專利名稱：機動車制動系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及根據獨立權利要求的用于機動車的一種制動系統。
當今的機動車制動系統，除傳統的液壓、氣動式制動裝置外還包括電子的附加功能，如防堵轉保護(ABS)和/或前后軸之間的電子制動力分配(EBV)。這些附加功能在制動過程中對司機作出支持并改善了制動狀態下機動車的穩定性及操縱性能。出于安全的原因需要采取措施來檢驗實現附加功能的電子控制單元以及機械和電氣部件的性能。
由SAE論文890870“Sumitomo電子防堵轉系統的電子控制單元”例如已公知了用于液壓式制動裝置的，除了對電子控制單元本身外還對故障狀態時的關斷路徑的功能，尤其是閥繼電器的功能，轉數傳感器的功能，壓力控制閥的功能及回輸泵的功能作出檢驗。在識別到故障時，除控制警報燈給司機信息外，最遲在結束一次運行的制動過程后關斷防堵轉保護調節器。
由WO94/12377A1公知了一種具有ABS及EBV的制動裝置，其中在識別出一種故障狀態時通過一個繼電器將各閥的電源電壓關斷。這時不但使ABS調節器也使EBV調節器關斷。后軸的過制動可以這樣地避免，即后輪制動的閥可通過單獨的電路繼續供給電流并使后軸制動時的壓力受到限制。
由DE-OS4112388(US專利，5,281,012)公知了一種在機動車前、后軸之間作制動力分配的調節器，其中這樣地對后軸制動壓力進行調節，即使得最慢的后輪及最快的前輪轉數之差的預定值不被超過。由此避免部分制動區域中的后軸超制動。對制動力分配調節器附加地設置了一個防堵轉保護調節器。但在故障情況下的電氣及機械部件的措施沒有給出。
通過在導言部分所述的在大多數故障情況下關斷ABS調節器及EBV調節器的調節功能可能在制動過程中出現不希望有的情況，因為無調節功能可能在制動時在各輪上出現大的滑動量。在大的滑動量時輪子不再能傳遞側面導向力。由此在該高滑動階段期間將使機動車喪失操縱性能及穩定性。此外，在制動過程期間被堵轉的輪子由于嚴重的磨損受到持久性損害。
因此本發明的任務在于，在一個防堵轉保護調節器和/或一個制動力分配調節器的情況下給出技術措施，以避免上述的缺點。
該任務將通過獨立權利要求的特征來解決。
根據本發明的優選形式提高了防堵轉保護調節和/或制動力分配調節器的實用性能。
特別有利的是幾乎在除控制單元外的所有故障情況下均能使制動力分配調節器保持工作，以致在這種運行狀態下也可避免后軸的過制動，并能在制動過程中保證機動車的穩定性。
由此在具有液壓式制動裝置的機動車上可以用有利方式在故障狀態下完全放棄使用液壓部件，如減壓器和/或放棄后軸制動閥附加電源的措施。
根據本發明優選方式在一個后輪及一個前輪的速度傳感器的故障時、在調節元件故障并當其導致一個或兩個后輪的制動喪失制動力或導致不可避免的前軸制動力上升時、在回輸泵故障時、在關斷路徑故障例如閥繼電器卡住或車電源欠壓時，尤其體現其優點。
由以下實施例的描述及由從屬權利要求可得到其它的優點。
下面將借助在附圖中描繪的實施形式對本發明作詳細說明。附圖為
圖1表示該制動系統的概要電路框圖；及圖2表示一個流程圖，它是關于決定實行ABS調節和/或EBV調節的一個程序。
圖1表示一個制動系統的概要電路框圖，其中使用了根據本發明的優選方式。這里標號10表示一個控制單元，它由至少一個微計算機12構成。該微計算機通過母線系統14與一個輸入組件16及一個輸出組件18形成數據和信息交換連接。在一個優選實施例中微計算機12包括一個防堵轉保護調節器20，一個制動力分配調節器22及一個故障監測單元24。這些調節器及該故障監測單元的工作原理已由導言部分所述的現有技術所公知。
