專利名稱：所有車輪均與至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)電機(jī)相連接的車輛的制動系統(tǒng)的電力級冗余硬件結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及道路車輛。本發(fā)明特別地涉及使用電力牽引的道路車輛的 制動系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電動車輛包括在其中必需用于其替換的電能存儲在電池中的車輛，以 及在其中通過熱機(jī)驅(qū)動發(fā)電機(jī)或通過燃料電池而車載生成電能的車輛。車 輛的牽引由一個(gè)或多個(gè)電機(jī)保證。車輛的制動由傳統(tǒng)的機(jī)械制動系統(tǒng)保證。
但是，由于電機(jī)是可逆的，所以在車輛制動階段期間其也可以用作發(fā) 電機(jī)，在這種情況下，其可選地通過熱耗散而將機(jī)械制動能轉(zhuǎn)化為車輛必 須吸收的電能。這種操作模式通常稱作"電力制動"或"再生制動"。關(guān)于
電動車輛的技術(shù)發(fā)展簡史，感興趣者可以查閱專利申請WO 2004/071800。 還應(yīng)提及專利US 5 245 294，其給出了電動車輛的特殊情況，所述電動車 輛由與構(gòu)成部分電網(wǎng)的固定輸電線相接觸的架空接觸網(wǎng)電纜(overhead catenaiy cables)供電，所有在同一時(shí)刻不同地點(diǎn)運(yùn)行的多個(gè)車輛均與所述 電網(wǎng)相連接。在這一特殊情況下，當(dāng)制動時(shí)，可以使電能返回到所述電網(wǎng) 中，因?yàn)樗鲭娔芸梢杂稍谙嗤瑫r(shí)刻并未進(jìn)行電力制動的其它車輛耗散。 對于形成與其環(huán)境隔離的電氣系統(tǒng)的獨(dú)立電動車輛，例如客運(yùn)車輛，這明 顯是無法實(shí)現(xiàn)的。
在實(shí)際應(yīng)用中，電機(jī)起到發(fā)電機(jī)的作用以便于確保車輛適度的負(fù)加速 度，以盡量回收能量并將其存儲在蓄電池中，或甚至為了減小車輛機(jī)械制 動器承受的應(yīng)力而將其耗散。車輛的主要制動由液壓控制的機(jī)械制動器有 效地保證，通常以輔助的方式進(jìn)行，目前最常見地設(shè)有一般稱為"ABS" 的防抱死功能。制動是關(guān)鍵的車輛安全性能。機(jī)械制動器具有相當(dāng)大的力 量，結(jié)合最大的夾緊力足夠使車輪抱死，所述力量由防抱死功能限制。要確保乘客的安全，客運(yùn)車輛的制動系統(tǒng)一般要能夠保證1個(gè)"g"左右的負(fù) 加速度，g是加速度單位，其值為"1"時(shí)對應(yīng)重力加速度。另外，客運(yùn)車
輛的制動系統(tǒng)通常大致布置為兩個(gè)分離的液壓回路，例如在專利申請us
2002/0021045中所描述的那樣。
此外，在電力牽引車輛中，將電機(jī)結(jié)合在車輪中是尤其值得的，因?yàn)?這樣免除了機(jī)械軸，并且提供了關(guān)于車輛總體結(jié)構(gòu)的更大范圍。從現(xiàn)有技 術(shù)中已知有多種將電機(jī)結(jié)合到車輪中的布置。專利申請WO 2003/065546 提出布置四個(gè)電機(jī)，所述四個(gè)電機(jī)將它們的扭矩借助于行星齒輪系傳遞到 車輪。專利EP0878332公開了一種地面接觸系統(tǒng)，其結(jié)合有車輪內(nèi)的車輪 垂直懸架和用于牽引的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。在車輪與電機(jī)之間存在減速級，所述電 機(jī)與和車輪同軸的齒輪相嚙合。當(dāng)然，所述車輪包括盤式制動器以便確保 常用制動(service braking)功能。此外，所述地面接觸系統(tǒng)包括樞軸以便 允許車輪轉(zhuǎn)向。因此，地面接觸系統(tǒng)的所有機(jī)械功能均結(jié)合到了車輪中。
本發(fā)明涉及裝備有車輪的道路車輛的電力制動系統(tǒng)，所述電力制動系 統(tǒng)形成與環(huán)境隔離的獨(dú)立電氣系統(tǒng)，其中每個(gè)車輪與至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)電機(jī)相 連接以用于旋轉(zhuǎn)，每個(gè)旋轉(zhuǎn)電機(jī)與單個(gè)車輪協(xié)同工作。利用這樣的結(jié)構(gòu)， 就可以賦予所述電力制動系統(tǒng)在動力方面以及控制車輛的穩(wěn)定性(稱作 ABS和ESP的功能)方面的顯著的作用，因?yàn)槠淇梢酝ㄟ^與其相結(jié)合的旋 轉(zhuǎn)電機(jī)的控制系統(tǒng)而選擇性地控制各車輪處的車輪扭矩。為此，電力制動 還必須是極為可靠的。
本發(fā)明的目的是提高電力牽引車輛的電力制動系統(tǒng)的可靠性。特別地， 所述目的是提出一種用于電力制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)可以免除機(jī)械制 動器并完全以電力確保常用制動功能。

發(fā)明內(nèi)容
下面描述一種制動系統(tǒng)，其中可以區(qū)別的特征為-*電力級(powerstage)，在其中傳輸牽引所必需的電力和由電力制動 產(chǎn)生的電力，
'低壓供電級(low-voltage electrical supply stage),為控制并驅(qū)動動力 元件的電子器件供電，以及 控制車輛制動的信號的傳輸級(flowstage)。
下面提出了一種結(jié)構(gòu)，其中各級呈現(xiàn)出一定級別的冗余度。所提出的 各級的冗余度中的每一個(gè)均可以單獨(dú)使用或者彼此結(jié)合使用。當(dāng)然，通過 將所有的提出的冗余度加起來提高了安全水平。
本申請將電力級作為優(yōu)先事項(xiàng)進(jìn)行處理。使用多個(gè)旋轉(zhuǎn)電機(jī)，至少使 用兩個(gè)，優(yōu)選地每個(gè)驅(qū)動車輪使用一個(gè)，這已經(jīng)提供了一定級別的冗余度。 此外，優(yōu)選地，耗散裝置包括兩個(gè)電子耗散模塊和兩個(gè)電力耗散電阻，以 便于在電阻或者其控制模塊發(fā)生故障時(shí)始終提供一定的減速(制動)能力。 這形成了如下指出的兩個(gè)子系統(tǒng)。
