專利名稱：用于機動車輛的制動系統(tǒng)、配備該制動系統(tǒng)的機動車輛以及用于操作該制動系統(tǒng)的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于機動車輛的制動系統(tǒng)、一種配備該制動系統(tǒng)的機動車輛、以及一種對應的用于操作該制動系統(tǒng)的方法。
背景技術：
機動車輛的制動系統(tǒng)通常實現(xiàn)行車制動器的功能和駐車制動器的功能，并且，如果情況允許的話，還實現(xiàn)輔助制動器的功能。機動車輛、特別是乘用車，為此通常具有兩個彼此獨立的制動系統(tǒng)一個行車制動器和一個駐車制動器。行車制動器用于在車輛正常運行時減速或者使車輛停止。相反，駐車制動器用于保持車輛停止，甚至在傾斜的路面上、特別是在駕駛員不在的時候。行車制動器主要以三種不同的實施方式應用于車輛中純液壓、電動液壓和純電 動。在液壓制動系統(tǒng)中，通過踏板施加制動壓力并且通過兩個或多個制動回路傳輸至指定給車輛車輪的對應的車輪制動器。如果一個制動回路失靈，各保持完好的制動回路將采取輔助制動器的功能。在電動液壓制動系統(tǒng)(electro-hydraulic brake system)中，通過電信號來調節(jié)車輪制動的液壓力。相比于純液壓制動系統(tǒng)，這種方式允許對制動力的更好的可控性，并且因此允許根據(jù)具體情況有更短的制動距離。在電動液壓制動器中，通過傳感器電子地探測駕駛員的要求。在這種情況下，行程傳感器確定踏板行程的時間分布圖，并且由此確定踏板速度和踏板加速度。另外，通過壓力傳感器探測控制回路中的壓力分布圖?？刂茊卧纱双@得駕駛員的例如部分制動、緊急制動等要求并計算出每個車輪制動在即時行駛情況中所必需的設定壓力?？刂茊卧{節(jié)可以增大每個車輛車輪的各制動壓力的液壓激活裝置或液壓單元。每個車輪管線中的壓力傳感器確定實際的壓力，因而可以為每個車輪單獨調整設定壓力。與傳統(tǒng)的液壓制動系統(tǒng)相比，駕駛員在電動液壓制動系統(tǒng)中不再與車輪制動有任何直接的傳感器接觸。模擬器生成已知的制動踏板的感覺，這個感覺在傳統(tǒng)制動中是通過從主制動缸到車輪制動器的油柱的液壓力引起的反作用力。如在傳統(tǒng)的液壓制動器中，如果控制系統(tǒng)失靈，通過閥門可以在主制動缸和車輪制動分泵缸之間產生直接但不放大的連接。在純電動操作制動系統(tǒng)的情況下，例如電動機這樣的機電激活裝置通過將摩擦襯片直接放在制動盤上而連冋控制單兀一起對車輪制動器施加制動壓力。在傳統(tǒng)的駐車制動器中，駕駛員用他的腳或手激活機械激活裝置，該激活裝置通過纜繩拉力在后輪制動器產生攔阻力(arresting force),該攔阻力施加至制動盤或制動鼓。相反，在電動駐車制動器中，用例如電動機的機電激活裝置通過將摩擦襯片放在制動盤上而連同控制單元或電動開關一起直接對車輪制動器施加制動壓力。上述用于機動車輛的制動系統(tǒng)可以擁有共用零件。然而，為了安全起見，必須提供至少兩個彼此獨立的激活裝置，在這種情況下，激活裝置應被理解為是一種例如踏板或手動操縱桿這樣的施力裝置，或者是ー種例如連同電動機的控制單元或電動開關這樣的外力裝置。例如，EP 0741066B1號文獻描述了具有行車制動系統(tǒng)和駐車制動系統(tǒng)的機動車輛，其中每個制動系統(tǒng)可以通過指定給每個制動系統(tǒng)的激活裝置激活。駐車制動器配備有用于緊急制動功能和攔阻功能的共用激活裝置，其中當具有零以上的車速時驅動壓カ發(fā)生器通過邏輯電路啟動緊急制動，其中在機動車輛靜止狀態(tài)下激活駐車制動器。