在另一優選實施例中，微處理機12包括一個防堵轉保護調節器及故障監測單元24，或僅包括制動力分配調節器22及故障監測單元24。
對于輸入組件16輸入地連接了機動車前、后軸的轉數傳感器30至32的輸入導線26至28，制動踩板開關36的輸入導線34，制動裝置回輸泵40的輸入導線38及閥繼電器44的導線42。通過導線38及42輸入用于監視相應元件適當電位的信息或故障信息。輸入導線46將輸入組件16與供電電壓48相連接。此外輸入地連接了導線50至52，它們輸入用于監視進入閥及排出閥必要的信號值。從控制單元10的輸出組件18將第一輸出導線54連接到閥繼電器44，將輸出導線56至58連接到各個輪制動器的調節元件60至62，及將另一輸出導線64至少連接到一個警報燈66。
在制動系統故障運行狀態下，在至少一個輪子被抱死堵轉時防堵轉保護調節器通過分設的調節元件的確定控制使制動器釋放。在液壓或氣動式制動裝置的情況下，調節元件可被理解為例如進入閥及排出閥。對此在該優選實施例中借助由所有輪轉數構成的速度差中的一個即相應輪的轉數偏差來識別堵轉。在進入該所謂的ABS狀態前，通過制動力分配調節器來保護后軸制動器不被過制動。這就是說后軸的輪子不在前軸的輪子以前發生堵轉。這在該優選實施例中將根據導言部分所述現有技術來兌現。然后通過相應后輪制動器的調節元件的控制這樣地調節后軸制動力，即最慢的后輪將比最快的前輪的轉動慢一個預定的差值。以此方式可以避免使后輪處于傾向于堵轉的運行區域。隨后進行對后輪制動力的限制，該限制體現了在避免后軸輪堵轉的方向上在部分制動區域中偏離了由制動裝置給出的前、后軸之間的制動力分配。
故障檢測單元檢測微計算機的功能及控制單元10的其它組件的功能并監測外部元件，尤其是轉數傳感器30至32，制動踩板開關36，閥繼電器44，回輸泵40及調節元件60至62的功能。在該優選實施例中這些故障監測措施將以公知方法實施。如果識別了一個故障，微計算機12控制警報燈66發給司機信息，司機將使防堵轉保護調節器和/或制動力分配調節器停止工作并轉換成普通制動，部分地停止它們的工作或維持它們的功能，這些將如后面所述。這也適合車上電源欠壓的情況。這將由故障監測單元24通過將導線26輸入的車上電源電壓與預定極限值比較來作出。當額定電壓值12V的供電電壓落在小于10V，大于5 V的范圍中時將識別為欠壓。在低于5V時推斷為喪失電源電壓。
故障識別單元確定出發生的故障的位置，并根據本發明的優選方式確定面對故障將以何方式繼續執行調節功能。由此避免在故障狀態下完全關斷防堵轉保護調節器及制動力分配調節器，這將提高了調節的實用性及改善了機動車的運行安全性。即使在這種或那種情況下帶來了很小的功能損失和/或舒適性損失時，在大多數故障情況下這對司機在調節功能上也提供了有利的影響。
在一個優選實施例中當一個后輪上的轉數傳感器故障時使該信號的求值截止，并將還在工作的第二后輪上的轉數傳感器的信號用于防堵轉保護調節及制動力分配調節的求值。為此在速度求值時用無故障的信號來取代故障的信號。雖然信息的損失會導致調節性能的變差，但是保證了調節器的可應用性。
當一個前輪上的轉數傳感器故障時將在一故障運行的范圍內保持防堵轉保護調節器的工作，其中對于相應的前輪假定一估計的車速度并在構成參考速度時不予考慮該前輪的轉數信息。
當后軸上的調節元件有故障時，將導致后軸制動器制動作用的損失，而制動力分配調節器及防堵轉保護調節器不變化地繼續工作。例如當在液壓或氣動式制動裝置的情況下，由于相應進入閥的短路引起持續地進流并由此使后軸制動器的壓力調節阻斷時，將會出現這種故障。這種措施的優點在于，當調節器繼續工作時相對關斷來說可保留側面導向力的增益，盡管制動功率有些無關緊要的損失。
