用于自主车辆的制动系统的制作方法

车辆装置的制造及其改造技术1.本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的在至少部分自主的车辆中的制动系统。背景技术：2.在至少部分自主的车辆的情况下，制动系统必须被设计用于自主的制动压力建立以及自主的驾驶员辅助调节(例如abs功能或esp功能)。根据系统特性，制动系统在故障情况下必须执行制动任务和转向任务，并且自动地使车辆安全地停止并且保持静止。为此，制动系统装配有主制动调节系统和冗余的副制动调节系统。3.在这种类型的制动系统中，在第一车桥、特别是前桥上，针对每个车轮提供有液压执行器以用于操纵车辆制动器。液压执行器中的每个不仅配属于主制动调节系统而且还配属于副制动调节系统。4.在现有技术中，副制动调节系统与主制动调节系统相比配备有降低的功能性。因此，在制动系统故障情况下，仅在例如横向动态要求不高的行驶条件下才能够使用高度自动化的行驶功能。因此，在高速公路路段上的使用是可能的。然而在此，由于高速公路的必须尽可能大的转弯半径或者由于良好的路面状况而受到限制。同样，功能在最大速度方面受到限制。在正常运行期间，3级或4级自动驾驶的最大速度为130km/h。而在使用副制动调节系统时，最大速度当前被限制到80km/h。此外，在当前的车辆中，驻车锁功能以构件技术简单的方式集成在车辆的变速器结构中。5.由de 10 2011 103 541 a1已知一种用于控制再生式液压制动的方法。由de 10 2005 037 382 a1已知一种用于运行制动调节系统的方法。由de 10 2011 103 540 a1已知一种用于控制再生式液压制动的方法。技术实现要素：6.本发明的目的是，提供一种在至少部分自主的车辆中的制动系统，其副制动调节系统与现有技术相比具有提高的功能性。7.所述目的通过权利要求1的特征来实现。本发明的优选的改进方案在从属权利要求中公开。8.本发明涉及一种在至少部分自主的车辆中的制动系统，该制动系统针对每个车轮具有车轮制动器以及主制动调节系统和冗余的副制动调节系统。在第一车桥、特别是前桥上，针对每个车轮提供有液压执行器以用于操纵车辆制动器。每个液压执行器不仅配属于主制动调节系统而且配属于副制动调节系统，即与两个制动调节系统信号连接。根据权利要求1的特征部分，在另一个车桥、特别是后桥上，针对每个车轮提供有机电式、即以无液压的方式工作的主执行器和机电式副执行器。主执行器配属于主制动调节系统，而副执行器配属于副制动调节系统。9.因此，本发明总体上涉及作为制动系统的混合系统拓扑结构，其中所述一个车桥(特别是前桥)湿式地(即利用液压部件)制动，而另一个车桥(特别是后桥)干式地借助机电式制动器制动。10.驾驶员制动愿望的检测可以通过脚踏板模拟单元来执行。在这种情况下，不存在液压备用级。因此，驾驶员与制动系统完全脱离并且不是备用级的一部分。脚踏板模拟器的电信号既可以发送给主控制器，也可以发送给副控制器。它们处理信号并控制执行器。控制器的供电可以通过冗余的车载电网和冗余的布线来保证。11.执行器的操控同样可以通过分支布线来确保。因此，控制器可以分别与后桥的车轮上的机电式执行器连接。用于在前桥上建立压力的液压执行器分别通过用于传输工作电流的电缆与控制器连接。行驶状况的检测在该系统拓扑结构中同样是冗余的。在车轮上的转速传感器查明的信号不仅被传输给主控制器而且被传输给副控制器。由此实现了冗余的信号传输。此外，控制器可以通过冗余的总线线路连接至信息网络，该信息网络同样具有总线系统的双重设计方案。最后，控制器可以通过双重总线线路彼此联网。12.在一种优选的实施变型方案中，所述系统的车辆前桥可以湿式地(即借助液压执行器)制动。为此，在车辆前桥上集成两个液压执行器，其例如构造为泵。液压执行器分别通过制动压力管路与前桥上的制动钳连接。同样，两个液压执行器可以通过两个制动压力管路相互连接。在执行机构内部集成有简单的液压线路。