另外，在EP 0825081B1號文獻中公開了ー種具有駐車制動器的機動車輛，其摩擦制動器既可以通過液壓カ發(fā)生器液壓激活，也可以通過機電驅動単元繞過該液壓傳動直接激活。該文獻提出將駐車制動器的液壓激活和機電激活結合使用以實現(xiàn)例如在紅綠燈處停下來或起動輔助的舒適性功能，其中駐車制動器在使用機動車輛時主要是液壓激活，在機動車輛停放時主要是機電激活。通常，在制動過程中，可以在機動車輛中察覺到車身的俯仰運動，也就是車身圍繞 車輛橫軸的旋轉運動，特別是車輛剛要停止之前，也就是通常在相對低的車速。在這種情況下，車身的這些運動也被描述為車輛前面相對于車輛后面驟降。這種俯仰運動通常對駕駛舒適性有不利影響，因為車輛乘員能夠明顯地感知到它們。為了減少不需要的車身運動，例如可以發(fā)生在轉彎時或由于行駛在不平坦道路時的側傾、俯仰或往復運動，本身是已知的是，使車輛在車輪懸掛系統(tǒng)上配備有專門的預防措施，例如配備有橫向穩(wěn)定桿或主動的開環(huán)或閉環(huán)可控彈簧阻尼器単元(主動底盤)。

發(fā)明內容
在此背景下，本發(fā)明的目的是提供一種用于機動車輛的制動系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)至少可以減少或甚至防止發(fā)生在車輛制動過程中、特別是車輛剛要停止之前的車身的俯仰運動。另外，本發(fā)明的目的是詳細說明ー種配備有該制動系統(tǒng)的機動車輛以及ー種對應的用于操作該制動系統(tǒng)的方法。這些目的通過以下技術方案實現(xiàn)一種用于機動車輛的制動系統(tǒng)，包含行車制動器，其至少對機動車輛的前軸起作用；電動駐車制動器，其對機動車輛的后軸起作用并且可以獨立于行車制動器操作，以及控制単元，其在由行車制動器實現(xiàn)的制動過程中，通過激活駐車制動器將額外的制動力作為至少ー個行駛狀態(tài)變量的函數(shù)加以提供。在該系統(tǒng)中，所述行駛狀態(tài)變量包含至少ー個車速并且控制単元配置為僅在低于預先確定的車速時才激活駐車制動器。在該系統(tǒng)中，所述控制単元配置為將駐車制動器提供的制動カ的水平作為行駛狀態(tài)變量的函數(shù)加以確定。在該系統(tǒng)中，所述控制単元配置為在激活駐車制動器的同時降低通過行車制動器作用于前軸的制動カ的水平。在該系統(tǒng)中，所述控制単元配置為保持由行車制動器提供的制動カ和由駐車制動器提供的制動カ的總和不變。在該系統(tǒng)中，可電動液壓地操作所述行車制動器并且所述行車制動器包括機電的王制動缸。
在該系統(tǒng)中，所述控制單元是機動車輛的電子穩(wěn)定控制器的一部分。ー種具有上述所述的制動系統(tǒng)的機動車輛。一種用于操作根據(jù)上述所述的制動系統(tǒng)的方法，該制動系統(tǒng)具有行車制動器，其至少對機動車輛的前軸起作用；電動駐車制動器，其對機動車輛的后軸起作用并且可以獨立于行車制動器操作；以及控制單元，其中當行車制動器實現(xiàn)制動過程時，駐車制動器作為至少ー個行駛狀態(tài)變量的函數(shù)通過所述控制單元激活。
在該方法中，所述行駛狀態(tài)變量包含至少ー個車速，并且僅在低于預先確定的車速時才通過控制単元激活駐車制動器。應該指出的是，可以將在權利要求中單獨說明的特征以任何技術上需要的適當方式彼此結合，從而表明本發(fā)明的進ー步改進。本說明書還詳細地描述和詳細說明了本發(fā)明的特征。本發(fā)明基于使用機動車輛制動器從而減少或避免車身運動的理念，所述車身運動具體是例如通常發(fā)生在機動車輛制動時、尤其是機動車輛剛要停止之前的俯仰運動。