本發(fā)明提出了一種用于道路車輛的電力制動系統(tǒng)，所述道路車輛的至 少兩個(gè)車輪中的每一個(gè)與至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)電機(jī)相連接以用于旋轉(zhuǎn)，每個(gè)旋轉(zhuǎn) 電機(jī)與單個(gè)車輪協(xié)同作用，至少一個(gè)電子車輪控制模塊控制同一車輪的電
機(jī)，每個(gè)電子控制模塊使得可以選擇性地對所涉及的車輪分配已確定大小 和符號(正負(fù)號)的控制扭矩，按照這樣的方式使得所述所涉及的車輪根 據(jù)所述已確定的扭矩對車輛分配(賦予)驅(qū)動力或制動力，其特征在于， 所述電力制動系統(tǒng)包括至少兩個(gè)與中央輸電線路相連接的子系統(tǒng)，每個(gè)子 系統(tǒng)包括
所述車輪的一部分，
與所述部分中的每一個(gè)車輪相關(guān)聯(lián)的電子控制模塊， 由電子耗散模塊控制的耗散裝置，以及
能夠?qū)⑺鲎酉到y(tǒng)與中央輸電線路電隔離的電流過載保護(hù)裝置。 在用于四輪車輛的一個(gè)實(shí)施方式中，優(yōu)選地，每個(gè)車輪與其自身的旋 轉(zhuǎn)電機(jī)機(jī)械地連接，每個(gè)所述子系統(tǒng)包括兩個(gè)所述車輪。優(yōu)選地，每個(gè)子 系統(tǒng)將在車輛的相對角上對角布置的車輛的車輪組合到一起?？梢钥闯?， 所述技術(shù)方案提供了比通常用于機(jī)動車輛中的雙液壓制動回路更大的安全 性。
此外，非常有利地，用于對控制和驅(qū)動動力元件的電子器件供電的低 壓供電級包括兩個(gè)獨(dú)立的電壓源。所述低壓供電級包括第一低壓供電器和 至少一個(gè)第二低壓供電器，所述第一供電器和所述第二供電器通過包括第 一段和第二段的低壓輸電線路互連，所述第一和第二段由將所述兩段電隔離的裝置連接，所述裝置能夠在其中一段電壓不足或者電流過載的情況下 按要求斷開所述互連，其中一個(gè)子系統(tǒng)的每個(gè)電子車輪控制模塊由所述第 一段供電，而另一子系統(tǒng)的每個(gè)電子車輪控制模塊由所述第二段供電。
所述第一供電器例如由與中央輸電線路相連接的電壓轉(zhuǎn)換器組成。該 中央線路上的電能可以來源于主電源，比如燃料電池，或者來源于電能存 儲裝置，或者來源于實(shí)時(shí)再利用的制動能。因此，還存在能源的冗余。所 述第二供電器例如由專門用于所述低壓供電器的低壓電池組成。當(dāng)然，也 可以將第二電壓轉(zhuǎn)換器用于該第二電壓源，所述第二電壓轉(zhuǎn)換器本身同樣 與中央線路相連接或者備選地直接與儲能器相連接。
最后，車輛制動控制信號傳輸級圍繞兩個(gè)傳感器構(gòu)造，所述兩個(gè)傳感 器機(jī)械地、并且優(yōu)選單獨(dú)地與司機(jī)的控制面板處的制動控制器相連接，所 述傳感器以相對于以下所說明的內(nèi)容完全不同的方式被使用。
還應(yīng)該指出的是，優(yōu)選地，保持車輛固定不動，安裝一種通常稱作駐 車制動器的機(jī)械制動裝置。但是，這種裝置并非設(shè)計(jì)用于制動車輛(剎車)， 而僅僅用于保持其停止，優(yōu)選地甚至在非常傾斜的斜坡上。因此，本發(fā)明 的系統(tǒng)包括與至少一個(gè)車輪關(guān)聯(lián)的單獨(dú)由駐車制動控制器控制的機(jī)械車輪 制動裝置。優(yōu)選地，所述駐車制動裝置由電動致動器控制，該電動致動器 由制動控制單元控制，只有在低于車倆的縱向速度臨界值時(shí)所述制動控制
單元才會被起動，所述臨界值例如小于10km/h。


從以下由后面的附圖示出的優(yōu)選但非限制性的實(shí)施方式的描述中，本
發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)可變得顯而易見，其中
圖1是帶有車載電能生成的四輪車輛的制動系統(tǒng)的示意圖2是詳細(xì)示出被構(gòu)成為呈現(xiàn)一定硬件冗余的電力級的圖表；
圖3詳細(xì)示出了各種控制電子器件的低壓供電級；
圖4詳細(xì)示出了各種元件的控制電子器件與中央單元之間的控制線路級。
具體實(shí)施方式
圖1是帶有四個(gè)車輪 lFrL、 lFrR、 lReL 和UeK的車輛的示意圖。標(biāo)記為 lM的車輪是左側(cè)前輪，lf^表示右側(cè)前輪，UeL表示左側(cè)后輪，UeR表示 右側(cè)后輪。每個(gè)車輪裝備有與其機(jī)械聯(lián)接的電機(jī)。電機(jī)2吼、2FrR、 2rcL和 2&k被示出。在下文中，具體表示車輛中的車輪1或電機(jī)2的位置的下標(biāo) 只有在它們起到清楚解釋的作用時(shí)才使用。電力牽引機(jī)2是三相同步電機(jī)，
其配備有解析器式的角位置傳感器，并且由電子車輪控制模塊23控制，它 們通過供電線路21與所述電子車輪控制模塊23相連接。所述電子車輪控 制模塊23設(shè)計(jì)成能在扭矩方面控制所述電機(jī)。因此，所述電機(jī)可以用作馬
達(dá)和發(fā)電機(jī)。每個(gè)后輪k化和lReR另外配備有由電力致動器7控制的用于
車輪的機(jī)械制動裝置71，所述電力致動器7由制動控制單元控制。
在本發(fā)明的一個(gè)特別有利的實(shí)施方式中，沒有一個(gè)車輛車輪包括機(jī)械 常用制動器。無論幅值制動控制信號的幅值如何，即甚至對于最劇烈的制 動，制動都以電力的方式、即通過使用如發(fā)電機(jī)的電機(jī)而得以確保。每個(gè) 車輪包括一個(gè)或多個(gè)專用的電機(jī)，以便于能夠選擇性地在每個(gè)車輪上產(chǎn)生 制動力，而這利用多個(gè)車輪、例如一個(gè)輪軸上的車輪所共用的電機(jī)是做不 到的，因?yàn)樵谶@種情況下，在車輪之間會存在機(jī)械傳動和差動。所述電機(jī) 被合適地確定尺寸，以將可能獲得的最大制動力傳遞給或賦予每個(gè)車輪。
