以压缩空气运行的制动系统的控制器、具有该控制器的制动系统以及具有该制动系统的车辆的制作方法

本发明根据权利要求1涉及用于车辆、特别是商用车辆的以压缩空气运行的制动系统的控制器，其中，控制器包括车桥控制模块，其具有用于驱控气动压力以提供行车制动功能的控制功能。此外，本发明根据权利要求8涉及具有该控制器的制动系统以及根据权利要求15涉及具有该制动系统的车辆。

背景技术：

由现有技术公知如下制动系统，其中，控制器单独布置。控制器包含各自独立的控制功能。控制器可以例如是车桥校准器、驻车制动装置或者行驶动态调节装置。由于在车辆领域中不断发展的技术，控制器的数量持续增加。

因此，现有技术的缺点是，所有的控制器必须与电线路或者气动线路彼此连接，这导致高耗费和高成本。此外，高的空间要求是必须的。

技术实现要素：

因此，本发明的任务是避免上述缺点。

该任务通过本发明根据权利要求1、8和15来解决。本发明根据权利要求1提供用于车辆的以压缩空气运行的制动系统的控制器，该控制器具有带控制功能的车桥控制模块。车桥控制模块的控制功能在此用于优选在车辆的车桥上驱控压缩空气或者说气动压力。特别是在一个或多个后车桥上的气动压力通过车桥控制模块的控制功能进行驱控。车辆优选是商用车辆，特别是载重货车。

此外，控制器具有用于车辆的行驶动态调节的带有至少一个加速度和/或转速传感器的行驶动态传感器单元。优选地，行驶动态传感器单元具有横向加速度传感器且可选地具有另外的加速度传感器，例如横摆率传感器和/或倾斜传感器。特别优选地，中央控制模块的行驶动态调节功能评估传感器的数据并且将实际车辆状况与理论允许的车辆状况相比较。如果实际车辆状况与理论允许的车辆状况有偏差，那么行驶动态调节功能引起有针对性地驱控各个车轮以进行校正。

通过控制器具有车桥控制模块和行驶动态传感器单元，需要很小的空间并且降低了在布设和联接电线路和气动线路时的耗费。同时，降低了装配耗费和装配成本。特别是在车辆的支撑架上安设控制器时，很小的空间要求是很大的优点。

结合本发明，电路板上的区段或者软件部分可以被视为模块。例如可以将多个模块安放在共同的电路板上。由此，节省了用于第二电路板的成本和空间。此外，电路板可以借助唯一的接头来驱控，从而也再次降低了用于布设线路的耗费或者装配耗费。替选地，模块是软件部分，它们例如可以由共同的处理器或者处理数据的逻辑单元来实施。

在一个优选的实施方式中，控制器还附加地具有驻车制动控制模块，其具有使车辆驻车的控制功能。驻车制动控制模块例如可以附加于电路板上用于车桥控制模块的区段构造为电路板上的其他区段。由于控制器具有带其他控制功能的其他模块，因此用于布设线路的耗费和装配耗费以及成本和空间需求进一步降低。因此，不再需要模块彼此间的单独连接。由此，也减小了易受干扰性。

在一个优选的实施方式中，控制器具有多个处理器。优选地，车桥控制模块的控制功能和驻车制动控制模块的控制功能可以分别借助不同的处理器来实施。在此，处理器是能彼此独立运行的。该实施方案具有如下优点，即，提供了附加冗余。即使一个处理器失效，那么另外的处理器仍然可以导入或者控制制动过程。通过处理器彼此独立的运行能力，在出现故障的情况下，不会对没有故障的处理器产生影响。

特别优选地，在一个处理器失效的情况下，处理器部承担相应另外的处理器的功能。例如，如果具有车桥控制模块的处理器失效并且车辆因此不再能借助行车制动器来制动，那么具有驻车制动控制模块的另外的处理器可以进行取代并且车辆尽管如此仍然能借助驻车制动器来驻车。例如，如果具有驻车制动控制模块的处理器失效，那么仍然能借助行车制动器使车辆制动且驻车。虽然在驻车时通常常见的行车制动压力设备在一段时间后将失去制动线路中的压力，但是车辆至少直至压力下降的时间点都是安全的。附加地，为了安全可以使用楔块，其在任何情况下都可以携带在车辆中。