為此，根據(jù)本發(fā)明的用于機動車輛的制動系統(tǒng)包含至少對機動車輛的前軸起作用的行車制動器以及對機動車輛后軸起作用并且可以獨立于行車制動器操作的電動駐車制動器。由于在本說明書的背景技術部分已經詳細說明了術語“行車制動器”、“駐車制動器”以及“電動駐車制動器”，在這里不再重新說明，而是引用背景技術中的對應要點。另外，根據(jù)本發(fā)明的制動系統(tǒng)包含控制單元，其通過在由行車制動器實現(xiàn)的制動過程中激活駐車制動器將額外的制動力作為至少一個行駛狀態(tài)變量的函數(shù)加以提供。在這里，電動駐車制動器的激活可以由控制単元使用ー個或多個指定給駐車制動器的機電激活裝置以公知方式實現(xiàn)。例如，該機電激活裝置可以包含電動機，其通過將摩擦襯片放在制動盤上，將制動壓力作為由控制單元確定和輸出的電控制信號的函數(shù)施加于車輛后軸的指定給駐車制動器的車輪制動器上。根據(jù)本發(fā)明，行駛狀態(tài)變量通常理解為那些描述車輛當前狀態(tài)的車輛的變量，也就是說例如是車輛或車身沿車輛縱軸(側傾軸)、橫軸(俯仰軸)和/或垂直軸(偏航軸)的線性加速度變量和/或速度變量，和/或車輛或車身圍繞車輛縱軸(側傾軸)、橫軸(俯仰軸)和/或垂直軸(偏航軸)的旋轉加速度變量和/或速度變量、車輪打滑等等。后者可以通過車載傳感器系統(tǒng)以本來就公知的方式確定。例如，已經在車輛的例如電子穩(wěn)定程序(ESP)或電子穩(wěn)定控制器(ESC)、防抱死制動系統(tǒng)(ABS)、牽引力控制系統(tǒng)(TCS)等車輛運動動態(tài)控制裝置的范圍內確定了這些行駛狀態(tài)變量，并且因此也同樣提供給其它設置在車輛中的開環(huán)和/或閉環(huán)控制系統(tǒng)而不用額外支出，這些開環(huán)和/或閉環(huán)控制系統(tǒng)彼此通過對應的例如CAN或LIN總線系統(tǒng)等車輛通信網(wǎng)絡連接。通過根據(jù)本發(fā)明由駐車制動器提供的、對機動車輛后軸起作用的額外的制動力，在行車制動器實現(xiàn)制動過程的情況下，與對前軸起作用的制動カ相比，増加了對后軸起作用的制動力。換而言之，在行車制動器的制動過程中，在駐車制動器的輔助下，減小了前軸與后軸的制動カ之比。這導致發(fā)生在機動車輛制動時、特別是車輛剛要停止之前的車身的俯仰運動明顯減少乃至防止。因此，根據(jù)本發(fā)明的制動系統(tǒng)允許車輛以車輛乘客感覺特別舒適的方式制動和停止車輛，正是由于這個原因，該功能在這里也被稱為舒適停車^ comfort stopノ。
具體實施例方式在本發(fā)明的一個有利改進中，行駛狀態(tài)變量包含至少一個車速并且還將控制單元配置為僅在低于預先確定的車速時才激活駐車制動器?？刂茊卧梢詫崿F(xiàn)對駐車制動器的激活的車速范圍最好是相對低的車速范圍，例如從Okm/h到大約13km/h，最好是從Okm/h到大約10km/h。這確保行車制動器的制動過程在預先確定的車速范圍以外不發(fā)生從車輛前軸到后軸的制動力之比的創(chuàng)造性轉移。因此，超出可預先確定的車速或在可預先確定的車速范圍以外時，在激活根據(jù)本發(fā)明的制動系統(tǒng)的控制單元之前，在相對低的車速、特別是在車輛剛要停止之前使用行車制動器進行車輛的最佳制動減速是可能的，這還可選擇地由防抱死制動系統(tǒng)進行輔助和穩(wěn)定，車輛前面相對于車輛后面的驟降運動得以減少或防止。除了車速以外，還可以選擇性地或額外地考慮其它的行駛狀態(tài)變量作為根據(jù)本發(fā)明的制動系統(tǒng)的控制單元的激活或停用標準，例如車身的俯仰加速度或俯仰速度，也就是車身圍繞車輛橫軸的旋轉加速度或角速度。