電制動系統,尤其是機電制動系統,使電制動系統運行的方法

2023-06-05 21:57:01 1

專利名稱：電制動系統,尤其是機電制動系統,使電制動系統運行的方法
技術領域：
本發明涉及一種用於汽車的電制動系統，尤其是機電制動系統，具有至少兩個制 動迴路以及具有至少一個行駛動力學控制單元，所述制動迴路分別包括有第一控制儀，用 於將汽車司機的一個制動要求轉換成一個觸發信號，以及有至少一個，分別配屬於制動系 統的一個車輪制動器的第二控制儀，它用來處理觸發信號。
背景技術：
電制動系統以及使這種按照這裡所述種類的電制動系統運行的方法已經由一有 技術中得知。按照向制動系統的或者說在汽車的車輪制動器上傳遞電產生的力的種類和 方式，將電制動系統分成機電制動系統，電液制動系統和電風動制動系統。在現代的所謂 Brake-by-wire (線控制動系統)制動系統中主要應用了機電的制動系統，因為這裡可以將 一個力用簡單的措施可靠和精密地傳輸到車輪制動器上。電制動系統按照法定要求設計成 兩個迴路，並為此具有兩個相互分開的制動迴路。一個制動迴路一般作用於至少兩個車輪， 或者說一個軸的車輪制動器，或者作用於兩個對角布置的車輪或者說汽車的不同軸的車輪 制動器，例如像前左-後右。兩個分開的制動迴路的設計應該在其中一個制動迴路由於功 能故障而失效時，也還保證制動作用。由公開的文獻DE10118263A1得知一種這樣的，雙迴路的機電制動系統。在此每個 制動迴路具有第一控制儀，它將司機的制動要求轉換成一個觸發信號。這制動要求例如借 助於一種在汽車制動踏板上的傳感裝置來檢測。由第一控制儀產生的觸發信號由兩個控制 儀進行處理，這兩個控制儀分別配屬於一個車輪制動器並操縱這制動器。由上述文件還得 知，設有至少一個作用於制動迴路的行駛動力學控制單元。

發明內容
按照本發明的電制動系統的特徵在於，行駛動力學控制單元集成在至少一個制動 迴路的第一控制儀裡。在現有技術中行駛動力學控制單元由一個分開的控制儀構成，這控 制儀設置在一個上置層裡並作用於制動迴路的第一控制儀，與此不同這裡設計規定行駛 動力學控制單元是各個不同的制動迴路的第一控制儀中的至少一個的組成部分。因此使電 制動系統的構造整體上簡化並且也減少了結構空間的要求。通過一種優選地延伸在兩個制 動迴路的第一控制儀之間的通信連接，也可以將行駛動力學控制單元的數據和指令傳輸至 沒有集成的行駛動力學控制單元的第一控制儀上，並在那裡加以利用。行駛動力學控制單元優選地集成在第一制動迴路的第一控制儀裡和第二制動回 路的第一控制儀裡。這裡得出了對兩個第一控制儀的一種大致相同程度的性能要求，因此 還可以利用結構相同的第一控制儀。除此之外，當在一個制動迴路裡出現功能故障時，完全 的行駛動力學功能至少供起作用的制動迴路使用。通過在第一制動迴路和第二制動迴路的 各自第一控制儀裡的行駛動力學控制單元的設計，因此使行駛動力學控制單元或者說行駛動力學功能冗餘地提供。為此適宜地也使第一制動迴路和第二制動迴路的兩個第一控制儀 將所有配屬於行駛動力學控制單元的傳感器，例如像縱向加速度傳感器，橫向加速度傳感 器，偏轉和/或擺動傳感器的值冗餘地輸送給兩個第一控制儀。第一和第二制動迴路的第一控制儀適宜地通過所述的通信連接相互這樣地交換 信息，從而在這兩個制動迴路之間進行檢測到的傳感器值以及所產生的觸發信號的平衡。按照電制動系統的一種有利的改進設計方案規定行駛動力學控制單元由第一和 第二制動迴路的第一控制儀一起構成。這意味著，行駛動力學控制單元的功能分配在兩個 第一控制儀上，並通過第一控制儀的相互作用而相互一起起作用。當一個制動迴路失效時， 因此至少還可以利用行駛動力學控制單元的一部分功能。