CN110234549B - 制动马达控制器、用于车辆的具有电制动马达的制动系统以及用于操控制动马达控制器的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于对机电的制动装置（9）的电制动马达（13）进行操控的制动马达‑控制器（24），该制动马达‑控制器具有附接单元（28），在所述制动马达‑控制器（24）的故障情况下用于对所述电制动马达（13）进行操控的附加控制器（11）能够附接到所述附接单元上。

Description

制动马达控制器、用于车辆的具有电制动马达的制动系统以 及用于操控制动马达控制器的方法

技术领域

本发明涉及一种制动马达控制器和一种用于车辆的具有机电的制动装置的制动系统，所述机电的制动装置则具有一带有电制动马达的制动单元。

背景技术

在DE 10 2008 033 309 A1中描述了一种具有两个机电的致动器的驻车制动设备，在操纵所述机电的致动器时产生在静止状态中将车辆固定住的制动力。除了配属于致动器的车轮操控单元之外，驻车制动设备还包括另一个控制单元，通过该控制单元来检测驾驶员愿望。由于为每个致动器分别分配了车轮操控单元，所以即使在一个车轮操控单元失灵时仍然完整无损的车轮操控单元能够履行其功能并且通过所分配的致动器来产生停车制动力。

从DE 10 2015 200 928 A1中已知一种用于机动车的、具有行车制动器（Betriebsbremse）和电动的停车制动器的制动系统。为行车制动器和停车制动器分别分配有控制器，其中行车制动器的控制器是指电子稳定程序的控制器。

发明内容

根据本发明的制动马达控制器能够用于操控车辆中的电制动马达，所述电制动马达是用于车辆的制动系统中的机电的制动装置的一部分。机电的制动装置尤其用作用于在停止状态中将车辆固定住的停车或驻车制动器。

电制动马达有利地被集成到车轮制动机构中并且使制动活塞朝制动盘移位。车轮制动机构优选是车辆中的液压的车辆制动器的车轮制动机构，使得车轮制动机构中的制动活塞不仅能够通过液压的车辆制动器的液压的制动流体而且同时或者在时间上错开地并且彼此独立地通过所述电制动马达朝制动盘的方向移位。

在一种有利的实施方案中，机电的制动装置包括分别处于车辆的后轴上的左右两个车轮制动机构上的电制动马达。为所述两个电制动马达优选分配了共同的制动马达控制器。

制动马达控制器产生用于操控所分配的电制动马达的操控信号。按操控情况，电制动马达被压紧（zuspannen），以用于将制动活塞朝制动盘挤压并且产生机电的制动力，或者电制动马达朝相反的方向朝释放方向被移位，以用于减小压紧制动力并且使制动活塞朝起始位置的方向移位，在所述起始位置中没有机电的制动力在起作用。

此外，制动马达-控制器设有附接单元，该附接单元允许附接附加控制器，该附加控制器在制动马达控制器、特别是制动马达控制器的微控制器或标准驱动器单元的故障情况下承担对于电制动马达的操控。因此，通过附加控制器来保证，如果制动马达控制器完全或部分地失灵，而后也能够通过所述电制动马达来产生机电的制动力。制动马达控制器中的附接单元允许冗余地设计电制动马达的操控。

作为附加控制器，尤其考虑到制动系统的附加制动装置的或制动单元的控制器、例如用于液压的车辆制动器的执行器的控制器。附加控制器在其主要功能中承担对液压的车辆制动器中的执行器的操控并且在其附加功能中针对制动马达控制器中的故障情况承担对于电制动马达的操控。

根据一种有利的实施方案，制动马达控制器是ESP控制器（电子稳定程序），用该ESP控制器在主要功能中操控ESP系统的液压泵以及液压的车辆制动器中的阀。ESP控制器作为附加功能承担对于电制动电机的操控。在故障情况下，能够通过附接单元和被对接（andocken）到附接单元上的附加控制器在ESP控制器中执行这种附加功能。

如果在制动系统中存在多个电制动马达，则能够有利地分别通过ESP控制器中的附接单元来操控这些电制动马达，其中相同的附加控制器优选被附接到每个附接单元上。必要时也可能的是，仅仅设置了一个用于附接附加控制器的附接单元并且通过所述一个附接单元来操控所述两个制动马达。

根据另一种有利的实施方案，制动马达控制器的、配属于电制动马达的微控制器通过释放线路与所述附接单元相连接。在故障情况下，通过所述线路的释放来释放制动马达控制器中的附接单元，附加控制器被附接到所述附接单元上。要么对于电制动马达的标准驱动器单元不再可用的情况要么对于制动马达控制器的系统可用性已经被降级到不可用的情况来进行所述释放。在这种情况下，对于电制动马达的操控能够通过被释放的附接单元以及所述附加控制器来承担。

附接单元有利地包括备用驱动器单元和具有操控逻辑电路的逻辑单元。必要时，附接单元还能够具有用于获取马达电流的电流测量单元和/或用于检测操纵开关的开关状态的识别单元，通过所述操纵开关能够由驾驶员来人工地控制机电的制动装置。

在制动马达控制器中、特别是在制动马达控制器的微控制器中或在标准驱动器单元中检测到故障的情况下，启用（freischalten）并且通过附加控制器的信号来操控备用驱动器单元。能够通过备用驱动器单元来操控用于电制动马达的附接单元中的、具有操控逻辑电路的逻辑单元。对于电制动马达的操控的监测必要时通过对于电制动马达的、在附接单元内的电流测量单元中所获取的马达电流的分析来进行。

制动马达控制器的附接单元有利地具有用于附接附加控制器的接口。该接口要么构造为插头连接和/或要么构造为网络连接、例如LIN总线。通过所述接口来读入制动马达控制器中的附加控制器的信号、特别是关于制动马达的操控方向（压紧方向或松开方向）的信号和用来触发对于制动马达的操控的致动信号。

根据另一种有利的实施方案，附接单元通过一个或多个布置在标准驱动器单元与制动马达的功率电子器件之间的开关或附接单元来附接。所述附接通过具有多条连接线路的致动路径来进行，所述连接线路分别用于操控左右制动马达。制动马达的功率电子器件示范性地包括用于对电制动马达进行操控的H桥。

根据本发明的用于车辆的制动系统具有一带有一个或多个车轮制动机构的机电的制动装置，所述车轮制动机构设有电制动马达，所述电制动马达使制动活塞朝制动盘移位。制动系统包括前面所描述的用于操控电制动马达的制动马达控制器，其中制动马达控制器配备有用于附接附加控制器的附接单元。与之相应地，在制动马达控制器的故障情况下，对于一个或多个电制动马达的操控在故障情况下能够通过所述附加控制器来承担。

制动系统有利地总共具有两个电制动马达，它们尤其处于车辆的左后轮和右后轮上的车轮制动机构中，其中机电的制动装置能够用作驻车或停车制动器。两个电制动马达优选通过共同的制动马达控制器来操控。附加控制器的功能有利地由如下控制器来承担，该控制器作为主要功能来操控车辆中的液压的车辆制动器的执行器、例如电的制动力放大器。

附图说明

从其它权利要求、附图说明和附图中可以得知其他的优点和适当的实施方案，其中：

图1示出了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制动马达的机电的制动装置；

图2示出了具有电制动马达的机电的制动装置的剖面；并且

图3示出了ESP控制器，该ESP控制器也操控机电的制动装置并且具有用于附加控制器的接口。

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包括前轴制动回路2和后轴制动回路3，所述前轴制动回路和后轴制动回路用于用处于液压压力之下的制动流体来供给并且操控处于车辆的每个车轮上的车轮制动机构9。制动回路也能够构造为两条分别具有前轮和相对于前轮对角地布置的后轮的对角制动回路。

所述两条制动回路2、3被附接到共同的主制动缸4上，通过制动液储备容器5向所述主制动缸供给制动流体。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，由驾驶员所施加的踏板行程通过踏板行程传感器7来测量。电的制动力增大器10处于所述制动踏板6与所述主制动缸4之间，所述电的制动力增大器例如包括电动马达，该电动马达优选通过传动机构来操纵所述主制动缸4（iBooster）。所述制动力放大器10形成用于影响液压的制动压力的主动的制动组件。

