CN111727143A - 用于车辆的线控制动的制动系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于车辆的制动系统(4)，制动系统包括用于安装在车辆的相同的轴上或车辆的不同的轴上的第一制动组(8)和第二制动组(8)，第一制动组(8)包括第一制动装置(16)和借助于第一液压致动管道(24)操作性地连接至第一制动装置(16)的第一电动液压致动器装置(20)，第二制动组(12)包括第二制动装置(28)和借助于第二液压致动管道(36)操作性地连接至第二制动装置(28)的第二电动液压致动器装置(32)，在第一液压致动管道(24)和第二液压致动管道(36)之间的互连分支件(52)，互连分支件(52)设置有控制阀(56)，用于制动组(8、12)的至少一个控制单元(60)，控制单元(60)操作性地连接至电动液压致动器装置(20、32)以及控制阀(56)，控制单元(60)被编程为将控制阀(56)致动成：在在制动组(8、12)中进行标准操作或没有发生故障的情况下，将第一液压致动管道(24)与第二液压致动管道(36)彼此断开连接，在制动组(8、12)中发生电气故障的情况下，将第一液压致动管道(24)与第二液压致动管道(36)彼此流体地连接。

Description

用于车辆的线控制动的制动系统
技术领域
本发明涉及一种用于线控制动式车辆的制动系统。
背景技术
本发明涉及用于车辆的线控制动的制动系统的领域，其中，车辆包括机动车辆和摩托车两者。
在已知的线控制动系统中，制动装置不是由驾驶员的直接动作来致动，而是通过使用者的关于制动动作的请求来致动，通常通过启动杆或踏板来实现的制动动作转化为对作用于制动装置上的机电装置或电动液压装置的致动，机电装置或电动液压装置比如是用于盘式制动器的卡钳。
自动驾驶式制动系统也是已知的，其中，车辆的转向系统决定了制动的时间和程度，并且该转向系统相应地对连接至制动装置的机电装置或电动液压装置进行致动。
出于明显的安全原因，在制动系统的至少一个制动装置或其致动器发生电气故障的情况下，就备份策略而言，制动系统必须设置成被致动。
为了这个目的，在示例中已知的线控系统在发生电气故障的情况下，制动动作通过传统的装置机械地施加，即通过对由使用者操作的杆或踏板进行液压地连接以通过所述制动装置直接地请求制动动作。
然而，这种系统的缺点是需要使用者的物理的介入，该使用者必须通过他/她自己的机械动作补偿电气故障，从而以传统的方式在杆或踏板上施加直接的动作。
该类型的操作逻辑不允许使用全自动的系统，例如车辆稳定性控制的情况，其中控制单元可能需要启动一个或更多个制动装置以更正驾驶员的错误操作，或者避免出现车辆的动态不稳定性。在这些情况下，如果发生电气故障，系统将受限于使用者为了制动而施加的手动动作。
此外，当由于致动器或角部(corner)的控制逻辑在电气或机械方面发生故障而导致系统不能被制动时，已知的解决方案不允许在4个轮子的情况下仍然进行制动。
发明内容
因此，越来越需要解决参考已知技术所提到的缺点和限制。
这种需求通过根据权利要求1的用于车辆的制动系统来满足。
特别地，这种需求通过用于车辆的制动系统来满足，该系统包括：
-用于安装在车辆的相同的轴上或车辆的不同的轴上的第一制动组和第二制动组，
-第一制动组包括第一制动装置和第一电动液压致动器装置，第一电动液压致动器装置借助于第一液压致动管道操作性地连接至第一制动装置，
-第二制动组包括第二制动装置和第二电动液压致动器装置，第二电动液压致动器装置借助于第二致动管道操作性地连接至第二制动装置，
互连分支件，该互连分支件设置在第一液压致动管道与第二液压致动管道之间，该互连分支件设置有控制阀，
-用于制动组的至少一个控制单元，该控制单元操作性地连接至电动液压致动器装置以及控制阀，
-控制单元被编程为将控制阀致动成：
-在制动组进行标准操作或没有发生故障的情况下，将第一致动管道与第二致动管道彼此断开连接，
-在制动组中发生电气故障或机械故障的情况下，将第一致动管道与第二致动管道彼此流体地连接。
