CN113573956A - 具有至少一个压力供给装置和用于连接液压回路的安全门的液压系统 - Google Patents

具有至少一个压力供给装置和用于连接液压回路的安全门的液压系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种液压系统，该液压系统特别地呈制动系统的形式，该液压系统具有下述各者：‑具有液压回路管路(HL1、HL2)的至少两个液压回路(K1、K2)，液压回路特别地呈制动回路的形式；以及用于每个液压回路(K1、K2)的至少一个液压部件(RB1‑RB4)，液压部件特别地呈车轮制动器(RB1‑RB4)的形式，每个液压部件(RB1‑RB4)能够经由成对的切换阀(SV)连接至相应的液压回路(K1、K2)或液压回路的液压回路管路(HL1、HL2)，其中，在所述液压部件(RB1‑RB4)中经由成对的切换阀(SV)使压力升高(Pauf)和释放(Pab)；‑至少一个压力供给装置(DV、DV1、DV2)，经由至少一个压力供给装置，压力在两个液压回路(K1、K2)中升高(Pauf)或能够升高；‑至少一个回路隔离阀(BP1、BP2)，至少一个回路隔离阀用于选择性地阻挡或释放将两个液压回路(K1、K2)连接的液压连接管路(VL)；‑至少一个出口阀(ZAV、ZAV1)，借助于至少一个出口阀，储液容器(VB)能够直接地连接或经由回路隔离阀(BP1、BP2)连接至所述至少一个液压回路(K1、K2)以释放压力(Pab)；以及‑在压力供给装置(DV、DV1、DV2)的泵与成对的液压回路(K1、K2)之间的液压连接部(1、2)，其中，设置有受控进给阀(PD1)，以用于选择性地阻挡和释放液压连接部(1、2)，或者设置有止回阀(RV2、RV3)，以用于防止回流从液压回路(K1、K2)经由液压连接部(1、2)进入压力供给装置(DV、DV1、DV2)或压力供给装置(DV、DV1、DV2)的泵中；以及‑至少一个液压部件(RB1‑RB4)中的压力，该压力根据液压系统的状态和/或压力控制情况而经由压力供给装置(DV1、DV2)或者经由出口阀(ZAV、ZAV1)被释放(Pab)。

Description

具有至少一个压力供给装置和用于连接液压回路的安全门的 液压系统
技术领域
本发明涉及特别地呈制动系统形式的、具有特别地呈制动回路形式的带液压管路的两个液压回路的制动系统，其中，设置有每液压回路至少一个液压部件，液压部件特别地呈车轮制动器的形式，其中，每个液压部件均能够经由相应分配的切换阀连接至相应的液压回路或其液压回路管路，其中，液压部件中的压力升高和压力降低是经由相应分配的切换阀执行的，并且设置有至少一个压力供给装置，借助于所述至少一个压力供给装置执行两个液压回路中的压力升高或者可以借助于所述至少一个压力供给装置执行两个液压回路中的压力升高，其中，设置有至少一个回路隔离阀，所述至少一个回路隔离阀用于选择性地关断或接通将两个液压回路连接的液压连接管路。
背景技术
越来越多地使用具有两个或更多个回路的液压系统，其中，对于这些液压系统的安全要求与日俱增。特别地，必须考虑或提供以下故障情况和功能：
a.一个液压回路的失效或失灵必须不能影响另一液压回路的功能；
b.如果存在两个压力供给装置，则在压力供给装置中的一个压力供给装置失效的情况下，液压系统的全部功能必须借助于其余压力供给装置来维持；
c.如果仅有一个压力供给装置可供使用，则针对其失效事件必须存在用于所谓的紧急操作的具有低功率的辅助压力供给部；
d.在液压回路中，必须向下述闭环控制系统提供供给：针对闭环控制操作，该闭环控制系统既需要开环控制的压力增加和/或闭环控制的压力增加又需要开环控制的压力降低和/或闭环控制的压力降低。
为了液压系统的故障安全，有必要经常使用诊断功能或程序来跟踪液压系统中的故障并采取相应的措施。特别地，注意单个故障和双重故障是非常重要的。
下面将以双回路制动系统为基础对液压系统中可能的单故障和双重故障进行探讨。
车辆在需要时能在多大程度上取代驾驶员的工作，以及现在和将来人与机器如何在道路上互动，这些都在不同的开发步骤中有涉及。经常提及的车辆自动化的五个等级如下所列：
1级：辅助驾驶，在这种情况下，驾驶员辅助系统可以辅助驾驶员，但还不能够使车辆自行转向；
2级：部分自动化驾驶，在这种情况下，系统可以接管车辆尤其使车辆转向，但始终由驾驶员负责；
3级：高度自动化驾驶，在这种情况下，驾驶员可以在某些情况下将其注意力从驾驶情况转移较长时间段；
4级：完全自动化驾驶，在这种情况下，车辆主要地独立驾驶，但驾驶员必须具备驾驶能力；
5级：自主驾驶，在这种情况下，车辆接管所有驾驶功能，车辆中的人员纯粹是乘客。
因此，制动系统中的单个故障和/或双重故障是否可以被容忍取决于车辆的自动化程度或上述等级。
I.单个故障
在用于2级车辆的制动系统的情况下，如果仍然实现大约＜0.3g的最小制动作用，则单个故障是允许的。然而，这种低水平的制动减速可以被归类为造成极高的事故风险。
在用于3级车辆的制动系统的情况下，应实现至少0.5g的制动减速，其中，还必须保证ABS功能。
II.完全制动失效的双重故障
在许多系统中，如果基于ppm和FIT数据的失效概率较低，则接收双重故障。
如果不进行相应的诊断，则特别地由休眠故障造成风险。
在安全要求较高的情况下，严重的单个故障、例如使制动作用减小至低于0.5g的单个故障应能够通过冗余进行预防并且能够借助于诊断功能进行识别。以及