在其中一个液压执行器失效时，另一个仍能工作的液压执行器可以借助液压线路承担车桥上的制动和/或转向任务。13.通过根据本发明的混合式制动系统的结构，可以实现与现有技术相比明显更高效的备用级。系统部件的联网即使在故障情况下也能够实现车辆在转向不足时的横向稳定。改善的动态特性总体上能够实现在故障情况下更快的减速。此外，可以取消(例如集成在换挡变速器中的)驻车锁。替代于此，驻车锁功能可以由机电式执行器承担。14.下面描述本发明的一种优选的技术实施方案，其中液压执行器集成在车辆前桥中。然而，本发明不限于该实施方案。替代于此，液压执行器也可以集成在车辆后桥中，而机电式执行器集成在车辆前桥中：在该技术实施方案中，混合的系统拓扑结构的主制动调节系统可以使用脚踏板模拟单元的信号输入端来处理驾驶员制动愿望。为此，为了产生信号，在脚踏板模拟单元中可以集成压力传感器和行程传感器。主控制器和副控制器在正常情况下可以在两侧处理该信号。执行器的操控同样同步地通过主控制器和副控制器进行。在这种情况下，控制器可以分别操控在后桥上的两个机电式执行器。用于前桥的液压执行器可以分别由控制器操控。15.基于系统拓扑结构的根据本发明的结构，也给出了如下自由度，即，仅一个控制器操控用于前桥的液压执行器。由此可以避免由于控制器操控的传递的不同的等待时间而引起的车辆倾斜以及由此在前桥的车轮上不同地产生的制动力形成。16.制动力调节在前桥上通过泵电机的前进和后退来实现。通过制动压力管路中的减小的制动压力，减小了制动钳的夹紧力。为了重新建立压力，泵电机再次前进。在后桥上，夹紧力通过机电式执行器直接在车轮上产生。制动力调节通过相同的机构实现。但在此不使用制动液作为介质。17.机电式制动器的使用强制要求使用浮动制动钳作为单元的支架。通过电机的主轴的移出，制动衬片被压到制动盘上。在制动钳的对置侧上，制动衬片由于浮动制动钳的结构形式而以相同的张紧力压到制动盘上。18.副制动调节系统通过系统部件的双重实施方案得到保护。主控制器以及副控制器可以优选具有相同的功能。同样构想出前桥的机电式泵电机和后桥的机电式执行器的设计。冗余通过具有相同功能的第二部件来保护。在一个系统部件失效时，存在承担其功能的第二系统部件。因此，在主控制器失效时激活副控制器。由于冗余的布线，其被供给相同的信息和足够的电能。副控制器具有如下可能性，即，由于双重联网而独立地执行前桥上的泵电机的操控。后桥上的机电式执行器的剩余的50％足以在故障情况下保证整个车辆的可靠减速，所述机电式执行器在运行情况下已通过副控制器操控。在后桥上的机电式执行器失效的情况下，由于系统拓扑结构的自由度，可以实施制动力的适配，例如去激活相对侧上的机电式执行器，以便可以使车辆继续可靠地减速。在技术上，该功能可以借助控制器或继电器的软件适配来实现。19.在泵电机失效的情况下，可以在内部切换无电流打开的切换阀，从而泵电机在故障情况下为前桥的两个车轮制动器供应制动压力。原则上，除了泵电机失效之外，在所有部件的故障情况下可以实现针对各自车轮的制动压力调节。在泵电机失效的情况下，制动压力和因此前桥上的制动力的针对各自车轮的调节是不可能的。在车辆过度转向时不能确保横向稳定，因为前桥的车轮制动器不能针对各自的车轮制动。此外，纵向稳定是可能的。20.保持功能一方面可以通过保持泵电机的位置来执行。另一方面，可以通过对后桥上的机电式执行器的恒定供电来施加附加的保持力。驻车借助后桥的机电式执行器中的锁止爪来实现。在一种优选的实施变型方案中，总共四个执行器可以安装有四个锁止爪，所述锁止爪可以执行锁止功能。以这种方式始终保证驻车力传递到两个车轮上。因此提供了足够的冗余。21.下面再次详细地示出本发明的重要方面：因此优选地，主控制器和副控制器可以结构相同地以及功能相同地设计。以相同的方式，主执行器以及副执行器也可以结构相同地以及功能相同地设计。22.在一种技术方案中，主制动调节系统可以具有主控制器。