具有第一及第二制动压力产生器的制动系统以及用于运行这种制动系统的方法

摘要

按本发明的液压的制动系统以及按本发明的方法涉及主制动缸、第一制动压力产生器以及车轮制动缸。所述制动系统具有第二制动压力产生器，该第二制动压力产生器与至少一个车轮制动缸连接。按照本发明，所述主制动缸能够通过所述第二制动压力产生器与所述至少一个车轮制动缸液压地连接。这具有以下优点：能够利用附加的备用措施提供一种可靠的制动系统，所述备用措施不仅通过驾驶员以液压的方式实现而且通过设置附加的第二制动压力产生器实现。

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有第一及第二制动压力产生器的制动系统以及一种用于运行这种制动系统的方法。

背景技术

公开文献DE 102 33 196 公开了一种制动系统，该制动系统包括能够液压操纵的、用于操纵制动器的制动缸。此外，所述系统包括压力控制缸，用该压力控制缸能够调整车轮制动器中的压力。能够借助电子的调整装置对所述压力控制缸加载。在所述压力控制缸失灵时，辅助系统方面再也不能提供辅助力。这种失灵情况例如能够是马达的失灵，由此不再能够用辅助力来提高压力，而是只能由驾驶员仅仅通过肌肉力来提高压力。

发明内容

本发明的任务是，确保冗余地设计液压的制动系统，该液压的制动系统在产生辅助力的马达失灵时还总是能够利用电气辅助来制动。

该任务通过本发明按照权利要求1并且按照当前的按本发明的方法得到解决。

按本发明的液压的制动系统包括主制动缸、第一制动压力产生器以及车轮制动缸。所述制动系统具有第二制动压力产生器，该第二制动压力产生器与至少一个车轮制动缸连接。按照本发明，所述主制动缸能够通过所述第二制动压力产生器与所述至少一个车轮制动缸液压地连接。这具有以下优点：能够利用附加的备用措施（Rückfallebene）来提供一种可靠的制动系统，所述备用措施不仅通过驾驶员以液压的方式实现而且通过设置附加的第二制动压力产生器实现。

在所述液压的制动系统的一种有利的设计方案中，所述第一制动压力产生器及第二制动压力产生器以及所述主制动缸能够通过第一中断机构与所述至少一个车轮制动缸连接。所述第一中断机构例如能够是阀。由此所述制动系统的所有能够在车轮制动缸上形成制动压力的组成部分能够通过阀连接到所述车轮制动缸上。

在所述液压的制动系统的另一种设计方案中，所述第二制动压力产生器包括至少一个第二中断机构、也就是另一个阀，通过该阀所述主制动缸能够与所述至少一个车轮制动缸液压地连接。这具有以下优点：所述第二制动压力产生器的作用能够通过所述另一个阀的接通来调整。

此外，所述液压的制动系统的第二制动压力产生器能够包括至少一个泵，所述泵与所述第二中断机构并联，并且借助所述泵能够为所述至少一个车轮制动缸加载压力。由此也能够在独立于驾驶员的情况下通过所述第二制动压力产生器来形成压力，这在所述第一制动压力产生器失灵时提高了安全性。

在有利的设计方案中，所述第二制动压力产生器具有至少一个止回阀，所述止回阀与所述泵及所述第二中断机构并联。因此始终在能够通过驾驶员操纵的主制动缸与所述车轮制动缸之间作为液压的备用措施产生液压连接。这一点例如在不再能够提供电能用于运行所述两个制动压力产生器时是重要的。

在有利的改进方案中，所述将第一中断机构和第二中断机构连接起来的液压管路在所述第一中断机构与第二中断机构之间具有第三中断机构。由此能够按需要将所述第二制动压力产生器耦接到所述车轮制动缸上或者使其分开。这种通过阀建立的连接提供了正常运行中并且所述备用措施中使所述第一制动压力产生器的作用与所述第二制动压力产生器解除耦接的方案，因为每个制动压力产生器单元都控制着配属于其的阀本身。由此，额外地在所述泵不起作用时确保保护所述泵不受高压力值的损害。此外，通过所述中断机构的设置能够保证，经由所述泵（作为所述阀和止回阀的补充），由柱塞产生的压力不会导致经过所述泵的流量流失。

