电动驱动的商用车的车轮打滑的有效调节的制作方法

1.本发明涉及一种用于商用车的制动设备的调节方法和调节装置。


背景技术：

2.商用车通常具有气动的制动设备。如果在商用车中发生制动过程，则将压缩空气引入制动缸中。在制动过程结束时，它又从压缩空气制动缸中被排出。
3.用于商用车的制动设备通常也具有防抱死系统(abs)。防抱死系统在制动过程中(即，在压缩空气引入制动缸中时)通过降低制动压力来防止车轮的可能的抱死。尤其是，由此改进在制动过程期间的可转向性和驾驶方向稳定性。此外，防抱死系统可以调节车轮制动打滑并且因此缩短在湿的道路上的制动距离。
4.通过使用防抱死功能进行的制动通常导致高的空气消耗，因为在短的时间间距内会发生制动缸的连续地通风和放气。这限制了完整的制动系统功能的可用性。
5.用于商用车的制动器的另一个重要的特征变量是商用车在制动期间的稳定性。这通过对制动打滑的调整来确保。制动打滑可以调整得越精确，则制动减速就越高，这又改进了稳定性。
6.但是，制动打滑的气动的控制同时带来物理的限制。由于空气的可压缩性，介质空气的前进运动速度低，这导致制动器的可控性问题和准确度降低。此外，制动器的响应速度低并且因此在车辆中的减速低。具有内燃机的商用车通常至少有一个无磨损的制动设备，如发动机制动器或者静液压的减速器。
7.在具有电动驱动器的商用车的情况下，通过由电动的传动系进行的余热利用充分考虑无磨损的制动设备。
8.此外，根据现有技术，商用车具有摩擦制动器、即所谓的行车制动器。当准备并进行制动过程时，首先充分利用无磨损的制动设备的减速潜力。如果减速需求超过无磨损的制动器的潜力，则行车制动器设备被操纵并且对制动效果的一部分做成贡献。
9.如果在减速过程期间在车轮上达到所定义的制动打滑极限值(车轮的抱死)，则在现有技术中仅仅由气动行车制动器调整进一步的减速。对于此的原因在于，减速器和电机制动器在对安全临界的制动中不可以信任或者它们也只能有条件地控制。