總之因此使得用於實現行駛動力 學控制單元或者說它的功能的存儲器位置-和計算的要求最小化。除此之外可以同時地實 施不同的功能或者步驟，從而使行駛動力學控制單元總體上有效而快速地工作。為此規定 在第一和第二制動迴路的第一控制儀裡規定了行駛動力學控制單元的不同的功能。在一種備選的實施例中，既在第一制動迴路的第一控制儀裡，也在第二制動迴路 的控制儀裡規定了行駛動力學控制單元的至少一種功能。這裡也就是說將行駛動力學控制 單元的部分功能分配於兩個第一控制儀上。特別是對安全至關重要的功能和/或具有高 可用性要求的功能優選冗餘地在制動迴路的兩個第一控制儀裡實現。此外還規定車輪轉 速傳感器配屬於各自的第一控制儀和/或各自的第二控制儀。因此可以將檢測的值或者直 接讀入第一控制儀，或者也直接讀入第二控制儀裡。在第一控制儀裡檢測這些值，在這些控 制儀裡最終也處理信息，其優點在於，通過在第一和第二控制儀之間的通信不會附帶產生 靜止時間和操作滯後期(Latentzeiten)。最後規定行駛動力學控制單元設計成ESP-控制單元(ESP-電子穩定程序)和/ 或為ABS-控制單元(ABS-防抱死系統)。按照本發明的方法的特徵在於，行駛動力學控制單元的功能在至少一個制動迴路 的第一控制儀裡實施。行駛動力學控制單元的功能中的至少一個功能有利地在第一和第二 制動迴路的各自的第一控制儀裡冗餘地實施。優選地使整個功能在第一和第二制動迴路的 各自的第一控制儀裡實施。原則上也可以考慮，將行駛動力學控制單元的功能直接分配於 第二控制儀上，如果不存在層級上更高的第一控制儀或者說沒有設計規定的話。


以下要根據附圖對本發明進行詳細說明。所示為圖1 一種有利的電制動系統的簡圖；圖2實現一個行駛動力學控制單元的簡圖；圖3實現行駛動力學控制單元的另一個實施例；
具體實施例方式圖1表示了一個電制動系統1的簡圖，這系統設計成機電的制動系統2。電制動系 統1具有兩個相互獨立的制動迴路，它們在以下用附圖標記3和4表示。每個制動迴路3， 4具有第一控制儀5或6，這控制儀檢測一個具有制動系統1的汽車的司機的制動要求。為 此控制儀5和6從制動踏板7以及駐車制動器8的一個傳感器裝置分別得到輸入信號。每個制動迴路3和4此外具有一個供電裝置9，10，其形式為一種可重複充電的儲能器11，12， 從而對制動迴路3和4相互獨立地供給能量。這裡尤其是考慮到法律規定，它要求制動系 統有剩餘功能，如果制動系統的一個部分失效的話。這裡所述一個制動迴路3或4的功能 失效根據有利的設計方案並不作用於另一個制動迴路4或3，因此後者也繼續保持其完全 的功能能力並可以實現其制動作用。控制儀5和6將司機的制動要求轉變成分別用於兩個控制儀13和14以及15和16 的觸發信號，這些控制儀取決於觸發信號用於分別觸發制動系統1的一個車輪制動器17， 18，19和20。每個車輪制動器17至20配屬於汽車的一個要制動的車輪。通過各自的制動 迴路3或4的相應的線路或連接，第二控制儀13和15與控制儀5和供電裝置9連接，而第 二控制儀14和16與第一控制儀6以及與供電裝置10連接。第一控制儀5和6這裡包括有至少一個微控制器和通信接口，用於通過所述的線 路與各自的第二控制儀13至16進行數據交換。第二控制儀13至16分別包括有一個功率 電子裝置和用於使各自的車輪制動器17至20的制動實現器的電子換向電動機進行換向的 裝置。第二控制儀13至16也包括有用於控制車輪制動器所必要的傳感器電子裝置，尤其 如轉速傳感器。整個電子裝置也可以由一個具有相應軟體的微控制器構成。用於觸發車輪 制動器17至20或者說相應的制動實現器，並因此也用於必須的能量消耗的名義設定值在 這裡通過控制儀5和6，以它們各自觸發信號的形式來提供。