根据一个实施方式，系统包括第一控制单元和第二控制单元，第一控制单元操作性地连接至第一电动液压致动器装置和控制阀，并且第二控制单元操作性地连接至第二电动液压致动器装置和控制阀，使得控制阀可以始终由至少一个控制单元致动。
根据一个实施方式，所述第一控制单元与所述第二控制单元彼此操作性地连接，第一控制单元和第二控制单元中的一者监控另一者的操作。
根据一个实施方式，每个电动液压致动器装置借助于设置有阻挡装置的供给管道流体地连接至至少一个制动流体罐，该阻挡装置适于在发生故障的情况下将制动流体罐与每个电动液压致动器装置断开连接。
根据一个实施方式，阻挡装置包括止回阀，该止回阀允许制动流体从罐流动向供给管线的通行，但是不允许制动流体从供给管线向罐的通行。
根据一个实施方式，每个电动液压致动器包括电动马达，电动马达通过传动装置操作性地连接至相关的浮动件，传动装置形成可逆的运动学连接件。
根据一个实施方式，每个电动液压致动器装置设置有操作传感器，该操作传感器适于监测相关的操作状况，并且适于向对应的控制单元发送标准操作或故障操作的指示。
根据一个实施方式，系统配备有手动操作杆、脚踏开关和/或按钮装置，并且系统配备有相关的致动传感器，以便能够向至少一个控制单元发送来自使用者的制动请求。
根据一个实施方式，至少一个控制单元管理车辆的动力(dynamics)，并且能够执行对车辆的自动驾驶和制动。
根据一个实施方式，至少一个控制单元被编程为执行以下系列操作：
-打开控制阀并将第一电动液压致动器装置的第一浮动件移动至前部位置或制动位置，施加在第二致动管道中的压力将第二电动液压致动器装置的第二浮动件移动至后部位置，
-命令(commanding)关闭控制阀，
-使第一浮动件向后移动，
-命令打开控制阀，以使第一液压致动管道中的压力与第二液压致动管道中的压力相等。
本发明还涉及一种对制动系统进行致动的方法，该方法包括以下步骤：
-提供第一制动组和第二制动组，所述第一制动组和第二制动组用于安装在车辆的相同轴上或车辆的不同的轴上，
-第一制动组包括第一制动盘、与第一制动盘相关联的第一制动装置和第一电动液压致动器装置，该第一电动液压致动器装置借助于第一液压致动管道操作性地连接至第一制动装置，
-第二制动组包括第二制动盘、与第二制动盘相关联的第二制动装置和第二电动液压致动器装置，该第二电动液压致动器装置借助于第二致动管道操作性地连接至第二制动装置，
-提供在第一致动管道和第二致动管道之间的互连分支件，该互连分支件配备有控制阀，
-在制动组进行标准操作或没有发生故障的情况下，将第一液压致动管道与第二液压致动管道彼此断开连接，
-在制动组中发生电气故障的情况下，将第一致动管道与第二致动管道彼此流体地连接。
根据一个可能的实施方式，制动系统的实施方法包括以下步骤：
-打开控制阀并将第一电动液压致动器装置的第一浮动件移动至前部位置或制动位置，施加在第二致动管道中的压力将第二电动液压致动器装置的第二浮动件移动至后部位置，
-命令关闭控制阀，
-使第一浮动件向后移动，
-命令打开控制阀，以使第一液压致动管道中的压力与第二液压致动管道中的压力相等。
可以重复以上系列的步骤。
附图说明
通过以下的本发明的实施方式的优选的和非限制性的示例的描述，本发明的其他特征和优点将变得更加明显，其中：
图1至图2示出了根据本发明的两种可能的车辆制动系统的示意图；
图3示出了根据本发明的另外的实施方式的在标准操作状态下的车辆制动系统的示意图；
图4示出了图3所示的用于车辆的制动系统在发生故障的状态下的示意图；
图5a、图5b、图5c示出了本发明的作为车辆的驻车制动器的制动系统的致动阶段的示意图。
在下文中描述的实施方式之间共有的元件或元件的部件将以相同的附图标记表示。
具体实施方式
参照上述的附图，车辆的制动系统总体上以4指示。
出于本发明的目的，车辆定义为配装有至少两个轮的机动车辆，因此车辆包括摩托车、三轮机动车辆、四轮车、机动车辆、卡车等。
制动系统4包括用于安装在车辆的相同的轴上或安装在车辆的不同的轴上的第一制动组8和第二制动组12。
第一制动组8包括第一制动装置16和第一电动液压致动器装置20，该第一电动液压致动器装置20借助于第一液压致动管道24操作性地连接至第一制动装置16。