所述第一制动压力产生器以有利的方式尤其通过第四中断机构被液压地连接在所述第一中断机构与第三中断机构之间。通过这种连接可行方案，要么所述第一制动压力产生器要么所述第二制动压力产生器能够通过所参与的中断机构来保证所述压力形成。

一种模拟器单元以有利的方式与所述主制动缸和所述第二制动压力产生器之间的连接并联，所述模拟器单元尤其具有第五中断机构以及止回阀。借助所述模拟器单元能够在正常运行中向驾驶员传递其所期待的踏板感觉。“踏板感觉”例如能够是指有待施加的力，其用于将制动踏板或者制动杆置于特定的操纵位置上并且/或者保持在那里。

所述第二制动压力产生器有利地具有配属于该第二制动压力产生器的马达以及配属于该第二制动压力产生器的控制器，其中所述第二制动压力产生器的控制器和/或马达具有自身的供电装置。由此保证，即使在配属于所述第一制动压力产生器的第一供电装置失灵时还总是存在外部能量，用于通过所述第二制动压力产生器和所述另一个形式为第二供电装置的能源来保证制动力辅助。只要所述两个供电装置配属于不同的电气的独立的能源，那么对于高度自动化的行驶功能来说就能够实现所述制动设备的足够安全的运行，直至驾驶员能够再次承担对车辆控制的责任。

在另一种设计方案中，所述第二制动压力产生器具有传感装置、尤其压力传感装置，借助该传感装置能够导出驾驶员制动愿望。由此也能够借助所述第二制动压力产生器来检测驾驶员制动愿望、也就是驾驶员想用来制动的强度的预先给定。在此有利的是，借助所述第二制动压力产生机构的独立的供电装置，即使在所述第一压力产生机构中出现故障时也能够检测驾驶员制动愿望。

在有利的改进方案中，所述第二制动压力产生器被设置为单独的构件。

所述第二制动压力产生器能够通过液压管路与所述包括第一制动压力产生器的构件连接。

所述第二制动压力产生器同样能够被固定、尤其法兰连接或者被旋拧到包括所述第一制动压力产生器的构件上。

同样，所述第二制动压力产生器能够与所述第一制动压力产生器一起被集成在共同的构件中。

由此能够实现所述第二制动压力产生器的安装方式（Verbauweise）的一种灵活的设计方案，其中所述安装方式能够在紧凑性、材料需求及可用的结构空间方面与当前的要求相匹配。

所述至少一个车轮制动缸上的制动压力在所述第一制动压力产生器失灵时能够以有利的方式借助所述第二制动压力产生器来调整。

此外，有利的是，所述至少一个车轮制动缸上的制动压力在不仅所述第一制动压力产生器失灵而且所述第二制动压力产生器也失灵时能够借助所述主制动缸来调整。

在按本发明的方法中，通过以下步骤来使用所述液压的制动系统：

-提供在第一制动压力产生器方面关于该第一制动压力产生器的功能性故障的信号；

-在第二制动压力产生器方面接收关于第一制动压力产生器的功能性故障的所述信号；

-通过第四中断机构使得第一制动压力产生器与至少一个车轮制动缸在液压方面解除耦接；

-将第二制动压力产生器与所述至少一个车轮制动缸液压地连接起来；

-借助所述第二制动压力产生器来调整在所述至少一个车轮制动缸中的制动压力。

在此，借助所述第四中断机构有利地通过所使用的阀的不通电时关闭的原始位置来保证所述解除耦接。对于制动压力的调整根据由驾驶员预先给定的方式又或者根据高度自动化的行驶功能来实现。

