制动系统的制作方法

本发明涉及车辆制动系统，控制模块和相关的方法。

背景技术：

提供电动-气动制动系统是众所周知的，在电动-气动制动系统中脚制动调节器检测到车辆驾驶员的制动请求，例如通过从一个或多个传感器接收一个或多个信号。中央控制单元对电动-气动控制模块进行电气控制，电动-气动控制模块根据所需要的制动值将中央控制单元的电制动信号转化成气压。例如从de102014107399得知，提供包括两个电子行车制动电路的电子制动系统。根据来自于脚踏板的制动需求，制动系统为第一电子制动电路产生第一设定值，为第二电子制动电路产生第二设定值。在正常的操作中，在第一制动电路的第一控制单元中执行产生用于修改该设定值或每个设定值的信号的更高功能，比如abs，而第二制动电路仅仅产生第二制动设定值，该第二制动设定值可能被抑制或作为第一控制单元的合理性检查。在第一电路发生故障的故障情况下，第二行车制动电路用于提供信号以在制动系统的至少一个压力控制模块中产生制动压力。

提供电子控制制动系统也是已知的，电子控制制动系统包括两个独立的电子制动控制电路，每个电子制动控制电路以对角线布置来驱动车辆的前轴和后轴的制动器。为了符合安全要求，在这样的系统中，提供两个独立的电源、两个中央控制单元和一个带有两个单独通道(制动编码器电路)的脚制动模块。两个控制单元可以相互通信以交换信息和监视两个制动电路的功能。

us6,206,481描述了一种用于制动系统的拖车控制阀，该制动系统包括用于驱动双座阀的活塞，该双座阀可以控制压缩空气储罐、压缩空气消耗器和减压位置之间的连通。。提供了与行车制动系统的电气控制电路和气动控制电路共同关联的控制活塞。提供了连接到行车制动系统的气动控制电路的阀，当电气控制电路正常工作时，该阀关闭行车制动器的气动控制电路使其脱离拖车控制阀，在电气控制电路发生故障的情况下，该阀解锁行车制动系统的气动控制电路。

技术实现要素：

在本发明的实施方式中，提供了一种包括一个控制单元的车辆制动系统，所述控制单元可操作以与至少一个传感器通信，所述传感器可操作以向所述控制单元提供对应于车辆特征的信号，所述控制单元与制动需求源通信以接收制动需求数据，所述控制单元还与多个轮端单元通信，每个轮端单元包括一个制动扭矩控制单元，该制动扭矩控制单元可操作以控制相关制动执行器根据从所述控制单元接收的信号施加制动扭矩。

每个轮端单元可以包括诊断单元。

每个制动扭矩控制单元和每个轮端单元中的诊断单元可以彼此集成。

至少一个传感器可以包括至少一个偏航传感器和一个转向角传感器。

每个轮端单元可以包括一个快速作用制动阀、一个带有相关电子控制单元的中继型调制器和一个机电制动器中的一个。

至少一个轮端单元可以包括一个可操作以向所述制动扭矩控制单元提供车轮速度数据的车轮速度传感器。

还提供了一种用于制动系统的拖车控制模块，所述拖车控制模块包括一个电子控制单元，所述电子控制单元可操作以从至少一个电气制动控制电路接收指示制动需求的信号和向一个供给阀和一个排气阀提供信号，所述供给阀和排气阀控制压缩空气通过服务管线和供应管线从储罐向一个或多个拖车制动器的供应，其中所述电子控制单元可操作以控制紧急管线限流阀，在服务管线中的压力下降的情况下，所述紧急管线限流阀反过来可操作以控制从储罐到供应管线的加压流体的流动。