如果在前軸制動器的調節元件區域內出現故障，并造成該制動器上不可避免的制動力上升的后果，將在排除前軸制動器的情況下使防堵轉保護調節器繼續工作及使制動力分配調節器不變化地繼續工作，這樣作被證實是有利的。例如當在液壓或氣動式制動裝置的情況下由于管路斷裂或短路使進入閥不再能調節并因此不可避免地由司機調節前軸制動器的壓力時，將出現這類故障。
在具有封閉的液壓式制動裝置的機動車上也可能在回輸泵上出現故障。在這種故障的情況下出于安全的原因將關斷防堵轉轉保護調節器。有故障的回輸泵不能再泵出在ABS調節期間壓力下降時從相應的輪制動器向存儲室排放的壓力。因此其后果將是在輪制動器上不再有可下調的制動作用。因為不再能保證存儲室排放，故在該故障情況下必須關斷防堵轉保護調節器。與此相反，制動力分配調節器可繼續工作。由于對于制動力分配實際上是通過阻斷進入閥來限制后輪的制動壓力，該功能在回輸泵故障時也可執行。這時在后輪制動器上也可進一步進行壓力下降控制。在調節結束時，這時不再操作制動踩板，相應的排出閥短時的開通并以此放式使排流壓力返回到制動回路中。
基于以上所述表明，在液壓式或氣動或制動裝置上即使當所有排出閥故障時，與防堵轉保護調節器相反，制動力分配調節器仍繼續工作，這是有利的。因為對于制動力分配由司機預給的預定壓力實際上通過進入閥的控制來限制，對排出閥的持續控制或不可控制對于制動力分配的功能幾乎不起任何有用的作用。
另一種可能的故障狀態是出于安全原因所考慮的控制調節元件的繼電器的電源或半導體元件的電源。如果電源不再會中斷，雖然出現了系統故障，對此司機可通過警報燈的控制得到指示，然而防堵轉保護調節器及制動力分配調節器的功能并未受到損害。在這種系統故障時，因此這些調節器功能還繼續起作用。
相應地這也適合于手制動開關故障或另外的僅用于改善功能的元件或信號的故障的情況。
在車電源欠壓時，制動力分配調節器與防堵轉保護調節器相反將繼續工作。
當控制裝置內部故障時，即識別出微計算機或輸入組件及輸出組件故障時，則不再能保證制動系統的安全運行。在此情況下，因此需關斷這兩個調節器。
對于以上所述的根據本發明的優選實施方式將用圖2a及2b中的流程圖說明如下。
當由故障監測單元24識別出制動系統中的至少一個故障時，將導入在圖2a及2b中所示的流程圖。在程序部分開始后在第一步驟100上將詢問故障監測單元24是否識別出一個制動系統的內部故障，即例如微計算機、輸入/輸出組件范圍內的一個故障，電源故障等。如果是這種情況，則根據步驟102既關斷防堵轉保護調節器(ABS)又關斷制動力分配調節器(EBV)。在這種內部故障下繼續工作將可能引起不期望的工作狀態。在步驟102后將控制警報燈(103)并使該程序部分結束。
如果在步驟100上未出現任何內部故障，則被分支到一個程序部分，在該程序部分中將根據監測出的故障來確定防堵轉保護調節器的故障運行。
在第一訪問步驟104上將檢驗故障監測單元是否至少識別出制動力下降路徑中的一個故障，例如在液壓式制動裝置的情況下回輸泵的故障或至少一個排出閥的故障，或識別出欠壓。在此情況下將在步驟106上關斷防堵轉保護調節器并啟動警報燈。在步驟106后將根據圖2b的程序部分為了監測制動力分配調節器的故障運行而繼續進行下去。
如果在步驟104上確定出未出現上述任何故障，將在隨后的詢問步驟108上檢驗是否確定出一個輪速度傳感器上的故障。如果是該情況，將在步驟110上繼續詢問是否該故障出現在車的一個后輪上。當為肯定時，則在步驟112上維持防堵轉保護調節器的功能，其中與涉及故障的后輪根據未涉及故障的后輪的輪數信號來調節并且取消故障信號的求值。此外在該故障情況下控制警報燈啟動。然后在步驟114上檢驗；是否在前輪速度傳感器上出現故障。如果是這種情況，將根據步驟116維持防堵轉保護調節器，涉及故障的前輪的輪轉數信號由估計的參考速度信號Vref來代替并啟動警報燈。這時該參考速度僅基于未涉及故障的轉數信號來構成。