CN114761291A

CN114761291A - 冗余制动设备系统的控制

Info

Publication number: CN114761291A
Application number: CN201980102776.5A
Authority: CN
Inventors: 里奥·莱恩; 里昂·亨德森; 克里斯蒂安·奥斯卡松
Original assignee: Volvo Truck Corp
Current assignee: Volvo Truck Corp
Priority date: 2019-12-10
Filing date: 2019-12-10
Publication date: 2022-07-15
Anticipated expiration: 2039-12-10
Also published as: EP4072912A1; EP4072912C0; KR20220106806A; EP4072912B1; WO2021115565A1; JP2023505501A; JP7411805B2; US20230023411A1; CN114761291B

Abstract

一种用于重型车辆的制动系统，该制动系统包括第一制动控制器和第二制动控制器，基于相应的配置的车轮滑移极限和相应的制动扭矩请求，第一制动控制器被布置成控制第一车轮上的制动，第二制动控制器被布置成控制第二车轮上的制动，其中第一制动控制器和第二制动控制器经由备用连接件互连，备用连接件被布置成在制动控制器故障的情况下允许第一制动控制器和第二制动控制器中的一个承担第一制动控制器和第二制动控制器中的另一个的车轮制动控制，制动系统包括控制单元，控制单元被布置成响应于制动控制器故障，将与故障制动控制器相关联的配置的车轮滑移极限(λ_CON，710)减小(601)到减小的车轮滑移极限(λ_LOW，730)。

Description

冗余制动设备系统的控制

技术领域

本公开涉及重型车辆制动系统中的冗余。本公开尤其与被配置用于自主驾驶的车辆相关。本发明可以应用于重型车辆，诸如卡车和建筑器械。尽管本发明将主要针对诸如半挂车和卡车的货物运输车辆进行描述，但是本发明不限于这种特定类型的车辆，而是也可以用于诸如轿车的其它类型的车辆。

背景技术

重型车辆的制动系统是车辆安全操作的关键。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起着重要作用。因此，制动系统不能正常工作的重型车辆存在很大的风险。希望最小化这种风险。

为了确保车辆不会失去制动能力，或由于制动系统不正常工作而变得不稳定，可以给制动系统增加冗余。可以在控制系统和促动器例如盘式或鼓式制动器上增加冗余。

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的完整制动系统的制动系统布局。因此，如果一个系统故障，备用系统可用于承担控制和操作车辆制动。然而，这种类型的冗余增加了车辆的总成本，也使制动系统的维修变得复杂。

US 2017/0210361 A1公开了一种用于包括冗余的重型车辆的制动控制器布局。

重要的是，当切换到冗余制动系统时，车辆稳定性和总体控制不会受到负面影响。

发明内容

本公开的一个目的是提供冗余制动系统，冗余制动系统在制动设备故障期间和之后维持安全的车辆操作和可控性的意义上是稳健的。该目的至少部分通过用于重型车辆的制动系统来实现。该制动系统包括第一制动控制器和第二制动控制器，基于相应的车轮滑移极限和相应的制动扭矩请求，第一制动控制器被布置成控制第一车轮上的制动，第二制动控制器被布置成控制第二车轮上的制动，其中第一制动控制器和第二制动控制器经由备用连接件互连，该备用连接件被布置成在制动控制器故障的情况下允许第一制动控制器和第二制动控制器中的一个承担第一制动控制器和第二制动控制器中的另一个的车轮制动控制。该制动系统还包括控制单元，该控制单元被布置成响应于制动控制器故障，将与故障制动控制器相关联的车轮滑移极限减小到减小的车轮滑移极限。

通过向设定的车轮滑移极限增加额外的安全裕度，即，通过配置减小的车轮滑移极限，即使在制动控制器故障的情况下操作，车轮滑移也变得不太可能。这样就更容易预测车辆对控制输入的响应，这是一个优点。

根据一些方面，第一制动控制器被布置成控制前轮轴左轮上的制动，第二制动控制器被布置成控制前轮轴右轮上的制动，由此第一制动控制器和第二制动控制器被布置成故障后能操作的制动控制器。这里公开的技术特别适用于控制施加在前轮轴制动控制器上的滑移极限，因为它们在车辆控制中起着重要作用，尤其是在紧急制动操纵期间。通过所公开的技术，尽管前轮轴制动设备上的制动控制器故障，也可以维持安全的车辆操作和产生侧向轮胎力的能力。

根据一些方面，控制单元被布置成从正常作用的制动控制器获得与路面摩擦相关的数据，并根据与路面摩擦相关的数据来配置与故障制动控制器相关联的车轮滑移极限。这样，可以根据驾驶场景调节安全裕度，从而提高整体控制效率。在路面摩擦条件有利的情况下，即当道路牵引力良好时，可以将较小的安全裕度添加到所施加的车轮滑移极限，而不太有利的驾驶条件可能意味着将较大的安全裕度添加到在经由备用连接件操作的故障制动控制器上所施加的车轮滑移极限。

根据一些方面，与路面摩擦相关的数据包括由正常作用的制动控制器检测到的峰值车轮滑移值和/或由正常作用的制动控制器估计的路面摩擦系数。知道峰值车轮滑移值和/或估计的路面摩擦允许以可靠和高效的方式设定故障制动控制器的车轮滑移极限。

