用于制动设备的控制系统和用于车辆的自主制动方法

文档序号:840518 发布日期:2021-04-02 浏览:10次 >En<

阅读说明:本技术 用于制动设备的控制系统和用于车辆的自主制动方法 (Control system for a brake system and autonomous braking method for a vehicle ) 是由 M·马夸特 于 2020-09-30 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种用于车辆的至少两个摩托化制动设备的控制系统,其中控制系统被设计为在自主模式下将两个摩托化制动设备中至少一个摩托化制动设备操控为使得车辆能借助于至少一个操控的摩托化制动设备来制动,其中控制系统在自主模式期间附加地设计为:在存在自己确定的或提供的关于在第一摩托化制动设备处存在至少一个功能障碍方面的信息时操控第一摩托化制动设备来实施预先给定的测试功能;并且只要关于由操控的第一摩托化制动设备实施的实际功能方面的至少一个传感器值处在至少一个预先给定的正常值域内,就使自主模式继续,其方式是第二摩托化制动设备能在考虑至少一个额定量的情况下被操控为使得车辆能借助于操控的第二摩托化制动设备来制动。(The invention relates to a control system for at least two motorized brake devices of a vehicle, wherein the control system is designed to actuate at least one of the two motorized brake devices in an autonomous mode such that the vehicle can be braked by means of the at least one actuated motorized brake device, wherein the control system is additionally designed during the autonomous mode to: actuating the first motorized brake device to carry out a predetermined test function when information is available which is determined or provided by the first motorized brake device regarding the presence of at least one malfunction at the first motorized brake device; and the autonomous mode is continued as long as at least one sensor value for the actual function performed by the actuated first motorized brake device is within at least one predefined normal value range, in that the second motorized brake device can be actuated, taking into account at least one rated quantity, such that the vehicle can be braked by means of the actuated second motorized brake device.)

用于制动设备的控制系统和用于车辆的自主制动方法

技术领域

本发明涉及一种用于至少两个摩托化制动设备的控制系统和一种用于车辆的制动系统。本发明同样涉及一种用于装备有两个摩托化制动设备的车辆的自主制动方法。

背景技术

从现有技术中公知用于装备有两个摩托化制动设备的车辆的制动系统。例如,DE10 2012 222 974 A1的制动系统具有前置于其主制动缸的机电制动力放大器作为其第一摩托化制动设备和液压机组作为其第二摩托化制动设备,该液压机组具有至少一个能借助于泵马达来运行的泵。

发明内容

本发明提供了一种具有权利要求1的特征的用于至少两个摩托化制动设备的控制系统、一种具有权利要求3的特征的用于车辆的制动系统和一种具有权利要求8的特征的用于装备有两个摩托化制动设备的车辆的自主制动方法。

本发明的优点

本发明提供了用于扩展自主模式的可实施性的可能性,在该自主模式下,装备有两个摩托化制动设备的车辆能自主制动,其方式是即使在该车辆的两个摩托化制动设备中的第一摩托化制动设备处存在至少一个功能障碍,该自主模式也仍能在确保良好的行驶舒适性和高安全标准的情况下继续,然而该第一摩托化制动设备还能用作“后备制动器”(“Back-Up-Bremse”)。该自主模式尤其可以被理解为自主速度控制模式或自主行驶模式。因此,本发明也有助于提高车辆的自主行驶模式/自主行驶的可实施性。借此,本发明也提高了使用本发明的车辆用于自主驾驶的可应用性。

指出:在装备有两个摩托化制动设备的车辆上使用本发明通常并不需要对相应的车辆的硬件或传感装置进行扩展。作为替代,本发明可以借助于装备有两个摩托化制动设备的车辆的硬件和传感装置来实施,所述硬件和传感装置已经从现有技术中公知并且通常大多已经建造在车辆上。因此,本发明成本有利并且能在不增加装备有两个摩托化制动设备的车辆的总重量的情况下被实现。例如,本发明能借助于按照本发明的控制系统的相对应的构造/编程来实现。