當(dāng)然，所述系統(tǒng)必須包括能夠吸收增加的電能的裝置，這例如會需要 一個(gè)或多個(gè)電能耗散電阻的安裝，所述電能耗散電阻例如通過水循環(huán)被有 效地冷卻，除非設(shè)備容量使得車輛的重量全面提高到無法接受的地步，否 則已知的蓄電池不能吸收由緊急制動產(chǎn)生的電能或者不能吸收由長時(shí)間制 動產(chǎn)生的所有電能。因此，本發(fā)明可以形成與環(huán)境隔離的獨(dú)立電氣系統(tǒng)， 不存在與車輛外部的電力交換，因此其可以被應(yīng)用于機(jī)動車輛，是一種比
與電網(wǎng)相連接的車輛，比如火車或市內(nèi)電車的情況更難的電力制動系統(tǒng)應(yīng) 用。
多種用于布置機(jī)械地與車輪相連接的電機(jī)的布置方式是可行。但是， 應(yīng)當(dāng)指出，提供相當(dāng)大的減速傳動比是有利的，所述減速傳動比例如至少 等于10，甚至優(yōu)選地大于15，以使得所述電機(jī)不是太龐大?？梢耘c所述車 輪同軸地安裝電機(jī)，通過行星齒輪系來確保機(jī)械聯(lián)動，以提供必需的減速 傳動。也可以采用專利申請EP0878332中描述的類型的結(jié)構(gòu)，優(yōu)選地通過添加機(jī)械減速傳動級來實(shí)現(xiàn)。還可以選擇提供多個(gè)電機(jī)，所述電機(jī)的扭矩 被累加在一起。在這種情況下，電子車輪模塊可以并行地控制安裝在同一 車輪中的多個(gè)電機(jī)。關(guān)于多個(gè)電機(jī)在一個(gè)車輪中的安裝，例如可以查閱專
利申請WO 2003/065546和專利申請F(tuán)R 2776966。
本發(fā)明被示出為應(yīng)用到車輛上確保電能的車載生成。經(jīng)過中央輸電線 路40提供電流的燃料電池4被示出。當(dāng)然，可以使用其它任何提供電能的 裝置，比如電池。還示出了在該示例中由超級電容器組5構(gòu)成的電能存儲 裝置，所述電能存儲裝置通過電子再生模塊(electronic regeneration module) 50與中央輸電線路40相連接。示出了電力耗散電阻6，其優(yōu)選地浸沒在向 交換器(未示出)耗散熱量的傳熱液體中，所述電力耗散電阻6構(gòu)成能夠 吸收在制動期間由所有電機(jī)產(chǎn)生的電能的能量吸收裝置。所述耗散電阻6 通過電子耗散模塊60與中央輸電線路40相連接。
中央單元3控制多種功能，包括車輛的電力牽引系統(tǒng)。該中央單元3 經(jīng)由輸電線路30A (CAN總線⑧)與所有的電子車輪控制模塊23以及電子 再生模塊50相互作用。所述中央單元3還經(jīng)由輸電線路30E與加速控制器 33相互作用，經(jīng)由輸電線路30F與制動控制器32 (常用制動器)相互作用， 并且經(jīng)由輸電線路30C與選擇向前或向后行進(jìn)的控制器31相互作用。這可 以將司機(jī)的意圖考慮在內(nèi)。所述中央單元3還經(jīng)由輸電線路30D與縱向加 速度傳感器34相互作用。最后，所述電子再生模塊50經(jīng)由輸電線路30B 與所述電子耗散模塊60相互作用。
所述中央單元3確保了車輛縱向位移的控制。所述中央單元3控制所 有的電子車輪控制模塊23。所述中央單元3具有由給定幅值的車輛制動控 制信號啟動的車輛制動運(yùn)行模式，所述給定幅值表示所述車輛所需的總制 動力。在制動模式中，無論所述制動控制信號的幅值如何，所述中央單元3 以這樣的方式控制所有的電子車輪控制模塊23，以使得所有車輪1的源自 于旋轉(zhuǎn)電機(jī)的縱向力之和為制動控制信號的所述幅值的函數(shù)(隨制動控制 信號的所述幅值而變化)。換句話說，不存在機(jī)械常用制動器；所描述的電 力制動系統(tǒng)即為車輛的常用制動器。
還示出了駐車制動控制器35。機(jī)械車輪制動裝置的致動器7經(jīng)由輸電 線路30H單獨(dú)地由所述駐車制動控制器35控制，完全不由制動控制器32
9控制。優(yōu)選地，為了避免僅僅設(shè)計(jì)用來保持車輛固定不動并因此其散熱能
力非常有限的機(jī)械制動裝置71的任何磨損，所述駐車制動控制單元只有在 很低的車輛縱向速度閾值之下、例如低于10km/h才能被啟動。 下面解釋本發(fā)明的系統(tǒng)的操作。
當(dāng)司機(jī)使用控制器31選擇向前行進(jìn)并致動加速踏板33時(shí)，中央單元3 命令電子車輪控制模塊23通過將電能從中央輸電線路40導(dǎo)出而向電機(jī)2 供電。所述中央輸電線路40由燃料電池4和/或超級電容器組5供電，所 述供電根據(jù)它們的充電狀態(tài)并在中央單元3的控制下進(jìn)行。車輛向前行進(jìn)。 電機(jī)2將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械牽引能。所使用的電力特別取決于加速控制器33 的位置。
當(dāng)司機(jī)啟動制動踏板32時(shí)，中央單元3變成制動模式。所述中央單元 3從制動踏板32上司機(jī)的動作計(jì)算制動控制信號的值。無論制動控制信號 的幅值如何，所述中央單元3以這樣的方式控制所有的電子車輪控制模塊 23，以使得所有車輪1的縱向力之和與制動控制信號的所述幅值成比例。 旋轉(zhuǎn)電機(jī)2然后將機(jī)械旋轉(zhuǎn)能轉(zhuǎn)化為電能。
根據(jù)在電子再生模塊50中編程的電能控制策略，電子再生模塊50分 配制動能以便于對超級電容器組5進(jìn)行再充電和/或控制電子耗散模塊60 以便于在電力耗散電阻6中耗散能量。容易理解的是，當(dāng)例如為超級電容 器組5的存儲裝置飽和時(shí)，必須耗散全部的能量。此外，可以限制存儲裝 置的能量，也就是說，存儲裝置的充電速度可以例如對應(yīng)于輕制動(light braking),正如熱機(jī)通常所預(yù)期的(稱作"發(fā)動機(jī)制動")那樣。超過該制 動級別，所產(chǎn)生的電能于是被導(dǎo)向耗散裝置。
為了確保車輛的操作安全性，以這樣的方式對所述電力耗散電阻6確 定尺寸并進(jìn)行冷卻，以使得在最強(qiáng)烈的緊急制動操作期間所產(chǎn)生電能可以 被耗散掉。事實(shí)上，最好根據(jù)與應(yīng)用到機(jī)械制動系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)同樣嚴(yán)格的標(biāo) 準(zhǔn)來設(shè)計(jì)包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)2、電子車輪控制模塊23、中央輸電線路40、電子 耗散模塊60和電力耗散電阻6的系統(tǒng)。