根据一些方面，减小的车轮滑移极限是基于减小的滑移极限的表格来确定的，其中减小的滑移极限的表格被配置成由针对与故障制动控制器在车辆同一侧上的车轮确定的车轮滑移值来索引。因此，根据先前的实验和/或分析，一组针对不同驾驶条件的车轮滑移极限被存储在表格中。然后可以基于当前的驾驶场景选择合适的车轮滑移极限。例如，假设左前制动控制器故障，而同一侧后轮轴制动控制器检测到有利的牵引条件，则与同一侧后轮轴制动控制器检测到低摩擦条件的情况相比，在故障制动控制器上施加的车轮滑移极限的较小减小可被制成表格。

根据一些方面，减小的车轮滑移极限被确定为由与故障制动控制器在车辆同一侧上的车轮的正常作用的制动控制器检测到的最小峰值车轮滑移，并被减小了预定的安全系数。

这是设定减小的车轮滑移极限的一种稳健的直观方式。减小的车轮滑移极限将根据当地道路区域的驾驶条件而变化，同时由于增加了安全裕度而具有稳健性。安全裕度可以例如是初始施加的车轮滑移极限的大约20％。

根据一些方面，控制单元被布置成响应于前轮轴制动控制器故障而增加一个或多个挂车车轮上的制动扭矩和/或车轮滑移极限。这实际上意味着挂车被用作锚，以便使前轮轴制动控制器发生故障的车辆组合减速。例如，牵引车可能已经进入转弯一段距离，在此处需要很大的侧向力来成功地通过转弯，而挂车仍然不会受到很大的侧向力，因为它还没有进入转弯那么远。如果前轮轴车轮上发生车轮滑移，牵引车可能无法产生所需的侧向力。使用挂车使车辆组合减速可以使牵引车单元重新获得道路抓地(road purchase)，从而产生所需的侧向力。

根据一些方面，控制单元被布置成将与故障制动控制器相关联的配置的车轮滑移极限从减小的车轮滑移极限增加直到备用模式车轮滑移极限。在故障发生后，控制算法和操作已经稳定，可以评估滑移状况。可以通过将车轮滑移水平朝着制动控制器故障之前适当的初始配置的车轮滑移极限增加来减小制动控制器故障对车辆可控性的影响，但这只是在驾驶条件需要增加故障制动控制器的施加的车轮滑移极限的情况下。

根据一些方面，与前轮轴上的车轮相关联的车轮速度传感器被布置成交叉连接到与前轮轴另一侧上的车轮相关联的制动控制器。这种交叉连接允许WEM监测经由备用连接件控制的车轮上的车轮速度。这增加了与故障制动控制器相关联的车轮的可控性和可观察性，这是一个优点。

根据一些方面，车辆包括第一后轮轮轴和第二后轮轮轴，其中与第一后轮轴上的车轮相关联的车轮速度传感器被布置成连接到与第二后轮轮轴上的车轮相关联并且与第一后轮轴上的车轮在同一侧上的制动控制器。因此，后轮轴上的制动控制器能够从与它自己的车轮在车辆同一侧上的车轮获得车轮速度数据，这是一个优点。例如，可以通过比较两个或更多个不同的车轮速度测量值来检测车轮离地。响应于检测到车轮离地，可以减小施加的车轮滑移极限。

这里还公开了与上文所讨论的优点相关联的方法、控制单元、计算机程序、计算机可读介质、计算机程序产品和车辆。

通常，权利要求书中使用的所有术语将根据它们在技术领域中的普通含义来解释，除非本文中另有明确定义。除非另有明确说明，否则所有对“一个/该元件、设备、部件、装置、步骤等”的引用应被公开解释为指元件、设备、部件、装置、步骤等的至少一个实例。除非明确说明，否则本文公开的任何方法的步骤不必按照公开的确切顺序来执行。当研究所附权利要求书和以下描述时，本发明的进一步特征和优点将变得显而易见。技术人员认识到，在不脱离本发明的范围的情况下，可以组合本发明的不同特征来创建除了下面描述的实施例之外的实施例。

附图说明

参考附图，下面是作为示例引用的本发明实施例的更详细描述。

在附图中：

图1A-C示意性地说明了示例车辆；

图2A-B示出了示例互连制动控制器；

图3A-B显示了示例驾驶场景；

图4说明了示例制动设备布局；

图5示意性地说明了控制单元和车轮端部模块组件；

图6是示出轮胎力与车轮滑移之间关系的曲线图；

图7是示出了配置的滑移极限随时间变化的示例的曲线图；

图8是说明方法的流程图；

图9示意性地说明了控制单元；以及

图10示出了示例计算机程序产品。

具体实施方式

现在将在下文中参考附图更全面地描述本发明，附图中示出了本发明的某些方面。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，并且不应该被解释为局限于这里阐述的实施例和方面；相反，这些实施例是以举例说明的方式提供的，使得本公开将是彻底和完整的，并且将向本领域技术人员充分传达本发明的范围。在整个说明书中，相同的附图标记指代相同的元件。

