CN116279367A - 线控制动系统 - Google Patents

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Zf Active Safety Co ltd
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Abstract

本发明涉及一种线控制动系统。用于具有至少两个能够被制动的车轮的车辆的线控制动系统包括至少两个制动致动器单元，每个制动致动器单元均能与车辆的能被制动的车轮中的一个车轮相关联。制动系统还包括：制动致动单元，该制动致动单元用于由驾驶员致动以进行制动，并具有用于检测驾驶员对制动致动单元的激活的至少一个传感器；加速致动单元，该加速致动单元具有用于检测驾驶员对加速致动单元的激活的至少一个传感器；以及至少一个电子控制单元，该电子控制单元适于操作一个或两个制动致动器单元，以便在相关联的车轮处产生制动力。控制单元适于在制动致动单元发生故障或失效的情况下，基于加速致动单元的激活来操作制动致动器单元。

Description

线控制动系统
技术领域
本发明涉及一种线控制动系统。
背景技术
在线控制动系统中，具有机电制动致动器的制动致动器单元与每个单独车轮相关联。
在这种系统中，驾驶员通过制动踏板仅以电子方式请求激活制动致动单元。基于此激活，然后借助一个或多个电子控制装置来操作各个制动致动器单元。在制动踏板与制动致动器单元之间没有机械连接。
因为制动系统是与安全有关的车辆装置，所以制动系统中至少有某些部件或功能是传统的冗余设计，以便即使发生故障或缺陷，制动系统也能可靠地操作。换而言之，在制动系统中提供冗余，以实现高度的操作可靠性。
在以前的线控系统中，提供了作为后备级别的额外液压制动装置(例如，被称为“推入式”)。
然而，这(额外液压制动装置)与高额的支出和高成本有关。此外，还需要额外的安装空间，车辆的重量也会增加。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种优化的线控制动系统，该线控制动系统具有特别高的操作可靠性。
根据本发明，这一目的是借助一种用于具有至少两个能够被制动的车轮的车辆的线控制动系统来实现的。该线控制动系统包括至少两个制动致动器单元，每个制动致动器单元均能与所述车辆的能被制动的所述车轮中的一个车轮相关联。线控制动系统进一步包括：制动致动单元，该制动致动单元用于由驾驶员致动以进行制动，并具有用于检测所述驾驶员对所述制动致动单元的激活的至少一个传感器；加速致动单元，该加速致动单元具有用于检测所述驾驶员对所述加速致动单元的激活的至少一个传感器；以及至少一个电子控制单元，该电子控制单元适于操作一个或两个所述制动致动器单元，以便在相关联的车轮处产生制动力。所述控制单元适于在所述制动致动单元发生故障或失效的情况下，基于所述加速致动单元的激活来操作所述制动致动器单元。
借助根据本发明的制动系统，制动系统的操作可靠性得到了极大的改善。即使在制动致动单元完全失效的情况下，驾驶员仍然能够借助加速致动单元来启动制动操作。加速致动单元通常是加速踏板。
在发生故障的情况下，额外的后备级别允许车辆安全停车之后车辆继续行驶。
如果制动致动单元的激活不再被可靠地检测或进一步处理，则制动致动单元存在故障或失效。
为了允许制动致动器单元基于加速致动单元的激活进行操作，加速特征曲线(特别是加速踏板特征曲线)被调整为朝向小偏转的剩余区域可用于可变减速请求。这意味着在控制单元中存储有至少两条不同的加速特征曲线，其中一条在无故障驾驶操作的情况下是最重要的，另一条在制动致动单元发生故障或失效的情况下使用。
加速致动单元优选包括加速踏板，并且所述控制单元被如此配置，以至于在所述制动致动单元出现故障或失效的情况下，所述控制单元基于所述加速致动单元的未致动状态，将所述加速踏板的低于阈值的偏转检测成制动信号。因此，驾驶员有可能请求减速值，可以通过释放加速踏板而将该减速值调配在一定限度内。
