CN101687498B - 特别是用于机动车的混合制动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种混合制动系统，所述混合制动系统具有配属于一车轴的液压制动器(7、8)和配属于另一车轴的、可借助于机电执行器(11、12)致动的制动器(9、10)，每个配属于所述机电执行器(11、12)的电子控制调节单元(19、20)具有至少两个高速总线(24、26或25、26)，所述高速总线中的一个(24)直接地与另一电子控制调节单元(18)连接，所述高速总线中的另一个(26)间接或直接地与所述电子或电液的控制调节单元(5)连接。

Description

特别是用于机动车的混合制动系统
技术领域
本发明涉及一种特别是用于机动车的混合制动系统，所述制动系统具有配属于第一车轴的、能机电地或液压地致动的轮制动器以及配属于第二车轴的、能通过机电执行器致动的轮制动器，其中配属于第二车轴的、能机电制动的所述轮制动器能根据一对配属于第一车轴的轮制动器上设定的制动要求或通过车辆总线(例如CAN)从配属于第一车轴的轮制动器导出的数据、和/或根据一冗余设计的踏板位移传感器的输出信号而被致动，所述踏板位移传感器获取制动踏板的致动位移，其中几个或所有能机电致动的轮制动器包括能被一操纵元件驱控的驻车制动装置，所述制动系统具有配属于所述第一车轴的例如电液控制调节单元、配属于所述第二车轴的机电执行器的相应电子控制调节单元、轮转速传感器、以及在所述电液控制调节单元与所述电子控制调节单元之间的通信总线，所述轮转速传感器的信号被传输给所述电液控制调节单元和/或电子控制调节单元。
背景技术
这种类型的混合制动系统在国际专利申请WO 002007014952 A1中已知。这种已知制动系统的一个缺点是，如果从电液控制调节单元通向配属于机电执行器的电子控制调节单元的通信总线出现故障或受到干扰，则所述系统转入功能受限的低效水平(Rückfallebene)，甚至完全失效。
发明内容
因此本发明的目的在于，在出现电故障/错误时提高在开头所述类型的混合制动系统中的制动功能的可用性/有效性。此外，通过使用标准总线系统、例如CAN来提高稳健性/鲁棒性。此外避免使用特殊的线路和控制线路或总线以及专用的驻车制动操纵元件。本发明的另一目的在于，减少在机电执行器上的供电线路和控制线路的数量，以及即使在总线故障时仍确保在机电执行器上完整的诊断能力。
根据本发明，上文列举的各目的通过以下方式实现：每个配属于所述机电执行器的电子控制调节单元具有至少两个高速总线，所述高速总线中的一个直接地与另一电子控制调节单元连接，所述高速总线中的另一个间接或直接地与所述电液控制调节单元连接。
在本发明主题的一个较有利的改进方案中，踏板位移传感器在两个彼此分开的通路上间接或直接地与配属于机电执行器的电子控制调节单元连接。在此，所述彼此分开的通路优选通过总线或信号线路形成。分配给各个控制调节单元的踏板位置信息本身/作为个体不必是冗余的，所述信息可以通过控制调节单元彼此间关于分别存在的信息的通信而形成冗余(可靠)信息，而所述冗余信息又被用于控制设备的自主动作(autarkes Agieren)，例如移动或施加制动块/制动摩擦片/制动衬片、或者甚至实施制动操作。
在本发明的另一实施形式变型中以如下方式进一步提高根据本发明的制动系统的工作可靠性，即高速总线中的至少一个设计成点至点连接结构(Punkt-zu-Punkt-Verbindung)，尽管总线系统通常被用于具有多个相关件的应用场合。
