CN110386122B - 多回路液压开式制动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多回路液压开式制动系统，该制动系统具有至少两个车轮制动器，该车轮制动器相应地被分别分配给具有压力释放排放路径的制动回路；两个单回路压力发生器，在至少一个流体容器和至少两个车轮制动器之间液压地并联连接；调制单元，用于单回路压力发生器与至少两个车轮制动器的液压连接和在至少两个车轮制动器中的单独制动压力调制，第一单回路压力发生器被分配给主系统，其中第二单回路压力发生器被分配给次级系统，其中用于单独制动压力调节的调制单元的部件被分配给主系统，使得调制单元的这些部件和第一单回路压力发生器通过第一评估和控制单元控制，并由第一电源供电。

Description

多回路液压开式制动系统
技术领域
本发明涉及一种多回路液压开式制动系统，特别地用于高度自动化或自动驾驶车辆，本发明的主题还涉及这种多回路液压开式制动系统的操作方法。
背景技术
从现有技术中已知具有至少一个高度自动化或自动驾驶功能的车辆，该自动驾驶功能至少可以部分地承担实际的驾驶任务。因此，车辆可以高度自主地或自动驾驶，通过车辆独立地识别例如道路的路线、其他道路使用者或障碍物，并且计算车辆中的相应控制命令并将它们转发到车辆中的驱动器，从而正确地影响车辆的行驶路线。在这种高度自动化或自动驾驶车辆中，驾驶员通常不参与到驾驶过程中。然而必须提供措施和装置，允许驾驶员在任何时间对驾驶进行干预。
此外，从现有技术中已知车辆的制动系统，该制动系统被设计为，驾驶员通过液压干预进行控制。这确保了在制动系统失效的情况下，驾驶员仍然可以通过操控制动踏板给车辆的车轮带来足够的制动力。这种设计显著影响了当今制动系统的拓扑结构。因此，例如，通过在后备级别中保持良好性能，为串联主缸的尺寸奠定了基础。此外，制动系统可以被设计为所谓的耦合制动系统或辅助动力制动系统。然而，这些系统也以这样的方式实现，即作为后备级别，仍然提供驾驶员的液压干预。辅助动力制动系统不适用于高度自动化或自动驾驶的车辆，因为在自动驾驶期间，没有驾驶员的加强并且制动系统必须完全独立地制造制动能量。
从DE 10 2013 227 065 A1中已知一种液压制动系统和用于操作这种制动系统的方法。液压制动系统包括主制动缸、至少一个车轮制动缸、第一制动压力发生器和第二制动压力发生器。在这种情况下，主制动缸可以通过第二制动压力发生器与至少一个车轮制动缸液压地连接。在此，第一制动压力发生器和第二制动压力发生器在主缸和至少一个车轮制动缸之间并联或串联地液压连接。
从DE 10 2009 001135 A1中已知一种用于驱动液压制动系统的方法。该车辆制动系统包括机电制动助力器和车轮滑动控制器。在这种情况下，该车辆制动系统在制动踏板未被驱动的情况下利用制动助力器驱动，例如用于限制车辆速度或控制与前方车辆或停车时的距离。
发明内容
根据本发明的多回路液压开式制动系统(特别地用于高度自动化或自动驾驶车辆)以及多回路液压开式制动系统的相应操作方法具有以下优点，即这是一种简单、坚固且具有成本效益的制动系统结构，无需通过驱动器进行机械和/或液压操作，该制动系统结构在故障情况下，也可以通过合适的冗余构想实现足够的制动性能。
本发明的实施例具有比已知制动系统更少的部件，因为需要更少的阀部件、没有踏板行程模拟器和没有产生、放大和传递驾驶员压力的机构，因此导致更低的制动系统成本。此外，由于在车轮制动器上仅存在一个液压连接，并且不需要在制动钳中具有两个连接(作用在不同的活塞上)的替代解决方案，因此需要更低的系统成本。
此外，由于电子控制而没有通过驾驶员的机械和/或液压干预，使得本发明的实施例便于安装，尤其适用于右座和左坐驾驶车辆，并且能够实现发动机舱和车辆内部之间的隔板上的安装空间的释放，因此车辆制造商的集成成本较低。由于没有制动系统执行器需要安装在隔板上，因此也会产生NVH的好处(IMVH：噪音、振动、粗糙度)。与已知的制动系统相比，由于较少数量的部件也导致较低的重量和体积。
通过分为主系统和辅助系统，可以容易地实现具有两个模块的模块化构想。
本发明的实施例提供了一种多回路液压开式制动系统，特别地用于高度自动化或自动驾驶车辆，该制动系统具有至少两个车轮制动器，该车轮制动器被分别分配给具有压力排放路径的制动回路；两个单回路压力发生器，这两个单回路压力发生器在至少一个流体容器和至少两个车轮制动器之间液压地并联连接；以及调制单元，该调制单元用于单回路压力发生器与至少两个车轮制动器的液压连接，并且用于至少两个车轮制动器中的单独制动压力调节。在这种情况下，第一单回路压发生器被分配给包括第一电源和第一评价和控制单元的主系统，并且能够通过第一截止阀与第一制动回路中的至少一个车轮制动器连接，并且能够通过第二截止阀与第二制动回路中的至少一个车轮制动器连接。第二单回路压力发生器分配给次级系统，该次级系统包括独立于第一电源的第二电源和第二评估和控制单元，并且能够通过第三截止阀与第一制动回路的至少一个车轮制动器连接，以及能够通过第四截止阀与第二制动回路的至少一个车轮制动器连接。第二评估和控制单元驱控第二单回路压力发生器，其中调制单元的组件被分配给主系统，以用于单独制动压力调制，使得调制单元的这些组件和第一单回路压力发生器通过第一评估和控制单元来驱控，并且由第一电源来供电。