為了在車輛減速過程中一直確保最大程度的安全，通常僅在出現(xiàn)非緊急動態(tài)行駛狀態(tài)時才激活根據(jù)本發(fā)明的制動系統(tǒng)的控制單元。因此，為了確定非緊急行駛狀態(tài)，可以以本來就已知的方式使用例如車輛的橫向加速度、偏航速率、轉向角等等作為要考慮的行駛狀態(tài)變量。 為了改善根據(jù)本發(fā)明的制動系統(tǒng)的其它舒適停車功能，本發(fā)明的一個有利改進提供還將控制單元配置為確定由駐車制動器提供的作為至少一個行駛狀態(tài)變量的函數(shù)的制動力的水平。因此，激活駐車制動器后，控制單元可以例如作為當前車輛速度或當前俯仰加速度或俯仰速度的函數(shù)來控制根據(jù)本發(fā)明的制動力分布，并且因此可以以更有針對性并且更精確的方式抵消車身進行俯仰運動的趨勢。例如，以這種方式，通過及時地再次釋放駐車制動器，控制單元可以在車輛剛要停止之前(車速接近Okm/h)防止發(fā)生在摩擦制動器上的搖晃，因為摩擦襯片和制動盤之間從滑動摩擦轉為靜摩擦。根據(jù)本發(fā)明的另一有利改進，還將控制單元配置為在激活駐車制動器的同時降低通過行車制動器作用于前軸的制動力的水平。以這種方式，從車輛前軸到后軸的制動力之比的更多轉移是可能的，由此，更進一步提高了防止車身俯仰運動的控制可能性。為了對可以通過行車制動器施加在車輛前軸的制動力水平進行的簡單控制，在本發(fā)明的一個有利改良中，可以電動液壓地操作行車制動器并且包括機電的主制動缸。此改進還允許根據(jù)本發(fā)明的制動系統(tǒng)與車輛中提供的其它車輛運動動態(tài)控制系統(tǒng)的簡單結合，因為可以一起使用這些系統(tǒng)的相同組件，由此可以減少車輛的安裝空間、重量以及最終的費用。為了確保整個制動過程甚至一直到車輛完全停止都均勻制動減速，根據(jù)本發(fā)明的另一有利改進，還將控制單元配置為保持由行車制動器提供的制動力和由駐車制動器提供的制動力的總和不變。因此，由于車輛前軸和后軸之間制動力之比的轉移，車輛的總制動力沒有改變，由此再一次改善了根據(jù)本發(fā)明的制動系統(tǒng)的舒適停車功能，因為制動力之比的轉移可以在不被車輛乘客注意的情況下進行。根據(jù)本發(fā)明的另一有利改進，根據(jù)本發(fā)明的制動系統(tǒng)的控制單元是機動車輛的電子穩(wěn)定控制器(ESC)的一部分?？刂茊卧c常規(guī)的車輛運動動態(tài)控制系統(tǒng)的整合意味著沒有必要為根據(jù)本發(fā)明的制動系統(tǒng)提供單獨額外的控制單元。而且，這種整合還提供很大的優(yōu)勢，該優(yōu)勢就是車輛運動動態(tài)控制通常需要的所有行駛狀態(tài)變量，例如車輛或車身沿車輛縱軸(側傾軸)、橫軸(俯仰軸)和/或垂直軸(偏航軸)的線性加速度變量和/或速度變量、和/或車輛和/或車身圍繞車輛縱軸(側傾軸)、橫軸(俯仰軸)和/或垂直軸(偏航軸)的旋轉加速度變量和/或速度變量、轉向角、車輪打滑等等，也可以直接用于控制根據(jù)本發(fā)明的制動系統(tǒng)。此外，上述電子穩(wěn)定控制器和根據(jù)本發(fā)明的制動系統(tǒng)的整合提供的進ー步優(yōu)勢是，這些系統(tǒng)彼此選擇性地適應并且還有效利用兩個系統(tǒng)都使用的組件。下面將詳細說明根據(jù)本發(fā)明的制動系統(tǒng)的方法函數(shù)。行車制動器一開始執(zhí)行制動過程以及在這過程中，控制單元就基于至少一個行駛狀態(tài)變量檢查是否滿足駐車制動器的激活條件。根據(jù)本發(fā)明，行駛狀態(tài)變量通常理解為描述車輛當前狀態(tài)的那些車輛變量，即，例如車輛或車身沿車輛的縱軸(側傾軸)、橫軸(俯仰軸)和/或垂直軸(偏航軸)的線性加速度變量和/或速度變量、和/或車輛或車身圍繞車輛縱軸(側傾軸)、橫軸(俯仰軸)和/或垂直軸(偏航軸)的旋轉加速度變量和/或速度變量、轉向角、車輪打滑等等。如果滿足上述條件，則控制単元激活駐車制動器，并且因此在行車制動器之外也在機動車輛后軸提供制動力。因此，前軸和后軸之間的制動カ之比朝后軸方向轉移，由此減少或防止通常發(fā)生在機動車輛制動過程中的車身的俯仰運動。
