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CN105916746A - 用于车辆的制动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆、尤其是机动车的制动系统，所述制动系统具有制动主缸(102)、尤其是串联制动主缸、连接在所述制动主缸上游的制动助力器(101)、尤其是至少四个可液压操作的车轮制动器(50，51，52，53)和第一电液式制动控制装置(60)，所述第一电液式制动控制装置包括用于调整车轮各自的制动压力的第一压力调节阀装置(62)和尤其是可电控制的压力源(63)以及对于每个车轮制动器各一个车轮各自的输出压力连接端(20，21，22，23)，其中，所述制动助力器(101)构造成可电控制的；设置有第二电液式制动控制装置(70)，所述第二电液式制动控制装置包括尤其是用于调整车轮各自的制动压力的第二压力调节阀装置(72，6，8)，并且所述第二电液式制动控制装置串联地连接在所述第一制动控制装置(60)与所述车轮制动器(50，51，52，53)之间。

Description

用于车辆的制动系统
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的用于车辆的制动系统。
背景技术
在机动车中，电液式制动系统广泛流行。已经公知了制动系统，例如由DE 10 2010 062 387 A1，所述制动系统包括制动主缸、连接在制动主缸上游的真空制动助力器和电液式ABS/ESP制动控制装置，其中，制动控制装置包括压力调节阀和可电控制的泵，用于调整车轮各自的制动压力。四个车轮制动器连接在制动控制装置的车轮各自的输出压力连接端上。借助于泵可实现制动压力的主动的外部控制的建立，由此，可实现制动压力调节功能如驱动防滑调节(ASR)和行驶稳定调节(ESP)。
可预料的是，将来也使用适用于自动行驶车辆的车辆制动系统。这种制动系统原则上必须是可外部控制的系统。这意味着，制动要求可通过电子控制信号或电控制信号来要求并且由系统在无驾驶员帮助的情况下转化。在此，出于安全性原因，必须保证制动系统或者说可外部控制的制动功能的足够高的可用性。
在DE 10 2010 062 387 A1的制动系统中，在制动控制装置失效的情况下不再可进行制动压力的外部控制的(与驾驶员无关的)建立以及车轮各自的制动压力调节(例如防抱死调节(ABS))。这种制动系统因此不太适用于高度自动化行驶或自主行驶的机动车。
对于高度自动行驶或者说高度自动化行驶(HAF)，在任意的初次故障之后制动系统不可关断。在配置给自主行驶的电子控制器失效时应至少对于预给定的时间段(例如几秒钟)仍可以建立功能上的自主制动功能以及转向功能，因为不允许认为驾驶员可直接在控制器失效之后接管车辆的驾驶，而是必须被要求才恢复驾驶操作并且为此做准备。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种用于车辆的制动系统，通过所述制动系统满足高度自动化行驶或自主行驶的安全性要求。
根据本发明，所述目的通过根据权利要求1的制动系统来实现。
本发明的构思在于，制动助力器构造成可电控制的；设置有附加的(第二)电液式制动控制装置，所述(第二)电液式制动控制装置包括第二压力调节阀装置并且串联地连接在第一制动控制装置与车轮制动器之间。
本发明提供优点：在制动系统任意一次故障时可继续在任意行驶状况中即尤其是以车轮各自的车轮制动压力进行车辆的可靠制动，而为此不需要驾驶员的支持。
另外，本发明提供优点：提供一种制动系统，所述制动系统保证冗余的车轮各自的制动调节功能、尤其是ESP功能(行驶稳定功能，ESP：电子稳定程序)。