技术实现要素：

10.因此，本发明的任务在于，提供一种制动方法和一种制动装置，用所述制动装置可以解除在控制制动打滑时的物理限制，并且可以实现制动器的改进可控性和改进准确性。本发明的一个另外的目标在于，使制动器的响应速度、制动距离和车辆减速度最小。
11.该任务通过根据权利要求1所述的用于商用车的制动器的调节方法以及根据权利要求6的调节装置来解决。
12.用于商用车的制动的根据本发明的调节方法具有以下步骤，所述商用车具有至少一个电动机：
13.(a)由制动系统接收减速要求；该制动系统可以是中心的或者非中心的制动系统；
14.(b)由调节装置计算至少一个制动力矩；
15.(c)由至少一个电动机产生在步骤b)中计算出的制动力矩；
16.(d)重复地求取在商用车的至少一个车轮(r)上的制动打滑；
17.(e)如果在车轮的在步骤d)中所求取的制动打滑达到预先确定的对稳定性临界的极限值，或者当在步骤b)中所计算出的制动力矩超过电动机的最大制动力矩时：将在步骤(b)中计算出的制动力矩分配到至少一个电动机和至少一个另外的制动器上。
18.至少一个另外的制动器可以是例如气动行车制动器、机电式制动器或者减速器。
19.优选地，制动力矩由在每个车轮上的调节装置来求取。优选地，也在每个车轮上求取制动打滑。
20.电动驱动器的可控性的响应行为比气动制动设备、即行车制动器的响应行为明显更好，并且因此，车轮制动打滑的调整主要用电动机进行。因此，减速首先仅用至少一个电动机实施。只有当减速要求超过电动机的制动能力时或者当车轮的制动打滑达到对稳定性临界的极限值时，计算出的制动力矩才被分配到至少一个另外的制动器、例如气动行车制动器和至少一个电动机上，也就是说，用至少一个另外的制动器进行的制动与由至少一个电动机进行的制动并行地实施。
21.根据一种实施方式，对每个车轮单独地计算制动力矩，并且在步骤c)中，制动力矩由至少一个属于车轮的电动机产生。另外的制动器、例如气动行车制动器在需要时建立恒定的基本制动力矩，该恒定的基本制动力矩对于稳定制动来说是重要的。电动机承担进行在防抱死情况下的精微调节。
22.根据第一实施方式，进一步优选地，用配属于车轮的至少一个电动机调节商用车的至少一个车轮的(优选在多个车轮或每个车轮上)制动打滑。由此，一方面可以更准确地调设制动打滑，因为电动机比另外的制动器、例如气动制动器更快速地响应，并且因此可以减小车辆的制动距离。另一方面，对于后续制动过程，制动潜力不被限制或者至少更少地被限制，因为在制动期间仅消耗少量空气(因为至少一个另外的制动器、例如气动行车制动器仅负责基本制动力矩的产生)。
23.在第二实施方式中，在步骤b)中，制动力矩虽然是对车轮单独计算的，但是在步骤c)中，制动力矩由至少一个属于车轴的电动机产生。在制动时，制动力矩被分配到车轴制动器、即电动机上，和如果必要被分配到至少一个另外的制动器、例如行车制动器上。
24.进一步优选地，在第二实施方式中，如果必要，用至少一个另外的制动器、例如行车制动器调节在商用车的至少一个车轮上的制动打滑。如果必需的制动力矩可以由电动机产生，行车制动器不被需要，因为当被提供给减速的制动力矩相同并且仅用车轴单独的电动机可以满足时，对另外的制动器、例如行车制动器的干预不是必要的。通过车轴单独的电动机总是与车轴相关联地调整最小所要求的力矩，只要可用的电动驱动力矩允许这一点。附加车轮力矩或者说在防抱死情况下对车轮上的制动打滑的精微调整在需要时通过至少一个另外的制动器、例如气动行车制动设备进行。
25.由此减少在制动时的空气消耗，并且，制动能力对于后续制动而言不被限制或者更少地被限制。因为制动的最大部分由电动机实施并且仅对制动打滑的精微调整通过至少一个另外的制动器、例如行车制动器进行，可以相应地使空气消耗最小化。
26.用于商用车的制动系统的调节的根据本发明的调节装置设置为用于，计算出至少一个制动力矩并且由至少一个电动机产生该制动力矩，其中，调节装置还设置为用于，重复地求取在商用车的至少一个车轮上的制动打滑，并且如果所求取的制动打滑达到预先确定的对稳定性临界的极限值或者当所计算出的制动力矩超过电动机的最大制动力矩时，将所计算出的制动力矩分配到至少一个电动机和至少一个另外的制动器上。
27.优选地，制动力矩的计算车轮单独地或者车轴单独地进行。在对车轴单独的情况下，检验：是否存在对车轴单独的共同性，以便电动机(在对车轴单独的情况下)可以接管制动力矩的一部分。
28.在对车轮单独的调节的第一实施方式中，制动力矩车轮单独地计算，并且然后由每个属于车轮的电动机产生，其中，用至少一个电动机精准调节在商用车的至少一个车轮上的制动打滑。
29.在第二实施方式中，当制动力矩对车轴单独地计算出时，制动力矩由每个属于车轴的电动机产生，并且，当存在着不同的制动力矩时，用另外的制动器、例如气动行车制动器精微调节在车辆的至少一个车轮上的制动打滑。
30.在制动控制期间，在对车轴单独的情况下必须注意，由于差速器的转速传递不可能出现非期望的制动打滑或驱动打滑。这在计算制动力矩时被考虑并且被驱动控制相应地实现。对转速的考虑根据以下等式进行：
31.n