在本发明主题的一个特别优选的实施例中规定：用于致动驻车制动器的操纵元件直接地连接到电子控制调节单元。在此，所述电子控制调节单元是电液控制调节单元或另一控制调节单元，例如发动机控制调节单元或底盘控制器。与电液控制调节单元相连接允许在不通过其它配件等传送信号的情况下，直接地对所有车轮设定仍是通过例如液压操纵的轮导入的直接动力制动。通过另一控制装置接入的驻车制动切换器允许即使在控制调节单元(例如电液控制调节单元)完全失效时仍能操纵驻车制动器。
本发明主题的另一较有利的设计方案在于：在高速总线受到干扰时，与系统相关的所有数据(例如制动愿望)被自动通过另一高速总线间接地或直接地传输给与该另一高速总线连接的电子控制调节单元。实施形式这一重要方面实现了：即使在“严重故障”——如在高速总线失效——时，仍确保系统的完整功能性(制动、驻车)，并且能在工作性能方面不受限制。但是此时(对这种情况进行)一种指示——例如通过报警信号灯的指示或关于入厂维修(werkstattservice)的提示——是合理的。
在本发明主题的另一较有利的实施例中规定：在配属于机电执行器的控制调节单元或所述配属于机电执行器的控制调节单元的电接线由于与之连接的一个或多个信号线路和/或供电线路受到干扰而失效时，剩余系统仍能被完整地利用/完全有效并能用于驻车制动功能和行车制动功能。在轮单元或其供电失效时，剩余系统仍能够完全自主地继续工作，也就是说，仍能通过两至三个机动车车轮以受控的方式执行动力制动。可继续根据愿望利用轮执行器来调整和重新释放驻车制动器。当然，在斜坡保持力方面存在一种对仅利用一个车轮进行驻车制动的限制。
一种特别可靠地作用的实施例变型提出：对一个或多个机电执行器的供电单独地进行，或通过利用对由所述电液控制调节单元提供的信号与一点火信号或由另一电子控制调节单元提供的信号的逻辑或运算来驱控一个或多个电开关从而一起进行。
在本发明主题的一个设计方案中以如下方式进一步提高根据本发明的制动系统的工作可靠性，即所有高速总线在正常工作时连续地用于数据传送、进而被监测。
在本发明的一种特别优选的实施形式中规定：在电液控制调节单元失效时，此时不能再可靠地通过电液控制调节单元来识别制动愿望或将其传输到电子控制调节单元，踏板位移传感器信息被用于激活机电执行器。如果电液控制调节单元失效，则液压操纵的车轮仍以液压的方式、即以常规的无电子调节的方式被应用。
机电制动的车轮这时不能再获得所有信息，但仍能在低效水平下实施制动功能。由于两次传输踏板传感器(信息)和可能的附加轮转速信息而能在机电执行器上实现所述制动功能。
另一较有利的实施例变型提出：配属于机电执行器的电子控制调节单元相互传递和/或真实性校验(plausibilisieren)制动愿望。均衡和真实性校验，以及均匀地建立制动力等的可能性(记录格式)。
最后，在根据本发明的工作特别可靠的制动系统中，配属于机电执行器的电子控制调节单元分别设计成本质安全的/具有故障保护(eigensicher)，由此在可靠的单个或冗余命令时实施制动愿望和/或驻车制动愿望。本质安全——即固有故障识别和用于安全关键功能的、冗余的固有分离线路/断开线路/去激活线路(Abschaltpfade)——允许在无第二或第三控制调节单元的干涉、例如硬线赋能线路/硬线赋能导通(hardwireFreigableitung)的情况下执行功能例如制动或释放制动/阻止制动。
在本发明另一较有利的实施例变型中，在至少两根高速总线(例如CAN)上向至少一个电子控制调节单元——例如电液控制调节单元——冗余地发送多个命令，数据间接地或直接地在不同通路上、即冗余地传输给机电执行器的电子控制调节单元。
根据本发明主题的一种设计方案以如下方式进一步提高了根据本发明的制动系统的工作可靠性，即机电执行器的至少一个电子控制调节单元在一个数据通路的数据失效时使用另一数据通路的数据。
通过适合的监测机制能认定在高速总线上的数据传输是可靠的。
在本发明的一种特别优选的实施形式中规定：到达机电执行器的电子控制调节单元、但不用于所述执行器的数据在所述机电执行器的其它高速总线上被继续传输，例如传输到真正的接收者。