在该控制系统的一个有利的实施方式中,只要至少一个传感器值处在其至少一个正常值域之外,该控制系统就被设计为没有延迟地将第二摩托化制动设备操控为使得车辆能借助于所操控的第二摩托化制动设备被转变到该车辆的停止状态。以这种方式能保证:其中第一摩托化制动设备不再作为针对第二摩托化制动设备失灵的情况的“后备制动器”(“Back-Up-Bremse”)供支配的车辆快速地被转变到其停止状态。这确保了对于可能在车辆中的车辆乘员以及其他交通成员的高安全标准。

用于具有这样的控制系统、共同起作用的第一摩托化制动设备和共同起作用的第二摩托化制动设备的车辆的制动系统也引起了先前所描述的优点。

例如,第二摩托化制动设备可包括液压机组,该液压机组具有至少一个能借助于泵马达来运行的泵。由于这样的液压机组常常被用在制动系统中,因此为了使用本发明而可以使用多个符合标准的制动系统类型。

第一摩托化制动设备尤其可包括机电制动力放大器,该机电制动力放大器前置于液压机组的主制动缸。有利地,这样的机电制动力放大器可以与液压机组共同起作用。

优选地,第二摩托化制动设备具有至少一个传感装置,借助于该至少一个传感装置能测量至少传感器值并且将该传感器值提供给该控制系统。由于第二摩托化制动设备通常与在第一摩托化制动设备上存在至少一个功能障碍无关/几乎无关,因此第二摩托化制动设备的该至少一个传感装置可以可靠地被用于检查第一摩托化制动设备是否至少还作为针对第二摩托化制动设备失灵的情况的“后备制动器”(“Back-Up-Bremse”)仍供支配。该至少一个传感装置例如可以是:至少一个减速度传感器;至少一个车轮传感器,如尤其是至少一个车轮转速传感器和/或至少一个车轮转速检测器;至少一个液压压力传感器;和/或被设计用于周围环境监控的摄像机系统。

优选地,在液压机组上和/或在液压机组中布置至少一个液压压力传感器作为该至少一个传感装置,借助于该至少一个传感装置能测量该至少一个传感器值并且将该至少一个传感器值提供给该控制系统。借助于该至少一个液压压力传感器,可以可靠地检查作为测试功能被操控用于轻微提高在液压机组的至少部分容积中的压力的机电制动力放大器是否仍拥有一定的最小功能性,该最小功能性仍使该机电制动力放大器适合作为“后备制动器”(“Back-Up-Bremse”)。因此,通常已经建造在液压机组上/建造在液压机组中的传感器类型就可以被用于实现本发明。

此外,用于装备有两个摩托化制动设备的车辆的自主制动方法的实施也提供了上文所阐述的优点。明确指出:该自主制动方法可以按照上文所阐述的控制系统和制动系统的实施方式来被扩展。

附图说明

本发明的其它特征和优点随后依据附图予以阐述。其中:

图1示出了用来阐述用于装备有两个摩托化制动设备的车辆的自主制动方法的实施方式的流程图;并且

图2示出了控制系统或与该控制系统共同起作用的制动系统的实施方式的示意图。

具体实施方式

图1示出了用来阐述用于装备有两个摩托化制动设备的车辆的自主制动方法的实施方式的流程图。

借助于在下文所描述的自主制动方法,使车辆的两个摩托化制动设备在车辆行驶期间在自主模式下运行。该自主模式应被理解为如下自主/自动模式,在该自主/自动模式下,车辆在其驾驶员没有制动请求的情况下、也就是说在驾驶员没有对车辆的制动操纵元件、诸如制动踏板进行操纵的情况下就被制动/能被制动。该自主模式尤其可以被理解为:自主/自动速度控制模式、诸如自适应巡航控制模式;或自主/自动行驶模式。自主/自动行驶模式尤其可以被理解为无驾驶员的行驶模式。

指出:在下文所描述的自主制动方法的可实施性并不限于相应的车辆/机动车的特殊车辆类型/机动车类型。该自主制动方法的可实施性通常只需要相应的车辆装备有其两个摩托化制动设备。例如,具有至少一个能借助于泵马达来运行的泵的液压机组和前置于该液压机组的主制动缸的机电制动力放大器可以作为摩托化制动设备借助于该自主制动方法来运行。

