阅读说明：本技术 车辆制动系统 (Vehicle brake system ) 是由 H·内梅特 F·泽曼 T·阿德莱尔 于 2018-06-01 设计创作，主要内容包括：公开了一种用于车辆的制动系统。该车辆包括行车制动器控制模块(3)和带至少一个弹簧制动室(13)的驻车制动器,行车制动器控制模块(3)控制至少第一压力模块(9)以制动第一组车轮。该制动系统包括驻车制动器控制模块(47),其被配置成能控制弹簧制动室(13)以制动第二组车轮以及控制第一压力模块(9)以制动第一组车轮。(A braking system for a vehicle is disclosed. The vehicle comprises a service brake control module (3) and a parking brake with at least one spring brake chamber (13), the service brake control module (3) controlling at least a first pressure module (9) to brake a first set of wheels. The brake system comprises a parking brake control module (47) configured to control the spring brake chamber (13) to brake the second set of wheels and to control the first pressure module (9) to brake the first set of wheels.)

车辆制动系统

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的制动系统和一种用于提供制动系统的方法，尤其涉及一种用于运输车辆或其他商用车辆的自主运行的冗余制动系统。

背景技术

近来，越来越需要将越来越多的功能实施到各个控制单元中，以进一步支持驾驶员或使得甚至不需要驾驶员。由于这些功能需要特定的硬件基础结构，而这些硬件基础结构目前尚不容易提供，因此商用车辆仍然需要驾驶员在场并关注。但是，将来，由于自动系统将承担更重要的驾驶功能，因此驾驶员在驾驶车辆时会减少参与控制任务。为此，需要提高可靠性水平，这可通过实施不同类型的系统冗余来实现。

传统的商用车辆仍然使用电动-气动或线控制动系统，其中，电子控制部分由单回路控制来提供。只要在控制电子器件出现故障的情况下，驾驶员仍可例如通过手控式或脚控式致动器来干涉并接管制动系统气动部分的控制，这就是可接受的。为此，在常规车辆中通常使用两回路气动备用系统，从而驾驶员可启动备用系统。

然而，对于驾驶员不再处于控制回路中或甚至不可用或不在车辆中的高度自动化的车辆，上述制动系统是不足的，因为在无人驾驶操作期间，单个电子控制电路的故障不能通过由驾驶员启动备用系统来弥补。因此，需要在可用的制动系统的控制上增加冗余。

DE 10 2008 009 043公开了一种用于商用车辆的已知的冗余制动系统。该系统通过控制弹簧驻车制动室来利用集成在空气供送单元中的驻车制动器作为冗余制动致动器。在此，挂车控制模块的控制输出用作未配备弹簧驻车制动室的车轴的车轴调节器的气动控制输入。

EP 2 794 368是用于商用车辆的另一种传统的冗余制动系统。同样，集成到空气供送单元中的驻车制动器用作冗余制动致动器，其中，弹簧驻车制动室被相应地控制。对于未配备弹簧驻车制动室的车轴，空气供送单元包括附加的电动-气动调节器，以产生用于相应的车轴调节器的气动控制输入的控制压力。

但是，这些常规系统依赖于挂车控制模块或需要附加的电动-气动调节器以用于冗余制动系统。因此，需要更简单的冗余制动系统。

发明内容

如前所述的传统装置的至少一些问题通过根据本申请的制动系统、根据本申请的车辆以及根据本申请的方法来解决。其他方面涉及本发明主题的进一步有利的实现方式。

本发明涉及一种用于车辆的制动系统，尤其是用于商用车辆的制动系统。该车辆包括行车制动器控制模块和具有至少一个弹簧制动室的驻车制动器，其中，行车制动器控制模块控制至少第一压力模块以制动第一组车轮。该制动系统包括驻车制动器控制模块，该驻车制动器控制模块被配置成能控制弹簧制动室以制动第二组车轮，且能控制第一压力模块以制动第一组车轮。

第一组车轮可以是前轮，第二组车轮可以是后轮。但是本发明不限于此。第一组和第二组车轮可指车辆上的任何车轮(例如在不同的车轴处)。第一压力模块可以是能够根据制动需求来(电子地或气动地或液压地)控制压力的任何单元。应理解，对物理量(例如力，压力，致动水平等)的任何控制都可通过修改物理量本身来直接地进行，或可通过修改另一个量从而导致对该物理量的修改而间接地进行。