此外，本发明提出了一种操作方法，用于这种多回路液压开式制动系统，特别地用于高度自动化或自动驾驶车辆。在正常操作情况下，主系统借助于第一单回路压力发生器增加或减小或保持制动回路中的压力，并且借助于调制单元在至少两个车轮制动器中执行单独制动压力调节。在主系统故障的情况下，次级系统借助于第二单回路压力发生器增加或减少或保持制动回路中的压力，并且至少两个车轮制动器中的内部制动器压力调制被取消。
液压开式制动系统应当理解为这样的制动系统，其中在单独的制动压力调节期间，从车轮制动器排放制动流体通过压力排放路径上返回到流体贮存器。
通过单个车轮制动器中的单独制动压力调制，可以以有利的方式实现各种控制功能，例如防抱死ABS、牵引力控制ASR、用于车辆纵向和横向稳定的车辆动力学控制FDR或ESP。由于这些控制功能本身是已知的，因此这里不再详细讨论它们。
在当前情况下，评估和控制单元可以理解为电子设备，例如控制单元，处理或评估检测到的传感器信号。该评估和控制单元可以具有至少一个接口，该接口可以构成为硬件和/或软件形式。在基于硬件配置的情况下，接口可以是所谓的系统ASIC的一部分，其包含例如评估和控制单元的各种功能。然而，接口也可以是自身的集成电路或者至少部分地由分立元件组成。在基于软件配置的情况下，接口例如可以是除了其他软件模块之外还存在于微控制器上的软件模块。同样有利的是具有程序代码的计算机程序产品，该程序代码存储在诸如半导体存储器、硬盘存储器或光学存储器的机器可读载体上，并且在评估和控制单元执行程序时，用于执行评估。
传感器单元被设置用于检测传感器信号，当前应当理解为这样的组件，包括至少一个传感器元件，该传感器元件直接或间接地检测物理参量或物理参量的变化，并且优选地将其转换为电传感器信号。这可以例如通过发射和/或接收声波和/或电磁波、和/或通过磁场或磁场的变化和/或接收卫星信号(例如GPS信号)来完成。这种传感器单元可以包括例如加速度传感器元件，其检测车辆和/或传感器元件的加速度相关信息；和/或传感器元件，其确定物体和/或障碍物和/或其他碰撞相关的车辆周围环境数据并且用于评估。这种传感器元件可以例如基于视频、和/或雷达、和/或激光雷达、和/或PMD和/或超声技术。另外，还可以评估现有ABS传感器系统的信号和信息以及在所提供的控制单元中导出的变量。基于加速度相关信息和/或由其确定的变量，例如，可以估计和评估三维空间中的车辆运动和车辆位置以进行事故检测。
为了确定车辆的位置，例如可以使用全球导航卫星系统GNSS(GNSS)。在这里，全球导航卫星系统是使用现有和未来全球卫星系统的统称，如美利坚合众国的NAVSTAR GPS(全球定位系统)、俄罗斯联邦的GLONASS(全球导航卫星系统)、欧洲联盟的伽利略和中华人民共和国的北斗等。
高度自动化或自动驾驶车辆应当理解为这样的车辆，具有至少一个高度自动化或自动驾驶功能，可以至少部分地接管实际驾驶任务。车辆通过至少一个高度自动化或自动驾驶功能可以例如独立地识别道路、其他交通参与者或障碍物，并且计算相应的控制命令，并将控制命令进一步转发到车辆的驱动器中，从而使车辆的行驶路径正确地受影响。驾驶员没有参与这种高度自动化或自动驾驶过程。然而，例如必须提供措施和装置，例如以电动或电子驱动器的形式，允许驾驶员在驾驶中能够在任何时间进行干预。驾驶员通过驱动器产生的制动请求将通过电信号转发到主系统和/或辅助系统。然而，不存在通过驾驶员的机械和/或液压感干预。
至少一个驾驶功能评估通过内部传感器单元获取的用于路线规划的车辆数据，例如ABS干预、转向角、位置、方向、速度和加速度等；和/或车辆周围环境数据，该数据例如通过摄像机、雷达、激光雷达和/或超声波传感器单元检测，并且主系统和次级系统的评估和控制单元相应地控制，从而产生所需的制动压力，和/或通过车轮制动器中的单独制动压力调制实现纵向和/或横向的稳定过程。
通过下文中描述的措施和改进使得液压开式制动系统(特别地对于高度自动化或自动驾驶车辆)的有利改进成为可能，并且使得多回路液压开式制动系统的操作方法(特别地用于高度自动化或自动驾驶车辆)的有利改进成为可能。
特别有利的是，截止阀可以通过第一评价和控制单元和/或第二评估和控制单元控制，在激活两个单回路压力发生器的一个单回路压力发生器时，液压流体不流过两个单回路压力发生器中的另外一个单回路压力发生器。例如，第一截止阀和第二截止阀可以相应地被设计为常闭式电磁阀，第三阀和第四截止阀能够被设计为常开式电磁阀，其中第一评估和控制控制单元驱控所述截止阀。因此，在该实施例中，截止阀属于主系统并由第一电源单元供电。通过第一截止阀和第二截止阀的常闭式设计，第一个单回路压力发生器与车轮制动器液压地分离。通过第三截止阀和第四截止阀的常开式设计，第二单回路压力发生器与车轮制动器液压地连接。因此，在第一单回路压力发生器产生用于车轮制动器的压力的正常操作中，需要驱控截止阀，以将第一单回路压力发生器与车轮制动器液压地连接，并且将第二单回路压力发生器与车轮制动器液压地分离。此外，车轮制动器通过第二单回路压力发生器与至少一个流体容器连接，以便在无电流或被动状态下，通过所谓的“呼吸”来补偿温度引起的制动流体膨胀。因此，在这种情况下称为“通过次级系统呼吸”。
