CN112384417A - 能够控制的致动器机构、用于电运行的车辆的制动装置和用于运行制动装置的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种能够控制的致动器机构（1），其具有电子的连接机构（AN），其中，所述致动器机构（1）能够与电运行的车辆（2）的驱动轴连接，由此能够产生针对所述驱动轴的旋转运动的制动作用或止动作用，其中，所述致动器机构（1）能够通过所述电子的连接机构（AN）由控制机构（SE）来控制。
Description
技术领域
本发明涉及一种能够控制的致动器机构、一种用于电运行的车辆的制动装置以及一种用于运行制动装置的方法。
背景技术
在具有内燃机和多个挡位的车辆中通常存在用于冗余的制动系统，通过所述制动系统可以实现无电流的保持。在此，通常使用具有相应起作用的致动器的手动制动器或自动停车制动器（APB） 。在此，用于制动作用的冗余可以通过挂入档位、即通过变速器来实现。另一方面也可行的是，冗余可通过自动变速器中的停车止动装置或止动爪来实现。
在具有一挡变速器的电动车辆中，部分地不存在用于在制动系统或传动系中的冗余的停车止动装置或止动爪或致动器。
在DE 102 34 848 A1中描述了一种具有驻车机构的机电的制动装置。制动装置具有自由轮机构（Freilauf）并且可以设有止动爪。
发明内容
本发明提出一种根据权利要求1所述的能够控制的致动器机构、一种根据权利要求7所述的用于电运行的车辆的制动装置和一种根据权利要求11所述的用于运行制动装置的方法。
优选的改进方案是从属权利要求的主题。
本发明所基于的构思在于，提出一种能够控制的致动器机构、一种用于电运行的车辆的具有致动器机构的制动装置以及一种用于运行用于电运行的车辆的制动装置的方法，其中，在电动车辆中能够实现制动作用的冗余，其中，致动器的控制能够作为冗余的制动部件经由车载电子装置来控制。
根据本发明，能够控制的致动器机构包括电子的连接机构，其中，致动器机构能够与电运行的车辆的驱动轴连接，由此能够产生针对驱动轴的旋转运动的制动作用或止动作用，其中，致动器机构能够通过电子的连接机构由控制机构来控制。
控制机构可以有利地安装在电动车辆中。由此，通常具有自身的控制机构和对此必要的单独的总线连接（例如CAN总线）的致动器机构可以有利地通过致动器机构来代替并且可以降低成本，所述致动器机构可以直接由车辆中的控制机构、例如由制动设备的控制机构来控制并且不需要特殊的总线连接。
具有这种致动器的高度自动化的车辆（所述车辆有利地在没有驾驶员的情况下在途中或者甚至可以自己停车（例如作为紧急泊车（Vallet parking））可以具有用于保持或制动机制的完全的冗余并且有利地不必单独依靠自动停车制动器。
通过可以有利地位于致动器机构外部或旁边的控制机构来控制致动器机构的可行方案，用于控制致动器机构所需的硬件和软件可以在较小的程度上失效。以这种方式可以有利地降低成本并且实现稳健的和冗余的保持和/或冗余的制动装置，所述制动装置可以有利地包括止动爪作为可调节的和能够控制的致动器。
根据能够控制的致动器机构的一种优选的实施方式，所述致动器机构成型为止动爪。
使用止动爪作为致动器有利地提供了一种在制动装置中实现能够控制的致动器的成本低廉的可行方案。
根据能够控制的致动器机构的一种优选的实施方式，所述致动器机构包括用于促动（akutieren）止动爪的电动机。
根据能够控制的致动器机构的一种优选的实施方式，所述致动器机构包括夹具，借助于所述夹具能够建立与驱动轴的摩擦锁合。
根据能够控制的致动器机构的一种优选的实施方式，所述致动器机构包括销，借助于所述销能够建立与驱动轴的形状锁合。
根据能够控制的致动器机构的一种优选的实施方式，可以建立与如下盘的摩擦锁合和/或形状锁合，该盘可轴向地与驱动轴旋转并且与该驱动轴力锁合或形状锁合地连接。
盘可以是指制动盘，根据本发明，用于电运行的车辆的制动装置包括根据本发明的能够控制的致动器机构；第一制动系统；以及控制机构，该控制机构能够通过连接机构与所述致动器机构连接并且与所述第一制动系统连接，并且所述致动器机构和所述第一制动系统能够通过所述控制机构来控制。
对于所述致动器机构的控制有利地在车辆的已经存在的控制机构中进行，并且有利地在将有利地成型为接口的连接机构与信号线路连接之后简单地进行。致动器机构的控制有利地得到简化和受益，因为必要的开关和控制逻辑以及硬件部件已经可以存在于车辆内的控制机构中。控制机构也有利地设置用于控制（液压）制动设备，并且因此可以例如已经包括ASIL-D （汽车安全完整性等级D）标准（ISO 26262）或相应的硬件并且确保用于操纵制动器和致动器机构的高的功能上的安全性。可以有利地放弃针对这种硬件部件的设计或在致动器机构本身内的控制机构中提供这种ASIL-D标准。
有利地，以硬连线的方式、即通过信号线路进行对致动器机构的操控。