所述电子控制单元可以从所述制动控制电路或每个制动控制电路通过各自的canbus连接接收信号。

所述紧急管线限流阀与所述电子控制单元可以通过一个canbus连接而通信。

所述紧急管线限流阀可以与所述拖车控制模块集成。

还提供了一种用于制动系统的拖车控制模块，所述拖车控制模块包括一个电子控制单元，所述电子控制单元可操作以从至少一个电气制动控制电路接收指示(或表示)制动需求的信号，其中，在输送加压流体的管线中的压力下降的情况下，所述电子控制单元可操作以响应制动需求信号向拖车上的至少一个制动执行器提供电信号。

所述拖车控制模块可以包括一个供应管线和一个服务管线，每个供应管线和服务管线输送加压流体，其中，在所述服务管线中的压力下降的情况下，所述电子控制单元可操作以响应制动需求信号向拖车上的至少一个制动执行器提供电制动信号。

所述服务管线和所述供应管线可以彼此隔离。

所述服务管线可以不工作。

所述电子控制单元可以通过一个canbus连接向所述制动执行器提供电信号。

所述canbus连接可以遵循iso11992标准。

所述拖车控制模块可以包括一个或多个压力传感器，所述压力传感器可操作以向所述电子控制单元提供指示所述服务管线和供应管线的至少一个中的压力的信号，并响应从所述电子控制单元接收的信号来控制所述供给阀和排气阀的至少一个。

还提供了一种车辆制动系统，包括基本如本申请所述的拖车控制模块。

所述车辆制动系统可以包括多个电气制动电路，每个电气制动电路可独立操作。

还提供了一种操作车辆制动系统的方法，所述车辆包括一个拖车，所述制动系统包括一个包含电子控制单元的拖车控制模块，至少一个电气制动控制电路，至少一个制动执行器，输送加压流体的供应管线和服务管线，其中，所述方法包括向所述电子控制单元提供来自至少一个电气制动控制电路的指示制动需求的信号，在所述服务管线中的压力下降的情况下，向所述电子控制单元提供压力下降的指示，所述电子控制单元然后向拖车上的至少一个制动执行器提供指示制动需求的电信号。

所述电子控制单元可以通过一个canbus连接向所述制动执行器或每个制动执行器提供电信号。

所述方法可以包括使用iso11992canbus标准以向所述制动执行或每个制动执行器提供来自于所述电子控制单元的信号。

所述方法可以包括将所述服务管线排气。

所述方法可以包括将所述供应管线和所述服务管线彼此隔离。

附图说明

现在仅仅通过举例的方式参照以下附图来说明本发明的实施方式，其中：

图1是根据本发明实施方式的一个拖车控制阀的电路示意图；

图2是一个包括集成紧急管线限流阀的拖车控制阀的电路示意图；

图3所示为在正常操作模式下、无制动需求的拖车控制模块的构造示意图；

图4所示为在正常操作模式下、带有正在做出的制动需求的拖车控制模块的构造示意图；

图5所示为在正常操作模式下、但是服务线损坏、带有正在做出的制动需求的拖车控制模块的构造示意图；

图6a是一个车辆的简图；

图6b是一个适用于图6a的车辆的电子制动系统的一个实施方式的简图；

图6c是一个电子制动系统的进一步实施方式的简图；

图6d是一个电子制动系统的另一个实施方式的简图；和

图7是一个示出系统组件之间的通信连接的电子制动系统的一个实施方式的简图。

具体实施方式

参照附图，示出了一个车辆的车辆制动系统10，所述车辆包括牵引车和拖车。拖车制动系统10包括用于向一个或多个位于拖车上的行车制动执行器供应压缩空气的服务管线14(黄色管线)，以及向拖车提供压缩空气供应的紧急管线16(红色管线)，在服务管线14或相关电路故障的情况下，紧急管线16还被用于操作拖车上的紧急制动器。