另外，根据本发明的制动系统提供优点：所述制动系统可选择地在车辆中或者说在本身公知的制动系统中可进行补充，以便允许高度自动化行驶或自主行驶。
优选制动助力器是低压制动助力器(真空制动助力器)。
第一电液式制动控制装置的可电控制的压力源优选构造成液压泵。特别优选液压泵通过双回路的由电动机驱动的回输泵构成。
压力调节阀装置优选对于每个车轮制动器各包括至少一个可电操作的阀，以便可调整车轮各自的输出压力连接端上的车轮各自的制动压力。
优选第二制动控制装置不包括可电控制的压力源，因为在第一制动控制装置的可电控制的压力源失效的情况下可借助于对制动助力器的电控制进行外部控制的压力建立。
可电控制的制动助力器优选通过可通过行程磁体操作的主动式真空制动助力器(助力器)构成。这种真空制动助力器本身已经公知。
根据本发明的制动系统的一个优选实施形式，第二制动控制装置被构造用于控制可电操作的制动助力器。特别优选设置有允许通过第二制动控制装置控制制动助力器的机构。完全特别优选第二制动控制装置的电子控制和调节单元通过电导线与制动助力器连接，以便可控制所述制动助力器。真空制动助力器的真空传感器和行程磁体有利地与第二制动控制装置连接。
优选第一制动控制装置具有至少一个输入压力连接端，制动主缸连接在所述输入压力连接端上。
第二制动控制装置优选对于每个车轮制动器包括一个车轮各自的输入压力连接端。
优选第一制动控制装置的每个输出压力连接端连接在第二制动控制装置的一个输入压力连接端上，由此，尤其是在第二制动控制装置失效时，第一制动控制装置的车轮各自的车轮制动压力可通过第二制动控制装置传输到车轮制动器。
第二制动控制装置优选对于每个车轮制动器包括一个车轮各自的输出压力连接端，所述输出压力连接端与尤其是刚好一个车轮制动器连接。第二制动控制装置的输出压力管路特别优选直接与车轮制动器连接。
为了借助于第二制动控制装置调整或调节车轮各自的车轮制动压力，所述第二制动控制装置优选对于每个车轮制动器包括一个可电操作的进入阀、一个可电操作的排出阀和一个低压储存器。特别优选进入阀构造成可模拟控制的或模拟化的。
为了进行压力调节，优选对于第二制动控制装置中的每个车轮制动回路各设置有用于确定输出压力连接端上的压力的压力传感器。
优选第一制动控制装置一体地构造成制动控制器，所述制动控制器具有电子控制和调节单元以及液压控制和调节单元。
也优选第二制动控制装置一体地构造成制动控制器，所述制动控制器具有电子控制和调节单元以及液压控制和调节单元。
根据本发明的制动系统的一个优选实施形式，对于设置有车轮制动器的车轮中的每一个，设置有至少两个用于检测车轮转速的装置，其中，所述装置之一的信号输送给第一制动控制装置并且另一个装置的信号输送给第二制动控制装置。
根据本发明的制动系统的另一个优选实施形式，对于设置有车轮制动器的车轮中的每一个，设置有至少一个构造得冗余的用于检测车轮转速的装置，其中，所述装置的一个信号输送给第一制动控制装置并且另一个信号输送给第二制动控制装置。
因此，在两个实施形式中，为制动控制装置中的每一个彼此不相关地提供全部车轮的车轮转速信息，用于调节制动压力。
为了冗余地实施行驶动态调节功能，优选设置有至少两个横摆率传感器或两个各具有至少一个横摆率传感器的传感器组，其中，一个横摆率传感器/传感器组配置给第一制动控制装置，另一个横摆率传感器/传感器组配置给第二制动控制装置。
作为替换方案优选，设置有一个双重地构造的横摆率传感器或传感器组，所述横摆率传感器或传感器组的两个独立的信号提供给第一制动控制装置和第二制动控制装置。
优选在第一制动控制装置失效时第二制动控制装置(尽可能无延迟地)接管制动功能。特别优选第二制动控制装置借助于可电操作的制动助力器接管压力建立功能或借助于可电操作的制动助力器和第二压力调节阀装置接管行驶动态调节功能/稳定调节功能。