如果偏转高于阈值，则控制单元就会像以前一样，检测加速请求。因此，驾驶速度可以适于交通流，这样，即使在制动致动单元完全失效的情况下，也可以安全地继续行驶到目的地。
例如，如果偏转低于阈值，可以设定限定的减速。
然而，更优选的是，所述控制单元适于基于所述加速踏板的低于所述阈值的偏转得出在所述制动致动单元出现故障或失效的情况下所需的减速程度。因此，驾驶员可以以一种特别有针对性的方式影响驾驶行为(特别是车辆速度)，这同样有助于提高驾驶安全性。
根据另一方面，所述控制单元适于根据至少一个驾驶参数调整减速程度，其中，所述至少一个驾驶参数尤其是驾驶速度、道路状况、转向角和/或整体驾驶情况。这同样有助于在驾驶行为受到减速的不利影响或避免驾驶行为受到减速的不利影响的情况下提高驾驶安全性。
在所述制动致动单元出现故障或失效的情况下的所述减速程度被限制在最大值。从而避免了车辆的过度突然制动。
所述制动致动单元包括例如制动踏板，该制动踏板具有用于检测所述驾驶员对所述制动致动单元的所述激活的至少两个传感器，特别是其中有用于检测所述制动踏板的偏移的至少一个传感器和用于检测制动力的至少一个力传感器。通过提供两个传感器，可以冗余地检测激活。因为有用于检测制动踏板的偏转的至少一个传感器，例如位置传感器或角度传感器，并且有用于检测制动力的至少一个力传感器，即，有两种不同类型的传感器，所以检测精度得到提高。
所述制动致动单元可以具有多个信号处理单元，一个信号处理单元可以与用于检测所述制动踏板的所述偏转的所述至少一个传感器相关联，另一个信号处理单元可以与所述至少一个力传感器相关联，其中，所述信号处理单元与所述控制单元电联接。通过提供至少两个信号处理单元，可以冗余地检测驾驶员对制动致动单元的激活。作为与控制单元联接的结果，检测到的信号可以被传送到控制单元并进一步处理。
所述控制单元优选配置成当多个传感器或多个信号处理单元已经失效时，基于所述加速致动单元的所述激活来操作所述制动致动器单元。这意味着，一旦信号不能再从制动致动单元传送到控制单元，或者根本不能检测到制动致动单元的激活，就可以基于加速致动单元的激活建立制动请求。从而实施前面已经提到的额外的后备级别。
例如，所述控制单元包括用于所述制动致动单元的每个信号处理单元的单独控制器，并且该控制器进一步处理由相关联的信号处理单元传送的信号。从而实施了额外的冗余。
所述控制单元优选适于当所述制动致动器单元基于所述加速致动单元的激活操作时向所述驾驶员传送信号。该信号可以是驾驶员警报或服务请求。因此，在制动致动单元失效的情况下，驾驶员可以相应地调整其驾驶方式。传送给驾驶员的信息特别是制动致动单元的激活为无效的信息，并且车辆的减速是通过释放加速踏板实现的。
根据一个方面，只要所述制动致动器单元基于所述加速致动单元的激活操作，所述至少一个驾驶参数就被限制，特别是其中被限制的驾驶参数可以是驾驶速度和/或允许的剩余驾驶距离。这同样也有助于提高驾驶安全性。通过激活加速致动单元来启动制动操作，这需要提高驾驶员的注意力，因为这不是通常的做法，为此，限制驾驶速度是有利的。通过限制允许的剩余驾驶距离，确保制动系统在制动致动单元失效后得到及时的修复。
附图说明
根据以下描述和供参考的附图，本发明的其他优点和特征将从变得显而易见。在附图中：
图1示意性地示出了根据本发明的制动系统；
图2借助图表示出了根据第一种情况的制动操作，在这种情况下，制动致动单元在制动操作中失效；
图3借助图表示出了根据另一种情况的制动操作，在这种情况下，制动致动单元在制动操作开始之前已经失效；以及
图4借助图表示出了根据第三种情况的制动操作，在这种情况下，当制动致动单元已经失效时，反复执行制动和加速。
具体实施方式
图1示意性地示出了用于具有四个能够被制动的车轮12、14、16、18的车辆的线控制动系统10。特别是，该车辆有两个前车轮和两个后车轮。
制动致动器单元20与每个轮12、14、16、18相关联。
制动致动器单元20各自包括例如具有电动马达和主轴驱动器的机电致动器，为简单起见，图中没有示出该机电致动器。没有提供液压致动器。