根據(jù)按照本發(fā)明的用于操作制動系統(tǒng)的方法的ー個有利改進，行駛狀態(tài)變量包含至少ー個車速并且僅在低于預先確定車速、特別是低車速時才通過控制單元激活駐車制動器。優(yōu)選的低車速范圍是大約Okm/h到大約13km/h,最好是Okm/h到大約10km/h。因此即使行車制動器執(zhí)行制動過程，在預先確定的車速范圍以外也不會發(fā)生制動カ之比從車輛前軸到后軸的創(chuàng)造性轉移。這起初允許一旦車速在預先確定的車速范圍內就以創(chuàng)造性的方式在控制單元首次激活駐車制動器前使用行車制動器實現(xiàn)車輛的最佳制動減速，從而減少或防止車輛的俯仰運動，特別是車輛剛要停止之前，這也可選擇地由防抱死制動系統(tǒng)進行輔助和穩(wěn)定。用于操作制動系統(tǒng)的方法的另ー個有利改進提供還通過控制單元將由駐車制動器提供的制動カ的水平作為至少一個行駛狀態(tài)變量的函數(shù)加以確定。因此，在激活駐車制動器后，還可以作為當前車速或當前俯仰加速度或俯仰速度的函數(shù)控制前軸和后軸之間的制動カ分布，所以，可以以更有針對性的并且更精確的方式抵消車身進行俯仰運動的趨勢。根據(jù)按照本發(fā)明的用于操作制動系統(tǒng)的方法的另ー個有利改進，只要通過控制裝置激活駐車制動器，就通過控制單元減少通過行車制動器對前軸起作用的制動カ的水平。以這種方式，從車輛前軸到后軸的更大程度的制動カ之比的轉移是可能的，由此更加擴大了防止車身俯仰運動的控制可能性。根據(jù)本發(fā)明的方法的另ー個有利改進提供由行車制動器和駐車制動器提供的制動カ的總和由控制單元保持不變。因此，由于車輛前軸和后軸之間制動カ之比的轉移，車輛的總制動カ不變，由此再次改善了根據(jù)本發(fā)明的制動系統(tǒng)的舒適停車功能，因為制動力之比的轉移可以在不被車輛乘客注意的情況下進行。上述用于機動車輛的創(chuàng)造性的制動系統(tǒng)并不限于這里公開的實施例，而是還包含起同樣作用的其它實施例。具體地，這里說明的制動系統(tǒng)決不僅限于用于具有傳統(tǒng)驅動的機動車輛，也就是基于內燃機的機動車輛。當然，根據(jù)本發(fā)明的制動系統(tǒng)還可以用于具有混合動カ驅動的機動車輛，特別是還可以用于這種行車制動器包含可以作為發(fā)電機或用于回收制動能量的能量回收器的電動機的混合動カ車輛，在這種輔助之下，可以在發(fā)電機模式下至少在車輛的前軸提供額外的制動力。在這種情況下，通過被稱為制動混合系統(tǒng)的系統(tǒng)可以控制可由能量回收器提供的制動力和可由機械摩擦制動器提供的制動力之間的分配，其中盡可能全面有利地使用能量回收而僅僅少量地使用行車制動器的機械摩擦制動器。由于根據(jù)本發(fā)明的制動系統(tǒng)的控制單元和制動混合系統(tǒng)一起對行車制動器作用于前軸的制動力進行調節(jié)，因此可以將這里描述的根據(jù)本發(fā)明的制動系統(tǒng)特別有利地用于與這種類型的制動混合系統(tǒng)相結合。另外，行車制動器的作用不限于機動車輛的前軸。當然，行車制動器還可以在機動車輛的后軸提供制動力。在這種情況下，為了確定作用于車輛后軸的總制動力，僅需考慮由 行車制動器和駐車制動器在后軸上共同提供的制動力的總和。在一個優(yōu)選實施例中，根據(jù)本發(fā)明的制動系統(tǒng)用于機動車輛，包含行車制動器，其至少對機動車輛的前軸起作用；電動駐車制動器，其對機動車輛的后軸起作用并且可以獨立于行車制動器操作；以及控制單元，其在由行車制動器實現(xiàn)的制動過程中，通過驅動駐車制動器將額外的制動力作為至少一個行駛狀態(tài)變量的函數(shù)加以提供。
