背景技术：
1、自动驾驶车辆的发展趋势一方面对制动系统的容错性提出了很高的要求，另一方面对例如制动压力产生、电源和计算机功能等冗余功能提出了很高的要求。
2、所谓的单盒和双盒系统通常是受欢迎的。后者包括电力制动增压器(bkv)、所谓的电子增压器和esp系统(电子稳定控制系统)。
3、已知的解决方案具有相对长的长度和/或高的重量。
4、在wo2011/098178(以下称为变型a或后继增压器或电子增压器)中，描述了具有同轴驱动的这种解决方案，其中电动机经由传动装置和活塞作用在主缸活塞(hz活塞)上。bkv控制通过作为所谓的后继增压器的电气元件和反作用盘来实现，踏板行程是制动系统的制动压力和体积吸收的函数，其在衰减或制动回路故障的情况下需要较长的踏板行程。
5、wo2009/065709示出了同样具有后继增压器功能的电子增压器(以下称为变型b，或后继增压器或电子增压器)。在此，bkv控制通过踏板行程和/或通过踏板压力、即通过致动踏板的压力来进行。借由电机和柱塞的单独压力供给通过的放大器活塞作用于hz活塞。
6、wo2012/019802示出了与wo2011/098178类似的设置，其具有同轴驱动，其中电动机经由传动装置和活塞作用于hz活塞(下文称为变型c)。此处使用额外的活塞缸单元，其作用于行程模拟器活塞(ws)。因此，踏板行程与例如衰减和制动回路故障无关。但其具有较高的复杂度和结构长度。
7、de102009033499示出了具有额外esp单元的制动增压器，该esp单元具有放大器活塞的液压致动和外部压力供给(下文中也称为变型d)。这种具有四个或五个活塞和六个电磁阀(mv)的设置是复杂的并且在长度上是不利的。非液压作用行程模拟器(ws)位于活塞缸单元内主缸上游，且不能通过电磁阀(mv)减幅或切换。
8、所有上述解决方案都具有冗余制动增压器功能，因为在bkv电机发生故障的情况下，带泵的esp单元与带真空bkv的辅助功能类似，保证了自动驾驶模式下的制动功能。
9、在esp电机发生故障的情况下，防抱死制动系统(abs)可通过wo2010/088920中所述的bkv电机进行压力调节的可能性继续工作。然而，这仅允许所有四个车轮的共同压力控制，这不会导致最佳制动距离。
10、所有先前已知的单盒系统都具有所谓的行程模拟器(特别是用于线控制动)，以实现预先踏板行程特性。
11、已知的具有电子增压器和esp的系统在压力供给中仅具有一个冗余，即如果电子增压器发生故障，则esp为制动增压器提供具有冗余电力的冗余压力供给。未考虑更高的安全要求。
12、制动系统的各个部件的装配(即设置)以形成一个准备安装的单元和该单元的总体积是非常重要的。特别是在设计用于半自动或甚至全自动驾驶的机动车辆中使用的制动系统中，必须考虑许多变型，例如具有串联主(制动)缸或单个主(制动)缸。已知的装配变型的示例是)单元与主(制动)缸的轴线的垂直设置(例如在ep2744691中描述)或)单元与主(制动)缸的轴线的平行设置(例如在de102016105232中描述)。后者的特征尤其在于与第一提及的装配变型相比总宽度更小。
技术实现思路
1、基于现有技术，本发明的目的是提供一种改进的制动系统。
2、具体地，本发明基于创建用于自动驾驶操作(以下也称为ad)和/或电动车辆/混合动力车辆中的制动系统的目的，所述电动车辆/混合动力车辆具有越来越强的复原功率(通过在发电机运行中经由发电机/或驱动马达进行制动实现能量回收)。重量优选减小和/或系统尺寸减小和/或可靠性增加。
3、优选地，还应创建用于自动驾驶操作的经济型制动系统，其满足所有要求的冗余以及非常高的安全要求。
4、此外，如果esp失效，通过制动系统足以实现abs在制动距离和稳定性方面的功能以及复原的功能。