应当理解，本发明不限于这里描述的和附图中说明的实施例；相反，本领域技术人员将认识到，在所附权利要求书的范围内可以进行许多改变和修改。

图1A-C说明了用于货物运输的多个示例车辆100。图1A示出了支撑在车轮120、140和160上的卡车，车轮中的一些车轮是从动轮。

图1B示出了半挂车车辆组合，其中牵引车单元101拖曳挂车单元102。挂车单元102的前部由第五车轮连接件103支撑，而挂车单元102的后部支撑在一组挂车车轮180上。

图1C示出了具有台车(dolly)单元104的卡车，该台车单元104被布置成拖曳挂车单元102。挂车单元的前部支撑在一组台车车轮190上，而挂车的后部支撑在一组挂车车轮180上。

每个车辆100包括控制单元110，诸如车辆运动管理(VMM)控制模块。该控制单元可以潜在地包括分布在车辆100上的多个子单元，或者它可以是单个物理单元。控制单元控制车辆操作。控制单元110可以例如在车轮之间分配制动力以维持车辆稳定性。车轮制动控制器中的每一个通信地耦合到控制单元110，允许控制单元与制动控制器通信，从而控制车辆制动。

诸如以上所讨论那些车辆组合的车辆组合通常是已知的，在此不再详细讨论。这里公开的技术适用于各种不同的车辆组合和车辆类型，而不仅仅是图1A-1C所示的组合。还应理解，本文公开的技术也适用于例如电动车辆或混合动力电动车辆。

每个车轮与车轮制动器130、150、160相关联(挂车单元车轮制动器在图1A-1C中未示出)。该车轮制动器可以例如是气动促动盘式制动器或鼓式制动器，但是本公开的一些方面也适用于在车辆减速期间产生电力的再生制动器。

车轮制动器由制动控制器控制。这里，术语制动控制器、制动调制器和车轮端部模块将互换使用。它们都被解释为控制在车辆(诸如车辆100)的至少一个车轮上的施加的制动力的设备。行车制动系统是在驾驶操作期间制动车辆的系统，与停车制动系统不同，停车制动系统被配置为在停车时将车辆保持在固定位置。

制动力在这里将被量化为制动扭矩。在制动扭矩与制动力之间转换是简单的。

对于制动系统，期望的是，在单个电气故障的情况下，不发生制动性能(最大减速能力)损失或有限地发生制动性能损失，并且不发生车辆稳定性损失或有限地发生车辆稳定性损失。大多数已知的行车制动系统只有在两个行车制动系统并联安装时才能满足这一要求，从而导致零件、管道和空气配件加倍。

然而，行车制动系统的最新发展包括一种布置，这种布置在车辆的每个车轮处包括个别的制动控制器。在正常操作中，每个制动控制器负责用于控制制动力，防止车轮抱死，并对控制器的相应车轮进行诊断。然而，除此之外，每个控制器的控制输出也可以连接到其它制动控制器中的一个上的“备用”端口。这样，控制器可以通过操作其到故障控制器的备用端口的连接件来承担故障控制器的功能。到备用端口的连接件可以是气动连接件。故障控制器然后只需要打开备用端口与制动促动器之间的通路，以便允许外部控制器通过故障控制器的促动器来控制车轮制动。

图2A-B示意性地示出了类似这样的设定200、250；左轮端部模块(WEM)210l被布置成经由控制连接件213l来控制左前轮轴车轮120l的制动。控制连接件例如可以是用于促动盘式制动器等的气动连接件。右WEM 210r被布置成经由类似的控制连接件213r控制右前轮轴车轮120r的制动。

两个WEM由备用连接件220链接，允许每个WEM承担另一个车轮的制动控制。因此，如果WEM中的一个故障，另一个可以接管以维持车辆制动能力，有效地提供制动控制冗余。

每个WEM 210l、210r包括用于在其相应的车轮上产生制动力的装置211l、211r。在默认模式下(如图2A所示)，WEM 210l、210r两者都完全正常作用并且如预期操作，备用端口214l、214r通过开关212l、212r与相应的车轮制动器断开。在备用连接件220是气动连接件的情况下，这些“开关”可以是例如气动阀。如果WEM 210l、210r发生故障，它拨动其相应的开关212l、212r，使得另一个WEM可以经由控制连接件220承担控制。从控制器控制制动器的主动模式到控制器将控制传递给另一个控制器的从属模式的模式变化可以由例如电力损失等自动触发。

当一个前轮轴WMM 210l、210r故障时，它因此可以使用另一个(仍然正常作用的)WEM来进行制动控制。开关212l、212r可以在WEM故障时自动操作，或者可以从控制单元110远程操作。在开关是气动阀的情况下，该阀例如可以是默认打开的和/或可从控制单元110远程控制的，即，如果制动控制器停止工作，该阀自动打开(自动打开或通过外部控制信号打开)以允许由另一个制动控制器控制。

图2B示意性地说明了左前轮轴控制器210l发生故障的场景250。例如，如果左轮120l制动控制器210l遭受电气故障，它将自动失效到传递施加到其备用端口214l的气动压力的状态，使得备用连接件220变得连接到控制连接件213l。因此，如图3所示，两个车轮120l、120r现在将由右手制动控制器210r控制，故障控制器210l充当从属控制器，使得整个系统200故障后能操作。