除此之外第一控制儀5和6與 一個駕駛艙指示模塊M連接，後者例如給汽車司機輸出警告信號，如果在一個制動迴路裡 出現問題的話。電制動系統1此外有一個行駛動力學控制單元21，這單元在本實施例中集成在第 一控制儀5和6裡。對於行駛動力學控制單元21來說這裡分別是指一個ESP-控制單元 22，也就是說一個用於實現電子穩定程序的控制單元。這單元此外還包括有一個防側滑調 節裝置。在這裡將行駛動力學控制單元21的所有功能都冗餘地指望兩個第一控制儀5和 6 (方案A)。因此當在其中一個控制儀5或6裡，或在其中一個附屬的傳感器裝置裡有功能 故障時，還可以使整個行駛動力學功能在留下的制動迴路上供使用。通過通信連接23第一 控制儀5和6交換數據，尤其是行駛動力學控制單元21的數據，用於平衡觸發信號和觸發 信號所基於的傳感器值。優選作為轉速傳感器布置在車輪制動器13至16上的，對於行駛 動力學調節控制單元來說必須要的傳感器的連接可以或者通過一個總線連接。例如用CAN， FlexRay，或者通過一種單個連接，例如像藉助於模擬信號或者PWM-編碼來進行。行駛動 力學控制單元的功能可以分成兩個功能等級，一方面有汽車層面上的功能，例如像汽車參 考速度，名義軌跡和實際軌跡的確定。另一方面有車輪方面的功能，例如像調節車輪上的側 滑，或者要求一定的車輪單個制動力。與上述控制單元21的實現備選地可以考慮使汽車層面的功能在兩個第一控制 儀5，6裡冗餘地實施，而使車輪方面的功能分配於兩個控制儀5，6上(方案B)。控制儀5 計算用於第二控制儀13和15的功能，而控制儀6計算用於第二控制儀14和16的功能。一 個制動迴路3，4或者說一個第一控制儀5或者6失效時，行駛動力學調節裝置對於剩餘的 制動迴路6或者說還存在。除了行駛動力學控制單元21的冗餘布置或者說構造之外，還可以考慮其它的設 計方案，正如它們例如在圖2和3中所示的那樣。
圖2和3這裡表示了行駛動力學控制單元21的一種舉例的設計方案的各自簡圖。 行駛動力學控制單元21設計分成幾個功能。所謂的觀察器規定為第一功能25，它檢測當 前的汽車特性，並為此得出尤其是當前的加速度值(縱向和/或橫向加速度)，偏駛或擺動 率，或者也得出汽車的浮動角。第二功能26由一個名義狀態模型或一個名義狀態形成。也 就是說觀察器得出汽車的實際值，而在名義狀態模型裡則得出或存儲名義值。在另一個功 能27裡規定閾值，這些閾值在實際值與名義值比較時用來評估比較的結果。閾值也可以取 決於當前的框架條件進行匹配。下一個功能觀是計算功能，其中建立的由實際值與名義值 的比較在考慮到閾值的情況下，確定用於車輪制動器17至20的名義設定值。作為最後的 功能四，行駛動力學控制單元21包括有一個信號發生器，它由在功能觀裡得到的數據產生 觸發信號用於第二控制單元13至16，並傳輸給它們。按照圖2的優選實施例，功能25，26和27在第一控制儀5裡實現，而功能28和四 在第二控制儀6裡實現。因此這些功能平等地分配於兩個控制儀5和6上(方案C)。因此 使行駛動力學調節裝置的存儲位置-和計算要求都最小化。按照圖3所示的優選實施例至少使功能27在兩個控制儀5和6裡集成或實現。因 此在這裡至少一個功能(功能27)由兩個控制儀5和6來冗餘實施(方案D)。當然也可以 考慮，只是在其中一個控制儀5或者6裡實現行駛動力學控制單元21。通過通信連接23 可以使數據輸送至剩餘的控制儀6或5。對應於行駛動力學控制單元21的功能在控制儀5和6上的分配，優選地也設計規 定了對於行駛動力學調節來說必須要的傳感器在控制儀5和6上的分配或者說配置。例如 第一種方案(方案1)在於所有的傳感器只配屬於其中一個控制儀5或6，從而使這些傳 感器的數據或數值只在一個控制儀5，6裡採集。