CN101970268A

CN101970268A - 在速度信号出现故障的情况下控制电可致动的停车制动器

Info

Publication number: CN101970268A
Application number: CN2008801278267A
Authority: CN
Inventors: 拉尔夫·金德; 安德里亚·穆勒
Original assignee: Lucas Automotive GmbH
Current assignee: ZF active safety Co., Ltd
Priority date: 2008-03-04
Filing date: 2008-12-11
Publication date: 2011-02-09
Anticipated expiration: 2028-12-11
Also published as: ATE517003T1; US20110004386A1; EP2250055B1; US9221446B2; CN101970268B; EP2250055A1; DE102008012387A1; EP2250055B2; WO2009109211A1

Abstract

本发明涉及在表示机动车辆速度的第一信号出现故障的情况下控制所述车辆的电可致动的停车制动器的过程。所述过程包括以下步骤：只要检测到表示驾驶者想要闭合停车制动器的第二信号(110)，就连续地闭合停车制动器；并且，如果所述制动器已经处于部分断开状态，只要没有检测到第二信号(110)，就断开停车制动器。

Description

在速度信号出现故障的情况下控制电可致动的停车制动器

技术领域

本发明总体上涉及机动车辆制动***。具体地讲，本发明涉及在速度信号出现故障的情况下对停车制动器的控制。

背景技术

现代的机动车辆具有多个互相独立的制动***。第一制动***传统上被设计作为主制动器(service brake)，并且可以包括改善机动车辆在制动操作期间的驾驶稳定性的附加***，例如ABS、ESP或防旋转控制。第二制动***通常被设计为主要用于停车制动操作，即，使机动车辆保持在停驻状态。出于安全原因，要求例如在主制动器发生故障或者仅能在有限程度上起作用的情况下，停车制动器也必须能够用于促使运动中的机动车辆停下。另外，电可致动(actuable)的停车制动***可以帮助驾驶者在上坡或下坡时停下或启动机动车辆。

为了根据是在停车制动器的“动态模式”下对运动中的机动车辆进行制动还是在停车制动器的“静态模式”下使停驻的机动车辆保持在停驻状态而以不同的方式驱动电可致动的停车制动器，对表示机动车辆速度的信号进行处理。基于该信号，然后可以按适合于形势的方式，将用于断开和/或闭合停车制动器的驾驶者控制信号转换为停车制动器的致动器的相应驱动。出于安全原因，要求即使在这样的速度信号出现故障的情况下停车制动器仍必须能用于对机动车辆进行制动并且将其保持在停驻状态。

为此，在欧洲专利EP 1 610 991 B1中，提出了在速度信号出现故障以及由驾驶者启动的情况下在第一步使电停车制动器进入部分闭合状态。然后，在经过了预定时间之后，在第二步将停车制动器突然从部分闭合状态转换到完全闭合状态。所提出的方法基于这样的假设：如果机动车辆在第一步期间处于运动中，则该机动车辆在第二步之前已停下。

然而，在某些情形下，该假设是不正确的，例如当从高速开始进行制动时或者在很长的下坡行驶期间，停车制动器的突然完全闭合可能危及车辆的方向稳定性。如果仍在运动中的机动车辆的停车制动器就这样突然完全闭合，则机动车辆的一个或更多个车轮可能锁死，从而损害机动车辆的驾驶稳定性。

本发明的根本目的在于消除先前指出的在停车制动操作期间速度信号出现故障的情况下的缺陷。

发明内容

根据第一方面，提供了一种在表示机动车辆速度的第一信号出现故障的情况下控制机动车辆的电可致动停车制动器的方法，该方法包括以下步骤：只要检测到表示驾驶者请求闭合停车制动器的第二信号，就连续地闭合停车制动器，并且，在停车制动器处于部分断开状态的前提下，如果检测到缺少第二信号，则断开所述停车制动器。

第一信号例如可以是车轮速度信号或者由多个车轮速度信号形成的信号；另选或作为补充，第一信号例如还可以是基于回转器(gyrator)或导航***的信号而形成的。第二信号例如可以是机动车辆的驾驶者通过电按钮或开关产生的电信号。

