用于机动车的制动系统的制作方法

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的用于机动车的制动系统。

背景技术：

在机动车技术中，“线控制动”制动系统越来越流行。这种制动系统除了可通过车辆驾驶员操作的制动主缸之外通常包括可电控制的压力提供装置，借助于所述压力提供装置在“线控制动”运行模式中建立用于操作车轮制动器的液压压力。制动系统的“线控制动”运行模式的存在是自动化行驶的先决条件，在所述自动化行驶中，电子自动驾驶仪功能使车辆或者完全自动地或者与驾驶员合作地转向、加速以及制动。

为了即使在可电控制的压力提供装置失效的情况下也满足自动化行驶、尤其是在不通过驾驶员操作制动踏板的情况下执行制动的可靠性要求，需要用于可电控制地提供制动压力的独立的第二装置。

由DE 10 2011 084 206 A1公知了一种用于机动车的制动系统，所述制动系统具有：制动主缸，所述制动主缸可通过电液式执行器电操作；电机-泵总成和车轮制动压力调制单元，所述车轮制动压力调制单元对于每个车轮制动器各具有进入阀和排出阀。设置有两个电子控制和调节单元，其中，第一控制和调节单元用于控制电机-泵总成和车轮制动压力调制单元，第二控制和调节单元用于控制用于操作制动主缸的电液式执行器。另外，设置有两个单独的能量供给装置，其中，第一能量供给装置给第一控制和调节单元供给以电能，第二能量供给装置给第二控制和调节单元供给以电能。在第一能量供给装置失效时，仅仍可借助于电液式执行器在全部车轮制动器上进行统一的制动压力建立或者减低。车轮各自的制动压力的调整、尤其是防抱死调节(ABS：Anti-lock Braking System)或行驶动态调节(ESC：Electronic Stability Control)或制动系统的其它稳定辅助功能在已知的制动系统中在此情况下是不可能的。

技术实现要素：

因此，本发明的目的在于，提供一种用于机动车的制动系统，所述制动系统满足自动化行驶的可靠性要求。

根据本发明，所述目的通过根据权利要求1的制动系统来实现。

本发明的另一个目的可在于，提供一种具有车轮各自的制动压力调节或控制的可更好地提供辅助功能的制动系统。

本发明基于的构思在于，第一压力源可由第一能量供给单元供给以电能，第二压力源可由与第一能量供给单元不相关的(独立的)第二能量供给单元供给以电能，压力调制装置可由第一能量供给单元和第二能量供给单元供给以电能。

本发明提供优点：在能量供给单元之一失效之后总是仍有压力源之一以及压力调制装置可被供给以电能，以便可执行车轮各自的制动压力调节并且由此可执行可靠的制动。

压力调制装置对于每个车轮制动器各包括至少一个可电操作的进入阀。优选对于每个车轮制动器各设置有可电操作的进入阀和可电操作的排出阀。

优选借助于压力调制装置从由第一压力源提供的制动压力或由第二压力源提供的制动压力或借助于两个压力源提供的制动压力导出车轮各自的制动压力。

第二压力源优选在液压上设置在第一压力源与压力调制装置之间。由此，在需要时可执行由第一压力源输出的压力的增强。

优选第一压力源可仅仅由第一能量供给单元供给以电能，第二压力源可仅仅由第二能量供给单元供给以电能。相对于两个压力源至少之一可由第一和第二能量供给单元进行供给的制动系统，这提供从能量供给单元到压力源的较小数量的供给管路。

根据本发明的一个扩展构型，制动系统包括配置给第一压力源的用于控制第一压力源的第一电子控制和调节单元、配置给第二压力源的用于控制第二压力源的第二电子控制和调节单元以及配置给压力调制装置的用于控制压力调制装置的第三电子控制和调节单元。通过用于压力调制装置的单独地构造的第三控制和调节单元可实现：提高车轮各自的制动压力调节功能的可用性。

压力调制装置优选构造成独立的液压单元。压力调制装置和第三电子控制和调节单元特别优选构造成电液式控制单元。

根据本发明的制动系统的一个优选实施形式，第一电子控制和调节单元可由第一能量供给单元供给以电能，第二电子控制和调节单元可由第二能量供给单元供给以电能，第三电子控制和调节单元可由第一能量供给单元和第二能量供给单元供给以电能。这提供优点：在第一或第二控制和调节单元失效之后总是仍有压力源之一以及压力调制装置可被供给以电能，以便可执行车轮各自的制动压力调节并且由此可执行可靠的制动。