制动系统10包括拖车控制模块12。拖车控制模块12包括用于接收来自于储罐的压缩空气供应的第一端口18，以及作为运送端口用于经由服务管线14提供压缩空气控制信号的第二端口20。拖车控制阀12的第三端口22是排气口，提供第四端口24用于经由停车制动供应管线25来自于停车制动器的压缩空气控制信号。拖车控制阀12还包括电子控制单元(ecu)26。ecu是一个微控制器，其提供和接收指示服务管线14、供应管线16、停车制动供应管线25等中的压力的信号，还接收和提供指示制动需求和所需压力的信号。ecu可以接收和/或提供指示制动系统10的其他特征的信号。

ecu26通过第一压力传感器28接收电信号，第一压力传感器28将服务管线14和/或紧急管线16中的压力度量转化成电压。第二压力传感器30连接于第四端口24和ecu之间，用于提供关于停车制动供应管线25中的压力的电信号。

ecu26向供应阀32和排气阀提供信号，供应阀32和排气阀控制向所述拖车制动执行器或每个拖车制动执行器的压缩空气的供应。供应阀32和排气阀34可以是电磁阀，其带有的螺线管通过来自于ecu26的信号控制。供应阀32包括入口36和出口38，入口36连接到第一端口18和因此连接于紧急管线16，出口38连接到排气阀34和第一压力传感器28。在第一种状态下，入口36与出口38断开连接。在第二种状态下，入口36与出口38可流通。在一个实施方式中，供应阀36偏置于第一种状态，比如通过弹簧40。换而言之，供应阀正常是关闭的，直到ecu26向螺线管提供电信号比如电压以克服偏置和将供应阀放置在第二种、开放的状态下，以便于压缩空气能够被供应到排气阀34。

排气阀34也包括入口42和出口44。在第一种状态下，入口42与出口44可流通。在第二种状态下，入口42与出口44断开连接。在一个实施方式中，排气阀偏置于第一种状态，比如通过弹簧46。换而言之，排气阀34正常是打开的，除非和直到ecu26向排气阀34的螺线管提供信号比如电压，以克服偏置和将排气阀放置在第二种、关闭的状态下。

应当理解，供应阀32和排气阀34不必是电磁阀，可以是气动控制阀。

ecu26可与第一收发器通信，第一收发器提供来自于第一电气制动控制电路通过canbus连接50的信号。例如，第一电气制动控制电路可以控制车辆的前轴上的制动器的操作。ecu可与第二收发器通信，第二收发器提供来自于第二电气制动控制系统通过另一canbus连接52的信号。第二制动控制电路可以控制车辆的后轴上的制动器的操作。第一制动控制电路和第二制动控制电路提供刹车需求信号，以响应驾驶员做出的制动需求的应用。第一电气制动控制电路和第二电、电气制动控制电路可以独立操作。

ecu26可以通过第三收发器54与紧急管线限流(elr)阀15通信。ecu26可以通过canbus连接或者通过直接螺线管连接与elr阀15通信(如图1所示)。ecu可与第四收发器56通信，第四收发器56可实现牵引车和拖车之间的数据传递。在一些实施方式中，第四收发器可以遵循iso11992标准。

在服务管线14破裂(参见下文)导致紧急管线16和服务管线14同时压力下降的情况下，紧急管线限流(elr)阀15用于节流加压流体从储罐到紧急管线16内的流动，以启动拖车内的紧急制动机制。elr阀15包括节流阀62，节流阀62包括入口64和出口66，入口64与加压流体的储罐可流通，出口66与紧急管线16可流通。在第一种状态下，入口64可与出口66流通以便于紧急管线16被加压。在第二种状态下，流体从入口64到出口66的流动被节流，以减少加压流体的流动和降低紧急管线66内的压力。节流阀62偏置于其第一种状态，优选通过弹簧。节流阀62通过控制阀68控制，控制阀68包括入口70，入口70可与储罐通过第一端口连通。出口72可与节流阀连通以控制节流阀62的状态。控制阀68通过螺线管69电磁控制，可与ecu26电通信。在第一种状态下，入口70关闭，出口72通过排气口74排气。在第二种状态下，入口70与出口72可流通，以使节流阀移动到其第二种状态下和使排气口74关闭。

