本發(fā)明涉及一種用于制動設(shè)備的電子制動系統(tǒng),特別是根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的商用車的壓縮空氣制動設(shè)備或液壓外力制動設(shè)備。
用于商用車的制動設(shè)備的這種電子制動系統(tǒng),特別是壓縮空氣制動設(shè)備或液壓外力制動設(shè)備從一般現(xiàn)有技術(shù)、尤其是從批量汽車制造技術(shù)中長久已知。制動設(shè)備通常包括多個行車制動器,通過該制動器可以商用車的各個車輪、進而商用車作為整體制動。在壓縮空氣制動設(shè)備中,相應的行車制動器是氣動的行車制動器或氣動操作的行車制動器,并且因此可以通過壓縮空氣形式的流體操縱。在液壓外力制動設(shè)備的情況下,相應的行車制動器可以通過液體形式的流體、即液壓流體來操縱。
因此,制動設(shè)備可以包括多個制動回路,因此可以被設(shè)計為多回路制動設(shè)備。通過電子制動系統(tǒng),可以將商用車的駕駛員預先確定的制動請求電子地分配給行車制動器,從而分配給誰家為卡車的商用車的所屬的車輪。
電子制動系統(tǒng)具有制動編碼器,也稱為踏板編碼器(pwg)。制動編碼器具有至少一個傳感器用于檢測可由商用車的駕駛員操縱的制動踏板的位置。換句話說,駕駛員可以通過操縱制動踏板來發(fā)出他的制動請求。為此,駕駛員可以用其腳將制動踏板移動到不同的位置,這些位置通過制動編碼器的傳感器來檢測。在壓縮空氣制動設(shè)備中,至少一個泵通常將至少一個用于每個制動回路的氣壓蓄能器加載到恒定氣壓,其中空氣壓力例如為12bar。供應管線從相應的蓄壓器通向相應的閥,輪子或相關(guān)聯(lián)的行車制動器通過其加壓,即可以從蓄壓器被供應壓縮空氣。
當駕駛員操縱制動踏板時,駕駛員將制動踏板例如通過所需的路程從靜止位置移動到操縱位置。所述路程通過傳感器測量,傳感器提供例如表征測量路程的信號。通常,電子制動系統(tǒng)包括接收所述信號的至少一個電子控制器。因此,通過傳感器測量的路程由電子控制器進行評估。結(jié)果,電子控制器將駕駛員的制動請求電子地分配給所有車輪。為此,電子控制器將電子壓力請求發(fā)送到相應的閥,所述閥被設(shè)計為電動閥或電動操縱閥。相應的閥連接到電子控制器,并且可以通過電子控制器控制,即被致動。然后,相應的閥通過其自身的壓力傳感器調(diào)節(jié)相應的車輪制動器壓力。為此,相應的閥在用于壓力建立的壓縮空氣制動設(shè)備中、從相應供應管路中提取壓縮空氣。上述和后續(xù)的說明也可以應用于其中使用液體代替壓縮空氣的液壓的外力設(shè)備。
例如,商用車的一個或多個前軸,一個或多個后軸以及懸架可以被供給介質(zhì),例如壓縮空氣,用于通過相應的制動回路操縱相應的行車制動器。
上述對車輪或相關(guān)聯(lián)的行車制動器的制動請求的電子分配指的是電子制動系統(tǒng)的所謂的電子層級。電子制動系統(tǒng)通常還具有備用層級(rückfallebene),特別是氣動備用層級。為了實現(xiàn)備用層級,制動編碼器具有至少一個與上述閥不同的閥,其可通過制動踏板機械地操縱??梢酝ㄟ^制動踏板機械地操縱的閥由于機械操作可以從卸壓位置移動到保壓和增壓位置中。在增壓位置中,閥允許至少一個流體流動,例如壓縮空氣流,以操縱制動設(shè)備的至少一個行車制動器。換句話說,當制動踏板被操縱時,在由制動踏板操作的制動編碼器中、也被稱為機械閥的可機械操縱的閥被移動到的另一個連接位置。在增壓位置,閥流體,例如壓縮空氣從壓力存儲器流入至少一個控制管路。在這種情況下可以規(guī)定,機械閥允許壓縮空氣流動到多個制動回路的控制管路中。這些控制管路導向行車制動器的各個車輪閥,因此行車制動器或者所屬的車輪作為備用層級被直接制動。這例如當電子層級、也就是例如電子控制器時效(使得前述的制動期望相車輪的電子分布不能實施)時是有利的。
這種電子制動系統(tǒng)例如從ep1000830a2已知。
另外,電子制動系統(tǒng)可以包括至少一個駐車制動器。通常并非為每個車輪分配駐車制動器,而是只有一部分車輪分配有駐車制動器。這樣的駐車制動器包括例如至少一個彈簧,通過該彈簧將制動襯片永久地壓在相應的制動元件(例如是制動盤或制動鼓的形式)上,由此可以將商用車保持停止。換句話說,通過駐車制動器可以確保商用車(特別是當停放在斜坡上時)防止不期望的溜車。為了松開駐車制動器則使用壓縮空氣,其例如壓靠彈簧,從而克服了由彈簧引起的制動襯片的彈簧預應力。這意味著駐車制動器通過壓縮空氣解鎖。用于操縱駐車制動器的壓縮空氣來自另外的蓄壓器。
如果整個電子制動系統(tǒng)或制動設(shè)備完全完整,那么在表示第一操作層級的電子層級上執(zhí)行每個制動操作。但是,可以想到以下故障:
·如果電子制動系統(tǒng)發(fā)生故障則其將關(guān)閉,制動設(shè)備將自動落入特別是氣動的備用層級。
·在制動回路泄漏的情況下則例如至少一個另外的制動回路可用,用于至少輔助制動動作,例如按照ecer13的要求。通常提供三個或四個蓄壓器。