替换地，第一截止阀和第二截止阀相应地被设计为常开式电磁阀，并且第三截止阀和第四单向阀被设计为常闭式电磁阀，其中第二评估和控制单元驱控该截止阀。因此，在该实施例中，截止阀属于次级系统，并且通过第二电源单元供电。通过第一和第二截止阀的常开式设计，第一单回路压力发生器与车轮制动器连接。通过第三截止阀和第四截止阀的常闭式设计，第二单回路压力发生器与车轮制动器液压地分离。因此在第一单回路压力发生器产生用于车轮制动器的压力的正常操作下，不需要控制截止阀来将第一单回路压力发生器与车轮制动器液压地连接，并且将第二单回路压力发生器与车轮制动器液压地分离。此外，车轮制动器通过第一单回路压力发生器与至少一个流体容器连接，以便在无电流或被动状态下，通过所谓的“呼吸”来补偿温度引起的制动流体膨胀。因此，在这种情况下称为“通过主系统呼吸”。
作为其他替代，第一截止阀和第四截止阀相应地被设计为常开式电磁阀，并且第二截止阀和第三截止阀被设计为常闭式电磁阀，其中第一评估和控制单元驱控第二截止阀和第四截止阀，并且第二评估和控制单元驱控第一截止阀和第三截止阀。因此，在该实施例中，第二截止阀和第四截止阀属于主系统，并且通过第一电源单元供电，并且在该实施例中，第一截止阀和第三截止阀属于次级系统，并且通过第二电源单元供电。通过第一截止阀的常开式设计，第一单回路压力发生器与第一制动回路的车轮制动器液压地连接。通过第二截止阀的常闭式设计，第一单回路压力发生器与第二制动回路的车轮制动器液压地分离。通过第四截止阀的常开式设计，第二单回路压发生器与第二制动回路的车轮制动器液压地连接。通过第三截止阀的常闭式设计，第二单回路压力发生器与第一制动回路的车轮制动器液压地分离。因此，在第一压力发生器生成用于车轮制动器的压力的正常操作中，需要控制第二和第四截止阀，以将第一压力发生器与第一和第二制动回路的车轮制动器连接，并且将第二压力发生器与第一和第二制动回路的车轮制动器液压地分开。此外，第一制动回路的车轮制动器通过第一单回路压力发生器与至少一个流体容器连接，并且第二制动回路的车轮制动器通过第二单回路压力发生器与至少一个流体容器连接，以便在无电流或被动状态下，能够补偿由于所谓的“呼吸”引起的制动流体的温度引起的膨胀。因此，在这种情况下称为“通过主系统和通过次级系统呼吸”。
在制动系统的其他有利实施例中，主系统和辅助系统可以具有共同的流体容器。替代地，可以将具有至少一个流体室的第一流体容器分配给主系统，并且可以将具有至少一个流体室的第二流体容器分配给次级系统。
在制动系统的其他有利实施例中，第一单回路压力发生器被设计为柱塞系统或泵系统。由于采用开放式结构，设计为柱塞系统的第一个单回路压力发生器能够重新加载或窥探流体。在这种情况下，截止阀有利地防止柱塞系统在重新加载过程中从车轮制动器吸入制动流体。此外，对于每个制动回路中的第一柱塞系统，可以为提供具有止回阀的抽吸管路，该抽吸管路可以额外地将第一柱塞系统与流体容器液压地连接。因此，重新加载过程可以更快地进行，尤其是在低温下。类似地，第二单回路压力发生器可以被设计为柱塞系统或泵系统。在这种情况下，这种柱塞系统具有活塞气缸单元和驱动器，该活塞气缸单元具有活塞和腔室，其中驱动器可以抵抗复位弹簧的力移动活塞以在腔室中进行压力调节。这种泵系统可包括泵和可以驱动泵的驱动器。
通过将第一单回路压力发生器实施为柱塞系统，能够在整个系统中实现良好的NVH性能，并且能够更容易和/或更准确的监视和控制。这使得与其他构想(泵系统)相比，可以更简单地并且特别是更精确地检测主系统中的位置、体积和压力增大信息。通过将第二单回路压力发生器实施为柱塞系统，在正常运行情况下和主系统故障的情况下都能产生非常好的NVH性能。与其他构想(柱塞系统)相比，通过将第二压力发生器实施为泵系统导致更低的成本、安装空间和重量。
调制单元可包括用于每个车轮制动器的单独制动压力调节的各一个入口阀和各一个出口阀。例如，入口阀可以被设计为可控的常开式电磁阀。例如，出口阀可以被设计为电磁常闭式开关阀或可控的常闭式电磁阀。通过调制单元的该实施例，有利地可以使用已知ESP系统的入口阀和/或出口阀，并且通过已经存在的规模经济(ESP将被数百万倍地建造)来实现非常低的总系统成本。此外，第一车轮制动器和第二车轮制动器可以分配给第一制动回路，并且第三车轮制动器和第四车轮制动器可以分配给第二制动回路。在这里，制动回路的X型分布，即左前轮的车轮制动器和右后轮的车轮制动器被分配给第一制动回路，以及右前轮的车轮制动器和左后轮的车轮制动器被分配给第二制动回路；以及制动回路II型分布是可能的，即左前轮的车轮制动器和右前轮的车轮制动器被分配给第一制动回路，以及左后轮的车轮制动器和右后轮的车轮制动器被分配给第二制动回路。
在制动系统的其他有利实施例中，在至少一个车轮制动器的单独制动压力调节期间，从至少一个车轮制动器排放的制动流体可以通过至少一个压力排放路径返回到第一流体容器或第二流体容器中。通过这种限定的回流仅到一个流体容器中，在那里存在限定的填充状态。当回流到两个流体容器中时，还需要额外硬件的水平补偿和水平监测，这将导致更高的成本。
在制动系统的其他有利实施例中，第一压力发生器、第二压力发生器和调制单元被布置在共同的液压块中。在这种情况下，截止阀可以布置在该共同的液压块中。替代地，第一压力发生器和调制单元可以布置在第一液压块中，第二压力发生器可以布置在第二液压块中。在该实施例中，截止阀可以根据对两个液压块的分配而分开，或者共同布置在两个液压块的一个液压块中。
在操作方法的有利实施例中，在正常操作中，第一截止阀和第二截止阀可以转换到打开状态，并且第三截止阀和第四截止阀可以转换到关闭状态，其中为了增加或降低或保持制动回路中的压力，相应地控制第一单回路压力发生器的驱动器。
在操作方法的其他有利实施例中，在正常操作中，为了在对应的车轮制动器中单独增加压力，可以打开对应的入口阀并且关闭对应的出口阀。为了在对应的车轮制动器中的单独维持压力，可以关闭对应的入口阀和对应的出口阀。为了在相关车轮制动器中的单独减小压力，可以关闭对应的入口阀并且可以打开对应的出气阀。
在操作方法的其他有利实施例中，当主系统故障时，第一截止阀和第二截止阀可以转换到关闭状态，并且第三截止阀和第四截止阀可以转换到打开状态，其中为了在制动回路中增加或减小或保持压力，相应地控制第二单回路压力发生器的驱动器。
在操作方法的其他有利实施例中，在制动回路中检测到的泄漏时，关闭对应的截止阀。此外，当至少两个车轮制动器中检测到泄漏时，可以关闭对应的入口阀。
附图中示出了本发明的实施例，并且将在以下描述中更详细地解释本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记表示执行相同或类似功能的组件或元件。
附图说明
图1示出了根据本发明的多回路液压开式制动系统的实施例的示意性框图，特别地用于高度自动化或自动驾驶车辆。
图2示出了根据本发明的多回路液压开式制动系统的第一实施例的示意性液压回路图，特别地用于高度自动化或自动驾驶车辆。
图3示出了根据本发明的多回路液压开式制动系统的第二实施例的示意性液压回路图，特别地用于高度自动化或自动驾驶车辆。
图4示出了根据本发明的多回路液压开式制动系统的第三实施例的示意性液压回路图，特别地用于高度自动化或自动驾驶车辆。
具体实施方式
从图1至图4中可以看出，根据本发明的多回路液压开式制动系统1、1A、1B和1C的实施例，特别地用于高度自动化或自动驾驶车辆，该系统相应地包括至少两个车轮制动器RB1、RB2、RB3和RB4，该车轮制动器被分别分配给具有压力排放路径9.1和9.2的制动回路BK1和BK2；两个单回路压力发生器12和22，在至少一个流体容器17、27和至少两个车轮制动器RB1、RB2、RB3和RB4之间并联地液压连接；和调制单元16、16A、16B和16C，用于将单回路压力发生器12和22与至少两个车轮制动器RB1、RB2、RB3和RB4液压地连接，并且在至少两个车轮制动器RB1、RB2、RB3和RB4中进行单独制动压力调制。在这种情况下，第一单回路压力发生器12被分配给主系统10、10A、10B和10C，该主系统包括第一电源EV1和第一评价和控制单元14，并且能通过第一截止阀V1与第一制动回路BK1的至少一个车轮制动器RB1和RB2连接，并且能通过第二截止阀V2与第二制动回路BK2的至少一个车轮制动器RB3和RB4连接。第二单回路压力发生器22被分配给次级系统20、20A、20B和20C，该次级系统包括独立于所述第一电源EV1的第二电源EV2和第二评估和控制单元24，并且能通过第三截止阀V3与第一制动回路BK1的至少一个车轮制动器RB1和RB2连接，以及能通过第四截止阀V4与第二制动回路BK2的至少一个车轮RB3和RB4连接。第二评估和控制单元24控制第二单回路压力发生器，其中用于单独制动压力调制的调制单元16、16A、16B和16C的部件被分配给主系统10、10A、10B和10C，使得调制单元16和16A的这些部件和第一单回路压力发生器12通过第一评估和控制单元14驱控，并由第一电源EV1来供电。
截止阀V1、V2、V3和V4可以通过由第一评估和控制单元14和/或第二评估和控制单元24控制，使得在激活两个单回路压力发生器12中的一个单回路压力发生器时，液压流体或制动流体不会流过两个压力发生器12和22中的另一个单回路压力发生器。
从图1至图4还可以看出，所示的制动系统1、1A、1B和1C包括具有相应的压力排放路径9.1和9.2的相应的两个制动回路BK1和BK2和四个车轮制动器RB1、RB2、RB3和RB4，其中第一车轮制动器RB1和第二车轮制动器RB2以及第一压力排放路径9.1被分配给第一制动回路BK1，以及第三车轮制动器RB3和第四车轮制动器RB4以及第二压力排放路径9.2被分配给第二制动回路。在这种情况下，车轮制动器RB1、RB2、RB3和RB4在两个制动回路BK1和BK2上的X型分布是可能的，即第一车轮制动器RB1布置在左前轮，第二车轮制动器RB2布置在右后轮，第三车轮制动器RB3布置右前轮和第四轮刹车RB4布置在左后轮。替代地，车轮制动器RB1、RB2、RB3和RB4在两个制动回路BK1和BK2上的II型分布也是可能的，即第一车轮制动器RB1位于左前轮上，第二车轮制动器RB2位于右前轮上，第三车轮制动器RB3位于左后轮上以及第四轮制动器RB4位于右后轮上。另外，具有至少一个流体室的第一流体容器17被分配给主系统10、10A、10B和10C，并且具有至少一个流体室的第二流体容器27被分配给次级系统20、20A、20B和20C。另外，两个流体容器17、27可以组合以形成共同的流体容器7。
从图2至图4可以进一步看出，在制动系统1、1A、1B和1C的所示实施例中，第一压力发生器12相应地被设计为柱塞系统12A。在制动系统1、1A、1B和1C的所示实施例中，第二压力发生器22相应地被设计为柱塞系统22A。在未示出的替代实施例中，两个压力发生器12和22或两个压力发生器12和22中的至少一个可以被设计为泵系统。
从图2至图4可以进一步看出，在制动系统1、1A、1B、1C和1D的所示实施例中，调制单元16、16A、16B和16C对于每个车轮制动器RB1、RB2、RB3、RB4都具有各一个入口阀IV1、IV2、IV3和V4，该入口阀被设计为可控常开式电磁阀；并且具有各一个出口阀OV1、OV2、OV3和OV4，该出口阀被设计为电磁常闭式开关阀。替代地，出口阀OV1、OV2、OV3和OV4可以被设计为可控的常闭式电磁阀。在这种情况下，第一入口阀IV1和第一出口阀OV1分配给第一车轮制动器RB1。第二入口阀IV2和第二出口阀OV2分配给第二车轮制动器RB2。第三入口阀IV3和第三出口阀OV3分配给第三车轮制动器RB3，第四入口阀IV4和第四出口阀OV4分配给第四车轮制动器RB4。此外，在至少一个车轮制动器RB1、RB2、RB3和RB4的单独制动压力调节期间，通过对应的出口阀OV1、OV2、OV3和OV4，从至少一个车轮制动器RB1、RB2、RB3和RB4中排放的制动流体通过至少一个压力排放路径9.1、9.2返回到第一流体容器17或第二流体容器27中。在所示实施例中，来自车轮制动器RB1、RB2、RB3和RB4的制动流体或液压流体返回到分配给主系统10、10A、10B和10C的第一流体贮存器17。
从图2至图4可以进一步看出，在所示的示例性实施例中，第一单回路压力发生器12包括具有活塞气缸单元和驱动器12.2的柱塞系统12A，该活塞气缸单元具有活塞和腔室12.1。该驱动器12.2被设计为电动机，并且克服腔室12.1中的复位弹簧的力移动活塞，以便在腔室12.1中进行压力调节。在所示实施例中，第二单回路压力发生器22包括具有活塞气缸单元和驱动器22.2的柱塞系统22A，该活塞气缸单元具有活塞和腔室22.1。该驱动器22.2被设计为电动机，并且克服复位弹簧的力移动活塞，以便在腔室22.1中进行压力调节。
从图2至图4可以进一步看出，在所示的实施例中，第一流体容器17分别与第一柱塞系统12A的腔室12和压力排放路径9.1、9.2液压地连接。另外，第一柱塞系统12A的腔室12.1分配给第一制动回路BK1和第二制动回路BK2。另外，在所示实施例中，为第一压力发生器12提供具有单向阀的吸入管路，该吸入管路额外地将第一柱塞系统12A的腔室12.1与第一流体容器17液压地连接。在所示实施例中，第二流体容器27与第二柱塞系统22A的腔室22.1液压地连接。
另外，第二柱塞系统22A的腔室22.1被分配给第一制动回路BK1和第二制动回路BK2。第一和第二柱塞系统12A、22A的活塞缸单元被设计为在无电流状态下是可流通的，使得制动流体流过相应的腔室12.1、22.1。
从图2至图4还可以进一步看出，在所示的实施例中，第一压力发生器12、第二压力发生器22和调制单元16布置在共同的液压块中，在该液压块中构造出相应的液压连接管线或连接通道。另外，截止阀V1、V2、V3和V4布置在该公共液压块中。在未示出的替代实施例中，第一压力发生器12和调制单元16布置在第一液压块中，第二压力发生器22布置在第二液压块中。在该替代实施例中，第一流体容器17连接到第一液压块或集成到第一液压块中，第二流体容器27连接到第二液压块或集成到第二液压块中。
从图2可以进一步看出，在所示的制动系统1A的第一实施例中，第一截止阀V1和第二截止阀V2分别被设计为常闭式电磁阀，并且第三截止阀V3和第四截止阀V4被设计为常开式电磁阀，其中第一评估和控制单元14控制截止阀V1、V2、V3和V4。因此，在该实施例中，截止阀V1、V2、V3和V4属于主系统10A，并且通过第一电源单元EV1供电。通过第一截止阀V1和第二截止阀V2的常闭式设计，第一压力发生器12与车轮制动器RB1、RB2、RB3和RB4液压地分离，通过截止阀V3和第四截止阀V4的常开式设计，第二压力产生器22与车轮制动器RB1、RB2、RB3和RB4液压地连接。因此，在正常操作中，第一单回路压力发生器12产生用于车轮制动器RB1、RB2、RB3和RB4的压力，并且需要控制截止阀V1、V2、V3和V4，以便将第一单回路压力发生器12与车轮制动器RB1、RB2、RB3和RB4液压地连接，并且将第二压力发生器22与车轮制动器RB1、RB2、RB3和RB4液压地分离。此外，车轮制动器RB1、RB2、RB3和RB4通过第二单回路压力发生器22与第二流体容器27连接，以便在无电流或被动状态下，能够通过所谓“呼吸”来补偿制动流体的温度相关膨胀。因此，在这种情况下称为“通过次级系统20A呼吸”。
从图3可以进一步看出，在制动系统1B的所示第二实施例中，第一截止阀V1和第二截止阀V2相应地被设计为常开式电磁阀，并且第三截止阀V3和第四截止阀V4被设计为常闭式电磁阀，其中第二评估和控制单元14控制截止阀V1、V2、V3和V4。因此，在该实施例中，截止阀V1、V2、V3和V4属于次级系统20B，并且由第二电源单元EV2供电。通过第一截止阀V1和第二截止阀V1的常开式设计，第一单回路压力发生器12与车轮制动器RB1、RB2、RB3和RB4液压地连接。通过第三截止阀V3和第四截止阀V4的常闭式设计，第二单回路压力发生器22与车轮制动器RB1、RB2、RB3和RB4液压地分离。因此，在正常操作中，第一单回路压力发生器12产生用于车轮制动器RB1、RB2、RB3和RB4的压力，并且不需要控制截止阀V1、V2、V3和V4，从而将第一单回路压力发生器12与车轮制动器RB1、RB2、RB3和RB4液压地连接，并且将第二单回路压力发生器22与车轮制动器RB1、RB2、RB3和RB4液压地分离。另外，车轮制动器RB1、RB2、RB3和RB4通过第一单回路压力发生器22与第一流体容器17连接，以便在无电流或被动状态下，能够通过所谓“呼吸”来补偿温度引起的制动流体膨胀。因此，在这种情况下称为“通过主系统10B呼吸”。
从图4可以进一步看出，在制动系统1C的所示的第三实施例中，第一截止阀V1和第四截止阀V4相应地被设计为常开式电磁阀，并且第二截止阀V2和第三截止阀V3被设计为常闭式电磁阀，其中第一评估和控制单元14控制第二截止阀V2和第四截止阀V4，以及第二评估和控制单元24控制第一单向阀V1和第三截止阀V3。因此，在该实施例中，第二截止阀V2和第四截止阀V4属于主系统10C，并且由第一电源单元EV1供电。在该实施例中，第一截止阀V1和第三截止阀V3属于次级系统20C，并且由第二电源单元EV2供电。通过第一截止阀V1的常开式设计，第一单回路压力发生器12与第一制动回路BK1的车轮制动器RB1和RB2液压地连接。通过第二截止阀V2的常闭式设计，第一单回路压力发生器12与第二制动回路BK2的车轮制动器RB3和RB4液压地分离。通过第四截止阀V4的常开式设计，第二单回路压力发生器22与第二制动回路BK2的车轮制动器RB3和RB4液压地连接。通过第三截止阀V3的常闭式设计，第二单回路压力发生器22与第一制动回路BK1的车轮制动器RB1和RB2液压地分离。因此，在正常操作中，第一压力产生器12产生用于车轮制动器RB1、RB2、RB3和RB4的压力，并且需要控制第二截止阀V3，从而将第一压力产生器12与第二制动回路BK2的车轮制动器RB3和RB4液压地连接，并且需要控制第四截止阀V4，从而将第二压力发生器22与第二制动回路BK2的车轮制动器RB3和RB4液压地分离。此外，第一制动回路BK1的车轮制动器RB1和RB2经由第一单回路压力发生器12以及第二制动回路BK2的车轮制动器RB3和RB4经由第二单回路压力发生器22与至少一个流体容器17和27连接，从而在无电流或被动状态下，能够通过所谓“呼吸”来补偿温度引起的制动流体膨胀。在这种情况下称为“通过主系统IOC和次级系统20C呼吸”。
在根据本发明的用于上述多回路液压开式制动系统1、1A、1B和1C的操作方法中，特别地用于高度自动化或自动驾驶车辆，在正常操作中，主系统10、10A、10B和10C借助于第一单回路压力发生器12增加或减少或保持制动回路BK1和BK2中的压力，并且借助于调制单元16、16A、16B和16C在至少两个车轮制动器RB1、RB2、RB3和RB4中执行单独制动压力调制。如果主系统10、10A、10B和10C发生故障，则辅助系统20、20A、20B和20C借助于第二单回路压力发生器22保持制动回路BK1和BK2中的压力，并且至少两个车轮制动器RB1、RB2、RB3和RB4中的单独制动压力调节被取消。
在正常操作中，第一截止阀V1和第二截止阀V2转换到打开状态，第三截止阀V3和第四截止阀V4转换到关闭状态。为了增加或降低或保持制动回路BK1和BK2中的压力，相应地控制第一单回路压力发生器12的驱动器12.3。
此外，在正常操作中，打开所属的入口阀IV1、IV2、IV3和IV4，并且关闭所属的出口阀OV1、OV2、OV3和OV4，以用于相关联的车轮制动器RB1、RB2、RB3和RB4中的单独压力增加。关闭所属的入口阀IV1、IV2、IV3和IV4和所属的出口阀OV1、OV2、OV3和OV4，以用于相关联的车轮制动器RB1、RB2、RB3和RB4中的单独压力维持。关闭所属的进气门IV1、IV2、IV3和VIV4，并且打开所属的排气门OV1、OV2、OV3和OV4，以用于相关联车轮制动器RB1、RB2、RB3和RB4中的单独压力降低。
在主系统10、10A、10B和10C故障的情况下，第一截止阀V1和第二截止阀V2转换到关闭状态，并且第三截止阀V3和第四截止阀V4转换到打开状态，其中为了增加或减小或保持制动回路BK1和BK2中的压力，相应地控制第二压力发生器22的驱动器22.3。
另外，在制动回路BK1和BK2中检测到泄漏的情况下，关闭对应的截止阀V1和V2。当检测到车轮制动器RB1、RB2、RB3和RB4中的一个泄漏时，关闭对应的进气门IV1、IV2、IV3和IV4。
该方法可以例如以软件或硬件或以软件和硬件的混合形式实现，例如在控制单元中实现。
本发明的实施例提供了一种多回路液压开式制动系统，其不具有驾驶员的机械和/或液压干预，特别地用于高度自动化或自动驾驶车辆；以及提供相应的操作方法，其中液压连接的并联单回路压力发生器通过液压回路通过调制单元作用于车辆的所有车轮制动器。

Claims (22)

1.一种多回路液压开式的制动系统(1)，所述制动系统具有：
至少两个车轮制动器(RB1，RB2，RB3，RB4)，所述车轮制动器被分别分配给制动回路(BK1，BK2)，所述制动回路具有压力排放路径(9.1，9.2)；
第一单回路压力发生器(12)；
第二单回路压力发生器(22)，所述第一单回路压力发生器和所述第二单回路压力发生器在至少一个流体容器(17，27)和至少两个所述车轮制动器(RB1，RB2，RB3，RB4)之间液压地并联连接；以及
调制单元(16)，所述调制单元用于所述第一单回路压力发生器(12)和所述第二单回路压力发生器(22)与至少两个所述车轮制动器(RB1，RB2，RB3，RB4)的液压连接，并且用于至少两个所述车轮制动器(RB1，RB2，RB3，RB4)中的单独制动压力调制；
其中所述第一单回路压力发生器(12)被分配给主系统(10)，所述主系统包括第一电源(EV1)以及第一评估和控制单元(14)，并且能够通过第一截止阀(V1)与第一制动回路(BK1)中的至少一个车轮制动器(RB1，RB2)连接，以及能够通过第二截止阀(V2)与第二制动回路(BK2)中的至少一个车轮制动器(RB3，RB4)连接；
其中所述第二单回路压力发生器(22)被分配给次级系统(20)，所述次级系统包括独立于所述第一电源(EV1)的第二电源(EV2)以及第二评估和控制单元(24)，并且能够通过第三截止阀(V3)与所述第一制动回路(BK1)的至少一个车轮制动器(RB1，RB2)连接，以及能够通过第四截止阀(V4)与所述第二制动回路(BK2)的至少一个车轮制动器(RB3，RB4)连接，
其中所述第二评估和控制单元(24)驱控所述第二单回路压力发生器(22)，
其中所述调制单元(16)的部件被分配给所述主系统(10)，以用于单独制动压力调制，使得所述调制单元(16)的这些部件和所述第一单回路压力发生器(12)通过所述第一评估和控制单元(14)来驱控，并且通过所述第一电源(EV1)来供电；
其中在正常操作中：
所述第一评估和控制单元(14)被配置为控制所述主系统(10)的所述第一单回路压力发生器(12)，以增加或减小或保持所述第一制动回路(BK1)和所述第二制动回路(BK2)中的压力；
所述第一评估和控制单元(14)被配置为控制所述第一截止阀(V1)、所述第二截止阀(V2)、所述第三截止阀(V3)以及所述第四截止阀(V4)；
所述调制单元(16)被配置为在至少两个车轮制动器中执行单独的制动压力调制；以及
其中在所述主系统(10)发生故障的情况下：
所述第二评估和控制单元(24)被配置为控制次级系统(20)的所述第二单回路压力发生器(22)，以增加或减小或保持所述第一制动回路(BK1)和所述第二制动回路(BK2)中的压力；以及
所述第二评估和控制单元(24)还被配置为控制所述调制单元(16)，以在至少两个车轮制动器中取消所述单独的制动压力调制。
2.根据权利要求1所述的制动系统(1)，其特征在于，所述截止阀(V1，V2，V3，V4)能够通过所述第一评估和控制单元(14)和/或所述第二评估和控制单元(24)来驱控，使得在激活这两个单回路压力发生器(12，22)中的一个单回路压力发生器时，液压流体并不引导通过这两个单回路压力发生器(12，22)中的另一个单回路压力发生器。
3.根据权利要求2所述的制动系统(1)，其特征在于，所述第一截止阀(V1)和所述第二截止阀(V2)分别被设计为常闭式电磁阀，并且所述第三截止阀(V3)和所述第四截止阀(V4)被设计为常开式电磁阀，其中所述第一评估和控制单元(14)驱控所述截止阀(V1，V2，V3，V4)。
4.根据权利要求2所述的制动系统(1)，其特征在于，所述第一截止阀(V1)和所述第二截止阀(V2)分别被设计为常开式电磁阀，并且所述第三截止阀(V3)和所述第四截止阀(V4)被设计为常闭式电磁阀，其中所述第二评估和控制单元(24)驱控所述截止阀(V1，V2，V3，V4)。
5.根据权利要求2所述的制动系统(1)，其特征在于，所述第一截止阀(V1)和所述第四截止阀(V4)分别被设计为常开式电磁阀，并且所述第二截止阀(V2)和所述第三截止阀(V3)被设计为常闭式电磁阀，其中所述第一评估和控制单元(14)驱控所述第二截止阀(V2)和第四截止阀(V4)，并且所述第二评估和控制单元(24)驱控所述第一截止阀(V1)和所述第三截止阀(V3)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的制动系统(1)，其特征在于，所述主系统(10)和所述次级系统(20)具有共同的流体容器(7)，或者给所述主系统(10)分配有第一流体容器(17)，并且给所述次级系统(20)分配有第二流体容器(27)，所述第一流体容器具有至少一个流体室，所述第二流体容器具有至少一个流体室。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的制动系统(1)，其特征在于，所述第一单回路压力发生器(12)被设计为柱塞系统(12A)或泵系统。
8.根据权利要求6所述的制动系统(1)，其特征在于，为所述第一单回路压力发生器(12)配置有至少一个吸入管路，所述吸入管路具有单向阀，所述吸入管路附加地将所述第一单回路压力发生器(12)与所述第一流体容器(17)液压地连接。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的制动系统(1)，其特征在于，所述第二单回路压力发生器(22)被设计为柱塞系统(22A)或泵系统。
10.根据权利要求7所述的制动系统(1)，其特征在于，所述柱塞系统(12A，22A)具有活塞缸单元和驱动器(12.2，22.2)，所述活塞缸单元具有活塞和腔室(12.1，22.1)，其中所述驱动器(12.2，22.2)克服复位弹簧的力来移动活塞，以用于所述腔室(12.1，22.1)中的压力调节。
11.根据权利要求7所述的制动系统(1)，其特征在于，所述泵系统包括泵和驱动器，所述驱动器驱动所述泵。
