用於商用車的壓力空氣制動設備的電子制動系統的製作方法
2023-04-24 16:42:28 8

本發明涉及一種用於制動設備的電子制動系統,特別是根據權利要求1的前序部分所述的商用車的壓縮空氣制動設備或液壓外力制動設備。
用於商用車的制動設備的這種電子制動系統,特別是壓縮空氣制動設備或液壓外力制動設備從一般現有技術、尤其是從批量汽車製造技術中長久已知。制動設備通常包括多個行車制動器,通過該制動器可以商用車的各個車輪、進而商用車作為整體制動。在壓縮空氣制動設備中,相應的行車制動器是氣動的行車制動器或氣動操作的行車制動器,並且因此可以通過壓縮空氣形式的流體操縱。在液壓外力制動設備的情況下,相應的行車制動器可以通過液體形式的流體、即液壓流體來操縱。
因此,制動設備可以包括多個制動迴路,因此可以被設計為多迴路制動設備。通過電子制動系統,可以將商用車的駕駛員預先確定的制動請求電子地分配給行車制動器,從而分配給誰家為卡車的商用車的所屬的車輪。
電子制動系統具有制動編碼器,也稱為踏板編碼器(pwg)。制動編碼器具有至少一個傳感器用於檢測可由商用車的駕駛員操縱的制動踏板的位置。換句話說,駕駛員可以通過操縱制動踏板來發出他的制動請求。為此,駕駛員可以用其腳將制動踏板移動到不同的位置,這些位置通過制動編碼器的傳感器來檢測。在壓縮空氣制動設備中,至少一個泵通常將至少一個用於每個制動迴路的氣壓蓄能器加載到恆定氣壓,其中空氣壓力例如為12bar。供應管線從相應的蓄壓器通向相應的閥,輪子或相關聯的行車制動器通過其加壓,即可以從蓄壓器被供應壓縮空氣。
當駕駛員操縱制動踏板時,駕駛員將制動踏板例如通過所需的路程從靜止位置移動到操縱位置。所述路程通過傳感器測量,傳感器提供例如表徵測量路程的信號。通常,電子制動系統包括接收所述信號的至少一個電子控制器。因此,通過傳感器測量的路程由電子控制器進行評估。結果,電子控制器將駕駛員的制動請求電子地分配給所有車輪。為此,電子控制器將電子壓力請求發送到相應的閥,所述閥被設計為電動閥或電動操縱閥。相應的閥連接到電子控制器,並且可以通過電子控制器控制,即被致動。然後,相應的閥通過其自身的壓力傳感器調節相應的車輪制動器壓力。為此,相應的閥在用於壓力建立的壓縮空氣制動設備中、從相應供應管路中提取壓縮空氣。上述和後續的說明也可以應用於其中使用液體代替壓縮空氣的液壓的外力設備。
例如,商用車的一個或多個前軸,一個或多個後軸以及懸架可以被供給介質,例如壓縮空氣,用於通過相應的制動迴路操縱相應的行車制動器。
上述對車輪或相關聯的行車制動器的制動請求的電子分配指的是電子制動系統的所謂的電子層級。電子制動系統通常還具有備用層級(rückfallebene),特別是氣動備用層級。為了實現備用層級,制動編碼器具有至少一個與上述閥不同的閥,其可通過制動踏板機械地操縱。可以通過制動踏板機械地操縱的閥由於機械操作可以從卸壓位置移動到保壓和增壓位置中。在增壓位置中,閥允許至少一個流體流動,例如壓縮空氣流,以操縱制動設備的至少一個行車制動器。換句話說,當制動踏板被操縱時,在由制動踏板操作的制動編碼器中、也被稱為機械閥的可機械操縱的閥被移動到的另一個連接位置。在增壓位置,閥流體,例如壓縮空氣從壓力存儲器流入至少一個控制管路。在這種情況下可以規定,機械閥允許壓縮空氣流動到多個制動迴路的控制管路中。這些控制管路導向行車制動器的各個車輪閥,因此行車制動器或者所屬的車輪作為備用層級被直接制動。這例如當電子層級、也就是例如電子控制器時效(使得前述的制動期望相車輪的電子分布不能實施)時是有利的。
這種電子制動系統例如從ep1000830a2已知。
另外,電子制動系統可以包括至少一個駐車制動器。通常並非為每個車輪分配駐車制動器,而是只有一部分車輪分配有駐車制動器。這樣的駐車制動器包括例如至少一個彈簧,通過該彈簧將制動襯片永久地壓在相應的制動元件(例如是制動盤或制動鼓的形式)上,由此可以將商用車保持停止。換句話說,通過駐車制動器可以確保商用車(特別是當停放在斜坡上時)防止不期望的溜車。為了鬆開駐車制動器則使用壓縮空氣,其例如壓靠彈簧,從而克服了由彈簧引起的制動襯片的彈簧預應力。這意味著駐車制動器通過壓縮空氣解鎖。用於操縱駐車制動器的壓縮空氣來自另外的蓄壓器。
如果整個電子制動系統或制動設備完全完整,那麼在表示第一操作層級的電子層級上執行每個制動操作。但是,可以想到以下故障:
·如果電子制動系統發生故障則其將關閉,制動設備將自動落入特別是氣動的備用層級。
·在制動迴路洩漏的情況下則例如至少一個另外的制動迴路可用,用於至少輔助制動動作,例如按照ecer13的要求。通常提供三個或四個蓄壓器。