然而，根据场景250操作的车辆，其中制动控制器已经出现故障，并且正常作用的控制器控制其自身的制动和故障控制器的制动，当通过困难的驾驶场景时，可能面临挑战。这至少部分是因为控制器与促动器之间经由备用连接件的较长控制连接，这可能限制控制回路带宽。

图3A示出了场景300，其中牵引车单元101进入具有闭合弯道特征的路段310。为了通过弯道，除了纵向力320之外，车辆组合101、102需要能够产生显著的侧向力330、340。这只有在车轮滑移保持在低于极限时才有可能，如图6所示，其中F_x是轮胎(或车轮)纵向力，F_y是轮胎(或车轮)侧向力。从图6中可以看出，随着纵向车轮滑移的增加，产生侧向力F_y的能力显著降低。当操作基于备用连接件220时，车轮滑移控制能力可能受到限制，因为与正常操作相比，控制回路时间常数等可能延长。重要的是，车辆组合能够在车轮滑移得到控制的情况下维持操作，即使在面临WEM故障时也是如此。

图3B示出了另一场景350，其中车辆组合101、102进入具有低摩擦的小块370诸如局部结冰区域的路段360。该低摩擦区域370可能导致车辆组合101、102的一侧发生显著的车轮滑移，这又会限制车辆产生足够的侧向力来通过弯道的能力。同样重要的是，车辆组合能够在车轮滑移得到控制的情况下维持操作，即使在面临WEM失效时也是如此。

这里公开的一些技术利用了VMM与制动器之间使用的接口。如PCT/EP2016/063782中所描述，VMM域可以向每个本地制动控制器发送车轮扭矩请求和车轮滑移极限。通常选择该极限以获得最大的制动性能。然而，当一个车轮单元出现故障时，该滑移极限在此被处置为比正常情况下更低的值。该值可以对应于在所有可预见的道路条件下仍然在轮胎力与滑移曲线关系的线性区域内的值(见图6)。这将防止两个车轮上出现车轮抱死，从而防止不期望的侧向轮胎力损失。

注意，在场景300、350中，VMM或车辆控制单元110可以使用挂车102作为“锚”，以便使车辆减速并避免显著的车轮滑移。换句话说，根据一些方面，车辆控制单元110被布置成响应于前轮轴制动控制器故障而增加一个或多个挂车车轮上的制动扭矩和/或车轮滑移极限。这实际上意味着挂车被用作锚，以便使前轮轴制动控制器发生故障的车辆组合减速。例如，牵引车可能已经进入转弯一段距离，在转弯处需要很大的侧向力来成功地通过转弯，而挂车仍未受到较大的侧向力，因为它还没有进入转弯那么远。如果前轮轴车轮上出现车轮滑移，牵引车可能无法产生所需的侧向力。使用挂车使车辆组合减速可以使牵引车单元重新获得道路抓地，从而产生所需的侧向力。

图4示出了根据本发明的示例制动设备系统400的布局。有两个前轮轴车轮120l、120r和四个后轮轴车轮140l、160l、140r、160r。每个车轮都有相对应的WEM，在图4中从1到6编号。每个车轮还具有至少一个相关联的车轮速度传感器(WS)，在图4中从1到6编号。车轮速度传感器及其在车辆控制中的应用是已知的，在此不再详细讨论。

车辆运动管理模块(VMM)是控制单元110，其被布置成控制车辆制动功能的至少一部分。该单元将在下面结合图5进行更详细的讨论。如上面所提到的，VMM不仅可以使用制动系统来使车辆100减速，还可以在车辆操纵时控制车辆稳定性，例如，使用挂车102作为锚，如上面结合图3A和3B所讨论的。

前轮轴WEM 210l、210r被布置为故障后能操作。这里，“故障后能操作”意味着一个控制器可能故障，而车辆不会失去显著的制动能力，因为另一个控制器将经由备用连接件220接管。此外，车辆稳定性可能不会受到严重影响，因为前轮轴车轮的制动能力基本得到维持。前轮轴上的故障WEM将开关212l、212r(图4中未示出)设定为打开阶段，并且前轮轴上仍然正常作用的WEM也控制另一个车轮。

前轮轴105上的每个车轮120l、120r具有相关联的车轮速度传感器WS1、WS2。来自车轮速度传感器的数据可以用来以已知的方式控制制动。车辆一侧上的一个或多个车轮速度传感器之间的交叉连接件440、450可以连接到车辆另一侧上的制动控制器。

根据一些方面，图4中的后轮轴WEM，即WEM 3、WEM 4、WEM 5、WEM 6，被布置为故障静默。这里，“故障静默”意味着一个控制器可能出现故障，而没有任何备用控制器介入以维持相对应车轮的制动能力。故障控制器的车轮实际上变成了未制动的自由运转车轮。对于后轮轴，一侧上的WEM共享车轮速度传感器用于冗余，如图4中通过连接件460l、460r、470l、470r所示。这样，即使后轮轴车轮上的车轮速度传感器出现故障，至少也可以进行紧急制动。