第二制动组12包括第二制动装置28和第二电动液压致动器装置32，该第二电动液压致动器装置32借助于第二致动管道36操作性地连接至第二制动装置28。
应该注意的是，为了本发明的目的，制动装置16、28可以是各种类型，优选地包括盘式制动器；然而，鼓式制动器或垫式制动器解决方案也包括在本发明的应用中。
第一机电致动器装置20和第二机电致动器装置32可以包括电动马达，该电动马达配置成使得制动装置16、28可以被启用或停用。
例如，所述机电致动器装置20、32可以包括电动马达40，该电动马达通过传动装置44连接至相关的浮动件48，该浮动件对输送至制动装置16、28的制动流体进行加压，以用于通过对应的第一液压致动管道24和第二液压致动管道36对制动装置16、28进行相应的致动。
优选地，所述传动装置44形成可逆的运动学连接件；以这种方式，如果电动马达40未被致动，则施加在浮动件上的液压力可能会使传动装置44缩回。
制动系统4还包括互连分支件52，该互连分支件52在第一液压致动管道24与第二液压致动管道36之间、并且配备有控制阀56。
可以呈各种类型的控制阀56在关闭构型中将第一液压致动管道24与第二液压致动管道36以液压的方式断开连接，而在打开构型中，控制阀56将第一液压致动管道24与第二液压致动管道36以液压的方式连接。
有利地，制动系统包括用于制动组8、12的至少一个控制单元60，控制单元60操作性地连接至第一电动液压致动器装置20和第二电动液压致动器装置32并且操作性地连接至控制阀56。
控制单元60被编程为使控制阀56致动成：
-在制动组8、12进行标准操作或没有发生故障的情况下，使第一液压致动管道24与第二液压致动管道36彼此断开连接，
-在制动组8、12中发生电气故障或机械故障的情况下，将第一液压致动管道24与第二液压致动管道36彼此流体地连接。
第一液压致动管道24与第二液压致动管道36之间的断开连接通过关闭控制阀56而发生；然而，第一液压致动管道24与第二液压致动管道36之间的液压连接通过打开控制阀56而发生。
标准操作是指正常操作的情况，在正常操作的情况下，没有检测到制动系统的异常，正常操作情况下能够执行由使用者或车辆的自动驾驶系统(如果配备有自动驾驶系统)所请求的制动动作。
电气故障状态定义为在制动组8、12中的故障，例如相应的电力供给装置、相应的导向装置(piloting devices)、电源、电动马达40、电动液压致动器装置20、32、传动装置44中故障，故障将部分地或全部地阻止制动组的操作。
故障是指通常的故障情况，通常的故障情况可以包括机械部件(制动装置28和/或电动液压致动器装置20、32)和电气/电子部件两者的问题，而且还可以包括在控制单元60的管理方面、在读取与制动系统4的操作有关的数据方面等的软件类型的问题。
根据制动系统4的标准操作参数，标准制动策略实现每个制动组8、12的致动；然而，相对于标准策略，故障策略可能导致系统4的制动组8、12的减少的或紧急的致动。
根据可能的实施方式，制动系统4包括第一控制单元60’和第二控制单元60”，第一控制单元60’操作性地连接至第一电动液压致动器装置20和控制阀56，并且第二控制单元60”操作性地连接至第二电动液压致动器装置32和控制阀56，使得控制阀56可以始终由至少一个控制单元60、60’、60”致动。
根据一个实施方式，所述第一控制单元60’和第二控制单元60”操作性地彼此连接，第一控制单元和第二控制单元中的一者用以监控另一者的操作。
在标称或标准操作中，如观察到的，控制阀56保持两个液压致动管道24、36分离，不保持两个液压致动管道彼此连通。以这种方式，每个控制单元60’、60”和每个电动液压致动器装置20、32可以将与施加至第二液压致动管道36和第二制动装置28的压力不同的压力独立地施加至第一液压致动管道24和第一制动装置16。因此允许制动装置16、28的差异化的致动，该差异化的致动可以允许在每个对应的车轮上发挥最大的附着力，或者甚至仅仅在制动装置16、28上获得差异化的制动，允许制动装置16、28的差异化的制动例如校正车辆的轨迹，以阻止车辆产生动态不稳定性，从而总体上对车辆的主动控制进行操作，甚至不考虑对于由使用者做出的制动动作的实际请求。
