CN113905935A - 用来运行液压的制动系统的方法和装置、制动系统和车辆 - Google Patents

Abstract

用于运行液压制动系统（2）的方法，其中制动系统具有主制动缸（6）和至少一条制动回路（8），制动回路具有：至少一个能液压操纵的车轮制动器（3）；能操控的压力产生单元（11），它被构造用于在出现压力要求时在所述至少一条制动回路中产生液压压力；能操控的辅助压力产生单元（13），它被构造用于替代地在所述至少一条制动回路中产生液压压力，在识别出压力产生单元中的功能故障时操控辅助压力产生单元以便产生液压压力，且为辅助压力产生单元分配了能操控的开关阀（9；9’、9’’），以便中断或建立与主制动缸的连接。在此规定，就制动要求的出现对制动系统进行监控，且在检测到制动要求时操控第二开关阀，以便中断与主制动缸的连接。

Description

用来运行液压的制动系统的方法和装置、制动系统和车辆

本发明涉及一种用来运行用于车辆、尤其是机动车的液压的制动系统的方法，其中所述制动系统具有能由驾驶员操纵的主制动缸和至少一条与所述主制动缸相连接的制动回路，所述制动回路：具有至少一个能液压操纵的车轮制动器，其中在所述车轮制动器的前面连接有至少一个用于对车轮制动器的制动力进行调节的能操控的入口阀；并且具有压力产生单元，所述压力产生单元被构造用于：在出现压力要求时也在不取决于对于主制动缸的操纵的情况下在所述至少一条制动回路中产生液压压力；并且具有辅助压力产生单元，所述辅助压力产生单元被构造用于替代地在所述至少一条制动回路中产生所述液压压力，其中就功能故障而对于所述压力产生单元进行监控并且在识别出功能故障时操控所述辅助压力产生单元，并且其中为所述压力产生单元分配了第一开关阀，以便建立或中断与所述辅助压力产生单元的连接，并且为所述辅助压力产生单元分配了能操控的第二开关阀，以便中断或建立与所述主制动缸的连接。

此外，本发明涉及一种用于运行前面所描述的制动系统的装置以及一种具有这样的装置的相应地构造的制动系统。此外，本发明涉及一种具有这样的制动系统的车辆、尤其是机动车。

现有技术

开头所提到的类型的方法、装置和制动系统由现有技术已知。随着机动车的电气化程度的增加以及自动驾驶功能的程度的增加，也进一步开发了能够在不取决制动踏板操纵的情况下实施一种制动过程的制动系统。对于传统的液压的制动系统来说，驾驶员有机会通过对于制动踏板的操纵来操纵与至少一条制动回路相连接的主制动缸并且由此在所述制动回路中产生液压压力，所述液压压力作用到一个或多个车轮制动器上。在此，在所述车轮制动器的前面分别连接有压力调节阀或入口阀，以便针对车轮个别地调节制动力。对于能够自主地实施制动过程的制动系统来说，所述主制动缸与制动回路退耦或者能够脱耦，从而在操纵所述制动踏板时，通过所述主制动缸所调节的液压压力不是被推移到制动回路中、而是被推移到所谓的踏板感觉模拟器中。在所述制动回路中的液压压力而后通过尤其能以电动方式来驱动的压力产生单元借助于一个或多个泵来产生。由此实施所谓的线控制动，在所述线控制动时所述制动踏板在液压方面与相应的车轮制动器退耦。为了确保这种功能始终可供使用，此外已知在所述制动系统中设置一种辅助压力产生机构，以便对于所述压力产生机构具有功能故障并且失灵的这种情况仍然能够在所述制动回路中产生液压压力。由此，即使在存在所述压力产生单元的功能故障时，也确保所述制动系统的继续运行。

为了将主制动缸与车轮制动器液压地连接起来，在这样的结构中规定，为所述液压压力产生单元分配了第一开关阀，通过该第一开关阀使得所述液压压力产生单元能够与辅助压力产生单元相连接，并且为所述辅助压力产生单元分配了第二开关阀，通过该第二开关阀使得所述辅助压力产生单元以及因此也还有所述压力产生单元能够与主制动缸相连接。所述辅助压力产生单元和压力产生单元由此尤其进行串联。由此确保，如果所述两个压力产生单元失灵，那么驾驶员还总是能够通过操纵所述制动踏板以及主制动缸与制动回路的液压耦合来使机动车停止。在这种情况下，然后如此操纵所述开关阀，使得所述主制动缸与压力产生单元并且由此也与车轮制动器液压地耦合。