所述方法可以包括以下步骤：如果在断开期间没有(再一次)检测到第二信号，则完全断开停车制动器。以这样的方式，驾驶者可以通过不产生第二信号而完全释放停车制动器，或者可以在释放过程中重新产生第二信号并且因此闭合停车制动器。驾驶者快速地连续产生和不产生第二信号可以将停车制动器保持在断开状态的相关联范围内。

连续闭合步骤不包括影响驾驶稳定性的突然改变，并且可以包括以有限闭合速度的连续闭合。在变型例中，所述有限闭合速度低于控制单元可以实现的最大闭合速度。连续闭合步骤还可以包括以下步骤：不将停车制动器的部分断开状态保持特定时间段，即，在闭合操作期间不***停顿。

闭合速度可以是恒定的。在这种情况下，可以出现停车制动器的线性闭合。然而，闭合速度特性例如还可以线性变化，例如线性上升或线性下降。在这种情况下，停车制动器的闭合可以渐进或渐退地进行。例如可以以闭合行程、闭合力或闭合压力随时间而变化的特性的形式来表示闭合速度。

所述方法还可以包括以下步骤：如果在缺少第二信号的情况下停车制动器处于完全闭合状态，则将停车制动器维持在该完全闭合状态。以这样的方式，可以使停车制动器进入闭合、锁死状态，从而例如防止停驻的机动车辆意外移动。

所述方法还可以包括以下步骤：如果给出了表示驾驶者请求断开停车制动器的第三信号，则将处于完全闭合状态的停车制动器断开。该第三信号可以与第二信号相同，或者是从第二信号导出的信号。

停车制动器可以包括多组致动器，闭合停车制动器的步骤可以包括以下步骤：增大至少第一组致动器的制动力，并维持至少第二组制动器的制动力。因此，如果一个或更多个车轮超过了μ滑动曲线的最大值，则致动器没有进一步闭合的所述一个或更多个车轮仍传递侧向导向力。每一组可以包括一个或更多个致动器。在实施方式中，第一组包括与机动车辆的前轴相关联的多个致动器，第二组包括与机动车辆的后轴相关联的多个致动器。在另一实施方式中，每一组在各自情况下包括与机动车辆的沿对角线相对的车轮相关联的致动器。

所述方法还可以包括以下步骤：基于第一信号来确定机动车辆的运动状态。所述运动状态可以包括机动车辆的运动速度和/或运动方向。运动方向可以指定机动车辆的前向/后向运动以及/或者机动车辆的绝对运动方向。具体地讲，运动状态可以表示机动车辆的停驻状态。

如果机动车辆是停驻的，则所述方法还可以包括以下步骤：如果至少暂时地检测到第二信号，则完全闭合停车制动器。因此，例如，驾驶者可以通过短暂地激活产生第二信号的按钮或开关，来确保停车制动器闭合，并且确保将机动车辆保持在停驻状态。

如果机动车辆处于运动中，则所述方法可以包括以下步骤：如果检测到第二信号，则使停车制动器进入部分闭合状态，而在没有第二信号的情况下则断开停车制动器。例如可以通过闭合行程、闭合时间、闭合力或闭合压力来定义部分闭合状态。如果已经可靠地检测到了机动车辆的运动，则只要驾驶者保持按着按钮，就可以例如通过停车制动器将预定的制动力施加到机动车辆上。如果在机动车辆仍在运动时驾驶者松开按钮，则释放停车制动器。

根据第二方面，提供了一种具有程序代码部件的计算机程序产品，当在处理模块上运行所述计算机程序产品时，所述程序代码部件执行前述方法。这样的处理模块可以是机动车辆上或机动车辆中的控制单元。所述处理模块还可以控制机动车辆的其他功能，例如诸如ABS、ESP或坡道驻车辅助的制动功能。