權利要求
1.一種用于機動車輛的制動系統(tǒng)，其特征在于，包含行車制動器，其至少對機動車輛的前軸起作用；電動駐車制動器，其對機動車輛的后軸起作用并且可以獨立于行車制動器操作，以及 控制單元，其在由行車制動器實現(xiàn)的制動過程中，通過激活駐車制動器將額外的制動力作為至少一個行駛狀態(tài)變量的函數(shù)加以提供。
2.根據(jù)權利要求I所述的制動系統(tǒng)， 其特征在于， 所述行駛狀態(tài)變量包含至少一個車速，并且控制單元配置為僅在低于預先確定的車速時才激活駐車制動器。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的制動系統(tǒng)， 其特征在于， 所述控制單元配置為將駐車制動器提供的制動力的水平作為行駛狀態(tài)變量的函數(shù)加以確定。
4.根據(jù)前述任一項權利要求所述的制動系統(tǒng)， 其特征在于， 所述控制單元配置為在激活駐車制動器的同時降低通過行車制動器作用于前軸的制動力的水平。
5.根據(jù)前述任一項權利要求所述的制動系統(tǒng)， 其特征在于， 所述控制單元配置為保持由行車制動器提供的制動力和由駐車制動器提供的制動力的總和不變。
6.根據(jù)前述任一項權利要求所述的制動系統(tǒng)， 其特征在于， 所述行車制動器可電動液壓地操作并且包括機電的主制動缸。
7.根據(jù)前述任一項權利要求所述的制動系統(tǒng)， 其特征在于， 所述控制單元是機動車輛的電子穩(wěn)定控制器的一部分。
8.一種具有根據(jù)前述任一項權利要求所述的制動系統(tǒng)的機動車輛。
9.一種用于操作根據(jù)前述任一項權利要求所述的制動系統(tǒng)的方法，其特征在于，該制動系統(tǒng)具有行車制動器，其至少對機動車輛的前軸起作用；電動駐車制動器，其對機動車輛的后軸起作用并且可以獨立于行車制動器操作；以及控制單元，其中當行車制動器實現(xiàn)制動過程時，駐車制動器作為至少一個行駛狀態(tài)變量的函數(shù)通過所述控制單元激活。
10.根據(jù)權利要求9所述的方法，其特征在于，所述行駛狀態(tài)變量包含至少一個車速，并且僅在低于預先確定的車速時才通過控制單元激活駐車制動器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于機動車輛的制動系統(tǒng)，包含行車制動器，其至少對機動車輛的前軸起作用；電動駐車制動器，其對機動車輛的后軸起作用并且可以獨立于行車制動器操作；控制單元，其在由行車制動器實現(xiàn)的制動過程中通過激活駐車制動器將額外的制動力作為至少一個行駛狀態(tài)變量的函數(shù)加以提供。另外，本發(fā)明涉及一種配備有這種制動系統(tǒng)的機動車輛以及一種對應的用于操作該制動系統(tǒng)的方法。
文檔編號B60W30/18GK102815296SQ20121016839
公開日2012年12月12日 申請日期2012年5月28日 優(yōu)先權日2011年6月6日
發(fā)明者托馬斯·斯文森, 伊恩·穆爾 申請人:福特全球技術公司