該措施用于在所涉及的前輪上可以建立必要的制動力。然后在步驟114后的步驟118上檢驗是否監測到的故障引起了一個前輪進入閥不能受控制。如果情況為肯定，則根據步驟120部分地維持防堵轉保護調節器，其中將調節涉及故障的前輪的調節器部分關斷。這雖然對防堵轉保護調節器的功能產生影響，然而由于剩下的前輪可由防堵轉保護調節器避免被堵轉，這相對于全部關斷來說可達到制動過程中車穩定性的顯著改善。此外在步驟120上控制警報燈啟動。在步驟118得出否定以后及在步驟120以后，將在步驟122上在所有另外出現的故障情況下，例如閥繼電器粘接、制動踩板開關故障等情況下使防堵轉保護調節器不受限制地維持，只要這時提高可使用性的優點能超過一些功能限制的缺點。
這里應該注意到在一個軸所有輪子上的速度傳感器的故障情況下，在會引起制動力誤上升的前軸調節元件故障的情況下及在會引起兩個后輪制動器上不可避免的制動力上升的調節元件故障的情況下，均被認為是內部故障，并根據程序步驟102關斷防堵轉保護調節器及EBV調節器。在這個意義上上述的優選形式僅適用于單故障，而非雙故障或多故障的情況。
在故障狀態下檢驗了防堵轉保護調節器的故障運行后，將在步驟122及步驟106后繼續執行圖26中的用于監測制動力分配調節器故障運行的程序部分。
這時在步驟124上對于液壓式制動裝置檢驗是否存在回輸泵的故障。如果是該情況，則在步驟126上維持制動力分配調節器，并附加上，為了在制動踩板操作結束后的壓力下降由司機短時地控制輪制動器的排出閥。通過該措施，即使當回輸泵故障時也能在新的制動力分配調節情況下不但限制了后輪制動壓力，而且也能實現后輪制動的壓力下降。
在步驟126及步驟124后面，在詢問步驟128上檢驗是否在一個后輪上出現轉數傳感器的故障。如果是這種情況，將在步驟130上類似于步驟116地繼續使制動力分配調節器工作，其中僅是將由一個正確工作的后輪速度傳感器輸出的信號作為調節用的輸入量使用。如果在后輪上不存在傳感器故障，則在步驟132上檢驗是否在一個前輪速度傳感器上出現故障。如果情況是這樣，則在步驟133上EBV調節器類似于ABS調節器地基于無故障的前輪轉數信號進行計算。在步驟132上否定的后面在所有另外的故障的情況下，例如前軸或后軸制動器的調節元件故障、欠壓、制動踩板開關或閥繼電器的故障情況下，將不受影響地維持制動力分配調節器的工作(步驟134)，只要這些故障根據程序部分100不被認為是內部故障。這里應該注意，當一個后輪調節元件故障導致后輪制動器上制動壓力誤上升時，將使制動能力變壞，然而相對于這種制動能力變壞獲得了側面導向力的增益。在步驟133及134以及120后結束該程序部分并在給定時間時重復進行。
綜合起來可以確定，根據本發明的優選方式實質上提高了防堵轉保護調節器和/或制動力分配調節器的可使用性，因為僅是在出于安全的原因絕對必需關的情況下，才將調節器關斷。在所有其它情況下繼續執行調節器功能，其中是以功能損失一些作為代價的，然而這種損失還被保留的調節功能的穩定作用所補償。
此外還應指出，當出現多個不同的故障時相應的各措施可同時被應用。
在該優選實施例中可使用如導言部分所述的現有技術的EBV調節器，該調節器將最慢后輪與最快前輪的轉數差與一給定值相比較及這樣地調節后軸制動力，以使得該預定差值不被超過。
在另外的實施例中，具有上述優點的本發明優選方式也可與另外的EBV調節器結合地使用。例如可設置這樣一個EBV調節器，它檢測軸負載并根據檢測的軸負載值來求得給定延時值或給定壓力值。
當僅出現了這樣的故障，它會導致制動作用安全性、制動穩定性和/或操縱性的重大損害時，如控制單元內部的故障，影響制動力的調節元件和/或電源的故障時，才發生ABS調節和EBV調節的停止工作；而在單故障，它不會導致制動作用安全性、制動穩定性和/或操縱性的重大損害的情況下，至少在限制的范圍內保留防堵轉保護調節器的工作。