基于在先导系统中生成的理论减速预定值和/或借助制动踏板在驾驶员侧生成的理论减速预定值，主控制器可以产生主调节信号，利用该主调节信号可以操控液压执行器和机电式主执行器。替代地和/或附加地，副制动调节系统可以具有副控制器。基于先导系统中生成的理论减速预定值和/或借助制动踏板在驾驶员侧生成的理论减速预定值，副控制器可以产生副调节信号，利用所述副调节信号能够操控液压执行器和机电式副执行器。23.为了提高工艺可靠性，两个液压执行器可以通过液压切换线路相互连接。借助液压切换线路，在其中一个液压执行器失效时，另一个仍能工作的液压执行器可以承担用于车桥的两个车轮制动器的制动和/或转向任务。24.优选地，制动踏板可以是具有至少一个踏板传感器的脚踏板模拟单元的组成部分。脚踏板模拟单元可以将机械的踏板运动转换成电脚踏板信号，该电脚踏板信号是在驾驶员侧生成的理论减速预定值。25.为了进一步提高系统安全性，优选的是，提供有主车载电网和冗余的副车载电网。主车载电网和副车载电网可以彼此独立地分别为主控制器和副控制器供电。26.在一种技术方案中，可以为每个车轮配备主转速传感器和副转速传感器。主转速传感器与主控制器信号连接。以相同的方式，副转速传感器与副控制器信号连接。27.优选的是，先导系统通过主信号线路与主控制器信号连接。与此无关地，先导系统可以通过另一副信号线路与副控制器信号连接。28.在第一实施变型方案中，在正常的行驶运行中可以仅使用主制动调节系统，而副制动调节系统被去激活。优选地，主控制器可以通过连接信号线路与副控制器连接。通过连接信号线路可以在两个控制器之间交换状态信息。如果在主控制器中诊断出主制动调节系统中的故障情况，则生成故障信号，利用该故障信号可以通过连接信号线路激活副控制器。在这种情况下，副制动调节系统代替主制动调节系统承担理论减速预定值的转换。29.在一种替代的运行方式中，已经可以在正常的行驶运行中使用主制动调节系统和副制动调节系统。因此，在这种情况下，两个制动调节系统已经在正常的行驶运行中以并行运行的方式工作。30.在本发明的一种改进方案中，机电式主执行器中的至少一个以及机电式副执行器中的至少一个可以分别具有锁止功能，借助所述锁止功能，执行器在驻车情况下通过制动操纵来锁死所配属的车轮。优选地，所有机电式执行器都配备有这种锁止功能。附图说明31.下面根据图1描述本发明的一个实施例。32.附图标记列表：[0033]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ车轮制动器[0034]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ制动钳[0035]3、5ꢀꢀꢀ主执行器和副执行器[0036]7ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ制动盘[0037]8ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ液压执行器[0038]9ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ主控制器[0039]8ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ液压执行器[0040]11ꢀꢀꢀꢀꢀ主转速传感器[0041]12ꢀꢀꢀꢀꢀ液压切换线路[0042]13ꢀꢀꢀꢀꢀ副控制器[0043]15ꢀꢀꢀꢀꢀ副转速传感器[0044]17ꢀꢀꢀꢀꢀ先导系统[0045]19ꢀꢀꢀꢀꢀ制动踏板[0046]21ꢀꢀꢀꢀꢀ压力传感器[0047]23ꢀꢀꢀꢀꢀ行程传感器[0048]25ꢀꢀꢀꢀꢀ主信号线路[0049]27ꢀꢀꢀꢀꢀ副信号线路[0050]29ꢀꢀꢀꢀꢀ连接信号线路[0051]31ꢀꢀꢀꢀꢀ主车载电网[0052]33ꢀꢀꢀꢀꢀ副车载电网[0053]sfꢀꢀꢀꢀꢀ故障信号[0054]vp、vbꢀꢀ理论减速预定值[0055]y1、y2ꢀꢀ调节信号[0056]brs1ꢀꢀꢀ主制动调节系统[0057]brs2ꢀꢀꢀ副制动调节系统[0058]vaꢀꢀꢀꢀꢀ车辆前桥[0059]haꢀꢀꢀꢀꢀ车辆后桥具体实施方式[0060]在图1中示出具有前桥va和后桥ha的双辙自主车辆的制动系统的示意性框图。