CN112703135A - 用于车辆的电气化制动和电气化转向的控制架构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于车辆的电气化制动和电气化转向的控制架构(10)。该控制架构被描述为从至少两个能量供应单元(4)中的第一能量供应单元向转向致动器(15)和转向控制器(16)供应(110)动力。从所述至少两个能量供应单元中的第二能量供应单元向两个制动致动器(2)供应(120)动力。第一制动致动器与车辆的第一车轮(1)相联，第二制动致动器与车辆的第二车轮(1)相联。第一制动致动器和/或第二制动致动器被致动(130)以执行车辆的转向功能。

Description

用于车辆的电气化制动和电气化转向的控制架构
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的电气化制动和电气化转向的控制架构以及一种用于车辆的电气化制动和电气化转向的控制架构的控制方法。
背景技术
如今，商用车辆的许多安全相关的系统(例如，制动系统等等)的控制和/或致动利用压缩空气作为动力供应。某些系统(例如，制动系统)的冗余对于控制和对于动力供应都是需要的。这种车辆的电气化正在发展中，因此需要重新设计某些车辆系统的架构和部件。由于电气化，许多气动单元即将被电控和/或电力单元取代。除了电气化，AD(自动驾驶)应用也对车辆系统提出了新要求，尤其是对安全相关单元。这些应用使得有必要提供冗余系统，尤其是在人类驾驶员无法提供应急性能的情况下。
DE20061010713描述了一种用于具有至少一个安全相关负载的车辆的电气系统，该电气系统设置有车载电气系统的主系统和辅助系统。
然而，存在提供一种用于制动和转向冗余的装置的需要。
发明内容
因此，具有改进的技术来提供制动和转向冗余将是有利的。
通过独立权利要求的主题解决了本发明的目的，其中进一步的实施例结合在从属权利要求中。应当注意，本发明以下描述的方面也适用于用于车辆的电气化制动和电气化转向的控制架构以及用于车辆的电气化制动和电气化转向的控制架构的控制方法。
在第一方面中，提供了一种用于车辆的电气化制动和电气化转向的控制架构，该控制架构包括：
﹣至少两个能量供应单元；
﹣转向致动器；
﹣转向控制器；和
﹣两个制动致动器单元。
转向致动器和转向控制器被构造成从至少两个能量供应单元中的第一个能量供应单元供应动力。两个制动致动器被构造成从至少两个能量供应单元中的第二能量供应单元供应动力。第一制动致动器与车辆的第一车轮相联，第二制动致动器与车辆的第二车轮相联。第一制动致动器和/或第二制动致动器的致动被构造成执行车辆的转向功能。
以这种方式，提供了用于制动和转向系统冗余的电气控制和动力供应架构，其中用于电气化制动致动器和转向致动器的控制和动力供应以使得制动系统能够用作用于转向的备用装置的方式连接。
换句话说，如果正常的转向功能由于用于转向的动力供应和/或转向致动器或转向控制器发生故障或失效而失灵，则可以借助于单独提供动力的制动系统通过使用差动制动向一个车轮或两个车轮施加制动来提供应急转向功能。
在一示例中，第一制动致动器和第二制动致动器与车辆的同一车轴的两个车轮相联。
在一示例中，第一制动致动器和/或第二制动致动器被构造成在检测到能量供应单元中的第一能量供应单元、转向致动器、和转向控制器中的一个或多个发生故障或失效时执行车辆的转向功能。
在一示例中，控制架构包括至少一个制动控制单元。所述至少一个制动控制单元中的第一制动控制单元从所述至少两个能量供应单元中的第二能量供应单元中供应动力。
在一示例中，第一制动控制单元被构造成控制第一制动致动器和/或第二制动致动器的致动以执行转向功能。
在第二方面中，提供了一种用于车辆的电气化制动和电气化转向的控制架构的控制方法，该控制方法包括：
a)从至少两个能量供应单元中的第一能量供应单元向转向致动器和转向控制器供应动力；
b)从所述至少两个能量供应单元中的第二能量供应单元向两个制动致动器供应动力，其中第一制动致动器与车辆的第一车轮相联，第二制动致动器与车辆的第二车轮相联；和
d)致动第一制动致动器和/或第二制动致动器以执行车辆的转向功能。
在一示例中，第一制动致动器和第二制动致动器与车辆的同一车轴的两个车轮相联。
在一示例中，该方法包括步骤c)：检测所述能量供应单元中的第一能量供应单元、转向致动器、和转向控制器中的一个或多个发生故障或失效，并且其中步骤d)在已经检测到发生故障或失效之后执行。
在一示例中，步骤b)包括从所述至少两个能量供应单元中的第二能量供应单元向至少一个制动控制单元中的第一制动控制单元供应动力。
在一示例中，在步骤d)中，第一制动控制单元控制第一制动致动器和/或第二制动致动器的致动以执行转向功能。
