对具有冗余制动布置的车辆的冗余运动控制制造技术

一种用于包括制动功能的车辆运动系统的控制布置以及相关联的控制方法，所述控制布置包括：运动促动器，所述运动促动器具有与制动功能有关的一个或多个制动器促动器；第一车辆运动管理控制器(VMM1)和第二车辆运动管理控制器(VMM2)，它们形成冗余组件以控制制动功能，其中，在行驶条件下，第一车辆运动管理控制器以当前的标称预期制动性能控制制动器促动器，而第二车辆运动管理控制器(VMM2)处于等待操作模式，控制布置包括热插拔功能，其中，第二车辆运动管理控制器(VMM2)被配置为在少于一秒，优选地，少于0.5秒，优选地，少于0.3秒的短时间段(SWT)内以当前的标称预期制动性能来从第一车辆运动管理控制器接管对制动器促动器的控制。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】对具有冗余制动布置的车辆的冗余运动控制
本专利技术涉及车辆运动控制，特别是考虑到自动化车辆和/或具有基本的或者精心设计的自动驾驶特征的车辆，其中，需要冗余度以应对一个控制装置可能变得不可用的情况。具体地，像卡车或者中型或重型车辆的自动化车辆需要应该具有一定的冗余度的电子控制的制动系统。
技术介绍
在机动车辆领域，可靠的轨迹控制是确保在道路上的平稳的并且安全的交通所需的重要安全特征之一。更具体地，转向和制动功能至关重要，更不用说传动系统转矩控制了。自动化车辆包括可以替代一个或多个驾驶员先前执行的动作的一个或多个车辆运动管理控制器。冗余度标准通常提示复制车辆运动管理控制器，以符合高级自动驾驶特征所需的安全性和完整性等级(SIL)。自动化车辆需要可靠的并且强大的制动功能。特别是对于卡车，以及更一般地，对于重型车辆，制动功能依赖于将在压力下的空气用作工作流体的电动气动系统。长期以来，已经强制性地提供两个独立的气动回路作为冗余布置以便在一个回路发生故障的情况下保持制动能力。后来，引入了在基线气动系统上使用电子控制的解决方案以加快在轮轴处的压力变化，因此，对制动器促动器的有效控制可以以更实时的方式反映驾驶员控制。最近，趋于采用线控制动的解决方案已经使卡车设计者如在EP2794368中所教导的那样通过从脚踏板单元移除所有气动组件来简化脚踏板制动单元。然而，仍然必须确保可靠性和对一个或多个故障的容忍度，尤其是在电气控制和气动控制领域。除了气动系统之外，还在本公开的范围内考虑了机电制动器和液压制动器。现在，从自主车辆和车辆自动化的观点出发，本专利技术人已经努力寻找新的解决方案来提供冗余的电动气动制动系统，以及更一般地，对车辆运动的冗余控制。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，公开了一种用于包括制动功能的车辆运动系统的控制布置，其包括：-运动促动器，该运动促动器具有与制动功能有关的至少一个或多个制动器促动器，-至少第一车辆运动管理控制器(VMM1)和第二车辆运动管理控制器(VMM2)，它们形成冗余组件以控制制动功能，其中，在行驶条件下，所述第一车辆运动管理控制器以当前的标称预期制动性能来控制制动器促动器，而所述第二车辆运动管理控制器(VMM2)处于等待操作模式，对制动性能没有实质性影响，该控制布置包括热插拔功能，在该热插拔功能中，第二车辆运动管理控制器(VMM2)被配置成在少于一秒，优选地，少于0.5秒，更优选地，少于0.3秒的时间段(SWT)内以当前的标称预期制动性能从第一车辆运动管理控制器接管对制动器促动器的控制。由于该布置，提出了热接管，因为从VMM1切换为VMM2并且达到100％全包络性能的时间非常短，并且这允许无缝地控制车辆运动，包括在任何制动条件下进行控制以及甚至在碰撞避免功能(在道路上检测到物体或者障碍物)情况的紧急条件或者极端驾驶和处理条件下进行制动。有利地，等待操作模式是几乎准备好被使用模式，其中，设定点等级略低于由对制动器促动器的在线控制所使用的设定点等级。每当第一车辆运动管理控制器(或者其相关联的促动器或者其相关联的基必要传感器)碰巧出现问题时，第二车辆运动管理控制器(VMM2)可以与其自己的相关联的促动器或者其自己的相关联的传感器一起很快进行接管。在本文的上下文中，术语“车辆”不仅囊括机动车辆，而且囊括构造为附接至拖曳单元的拖车。拖曳单元和拖车二者都可以包括如此处提出的控制布置。应该注意，可以实施用于转向功能的类似处理。应该通过子句“VMM1处于非标称条件”来理解，要么是影响第一控制器VMM1本身或者其电源的问题，要么是影响由VMM1控制的制动器促动器的实质性问题，要么是影响实施适当的控制所必需的传感器的问题。应该注意：一些制动器促动器可以由负责推进和制动的一个或多个轮毂马达(集成在车轮区域中的牵引马达)形成。在本专利技术的各种实施例中，除了以下布置中的一个和/或其它布置(单独地或者组合地)之外，还可以具有追索权。