本发明涉及用于车辆、优选商用车辆的可电子控制的气动制动系统,可电子控制的气动制动系统具有电子的运行控制单元和至少一个第一制动压力调制器,第一制动压力调制器与第一压缩空气储备器连接以用于接收储备压力,并且第一制动压力调制器依赖于由电子的运行控制单元提供的第一行车制动信号地在至少一个第一行车制动压力接口(14)处调控出第一行车制动压力。第一制动压力调制器具有第一放气接口,以用于第一行车制动压力的放气。制动系统还包括电子的冗余控制单元和至少一个第一冗余压力调制器,第一冗余压力调制器与第一压缩空气储备器或另外的压缩空气储备器连接,以用于接收储备压力,并且第一冗余压力调制器依赖于由电子的冗余控制单元提供的第一冗余制动信号地在至少一个第一冗余制动压力接口处调控出第一冗余制动压力。第一冗余压力调制器具有第一冗余放气接口,以用于第一冗余制动压力的放气。
背景技术:
1、冗余调控出制动压力的构思在此通常部分利用到冗余的部件且部分利用到现有的部件,以便调控出制动压力。因此,例如由de 10 2016005 318a1已知一种系统,在该系统中,如果本来以电子方式驱控前桥调制器的中央控制单元发生故障,则旁通阀气动地调控出冗余压力,然后将该冗余压力提供给前桥调制器,以便以该方式实现冗余地气动调控出前桥制动压力。一般地,de 10 2016 005 318 a1公开了一种具有至少两个制动回路的可电子控制的气动制动系统,其中,给至少两个制动回路中的至少一个制动回路配属有可电和气动控制的控制阀,并且给至少两个制动回路中的另一制动回路配属有可电控制的驻车制动阀,以用于预定用来驱控各自的制动回路的车轮制动器的制动压力。设置有第一控制单元,第一控制单元被构造成用于,依赖于自动化请求的车辆目标减速度或由驾驶员经由制动踏板预定的操纵地以电方式调控各自的控制阀。此外,还设置有第二控制单元,第二控制单元被构造成用于,当对各自的控制阀的以电方式的驱控被阻止时,依赖于自动化请求的车辆目标减速度地以电方式控制驻车制动阀,以用于构成电子气动控制的冗余。此外,还设置有与其中一个控制阀相配属的旁通阀,旁通阀被构造成用于,当对各自的控制阀的以电方式的驱控被阻止时,气动驱控所配属的控制阀,其中,该气动驱控依赖于自动化请求的车辆目标减速度地进行,或者依赖于由驾驶员实施的对制动踏板的操纵来进行。
2、然而,这种设计要求控制阀的(即前桥调制器或后桥调制器的)相应的冗余接口功能正常。由此,这种解决方案与控制阀的主执行机构(即前桥调制器或后桥调制器的)的功能正常与否有关。
3、此外,还存在其他方案,这些方案构建起完全冗余的制动系统,这方面尤其是在de10 2019 106 591 a1中公开。根据在那里的教导,所有相关的系统元件都被复制,并因此构建了完全冗余的制动系统。然后,这些制动系统经由选高阀在制动执行器处汇聚。然而,在该解决方案中存在流动技术方面的缺点,即,主系统也只可以经由选高阀给制动执行器调控出制动压力,并因此不直接调控出制动压力。此外,由于各个结构元件被完全复制也导致提高的结构空间需求。
技术实现思路
1、因此,本发明的任务是,进一步改进现有的功能基本良好的系统,并实现高的可用性且同时在流动技术上有利的解决方案,这些解决方案对主系统具有较少的反作用或不具有反作用。
2、本发明在开头所述类型的可电子控制的气动制动系统中通过如下方式解决该任务,即,使冗余压力调制器的第一冗余制动压力接口与第一制动压力调制器的第一放气接口连接,从而使得能经由第一制动压力调制器的第一放气路径在第一制动压力调制器的第一行车制动压力接口处调控出第一冗余制动压力。