·如果所述泵故障,按照ecer13的要求,在三個或四個蓄壓器中仍然提供可用的壓縮空氣,用于執(zhí)行至少八次全制動。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于,以特別簡單的方式這樣改進前述形式的電子制動系統(tǒng),并且以特別簡單的方式這樣實現(xiàn)自動行駛的商用車,使得即使在發(fā)生錯誤、尤其各種簡單錯誤的情況下仍然能夠?qū)崿F(xiàn)特別高的制動效果。這種制動效果應該明顯高于用于輔助制動效果所要求的。對于行車制動效果的減速要求、也即對于整個制動設(shè)備的減速要求應該即使存在任意單一故障也能實現(xiàn)。
所述技術(shù)問題通過一種具有權(quán)利要求1的特征的電子制動系統(tǒng)解決。在其余權(quán)利要求中給出了具有本發(fā)明的適當改進方案的有利實施例。
本發(fā)明涉及一種用于商用車的制動設(shè)備,特別是壓縮空氣制動設(shè)備或液壓外力制動設(shè)備的電子制動系統(tǒng)。電子制動系統(tǒng)包括具有至少一個傳感器和至少一個閥的制動編碼器。借助于傳感器可以檢測可由商用車的駕駛員操縱的制動踏板的位置。閥是可機械操縱的閥或機械閥,其可以通過制動踏板機械地操縱。對于商用車的每個制動回路安裝自身的閥,這些閥能夠機械地相同地被操縱??蓹C械操縱的閥由于機械操縱可移動到不同的位置。此時美喲可機械操縱的閥具有三個工作狀態(tài)或位置:
1.在增壓位置中,閥允許流體、尤其是壓縮空氣從蓄壓器流動至制動設(shè)備的行車制動器或者車輪制動器。在該增壓位置中,商用車的減速度增加。
2.在保壓位置中,借助可機械操縱的閥禁止壓縮空氣從蓄壓器流至車輪制動器或者從車輪制動器流到環(huán)境空氣中。在該保壓位置,商用車以恒定的減速度制動。
3.在卸壓位置中,所述空氣從車輪制動器向后穿過可機械操縱的閥流出到環(huán)境空氣中。商用車的減速度減小。
對于增壓位置和卸壓位置,商用車的連續(xù)可調(diào)的減速通過在可機械操縱的閥中釋放或多或少的通流橫截面來實現(xiàn)。
當制動踏板未被操縱時,可機械操縱的閥基本上處于卸壓位置。因此,一個制動回路中仍然存在的殘余壓力可以流出到環(huán)境空氣中。
為了使電子制動系統(tǒng)如此特別簡單特別地改進,并且尤其是以特別簡單的方式實現(xiàn)自動行駛的商用車,則即使在出現(xiàn)故障的情況下,特別是任何簡單的故障,仍然可以通過電子制動系統(tǒng)實現(xiàn)特別高的制動效果,根據(jù)本發(fā)明規(guī)定,為閥分配至少一個與制動踏板不同的調(diào)節(jié)件,通過該調(diào)節(jié)件可以使閥移動,特別是從卸壓位置進入保壓和增壓位置。
例如由于故障,可由電子制動系統(tǒng)引發(fā)的、駕駛員對制動設(shè)備的制動器的制動請求的電子分配不能實現(xiàn),而仍然始終使得閥通過調(diào)節(jié)件進入增壓或保壓位置,并且由此操縱制動設(shè)備的至少一個行車制動器,以便即使在先前描述的電子層級發(fā)生故障的情況下也能實現(xiàn)商用車的充分制動。由此能夠至少還能實現(xiàn)所謂的根據(jù)ecer13的制動效果,由此對于商用車實現(xiàn)最小制動或例如5m/s2的最小減速度。
同時實現(xiàn)這種高制動效果的耗費可以保持特別低,因為電子制動系統(tǒng)或制動編碼器不必完全重構(gòu),而是根據(jù)本發(fā)明規(guī)定,可能存在的可機械操縱的閥配備調(diào)節(jié)件,因此所述閥不僅可以通過駕駛員機械地操縱,而且還可以借助于調(diào)節(jié)件。
因此,例如在商用車的自動行駛的范疇內(nèi),例如可布置在制動編碼器中的可機械操縱的閥借助調(diào)節(jié)件這樣被操縱,如同駕駛員通過制動踏板機械地操縱所述閥。
因此,可機械操縱的閥不僅可以通過制動踏板控制,而且還可以“外部”(也就是例如借助控制器)控制,也就是可操縱和/或被移動。因此,以前提到的,特別是氣動的備用層級可以以簡單的方式實現(xiàn),使得在發(fā)生故障的情況下在自動運行的過程中也可以獲得足夠的制動效果,而不需要過度改變制動編碼器。
換句話說,只需要少量的額外耗費,就可以提供關(guān)于可機械操縱的閥的操縱的冗余設(shè)計,因為可機械操縱的閥不僅能通過制動踏板,而且能借助調(diào)節(jié)件操縱,也就是被移動。
如果制動設(shè)備設(shè)計為壓縮空氣制動設(shè)備,則介質(zhì)是壓縮空氣,以便能夠氣動地操縱相應的行車制動器或車輪制動器。流體流然后是壓縮空氣流。然而,如果制動設(shè)備被設(shè)計為液壓外力制動設(shè)備,則介質(zhì)是液體或液壓液體或制動液,從而液壓驅(qū)動相應的行車制動器或車輪制動器。流體流是液體流或液壓流。
為了將實現(xiàn)這種冗余的耗費保持為特別低,本發(fā)明的有利實施例規(guī)定,調(diào)節(jié)件被設(shè)計為可電動操縱的調(diào)節(jié)件。這意味著調(diào)節(jié)件可以借助于電流或電能來操縱,使得閥不僅可機械地而且可電動地被操縱。
此外,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)如果調(diào)節(jié)件被設(shè)計為電磁體是特別有利的。這種電磁體可以以特別簡單且節(jié)省空間的方式集成到制動編碼器中,其也稱為踏板編碼器(pwg)。由此也可以避免已經(jīng)存在的閥的過度改變。