应当理解，根据一些方面，第一后轮轴106制动控制器WEM3、WEM4可以被布置为如图2A和2B所示的故障后能操作模式，而不是如图4所示的故障静默模式。

还应当理解，根据一些方面，第二后轮轴107制动控制器WEM5、WEM6可以被布置在如图2A和2B所示的故障后能操作模式中，而不是如图4所示的故障静默模式中。

将不同后轮轴上的车轮速度传感器连接到制动控制器的优点在于，制动控制器可以比较不同的车轮速度，从而检测例如车轮离地条件等。该检测可以被传送到控制单元110。

图5示意性地示出了用于车辆控制的系统。交通状况管理(TSM)模块510规划车辆轨迹，并且基于规划的轨迹，从VMM 110请求加速度和曲率轮廓520。VMM 110以当前车辆能力和状态530进行回应，由此TSM模块可以更新和维持规划的轨迹，以例如在优化车辆操作的同时确保车辆安全。

VMM模块110可以访问各种形式的传感器数据550，从中可以推断出车辆状态。传感器数据可以例如包括来自以下任意组合的外部数据：一个或多个全球定位系统(GPS)接收器、一个或多个无线电检测和测距(雷达)收发器、一个或多个光检测和测距(激光雷达)收发器以及一个或多个基于视觉的传感器，诸如相机等。传感器数据还可以包括来自例如车轮速度传感器、转向角传感器、制动和驱动扭矩估计器、惯性测量单元(IMU)传感器等的内部传感器数据。

外部和内部传感器数据被输入到运动和状态估计模块540，该运动和状态估计模块540过滤数据并估计车辆状态。这种运动和状态估计模块是已知的，在此不再详细讨论。车辆状态可以包括与例如底盘在全局参考系中的位置、全局参考系中的侧倾、俯仰和横摆相关的变量以及局部车轮参考系中每个车轮的纵向速度v_{x i}。在车轮坐标系中，知道每个车轮的纵向速度v_{x i}是很重要的，因为它允许系统准确地确定车轮滑移λ。

VMM或控制单元110确定力分配560以满足来自TSM模块510的请求。这种力分配可以包括在特定车轮制动器上设定扭矩请求T_{REQ i}以及控制推进源和转向角。

VMM模块还规定了给定WEM要遵守的每个WEM，λ_{LIM i}的车轮滑移极限。因此，参考图5，WEM，例如第i个WEM 570，接收车轮速度v_{x i}、车轮滑移极限λ_{LIM i}和扭矩请求T_{REQ i}。基于接收到的参数，WEM控制580其相应的制动设备590，并且还可能经由备用连接件220控制故障WEM。

WEM可以确定(并报告回)当前的车轮滑移

其中，ω_i为车轮转速，R_i为车轮半径。根据这个定义，滑移对于推进滑移是正的，对于制动滑移是负的。然而，在下文中，当讨论车轮滑移的极限时，极限指的是车轮滑移的绝对值。因此，根据上述定义，增加的车轮滑移极限是指更大的允许正车轮滑移极限或更小的允许负车轮滑移极限。

在一个时间窗内检测到的最大车轮滑移λ_{PEAK i}可以报告回VMM，并且还可以报告估计的路面摩擦系数μ_{EST i}。估计的路面摩擦系数可以对应于值μ使得可实现的侧向轮胎力F_y受到下式限制：

F_y≤μF_z

其中F_z是作用在轮胎上的法向力。WEM还可以确定并报告当前扭矩能力T_{CAP i}。

如果WEM发生故障并进入从属模式，其中备用连接件220用于控制与故障控制器相关联的车轮上的车轮制动，车轮滑移极限λ_{LIM i}如上所描述被调节。图7示出了故障WEM的示例车轮滑移极限与时间的关系。图7所示的滑移极限λ_LIM是有效应用于轮轴上两个车轮的滑移极限，其中被配置为故障后能操作模式的一个制动控制器已经出现故障。

WEM最初配置了某个车轮滑移极限λ_CON 710。然后，在时间t₁ 720，WEM由于某些原因发生故障，并进入从属模式，在从属模式，车轮制动控制经由备用连接件220进行。当这种情况发生时，车轮滑移极限自动减小601到减小的车轮滑移极限λ_LOW 730。这种减小的车轮滑移极限意味着在车轮滑移不太可能的情况下，车辆控制以较大的安全裕度执行。减小的车轮滑移极限可以例如对应于线性可获得轮胎侧向力的区域。

然后，减小的车轮滑移极限λ_LOW 730维持一段时间，直到时间t₂。在时间t₂，已经确定可以减小车辆控制安全裕度，例如，由于其它WEM报告低峰值车轮滑移值λ_PEAK和/或高估计路面摩擦条件μ_EST。

然后，在时间t₂ 740，与故障WEM相关联的车轮滑移极限逐渐增加750，直到在时间t₃ 760达到备用车轮滑移极限值λ_BU 770。这个备用车轮滑移极限值λ_BU 770可以等于原始配置的车轮滑移极限λ_CON 710，或者它可以是某个其它值。然而，备用车轮滑移极限值通常低于制动控制器完全正常作用时使用的车轮滑移极限值。

