CN101479136A - 机动车用驻车制动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种机动车用驻车制动系统，包括操纵元件和用于在机动车的车轮上分别形成驻车制动力的至少两个机电致动器，其中机电致动器分别设置有车轮电子系统，以及其中操纵元件借助于至少第一信号线经由控制单元与第一机电致动器的车轮电子系统相连接，并借助于第二信号线经由另一控制单元与第二机电致动器的车轮电子系统相连接。在本发明中设置有至少第三信号线，该第三信号线使操纵元件直接连接到车轮电子系统或分别与机电致动器中的一个相连接，并传递驾驶员意图。其中第三信号线设计成，一方面使操纵元件直接与机电致动器的车轮电子系统相连接，另一方面使两个车轮电子系统彼此相连接并实现在车轮电子系统之间的通信。由此实现了，设置有至少三个含有用于拉紧或释放驻车制动器的信号的独立的信息线和数据线路，这三个信号在无故障状态下经由不同的数据线路分别输送到机电致动器的车轮电子系统。

Description

机动车用驻车制动系统
技术领域
本发明涉及一种机动车用驻车制动系统，包括操纵元件和用于在机动车的车轮上分别形成驻车制动力的至少两个机电致动器，其中机电致动器分别设置有车轮电子系统，以及其中操纵元件借助于至少第一信号线经由控制单元与第一机电致动器的车轮电子系统相连接，并借助于第二信号线经由另一控制单元与第二机电致动器的车轮电子系统相连接。
背景技术
机电致动器的车轮电子系统包括功率电子系统和控制调节单元。通过车轮电子系统一方面控制和切换导向机电致动器的电能，另一方面进行对传送的信号的处理。为信号处理或数据处理，设置有微处理器。机电制动器与车轮电子系统的组合也称作“智能致动器”。
由DE 100 06 626 C1已知一种机动车用驻车制动系统，其中操纵元件经由第一信号线与第一控制单元相连接，并经由第二信号线与第二控制单元相连接。在已知的驻车制动系统中另外规定，第一控制单元经由另一个、第三信号线与第二控制单元相连接，其中通过致动操纵元件而产生的驻车制动意图经由第三信号线从第一控制单元传送到第二控制单元。因为每个控制单元控制一个机电致动器，所以在两个控制单元之一失效的情况下，就不再能够使驻车制动系统按规定地工作了。
发明内容
因此本发明的目的在于，将开头所述类型的驻车制动系统改进成，使缺陷不影响驻车制动系统的功能性并进一步提高失效安全性。
根据本发明，所述目的这样实现，设置有至少第三信号线，该第三信号线使操纵元件直接连接到车轮电子系统或分别与机电致动器中的一个相连接，并传递驾驶员意图。这里，第三信号线设计成，一方面使操纵元件直接与机电致动器的车轮电子系统相连接，另一方面使两个车轮电子系统彼此相连接并实现在车轮电子系统之间的通信。从而实现了，设置有至少三个含有用于拉紧或释放驻车制动器的信号的独立的信息线和数据线路，这三个信号在无故障状态下经由不同的数据线路分别输送到机电致动器的车轮电子系统。
本发明还提供了一种系统，该系统与现有设计原理相比，以极其简单和有利的结构原理允许显著增大的可用性。“增大的可用性”可理解为驻车制动系统尽可能地总是能够工作。
在一种有利的改进方案中，设置有第四信号线，该第四信号线使机电致动器的两个车轮电子系统直接相互连接并实现通信。这里，机电致动器的车轮电子系统具有用于产生择多决定的装置。该装置优选不是由微控制器形成，而是由特有的构件形成。
这里规定，操纵元件的传输到车轮电子系统的信号与一或-逻辑元件相连接，并根据所述择多决定的要求来控制机电致动器，也就是说，当信号线中的至少两个要求致动或释放驻车制动系统时，车轮电子系统的微控制器才能够执行对机电致动器的操纵。