優(yōu)選地，所有的電力耗散電阻6形成大于每公噸車輛500kW的功率的 能量吸收裝置。事實(shí)上，如果F是作用在車輛上使其制動的力，如果所述 車輛的質(zhì)量是M(kg)而其速度是V(m/sec)，并且如果y是加速度(m/sec2)，則結(jié)果是F二lV^Y而P二Fn^]V^ (>y*V);假設(shè)最大負(fù)加速度是1個(gè)g，那 么在130 km/h時(shí)每公噸車輛的功率約為350 kW，而在160 km/h時(shí)約為500 kW。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可容易地根據(jù)他/她打算構(gòu)造的車輛的特征來均衡 能量吸收裝置的功率。
因此，正如在說明本發(fā)明的示例中那樣，存在每一個(gè)均具有電力耗散 電阻的兩個(gè)子系統(tǒng)，每個(gè)所述電力耗散電阻6A和6B具有大于250*M/1000 kW的功率。
當(dāng)司機(jī)選擇倒車時(shí)，中央單元3命令電子車輪控制模塊23逆向進(jìn)行旋 轉(zhuǎn)電機(jī)2的操作，包括在制動的情況下。
下面將描述如何可以建立防車輪抱死功能。
因?yàn)殡娏恳龣C(jī)2裝備有解析器式的角位置傳感器，且每個(gè)車輪1具 有其自身的旋轉(zhuǎn)電機(jī)2，所以為每個(gè)車輪設(shè)置轉(zhuǎn)速傳感器。因此有利地可以 在本發(fā)明的系統(tǒng)上裝備用于控制每個(gè)車輪滑動的裝置，其中，在制動模式 中(或者甚至是一旦司機(jī)為了促成通常稱作的"發(fā)動機(jī)制動"而將其腳從 加速踏板上抬起時(shí))，當(dāng)滑動控制裝置檢測到所涉及的車輪的滑動時(shí)，所述 車輪的控制扭矩被減小。例如，可以實(shí)時(shí)分析每個(gè)車輪的轉(zhuǎn)速傳感器輸出 的信號并且從被標(biāo)記的變化(負(fù)加速度)中推斷出抱死的開始?？梢詫?shí)時(shí) 計(jì)算每個(gè)車輪的轉(zhuǎn)速信號的導(dǎo)數(shù)，因此如果使用適當(dāng)?shù)膫鞲衅?，則可以得
到表示每個(gè)車輪的加速度/負(fù)加速度的信號，并且可以將所得到的信號與給 出的車輛的真實(shí)加速度/負(fù)加速度進(jìn)行比較。這是上面已經(jīng)介紹的縱向加速 度傳感器34，或者其從可以實(shí)現(xiàn)車輛真實(shí)加速度/負(fù)加速度的評價(jià)的多個(gè)信 號的處理中而產(chǎn)生。因此，當(dāng)滑動控制裝置檢測到所涉及的車輪的滑動時(shí)， 中央單元3可以命令電子車輪控制模塊23減小車輪控制扭矩(通過車輪選 擇性地)。應(yīng)該注意的是，這種扭矩上的減小可以由電子車輪控制模塊直接 控制，其可以實(shí)時(shí)地關(guān)于在所述車輪處測量的速度和加速度發(fā)生作用，所 述中央單元傳輸待執(zhí)行的例如最高速度和加速度指令。
總之，應(yīng)該指出的是，傳統(tǒng)制動部件(參見申請EP0878332中的制動 盤和制動鉗)的省略不僅充分地簡化了裝備有本發(fā)明的系統(tǒng)的車輛結(jié)構(gòu)， 而且通過去除了包括制動塊和制動盤的更換的定期操作而充分地簡化了維 護(hù)。在通過去除傳統(tǒng)的液壓制動部件所獲得的優(yōu)點(diǎn)中，另外還可提到的是
ii去除了襯墊的任何殘余摩擦(眾所周知，這種摩擦消耗了相當(dāng)一部分用于 操作具有傳統(tǒng)制動器的車輛所必需的能量)。另一個(gè)可以注意到的優(yōu)點(diǎn)是消 除了由傳統(tǒng)的液壓制動部件在地面接觸系統(tǒng)處引起的熱應(yīng)力，而且消除了 與由制動塊和制動盤的磨損產(chǎn)生的灰塵相關(guān)的麻煩。
上面描述的是用于機(jī)動車輛的牽引系統(tǒng)，所述機(jī)動車輛中沒有一個(gè)車 輪裝備機(jī)械制動器。車輛的減速能力源自于操作作為發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)， 所述電機(jī)被設(shè)計(jì)為能夠使車輛的每個(gè)車輪抱死，也就是說，它們能夠提供 足夠的制動扭矩。
本說明書的其余部分說明了一個(gè)特殊的非限制性的示例，其可以構(gòu)造 一種具有足夠硬件冗余度的系統(tǒng)，以能夠在車輛制動系統(tǒng)中確保很高級別 的安全性。
在圖2中可以看出所述電力制動系統(tǒng)包括兩個(gè)分別通過電流過載保護(hù) 裝置41A和41B與中央輸電線路40相連接的子系統(tǒng)(A和B)，每個(gè)子系 統(tǒng)包括兩個(gè)車輪，每個(gè)所述車輪與至少一個(gè)其專用的旋轉(zhuǎn)電機(jī)2相連接以 用于旋轉(zhuǎn)。右側(cè)前輪和左側(cè)后輪，或者更確切地說，與它們相關(guān)的旋轉(zhuǎn)電 機(jī)2和電子車輪控制模塊23構(gòu)成子系統(tǒng)A。左側(cè)前輪和右側(cè)后輪，或者更 確切地說，與它們相關(guān)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)2和電子車輪控制模塊23構(gòu)成子系統(tǒng)B。 每個(gè)子系統(tǒng)分別包括電力耗散電阻6A或6B，每個(gè)所述電阻分別由電子耗 散模塊60A或60B供電。
如果對牽引系統(tǒng)的各種組成元件在硬件冗余標(biāo)準(zhǔn)方面進(jìn)行檢驗(yàn)，那么 由于每個(gè)車輪具有其自身的電機(jī)，因此結(jié)合到車輪中的旋轉(zhuǎn)電機(jī)2形成自 然呈現(xiàn)出冗余度的系統(tǒng)。由于每個(gè)所述電機(jī)2均具有其自身的控制電子器 件，因此所述電機(jī)的控制電子器件，即電子車輪控制模塊23，同樣形成呈 現(xiàn)出冗余度的系統(tǒng)。