应当理解，如果系统包括或不包括车轮速度传感器的交叉连接件440、450，则期望的控制策略可能存在一些差异。对于车轮速度传感器没有交叉连接件的情况，正在正常作用的WEM将根据仅在一个车轮上测量的车轮速度来控制施加的制动压力(发送到两个车轮)。在这种情况下，重要的是选择具有足够安全裕度的滑移极限，使得在不存在反馈的情况下，在具有故障控制器的车轮上不太可能发生车轮抱死。对于车轮速度传感器输出的交叉连接件440、450存在的情况，正在正常作用的制动控制器可以通过“选择低”方案来遵循滑移极限，即，制动压力将被控制在一个水平使得两个车轮都不允许超过配置的滑移极限。总而言之，图7示出了重型车辆100的制动系统的操作示例。制动系统包括第一制动控制器WEMi，570和第二制动控制器WEMi，570，基于相应的车轮滑移极限λ_{LIM i}和相应的制动扭矩请求T_{REQ i}，第一制动控制器WEMi 570被布置成控制第一车轮120、150、170上的制动，第二制动控制器WEMi 570被布置成控制第二车轮120、150、170上的制动。第一制动控制器和第二制动控制器经由备用连接件220互连，备用连接件220被布置成允许第一制动控制器和第二制动控制器中的一个在制动控制器故障的情况下承担第一制动控制器和第二制动控制器中的另一个的车轮制动控制。制动系统包括控制单元110，控制单元110被布置成响应于制动控制器故障，将与故障制动控制器相关联的配置的车轮滑移极限λ_CON减小701到减小的车轮滑移极限λ_LOw，730。

这意味着车辆控制裕度响应于制动控制器故障而增加。增加裕度可能例如是有必要的，因为操作备用连接件220的主制动控制器和以从属模式操作的故障制动控制器之间的控制连接的长度增加导致制动系统中会有一些额外的延迟。

通常，尽管不是必须的，第一制动控制器570，WEM1被布置成控制前轮轴101左轮1201上的制动，第二制动控制器570，WEM2被布置成控制前轮轴101右轮120r上的制动，由此第一制动控制器和第二制动控制器被布置成故障后能操作的制动控制器。这种设定在上面结合图2A和2B进行了例示和讨论。

根据一些方面，控制单元110被布置成从正常作用的制动控制器获得与路面摩擦相关的数据，并根据与路面摩擦相关的数据来配置与故障制动控制器相关联的车轮滑移极限λ_{LIM i}。因此，在路面摩擦条件有利的情况下，与故障制动控制器相关联的车轮滑移极限λ_{LIM i}可增加一定量，因为可能不需要显著的安全裕度。另一方面，如果由正常作用的制动控制器报告的路面摩擦条件不利，例如由于潮湿或结冰的道路条件，安全裕度甚至可能需要增加到超过原始配置的安全裕度。

根据一些这样的方面，与路面摩擦相关的数据包括由正常作用的制动控制器检测到的峰值车轮滑移值λ_PEAK。峰值车轮滑移值是路面摩擦条件的一个指标。例如，在一些控制器已经检测到高车轮滑移值的情况下，显著的安全裕度可能是有必要的，反之亦然。

用于确定路面摩擦条件的正常作用的制动控制器优选地是与故障制动控制器在车辆100同一侧上的车轮相关联的制动控制器。这是因为与车辆100的另一侧上的制动控制器相比，由与故障制动控制器在车辆100同一侧上的车轮相关联的制动控制器检测到的路面摩擦条件可能表现出与故障制动控制器更大程度的相关性。

根据一些方面，减小的车轮滑移极限730基于减小的滑移极限的表格来确定。该减小的滑移极限的表格可以被配置成由为针对与故障制动控制器在车辆同一侧上的车轮确定的车轮滑移值来索引。该表格可以预先确定并存储在控制单元110中。

根据一些其它方面，减小的车轮滑移极限被确定为由与故障制动控制器在车辆同一侧上的车轮的正常作用的制动控制器检测到的最小峰值车轮滑移并减小了预定的安全系数。

参考图7，控制单元110还可以被布置成将与故障制动控制器相关联的配置的车轮滑移极限λ_{LIM i}从减小的车轮滑移极限λ_{LOW i}，730增加直到备用模式车轮滑移极限λ_BU，770。例如，如果发现整体道路条件良好，就可以这样做。例如，路面可能是干燥的，甚至没有结冰，因此提供了有利的制动条件。该增加优选是逐渐且平滑的。例如，从减小的车轮滑移极限λ_{LOW i}，730直到备用模式车轮滑移极限λ_BU，770的增加可以是线性函数750或者至少是分段(pricewise)线性函数，诸如在一系列连续的较小步长上的增加。备用模式车轮滑移极限λ_BU，770与初始配置的车轮滑移极限之间的差异可以根据驾驶场景来设定，然而，备用模式车轮滑移极限770优选地低于初始配置的车轮滑移极限710。

图4和5中所示的控制单元110还可以被布置成经由至少第一数据总线420和与第一数据总线分开的第二数据总线430来控制制动系统400。第一数据总线420然后被布置成控制至少第一制动控制器WEM1和第四制动控制器WEM4，并且第二数据总线430被布置成控制至少第二制动控制器WEM2和第三制动控制器WEM3。这样，这些数据总线中的一个可能出现故障，而车辆不会完全失去制动能力。

