CN107856657A - 用于车辆的制动系统‑控制器 - Google Patents

Abstract

用于具有液压的车辆制动器和机电的制动装置的车辆的制动系统‑控制器包括微型控制器、系统‑ASIC和制动马达‑ASIC，其中所述微型控制器通过通信接口与所述系统‑ASIC和所述制动马达‑ASIC连接。在所述制动马达‑ASIC中检测制动踏板的踏板行程传感器信号。

Description

用于车辆的制动系统-控制器

技术领域

本发明涉及一种用于具有液压的车辆制动器和机电的制动装置的车辆的制动系统-控制器，所述机电的制动装置包括至少一个电动的制动马达。

背景技术

在DE 10 2014 204 287 A1说明了一种用于车辆的制动系统-控制器，所述车辆配备了液压的车辆制动器和在后轴的车轮上拥有两个电动的制动马达的机电的驻车制动器。通过所述控制器，能够如此操控所述制动系统，从而在正常运行模式中比如为了实施停车过程而能够自动地操控所述电动的制动马达。而在安全运行模式中则相反阻止对于所述电动的制动马达的激活。在例行的行驶运行期间调整到所述安全运行模式，用于阻止在行驶期间无意地激活所述驻车制动器。

发明内容

所述按本发明的制动系统-控制器能够用在具有下述制动系统的车辆中，所述制动系统包括液压的车辆制动器和拥有至少一个电动的制动马达、比如两个电动的制动马达的机电的制动装置。所述控制器包括微型控制器，通过所述微型控制器能够操控至少一个、优选多个主动的制动组件，比如用于对所述液压的车辆制动器中的液压压力施加影响的、能够电控制的执行器。此外，所述控制器包括用于对车辆的、能够输送给所述微型控制器的传感器信号进行检测的系统-ASIC（专用集成电路）。除此以外，所述控制器包括与所述系统-ASIC分开地构造的、用于对所述机电的制动装置的至少一个电动的制动马达进行操控的制动马达-ASIC。在所述制动马达-ASIC中检测所述制动踏板的踏板位移传感器信号，所述踏板位移传感器信号能够作为踏板位移信息来输送给所述微型控制器。所述微型控制器通过通信接口不仅与所述系统-ASIC相连接而且与所述制动马达-ASIC相连接。

由此，所述制动踏板的踏板行程信息存在于所述制动马达-ASIC中，并且能够通过所述通信接口来通知给所述微型控制器。由此，通过所述制动马达-ASIC，关于当前的制动踏板位置的信息供所述微型控制器所用。所述制动马达-ASIC通过另一个接口从所述制动踏板上的踏板行程传感器处得到所输送的、制动踏板的踏板行程信息。

这种实施方式具有以下优点：在所述微型控制器、所述系统-ASIC或者在所述微型控制器与所述系统-ASIC之间的或者在所述微型控制器与所述制动马达-ASIC之间的通信接口失灵时，也能够用所述至少一个电动的制动马达来操控所述机电的制动装置。所述控制器的组件的失灵没有影响到所述制动马达-ASIC，所述制动马达-ASIC在不取决于所述微型控制器的情况下能够操控所述至少一个电动的制动马达。所述操控尤其根据当前的制动踏板位置来进行，所述当前的制动踏板位置反映通过驾驶员提出的制动力矩要求。因为所述制动踏板位置作为踏板行程传感器信号存在于所述制动马达-ASIC中，所以所述制动马达-ASIC能够对应于所述制动踏板位置来操控所述制动马达。

此外，以这种方式构造的控制器能够完全或者部分地对所述液压的车辆制动器中的主动的组件的失灵进行补偿，通过所述主动的组件能够影响所述液压的制动压力。如果比如液压泵或者其它的、用于影响制动压力的、能够电控制的执行器失灵，即使所述控制器的组件、比如微型控制器、系统-ASIC或者所述微型控制器与所述系统-ASIC之间或者所述微型控制器与所述制动马达-ASIC之间的通信接口失灵，也能够通过对于所述机电的制动装置的制动踏板行程-控制的激活通过所述电动的制动马达来至少部分地对所述失灵的液压泵的或者所述执行器的份额进行补偿。