另一個實施例的特征在于,閥能夠通過調(diào)節(jié)件獨立于制動踏板地移動。這應該理解為:閥可以通過調(diào)節(jié)件移動,而不需要同時移動制動踏板。換句話說,當閥通過調(diào)節(jié)件相對于踏板移動時,制動踏板可以保持在其當前位置。由此可以避免制動踏板的不期望的損傷,并且可以明確地區(qū)分駕駛員通過制動踏板的操縱而發(fā)動的制動以及在不操縱制動踏板的情況下從外部發(fā)動的制動。以這種方式,可以檢測駕駛員是否希望在自動行駛期間再次接管車輛的控制。
為了即使在故障的情況下也以簡單的方式獲得足夠的制動效果,本發(fā)明的另一實施例規(guī)定,電子制動系統(tǒng)包括用于存儲電流的第一電池和連接到第一電池并且可以由第一電池供應電流的第一電子控制器。此外設(shè)置至少一個可電動操縱的、并且可以通過第一電子控制器根據(jù)制動踏板的各個檢測到的位置而操縱第二閥,借助所述第二閥能夠調(diào)整流體流、特別是壓縮氣流,以便操縱制動設(shè)備的制動器。該至少一個行車制動器可以是商用車的上述行車制動器或另一個行車制動器。
通過第一電子控制器能夠?qū)⑶笆鲋苿诱埱箅妱拥胤峙涞较鄳男熊囍苿悠饕约吧逃密嚨能囕喩?。例如,如果第一電子控制器發(fā)生故障,則第二閥不能再被第一電子控制器控制,也就是說被操縱,制動不再可行。換句話說,不能再通過第二閥和第一電子控制器操縱行車制動器。然而,特別是在商用車的自動行駛的情況下,可以通過調(diào)節(jié)件操縱第一閥,從而從卸壓位置移動到保壓或增壓位置,從而通過第一閥操縱行車制動器,并產(chǎn)生汽車的足夠的制動。
為了以簡單的方式實現(xiàn)特別有利的冗余設(shè)計,設(shè)置與第一電池不同的第二電池用于存儲電流。此外,電子制動系統(tǒng)包括與第一電子控制器不同的第二電子控制器,通過該電子控制器可以控制調(diào)節(jié)件。第二電子控制器連接到第二電池,并可由第二電池供電。這提供了關(guān)于電子控制器的電源的冗余設(shè)計。例如,如果第一電池出現(xiàn)故障,則第一電子控制器不能再由第一個電池供電,第一電子控制器也失效。由此,第二閥不能再由第一電子控制器控制,從而不能再通過第二閥操縱行車制動器。
然而,在這種情況下,可以向第二電子控制器提供來自第二電池的電流,使得調(diào)節(jié)件仍然可以被第二控制器控制。因此,借助于仍然可用的第二電子控制器可以操縱調(diào)節(jié)件,并且通過它操縱第一閥,因此行車制動器能夠通過第一閥被操縱。
如果調(diào)節(jié)件連接到第二電池并且可以由第二電池供應電流,則也被證明是特別有利的。例如,如果調(diào)節(jié)件被設(shè)計為電動調(diào)節(jié)件或電動操縱調(diào)節(jié)件,則在第一電池發(fā)生故障的情況下,調(diào)節(jié)件可以從第二電池供應電流,因此在電子制動系統(tǒng)的電子層級發(fā)生故障的情況下第一閥可用于操縱行車制動器。
在本發(fā)明的另一有利實施例中,制動編碼器的傳感器連接到第一個電池并由第一個電池提供電流。
已經(jīng)顯示出有利的是,制動編碼器包括至少一個用于檢測制動踏板的位置的第二傳感器,第二傳感器連接到第二電池并且能夠被第二電池供給電流。由此一方面以特別簡單的方式提供了關(guān)于制動踏板的位置的檢測的冗余設(shè)計。另一方面,以簡單的方式提供關(guān)于傳感器的能量供應的冗余設(shè)計。
例如,如果第一電池出現(xiàn)故障,則第一傳感器也會失效。然而,第二電池仍然可用于向第二傳感器提供電流。因此,仍然可以借助于第二傳感器檢測制動踏板的位置。因此,特別是在自動行駛的情況下,能清楚地區(qū)分駕駛員(盡管執(zhí)行了自動行駛)是否和多么強烈想要制動,也就是操縱制動踏板。為了以簡單的方式實現(xiàn)這一點,傳感器由不同的、電池的形式的電源供電。
在本發(fā)明的另一實施例中,第一傳感器被設(shè)計用于提供表征各個檢測到的位置的第一信號,并且與第一電子控制器耦連。第一電子控制器被設(shè)計用于檢測第一信號。換句話說,第一信號被發(fā)送到第一電子控制器并被第一電子控制器接收,從而可以借助于第一電子控制器評估第一信號。
第二傳感器被設(shè)計用于提供表征各個檢測到的位置的第二信號并且與第二電子控制器耦連。在此第二電子控制器被設(shè)計用于檢測第二信號。換句話說,第二信號從第二傳感器發(fā)送到第二電子控制器,并由第二電子控制器檢測,從而可以借助于第二電子控制器評估第二信號。這不僅提供了關(guān)于傳感器的能量供應的冗余設(shè)計,而且還提供關(guān)于信號的評估的冗余設(shè)計,因為第一信號可以借助于第一電子控制器評估并且第二信號通過第二電子控制器評估。
在此規(guī)定,也可以通過數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)(例如can總線)控制也被稱為ecu(ecu-電子控制單元)的電子控制器,使得電子控制器可以通過數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)交換信號。由此可以相互檢查信號的可信度,以識別可能的故障。