第一和第二压力源以及压力调制装置优选通过配置给其的电子控制和调节单元供给以电能。

为了可实施防抱死调节，制动系统优选包括车轮转速传感器或与这种车轮转速传感器连接，其中，车轮转速传感器的信号输送给第三控制和调节单元。信号的处理特别优选在第三控制和调节单元中执行，由此，在车轮各自的制动压力调节中压力调制装置的控制所需的数据即使在第一或第二控制和调节单元失效时也可供使用。

制动系统附加地优选包括用于检测行驶动态参量的传感器装置或与这种传感器装置连接，其中，传感器装置的信号输送给配置给压力调制装置的第三控制和调节单元。信号的处理特别优选在第三控制和调节单元中执行。由此，即使在第一或第二控制和调节单元失效时也可进行行驶动态的车轮各自的制动压力调节。

优选传感器装置包括至少一个用于检测机动车的横摆率的传感器、至少一个用于检测机动车的横向加速度的传感器和/或用于检测机动车的纵向加速度的传感器。

第一、第二和第三控制和调节单元优选通过数据总线彼此连接。

为了执行自动化行驶，根据制动系统的一个扩展构型，三个控制和调节单元至少之一与第四电子控制和调节单元通过数据传递路径连接或可连接，在所述第四电子控制和调节单元中执行自动驾驶仪功能。

为了可借助于两个压力源任意之一不相关地执行不相关的压力建立，优选至少第一和第二控制和调节单元分别通过数据传递路径与第四控制和调节单元连接或可连接。但特别优选三个控制和调节单元任意之一通过数据传递路径与第四控制和调节单元连接或可连接。数据传递路径有利地由数据总线构成。

根据本发明的制动系统的一个优选实施形式，第二压力源包括具有至少双回路的液压泵的电机-泵总成。这种总成本身长久以来已经公知，可产生高压力并且以非常紧凑的结构尺寸实现。

另外，第二压力源优选包括可电操作的用于调整传送给压力调制装置的一个或多个制动压力的阀。特别优选也设置有可使第一压力源与压力调制装置之间的连接分开的阀。

附图说明

由从属权利要求以及借助于附图进行的下述说明得到本发明的其它优选实施形式。

附图中：

图1示出根据本发明的制动系统的第一实施例，以及

图2示出根据本发明的制动系统的第二实施例。

具体实施方式

根据图1的根据例子的制动系统基本上包括：可电控制的第一压力源2，所述第一压力源用于提供用于操作未示出的机动车的车轮制动器1的制动压力；可电控制的第二压力源3，所述第二压力源用于提供用于操作车轮制动器1的制动压力；可电控制的压力调制装置6，所述压力调制装置用于调整用于车轮制动器1的车轮各自的制动压力；第一、第二和第三电子控制和调节单元(ECU：electronic control unit)12、13、16；以及第一电能量供给单元4和第二电能量供给单元5，所述第二电能量供给单元与第一电能量供给单元不相关。

第一电子控制和调节单元12配置给第一压力源2并且用于控制第一压力源2。第二电子控制和调节单元13配置给第二压力源5并且用于控制第二压力源3，第三电子控制和调节单元16配置给压力调制装置6并且用于控制压力调制装置6。

可电控制的第一压力源2包括双回路的制动主缸7，所述制动主缸具有两个彼此相继设置的活塞9、22，所述活塞限定两个液压压力室21、23的边界。压力室21、23一方面通过构造在活塞9、22中的径向孔以及相应的压力补偿管路20a、20b与处于大气压力下的压力介质储备容器70连接，其中，所述压力补偿管路可通过活塞9、22在壳体24中的相对运动而闭锁。另一方面，压力室任意之一21或者23借助于液压连接部分26a或者26b与压力调制装置6连接。压力室21、23接收未详细标记的复位弹簧，所述复位弹簧使活塞9、22在制动主缸7未被操作时定位在初始位置中。

另外，可控制的第一压力源2包括可电控制的制动助力器8，所述制动助力器连接在制动主缸7之前。根据例子，制动助力器8包括未详细示出的可电控制的机电式执行器，制动主缸7的活塞9可借助于所述机电式执行器操作。