在電力再生制動期間，每個(gè)電機(jī)2經(jīng)由電子車輪控制模塊23在輸電線 路40上提供電能。這種能量可以存儲在例如為超級電容器組5之類的蓄電 池中，或者通過電功率電阻6A和6B耗散。在緊急制動期間，明顯不可能 依靠蓄電池的存儲能力，因?yàn)樗鲂铍姵乜赡芤呀?jīng)很好地充電到最大值而 無法吸收電能。因此，所述電阻6是對于操作安全性來說極其重要的部件。 同樣地，輸電線路40是對于全電動車輛制動系統(tǒng)的操作安全性來說極其重要的元件。下面將檢查各種故障情形。
圖2示出了電能的主電源，其在實(shí)施方式的該示例中是燃料電池4。圖 中還示出了可以實(shí)現(xiàn)電能存儲的蓄電池組，其在實(shí)施方式的該示例中是超 級電容器組5及其電子再生模塊50。最后，各種電子模塊的低壓供電供給 一方面由電壓轉(zhuǎn)換器41確保，另一方面由例如為通常用在車輛中的DC 12 伏特的電池之類的電池42確保，所述低壓轉(zhuǎn)換器41可以將輸電線路40上 的可用電壓轉(zhuǎn)換成用于向各種控制電子器件供給的低壓(例如12伏特)。
我們已經(jīng)清楚，為了確保制動安全性，所述制動系統(tǒng)被組織成兩個(gè)子 系統(tǒng)，即，將右側(cè)前輪和左側(cè)后輪組合到一起的系統(tǒng)A以及將左側(cè)前輪和 右側(cè)后輪組合到一起的系統(tǒng)B。子系統(tǒng)A經(jīng)由電流過載保護(hù)裝置41A與輸 電線路40相連接。子系統(tǒng)B經(jīng)由電流過載保護(hù)裝置41B與輸電線路40相 連接。因此，每個(gè)子系統(tǒng)包括其自身的耗散電阻6A、 6B，每個(gè)所述耗散電 阻具有其自身的控制電子器件60A、60B，并且經(jīng)由電流過載保護(hù)裝置41A、 41B與輸電線路40相連接，所述電流過載保護(hù)裝置能夠?qū)⑺鲎酉到y(tǒng)與所 述中央輸電線路電隔離。在輸電線路40的相對端，所述裝置41A的下游， 輸電線路的一段40A與關(guān)聯(lián)于左側(cè)后輪的電子車輪控制模塊23、關(guān)聯(lián)于右 側(cè)前輪的電子車輪控制模塊23相連接，最后與關(guān)聯(lián)于耗散電阻6A的耗散 模塊60A相連接。子系統(tǒng)B的情況也一樣。
在輸電線路40遭到的損壞造成了電流過載保護(hù)裝置41A和41B之間 連接點(diǎn)中斷的情況下，兩個(gè)子系統(tǒng)，即系統(tǒng)A和B保持不變，它們彼此相 互獨(dú)立并且每一個(gè)均能夠確保車輛的電力制動。所述子系統(tǒng)的每一個(gè)均具 有其自身的電力耗散電阻。因此，提供了電力級的硬件冗余。
除了輸電線路40上的故障外，電力級還可能經(jīng)歷其它故障。例如，終 止于電子耗散模塊60A的輸電線路40A的所述段可能被中斷。在這種情況 下，耗散電阻6A斷路。由子系統(tǒng)A在電力制動期間產(chǎn)生的電能可以經(jīng)過 輸電線路40A的未中斷的段，并經(jīng)由電流過載保護(hù)裝置41A回到輸電線路 40，并且經(jīng)由輸電線路40B被引導(dǎo)向電力耗散電阻6B。因此，在這種情況 下，電力耗散電阻6B變成了由子系統(tǒng)A與子系統(tǒng)B共用。無論假設(shè)所述 耗散電阻6A的故障，還是所述電子耗散模塊60A的故障，結(jié)果是相同的-所述耗散電路變得無效。即使可用的電力耗散功率被分成兩部分，準(zhǔn)確地說在這種情況下，電 力制動系統(tǒng)的減速能力也仍然是相當(dāng)大的，足夠確保緊急制動。實(shí)際上，
每個(gè)電力耗散電阻6均浸沒在液壓冷卻回路中。在緊急制動的情況下，由 電力制動所產(chǎn)生的能量足夠使冷卻液達(dá)到沸點(diǎn)。即使是這樣，由于其被轉(zhuǎn) 化成汽態(tài)，所以蒸發(fā)掉的流體也會立即由液態(tài)的冷卻液取代，所述液態(tài)冷 卻液再次沖洗所述電阻，并且所述系統(tǒng)繼續(xù)呈現(xiàn)出一定的熱耗散能力。此 外，所述冷卻系統(tǒng)呈現(xiàn)出一定程度的溫度滯后。申請人進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)表 明，即使對于這種情形，所述電力制動系統(tǒng)也比例如目前用在機(jī)動車輛中 的液壓交叉制動系統(tǒng)更強(qiáng)大、更有效。
如果輸電線路40A在與右側(cè)前輪關(guān)聯(lián)的電子車輪控制模塊23和與左側(cè) 后輪關(guān)眹的電子車輪控制模塊23之間被中斷，那么在這種情況下，所述電 力耗散電阻6A對于與右側(cè)前輪關(guān)聯(lián)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)2在該電機(jī)作為發(fā)電機(jī)起作 用時(shí)仍然有效，而所述電力耗散電阻6B對于子系統(tǒng)B和與左側(cè)后輪關(guān)聯(lián) 的旋轉(zhuǎn)電機(jī)2、也就是子系統(tǒng)A的其中一個(gè)旋轉(zhuǎn)電機(jī)2有效。所述電力耗 散電阻的其中一個(gè)電力耗散電阻6B要接收比另一個(gè)電力耗散電阻6A更高 的電能。這種操作雖然不是最佳的，但是這種結(jié)構(gòu)比前一段落所說明的結(jié) 構(gòu)對車輛的減速能力具有更少的不利影響。
如果由于某種原因，故障使所述電流保護(hù)裝置41A斷開，從而子系統(tǒng) A隔離，盡管如此，其仍然能夠?qū)囕v制動起作用，那么在這種情況下， 車輛的制動能力同樣地仍然保持在最大，因?yàn)樗鲭娏纳㈦娮璞辉O(shè)計(jì)為 甚至當(dāng)此處由超級電容器組5組成的電能蓄電池已經(jīng)是最大充電量時(shí)，也 能夠全面地確保車輛的完全制動。在這種情況下，這種情形不是電力制動 系統(tǒng)在最大制動能力方面的故障情形之一。誠然，這種情形在綜合控制方 面并非最佳，尤其是因?yàn)槭チ嗽偕芰康目赡苄?，但是這對于安全性是 沒有壞處的。現(xiàn)在讓我們來考慮更嚴(yán)重的故障，比如在輸電線路40A上的 短路。這類故障會使所述電流過載保護(hù)裝置41A斷開，從而隔離子系統(tǒng)A 并防止所述故障影響子系統(tǒng)B的運(yùn)行，因此所述子系統(tǒng)B仍然可以完全運(yùn) 作，在這種情況下，假定所述子系統(tǒng)A不能對車輛制動起作用。甚至在這 種主要故障發(fā)生的情況下，仍然保持了 50%的總制動能力。很明顯，這不 足以實(shí)現(xiàn)完全減速的制動，但是保持了將車輛減慢到處于良好安全條件下的停止?fàn)顟B(tài)的能力。