在涉及单个控制单元60’、60”或电动液压致动器装置20、32的故障的情况下，这样控制阀56必须通过打开来切换以将第一液压致动器24与第二液压致动器36连接。
以这种方式，控制单元60’、60”没有出现故障，并且对应的电动液压致动器装置20、32能够在制动装置16、28两者上施加共同的压力，即使相比于标准或标称的操作性能降低，也允许平衡的制动。
由于中断这种液压连接的合适的阻挡装置72，当浮动件48’、48”向后移动时通常连接至制动流体罐64的电动液压致动器装置20、32在故障中允许维持压力。
实际上，每个电动液压致动器装置20、32借助于设置有阻挡装置72的供给管道68流体地连接至至少一个制动流体罐64，该阻挡装置72适于在出现故障的情况下将制动流体罐64与每个电动液压致动器装置20、32断开连接。
根据可能的实施方式，阻挡装置72包括止回阀76，该止回阀76允许制动流体从制动流体罐64向供给管道68的通行，但不允许制动流体从供给管道68向制动流体罐64的通行。
在控制单元60’、60”、电动液压致动器装置20、32、控制阀56、电动马达40之间的连接可能借助于电线和/或数据传输线获得，该数据传输线例如是CAN类型的数据传输线。以这种方式，当检测到故障状态时，控制单元60’、60”可以通过启用故障策略来管理车辆的制动。
为了这个目的，根据可能的实施方式，每个电动液压致动器装置20、32配备有至少一个操作传感器(未示出)，该操作传感器适于监测相关的机电致动器装置20、32和/或相关的制动装置16、28的操作情况，并且适于将标准操作或故障操作的指示发送至对应的控制单元60’、60”。然后这种信息发送至其他的控制单元60”、60’。
系统也配备有手动操作杆、脚踏开关和/或按钮装置(未示出)，并且配备有相关的致动传感器，以便能够向至少一个控制单元60’、60”发送来自使用者的制动请求。
优选地，所述至少一个控制单元60’、60”管理车辆的动力，并且能够执行对车辆的自动驾驶和制动。
上述制动系统4可以应用于根据各种方案或结构的线控制动(BBW，brake-by-wire)的制动系统的一对电动液压制动组8、12，制动系统可以包括单个电动液压致动式轴、对角式方案和用于摩托车等的完整的电动液压系统，在对角式方案中，在前轴和后轴上成对角地布置的轮制动组被致动。
根据可能的实施方案，旨在例如获得驻车制动功能(图5a至图5c)，至少一个控制单元60’、60”被编程为执行以下操作系列：
-打开控制阀56并将第一电动液压致动器装置20的第一浮动件48’移动至前部位置或制动位置，施加在第二液压致动管道36中的压力将第二电动液压致动器装置32的第二浮动件48”移动至后部位置(图5a)。
应当注意的是，在第二浮动件48”处于后部位置的情况下，诸如止回阀76之类的阻挡装置72将通向制动流体罐64的液压连接断开。在这种状态下，在第一液压致动管道24和第二液压致动管道36内侧部的压力P等于相同值P1。
因此控制阀56被关闭并且第一浮动件48’在相关的电动马达40’的作用下向后移动(图5b)。在这种状态下，在第一液压致动管道24中的压力被大幅地消减(显然这是相对值不是绝对值)，而第二液压致动管道中的压力保持等于前述值P1。
因此，命令打开控制阀56(图5c)以使第一液压致动管道24中的压力与第二液压致动管道36中的压力相等。在这种状态下，第二液压致动管道中的压力下降为值P2，并且第一液压致动管道中的压力上升为等于该值P2。
同样在这种情况下，诸如止回阀76之类的阻挡装置72将电动液压装置20的第一半部朝向制动流体罐64的液压连接断开。
因此获得的液压致动管道24、36内侧部的这种压力可以在没有动力的情况下被有利地保持，在实现车辆的驻车。
通过重复的刚才描述的操作系列也可能增加驻车压力。
从前述可以理解，根据本发明的车辆制动系统允许克服现有技术的缺点。