在一个优选的实施方式中，控制器具有在驻车制动控制模块与中央控制模块之间的数据连接。中央控制模块具有如下控制功能，借助该控制功能，能控制或者能调节以及能监控电子制动系统。中央控制模块获得来自不同来源的数据，借助控制功能来处理这些数据并且将这些数据分配到其他模块上。中央控制模块在此例如从制动值发送器的信号中获知车辆的额定减速。额定减速和通过转速传感器测得的车轮速度共同形成用于电动气动调节的输入信号。中央模块从输入信号算出用于前车桥、一个或多个后车桥的压力额定值和用于挂车控制阀的压力额定值。此外，中央控制模块执行ABS调节。

通过在驻车制动控制模块与中央控制模块之间的数据连接实现了另外的冗余。优选在驻车制动控制模块与驻车制动信号发送器之间存在数据连接。如果驻车制动控制模块在出现故障的情况下并未从该驻车制动信号发送器获得信号，那么用于驻车制动的信号同样可以由中央控制模块向驻车制动控制模块传递。中央控制模块获得例如来自制动值发送器的信号。

如果将驻车制动控制模块整合到控制器中，那么数据连接优选包括在中央控制模块的壳体上的接口与控制器上的接口之间的数据线路。特别优选地，数据线路在此是总线连接。于是，在接口与模块之间发生数据交换。例如发生控制器与驻车制动控制模块之间的数据交换。

在一个优选的实施方式中，控制器还附加地具有带控制功能的中央控制模块。在这种情况下，不设置驻车制动控制模块与中央控制模块之间的数据连接。由于控制器现在同样具有带相应的控制功能的中央控制模块，因此节省了附加的空间、用于布设线路的耗费和装配耗费。由此，也减小了成本和易受干扰性。

车桥控制模块、行驶动态传感器单元、驻车制动控制模块和中央控制模块因此可以集合在控制器中。在控制器内部，模块优选可以彼此通信以及交换数据。尽管如此也可以针对车桥控制模块、驻车制动控制模块和中央模块分别设置各自的处理器。由此，提高了可靠性。替选地，可以借助处理器实施多个模块的控制功能。例如，车桥控制模块和中央控制模块的控制功能借助第一处理器来实施，而驻车制动控制模块的控制功能借助第二处理器来实施。于是，在其中一个处理器失效时，另外的处理器仍然可以使车辆制动，也就是控制制动过程。

在一个优选的实施方式中，车辆能借助电动气动的驻车制动器来驻车。由此，可以应用组合的弹簧储能制动缸，其中，再次节省了成本、空间和用于布设线路的耗费。替选地，可以使用机电驻车制动器来使车辆驻车。这在此同样可以由驻车制动模块的控制功能进行驱控。

在一个优选的实施方式中，控制器具有用于模块的共同壳体。模块可以例如是车桥控制模块、行驶动态传感器单元、驻车制动控制模块和/或中央控制模块。由于使用了用于模块的唯一的共同的壳体，节省了用于单个模块的壳体，其中，再次降低了成本和装配耗费以及用于布设线路的耗费。此外，需要很少的空间。特别优选地，将控制器安设在一个或多个后车桥的区域中，优选安设在车辆的支撑架上。特别优选地，此外还使用车桥校准器，在车桥校准器中整合了行驶动态传感器单元、驻车制动控制模块和/或中央控制模块的功能。

此外，通过将模块整合到共同的壳体中，仅需设置共同的接头或者共同的接口，所有模块可以经由共同的接头或者共同的接口来接收和/或发送数据。由此，也降低了用于布设线路的耗费。

此外，本发明还涉及制动系统。该制动系统包括具有其中一些上述特征或所有上述特征的控制器。

在一个优选的实施方式中，该制动系统具有制动值发送器。由制动值发送器能提供电制动请求信号和气动制动请求信号，其中，优选仅向前车桥提供气动制动请求信号。也就是说，在这种情况下，向前车桥提供电制动请求信号和气动制动请求信号，而向一个或多个后车桥仅提供电制动请求信号。也可以考虑，向一个或多个后车桥提供气动制动请求信号和电制动请求信号，而向前车桥提供纯电制动请求信号。由于要么不向前车桥要么不向一个或多个后车桥供应气动信号，节省了气动线路。

