制动设备制造技术

本发明专利技术公开了一种具有多于二个车轮的车辆的制动设备，其中至少一部分车轮安装有制动装置，每个车轮所安装的制动装置可彼此独立地操纵，安装有控制装置，根据输入的数据确定应施加在车轮上的制动装置上的制动力矩，并向制动装置输出相应的控制命令，还安装用于确定各车轮纵向打滑率的装置，以及用于确定需产生的绕车辆垂直轴的附加偏航力矩的装置，用于抑制不所希望的偏航角和／或偏航角速度和／或偏航角加速度，并向控制装置输出一相应的值，其中，这样来设计控制装置，使其这样控制至少一个车轮的制动装置，使该车轮的纵向打滑率大于达到最大附着时的纵向打滑率。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有多于二个车轮的机动车辆的制动设备。车轮安装有可彼此独立操纵的制动装置。一方面，这样的制动设备用于对车辆进行减速，通过对单个车轮制动滑动(Bremsschlupf)的控制，保证车轮不被抱死，使车辆即使在制动过程中也能转向。另一方面，这样的制动设备也用于保证车辆例如在曲线行驶时的行驶稳定性。行驶稳定性意味着车辆沿由方向盘给出的轨道稳定运动，即不绕其轴作过量的旋转。为能完成对此必需的控制，必须测量方向盘转动量。考虑表示车辆动力学特性的其他数据，可从方向盘的转动导出驾驶员希望车辆运动的曲线轨迹。这一所希望的曲线轨迹对应于一特定的偏航角速度(Gierwinkelgeschwindigkeit)和特定的侧偏角(Schwimmwinkel)。若要车辆稳定地驶过所述轨迹，必须保持偏航角速度和侧偏角的特定的极限值。若不能保持，则可通过有目的地单侧施加制动力以产生绕车辆垂直轴(Hochachse)的附加偏航力矩，借此可调节到额定偏航角速度。施加单侧作用的制动力的一种方法是，这样来控制制动装置，使车轮以不同强度被制动。一种从预定附加偏航力矩确定制动力即单个制动装置的制动压力的方法在“分布逻辑”部分进一步说明。这种方法的主要内容是，为每个车轮或制动装置确定一个系数，该系数表示该车轮上的制动力对整个附加偏航力矩的贡献与所施加的制动压力的关系。这样，可通过些加权系数由所要得到的附加偏航力矩确定所需的制动压力。但是，当在制动过程中需进行行驶稳定控制时，即当由于驾驶员已在车轮制动器中给出一定的制动压力时，这种方法就受到了限制。从原理上讲，上述方法也可用于这种情况一。但所计算的是已经存在的制动压力的变化量，而不是压力的绝对值。但这里存在下述问题若在一车轮的制动装置中已有很高的压力存在，以得到很高的制动力，则继续升高制动压力并不一定导致制动力的增加，因为已经达到了轮胎和车道间的附着极限。因为上述方法所考虑的是制动压力和制动力之间的线性关系，因此不能用于这种情况。相反，必须通过减小车辆另一侧的制动力对不能增加的制动力进行补偿。这对于产生附加偏航力矩来说效果是相同的，但却有这样的缺点，即对制动力的减小也放慢了对车辆的减速。这并不是总能被接受的，因为对车辆进行制动时车辆应以尽量短的距离停止。对车辆减速放慢太大通常是不被接受的。为解决这一问题，本专利技术采用另一种方法。至少一个车轮的制动装置这样来控制，使得该车轮的纵向打滑率(Langsschlupf)大于达到最大附着时的纵向打滑率。这种方法是利用了这样的规律所传输的制动力，即作用于轮胎的纵向力在纵向打滑率约为20％(0％-自由旋转车轮；100％-抱死的车轮)达到其最大值，而当纵向打滑率超过20％时所传输的制动力只有少量减小，这样，当车轮打滑率在20％至100％之间时不会对车辆的减速造成很大影响。但若同时考虑所传输的侧向力，即垂直于车轮平面的力，则侧向力与纵向打滑率有很强的依赖关系，即随着纵向打滑率的增加侧向力急剧下降。当打滑率在50％至70％时，车轮的特性与抱死的车轮相似。即不再有较高的侧向力存在，这导致车辆绕其垂直轴转动。通过下述的对至少短时地将其纵向打滑率调节到较大值的车轮的选择，可控制车辆的转动，使该转动所引起的偏航角的改变与所希望的改变相符。因为这种方法基本上使纵向力保持不变，而明显地减小了侧向力，因此可在不明显放慢车辆减速的情况下进行偏航角速度的控制。对至少短时地将其纵向打滑率调节到较大值的车轮的选择按如下方法进行这里假定驾驶员希望向右转弯。对向左转弯的情况可适用对称规则。这里可能偶到这样的情况，即车辆向曲线内侧转动不够。换言之，车辆欠控制。