1-i0·n2-(1-i0)
·ns
＝0
32.其中，n1和n2是被驱动车轮的转速，并且ns是变速器的空心轮的转速并且因此是驱动轴或万向轴的转速。在这种情况下，i0是用于正常车辆运行的标准传动比。
附图说明
33.以下参照随附的图更详尽地解释本发明的优选的实施方式。
34.图1示出根据本发明的第一实施方式的制动过程，在该第一实施方式中，设置有车轮单独的电动驱动器，也就是说，在该第一实施方式中，每个车轮存在一个电动机。
35.图2示出根据本发明的第二实施方式的制动过程，在该第二实施方式中，设置有车轴单独的电动驱动器，也就是说，在该第二实施方式中，每个车轴存在一个电动机。
具体实施方式
36.在图1中，在时间上描绘多个制动力矩。直到时间点t1为止，在相应的车轮上不存在制动要求，因此也没有用于达到制动要求的制动力矩(m
制动要求车轮
)起作用。该用于达到制动要求的制动力矩(m
制动要求车轮
)在时间点t1跳跃式地提高，直到时间t2为止保持相同，并且从时间点t2起进一步提高。用于达到制动要求的制动力矩(m
制动要求车轮
)直到时间点t3为止保持相同，并且然后再次跳跃式地提高。此外，在图1中示出，在时间点t1，电动机在车轮上的制动力矩(m
制动电动车轮
)提高，直到时间点t2为止保持相同，在时间点t2再次跳跃式地提高，但是仅仅提高到电动机的用于相应车轮的最大可用制动力矩(m
制动电动车轮最大可用
)为止。直到时间点t4为止，电动机的用于该车轮的制动力矩保持在相同水平上。然而，因为每个车轮所需要的制动力矩(m
制动要求车轮
)高于电动机可以提供的最大制动力矩(m
制动电动车轮最大可用
)，从时间点t4起，每个车轮的附加制动力矩还由气动行车制动器(m
制动气动车轮
)产生。产生该附加制动力矩直到时间
点t5为止。该附加制动力矩在时间点t4和t5之间是恒定的并且因此充分满足恒定的基本制动力矩。但是，在时间点t4和t5之间，也超过了用于制动打滑的预先确定的对稳定性临界的极限值(abs情况)，因此，电动机e相应地调制其所产生的制动力矩(m
制动电动车轮
)并且总是逐级地改变——但是最高直到电动机可以施加的最大制动力矩(m
制动电动车轮最大可用
)为止。相应地，用于车轮的制动要求和因此用于达到制动要求的abs制动力矩(m
abs制动要求
)改变。在制动打滑再次低于预先确定的对稳定性临界的极限值(时间点t5)之后，防抱死系统不再是激活的，并且由行车制动器产生的气动制动力矩(m
制动气动车轮
)可以相应地减小。由电动机施加到车轮上的制动力矩(m
制动电动车轮
)再次提高到其最大值(m
制动电动车轮最大可用
)为止。
37.在图2中示出电动驱动器的各轴单独调节。为满足制动要求(m
制动要求车轮
)而必须起作用的制动力矩与在图1中类似。在每个车轮的电动机上可以产生的最大制动力矩(m
制动电动车轮最大可用
)也与在图1中类似。但这里表明，从时间点t3起，电动机的制动力矩(m
制动电动车轴
)和行车制动器的制动力矩(m
制动气动车轮右侧
，m
制动气动车轮左侧
)相应地不同地表现。在车轴上所产生的电动制动力矩(m
制动电动车轴
)在最大程度上保持不变，其具有两个小的下降。从时间点t4开始，当超过确定的、对稳定性临界的极限值时，必须调节制动打滑。为此，调制在两个车轮上的abs制动力矩(m
abs制动要求右侧
，m
abs制动要求左侧
)，并且相应地调节行车制动器在右车轮上(m
制动气动车轮右侧
)的和在左车轮上(m
制动气动车轮左侧
)的两个制动力矩，因为它们负责制动打滑的精微调整。从时间点t5起，又主要是电动机来调节制动系统。
38.本发明涉及一种用于商用车的制动设备的调节方法和一种调节装置，其中，这里，制动打滑不但可以被至少一个电动机调整，以及可以被至少一个另外的制动器、例如气动行车制动器调整。在正常制动要求下的减速仅通过至少一个电动机实施，并且当减速要求超过至少一个电动机的潜力或者制动打滑变得太高时，所计算出的制动力矩相应地分配到至少一个电动机和另一个制动器、例如气动行车制动器上。因为电动驱动器的响应行为和可控性比气动制动设备的响应行为和可控性更好，在当前的制动方法中和在当前的制动装置中相应地充分利用这些优点。
39.附图标记列表
40.1 制动系统
41.2 调节装置
42.e 电动机
43.s 行车制动器
44.m
制动要求车轮 用于达到制动要求的制动力矩
45.m
abs制动要求 用于制动要求的abs制动力矩
46.m
制动电动车轮最大可用 在每个车轮上由电动机产生的最大可用制动力矩
47.m
制动电动车轮
在每个车轮上由电动机产生的制动力矩
48.m
制动气动车轮
在每个车轮上由气动行车制动器产生的制动力矩
49.m
abs制动要求右侧
用于右侧车轮的制动要求的abs制动力矩
50.m
abs制动要求左侧
用于左侧车轮的制动要求的abs制动力矩
51.m
制动电动车轴
在每个车轴上由电动机产生的制动力矩
52.m
制动气动车轮右侧
在右侧车轮上由气动行车制动器产生的制动力矩
53.m
制动气动车轮左侧
在左侧车轮上由气动行车制动器产生的制动力矩