在本發(fā)明的另一實施例中,電子制動系統(tǒng)包括至少一個、特別是可氣動操縱的駐車制動器以及至少一個第三閥。此時應該注意的是,第二閥是與第一閥不同的對其補充設(shè)置的第二閥,第三閥是與第一閥和第二閥不同的、對它們補充設(shè)置的第三閥。借助于第三閥,流體流、特別是壓縮空氣流可設(shè)置用于操縱駐車制動器。第三閥被分配有至少一個第二調(diào)節(jié)件,特別是可電動操縱的第二調(diào)節(jié)件,例如第二電磁體,通過該第二調(diào)節(jié)件可以操縱第三閥。由此也可以在自動行駛中以特別簡單的方式包含駐車制動器,因為駐車制動器簡單地配備有第二調(diào)節(jié)件。由此可以避免駐車制動器的過度變化。
通常,駐車制動器始終由駕駛員通過操縱手柄打開和關(guān)閉。通過操縱手柄,可以在駐車制動器線路中設(shè)置壓力,特別是氣動壓力。通過第三閥和配屬第三閥的第二調(diào)節(jié)件(用于操縱第三閥)能夠獨立于駕駛員對駐車制動器的操縱適當?shù)赜绊懞徒佑|駐車制動器線路中的壓力,因此駐車制動器以及配置有駐車制動器的駐車制動器回路作為備用層級被使用,例如在關(guān)聯(lián)的車軸的行車制動回路中產(chǎn)生泄漏的情況下。為此,也可以通過第二調(diào)節(jié)件控制或操縱第三閥,其也稱為駐車制動閥。
在此被證實特別有利的是,第三閥(駐車制動閥)能夠通過第一電子控制器操縱。換句話說有利地規(guī)定,第二調(diào)節(jié)件由第一電子控制器操縱,因為在第一電子控制器中可以排除泄漏和同時的錯誤。同時,駐車制動器可以被設(shè)計為自動駐車制動器,這對于實現(xiàn)自動行駛以及在倉庫中實現(xiàn)無人駕駛編組非常有用。
本發(fā)明還包括具有根據(jù)本發(fā)明的電子制動系統(tǒng)的商用車。商用車例如是重型商用車,其中商用車的自動制動可以通過電子制動系統(tǒng)以特別簡單的方式產(chǎn)生。在這種情況下,可以將可機械操縱的閥并入自動行駛,并且在這種情況下,也可以在自動行駛中以特別簡單的方式實現(xiàn)先前描述的備用層級。由此,實現(xiàn)自動行駛的成本可以保持特別低。
本發(fā)明的其它優(yōu)點,特征和細節(jié)可以從以下對優(yōu)選示例性實施例的描述以及從附圖中得到。在描述中描述的特征和特征組合以及下面在附圖和/或附圖中的列舉的特征和特征組合不僅可以用于各種已記載的組合,而且可以用于其它組合或單獨地使用,只要不脫離本發(fā)明的范圍即可。在附圖中:
圖1是用于商用車的壓縮空氣制動設(shè)備的電子制動系統(tǒng)的示意圖,其具有制動編碼器,制動編碼器具有至少一個傳感器(用于檢測可由商用車的駕駛員操縱的制動踏板的位置)和至少一個可通過制動踏板機械操縱的閥,所述閥由于機械操作可以從卸壓位置移動到保壓和/或增壓位置中,其中閥允許至少一個流體流動,以操縱壓縮空氣制動設(shè)備的至少一個行車制動器,其中為所述閥分配至少一個不同于制動踏板的調(diào)節(jié)件,借助該調(diào)節(jié)件可使閥移動;
圖2示出按照第一實施形式的電子制動系統(tǒng)的示意圖;和
圖3示出按照第二實施形式的電子制動系統(tǒng)的示意圖。
在附圖中,相同的或功能等同的元件具有相同的附圖標記。
圖1示出了整體由附圖標記10表示的用于商用車的壓縮空氣制動設(shè)備的電子制動系統(tǒng)的示意圖。該壓縮空氣制動設(shè)備包括多個可氣動操作的行車制動器,它們分配給商用車的至少一個車輪。因此,各個車輪可以通過分配的行車制動器而制動,因此商用車可以完全制動。行車制動器也稱為車輪制動器。
電子制動系統(tǒng)10被設(shè)計為多回路制動設(shè)備,并且包括圖1中被標為12的第一制動回路,通過其能夠給商用車的后軸14的行車制動器(其也被稱為車輪制動器)供給用于操縱行車制動器的壓縮空氣。在第一制動回路12中,分配給商用車的左后輪的車輪制動器41設(shè)置用于制動左后輪、和分配給商用車的右后輪的車輪制動器43設(shè)置用于制動右后輪,它們通過第一制動回路12供給壓縮空氣用于操縱各個車輪制動器41和43。此外,在第一制動回路12中設(shè)置閥裝置35,其具有后軸調(diào)制器、分配給車輪制動器41的abs閥和分配給車輪制動器43的abs閥(abs:防抱死系統(tǒng))。
通過后軸14的行車制動器使得商用車的后輪可以剎車。此外,懸架控制閥16通過第一制動回路12可以被壓縮空氣控制。
此外,電子制動系統(tǒng)10或壓縮空氣制動設(shè)備包括第二制動回路18,通過該第二制動回路18可以向商用車的前軸20的行車制動器供應壓縮空氣。通過前軸20的行車制動器,商用車的前輪可以被制動。在第二制動回路18中設(shè)置閥裝置37,其例如被設(shè)計為比例繼動閥。此外,閥70和72以abs閥的形式布置在第二制動回路中,其中閥70被分配給車輪制動器71,車輪制動器71被分配給商用車的左前輪并用于制動左前輪。閥72被分配給車輪制動器73,車輪制動器73被分配給車輪制動器73的右前輪并且用于制動右前輪。車輪制動器71和73可以通過閥70和72以及閥裝置37被供應壓縮空氣,用于操縱車輪制動器71和73。
如果商用車具有用于牽引拖車的裝置,則電子制動系統(tǒng)10另外包括具有蓄壓器v3的第三制動回路19,借助該第三制動回路可以為車輪制動器21供應壓縮空氣。通過來自第一制動回路12的壓縮空氣來控制從蓄壓器v3到車輪制動器21的壓縮空氣。其在拖車控制閥16中調(diào)整來自蓄壓器v3的用于拖車的車輪制動器21(其也被稱為行車制動器)的壓縮空氣。