借助制动致动器单元20，与每个车轮12、14、16、18相关联的制动蹄可以移动并压在制动盘上，以制动车辆。
制动系统10另外包括制动致动单元22，用于由驾驶员致动以进行制动。
制动致动单元22具有制动踏板24，该制动踏板可以由驾驶员用脚来致动。
在示例性实施方式中，制动致动单元22另外包括：两个传感器26，用于检测制动踏板24的偏转；以及力传感器28，用于在驾驶员激活制动致动单元22的情况下检测制动力。换而言之，传感器26、28用于检测驾驶员的制动意图，驾驶员借助制动踏板24的致动传达该制动意图。
制动致动单元22另外具有两个信号处理单元30。信号处理单元30与每个传感器26相关联，用于检测制动踏板24的偏转。两个信号处理单元30中的一者另外与力传感器28相关联。如果存在额外的传感器26、28，这些传感器同样可以与两个信号处理单元30中的一者相关联。另选地，也可以存在更多的信号处理单元30。
信号处理单元30可以检测、处理和转发由传感器26、28测得的信号。
每个信号处理单元30均具有相关联的能量供应单元32，该能量供应单元为信号处理单元30供应能量。
制动致动单元22的信号处理单元30可以经由信号线31相互通信。
特别是，信号处理单元30可以为了同步交换信息或交换关于制动力的信息或其他信息。
制动致动单元22另外具有制动力模拟器34，该制动力模拟器产生背压，该背压对抗驾驶员施加在制动踏板24上的压力。
制动系统10另外包括加速致动单元36，该加速致动单元具有加速踏板38和至少一个传感器40，传感器40用于检测驾驶员对加速致动单元36的激活。在示例性实施方式中，加速致动单元36包括两个传感器40，用于检测加速踏板38的偏转。传感器40是例如位置传感器和/或角度传感器。另选地或另外，可以提供至少一个用于检测致动力的力传感器。
加速致动单元36同样包括信号处理单元42。该信号处理单元与传感器40相关联。
信号处理单元42也具有相关联的能量供应单元44，该能量供应单元为信号处理单元42供应能量。
制动系统10还包括驻车制动器46，该驻车制动器具有驻车制动致动单元48，该驻车制动致动单元可以由驾驶员致动，以触发驻车制动器46。
制动系统10还具有电子控制单元50，该电子控制单元适合于操作制动致动器单元20，以便在相关联的车轮12、14、16、18上产生制动力。
信号处理单元30、42与控制单元50连接(特别是经由信号线52)以传送信号。
驻车制动器46同样经由信号线54与控制单元50连接，以传送信号。
控制单元包括用于制动致动单元22的每个信号处理单元30的单独的控制器56。
在这种情况下，控制器56适于进一步处理由相关联的信号处理单元30传送的信号。
特别是，控制器56可以各自操作一个或多个制动致动器单元20，以便在相关联的车轮12、14、16、18上产生制动力。
在示例性实施方式中，一个控制器56操作两个制动致动器单元20。
另选地，也可以构想，每个控制器56均与所有的制动致动器单元20连接，以便传送信号，并且操作这些致动器单元。在一个控制器56失效的情况下，另一个控制器56可以因此操作所有的制动致动器单元20。
还另选地，控制单元50可以包括用于每个制动致动器单元20的单独的控制器56，该控制器直接操作制动致动器。
控制器56同样借助信号线58相连接，特别是经由总线。
根据本发明，控制单元50适于在制动致动单元22出现故障或失效的情况下，基于加速致动单元36的激活来操作制动致动器单元20。
如果传感器26、28、信号处理单元30和/或信号线52失效，就会存在制动致动单元22的故障或失效。
更具体地，控制单元50如此配置，以至于在制动致动单元22出现故障或失效的情况下，它基于加速致动单元36的未致动状态，将加速踏板38的低于限定阈值的偏转检测成制动信号。
图2中示出了根据第一种情况使用根据本发明的线控制动系统10的制动操作。
图2示出了一个图，其中针对制动踏板24和加速踏板38两者，随着时间(秒)推移绘制检测到的关于制动致动器单元20操作的踏板行程(毫米)。