制动系统的制动踏板10的操作例如借助于例如制动助力器8中的未示出的行程或角度传感器来检测，并且传感器信号传送给配置给第一压力源2的第一电子控制和调节单元12。

如果要执行增强的制动，则控制和调节单元12控制制动助力器8的机电式执行器。机电式执行器根据例子包括电动机和旋转-平移传动装置，期望的操作力可借助于所述电动机和旋转-平移传动装置施加在制动主缸7的活塞9上。

在第一与第二控制和调节单元12、13之间有利地存在信号或数据导线29，第一控制和调节单元12可通过所述信号或数据导线将第一压力源的状态传输给第二控制和调节单元13。例如第一控制和调节单元12可在第一压力源2故障的情况下向第二控制和调节单元13传输故障通知。作为替换方案或附加地，当第一压力源能工作时，第一控制和调节单元12可向第二控制和调节单元13传输“正常”信号。在两种情况下，第二控制和调节单元13可借助于第一压力源的所传输的状态来识别：是否应控制第二压力源3来操作车轮制动器。

即使第一压力源例如由于第一电能量供给失效而未准备好运行并且第一控制和调节单元12也没有发送相应的故障信号，通过两个压力源的彼此相继液压连接也保证了压力调制装置上的压力(所谓的调制器入口压力)的建立。对于这种情况，为了不相关地操作车轮制动器以及合适地控制第二压力源3，有利地设置有两个另外的不相关的行程传感器25和27，所述行程传感器例如检测活塞9和22的移动，并且所述行程传感器的信号通过信号或数据导线28传输给配置给第二压力源3的第二电子控制和调节单元13。

可电控制的第二压力源3根据例子构造成独立的液压单元，所述液压单元在液压上设置在第一压力源2与压力调制装置6之间。

优选液压单元3和电子单元13构造成电液式控制单元(HECU)。

压力源3基本上包括可电控制的压力提供装置30以及对于每个制动回路或者说对于每个液压管路26a或者26b各包括可电操作的阀31a、32a、33a、34a、31b、32b、33b、34b，所述压力提供装置根据例子构造成双回路的电机-泵总成，所述阀用于调整传送给压力调制装置6的制动压力。第二压力源的其它实施形式也是可以的，例如具有其它压力提供装置和/或其它阀组合。

电机-泵总成30根据例子包括两个由电动机37共同驱动的泵38a、38b。电机-泵总成优选构造成由电动机通过偏心轮驱动的活塞泵的型式，其结构形式在公知制动系统中已经无数次地用作输送泵。所述活塞泵可产生特别高的系统压力并且可以以非常紧凑的结构尺寸来实现。

根据例子，对于每个制动回路各设置有四个可电操作的阀31a、32a、33a、34a或者31b、32b、33b、34b以及两个压力传感器35a、36a或者35b、36b。

在连接部分26a、26b中分别设置有构造成常开的有利地可模拟控制的压力提高阀32a、32b，制动主缸的压力室21、23与压力调制装置6之间的液压连接可借助于所述压力提高阀来断开。与压力提高阀32a、32b并联连接着各一个朝压力调制装置6打开的未详细标记的止回阀。压力提高阀32a、32b之前和之后的压力借助于压力传感器35a、36a或者35b、36b来测量。

对于每个制动回路，泵38a、38b的抽吸连接端各与通到压力介质储备容器70的回流管路64a、64b连接，由此，可从压力介质储备容器70抽吸压力介质。泵38a、38b的对应的压力连接端通过朝压力调制装置6打开的止回阀39a、39b与压力调制装置6的所配置的输入连接端连接。与泵38a、38b分别并联连接着构造成常开的有利地可模拟控制的背压阀33a、33b。另外，泵38a、38b的抽吸连接端分别通过液压连接部分与连接部分26a、26b的制动主缸压力室侧区域连接，其中，在所述液压连接部分中从连接部分26a、26b起设置有构造成常闭的减压释放阀31a、31b和构造成常开的有利地可模拟控制的减压计量阀34a、34b的彼此相继连接。

压力调制装置6构造成独立的液压单元，根据例子对于每个车轮制动器1各包括进入阀60a～60d和排出阀61a～61d，所述进入阀和排出阀成对地通过中间连接端在液压上连接在一起并且连接在车轮制动器1上。进入阀60a～60d的输入连接端对于每个制动回路I、II各由第二压力源3供给以压力(调制器入口压力)。在第二压力源3不工作时，所述压力相应于制动主缸压力。与进入阀60a～60d分别并联连接着未详细标记的朝第二压力源3打开的止回阀。排出阀61a、61b；61c、61d的输出连接端对于每个制动回路各通过所配置的回流管路64a、64b与压力介质储备容器70连接。压力调制装置6的其它实施形式原则上也是可以的。

