CN102050102A - 电制动系统,尤其是机电制动系统,使电制动系统运行的方法 - Google Patents

电制动系统,尤其是机电制动系统,使电制动系统运行的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于汽车的电制动系统(1)，尤其是机电制动系统(2)，具有至少两个制动回路(3，4)，它们分别包括有第一控制仪(5，6)，用于将汽车司机的制动要求转换成触发信号，以及分别有至少第二，分别配属于制动系统(3，4)的车轮制动器(17-20)的控制仪(13-16)，它用来处理触发信号，以及具有至少一个行驶动力学控制单元(21)。设计规定，行驶动力学控制单元(21)集成在至少一个制动回路(3，4)的第一控制仪(5，6)里。此外本发明还涉及一种使电制动系统运行的方法。

Description

电制动系统,尤其是机电制动系统,使电制动系统运行的方法
技术领域
本发明涉及一种用于汽车的电制动系统，尤其是机电制动系统，具有至少两个制动回路以及具有至少一个行驶动力学控制单元，所述制动回路分别包括有第一控制仪，用于将汽车司机的一个制动要求转换成一个触发信号，以及有至少一个，分别配属于制动系统的一个车轮制动器的第二控制仪，它用来处理触发信号。 
背景技术
电制动系统以及使这种按照这里所述种类的电制动系统运行的方法已经由一有技术中得知。按照向制动系统的或者说在汽车的车轮制动器上传递电产生的力的种类和方式，将电制动系统分成机电制动系统，电液制动系统和电风动制动系统。在现代的所谓Brake-by-wire(线控制动系统)制动系统中主要应用了机电的制动系统，因为这里可以将一个力用简单的措施可靠和精密地传输到车轮制动器上。电制动系统按照法定要求设计成两个回路，并为此具有两个相互分开的制动回路。一个制动回路一般作用于至少两个车轮，或者说一个轴的车轮制动器，或者作用于两个对角布置的车轮或者说汽车的不同轴的车轮制动器，例如像：前左-后右。两个分开的制动回路的设计应该在其中一个制动回路由于功能故障而失效时，也还保证制动作用。 
由公开的文献DE10118263A1得知一种这样的，双回路的机电制动系统。在此每个制动回路具有第一控制仪，它将司机的制动要求转换成一个触发信号。这制动要求例如借助于一种在汽车制动踏板上的传感装置来检测。由第一控制仪产生的触发信号由两个控制仪进行处理，这两个控制仪分别配属于一个车轮制动器并操纵这制动器。由上述文件还得知，设有至少一个作用于制动回路的行驶动力学控制单元。 
发明内容
按照本发明的电制动系统的特征在于，行驶动力学控制单元集成在至少一个制动回路的第一控制仪里。在现有技术中行驶动力学控制单元 由一个分开的控制仪构成，这控制仪设置在一个上置层里并作用于制动回路的第一控制仪，与此不同这里设计规定：行驶动力学控制单元是各个不同的制动回路的第一控制仪中的至少一个的组成部分。因此使电制动系统的构造整体上简化并且也减少了结构空间的要求。通过一种优选地延伸在两个制动回路的第一控制仪之间的通信连接，也可以将行驶动力学控制单元的数据和指令传输至没有集成的行驶动力学控制单元的第一控制仪上，并在那里加以利用。 
行驶动力学控制单元优选地集成在第一制动回路的第一控制仪里和第二制动回路的第一控制仪里。这里得出了对两个第一控制仪的一种大致相同程度的性能要求，因此还可以利用结构相同的第一控制仪。除此之外，当在一个制动回路里出现功能故障时，完全的行驶动力学功能至少供起作用的制动回路使用。通过在第一制动回路和第二制动回路的各自第一控制仪里的行驶动力学控制单元的设计，因此使行驶动力学控制单元或者说行驶动力学功能冗余地提供。为此适宜地也使第一制动回路和第二制动回路的两个第一控制仪将所有配属于行驶动力学控制单元的传感器，例如像纵向加速度传感器，横向加速度传感器，偏转和/或摆动传感器的值冗余地输送给两个第一控制仪。 