附图说明
下面联系六个实施例参考附图详细阐述本发明。在附图中示出了：
图1示出了具有可液压和机电致动的制动器的本发明制动系统的第一实施形式的线路图；
图2以相对于图1简化的示意图示出了根据本发明的制动系统的第二实施形式；
图3示出了具有可液压和机电致动的制动器的本发明制动系统的第三实施形式的线路图；
图4以与图3对应的示意图示出了本发明制动系统的第四实施形式的线路图；
图5以与图4对应的示意图示出了本发明制动系统的第五实施形式的线路图；
图6以与图5对应的示意图示出了本发明制动系统的第六实施形式的线路图。
具体实施方式
在图1中示出的根据本发明的机动车制动系统的第一实施形式主要包括一致动单元1，所述致动单元可借助于制动踏板2来致动。所述致动单元1本身包括一气动的制动助力器或真空制动助力器3以及在真空制动助力器3下游的主制动缸4，所述主制动缸借助于液压管道6与电液控制调节单元5连接。所述电液控制调节单元5借助于液压管道15、16与可液压致动的轮制动器7、8相连接，所述轮制动器7、8在所示出的实例中配属于第一车轴或前轴。
此外如从图1中获悉，轮制动器9、10配属于第二车轴或后轴，所述轮制动器9、10的致动根据在可液压致动的轮制动器7、8中施加的液压压力通过机电执行器11、12来实现。所述液压压力借助于内置在电液控制调节单元5中的压力传感器(未示出)来确定。基于所述压力值来驱控可机电致动的轮制动器9、10，也就是说，在考虑到在前轴与后轴之间的制动力分配功能的情况下设定轮制动器9、10的作用力(Zuspannkraft)。此外，可机电致动的制动器9、10可以根据制动踏板2的致动位移、也就是根据驾驶员减速愿望来驱控。为了这个目的，制动踏板2的致动位移借助于一优选冗余设计的踏板位移传感器22来确定。对配属于后轴的轮制动器9、10的驱控以分开的方式分别通过一个电子控制调节单元19、20进行。
如在图1中仅示意性示出，所示的制动系统设有驻车制动功能。为了这个目的，可机电致动的轮制动器9、10具有驻车制动装置(未示出)，利用所述驻车制动装置可将轮制动器9、10锁止在作用状态下。所述驻车制动装置可以利用一操纵元件14来控制，所述操纵元件设计成键控器并具有用于指令“作用”、“中性”和“释放”的切换位置。
本发明提出：踏板位移传感器22的输出信号通过信号线路17传输给例如可以通过底盘控制器形成的另一电子控制调节单元18。第一高速总线23形成了在上述的电液控制调节单元(HECU)5和另一电子控制调节单元18之间的直接连接，所述电子控制调节单元18借助于另一高速总线24与机电执行器11的电子控制调节单元19直接连接。第二信号线路28用于在驻车制动操纵元件14和电液控制调节单元(HECU)5之间的信号传输，所述电液控制调节单元5借助于第三高速总线25与机电执行器12的电子控制调节单元20直接连接，从而将驻车制动操纵元件14的输出信号传输给所述电子控制调节单元20。第四高速总线26在机电执行器11的电子控制调节单元19与机电执行器12的电子控制调节单元20之间形成直接连接。虚线28表示为可能的其它控制调节单元可选设置的线路。以附图标记29标注在图1中示出的各个元件的所有供电接线。可以从图1中获悉，高速总线23和24形成HECU 5与机电执行器11的电子控制调节单元19的第一间接连接，而由高速总线25和26形成在HECU 5与电子控制调节单元19之间的第二间接连接。
在图2示出的根据本发明的混合制动系统的第二实施形式中，由一配设有踏板位移传感器122的制动踏板102形成致动单元1。第一高速总线123使致动单元1与HECU 5连接，而第二高速总线124使致动单元1与机电执行器11的电子控制调节单元19连接。例如传感器组30以及另一可自由选择的电子控制调节单元31连接到结合实际图1提及的线路27上。另一通信接口、例如车辆总线32连接到HECU 5。除此之外，图2示出的线路图与根据图1示出的线路图一致，其中彼此相应的部件具有相同的附图标记。