根据一个方面，制动器促动器利用压缩空气来运行。对于卡车、公共汽车或者中型或重型车辆，这是特别合适的并且相关的解决方案。对于拖车，这也是特别合适的并且相关的解决方案。根据另一方面，制动器促动器是机电制动器类型。这是气动解决方案的替代方案，例如，利用电动马达和基于凸轮的或者基于楔子的移动来进行制动促动，在等待操作模式下对基于凸轮的或者基于楔子的移动进行预充电。根据一个方面，制动器促动器是液压制动器类型。这是气动解决方案的替代方案，作为替代，以油或者空气作为工作流体。根据一个方面，可以设置由负责当前的标称预期制动性能的第一车辆运动管理控制器(VMM1)控制的主制动气动回路(MBC)以及由第二车辆运动管理控制器(VMM2)控制的备用制动器动回路(BKC)，其中，在等待操作模式下以小于在主制动气动回路(MBC)中施加的压力的等待操作压力来对备用制动器动回路(BKC)进行预充电。有利地，等待操作模式使得备用制动器动回路传递略低于由主制动气动回路(MBC)提供的并且由对制动器促动器的在线控制所使用的制动压力的制动压力。根据一个方面，该系统可以包括：在每个车辆轮轴或者每个被制动的车轮处的一个或多个制动控制装置，其被配置成向一个或多个相关联的制动器促动器传递受控压力(PREF(t))。设想了若干可能的配置以在每个制动器促动器处从主制动气动回路(MBC)和/或从备用制动器动回路(BKC)提供受控压力。根据一个方面，该系统可以包括：一个或多个局部制动布置，这种制动布置中的每一个制动布置包括：-制动器促动器(BA)，该制动器促动器(BA)具有行车制动器腔室(C2)，-双止回阀(2FL、2FR、2RL、2RR)，该双止回阀(2FL、2FR、2RL、2RR)具有：.出口(26)，该出口(26)联接至制动器促动器(BA)的行车制动器腔室(C2)，.第一入口(21)，该第一入口(21)联接至主制动气动回路(MBC)，.第二入口(22)，该第二入口(22)联接至备用制动器动回路(BKC)，其中，使在备用制动器动回路(BKC)中的压力(PBK)相对于在主制动气动回路(MBC)中的压力(PREF)处于等待操作范围内，该等待操作范围由以下条件限定：0.5PREF<PBK<0.99PREF。由此，备用制动器动回路(BKC)达到100％PREF的时间较短，该时间比在从零压力激活制动气动回路的情况下短得多。根据一个方面，认为等待操作范围是：0.85PREF<PBK<0.95PREF。由此，备用制动器动回路(BKC)达到100％PREF的时间甚至更短。实际上，从VMM1切换为VMM2并且达到100％全包络性能的时间可以短于0.5秒，甚至短于0.3秒，甚至短于0.2秒。这允许无缝地应对车辆运动管理转变，囊括任何制动条件以及甚至在极端紧急制动下进行制动。根据一个方面，设置有执行防抱死功能(ABS功能)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于包括制动功能的车辆运动系统的控制布置，包括：/n-运动促动器，所述运动促动器具有与所述制动功能有关的至少一个或多个制动器促动器(BA)，/n-至少第一车辆运动管理控制器(VMM1)和第二车辆运动管理控制器(VMM2)，所述至少第一车辆运动管理控制器(VMM1)和第二车辆运动管理控制器(VMM2)形成冗余组件以控制所述制动功能，其中，在行驶条件下，所述第一车辆运动管理控制器以当前的标称预期制动性能来控制所述制动器促动器，而所述第二车辆运动管理控制器(VMM2)处于等待操作模式，对所述制动性能没有实质性影响，/n所述控制布置包括热插拔功能，其中，所述第二车辆运动管理控制器(VMM2)被配置成在少于一秒，优选地，少于0.5秒，更优选地，少于0.3秒的时间段(SWT)内以所述当前的标称预期制动性能从所述第一车辆运动管理控制器接管对所述制动器促动器的控制。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于包括制动功能的车辆运动系统的控制布置，包括：
-运动促动器，所述运动促动器具有与所述制动功能有关的至少一个或多个制动器促动器(BA)，
-至少第一车辆运动管理控制器(VMM1)和第二车辆运动管理控制器(VMM2)，所述至少第一车辆运动管理控制器(VMM1)和第二车辆运动管理控制器(VMM2)形成冗余组件以控制所述制动功能，其中，在行驶条件下，所述第一车辆运动管理控制器以当前的标称预期制动性能来控制所述制动器促动器，而所述第二车辆运动管理控制器(VMM2)处于等待操作模式，对所述制动性能没有实质性影响，
所述控制布置包括热插拔功能，其中，所述第二车辆运动管理控制器(VMM2)被配置成在少于一秒，优选地，少于0.5秒，更优选地，少于0.3秒的时间段(SWT)内以所述当前的标称预期制动性能从所述第一车辆运动管理控制器接管对所述制动器促动器的控制。