12.根据权利要求6所述的制动系统(1)，其特征在于，在至少一个所述车轮制动器(RB1，RB2，RB3，RB4)中的单独制动压力调制期间，从至少一个所述车轮制动器(RB1，RB2，RB3，RB4)排出的制动流体经过至少一个所述压力排放路径(9.1，9.2)返回到所述第一流体容器(17)或所述第二流体容器(27)中。
13.根据权利要求1至5中任一项所述的制动系统(1)，其特征在于，所述第一单回路压力发生器(12)、所述第二单回路压力发生器(22)和所述调制单元(16)被布置在共同的液压块中。
14.根据权利要求1至5中任一项所述的制动系统(1)，其特征在于，所述第一单回路压力发生器(12)和所述调制单元(16)被布置在第一液压块中，并且所述第二单回路压力发生器(22)被布置在第二液压块中。
15.根据权利要求1所述的制动系统(1)，其特征在于，所述制动系统被用于高度自动化的车辆或自动驾驶的车辆。
16.一种用于多回路液压开式的制动系统(1)的操作方法，所述操作方法包括：
其中在正常操作中:
操作主系统(10)，以借助于第一单回路压力发生器(12)增加或减小或保持多个制动回路中的压力；
利用调制单元(16)在至少两个车轮制动器中执行单独的制动压力调制；
利用所述主系统(10)的第一评估和控制单元(14)控制所述主系统(10)的第一截止阀(V1)和第二截止阀(V2)；以及
利用所述第一评估和控制单元(14)控制次级系统(20)的第三截止阀(V3)和第四截止阀(V4)；
其中在所述主系统(10)发生故障的情况下:
操作所述次级系统(20)的第二评估和控制单元(24)，以借助于第二单回路压力发生器(22)增加或减小或保持多个制动回路中的压力；
在至少两个车轮制动器中取消所述单独的制动压力调制；
在所述正常操作中以及在所述主系统(10)发生故障的情况下操作所述制动系统(1)，以产生用于停止车辆的制动压力，而无需车辆驾驶员的机械和/或液压干预；
其中所述制动系统(1)包括：
至少两个车轮制动器，所述车轮制动器被分别分配给制动回路，所述制动回路具有压力排放路径；
第一单回路压力发生器和第二单回路压力发生器，所述第一单回路压力发生器和所述第二单回路压力发生器在至少一个流体容器和至少两个所述车轮制动器之间液压地并联连接；以及
调制单元，所述调制单元用于所述第一单回路压力发生器和所述第二单回路压力发生器与至少两个所述车轮制动器的液压连接，并且用于至少两个所述车轮制动器中的单独制动压力调制；
其中所述第一单回路压力发生器被分配给主系统，所述主系统包括第一电源以及第一评估和控制单元，并且能够通过第一截止阀与第一制动回路中的至少一个车轮制动器连接，以及能够通过第二截止阀与第二制动回路中的至少一个车轮制动器连接；
其中所述第二单回路压力发生器被分配给次级系统，所述次级系统包括独立于所述第一电源的第二电源以及第二评估和控制单元，并且能够通过第三截止阀与所述第一制动回路的至少一个车轮制动器连接，以及能够通过第四截止阀与所述第二制动回路的至少一个车轮制动器连接，
其中所述第二评估和控制单元驱控所述第二单回路压力发生器，
其中所述调制单元的部件被分配给所述主系统，以用于单独制动压力调制，使得所述调制单元的这些部件和所述第一单回路压力发生器通过所述第一评估和控制单元来驱控，并且通过所述第一电源来供电。
17.根据权利要求16所述的操作方法，其特征在于，在正常操作中，所述第一截止阀(V1)和所述第二截止阀(V2)转换到打开状态，并且所述第三截止阀(V3)和所述第四截止阀(V4)转换到关闭状态，其中相应地驱控所述第一单回路压力发生器(12)，以用于在所述制动回路(BK1，BK2)中的压力增加或压力减小或压力保持。
18.根据权利要求16或17所述的操作方法，其特征在于，在正常操作中，打开所属的入口阀(IV1，IV2，IV3，IV4)并且关闭所属的出口阀(OV1，OV2，OV3，OV4)，以用于相关联的车轮制动器(RB1，RB2，RB3，RB4)中单独的压力增加；并且其中关闭所属的入口阀(IV1，IV2，IV3，IV4)和所属的出口阀(OV1，OV2，OV3，OV4)，以用于相关联的车轮制动器(RB1，RB2，RB3，RB4)中单独的压力保持；并且其中关闭所属的入口阀(IV1，IV2，IV3,IV4)并且打开所属的出口阀(OV1，OV2，OV3，OV4)，以用于相关联的车轮制动器(RB1，RB2，RB3，RB4)中单独的压力减小。
19.根据权利要求16或17所述的操作方法，其特征在于，在所述主系统(10)发生故障的情况下，所述第一截止阀(V1)和所述第二截止阀(V2)被转换到关闭状态，并且所述第三截止阀(V3)和所述第四截止阀(V4)被转换到打开状态，其中相应地控制所述第二单回路压力发生器(22)的驱动器(22.3)，以用于所述制动回路(BK1，BK2)中的压力增加或压力减小或压力保持。
20.根据权利要求16或17所述的操作方法，其特征在于，在所述制动回路(BK1，BK2)中识别出泄漏的情况下，关闭所识别的制动回路的截止阀(V1，V2)。
21.根据权利要求16或17所述的操作方法，其特征在于，在至少两个所述车轮制动器(RB1，RB2，RB3，RB4)中识别出泄漏的情况下，关闭所识别的车轮制动器的入口阀(IV1，IV2，VIV3，IV4)。
22.根据权利要求16所述的操作方法，其特征在于，所述制动系统(1)被用于高度自动化的车辆或自动驾驶的车辆。
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