发明的公开内容

根据本发明的、具有权利要求1的特征的方法具有的优点是，在从所述压力产生单元转换到辅助压力产生单元上时可靠地避免在制动力形成中的延迟。通过所述方法确保，如果操纵所述第一开关阀以便建立与辅助压力产生单元或者主制动缸的连接，则从所述车轮制动器或者压力产生单元回流的液压介质不会导致在车轮制动器上的压力下降。为此，根据本发明而规定，就例如通过制动踏板操纵或控制设备来预先给定的制动要求的存在而对于所述制动系统进行监控，并且在检测到制动要求时操控所述第二开关阀以便中断与主制动缸的连接，通过所述第二开关阀使所述辅助压力产生单元与所述主制动缸相连接。由此避免的是，在所述第一开关阀打开时朝着所述辅助压力产生单元的方向流动的液压介质流出进入到主制动缸中并且可能导致在所述制动回路中的压力损失。因此，一旦产生制动要求，那就关闭所述第二开关阀，以便中断所述连接，并且所述第一开关阀打开，以便保证能够通过所述辅助压力产生单元在所述车轮制动器上提供液压压力。

根据本发明的一种优选的实施方式，所述第二开关阀在每次检测到压力要求时被操控以便中断所述连接。由此确保，如果存在制动要求，则总是通过所述第二阀的关闭来如此将所述制动系统预紧，从而避免在所述制动系统中以及在所述制动回路中的压力损失。

特别优选的是，相应地在相应检测到的制动要求的持续时间里操控所述第二开关阀，以便中断所述连接。因此，在和存在所述制动要求一样长的时间里将所述第二开关阀关闭。由此确保，对于制动过程的整个时间段来说，在所述制动系统中或者在所述制动回路中的液压压力不经历显著的压力损失。

此外优选地规定，在检测到制动要求时，操控所述第一开关阀，以便建立与所述辅助压力产生机构的连接。正如上面已经提到的那样，由此确保，所述制动回路或者说所述车轮制动器通过由辅助压力产生机构所提供的液压压力来施加载荷。可选的是，所述压力产生单元具有旁路，当所述第一阀打开时，该旁路被接通，作为替代方案，所述液压介质被引导穿过所述压力产生机构。

根据本发明的一种优选的改进方案，为了检测所述制动要求，就对于配属于所述主制动缸的并且能由驾驶员操纵的制动踏板的操纵而对于该制动踏板进行监控，并且/或者就制动要求的自动化的输出而对于控制设备进行监控。因此，为所述制动踏板例如分配了制动踏板行程传感器，该制动踏板行程传感器就对于所述制动踏板的操纵以及就其操纵状态而对于所述制动踏板进行监控，以便根据所检测的制动踏板行程来产生一种制动要求，该制动要求应该通过所述压力产生单元或者在所述压力产生单元失灵时应该通过所述辅助压力产生单元来满足。对于能够实现自动的或自主的制动过程的车辆来说，例如根据车辆的导航数据和/或车辆环境传感装置的数据来产生制动要求和压力要求。

优选所述主制动缸在正常运行中与制动系统的踏板感觉模拟器相连接，并且所述第一开关阀被操控，以便分开所述压力产生单元与辅助压力产生单元的连接，从而正如开头已经提及的那样，驾驶员虽然能够操纵所述加速踏板并且感觉到制动背压，但是在所述制动系统中的实际压力构建则通过所述压力产生机构来进行。

所述具有权利要求8的特征的按本发明的装置的突出之处在于一种控制设备，该控制设备专门被安排用于在按规定使用时实施或者执行按本发明的方法。由此产生已经提到的优点。

所述具有权利要求9的特征的、按本发明的制动系统的突出之处在于所述按本发明的装置。由此也得出已经提到的优点。尤其所述控制设备与制动踏板行程传感器和/或制动系统的控制设备相连接，或者正如前面已经提到的那样被构造为制动系统的控制设备，以便检测一种制动要求并且相应地操控所述压力产生单元或者辅助压力产生单元。尤其所述控制设备被构造用于就功能故障而对于所述压力产生单元进行监控并且操控所述第一开关阀和第二开关阀，以便如前面已经描述的那样在需要时将所述压力产生单元去除激活并且操控所述辅助压力产生单元，以便提供所期望的液压压力。