在該優選實施例中，根據本發明的優選方式應用在液壓式制動裝置的范圍內。在另外的優選實施例中，根據本發明的優選方式在具有ABS功能及電子制動力分配功能的電動液壓式、機電式、氣動式及電動氣動式制動裝置上被證實是適用的。
權利要求
1.用于機動車的制動系統，具有至少一個控制單元，該控制單元包括至少一個防堵轉保護調節器及一個故障監測單元，該故障監測單元不僅識別控制單元內部的故障而且識別控制單元外部的元件及導線和它們的電源的故障，其特征在于故障監測單元在對識別的故障狀態估價后引起防堵轉保護調節器的停止工作，限制地繼續工作或在完整的功能范圍上繼續工作，其中僅在會導致制動作用安全性、制動穩定性和/或操縱性的重大損害的故障情況下，如控制單元內部的故障，影響制動力的調節元件和/或電源的故障時才實行停止該調節器的工作，而在單故障、它不會導致制動作用安全性、制動穩定性和/或操縱性的重大損害的情況下，至少在限制的范圍內保留防堵轉保護調節器的工作。
2.用于機動車的制動系統，具有至少一個控制單元，該控制單元包括至少一個前、后軸制動器之間的制動力分配調節器及一個故障監測單元，該故障監測單元識別控制單元內部的故障及識別控制單元外部的元件及導線以及控制單元電源的故障，其特征在于在控制單元內部故障時關斷制動力分配調節器，否則在單故障的情況下至少在限制的范圍內使該調節繼續工作。
3.根據權利要求1所述的制動系統，其特征在于在一個后輪上的速度傳感器故障時基于替代信號使防堵轉保護調節器和/或制動力分配調節器繼續工作。
4.根據權利要求3的制動系統，其特征在于速度信號的替代信號是一個功能正常的速度傳感器的速度信號。
5.根據上述權利要求中一項所述的的制動系統，其特征在于在一個前輪上的速度傳感器故障時基于替代信號使防堵轉保護調節器和/或制動力分配調節器繼續工作。
6.根據權利要求5的制動系統，其特征在于替代信號是估計的車速度，其中根據機動車功能正常的速度傳感器的信號來確定該車速度。
7.根據權利要求1至6中一項所述的制動系統，其特征在于當一個軸的所有速度傳感器故障時，當前軸上的一個調節元件故障、導致一個前軸制動器的制動力誤上升時及在至少一個調節元件故障、導致兩個后輪制動器的制動力不可避免的上升時，關斷防堵轉保護調節器和/或制動力分配調節器。
8.根據權利要求1至7中一項所述的制動系統，其特征在于當一個調節元件故障、導致一個前輪制動力不可避免地上升時，不管故障使防堵轉保護調節器和/或制動力分配調節器繼續保持工作。
9.根據權利要求2至8中一項所述的制動系統，其特征在于在液壓式制動裝置上，當回輸泵故障時使制動力分配調節器保持工作，其中在制動力分配調節結束時，只要制動踩板不被操作，當壓力下降控制時使相應的排出閥開通。
10.根據權利要求2至9中一項所述的制動系統，其特征在于當前軸制動器或后軸制動器上調節元件故障、導致制動力下降的錯誤可能性時或當欠壓時使制動力分配調節器保持工作。
11.根據以上權利要求中一項所述的制動系統，其特征在于為了前、后軸之間的制動力分配調節，這樣地調節后軸的制動力，即最慢的后輪和最快的前輪之間的差速不超過一個預定值。
全文摘要
本發明提出一種用于機動車的制動系統，它設有防堵轉保護調節器和/或電子制動力分配調節器。在故障狀態下只當出于安全原因不允許時才關斷這個調節系統。在所有另外故障類型時將保持調節器的故障運行。
文檔編號B60T8/92GK1148832SQ96190250
公開日1997年4月30日 申請日期1996年2月28日 優先權日1995年3月27日
發明者羅伯特·科恩哈斯, 烏爾里希·戈特維克 申請人:羅伯特·博施有限公司