替选地，由制动值发送器仅提供电制动请求信号。制动系统在该情况下不具有气动冗余。因此，节省了其他气动线路并且降低了成本。

在一个优选的实施方式中，为了建立数据连接，将制动值发送器和驻车制动控制模块间接或直接地彼此连接。制动请求信号能经由数据连接来传递。如果，例如在其中一个车桥(前车桥或后车桥)上不存在气动冗余，那么可以经由该数据连接将制动请求信号向驻车制动控制模块传递，一旦行车制动设备不运转，那么该制动请求信号以冗余的方式被用于使车辆制动。因此，借助数据连接实现了冗余的制动可能性，由此即使在行车制动设备出现故障时车辆也保持是能制动的。也就是说，即使在该情况下，利用驻车制动也能继续使车辆保持是能制动的。

在一个优选的实施方式中，数据连接包括数据线路，其中，数据线路要么是LIN总线和/或是CAN总线。替选地，经由数据线路可以传递PWM信号。但特别优选地，数据线路是LIN总线。由此，数据连接能特别低成本地制造。

在一个优选的实施方式中，制动系统具有用于提供使车辆驻车的额定制动值的电驻车制动信号发送器。在此，为了建立经由驻车制动信号发送器的数据连接，制动值发送器与驻车制动控制模块连接。也就是说，在这种情况下，存在制动值发送器与驻车制动信号发送器之间的数据连接和驻车制动信号发送器与驻车制动控制模块之间的另外的数据连接。如果已经存在驻车制动信号发送器与驻车制动控制模块之间的数据连接，那么为了改造制动系统，可以仅为制动值发送器与驻车制动信号发送器之间的不长的区段装备数据连接。因此，节省了附加的线路。

替选地，制动值发送器、驻车制动信号发送器和驻车制动控制模块彼此间分别具有数据连接，从而在制动值发送器与驻车制动信号发送器之间、制动值发送器与驻车制动控制模块之间以及驻车制动信号发送器与驻车制动控制模块之间分别存在数据连接。此外，驻车制动信号发送器间接地经由制动值发送器与驻车驻车制动控制模块连接。

如上面提到的那样，数据连接优选包括数据线路。如果将驻车制动控制模块整合到控制器中，那么特别优选地在控制器与制动值发送器和/或驻车制动信号发送器之间分别存在数据线路。于是，在控制器内部将数据转达到驻车制动控制模块上，或者说在控制器与驻车制动控制模块之间发生数据交换。

如果在数据连接中设置有多个数据线路，那么各个数据线路可以按不同的方式构造。其中一个数据线路例如设计为LIN总线，而另一数据线路例如可以构造为CAN总线。然而优选仅使用一种特别优选地构造为LIN总线的线路。

如果将驻车制动控制模块整合到控制器中，那么建立了从制动值发送器和/或驻车制动信号发送器通向控制器的数据连接，例如在控制器的壳体上借助插头或者接口实现，其中，在控制器内部将相应的制动请求信号转达到驻车制动控制模块上。

在一个优选的实施方式中，制动系统具有第一能量供应部。附加于第一能量供应部，制动系统还具有第二能量供应部，该第二能量供应部能不依赖于第一能量供应部地运行。能量供应部在此分别包括一个或多个蓄电池、特别是车辆蓄电池并且优选布置在制动系统中的不同位置上。两个能量供应部例如都为驻车制动信号发送器、制动值发送器和驻车制动控制模块输送能量。此外，第一能量供应部为中央控制模块输送能量。第二能量供应部还输送用于通过前车桥上的车轮模块来驱控制动缸的能量。附加地，第二能量供应部同样与中央控制模块连接。优选地，此外在中央控制模块与车轮模块之间还设置有电供应部。

因此，如果两个能量供应部中的一个失效，那么可以通过相应另一能量供应部来维持所有制动功能。如果例如第一能量供应部失效，那么用于使前车桥的车轮制动的车轮模块继续经由第二能量供应部来供应。这种供应要么直接地进行要么经由中央模块进行。相反地如果第二能量供应部失效，那么车轮模块经由中央控制模块由第一能量供应部供电。因此，冗余的能量供应部能够实现高可靠性。特别是在制动系统不具有气动冗余的情况下，这种实施方案具有很大的优点。