附图说明

图1示出了按本发明的制动系统的第一种设计方案；

图2示出了按本发明的制动系统的第二种设计方案；

图3示出了按本发明的方法；

图4示出了在所述两个制动压力产生器的通信失灵时按本发明的方法；

图5示出了按本发明的制动系统的替代的结构；并且

图6示出了按本发明的制动系统的另一替代的结构。

具体实施方式

图1示出了液压的制动系统1，该液压的制动系统能够在车轮制动缸6上形成液压的制动压力。所述液压的制动系统1在此包括压力形成单元2以及故障-增压-单元3。借助所述压力形成单元2能够在所述液压的制动系统正常运行时在所述车轮制动器6上形成制动压力。借助所述故障-增压-单元3能够在所述压力形成单元2失灵时同样在所述车轮制动器6上形成制动压力。“压力形成单元失灵”是指压力形成单元的电子件中的故障以及压力形成单元的伺服马达中的故障。同样能够考虑其他的故障。

所述压力形成单元2包括主制动缸5以及第一制动压力产生器4。此外，所述压力形成单元包括踏板模拟器单元14并且能够以机械的方式借助操纵单元23来操纵。操纵单元例如能够是能够由车辆驾驶员来操纵的制动踏板或者制动杆。所述操纵单元23能够与所述主制动缸5机械地连接并且因此能够以公知的方式通过在所述主制动缸5的腔室26中的压力形成来引起压力形成。

所述主制动缸5的腔室26具有通向所述故障-增压-单元3的液压管路27。所述主制动缸5的腔室26附加地与液压流体容器24液压地连接。所述液压管路27中的至少一个液压管路与踏板模拟器单元14处于液压连接之中。所述踏板模拟器单元14被液压地连接在用于所述故障-增压-单元3的接头与所述主制动缸的腔室26之间。同样，所述液压管路27能够具有用于显示存在于所述液压管路中的压力的压力传感器28。

此外，所述压力形成单元2包括第一压力产生器4，该第一压力产生器具有至少一个与所述液压容器24处于液压连接之中的腔室。所述压力产生器4能够独立地、也就是说在独立于驾驶员的情况下通过对所述压力产生器4的电气操纵在所述车轮制动器6上产生制动压力。这种制动压力产生器4的第一种实施方式例如能够是能够用马达调整的活塞-缸-单元，该活塞-缸-单元也被称为柱塞。通过在所述制动压力产生器4的活塞-缸-单元中调整活塞，能够使液压液朝车轮制动器的方向偏移，这引起车轮制动器6中的压力上升。在所述制动系统的第一制动压力产生器4与车轮制动器6之间存在不通电时打开的阀13，借助所述阀能够中断在所述制动压力产生器4与所述车轮制动器6之间的液压连接。在所述液压阀13与所述车轮制动器6之间存在其他不通电时打开的阀7、所谓的、车轮制动器6的入口阀7。在中断阀13与车轮制动器的入口阀7之间能够存在其他形式为压力传感器的制动压力传感器21。

同样在所述阀13与所述入口阀7之间存在液压连接点，通过所述液压连接点所述故障-增压-单元3能够耦合到所述车轮制动器6上。此外，通过隔离阀11将所述故障-增压-单元3连接到这些车轮制动器上。所述隔离阀11是不通电时打开的阀。

此外，每个车轮制动器都具有出口阀20，该出口阀与所述液压流体容器24处于液压连接之中以用于导回液压液。所述出口阀20在通过所述第一制动压力产生器4、即柱塞4形成压力时直接通过驾驶员经由所述主制动缸5来关闭或者通过所述故障-增压-单元3来关闭。所述出口阀20在不通电的状态下是关闭的。

所述踏板模拟器单元14例如包括具有弹簧加载的活塞以及腔室、例如缸室的缸，所述腔室能够容纳液压液，所述液压液能够通过驾驶员经由所述主制动缸5朝向所述踏板模拟器单元14移动。通往所述踏板模拟器单元14的活塞缸系统17的输入管路通过节流阀15以及并联的止回阀16来构成。由此能够接通和切断所述踏板模拟器。所述止回阀16在快速松开制动踏板时是有利的。通过所述止回阀16，所述制动液在驾驶员收回所述制动操纵时能够从所述踏板模拟器中漏出。由于所述制动液较快地从所述踏板模拟器中漏出，而不会出现车辆非本意的并且对驾驶员来说能够感觉到的“再制动效应”。