一种特别有利的改进方案规定，向车轮电子系统传送位于同一轮上的轮速传感器的输出信号。
规定，车轮电子系统具有至少一个微处理器，其中，作为车轮电子系统中的微处理器应用冗余的或核心冗余的微处理器。
在根据本发明的主题的一种优选的实施形式中，操纵元件配备有至少三个通道，并以至少三个切换信号(Schaltinformation)的形式给出驾驶员意图。由制动控制单元或另一控制单元对操纵元件进行供电和/或处理。操纵元件优选具有电子半导体构件。
在本发明主题的另一有利的改进方案中，设置有驻车制动系统的冗余供电装置。冗余供电装置由两个电池连同充电电路形成。或者冗余供电装置由车载电网电压管理系统形成。
附图说明
下面结合两个实施例参照附图详细说明本发明。图中：
图1示出根据本发明的驻车制动系统的简示图，
图2示出带有车轮电子系统的机电致动器的示意图，
图3示出根据图1的驻车制动系统的系统布置，
图4示出车轮电子系统的结构的局部示意图，
图5示出根据图1的驻车制动系统的结构的示意图，其中带有两个用于供给电能的电池，和
图6示出示出根据图1的驻车制动系统的结构的另一示意图，其中带有用于供给电能的车载电网电压管理系统。
具体实施方式
图1所示的驻车制动系统在后轴的两个车轮上具有机电致动的驻车制动器，下面将结合图2示例性地说明该驻车制动器。本发明既可以应用于机电致动的驻车制动器作用在盘式制动器上的驻车制动系统，也可以应用于带有应用于鼓式制动器的驻车制动器的系统。另外该系统也可应用于其它用于使车轮固定的摩擦或锁止机构中。
根据图2，作为示例示出了一种机电致动的驻车制动器，该驻车制动器主要由一已知的“双向伺服”型鼓式制动器以及一机电致动器6组成。“双向伺服”型鼓式制动器包括仅部分示出的制动鼓18、设有摩擦面的一对制动蹄19、20以及内张型锁止装置21，该内张型锁止装置能使制动蹄19、20的摩擦面与制动鼓18的内侧相接合。
“双向伺服”型鼓式制动器的特征在于可自由移动或浮动地安装的支承结构22，该支承结构位于内张型锁止装置21对面并布置在制动蹄19、20之间。上述的内张型锁止装置21主要由一螺母-丝杠装置23和两个压力块24、25组成，其中一压力块24与丝杠26共同作用，而另一压力块25与螺母27共同作用。如图2所示，螺母-丝杠装置23由一斜齿轮28致动，该斜齿轮由机电致动器6驱动。为此目的，螺母27在外表面上具有齿部，该齿部与螺母27的轴线平行地延伸。上述斜齿轮28与该螺母27的直的齿部形成斜齿轮驱动结构。在斜齿轮28被机电致动器6致动时，螺母27进行旋转运动。由于螺母27的旋转运动，螺母-丝杠装置23的丝杠26进行平移运动，并使两制动蹄19、20以希望的张力与制动鼓18相接合。
为能够实施驻车制动过程，要将一未示出的减速传动机构或者将螺母-丝杠装置23设计成自锁式的。这样，在机电致动器6不通电的状态下制动蹄19、20也与制动鼓18相接合。
由图2另外可见，机电致动器6配有车轮电子系统8。该车轮电子系统8包括一功率电子系统和一控制调节单元。通过车轮电子系统8一方面控制和切换导向机电致动器6的电能，另一方面进行对传送的信号的处理。
图1中示出的驻车制动系统在机动车辆后轴的两个车轮上分别具有一机电致动器6、7以及配属的车轮电子系统8、9。为传递驾驶员意图而设置有操纵元件5，该操纵元件设置有三个通道，并以三个切换信号的方式给出驾驶员意图。操纵元件5的输出信号由第一信号线1输送到制动控制单元10，并进一步输送给位于右后车轮上的第一机电致动器6的车轮电子系统8。经由一第二信号线2将操纵元件5的输出信号输送给另一控制单元11。该另一控制单元11例如由一底盘控制模块构成，该底盘控制模块包括用于气囊和乘员监测系统的控制器和触发传感机构。