如果剛剛說明的對于子系統(tǒng)A的任一個(gè)故障發(fā)生在子系統(tǒng)B中，由于 對稱的原因，很清楚，電力制動的安全條件是完全相同的?？傊?，通過在 兩個(gè)獨(dú)立的子系統(tǒng)中建立電力級，系統(tǒng)A和系統(tǒng)B中的每一個(gè)均通過其自 身的電流過載保護(hù)裝置(裝置41A和41B)并通過在每個(gè)所述子系統(tǒng)上裝 備其自身的電力耗散電阻而與車輛的中央輸電線路40相連接，從而形成雙 硬件冗余，以使得可以為車輛的電力制動確保最佳的安全條件。
電力耗散電阻6A和6B的耗散功率取決于所述冷卻系統(tǒng)的良好運(yùn)行。 實(shí)際上，它們被浸沒在傳熱流體中。圖3是冷卻回路的示意圖?？梢钥闯?所述冷卻回路包括兩個(gè)泵8A和8B以及兩個(gè)散熱器80A和80B。所述兩個(gè) 泵8A和8B串聯(lián)安裝，并且各自分別由自身的電動馬達(dá)81A和81B控制。 所述電動馬達(dá)各自由其自身的控制電子器件82A和82B控制。所述散熱器 80A和80B并聯(lián)安裝并且配備有閥83，這使得可以在其中一個(gè)散熱器泄漏 的情況下使所述閥80選擇性地隔離每個(gè)散熱器。另一方面，所述泵和泵驅(qū) 動馬達(dá)組件以這樣的方式設(shè)計(jì)，以使得如果其中一個(gè)泵發(fā)生故障，則另一 個(gè)泵仍然能夠確保傳熱流體的足夠流速，盡管所述另一個(gè)泵已經(jīng)不再起作 用。
現(xiàn)在參照圖3來描述各種控制電子器件和各種輔助裝置的低壓供電器。 圖3示出了兩個(gè)電力耗散電阻6A和6B的電子耗散模塊60A和60B、各自 與四個(gè)電機(jī)2之一關(guān)聯(lián)的電子車輪控制模塊23以及與超級電容器組5關(guān)聯(lián) 的電子再生模塊50。還示出了中央單元3、冷卻回路的其中一個(gè)泵的控制 電子器件82A以及冷卻回路的另一個(gè)泵的控制電子器件82B。假設(shè)制動踏 板由于其結(jié)構(gòu)所以是足夠安全的，因此沒有印出。兩個(gè)位置傳感器Cl和 C2中的每一個(gè)均與制動踏板關(guān)聯(lián)，并且每一個(gè)均提供表示車輛司機(jī)所需命 令的信號。
低壓供電器的冗余性設(shè)計(jì)如下。因?yàn)橐环矫嬖O(shè)置有與輸電線路40相連 接并供給12伏特直流電壓的電壓轉(zhuǎn)換器41，而另一方面設(shè)置有同樣供給 12伏特直流電壓的電池42，所以某些元件將與所述電壓轉(zhuǎn)換器41相連接， 而其它的元件將與所述的12伏特電池相連接，如下所述。線路43確保所 述電壓轉(zhuǎn)換器41與所述電池42之間的互連。所述線路43包括第一段43A
15和第二段43B，所述第一和第二段通過裝置430相連接，所述裝置430在 其中一段電壓不足或者電流過載的情況下將所述兩段電隔離。因此，可以 看出，在本發(fā)明的非限制性實(shí)施方式的說明中，以相同電壓對所述兩段43A 和43B供電。某些元件各自通過電流過載保護(hù)裝置434A與所述第一段43A 相連接。某些元件各自通過電流過載保護(hù)裝置434B與所述段43B相連接。 例如要確保所述冷卻回路的泵的良好運(yùn)轉(zhuǎn)，將其中一個(gè)馬達(dá)81A通過 其控制電子器件82A與所述第一段43A相連接。而另一個(gè)馬達(dá)81B通過其 控制電子器件82B與所述第二段43B相連接。子系統(tǒng)A的控制電子器件， 即與右側(cè)前輪旋轉(zhuǎn)電機(jī)2關(guān)聯(lián)的電子車輪控制模塊23、與左側(cè)后輪旋轉(zhuǎn)電 機(jī)2關(guān)聯(lián)的電子車輪控制模塊23以及耗散電阻6A的電子耗散模塊60A與 所述第二段43B相連接，而子系統(tǒng)B的相同電子器件與所述第一段43A相 連接。
確保車輛位移的控制的中央單元3由于其控制所有的電子車輪控制模 塊23，所以受益于雙重電連接。其通過一對將所述第一與第二段隔離開的 二極管與所述第一段43A和第二段43B相連接。所述中央單元3每次通過 二極管435連接，以便于確保所述中央單元3的供電的連續(xù)性，甚至是在 其中一個(gè)低電壓源發(fā)生故障的情況下。此外，適當(dāng)?shù)碾娐?36監(jiān)控每條輸 電線路上的電壓的存在，以便于在兩個(gè)供電器中的一個(gè)發(fā)生故障的情況下 發(fā)送故障信號。與超級電容器組5關(guān)聯(lián)的電子再生模塊50僅與所述第一段 43A相連接。應(yīng)該指出的是，這種類型的雙重連接還可以用于所有的電子 器件，特別是用于所述的電子車輪控制模塊23。
在電壓不足或電流過載的情況下，所述電力分離裝置430中斷所述兩 段43A和43B之間的連接，以便于保護(hù)無故障段的功能，其中所述電壓不 足或電流過載的情況例如由于所述兩段43A或43B中的一個(gè)短路或者直接 在所述供電器41或42中的一個(gè)內(nèi)部的短路而引起。因此可以看出，如果 由于任何原因，電壓轉(zhuǎn)換器41的重大故障使所述電力分離裝置430中斷了 所述電壓轉(zhuǎn)換器41與所述電池42之間的互連，那么所述電池42可以繼續(xù) 對與子系統(tǒng)A關(guān)聯(lián)的控制電子器件和中央單元以及所述液壓冷卻回路的兩 個(gè)泵的其中一個(gè)進(jìn)行低壓供電。相反，在電池42處發(fā)生重大故障的情況下， 電力分離裝置430可中斷所述互連，并且電壓轉(zhuǎn)換器41可繼續(xù)對子系統(tǒng)B、
16中央單元以及所述液壓冷卻回路的其中一個(gè)泵供電。因此，可以看出所描
述的結(jié)構(gòu)可以維持兩個(gè)子系統(tǒng)A或B中的一個(gè)的運(yùn)作，并且因此一半的車 輛制動力仍然是可用的。當(dāng)然，對所有的電子器件使用低壓供電器的雙重 連接意味著甚至在所述故障情形中，全制動力仍然保持可用。