在这种情况下，使曲线内侧的后轮的打滑率增加。若车辆转动太厉害，即过控制，则使曲线外侧的前轮的打滑率增加。此外可抑制一前轮中的压力的减小。这按如下规则进行。当车辆处于欠控制状态时，则抑制曲线外侧的前轮中压力的减小。当车辆处于过控制状态时，则抑制曲线内侧的前轮中压力的减小。对制动压力的实际控制按如下方法进行。如在“分布逻辑”部分所说明的那样，根据要达到的转动力矩和加权的车轮系数来确定每个车轮中的制动压力。计算所述系数时可引入一依赖于制动打滑率的因子，调节该因子以获得上述所希望的纵向打滑率。对车轮中的压力减小的限制可通过为相应的系数确定一下限值来达到。行驶稳定控制系统1.行驶稳定控制系统(FSR)的一般结构行驶稳定控制系统(FSR)的概念包括通过向单个的车轮制动器施加可预定的压力并通过向驱动马达施加作用从而影响车辆的行驶性能的四个原理。这里涉及到在制动过程中防止车轮抱死的制动滑移控制(ABS)，防止主动轮滑转的驱动打滑控制(ASR)，调节车辆前后轴间制动力关系的电子制动分布(EBV)控制，以及在车辆曲线行驶时保证车辆稳定状态的偏航力矩控制(GMR)。这里所说的车辆是指装备有液压制动装置的四轮机制车辆。可通过踏板操纵的主缸由驾驶员在液压制动装置中造成制动压力。每个车轮分别有一个带有输入阀和输出阀的制动器。车辆制动器通过输入阀与主缸相连，而输出阀则导向一个无压力或低压力的容器。最后还有一辅助压力源，它可以与制动踏板的位置无关地在车轮制动器中产生压力。用电磁方法操纵输入阀和输出阀从而调节车轮制动器中的压力。为获取车辆行驶的动力学状态，安置有4个转速传感器(每个车轮一个)，一个偏航速度测量仪，一个横向加速度测量仪，以及至少一个用于测量由制动踏板产生的制动压力的压力传感器。如果这样来安置辅助压力源，使由驾驶员产生的制动压与由辅助压力源产生的不能区别，也可用踏板行程仪或踩踏力仪代替压力传感器。使用多个传感器的优点是可以实现回落方案(Fall-back-Loesung)。这是指当传感器的一部分发生故障时，只关闭与所述部分有关的控制组成部分。例如，若偏航速度测量仪发生故障，虽不能进行偏航力矩控制，但ABS，ASR和EBV功能仍然有效。这样，行驶稳定控制只限于其余的三种功能。行驶稳定控制应这样来影响车辆的运行状况，使驾驶员在紧急情况下能较好地控制车辆，或者预先避免紧急情况的发生。这里紧急情况是指不稳定的行驶状况，在极端情况下驾驶员的驾驶失灵。因此行驶稳定控制的功能是在这种情况下，在物理极限内使驾驶员能获得所希望的车辆行驶性能。对于制动滑移控制、驶动滑动控制和电子制动力分布控制来说轮胎在路面上的纵向打滑率具有主要意义，而对于偏航力矩控制来说还需考虑其他参数，例如偏航角速度 为说明偏航力矩控制可运用不同的车辆参考模型。最简单的方法是采用单轨模型来计算，即两个前轮和两个后轮分别用位于车辆纵轴上的一个轮子来表示。若采用双轨模型计算较为复杂。但由于双轨模型也考虑了质点的侧向移动(摆动)，计算结果比较准确。对于单轨模型，状态空间中的系统方程为F1.1β.=c11βv-Ψ.+c12Ψ.v2+c13δv]]>F1.2ψ..=c21β+c22Ψ.v+c23δ]]>侧偏角(Schwimmwinkel)β和偏航角速度 表示系统的状态参量。转向角(Lenkwinkel)δ表示作用于车辆的输入参本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有多于二个车轮的车辆的制动设备，其中至少一部分车轮安装有制动装置，每个车轮所安装的制动装置可彼此独立地操纵，安装有控制装置，根据输入的数据确定应施加在车轮上的制动装置上的制动力矩，并向制动装置输出相应的控制命令，还安装用于确定各车轮纵向打滑率的装置，以及用于确定需产生的绕车辆垂直轴的附加偏航力矩的装置，用于抑制不所希望的偏航角和／或偏航角速度和／或偏航角加速度，并向控制装置输出一相应的值，其中，这样来设计控制装置，使其这样控制至少一个车轮的制动装置，使该车轮的纵向打滑率大于达到最大附着时的纵向打滑率。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：阿尔弗雷德埃克特，托马斯克兰兹，
申请(专利权)人：ITT欧洲自动车股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]