除了简单的制动功能，制动系统优选冗余地外部控制地执行行驶动态调节功能(电子稳定程序(ESP)、电子稳定控制(ESC))和/或其它制动激活(如主动巡航控制(ACC))。
优选制动系统包括至少两个制动控制装置，即一个特别优选与传统的或本身公知的ABS/ESP制动控制装置相同或类似的第一制动控制装置和一个以液压串联连接的形式连接在第一制动控制装置后面并且被构造用于控制可电操作的制动助力器的第二制动控制装置。
优选制动控制装置这样构造，使得在正常运行(制动控制装置不失效)中，一个制动控制装置(有利地第二制动控制装置)处于被动模式(例如仅自监控和测试)中并且另一个制动控制装置(有利地第一制动控制装置)实施其余调节功能。
优选第二制动控制装置包括压力调节阀装置并且不包括压力源，设置有用于借助于第二制动控制装置的电子控制和调节单元控制可电控制的制动助力器的机构。
制动系统的液压和电连接优选这样构造，使得第一制动控制装置可与第二制动控制装置无关地执行各种或全部制动调节功能并且第二制动控制装置也可借助于对制动助力器和第二压力调节阀装置的控制来执行各种或者甚至全部制动调节功能，以及特别优选单个车轮或多个车轮的制动以便影响车道保持或转向。
优选第一制动控制装置和第二制动控制装置由一个以上电能量源进行供给。特别优选第一制动控制装置和第二制动控制装置具有至少一个基本上独立的电能量供给装置、尤其是电压供给装置。
附图说明
由从属权利要求和借助于附图进行的下述说明得到本发明的其它优选实施形式。附图表示：
图1根据本发明的制动系统的实施例，以及
图2第二制动控制装置的实施例。
具体实施方式
图1示意性地示出了根据本发明的制动系统的实施例。根据例子的制动系统包括制动踏板100、具有所配置的压力介质储备容器103的制动主缸(串联制动主缸)102、连接在制动主缸上游的可电控制的(主动式)真空制动助力器101、第一电液式制动控制装置60、第二电液式制动控制装置70以及四个液压的车轮制动器50、51、52、53。
串联制动主缸102的两个压力室通过制动回路管路25、26与制动控制装置60的两个输入压力连接端连接。第一制动控制装置60具有车轮各自的输出压力连接端20、21、22、23，第二制动控制装置70具有车轮各自的输入压力连接端30、31、32、33。每个输出压力连接端20、21、22、23与输入压力连接端30、31、32、33中的刚好一个通过制动管路BL1、BL2、BL3、BL4连接。第二制动控制装置70具有车轮各自的输出压力连接端40、41、42、43，所述输出压力连接端通过制动管路BL1′、BL2′、BL3′、BL4′连接在车轮制动器50、51、52、53中的各一个上。第二电液式制动控制装置70由此液压地串联地连接在第一制动控制装置60与车轮制动器50、51、52、53之间。
制动控制装置60根据例子一体地构造成制动控制器(HECU)，所述制动控制器具有电子控制和调节单元(ECU)以及液压控制和调节单元(HCU)。
制动控制装置60的液压单元根据例子包括四个具有所配置的四个输出压力连接端20、21、22、23的车轮制动回路和一个用于调整车轮各自的车轮制动压力的压力调节阀装置62，所述输出压力连接端布置在两个制动回路中。有利地在液压单元中设置有可电控制的压力源63，例如双回路泵，以便例如可回输压力介质或主动建立制动压力。
制动控制装置60有利地构造成本身公知的ABS/ESP制动调节单元，所述ABS/ESP制动调节单元包括具有十二个阀的用于调节车轮制动压力的压力调节阀装置62、对于每个制动回路各一个低压储存器以及一个双回路回输泵。例如液压控制和调节单元包括对于每个车轮制动器各一个进入阀和各一个排出阀以及对于每个制动回路各一个分离阀和各一个转换阀以及各一个低压储存器。