实际上，在标称操作中，制动系统允许借助于控制阀保持液压致动管道断开；以这种方式，每个控制单元可以独立地在每个制动装置上施加与施加至其他装置的压力不同的压力，其他装置比如为同一轴上的装置。
这种独立性允许人们以最佳可能的方式校正车辆的总体制动模式和对车辆的稳定性控制。
以相同的方式，在发生故障时，打开控制阀使得将液压致动管路连接在一起并且始终获得车辆的制动，从而保证所需的安全标准。
显然，该制动系统的另一可能的用途是使用两个液压致动管道中的仅一个液压致动管道的控制及致动单元来应用驻车制动；此功能可以是有用的，例如，如果人们希望在另一个轴上执行驻车制动功能的备份(例如，因为后轴处于故障状态，可以通过前轴而不是传统的后轴来执行功能)。
此外，驻车功能可以在具有2个电动液压卡钳的摩托车的对角系统或在线控制动(BBW)系统上执行，或者具有以不同的策略执行功能的可用性，从而通过在两个卡钳上保持不可逆的压力来确保机械的不可逆性。
本领域技术人员出于满足可能的和特定要求的目的，可以对上述用于车辆的制动系统进行多种修改和变型，所有的修改和变型在如所附权利要求限定的本发明的范围内。

Claims (14)

1.一种用于车辆的制动系统(4)，所述制动系统(4)包括：
-第一制动组(8)和第二制动组(12)，所述第一制动组(8)和所述第二制动组(12)用于安装在车辆的相同的轴上或车辆的不同的轴上，
-所述第一制动组(8)包括第一制动装置(16)和第一电动液压致动器装置(20)，所述第一电动液压致动器装置(20)借助于第一液压致动管道(24)操作性地连接至所述第一制动装置(16)，
-所述第二制动组(12)包括第二制动装置(28)和第二电动液压致动器装置(32)，所述第二电动液压致动器装置(32)借助于第二液压致动管道(36)操作性地连接至所述第二制动装置(28)，
-互连分支件(52)，所述互连分支件(52)在所述第一液压致动管道(24)与所述第二液压致动管道(36)之间，所述互连分支件(52)设置有控制阀(56)，
-用于所述制动组(8、12)的至少一个控制单元(60)，所述控制单元(60)操作性地连接至所述电动液压致动器装置(20、32)和所述控制阀(56)，
-所述控制单元(60)被编程为将所述控制阀(56)致动成：
-在所述制动组(8、12)中进行标准操作或没有发生故障的情况下，将所述第一液压致动管道(24)与所述第二液压致动管道(36)彼此断开连接，
-在制动组(8、12)中发生电气故障的情况下，将所述第一液压致动管道(24)与所述第二液压致动管道(36)彼此流体地连接。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的制动系统(4)，其中，所述系统(4)包括第一控制单元(60’)和第二控制单元(60”)，所述第一控制单元(60’)操作性地连接至所述第一电动液压致动器装置(20)和所述控制阀(56)，所述第二控制单元(60”)操作性地连接至所述第二电动液压致动器装置(32)和所述控制阀(56)，使得所述控制阀(56)能够始终由至少一个控制单元(60’、60”)致动。
3.根据权利要求2所述的用于车辆的制动系统(4)，其中，所述第一控制单元(60’)和所述第二控制单元(60”)操作性地彼此连接，所述第一控制单元(60’)和所述第二控制单元(60”)中的一者监控另一者的操作。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的用于车辆的制动系统(4)，其中，每个电动液压致动器装置(20、32)借助于设置有阻挡装置(72)的供给管道(68)流体地连接至至少一个制动流体罐(64)，所述阻挡装置(72)适于在发生故障的情况下将所述制动流体罐(64)与每个电动液压致动器装置(20、32)断开连接。