在车辆的在该自主模式下实施的行驶期间,首先实施方法步骤S1并且也许多次重复该方法步骤S1。在方法步骤S1的子步骤S1a中,自主地规定关于车辆的要自主实施的额定减速度方面的至少一个额定量。为此,例如借助于车辆的传感器和/或分析系统和/或借助于车辆外部的传感器和/或分析系统来关于可能要由车辆来实施的额定减速度方面对车辆的至少一个部分周围环境进行调查。优选地,该至少一个额定量由车辆的传感器和/或分析系统和/或车辆外部的传感器和/或分析系统自主地规定为使得相对应地减速的车辆遵守预先给定的额定行驶方式或者实施有利的行驶方式。只要鉴于在车辆的至少部分周围环境中存在的情况,车辆的恒定的速度维持或者加速有利,在子步骤S1a中该至少一个额定量也可以根据额定减速度自主地被规定为等于零。

在方法步骤S1的下一子步骤S1b中,在考虑该至少一个额定量的情况下将这两个摩托化制动设备中的至少一个摩托化制动设备操控为使得车辆借助于至少一个被操控的摩托化制动设备来被制动。优选地,对这两个摩托化制动设备中的至少一个摩托化制动设备进行操控,使得车辆借助于至少一个被操控的摩托化制动设备以与该至少一个额定量相对应的实际减速度来被制动。

只要希望这一点,在仅仅借助于这两个摩托化制动设备中的第一摩托化制动设备就能引起车辆的所规定的额定减速度的条件下,车辆就可以仅仅借助于所操控的第一摩托化制动设备来被制动。在这种情况下,第一摩托化制动设备在方法步骤S1期间被用作用于使车辆制动的“主动制动器”或者“主制动器”,而车辆的这两个摩托化制动设备中的第二摩托化制动设备在实施方法步骤S1期间仅仅作为“后备制动器”、“紧急制动器”(“Back-Up-Bremse”)或者作为“辅助制动器”存在。然而,替选地也可以在实施方法步骤S1时将第一摩托化制动设备和第二摩托化制动设备共同用于使车辆制动。

在方法步骤S1期间,也可以实施可选的子步骤S1c至少一次,在该子步骤S1c中确定在第一摩托化制动设备处是否存在至少一个功能障碍。在第一摩托化制动设备处存在至少一个功能障碍也可以被理解为第一摩托化制动设备失灵。为了实施子步骤S1c,可以使用第一摩托化制动设备的传感装置。例如,在第一摩托化制动设备构造为机电制动力放大器的情况下,在机电制动力放大器的马达的绕组上所存在的电压可以借助于该机电制动力放大器的传感装置来测量并且与预先给定的电压阈值进行比较。 在这种情况下,电压阈值可以预先给定为使得在绕组上所存在的电压低于预先给定的电压阈值时大概率地在机电制动力放大器的马达上存在欠压,该欠压至少表明机电制动力放大器的功能障碍。

在查明在第一制动设备处存在至少一个功能障碍时,从方法步骤S1变换到方法步骤S2。方法步骤S2在预先给定的或等待的过渡时间间隔内被实施/被重复。在实施方法步骤S2的情况下,在每次实施方法步骤S2的上文已经描述的子步骤S1a之后,实施方法步骤S2的子步骤S2a,在该子步骤S2a中在考虑该至少一个额定量的情况下仅仅将第二摩托化制动设备操控为使得车辆仅仅借助于所操控的第二制动设备来被制动。因此,在方法步骤S2期间,第二摩托化制动设备被用作用于使车辆制动的“主动制动器”或“主制动器”。这也可以称作第一摩托化制动设备的降级(Degradation)。

在识别出在第一摩托化制动设备处存在至少一个功能障碍的情况下,还实施方法步骤S3。例如,方法步骤S3可以在识别出在第一摩托化制动设备处有至少一个功能障碍之后立即开始。然而,替选地也可以在识别出在第一摩托化制动设备处存在至少一个功能障碍之后、在开始实施方法步骤S3之前仍等待预先给定的等待时间。