5、特别地，本发明的目的是提供一种改进的制动系统，其具有冗余的压力供给、非常宽的功能范围和非常高的可用性(特别是在制动回路失效的情况下)，以及非常短的长度和低成本。此外，应提供一种方法，即使在部分故障/泄漏的情况下也能具有非常高的可用性。
6、该目的特别通过制动系统实现，该制动系统包括：
7、·第一压力供给单元，具有用于将压力介质供给到至少一个制动回路和至少一个第二制动回路的电动驱动器；
8、·马达-泵单元，用于将所述压力介质供应到所述制动回路中的至少一个；
9、·第二压力供给单元，用于将所述压力介质供给至所述制动回路中的至少一个，其中所述第二压力供给单元经由至少一个第一液压管路和经由至少一个第二液压管路连接至所述马达-泵单元；
10、·阀单元。
11、所述制动回路的至少一个经由至少一个第三液压管路连接至第二压力供给单元。所述阀单元包括至少一个进给阀，所述第三液压管路可经由所述进给阀至少部分地可逆地关闭，其中隔离阀布置在所述液压管路的至少一个中并且可用于至少部分地可逆地关闭该液压管路。
12、压力供给单元通常可以理解为制动系统的单元，特别是结构单元，该单元提供制动压力。因此，压力供给单元用于将压力介质供应到至少一个制动回路。
13、制动系统还包括阀单元。阀单元在这种情况下形成为液压阀单元。特别地，阀单元具有至少一个形成为电磁阀的进给阀。电磁阀特别是由于其简单的可操作性已经被证明是有利的。
14、进给阀可以实施为常开阀。在正常操作中，它可以被关闭，使得没有压力介质从第二压力供给单元进入两个制动回路中的一个。在系统发生故障的情况下，可以对第一和/或第二制动回路加压，从而根据需要可以进行紧急制动。
15、此时应注意，与所有线控系统一样，进料阀对安全至关重要。在故障的情况下，第一压力供给单元或由此在第二压力供给单元的气缸中产生的压力直接对抗踏板力。第二压力供给单元的活塞的位移导致第一压力供给单元失效。驾驶员必须使用踏板施加必要的制动力。在仅仅符合法律要求的系统中，这相当于500牛顿(相当于40-50巴)。这可能会导致司机的疼痛，也可能会导致事故。
16、用作隔离阀和进给阀的常开电磁阀包括具有两个连接器的复位弹簧。其中一个连接器通入电枢腔室，在本技术中称为电枢腔室连接器。另一个连接器设置在阀座后面，以下称为阀座连接器。在关闭状态下，阀座连接器的压力对抗阀施加的磁力。然而，该阀被设计成能够承受必要的压力。
17、进给阀优选地设计和布置成使得在关闭状态下，其在制动系统中(特别是在第一和第二制动回路中)可靠地关闭以抵抗高压。
18、为此，一个实施例中的进给阀经由阀座连接器间接地连接到第一液压管路。
19、“可以至少部分关闭”的表述在这里可以被理解为是指阀仅限制通过液压供应管路的(压力介质的)体积流量，例如以节流的方式。可选地，或者另外，该阀还可以完全停止体积流量。本文中的术语“可逆”可以被理解为是指阀可以以可控的方式关闭和打开。为此，所述至少一个阀优选设计为电磁阀。在另一实施例中，阀单元具有被设计为电磁阀的多个阀。
20、根据本发明，在第一和/或第二液压管路中设置至少一个隔离阀，通过该隔离阀，液压管路可以至少部分地可逆地关闭。该至少一个隔离阀可以具有使第一和第二制动回路彼此液压分离的功能。因此，在故障情况下，可以选择性地将来自第一压力供给的压力介质引入到一个制动回路或两个制动回路中。此外，在第一压力供给发生故障的情况下，可以选择来自第二压力供给的压力介质是仅被引入到一个制动回路中还是被引入到两个制动回路中。
21、与根据现有技术的制动系统相比，可以看到根据本发明的制动系统的优点在于制动系统的更紧凑的设计和形状。特别地，该优点通过与现有技术的制动系统相比可以省去额外的压力供给单元和串联制动缸来实现。此外，保证了一系列功能以及故障安全(例如，由标准规定)。因为制动系统更紧凑，所以其使用领域被有利地优化。这里所理解的使用领域是指，例如，(如在机动车辆内)制动系统的局部布置，以及制动系统的模块化设计，以满足制动系统的不同性能要求。
22、在一个实施例中，制动系统包括两个液压模块。优选地，模块是空间上分离的独立单元并且经由两个液压管路连接。两条液压管路构成液压接口。然而，也可以将两个模块集成在一个结构单元中。
23、第一模块(以下也称为“x-增压器”)可包括具有电动驱动的第一压力供给单元、第二压力供给单元和阀单元。第二压力供给单元可以构造成具有致动单元(特别是制动踏板)的主制动缸。
24、在一个实施例中，第二模块可以包括电力驱动的马达-泵单元(以下也称为“esp单元”)。所述马达-泵单元用作压力供给，并将压力介质供给至至少一个制动回路，优选为两个制动回路。
25、根据本发明的制动系统的模块可以设计成实现以下功能：
26、第一模块(x-增压器)：
27、-通过评估致动单元的传感器技术，具有可变制动力放大的制动助力；
28、-在发电机模式下通过发电机或电动驱动马达复原制动能量期间进行混合，可选地，当在前轴和后轴上使用多个驱动马达时，特定于轴的混合；
29、-紧急制动功能(aeb)，通过第一压力供给单元实现高动态压力增大；
30、-控制无摩擦制动的可变空气间隙；
31、-驾驶员辅助功能(das)，例如自动距离控制；
32、-用于控制用于锁定和解锁的电动驻车制动epb的次级系统或主系统；
33、-用于通过目标制动回路特定的制动压力产生以实现横摆力矩控制(esp、扭矩矢量、转向干预)的次级系统或主系统；和/或
34、-用于电子制动力分配ebv的次级系统或主系统。
35、第二模块(esp单元)：
36、-防抱死制动系统abs；
37、-防滑调节asr；
38、-电子制动力分配ebv；
39、-通过目标车轮特定的制动压力产生以实现横摆力矩控制(esp功能、扭矩矢量、转向干预)；
40、-在高于锁定压力的较高压力下，例如在衰减的情况下，作为主系统的制动力放大；
41、-通过评价致动单元的传感器技术，借助驾驶员请求识别，作为具有可变制动力放大的次级系统的制动力放大；
42、-用于控制用于锁定和解锁的电动驻车制动epb的主系统或次级系统；
43、-在esp单元中实现的其他功能。
44、制动系统特别设计成用于乘用车的制动系统。压力介质优选为制动液。
45、已知电动驱动器的一个部件是用于电子换向和控制第一压力供给单元的活塞的位置的马达传感器。电动驱动器可以与各种类型的驱动器组合，例如经由传动装置，特别是经由梯形主轴或经由滚珠丝杠驱动器的主轴。
46、根据本发明，可以使用各种传感器类型，例如具有电感或磁场感应传感器的分段传感器，或者布置在马达或传动轴中的传感器。这些在设计上特别简单，通常具有靶(双极或多极磁体)和磁场感应传感器元件(霍尔传感器、gmr等)。这些传感器电连接到马达控制单元，该马达控制单元优选地(有时经由中间壳体)布置在电动驱动器上。传感器优选地容纳在传感器电路板上的传感器外壳中。
47、在一个实施例中，第一隔离阀具体为常开隔离阀。
48、至少一个第二隔离阀可以布置在第二液压管路中。第二隔离阀使得第二液压管路能够可逆地中断，以使得来自第一压力供给的压力介质只能进入第一制动回路。从第一压力供给的来看，可以借助于第一和第二隔离阀来选择来自第一压力供给的压力介质是否到达a)仅第一制动回路，b)仅第二制动回路，或c)两个制动回路。