通过参考下文描述的实施例，上述方面和示例将变得明显并将被阐明。
附图说明
下面将参考以下附图描述示例性实施例：
图1示出了用于车辆的电气化制动和电气化转向的控制架构的示例的示意图；
图2示出了用于车辆的电气化制动和电气化转向的控制架构的控制方法；和
图3示出了用于电气化制动和转向致动器的冗余架构。
具体实施方式
图1示出了用于车辆的电气化制动和电气化转向的控制架构20的示例。控制架构20包括至少两个能量供应单元4、转向致动器15、转向控制器16和两个制动致动器单元2。转向致动器和转向控制器被构造成由所述至少两个能量供应单元中的第一能量供应单元供应动力。两个制动致动器被构造成从所述至少两个能量供应单元中的第二能量供应单元供应动力。第一制动致动器与车辆的第一车轮1相联，第二制动致动器与车辆的第二车轮1相联。第一制动致动器和/或第二制动致动器的致动被构造成执行车辆的转向功能。
根据一示例，第一制动致动器和第二制动致动器与车辆的同一车轴的两个车轮相联。
根据一示例，第一制动致动器和/或第二制动致动器被构造成在检测到能量供应单元中的第一能量供应单元、转向致动器、和转向控制器中的一个或多个发生故障或失效时执行车辆的转向功能。
根据一示例，控制架构包括至少一个制动控制单元6。所述至少一个制动控制单元中的第一制动控制单元从所述至少两个能量供应单元中的第二能量供应单元向供应动力。
根据一示例，第一制动控制单元被构造成控制第一制动致动器和/或第二制动致动器的致动以执行转向功能。
图2在其基本步骤中示出了用于车辆的电气化制动和电气化转向的控制架构的控制方法100，其中以虚线示出了可选步骤。方法100包括：
在供应步骤110(也称为步骤a))中，从至少两个能量供应单元4中的第一能量供应单元向转向致动器15和转向控制器16供应动力；
在供应步骤120(也称为步骤b))中，从所述至少两个能量供应单元中的第二能量供应单元向两个制动致动器2供应动力，其中，第一制动致动器与车辆的第一车轮相联，第二制动致动器与车辆的第二车轮相联；以及
在致动步骤130(也称为步骤d))中，致动第一制动致动器和/或第二制动致动器以执行车辆的转向功能。
根据一示例，第一制动致动器和第二制动致动器与车辆的同一轴的两个车轮相联。
根据一示例，该方法包括步骤c)：检测140能量供应单元中的第一能量供应单元、转向致动器、和转向控制器中的一个或多个发生故障或失效，并且其中步骤d)在已经检测到发生故障或失效之后执行。
根据一示例，该控制架构包括至少一个制动控制单元6，并且其中步骤b)包括从所述至少两个能量供应单元中的第二能量供应单元向所述至少一个制动控制单元中的第一制动控制单元供应动力。
根据一示例，在步骤d)中，第一制动控制单元控制第一制动致动器和/或第二制动致动器的致动以执行转向功能。
图3示出了用于电气化制动致动器和转向致动器的冗余架构的详细示例。该架构包括带有至少两个储能器4的冗余动力供应以及至少两个车辆动态控制ECU或制动控制单元6。通过转向致动器15和转向控制器16对转向进行电气控制和致动。该系统使用了由呈电池4形式的储能器或能量储存单元和ECU 6轴向地供应和控制的电气化车轮制动器。在系统无故障正常工作的情况下，转向功能由转向齿轮或致动器15来执行。然而，在转向部件15和16已经失效的情况下，可以由制动致动器2利用差动制动来接管转向功能。为了实现这种依靠制动转向功能，可能需要使转向滚动半径为正值。因此，目的在于，在与转向部件15和16连接的动力供应或车辆动态ECU失效的情况下，从与用于正常转向的电路分开的另一冗余电路中供应和命令接管转向功能的制动致动器。因此，总而言之，通过连接到与转向车轴的制动致动器不同的电路的用于转向致动器的控制和动力供应来提供转向和制动冗余。
必须注意的是，参考不同的主题描述了本发明的实施例。特别地，一些实施例是参考方法类型权利要求描述的，而其他实施例是参考装置类型权利要求描述的。然而，本领域技术人员将从以上和以下描述中得出，除非另行通知，否则除了属于一种类型的主题的特征的任何组合之外，与不同主题有关的特征之间的任何组合也被认为由本申请公开。但是，可以组合所有特征，从而提供协同效果，协同效果大于这些特征的简单求和。
尽管已经在附图和前文描述中详细说明和描述了本发明，但是这样的说明和描述将被认为是说明性或示例性的，而非限制性的。本发明不局限于所公开的实施例。本领域技术人员在实践所要求保护的发明时通过研究附图、公开内容和从属权利要求，可以理解和实现所公开的实施例的其他变型。