最后，本发明涉及包括具有其中一个或其中多个上述特征的制动系统的车辆。特别优选地，车辆是商用车辆，特别是载重货车。

附图说明

其他实施方式由从属权利要求以及由结合附图详细阐述的实施例中得出。其中：

图1示出根据本发明第一实施例的制动系统；

图2示出根据本发明第二实施例的制动系统；

图3示出根据本发明第一实施例的控制器；

图4示出根据本发明第二实施例的控制器。

在图1和图2中，实线表示电线路，点线表示气动线路并且点划线表示数据线路。在所有附图中，相同的附图标记表示相同的部件。

具体实施方式

图1示出根据本发明第一实施例的制动系统1。示意性地示出了6个车轮3，这些车轮位于前车桥5和后车桥7上。在车轮3的区域中分别布置有速度感测机构9，其分别获知车轮转动速度。为此，速度感测机构9例如以公知的方式分别包括磁极转子，该磁极转子与车轮抗相对转动地(drehfest)连接并且磁极转子与以感应方式工作的车轮传感器电磁联接。

此外，在车轮3的区域中布置有制动缸11，其中，至少使用在后车桥7上组合的弹簧储能制动缸12。此外，在前车桥上有用于驱控制动缸11的制动压力的ABS阀13。为此，ABS阀13经由压缩空气线路与前车桥制动控制器15连接。ABS阀13经由电线路与中央控制模块17或者中央控制模块17的壳体连接。速度感测机构9也间接地经由前车桥制动控制器15与中央控制模块17或者中央控制模块17的壳体电连接。

制动值发送器19用于检测驾驶员的制动期望。制动值发送器19具有检测对制动踏板进行的机械操纵的传感器。传感器的所产生的信号经由电线路向中央控制模块17或中央控制模块17的壳体传递。此外，制动值发送器19具有用于驱控前车桥5上的制动压力的气动输出部。存储压力容器21为压缩空气线路供应存储压力。

带有车桥控制模块25的控制器23位于后车桥7上，该控制器23控制后车桥7的行车制动功能。车桥控制模块25或者控制器23经由包括电线路和数据线路的数据连接与中央控制模块17连接。车桥控制模块25或者控制器23气动地与组合在后车桥7上的弹簧储能制动缸12连接。此外，存在有车桥控制模块25或者控制器23与后车桥7的速度感测机构9的电连接。

此外，制动系统1包括同样布置在控制器23中的行驶动态传感器单元27。行驶动态传感器单元27或控制器23同样经由包括电线路和数据线路的数据连接与中央控制模块17连接。特别是行驶动态传感器单元27具有加速度和/或转速传感器，并且与中央控制模块17中的行驶动态调节功能一起提高了在极端行驶状态中的车辆稳定性。特别是在突然变道、进行避让措施以及窄的和/或快速的转弯行驶时，商用车辆可能会由于其高重心以及其大重量而易于倾斜、晃动或打滑。借助行驶动态传感器27中的不同的传感器，行驶动态调节识别出这些危急状态并且在必要时以修正的方式在马达功率和制动器方面进行干预。由此，提高了行驶安全性。

同样，在控制器23内布置有驻车制动控制模块29，其调节使车辆驻车的制动压力。为此，驻车制动控制模块29与驻车制动信号发送器31连接。特别优选的是，该连接30包括数据总线，特别是包括LIN或CAN数据总线。经由这种连接，驻车控制发送器31发送额定制动值来驱控后车桥7上的压力。

第一能量供应部33为驻车制动信号发送器31、制动值发送器19、中央控制模块17和驻车制动控制模块29供应能量。此外，转向角传感器37经由车辆总线35与中央控制模块17和驻车制动控制模块29连接。

制动系统1此外经由电插接接头39和挂车控制阀41与挂车的制动系统连接。插接器接头39经由包括数据总线的数据连接与中央控制模块17连接，而挂车控制阀41经由电线路和气动线路与中央控制模块17的接口和制动值发送器19连接。因此，制动信号可以从制动值发送器19或从中央控制模块17经由插接器接头39和/或挂车控制阀41向挂车传送。