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。给车轮制动机构9供给制动流体在每条制动回路2、3中通过不同的开关阀来进行，所述开关阀和另外的总成一起是制动液压机构8的一部分。除此以外，液压泵属于所述制动液压机构8，所述液压泵是电子稳定程序（ESP）的组成部分。所述液压泵也是一种用于影响液压的制动压力的主动的制动组件。电子稳定程序的能调节的组件-阀和液压泵-由ESP控制器24（图2、3）来操控。

在图2中详细地示出了所述车轮制动机构9，该车轮制动机构布置在车辆的后轴上的车轮上。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-制动回路用制动流体22来供给。此外，车轮制动机构9具有机电的制动装置，所述机电的制动装置优选被用作用于在停止状态中将车辆固定住的驻车制动器，但是也在车辆运动时、尤其是在出现较小的低于速度-极限值的车速时能够用于使车辆减速。

所述机电的制动装置包括具有卡钳19的制动钳座12，所述卡钳搭接着制动盘20。作为执行机构，所述制动装置具有马达-传动机构-单元，所述马达-传动机构-单元具有用作制动马达13的直流电动马达，所述制动马达的转子轴旋转地驱动着主轴14，在所述主轴上主轴螺母15以抗旋转的方式得到了支承。在所述主轴14旋转时，所述主轴螺母15被轴向地移位。主轴螺母15在制动活塞16内部运动，所述制动活塞是制动衬片17的支座，所述制动衬片由制动活塞16朝制动盘20挤压。另一制动衬片18处于制动盘20的对置的侧面上，所述另一制动衬片位置固定地被保持在卡钳19上。制动活塞16在其外侧面上通过包绕的密封圈23压力密封地相对于接纳用的壳体得到密封。

在制动活塞16之内，主轴螺母15能够在主轴14进行旋转运动时轴向向前地朝制动盘20的方向运动或者在主轴14进行相反的旋转运动时轴向向后地运动直至到达端部止挡21处。为了产生夹紧力，所述主轴螺母15向所述制动活塞16的里面的端面加荷，由此将所述以能轴向移动的方式支承在所述制动装置中的活塞16以所述制动衬片17朝所述制动盘20的所面向的端面挤压。所述主轴螺母15形成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。液压压力也能够在车辆停止状态中在操纵机电的制动装置时起支持作用，使得总制动力由以电动的方式提供的份额和液压的份额所组成。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，以用于产生制动力。调节信号不仅用于操控所述液压的车辆制动器1的能够调节的组件而且用于操控所述机电的车轮制动机构9，所述调节信号在所述ESP控制器24中产生。

在图3中示出了ESP控制器24，该ESP控制器附加于对于电子稳定程序的组件的操控也操控机电的制动装置的电制动马达13。ESP控制器24包括微控制器25，该微控制器与标准-驱动器单元26相连接，所述标准-驱动器单元用于致动车辆的左右后轮上的车轮制动单元上的两个电制动马达13。标准-驱动器单元26作为电子组件给H桥27加荷，以用于操控电制动马达13。

控制器24设有附接单元28，该附接单元形成用于附接附加控制器11的接口，在ESP控制器24中出现故障的情况下，用所述附加控制器对一个或两个电制动马达13进行操控。附加控制器11尤其是用于电的制动力放大器10的控制器11（图1）。要么通过插头连接29和/或要么通过网络连接30来将附加控制器11附接到附接单元28上。

附接单元28通过释放线路31与微控制器25进行通信。由此，微控制器25能够在故障情况下释放附接单元28和包含在其中的备用驱动器单元。除了备用驱动器单元之外，附接单元28还包括用于创建操控信号的逻辑单元。此外，附接单元28能够设有用于获取制动马达电流的电流测量单元以及识别单元32或者与识别单元32通信，用所述识别单元来检测操纵开关的开关状态，通过所述操纵开关能够由驾驶员来人工地控制机电的制动装置。

附接单元28被附接到开关或连接单元33上，所述开关或连接单元布置在标准驱动器单元26和制动马达13的H桥27之间。在故障情况下，连接单元33能够使H桥27和所分配的制动马达13与标准驱动器单元26接触耦合并且换而言之耦合到所述附接单元28并且使H桥27和所分配的制动马达13由控制器11来控制。

标准驱动器单元26和附接单元28能够设有电荷泵（Ladungspumpe）34、35，以用于用所需要的电压电平来运行所述H桥27。

Claims (16)