3、本发明基于如下认知,即,调制器的放气路径即使是在发生严重故障时也是可用的。与调制器的依靠调制器的主执行机构的可用性的冗余接口不同,这是因为例如在冗余接口处调控出的控制压力首先作用于继动阀的控制面上,以便使该控制压力体积增大,而经由放气路径调控出制动压力则不需要这样的执行机构,并且即使是在继动阀出现故障的情况下通常也可以使用。与常见的冗余接口不同,根据本发明设置的是,第一冗余压力调制器调控出第一冗余制动压力,更确切地说是体积压力,而并不仅仅是仍需要进行体积增大的控制压力。根据本发明,冗余制动压力通过第一制动压力调制器的放气路径导通,并优选不经调制地提供给第一行车制动压力接口。此外,不需要选高阀来交替地或根据需要地向制动执行器输送冗余制动压力和行车制动压力。因此以该方式实现了对在现有技术中已知的解决方案进行结构上简化,同时提高了稳定性和可用性,并优化了流动技术上的状况。第一制动压力调制器例如可以被设置用于前桥,并因此被称为前桥调制器。同样地,它可以被设置用于后桥,并且被称为后桥调制器。在前一种情况下,第一行车制动压力是前桥行车制动压力,在后一种情况下则是后桥行车制动压力。也可以设置的是,第一制动压力调制器并不针对车桥来设置,而是针对车辆侧来设置,例如针对左侧来设置,或以交叉方式设置,例如针对左侧前轮和右侧后轮来设置。还应理解,可电子控制的气动制动系统可以具有两个或更多个制动压力调制器,并且相应地可以具有两个或更多个冗余压力调制器。也可以设置的是,将一个、两个或更多个行车制动执行器与第一行车制动压力接口联接,必要时在中间接有一个或多个abs阀。第一制动压力调制器可以被构造成用于能够实现按车轮调控出制动压力并优选调控出受滑转调节的制动压力。然而它也可以被设置成用于,仅能够实现按车桥地调控出行车制动压力,并且在这方面,设置附加和/或单独的abs阀可以是符合目的的。
4、根据第一优选的实施方式,第一制动压力调制器在第一放气接口处具有第一快速放气阀,以用于第一行车制动压力的放气。快速放气阀可以整合到制动压力调制器中,或者可以与该制动压力调制器分开地例如从外部通过凸缘连接到第一制动压力调制器的壳体上。也能想到的是,第一快速放气阀作为独立的结构单元来安装。经由快速放气阀可以使第一行车制动压力迅速且直接地放气,而无需例如经由第一制动压力调制器中的继动活塞的中央放气部使第一行车制动压力放气。此外,还可以与第一快速放气阀联接有消音器。
5、优选地,第一快速放气阀具有与第一放气路径连接的第一快速放气阀接口、与周围环境连接的第二快速放气阀接口以及与第一冗余制动压力接口连接的第三快速放气阀接口。与周围环境连接的第二快速放气阀接口也可以通向中央放气部。以该方式,如果期望降低行车制动缸中的制动压力,就可以根据需要经由放气路径一方面使第一行车制动压力放气,而另一方面也可以馈入第一冗余制动压力,即经由与第一冗余制动压力接口连接的第三快速放气阀接口来馈入。快速放气阀优选如下这样地形成,即,使得在第一冗余压力调制器不生效的制动系统运行状态下,第一快速放气阀接口与第二快速放气阀接口开放地连接。例如,可以设置相对第三快速放气阀接口预紧的阀元件,以便最初将该第三快速放气阀接口封闭,并设置从第一快速放气阀接口到第二快速放气阀接口的无封锁的放气路径。
6、根据另外的优选的实施方式设置的是,第一制动压力调制器具有第一运行继动阀,第一运行继动阀具有与第一储备接口连接的第一运行继动阀储备接口、与第一行车制动压力接口连接的第一运行继动阀工作接口、接收第一先导控制压力的第一运行继动阀控制接口以及形成第一放气接口或与该第一放气接口连接的第一运行继动阀放气接口。在通常情况下,第一运行继动阀用于将接收到的第一先导控制压力进行体积增大,并作为第一行车制动压力调控出。如果不提供先导控制压力且在第一运行继动阀控制接口处存在周围环境压力,则第一运行继动阀放气接口与第一运行继动阀工作接口连接。该路径于是可以用于导通第一冗余制动压力,并将其提供给第一行车制动压力接口。为此,第一运行继动阀的功能性并非绝对必要。如果运行继动阀的放气路径处于待命并可以用于调控出第一冗余制动压力,则已足够。由此可以提高可电子控制的气动制动系统的可用性,即使是在第一运行继动阀不工作或不正确工作的情况下。