制动控制装置70根据例子一体地构造成制动控制器(HECU)，所述制动控制器具有电子控制和调节单元(ECU)以及液压控制和调节单元(HCU)。
主动式真空制动助力器101包括真空传感器和用于助力器调节的电磁体(行程磁体)，所述真空传感器和所述电磁体示意性地通过参考标号80表示。制动控制装置70的电子控制和调节单元被构造用于控制真空制动助力器101，并且因此通过相应的导线81与所述真空制动助力器、尤其是与真空传感器和电磁体连接。
制动控制装置70的液压单元根据例子包括四个具有所配置的四个输入压力连接端30、31、32、33和输出压力连接端40、41、42、43的车轮制动回路以及一个用于调整车轮各自的车轮制动压力的压力调节阀装置72。因为制动控制装置70适用于控制用于建立制动压力的可电控制的真空制动助力器101，所以制动控制装置70有利地不包括可电控制的压力源。
每个车轮制动器50、51、52、53的车轮根据例子配置有两个车轮转速传感器，即用于车轮制动器50的车轮的车轮转速传感器WSS1和WSS1′、用于车轮制动器51的车轮的车轮转速传感器WSS2和WSS2′、用于车轮制动器52的车轮的车轮转速传感器WSS3和WSS3′、用于车轮制动器53的车轮的车轮转速传感器WSS4和WSS4′。一个车轮转速传感器WSS1、WSS2、WSS3、WSS4的信号分别通过信号导线90、91、92、93输送给第一制动控制装置60，另一个车轮转速传感器WSS1′、WSS2′、WSS3′、WSS4′的信号通过信号导线94、95、96、97输送给第二制动控制装置70。
如果其它替代信息没有提供或不足够，则输送给第二制动控制装置70的附加的第二车轮转速传感器WSS1′、WSS2′、WSS3′、WSS4′对于防滑调节是有利的。
取代对于每个车轮制动器各至少两个用于检测车轮转速的装置，也可设置一个构造得冗余的用于检测车轮转速的装置(冗余的车轮转速传感器)，所述装置提供两个彼此独立的车轮转速信号。
制动系统由于通过第二制动控制装置70对真空制动助力器101的电可控制性和第二制动控制装置70的压力调节阀装置72而允许制动系统的冗余的外部控制以及冗余的车轮各自的制动调节。
本身公知的具有制动主缸102和(第一)电液式制动控制装置60的制动系统例如通过具有电子控制和调节单元(ECU)以及液压控制和调节单元(HCU)的附加的(第二)电液式制动控制装置70来扩展，其中，制动控制装置70是一个功能单元，该功能单元包括对主动式真空制动助力器的电控制(在制动控制装置70的ECU中)和对具有所属电控制(在制动控制装置70的ECU中)的、连接在第一制动控制装置60后面的压力调节阀装置72的电控制(在制动控制装置70的HCU中)。
图2中示出了第二电液式制动控制装置70的实施例。制动控制装置70构造成一体的，即构造成包括电子控制和调节单元(ECU)以及液压控制和调节单元(HCU)的制动控制器。
根据例子示出了用于四个车轮制动器50、51、52、53的制动控制装置70，可简单地扩展到多个车轮制动器。根据例子，车轮制动器50配置给右前车轮(FR)，车轮制动器51配置给左前车轮(FL)，车轮制动器52配置给右后车轮(RR)，车轮制动器53配置给左后车轮(RL)。其它制动回路分配也是可以的。
在制动控制装置70的四个车轮各自的输入压力连接端30、31、32、33上各连接有一个制动管路BL1、BL2、BL3、BL4，所述制动管路各来自未示出的第一制动控制装置60的车轮各自的输出压力连接端20、21、22、23之一。在制动控制装置70的四个车轮各自的输出压力连接端40、41、42、43上各连接有一个制动管路BL1′、BL2′、BL3′、BL4′，所述制动管路通到车轮制动器50、51、52、53之一。
制动控制装置70根据例子包括四个(对于每个车轮制动器各一个压力调节回路)相同的完全分开的压力调节回路，所述压力调节回路分别具有可电操作的有利地常开的进入阀8、可电操作的有利地常闭的排出阀6和低压储存器7。