在方法步骤S3的子步骤S3a中,操控第一摩托化制动设备来实施预先给定的测试功能。操控第一摩托化制动设备来实施的测试功能可以被理解为第一摩托化制动设备的如下行动,只要该测试功能能借助于第一摩托化制动设备来实际实施,该行动就至少引起车辆的轻微的变慢。因此,测试功能可以引起车辆的“测试制动”。优选地,车辆借助于(实际)实施测试功能的第一摩托化制动设备只是轻微被减速,使得车辆乘员和其他交通成员都没有由于车辆变慢而烦躁。例如,在第一摩托化制动设备构造为机电制动力放大器的情况下,机电制动力放大器的马达作为测试功能被操控为借助于马达运行来调节(下游的)主制动缸的至少一个可调活塞,使得存在于主制动缸中的主制动缸压力/预压以及通常还有在至少一个连在主制动缸上的车轮制动缸中的至少一个制动压力(轻微)被提高。

此外,在方法步骤S3的接下来的子步骤S3b中,关于由被操控用于实施测试功能的第一摩托化制动设备来实施的实际功能来确定/测量至少一个传感器值。至少一个所确定的/所测量的传感器值应被理解为如下传感器参量,该传感器参量借助于(实际)实施该测试功能的第一摩托化制动设备来被提高或降低。为了测量该至少一个传感器值,优选地使用第二摩托化制动设备的至少一个传感装置和/或车辆的至少一个制动系统外部的传感器。因此,在测量该至少一个传感器值时,可以毫无问题地省去对已经被用于确定第一摩托化制动设备的至少一个功能障碍存在的传感装置的再次使用。以这种方式能防止:可能存在于第一摩托化制动设备的传感装置处的故障也妨碍了借助于方法步骤S3来实施的对第一摩托化制动设备的检查,该故障导致不合理地假设在第一摩托化制动设备处存在至少一个功能障碍。因此,方法步骤S3引起“好检查(Goodcheck)”,借助于该“好检查”,不仅能检查第一摩托化制动设备的功能能力/可靠性,而且能(间接)检查该第一摩托化制动设备的传感装置的功能能力/可靠性。

该至少一个传感装置例如可以是:至少一个减速度传感器;至少一个车轮传感器,如尤其是至少一个车轮转速传感器和/或至少一个车轮转速检测器;至少一个液压压力传感器;和/或被设计用于周围环境监控的摄像机系统。然而,这里所列举的针对该至少一个传感装置的示例不应封闭式地来解读。

优选地,该至少一个传感器值借助于至少一个液压压力传感器、借助于至少一个减速度传感器/加速度传感器和/或借助于至少一个车轮传感器来被测量。在第一摩托化制动设备构造为机电制动力放大器的情况下,上文所描述的测试功能例如不仅可以依据主制动缸压力/预压和/或至少一个制动压力的所探测到的提高来被验证而且可以依据车辆的所探测到的减速来被验证。因此,可以使用通常已经建造在车辆上的传感器类型来对测试功能进行验证。

优选地,方法步骤S3在方法步骤S2/过渡时间间隔期间被实施。方法步骤S2的过渡时间间隔可以相对应地被适配为使得甚至在方法步骤S3开始之前等待预先给定的等待时间之后仍在实施方法步骤S2期间执行方法步骤S3。在这种情况下,可以等待该过渡时间间隔直至方法步骤S3结束。

只要该至少一个传感器值处在至少一个预先给定的正常值域内,就从方法步骤S3变换到(可选的)方法步骤S4,在该方法步骤S4中确定:仍存在第一摩托化制动设备的至少部分功能能力,该部分功能能力甚至在第二摩托化制动设备完全失灵的情况下仍足以借助于第一摩托化制动设备(在不共同使用第二摩托化制动设备的情况下)引起车辆的停止状态。因此,第一摩托化制动设备至少仍适合作为“后备制动器”、“紧急制动器”(“Back-Up-Bremse”)或者适合作为“辅助制动器”。