下面对所述故障-增压-单元3进行描述。所述故障-增压-单元3包括两个输入管路以及两个输出管路。各一个输入管路与各一个输出管路连接。所述输入管路与管路27连接，所述管路27与所述主制动缸5的腔室26处于液压连接之中。所述相应的输入及输出管路的液压构件的构造是相同的。在每个处于输入管路与输出管路之间的液压连接线路之中并联着存在液压泵9、止回阀10以及不通电时打开的隔离阀8。此外，所述故障-增压-单元3包括用于驱动所述泵9的泵马达18。相同的构件设有相同的附图标记。所述止回阀10能够使液压液从所述主制动缸5通过所述管路27朝向所述车轮制动缸6流动，在此不可能通过所述止回阀10朝相反方向流动。所述故障-增压-单元3的出口能够连接到所述压力形成单元的已经提到的阀11上并且由此能够通过所述阀11和所述入口阀7与所述车轮制动器6连接。

所述故障-增压-单元3的其他特征在于，其包括自身的马达18连同配属于所述马达的电子件。此外，所述故障-增压-单元3还包括自身的、配属于所述故障-增压-单元3的控制器，该控制器具有独立的供能装置。此外，所述故障-增压-单元3包括压力传感器19，借助该压力传感器19能够得知与所述主制动缸方面的压力相对应的驾驶员制动愿望。

此外，所述故障-增压-单元包括用于将所述故障-增压-单元3与所述压力形成单元2连接起来的通信接口，通过该通信接口能够将所述压力形成单元2的故障传输给所述故障-增压-单元3。通过这个通信接口，例如能够传输所述压力形成单元2的状态信息。此外，能够传输关于所述故障-增压-单元3的激活状态的信息。所述压力形成单元2的控制器、在那里尤其是所述制动压力产生器4的控制器以及所述故障-增压-单元3能够检查其相互间的通信。故障-增压-单元3的和压力形成单元2的控制器被设计用于：分别调整所述制动压力产生器4的和所述泵10的功率。

此外，所述故障-增压-单元3包括与所述车辆的组合式仪表连接的通信接口，用于必要时向驾驶员显示关于所述制动压力产生单元2的功能状态的信息。这能够通过视觉的、听觉的又或者触觉的（taktiv）反馈实现。同样可能的是，所述故障-增压-单元3具有通往车辆的驱动控制器的通信接口，用于必要时通过对于功率的限制来将车速例如限制到最大值。这提高了所述系统的安全性。

所述故障-增压-单元3能够在结构上要么直接法兰连接到所述压力形成单元2上。同样能够设想，所述故障-增压-单元3能够远离所述压力形成单元2来布置，并且通过液压管路与所述压力形成单元2连接。此外，能够将压力形成单元2和故障-增压-单元3集成到同一个液压单元中。

下面对与所述压力形成单元2共同起作用的故障-增压-单元3的作用原理进行描述。在图1的实施例中的第一制动压力产生器4、也就是柱塞方面的制动力辅助装置完全失灵又或者部分失灵时，能够通过所述故障-增压-单元3来形成压力。在所示出的制动系统无故障时，所述阀8处于关闭的状态中，从而阻止从主制动缸5朝所述车轮制动器6的方向的连接。只能通过所述止回阀10将所述主制动缸与所述车轮制动器6连接起来。如果驾驶员通过所述操纵元件23来操纵所述主制动缸5以实施制动，那么它就将液压液从腔室26移到所述踏板模拟器单元14中，此时打开所述模拟器阀15。所述踏板模拟器单元向驾驶员传递驾驶员所期待的踏板感觉。驾驶员的制动愿望能够通过传感装置22、例如踏板行程传感装置来探测。同样，借助所述与主制动缸5液压地处于连接之中的压力传感器19或者28能够获取相应的压力，所述压力与当前的驾驶员制动愿望相匹配。

根据的驾驶员制动愿望的预先给定，所述第一制动压力产生器4借助其马达及所述控制单元来产生制动压力，该制动压力通过所述阀13和所述入口阀7被传导给所述车轮制动器6。由此能够借助所述制动压力产生器4在所述车轮制动缸6上产生与驾驶员制动愿望相对应的制动压力。