49、第二隔离阀的布置与第三隔离阀结合是特别有利的。该第三隔离阀可以这样布置和设计在第一液压管路中，使得在第三隔离阀的关闭状态下，来自第二压力供给的压力介质仅进入第二制动回路。根据本发明，第三隔离阀因此可以被设计和布置成使得其完全关闭进入第一制动回路的供给，使得可以经由第一和/或第二压力供给来向第二制动回路供给压力。此时，应当注意，术语“第一制动回路”和“第二制动回路”是任意选择的。第二制动回路可以代替第一制动回路，第一制动回路可以代替第二制动回路。
50、在一个实施例中，第二隔离阀布置成使得第二隔离阀的阀座连接件液压地连接到第二制动回路和/或
51、第三隔离阀布置成使得第三隔离阀(bp2)的阀座连接件液压地连接到第一制动回路和/或
52、第一隔离阀布置成使得第一隔离阀的阀座连接件液压地连接到第二隔离阀并且经由第四隔离阀连接到第一压力供给单元。
53、根据本发明的一个方面，第一隔离阀和/或第二隔离阀可以是常开阀。
54、第二压力供给单元可以包括主缸和位于主缸内的活塞。
55、根据本发明的方案提供了一种制动系统，其在总体积和安装空间方面是最优化的。同时，有利地优化了制动系统的模块化设计的灵活性。在一个实施例中，制动系统的模块化设计被理解为是指制动系统的模块化设计，其使用不同性能的部件和/或制动系统内部件的布置的变化，以满足不同机动车辆的不同性能和安装空间要求。
56、在一个实施例中，提供了与第二压力供给单元液压连接的行程模拟器。
57、该实施例基于当驾驶员踩下制动踏板时应借助于行程模拟器向驾驶员输出触觉反馈的思想。
58、在最简单的实施例中，行程模拟器可以理解为行程模拟器气缸，具有位于其中的行程模拟器活塞，该模拟器活塞借助于设置在内壁和行程模拟器活塞之间的弹簧元件被弹簧加载。行程模拟器气缸优选地通过液压管路连接至第二压力供给单元。在制动踏板的致动期间，行程模拟器气缸也被供给压力介质，使得行程模拟器活塞逆着弹簧元件的弹簧力的方向移动。由于渐进式弹簧力，在一个实施例中，由于弹簧元件的弹簧力间接抵消驾驶员致动制动踏板的力，所以驾驶员感觉到踏板压力增加。
59、在进一步的改进中也，如果行程模拟器可以借助于切换阀关闭，并且当制动踏板沿着第一范围致动并且制动踏板力仅由复位弹簧确定时行程模拟器不生效，则也是有利的。在此上下文中，第一范围被理解为意指例如在制动操作期间启动致动之后的踏板行程的前半部分。换句话说，第一范围对应于例如未踩下的制动踏板和半踩下的制动踏板之间的(行程)范围。在第二范围内，制动踏板力然后由复位弹簧和行程模拟器活塞确定。这里，第二范围理解为例如踏板行程的后半部分，即在半踩下的制动踏板和完全踩下的制动踏板之间的(行程)范围。特别地，这种情况下的复位弹簧不是设置在行程模拟器气缸内的弹簧元件。相反，复位弹簧是一个额外的弹簧元件，该弹簧元件优选地在其一端布置(特别是附接)在行程模拟器气缸上，其另一端布置(特别是附接)在行程模拟器活塞上。
60、为了进一步减小制动系统的总体积，还可以在踏板行驶特性的平坦部分——即，低复位力作用在制动踏板上的部分——中使用复位弹簧，使得行程模拟器中的体积更小并且仅对应于特性的渐进部分，如申请人的wo2013/072198中所示，就此引用该文本的内容。
61、为了进一步保护，行程模拟器可优选地包括冗余密封件。根据本发明，可以提供一种行程模拟器切断阀。然而，也可以省去行程模拟器切断阀。
62、在一个实施例中，制动系统包括第四隔离阀，借助于该第四隔离阀，第一液压管路和第二液压管路能够(同时)可逆地与第一压力供给断开。第四隔离阀可用于在发生故障时将制动回路(特别是第一液压管路和第二液压管路)与第一压力供给液压隔离。这防止了第一压力供给接收在制动回路中不可用于制动的压力介质。第四隔离阀可以设计成是常闭的。
63、在一个实施例中，第一压力供给具有自锁传动装置，其在所述情形中避免体积损失。
64、此外，第四隔离阀可用于根据需要选择性地将容积从存储容器供应到制动回路中的一个。为此，当第四隔离阀关闭时，第一压力供给吸入容积。
65、制动系统可以包括用于保护部件的至少一个减压阀。在一个实施例中，减压阀可以流体连接到第一压力供给单元，特别是其工作腔室。由于这种过压保护，第一压力供给单元可以设计成80-100巴。较强的设计将导致第一压力供给的尺寸必须显著更大。例如，所述至少一个减压阀防止第一压力供给在abs操作期间被损坏。
66、隔离阀可以是电磁阀和/或双向阀。
67、第一和/或第二液压管路可经由(它们自己的)吸入阀连接至存储容器。这些吸入阀用于压力介质的快速补充，例如当马达-泵单元需要更多的容积时。如果马达-泵单元处于独立操作时，即第一压力供给不可用于补充容积，则这可能是特别有利的。
68、可以想到的是为了冗余的目的而电动地操作第二压力供给单元。在优选实施例中，致动元件布置在第二压力供给单元上。致动元件例如是在上述关于行程模拟器的说明中已经提到的制动踏板，其可以由机动车辆的驾驶员致动。具体地，致动元件布置在第二压力供给单元的辅助活塞上。通过致动元件，辅助活塞因此可以致动。换句话说，当设计成制动踏板的致动元件被致动时，辅助活塞以这样的方式移动到主制动缸中，使得压力介质被压出主制动缸并因此被压出第二压力供给单元。
69、在一个实施例中，第二压力供给单元包括(单个)主制动缸或具有可借助于致动元件致动的单个活塞的缸。因此，第二压力供给优选地包括仅具有单个工作腔室的“单个活塞缸”，在该单个工作腔室中具有单个活塞。
70、在一个实施例中，第二压力供给单元和/或行程模拟器各自具有两个冗余设计的密封元件。在本文中，“冗余”被理解为是指两个密封元件中的每一个确保其相应部件的紧密性，并因此确保其在其他密封元件失效的情况下的功能性。密封元件优选设计成环状密封件。
71、根据本发明，可以冗余地设计所有功能重要的密封件。可以在制动过程中检测泄漏，例如，作为诊断的一部分。这为“故障操作”实现了高安全性水平。
72、在一个实施例中，提供存储容器或储存器以保持压力介质。存储容器通过液压管路液压地连接到第一压力供给单元和第二压力供给单元。在一个实施例中，存储容器还分别经由另外一个液压管路连接到第一液压管路和第二液压管路。至存储容器的全部或部分液压管路可包括吸入阀。
73、在一个实施例中，存储容器还具有传感器元件，特别是液位传感器，其被设计成检测存储容器内的压力介质的填充液位。液位传感器可以具有浮子，该浮子布置在存储容器中压力介质内部，即，在压力介质中“浮动”，并且根据压力介质的填充液位产生传感器信号，或者当压力介质的填充液位改变时引起(永久)传感器信号的改变。
74、在一个实施例中，可以无线地检测浮子的位置。例如，浮子可包括磁体，该磁体的位置可基于其磁场检测。相关联的传感器装置包括例如布置在电路板或紧邻存储容器的电路板上的一个或多个磁场传感器。在一个实施例中，电路板是pcb。
75、根据一个实施例，电动驱动器具有冗余的三相电连接件。通过这种方式控制电动驱动。可以根据现有技术已知的方法之一来控制驱动器。
76、由于第一压力供给单元的马达的2x3相连接，即使在部分马达故障的情况下，仍可以用50％的扭矩形成压力。这允许产生高达40-50巴的制动压力，这确保即使在这种部分故障的情况下车辆也能安全制动。
77、在一个实施例中，弹性元件，特别是弹簧元件，设置在车轮制动器上，用于车轮制动器的衬垫复位。优选地，弹簧元件或弹性元件以这样的方式作用，即一旦在制动回路中不再形成压力，制动衬垫就将制动盘抬起(空气间隙)。弹簧元件可以是车轮制动器的(强)回滚密封件。这具有这样的优点，即制动踏板上没有反冲(backlash)。