以下概述了休眠故障的典型案例：
例如，制动系统仅具有一个压力供给装置，该压力供给装置经由进给阀为具有四个车轮制动器的两个制动回路提供供给。一旦四个车轮制动器中的一个车轮制动器失效，该故障就无法定位。因此，整个压力供给失效。借助于辅助压力供给部，比如能够借助于制动踏板被致动的主制动缸，仅一个制动回路仍可以以减小的压力水平被供给。由于极低的压力水平，也是这种情况，即仅实现非常弱的并且因此危险的制动作用。通常情况下，重要的部件也无法被诊断。例如，在正常情况下常开的电磁阀无法针对其密封性进行诊断，因为泄漏并且因此故障仅在向另一操作状态改变时发生。
例如在一个制动回路——该制动回路经由仅一个回路隔离阀连接至另一制动回路——失效的情况下发生具有休眠故障的双重故障。在正常情况下打开的回路隔离阀在制动回路失效的情况下必须关闭。然而，由于(休眠)故障，所述回路隔离阀没有完全关闭，使得另一制动回路也因此失效，这导致制动系统完全失效。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种失效安全性的液压系统。
根据本发明借助于具有权利要求1的特征的液压系统实现所述目的。根据权利要求1所述的液压系统的有利实施方式通过从属权利要求的特征得到。
根据本发明的液压系统的区别在于具有特别高水平的失效安全性和诊断能力。
本发明优点
用于将压力供给装置与一个或两个制动回路隔离或者防止液压介质从液压回路不期望地回流到压力供给装置中的设备的有利设置阻止了整个液压系统在压力供给装置故障的情况下失效，因为可以借助于其他压力供给装置——如果存在的话——在至少一个液压回路中执行任一闭环压力控制，并且/或者可以借助于辅助压力供给部执行压力升高。呈进给阀形式的通气阀可以用于隔离压力供给装置。每当压力供给装置具有活塞泵、特别是活塞缸泵时，这是适宜的。如果压力供给装置具有泵，借助于该泵可以执行仅压力升高，则止回阀有利地足以防止液压介质从液压回路回流到泵中。
为了隔离辅助压力供给部，也可以在辅助压力供给部与安全闸或液压回路之间设置有其他隔离阀。
至少一个液压部件中的压力降低可以有利地在根据本发明的液压系统中借助于压力供给装置或经由出口阀以取决于液压系统自身的状态和/或闭环压力控制状况的方式有利地进行。该措施使得液压系统在即使发生单个故障或双重故障的情况下也能够继续运行，下面将进一步详细讨论。
根据所使用的根据本发明的液压系统和与该液压系统的失效安全性有关的相关要求，对于选择性隔离和两个液压回路的连接可以设置仅一个回路隔离阀或串联地布置的两个回路隔离阀。
在设置有仅单个切换回路隔离阀的情况下，如果借助于回路隔离阀与压力供给装置分离的液压回路能够经由出口阀连接至相应的液压回路中的用于压力降低的储存部，则是有利的。当回路隔离阀关闭时，于是可以借助于压力供给装置在另一液压回路中执行压力增加或压力降低。
在设置有两个串联的回路隔离阀的情况下，如果液压管路能够经由出口阀连接至储存部，则是有利的，其中，液压管路将串联布置的两个回路隔离阀连接并且形成用于将两个液压回路连接的液压连接管路的一部分。这样，压力可以经由分配给车轮制动器的相应切换阀、回路隔离阀以及经由出口阀通过散逸到储存部中而降低。在此同时，压力增加或压力降低可以借助于压力供给装置在其他液压回路中执行。
布置在车轮制动器与储存部之间的可控阀、例如分配给车轮制动器的切换阀、出口阀或回路隔离阀在这种情况下可以利用脉冲宽度信号进行控制，使得压力降低梯度是可设定的。
在液压系统的所有现有电动操作的压力供给装置失效的情况下，可以借助于可选的辅助压力供给部形成低效运行。辅助压力供给部例如可以是制动系统中的主制动缸，该主制动缸能够借助于制动踏板被致动，使得可以借助于制动踏板在至少一个液压回路中升高液压压力。有利地，该辅助压力供给部可以经由其他液压管路连接至一个或两个液压回路，其中，为了选择性地关断所述其他液压管路，设置有切换阀。如果仅存在一个回路隔离阀，则所述其他液压管路连接至液压回路，或连接至液压回路的液压回路管路，其借助于回路隔离阀与压力供给装置隔离开。在压力供给装置失效的情况下，压力供给装置可以通过进给阀的关闭而与两个液压回路断开联接，使得于是可以在回路隔离阀开启的情况下借助于辅助压力供给部在两个液压回路中实现压力升高。
在液压系统的正常操作中，至少一个液压部件中的压力降低可以有利地经由出口阀执行，并且同时或以时间上重叠的方式，其他液压回路的至少一个其他液压部件中的压力变化、特别是压力降低可以借助于压力供给装置来执行。
同样可能的是，利用根据本发明的液压系统，借助于至少一个压力供给装置在至少一个液压部件中执行压力升高，并且同时，以时间上重叠的方式或在随后的时间，在至少一个其他液压部件中执行压力降低。这例如通过回路隔离阀的关闭而是可能的，因为两个液压回路然后彼此隔离。
如果设置有两个压力供给装置，则每个压力供给装置有利地各自经由相应分配的液压连接管路连接至一个液压回路或液压回路的液压回路管路，其中，在各个液压连接管路中各自布置有一个可切换的进给阀或至少一个止回阀。如果压力供给装置仅可以升高压力而无法主动使压力降低，则止回阀就足够了。
如果存在仅一个回路隔离阀，则该回路隔离阀形成所谓的安全门，或简称SIG。如果存在串联地连接的两个串联连接回路隔离阀，则这些回路隔离阀一起形成安全门。在液压回路的部件失效的情况下，液压回路通过安全门、即至少一个回路隔离阀的关闭而彼此液压隔离，并且然后可以借助于压力供给装置在其他液压回路中执行压力升高和/或压力降低。