通过将操控部件转移到可以形成制动设备控制器的控制机构中并且通过与信号线路连接，可以有利地降低用于这种制动装置的成本。
根据制动装置的一种优选的实施方式，该制动装置包括第二制动系统，该第二制动系统与控制机构连接并且可通过该控制机构来控制。
根据制动装置的一种优选的实施方式，第二制动系统包括用于电运行的车辆的至少一个车轮的自动停车制动器。
自动停车制动器（APB）可以包括例如发动机-变速器单元。该发动机-变速器单元可以至少在车辆的一根车轴上、例如后轴上装配在两个制动钳上。控制机构可以有利地操控、操纵或断开第二制动系统。在此，控制机构可以包括行驶稳定机构（ESP），在所述行驶稳定机构中可以有利地存在用于停车制动器的ASIC （用户软件或专用集成电路） 。
根据制动装置的一种优选的实施方式，第一制动系统包括用于电运行的车辆的至少一个车轮的液压制动设备。
根据本发明，在用于运行制动装置的方法中提供根据本发明的制动装置；通过借助于控制机构的操控来激活所述第一制动系统和/或所述第二制动系统；以及通过借助于控制机构的操控来激活能够控制的致动器机构并且产生针对电运行的车辆的驱动轴的旋转运动的制动作用或止动作用。
本发明的实施方式的其他特征和优点从以下参照附图的描述中得出。
附图说明
下面借助于在附图的示意图中说明的实施例进一步阐述本发明。其中示出：
图1示出了根据本发明的一个实施例的用于电运行的车辆的制动装置的示意图，其具有根据本发明的一个实施例的能够控制的致动器机构；并且
图2示出了根据本发明的方法的一个实施例的方法步骤的顺序。
在附图中，相同的附图标记表示相同的或功能相同的元件。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的一个实施例的用于电运行的车辆的制动装置的示意图，其具有根据本发明的一个实施例的能够控制的致动器机构。
用于电运行的车辆2的制动装置5包括能够控制的致动器机构1；第一制动系统4a；以及控制机构SE，该控制机构能够经由连接机构AN与致动器机构1连接并且与第一制动系统4a连接，并且致动器机构1和第一制动系统4a能够通过控制机构SE来控制。
能够控制的致动器机构包括如下电子的连接机构AN，该电子的连接机构可与电运行的车辆2的驱动轴连接，由此，可产生针对驱动轴的旋转运动的制动作用或止动作用，其中，致动器机构1可通过电子的连接机构AN由控制机构SE来控制。此外，制动装置5可以包括如下第二制动系统4b，该第二制动系统与控制机构SE连接并且能够通过该控制机构来控制。第二制动系统4b可以包括用于电运行的车辆2的车轮VR、VL、HR、HL中的至少一个车轮的自动停车制动器。第一制动系统4a可以包括用于电运行的车辆2的至少一个车轮VR、VL、HR、HL中的液压制动设备。
旋转运动可以由车辆的运动、例如滚动或行驶引起。连接机构AN可以是指用于信号线路的接口或插头。
第一制动系统4a和致动器机构或第二制动系统4b和致动器机构1或全部三个部件共同地有利地形成冗余的制动装置5。在此，有利地在激活用于自动停车制动器的按键时或者在来自自动的停车功能的保持指令时不仅能够激活停车制动器、或者激活第二制动系统4b并且激活致动器机构1。有利地，不仅停车制动器而且致动器机构能够包括电动机、有利地为低功率的DC马达，所述电动机能够有利地实现大的减速比、例如大于1：100的大的力作用、例如夹紧力。由此类似于停车制动器那样可以实现相对长的例如一秒钟的止动时间。止动时间是用于促动所需的时间，即促动指令与锁止的车轮/轴之间的时间。
控制机构SE能够有利地包括具有用于第一制动系统4a的第一控制机构SE1的第一通道。第一制动系统可以作为液压制动设备与容器R连接，通过该容器可以例如用油来操作液压装置。第一控制机构SE1也可以有利地通过接口AN来控制致动器机构1并且与其通过线缆AN-SE连接。线缆AN-SE可以有利地针对12 V进行设计。液压制动设备可以有利地在每个车轮处包括制动钳或其它制动部件。电驱动轴可以与电机EM一起作为一个器件来成型，有利地作为一根集成的驱动轴成型，有利地在后轴上成型。有利地，致动器机构1被布置在电动车轴上或被集成到其中。控制机构有利地包括第二控制机构SE2。第一和第二控制机构SE1和SE2可以形成为控制机构SE的子部件，或者可以是两个独立的控制机构。第二控制机构SE2有利地设置用于控制第二制动系统4b，并且能够同样与第一控制机构SE1一样拥有ASIC （专用集成电路） 。第二控制机构SE2能够控制自动停车制动器，所述自动停车制动器例如能够布置在第一制动系统的制动钳上，以例如作用到相同的盘S上的方式，有利地仅布置在一根轴上（例如在后轴上） 。有利地，名称HL和HR表示左后车轮和右后车轮，名称VL和VR表示左前车轮和右前车轮。第二制动系统4b可以用电线路EL与第二控制机构SE2连接。该电线路可以有利地针对12 V予以设计。
