CN1148832A - 机动车制动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种用于机动车的制动系统，它设有防堵转保护调节器和/或电子制动力分配调节器。在故障状态下只当出于安全原因不允许时才关断这个调节系统。在所有另外故障类型时将保持调节器的故障运行。

Description

机动车制动系统
本发明涉及根据独立权利要求的用于机动车的一种制动系统。
当今的机动车制动系统，除传统的液压、气动式制动装置外还包括电子的附加功能，如防堵转保护(ABS)和/或前后轴之间的电子制动力分配(EBV)。这些附加功能在制动过程中对司机作出支持并改善了制动状态下机动车的稳定性及操纵性能。出于安全的原因需要采取措施来检验实现附加功能的电子控制单元以及机械和电气部件的性能。
由SAE论文890870“Sumitomo电子防堵转系统的电子控制单元”例如已公知了用于液压式制动装置的，除了对电子控制单元本身外还对故障状态时的关断路径的功能，尤其是阀继电器的功能，转数传感器的功能，压力控制阀的功能及回输泵的功能作出检验。在识别到故障时，除控制警报灯给司机信息外，最迟在结束一次运行的制动过程后关断防堵转保护调节器。
由WO94/12377A1公知了一种具有ABS及EBV的制动装置，其中在识别出一种故障状态时通过一个继电器将各阀的电源电压关断。这时不但使ABS调节器也使EBV调节器关断。后轴的过制动可以这样地避免，即后轮制动的阀可通过单独的电路继续供给电流并使后轴制动时的压力受到限制。
由DE-OS4112388(US专利，5,281,012)公知了一种在机动车前、后轴之间作制动力分配的调节器，其中这样地对后轴制动压力进行调节，即使得最慢的后轮及最快的前轮转数之差的预定值不被超过。由此避免部分制动区域中的后轴超制动。对制动力分配调节器附加地设置了一个防堵转保护调节器。但在故障情况下的电气及机械部件的措施没有给出。
通过在导言部分所述的在大多数故障情况下关断ABS调节器及EBV调节器的调节功能可能在制动过程中出现不希望有的情况，因为无调节功能可能在制动时在各轮上出现大的滑动量。在大的滑动量时轮子不再能传递侧面导向力。由此在该高滑动阶段期间将使机动车丧失操纵性能及稳定性。此外，在制动过程期间被堵转的轮子由于严重的磨损受到持久性损害。
因此本发明的任务在于，在一个防堵转保护调节器和/或一个制动力分配调节器的情况下给出技术措施，以避免上述的缺点。
该任务将通过独立权利要求的特征来解决。
根据本发明的优选形式提高了防堵转保护调节和/或制动力分配调节器的实用性能。
特别有利的是几乎在除控制单元外的所有故障情况下均能使制动力分配调节器保持工作，以致在这种运行状态下也可避免后轴的过制动，并能在制动过程中保证机动车的稳定性。
由此在具有液压式制动装置的机动车上可以用有利方式在故障状态下完全放弃使用液压部件，如减压器和/或放弃后轴制动阀附加电源的措施。
根据本发明优选方式在一个后轮及一个前轮的速度传感器的故障时、在调节元件故障并当其导致一个或两个后轮的制动丧失制动力或导致不可避免的前轴制动力上升时、在回输泵故障时、在关断路径故障例如阀继电器卡住或车电源欠压时，尤其体现其优点。
由以下实施例的描述及由从属权利要求可得到其它的优点。
下面将借助在附图中描绘的实施形式对本发明作详细说明。附图为：
图1表示该制动系统的概要电路框图；及
图2表示一个流程图，它是关于决定实行ABS调节和/或EBV调节的一个程序。
图1表示一个制动系统的概要电路框图，其中使用了根据本发明的优选方式。这里标号10表示一个控制单元，它由至少一个微计算机12构成。该微计算机通过母线系统14与一个输入组件16及一个输出组件18形成数据和信息交换连接。在一个优选实施例中微计算机12包括一个防堵转保护调节器20，一个制动力分配调节器22及一个故障监测单元24。这些调节器及该故障监测单元的工作原理已由导言部分所述的现有技术所公知。