所述计算机程序产品可以存储在计算机可读的数据载体上。例如，所述计算机程序产品可以存储在移动数据载体上，例如磁盘、硬盘、CD、WORM或DVD，或者存储在固定数据载体上，例如半导体存储器(例如，RAM、ROM、EPROM、EEPROM、NOVRAM或闪存上)。

根据第三方面，提供了一种在表示机动车辆速度的第一信号出现故障的情况下控制机动车辆的电可致动停车制动器的装置，该控制装置包括：第一确定装置，其确定表示机动车辆速度的第一信号的故障；检测装置，其检测表示驾驶者请求闭合停车制动器的第二信号；第二确定装置，其确定停车制动器的部分断开状态；闭合装置，只要检测到第二信号，该闭合装置就连续地闭合停车制动器；以及断开装置，在停车制动器处于部分断开状态的前提下，如果不存在所述第二信号，则该断开装置断开停车制动器。

第一确定装置可以基于对一个或更多个传感器信号的处理来确定第一信号的缺失。另外或作为补充，如果传感器信号或其组合缺乏合理性，则可以确定缺失。检测装置例如可以包括开关或按钮。第二确定装置例如可以包括与致动器相关地布置的传感器。这样的传感器例如可以感测表示致动器的断开状态的行程、时间、力或压力。闭合装置可以包括电可致动停车制动器的驱动电路。具体地讲，其可以包括一个或更多个致动器的驱动电路。断开装置可以是与闭合装置相似的结构或者是与闭合装置一体的结构。

所述控制装置可以包括第三确定装置，该第三确定装置确定机动车辆的运动状态。所述第三确定装置例如可以与第一确定装置连接到相同的信号源。

停车制动器可以包括多组致动器，所述控制装置的断开装置和闭合装置可以被构造为对至少两组致动器彼此独立地进行致动。每一组可以包括一个或更多个致动器，每个致动器可以包括用于保持状态的锁死装置。

附图说明

现在结合实施方式和附图来描述本发明的其他特征和优点，在附图中：

图1示出机动车辆的电可致动的停车制动器的示意图；

图2示出根据图1的控制装置的示意图；

图3示出根据图1的停车制动器的控制方法的示意性顺序图；以及

图4a和图4b示出停车制动器的断开状态和驾驶者控制信号的不同特性。

在附图中，对应的部件具有相同的标号。

具体实施方式

图1示出机动车辆的电可致动的停车制动器100的实施方式。停车制动器100包括处理模块120，该处理模块120具有用于断开/闭合信号110的输入并且连接到致动器130、140、150和160。处理模块120还具有用于速度信号170的输入。断开/闭合信号110是由机动车辆的驾驶者产生的，表示驾驶者请求断开和/或闭合停车制动器。

在图1所示的实施方式中，机动车辆是具有两个后轴的卡车。对于两个后轴中的每一个，在各自的情况下与两个车轮制动器相关联，相继与各个车轮制动器关联的是致动器130至160之一。在各自的情况下，两个致动器形成一个致动器组。在这种情况下，致动器组的两个致动器可以与同一后轴关联，或者与不同的后轴关联。

除了所述实施方式，本文所述的教导还可以在仅具有一个后轴的机动车辆中实现。在这种情况下，两个致动器将与前轴关联，其他两个致动器与后轴关联。根据进一步的变型，仅设置两个致动器，并且其与(例如单个)后轴关联。这种变型对应于传统的客车停车制动***(仅仅作用于后轴)的布局。

处理模块120被构造为按组来断开、闭合或维持图1所示的致动器130至160的状态。其根据断开/闭合信号110和速度信号170来控制致动器130至160。如果存在速度信号170，则可以靠地检测机动车辆的运动状态和停驻状态。根据断开/闭合信号110，于是在停车制动器100的动态模式下可以根据对机动车辆的制动而控制致动器130至160，或者在静态模式下可以根据对机动车辆停驻状态的维持而控制致动器130至160。