·如果所述泵故障,按照ecer13的要求,在三個或四個蓄壓器中仍然提供可用的壓縮空氣,用於執行至少八次全制動。
本發明所要解決的技術問題在於,以特別簡單的方式這樣改進前述形式的電子制動系統,並且以特別簡單的方式這樣實現自動行駛的商用車,使得即使在發生錯誤、尤其各種簡單錯誤的情況下仍然能夠實現特別高的制動效果。這種制動效果應該明顯高於用於輔助制動效果所要求的。對於行車制動效果的減速要求、也即對於整個制動設備的減速要求應該即使存在任意單一故障也能實現。
所述技術問題通過一種具有權利要求1的特徵的電子制動系統解決。在其餘權利要求中給出了具有本發明的適當改進方案的有利實施例。
本發明涉及一種用於商用車的制動設備,特別是壓縮空氣制動設備或液壓外力制動設備的電子制動系統。電子制動系統包括具有至少一個傳感器和至少一個閥的制動編碼器。藉助於傳感器可以檢測可由商用車的駕駛員操縱的制動踏板的位置。閥是可機械操縱的閥或機械閥,其可以通過制動踏板機械地操縱。對於商用車的每個制動迴路安裝自身的閥,這些閥能夠機械地相同地被操縱。可機械操縱的閥由於機械操縱可移動到不同的位置。此時美喲可機械操縱的閥具有三個工作狀態或位置:
1.在增壓位置中,閥允許流體、尤其是壓縮空氣從蓄壓器流動至制動設備的行車制動器或者車輪制動器。在該增壓位置中,商用車的減速度增加。
2.在保壓位置中,藉助可機械操縱的閥禁止壓縮空氣從蓄壓器流至車輪制動器或者從車輪制動器流到環境空氣中。在該保壓位置,商用車以恆定的減速度制動。
3.在卸壓位置中,所述空氣從車輪制動器向後穿過可機械操縱的閥流出到環境空氣中。商用車的減速度減小。
對於增壓位置和卸壓位置,商用車的連續可調的減速通過在可機械操縱的閥中釋放或多或少的通流橫截面來實現。
當制動踏板未被操縱時,可機械操縱的閥基本上處於卸壓位置。因此,一個制動迴路中仍然存在的殘餘壓力可以流出到環境空氣中。
為了使電子制動系統如此特別簡單特別地改進,並且尤其是以特別簡單的方式實現自動行駛的商用車,則即使在出現故障的情況下,特別是任何簡單的故障,仍然可以通過電子制動系統實現特別高的制動效果,根據本發明規定,為閥分配至少一個與制動踏板不同的調節件,通過該調節件可以使閥移動,特別是從卸壓位置進入保壓和增壓位置。
例如由於故障,可由電子制動系統引發的、駕駛員對制動設備的制動器的制動請求的電子分配不能實現,而仍然始終使得閥通過調節件進入增壓或保壓位置,並且由此操縱制動設備的至少一個行車制動器,以便即使在先前描述的電子層級發生故障的情況下也能實現商用車的充分制動。由此能夠至少還能實現所謂的根據ecer13的制動效果,由此對於商用車實現最小制動或例如5m/s2的最小減速度。
同時實現這種高制動效果的耗費可以保持特別低,因為電子制動系統或制動編碼器不必完全重構,而是根據本發明規定,可能存在的可機械操縱的閥配備調節件,因此所述閥不僅可以通過駕駛員機械地操縱,而且還可以藉助於調節件。
因此,例如在商用車的自動行駛的範疇內,例如可布置在制動編碼器中的可機械操縱的閥藉助調節件這樣被操縱,如同駕駛員通過制動踏板機械地操縱所述閥。
因此,可機械操縱的閥不僅可以通過制動踏板控制,而且還可以「外部」(也就是例如藉助控制器)控制,也就是可操縱和/或被移動。因此,以前提到的,特別是氣動的備用層級可以以簡單的方式實現,使得在發生故障的情況下在自動運行的過程中也可以獲得足夠的制動效果,而不需要過度改變制動編碼器。
換句話說,只需要少量的額外耗費,就可以提供關於可機械操縱的閥的操縱的冗餘設計,因為可機械操縱的閥不僅能通過制動踏板,而且能藉助調節件操縱,也就是被移動。
如果制動設備設計為壓縮空氣制動設備,則介質是壓縮空氣,以便能夠氣動地操縱相應的行車制動器或車輪制動器。流體流然後是壓縮空氣流。然而,如果制動設備被設計為液壓外力制動設備,則介質是液體或液壓液體或制動液,從而液壓驅動相應的行車制動器或車輪制動器。流體流是液體流或液壓流。
為了將實現這種冗餘的耗費保持為特別低,本發明的有利實施例規定,調節件被設計為可電動操縱的調節件。這意味著調節件可以藉助於電流或電能來操縱,使得閥不僅可機械地而且可電動地被操縱。
此外,已經發現如果調節件被設計為電磁體是特別有利的。這種電磁體可以以特別簡單且節省空間的方式集成到制動編碼器中,其也稱為踏板編碼器(pwg)。由此也可以避免已經存在的閥的過度改變。