配置给压力调制装置6的第三电子控制和调节单元16有利地与第二电子控制和调节单元13通过信号或数据导线62、例如数据总线连接。因此，第三控制和调节单元16可由第二控制和调节单元13要求附加的压力建立(例如对于ESC功能)。

优选液压单元6和电子单元16构造成电液式控制单元(HECU)。

第一压力源2通过供给导线40由第一能量供给单元4供给以电能，第二压力源3通过供给导线50由第二能量供给单元5供给以电能。为了给压力调制装置6供给以电能，设置有装置45，压力调制装置6可借助于所述装置由第一能量供给单元4、由第二能量供给单元5或由两个能量供给单元进行供给。在此，例如可涉及可转换的电流或电压供给装置，由此，压力调制装置6选择性地由第一能量供给单元4或第二能量供给单元5进行供给。

为了可实施防抱死调节，制动系统根据例子对于机动车的每个车轮各包括车轮转速传感器13。为了即使在能量供给单元4、5之一失效时或在控制和调节单元12、13之一失效时车轮转速传感器13的信号对于防抱死调节也可供使用，车轮转速传感器13的信号输送给压力调制装置6的控制和调节单元16。根据例子，车轮转速信号在控制和调节单元16中进行处理和分析。车轮转速传感器13有利地由控制和调节单元16供给以电能。

另外，为了可实施行驶动态调节或稳定辅助功能，制动系统根据例子包括用于检测行驶动态参量的传感器装置14，所述传感器装置的信号通过信号或数据导线63出于与上述相同的原因输送给压力调制装置6的控制和调节单元16并且优选也在那里进行处理和分析。传感器装置14有利地由控制和调节单元16供给以电能。

传感器装置14根据例子包括用于检测机动车的横摆率的传感器和用于检测机动车的横向加速度的传感器。有利地，传感器装置14也包括用于检测机动车的纵向加速度的传感器。另外，传感器装置14优选包括转向角度传感器或方向盘角度传感器。

图2中示意性示出了根据本发明的制动系统的第二实施例。

该制动系统与图1中所示第一实施例的区别基本上在于第一压力源的实施形式。因此，彼此一致的元件在图1和图2中设置有相同的参考标号。

根据第二实施例，制动系统基本上包括：可电控制的第一压力源102和可电控制的第二压力源3，用于提供用于操作车轮制动器1的制动压力；可电控制的压力调制装置6，所述压力调制装置用于调整用于车轮制动器1的车轮各自的制动压力；配置给第一压力源102的第一电子控制和调节单元112、配置给第二压力源3的第二电子控制和调节单元13和配置给压力调制装置6的第三电子控制和调节单元16；以及第一电能量供给单元4和与第一能量供给单元不相关的第二电能量供给单元5。

可电控制的第二压力源3和压力调制装置6根据例子如第一实施例中那样构造。

根据第二实施例，第一控制和调节单元112或者第一压力源102由第一能量供给单元4供给以电能，第二控制和调节单元13或者第二压力源3由第二能量供给单元5供给以电能。为了对第三控制和调节单元16或者压力调制装置6进行能量供给，设置有装置45，所述装置可实现通过第一能量供给单元4或通过第二能量供给单元5进行供给。此外，也可通过两个能量供给单元进行供给。

根据例子，设置有车轮转速传感器13以及用于检测行驶动态参量的传感器装置14，所述车轮转速传感器和传感器装置的信号输送给控制和调节单元16，并且所述车轮转速传感器和传感器装置由控制和调节单元16供给以电能。第三控制和调节单元16与第二控制和调节单元13之间的数据交换可通过信号或数据导线62进行。

可电控制的第一压力源102包括按照第一实施例的双回路的制动主缸7，所述制动主缸的压力室21、23借助于液压连接部分26a、26b与压力调制装置6连接。另外，压力源102包括可电控制的制动助力器108，所述制动助力器连接在制动主缸7之前。

制动助力器108根据例子包括液压的缸-活塞装置，所述缸-活塞装置的活塞101限定压力室103的边界并且可由示意性表示的机电式执行器109、例如电动机和连接在后面的旋转-平移传动装置操作。用于检测电动机的转子位置的仅示意性表示的转子位置传感器用参考标号104标记。附加地也可使用用于检测电机线圈的温度的温度传感器105。