5.根据权利要求4所述的用于车辆的制动系统(4)，其中，所述阻挡装置(72)包括止回阀(76)，所述止回阀(76)允许制动流体从所述制动流体罐(64)向所述供给管道(68)通行，但是不允许制动流体从所述供给管道(68)向所述制动流体罐(64)通行。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的用于车辆的制动系统(4)，其中，每个电动液压致动器装置(20、32)包括电动马达(40)，所述电动马达(40)通过传动装置(44)操作性地连接至相应的浮动件(48’、48”)，所述传动装置(44)形成可逆类型的运动学连接件。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的用于车辆的制动系统(4)，其中，每个电动液压致动器装置(20、32)设置有操作传感器，所述操作传感器适于监测相关的操作状态，并且适于向对应的控制单元(60’、60”)发送标准操作或故障操作的指示。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的用于车辆的制动系统(4)，其中，所述系统(4)配备有手动操作杆、脚踏开关和/或按钮装置，并且所述系统(4)配备有相关的致动传感器，从而能够向所述至少一个控制单元(60’、60”)发送来自使用者的制动请求。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的用于车辆的制动系统(4)，其中，所述至少一个控制单元(60’、60”)管理所述车辆的动力，并且能够执行对所述车辆的自动驾驶和制动动作。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的用于车辆的制动系统(4)，其中，所述至少一个控制单元(60’、60”)被编程为执行以下操作系列：
-打开所述控制阀(56)并将所述第一电动液压致动器装置(20)的第一浮动件(48’)移动至前部位置或制动位置，施加在所述第二致动管道(36)中的压力将所述第二电动液压致动器装置(32)的第二浮动件(48”)移动至后部位置，
-命令关闭所述控制阀(56)，
-使所述第一浮动件(48’)向后移动，
-命令打开所述控制阀(56)，以使所述第一液压致动管道(24)中的压力与所述第二液压致动管道(36)中的压力相等。
11.一种制动系统(4)的致动方法，所述方法包括以下步骤：
-提供用于安装在车辆的相同的轴上或车辆的不同的轴上的第一制动组(8)和第二制动组(12)，
-所述第一制动组(8)包括第一制动装置(16)和第一电动液压致动器装置(20)，所述第一电动液压致动器装置(20)借助于第一液压致动管道(24)操作性地连接至所述第一制动装置(16)，
-所述第二制动组(12)包括第二制动装置(28)和第二电动液压致动器装置(32)，所述第二电动液压致动器装置(32)借助于第二液压致动管道(36)操作性地连接至所述第二制动装置(28)，
-提供在所述第一液压致动管道(24)与所述第二液压致动管道(36)之间的互连分支件(52)，所述互连分支件(52)设置有控制阀(56)，
-在所述制动组(8、12)中进行标准操作或没有发生故障的情况下，将所述第一液压致动管道(24)与所述第二液压致动管道(36)彼此断开连接，
-在所述制动组(8、12)中发生电气故障的情况下，将所述第一液压致动管道(24)与所述第二液压致动管道(36)彼此流体地连接。
12.根据权利要求11所述的方法，包括以下步骤：
-打开所述控制阀(56)并将所述第一电动液压致动器装置(20)的第一浮动件(48’)移动至前部位置或制动位置，施加在所述第二液压致动管道(36)中的压力将所述第二电动液压致动器装置(32)的第二浮动件(48”)移动至后部位置，
-命令关闭所述控制阀(56)，
-使所述第一浮动件(48’)向后移动，
-命令打开所述控制阀(56)，以使所述第一液压致动管道(24)中的压力与所述第二液压致动管道(36)中的压力相等。
13.根据权利要求12所述的方法，包括以下步骤：重复在权利要求12中指示的操作系列。
14.根据权利要求11、12或13所述的方法，包括以下步骤：提供根据权利要求1至10中的任一项所述的制动系统(4)。
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