第一压力模块可由行车制动器控制模块和由驻车制动器控制模块并行控制，以保证冗余制动系统。因此，在任何给定的时间，两个制动器都可通过一个操作同时被致动。为了致动制动器，驾驶员(或控制单元)可启动制动踏板，这可被相应的传感器感测到，从而向行车制动器控制模块并同时向驻车制动器控制模块提供传感器信号。除此之外，可提供驻车制动杆，其致动可被感测到。相应的驻车制动器传感器信号仅可被提供给驻车制动器控制模块，该驻车制动器控制模块仅启动弹簧制动室以启动驻车制动器。

车辆还可包括挂车控制模块，以用于控制挂车的制动。在这种情况下，驻车制动器控制模块可包括挂车输出管路以耦接到挂车控制模块。驻车制动器控制模块可包括由挂车输出管路控制的反向阀，以实现对第一压力模块的气动控制。

可选地，行车制动器控制模块可被配置成能通过第一压力模块控制第一组车轮的制动，并通过第二压力模块控制第二组车轮的制动，且驻车制动器控制模块可被配置成能控制第二压力模块，以应驻车制动请求而致动弹簧制动室。

驻车制动器控制模块可包括驻车制动器控制单元，以气动地控制挂车控制模块和/或弹簧制动室。在这种情况下，反向阀可集成在驻车制动器控制单元或第一压力调节器中，或是独立单元。可选地，驻车制动器控制单元同样是独立单元或制动系统的另一构件的集成部分。

独立单元应是当安装在车辆上时未集成到另一单元中(例如，通过共用公共壳体)的任何单元。因此，它仅满足指定的功能。然而，它可通过流体管路流体连接到其他构件。

可选地，反向阀包括并行地气动控制第一压力模块和第二压力模块的输出。例如，从反向阀到第一压力模块的气动管路具有一个结点，以分支出到第二压力模块的管路。

可选地，电动-气动单元布置在反向阀(例如，其下游)和第一压力模块之间，以通过调节反向阀的输出来控制第一压力模块。在本公开内，术语“在…之间”应指在流体流动意义上，相应的单元在一个构件(例如，反向阀)的下游且在另一构件(例如，第一压力模块)的上游。因此，电动-气动单元也可集成在构件中的一个(反向阀或第一压力模块)中。

可选地，电动-气动单元包括电动-气动控制阀，该电动-气动控制阀是独立单元或是反向阀的或第一压力模块的或第二压力模块的集成部分。

可选地，另一电动-气动单元布置在驻车制动器控制模块的挂车输出管路的下游，以便电子地调节挂车控制模块。

电动-气动单元也可包括电动-气动控制阀，该电动-气动控制阀是独立单元或是反向阀的或驻车制动器控制模块的或挂车控制模块的集成部分。

车辆还可包括控制单元，以便电子地控制气动制动压力(例如，针对各种阀)。在这种情况下，第一压力模块和/或第二压力模块是电子压力调节器。可选地，第一压力模块和/或第二压力模块包括以下构件中的至少一个：继动阀、选择高阀(select high valve)、压力控制阀，其中，压力控制阀由控制单元控制，以便为选择高阀提供加压空气。另外，选择高阀可被配置成从反向阀接收另外的加压空气，且将更高的接收到的加压空气提供给继动阀作为控制输入，以根据制动需求来调节制动压力。

车辆还可包括可由驾驶员控制的脚制动阀。在这种情况下，至少一个另外的选择高阀可布置在反向阀的输出的下游，以在反向阀的输出和脚制动阀之间选择较高的压力，以气动地控制至少一个车轴的制动力。

本发明还涉及一种具有前述制动系统中的任何一个的车辆。

本发明还涉及一种用于提供车辆的冗余制动系统的方法。车辆包括行车制动器控制模块和具有弹簧制动室的驻车制动器，其中，行车制动器控制模块控制至少第一压力模块以制动第一组车轮。该方法包括：