对于每个压力调节回路在对应的输入压力连接端和输出压力连接端之间的连接部分中各布置有一方面进入阀8、另一方面朝输入连接端方向打开的止回阀9和排出阀6的彼此前后连接线路的并联连接线路。
根据例子，与进入阀8并联连接有另外的(未详细标记的)朝输入连接端方向打开的止回阀。
根据例子，进入阀8构造成模拟化的或可模拟控制的，以便在借助于制动控制装置70进行制动压力调节的情况下允许尽可能精确的车轮制动压力调节。
为了在防抱死调节期间减低制动压力，每个车轮制动器可通过排出阀6与所配置的低压储存器7连接。通过排出阀6排放的体积储存在所设置的低压储存器7中。在制动调节结束之后，低压储存器7可通过止回阀9又自主地排空。
制动控制装置70不包括泵。
另外，根据例子，对于每个车轮制动回路各设置有压力传感器5，以便测量由真空制动助力器调节的压力。
可选择地，如果可不进行车轮各自的压力调节或压力估计充分，则制动控制装置70可配备有少量的压力传感器。
为了在根据本发明的制动系统中可冗余地执行稳定调节功能，也可有利地冗余地提供调节功能所需的传感器信号、尤其是横摆率信号。因此，在图1的实施例中根据例子设置有至少两个横摆率传感器15、16或者两个具有至少一个横摆率传感器的传感器组，其中，一个横摆率传感器/传感器组15与第一制动控制装置60的电子控制和调节单元连接，另一个横摆率传感器/传感器组16与第二制动控制装置70的电子控制和调节单元连接。
作为替换方案，可设置有双重地构造的横摆率传感器或传感器组，所述横摆率传感器或传感器组提供两个独立的信号。一个信号输送给第一制动控制装置，另一个信号输送给第二制动控制装置。
在制动系统的用于行驶动态调节的第一运行方式(第一远程控制模式)中，例如在制动系统的无故障状态中，借助于第一制动控制装置60的可电操作的压力源63(例如借助于电机-泵总成)主动地建立制动压力并且借助于第一制动控制装置60的压力调节阀装置62调整车轮各自的车轮制动压力。第一制动控制装置60的压力源63和压力调节阀装置62由第一制动控制装置60的电子控制和调节单元控制。第二制动控制装置70仅仅传输/引导车轮各自的制动压力，例如通过常开的进入阀8。
在制动系统的用于行驶动态调节的第二运行方式(第二远程控制模式)中，例如在第一制动控制装置60中出现故障时，借助于第二制动控制装置70的电子控制和调节单元控制用于在制动主缸中主动建立制动压力的制动助力器。第一制动控制装置60仅仅传输/引导车轮各自的制动压力，例如通过常开的进入阀。车轮各自的车轮制动压力的调整借助于第二制动控制装置70的压力调节阀装置72来执行，所述压力调节阀装置也通过第二制动控制装置70的第二电子控制和调节单元来控制。
另外，制动系统有利地包括第三电子控制和调节单元或与第三电子控制和调节单元连接(未示出)。所述第三电子控制和调节单元例如用于控制另外的车辆功能、尤其是用于高度自动化或自主行驶(HAF)的功能。第三控制和调节单元根据例子预给定对制动系统的制动要求——在远程控制预给定值的意义上，所述制动要求传输给制动控制装置60、70。为此，制动控制装置60通过第一数据连接装置、例如第一数据总线并且制动控制装置70通过第二数据连接装置、例如第二数据总线与第三控制和调节单元连接。第三控制和调节单元例如是车辆控制器或HAF控制器。
通过本发明提供一种冗余的制动系统，所述制动系统在一部件发生任意故障之后可继续进行外部控制。另外，如果由车辆方给出要求，制动系统也可实施稳定调节功能(ESP)。

Claims (12)