在第二种运行模式中，能够借助所述故障-增压-单元3来调整所述车轮制动缸6上的制动压力。这种第二运行情况例如当所述第一制动压力产生器4有故障时出现。这种故障如已经描述的那样能够作为电子故障例如存在于所述制动压力产生器4的控制器中或者伺服马达中。

在这种带有故障的状态中，阀7处于不通电状态中并且是打开的。所述阀8被通电并且由此是关闭的，所述阀11不通电并且由此是打开的。通过这种方式，能够通过所述故障-增压-单元3的泵9来形成压力。所述故障-增压-单元3的止回阀10保证了，驾驶员通过踏板操纵总是能够提高所述制动系统中的由泵9产生的压力。由此满足以下要求：驾驶员能够必须直接以机械的方式或者液压的和机械的方式作用于所述车轮制动器并且由此使车辆制动。即使还仅仅为所述故障-增压-单元3供电并且对于所述第二制动压力产生器、故障-增压-单元3来说存在供电方面的困难，驾驶员通过所述故障-增压-单元3进行的干预总还是能够起作用的。

通过所述隔离阀11以及所述入口阀7建立泵9与所述车轮制动缸6的液压连接，由此能够借助作为所述故障-增压-单元3的一部分的泵9在所述车轮制动缸6中形成制动压力。由此能够提供一种独立于所述第一制动压力产生器4的运行状态的自给自足的压力调整可行方案。也就是说，所述故障-增压-单元3是一种冗余的、用于在所述车轮制动缸中产生压力的可行方案。

图1所示出的制动系统的设计方案清楚地表明，展示了由两个制动管路组成的制动系统。出于这个原因，所述故障-增压-单元3也具有对称的结构，该对称的结构具有两台泵9、两个止回阀10以及两个隔离阀11。由此能够按回路分隔压力比。

所述液压的制动系统的按本发明的装置能够借助按本发明的方法来运行。为此，在第一步骤301中提供所述制动压力产生器4方面关于其功能性故障的信号。该信号在所述故障-增压-单元3方面在步骤302中被接收。而后，在步骤303中借助所述调整阀13通过这些阀13的关闭来使所述第一制动压力产生器与所述入口阀7在液压方面解除耦接并且由此也与所述车轮制动器6解除耦接。在步骤304中，将所述故障-增压-单元3与所述车轮制动缸6连接起来。

此外，在步骤305中通过所述故障-增压-单元3的泵9的运行，将液压制动压力通过所述打开的阀11和7馈入到所述车轮制动器6中。在此使所述隔离阀8保持关闭的状态。由此驾驶员制动愿望能够借助所述泵9来放大又或者能够实现高度自动化的行驶功能的压力要求。

另一可能的或者额外的故障情况是，故障-增压-单元3与制动压力产生器4之间的通信失灵。“通信失灵”能够是，所述制动压力产生器4与所述故障-增压-单元3的相应的控制器之间的数据连接的失灵。由此所述制动压力产生器4和所述故障-增压-单元3不再相互识别运行状态。

下面所描述的方法调节为这种情况而设置的处理方式。在此所述借助图4来解释的方法包括以下步骤：

401：确定故障-增压-单元3与制动压力产生器4之间的通信是否完好。进行判断“是（y）”/“否（n）”。

402：在步骤401中用“是（y）”来判断时，所述方法返回到步骤401，并且被重新起动。在此能够以固定的间隔重新起动所述方法，或者所述方法也能够作为持久监控方法来运行。

403-403a：在步骤401中用“否”来判断时，在步骤403中继续进行所述方法。在步骤403a中，将所述第一制动压力产生器4置于单独的运行中。这是指，用一种处于第一制动压力产生器的最大功率之下的制动力放大量来操控所述第一制动压力产生器4。这代表着所述第一制动压力产生器4的备用措施。在此，在一种范围内调整所述第一制动压力产生器的制动力放大量，这种范围处于预先给定的功率区间内。一种可能的功率区间处于原有功率的50%到67%之间。

403-403b：同样在用“否（n）”判断时，在步骤403b中继续进行所述方法，其方式为：将所述故障-增压-单元3置于单独的运行之中。这是指，用一种处于故障-增压-单元3的最大功率之下的功率来操控所述故障-增压-单元。这代表着所述故障-增压-单元3的相应的备用措施。在此，在一种范围内调整所述故障-增压-单元3，这种范围也处于预先给定的功率区间中。一种可能的功率区间处于原有功率的50%与67%之间。