第一制動回路12具有至少一個用于存儲壓縮空氣的第一蓄壓器v1。因此,后軸14的行車制動器和拖車控制閥16可以被供給來自第一蓄壓器v1的壓縮空氣。因此,蓄壓器v1是用于存儲壓縮空氣的第一容器。與此類似地,第二制動回路18具有至少一個用于存儲壓縮空氣的第二蓄壓器v2,使得可以從蓄壓器v2向前軸20的行車制動器供應壓縮空氣。當商用車具有拖車牽引裝置時,第三制動回路具有用于存儲壓縮空氣的第三蓄壓器v3,從而可以從蓄能器v3向拖車的行車制動器供應壓縮空氣。
電子制動系統(tǒng)10、并因此壓縮空氣制動設(shè)備還具有制動回路12和18和蓄壓器v1,v2和v3共用的泵22,泵22用于輸送壓縮空氣。借助于泵22可以用壓縮空氣對蓄壓器v1、v2和v3進行加載。換句話說,壓縮空氣由泵22輸送,從而進入蓄壓器v1,v2和v3,其中壓力空氣可以在高壓下儲存。例如,壓縮空氣在蓄壓器v1,v2和v3中以12bar存儲。泵22優(yōu)選地被設(shè)計為壓縮機,也稱為壓縮器或空氣壓縮機。通過壓縮機或壓縮器,壓縮空氣可以在高壓下壓縮并儲存在蓄壓器v1,v2和v3中。
電子制動系統(tǒng)10還包括如圖1所示的整體標為24制動編碼器,其也稱為踏板編碼器(pwg)。此外,電子制動系統(tǒng)10包括制動踏板26形式的調(diào)節(jié)件,該調(diào)節(jié)件由駕駛員操縱并由此可移動。駕駛員可以用他的腳來操縱制動踏板26,從而預設(shè)制動請求。在這種情況下,制動踏板26可繞轉(zhuǎn)動軸28轉(zhuǎn)動,如圖2中的雙箭頭31所示。在這種情況下,制動踏板26可以在兩個終端位置之間移動,并且可以由駕駛員移動到終端位置和多個在終端位置之間的不同的中間位置。所述中間位置和終端位置之一對應于駕駛員的各個制動期望。駕駛員將制動踏板26從圖1所示的第一終端位置朝向第二終端位置移動得越遠或越強烈,則駕駛員期望的制動效果或者減速度越大。
為了使制動踏板26從其第二終端位置返回到其第一終端位置,提供彈簧元件30,彈簧元件通過制動踏板26從第一終端位置朝向第二終端位置的移動被張緊。當駕駛員完成制動踏板26的操縱時,彈簧元件30可以松弛,由此制動踏板26移回到第一終端位置。在該第一終端位置,制動要求為0。換句話說,在制動踏板26的第一終端位置,不會由電子制動系統(tǒng)10導致商用車的減速。
制動編碼器24包括至少一個圖1中特別示意顯示的傳感器32,借助其可以檢測制動踏板26的相應位置。由于在這種情況下制動踏板26可圍繞轉(zhuǎn)動軸28轉(zhuǎn)動,傳感器32例如被實施為角度傳感器或角度編碼器,使得制動踏板26相對于轉(zhuǎn)動軸28的相應角位置可以通過傳感器32檢測。換句話說,傳感器32被設(shè)計用于檢測制動踏板26被駕駛員移動的相應路程。
傳感器32被設(shè)計為電傳感器,并且提供表征制動踏板26的檢測位置的信號,該信號被發(fā)送到第一電子控制器ebs并由第一電子控制器ebs接收。結(jié)果,可以借助于第一電子控制器ebs來評估信號。該傳感器也可以雙重存在以與用于非自動行駛的商用車的ebs保持兼容。從圖1中可以看出,制動編碼器24還具有兩個可通過制動踏板26機械操縱的閥34和36,閥34被分配給制動回路12和閥36分配給制動回路18。
從圖1中可以看出,閥34和36通過機械聯(lián)接裝置39機械聯(lián)接到制動踏板26,使得閥34和36可以由駕駛員通過制動踏板26機械地操縱,即可移動。當駕駛員將制動踏板26從其第一終端位置朝向第二終端位置移動時,閥34和36同樣被操縱。作為該操縱的結(jié)果,閥34和36從圖1所示的相應的卸壓位置移動進入保壓或增壓位置,其中閥34和36提供至少一個相應的壓縮空氣流,用于操縱后軸14或前軸20的至少一個行車制動器。
通過閥34和36的移動可能產(chǎn)生以下運行狀態(tài):
1.在圖1所示的卸壓位置中,壓縮空氣可以從后軸14和拖車的車輪制動器通過閥34并且通過消音器38排放到環(huán)境中。同樣,壓縮空氣通過閥36和消聲器40從前軸20的車輪制動器流到環(huán)境空氣中。
2.在閥34和36的相應保壓位置中,車輪制動器與蓄壓器v1和v2以及消聲器38和40分離。在該保壓位置,在車輪制動器中的壓力被保持,因此該閥位置被稱為保壓位置。
3.在第三連接位置中、在閥34和36的增壓位置中,蓄壓器v1和v2通過閥34和36連接到車輪制動器,使得壓縮空氣可以從蓄能器v1和v2通過閥34和36流動到車輪制動器。
在閥34和36與后軸14的、前軸20的和拖車的行車制動器之間存在閥70和72,借助所述閥電子制動系統(tǒng)10尤其借助第一電子控制器ebs將由駕駛員預設(shè)的制動期望分配到商用車的車輪上。為此,例如第一電子控制器ebs向閥70和72發(fā)送電子壓力請求,閥70和72通過各自的壓力傳感器調(diào)節(jié)各個行車制動器處的相應的制動壓力。
在完全完好的壓縮空氣制動設(shè)備的情況下,在電子制動系統(tǒng)10的電子層級上執(zhí)行每個制動。但是,例如,如果第一電子控制器ebs發(fā)生故障,則閥70和72不能再由第一電子控制器ebs控制,即不再由第一電子控制器ebs操縱。然后,電子制動系統(tǒng)10自動落入氣動備用層級,使得后軸14和前軸20的行車制動器通過可機械操縱的閥34和36被供給壓縮空氣。由此在發(fā)生故障的情況下也可以保證足夠的制動效果。
