冗余制动装置系统制造方法及图纸

一种用于重型车辆的制动系统(400)，该制动系统包括：第一制动器控制器(WEM1)，该第一制动器控制器被布置成控制前轮轴(101)左车轮(120l)上的制动；以及第二制动器控制器(WEM2)，该第二制动器控制器被布置成控制前轮轴(101)右车轮(120r)上的制动，其中，第一制动器控制器和第二制动器控制器由备用连接件(220)连接，该备用连接件被布置成允许第一制动器控制器和第二制动器控制器二者中的一个承担对第一制动器控制器和第二制动器控制器二者中的另一个制动器控制器的车轮的制动控制，由此，第一制动器控制器和第二制动器控制器被布置为故障后保持运行的制动器控制器，该制动系统(400)还包括：第三制动器控制器(WEM3)，该第三制动器控制器被布置成控制第一后轮轴(102)左车轮(140l)上的制动；以及第四制动器控制器(WEM4)，该第四制动器控制器被布置成控制第一后轮轴(102)右车轮(140r)上的制动，其中，第三制动器控制器(WEM3)和第四制动器控制器(WEM4)被布置成响应于故障而将相应的后轮轴左车轮和后轮轴右车轮置于无制动状态，由此，第三制动器控制器和第四制动器控制器被布置为故障后无反应的制动器控制器。器被布置为故障后无反应的制动器控制器。器被布置为故障后无反应的制动器控制器。

Redundant brake system

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】冗余制动装置系统


[0001]本公开涉及用于重型车辆的制动系统中的冗余。本公开尤其与被配置用于自动驾驶的车辆相关。本专利技术可以应用于重型车辆，例如卡车和建筑设备。尽管将主要针对货物运输车辆(例如半挂车和卡车)来描述本专利技术，但本专利技术不限于这种特定类型的车辆，而是还可用在其它类型的车辆中，例如轿车。

技术介绍

[0002]重型车辆的制动系统是安全车辆操作的关键。制动系统不仅在需要时限制车速，而且在维持车辆稳定性方面也发挥着重要作用。因此，具有故障的制动器系统的重型车辆代表着重大风险。希望使这种风险最小化。
[0003]为了确保车辆不会失去制动能力或者由于故障的制动系统而变得不稳定，可以为制动系统增加冗余。可以为控制系统以及致动器增加冗余，例如，盘式制动器或鼓式制动器。
[0004]为了在车辆制动系统中实现冗余，通常使用包括并联或串联布置的两个或更多个独立控制式完整制动器系统的制动器系统布局。因此，如果一个系统故障，则备用系统可用于控制和操作车辆制动器。然而，这种类型的冗余会增加车辆总成本并使车辆组装复杂化。
[0005]US 2017/0210361 A1公开了一种用于包括冗余的重型车辆的制动器控制器布局。然而，仍然需要进一步改进用于重型车辆的制动系统。