在图1所示的实施方式中，elr阀显示为在拖车控制模块12的外部且通过螺线管控制，螺线管接收来自于ecu26的信号。elr阀15连接于第一端口18和紧急管线连接之间，紧急管线连接在牵引车与拖车之间。

在图2示出的实施方式中，elr阀15与拖车控制模块12集成。控制阀68的螺线管通过ecu控制。图2所示的拖车控制模块12的实施方式包括一个附加的压力传感器29，压力传感器29给ecu26提供指示紧急管线16中的压力的信号。

参照图3，示出了在正常操作模式下的拖车控制模块12。在图3到图5中，第三收发器54被诊断连接55替代，诊断连接55可操作以提供关于ecu26的操作状态的信息。在拖车控制模块12的该构型中不要求收发器54，因为elr阀15与拖车控制模块12集成。没有从第一或第二制动电路经由canbus连接50或52向ecu26进行行车制动需求输入。。排气阀34通过排气口22排气，因此服务管线14没有被加压。elr阀15保持在其第一种状态下，以便于紧急管线16被加压和加压流体向紧急管线16的供应不被节流。控制阀68排气。在图3示出的状态下，没有应用停车制动器，因此传感器30提供指示停车制动管线25被加压的信号。如果传感器提供指示因为管线25被排气所以停车制动器开启的信号，服务管线14将可能被加压，以将服务制动器作为停车制动器。

参照图4，拖车控制模块显示为在正常操作模式下，其中通过第一canubs连接50和/或第二canubs连接52比如通过第一和/或第二制动电路做出制动需求。在这种状况下，仍然没有停车制动需求，因为停车制动管线25保持被加压，停车制动器保持关闭。传感器29保证了紧急管线16保持被加压。传感器28提供打开供应阀32的输出，以便于通过将加压流体从储罐通过供应阀32供给，将服务管线14加压。当服务管线14被加压时，所述制动执行器或每个制动执行器被操作以将该制动或每一制动施加于相关的拖车车轮。打开供应阀32还允许了供应阀32和排气阀34之间的加压流体的流动，供应阀32被关闭以保持供应管线14中的压力。在制动系统的任何部分均没有故障的这种状况下，elr阀15保持在其第一种状态，比如未被节流，以便于保持紧急管线16中的压力。

参照图5，拖车控制模块显示为在正常操作模式下，但是服务管线14发生故障，比如服务管线14可能发生破裂，这意味着不能达到和/或保持必要的压力来施加行车制动或阻止行车制动脱离。拖车控制模块12能够如下所述克服这个问题。如上所描述，ecu26尝试通过打开供应阀32以对服务管线14加压。因为不能达到和/或维持服务管线14中的必要的压力，传感器28向ecu26指示服务管线14中的压力下降。elr阀螺线管69被来自于ecu26的信号激活，以将控制阀68移动到其第二种状态和因此将节流阀62移动到其第二种、节流的状态。从储罐到紧急管线16的加压流体的供应被节流，并且因为供应阀32是打开的，紧急管线16被排气，这施加了拖车中的紧急制动。停车制动管线25保持被加压，使得没有应用停车制动。

一个额外的或可选择的解决方案也是可能的。由于拖车控制模块具有牵引车能够与拖车通信的canbus连接56(iso11992)，从刹车踏板经由can连接器50、52到ecu26的制动需求信号能够通过canbus连接56与拖车通信。服务管线14实际上是多余的，并且可以被排气。在这种情况下，拖车控制模块的构造与图3所示的构造类似，即，排气阀34通过排气口22排气，且服务管线14没有被加压。elr阀15保持在其第一种状态下，使得紧急管线16被加压，加压流体向紧急管线16的供应不被节流。控制阀68排气。在图3所示的状态下，没有应用停车制动，因为传感器30提供了指示停车制动供应管线25被加压的信号。这种状况和图3所示的状况的区别是，当有来自于canbus连接50、52的制动需求时，ecu26通过canbus连接56向拖车提供信号和避免了向服务管线14加压的需要。服务管线14与紧急管线通过供应阀32隔离。