在正常情况中——在没有组件失灵的情况下在所述控制器能运转时——优选仅仅通过所述液压的车辆制动器来进行例行的制动过程，用于将车辆制动。所述机电的制动装置有利地仅仅用作驻车制动器，用于产生将所述车辆固定在停止状态中的制动力。但是，必要时也能够在正常情况中作为对于所述液压的车辆制动器的支持来激活所述机电的制动装置，用于附加于所述液压的制动力也产生机电的制动力。对于所述电动的制动马达的激活在正常情况下通过所述微型控制器的相应的激活信号来进行，所述激活信号通过所述通信接口来传递给所述制动马达-ASIC。

所述机电的制动装置优选被集成到所述液压的车辆制动器的一个或者多个车轮制动机构中。在这种实施方式中，所述车轮制动机构中的制动活塞不仅能够由所述液压的车辆制动器的液压的制动流体而且能够同时或者彼此独立地由所述电动的制动马达朝制动盘的方向移位。按照有利的实施方式，所述机电的制动装置分别包括处于所述车辆的后轴上的两个车轮制动机构上的电动的制动马达。

按照一种有利的实施方式，通过所述制动马达-ASIC并且通过所述控制器的至少一个另外的组件来对所述踏板行程传感器进行电压供给，通过所述踏板行程传感器来获取当前的制动踏板位置。所述控制器的这个另外的组件比如是所述系统-ASIC。由此存在着以下可行方案：不仅通过所述系统-ASIC而且通过所述制动马达-ASIC来对所述制动踏板上的踏板行程传感器实施电压供给。在这些组件之一、尤其是所述系统-ASIC失灵时所述电压供给也保持得到保证，使得所述踏板行程传感器的功能可靠性（Funktionstüchtigkeit）没有由于电压供给的失灵而受到不好的影响。

还是按照一种有利的实施方式，在所述系统-ASIC中检测并且处理车轮转速信号，所述车轮转速信号作为速度信息通过所述通信接口来提供给所述微型控制器。在所述制动马达-ASIC中也能够检测并且处理车轮转速信号。这种实施方式允许：在所述微型控制器、所述系统-ASIC和/或在微型控制器与系统-ASIC之间的或者在微型控制器与制动马达-ASIC之间的通信接口失灵时，自动地或者根据由驾驶员引起的要求通过所述制动马达-ASIC来操控所述机电的制动装置的电动的制动马达并且以机电的方式来产生制动力。所述制动力不仅能够在例行的制动过程中产生而且能够为了车辆的停泊而产生。

按照另一种有利的实施方式，所述系统-ASIC中的车轮转速信号和所述制动马达-ASIC中的车轮转速信号涉及不同的车轮。有利地在每个ASIC中每两个车轮转速传感器的车轮转速信号被处理。比如在所述系统-ASIC中能够对前轮上的传感器的车轮转速信号进行处理，并且在所述制动马达-ASIC中能够对后轮上的传感器的车轮转速信号进行处理。通过将所述车轮转速信号分配到所述两个ASIC上这种方式来保证，在比如所述微型控制器失灵时也能够通过所述制动马达-ASIC来自动地根据速度操控所述制动马达。

还是按照另一种有利的实施方式，在所述制动马达-ASIC中包含了至少一个用于对所述电动的制动马达进行操控的电子的H桥。在优选的实施方式中，所述制动马达-ASIC具有与电动的制动马达的数目相对应的数目的电子的H桥。由此，分别通过H桥能够通过所述制动马达-ASIC来操控电动的制动马达。通过所述H桥，能够朝两个方向来操控所述相关的电动的制动马达，从而通过所述制动马达-ASIC不仅能够为了产生机电的制动力而实施所述制动马达的夹紧（Zuspannen）而且能够为了降低所述机电的制动力而实施所述制动马达的松开。所述H桥也能够被转换到中性位置中，在所述中性位置中所配属的制动马达被切断。

还是按照另一种有利的实施方式，所述制动马达-ASIC具有用于对操纵开关的开关状态进行检测的逻辑单元，通过所述操纵开关能够由驾驶员人工地接通或者切断所述机电的制动装置。通过所述逻辑单元能够检测当前的开关状态。此外，所述用于与微型控制器进行通信的通信接口也有利地通过所述逻辑单元来运行，或者所述逻辑单元构成至所述微型控制器的通信接口的组成部分。