图4还示出了与相应车轮相连布置的多个车轮速度传感器。车轮速度传感器可以交叉连接，即，可选地，与前轮轴101上的车轮120l、120r相关联的车轮速度传感器WS1、WS2被布置成连接440、450到与前轮轴另一侧上的车轮120l、120r相关联的制动控制器WEM1、WEM2。

根据一些方面，一侧上的后轮轴WEM共享车轮速度传感器，用于冗余，如图4中通过连接件460l、460r、470l、470r所示。这样，即使后轮轴车轮上的车轮速度传感器出现故障，至少也可以进行紧急制动。因此，可选地，车辆包括第一后轮轮轴106和第二后轮轮轴107，其中与第一后轮轴102上的车轮140l、140r相关联的车轮速度传感器WS3、WS4被布置成连接460l、470r、460l、470r到与第二后轮轴107上的车轮160l、160r相关联并且与第一后轮轴102上的车轮在同一侧上的制动控制器WEM5、WEM6。

将不同后轮轴上的车轮速度传感器连接到制动控制器的优点在于，制动控制器可以比较不同的车轮速度，从而检测例如车轮离地条件等。该检测可以被传送到控制单元110。当这种情况发生时，控制单元110可以减小与检测车轮离地的制动控制器相关联的配置的车轮滑移极限λ_{LIM i}。

图8是示出用于制动重型车辆100的方法的流程图。上面结合图6讨论了该方法的方面。该方法包括：

配置S1制动系统，该制动系统包括第一制动控制器570，WEMi和第二制动控制器570，WEMi，基于相应的配置的车轮滑移极限λ_{LIM i}，570，600和相应的制动扭矩请求T_{REQ i}，570，第一制动控制器570，WEMi被布置成控制第一车轮120、150、170上的制动，第二制动控制器570，WEMi被布置成控制第二车轮120、150、170上的制动。第一制动控制器和第二制动控制器经由备用连接件220互连，备用连接件220被布置成在制动控制器故障的情况下允许第一制动控制器和第二制动控制器中的一个承担第一制动控制器和第二制动控制器中的另一个的车轮制动控制，并且

响应于制动控制器故障，将与故障制动控制器相关联的配置的车轮滑移极限λ_CON，710减小S2，601到减小的车轮滑移极限λ_{LOW i}，730。因此，该方法总结了上文所讨论的制动系统操作的一些关键方面。

根据一些方面，该方法包括从正常作用的制动控制器获得S3与路面摩擦相关的数据，并根据与路面摩擦相关的数据来配置S4与故障制动控制器相关联的车轮滑移极限λ_{LIM i}。

根据一些这样的方面，与路面摩擦相关的数据包括由正常作用的制动控制器检测到的峰值车轮滑移值λ_PEAKS31。

根据其它这样的方面，正常作用的制动控制器是与故障制动控制器在车辆100同一侧上的车轮相关联的制动控制器S32。

该方法可选地还包括将与故障制动控制器相关联的配置的车轮滑移极限λ_{LIM i}从减小的车轮滑移极限λ_LOW，730增加S5到备用模式车轮滑移极限λ_BU，770。

图9以多个功能单元示意性地说明了根据这里讨论的实施例的控制单元110的部件。该控制单元110可以包含在车辆100中。使用能够执行存储在例如以存储介质930形式的计算机程序产品中的软件指令的合适的中央处理单元CPU、多处理器、微控制器、数字信号处理器DSP等中的一者或多者的任意组合来提供处理电路系统910。处理电路系统910还可以被提供为至少一个专用集成电路ASIC或现场可编程门阵列FPGA。

特别地，处理电路系统910被配置成使控制单元110执行一组操作或步骤，诸如结合图8讨论的方法。例如，存储介质930可以存储该组操作，并且处理电路系统910可以被配置为从存储介质930中检索该组操作，以使得控制单元110执行该组操作。这组操作可以作为一组可执行指令来提供。因此，处理电路系统910由此被布置成执行本文公开的方法。

存储介质930还可以包括永久存储装置，其例如可以是磁存储器、光存储器、固态存储器或甚至远程安装的存储器中的任何单个或组合。

控制单元110还可以包括接口920，用于与至少一个外部设备诸如悬架系统传感器或IMU通信。这样，接口920可以包括一个或多个发送器和接收器，包括模拟和数字部件以及用于有线或无线通信的适当数量的端口。

处理电路系统910控制该控制单元110的一般操作，例如，通过向接口920和存储介质930发送数据和控制信号，通过从接口920接收数据和报告，以及通过从存储介质930检索数据和指令。控制节点的其它部件以及相关功能被省略，以免混淆这里给出的概念。

图10示出了承载计算机程序的计算机可读介质1010，该计算机程序包括程序代码装置1020，当所述程序产品在计算机上运行时，程序代码装置1020用于执行图10所说明的方法。计算机可读介质和代码装置可以一起形成计算机程序产品1000。