在另一优选实施例中，微处理机12包括一个防堵转保护调节器及故障监测单元24，或仅包括制动力分配调节器22及故障监测单元24。
对于输入组件16输入地连接了：机动车前、后轴的转数传感器30至32的输入导线26至28，制动踩板开关36的输入导线34，制动装置回输泵40的输入导线38及阀继电器44的导线42。通过导线38及42输入用于监视相应元件适当电位的信息或故障信息。输入导线46将输入组件16与供电电压48相连接。此外输入地连接了导线50至52，它们输入用于监视进入阀及排出阀必要的信号值。从控制单元10的输出组件18将第一输出导线54连接到阀继电器44，将输出导线56至58连接到各个轮制动器的调节元件60至62，及将另一输出导线64至少连接到一个警报灯66。
在制动系统故障运行状态下，在至少一个轮子被抱死堵转时防堵转保护调节器通过分设的调节元件的确定控制使制动器释放。在液压或气动式制动装置的情况下，调节元件可被理解为例如进入阀及排出阀。对此在该优选实施例中借助由所有轮转数构成的速度差中的一个即相应轮的转数偏差来识别堵转。在进入该所谓的ABS状态前，通过制动力分配调节器来保护后轴制动器不被过制动。这就是说后轴的轮子不在前轴的轮子以前发生堵转。这在该优选实施例中将根据导言部分所述现有技术来兑现。然后通过相应后轮制动器的调节元件的控制这样地调节后轴制动力，即最慢的后轮将比最快的前轮的转动慢一个预定的差值。以此方式可以避免使后轮处于倾向于堵转的运行区域。随后进行对后轮制动力的限制，该限制体现了在避免后轴轮堵转的方向上在部分制动区域中偏离了由制动装置给出的前、后轴之间的制动力分配。
故障检测单元检测微计算机的功能及控制单元10的其它组件的功能并监测外部元件，尤其是转数传感器30至32，制动踩板开关36，阀继电器44，回输泵40及调节元件60至62的功能。在该优选实施例中这些故障监测措施将以公知方法实施。如果识别了一个故障，微计算机12控制警报灯66发给司机信息，司机将使防堵转保护调节器和/或制动力分配调节器停止工作并转换成普通制动，部分地停止它们的工作或维持它们的功能，这些将如后面所述。这也适合车上电源欠压的情况。这将由故障监测单元24通过将导线26输入的车上电源电压与预定极限值比较来作出。当额定电压值12V的供电电压落在小于10V，大于5 V的范围中时将识别为欠压。在低于5V时推断为丧失电源电压。
故障识别单元确定出发生的故障的位置，并根据本发明的优选方式确定面对故障将以何方式继续执行调节功能。由此避免在故障状态下完全关断防堵转保护调节器及制动力分配调节器，这将提高了调节的实用性及改善了机动车的运行安全性。即使在这种或那种情况下带来了很小的功能损失和/或舒适性损失时，在大多数故障情况下这对司机在调节功能上也提供了有利的影响。
在一个优选实施例中当一个后轮上的转数传感器故障时使该信号的求值截止，并将还在工作的第二后轮上的转数传感器的信号用于防堵转保护调节及制动力分配调节的求值。为此在速度求值时用无故障的信号来取代故障的信号。虽然信息的损失会导致调节性能的变差，但是保证了调节器的可应用性。
当一个前轮上的转数传感器故障时将在一故障运行的范围内保持防堵转保护调节器的工作，其中对于相应的前轮假定一估计的车速度并在构成参考速度时不予考虑该前轮的转数信息。
当后轴上的调节元件有故障时，将导致后轴制动器制动作用的损失，而制动力分配调节器及防堵转保护调节器不变化地继续工作。例如当在液压或气动式制动装置的情况下，由于相应进入阀的短路引起持续地进流并由此使后轴制动器的压力调节阻断时，将会出现这种故障。这种措施的优点在于，当调节器继续工作时相对关断来说可保留侧面导向力的增益，尽管制动功率有些无关紧要的损失。