第一和第二制动回路的第一控制仪适宜地通过所述的通信连接相互这样地交换信息，从而在这两个制动回路之间进行检测到的传感器值以及所产生的触发信号的平衡。 
按照电制动系统的一种有利的改进设计方案规定：行驶动力学控制单元由第一和第二制动回路的第一控制仪一起构成。这意味着，行驶动力学控制单元的功能分配在两个第一控制仪上，并通过第一控制仪的相互作用而相互一起起作用。当一个制动回路失效时，因此至少还可以利用行驶动力学控制单元的一部分功能。总之因此使得用于实现行驶动力学控制单元或者说它的功能的存储器位置-和计算的要求最小化。除此之外可以同时地实施不同的功能或者步骤，从而使行驶动力学控制单元总体上有效而快速地工作。为此规定：在第一和第二制动回路的第一控制仪里规定了行驶动力学控制单元的不同的功能。 
在一种备选的实施例中，既在第一制动回路的第一控制仪里，也在第二制动回路的控制仪里规定了行驶动力学控制单元的至少一种功能。这里也就是说将行驶动力学控制单元的部分功能分配于两个第一控制 仪上。特别是对安全至关重要的功能和/或具有高可用性要求的功能优选冗余地在制动回路的两个第一控制仪里实现。此外还规定：车轮转速传感器配属于各自的第一控制仪和/或各自的第二控制仪。因此可以将检测的值或者直接读入第一控制仪，或者也直接读入第二控制仪里。在第一控制仪里检测这些值，在这些控制仪里最终也处理信息，其优点在于，通过在第一和第二控制仪之间的通信不会附带产生静止时间和操作滞后期(Latentzeiten)。 
最后规定：行驶动力学控制单元设计成ESP-控制单元(ESP-电子稳定程序)和/或为ABS-控制单元(ABS-防抱死系统)。 
按照本发明的方法的特征在于，行驶动力学控制单元的功能在至少一个制动回路的第一控制仪里实施。行驶动力学控制单元的功能中的至少一个功能有利地在第一和第二制动回路的各自的第一控制仪里冗余地实施。优选地使整个功能在第一和第二制动回路的各自的第一控制仪里实施。原则上也可以考虑，将行驶动力学控制单元的功能直接分配于第二控制仪上，如果不存在层级上更高的第一控制仪或者说没有设计规定的话。 
附图说明
以下要根据附图对本发明进行详细说明。所示为： 
图1一种有利的电制动系统的简图； 
图2实现一个行驶动力学控制单元的简图； 
图3实现行驶动力学控制单元的另一个实施例； 
具体实施方式
图1表示了一个电制动系统1的简图，这系统设计成机电的制动系统2。电制动系统1具有两个相互独立的制动回路，它们在以下用附图标记3和4表示。每个制动回路3，4具有第一控制仪5或6，这控制仪检测一个具有制动系统1的汽车的司机的制动要求。为此控制仪5和6从制动踏板7以及驻车制动器8的一个传感器装置分别得到输入信号。每个制动回路3和4此外具有一个供电装置9，10，其形式为一种可重复充电的储能器11，12，从而对制动回路3和4相互独立地供给能量。这里尤其是考虑到法律规定，它要求制动系统有剩余功能，如果制动系 统的一个部分失效的话。这里所述一个制动回路3或4的功能失效根据有利的设计方案并不作用于另一个制动回路4或3，因此后者也继续保持其完全的功能能力并可以实现其制动作用。 
控制仪5和6将司机的制动要求转变成分别用于两个控制仪13和14以及15和16的触发信号，这些控制仪取决于触发信号用于分别触发制动系统1的一个车轮制动器17，18，19和20。每个车轮制动器17至20配属于汽车的一个要制动的车轮。通过各自的制动回路3或4的相应的线路或连接，第二控制仪13和15与控制仪5和供电装置9连接，而第二控制仪14和16与第一控制仪6以及与供电装置10连接。 