-通过驻车制动器控制模块控制至少一个弹簧制动室处的制动压力，以制动第二组车轮；和

-通过驻车制动器控制模块控制第一压力模块，以制动第一组车轮。

该方法还可包括以下步骤：根据制动需求，同时向行车制动器控制模块和驻车制动器控制模块提供制动信号，以经由行车制动器控制模块和经由驻车制动器控制模块并行(同时)控制第一压力模块。

总之，本发明的实施例通过电子驻车制动器(EPB)解决了现有技术中的至少一些问题，该电子驻车制动器用作冗余制动系统，以用于配备有弹簧制动致动器的车轴上的制动致动器，以及附加地没有这种致动器的其他车轴上的制动致动器。该控制可通过使用驻车制动器控制模块(例如EPB)的挂车控制输出端口来直接提供。该功能和/或相应的附加构件可被实施为独立单元，或可被集成到任何其他气动模块、如空气供送单元中。由于电子制动器的输出因为弹簧制动器致动而反转，所以根据实施例，挂车控制输出端口通过示例性的反向阀修改，然后再将其连接至车轴调节器的气动控制输入。

附图说明

以下将仅通过示例并参考附图来描述系统和/或方法的一些示例，其中：

图1示出了根据本发明一个实施例的用于商用车辆的冗余电子制动系统的示意图；

图2示出了根据本发明另一实施例的冗余电子制动系统的示意图，该冗余电子制动系统包括通过EPB进行的前后轴行车制动器的耦接；

图3示出了根据本发明又一实施例的具有两通道EPB控制的冗余电子制动系统的示意图；

图4示出了根据本发明又一实施例的具有独立的EPB挂车控制的冗余电子制动系统的示意图；

图5示出了根据本发明又一实施例的冗余ABS制动系统的示意图，该冗余ABS制动系统包括通过EPB进行的前轴行车制动气动控制。

具体实施方式

图1示出了示例性商用车辆的制动系统架构，其包括行车制动器控制模块3，以便(电子地)控制至少第一压力模块9以制动第一组车轮(例如在前轴处)。车辆还包括具有一个或多个弹簧室13的驻车制动器，以制动第二组车轮(例如在后轴处)。制动系统架构还包括根据本发明实施例的具有驻车制动器控制模块47的制动系统，该驻车制动器控制模块47被配置成能控制驻车制动器以制动第二组车轮并能控制第一压力模块9以制动第一组车轮。

为了操作制动系统，该架构还包括两个冗余电池1、2，加压空气供送源50，第一制动踏板传感器5和第二制动踏板传感器6。这些供送和控制单元通过气动供送管路170相应地耦接到第一压力模块9、第二压力模块10和挂车控制模块8。第一压力模块9通过通到行车制动室12的压力控制阀11将例如加压空气提供给前轴制动器。第二压力模块10将加压空气提供给例如布置在后轴处的弹簧制动室13。第一和第二压力模块9，10可以是任何类型的制动致动器(例如，电子控制的压力调节器)，以调节气压，以便获得期望的制动力。挂车控制模块8基于由挂车输出管路48上的驻车制动器控制模块47提供的信号来控制施加在挂车的制动器上的制动动作。

供电电池1、2已经提供了冗余，其中，第一电池1为行车制动器控制模块3提供供电，行车制动器控制模块3可实施使用第一电线路110的电子制动系统(EBS)(例如，实线是模拟线路，虚线是数字线路)。行车制动器控制模块3通过第一电线路110控制由第一压力模块9和第二压力模块10提供给制动器的气压。第二电池2为使用第二电线路120(例如，实线是模拟线路，虚线是数字线路)的EPB单元4提供供电，该第二电线路不同于第一电线路110。因此，行车制动器控制模块3和EPB单元4具有使用不同的电线路110、120的独立供电，从而它们可作为冗余系统操作。

行车制动器控制模块3电子地控制前轴的压力模块9，前轴上的压力控制阀11，后轴的压力模块10和挂车控制模块8。前轴制动器由行车制动室12致动，而后轴制动器由弹簧制动缸13致动，第二压力模块10通过气动行车制动控制管路180控制(例如，在启动驻车制动器时)弹簧制动缸13和挂车控制模块8。

驻车制动器控制模块47包括例如驻车制动器控制单元4和反向阀7。反向阀将第一压力模块9与加压空气供送源50连接，并由挂车输出管路48(或该挂车输出管路上的相应信号，例如压力值)控制，同时至少将相应的控制信号反相(可选地还放大/衰减)。

因此，通过EPB单元4提供了制动系统的冗余对，从而通过一气动驻车制动控制管路190致动后轴上的弹簧制动缸13。它通过挂车输出管路48(另一气动驻车制动控制管路190)进一步将气动控制信号提供至挂车控制模块8，该气动控制信号同样也控制反向阀7(例如继电器或比例阀)，以通过另一气动行车制动控制管路180命令用于第一压力模块9的气动控制压力。因此，前轴或其他未配备弹簧制动缸13的车轴通过EPB单元4使用其挂车输出管路48进行控制。此外，可由驾驶员通过冗余制动踏板传感器5命令行车制动器，该冗余制动踏板传感器5为行车制动器控制模块3和EPB单元4提供单独的需求信号。此外，驾驶员可通过驻车制动致动器6(例如杆传感器)命令驻车制动器。

反向阀7可以是独立单元，或可集成到EPB单元4中或第一压力模块9中。同样地，EPB单元4可以是独立单元，或可集成到任何其他模块、如加压空气处理单元50中。

当制动系统完好无损时，行车制动器可由行车制动器控制模块3作为主控者进行控制。它电子地控制第一和第二压力模块9、10和挂车控制模块8。在行车制动器控制模块3或其电源1发生故障的情况下，制动控制由EPB单元4接管。配备有弹簧制动室13的车轴由比例驻车制动控制装置致动，而其他没有弹簧制动室13的车轴则通过反向阀7和第一压力模块9被气动地控制。另一方面，如果EPB单元4或其电源2出现任何故障，则行车制动器控制模块3如在正常情况下那样控制制动系统。在这种情况下，驻车制动功能通过行车制动器的致动暂时实现。

图2示出了制动系统(例如用于商用车辆)的另一实施例，其中，驻车制动器控制模块47同样地控制第二压力模块10。该控制可通过将反向阀7与第二压力控制模块10或任何其他的车轴调节器连接的单独的控制管路49来提供。因此，在该实施例中，后轴处的制动器可由电子驻车制动器单元4通过反向阀7以及通过弹簧制动室13来致动。将通过EPB气动地控制的前轴和后轴行车制动耦合显著提高了制动性能。

图3示出了EBS架构中的制动系统的又一实施例(例如用于商用车辆)。与图1的实施例相比，在该实施例中，电动-气动单元14设置在反向阀7的输出和第一压力模块9之间。电动-气动单元14由驻车制动器控制单元4控制。因此，使用该电动-气动单元14，驻车制动器控制模块47可以以预定的关系控制后轴以及前轴制动力(例如，作为单通道控制)。可实施另一种可能的实现方式，其中，在制动器致动期间，驻车制动器控制模块47(例如独立地)改变具有和不具有弹簧制动室13的车轴之间的制动力的比或关系(意味着两通道控制实施方式)。以这种方式，前轴制动力不再与带有弹簧制动缸13的车轴上的制动力成固定关系。这在如ABS制动的紧急车辆动态情况下提供了显著的优点。

图4示出了又一实施例，其与图1所示的实施例的不同之处仅在于，电动-气动控制阀15设置在驻车制动器控制单元4和挂车控制模块8之间，以电子地控制挂车控制模块8。电子控制可通过驻车制动器控制单元4提供。电动-气动控制阀15被添加到驻车制动器控制单元4和挂车控制模块8之间，以使挂车制动器的调节独立于通过EPB单元4进行的牵引车制动器调节。所有其他构件与图1的实施例相同或相似，因此这里不需要重复描述。

图5示出了本发明的一个实施例，其实现了包括防抱死系统(ABS)的架构(例如，用于商用车辆)。在该实施例中，第一压力模块9包括继动阀18、选择高阀19和电子压力控制阀20。类似地，第二压力控制模块10包括另一继动阀18、另一选择高阀19和另一压力控制阀20。与先前的实施例相比，另外的压力控制阀11布置在第二压力控制模块10和弹簧制动室13之间。此外，设置了控制单元16，以控制所有压力控制阀11。