如果在前轴制动器的调节元件区域内出现故障，并造成该制动器上不可避免的制动力上升的后果，将在排除前轴制动器的情况下使防堵转保护调节器继续工作及使制动力分配调节器不变化地继续工作，这样作被证实是有利的。例如当在液压或气动式制动装置的情况下由于管路断裂或短路使进入阀不再能调节并因此不可避免地由司机调节前轴制动器的压力时，将出现这类故障。
在具有封闭的液压式制动装置的机动车上也可能在回输泵上出现故障。在这种故障的情况下出于安全的原因将关断防堵转转保护调节器。有故障的回输泵不能再泵出在ABS调节期间压力下降时从相应的轮制动器向存储室排放的压力。因此其后果将是在轮制动器上不再有可下调的制动作用。因为不再能保证存储室排放，故在该故障情况下必须关断防堵转保护调节器。与此相反，制动力分配调节器可继续工作。由于对于制动力分配实际上是通过阻断进入阀来限制后轮的制动压力，该功能在回输泵故障时也可执行。这时在后轮制动器上也可进一步进行压力下降控制。在调节结束时，这时不再操作制动踩板，相应的排出阀短时的开通并以此放式使排流压力返回到制动回路中。
基于以上所述表明，在液压式或气动或制动装置上即使当所有排出阀故障时，与防堵转保护调节器相反，制动力分配调节器仍继续工作，这是有利的。因为对于制动力分配由司机预给的预定压力实际上通过进入阀的控制来限制，对排出阀的持续控制或不可控制对于制动力分配的功能几乎不起任何有用的作用。
另一种可能的故障状态是出于安全原因所考虑的控制调节元件的继电器的电源或半导体元件的电源。如果电源不再会中断，虽然出现了系统故障，对此司机可通过警报灯的控制得到指示，然而防堵转保护调节器及制动力分配调节器的功能并未受到损害。在这种系统故障时，因此这些调节器功能还继续起作用。
相应地这也适合于手制动开关故障或另外的仅用于改善功能的元件或信号的故障的情况。
在车电源欠压时，制动力分配调节器与防堵转保护调节器相反将继续工作。
当控制装置内部故障时，即识别出微计算机或输入组件及输出组件故障时，则不再能保证制动系统的安全运行。在此情况下，因此需关断这两个调节器。
对于以上所述的根据本发明的优选实施方式将用图2a及2b中的流程图说明如下。
当由故障监测单元24识别出制动系统中的至少一个故障时，将导入在图2a及2b中所示的流程图。在程序部分开始后在第一步骤100上将询问：故障监测单元24是否识别出一个制动系统的内部故障，即例如微计算机、输入/输出组件范围内的一个故障，电源故障等。如果是这种情况，则根据步骤102既关断防堵转保护调节器(ABS)又关断制动力分配调节器(EBV)。在这种内部故障下继续工作将可能引起不期望的工作状态。在步骤102后将控制警报灯(103)并使该程序部分结束。
如果在步骤100上未出现任何内部故障，则被分支到一个程序部分，在该程序部分中将根据监测出的故障来确定防堵转保护调节器的故障运行。
在第一访问步骤104上将检验：故障监测单元是否至少识别出制动力下降路径中的一个故障，例如在液压式制动装置的情况下回输泵的故障或至少一个排出阀的故障，或识别出欠压。在此情况下将在步骤106上关断防堵转保护调节器并启动警报灯。在步骤106后将根据图2b的程序部分为了监测制动力分配调节器的故障运行而继续进行下去。