制动系统的制动踏板10与具有环形面111的活塞110机械地联接，所述活塞在制动操作方向上移动时机械地操作第一制动主缸活塞9。环形面111与壳体24限定液压腔107的边界，其中，腔107中的压力作用相应于在制动操作方向上作用于第一制动主缸活塞9上的力。缸-活塞装置的压力室103与腔107通过连接部分106连接，由此，制动主缸活塞9可通过控制机电式执行器109来操作。

根据例子，第一压力源102配置有两个不相关的行程传感器25和27，所述行程传感器例如检测活塞9和22的移动，并且所述行程传感器的信号通过信号或数据导线28传输给配置给第二压力源3的第二电子控制和调节单元13。另外，第一压力源102配置有力传感器113，所述力传感器检测由驾驶员施加的制动踏板操作力。所述力传感器的信号通过信号或数据导线114提供给第一电子控制和调节单元112。

在第一与第二控制和调节单元112、13之间有利地存在信号或数据导线29、例如数据总线，所述单元可通过所述信号或数据导线交换数据并且第一控制和调节单元112可通过所述信号或数据导线向第二控制和调节单元13例如传输第一压力源102的状态，这如借助于图1的第一实施例已经描述。

根据第二实施例，设置有第四电子控制和调节单元150，在所述第四电子控制和调节单元中执行自动驾驶仪功能。根据图1也可设置这种第四控制和调节单元150。根据例子，第四控制和调节单元150分别通过数据总线151、152、153与第一、第二和第三控制和调节单元112、13、16连接。取代数据总线，也可考虑其它数据传递路径、例如无线传递/连接。

有利地，第三控制和调节单元16负责全部行驶动态调节任务，并且其它两个控制和调节单元12、112；13仅具有以调制器入口压力的形式提供两个制动回路压力的任务。用于相应压力调节器的给定压力预给定值在此由驾驶员和电子自动驾驶仪的制动期望以及行驶动态ECU 16的制动压力要求得到，例如用于执行ESC或防侧翻干涉。

有利地提出，在简单的舒适制动的情况下仅使用第一压力源，而第二压力源总是当第一压力源失效或者其动态或其最大压力不足以满足制动压力要求时才支持调制器入口压力建立。

驾驶员向制动系统通过制动踏板力和制动踏板行程告知其制动期望。按照机动车制动系统的法律规定，优选设置有另外的操作可能性，所述操作可能性例如通过电动驻车制动器的操作元件来实现。

电子自动驾驶仪可构造成计算机集群，所述计算机集群定位在机动车中(第四电子控制和调节单元150)。但也可考虑，远程控制机动车。例如操作人员或外部计算机网络可接管自动驾驶仪功能，例如以便将车辆停入停车场。在任意情况下，自动驾驶仪的制动期望必须可靠地传递给制动系统并且在那里可靠转化。为此有利地提出，自动驾驶仪制动期望在单独的数据传递路径(根据例子数据总线151、152)上引导到第一和第二控制和调节单元112、13。

图2的实施例甚至提供可能性：自动驾驶仪制动期望数据传递构造得更可靠，其方式是信息在不相关的第三数据传递路径(根据例子数据总线153)上引导到第三控制和调节单元16。

在根据例子的制动系统中，存在两个具有彼此不相关的能量供给装置的彼此不相关的层级(根据例子具有能量供给单元4的压力源2或者102和具有能量供给单元5的压力源3)，所述层级可受调控地提供液压调节能量用于操作车轮制动器1。

为了达到自动化行驶的要求以及尤其是辅助功能(例如ABS、ESC)的车轮各自的制动压力调节的高可用性，压力调制装置6在液压上与其余液压部件分开并且配备有自己的控制和调节单元16。冗余的电能量供给装置4、5用于自动化行驶，以便提高辅助功能的可用性。

用于受调控地提供液压调节能量的两个不相关的层级基本上通过可电控制的制动助力器8或者108和可电控制的压力增强器3构成。

有利地足够的是，仅压力调制装置6冗余地(4和5)供应以电能，并且两个压力源2(或者102)、3分别简单地由不同的彼此不相关的能量供给装置4、5供应以电能。

根据例子的制动系统提供优点：在能量供给装置4、5之一或压力源的控制和调节单元12(或者112)、13之一失效之后总是仍有一个压力源2(或者102)或3和压力调制装置6供使用，以便形成自动化行驶所需的可靠制动功能。