第一控制仪5和6这里包括有至少一个微控制器和通信接口，用于通过所述的线路与各自的第二控制仪13至16进行数据交换。第二控制仪13至16分别包括有一个功率电子装置和用于使各自的车轮制动器17至20的制动实现器的电子换向电动机进行换向的装置。第二控制仪13至16也包括有用于控制车轮制动器所必要的传感器电子装置，尤其如转速传感器。整个电子装置也可以由一个具有相应软件的微控制器构成。用于触发车轮制动器17至20或者说相应的制动实现器，并因此也用于必须的能量消耗的名义设定值在这里通过控制仪5和6，以它们各自触发信号的形式来提供。除此之外第一控制仪5和6与一个驾驶舱指示模块24连接，后者例如给汽车司机输出警告信号，如果在一个制动回路里出现问题的话。 
电制动系统1此外有一个行驶动力学控制单元21，这单元在本实施例中集成在第一控制仪5和6里。对于行驶动力学控制单元21来说这里分别是指一个ESP-控制单元22，也就是说一个用于实现电子稳定程序的控制单元。这单元此外还包括有一个防侧滑调节装置。在这里将行驶动力学控制单元21的所有功能都冗余地指望两个第一控制仪5和6(方案A)。因此当在其中一个控制仪5或6里，或在其中一个附属的传感器装置里有功能故障时，还可以使整个行驶动力学功能在留下的制动回路上供使用。通过通信连接23第一控制仪5和6交换数据，尤其是行驶动力学控制单元21的数据，用于平衡触发信号和触发信号所基于的传感器值。优选作为转速传感器布置在车轮制动器13至16上的，对于行驶动力学调节控制单元来说必须要的传感器的连接可以或者通过一个总线连接。例如用CAN，FlexRay，或者通过一种单个连接，例如 像借助于模拟信号或者PWM-编码来进行。行驶动力学控制单元的功能可以分成两个功能等级，一方面有汽车层面上的功能，例如像汽车参考速度，名义轨迹和实际轨迹的确定。另一方面有车轮方面的功能，例如像调节车轮上的侧滑，或者要求一定的车轮单个制动力。 
与上述控制单元21的实现备选地可以考虑：使汽车层面的功能在两个第一控制仪5，6里冗余地实施，而使车轮方面的功能分配于两个控制仪5，6上(方案B)。控制仪5计算用于第二控制仪13和15的功能，而控制仪6计算用于第二控制仪14和16的功能。一个制动回路3，4或者说一个第一控制仪5或者6失效时，行驶动力学调节装置对于剩余的制动回路6或者说还存在。 
除了行驶动力学控制单元21的冗余布置或者说构造之外，还可以考虑其它的设计方案，正如它们例如在图2和3中所示的那样。 
图2和3这里表示了行驶动力学控制单元21的一种举例的设计方案的各自简图。行驶动力学控制单元21设计分成几个功能。所谓的观察器规定为第一功能25，它检测当前的汽车特性，并为此得出尤其是当前的加速度值(纵向和/或横向加速度)，偏驶或摆动率，或者也得出汽车的浮动角。第二功能26由一个名义状态模型或一个名义状态形成。也就是说观察器得出汽车的实际值，而在名义状态模型里则得出或存储名义值。在另一个功能27里规定阈值，这些阈值在实际值与名义值比较时用来评估比较的结果。阈值也可以取决于当前的框架条件进行匹配。下一个功能28是计算功能，其中建立的由实际值与名义值的比较在考虑到阈值的情况下，确定用于车轮制动器17至20的名义设定值。作为最后的功能29，行驶动力学控制单元21包括有一个信号发生器，它由在功能28里得到的数据产生触发信号用于第二控制单元13至16，并传输给它们。 
按照图2的优选实施例，功能25，26和27在第一控制仪5里实现，而功能28和29在第二控制仪6里实现。因此这些功能平等地分配于两个控制仪5和6上(方案C)。因此使行驶动力学调节装置的存储位置-和计算要求都最小化。 