技术特征：
1.用于商用车(n)的制动的调节方法，所述商用车具有至少一个电动机(e)，所述方法包括以下步骤：(a)由制动系统(1)接收减速要求；(b)由调节装置(2)计算出至少一个制动力矩；(c)由所述至少一个电动机(e)产生在步骤(b)中所计算出的制动力矩；(d)重复地求取在所述商用车(n)的至少一个车轮(r)上的制动打滑；(e)如果在步骤d)中所求取的车轮制动打滑达到预先确定的对稳定性临界的极限值(g)，或者当在步骤b)中所计算出的制动力矩超过所述电动机(e)的最大制动力矩时：将在所述步骤b)中计算出的制动力矩分配到所述至少一个电动机(e)和至少一个另外的制动器(s)上。2.根据权利要求1或2所述的调节方法，其中，在步骤b)中，所述制动力矩是各车轮单独地计算的，并且，在步骤c)中，由至少一个属于车轮的电动机(e)产生所述制动力矩。3.根据权利要求1或2所述的调节方法，所述方法此外具有步骤f1)：f1)用至少一个电动机(e)调节在所述商用车(n)的至少一个车轮(r)上的制动打滑。4.根据权利要求1所述的调节方法，其中，在步骤b)中，所述制动力矩是各车轮单独地计算的，并且在步骤c)中，由至少一个属于车轴的电动机(e)产生所述制动力矩。5.根据权利要求1或4所述的调节方法，所述方法此外具有步骤f2)：f2)在必要情况下，用所述至少一个另外的制动器(s)调节在所述商用车(n)的至少一个车轮(r)上的制动打滑。6.用于商用车(n)的制动系统(1)的调节的调节装置(2)，所述商用车具有至少一个电动机(e)，所述调节装置设置为用于，计算出至少一个制动力矩并且由所述至少一个电动机(e)产生该制动力矩，其中，所述调节装置还设置为用于，重复地求取在所述商用车(n)的至少一个车轮(r)上的制动打滑，并且如果所求取的制动打滑达到预先确定的对稳定性临界的极限值，或者当必要的制动力矩超过所述电动机(e)的最大制动力矩时，将所计算出的制动力矩分配到所述至少一个电动机(e)和至少一个另外的制动器(s)上。7.根据权利要求6所述的用于商用车(n)的制动系统(1)的调节的调节装置(2)，其中，所述制动力矩的计算各车轮单独地或者各车轴单独地进行。8.根据权利要求6或7所述的用于商用车(n)的制动系统(1)的调节的调节装置(2)，其中，所述调节装置(1)设置为用于，各车轮单独地确定所述制动力矩，并且由每个属于车轮的电动机(e)产生所述制动力矩，其中，用所述至少一个电动机(e)调节在所述商用车(n)的至少一个车轮(r)上的制动打滑。9.根据权利要求6或7所述的用于商用车(n)的制动系统(1)的调节的调节装置(2)，其中，所述调节装置(2)设置为用于，各车轴单独地确定所述制动力矩并且由每个属于车轴的电动机(e)产生所述制动力矩，其中，用所述至少一个另外的制动器(s)调节在所述商用车(n)的至少一个车轮(r)上的制动打滑。

技术总结
本发明涉及用于商用车(N)的制动设备的一种调节方法和一种调节装置，其中，这里，制动打滑不但能够由至少一个电动机(E)调整，以及能够由至少一个另外的制动器(如气动行车制动器(S))调整。在正常制动要求下的减速仅仅用至少一个电动机(E)来实施，并且如果减速要求超过所述至少一个电动机(E)的潜力，或者所述制动打滑变得太高，则所述计算出的制动力矩相应地被分配到所述至少一个电动机(E)和另一个制动器(S)(如例如气动行车制动器)上。因为电动驱动器的响应行为和可控性比气动的制动设备的响应行为和可控性明显更好，在当前的制动方法中和在当前的制动装置中相应地充分利用这些优点。优点。优点。


技术研发人员：D
受保护的技术使用者：克诺尔商用车制动系统有限公司
技术研发日：2021.10.15
技术公布日：2023/7/6