如圖1所示,電子制動系統(tǒng)10具有用于存儲電流的第一電池42。電池42優(yōu)選為商用車的常規(guī)電池,例如具有24伏特的電壓。在這種情況下,第一電子控制器ebs連接到電池42,從而可以從電池42提供電流。閥70和72也連接到電池42,從而可以從電池42提供電流。閥70和72例如被設(shè)計為電磁閥并且分別具有電磁體形式的電調(diào)節(jié)元件,借助所述電調(diào)節(jié)元件、借助電池42的電流使得閥70和72的各個閥體移動。
為了借助電子制動系統(tǒng)10在故障情況中也能以簡單的方式保證特別高的制動效果、以及將電子制動系統(tǒng)10以特別簡單、廉價和重量有利的方式實現(xiàn)商用車的自動行駛,為閥34和36分配共同的、并且與制動踏板26不同的、相對制動踏板26補充布置的調(diào)節(jié)件44,其構(gòu)造為電磁體形式的可電子操縱的調(diào)節(jié)件。借助電子,閥34和36獨立于制動踏板26、也就是不被制動踏板26移動或者不被制動踏板26的各個位置影響地、從各個卸壓位置移動至各個保壓或增壓位置。
借助調(diào)節(jié)件44因此可行的是,閥34和36在商用車的自動行駛的范疇中被移動,而無需駕駛員操縱制動踏板26。由此可以以簡單的方式、無需駕駛員的操作地并且因此在自動行駛的范疇中實現(xiàn)氣動的備用層級,因此即使閥70或72失效也能實現(xiàn)足夠的制動效果。在這種情況中,各個行車制動器通過閥34和36供給壓縮空氣,因為閥34和36無需駕駛員操作地借助調(diào)節(jié)件44移動。
閥34和36例如設(shè)置在制動編碼器24的殼體中。在此,調(diào)節(jié)件44同樣以簡單的方式集成在制動編碼器34中、尤其其殼體中,而為此無需過度地改變制動編碼器24。由此,電子制動系統(tǒng)10可以以特別簡單和廉價的方式以及節(jié)省空間地被加強,以實現(xiàn)更安全的自動行駛。
通過借助調(diào)節(jié)閥44實現(xiàn)的閥34和36的可操作性還可以在自動行駛中實現(xiàn)在操作各個行車制動器方面實現(xiàn)冗余,因為在正常運行中、也就是電子制動系統(tǒng)10是正常的,則閥70和72借助第一電子控制器ebs在自動行駛的范疇中被控制。由此行車制動器在自動行駛的范疇中通過閥70和72借助第一電子控制器ebs被操縱。但是如果至少一個閥70或72失效,也就是至少一個閥70或72在自動行駛的范疇中不能被控制以及被操作,則始終還有閥34和36可用,他們能夠借助調(diào)節(jié)件44移動。
為了在這種冗余設(shè)計中也包含調(diào)節(jié)件44的控制,則電子制動系統(tǒng)10包含與第一電子控制器ebs不同的、作為其補充設(shè)置的第二電子控制器ecu2。第二電子控制器ecu2與調(diào)節(jié)件44聯(lián)接,尤其電連接,因此調(diào)節(jié)件44能夠由第二電子控制器ecu2控制,也就是被操縱。因此例如當?shù)谝浑娮涌刂破鱡bs失效時,因而閥70和72失效(因為閥70和72不能在被第一電子控制器ebs控制),則始終還有第二電子控制器ecu2可以使用,用于控制調(diào)節(jié)件44并且通過其操縱閥34和36。
此外為了在這種冗余設(shè)計中也包含各自的能量容積,則電子制動系統(tǒng)10包含與第一電池42不同的、作為其補充設(shè)置的第二電池46用于存儲電流。第二電子控制器ecu2與第二電池46相連并且能夠由第二電池供給電流。調(diào)節(jié)件44還與第二電池46相連并且被第二電池46供給電流。此時例如第一電池42失效,因此第一電子控制器ebs和閥70和72不再被供給電流并且因而被操縱,則還有電池46可用,用于為第二電子控制器ecu2和調(diào)節(jié)件44供給電流,因此閥34和36被移動。例如第二電池46具有12伏的電壓。
為了能夠特別精確地檢測制動踏板26的各個位置,制動編碼器24例如具有至少一個開關(guān)。例如,開關(guān)被設(shè)計成使得當制動踏板26轉(zhuǎn)動到切換角度時通過操縱制動踏板26來閉合開關(guān)。切換角例如為3至7度。例如,如果通過信號確定制動踏板26已經(jīng)被轉(zhuǎn)動超過切換角度,但是如果開關(guān)尚未閉合,則推斷為故障。這意味著可以驗證由傳感器32檢測到的位置或由傳感器32通過開關(guān)提供的信號的可行度。因此,開關(guān)是電開關(guān),并且例如連接到電池42并且通過電流與其耦連。此外,開關(guān)與第一電子控制器ebs耦連,使得開關(guān)在閉合時可以將表征其閉合的另外的信號發(fā)送到接收另外的信號的第一電子控制器ebs。因此,第一電子控制器ebs可以接收第一信號和另外的信號,并且相互驗證或相互檢驗可信度。
在此可以安裝第二傳感器和開關(guān),其由第二電池46供應電流并且在第二ecu2中被評估。
在此可以安裝圖中未示出的第三個傳感器和開關(guān),以獲得與當今串聯(lián)連接的ebs的兼容性。