图5的实施例还包括气动脚制动阀17，其通过气动供送管路170连接到加压空气供送源50，并且提供气动控制管路180，以为选择高阀19和另一选择高阀22提供压力。挂车控制模块8现在是气动挂车控制阀21，且同样通过气动控制管路180连接到选择高阀19的输出，以控制挂车的制动以及前后轴上的车轮的制动。与先前的实施例不同地，挂车控制模块8不直接由行车制动器控制模块控制。而是在该实施例中，挂车控制模块8是全气动挂车控制阀21。

图1-4的电子制动系统与图5的基于ABS的架构的主要区别在于，ABS架构提供了全气动脚制动阀17，因此不需要具有电子控制的车轴压力调节器9、10以及电子挂车控制模块8。取而代之的是，调节每个车轴上的制动力的继动阀18通过选择高阀19的输出而被(气动地)控制。附加地，选择高阀19之一的输出控制全气动挂车控制阀21。用于选择高档阀19的输入可来自电子压力控制阀20和脚制动阀17。然而，选择高阀19的输入可不必直接来自脚制动阀17。例如，在后轴处，输入可直接来自脚制动阀，而在前轴处，输入可通过附加的选择高阀22获得，该附加的选择高阀22由反向阀7的输出控制。

应当理解，各个附图中所示的所有实施例可彼此组合。例如，图3、图4所示的电动-气动控制阀14、15也可被合并到图1、2或5所示的架构中。图5的控制管路49或继动阀18、选择高阀19和压力控制阀20也是如此。

本发明的其他有利的实施例可总结如下：

另一实施方式涉及一种具有电动-气动行车制动系统和电动-气动驻车制动系统的商用车辆的系统(根据图1)，其中，未配备弹簧制动室13的车轴(例如具有模块9的前轴)由EPB单元4从其挂车控制输出通过反向阀7气动地控制。

该系统的反向阀7可以是独立单元，或可集成到EPB单元4或车轴模块9中。

EPB单元4也可以是独立单元或任何其他模块、例如加压空气供送模块的集成部分。

反向阀7的输出可气动地控制牵引车的所有车轴模块9和10，即不仅控制第一压力模块9(见图2)。

反向阀7的输出可由EPB单元4使用电动-气动单元压力控制阀14电子地调节(见图3)。电动-气动压力控制阀14可以是独立单元，或可集成到反向阀7或车轴模块(第一和第二压力模块9、10)中。

EPB单元4的挂车控制输出48可由EPB单元4通过使用电动-气动压力控制阀15电子地调节，该电动-气动压力控制阀15位于反向阀7的控制输入的下游(见图4)。电动-气动压力控制阀15可以是独立单元，或可集成在反向阀7、EPB单元4或挂车控制模块8中。

反向阀7的输出可至少通过选择高阀22气动地控制至少一个车轴(见图5)。

说明书和附图仅示出了本公开的原理。因此，将认识到，本领域技术人员将能够想到各种布置方式，这些布置方式尽管未在本文中明确描述或示出，但仍体现本公开的原理且包括在其范围内。

此外，尽管每个实施例可作为单独的示例而独立存在，但要注意，在其他实施例中，所限定的特征可不同地组合，即，在一个实施例中描述的特定特征也可在其他实施例中实现。这种组合被本文的公开内容所涵盖，除非指出特定的组合是不期望的。

附图标记列表

1，2 电池

3 行车制动器控制模块

4 驻车制动器控制单元

5 第一制动踏板传感器

6 第二制动踏板传感器

7 反向阀

8 挂车控制模块

9 第一压力调节器

10 第二压力调节器

11 压力控制阀

12 行车制动室

13 弹簧制动室

14，15 电动-气动单元

16 控制单元

17 脚制动阀

18 继动阀

19，22 选择高阀

20 电子压力控制阀

21 气动挂车控制模块

47 驻车制动器控制模块

48 挂车输出管路

50 加压空气供送源

110 第一电线路

120 第二电线路

170 气动供送管路

180 (气动)行车制动控制管路

190 (气动)驻车制动控制管路