如果在步骤104上确定出未出现上述任何故障，将在随后的询问步骤108上检验：是否确定出一个轮速度传感器上的故障。如果是该情况，将在步骤110上继续询问：是否该故障出现在车的一个后轮上。当为肯定时，则在步骤112上维持防堵转保护调节器的功能，其中与涉及故障的后轮根据未涉及故障的后轮的轮数信号来调节并且取消故障信号的求值。此外在该故障情况下控制警报灯启动。然后在步骤114上检验；是否在前轮速度传感器上出现故障。如果是这种情况，将根据步骤116维持防堵转保护调节器，涉及故障的前轮的轮转数信号由估计的参考速度信号Vref来代替并启动警报灯。这时该参考速度仅基于未涉及故障的转数信号来构成。该措施用于在所涉及的前轮上可以建立必要的制动力。然后在步骤114后的步骤118上检验：是否监测到的故障引起了一个前轮进入阀不能受控制。如果情况为肯定，则根据步骤120部分地维持防堵转保护调节器，其中将调节涉及故障的前轮的调节器部分关断。这虽然对防堵转保护调节器的功能产生影响，然而由于剩下的前轮可由防堵转保护调节器避免被堵转，这相对于全部关断来说可达到制动过程中车稳定性的显著改善。此外在步骤120上控制警报灯启动。在步骤118得出否定以后及在步骤120以后，将在步骤122上在所有另外出现的故障情况下，例如阀继电器粘接、制动踩板开关故障等情况下使防堵转保护调节器不受限制地维持，只要这时提高可使用性的优点能超过一些功能限制的缺点。
这里应该注意到：在一个轴所有轮子上的速度传感器的故障情况下，在会引起制动力误上升的前轴调节元件故障的情况下及在会引起两个后轮制动器上不可避免的制动力上升的调节元件故障的情况下，均被认为是内部故障，并根据程序步骤102关断防堵转保护调节器及EBV调节器。在这个意义上上述的优选形式仅适用于单故障，而非双故障或多故障的情况。
在故障状态下检验了防堵转保护调节器的故障运行后，将在步骤122及步骤106后继续执行图26中的用于监测制动力分配调节器故障运行的程序部分。
这时在步骤124上对于液压式制动装置检验是否存在回输泵的故障。如果是该情况，则在步骤126上维持制动力分配调节器，并附加上，为了在制动踩板操作结束后的压力下降由司机短时地控制轮制动器的排出阀。通过该措施，即使当回输泵故障时也能在新的制动力分配调节情况下不但限制了后轮制动压力，而且也能实现后轮制动的压力下降。
在步骤126及步骤124后面，在询问步骤128上检验是否在一个后轮上出现转数传感器的故障。如果是这种情况，将在步骤130上类似于步骤116地继续使制动力分配调节器工作，其中仅是将由一个正确工作的后轮速度传感器输出的信号作为调节用的输入量使用。如果在后轮上不存在传感器故障，则在步骤132上检验是否在一个前轮速度传感器上出现故障。如果情况是这样，则在步骤133上EBV调节器类似于ABS调节器地基于无故障的前轮转数信号进行计算。在步骤132上否定的后面在所有另外的故障的情况下，例如前轴或后轴制动器的调节元件故障、欠压、制动踩板开关或阀继电器的故障情况下，将不受影响地维持制动力分配调节器的工作(步骤134)，只要这些故障根据程序部分100不被认为是内部故障。这里应该注意，当一个后轮调节元件故障导致后轮制动器上制动压力误上升时，将使制动能力变坏，然而相对于这种制动能力变坏获得了侧面导向力的增益。在步骤133及134以及120后结束该程序部分并在给定时间时重复进行。
综合起来可以确定，根据本发明的优选方式实质上提高了防堵转保护调节器和/或制动力分配调节器的可使用性，因为仅是在出于安全的原因绝对必需关的情况下，才将调节器关断。在所有其它情况下继续执行调节器功能，其中是以功能损失一些作为代价的，然而这种损失还被保留的调节功能的稳定作用所补偿。
此外还应指出，当出现多个不同的故障时相应的各措施可同时被应用。
在该优选实施例中可使用如导言部分所述的现有技术的EBV调节器，该调节器将最慢后轮与最快前轮的转数差与一给定值相比较及这样地调节后轴制动力，以使得该预定差值不被超过。
在另外的实施例中，具有上述优点的本发明优选方式也可与另外的EBV调节器结合地使用。例如可设置这样一个EBV调节器，它检测轴负载并根据检测的轴负载值来求得给定延时值或给定压力值。