致动单元1的在图3示出的第三变型例中的设计方案与根据图2所示的致动单元1的设计方案一致。信号线路33、34用于在踏板位移传感器122与机电执行器11、12的电子控制调节单元19和20之间的信号传输，其中HECU 5借助于另一高速总线35直接地与电子控制调节单元19连接。可以从在图2和图3中所示出的线路图中获悉，所示两个变型能够只以“线控制动”的工作模式工作。
图4示出的本发明主题的第四实施例的设计在很大程度上与根据图3所示的实施例的设计一致。不同点在于：结合图1提及的电子控制调节单元18和通向部件30、31(在图2中示出)的可选设置的线路27二者都连接到高速总线35，该高速总线35使HECU 5与电子控制调节单元19直接连接。驻车制动操纵元件14的输出信号通过信号线路36传输给电子控制调节单元18，并且从电子控制调节单元18经过高速总线35和26接通到机电执行器11、12的电子控制调节单元19和20。
图5示出的本发明主题的第五实施例的设计在很大程度上与根据图2所示的实施例一致。不同点在于：机电执行器11、12的供电分别借助于一个开关继电器/转换继电器38、39切换。开关继电器38、39通过两个逻辑或电路40、41的输出信号来驱控，所述逻辑或电路的输入是由HECU 5产生的信号42和例如由机动车点火系统产生的IGN信号。
图6示出的本发明主题的第六变型例中，在HECU 5与配属于机电执行器11的电子控制调节单元19之间的信号通路(23、24)中接入另一电子控制调节单元18，所述电子控制调节单元18例如在上文中结合图提及，由制动踏板传感器122产生的制动愿望信号通过信号线路17传输给所述电子控制调节单元18。在与图5相应地对机电执行器11、12供电进行切换时，代替点火信号IGN、将另一电子控制调节单元18产生的控制信号43传输给配属于两个开关继电器38、39的(逻辑)或电路40、41的输入端。

Claims (18)

1.一种用于机动车的混合制动系统，所述混合制动系统具有配属于第一车轴的、能机电地或液压地致动的轮制动器以及配属于第二车轴的、能通过机电执行器致动的轮制动器，其中配属于第二车轴的、能机电制动的所述轮制动器能根据一在所述配属于第一车轴的轮制动器上设定的制动要求或通过车辆总线从所述配属于第一车轴的轮制动器导出的数据、和／或根据一冗余设计的踏板位移传感器或驾驶员制动愿望检测传感器的输出信号而被致动，所述踏板位移传感器或驾驶员制动愿望检测传感器确定制动踏板或制动操纵元件的致动位移，其中至少两个能机电致动的轮制动器包括能被一驻车制动操纵元件驱控的驻车制动装置，所述混合制动系统具有配属于所述第一车轴的电子或电液控制调节单元、分别配属于所述第二车轴的机电执行器的相应电子控制调节单元、轮转速传感器、以及在所述电液控制调节单元与所述电子控制调节单元之间的通信总线，所述轮转速传感器的信号被传输给所述电子或电液控制调节单元和／或所述机电执行器的电子控制调节单元，其特征在于，每个配属于所述机电执行器(11、12)的电子控制调节单元(19、20)具有至少两个高速总线(24、26或25、26)，所述高速总线中的一个(26)直接地与配属于机电执行器(12；11)的另一电子控制调节单元(20；19)连接并设计成点至点连接结构，所述高速总线中的另一个(24、35；25)间接或直接地与所述电子或电液控制调节单元(5)连接。 
2.根据权利要求1所述的混合制动系统，其特征在于，所述踏板位移传感器(22、122)在两个彼此分开的通路上间接或直接地与配属于所述机电执行器(11、12)的电子控制调节单元(19、20)连接。 