在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”不排除多个。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中记载的若干项的功能。在互不相同的从属权利要求中记载了某些措施这一仅有事实并不表示不能利用这些措施的组合。权利要求中的任何附图标记都不应被解释为对范围的限制。
附图标记列表
1-车轮
2-制动致动器单元
3-推进致动器单元
4-能量供应单元制动系统
5-能量供应单元驱动系统
6-制动控制单元
7-推进控制单元
8-能量供应线制动系统
9-能量供应线驱动系统
10-通信/控制线制动系统
11-通信/控制线推进系统
12-制动控制单元之间的通信/控制线
13-制动控制单元和推进控制单元之间的通信/控制线
14-制动致动器单元和推进致动器单元之间的通信/控制线
15-转向致动器
16-转向控制器
20-用于车辆的电气化制动和电气化转向的控制架构；
100-用于车辆的电气化制动和电气化转向的控制架构的控制方法；
110-从至少两个能量供应单元中的第一能量供应单元向转向致动器和转向控制器供应动力；
120-从至少两个能量供应单元中的第二能量供应单元向两个制动致动器供应动力；和
130-致动第一制动致动器和/或第二制动致动器以执行车辆的转向功能。

Claims (10)

1.一种用于车辆的电气化制动和电气化转向的控制架构(20)，所述控制架构包括：
﹣至少两个能量供应单元(4)；
﹣转向致动器(15)；
﹣转向控制器(16)；和
﹣两个制动致动器单元(2)；
其中，所述转向致动器和所述转向控制器被构造成从所述至少两个能量供应单元中的第一能量供应单元供应动力；
其特征在于：
所述两个制动致动器被构造成从所述至少两个能量供应单元中的第二能量供应单元供应动力；
其中，第一制动致动器与所述车辆的第一车轮(1)相联，第二制动致动器与所述车辆的第二车轮(1)相联；并且
其中，所述第一制动致动器和/或所述第二制动致动器的致动被构造成执行所述车辆的转向功能。
2.根据权利要求1所述的控制架构，其中，所述第一制动致动器和所述第二制动致动器与所述车辆的同一车轴的两个车轮相联。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的控制架构，其中，所述第一制动致动器和/或所述第二制动致动器被构造成在检测到所述能量供应单元中的所述第一能量供应单元、所述转向致动器和所述转向控制器中的一个或多个发生故障或失效时执行所述车辆的转向功能。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的控制架构，其中，所述控制架构包括至少一个制动控制单元(6)，其中所述至少一个制动控制单元中的第一制动控制单元从所述至少两个能量供应单元中的所述第二能量供应单元供应动力。
5.根据权利要求4所述的控制架构，其中，所述第一制动控制单元被构造成控制所述第一制动致动器和/或所述第二制动致动器的致动以执行所述转向功能。
6.一种用于车辆的电气化制动和电气化转向的控制架构的控制方法(100)，所述方法包括：
a)从至少两个能量供应单元(4)中的第一能量供应单元向转向致动器(15)和转向控制器(16)供应(110)动力；
其特征在于，所述方法包括：
b)从所述至少两个能量供应单元中的第二能量供应单元向两个制动致动器(2)供应(120)动力，其中第一制动致动器与所述车辆的第一车轮(1)相联，第二制动致动器与所述车辆的第二车轮(1)相联；和
d)致动(130)所述第一制动致动器和/或所述第二制动致动器以执行所述车辆的转向功能。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第一制动致动器和所述第二制动致动器与所述车辆的同一车轴的两个车轮相联。
8.根据权利要求6-7中任一项所述的方法，其中，所述方法包括步骤c)：检测(140)所述能量供应单元中的所述第一能量供应单元、所述转向致动器和所述转向控制器中的一个或多个发生故障或失效，并且其中步骤d)在已经检测到发生故障或失效之后执行。
9.根据权利要求6-8中任一项所述的方法，其中，所述控制架构包括至少一个制动控制单元(6)，其中步骤b)包括从所述至少两个能量供应单元中的所述第二能量供应单元向所述至少一个制动控制单元中的第一制动控制单元供应动力。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，在步骤d)中，所述第一制动控制单元控制所述第一制动致动器和/或所述第二制动致动器的致动以执行所述转向功能。
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