下面將描述制動傳感器Cl和C2的供電，所述傳感器是制動控制系統(tǒng) 中的第一環(huán)節(jié)。應(yīng)該記得，本發(fā)明的系統(tǒng)包括控制所有電子車輪控制模塊 23的中央單元3。另一方面，本發(fā)明的所述系統(tǒng)包括司機(jī)可用的制動控制 器32，所述控制器與至少第一傳感器Cl和第二傳感器C2機(jī)械地相連接， 所述第一傳感器Cl輸出具有表示車輛所需總制動力的給定幅值的車輛制 動控制信號，所述第二傳感器C2輸出具有表示車輛所需總制動力的給定幅 值的車輛制動控制信號。
本發(fā)明的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)對傳感器C1和C2已經(jīng)分配了不同的職能。傳感 器C1由中央單元3提供低壓電能。所述傳感器C1向所述中央單元3輸出 控制信號，而所述中央單元3僅從傳感器C1接收制動控制信號，以形成整 個(gè)車輛制動控制信號的第一級。應(yīng)該指出，所述中央單元3包括適當(dāng)?shù)碾?路，用于監(jiān)視向傳感器Cl供電的線路上的電壓存在以及線路30F上控制信 號的完整性，以便于控制與所述傳感器C1的條件電路上的故障有關(guān)的故障 信息。所述第二傳感器C2由與每個(gè)電機(jī)關(guān)聯(lián)的電子車輪控制模塊23供電。 所述第二傳感器C2向每個(gè)電子車輪控制模塊23輸出其控制信號。當(dāng)然， 在每個(gè)控制電子器件23與傳感器C2之間的供電線路中嵌入了二極管230。 此外，處于每個(gè)車輪控制模塊23中的適當(dāng)電路231監(jiān)視四條供電線路中每 條上的電壓的存在，以便于在四個(gè)供電器中的一個(gè)發(fā)生故障的情況下發(fā)送 故障信號。在下面的段落中，可以看出傳感器C2與車輪控制電子器件23 直接關(guān)聯(lián)并且僅與所述車輪控制電子器件23直接關(guān)聯(lián)。
剛才已經(jīng)看出所述低壓供電級包括第一供電器和至少一個(gè)第二供電 器，所述第一供電器和第二供電器由包括第一段43A和第二段43B的輸電 線路43互連，所述第一和第二段由將所述兩段電隔離的裝置430相連接， 所述裝置430能夠在其中一段發(fā)生電壓不足或者電流過載的情況下根據(jù)要 求中斷所述互連。所述第一傳感器C1由與中央單元3相同的段供電，所述 第二傳感器C2通過一對隔離所述供電器的二極管由其中一個(gè)子系統(tǒng)(A)的車輪控制電子器件23和另一個(gè)子系統(tǒng)(B)的車輪控制電子器件23供電。
在圖4中，可以看出中央單元3通過CAN總線⑧(控制器局域網(wǎng)絡(luò)， 由附圖標(biāo)記30A表示)與每個(gè)電子車輪控制模塊23和電子再生模塊50互 連，所述CAN總線⑧可以實(shí)現(xiàn)控制指令計(jì)算機(jī)化形式的傳輸。所述中央單 元3寫入有適用于能夠?qū)⑺械乃鑵?shù)考慮在內(nèi)的軟件，以便于形成發(fā) 送到各個(gè)電子器件的制動控制信號，所述電子器件根據(jù)用于通過所述CAN 總線30A的循環(huán)的所需協(xié)議控制所述電機(jī)。所述中央單元3以約10-20ms 的周期有節(jié)奏地在所述總線30A上發(fā)送所述信號，每個(gè)電子車輪控制模塊 23監(jiān)視該周期。如果因?yàn)镃AN總線、中央單元3或者嵌入軟件，或者由 于任何其它原因引起的故障，使得該周期改變，則生成CAN通信故障數(shù)據(jù) 項(xiàng)目。每個(gè)電子車輪控制模塊23另外還通過模擬線路300直接接收由傳感 器C2輸出的模擬信號。同樣應(yīng)該指出的是，每個(gè)車輪控制模塊23包括合 適電路，用于監(jiān)視所述線路300上控制信號的完整性，以便于在用于傳感 器C2的條件電路上發(fā)生故障的情況下來控制故障信息。
最后，控制線路30B將電子再生模塊50與電子耗散模塊60A和60B 相連接。在所述控制線路30B上或者在所述電子再生模塊50處發(fā)生故障的 情況下，所述電子耗散模塊60A和60B保持耗散制動力的可能性，所述制 動力在沒有接收到線路30B上的命令的情況下自動回到輸電線路40。因此， 子系統(tǒng)A和B對于制動來說是保持完全運(yùn)作的，但是由于所述電子再生模 塊50失效而無法儲能。
回到制動扭矩由電機(jī)2的形成上，所述電機(jī)2的控制由專用于每個(gè)電 機(jī)2的電子車輪控制模塊23直接確保。所述模塊寫入有適用于根據(jù)所接收 到的控制信號在扭矩方面控制每個(gè)電機(jī)的軟件。每個(gè)電子車輪控制模塊23 一方面接收總線30A上的制動信號，另一方面接收模擬線路300上的制動 信號，所述模擬線路供給來自于傳感器C2的信號。每個(gè)電子車輪控制模塊 23因此可以隨時(shí)比較總線30A上供給的控制信號和由模擬線路300供給的 控制信號，并且在例如實(shí)驗(yàn)性確定的約10-20%的一定公差范圍內(nèi)優(yōu)先考慮 來自于總線30A的制動控制信號。這是正常運(yùn)行方式。
另一方面，如果由于中央單元3或者安裝在中央單元3中的軟件的故 障，則由所述總線30A所發(fā)送的制動控制信號比以模擬的方式直接來自于
18傳感器C2的制動控制信號低得多，可以優(yōu)先考慮來自于傳感器C2的控制 信號以在制動車輛時(shí)確保操作的安全性。可以看出，所提出的結(jié)構(gòu)不同地 使用由每個(gè)傳感器Cl和C2所提供的信號。傳感器Cl與中央單元3關(guān)聯(lián) 并且可以計(jì)算第一級整體制動信號。另一方面，由傳感器C2所提供的控制 信號由適當(dāng)?shù)木€路以模擬方式直接供給到電子車輪控制模塊23中。整體一 致性通過比較各個(gè)信號來確保。然后在選定的公差極限內(nèi)優(yōu)先考慮與最高 負(fù)加速度需求對應(yīng)的信號。這樣，甚至在所述總線30A、或者總線的一段、 或者模擬線路300或30F中任一個(gè)發(fā)生故障的情況下，制動控制安全性也 能得到保證。
除了上面的所有內(nèi)容之外，可以建立形成制動信號的可能性，所述制 動信號由例如借助于司機(jī)的控制面板處的緊急狀況按鈕產(chǎn)生的緊急命令預(yù) 先確定。這類制動命令由中央單元3考慮在內(nèi)，更確切地，由安裝在中央 單元3內(nèi)的軟件考慮在內(nèi)，并由CAN總線30A發(fā)送到每個(gè)電機(jī)的控制電 子器件23。這樣在制動期間即使制動踏板折斷也可以確保操作的安全性。 同樣地，這樣在制動期間兩個(gè)傳感器損壞或者兩個(gè)制動傳感器Cl和C2的 固定裝置損壞的情況下也可以確保操作的安全性。如果只是兩個(gè)傳感器Cl 或C2中的一個(gè)的機(jī)械連接或者兩個(gè)傳感器中的一個(gè)發(fā)生故障，則在制動期 間操作的安全性毫無疑問如前一段落中所說明的那樣可得以保證。但是， 在這種情況下例如可以使得行程結(jié)束，從而一旦車輛已經(jīng)停止即防止其再 次啟動。