只要该至少一个传感器值处在至少一个预先给定的正常值域内,就因此借助于方法步骤S5来使自主模式继续,其方式是第二摩托化制动设备在考虑该至少一个额定量的情况下被操控为使得车辆借助于所操控的第二摩托化制动设备来被制动。在方法步骤S5中也许可以使自主模式作为“受限制的自主行驶模式”继续,例如用于使车辆的已经开始的自主行驶到达驾驶员侧预先给定的目的地结束和/或用于继续车辆的自主行驶到达修理厂。

只要该至少一个传感器值处在其至少一个正常值域之外,就从方法步骤S3变换到(可选的)方法步骤S6,在该方法步骤S6中确定:仍确保第一摩托化制动设备没有如下部分功能能力,该部分功能能力在第二摩托化制动设备完全失灵的情况下仍足以借助于第一摩托化制动设备(在不共同使用第二摩托化制动设备的情况下)引起车辆的停止状态。对此,第一摩托化制动设备完全不能用作“后备制动器”、“紧急制动器”(“Back-Up-Bremse”)或者“辅助制动器”。

因此,只要该至少一个传感器值处在其至少一个正常值域之外,就作为方法步骤S7将第二摩托化制动设备没有延迟地操控为使得车辆借助于所操控的第二摩托化制动设备被转变到其停止状态。

因此,只要第一摩托化制动设备仍至少能作为“后备制动器”、“紧急制动器”(“Back-Up-Bremse”)或者作为“辅助制动器”供支配,这里所阐述的自主制动方法能够在确保良好的行驶舒适性和高的安全标准的情况下使在自主模式下实施的行驶继续。然而,附加地可以在实施该自主制动方法时识别出第一摩托化制动设备什么时候完全不再能用作“后备制动器”、“紧急制动器”(“Back-Up-Bremse”)或者“辅助制动器”,并且必要时可以相对应地做出反应。

图2示出了控制系统或与该控制系统共同起作用的制动系统的实施方式的示意图。

在图2中示意性示出的控制系统10被设计为:使车辆的至少两个摩托化制动设备12和14在自主模式下运行。该自主模式可以再次被理解为:自主/自动速度控制模式、诸如自适应巡航控制模式;或者自主/自动行驶模式(无驾驶员的行驶模式)。为此,控制系统10被设计为使得在该自主模式期间这两个摩托化制动设备12和14中的至少一个摩托化制动设备在考虑关于车辆的要自主实施的额定减速度方面的至少一个额定量16的情况下借助于控制系统10的至少一个控制信号12a和/或14a来被操控/能被操控。以这种方式,车辆借助于至少一个所操控的摩托化制动设备12和/或14来被制动/能被制动。

控制系统10可以被理解为仅仅被设计用于操控这两个摩托化制动设备12和14的控制电子装置、尤其是(一体化的)控制单元。同样,控制系统10也可以构造为:除了这两个摩托化制动设备12和14之外,还操控车辆的至少一个其它的车辆组件。控制系统10尤其可以是车辆的中央车辆控制系统。

第一摩托化制动设备12例如可以包括机电制动力放大器。替选地或补充地,第二摩托化制动设备14可包括液压机组,该液压机组具有至少一个能借助于泵马达来运行的泵。优选地,被用作第一摩托化制动设备12的机电制动力放大器在这种情况下前置于液压机组的主制动缸。

该至少一个额定量16例如可以由车辆的传感器和/或分析系统18提供给控制系统10。同样,该至少一个额定量16也可以由车辆外部的传感器和/或分析系统20提供给控制系统10。替选地,车辆的传感器和/或分析系统18和/或车辆外部的传感器和/或分析系统20也可以将适合于规定车辆的有利的额定减速度的数据22提供给控制系统10,接着控制系统10在考虑这些数据的情况下自身确定该至少一个额定量16。车辆的传感器和/或分析系统18可以将该至少一个额定量16和/或这些数据22毫无问题地经由车辆的总线连接提供给控制系统10。车辆外部的传感器和/或分析系统20可以借助于无线数据传输来将该至少一个额定量16和/或这些数据22同样可靠地提供给控制系统10。