7、在一个优选的改进方案中,第一运行继动阀放气接口与第一快速放气阀接口连接。快速放气阀可以直接整合到第一制动压力调制器中,从而其也可以在结构上与第一运行继动阀整合在一起。
8、根据另外的优选的实施方式,可电子控制的气动制动系统包括第二制动压力调制器,该第二制动压力调制器与第二压缩空气储备器连接,以用于接收储备压力,并且该第二制动压力调制器依赖于由电子的运行控制单元提供的第二行车制动信号地在至少一个第二行车制动压力接口处调控出至少一个第二行车制动压力。第二制动压力调制器优选具有第二放气接口,以用于第二行车制动压力的放气。可电子控制的气动制动系统优选还包括第二冗余压力调制器,该第二冗余压力调制器与第二压缩空气储备器或另外的压缩空气储备器连接,以用于接收储备压力,并依赖于由电子的冗余控制单元提供的第二冗余制动信号地在至少一个第二冗余制动压力接口处调控出第二冗余制动压力。
9、第二冗余压力调制器优选具有第二冗余放气接口,以用于第二冗余制动压力的放气。第二冗余制动压力接口优选如下这样地与第二放气接口连接,即,使得能经由第二制动压力调制器的第二放气路径在第二行车制动压力接口处调控出第二冗余制动压力。因此,所述实施方式包括将制动压力调制器和冗余压力调制器复制,以便因此可以彼此独立地对车辆的两个车桥、两个车轮、两个侧或类似部位进行减速。如果第一制动压力调制器是前桥调制器,则第二制动压力调制器优选是后桥调制器。第一和第二制动压力调制器可以相同地构成或者也可以不同地构成。例如,第一制动压力调制器可以构造为单通道调制器,而第二制动压力调制器可以构造为双通道调制器,或者反过来。两者也可以都构造为单通道调制器,或者两者可以都构造为双通道调制器。第一和第二冗余压力调制器也同样适用于此。第一冗余压力调制器可以被构造为单通道调制器,而第二冗余压力调制器可以被构造为双通道调制器,或者反过来。两个冗余压力调制器也可以都被构造为单通道调制器或双通道调制器。这与第一和第二制动压力调制器的设计无关。在此,任何所能想到的搭配都是优选的。与第一冗余压力调制器那样,第二冗余压力调制器可以与第二压缩空气储备器或另外的压缩空气储备器连接。另外的压缩空气储备器优选独立于第二压缩空气储备器,以便因此即使在第二压缩空气储备器失效的情况下也防止冗余制动。第二压缩空气储备器配属给主系统,而另外的压缩空气储备器可以配属给冗余层级。对第二冗余压力调制器进行供应的另外的压缩空气储备器可以是对第一冗余压力调制器进行供应的同一另外的储备器。第一和第二冗余压力调制器具有自己的另外的压缩空气储备器也是优选的,以便因此进一步设计出与主系统的无关性。
10、优选地,第二制动压力调制器在第二放气接口处具有第二快速放气阀,以用于第二行车制动压力的放气。关于第一快速放气阀的上述内容类似适用于第二快速放气阀。该第二快速放气阀也可以整合到第二制动压力调制器中,或通过凸缘连接到第二制动压力调制器的壳体上,或作为单独的元件安装在制动系统中。
11、此外优选的是,第二快速放气阀具有与第二放气路径连接的第四快速放气阀接口、与周围环境连接的第五快速放气阀接口以及与第二冗余制动压力接口连接的第六快速放气阀接口。关于第一快速放气阀的上述内容同样适用于此处,从而,关于第二快速放气阀的优点和实施方式参考第一快速放气阀的优点和实施方式。
12、以与第一制动压力调制器类似的方式,第二制动压力调制器也可以具有第二运行继动阀,该第二运行继动阀具有:第二运行继动阀储备接口,其与第二储备接口连接;第二运行继动阀工作接口,其与第二行车制动压力接口连接;接收第二先导控制压力的运行继动阀控制接口;以及形成第二放气接口或与该第二放气接口连接的第二运行继动阀放气接口。第二运行继动阀放气接口可以与第四快速放气阀接口连接。