最后，應(yīng)該指出的是，剛剛已經(jīng)說明的硬件冗余優(yōu)選地與軟件冗余結(jié) 合使用，有利地關(guān)于寫入在中央單元3中和寫入在電子車輪控制模塊23中 的軟件。這樣，對于全電動車輛制動系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)高度的安全性。
權(quán)利要求
1. 一種用于道路車輛的電力制動系統(tǒng)，所述道路車輛的至少兩個(gè)車輪(1)中的每一個(gè)均與至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)電機(jī)(2)相連接以用于旋轉(zhuǎn)，每個(gè)旋轉(zhuǎn)電機(jī)(2)與單個(gè)車輪協(xié)同作用，至少一個(gè)電子車輪控制模塊(23)控制同一個(gè)車輪的電機(jī)，每個(gè)電子控制模塊使得可以選擇性地對所涉及的車輪分配已確定大小和符號的控制扭矩，以使得所述所涉及的車輪根據(jù)所述已確定的扭矩對車輛分配驅(qū)動力或制動力，其特征在于，所述系統(tǒng)包括至少兩個(gè)與中央輸電線路(40)相連接的子系統(tǒng)(A和B)，每個(gè)所述子系統(tǒng)包括·所述車輪(1)的一部分，·與所述部分中的每一個(gè)車輪關(guān)聯(lián)的所述電子控制模塊，·由電子耗散模塊(60A、60B)控制的耗散裝置，以及·能夠?qū)⑺鲎酉到y(tǒng)與中央輸電線路(40)電隔離的電流過載保護(hù)裝置(41A、41B)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛制動系統(tǒng)，其特征在于，對于具有四個(gè) 車輪的車輛，所述車輪中的每一個(gè)均與至少一個(gè)其專用的旋轉(zhuǎn)電機(jī)(2)相 連接以用于旋轉(zhuǎn)，在所述系統(tǒng)中，每個(gè)所述子系統(tǒng)包括兩個(gè)所述車輪。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的車輛制動系統(tǒng)，其特征在于，每個(gè)子系統(tǒng)將 在車輛的相對角上對角布置的車輛的車輪組合到一起。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，耗散器包括 電力耗散電阻(6)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，對于質(zhì)量為 M kg的車輛，其中所述耗散器具有大于每個(gè)子系統(tǒng)25(^M/1000 kW的功 率。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，每個(gè)所述子 系統(tǒng)(A和B)通過電流過載保護(hù)裝置(41A和41B)與中央輸電線路(40) 相連接，用于供給電能的裝置與中央輸電線路(40)相連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，電能存儲裝 置通過電子再生模塊與中央輸電線路(40)相連接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，形成了與環(huán) 境隔離的獨(dú)立的電氣系統(tǒng)，與車輛的外部沒有電能的交換。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，包括確保車 輛縱向位移控制的中央單元(3)，所述中央單元(3)控制所有的電子車輪 控制模塊(23)，所述中央單元(3)具有由表示車輛所需總制動力的給定 幅值的車輛制動控制信號所啟動的車輛制動運(yùn)行模式，其中在制動模式中， 無論所述制動控制信號的幅值如何，所述中央單元(3)以這樣的方式控制 所有的電子車輪控制模塊(23)，以使得源自于所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的所有車輪的 縱向力之和為所述制動控制信號的所述幅值的函數(shù)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，不存在機(jī) 械的常用制動器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于道路車輛的電力制動系統(tǒng)，所述道路車輛的至少兩個(gè)車輪(1)中的每一個(gè)均與至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)電機(jī)(2)可旋轉(zhuǎn)地連接，每個(gè)旋轉(zhuǎn)電機(jī)(2)與單個(gè)車輪協(xié)同作用，至少一個(gè)電子車輪控制模塊(23)控制一個(gè)車輪的電機(jī)，因而每個(gè)電子控制模塊可以用于選擇性地對所涉及的車輪分配已確定大小和符號的控制扭矩，以使得所述所涉及的車輪根據(jù)所述已確定的扭矩對車輛分配驅(qū)動力或制動力。本發(fā)明的特征在于，所述系統(tǒng)包括至少兩個(gè)與中央輸電線路(40)相連接的子系統(tǒng)(A和B)，每個(gè)所述子系統(tǒng)包括所述車輪(1)的一部分；與所述部分中的每一個(gè)車輪關(guān)聯(lián)的所述電子控制模塊；由電子耗散模塊(60A、60B)控制的耗散裝置；以及能夠?qū)⑺鲎酉到y(tǒng)與中央輸電線路電隔離的電流過載保護(hù)裝置(41A、41B)。
文檔編號B60L11/12GK101505991SQ200780031695
公開日2009年8月12日 申請日期2007年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月26日
發(fā)明者F·丘德-莫魯, G·布爾吉, J-L·琳達(dá) 申請人:米其林技術(shù)公司;米其林研究和技術(shù)股份公司