图2以示意图示出了图1的电可致动的停车制动器100的控制装置200。控制装置200包含图1所示的处理模块120。处理模块120包括微计算机210，该微计算机210连接到确定单元220、230、240、250和270，同时还连接到驱动装置260。

确定单元220被构造为检测闭合信号280，并用信号告知微计算机210存在闭合停车制动器的驾驶者请求。以对应的方式，确定单元230检测断开信号290，并用信号告知微计算机210存在断开停车制动器的驾驶者请求。信号280和290中的每一个可以通过专用按钮或开关(未示出)来产生。作为另一种选择，断开信号280和闭合信号290可以以组合形式作为断开/闭合信号110而存在。在这种情况下，断开/闭合信号110例如可以通过单个按钮(未示出)来产生。按压该按钮或开关，于是产生(交替地和/或按与形势相关的方式来产生)断开信号或闭合信号。在这种情况下，确定装置220和230可以采取一体单元的形式。

在另选的实施方式中，可以使用三位开关(未示出)来产生信号280和290，所述三位开关例如在第一位置产生断开信号(290)，在第二位置根本不产生信号，在第三位置产生闭合信号(280)。以这样的方式，断开信号和闭合信号可以互斥。

确定单元240和250被构造为评估速度信号170。确定单元240用信号向微计算机210告知速度信号170的故障，而确定单元250基于速度信号170(以及未示出的任何的进一步信号)来确定机动车辆的运动状态并将其提供给微计算机210。

微计算机210通过驱动装置260来控制致动器130-160，使其断开、闭合或维持其状态。为了清晰起见，图2中仅代表性地示出了一个驱动装置290、以及致动器130至160之一，尽管如上面参照图1所述，可以单独或成组地驱动多个致动器。驱动装置260例如可以通过脉宽调制、电流控制或电压控制、或者某些其他已知的方式来驱动致动器130至160中的每一个。

确定装置270评估致动器130至160之一的断开信号295，并用信号告知微计算机210该致动器的断开状态。所述断开信号例如可以是电动机的旋转信号或者时间信号、行程信号、压力信号或力信号。在其他实施方式中，确定装置280也例如可以根据电流或电压的时间特性来确定断开状态，其中例如可以在致动器两端或驱动装置290两端采样相应值。

图3示出根据图1的电可致动停车制动器100的控制方法的示意性顺序图300。为了清晰起见，仅代表性地描述对致动器130的控制。

从初始状态305开始，在第一步骤310中，确定是否存在速度信号(v信号)170。如果表示机动车辆速度的信号被识别为是不合情理或不明确的，则也可以确定为缺少速度信号170。如果在步骤310中确定了缺少速度信号170，则在步骤315中，检查被驱动的致动器130是否完全闭合。如果不是完全闭合，则在步骤320中，检查是否存在闭合信号280。如上所述，闭合信号280可能与断开信号290相同并且被表示为组合的断开/闭合信号110。如果存在闭合信号280，则在下面的步骤325中，只要检测到闭合信号280，就连续地闭合致动器130(即，不存在影响方向稳定性的制动力突然变化)。这一操作将在下面参照图4a和图4b更精确地描述。由于步骤325之后的状态330对应于状态305，所以可以重新执行所述方法。

另一方面，如果在步骤320中证实了不存在闭合信号280，则在步骤335中，检查致动器130是否完全断开。如果完全断开，则所述方法再次处于状态330(或305)。否则，在步骤340中断开致动器130。

通过目前为止所述的步骤305至340，即使缺少速度信号170，驾驶者也可以通过停车制动器100来对机动车辆进行制动，而没有由于停车制动器100的瞬时完全闭合而导致不稳定驾驶状态的风险。然而，驾驶者可以促使停车制动器100的完全闭合、锁死状态，以将机动车辆保持在停驻状态。

如果在步骤315中发现停车制动器100已经完全闭合，则在步骤345中，检查断开信号290的存在。如果不存在断开信号290，则所述方法进入状态330(或305)。否则，如果其仍未完全断开，则首先如上所述在步骤335和340断开停车制动器100，然后所述方法进入状态330(或305)。