圖2示出了根據(jù)第一實施例的電子制動系統(tǒng)10。圖2還示出了可以驅(qū)動商用車的發(fā)動機48。例如,發(fā)動機48是內(nèi)燃機。此外,發(fā)動機48可以是電動發(fā)動機或電動發(fā)動機和內(nèi)燃機的組合。此外,商用車包括減速器50和轉(zhuǎn)向角傳感器52,借助于此可以檢測特別是商用車的方向盤的形式的轉(zhuǎn)向操作件的位置。此外,商用車還包括傳感器組54,通過該傳感器組54可以記錄表征商用車的車輛動力學的參數(shù)。
為了實現(xiàn)自動行駛而設(shè)置電子控制器56。在第二實施例中,控制器56是與第一電子控制器ebs以及與第二電子控制器ecu2不同的補充設(shè)置的控制器,因此在第二實施方式的情況下,設(shè)置總共三個不同的電子控制器。在第一實施例中,在圖1中不可見的第二電子控制器ecu2是制動編碼器24的控制器并且例如集成在制動編碼器24中。因此,制動編碼器24具有電子控制器ecu2的形式的本身的處理能力。
圖3示出了電子制動系統(tǒng)10的第二實施例,其中與第一實施例不同,制動編碼器24不具有其自己的電子控制器。因此,在第二實施例中,控制器56是用于執(zhí)行自動行駛以及用于控制調(diào)節(jié)件44的電子控制器ecu2。
如圖2所示,轉(zhuǎn)向角傳感器52,發(fā)動機48,減速器50,電子控制器56和制動編碼器24,特別是第一實施例中補充提供的電子控制器ecu2通過數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)58相互連接并且可以通過數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)58交換信息或信號。在自動行駛的范疇中規(guī)定,發(fā)動機48和例如轉(zhuǎn)向操作件無需駕駛員操作地、通過電子控制器56被控制,從而被操縱。此外,電子控制器ebs還通過控制器56進行控制,使得商用車在自動行駛期間被自動加速,制動和轉(zhuǎn)向。
電子控制器56根據(jù)由傳感器提供和接收的多個信號向電子控制器ebs施加制動要求。換句話說,在自動行駛的范疇中,不通過駕駛員操縱制動踏板26、而是電子控制器56提供制動要求或制動期望。為了冗余的原因,電子控制器56以及其傳感器連接到電池42和電池46,并且可以由電池42和46供電。
由電子控制器56請求的制動要求被冗余地傳送到電子控制器ebs。在第一實施形式中,調(diào)節(jié)件44能夠由電池46供給電流,因為調(diào)節(jié)件44可能由電池42供給電流,因此在這種能量供給故障時,電子控制器ebs和氣動備用層級36的閥34和36都不能實施電子控制器56的制動要求。因此電磁體(調(diào)節(jié)件44)及其以電子控制器ecu2和56的形式的控制由電池46供給電流。
如圖2和圖3所示,設(shè)置有與傳感器32不同的制動編碼器24的第二傳感器60,用于檢測制動踏板26的位置。此外,提供其功能對應于第一開關(guān)的第二開關(guān)。這意味著第一傳感器32,第一開關(guān),第二傳感器60和第二開關(guān)檢測制動踏板26的位置或行程。在自動行駛的情況下,有利的是能夠明確區(qū)分駕駛員是否盡管實施了自動行駛?cè)云谕蚨鄰娏业仄谕M行制動。
為此有利的是,將傳感器32和60以及開關(guān)設(shè)置為冗余設(shè)計。例如,第一傳感器32連接到電池42,并且可以由電池42供應電流。此外,來自傳感器32的信號發(fā)送到電子控制器ebs并被其接收并進行相應的評估。例如,第二傳感器60也被設(shè)計為電傳感器,但是被連接到電池46,并且可以由其提供電流。傳感器60還提供表征通過傳感器60檢測到的制動踏板26的位置的信號,該信號被傳送到電子控制器ecu2并由后者進行評估。這同樣適用于連接到電池42并將其信號發(fā)送到電子控制器ebs的第一開關(guān)。第二開關(guān)連接到電池46并將該開關(guān)的信號發(fā)送到電子控制器ecu2。
在第二實施例中沒有設(shè)置電子控制器ecu2,其中電子控制器56執(zhí)行第一實施例中提供的電子控制器56的功能和電子控制器ecu2的功能。這意味著在第二實施例中,電子控制器56評估用于檢測制動踏板26的位置的第二傳感器60和第二開關(guān)。第二實施例的優(yōu)點在于,不必像第一實施例的情況那樣使用三個電子控制器,而是僅使用兩個電子控制器。同樣省略了ecu2與控制器56之間的數(shù)據(jù)連接。
可選地,第三傳感器和第三開關(guān)被設(shè)置用于檢測止動踏板26的各個位置,其中前述實施形式尤其在第一傳感器32以及第一開關(guān)或第二傳感器60以及第二開關(guān)的功能方面被轉(zhuǎn)用。在此優(yōu)選規(guī)定,第三傳感器和第三開關(guān)由電池42供給電流,并且由電子控制器ebs進行評估。
概念“評估”應理解為第三開關(guān)和第三傳感器連接到電子控制器ebs,并且因此將表示制動踏板26的位置的各自的信號發(fā)送到接收信號的電子控制器ebs。這使得可以使用電子制動設(shè)備10以特別簡單的方式用于自動行駛而不必改變傳統(tǒng)的電子制動系統(tǒng)。由此可以省去硬件的多樣化,這可以在商用車的零件數(shù)通常少較少的背景下導致成本優(yōu)勢。然后,自動和非自動行駛的商用車之間的區(qū)別例如在于具有不同零件數(shù)的不同的制動踏板模塊的裝配。