另一個實施例的特徵在於,閥能夠通過調節件獨立於制動踏板地移動。這應該理解為:閥可以通過調節件移動,而不需要同時移動制動踏板。換句話說,當閥通過調節件相對於踏板移動時,制動踏板可以保持在其當前位置。由此可以避免制動踏板的不期望的損傷,並且可以明確地區分駕駛員通過制動踏板的操縱而發動的制動以及在不操縱制動踏板的情況下從外部發動的制動。以這種方式,可以檢測駕駛員是否希望在自動行駛期間再次接管車輛的控制。
為了即使在故障的情況下也以簡單的方式獲得足夠的制動效果,本發明的另一實施例規定,電子制動系統包括用於存儲電流的第一電池和連接到第一電池並且可以由第一電池供應電流的第一電子控制器。此外設置至少一個可電動操縱的、並且可以通過第一電子控制器根據制動踏板的各個檢測到的位置而操縱第二閥,藉助所述第二閥能夠調整流體流、特別是壓縮氣流,以便操縱制動設備的制動器。該至少一個行車制動器可以是商用車的上述行車制動器或另一個行車制動器。
通過第一電子控制器能夠將前述制動請求電動地分配到相應的行車制動器以及商用車的車輪上。例如,如果第一電子控制器發生故障,則第二閥不能再被第一電子控制器控制,也就是說被操縱,制動不再可行。換句話說,不能再通過第二閥和第一電子控制器操縱行車制動器。然而,特別是在商用車的自動行駛的情況下,可以通過調節件操縱第一閥,從而從卸壓位置移動到保壓或增壓位置,從而通過第一閥操縱行車制動器,並產生汽車的足夠的制動。
為了以簡單的方式實現特別有利的冗餘設計,設置與第一電池不同的第二電池用於存儲電流。此外,電子制動系統包括與第一電子控制器不同的第二電子控制器,通過該電子控制器可以控制調節件。第二電子控制器連接到第二電池,並可由第二電池供電。這提供了關於電子控制器的電源的冗餘設計。例如,如果第一電池出現故障,則第一電子控制器不能再由第一個電池供電,第一電子控制器也失效。由此,第二閥不能再由第一電子控制器控制,從而不能再通過第二閥操縱行車制動器。
然而,在這種情況下,可以向第二電子控制器提供來自第二電池的電流,使得調節件仍然可以被第二控制器控制。因此,藉助於仍然可用的第二電子控制器可以操縱調節件,並且通過它操縱第一閥,因此行車制動器能夠通過第一閥被操縱。
如果調節件連接到第二電池並且可以由第二電池供應電流,則也被證明是特別有利的。例如,如果調節件被設計為電動調節件或電動操縱調節件,則在第一電池發生故障的情況下,調節件可以從第二電池供應電流,因此在電子制動系統的電子層級發生故障的情況下第一閥可用於操縱行車制動器。
在本發明的另一有利實施例中,制動編碼器的傳感器連接到第一個電池並由第一個電池提供電流。
已經顯示出有利的是,制動編碼器包括至少一個用於檢測制動踏板的位置的第二傳感器,第二傳感器連接到第二電池並且能夠被第二電池供給電流。由此一方面以特別簡單的方式提供了關於制動踏板的位置的檢測的冗餘設計。另一方面,以簡單的方式提供關於傳感器的能量供應的冗餘設計。
例如,如果第一電池出現故障,則第一傳感器也會失效。然而,第二電池仍然可用於向第二傳感器提供電流。因此,仍然可以藉助於第二傳感器檢測制動踏板的位置。因此,特別是在自動行駛的情況下,能清楚地區分駕駛員(儘管執行了自動行駛)是否和多麼強烈想要制動,也就是操縱制動踏板。為了以簡單的方式實現這一點,傳感器由不同的、電池的形式的電源供電。
在本發明的另一實施例中,第一傳感器被設計用於提供表徵各個檢測到的位置的第一信號,並且與第一電子控制器耦連。第一電子控制器被設計用於檢測第一信號。換句話說,第一信號被發送到第一電子控制器並被第一電子控制器接收,從而可以藉助於第一電子控制器評估第一信號。
第二傳感器被設計用於提供表徵各個檢測到的位置的第二信號並且與第二電子控制器耦連。在此第二電子控制器被設計用於檢測第二信號。換句話說,第二信號從第二傳感器發送到第二電子控制器,並由第二電子控制器檢測,從而可以藉助於第二電子控制器評估第二信號。這不僅提供了關於傳感器的能量供應的冗餘設計,而且還提供關於信號的評估的冗餘設計,因為第一信號可以藉助於第一電子控制器評估並且第二信號通過第二電子控制器評估。
在此規定,也可以通過數據總線系統(例如can總線)控制也被稱為ecu(ecu-電子控制單元)的電子控制器,使得電子控制器可以通過數據總線系統交換信號。由此可以相互檢查信號的可信度,以識別可能的故障。
在本發明的另一實施例中,電子制動系統包括至少一個、特別是可氣動操縱的駐車制動器以及至少一個第三閥。此時應該注意的是,第二閥是與第一閥不同的對其補充設置的第二閥,第三閥是與第一閥和第二閥不同的、對它們補充設置的第三閥。藉助於第三閥,流體流、特別是壓縮空氣流可設置用於操縱駐車制動器。第三閥被分配有至少一個第二調節件,特別是可電動操縱的第二調節件,例如第二電磁體,通過該第二調節件可以操縱第三閥。由此也可以在自動行駛中以特別簡單的方式包含駐車制動器,因為駐車制動器簡單地配備有第二調節件。由此可以避免駐車制動器的過度變化。
通常,駐車制動器始終由駕駛員通過操縱手柄打開和關閉。通過操縱手柄,可以在駐車制動器線路中設置壓力,特別是氣動壓力。通過第三閥和配屬第三閥的第二調節件(用於操縱第三閥)能夠獨立於駕駛員對駐車制動器的操縱適當地影響和接觸駐車制動器線路中的壓力,因此駐車制動器以及配置有駐車制動器的駐車制動器迴路作為備用層級被使用,例如在關聯的車軸的行車制動迴路中產生洩漏的情況下。為此,也可以通過第二調節件控制或操縱第三閥,其也稱為駐車制動閥。
在此被證實特別有利的是,第三閥(駐車制動閥)能夠通過第一電子控制器操縱。換句話說有利地規定,第二調節件由第一電子控制器操縱,因為在第一電子控制器中可以排除洩漏和同時的錯誤。同時,駐車制動器可以被設計為自動駐車制動器,這對於實現自動行駛以及在倉庫中實現無人駕駛編組非常有用。
本發明還包括具有根據本發明的電子制動系統的商用車。商用車例如是重型商用車,其中商用車的自動制動可以通過電子制動系統以特別簡單的方式產生。在這種情況下,可以將可機械操縱的閥併入自動行駛,並且在這種情況下,也可以在自動行駛中以特別簡單的方式實現先前描述的備用層級。由此,實現自動行駛的成本可以保持特別低。
本發明的其它優點,特徵和細節可以從以下對優選示例性實施例的描述以及從附圖中得到。在描述中描述的特徵和特徵組合以及下面在附圖和/或附圖中的列舉的特徵和特徵組合不僅可以用於各種已記載的組合,而且可以用於其它組合或單獨地使用,只要不脫離本發明的範圍即可。在附圖中:
圖1是用於商用車的壓縮空氣制動設備的電子制動系統的示意圖,其具有制動編碼器,制動編碼器具有至少一個傳感器(用於檢測可由商用車的駕駛員操縱的制動踏板的位置)和至少一個可通過制動踏板機械操縱的閥,所述閥由於機械操作可以從卸壓位置移動到保壓和/或增壓位置中,其中閥允許至少一個流體流動,以操縱壓縮空氣制動設備的至少一個行車制動器,其中為所述閥分配至少一個不同於制動踏板的調節件,藉助該調節件可使閥移動;
圖2示出按照第一實施形式的電子制動系統的示意圖;和
圖3示出按照第二實施形式的電子制動系統的示意圖。
在附圖中,相同的或功能等同的元件具有相同的附圖標記。
圖1示出了整體由附圖標記10表示的用於商用車的壓縮空氣制動設備的電子制動系統的示意圖。該壓縮空氣制動設備包括多個可氣動操作的行車制動器,它們分配給商用車的至少一個車輪。因此,各個車輪可以通過分配的行車制動器而制動,因此商用車可以完全制動。行車制動器也稱為車輪制動器。
電子制動系統10被設計為多迴路制動設備,並且包括圖1中被標為12的第一制動迴路,通過其能夠給商用車的後軸14的行車制動器(其也被稱為車輪制動器)供給用於操縱行車制動器的壓縮空氣。在第一制動迴路12中,分配給商用車的左後輪的車輪制動器41設置用於制動左後輪、和分配給商用車的右後輪的車輪制動器43設置用於制動右後輪,它們通過第一制動迴路12供給壓縮空氣用於操縱各個車輪制動器41和43。此外,在第一制動迴路12中設置閥裝置35,其具有後軸調製器、分配給車輪制動器41的abs閥和分配給車輪制動器43的abs閥(abs:防抱死系統)。
通過後軸14的行車制動器使得商用車的後輪可以剎車。此外,懸架控制閥16通過第一制動迴路12可以被壓縮空氣控制。
此外,電子制動系統10或壓縮空氣制動設備包括第二制動迴路18,通過該第二制動迴路18可以向商用車的前軸20的行車制動器供應壓縮空氣。通過前軸20的行車制動器,商用車的前輪可以被制動。在第二制動迴路18中設置閥裝置37,其例如被設計為比例繼動閥。此外,閥70和72以abs閥的形式布置在第二制動迴路中,其中閥70被分配給車輪制動器71,車輪制動器71被分配給商用車的左前輪並用於制動左前輪。閥72被分配給車輪制動器73,車輪制動器73被分配給車輪制動器73的右前輪並且用於制動右前輪。車輪制動器71和73可以通過閥70和72以及閥裝置37被供應壓縮空氣,用於操縱車輪制動器71和73。
如果商用車具有用於牽引拖車的裝置,則電子制動系統10另外包括具有蓄壓器v3的第三制動迴路19,藉助該第三制動迴路可以為車輪制動器21供應壓縮空氣。通過來自第一制動迴路12的壓縮空氣來控制從蓄壓器v3到車輪制動器21的壓縮空氣。其在拖車控制閥16中調整來自蓄壓器v3的用於拖車的車輪制動器21(其也被稱為行車制動器)的壓縮空氣。
第一制動迴路12具有至少一個用於存儲壓縮空氣的第一蓄壓器v1。因此,後軸14的行車制動器和拖車控制閥16可以被供給來自第一蓄壓器v1的壓縮空氣。因此,蓄壓器v1是用於存儲壓縮空氣的第一容器。與此類似地,第二制動迴路18具有至少一個用於存儲壓縮空氣的第二蓄壓器v2,使得可以從蓄壓器v2向前軸20的行車制動器供應壓縮空氣。當商用車具有拖車牽引裝置時,第三制動迴路具有用於存儲壓縮空氣的第三蓄壓器v3,從而可以從蓄能器v3向拖車的行車制動器供應壓縮空氣。
電子制動系統10、並因此壓縮空氣制動設備還具有制動迴路12和18和蓄壓器v1,v2和v3共用的泵22,泵22用於輸送壓縮空氣。藉助於泵22可以用壓縮空氣對蓄壓器v1、v2和v3進行加載。換句話說,壓縮空氣由泵22輸送,從而進入蓄壓器v1,v2和v3,其中壓力空氣可以在高壓下儲存。例如,壓縮空氣在蓄壓器v1,v2和v3中以12bar存儲。泵22優選地被設計為壓縮機,也稱為壓縮器或空氣壓縮機。通過壓縮機或壓縮器,壓縮空氣可以在高壓下壓縮並儲存在蓄壓器v1,v2和v3中。
電子制動系統10還包括如圖1所示的整體標為24制動編碼器,其也稱為踏板編碼器(pwg)。此外,電子制動系統10包括制動踏板26形式的調節件,該調節件由駕駛員操縱並由此可移動。駕駛員可以用他的腳來操縱制動踏板26,從而預設制動請求。在這種情況下,制動踏板26可繞轉動軸28轉動,如圖2中的雙箭頭31所示。在這種情況下,制動踏板26可以在兩個終端位置之間移動,並且可以由駕駛員移動到終端位置和多個在終端位置之間的不同的中間位置。所述中間位置和終端位置之一對應於駕駛員的各個制動期望。駕駛員將制動踏板26從圖1所示的第一終端位置朝向第二終端位置移動得越遠或越強烈,則駕駛員期望的制動效果或者減速度越大。
為了使制動踏板26從其第二終端位置返回到其第一終端位置,提供彈簧元件30,彈簧元件通過制動踏板26從第一終端位置朝向第二終端位置的移動被張緊。當駕駛員完成制動踏板26的操縱時,彈簧元件30可以鬆弛,由此制動踏板26移回到第一終端位置。在該第一終端位置,制動要求為0。換句話說,在制動踏板26的第一終端位置,不會由電子制動系統10導致商用車的減速。
制動編碼器24包括至少一個圖1中特別示意顯示的傳感器32,藉助其可以檢測制動踏板26的相應位置。由於在這種情況下制動踏板26可圍繞轉動軸28轉動,傳感器32例如被實施為角度傳感器或角度編碼器,使得制動踏板26相對於轉動軸28的相應角位置可以通過傳感器32檢測。換句話說,傳感器32被設計用於檢測制動踏板26被駕駛員移動的相應路程。
傳感器32被設計為電傳感器,並且提供表徵制動踏板26的檢測位置的信號,該信號被發送到第一電子控制器ebs並由第一電子控制器ebs接收。結果,可以藉助於第一電子控制器ebs來評估信號。該傳感器也可以雙重存在以與用於非自動行駛的商用車的ebs保持兼容。從圖1中可以看出,制動編碼器24還具有兩個可通過制動踏板26機械操縱的閥34和36,閥34被分配給制動迴路12和閥36分配給制動迴路18。
從圖1中可以看出,閥34和36通過機械聯接裝置39機械聯接到制動踏板26,使得閥34和36可以由駕駛員通過制動踏板26機械地操縱,即可移動。當駕駛員將制動踏板26從其第一終端位置朝向第二終端位置移動時,閥34和36同樣被操縱。作為該操縱的結果,閥34和36從圖1所示的相應的卸壓位置移動進入保壓或增壓位置,其中閥34和36提供至少一個相應的壓縮空氣流,用於操縱後軸14或前軸20的至少一個行車制動器。
通過閥34和36的移動可能產生以下運行狀態:
1.在圖1所示的卸壓位置中,壓縮空氣可以從後軸14和拖車的車輪制動器通過閥34並且通過消音器38排放到環境中。同樣,壓縮空氣通過閥36和消聲器40從前軸20的車輪制動器流到環境空氣中。
2.在閥34和36的相應保壓位置中,車輪制動器與蓄壓器v1和v2以及消聲器38和40分離。在該保壓位置,在車輪制動器中的壓力被保持,因此該閥位置被稱為保壓位置。
3.在第三連接位置中、在閥34和36的增壓位置中,蓄壓器v1和v2通過閥34和36連接到車輪制動器,使得壓縮空氣可以從蓄能器v1和v2通過閥34和36流動到車輪制動器。
在閥34和36與後軸14的、前軸20的和拖車的行車制動器之間存在閥70和72,藉助所述閥電子制動系統10尤其藉助第一電子控制器ebs將由駕駛員預設的制動期望分配到商用車的車輪上。為此,例如第一電子控制器ebs向閥70和72發送電子壓力請求,閥70和72通過各自的壓力傳感器調節各個行車制動器處的相應的制動壓力。
在完全完好的壓縮空氣制動設備的情況下,在電子制動系統10的電子層級上執行每個制動。但是,例如,如果第一電子控制器ebs發生故障,則閥70和72不能再由第一電子控制器ebs控制,即不再由第一電子控制器ebs操縱。然後,電子制動系統10自動落入氣動備用層級,使得後軸14和前軸20的行車制動器通過可機械操縱的閥34和36被供給壓縮空氣。由此在發生故障的情況下也可以保證足夠的制動效果。
如圖1所示,電子制動系統10具有用於存儲電流的第一電池42。電池42優選為商用車的常規電池,例如具有24伏特的電壓。在這種情況下,第一電子控制器ebs連接到電池42,從而可以從電池42提供電流。閥70和72也連接到電池42,從而可以從電池42提供電流。閥70和72例如被設計為電磁閥並且分別具有電磁體形式的電調節元件,藉助所述電調節元件、藉助電池42的電流使得閥70和72的各個閥體移動。
為了藉助電子制動系統10在故障情況中也能以簡單的方式保證特別高的制動效果、以及將電子制動系統10以特別簡單、廉價和重量有利的方式實現商用車的自動行駛,為閥34和36分配共同的、並且與制動踏板26不同的、相對制動踏板26補充布置的調節件44,其構造為電磁體形式的可電子操縱的調節件。藉助電子,閥34和36獨立於制動踏板26、也就是不被制動踏板26移動或者不被制動踏板26的各個位置影響地、從各個卸壓位置移動至各個保壓或增壓位置。
藉助調節件44因此可行的是,閥34和36在商用車的自動行駛的範疇中被移動,而無需駕駛員操縱制動踏板26。由此可以以簡單的方式、無需駕駛員的操作地並且因此在自動行駛的範疇中實現氣動的備用層級,因此即使閥70或72失效也能實現足夠的制動效果。在這種情況中,各個行車制動器通過閥34和36供給壓縮空氣,因為閥34和36無需駕駛員操作地藉助調節件44移動。
閥34和36例如設置在制動編碼器24的殼體中。在此,調節件44同樣以簡單的方式集成在制動編碼器34中、尤其其殼體中,而為此無需過度地改變制動編碼器24。由此,電子制動系統10可以以特別簡單和廉價的方式以及節省空間地被加強,以實現更安全的自動行駛。
通過藉助調節閥44實現的閥34和36的可操作性還可以在自動行駛中實現在操作各個行車制動器方面實現冗餘,因為在正常運行中、也就是電子制動系統10是正常的,則閥70和72藉助第一電子控制器ebs在自動行駛的範疇中被控制。由此行車制動器在自動行駛的範疇中通過閥70和72藉助第一電子控制器ebs被操縱。但是如果至少一個閥70或72失效,也就是至少一個閥70或72在自動行駛的範疇中不能被控制以及被操作,則始終還有閥34和36可用,他們能夠藉助調節件44移動。
為了在這種冗餘設計中也包含調節件44的控制,則電子制動系統10包含與第一電子控制器ebs不同的、作為其補充設置的第二電子控制器ecu2。第二電子控制器ecu2與調節件44聯接,尤其電連接,因此調節件44能夠由第二電子控制器ecu2控制,也就是被操縱。因此例如當第一電子控制器ebs失效時,因而閥70和72失效(因為閥70和72不能在被第一電子控制器ebs控制),則始終還有第二電子控制器ecu2可以使用,用於控制調節件44並且通過其操縱閥34和36。
此外為了在這種冗餘設計中也包含各自的能量容積,則電子制動系統10包含與第一電池42不同的、作為其補充設置的第二電池46用於存儲電流。第二電子控制器ecu2與第二電池46相連並且能夠由第二電池供給電流。調節件44還與第二電池46相連並且被第二電池46供給電流。此時例如第一電池42失效,因此第一電子控制器ebs和閥70和72不再被供給電流並且因而被操縱,則還有電池46可用,用於為第二電子控制器ecu2和調節件44供給電流,因此閥34和36被移動。例如第二電池46具有12伏的電壓。
為了能夠特別精確地檢測制動踏板26的各個位置,制動編碼器24例如具有至少一個開關。例如,開關被設計成使得當制動踏板26轉動到切換角度時通過操縱制動踏板26來閉合開關。切換角例如為3至7度。例如,如果通過信號確定製動踏板26已經被轉動超過切換角度,但是如果開關尚未閉合,則推斷為故障。這意味著可以驗證由傳感器32檢測到的位置或由傳感器32通過開關提供的信號的可行度。因此,開關是電開關,並且例如連接到電池42並且通過電流與其耦連。此外,開關與第一電子控制器ebs耦連,使得開關在閉合時可以將表徵其閉合的另外的信號發送到接收另外的信號的第一電子控制器ebs。因此,第一電子控制器ebs可以接收第一信號和另外的信號,並且相互驗證或相互檢驗可信度。
在此可以安裝第二傳感器和開關,其由第二電池46供應電流並且在第二ecu2中被評估。
在此可以安裝圖中未示出的第三個傳感器和開關,以獲得與當今串聯連接的ebs的兼容性。
圖2示出了根據第一實施例的電子制動系統10。圖2還示出了可以驅動商用車的發動機48。例如,發動機48是內燃機。此外,發動機48可以是電動發動機或電動發動機和內燃機的組合。此外,商用車包括減速器50和轉向角傳感器52,藉助於此可以檢測特別是商用車的方向盤的形式的轉向操作件的位置。此外,商用車還包括傳感器組54,通過該傳感器組54可以記錄表徵商用車的車輛動力學的參數。
為了實現自動行駛而設置電子控制器56。在第二實施例中,控制器56是與第一電子控制器ebs以及與第二電子控制器ecu2不同的補充設置的控制器,因此在第二實施方式的情況下,設置總共三個不同的電子控制器。在第一實施例中,在圖1中不可見的第二電子控制器ecu2是制動編碼器24的控制器並且例如集成在制動編碼器24中。因此,制動編碼器24具有電子控制器ecu2的形式的本身的處理能力。
圖3示出了電子制動系統10的第二實施例,其中與第一實施例不同,制動編碼器24不具有其自己的電子控制器。因此,在第二實施例中,控制器56是用於執行自動行駛以及用於控制調節件44的電子控制器ecu2。
如圖2所示,轉向角傳感器52,發動機48,減速器50,電子控制器56和制動編碼器24,特別是第一實施例中補充提供的電子控制器ecu2通過數據總線系統58相互連接並且可以通過數據總線系統58交換信息或信號。在自動行駛的範疇中規定,發動機48和例如轉向操作件無需駕駛員操作地、通過電子控制器56被控制,從而被操縱。此外,電子控制器ebs還通過控制器56進行控制,使得商用車在自動行駛期間被自動加速,制動和轉向。
電子控制器56根據由傳感器提供和接收的多個信號向電子控制器ebs施加制動要求。換句話說,在自動行駛的範疇中,不通過駕駛員操縱制動踏板26、而是電子控制器56提供制動要求或制動期望。為了冗餘的原因,電子控制器56以及其傳感器連接到電池42和電池46,並且可以由電池42和46供電。
由電子控制器56請求的制動要求被冗餘地傳送到電子控制器ebs。在第一實施形式中,調節件44能夠由電池46供給電流,因為調節件44可能由電池42供給電流,因此在這種能量供給故障時,電子控制器ebs和氣動備用層級36的閥34和36都不能實施電子控制器56的制動要求。因此電磁體(調節件44)及其以電子控制器ecu2和56的形式的控制由電池46供給電流。
如圖2和圖3所示,設置有與傳感器32不同的制動編碼器24的第二傳感器60,用於檢測制動踏板26的位置。此外,提供其功能對應於第一開關的第二開關。這意味著第一傳感器32,第一開關,第二傳感器60和第二開關檢測制動踏板26的位置或行程。在自動行駛的情況下,有利的是能夠明確區分駕駛員是否儘管實施了自動行駛仍期望或多強烈地期望進行制動。
為此有利的是,將傳感器32和60以及開關設置為冗餘設計。例如,第一傳感器32連接到電池42,並且可以由電池42供應電流。此外,來自傳感器32的信號發送到電子控制器ebs並被其接收並進行相應的評估。例如,第二傳感器60也被設計為電傳感器,但是被連接到電池46,並且可以由其提供電流。傳感器60還提供表徵通過傳感器60檢測到的制動踏板26的位置的信號,該信號被傳送到電子控制器ecu2並由後者進行評估。這同樣適用於連接到電池42並將其信號發送到電子控制器ebs的第一開關。第二開關連接到電池46並將該開關的信號發送到電子控制器ecu2。
在第二實施例中沒有設置電子控制器ecu2,其中電子控制器56執行第一實施例中提供的電子控制器56的功能和電子控制器ecu2的功能。這意味著在第二實施例中,電子控制器56評估用於檢測制動踏板26的位置的第二傳感器60和第二開關。第二實施例的優點在於,不必像第一實施例的情況那樣使用三個電子控制器,而是僅使用兩個電子控制器。同樣省略了ecu2與控制器56之間的數據連接。
可選地,第三傳感器和第三開關被設置用於檢測止動踏板26的各個位置,其中前述實施形式尤其在第一傳感器32以及第一開關或第二傳感器60以及第二開關的功能方面被轉用。在此優選規定,第三傳感器和第三開關由電池42供給電流,並且由電子控制器ebs進行評估。
概念「評估」應理解為第三開關和第三傳感器連接到電子控制器ebs,並且因此將表示制動踏板26的位置的各自的信號發送到接收信號的電子控制器ebs。這使得可以使用電子制動設備10以特別簡單的方式用於自動行駛而不必改變傳統的電子制動系統。由此可以省去硬體的多樣化,這可以在商用車的零件數通常少較少的背景下導致成本優勢。然後,自動和非自動行駛的商用車之間的區別例如在於具有不同零件數的不同的制動踏板模塊的裝配。