13、在另外的设计方案中设置的是,第二制动压力调制器依赖于由电子的运行控制单元提供的第三行车制动信号地在至少一个第三行车制动压力接口处调控出第三行车制动压力,其中,第二制动压力调制器具有第三放气接口,以用于第三行车制动压力的放气。第二冗余压力调制器依赖于由电子的冗余控制单元提供的第三冗余制动信号地在至少一个第三冗余制动压力接口处调控出第三冗余制动压力。第二冗余放气接口针对第三冗余制动压力的放气是有效的,并且第三冗余制动压力接口与第三放气接口连接,从而能经由第二制动压力调制器的第三放气路径在第三行车制动压力接口处调控出第三冗余制动压力。根据该实施方式,第二制动压力调制器和第二冗余压力调制器均双通道地构成,从而使得第二和第三冗余制动压力接口分别与第二和第三放气接口连接,以便经由第二制动压力调制器的第二和第三放气路径导入第二和第三冗余制动压力。尤其是当应按侧地在仅使用一个调制器的情况下调控出制动压力时,提供这种设计。
14、在这种实施方式中,第二制动压力调制器优选在第三放气接口处包括第三快速放气阀,以用于第三行车制动压力的放气。优选地,第三快速放气阀具有与第三放气路径连接的第七快速放气阀接口、与周围环境连接的第八快速放气阀接口以及与第三冗余制动压力接口连接的第九快速放气阀接口。在这方面,第三快速放气阀在其设计方面与第一和第二快速放气阀的设计相应,并且关于另外的优点和改进方案参考上文对第一快速放气阀的描述。这些陈述类似适用于此处。
15、此外,还可以设置的是,第二制动压力调制器具有第三运行继动阀,第三运行继动阀具有与第二储备接口连接的第三运行继动阀储备接口、与第三行车制动压力接口连接的第三运行继动阀工作接口、接收第三先导控制压力的第三运行继动阀控制接口、以及形成第三放气接口或与该第三放气接口连接的第三运行继动阀放气接口。因此,第三运行继动阀是为以这种方式双通道构成的第二制动压力调制器的第二通道而设置的。双通道的第二制动压力调制器的每个通道都具有自己的带自己的放气接口的运行继动阀。同样如在前述实施方式中解释那样,也优选的是,第三运行继动阀放气接口与第七快速放气阀接口连接。以该方式,可以给第三运行继动阀放气接口输送第三冗余制动压力,并且可以对第三运行继动阀放气接口进行放气。
16、在可电子控制的气动制动系统的另外的优选的实施方式中,该可电子控制的气动制动系统具有挂车控制阀,挂车控制阀具有用于为挂车提供挂车制动压力的至少一个挂车制动压力接口、用于接收储备压力的挂车储备接口和用于挂车制动压力的放气的挂车放气接口。挂车控制阀优选与电子的运行控制单元连接,并从该电子的运行控制单元接收挂车制动信号,并优选在此基础上调控出挂车制动压力。经由挂车控制阀可以对必要时与车辆联接的挂车进行制动。挂车控制阀为此优选具有一个或多个可电切换的电磁阀。挂车控制阀还可以具有挂车继动阀,以便将由可电切换的电磁阀调控出的先导控制压力进行体积增大,并提供给挂车。根据针对欧洲或北美地区的可电子控制的气动制动系统的设计方案不同,挂车控制阀的确切的设计方案可能有所差别。在此所述的挂车控制阀应包括两种变体。
17、在一个优选的改进方案中,第一冗余压力调制器或第二冗余压力调制器具有挂车冗余制动压力接口,以用于提供挂车冗余压力。典型地,挂车控制阀冗余地经由来自车辆的前桥的压力进行驱控,从而如果第一冗余压力调制器被设置用于车辆的前桥,则该第一冗余压力调制器将作为具有用于提供挂车冗余压力的挂车冗余制动压力接口的第一冗余压力调制器。然而替选地也可以使在所述情况下优选被设置用于后桥的第二冗余压力调制器作为具有用于提供挂车冗余压力的挂车冗余制动压力接口的第二冗余压力调制器。原则上,挂车冗余压力可以如常见且在现有技术中已知那样在挂车控制阀的冗余接口处调控出。然而特别优选的是,挂车冗余制动压力接口与挂车放气接口连接,从而使得能经由挂车控制阀的挂车放气路径在挂车制动压力接口处调控出挂车冗余压力。上述关于第一制动压力调制器和第二制动压力调制器的考虑,也就是使用这些制动压力调制器的放气路径来调控出冗余制动压力的考虑,现在同样被用于挂车控制阀。在该挂车控制阀中,挂车放气路径也用于引入挂车冗余压力。