检测到的制动踏板24的踏板行程由曲线60示出。检测到的加速踏板38的踏板行程由曲线62示出。
此外，车辆速度借助曲线64示出，并且由于激活加速致动单元36而产生的减速请求借助曲线66示出。
在图2中所示的情况下，制动致动单元22最初被激活(特别是借助制动踏板24的致动)，这从传感器26、28检测到的不断增大的踏板行程可以看出。
车辆速度随之下降。
在时间t1，传感器26、28中的一者失效。然而，由于有多个传感器26、28，因此制动操作可以正常继续。
在这种情况下，控制单元50可以向驾驶员传送信号，以便将失效告知给驾驶员。
在时间t2，制动致动单元22完全失效，即，制动致动单元22的激活或者制动踏板24的踏板行程不能被检测到或不能传送到控制单元50。
从时间t2开始，制动致动器单元20可以基于加速致动单元36的激活进行操作。
这意味着，当驾驶员从时间t2开始踩下加速踏板38时，控制单元将其解释为减速请求而不是加速请求。
为了能够继续加速而不仅仅是制动车辆，控制单元50被如此配置，以至于在制动致动单元22发生故障或失效的情况下，基于加速致动单元36的未致动状态，将加速踏板38的低于阈值S的偏转检测成制动信号，该阈值S在图2中借助虚线示出。
控制单元50另外适于在制动致动单元22发生故障或失效的情况下，基于加速踏板38低于阈值S的偏转，得出所需的减速程度。
因此，减速的大小与加速踏板38的偏转相反，即，驾驶员踩下加速踏板38的量越少，车辆的减速程度就越大。
如果超过了阈值S，并且加速踏板38被踩得超过了阈值S(就像在时间t3发生的那样)，这被控制单元50解释为纯加速请求。因此，车辆速度从时间t3开始再次增大。
因此，加速踏板38的致动范围被划分为减速范围和加速范围。
在图2中，加速踏板38的最大行程GMax借助虚线来示出。
从图2中也可以看出，车辆的速度在t2到t3的时间段内比在t1到t2的时间段内下降得更慢。
这是因为在制动致动单元22发生故障或失效的情况下，减速的程度被限制在最大值。这就避免了如果驾驶员不激活加速致动单元36，在制动致动单元22失效后，在驾驶员对此没有准备的情况下，车辆立即突然制动。
控制单元50另外可以适于根据至少一个驾驶参数来调整减速的程度，其中至少一个驾驶参数尤其是驾驶速度、道路状况、转向角和/或整体驾驶情况。因此，在制动致动单元22失效的情况下，能够使加速程度适应驾驶情况。
控制单元50另外适于在制动致动器单元20基于加速致动单元36的激活而进行操作时向驾驶员传送信号。驾驶员因此被告知，从那时起制动踏板24的致动是无效的。
此外，只要制动致动器单元20基于加速致动单元36的激活进行操作，就可以限制各种驾驶参数，特别是其中限制的驾驶参数是驾驶速度和/或允许的剩余驾驶距离。
图3示出了根据另一种情况的制动操作。
在根据图3的情况下，在驾驶员启动制动操作之前，制动致动单元22失效。
因此，曲线60以零延伸，因为由于制动致动单元22的失效，没有检测到制动踏板24的踏板行程。
如果在失效时加速踏板38的偏转低于阈值S，则在时间t2自动开始制动操作，即便这并不是驾驶员的意图。
然而，驾驶员能够通过控制单元50传送的信号，识别出制动致动单元22已经失效。
为了维持车辆速度或为了再次加速，驾驶员必须将加速踏板38踩到超过阈值S的位置。一旦在时间t4超过阈值S，车辆就会加速。
图4示出了另一驾驶情况，该情况延续了图3的情况。
特别是，如已经关于图3描述的，驾驶员在制动致动单元22失效后开始加速。
从时间t5开始，驾驶员希望再次降低车辆速度。
通过在阈值S以上释放加速踏板38，车辆已经由于较低的加速度而稍微减速。
一旦加速踏板38被释放到低于阈值S的区域，车辆就会通过制动致动器单元20的操作主动减速。
特别是，减速增加到最大值。

Claims (12)

1.一种用于具有至少两个能够被制动的车轮(12、14、16、18)的车辆的线控制动系统(10)，该线控制动系统包括：