虽然在这种配置中服务管线14实际上是多余的，但牵引车连接到不能与canbus56通信的拖车，或者如果canbus56存在于牵引车和拖车之间但是发生了故障，其能够提供备用。在这样的情况下，制动系统按照如上关于图5的描述进行操作。

图1和图2示出作为供应阀32的电磁阀和排气阀34，而图3-5示出了快速作用阀，其可以是如在专利申请uk1719309.5中描述的快速作用阀。可以理解的是，任何合适类型的阀都可以使用。

参照图6a-7，示出了车辆200，其具有前轴200，在一个实施方式中为转向轴；第一后轴204，在一个实施方式中可以被驱动；和第二后轴206。

提供了脚制动调制器300用于接收指示例如来自于制动需求源，即制动踏板的制动需求的输入。脚制动调制器300向车辆ecu340提供指示制动需求的输入数据信号(在图7中用虚线表示)。

ecu340还可以与偏航传感器320和/或转向角传感器350通信。偏航传感器320和转向角传感器350都可操作以向ecu340提供数据信号(在图7中用点线表示)。这些数据信号能够被ecu340使用以修改例如由ecu340传送的制动需求信号。

每个轮端单元包括一个还与ecu340通信的制动扭矩控制和诊断模块310。每个制动扭矩控制和诊断模块310能够接收来自于ecu340的制动控制信息以及向ecu340发送传感器信息。每个制动扭矩控制模块310可以通过其与ecu340的连接来充电。每个轮端单元包括一个机械执行器用于施加与车轮相关的制动。ecu340能够在每个单独的车轮单元上设置制动扭矩。

一个或多个轮端单元可以与车轮速度传感器通信，车轮速度传感器向诊断模块310提供指示相关车轮的速度的数据，然后车轮速度传感器向ecu340发送车轮速度数据。

拖车控制模块330与ecu340通信。拖车控制模块330可以是属于任何合适的类型，包括此处描述的任何实施方式中的拖车控制模块。拖车控制模块可以通过其与ecu340的连接来供电，可以与ecu340交换数据例如传感器数据。

在图6b-6d所示的实施方式中，示出了制动系统的组件的近似相对位置，但是为了清楚起见没有示出通信链路。

在图6b和图7所示的实施方式中，每个轮端单元包括一个快速作用制动阀370，快速作用制动阀370与ecu340通信且能够控制相关的制动执行器来响应来自于ecu340的信号。可以理解的是，制动系统足够灵活以至于可以使用其他的轮端控制器，只要不显著改变制动系统的结构或者不显著改变其功能。例如，图6c示出的实施方式中包括一个在每个轮端单元带有一个相关ecu的中继型调制器380，代替了相应的快速作用制动阀370。在图6d中，每个轮端单元包括一个机电制动器390，代替了相应的快速作用制动阀370。

使用时，车辆ecu340接收来自于偏航传感器320、转向角传感器350和车辆速度传感器360的信号。ecu340向每个制动扭矩控制和诊断模块310提供信号，制动扭矩控制和诊断模块310可操作以与相关的轮端单元通信，以通过所利用的轮端控制器，例如快速作用制动阀370、带有ecu的中继型调制器380或者机电制动器390来设置每个车轮上的制动扭矩。

‘微型调制器’可以被用作合适的轮端控制器。这样的控制器在专利申请gb2467957、gb2497602和/或ep2576300中被公开，其公开内容通过引用并入本文。

应当理解，所描述的制动系统可以被修改为适用于例如带有不同的车轮数或不同布局的车辆。

当在本说明书和权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”及其变型意味着包括指定的特征、步骤或整数。不应将这些术语解释为排除其他特征、步骤或组件的存在。

以上说明书或权利要求书或附图中公开的特征，以其特定形式或用于执行所公开的功能或达到所公开的结果的方法或工艺的手段来表示，适当的话可以单独地或以这些特征的任何组合的方式用于以其各种形式实现本发明。