18、挂车冗余压力可以与第一冗余压力、第二冗余压力和/或第三冗余压力相应。即使第一冗余压力调制器具有挂车冗余制动压力接口,也不一定意味着第一冗余压力调制器可以被构造为双通道调制器。相反,第一冗余压力调制器仍可以一如既往地被构造为单通道调制器,并且挂车冗余制动压力与第一冗余制动压力相应,从而第一冗余制动压力接口和挂车冗余制动压力接口例如经由y型线路与相应的阀连接。
19、在一个优选的改进方案中,电子的运行控制单元与第一电压源连接,而电子的冗余控制单元与第二电压源连接。第一和第二电压源优选是彼此独立的,从而在其中一个电压源发生的故障不会导致了另一电压源失效。以该方式,可电子控制的气动制动系统的可用性就可以被进一步提高。
20、同样优选设置的是,第一压缩空气储备器和第二压缩空气储备器彼此是独立的。优选地,第一压缩空气储备器和第二压缩空气储备器由两个不同且彼此独立设置的压缩空气源、尤其是两个压缩空气供应部来供应。例如可以设置的是,为第一压缩空气储备器并为另外的压缩空气储备器设置自己的空气准备单元。替选地,第一压缩空气储备器和另外的压缩空气储备器与共同的压缩空气准备部连接,但通过多回路保护阀气动分离。第二压缩空气储备器和另外的压缩空气储备器优选也是如此。总共可以设置四个压缩空气储备器,例如用于第一制动压力调制器的第一压缩空气储备器、用于第一冗余压力调制器的另外的压缩空气储备器、用于第二制动压力调制器的第二压缩空气储备器和用于第二冗余压力调制器的另外的第二压缩空气储备器。此外,还可以为每个另外的制动压力调制器设置自己的压缩空气储备器,并为每个另外的冗余压力调制器设置自己的另外的压缩空气储备器,其适用于上述内容。在此优选地,被设置用于冗余压力调制器的压缩空气储备器分别独立于被设置用于制动压力调制器的压缩空气储备器。可以设置的是,用于制动压力调制器的压缩空气储备器不是彼此独立的,并且用于冗余压力调制器的另外的压缩空气储备器也不是彼此独立的,但被设置用于冗余压力调制器的所有另外的压缩空气储备器都独立于被设置用于制动压力调制器的压缩空气储备器。
21、根据另外的优选的实施方式,可电子控制的气动制动系统具有用于自主行驶的单元和车辆总线,其中,电子的运行控制单元和电子的冗余控制单元经由车辆总线或替选的网络通信与用于自主行驶的单元连接并从该用于自主行驶的单元接收制动请求信号。然后,电子的运行控制单元和电子的冗余控制单元优选能够实现电子制动请求信号,并相应地驱控一个或多个制动压力调制器和一个或多个冗余压力调制器。替选的网络通信例如可以包括直接的布线、can总线或其他系统。原则上也可以考虑无线通信。
22、在另外的方面中,本发明通过一种车辆,优选商用车辆解决了开头所述的任务,该车辆具有前桥、至少一个后桥和根据上述根据本发明第一方面的可电子控制的气动制动系统的优选实施方式之一的可电子控制的气动制动系统。应理解,根据本发明第一方面的可电子控制的气动制动系统和根据本发明第二方面的车辆具有相同和相似的子方面,这些尤其是记载在从属权利要求中。在这方面,全面参考上述说明。
23、优选地,第一制动压力调制器配属给车辆的前桥,而第二制动压力调制器配属给车辆的至少一个后桥。第二制动压力调制器也可以配属给车辆的第一和第二后桥。第一制动压力调制器优选被构造为单通道调制器,而第二制动压力调制器优选被构造为双通道调制器,双通道调制器允许按侧调控出制动压力。