可以備選地在兩個控制儀5和6裡冗餘地 採集所有傳感器的數據(方案幻。最後可以考慮，分配傳感器的採集，尤其是對應於功能 的分配而分配於兩個控制儀5和6上(方案幻。方案2-A和2-B的組合從失效允許的觀 點(Fehlertoleranzsicht)來看好像是最佳的，而方案1_C或3-C的組合從資源的角度來 看是最佳的。上述實施形式也可以用於電液的或者電風動的制動系統。行駛動力學控制單元的 分配或者說實現也可以按此精神也在對於沒有第一控制儀的電制動系統進行，那麼使不同 的功能直接在第二控制儀裡實現。
權利要求
1.用於汽車的電制動系統(1)，尤其是機電制動系統O)，具有至少兩個制動迴路(3， 4)，它們分別包括有第一控制儀(5，6)，用於將汽車司機的制動要求轉換成觸發信號，以及 分別有至少一個分別配屬於制動系統(3，4)的車輪制動器(17-20)的第二控制儀(13-16)， 它用來處理觸發信號，以及具有至少一個行駛動力學控制單元(21)，其特徵在於，行駛動力 學控制單元集成在至少一個制動迴路(3，4)的第一控制儀(5，6)裡。
2.按權利要求1所述的電制動系統，其特徵在於，行駛動力學控制單元分別集成 在第一制動迴路(3)的第一控制儀( 裡，和第二制動迴路的第一控制儀(6)裡。
3.按上述權利要求之一所述的電制動系統，其特徵在於，第一和第二制動迴路(3，4) 的第一控制儀(5，6)通過通信連接交換信息。
4.按上述權利要求之一所述的電制動系統，其特徵在於，行駛動力學控制單元由 第一和第二制動迴路(3，4)的第一控制儀(5，6)組成。
5.按上述權利要求之一所述的電制動系統，其特徵在於，在第一和第二制動迴路(3， 4)的第一控制儀(5，6)裡設有行駛動力學控制單元的不同的功能05- )。
6.按上述權利要求之一所述的制動系統，其特徵在於，行駛動力學控制單元的至 少一個功能(XT)設在第一制動迴路(3)的第一控制儀( 裡和第二制動迴路的第一 控制儀(6)裡。
7.按上述權利要求之一所述的制動系統，其特徵在於，車輪轉速傳感器配屬於各自的 第一控制儀(5,6)和/或各自的第二控制儀(13-16)。
8.按上述權利要求之一所述的制動系統，其特徵在於，配屬於行駛動力學控制單元 (21)的傳感器配屬於第一和/或第二制動迴路(3，4)的第一控制儀(5，6)。
9.用於使一個按上述權利要求中一項或幾項所述的電制動系統運行的方法，其特徵在 於，行駛動力學控制單元的功能在其中至少一個制動迴路的第一控制儀裡實施。
10.按權利要求9所述的方法，其特徵在於，行駛動力學控制單元的功能中的至少一個 功能在兩個制動迴路的第一控制儀裡實現。
11.按上述權利要求之一所述的方法，其特徵在於，在第一制動迴路和第二制動迴路的 各自第一控制儀裡實施行駛動力學控制單元的不同的功能。
全文摘要
本發明涉及一種用於汽車的電制動系統(1)，尤其是機電制動系統(2)，具有至少兩個制動迴路(3，4)，它們分別包括有第一控制儀(5，6)，用於將汽車司機的制動要求轉換成觸發信號，以及分別有至少第二，分別配屬於制動系統(3，4)的車輪制動器(17-20)的控制儀(13-16)，它用來處理觸發信號，以及具有至少一個行駛動力學控制單元(21)。設計規定，行駛動力學控制單元(21)集成在至少一個制動迴路(3，4)的第一控制儀(5，6)裡。此外本發明還涉及一種使電制動系統運行的方法。
文檔編號B60T13/74GK102050102SQ201010530780
公開日2011年5月11日 申請日期2010年10月29日 優先權日2009年10月30日
發明者B·米勒, F·哈斯登託伊費爾, R·魏貝爾勒 申請人:羅伯特.博世有限公司