1.制动马达-控制器，其用于操控机电的制动装置的电制动马达（13），所述机电的制动装置用作用于车辆的制动系统中的停车或驻车制动器，其中所述电制动马达（13）使制动活塞（16）朝制动盘（20）移位，其特征在于，所述制动马达-控制器（24）具有附接单元（28），在所述制动马达-控制器（24）的故障情况下用于对所述电制动马达（13）进行操控的附加控制器（11）能够附接到所述附接单元上，其中所述附接单元（28）能够通过一个或多个布置在标准-驱动器单元（26）和所述电 制动马达（13）的功率电子器件（27）之间的连接单元（33）来附接。

2.根据权利要求1所述的制动马达-控制器，其特征在于，所述制动马达-控制器是ESP控制器（24）（电子稳定程序）。

3.根据权利要求1所述的制动马达-控制器，其特征在于，所述制动马达-控制器（24）的微控制器（25）通过释放线路（31）与所述附接单元（28）相连接，以用于在故障情况中释放所述附接单元（28）。

4.根据权利要求1或2所述的制动马达-控制器，其特征在于，所述附接单元（28）具有电流测量单元。

5.根据权利要求1或2所述的制动马达-控制器，其特征在于，所述附接单元（28）具有用于对操纵开关的开关状态进行检测的识别单元（32），通过所述操纵开关能够控制所述机电的制动装置。

6.用于车辆的制动系统，该制动系统具有机电的制动装置，所述机电的制动装置能够用作停车或驻车制动器，其中所述制动系统具有一带有电制动马达（13）的车轮制动机构（9），所述电制动马达使制动活塞（16）朝制动盘（20）移位；并且该制动系统具有根据权利要求1至5中任一项所述的用于对所述电制动马达（13）进行操控的制动马达-控制器（24），其特征在于，在所述制动马达-控制器（24）的故障情况下用于对所述电制动马达（13）进行操控的附加控制器（11）被附接到所述制动马达-控制器（24）的附接单元（28）上。

7.根据权利要求6所述的制动系统，其特征在于，所述附加控制器（11）配属于所述制动系统的附加的制动装置或制动单元，并且所述附加控制器（11）作为补充功能在所述制动马达-控制器（24）的故障情况下承担对于所述电制动马达（13）的操控。

8.根据权利要求7所述的制动系统，其特征在于，所述附加控制器（11）作为主要功能来操控液压的车辆制动器（1）的执行器（10）。

9.根据权利要求8所述的制动系统，其特征在于，所述附加控制器（11）作为主要功能来操控所述液压的车辆制动器（1）的电的制动力放大器（10）。

10.根据权利要求6至9中任一项所述的制动系统，其特征在于，所述机电的制动装置具有两个制动单元，所述制动单元分别具有电制动马达（13）和共同的制动马达-控制器（24），其中在所述制动马达-控制器（24）的故障情况下通过所述制动马达-控制器（24）中的附接单元（28）来附接用于对所述电制动马达（13）进行操控的附加控制器（11）。

11.根据权利要求6至9中任一项所述的制动系统，其特征在于，所述附加控制器（11）通过插头连接（29）与所述制动马达-控制器（24）的附接单元（28）连接。

12.根据权利要求6至9中任一项所述的制动系统，其特征在于，所述附加控制器（11）通过网络连接（30）与所述制动马达-控制器（24）的附接单元（28）连接。

13.用于对根据权利要求1至5中任一项所述的制动马达-控制器进行操控的方法，其中在所述制动马达-控制器（24）的故障情况下，被附接到所述制动马达-控制器（24）的附接单元（28）上的附加控制器（11）承担对于电制动马达（13）的操控。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，在所述附接单元（28）的电流测量单元中获取制动马达电流。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，在与所述附接单元（28）进行通信的识别单元（32）中检测操纵开关的开关状态，通过所述操纵开关能够由驾驶员来人工地控制所述机电的制动装置。

16.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，在所述制动马达-控制器（24）的微控制器（25）中存在故障或者标准-驱动器单元（26）发生故障时，被附接到所述制动马达-控制器（24）的附接单元（28）上的附加控制器（11）承担对于所述电制动马达（13）的操控。

Images