3.根据权利要求2所述的混合制动系统，其特征在于，所述彼此分开的通路由总线(24、26)或信号线路(33、34)形成。 
4.根据权利要求1至3中任一项所述的混合制动系统，其特征在于，用于致动驻车制动的所述操纵元件(14)直接地连接到一电子控制调节单 元(5、18)。 
5.根据权利要求4所述的混合制动系统，其特征在于，所述电子控制调节单元是所述电液控制调节单元(5)。 
6.根据权利要求4所述的混合制动系统，其特征在于，所述电子控制调节单元是另一控制调节单元(18)。 
7.根据权利要求1至3中任一项所述的混合制动系统，其特征在于，在高速总线(23-26)受到干扰时，与系统相关的所有数据自动通过另一高速总线(23-26)间接地或直接地传输给与该另一高速总线相连接的电子控制调节单元(19、20)，和／或在干扰中应用在那里本来持续施加的数据。 
8.根据权利要求7所述的混合制动系统，其特征在于，与系统相关的所述数据是制动。 
9.根据权利要求1至3中任一项所述的混合制动系统，其特征在于，在配属于机电执行器(11、12)的控制调节单元(19、20)或所述配属于机电执行器的控制调节单元的电接线随着与之相连的一个或多个信号线路和／或供电线路受到干扰而失效时，剩余系统仍能被完整地利用并能用于驻车制动功能和行车制动功能。 
10.根据权利要求1至3中任一项所述的混合制动系统，其特征在于，对一个或多个机电执行器(11、12)的供电单独地进行，或通过利用对由电液控制调节单元(5)提供的信号(42)与一点火信号(IGN)或由另一电子控制调节单元(18)提供的信号(43)的逻辑或运算(40、41)来驱控一个或多个电开关(38、39)从而一起进行。 
11.根据权利要求1至3中任一项所述的混合制动系统，其特征在于，所有高速总线(23-26)在正常工作时连续地用于数据传送、进而被监测。 
12.根据权利要求1至3中任一项所述的混合制动系统，其特征在于，在电液控制调节单元(5)失效时，在所述失效时不能再可靠地通过电液控制调节单元(5)识别制动愿望和／或将所述制动愿望传输到电子控制调节单元(19、20)，踏板位移传感器信息被用于激活机电执行器(11、12)。 
13.根据权利要求12所述的混合制动系统，其特征在于，配属于机电执行器(11、12)的电子控制调节单元(19、20)相互传送和／或真实性校验制动愿望。 
14.根据权利要求12所述的混合制动系统，其特征在于，配属于机电执行器(11、12)的电子控制调节单元(19、20)分别设计成本质安全的，由此在可靠的单个命令或冗余命令下实施制动愿望和／或驻车制动愿望。 
15.根据权利要求1至3中任一项所述的混合制动系统，其特征在于，在至少两根高速总线上向至少一个电子控制调节单元(5、18、19、20)冗余地发送多个命令，数据间接地或直接地在不同通路上、即冗余地传输给机电执行器(11、12)的电子控制调节单元(19、20)。 
16.根据权利要求15所述的混合制动系统，其特征在于，机电执行器(11、12)的至少一个电子控制调节单元(19、20)在一个数据通路的数据失效时使用另一数据通路的数据。 
17.根据权利要求1至3中任一项所述的混合制动系统，其特征在于，通过适合的监测机制能认定在高速总线(23-26)上的数据传输是可靠的。 
18.根据权利要求1至3中任一项所述的混合制动系统，其特征在于，到达机电执行器(11、12)的电子控制调节单元(19、20)、但不用于所述执行器的数据在所述机电执行器(11、12)的其它高速总线上被继续传输到真正的接收者。 
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