操纵元件5的输出信号从该另一控制单元11进一步传输到位于左后车轮上的第二机电致动器7的车轮电子系统9。另外设置有一第三信号线3，该信号线将操纵元件5直接连接到车轮电子系统8、9并将操纵元件5的输出信号直接输送到车轮电子系统8、9。如图1所示，该第三信号线设计成星形，也就是说该信号线一方面将操纵元件5直接连接到车轮电子系统8、9，另一方面将两个车轮电子系统8、9相互连接以实现车轮电子系统8、9间的通信。另外，设置有第四信号线4，该第四信号线仅用于连接车轮电子系统8、9以实现在两车轮电子系统8、9之间的通信。
通过这种可承受“简单故障”的设计实现了更好的系统可用性，因为各车轮电子系统8、9都与三个独立的信号线1、2、3或4连通。在发生关于布线、另一控制单元11、制动控制单元10或操纵元件5的简单故障的情况下，该驻车制动系统仍然具有完整的功能性，并且驾驶员可以得到已发生故障的警告。对于机电致动器6的故障的情况，另一机电致动器7与之无关地仍具有完整的功能性。另外提供了对出现的错误的诊断能力。系统在连接线1、2、3出现故障时仍可进行诊断，在控制器10、11中的一个出现故障时仍可得到驻车制动器的完整功能性。在车轮电子系统8出现失效(不再能够使用)时，剩下的车轮电子系统9仍可靠地具有驻车功能并具有释放功能。
如图3所示，在控制器10与11之间经由一CAN或FlexRay数据总线17形成一通信线路。因为经由信号线1、2形成分别通向机电致动器6、7的另一通信线路，在机电致动器6、7之间经由信号线4形成相互的通信线路，以及经由信号线3形成由操纵元件5通向车轮电子系统的另一连接，所以在连接线1、2、3、4、操纵元件5、控制器10、11中的一个发生简单的故障或机电致动器6、7受到限制时，系统仍然可以正常工作。仅一个错误提示是有用并且已规定的。出现的故障被告知驾驶员。
如图3中的系统布置所示，向各车轮电子系统8、9分别传输至少两个操纵元件5的信号：经由第一信号线1、制动控制单元ECU 10并经由第三信号线3向在机动车辆右轮上的车轮电子系统8传输驾驶员的请求。经由通信线4可另外传输来自另一车轮电子系统9的第三信号，该车轮电子系统9经由第二信号线2和另一控制单元11得到所述第三信号。向在左轮上的车轮电子系统9传输的操纵元件5的信号也相应地进行。出于安全性考虑，总是设置有至少两个独立的、明确的车辆驾驶员要求来触发机电致动器6、7。利用所述的第三信号的传输，在车轮电子系统8、9中进行择多决定，如图4所示。图4示意性示出，在右后轮上的车轮电子系统8中是如何做出所述择多决定的。信号线1、3、4与一或-逻辑元件相连接，并根据择多决定的要求来控制机电致动器6。车轮电子系统8、9包括至少一个微处理器，该微处理器设计成冗余微处理器或核心冗余微处理器。
在图5中示出一扩展的线路图。如果所述的特性还具有冗余供电，则还可在供电失效时也完全具有驻车制动系统的功能性。为此目的，在图5中具有两个电池14、15，该电池形成系统的冗余供电装置。最大的可用性通过以两个独立的电池14、15为系统供电实现，或者如图6所示通过一电池管理系统16经由通向要驻车制动的车轮的供电线为系统供电实现。
冗余的操纵元件5的供电可优选地由控制器10、11实现。该操纵元件具有电子半导体构件。
向车轮电子系统8、9分别传输轮速传感器12、13的输出信号，该轮速传感器位于与车轮电子系统8、9相同的车轮上。通过车轮电子系统8、9之间的直接(相连)的线4的通信，可进行“冗余”的行驶识别或驻车识别，这实现了即使在控制器10、11的其中一个失效的情况下仍可确定出释放或甚至是动态制动。轮速传感器12、13直接为车轮电子系统8、9提供关于车轮运动的信号。轮速传感器12、13的轮速信号通过两个车轮电子系统8、9之间的通信进行协调。