当仅出现了这样的故障，它会导致制动作用安全性、制动稳定性和/或操纵性的重大损害时，如控制单元内部的故障，影响制动力的调节元件和/或电源的故障时，才发生ABS调节和EBV调节的停止工作；而在单故障，它不会导致制动作用安全性、制动稳定性和/或操纵性的重大损害的情况下，至少在限制的范围内保留防堵转保护调节器的工作。
在该优选实施例中，根据本发明的优选方式应用在液压式制动装置的范围内。在另外的优选实施例中，根据本发明的优选方式在具有ABS功能及电子制动力分配功能的电动液压式、机电式、气动式及电动气动式制动装置上被证实是适用的。

Claims (11)

1、用于机动车的制动系统，具有至少一个控制单元，该控制单元包括至少一个防堵转保护调节器及一个故障监测单元，该故障监测单元不仅识别控制单元内部的故障而且识别控制单元外部的元件及导线和它们的电源的故障，其特征在于：故障监测单元在对识别的故障状态估价后引起防堵转保护调节器的停止工作，限制地继续工作或在完整的功能范围上继续工作，其中仅在会导致制动作用安全性、制动稳定性和/或操纵性的重大损害的故障情况下，如控制单元内部的故障，影响制动力的调节元件和/或电源的故障时才实行停止该调节器的工作，而在单故障、它不会导致制动作用安全性、制动稳定性和/或操纵性的重大损害的情况下，至少在限制的范围内保留防堵转保护调节器的工作。
2、用于机动车的制动系统，具有至少一个控制单元，该控制单元包括至少一个前、后轴制动器之间的制动力分配调节器及一个故障监测单元，该故障监测单元识别控制单元内部的故障及识别控制单元外部的元件及导线以及控制单元电源的故障，其特征在于：在控制单元内部故障时关断制动力分配调节器，否则在单故障的情况下至少在限制的范围内使该调节继续工作。
3、根据权利要求1所述的制动系统，其特征在于：在一个后轮上的速度传感器故障时基于替代信号使防堵转保护调节器和/或制动力分配调节器继续工作。
4、根据权利要求3的制动系统，其特征在于：速度信号的替代信号是一个功能正常的速度传感器的速度信号。
5、根据上述权利要求中一项所述的的制动系统，其特征在于：在一个前轮上的速度传感器故障时基于替代信号使防堵转保护调节器和/或制动力分配调节器继续工作。
6、根据权利要求5的制动系统，其特征在于：替代信号是估计的车速度，其中根据机动车功能正常的速度传感器的信号来确定该车速度。
7、根据权利要求1至6中一项所述的制动系统，其特征在于：当一个轴的所有速度传感器故障时，当前轴上的一个调节元件故障、导致一个前轴制动器的制动力误上升时及在至少一个调节元件故障、导致两个后轮制动器的制动力不可避免的上升时，关断防堵转保护调节器和/或制动力分配调节器。
8、根据权利要求1至7中一项所述的制动系统，其特征在于：当一个调节元件故障、导致一个前轮制动力不可避免地上升时，不管故障使防堵转保护调节器和/或制动力分配调节器继续保持工作。
9、根据权利要求2至8中一项所述的制动系统，其特征在于：在液压式制动装置上，当回输泵故障时使制动力分配调节器保持工作，其中在制动力分配调节结束时，只要制动踩板不被操作，当压力下降控制时使相应的排出阀开通。
10、根据权利要求2至9中一项所述的制动系统，其特征在于：当前轴制动器或后轴制动器上调节元件故障、导致制动力下降的错误可能性时或当欠压时使制动力分配调节器保持工作。
11、根据以上权利要求中一项所述的制动系统，其特征在于：为了前、后轴之间的制动力分配调节，这样地调节后轴的制动力，即最慢的后轮和最快的前轮之间的差速不超过一个预定值。
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