至少两个制动致动器单元(20)，每个制动致动器单元均能与所述车辆的能被制动的所述车轮(12、14、16、18)中的一个车轮相关联；
制动致动单元(22)，该制动致动单元用于由驾驶员致动以进行制动，并具有用于检测所述驾驶员对所述制动致动单元(22)的激活的至少一个传感器(26、28)；
加速致动单元(36)，该加速致动单元具有用于检测所述驾驶员对所述加速致动单元(36)的激活的至少一个传感器(40)；
至少一个电子控制单元(50)，该电子控制单元适于操作一个或两个所述制动致动器单元(20)，以便在相关联的车轮(12、14、16、18)处产生制动力，
其中，所述控制单元(50)适于在所述制动致动单元(22)发生故障或失效的情况下，基于所述加速致动单元(36)的激活来操作所述制动致动器单元(20)。
2.根据权利要求1所述的制动系统(10)，其特征在于，所述加速致动单元(36)包括加速踏板(38)，并且所述控制单元(50)被如此配置，以至于在所述制动致动单元(22)出现故障或失效的情况下，所述控制单元基于所述加速致动单元(36)的未致动状态，将所述加速踏板(38)的低于阈值(S)的偏转检测成制动信号。
3.根据权利要求2所述的制动系统(10)，其特征在于，所述控制单元(50)适于基于所述加速踏板(38)的低于所述阈值(S)的偏转得出在所述制动致动单元(22)出现故障或失效的情况下所需的减速程度。
4.根据前述权利要求中任一项所述的制动系统(10)，其特征在于，所述控制单元(50)适于根据至少一个驾驶参数调整减速程度，其中，所述至少一个驾驶参数尤其是驾驶速度、道路状况、转向角和/或整体驾驶情况。
5.根据前述权利要求中任一项所述的制动系统(10)，其特征在于，在所述制动致动单元(22)出现故障或失效的情况下的所述减速程度被限制在最大值。
6.根据前述权利要求中任一项所述的制动系统(10)，其特征在于，所述制动致动单元(22)包括制动踏板(24)，该制动踏板具有用于检测所述驾驶员对所述制动致动单元(22)的所述激活的至少两个传感器(26、28)，特别是其中有用于检测所述制动踏板(24)的偏转的至少一个传感器(26)和用于检测制动力的至少一个力传感器(28)。
7.根据权利要求6所述的制动系统(10)，其特征在于，所述制动致动单元(22)具有多个信号处理单元(30)，一个信号处理单元(30)与用于检测所述制动踏板(24)的所述偏转的所述至少一个传感器(26)相关联，另一个信号处理单元(30)与所述至少一个力传感器(28)相关联，其中，所述信号处理单元(30)与所述控制单元(50)电联接。
8.根据权利要求7所述的制动系统(10)，其特征在于，所述控制单元(50)被配置成当多个传感器(26、28)或多个信号处理单元(30)已经失效时，基于所述加速致动单元(36)的所述激活来操作所述制动致动器单元(20)。
9.根据权利要求7或8所述的制动系统(10)，其特征在于，所述控制单元(50)包括用于所述制动致动单元(22)的每个信号处理单元(30)的单独控制器(56)，并且该控制器进一步处理由相关联的信号处理单元(30)传送的信号。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的制动系统(10)，其特征在于，所述控制单元(50)包括用于每个制动致动器单元(20)的单独控制器(56)，并且该控制器直接操作所述制动致动器。
11.根据前述权利要求中任一项所述的制动系统(10)，其特征在于，所述控制单元(50)适于在所述制动致动器单元(20)基于所述加速致动单元(36)的激活操作时向所述驾驶员传送信号。
12.根据前述权利要求中任一项所述的制动系统(10)，其特征在于，只要所述制动致动器单元(20)基于所述加速致动单元(36)的激活操作，至少一个驾驶参数就被限制，特别是其中被限制的驾驶参数是驾驶速度和/或允许的剩余驾驶距离。
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