制动装置5可以有利地应用在高度自动化的电动车辆中。
致动器机构1能够作为止动爪有利地建立与驱动轴的摩擦锁合，例如包括夹具。有利地，止动爪的功能可与APB的功能类似。通过更大的减速比，盘在电动车轴内部可更小地构造，这可减小附加结构空间和附加重量。因此可以得到如下优点，即，通过摩擦锁合可以将止动爪用于从小到中速的紧急减速（通过热流（Thermik）的限制） 。止动爪也可以有利地例如借助于销的运动（轴向或径向）建立形状锁合以用于锁定与驱动轴连接的盘S，因此可以得到如下优点，即可以实现更为有利的实现可行方案，因为夹紧力可以通过形状锁合来保持。盘S、有利地为制动盘在图1中出于清晰性原因未示出，然而也能够布置在电动车轴（EM）之内，使得制动系统4a、4b和致动器机构1能够作用于其上。
容器R可以利用液压线路HL与第一制动系统4a连接，有利地也与控制机构SE连接。
在图1中示出了容器R与车轮及其第一制动系统4a和第二制动系统4b通过液压线路HL的示意性连接。液压线路HL在图1中在控制机构SE（两个块）下方延伸，然而有利地不穿过该控制机构。第一控制机构SE1可以与第一车载电网通道连接，并且第二控制机构SE2可以与第二车载电网通道连接。
图2示出了根据本发明的方法的一个实施例的方法步骤的顺序。
在用于运行制动装置的方法中，提供S1根据本发明的制动装置；通过借助于所述控制机构的操控来激活S2所述第一制动系统和/或所述第二制动系统；以及通过借助于控制机构的操控来激活S3能够控制的致动器机构并且产生针对电运行的车辆的驱动轴的旋转运动的制动作用或止动作用。
在此可行的是，首先进行方法步骤S3，即激活能够控制的致动器机构并且产生制动作用或止动作用，并且之后才进行方法步骤S2，即通过借助于控制机构的操控来激活第一制动系统和/或第二制动系统。
虽然本发明借助优选的实施例在前面充分地被描述，但是本发明不局限于此，而是可以以多种方式和方法被修改。
Claims (11)
1.一种能够控制的致动器机构（1），其具有电子的连接机构（AN），其中，所述致动器机构（1）能够与电运行的车辆（2）的驱动轴连接，由此能够产生针对所述驱动轴的旋转运动的制动作用或止动作用，其中，所述致动器机构（1）能够通过所述电子的连接机构（AN）由控制机构（SE）来控制。
2.根据权利要求1所述的能够控制的致动器机构（1），所述致动器机构被成型为止动爪。
3.根据权利要求2所述的能够控制的致动器机构（1），所述致动器机构包括用于促动止动爪的电动机。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的能够控制的致动器机构（1），所述致动器机构包括夹具，借助于该夹具能够建立与驱动轴的摩擦锁合。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的能够控制的致动器机构（1），所述致动器机构包括销，借助于该销能够建立与驱动轴的形状锁合。
6.根据权利要求4或5所述的能够控制的致动器机构（1），其中，能够建立与盘（S）的摩擦锁合和/或形状锁合，所述盘能够轴向地与驱动轴旋转并且与所述驱动轴力锁合或形状锁合地连接。
7.一种用于电运行的车辆（2）的制动装置（5），包括；
- 根据权利要求1至6中任一项所述的能够控制的致动器机构（1）；
- 第一制动系统（4a），和
- 控制机构（SE），所述控制机构能够通过连接机构（AN）与所述致动器机构（1）连接并且与所述第一制动系统（4a）连接，并且所述致动器机构（1）和所述第一制动系统（4a）能够通过所述控制机构（SE）来控制。
8.根据权利要求7所述的制动装置（5），其包括第二制动系统（4b），所述第二制动系统与所述控制机构（SE）连接并且能够通过所述控制机构来控制。
9.根据权利要求8所述的制动装置（5），其中，所述第二制动系统（4b）包括用于电运行的车辆（2）的至少一个车轮（VR、VL、HR、HL）的自动停车制动器。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的制动装置（5），其中，所述第一制动系统（4a）包括用于电运行的车辆（2）的至少一个车轮（VR、VL、HR、HL）的液压制动设备。
11.一种用于运行制动装置（5）的方法，包括以下步骤：
- 提供（S1）根据权利要求7至10中任一项所述的制动装置（5）；
- 通过借助于所述控制机构（SE）的操控来激活（S2）第一制动系统（4a）和/或第二制动系统（4b）；和
- 通过借助于所述控制机构（SE）的操控来激活（S3）能够控制的致动器机构（1）并且产生针对电运行的车辆（2）的驱动轴的旋转运动的制动作用或止动作用。
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