以下描述的方法300的步骤350至370涉及在存在速度信号170的情况下对停车制动器100的控制。

如果在步骤310中发现存在速度信号170，则在步骤350中，询问机动车辆是否处于停驻状态。如果机动车辆停驻，则在静态模式下操作停车制动器100，其中首先在步骤355中确定是否存在闭合信号280。如果存在闭合信号280，则在步骤360中，将停车制动器100完全闭合，静态模式结束，然后所述方法回到状态330(或305)。如果在步骤355中发现不存在闭合信号280，则所述方法进入状态330(或305)。应该注意的是，在步骤360中，停车制动器100的闭合不仅发生在一直存在闭合信号280的情况下，而且在仅暂时存在闭合信号280的情况下，在步骤360中也将停车制动器100完全闭合。

如果在步骤350中确定了机动车辆没有停驻，则在动态模式下操作停车制动器100。在该模式下，首先与步骤355类似，在步骤365中确定是否存在闭合信号280。如果存在，则在步骤370中将停车制动器100部分地闭合(例如，只要检测到闭合信号280就闭合)。在步骤370之后，动态模式结束，所述方法进入状态330(或305)。如果在步骤365中确定了不存在(或者不再存在)闭合信号280，则如上所述在步骤335和340中进行停车制动器100的断开。

图4a和图4b示出在缺少速度信号170时根据图1的停车制动器100的闭合力和断开/闭合信号110的不同时间特性400和450。在这两幅图中，水平轴表示时间，而垂直轴表示停车制动器100的闭合力F，作为表示停车制动器100的断开状态的量的示例。如上所述，作为停车制动器100的断开状态的度量，例如可以使用闭合行程或液压致动压力来代替闭合力。图4a和图4b中均以水平虚线形式绘出了最大闭合力410，该最大闭合力410对应于停车制动器100的完全闭合状态。对于(例如，二元的)断开/闭合信号110，仅在垂直方向上表示其存在。

在图4a中，从时间t₀开始存在断开/闭合信号110。在短的延迟之后，从时间t₁开始，响应于断开/闭合信号110，停车制动器100连续闭合，闭合力420上升。即使在闭合力420达到最大闭合力410之前，在时间t_2a处，断开/闭合信号110消失，停车制动器100随后再次断开，这从下降的闭合力420可以显见。在时间t_3a处，停车制动器100完全断开，闭合力420回到零值。

图4b示出停车制动器100的闭合力460的另一特性。与图4a中一样，从时间t₀开始存在断开/闭合信号110，从时间t₁开始跟着出现停车制动器100的连续闭合，从而闭合力460连续增加。当在时间t_2b处闭合力460达到最大闭合力410时，断开/闭合信号110仍存在。

因此，在时间t_2b处停车制动器100完全闭合，并且随后即使断开/闭合信号110消失也保持在完全闭合状态。在这种情况下，闭合力460保持恒定，刚好在最大闭合力410之上。闭合力460略微“超过”最大闭合力410的原因例如可以是驱动制动器的电动机的过转(after-run)。从时间t_3b开始，断开/闭合信号110消失。

与图4a中的情形相比，闭合力460即使在时间t_3b之后也保持在其最大值，这是因为停车制动器一旦到达了完全闭合状态，就不会断开，而不管断开/闭合信号110已不存在。

图4b中的时间t₁与t_2b之间绘出的闭合力的另选特性470和480表示停车制动器100的连续闭合的另一变型。特性470对应于停车制动器的渐进闭合，这对应于线性上升的闭合速度。特性480表示闭合力的渐退特性，这对应于线性下降的闭合速度。另一方面，与特性460关联的时间t₁与t_2b之间的闭合速度为常数。从时间t_2b开始，特性460、470和480彼此相同，仅绘出特性460。在图4a所表示的情形下，对应的渐进特性470和渐退特性480也是可能的，但是未绘出。

