通过相关制动单元的唯一作用可达到的最大车辆减速。如果这针对所有车桥/制动单元重复执行，则可达到的总车辆减速，即，最大总减速值bmax，由各个最大减速的总和(最大部分减速值b1max、b2max、b3max、b4max)良好地近似，而任何时候都无需完成牵引组合的全力制动。(例如va0.2g，ha0.3g，挂车0.2g＝0.7g最大减速能力)。在实际运行中，当减速请求增多并达到车桥的力附着限值时，优选给制动力添加至少其中一个未使用的车桥或制动单元1、2、3、4。这确保期望的减速并且绝不会弄错可达到的总减速值bmin、bmax的获知结果。

只要在比较35车轮滑移λ与预定车轮滑移限值λgr时确认车轮滑移低于车轮滑移限值，在加权路径40内执行最大部分减速值b1max、b2max、b3max、b4max的确定，具体而言，车辆组合24的相应当前减速b根据检测的车轮滑移λ进行加权。在此，根据检测到的车轮滑移λ与车轮滑移限值λgr的间隔执行加权34，即，取决于车轮滑移λ与车轮滑移限值λgr的滑差δλ。在此，出现的小的车轮滑移λ评估为相对于附着限值(即，预定车轮滑移限值λgr)间距大，因此滑差δλ大。以此方式可以在应用相应算法情况下针对相应的所选制动单元29估算最大部分减速值的改进估算。当达到或超过39车轮滑移限值时，在该时间点用当前减速b在数值表32中更新最大部分减速值b1max、b2max、b3max、b4max。针对如下情况，即，在部分制动期间通过所选制动单元未获得其中车轮滑移λ达到预定车轮滑移限值λgr的状况，那么在任意情况下经由加权路径40估算最大部分减速值b1max、b2max、b3max、b4max。

在考虑到总减速值bmax、bmin情况下，进行商用车6或车辆组合24相对于前车的预定间距a、amin的确定52。这些间距a、amin是距离信息，它们由相应商用车6的制动控制单元16实施。由最大总减速值bmax(其代表商用车6或车辆组合24的最大可行的减速潜力)，确定相对于前车的最小间距amin(其在例如车辆结队行驶期间在任意情况下都要维持)，以可靠避免碰撞。

附图标记列表(说明书的部分)

1.第一制动单元

2.第二制动单元

3.第三制动单元

4.第四制动单元

5.制动设备

6.商用车

7.车桥

8.车桥

9.车轮

10.车轮制动器

11.第一制动回路

12.第二制动回路

13.车桥调制器

14.车桥调制器

15.信号线路

16.制动控制单元

17.信号线路

18.转速传感器

19.电气线路

20.减速请求

21.制动信号编码器

22.制动踏板

23.加速度传感器

24.车辆组合

25.挂车

26.制动力分配

27.部分制动

28.选择

29.所选制动单元

30.数值表

31.总和

32、数值表

33.配属

34.加权

35.比较

36.附加制动信号

37.集中

38.控制线路

39.超过

40.加权路径

41.操作系统(气动)

42.制动缸

43.制动杆

44.第一压力介质储存器

45.第二压力介质储存器

46.操作系统(液压)

47.液压线路

48.液压缸

49.操作系统(机电)

50.机电的执行器

51.电气控制线路

52.确定

b减速

λ车轮滑移

λgr车轮滑移限值

b1、b2、b3、b4部分减速值

b1max、b2max、b3max、b4max最大部分减速值

bmin最小总减速值

bmax最大总减速值

δλ滑差

f1、f2、f3、f4制动力

fa作用力

fges总制动力

a间距

amin最小间距