还是按照另一种有利的实施方式，在所述系统-ASIC中附加于所述速度信号也对所述电动的制动马达的马达转动位置信号进行处理。所述马达转动位置信号来源于马达转动位置传感器、比如用于获取所述电动的制动马达的转子轴的当前的转动位置的霍尔传感器（Hall-Sensor）。对于多个电动的制动马达来说，相应地将多个马达转动位置信号输送给所述系统-ASIC。所述马达转动位置信号能够在所述微型控制器中比如通过PWM-操控来用于对所述电动的制动马达进行可变的操控。

在作为替代方案的实施方式中放弃马达转动位置信号，在这种情况下有利地连续地或者准连续地进行所述操控。

所述制动马达-ASIC中的逻辑单元能够如此构造，从而在所述微型控制器失灵时或者在所述车轮转速信号部分失灵时，通过对于所述电动的制动马达的操控来使车辆减速或者在车辆中产生驻车制动力。在此，能够借助于所述电动的制动马达中的所测量的马达电流来实现与相应的、与减速愿望相匹配的制动策略。比如，对于所述驻车制动功能来说并且为了持久地提供将车辆固定住的驻车制动力，紧接在马达电流的和紧随其后的空载电流（Leerlaufstrom）的接通峰值（Einschaltpeak）之后，能够获取所述马达电流中的、与力形成相伴随的升高，并且为了实现阶梯状地升高的机电的制动力而暂时切断所述电动的制动马达，其中由于自锁（Selbsthemmung）所述制动力继续得到保持。随后重新接通所述制动马达，直至达到了下一个力等级。一直重复这个方法步骤，直至以阶梯等级达到了为了将车辆固定在停止状态中所需要的驻车制动力。必要时能够进行PWM操控，在所述PWM操控中调整出对制动力变化曲线中的阶梯等级的水平负责的电流升高。

此外，也能够通过对于所述电动的制动马达的相应的操控来调整取决于滑动的减速。在此，将不同的车轮速度彼此进行比较。如果超过最大滑动，则又断开（geöffnet）所述电动的制动马达，直至达到了下滑动阈值。而如果滑动太低，则朝用于提高制动力的夹紧方向（Zuspannrichtung）来操控所述电动的制动马达。

对于用于运行所述制动系统-控制器的方法来说，在正常运行中——在微型控制器能运转时——对于优选全部主动的制动组件的操控通过所述微型控制器通过控制信号的相应的产生来进行。如果比如应当通过所述电动的制动马达来产生停车制动力，那么所述微型控制器就产生控制信号，所述控制信号通过所述通信接口来输送给所述制动马达-ASIC，在所述制动马达-ASIC中相应地操控所述电动的制动马达。

而除了所述制动马达-ASIC之外在所述微型控制器或者所述控制器的另外的组件失灵时，则相反自动地在所述制动马达-ASIC中操控所述电动的制动马达，用于产生制动力。这尤其根据当前的制动踏板位置来进行，为此要对在所述制动马达-ASIC中存在的踏板行程传感器信号进行处理。

附图说明

另外的优点和有利的实施方式可以从另外的权利要求、附图说明和附图中得知。附图示出：

图1具有制动力放大器的液压的车辆制动器的示意图，其中车辆后轴上的车辆制动器的车轮制动机构额外地配备了具有电动的制动马达的机电的制动装置；

图2具有电动的制动马达的机电的制动装置的剖面；并且

图3具有液压的车辆制动器和机电的制动装置的制动系统的控制器的功能图。

在附图中，相同的构件设有相同的附图标记。

具体实施方式

在图1中示出的、用于车辆的液压的车辆制动器1包括用于以处于液压压力之下的制动流体对所述车辆的每个车轮上的车轮制动机构9进行供给和操控的前轴-制动管路（Bremskreis）2和后轴-制动管路3。所述制动管路也能够构造为两条对角制动管路，所述对角制动管路分别具有一个前轮和一个相对其对角地布置的后轮。

所述两条制动管路2、3被连接到共同的主制动缸4上，通过制动液储备容器5来向所述主制动缸4供给制动流体。所述主制动缸4内部的主制动缸活塞由驾驶员通过制动踏板6来操纵，由驾驶员施加的踏板行程通过踏板行程传感器7来测量。在所述制动踏板6与所述主制动缸4之间有制动力放大器10，该制动力放大器比如包括电动马达，该电动马达优选通过传动机构来操纵所述主制动缸4（电动助力器iBooster）。所述制动力放大器10代表着用于对所述液压的制动压力产生影响的主动的制动组件。

将所述制动踏板6的、由踏板行程传感器7测量的调节运动作为传感器信号来传输给所述制动系统的控制器11，在所述控制器中产生用于对所述制动力放大器10进行操控的调节信号。在每条制动管路2、3中通过不同的开闭阀来向所述车轮制动机构9供给制动流体，所述不同的开闭阀与另外的总成一起是制动液压系统8的组成部分。此外，液压泵属于所述制动液压系统8，所述液压泵是电子稳定程序（ESP）的组成部分。所述液压泵也是用于对所述液压的制动压力产生影响的主动的制动组件。

在图2中详细地示出了所述布置在所述车辆的后轴处的车轮处的车轮制动机构9。所述车轮制动机构9是所述液压的车辆制动器1的一部分，并且由所述后轴-制动管路用制动流体22来供给。此外，所述车轮制动机构9具有机电的制动装置，该机电的制动装置优选能够用作用于将车辆固定在停止状态中的驻车制动器，但是也能够在车辆运动时、尤其对于低于速度-临界值的较小的车速来说用于将车辆制动。

所述机电的制动装置包括一具有舌部（Zange）19的制动卡钳12，所述舌部搭接着（übergreifen）制动盘20。作为执行机构，所述制动装置具有马达-传动机构-单元，该马达-传动机构-单元则具有用作制动马达13的直流电动马达，所述直流电动马达的转子轴旋转地驱动着主轴14，在该主轴上主轴螺母15旋转固定地支承。在所述主轴14旋转时，所述主轴螺母15进行轴向调节。所述主轴螺母15在制动活塞16的内部运动，所述制动活塞是制动衬片17的基座（Träger），所述制动衬片由所述制动活塞16朝所述制动盘20挤压。在所述制动盘20的对置的一侧上有另一个制动衬片18，该制动衬片位置固定地被保持在所述舌部19上。所述制动活塞16在其外侧面上通过环抱的密封圈23相对于容纳的壳体压力密封地密封。

在所述制动活塞16的内部，所述主轴螺母15在所述主轴14进行旋转运动时能够在轴向上向前朝所述制动盘20的方向运动，或者在所述主轴14进行相反的旋转运动时能够在轴向上向后运动，直至到达端部止挡部21处。为了产生夹紧力，所述主轴螺母15加载所述制动活塞16的内端面，由此将在制动装置中能够轴向运动地支承的制动活塞16以所述制动衬片17朝所述制动盘20的、面对的端面挤压。所述主轴螺母15是所述制动马达与所述制动活塞之间的传动元件。

对于所述液压的制动力来说，来自所述液压的车辆制动器1的、制动流体22的液压压力作用于所述制动活塞16。所述液压压力也能够在车辆停止状态中在操纵所述机电的制动装置时起支持作用，使得总制动力由电动机地提供的份额与液压的份额所组成。在车辆的行驶期间，要么仅仅所述液压的车辆制动器起作用，要么不仅所述液压的车辆制动器而且所述机电的制动装置起作用，要么仅仅所述机电的制动装置起作用，用于产生制动力。用于不仅对所述液压的车辆制动器1的而且对所述机电的车轮制动机构9的、能够调节的组件进行操控的调节信号在所述控制器11中产生。

在图3中示出了所述控制器11的功能图，所述控制器包括微型控制器30、系统-ASIC 31和制动马达-ASIC 32。所述微型控制器通过通信接口SPI_1与所述系统-ASIC 31相连接并且通过另一个通信接口SPI_2与所述制动马达-ASIC 32相连接。

在所述系统-ASIC 31中，接收来自车辆的两个车轮上的车轮转速传感器的车轮转速信号W1和W2并且对其进行预处理（Aufbereiten）。同样在所述系统-ASIC 31中接收来自所述机电的制动装置的两个电动的制动马达上的霍尔传感器的马达转动位置信号H1和H2并且对其进行处理。将经过处理的车轮转速信号WA1和WA2以及经过处理的马达转动位置信号HA1和HA2提供给所述微型控制器30。

所述制动马达-ASIC 32包括逻辑单元33，该逻辑单元通过所述通信接口SPI_2与所述微型控制器30进行通信。在所述制动马达-ASIC 32中接收另外的车轮转速信号W3和W4，所述车轮转速信号W3和W4来源于另外的车轮上的另外的车轮转速传感器。比如，所述系统-ASIC 31中的车轮转速信号W1和W2涉及车辆的前轮，并且所述制动马达-ASIC中的车轮转速信号W3和W4涉及车辆的后轮。经过处理的车轮转速信号WA3和WA4由所述制动马达-ASIC 32来提供给所述微型控制器30。

此外，作为电子的线路，两个H桥34属于所述制动马达-ASIC 32，所述H桥分别被配属给所述机电的制动装置的电动的制动马达13。所述H桥34通过所述制动马达-ASIC 32来操控并且调节所述电动的制动马达13的功能，所述电动的制动马达按操控为产生制动力而夹紧，为降低制动力而被断开或者切断。

通过所述制动马达-ASIC 32的逻辑单元33，能够检测操纵开关35的开关状态，用所述操纵开关35由驾驶员来人工地接通或者切断所述机电的制动装置，并且在接通的情况下控制所述电动的制动马达的操纵方向。在正常的情况下，在所述微型控制器30完全能够运转时，为了实现用于将车辆固定在停止状态中的驻车制动，通过所述操纵开关35由驾驶员来人工地操纵所述驻车制动器，随后在所述制动马达-ASIC 32中产生通过所述H桥34产生操控所述电动的制动马达30的操控信号，并且为了产生机电的制动力而夹紧所述电动的制动马达30。在此，通过所述逻辑单元33来检测所述操纵开关35的位置并且将结果提供给所述微型控制器30。在所述微型控制器30中对驾驶员愿望进行评估，并且进行用于对所述制动马达13进行操控的程序的运行，其中将所述用于对制动马达13进行操控的程序的结果提供给所述制动马达-ASIC 32，并且而后对应通过所述通信接口SPI_2所提供的信息来操控所述制动马达13。在操控期间，将在所述制动马达-ASIC 30中所检测到的测量变量、尤其是所述制动马达13的电流和电压通过所述通信接口SPI_2来提供给所述微型控制器30。由此，每时每刻向所述用于对制动马达13进行控制的程序通报所述制动马达13的状态，并且在达到额定制动力或者达到松开行程时所述程序又能够自动地中断所述操控。

在所述微型控制器30失灵时，所述制动马达-ASIC 32的功能得到保持，因为通过所述H桥34对所述电动的制动马达13进行的操控仅仅通过所述制动马达-ASIC 32来进行。由此也能够在所述微型控制器30失灵时人工地或者自动地激活所述驻车制动器。

为了避免太小的夹紧力，可能有利的是，在夹紧过程中选择一种切断电流，该切断电流在不利的电压状况和制动马达温度下也引起足够的夹紧力。

此外，能够在车辆行驶时在所述微型控制器30失灵时将所述具有制动马达13的机电的制动装置用于产生制动力，用于比如对液压的执行器的失灵进行补偿。在这种情况下，根据速度来操控所述电动的制动马达，为此在所述制动马达-ASIC 32中对关于车轮转速信号W3和W4的速度信息加以考虑。

所述制动马达-ASIC 32中的逻辑单元33接收踏板行程传感器PWG的踏板行程传感器信号PWG_SIG，所述踏板行程传感器PWG配属于所述车辆中的制动踏板，用于获取当前的制动踏板位置。也将所述踏板行程传感器PWG的踏板行程传感器信号PWG_SIG输送给所述微型控制器30。

对于所述踏板行程传感器PWG的电压供给通过所述系统-ASIC 31中的第一电压供给单元36并且通过所述制动马达-ASIC 32中的第二电压供给单元37来进行。这种实施方式具有以下优点：在所述系统-ASIC 31失灵时对于所述踏板行程传感器PWG的电压供给通过所述制动马达-ASIC 32中的电压供给单元37来保证。

在所述控制器11的所有组件具有完全的功能能力时，能够在所述微型控制器30中对所述踏板行程传感器信号PWG_SIG进行处理，随后能够比如根据踏板行程来操控所述液压的车辆制动器中的执行器，用于调节相应的液压的制动压力。在所述液压的车辆制动器中的执行器失灵时，其功能能够部分地或者完全地由所述具有电动的制动马达13的机电的制动装置来承担。为此，在所述制动马达-ASIC 32的逻辑单元33中对所述踏板行程传感器信号PWG_SIG进行处理，并且在所述踏板行程传感器信号的基础上根据所述制动踏板的当前的位置通过所述制动马达-ASIC 32来操控所述电动的制动马达13。这种操控也能够为以下情况来实施：所述微型控制器30、所述系统-ASIC 31或者所述通信接口SPI_1或者SPI_2之一失灵；在这种情况下也能够通过所述制动马达-ASIC 32对所述电动的制动马达 13进行操控。

Claims (12)

1.用于具有液压的车辆制动器（1）并且具有拥有至少一个电动的制动马达（13）的机电的制动装置的车辆的制动系统-控制器：具有用于对至少一个主动的制动组件进行操控的微型控制器（30）；具有用于对车辆中的传感器信号进行检测的系统-ASIC（31）；并且具有用于对所述机电的制动装置的电动的制动马达（13）进行操控的制动马达-ASIC（32），其中在所述制动马达-ASIC（32）中能够检测制动踏板（6）的踏板行程传感器信号，其中所述微型控制器（30）通过通信接口（SPI_1、SPI_2）与所述系统-ASIC（31）和所述制动马达-ASIC（32）相连接。

2.按权利要求1所述的控制器，其特征在于，对于产生踏板行程传感器信号的踏板行程传感器（7）的电压供给通过所述制动马达-ASIC（32）和所述控制器（11）的至少一个另外的组件来进行。

3.按权利要求2所述的控制器，其特征在于，对于所述踏板行程传感器（7）的电压供给附加于所述制动马达-ASIC（32）也通过所述系统-ASIC（31）来进行。

4.按权利要求1到3中任一项所述的控制器，其特征在于，在所述系统-ASIC（31）中检测车轮转速信号。

5.按权利要求1到4中任一项所述的控制器，其特征在于，在所述系统-ASIC（31）中检测所述电动的制动马达（13）的马达转动位置信号。

6.按权利要求1到5中任一项所述的控制器，其特征在于，在所述制动马达-ASIC（31）中检测车轮转速信号。

7.按权利要求1到6中任一项所述的控制器，其特征在于，用于对所述机电的制动装置的操纵开关（35）的开关状态进行检测的逻辑单元（33）被集成到所述制动马达-ASIC（32）中。

8.用于运行按权利要求1到7中任一项所述的制动系统-控制器的方法，其中在用所述控制器（11）的能够运转的组件进行的正常运行中，在所述微型控制器（30）中按需求产生用于对至少一个主动的制动组件进行操控的控制信号，并且在所述微型控制器（30）、所述系统-ASIC（31）或者通信接口失灵时通过所述制动马达-ASIC（32）根据踏板行程来操控所述电动的制动马达（13）以产生制动力。

9.车辆中的制动系统，具有液压的车辆制动器（1）以及拥有电动的制动马达13）的机电的制动装置，具有按权利要求1到7中任一项所述的、用于对所述制动系统的能够调节的制动系统组件进行操控的控制器（11）。

10.按权利要求9所述的制动系统，其特征在于，所述液压的车辆制动器（1）配备了用于影响液压压力的、能够电控制的执行器（10）、比如电动助力器iBooster。

11.按权利要求9或10所述的制动系统，其特征在于，所述车辆的后轴上的车轮制动机构（9）配备了电动的制动马达（13）。

12.具有按权利要求9到11中任一项所述的制动系统的车辆。