2.根据权利要求1所述的控制布置，其中，所述制动器促动器利用压缩空气运行。


3.根据权利要求2所述的控制布置，其中，设置有主制动气动回路(MBC)以及备用制动器动回路(BKC)，所述主制动气动回路(MBC)由负责所述当前的标称预期制动性能的所述第一车辆运动管理控制器(VMM1)控制，所述备用制动器动回路(BKC)由所述第二车辆运动管理控制器(VMM2)控制，其中，在所述等待操作模式下以等待操作压力对所述备用制动器动回路(BKC)进行预充电，所述等待操作压力小于在所述主制动气动回路(MBC)中所施加的压力。


4.根据权利要求1所述的控制布置，包括：在每个车辆轮轴或者每个被制动的车轮处的一个或多个制动控制装置，所述一个或多个制动控制装置被配置成向一个或多个相关联的制动器促动器传递受控压力(PREF(t))。


5.根据权利要求3至4中的任一项所述的控制布置，包括：一个或多个局部制动布置，这种制动布置中的每一个制动布置包括：
-制动器促动器(BA)，所述制动器促动器(BA)具有行车制动器腔室(C2)，
-双止回阀(2FL、2FR、2RL、2RR)，所述双止回阀(2FL、2FR、2RL、2RR)具有：
出口(26)，所述出口(26)联接至所述制动器促动器(BA)的所述行车制动器腔室(C2)，
第一入口(21)，所述第一入口(21)联接至所述主制动气动回路(MBC)，
第二入口(22)，所述第二入口(22)联接至所述备用制动器动回路(BKC)，
其中，使在所述备用制动器动回路(BKC)中的所述压力(PBK)相对于在所述主制动气动回路(MBC)中的所述压力(PREF)处于等待操作范围内，所述等待操作范围由以下条件限定：0.5PREF<PBK<0.99PREF。


6.根据权利要求5所述的制动器控制单元，其中，设置有执行防抱死功能(ABS功能)的压力...

【专利技术属性】
技术研发人员：里奥·莱恩，利昂内尔·法雷斯，克里斯蒂安·奥斯卡松，里昂·亨德森，约翰娜·马吉维斯，约瑟·维卡，克里斯托弗·塔格松，卡尔提克·拉曼南·瓦迪亚纳坦，尼古拉斯·苏利尔，
申请(专利权)人：沃尔沃卡车集团，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE