用於機動車的制動系統的製作方法

2023-12-05 00:09:31 2

本發明涉及一種根據權利要求1前序部分的用於機動車的制動系統。

背景技術：

在機動車技術中，「線控制動」制動系統越來越流行。這種制動系統除了可通過車輛駕駛員操作的制動主缸之外通常包括可電控制的壓力提供裝置，藉助於所述壓力提供裝置在「線控制動」運行模式中建立用於操作車輪制動器的液壓壓力。制動系統的「線控制動」運行模式的存在是自動化行駛的先決條件，在所述自動化行駛中，電子自動駕駛儀功能使車輛或者完全自動地或者與駕駛員合作地轉向、加速以及制動。

為了即使在可電控制的壓力提供裝置失效的情況下也滿足自動化行駛、尤其是在不通過駕駛員操作制動踏板的情況下執行制動的可靠性要求，需要用於可電控制地提供制動壓力的獨立的第二裝置。

由DE 10 2011 084 206 A1公知了一種用於機動車的制動系統，所述制動系統具有：制動主缸，所述制動主缸可通過電液式執行器電操作；電機-泵總成和車輪制動壓力調製單元，所述車輪制動壓力調製單元對於每個車輪制動器各具有進入閥和排出閥。設置有兩個電子控制和調節單元，其中，第一控制和調節單元用於控制電機-泵總成和車輪制動壓力調製單元，第二控制和調節單元用於控制用於操作制動主缸的電液式執行器。另外，設置有兩個單獨的能量供給裝置，其中，第一能量供給裝置給第一控制和調節單元供給以電能，第二能量供給裝置給第二控制和調節單元供給以電能。在第一能量供給裝置失效時，僅仍可藉助於電液式執行器在全部車輪制動器上進行統一的制動壓力建立或者減低。車輪各自的制動壓力的調整、尤其是防抱死調節(ABS：Anti-lock Braking System)或行駛動態調節(ESC：Electronic Stability Control)或制動系統的其它穩定輔助功能在已知的制動系統中在此情況下是不可能的。

技術實現要素：

因此，本發明的目的在於，提供一種用於機動車的制動系統，所述制動系統滿足自動化行駛的可靠性要求。

根據本發明，所述目的通過根據權利要求1的制動系統來實現。

本發明的另一個目的可在於，提供一種具有車輪各自的制動壓力調節或控制的可更好地提供輔助功能的制動系統。

本發明基於的構思在於，第一壓力源可由第一能量供給單元供給以電能，第二壓力源可由與第一能量供給單元不相關的(獨立的)第二能量供給單元供給以電能，壓力調製裝置可由第一能量供給單元和第二能量供給單元供給以電能。

本發明提供優點：在能量供給單元之一失效之後總是仍有壓力源之一以及壓力調製裝置可被供給以電能，以便可執行車輪各自的制動壓力調節並且由此可執行可靠的制動。

壓力調製裝置對於每個車輪制動器各包括至少一個可電操作的進入閥。優選對於每個車輪制動器各設置有可電操作的進入閥和可電操作的排出閥。

優選藉助於壓力調製裝置從由第一壓力源提供的制動壓力或由第二壓力源提供的制動壓力或藉助於兩個壓力源提供的制動壓力導出車輪各自的制動壓力。

第二壓力源優選在液壓上設置在第一壓力源與壓力調製裝置之間。由此，在需要時可執行由第一壓力源輸出的壓力的增強。

優選第一壓力源可僅僅由第一能量供給單元供給以電能，第二壓力源可僅僅由第二能量供給單元供給以電能。相對於兩個壓力源至少之一可由第一和第二能量供給單元進行供給的制動系統，這提供從能量供給單元到壓力源的較小數量的供給管路。

根據本發明的一個擴展構型，制動系統包括配置給第一壓力源的用於控制第一壓力源的第一電子控制和調節單元、配置給第二壓力源的用於控制第二壓力源的第二電子控制和調節單元以及配置給壓力調製裝置的用於控制壓力調製裝置的第三電子控制和調節單元。通過用於壓力調製裝置的單獨地構造的第三控制和調節單元可實現：提高車輪各自的制動壓力調節功能的可用性。

壓力調製裝置優選構造成獨立的液壓單元。壓力調製裝置和第三電子控制和調節單元特別優選構造成電液式控制單元。

根據本發明的制動系統的一個優選實施形式，第一電子控制和調節單元可由第一能量供給單元供給以電能，第二電子控制和調節單元可由第二能量供給單元供給以電能，第三電子控制和調節單元可由第一能量供給單元和第二能量供給單元供給以電能。這提供優點：在第一或第二控制和調節單元失效之後總是仍有壓力源之一以及壓力調製裝置可被供給以電能，以便可執行車輪各自的制動壓力調節並且由此可執行可靠的制動。

第一和第二壓力源以及壓力調製裝置優選通過配置給其的電子控制和調節單元供給以電能。

為了可實施防抱死調節，制動系統優選包括車輪轉速傳感器或與這種車輪轉速傳感器連接，其中，車輪轉速傳感器的信號輸送給第三控制和調節單元。信號的處理特別優選在第三控制和調節單元中執行，由此，在車輪各自的制動壓力調節中壓力調製裝置的控制所需的數據即使在第一或第二控制和調節單元失效時也可供使用。

制動系統附加地優選包括用於檢測行駛動態參量的傳感器裝置或與這種傳感器裝置連接，其中，傳感器裝置的信號輸送給配置給壓力調製裝置的第三控制和調節單元。信號的處理特別優選在第三控制和調節單元中執行。由此，即使在第一或第二控制和調節單元失效時也可進行行駛動態的車輪各自的制動壓力調節。

優選傳感器裝置包括至少一個用於檢測機動車的橫擺率的傳感器、至少一個用於檢測機動車的橫向加速度的傳感器和/或用於檢測機動車的縱向加速度的傳感器。

第一、第二和第三控制和調節單元優選通過數據總線彼此連接。

為了執行自動化行駛，根據制動系統的一個擴展構型，三個控制和調節單元至少之一與第四電子控制和調節單元通過數據傳遞路徑連接或可連接，在所述第四電子控制和調節單元中執行自動駕駛儀功能。

為了可藉助於兩個壓力源任意之一不相關地執行不相關的壓力建立，優選至少第一和第二控制和調節單元分別通過數據傳遞路徑與第四控制和調節單元連接或可連接。但特別優選三個控制和調節單元任意之一通過數據傳遞路徑與第四控制和調節單元連接或可連接。數據傳遞路徑有利地由數據總線構成。

根據本發明的制動系統的一個優選實施形式，第二壓力源包括具有至少雙迴路的液壓泵的電機-泵總成。這種總成本身長久以來已經公知，可產生高壓力並且以非常緊湊的結構尺寸實現。

另外，第二壓力源優選包括可電操作的用於調整傳送給壓力調製裝置的一個或多個制動壓力的閥。特別優選也設置有可使第一壓力源與壓力調製裝置之間的連接分開的閥。

附圖說明

由從屬權利要求以及藉助於附圖進行的下述說明得到本發明的其它優選實施形式。

附圖中：

圖1示出根據本發明的制動系統的第一實施例，以及

圖2示出根據本發明的制動系統的第二實施例。

具體實施方式

根據圖1的根據例子的制動系統基本上包括：可電控制的第一壓力源2，所述第一壓力源用於提供用於操作未示出的機動車的車輪制動器1的制動壓力；可電控制的第二壓力源3，所述第二壓力源用於提供用於操作車輪制動器1的制動壓力；可電控制的壓力調製裝置6，所述壓力調製裝置用於調整用於車輪制動器1的車輪各自的制動壓力；第一、第二和第三電子控制和調節單元(ECU：electronic control unit)12、13、16；以及第一電能量供給單元4和第二電能量供給單元5，所述第二電能量供給單元與第一電能量供給單元不相關。

第一電子控制和調節單元12配置給第一壓力源2並且用於控制第一壓力源2。第二電子控制和調節單元13配置給第二壓力源5並且用於控制第二壓力源3，第三電子控制和調節單元16配置給壓力調製裝置6並且用於控制壓力調製裝置6。

可電控制的第一壓力源2包括雙迴路的制動主缸7，所述制動主缸具有兩個彼此相繼設置的活塞9、22，所述活塞限定兩個液壓壓力室21、23的邊界。壓力室21、23一方面通過構造在活塞9、22中的徑向孔以及相應的壓力補償管路20a、20b與處於大氣壓力下的壓力介質儲備容器70連接，其中，所述壓力補償管路可通過活塞9、22在殼體24中的相對運動而閉鎖。另一方面，壓力室任意之一21或者23藉助於液壓連接部分26a或者26b與壓力調製裝置6連接。壓力室21、23接收未詳細標記的復位彈簧，所述復位彈簧使活塞9、22在制動主缸7未被操作時定位在初始位置中。

另外，可控制的第一壓力源2包括可電控制的制動助力器8，所述制動助力器連接在制動主缸7之前。根據例子，制動助力器8包括未詳細示出的可電控制的機電式執行器，制動主缸7的活塞9可藉助於所述機電式執行器操作。

制動系統的制動踏板10的操作例如藉助於例如制動助力器8中的未示出的行程或角度傳感器來檢測，並且傳感器信號傳送給配置給第一壓力源2的第一電子控制和調節單元12。

如果要執行增強的制動，則控制和調節單元12控制制動助力器8的機電式執行器。機電式執行器根據例子包括電動機和旋轉-平移傳動裝置，期望的操作力可藉助於所述電動機和旋轉-平移傳動裝置施加在制動主缸7的活塞9上。

在第一與第二控制和調節單元12、13之間有利地存在信號或數據導線29，第一控制和調節單元12可通過所述信號或數據導線將第一壓力源的狀態傳輸給第二控制和調節單元13。例如第一控制和調節單元12可在第一壓力源2故障的情況下向第二控制和調節單元13傳輸故障通知。作為替換方案或附加地，當第一壓力源能工作時，第一控制和調節單元12可向第二控制和調節單元13傳輸「正常」信號。在兩種情況下，第二控制和調節單元13可藉助於第一壓力源的所傳輸的狀態來識別：是否應控制第二壓力源3來操作車輪制動器。

即使第一壓力源例如由於第一電能量供給失效而未準備好運行並且第一控制和調節單元12也沒有發送相應的故障信號，通過兩個壓力源的彼此相繼液壓連接也保證了壓力調製裝置上的壓力(所謂的調製器入口壓力)的建立。對於這種情況，為了不相關地操作車輪制動器以及合適地控制第二壓力源3，有利地設置有兩個另外的不相關的行程傳感器25和27，所述行程傳感器例如檢測活塞9和22的移動，並且所述行程傳感器的信號通過信號或數據導線28傳輸給配置給第二壓力源3的第二電子控制和調節單元13。

可電控制的第二壓力源3根據例子構造成獨立的液壓單元，所述液壓單元在液壓上設置在第一壓力源2與壓力調製裝置6之間。

優選液壓單元3和電子單元13構造成電液式控制單元(HECU)。

壓力源3基本上包括可電控制的壓力提供裝置30以及對於每個制動迴路或者說對於每個液壓管路26a或者26b各包括可電操作的閥31a、32a、33a、34a、31b、32b、33b、34b，所述壓力提供裝置根據例子構造成雙迴路的電機-泵總成，所述閥用於調整傳送給壓力調製裝置6的制動壓力。第二壓力源的其它實施形式也是可以的，例如具有其它壓力提供裝置和/或其它閥組合。

電機-泵總成30根據例子包括兩個由電動機37共同驅動的泵38a、38b。電機-泵總成優選構造成由電動機通過偏心輪驅動的活塞泵的型式，其結構形式在公知制動系統中已經無數次地用作輸送泵。所述活塞泵可產生特別高的系統壓力並且可以以非常緊湊的結構尺寸來實現。

根據例子，對於每個制動迴路各設置有四個可電操作的閥31a、32a、33a、34a或者31b、32b、33b、34b以及兩個壓力傳感器35a、36a或者35b、36b。

在連接部分26a、26b中分別設置有構造成常開的有利地可模擬控制的壓力提高閥32a、32b，制動主缸的壓力室21、23與壓力調製裝置6之間的液壓連接可藉助於所述壓力提高閥來斷開。與壓力提高閥32a、32b並聯連接著各一個朝壓力調製裝置6打開的未詳細標記的止回閥。壓力提高閥32a、32b之前和之後的壓力藉助於壓力傳感器35a、36a或者35b、36b來測量。

對於每個制動迴路，泵38a、38b的抽吸連接端各與通到壓力介質儲備容器70的回流管路64a、64b連接，由此，可從壓力介質儲備容器70抽吸壓力介質。泵38a、38b的對應的壓力連接端通過朝壓力調製裝置6打開的止回閥39a、39b與壓力調製裝置6的所配置的輸入連接端連接。與泵38a、38b分別並聯連接著構造成常開的有利地可模擬控制的背壓閥33a、33b。另外，泵38a、38b的抽吸連接端分別通過液壓連接部分與連接部分26a、26b的制動主缸壓力室側區域連接，其中，在所述液壓連接部分中從連接部分26a、26b起設置有構造成常閉的減壓釋放閥31a、31b和構造成常開的有利地可模擬控制的減壓計量閥34a、34b的彼此相繼連接。

壓力調製裝置6構造成獨立的液壓單元，根據例子對於每個車輪制動器1各包括進入閥60a～60d和排出閥61a～61d，所述進入閥和排出閥成對地通過中間連接端在液壓上連接在一起並且連接在車輪制動器1上。進入閥60a～60d的輸入連接端對於每個制動迴路I、II各由第二壓力源3供給以壓力(調製器入口壓力)。在第二壓力源3不工作時，所述壓力相應於制動主缸壓力。與進入閥60a～60d分別並聯連接著未詳細標記的朝第二壓力源3打開的止回閥。排出閥61a、61b；61c、61d的輸出連接端對於每個制動迴路各通過所配置的回流管路64a、64b與壓力介質儲備容器70連接。壓力調製裝置6的其它實施形式原則上也是可以的。

配置給壓力調製裝置6的第三電子控制和調節單元16有利地與第二電子控制和調節單元13通過信號或數據導線62、例如數據總線連接。因此，第三控制和調節單元16可由第二控制和調節單元13要求附加的壓力建立(例如對於ESC功能)。

優選液壓單元6和電子單元16構造成電液式控制單元(HECU)。

第一壓力源2通過供給導線40由第一能量供給單元4供給以電能，第二壓力源3通過供給導線50由第二能量供給單元5供給以電能。為了給壓力調製裝置6供給以電能，設置有裝置45，壓力調製裝置6可藉助於所述裝置由第一能量供給單元4、由第二能量供給單元5或由兩個能量供給單元進行供給。在此，例如可涉及可轉換的電流或電壓供給裝置，由此，壓力調製裝置6選擇性地由第一能量供給單元4或第二能量供給單元5進行供給。

為了可實施防抱死調節，制動系統根據例子對於機動車的每個車輪各包括車輪轉速傳感器13。為了即使在能量供給單元4、5之一失效時或在控制和調節單元12、13之一失效時車輪轉速傳感器13的信號對於防抱死調節也可供使用，車輪轉速傳感器13的信號輸送給壓力調製裝置6的控制和調節單元16。根據例子，車輪轉速信號在控制和調節單元16中進行處理和分析。車輪轉速傳感器13有利地由控制和調節單元16供給以電能。

另外，為了可實施行駛動態調節或穩定輔助功能，制動系統根據例子包括用於檢測行駛動態參量的傳感器裝置14，所述傳感器裝置的信號通過信號或數據導線63出於與上述相同的原因輸送給壓力調製裝置6的控制和調節單元16並且優選也在那裡進行處理和分析。傳感器裝置14有利地由控制和調節單元16供給以電能。

傳感器裝置14根據例子包括用於檢測機動車的橫擺率的傳感器和用於檢測機動車的橫向加速度的傳感器。有利地，傳感器裝置14也包括用於檢測機動車的縱向加速度的傳感器。另外，傳感器裝置14優選包括轉向角度傳感器或方向盤角度傳感器。

圖2中示意性示出了根據本發明的制動系統的第二實施例。

該制動系統與圖1中所示第一實施例的區別基本上在於第一壓力源的實施形式。因此，彼此一致的元件在圖1和圖2中設置有相同的參考標號。

根據第二實施例，制動系統基本上包括：可電控制的第一壓力源102和可電控制的第二壓力源3，用於提供用於操作車輪制動器1的制動壓力；可電控制的壓力調製裝置6，所述壓力調製裝置用於調整用於車輪制動器1的車輪各自的制動壓力；配置給第一壓力源102的第一電子控制和調節單元112、配置給第二壓力源3的第二電子控制和調節單元13和配置給壓力調製裝置6的第三電子控制和調節單元16；以及第一電能量供給單元4和與第一能量供給單元不相關的第二電能量供給單元5。

可電控制的第二壓力源3和壓力調製裝置6根據例子如第一實施例中那樣構造。

根據第二實施例，第一控制和調節單元112或者第一壓力源102由第一能量供給單元4供給以電能，第二控制和調節單元13或者第二壓力源3由第二能量供給單元5供給以電能。為了對第三控制和調節單元16或者壓力調製裝置6進行能量供給，設置有裝置45，所述裝置可實現通過第一能量供給單元4或通過第二能量供給單元5進行供給。此外，也可通過兩個能量供給單元進行供給。

根據例子，設置有車輪轉速傳感器13以及用於檢測行駛動態參量的傳感器裝置14，所述車輪轉速傳感器和傳感器裝置的信號輸送給控制和調節單元16，並且所述車輪轉速傳感器和傳感器裝置由控制和調節單元16供給以電能。第三控制和調節單元16與第二控制和調節單元13之間的數據交換可通過信號或數據導線62進行。

可電控制的第一壓力源102包括按照第一實施例的雙迴路的制動主缸7，所述制動主缸的壓力室21、23藉助於液壓連接部分26a、26b與壓力調製裝置6連接。另外，壓力源102包括可電控制的制動助力器108，所述制動助力器連接在制動主缸7之前。

制動助力器108根據例子包括液壓的缸-活塞裝置，所述缸-活塞裝置的活塞101限定壓力室103的邊界並且可由示意性表示的機電式執行器109、例如電動機和連接在後面的旋轉-平移傳動裝置操作。用於檢測電動機的轉子位置的僅示意性表示的轉子位置傳感器用參考標號104標記。附加地也可使用用於檢測電機線圈的溫度的溫度傳感器105。

制動系統的制動踏板10與具有環形面111的活塞110機械地聯接，所述活塞在制動操作方向上移動時機械地操作第一制動主缸活塞9。環形面111與殼體24限定液壓腔107的邊界，其中，腔107中的壓力作用相應於在制動操作方向上作用於第一制動主缸活塞9上的力。缸-活塞裝置的壓力室103與腔107通過連接部分106連接，由此，制動主缸活塞9可通過控制機電式執行器109來操作。

根據例子，第一壓力源102配置有兩個不相關的行程傳感器25和27，所述行程傳感器例如檢測活塞9和22的移動，並且所述行程傳感器的信號通過信號或數據導線28傳輸給配置給第二壓力源3的第二電子控制和調節單元13。另外，第一壓力源102配置有力傳感器113，所述力傳感器檢測由駕駛員施加的制動踏板操作力。所述力傳感器的信號通過信號或數據導線114提供給第一電子控制和調節單元112。

在第一與第二控制和調節單元112、13之間有利地存在信號或數據導線29、例如數據總線，所述單元可通過所述信號或數據導線交換數據並且第一控制和調節單元112可通過所述信號或數據導線向第二控制和調節單元13例如傳輸第一壓力源102的狀態，這如藉助於圖1的第一實施例已經描述。

根據第二實施例，設置有第四電子控制和調節單元150，在所述第四電子控制和調節單元中執行自動駕駛儀功能。根據圖1也可設置這種第四控制和調節單元150。根據例子，第四控制和調節單元150分別通過數據總線151、152、153與第一、第二和第三控制和調節單元112、13、16連接。取代數據總線，也可考慮其它數據傳遞路徑、例如無線傳遞/連接。

有利地，第三控制和調節單元16負責全部行駛動態調節任務，並且其它兩個控制和調節單元12、112；13僅具有以調製器入口壓力的形式提供兩個制動迴路壓力的任務。用於相應壓力調節器的給定壓力預給定值在此由駕駛員和電子自動駕駛儀的制動期望以及行駛動態ECU 16的制動壓力要求得到，例如用於執行ESC或防側翻幹涉。

有利地提出，在簡單的舒適制動的情況下僅使用第一壓力源，而第二壓力源總是當第一壓力源失效或者其動態或其最大壓力不足以滿足制動壓力要求時才支持調製器入口壓力建立。

駕駛員向制動系統通過制動踏板力和制動踏板行程告知其制動期望。按照機動車制動系統的法律規定，優選設置有另外的操作可能性，所述操作可能性例如通過電動駐車制動器的操作元件來實現。

電子自動駕駛儀可構造成計算機集群，所述計算機集群定位在機動車中(第四電子控制和調節單元150)。但也可考慮，遠程控制機動車。例如操作人員或外部計算機網絡可接管自動駕駛儀功能，例如以便將車輛停入停車場。在任意情況下，自動駕駛儀的制動期望必須可靠地傳遞給制動系統並且在那裡可靠轉化。為此有利地提出，自動駕駛儀制動期望在單獨的數據傳遞路徑(根據例子數據總線151、152)上引導到第一和第二控制和調節單元112、13。

圖2的實施例甚至提供可能性：自動駕駛儀制動期望數據傳遞構造得更可靠，其方式是信息在不相關的第三數據傳遞路徑(根據例子數據總線153)上引導到第三控制和調節單元16。

在根據例子的制動系統中，存在兩個具有彼此不相關的能量供給裝置的彼此不相關的層級(根據例子具有能量供給單元4的壓力源2或者102和具有能量供給單元5的壓力源3)，所述層級可受調控地提供液壓調節能量用於操作車輪制動器1。

為了達到自動化行駛的要求以及尤其是輔助功能(例如ABS、ESC)的車輪各自的制動壓力調節的高可用性，壓力調製裝置6在液壓上與其餘液壓部件分開並且配備有自己的控制和調節單元16。冗餘的電能量供給裝置4、5用於自動化行駛，以便提高輔助功能的可用性。

用於受調控地提供液壓調節能量的兩個不相關的層級基本上通過可電控制的制動助力器8或者108和可電控制的壓力增強器3構成。

有利地足夠的是，僅壓力調製裝置6冗餘地(4和5)供應以電能，並且兩個壓力源2(或者102)、3分別簡單地由不同的彼此不相關的能量供給裝置4、5供應以電能。

根據例子的制動系統提供優點：在能量供給裝置4、5之一或壓力源的控制和調節單元12(或者112)、13之一失效之後總是仍有一個壓力源2(或者102)或3和壓力調製裝置6供使用，以便形成自動化行駛所需的可靠制動功能。