附图标记列表
1     第一信号线
2     第二信号线
3     第三信号线
4     第四信号线
5     操纵元件
6     第一机电致动器
7     第二机电致动器
8     车轮电子系统
9     车轮电子系统
10    制动控制单元ECU
11    另一控制单元
12    轮速传感器
13    轮速传感器
14    电池
15    电池
16    车载电网电压管理系统
17    CAN数据总线
18    制动鼓
19    制动蹄
20    制动蹄
21    内张型锁止装置
22    支承结构
23    螺母-丝杠装置
24    压力块
25    压力块
26    丝杠
27    螺母
28    斜齿轮

Claims (14)

1.一种机动车用驻车制动系统，包括操纵元件(5)和用于在机动车的车轮上分别形成驻车制动力的至少两个机电致动器(6，7)，其中机电致动器(6，7)分别设置有车轮电子系统(8，9)，以及其中操纵元件(5)借助于至少第一信号线(1)经由控制单元(10)与第一机电致动器(6)的车轮电子系统(8)相连接，并借助于第二信号线(2)经由另一控制单元(11)与第二机电致动器(7)的车轮电子系统(9)相连接，其特征在于，设置有至少第三信号线(3)，该第三信号线使操纵元件(5)直接连接到车轮电子系统(8，9)或分别与机电致动器(6，7)中的一个相连接，并传递驾驶员意图。
2.根据权利要求1所述的驻车制动系统，其特征在于，第三信号线(3)设计成，一方面使操纵元件(5)直接与机电致动器(6，7)的车轮电子系统(8，9)相连接，另一方面使两个车轮电子系统(8，9)彼此相连接并实现在车轮电子系统(8，9)之间的通信。
3.根据权利要求1所述的驻车制动系统，其特征在于，设置有第四信号线(4)，该第四信号线使机电致动器(6，7)的两个车轮电子系统(8，9)直接相互连接并实现通信。
4.根据上述权利要求中任一项所述的驻车制动系统，其特征在于，机电致动器(6，7)的车轮电子系统(8，9)具有用于产生择多决定的装置。
5.根据权利要求4所述的驻车制动系统，其特征在于，操纵元件(5)的传输到车轮电子系统(8，9)的信号与一或-逻辑元件相连接，并根据所述择多决定的要求来控制机电致动器(6，7)。
6.根据上述权利要求中任一项所述的驻车制动系统，其特征在于，向车轮电子系统(8，9)传送位于同一轮上的轮速传感器(12，13)的输出信号。
7.根据上述权利要求中任一项所述的驻车制动系统，其特征在于，车轮电子系统(8，9)具有至少一个微处理器。
8.根据权利要求7所述的驻车制动系统，其特征在于，车轮电子系统(8，9)中的微处理器是冗余的或核心冗余的微处理器。
9.根据上述权利要求中任一项所述的驻车制动系统，其特征在于，操纵元件(5)配备有至少三个通道，并以至少三个切换信号的形式给出驾驶员意图。
10.根据权利要求9所述的驻车制动系统，其特征在于，由制动控制单元(10)或另一控制单元(11)对操纵元件(5)进行供电和/或处理。
11.根据权利要求9或10所述的驻车制动系统，其特征在于，操纵元件(5)具有电子半导体构件。
12.根据上述权利要求中任一项所述的驻车制动系统，其特征在于，设置有驻车制动系统的冗余供电装置。
13.根据权利要求12所述的驻车制动系统，其特征在于，冗余供电装置由两个电池(14，15)连同充电电路形成。
14.根据权利要求12所述的驻车制动系统，其特征在于，冗余供电装置由车载电源电压管理系统(16)形成。
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