1.一种用于车辆、尤其是机动车的制动系统，所述制动系统具有制动主缸(102)、尤其是串联制动主缸、连接在所述制动主缸上游的制动助力器(101)、尤其是至少四个可液压操作的车轮制动器(50，51，52，53)和第一电液式制动控制装置(60)，所述第一电液式制动控制装置包括用于调整车轮各自的制动压力的第一压力调节阀装置(62)和尤其是可电控制的压力源(63)以及对于每个车轮制动器各一个车轮各自的输出压力连接端(20，21，22，23)，其特征在于：所述制动助力器(101)构造成可电控制的；设置有第二电液式制动控制装置(70)，所述第二电液式制动控制装置包括尤其是用于调整车轮各自的制动压力的第二压力调节阀装置(72，6，8)，并且所述第二电液式制动控制装置串联地连接在所述第一制动控制装置(60)与所述车轮制动器(50，51，52，53)之间。
2.根据权利要求1所述的制动系统，其特征在于：所述第二制动控制装置(70)不包括尤其是可电控制的压力源。
3.根据权利要求1或2所述的制动系统，其特征在于：所述可电控制的制动助力器是可通过行程磁体(80)操作的主动式真空制动助力器。
4.根据权利要求1至3任意之一所述的制动系统，其特征在于：所述第二制动控制装置(70)被构造用于控制所述可电操作的制动助力器；尤其是设置有用于通过所述第二制动控制装置(70)控制所述制动助力器的机构(81)。
5.根据权利要求1至4任意之一所述的制动系统，其特征在于：所述第一制动控制装置(60)具有至少一个输入压力连接端(25，26)，所述制动主缸(102)连接在所述输入压力连接端上。
6.根据权利要求1至5任意之一所述的制动系统，其特征在于：所述第二制动控制装置(70)对于每个车轮制动器(50，51，52，53)包括一个车轮各自的输入压力连接端(30，31，32，33)。
7.根据权利要求1至6任意之一所述的制动系统，其特征在于：所述第一制动控制装置(60)的每个输出压力连接端(20，21，22，23)连接在所述第二制动控制装置的一个输入压力连接端(30，31，32，33)上。
8.根据权利要求1至7任意之一所述的制动系统，其特征在于：所述第二制动控制装置(70)对于每个车轮制动器包括一个车轮各自的输出压力连接端(40，41，42，43)，所述输出压力连接端与尤其是刚好一个车轮制动器(50，51，52，53)连接。
9.根据权利要求1至8任意之一所述的制动系统，其特征在于：所述第二制动控制装置(70)对于每个车轮制动器包括可电操作的尤其是能模拟控制的或构造成模拟化的进入阀(8)、可电操作的排出阀(6)和低压储存器(7)以及尤其是压力传感器(5)。
10.根据权利要求1至9任意之一所述的制动系统，其特征在于：所述第一制动控制装置(60)一体地构造成制动控制器，所述制动控制器具有电子控制和调节单元(ECU)以及液压控制和调节单元(HCU)。
11.根据权利要求1至10任意之一所述的制动系统，其特征在于：所述第二制动控制装置(70)一体地构造成制动控制器，所述制动控制器具有电子控制和调节单元(ECU)以及液压控制和调节单元(HCU)。
12.根据权利要求1至11任意之一所述的制动系统，其特征在于：对于设置有车轮制动器(50，51，52，53)的车轮中的每一个：
·设置有至少两个用于检测车轮转速的装置(WSS1，WSS1′；
WSS2，WSS2′；WSS3，WSS3′；WSS4，WSS4′)，其中，所述装置之一(WSS1；WSS2；WSS3；WSS4)的信号输送给所述第一制动控制装置(60)并且另一个装置(WSS1′；
WSS2′；WSS3′；WSS4′)的信号输送给所述第二制动控制装置(70)，或者
·设置有至少一个构造得冗余的用于检测车轮转速的装置，其中，所述装置的一个信号输送给所述第一制动控制装置(60)并且另一个信号输送给所述第二制动控制装置(70)。
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