技术实现思路

[0006]本公开的目的是提供改进的制动系统。该目的至少部分地通过一种用于重型车辆的制动系统来获得。该制动系统包括：第一制动器控制器，该第一制动器控制器被布置成控制前轮轴左车轮上的制动；以及第二制动器控制器，该第二制动器控制器被布置成控制前轮轴右车轮上的制动。第一制动器控制器和第二制动器控制器由备用连接件连接，该备用连接件被布置成允许第一制动器控制器和第二制动器控制器二者中的一个承担对第一制动器控制器和第二制动器控制器二者中的另一个制动器控制器的车轮的制动控制，由此，第一制动器控制器和第二制动器控制器被布置为故障后保持运行(fail
‑
operational)的制动器控制器。该制动系统还包括：第三制动器控制器，该第三制动器控制器被布置成控制第一后轮轴左车轮上的制动；以及第四制动器控制器，该第四制动器控制器被布置成控制第一后轮轴右车轮上的制动，其中，第三制动器控制器和第四制动器控制器被布置成响应于制动器控制器故障而将相应的后轮轴左车轮和后轮轴右车轮置于无制动状态(unbraked state)，由此，第三制动器控制器和第四制动器控制器被布置为故障后无反应(fail silent)的制动器控制器。
[0007]这样，即使每个车轮仅布置一个制动器控制器，前轮轴车轮也布置有制动器控制器冗余，这是一个优点。前轮轴车轮是故障后保持运行的，这意味着：即使一个制动器控制器发生故障，两个车轮也能够被制动，这是另一个优点。后轮轴车轮制动器控制器是故障后
无反应的，这意味着制动器控制器故障将不会阻止车辆操作。已经认识到，整体车辆安全性不会受到后轮轴控制器故障的过度影响，这至少部分是因为在制动期间轮胎法向力被朝向前轮轴车轮传递。所公开的制动系统提供了足够的车辆制动器冗余以确保车辆安全性，同时实现成本有效的解决方案并且容易组装。
[0008]所公开的制动系统的其它方面包括也在车辆的一个或多个后轮轴上的、故障后保持运行的制动器控制器布置。这些故障后保持运行的后轮轴控制器可以以故障后保持运行对(fail
‑
operational pairs)布置在公共的车辆轮轴(其中，右车轮制动器控制器和左车轮制动器控制器由备用连接件连接)上，或者布置在公共的车辆侧(其中，车辆的一侧上的第一后轮轴制动器控制器和第二后轮轴制动器控制器由备用连接件连接)上，从而允许每个控制器在制动器控制器故障的情况下承担对另一个控制器的车轮的控制。
[0009]根据各方面，该制动系统还包括：第五制动器控制器，该第五制动器控制器被布置成控制第二后轮轴左车轮上的制动；以及第六制动器控制器，该第六制动器控制器被布置成控制第二后轮轴右车轮上的制动，其中，第五制动器控制器和第六制动器控制器被布置成响应于故障而将相应的第二后轮轴左车轮和第二后轮轴右车轮置于无制动状态，由此，第五制动器控制器和第六制动器控制器被布置为故障后无反应的制动器控制器。因此，第五制动器控制器和第六制动器控制器是故障后无反应的，并且具有与上文关于第三制动器控制器和第四制动器控制器提到的优点相同的优点。
[0010]根据各方面，该制动系统包括控制单元，该控制单元被布置成经由至少第一数据总线和第二数据总线来控制制动系统，该第二数据总线与第一数据总线是分开的，其中，第一数据总线被布置成至少控制第一制动器控制器和第四制动器控制器，并且第二数据总线被布置成至少控制第二制动器控制器和第三制动器控制器。因此，在一个数据总线发生故障的情况下，在前轮轴和后轮轴中的至少一个上维持车辆两侧上的制动能力，这允许车辆执行紧急操纵，例如紧急停止。车辆控制单元能够在起作用的制动器控制器之间分配制动力以维持车辆稳定性。
[0011]根据各方面，被布置为故障后无反应的制动器控制器的、发生故障的后轮轴车轮制动器被配置成向车辆控制单元发送表明缺乏制动能力的消息。这样，车辆控制单元接收到车辆的制动能力降低的信息，并且可以相应地采取行动。例如，取决于情形，在根据发生故障的制动器控制器缺乏制动能力而已经进行了制动力分配的情况下，可以启动紧急操纵。
[0012]根据各方面，被布置为故障后无反应的制动器控制器的、发生故障的后轮轴车轮制动器被配置成在故障时锁定在零制动能力模式，直到制动器控制器重启。这提高了系统稳健性和整体车辆安全性。该控制器本身可能已死机并且无法响应于轮询等等而用零能力消息进行主动响应。数据总线可以被配置成锁定发生故障的制动器控制器的能力值，在直到控制器重启之前都不会解锁它。
[0013]根据各方面，该制动系统包括相应的备用电能源，该备用电能源被布置成允许在故障的情况下将所述消息传输到车辆控制单元。因此，在制动器控制器失去其主电力供应的情况下，它仍然能够使用备用电能源来传输该故障状态消息。该备用电能源例如可以是可充电电池等，其能够容易地组装并且在需要时也可以更换。
[0014]根据各方面，每个前轮轴车轮制动器控制器连接到相应的第一轮速传感器和相应
的第二轮速传感器，从而在前轮轴处提供轮速传感器冗余。这增加了系统稳健性，因为至少一个前轮轴轮速传感器可能会发生故障但它不影响整个系统运行。
[0015]根据各方面，与前轮轴上的车轮相关联的轮速传感器被布置成连接到与前轮轴的另一侧上的车轮相关联的制动器控制器。这种交叉连接提供了一定水平的冗余，这在备用连接件启用时可能特别有用，因为控制两个车轮的主制动器控制器进而访问两个车轮的轮速。而且，车辆控制单元可以使用来自两个车轮的轮速来确定制动力分配等。