如果液压系统具有辅助压力供给部，则辅助压力供给部可以在液压回路的部件失效的情况下且在至少一个回路隔离阀关闭、由此液压回路彼此液压隔离时借助于仍然完整的液压回路中的辅助压力供给部产生压力升高。
实现了进一步的安全，原因在于，在至少一个液压回路管路中布置有可切换的隔离阀，该可切换的隔离阀特别地在断电时开启，并且在切换阀和/或相应的液压回路的液压部件失效的情况下关闭或被关闭。
此外，在故障情况下或者为了实现高压和/或快速压力变化，两个回路隔离阀可以开启，其中，在故障情况下，仅有一个压力供给部为两个液压回路执行压力供给，并且两个压力供给装置进行配合以实现高压和/或快速压力变化。
通过使用至少一个压力传感器，确定的压力可以有利地充当或用作压力变化的闭环控制的输入变量，特别是在压力升高期间。
利用根据本发明的液压系统及其多重冗余，对于至少一个液压部件中的压力变化，可以实施各种方法，由此即使发生故障，也仍然可以使用例如ABS方法。
例如，对于液压部件中的压力升高，一个压力供给装置单独地或与另一压力供给装置配合地可以提供压力或液压体积，其中，在压力设定阶段期间，相应的切换阀持续地开启。另外，液压部件中的压力降低可以经由分配给部件并利用脉冲宽度时钟操作的切换阀安全且快速地进行，其中，压力供给装置然后仅需要提供至少与要被设定的压力或由闭环控制设定的压力一样高的压力。
同样可能的是，液压部件中的压力降低经由分配给部件的切换阀以及利用脉冲宽度时钟操作的出口阀通过散逸至储存部来执行，其中，在压力设定阶段期间，相应的切换阀持续地开启，其中，压力是设定的或者由闭环控制设定。
替代性地，液压部件中的压力降低也可以借助于压力供给装置来执行，其中，相应的切换阀和可能地布置在中间的回路隔离阀在压力设定阶段期间持续地开启。
根据本发明，对于液压部件中的压力升高，一个压力供给装置单独地或与另一压力供给装置配合地可以借助于利用脉冲宽度时钟操作的回路隔离阀提供压力或液压体积，其中，相应的液压部件中的压力被设定或者由闭环控制设定，其中，相应的切换阀在压力设定阶段期间是持续地开启的。
对于以上通过示例的方式列举的方法，可以设置闭环控制器，该闭环控制器指定或确定针对压力降低和/或压力升高的压力变化率dP降低/升高/dt，其中，压力变化率dP降低/升高/dt可以是要被重新调整的压力差Δp的函数。
为了增加根据本发明的液压系统的安全性，可以相对于中央出口阀并联地布置有另一出口阀，这也有利地导致针对该部件的冗余。
中央出口阀还可以具有两个可控的电子线圈和/或两个冗余线圈连接，使得中央出口阀在一个线圈失效或对所述一个线圈的控制失效的情况下仍然可以进行切换。
如果压力供给装置具有活塞-缸泵作为泵，则该泵可以有利地设置有通气孔，该呼吸孔仅在活塞的一个端部位置中不被活塞关闭，其中，通气孔经由液压连接部连接至储存部。当活塞已缩回时，活塞-缸泵的工作室因此经由通气孔连接至储存部，使得在切换阀相应地开启并且连接在中间的其他阀门开启时，经由活塞-缸泵的工作室也可以执行液压部件中的压力降低。
如果布置在辅助压力供给部与制动回路之间的切换阀失效或产生泄漏，则辅助压力供给部可以借助于至少一个回路隔离阀与两个液压回路液压地隔离，由此实现了进一步的失效安全。在这种情况下，例如仍然可以借助于压力供给装置在相应分配的液压回路中执行压力升高和/或压力降低，其中，压力降低还可以经由出口阀执行。
如果仅泄漏存在于上述切换阀中，则切换阀可以针对压力升高在紧急操作中被开启，使得至少一个液压回路中的压力升高可以借助于辅助压力供给部来实现，其中，所述切换阀应在压力降低期间关闭。
在该切换阀的泄漏率较低的情况下，还有利的是还可以在紧急操作中，由闭环控制设定并借助于切换阀保持的制动压力——在此压力下车轮不锁定——并且因此可驾驶性被保持、特别地被保持超过200ms的时间段。
此外，在压力供给装置失效的情况下和/或在进给阀失效的情况下，液压部件中的压力降低可以经由开启的出口阀和/或开启的切换阀来执行。
如上所述，因此利用根据本发明的液压系统可能的是，即使液压系统的部件中的一个或两个部件发生故障，对于闭环压力控制，例如在制动系统用于ABS功能的情况下，还可以借助于至少一个压力供给装置单独地或与至少一个出口阀和/或切换阀配合地在至少一个液压回路及其至少一个液压部件中进行。因此，根据本发明的液压系统有利地具有较高水平的失效安全性。
如果根据本发明的液压系统被用作双回路制动系统，则该液压系统形成下述系统：在该系统中，甚至在具有仅一个回路隔离阀和仅一个压力供给装置的第一可能实施方式中也存在各个故障情况下的安全性和诊断的可能性，这将在下文中也被称为第一安全等级。例如，轮缸的失效可以通过关闭相应分配的切换阀和测量相应制动回路中的压力来诊断。如果没有发生压力降低，则刚刚测试过的轮缸的功能是正常的，并且可以使用相同的程序对下一个轮缸进行诊断或检查。同时，可以使用其他制动回路中的压力供给来检查其他制动回路中的轮缸，其中，同样可以在切换阀关闭时通过压力测量或者利用不变的驱动电流来检查压力供给装置的泵的活塞是否移位。在第一安全等级中，即使在一个车辆制动失效的情况下，仍然保持大约75％的制动作用。这75％是可用的，直到非常不可能的双重故障发生为止，据统计这种情况每年在1亿车辆中仅发生一次。在双重故障的情况下，一个制动回路然后仍然是可用的，具有大约50％的制动作用。
在第二可能的实施方式中，设置了两个串联连接的回路隔离阀和仅一个压力供给装置，这也可以被称为第二安全等级。该第二回路隔离阀使整个系统的功能可靠性显著增加，因为即使在回路隔离阀和例如分配给相应的车轮制动器的切换阀失效、由此存在双重故障的情况下，这不会导致整个制动系统的失效，而是仅导致一个制动回路的失效。在第二安全等级中，例如情况是，借助于辅助压力供给部防止了第二制动回路的失效。
在另一可能的第三实施方式中，该另一可能的第三实施方式是第二实施方式的进一步发展并且其也可以被称为第三安全等级，在第一制动回路中布置有另外的隔离阀，使得制动系统即使存在双重故障也仍为制动车辆提供充分的选择。
通过上述实施方式及其改进，可以实施各种闭环控制功能来实现轮缸的压力变化(压力升高和压力降低)。在当今常规的ABS系统中，ABS功能借助于每个车轮制动器的入口阀和出口阀、以已知的方式已经实现了大约50年。然而，在根据本发明的制动系统中，车轮制动器中的压力降低还可以借助于分配给车轮制动器的切换阀以及一个出口阀以开环或闭环方式进行控制，其中，该出口阀用于两个或四个车轮制动器。在此，分配给车轮制动器的切换阀或出口阀中的任一者可以借助于脉冲宽度调制信号(PWM控制)进行控制。如果同时测量压力，则在此也可以进行闭环控制。代替用于所有车轮制动器的仅单个出口阀地，还可以设置两个出口阀，使得在正常操作中，每个出口阀恰好被分配给两个车轮制动器，并且在故障的情况下，也可以借助于用于全部车轮制动器或仅一些车轮制动器的出口阀中的一个出口阀来执行压力降低。通过这种方式，还针对制动系统的ABS功能实现了进一步冗余。另外，在进一步的第四安全等级中，可以设置有第三制动回路，其中，设置有用于将一个制动回路分为两个制动回路的另一回路隔离阀。这进一步增加了失效安全性，并且即使在车轮制动器失效的情况下，仍可以实现在完全完整的制动系统的情况下大于75％的最大制动减速的制动减速。
上述可能的实施方式可以配置成具有一个压力供给装置连同辅助压力供给部，或者配置成具有两个压力供给装置和一个辅助压力供给部。同样可能的是，设置有仅两个压力供给装置而没有辅助压力供给部。如上所述，压力供给装置可以具有呈带主轴驱动部的柱塞泵形式的泵。然而，同样也可以使用旋转泵、比如齿轮泵或旋转活塞泵。后者可能需要在泵出口处具有另外的止回阀或电磁阀。
根据上述发明的制动系统的各种实施方式有利地满足根据VDA或SAE的或与上述列出的定义相对应的从2级至5级的各种安全等级，并且具有用于开发和制造的模块化设计。出于安全门(SIG)的安全所需的费用大大低于基准，ABS功能的新的闭环控制技术也有助于此。这有利地增加了失效安全性，同时具有低成本。
附图说明
下面将基于制动系统对根据本发明的液压系统的可能实施方式进行更详细的探讨：
在附图中：
图1示出这样的液压系统，该液压系统具有两个液压回路K1和K2、四个车轮制动器、以及一个压力供给装置、和一个辅助压力供给部和一个压力传感器，其中，这两个液压回路能够借助于回路隔离阀选择性地连接至彼此或与彼此隔离；
图2示出具有安全门的根据图1的液压系统，该安全门具有两个串联连接的回路隔离阀；
图3示出在第一液压回路中具有另外的隔离阀的根据图2的液压系统；
图4示出具有旋转泵的液压系统；
图5示出具有两个压力供给装置和一个辅助压力供给的液压系统，该液压系统具有带两个串联连接的回路隔离阀的安全门；
图6示出根据第四安全等级的具有两个压力供给装置和一个辅助压力供给的液压系统，该液压系统具有带两个串联连接的回路隔离阀的安全门，这两个串联连接的回路隔离阀用于将第一液压回路与第二液压回路选择性地连接，其中，第二液压回路可以借助于另一回路隔离阀连接至第三液压回路或者与第三液压回路隔离。
具体实施方式
图1示出安全性1级的制动系统。各个部件可以组合以形成模块。制动系统具有两个液压回路K1和K2，这两个液压回路K1和K2由压力供给装置DV提供供给，该压力供给装置DV经由进给阀PD1连接至第一液压回路K1。进给阀PD1优选地是在断电时关闭的阀，使得在压力供给装置DV失效的情况下，第一液压回路K1不会发生失效。如果压力供给装置DV执行呈压力升高P升高或压力降低P降低的形式的压力变化，则进给阀PD1开启。如所图示的，压力供给装置可以具有带主轴驱动部的柱塞泵，该主轴驱动部优选地借助于EC马达被驱动。电气连接12也可以是具有带2x 3相连接的冗余配置。代替具有柱塞活塞的泵，也可以使用具有齿轮的旋转泵或使用活塞泵，例如参见图4，其中，然后代替进给阀PD1，例如使用止回阀，以防止液压介质从制动回路不期望地回流到回转泵中。
柱塞泵可以优选地用于压力升高P升高和压力降低P降低，其中，在这之后，利用压力-体积特性曲线置换相应体积的液压介质，以实现期望的压力变化。在此，体积与柱塞活塞的调节行程成比例。可选地，可以设置有通气孔，通气孔布置成使得通气孔仅在所述活塞的初始位置由柱塞活塞开启，使得通过经由柱塞泵的工作室散逸至储存部VB而使压力降低P降低是可能的，这具有很大优势。
该柱塞泵的解决方案相对于使用旋转泵或旋转柱塞泵是相对复杂的，因为必须针对压力降低P降低和回油管路至储存部VB的关断设置另外的阀门。压力供给装置DV的体积直接进入第一液压回路K1，并经由回路隔离阀BP1进入第二液压回路K2。制动轮缸或车轮制动器RZ1-RZ4借助于相应分配的切换阀SV各自连接至相应的液压回路K1、K2。在任何液压系统中，任意数目的致动缸可以代替轮缸RZ1-RZ4布置。
阀门SV具有以下功能：
1.识别制动轮缸故障
如果制动轮缸RZ1-RZ4存在失效，则这是通过压力供给装置DV的关于所谓的压力-体积(p-v)特性曲线的附加体积吸入/输送来识别的，该压力-体积(p-v)特性曲线在管路检查结束期间作为车辆特性曲线读入或每隔一段时间在车辆中进行测量。该方法本身是已知的。然而，在常规制动系统中，这种故障只能困难地被定位。
如果在根据本发明的液压系统中识别出上述偏差，则启动以下方法以定位故障。首先，关闭回路隔离阀BP1并且测量第二液压回路K2中的压力或压力累进(pressureprogression)。因此执行对制动轮缸RZ3和RZ4的检查。如果压力随时间变化，则制动轮缸RZ3的切换阀SV3例如接下来会被关闭。如果现在第二液压回路K2中的压力保持恒定，则失效存在于制动轮缸RZ3中。如果压力不变化，则回路隔离阀BP1开启并且两个制动轮缸RZ3和RZ4的切换阀SV3和SV4关闭。制动轮缸RZ1的切换阀SV1也关闭。如果借助于压力传感器DG测得的压力现在保持恒定，则存在制动轮缸RZ1的失效。为了缩短上述诊断过程的时间，还可以同时检查液压回路K1和K2，其中，然后，在回路隔离阀BP1关闭的情况下借助于第二液压回路K2中的压力传感器执行上述方法。同时，借助于压力供给装置DV可以在第一液压回路K1中对压力进行测量。如果泵的活塞在仅一个切换阀SV1或SV2开启时在存在恒流的情况下移动，这意味着制动轮缸RZ1或RZ2分别地泄漏。
2.用于ABS功能
第二个功能包括在压力升高P升高期间针对第一安全等级使用ABS功能。如果闭环控制器报告一车轮例如正在传递过度压力的标准，则出于观察车轮的目的可以停止压力升高P升高。如果闭环控制器现在发送“过度制动扭矩/压力”的信号，则执行压力降低P降低。在这种情况下，出口阀ZAV开启并且相关联的切换阀SV优选利用脉冲宽度调制信号(PWM)进行控制，由此可以控制压力降低P降低的比率。闭环控制器通过再次关闭出口阀ZAV使压力降低P降低停止。不言而喻地，压力降低还可以同时在两个、三个或四个制动轮缸RZ中执行，其中，相应的切换阀然后以脉冲宽度调制的方式进行控制，使得压力降低可以针对每个制动轮缸被单独地控制。作为切换阀的脉冲宽度控制的替代，考虑到切换时间，其中，例如，一个切换阀SVi关闭而另一切换阀SVj已经启用，还可以在多个制动轮缸中借助于以重叠的方式进行切换的切换阀而以时间上偏移或时间上重叠的方式执行压力降低P降低。
压力降低P降低也可以在第一液压回路K1中经由出口阀ZAV执行。同样，压力降低P降低可以借助于压力供给装置DV执行，压力供给装置DV同样可以用作压力容器。
3.在正常操作中的使用
切换阀SV1-SV4也可以用于正常操作中的压力降低。在此存在三种可能的用途：
a.压力降低P降低是经由所有四个切换阀SV1-4执行的，其中四个切换阀SV1-4为了液压回路K1和K2中的压力均衡而例如根据Δt或Δp短暂停止，因为切换阀SV1-SV4存在公差。
压力降低经由出口阀ZAV执行，其中切换阀SV和出口阀ZAV持续地开启，其中，回路隔离阀BP1、BP2中的至少一者利用脉冲宽度调制信号被控制。替代性地，切换阀或出口阀可以借助于脉冲宽度调制信号进行控制，其中，液压连接至储存部的其他阀然后在压力降低期间持续地开启。
压力降低P降低借助于切换阀FV和辅助压力供给部HDV执行，辅助压力供给HDV对应于单个主制动缸SHZ，其中，在这种情况下，切换阀SV1-SV4也可以借助于PWM进行控制以控制压力降低率。
系统具有辅助压力供给部HDV，辅助压力供给部HDV在紧急操作时为一个或两个液压回路供给相对较低的压力。例如，辅助压力供给部HDV可以是主制动缸HZ，主制动缸HZ能够经由断电时开启的阀FV直接连接至第二液压回路K2，并且经由回路隔离阀BP1连接至第一液压回路K1。
在没有闭环控制功能的正常操作中，此时压力升高P升高和压力降低P降低借助于压力供给装置DV在制动轮缸RZ1-4中执行。压力降低P降低还可以可选地通过经由压力供给装置DV的上述通气孔散逸至储存部VB执行。在ABS操作中，压力降低经由出口阀ZAV或借助于作为压力容器的压力供给装置DV执行，其中，压力降低梯度或压力降低还可以借助于切换阀的脉冲宽度调制控制信号以开环和/或闭环方式被控制。在压力供给装置DV和/或进给阀PD1失效的情况下，压力降低P降低可以经由出口阀ZAV执行，或者在切换阀FV开启的情况下，也可以进入辅助压力供给HDV。当阀BP1开启时，液压回路K1和K2中的压力P借助于压力传感器DG测得。在压力升高P升高期间和压力降低P降低期间，对压力P与马达电流I的相关性进行测量，使得在压力传感器DG失效的情况下仍然可以进行可接受的控制。在回路隔离阀BP1关闭的情况下，针对液压回路K1的闭环压力控制也可以在不借助于压力传感器DG测量压力的情况下进行，压力传感器DG现在仅测量第二液压回路K2中的压力。
在图2中图示的液压系统与根据图1的液压系统的不同之处在于，现在设置有串联连接或布置的两个回路隔离阀BP1和BP2，由此形成第二安全等级。在双重故障的情况下，例如，制动轮缸RZ3或RZ4以及切换阀SV3和SV4、回路隔离阀BP2关闭，在此之后双重故障不再对辅助压力供给部HDV或第一液压回路K1有任何影响。BP1在此附加地起作用。因此，第一液压回路K1相对于双重故障是安全的。
第二回路隔离阀BP2在阀FV失效的情况下提供另外的安全性，其中，例如由于泄漏或电气连接中的故障而可能存在失效。在该故障情况下，这两个回路隔离阀BP1和BP2被关闭，由此有利地保持了行程模拟器WS的行程模拟器功能。在这种情况下，借助于第一液压回路K1中的压力供给装置DV进行制动操作，其中在对角制动回路分布的情况下制动作用约为50％。在驾驶员期望的具有更高的制动作用的紧急制动操作的情况下，回路隔离阀BP2可以可选地被开启，在这种情况下，于是可以借助于脚踏力在第二液压回路或制动回路K2中产生附加压力，这可以使制动作用提高超过75％。在这种情况下，踏板特性的改变相对于行程模拟器也不再是大的。然而，在阀FV失效的情况下，不可能有ABS功能。在这种情况下，车轮可以锁定，特别地在存在低摩擦系数的情况下。然而，如果阀FV仅具有低的泄漏率，则借助于关闭阀FV并且经由相应的切换阀SV和出口阀ZAV执行压力降低P降低，仍然可以实现ABS功能。在这种情况下，阀FV保持关闭。对于压力升高P升高，选择相对于压力降低P降低较小的压差，以防止车辆车轮重新锁定。对于其余制动操作中，这两个切换阀SV保持关闭。因此，在这种特殊情况下，可驾驶性得以保持。
对于上述故障情况，对角制动回路分布由于相对于前桥/后桥制动回路分布具有50％的更大制动作用而是更有利的。在此，在前桥VA失效的情况下，对于后桥HA可获得仅约30％。在支持所谓的紧急制动的回路的情况下，独立于前桥/后桥(VA/HA)制动回路分布地施用大约50％，并且在对角制动回路分布的情况下，施用75％。
使用多活塞和齿轮泵进一步降低失效的概率。
图3示出了第一液压回路K1中的另外的隔离阀TV，由此即使制动轮缸RZ1/RZ2和切换阀SV1/2发生双重故障，也不会导致液压系统的失效，从而获得第三安全等级，第三安全等级也对应于3级。
图4示出根据本发明的液压系统的实施方式，该液压系统对应于图2中图示的液压系统，其中，压力供给装置DV设计为活塞泵或旋转泵，其出于压力降低P降低的目的而不能在回油管路中输送任何体积。因此，在此针对第一液压回路K1设置有第二出口阀ZAV1，该第二出口阀对于压力降低P降低和ABS闭环控制起冗余作用。止回阀RV2防止不需要的液压介质回流并且还相对于泵的至少一个出口阀起冗余作用。止回阀也可以是旋转泵的构成部分，使得在连接至泵的液压管路中不需要布置另外的止回阀RV2。
图5中图示的实施方式基本上对应于图3中图示的实施方式，但具有两个压力供给装置DV1和DV2，其中，压力供给装置DV1、DV2也可以作为旋转泵或活塞泵操作，然后这就是必须设置第二出口阀ZAV2的原因。代替可切换的进给阀地，在第二供给装置DV2与第二液压回路K2之间布置有止回阀RV2。与止回阀RV2串联连接的第二止回阀RV2red提高了安全性，使得该制动系统也能够用于3级或4级车辆。针对第二液压回路K2的液压部件的压力降低P降低在此经由出口阀ZAV1执行。
图6中图示的液压系统又对应于图5中图示的液压系统，但具有用于第三液压回路K2a的另外的回路隔离阀BP3。制动轮缸RZ3和RZ4分配至前轴。因此，在一个制动轮缸RZ和一个切换阀SV失效的情况下，具有75％制动作用的三回路系统在制动轮缸RZ和切换阀SV的双重故障情况下将仍然是可用的，由此该制动系统适用于4级或5级车辆。
开环和闭环控制单元ECU以常规方式直接连接至液压控制单元HCU，液压控制单元HCU包括所有液压功能，比如阀和压力供给装置DV、DV1、DV2。这意味着可以容易地实现与传感器例如压力传感器DG、电磁阀和马达12的所有电气连接。
附图标记列表
ECU 电子控制单元
RV1 止回阀1
RV2 止回阀2
RV2 red. 止回阀2冗余
RF 复位弹簧
RZ 1-4 轮缸
SV 1-4 切换阀
DV 电动压力供应单元
HDV 辅助压力供给
HL 1-3 液压管路连接
VB 储存部
ZAV1/2 中央出口阀
BP1/2 回路隔离阀
FV 从主制动缸SHZ到制动回路BK的进给阀
SV 1-4 关于轮缸的切换阀
DG 压力传感器p＝f(v)
PP1 进给阀
TV 隔离阀
10 可以具有冗余线圈的冗余电气连接
11 用于2x 3相绕组的马达的冗余连接
12 用于2x 3相马达的冗余连接
13 用于车载电气系统连接的电气插头连接器
17 磁体线圈
18 球阀

Claims (28)

1.一种液压系统，所述液压系统特别地呈制动系统的形式，所述液压系统具有下述各者：
-至少两个液压回路(K1、K2)，所述液压回路(K1、K2)具有液压回路管路(HL1、HL2)，所述液压回路特别地呈制动回路的形式，
-每液压回路(K1、K2)至少一个液压部件(RB1-RB4)，所述液压部件特别地呈车轮制动器(RB1-RB4)的形式，其中，每个液压部件(RB1-RB4)能够经由相应分配的切换阀(SV)连接至相应的所述液压回路(K1、K2)或连接至所述液压回路(K1、K2)的所述液压回路管路(HL1、HL2)，其中，所述液压部件(RB1-RB4)中的压力升高(P升高)和压力降低(P降低)经由所述相应分配的切换阀(SV)执行，
-至少一个压力供给装置(DV、DV1、DV2)，其中，所述两个液压回路(K1、K2)中的压力升高(P升高)借助于所述至少一个压力供给装置(DV、DV1、DV2)执行或能够借助于所述至少一个压力供给装置(DV、DV1、DV2)执行，
-至少一个回路隔离阀(BP1、BP2)，所述至少一个回路隔离阀(BP1、BP2)用于选择性地关断或开启将所述两个液压回路(K1、K2)连接的液压连接管路(VL)，
-至少一个出口阀(ZAV、ZAV1)，借助于所述至少一个出口阀(ZAV、ZAV1)，储存部(VB)能够直接地连接或者经由回路隔离阀(BP1、BP2)连接至至少一个液压回路(K1、K2)，以用于压力降低(P降低)，
-所述压力供给装置(DV、DV1、DV2)的泵的液压连接部(1、2)，所述液压连接部(1、2)连接至相应分配的所述液压回路(K1、K2)，其中，设置有受控进给阀(PD1)以用于选择性地关断和开启所述液压连接(1、2)，或者设置有止回阀(RV2、RV3)以用于防止回流从所述液压回路(K1、K2)经由所述液压连接部(1、2)进入所述压力供给装置(DV、DV1、DV2)或所述压力供给装置(DV、DV1、DV2)的泵，
-所述至少一个液压部件(RB1-RB4)中的所述压力降低(P降低)借助于所述压力供给装置(DV1、DV2)或者经由所述出口阀(ZAV、ZAV1)以取决于所述液压系统的状态和/或闭环压力控制状况的方式来执行。
2.根据权利要求1所述的液压系统，其特征在于，两个串联连接回路隔离阀(BP1、BP2)布置在所述液压连接管路(VL)中。
3.根据权利要求2所述的液压系统，其特征在于，设置有液压管路(VLa)，所述液压管路(VLa)将串联布置的所述两个串联连接回路隔离阀(BP1、BP2)连接并且形成所述液压连接管路(VL)的一部分，并且所述液压管路(VLa)能够借助于出口阀(ZVA)连接至所述储存部(VB)。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的液压系统，其特征在于，所述液压管路(VLa)或液压回路(K1、K2)、特别地所述液压回路(K1、K2)的液压回路管路(HL1、HL2)能够经由另一液压管路(3)液压连接至特别地呈主制动缸(HZ)形式的辅助压力供给部(HDV)，为了选择性地关断所述另一液压管路(3)，设置有切换阀(FV)。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的液压系统，其特征在于，所述至少一个液压部件(RB1-RB4)中的压力降低(P降低)经由出口阀(ZAV、ZAV1)来执行，并且同时或以时间上重叠的方式，所述至少一个其他液压部件(RB1-RB4)中的压力变化、特别是压力降低(P降低)借助于压力供给装置(DV、DV1、DV2)来执行。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的液压系统，其特征在于，借助于所述至少一个压力供给装置(DV、DV1、DV2)在所述至少一个液压部件(RB1-4)中执行压力升高(P升高)，并且同时、以时间上重叠、特别地以阀切换时间重叠的方式、或在随后的时间，在所述至少一个其他液压部件(RB1-4)中执行压力降低(P降低)。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的液压系统，其特征在于，设置有两个压力供给装置(DV1、DV2)，其中，每个压力供给装置(DV1、DV2)各自经由相应分配的液压连接管路(1、2)连接至一个液压回路(K1、K2)或所述一个液压回路(K1、K2)的液压回路管路(HL1、HL2)，其中，在所述液压连接管路(1、2)中各自布置有一个切换阀(PD1)或至少一个止回阀(RV1、RV2)。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的液压系统，其特征在于，在所述液压回路(K1、K2)的部件失效的情况下、特别地在所述切换阀(SV)失效的情况下，所述液压回路(K1、K2)通过所述至少一个回路隔离阀(BP1、BP2)的关闭而彼此液压隔离，并且其特征在于，压力升高(P积聚)和/或压力降低(P降低)借助于所述压力供给装置(DV1、DV2)在其他液压回路(K1、K2)中执行。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的液压系统，其特征在于，在所述液压回路(K1、K2)的部件失效的情况下，所述液压回路(K1、K2)通过所述至少一个回路隔离阀(BP1、BP2)的关闭而彼此液压隔离，并且其特征在于，压力升高(P升高)能够借助于所述辅助压力供给部(HDV)在所述其他液压回路(K1、K2)中产生。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的液压系统，其特征在于，在所述至少一个液压回路管路(HL1、HL2)中布置有可切换隔离阀(TV)，所述可切换隔离阀(TV)特别地在断电时开启，并且所述可切换隔离阀(TV)在所述切换阀(SV)和/或相应的液压回路(K1、K2)的液压部件(RB1-RB4)失效的情况下关闭或者被关闭。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的液压系统，其特征在于，在故障情况下，为了实现高压和/或快速压力变化，两个回路隔离阀(BP1、BP2)开启，其中，在故障情况下，仅一个压力供给部(DV1、DV2)对所述两个液压回路(K1、K2)执行压力供给，并且两个压力供给装置(DV1、DV2)配合以实现高压和/或快速压力变化。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的液压系统，其特征在于，由压力传感器(DG)确定的压力充当或用作压力变化的闭环控制的输入变量，特别是在所述压力升高(P升高)期间。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的液压系统，其特征在于，对于液压部件中的所述压力升高(P升高)，一个压力供给装置(DV1、DV2)单独地或与另一压力供给装置配合地提供压力或液压体积，其中，在压力设定阶段期间，相应的切换阀(SV)持续地开启，并且特别地，闭环控制器通过闭环控制利用由所述压力传感器(DG)测得的压力(P)来设定压力升高率(dP升高(t)/dt)。