图4a以曲线示出制动力如何响应于断开/闭合信号110而连续地、没有突然变化地增大，然后减小。因此，停车制动器100的行为方式是驾驶者可以预测和可以控制的，可以避免不稳定的驾驶状态。

在图4b中，可以清楚的看出，停车制动器100如何没有***“停顿”地达到完全闭合状态，正如EP1 610 991 B1中所提出的那样。因此，驾驶者不需要等待停车制动器锁死在完全闭合状态，这减小了停车制动器无意中未被锁死的风险。

Claims

1.一种在表示机动车辆的速度的第一信号(170)出现故障的情况下控制所述机动车辆的电可致动的停车制动器(100)的方法(300)，该方法包括以下步骤：

只要检测到表示驾驶者请求闭合所述停车制动器(100)的第二信号(280)，就连续地闭合(325)所述停车制动器(100)；以及

在所述停车制动器(100)处于部分断开状态的前提下，如果检测到所述第二信号(280)不存在，则断开(340)所述停车制动器(100)。

2.根据权利要求1所述的方法(300)，该方法还包括以下步骤：如果在断开(340)期间没有检测到所述第二信号(280)，则完全断开所述停车制动器(100)。

3.根据权利要求1或2中的一项所述的方法(300)，该方法的特征在于，连续闭合(325)包括按照有限的闭合速度的连续闭合。

4.根据权利要求3所述的方法(300)，该方法的特征在于，所述闭合速度基本为恒定。

5.根据权利要求3所述的方法(300)，该方法的特征在于，所述闭合速度基本上线性变化。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法(300)，该方法还包括以下步骤：如果在不存在所述第二信号(280)的情况下所述停车制动器(100)处于完全闭合状态，则将所述停车制动器(100)保持在完全闭合状态。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法(300)，该方法还包括以下步骤：如果存在表示驾驶者请求断开所述停车制动器的第三信号(290)，则将处于完全闭合状态的所述停车制动器(100)断开(340)。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的方法(300)，其中，所述停车制动器(100)包括多组致动器(130、140、150、160)，该方法的特征在于，闭合(325)所述停车制动器(100)的步骤包括以下步骤：增大至少第一组致动器(130、140、150、160)的制动力，并保持至少第二组制动器的制动力。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的方法(300)，该方法还包括以下步骤：基于所述第一信号(170)来确定(350)所述机动车辆的运动状态。

10.根据权利要求9所述的方法(300)，其中，所述机动车辆处于停驻状态，并且所述方法还包括以下步骤：如果至少暂时检测到所述第二信号(280)，则完全闭合(360)所述停车制动器(100)。

11.一种具有程序代码部件的计算机程序产品，当所述计算机程序产品在处理模块(120)上运行时，所述程序代码部件执行根据前述权利要求中的任一项所述的方法。

12.根据前述权利要求所述的计算机程序产品，该计算机程序产品存储在计算机可读的数据载体上。

13.一种在表示机动车辆的速度的第一信号(170)出现故障的情况下控制所述机动车辆的电可致动的停车制动器(100)的装置(120)，该装置包括：

第一确定装置(240)，其确定表示所述机动车辆的速度的第一信号(170)的故障；

检测装置(220)，其检测表示驾驶者请求闭合所述停车制动器的第二信号(280)；

第二确定装置(270)，其确定所述停车制动器(100)的部分断开状态；

闭合装置(260)，只要检测到所述第二信号(280)，该闭合装置就连续地闭合所述停车制动器(100)；以及

断开装置(260)，在所述停车制动器(100)处于部分断开状态的前提下，如果不存在所述第二信号(280)，则该断开装置断开所述停车制动器(100)。

14.根据权利要求13所述的装置(120)，该装置的特征在于，所述装置包括第三确定装置(250)，该第三确定装置用于确定所述机动车辆的运动状态。

15.根据权利要求13或14中的一项所述的装置(120)，其中，所述停车制动器(100)包括多组致动器(130、140、150、160)，并且，所述断开装置和所述闭合装置(260)被构造为对至少两组致动器(130、140、150、160)彼此独立地进行致动。