[0016]根据各方面，该车辆包括第一后轮轴和第二后轮轴，其中，与第一后轮轴上的车轮相关联的轮速传感器被布置成连接到与第二后轮轴上的车轮相关联且与第一后轮轴上的所述车轮在同一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于重型车辆(100)的制动系统(400)，所述制动系统包括：第一制动器控制器(WEM1)，所述第一制动器控制器(WEM1)被布置成控制前轮轴(101)左车轮(120l)上的制动；以及第二制动器控制器(WEM2)，所述第二制动器控制器(WEM2)被布置成控制前轮轴(101)右车轮(120r)上的制动，其中，所述第一制动器控制器和所述第二制动器控制器由备用连接件(220)连接，所述备用连接件(220)被布置成允许所述第一制动器控制器和所述第二制动器控制器二者中的一个承担对所述第一制动器控制器和所述第二制动器控制器二者中的另一个制动器控制器的车轮的制动控制，由此，所述第一制动器控制器和所述第二制动器控制器被布置为故障后保持运行的制动器控制器，所述制动系统(400)还包括：第三制动器控制器(WEM3)，所述第三制动器控制器(WEM3)被布置成控制第一后轮轴(102)左车轮(140l)上的制动；以及第四制动器控制器(WEM4)，所述第四制动器控制器(WEM4)被布置成控制第一后轮轴(102)右车轮(140r)上的制动，其中，所述第三制动器控制器(WEM3)和第四制动器控制器(WEM4)被布置成响应于故障而将相应的后轮轴左车轮和后轮轴右车轮置于无制动状态，由此，所述第三制动器控制器和所述第四制动器控制器被布置为故障后无反应的制动器控制器。2.根据权利要求1所述的制动系统(400)，还包括：第五制动器控制器(WEM5)，所述第五制动器控制器(WEM5)被布置成控制第二后轮轴(103)左车轮(160l)上的制动；以及第六制动器控制器(WEM6)，所述第六制动器控制器(WEM6)被布置成控制第二后轮轴(103)右车轮(160r)上的制动，其中，所述第五制动器控制器(WEM5)和所述第六制动器控制器(WEM6)被布置成响应于故障而将相应的第二后轮轴左车轮(160l)和第二后轮轴右车轮(160r)置于无制动状态，由此，所述第五制动器控制器和所述第六制动器控制器被布置为故障后无反应的制动器控制器。3.根据权利要求1或2所述的制动系统(400)，包括控制单元(110)，所述控制单元(110)被布置成经由至少第一数据总线(420)和第二数据总线(430)来控制所述制动系统(400)，所述第二数据总线(430)与所述第一数据总线是分开的，其中，所述第一数据总线(420)被布置成至少控制所述第一制动器控制器(WEM1)和所述第四制动器控制器(WEM4)，并且所述第二数据总线(430)被布置成至少控制所述第二制动器控制器(WEM2)和所述第三制动器控制器(WEM3)。4.根据任一前述权利要求所述的制动系统(400)，其中，被布置为故障后无反应的制动器控制器的、发生故障的后轮轴(102、103)车轮制动器控制器(WEM3、WEM4、WEM5、WEM6)被配置成向车辆控制单元(110)传输表明缺乏制动能力的消息。5.根据权利要求4所述的制动系统(400)，其中，被布置为故障后无反应的制动器控制器的、所述发生故障的后轮轴车轮制动器控制器(WEM3、WEM4、WEM5、WEM6)被配置成在故障时锁定在零制动能力模式，直到所述制动器控制器重启。6.根据权利要求4或5所述的制动系统(400)，其中，每个后轮轴车轮制动器控制器(WEM3、WEM4、WEM5、WEM6)包括相应的备用电能源，所述备用电能源被布置成允许在故障的情况下将所述消息传输到所述车辆控制单元(110)。7.根据任一前述权利要求所述的制动系统(400)，其中，每个前轮轴(101)车轮制动器控制器(WEM1、WEM2)连接到相应的第一轮速传感器(WS1a、WS1b)和相应的第二轮速传感器(WS2a、WS2b)，从而在所述前轮轴处提供轮速传感器冗余。
8.根据任一前述权利要求所述的制动系统(400)，其中，与所述前轮轴(101)上的车轮(120l、120r)相关联的轮速传感器(WS1a、WS2a)被布置成连接到(440、450)与所述前轮轴的另一侧上的车轮(120l、120r)相关联的制动器控制器(WEM1、WEM2)。9.根据任一前述权利要求所述的制动系统(400)，其中，所述车辆包括第一后轮轴(102)和第二后轮轴(103)，其中，与所述第一后轮轴(102)上的车轮(140l、140r)相关联的轮速传感器(WS3、WS4)被布置成连接到(460l、470r、460l、470r)与所述第二后轮轴(103)上的车轮(160l、160r)相关联且与所述第一后轮轴(102)上的所述车轮在同一侧的制动器控制器(WEM5、WEM6)。10.根据权利要求9所述的制动系统(400)，其中，后轮轴车轮制动器控制器被布置成通过比较来自相应的第一后轮轴(102)轮速传感器和第二后轮轴(103)轮速传感器的轮速传感器输出来检测车轮离地。11.根据任一前述权利要求所述的制动系统(400)，其中，所述车辆(100)包括挂车单元(102)，所述挂车单元(102)被支撑在一组挂车车轮(180)上，其中，所述一组车轮中的至少一个车轮包括被布置在故障后无反应模式下的制动器控制器。12.根据任一前述权利要求所述的制动系统(400)，其中，所述控制单元110被布置成响应于制动器控制器故障而重新分配制动力。13.根据任一前述权利要求所述的制动系统(400)，其中，所述控制单元1...

【专利技术属性】
技术研发人员：里奥，
申请(专利权)人：沃尔沃卡车集团，
类型：发明
国别省市：