所述具有权利要求10的特征的按本发明的车辆、尤其是机动车的突出之处在于所述按本发明的制动系统。由此产生已经提到的优点。

其它优点和优选的特征以及特征组合尤其从之前所作描述并且从权利要求中得出。下面要借助于附图对本发明进行详细解释。为此：

图1以简化图示出了具有有利的制动系统的机动车，

图2示出了所述制动系统的简化图，并且

图3示出了用于对有利的制动系统的工作方式进行解释的图表。

图1以简化的俯视图示出了具有有利的制动系统2的机动车1。所述机动车1的驱动系统出于简明原因而未示出。

所述制动系统2具有多个车轮制动器3，它们分别配属于所述机动车1的一个车轮，以便在需要时能够产生车轮独有的制动力。为此，所述车轮制动器3与制动系统的压力分配器4相连接，该压力分配器将所提供的液压压力分配到车轮制动器3上。在此，要么为每个车轮制动器3分别分配一个入口阀5，通过该入口阀使得所提供的液压压力能针对车轮个别地使用，要么所述压力分配器4为相应的车轮制动器3具有相应的入口阀。

此外，所述制动系统2具有主制动缸6。所述主制动缸6与制动踏板7机械地耦合，所述制动踏板处于车辆内部空间中并且能由机动车的驾驶员来操纵。所述主制动缸6被构造为单一的制动缸或串联制动缸（Tandem-Bremszylinder），以便操作机动车1的一条或多条制动回路。根据本实施例，所述机动车具有制动回路8，所述车轮制动器3配属于该制动回路。为所述主制动缸6分配了开关阀9，通过该开关阀使得所述主制动缸在第一切换位置中与制动回路8相连接，并且在第二位置中与踏板感觉模拟器10相连接。如果所述开关阀9处于第二切换位置中，则通过对于制动踏板7的操纵由所述主制动缸6提供使用的液压量被挪移到制动踏板感觉模拟器10中并且不到达制动回路8中，使得所述主制动缸6与制动回路8液压地退耦。

在所述第一切换位置中，所述开关阀9将所述主制动缸6与压力产生单元11连接起来。该压力产生单元被构造用于在需要时在所述制动回路8中产生液压压力。为此，所述压力产生单元11例如与用于接纳并且提供液压介质的储箱12相连接，并且具有一个或多个在图1中未示出的、带有例如电马达的液压泵，借助于所述液压泵能够在所述制动系统8中在压力产生单元11的下游产生能分配到车轮制动器3上的液压压力。此外，所述制动回路8具有辅助压力产生单元13，其同样与储箱12相连接并且被构造用于在需要时在制动回路8中产生液压压力，该液压压力能够被分配到车轮制动器3上。在此，所述辅助压力产生单元13尤其与所述压力产生单元11相同，因而所述辅助压力产生单元13也具有一个或多个液压泵，所述液压泵尤其以电动的方式能够驱动或者被驱动。

此外，所述制动系统2具有控制设备14，该控制设备与所述压力产生单元11、13、压力分配器4和/或入口阀5并且与配属于制动踏板7的制动踏板行程传感器15相连接。在制动回路11中，所述压力产生单元11被连接在辅助压力产生单元13的后面，其中在所述压力产生单元11、13之间插入了第二开关阀16，该第二开关阀在第一切换位置中将压力产生单元11与辅助压力产生单元13连接起来，并且在第二切换位置中将其与所述辅助压力产生单元13分开或者中断连接。所述控制设备14也与两个开关阀9和16相连接，以便对其进行操控。所述控制设备14的所提到的连接在图1中出于简明原因而未示出。

在正常运行中，所述制动系统2作为线控制动系统（Brake-by-Wire-Bremssystem）、也就是作为机械地或液压地退耦的制动系统来工作。为此，所述控制设备14借助于制动踏板行程传感器15来检测制动踏板位置并且由此检测所述制动踏板7的操纵状态，并且根据通过制动踏板位置所识别的制动要求来操控所述压力产生单元11，使得该压力产生单元提供液压压力，所述液压压力通过入口阀5、尤其是压力调节阀或者压力分配器4来以车轮个别的方式被分配到车轮制动器3上，以便执行最优的制动过程。在此，所述开关阀9如此地被操控，使得该开关阀将主制动缸6与踏板行程感觉模拟器10连接起来。此外，所述开关阀16如此地被切换，便得其中断与所述辅助压力产生单元13的连接。由此确保，由所述压力产生单元11所产生的液压压力仅仅对车轮制动器3有好处。

此外，所述控制设备14被构造用于监控所述压力产生单元11的功能性能。如果所述控制设备14检测到制动要求，那么其就操控所述开关阀9，从而中断所述压力产生单元13与所述主制动缸6的连接。此外，如果所述控制设备检测到所述压力产生单元11的功能故障或者其失灵，那么该控制设备就操控所述开关阀16，从而建立所述压力产生单元11与所述辅助压力产生单元13的连接。此外，通过制动踏板操纵7所产生的制动要求现在通过所述控制设备14传导给辅助压力产生单元13，使得该辅助压力产生单元在制动系统8中产生所期望的液压压力。

通过打开所述阀16并且建立所述连接，由于在所述制动回路8中已经产生的压力，液压介质能够从制动回路8返回地朝着主制动缸6或踏板感觉模拟器10的方向回流，从而必须重新形成在所述制动回路8中的液压压力，由此产生一种短的时间间隔dT，在该时间间隔之内在所述制动回路8中的或者在所述车轮制动器3上的压力可能减小，正如在图3中所示的那样。

图3在此以关于时间t绘示的方式借助于特性曲线K示出了在所述制动回路8中存在的液压压力p，所述特性曲线K示出了由于制动要求而引起的压力变化曲线。所述特性曲线K在此示出了在传统情况中的、在所述持续时间dT中具有划虚线的区段的压力变化曲线。

但是，所述控制设备14在检测到制动要求时操控所述开关阀9，以便中断与主制动缸6的连接，通过这种方式实现的是，所述液压介质不能流出回到主制动缸6或储箱12，从而在所述制动回路8中的液压压力在最大程度上得到维持，正如通过在图3中的区段dT中的实线所示的那样。

由此，通过所述由控制设备14所执行的有利的方法来实现这一点，即：在从所述压力产生单元11转换到所述压力产生单元13上时避免了在所述制动回路8中的液压压力的短时间的降低。

图2以简化图示出了按照另一种实施例的制动系统2。从图1中已经知道的元件设有相同的附图标记，因而就这一点而言参照上面的描述。下面基本上仅仅探讨不同之处。

与图1的实施例不同，所述制动系统2现在具有两条制动回路8’和8’'，所述制动回路与压力产生单元11和13相连接并且分别具有第一开关阀16’或者16’’和第二开关阀9’或者9’’。所述主制动缸6在此被构造为串联缸，所述串联缸具有两个液压压力室，所述液压压力室分别与制动回路8’或者8’’之一相连接。

此外，所述制动系统2被划分为主单元17和从单元18。所述主单元17包括所述主制动缸6、开关阀16’、16’’、压力产生单元11、压力分配器4以及车轮制动器3。所述从单元18就此而言能够被称为辅助单元或紧急单元，该从单元具有开关阀9’和9’’以及压力产生单元13。

所述压力产生单元11、13被串联地连接，由此产生的结果是，如果所述压力产生单元13产生液压压力，则该液压压力通过所述压力产生单元11由车轮制动器3来输送。如果所述压力产生单元11失灵，则所述开关阀9’和9’’二者都关闭，以便中断与所述主制动缸6的连接并且由此中断与所述储箱12的连接，使得液压介质不可能流往那里，从而维持在所述制动回路8’和8’’中的液压压力p，正如在图3中所示出的那样。

为了也避免制动液或者液压介质的流出，每当所述控制设备14检测到压力要求或者制动要求时，所述开关阀9或者9’、9’’就由所述控制设备14操控或者说关闭。由此确保，每当所述压力产生单元11被操控用于产生液压压力时，所述开关阀9或9’、9 "就已经被关闭，从而在所述压力产生单元11失灵时能够快速地并且没有压力损失地转换到所述压力产生单元13上。

为此，所述控制设备14一方面就制动要求的出现而监控所述制动踏板7的制动踏板位置以及必要时存在的自主的制动系统。一旦识别到这样的情况，所述控制设备14就相应地操控所述开关阀9或者9’、9’’，以便将该开关阀关闭，从而中断从辅助压力产生单元13到主制动缸6的连接。

对于机动车1的驾驶员想通过对于制动踏板7的操纵来自己接管制动的情况来说，这也继续是可能的，因为优选在所述从单元18中存在的驾驶员制动愿望探测不会由于所述开关阀9 ’、9"或9的提早切换而受到影响。此外，由于在正常情况下、也就是说在所述主单元或者所述压力产生单元11正常地发挥功能时不存在的背压，而不对所述开关阀9’、9 "进行液压加荷，因而通过所述有利的方法没有提高所述开关阀9’、9’’、9的负荷。

Claims (10)