通过借助共同的壳体将驻车制动控制模块29、车桥控制模块25和行驶动态传感器单元27整合到控制器23中，仅需要很小的空间要求、很小的用于布设线路的耗费以及很小的装配耗费。总体上降低了成本。

在图1所示的制动系统1中，在后车桥7上并未设置气动冗余。气动冗余仅在前车桥5上并且针对挂车控制阀41而设置。因此，这适用于提高了的可靠性要求。因此，驻车制动控制模块29和车桥控制模块25的控制功能优选在不同的处理器上实施。由此，甚至在其中一个处理器失效的情况下也可以使车辆制动。例如，如果车桥控制模块25失效并且因此车辆不再能借助行车制动器进行制动，那么还可以借助驻车制动对车辆制动。为此，驻车制动模块29获得由驻车制动信号发送器31传播的额定制动值。

此外，制动值发送器19与驻车制动信号发送器31优选经由LIN总线42连接。因此，制动值发送器19的信号也可以间接地经由驻车制动信号发送器31和连接30向驻车制动控制模块29传达。然后，利用该制动信号可以使车辆制动。

图2示出制动系统1’。在前车桥上通过车轮模块43(参见图2)代替前车桥制动控制器15和ABS阀13(参见图1)。车轮模块获得来自制动值发送器19或中央控制模块17的电信号或者数据，并且借助在前车桥5的车轮3上的制动缸11气动地驱控制动压力。

在图2中，制动值发送器19不具有气动输出部。因此，制动值发送器19仅输出电信号。该电信号经由电连接或者数据连接向车轮模块43、中央控制模块17和驻车制动信号发送器31传递。因此，制动系统1’是纯电动气动的制动系统而不具有气动冗余。

此外，在制动系统1’中存在第二能量供应部45。该第二能量供应部45和第一能量供应部33一样与驻车制动控制模块29、驻车制动信号发送器31、制动值发送器19以及中央控制模块17连接，并且为这些组件供应能量。此外，第二能量供应部45与前车桥5的车轮模块43连接。因此，当相应另外的能量供应部33、45失效时，能量供应部33、45可以进行取代。因此，对上述组件的能量供可以得到保证并且进而可以实现车辆的制动。能量供应部33、45分别优选是车辆蓄电池。两个能量供应部33、45在此是能彼此独立运行的，从而它们形成了针对相应另外的能量供应部33、45的冗余。

图3示出了控制器23’。在控制器23’中布置了车桥控制模块25和行驶动态传感器单元27。在此，控制器23’形成用于车桥控制模块25和行驶动态传感器单元27的共同的壳体。由此，节省了用于布设线路的耗费和装配耗费。此外，节省了单独的壳体，从而需整体上很小的空间需求。尤其是，在将控制器23’布置在车辆的支撑架上时，很小的空间需求是很大的优点。此外，仅需要一个接头，也就是用于车桥控制模块25和行驶动态传感器单元27的共同的接头。

图4示出了控制器23”的一个特别优选的实施方式。控制器23”在此包括具有各自的控制功能的车桥控制模块25、行驶动态传感器单元27和驻车制动控制模块29。如针对图3所描述的那样，控制器23”在此也形成用于车桥控制模块25、行驶动态传感器单元27和驻车制动控制模块29的共同的壳体。

由于整合了另外的模块，也就是驻车制动控制模块29，针对图3所描述的有利效果被进一步加强。因此，用于布设线路的耗费、空间需求、成本和装配耗费被进一步降低。

控制器23”具有多个处理器。例如，控制器23”具有第一处理器47和第二处理器49。在此，车桥控制模块25的控制功能和驻车制动控制模块29的控制功能在不同的处理器上实施。例如，驻车制动控制模块29的控制功能在第一处理器47上实施，而车桥控制模块25的控制功能在第二处理器49上实施。

此外，也可以在第二处理器49上或者在其他未示出的处理器上实施中央控制模块17(未示出)的控制功能。

在上述说明中以及在权利要求中提到的所有特征不仅可以单独地而且可以按任意组合的方式地与独立权利要求的特征进行组合。因此，本发明的公开内容不受所描述的或者说所要求保护的特征组合的限制。具体而言，应当认为所有在本发明范围内有意义的特征组合都被公开。