由圖2還可以看出,電子制動器10包含用於檢測左前輪的轉速的速度傳感器62。此外,電子制動系統10包括用於檢測右前輪的轉速的速度傳感器64。速度傳感器62和64分別提供表徵各個轉速的信號,所述信號被傳遞至電子控制器ebs並被其接收。在此設置用於檢測左後輪的轉速的轉速傳感器66和用於檢測右後輪的轉速的轉速傳感器68。速度傳感器66和68提供表徵各個轉速的各個信號,這些信號被傳送到閥裝置35並被閥裝置35接收。
此外在圖2中可以看到設計為abs閥的閥70和72,閥70被分配給左前輪,閥72被分配給右前輪。此外,電子制動系統10可以包括減壓閥74.如果提供了拖車,則拖車包括電子控制器76,其也稱為拖車-ebs(trailer-ebs),並且例如與電子控制器ebs耦連。
此外,電子制動系統10可以包括具有駐車制動閥78形式的閥的駐車制動器。駐車制動器例如可以由駕駛員通過操縱手柄來打開和關閉。駐車制動器包括例如制動襯片和彈簧,通過該制動襯片和彈簧,制動襯片總是被保持,特別是壓在相應的制動元件上,特別是制動盤或制動鼓的形式。結果,分配給駐車制動器並以抗扭的方式連接到制動元件的車輪藉助制動襯片被緊固以防止不期望的旋轉,使得例如停放在斜坡上的商用車可以防止不必要的滾動。壓縮空氣用於打開或釋放駐車制動器,其例如來自與蓄壓器v1和v2不同的另外的蓄壓器。通過壓縮空氣,制動襯片相對於彈簧移動離開相應的制動元件,使得制動襯片不再與相應的制動元件配合。這意味著駐車制動器通過壓縮空氣解鎖。
在此可行的是,駐車制動器也包括在自動行駛內。例如為駐車制動器分配駐車制動線路上,通過該駐車制動線路壓縮空氣被引導以移動制動襯片。壓縮空氣在駐車制動線路中具有氣動壓力。如果適當地影響駐車制動線路中的氣動壓力,例如可以減速,則其中設置駐車制動器的駐車制動迴路可以被用作備用層級,其用於在設計為行車制動迴路的制動迴路12和18中發生洩漏的情況。
為此,駐車制動閥78被設計為電動駐車制動閥或電動操縱或可電控制的駐車制動閥。這意味著駐車制動閥78配備有第二調節件,特別是電動調節件,使得可以自動地(也就是說沒有駕駛員的幹預)啟動駐車制動閥78。優選地,駐車制動閥78或第二調節件連接到電池42,並且可以由第二電池42提供電流。此外,優選地,第二調節件連接到電子控制器ebs,並且可以從而通過電子控制器ebs來控制。這意味著通過電子控制器ebs可以通過第二調節件來操縱駐車制動閥78,使得駐車制動器可以被包括在自動行駛中。
為了獨立於制動踏板26地移動閥34和36,聯接裝置39伸縮式構成。為此,聯接裝置39包括連接到制動踏板26的缸體80以及連接到閥34和36並且部分地容納在缸體80中並且可相對缸體80平移運動(也就是滑動)的杆82。杆82可以被支撐在缸體80的底部84上,使得當駕駛員相應地操縱制動踏板26時底部84與杆82一起支撐。由此,駕駛員可以通過制動踏板26,底部84和杆82機械地操縱閥34和36。
此外,聯接裝置39包括彈簧元件86,彈簧元件86通過閥34和36移動到打開位置而被張緊。當施加力(藉助其可以將閥34和36移動到打開位置並且相對彈簧元件86被保持)結束時,彈簧元件86可以鬆弛,由此閥34和36藉助自身鬆弛的彈簧元件86從打開位置返回到關閉位置。
例如,如果調節件44被操縱,則閥34和36藉助調節件44從卸壓位置移動到保壓或增壓位置,而制動踏板26處於第一終端位置並且沒有移動,因此杆自身部分地從缸體80移出並且遠離底部84,而尤其不會導致制動踏板的移動。也就是說制動踏板26通過彈簧元件30保持在第一終端位置。由調節件44實現的閥34和36的移動例如通過對調節件44通電來進行,即通過向調節件44供應電流。如果該通電被終止,則上述的力施加也被終止,使得彈簧元件86可以鬆弛並且閥34和36移動到關閉位置。由此杆82再次移動到缸體80中。
總體上可以看出,通過使用調節件44,制動編碼器24、特別是閥34和36可以從外部被操縱,而在此無需過度地改變制動編碼器24。藉助調節件44可以實現的是,位於制動編碼器24中的閥34和36在每次制動期望中在自動行駛的範疇中可以這樣被操縱,如同駕駛員期望通過制動踏板26機械地操縱閥34和36那樣。然而,閥34和36通過電磁體機械地操縱,而不是藉助於制動踏板26。由此電子制動系統10可以以特別簡單的方式被加強以實現自動行駛。