据此，为两个前轮vl、vr中的每个和两个后轮hr、hl中的每个分别配备有车轮制动器1。车轮制动器1中的每个具有制动钳2，该制动钳与车轮制动器1的制动盘7共同作用。为前桥va的两个车轮制动器1分别配备有液压执行器8、10。[0061]与此相应，在后桥ha上，为每个后轮配备有机电式、即以无液压的方式工作的主执行器3和机电式副执行器5。主执行器3是主制动调节系统brs1的组成部分，而副执行器5是副制动调节系统brs2的组成部分。[0062]主制动调节系统brs1在图1中由在后桥ha上的总共两个机电式主执行器3和主控制器9构成，这两个主执行器分别配属于一个车轮制动器1。此外，主控制器9针对每个车轮vl、vr、hr、hl与主转速传感器11信号连接。此外，主控制器9与车辆前桥va的两个液压执行器8、10信号连接。[0063]冗余的副制动调节系统brs2具有与主制动调节系统brs1结构相同的部件。据此，副制动调节系统brs2由在后桥ha上的总共两个机电式副执行器5和副控制器13构成。此外，副控制器13与为每个车轮提供的副转速传感器15信号连接。此外，副控制器13还与车辆前桥va的两个液压执行器8、10信号连接。[0064]液压执行器8、10中的每个例如可以具有能由控制器9、13操控的、电运行的液压泵。该液压泵在压力侧通过制动压力管路与液压缸连接，车轮制动器1的制动钳2能利用液压缸与车轮制动器1的制动盘7压靠。为了控制制动压力，在制动压力管路中可以布置液压控制阀，该液压控制阀能利用相应的控制器9、13来操控。[0065]在正常的行驶运行中，基于在先导系统17(例如具有abs功能和eps功能的驾驶员辅助系统)中生成的理论减速预定值vp和/或借助制动踏板19在驾驶员侧生成的理论减速预定值vb在主控制器9中产生主调节信号y1。可以利用主调节信号y1操控后桥ha的相应的机电式主执行器3以及前桥va的两个液压执行器8、10，以便执行不同的制动任务或转向任务。[0066]主控制器9和副控制器13分别由主车载电网31和冗余的副车载电网33彼此独立地供电。[0067]在图1中，制动踏板19是具有压力传感器21和行程传感器23的脚踏板模拟单元的组成部分。脚踏板模拟单元将由两个传感器21、23检测到的踏板运动转换成电脚踏板信号，该电脚踏板信号对应于在驾驶员侧生成的理论减速预定值vb。[0068]在图1中，先导系统17此外通过主信号线路25与主控制器9信号连接，而先导系统17通过独立于主信号线路的副信号线路27与副控制器13信号连接。此外，两个控制器9、13借助连接信号线路29彼此连接。通过连接信号线路29可以在两个控制器9、13之间交换状态信息。[0069]在正常的行驶运行中，在示出的实施例变型中仅使用主制动调节系统brs1，而冗余的副制动调节系统brs2被去激活。如果在主控制器9中的诊断模块探测到在主制动调节系统brs1中的故障情况，则生成故障信号sf，该故障信号由主控制器9通过连接信号线路29读取至副控制器13中。接着，副制动调节系统brs2承担理论减速预定值vp、vb的转换。[0070]替代于此，在正常的行驶运行中不仅可以使用主制动调节系统brs1，而且还可以使用副制动调节系统brs2，从而两个制动调节系统以并行运行的方式工作。[0071]此外，机电式主执行器9和副执行器13分别具有锁止功能，借助所述锁止功能，相应的执行器3、5在驻车情况下通过制动操纵来锁死所配属的车轮。









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