控制系统10在该自主模式期间附加地被设计为:在存在关于在这两个摩托化制动设备中的第一摩托化制动设备12处存在至少一个功能障碍方面的信息24的情况下,操控第一摩托化制动设备12来实施预先给定的测试功能。信息24可以由传感装置26、如尤其是第一摩托化制动设备12的传感装置26提供给控制系统10。然而,传感装置26替选地也可以只将至少一个传感装置信号输出给控制系统10,其中控制系统10接着依据该至少一个传感装置信号自身来确定该信息。

借助于控制系统10来操控/能操控第一摩托化制动设备12来实施的测试功能可以被理解为第一摩托化制动设备12的如下行动,只要该测试功能能借助于第一摩托化制动设备12来实际实施,该行动就至少引起车辆的轻微的变慢。如上文已经阐述的那样,例如在第一摩托化制动设备12构造为机电制动力放大器的情况下,机电制动力放大器的马达作为测试功能被操控为借助于所引起的马达运行来调节(下游的)主制动缸的至少一个可调活塞,使得存在于主制动缸中的主制动缸压力/预压以及通常还有在至少一个连在主制动缸上的车轮制动缸中的至少一个制动压力(轻微)提高。

控制系统10还被设计为:依据至少一个由控制系统10自己确定的或者被提供给控制系统10的传感器值28来验证由第一摩托化制动设备12所需要的测试功能。优选地,第二摩托化制动设备14具有至少一个传感装置30,借助于该至少一个传感装置能测量至少传感器值28并且能将其提供给控制系统10。尤其是以这种方式能防止:第一摩托化制动设备12的传感装置26的功能障碍/失灵妨碍对测试功能的验证。例如可以使用如下传感器作为该至少一个传感装置30:至少一个减速度传感器;至少一个车轮传感器,如尤其是至少一个车轮转速传感器和/或至少一个车轮转速检测器;至少一个液压压力传感器;和/或被设计用于周围环境监控的摄像机系统。在第一摩托化制动设备12构造为机电制动力放大器的情况下,该至少一个传感器值28例如可以借助于至少一个液压压力传感器、借助于车辆的减速度传感器/加速度传感器和/或借助于雷达传感器可靠地来测量。

只要至少一个由控制系统10自己确定的或者被提供给控制系统10的关于由被操控用于实施测试功能的第一摩托化制动设备12所实施的实际功能方面的传感器值28处在至少一个预先给定的正常值域内,控制系统10就被设计为使自主模式继续,其方式是这两个摩托化制动设备中的第二摩托化制动设备14在考虑该至少一个额定量16的情况下被操控/能被操控为使得车辆借助于所操控的第二摩托化制动设备14来被制动/能被制动。否则,也就是说只要该至少一个传感器值28处在其至少一个正常值域之外,控制系统10就优选地被设计为:将第二摩托化制动设备14没有延迟地操控为使得车辆能借助于所操控的第二摩托化制动设备14被转变到其停止状态。因为借助于构造为液压机组的第二摩托化制动设备14本身仍可以可靠地引起为2.44m/s2的减速度,所以能轻易使车辆快速转变到其停止状态。

因此,控制系统10也引起了上文所阐述的方法的优点。还指出:上文所阐述的方法的方法步骤中的其它方法步骤也可以借助于控制系统来实施。

在图2中的控制系统10作为“紧凑单元”的呈现只应示例性地来解读。替选地,控制系统也可以包括至少两个“单独的控制设备”。例如,控制系统可以包括:第一摩托化制动设备12/机电制动力放大器的控制设备;和第二摩托化制动设备14/液压机组的另一控制设备。

上文所阐述的方法和相对应的控制系统10特别有利地适合于自主驾驶车辆(也许没有驾驶员),因为在自主驾驶车辆(无驾驶员的车辆)的情况下常常由于缺乏驾驶员和/或缺乏制动操控元件/制动踏板而不能存在机械后备解决方案。然而,上文所阐述的方法和相对应的控制系统10可以保证:在两个摩托化制动设备12和14的可用性不再存在的情况下使车辆立即达到停止状态。

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