图2示出了所述制动压力产生器4的替代的实施方式。取代图1中具有一个活塞和一个缸的第一制动压力产生器4的实施方式，在图2中存在着双活塞系统。通过所述制动压力产生器204的缸和两个活塞，能够为所述液压的制动系统的制动管路中的每个制动管路提供自身的腔室。与此相对应，所述阀13分别配属于所述第一制动压力产生器4的各一个腔室。所述阀13能够（如这里所绘出的一样）作为单独的阀13而存在，所述阀13单独地在所述入口阀7与柱塞室之间建立连接。同样能够（这里未用图示出）将所述阀13与止回阀并联，所述止回阀不允许液压流从入口阀流向柱塞，但是液压流能够沿相反方向流动。

除此以外，所述第一制动压力产生器204的腔室通过止回阀205与所述液压流体容器24连接，这借助在图样中中断的连接A来勾画出来。所述止回阀205仅仅允许液压液沿着从容器24朝柱塞204的方向流动。所述第一制动压力产生器204的这种实施方式布置在主制动缸与车轮制动器之间。所述故障-增压-单元3又与所述第一制动压力产生器204并联。能够设想所述压力产生单元4、204的其他设计方案。

图5示出了按本发明的制动系统的另一种按本发明的结构。根据图2，在图5的另一种实施方式中使用双回路的柱塞504，该柱塞作为第一制动压力产生器起作用。与图2的柱塞204相比，所述柱塞504在此是被穿流的柱塞504。所述被制动液贯穿流过的柱塞504布置在所述隔离阀11与调制单元501之间。所述隔离阀处于故障-增压-单元3与所述柱塞504之间的液压连接之中。液压连接从所述柱塞的每个腔室出发通往调制单元501并且从那里通往所述车轮制动器6的在液压方面布置在后面的车轮制动缸。在处于柱塞504与调制单元501之间的液压连接之中相应地有压力传感器502。

所述调制单元501是一种系统，该系统对于每车轮来说分别具有一个入口阀和一个出口阀。此外，设置了回输泵，该回输泵能够从所述车轮制动缸的出口阀出发将制动液量朝柱塞504的方向送回所述调制单元501的入口。

所述调制单元501基本上相当于ABS液压模块并且具有封闭的液压回路。所述制动系统的作用原理相当于在已经描述的实施方式中的作用原理，并且在这里不作进一步解释。

作为另一种替代的实施方式，图6又示出了包括压力传感器502在内的双回路的柱塞504，所述柱塞504同样布置在所述隔离阀11的后面。

但是，取代具有封闭的液压回路的调制单元，在图6中示出了一种相当于图1及2的系统的开放的系统。每个车轮制动器又具有一个入口阀7和一个出口阀20。来自所述出口阀20的出口管路在一个点中汇合，这个点通过止回阀601与所述容器24连接，所述止回阀阻止液压流经过出口阀20流往车轮。取消制动（entbremsen）时的制动液量补偿由此能够直接通过所述容器24来得到保证，并且与图5的实施方式相比不需要回输泵及储存器。所述开放的系统与所述容器的连接在图6中通过符号A作为管路连接来绘出。

与图1和2的未被穿流的柱塞相比，图5和6的柱塞必须在驱动装置中具有自锁的传动机构，用于在车载电子件、柱塞驱动装置失灵时或者出现其他故障时能够实施机械的备用措施。首先，所述柱塞自锁有利的是，在通过驾驶员进行纯机械制动的备用措施中，在形成制动作用之前驾驶员制动力不会使所述柱塞偏移。同样能够如此设计所述柱塞，从而在不通电的状态中将其置于闭锁状态中并且由此所述柱塞的活塞不再能够运动。

作为其他的替代方案，同样能够设想能够沿着两个调整方向进行压力形成的第一制动压力产生器/柱塞。所述第二制动压力产生器以所示出的方式始终与相应存在的压力产生机构并联，在图5和6的实施方式中与其串联。