按照图3所示的优选实施例至少使功能27在两个控制仪5和6里集成或实现。因此在这里至少一个功能(功能27)由两个控制仪5和6来冗余实施(方案D)。当然也可以考虑，只是在其中一个控制仪5 或者6里实现行驶动力学控制单元21。通过通信连接23可以使数据输送至剩余的控制仪6或5。 
对应于行驶动力学控制单元21的功能在控制仪5和6上的分配，优选地也设计规定了对于行驶动力学调节来说必须要的传感器在控制仪5和6上的分配或者说配置。例如第一种方案(方案1)在于：所有的传感器只配属于其中一个控制仪5或6，从而使这些传感器的数据或数值只在一个控制仪5，6里采集。可以备选地在两个控制仪5和6里冗余地采集所有传感器的数据(方案2)。最后可以考虑，分配传感器的采集，尤其是对应于功能的分配而分配于两个控制仪5和6上(方案3)。方案2-A和2-B的组合从失效允许的观点(Fehlertoleranzsicht)来看好像是最佳的，而方案1-C或3-C的组合从资源的角度来看是最佳的。 
上述实施形式也可以用于电液的或者电风动的制动系统。行驶动力学控制单元的分配或者说实现也可以按此精神也在对于没有第一控制仪的电制动系统进行，那么使不同的功能直接在第二控制仪里实现。 

Claims (11)

1.用于汽车的电制动系统(1)，尤其是机电制动系统(2)，具有至少两个制动回路(3，4)，它们分别包括有第一控制仪(5，6)，用于将汽车司机的制动要求转换成触发信号，以及分别有至少一个分别配属于制动系统(3，4)的车轮制动器(17-20)的第二控制仪(13-16)，它用来处理触发信号，以及具有至少一个行驶动力学控制单元(21)，其特征在于，行驶动力学控制单元(21)集成在至少一个制动回路(3，4)的第一控制仪(5，6)里。
2.按权利要求1所述的电制动系统，其特征在于，行驶动力学控制单元(21)分别集成在第一制动回路(3)的第一控制仪(5)里，和第二制动回路(4)的第一控制仪(6)里。
3.按上述权利要求之一所述的电制动系统，其特征在于，第一和第二制动回路(3，4)的第一控制仪(5，6)通过通信连接(23)交换信息。
4.按上述权利要求之一所述的电制动系统，其特征在于，行驶动力学控制单元(21)由第一和第二制动回路(3，4)的第一控制仪(5，6)组成。
5.按上述权利要求之一所述的电制动系统，其特征在于，在第一和第二制动回路(3，4)的第一控制仪(5，6)里设有行驶动力学控制单元(21)的不同的功能(25-29)。
6.按上述权利要求之一所述的制动系统，其特征在于，行驶动力学控制单元(21)的至少一个功能(27)设在第一制动回路(3)的第一控制仪(5)里和第二制动回路(4)的第一控制仪(6)里。
7.按上述权利要求之一所述的制动系统，其特征在于，车轮转速传感器配属于各自的第一控制仪(5，6)和/或各自的第二控制仪(13-16)。
8.按上述权利要求之一所述的制动系统，其特征在于，配属于行驶动力学控制单元(21)的传感器配属于第一和/或第二制动回路(3，4)的第一控制仪(5，6)。
9.用于使一个按上述权利要求中一项或几项所述的电制动系统运行的方法，其特征在于，行驶动力学控制单元的功能在其中至少一个制动回路的第一控制仪里实施。
10.按权利要求9所述的方法，其特征在于，行驶动力学控制单元的功能中的至少一个功能在两个制动回路的第一控制仪里实现。
11.按上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在第一制动回路和第二制动回路的各自第一控制仪里实施行驶动力学控制单元的不同的功能。
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