78、对于生产制动系统，由于制动衬垫与盘式制动器接触引起的典型摩擦损失为100-300瓦，并且对电动车辆的行驶里程或电池容量有显著影响。由于电池成本是全电动车辆的一个非常大的成本因素，因此无摩擦制动对车辆的总体成本具有非常大的影响。无摩擦或低摩擦制动器可以例如通过制动衬垫中的强回滚密封件来实现。空气间隙随制动衬垫磨损而变化，并随操作时间的增加而增加。
79、如所解释的，本发明实现了制动系统的紧凑设计，特别是具有小的总体积的制动增压器的紧凑设计，该制动增压器非常短且窄并且具有冗余，例如用于abs/esp单元的泵马达的压力产生、供电和故障。此外，即使在esp单元发生故障的情况下，也可以以降低的性能启用abs功能。在没有esp的紧急操作中，abs功能因此至少代表逐轴独立控制，用于改善制动距离(“选择低”压力控制)。
80、在一个实施例中，第一压力供给单元布置有第一活塞-缸单元，并且第二压力供给单元布置有壳体中的第二活塞缸单元，使得第一活塞-缸单元的纵轴线基本上垂直于第二活塞缸单元的纵轴线。这些纵轴可以布置在两个相邻的平面上。通过这种布置，可以制造非常紧凑的第一模块。根据本发明，基本上垂直的布置可以是这样的布置：其中轴线相对于90°角偏移最多±15°。优选地，活塞缸单元的布置使得它们以液压方式彼此分离。
81、还通过制动系统的控制方法来实现起初提到的目的。制动系统可以是如上所述的制动系统之一。该方法可包括以下步骤：
82、a)在用于连接到第一制动回路的第一连接点处提供第一压力；
83、b)在用于连接到第二制动回路的第二连接点处提供第二压力；
84、c)检测故障状况，特别是压力介质的损失和/或压力供给的故障；
85、d)响应于对故障状况的检测而关闭至少第一隔离阀，使得第一压力供给单元与第一连接点液压分离。
86、具有与已经结合设备讨论的那些类似的优点。
87、该方法可以包括步骤：打开进给阀，使得第一连接点与第二压力供给单元流体连接。进给阀的打开还可以响应于故障状况的检测。
1.一种制动系统(2)，包括：
2.根据权利要求1所述的制动系统(2)，其特征在于，所述制动系统(2)还包括：
3.根据权利要求2所述的制动系统(2)，其特征在于
4.根据权利要求2或3所述的制动系统(2)，其特征在于
5.根据权利要求4所述的制动系统(2)，其特征在于
6.根据权利要求2或3所述的制动系统(2)，其特征在于
7.根据权利要求2或3所述的制动系统(2)，其特征在于
8.根据权利要求5所述的制动系统(2)，其特征在于
9.根据权利要求8所述的制动系统(2)，其特征在于
10.根据权利要求1-3中任一项所述的制动系统(2)，其特征在于
11.根据权利要求4所述的制动系统(2)，其特征在于
12.根据权利要求1-3中任一项所述的制动系统(2)，其特征在于
13.根据权利要求2或3所述的制动系统(2)，其特征在于
14.根据权利要求6所述的制动系统(2)，其特征在于
15.根据权利要求12所述的制动系统(2)，其特征在于
16.根据权利要求15所述的制动系统(2)，其特征在于
17.根据权利要求15或16所述的制动系统(2)，其特征在于
18.根据权利要求1-3中任一项所述的制动系统(2)，其特征在于
19.根据权利要求2或3所述的制动系统(2)，其特征在于
20.根据权利要求2或3所述的制动系统(2)，其特征在于
21.根据权利要求20所述的制动系统(2)，其特征在于
22.一种控制方法，应用于根据权利要求1-21中任一项所述的制动系统，所述控制方法包括以下步骤：
23.根据权利要求22所述的控制方法，其特征在于
24.根据权利要求22或23所述的控制方法，其特征在于
25.根据权利要求22或23所述的控制方法，其特征在于