1.用来运行用于车辆、尤其是机动车（1）的液压的制动系统（2）的方法，其中所述制动系统（2）具有能由驾驶员操纵的主制动缸（6）和至少一条与所述主制动缸（6）相连接的制动回路（8），所述制动回路：具有至少一个能液压操纵的车轮制动器（3），其中在所述车轮制动器（3）之前连接有至少一个用于调节所述车轮制动器（3）的制动力的、能操控的入口阀（5）；具有能操控的压力产生单元（11），所述压力产生单元被构造用于：在出现压力要求时也在不取决于对于所述主制动缸（6）的操纵的情况下在所述至少一条制动回路（8）中产生液压压力；并且具有能操控的辅助压力产生单元（13），所述辅助压力产生单元被构造用于替代地在所述至少一条制动回路（8）中产生所述液压压力，其中就功能故障而对于所述压力产生单元（11）进行监控并且在识别出功能故障时操控所述辅助压力产生单元（13），以便产生所述液压压力，并且其中为所述压力产生单元（11）分配了第一开关阀（16；16’、16’’），以便建立或者中断与所述辅助压力产生单元（13）的连接，并且为所述辅助压力产生单元（13）分配了能操控的第二开关阀（9；9’、9’’），以便中断或者建立与所述主制动缸（6）的连接，其特征在于，就制动要求的出现而对于所述制动系统（2）进行监控，并且在检测到制动要求时操控所述第二开关阀（9；9’、9’’），以便中断与所述主制动缸（6）的连接。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在每次检测到制动要求时操控所述第二开关阀（9；9’、9’’），以便中断所述连接。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，分别在分别所检测到的制动要求的持续时间里操控所述第二开关阀（9；9’、9’’），以便中断所述连接。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在检测到制动要求时操控所述第一开关阀（16；16’、16’’），以便建立与所述辅助压力产生机构（13）的连接。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过为了建立连接而对所述第一开关阀（9）进行的操控，将所述压力产生机构（11）液压地与所述第二开关阀（9；9’、9’’）连接起来。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，为了检测所述制动要求，就对于配属于所述主制动缸（6）的并且能由驾驶员操纵的制动踏板（7）的操纵而对于该制动踏板（7）进行监控，并且/或者就制动要求的自动化的输出而对于所述车辆的控制设备进行监控。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述主制动缸（6）在正常运行中与所述制动系统（2）的踏板感觉模拟器相连接，并且所述第一开关阀（16；16’、16’’）被操控，以便将所述压力产生机构（11）的连接与所述辅助压力产生机构（13）分开。

8.用来运行用于车辆的液压的制动系统（2）的装置，其中所述制动系统（2）具有能由驾驶员操纵的主制动缸（6）和至少一条与所述主制动缸（6）相连接的制动回路，所述制动回路：具有至少一个能液压操纵的车轮制动器（3），其中在所述车轮制动器（3）的前面连接有至少一个能操控的入口阀（5），所述入口阀用于调节所述车轮制动器（3）的能操控的制动力；并且具有能操控的压力产生单元（11），所述压力产生单元被构造用于在检测到制动要求时也在不取决于对于所述主制动缸（6）的操纵的情况下在所述至少一条制动回路（8）中产生液压压力；并且具有能操控的辅助压力产生单元（13），所述辅助压力产生单元被构造用于替代地在所述至少一条制动回路中产生所述液压压力，并且其中为所述压力产生单元（11、13）分配了第一开关阀（16；16’、16’’），以便建立或中断与所述辅助压力产生单元（13）的连接，并且为所述辅助压力产生单元（13）分配了能操控的第二开关阀（9；9’、9’’），以便建立或中断与所述主制动缸（6）的连接，

其特征在于控制设备（14），所述控制设备专门被安排用于在按规定使用时执行根据权利要求1至7中任一项所述的方法。

9.用于车辆、尤其是机动车（1）的液压的制动系统（2），其中所述制动系统（2）具有能由驾驶员操纵的主制动缸（6），其中所述制动系统（2）具有能由驾驶员操纵的主制动缸（6）和至少一条与所述主制动缸（6）相连接的制动回路，所述制动回路：具有至少一个能液压地操纵的车轮制动器（3），其中在所述车轮制动器（3）的前面连接有至少一个能操控的入口阀（5），所述入口阀用于调节所述车轮制动器（3）的能操控的制动力；并且具有能操控的压力产生单元（11），所述压力产生单元被构造用于：在检测到制动要求时也在不取决于对于所述主制动缸（6）的操纵的情况下在所述至少一条制动回路（8）中产生液压压力；并且具有能操控的辅助压力产生单元（13），所述辅助压力产生单元被构造用于替代地在所述至少一条制动回路中产生所述液压压力，并且其中为所述压力产生单元（11、13）分配了第一开关阀（16；16’、16’’），以便建立或者中断与所述辅助压力产生单元（13）的连接，并且为所述辅助压力产生单元（13）分配了能操控的第二开关阀（9；9’、9’’），以便建立或中断与所述主制动缸（6）的连接，

其特征在于根据权利要求8所述的装置。

10.车辆、尤其是机动车（1），具有根据权利要求9所述的液压的制动系统（2）。

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