由圖2還可以看出,電子制動器10包含用于檢測左前輪的轉(zhuǎn)速的速度傳感器62。此外,電子制動系統(tǒng)10包括用于檢測右前輪的轉(zhuǎn)速的速度傳感器64。速度傳感器62和64分別提供表征各個轉(zhuǎn)速的信號,所述信號被傳遞至電子控制器ebs并被其接收。在此設(shè)置用于檢測左后輪的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器66和用于檢測右后輪的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器68。速度傳感器66和68提供表征各個轉(zhuǎn)速的各個信號,這些信號被傳送到閥裝置35并被閥裝置35接收。
此外在圖2中可以看到設(shè)計為abs閥的閥70和72,閥70被分配給左前輪,閥72被分配給右前輪。此外,電子制動系統(tǒng)10可以包括減壓閥74.如果提供了拖車,則拖車包括電子控制器76,其也稱為拖車-ebs(trailer-ebs),并且例如與電子控制器ebs耦連。
此外,電子制動系統(tǒng)10可以包括具有駐車制動閥78形式的閥的駐車制動器。駐車制動器例如可以由駕駛員通過操縱手柄來打開和關(guān)閉。駐車制動器包括例如制動襯片和彈簧,通過該制動襯片和彈簧,制動襯片總是被保持,特別是壓在相應的制動元件上,特別是制動盤或制動鼓的形式。結(jié)果,分配給駐車制動器并以抗扭的方式連接到制動元件的車輪借助制動襯片被緊固以防止不期望的旋轉(zhuǎn),使得例如停放在斜坡上的商用車可以防止不必要的滾動。壓縮空氣用于打開或釋放駐車制動器,其例如來自與蓄壓器v1和v2不同的另外的蓄壓器。通過壓縮空氣,制動襯片相對于彈簧移動離開相應的制動元件,使得制動襯片不再與相應的制動元件配合。這意味著駐車制動器通過壓縮空氣解鎖。
在此可行的是,駐車制動器也包括在自動行駛內(nèi)。例如為駐車制動器分配駐車制動線路上,通過該駐車制動線路壓縮空氣被引導以移動制動襯片。壓縮空氣在駐車制動線路中具有氣動壓力。如果適當?shù)赜绊戱v車制動線路中的氣動壓力,例如可以減速,則其中設(shè)置駐車制動器的駐車制動回路可以被用作備用層級,其用于在設(shè)計為行車制動回路的制動回路12和18中發(fā)生泄漏的情況。
為此,駐車制動閥78被設(shè)計為電動駐車制動閥或電動操縱或可電控制的駐車制動閥。這意味著駐車制動閥78配備有第二調(diào)節(jié)件,特別是電動調(diào)節(jié)件,使得可以自動地(也就是說沒有駕駛員的干預)啟動駐車制動閥78。優(yōu)選地,駐車制動閥78或第二調(diào)節(jié)件連接到電池42,并且可以由第二電池42提供電流。此外,優(yōu)選地,第二調(diào)節(jié)件連接到電子控制器ebs,并且可以從而通過電子控制器ebs來控制。這意味著通過電子控制器ebs可以通過第二調(diào)節(jié)件來操縱駐車制動閥78,使得駐車制動器可以被包括在自動行駛中。
為了獨立于制動踏板26地移動閥34和36,聯(lián)接裝置39伸縮式構(gòu)成。為此,聯(lián)接裝置39包括連接到制動踏板26的缸體80以及連接到閥34和36并且部分地容納在缸體80中并且可相對缸體80平移運動(也就是滑動)的桿82。桿82可以被支撐在缸體80的底部84上,使得當駕駛員相應地操縱制動踏板26時底部84與桿82一起支撐。由此,駕駛員可以通過制動踏板26,底部84和桿82機械地操縱閥34和36。
此外,聯(lián)接裝置39包括彈簧元件86,彈簧元件86通過閥34和36移動到打開位置而被張緊。當施加力(借助其可以將閥34和36移動到打開位置并且相對彈簧元件86被保持)結(jié)束時,彈簧元件86可以松弛,由此閥34和36借助自身松弛的彈簧元件86從打開位置返回到關(guān)閉位置。
例如,如果調(diào)節(jié)件44被操縱,則閥34和36借助調(diào)節(jié)件44從卸壓位置移動到保壓或增壓位置,而制動踏板26處于第一終端位置并且沒有移動,因此桿自身部分地從缸體80移出并且遠離底部84,而尤其不會導致制動踏板的移動。也就是說制動踏板26通過彈簧元件30保持在第一終端位置。由調(diào)節(jié)件44實現(xiàn)的閥34和36的移動例如通過對調(diào)節(jié)件44通電來進行,即通過向調(diào)節(jié)件44供應電流。如果該通電被終止,則上述的力施加也被終止,使得彈簧元件86可以松弛并且閥34和36移動到關(guān)閉位置。由此桿82再次移動到缸體80中。
總體上可以看出,通過使用調(diào)節(jié)件44,制動編碼器24、特別是閥34和36可以從外部被操縱,而在此無需過度地改變制動編碼器24。借助調(diào)節(jié)件44可以實現(xiàn)的是,位于制動編碼器24中的閥34和36在每次制動期望中在自動行駛的范疇中可以這樣被操縱,如同駕駛員期望通過制動踏板26機械地操縱閥34和36那樣。然而,閥34和36通過電磁體機械地操縱,而不是借助于制動踏板26。由此電子制動系統(tǒng)10可以以特別簡單的方式被加強以實現(xiàn)自動行駛。