14.根据前述权利要求中的任一项所述的液压系统，其特征在于，液压部件中的所述压力降低(P降低)经由所述切换阀(SV)执行，所述切换阀(SV)被分配给所述部件并利用脉冲宽度时钟操作。
15.根据前述权利要求1至13中的任一项所述的液压系统，其特征在于，液压部件中的所述压力降低(P降低)经由分配给所述部件的切换阀(SV)和利用脉冲宽度时钟操作的所述至少一个回路隔离阀(BP1、BP2)通过散逸至所述储存部(VB)来执行，其中，在压力设定阶段期间，相应的切换阀(SV)持续地开启，其中，所述压力被设定或者由闭环控制设定。
16.根据前述权利要求中的任一项所述的液压系统，其特征在于，液压部件中的所述压力降低(P降低)借助于压力供给装置(DV1、DV2)来执行，其中，相应的切换阀(SV)在压力设定阶段期间持久地开启。
17.根据前述权利要求中的任一项所述的液压系统，其特征在于，对于液压部件中的所述压力升高(P升高)，一个压力供给装置(DV1、DV2)单独地或与另一压力供给装置配合地借助于利用脉冲宽度时钟操作的回路隔离阀(BP1、BP2)提供压力或液压体积，并且其特征在于，相应的液压部件中的压力被设定或者由闭环控制设定，其中，相应的切换阀(SV)在压力设定阶段期间持续地开启。
18.根据前述权利要求中的任一项所述的液压系统，其特征在于，闭环控制器指定或确定针对压力降低(P降低)和/或压力升高(P升高)的压力变化率(dP降低/升高/dt)，并且特别地，所述压力变化率(dP降低/升高/dt)取决于要被重新调整的压力差(Δp)。
19.根据前述权利要求中的任一项所述的液压系统，其特征在于，相对于中央出口阀(ZAV)并联地布置有另一出口阀(ZAVr)。
20.根据前述权利要求中的任一项所述的液压系统，其特征在于，所述中央出口阀(ZAV)具有两个可控电子线圈和/或两个冗余线圈连接，使得在一个线圈失效或对所述一个线圈的控制失效的情况下，所述中央出口阀(ZAV)仍然能够特别地借助于另一线圈进行切换。
21.根据前述权利要求中的任一项所述的液压系统，其特征在于，呈活塞-缸泵形式的所述压力供给装置(DV1)具有通气孔(SL)，所述通气孔(SL)仅在活塞的一个端部位置中不被所述活塞(Ko)关闭，其中，所述通气孔(SL)经由液压连接而连接至所述储存部(VB)。
22.根据前述权利要求中的任一项所述的液压系统，其特征在于，在所述切换阀(FV)失效或泄漏的情况下，所述辅助压力供给部(HDV)借助于所述至少一个回路隔离阀(BP1、BP2)与所述两个液压回路(K1、K2)液压地隔离。
23.根据权利要求22所述的液压系统，其特征在于，借助于所述压力供给装置(DV1、DV2)在所述相应分配的液压回路(K1、K2)中执行压力升高(P升高)和/或压力降低(P降低)。
24.根据权利要求23所述的液压系统，其特征在于，在切换阀(FV)泄露——所述切换阀(FV)泄露特别地对应于所述压力供给装置(DV)的输送率的大约20％——的情况下，所述切换阀针对所述压力升高(P升高)在紧急操作中被开启，使得能够借助于所述辅助压力供给部(HDV)在所述至少一个液压回路(K1、K2)中实现压力升高(P升高)，其中，所述切换阀在压力降低(P降低)期间关闭。
25.根据权利要求22至24中的任一项所述的液压系统，其特征在于，在所述切换阀(FV)的泄漏率较低的情况下，在紧急操作中，其中车轮不锁定并且因此保持可驾驶性所处的制动压力由闭环控制设定并借助于所述切换阀(FV)保持、特别地保持超过200ms的时间段。
26.根据前述权利要求中的任一项所述的液压系统，其特征在于，在所述压力供给装置(DV、DV1、DV2)失效的情况下和/或在所述进给阀(PD1)失效的情况下，液压部件中的压力降低(P降低)经由开启的出口阀(ZAV、ZAV1)和/或经由开启的切换阀(FV)来执行。
27.根据前述权利要求中的任一项所述的液压系统，其特征在于，如果所述液压系统的部件中的一个或两个部件发生故障，则借助于所述至少一个压力供给装置(DV1、DV2)单独地或与所述至少一个出口阀(ZAV、ZAV1)和/或所述切换阀(FV)配合地在所述至少一个液压回路(K1、K2)及所述至少一个液压回路(K1、K2)的至少一个液压部件中执行用于ABS功能的闭环压力控制。
28.根据前述权利要求中的任一项所述的液压系统，其特征在于，所述液压系统具有三个液压回路，其中，设置有第三制动回路隔离阀(BK3)，所述第三制动回路隔离阀(BK3)将第二制动回路分成两个制动回路(BK2、BK2a)。
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