Claims

1.一种用于重型车辆(100)的制动系统(200，250，400，500，700)，所述制动系统包括第一制动控制器(WEMi,570)和第二制动控制器(WEMi,570)，基于相应的车轮滑移极限(λ_{LIM i}，710)和相应的制动扭矩请求(T_{REQ i})，所述第一制动控制器(WEMi,570)被布置成控制第一车轮(120，150，170)上的制动，所述第二制动控制器(WEMi,570)被布置成控制第二车轮(120，150，170)上的制动，其中，所述第一制动控制器和所述第二制动控制器经由备用连接件(220)互连，所述备用连接件(220)被布置成在制动控制器故障的情况下允许所述第一制动控制器和所述第二制动控制器中的一个承担所述第一制动控制器和所述第二制动控制器中的另一个的车轮制动控制，所述制动系统包括控制单元(VMM，110)，所述控制单元(VMM，110)被布置成响应于制动控制器故障而将与故障制动控制器相关联的车轮滑移极限(λ_LIMi，710)减小(701)到减小的车轮滑移极限(λ_LIMi，730)。

2.根据权利要求1所述的制动系统(200，250，400，500，700)，其中，所述第一制动控制器(WEM1，570)被布置成控制前轮轴(101)左轮(120l)上的制动，并且其中，所述第二制动控制器(WEM2，570)被布置成控制前轮轴(101)右轮(120r)上的制动，由此，所述第一制动控制器和所述第二制动控制器被布置为故障后能操作的制动控制器。

3.根据前述权利要求中任一项所述的制动系统(200,250,400,500,700)，其中，所述控制单元(110)被布置成从正常作用的制动控制器获得与路面摩擦相关的数据，并根据与路面摩擦相关的所述数据来配置与所述故障制动控制器相关联的车轮滑移极限(λ_LIMi，730，750，770)。

4.根据权利要求3所述的制动系统(200，250，400，500，700)，其中，与路面摩擦相关的所述数据包括由所述正常作用的制动控制器检测到的峰值车轮滑移值(λ_PEAK)和/或估计的路面摩擦系数(μ_EST)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的制动系统(200，250，400，500，700)，其中，所述减小的车轮滑移极限值(λ_LIMi，730)是基于减小的滑移极限(λ_LOW，730)的表格来确定的，其中，所述减小的滑移极限的表格被配置成由针对与所述故障制动控制器在所述车辆同一侧上的车轮确定的车轮滑移值来索引。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的制动系统(200,250,400,500,700)，其中，所述减小的车轮滑移极限(λ_LOW，730)被确定为由与所述故障制动控制器在所述车辆同一侧上的车轮的正常作用的制动控制器检测到的最小峰值车轮滑移，并被减小了预定的安全系数。

7.根据前述权利要求中任一项所述的制动系统(200,250,400,500,700)，其中，所述控制单元(110)被布置成响应于前轮轴制动控制器故障而增加一个或多个挂车车轮(180)上的制动扭矩和/或车轮滑移极限。

8.根据前述权利要求中任一项所述的制动系统(700)，其中，所述控制单元(110)被布置成将与所述故障制动控制器相关联的配置的车轮滑移极限(λ_{LIM i}，750)从所述减小的车轮滑移极限(λ_{LOW i}，730)增加直到备用模式车轮滑移极限(λ_BU，770)。

9.根据权利要求8所述的制动系统(700)，其中，所述备用模式车轮滑移极限(λ_BU，770)小于或等于初始配置的车轮滑移极限(λ_CONi，710)。

10.根据权利要求8或9所述的制动系统(700)，其中，从所述减小的车轮滑移极限(λ_{LOW i}，730)直到所述备用模式车轮滑移极限(λ_BU，770)的增加(750)是线性函数(750)。

11.根据前述权利要求中任一项所述的制动系统(400)，其中，与所述前轮轴(101)上的车轮(120l，120r)相关联的车轮速度传感器(WS1，WS2)被布置成交叉连接(440，450)到与所述前轮轴的另一侧上的车轮(120l，120r)相关联的制动控制器(WEM1，WEM2)。

12.根据前述权利要求中任一项所述的制动系统(400)，其中，所述车辆包括第一后轮轮轴(106)和第二后轮轮轴(107)，其中，与所述第一后轮轴(106)上的车轮(140l，140r)相关联的车轮速度传感器(WS3，WS4)被布置成连接(460l，470r，460l，470r)到与所述第二后轮轮轴(107)上的车轮(160l，160r)相关联并且与所述第一后轮轴(106)上的车轮在同一侧上的制动控制器(WEM5，WEM6)。

13.根据权利要求12所述的制动系统(400)，其中，后轮轴车轮制动控制器被布置成通过比较来自相应的第一后轮轴(106)车轮速度传感器与第二后轮轴(107)车轮速度传感器的车轮速度传感器输出来检测车轮离地，其中，所述控制单元(110)被布置成减小与检测车轮离地的所述制动控制器相关联的所述配置的车轮滑移极限(λ_{LIM i})。

14.一种车辆(100)，包括根据前述权利要求中任一项所述的制动系统(200，250，400，500，700)。

15.一种用于制动重型车辆(100)的方法，所述方法包括：

配置(S1)制动系统，所述制动系统包括第一制动控制器(570,WEMi)和第二制动控制器(570,WEMi)，基于相应的配置的车轮滑移极限(λ_{LIM i})和相应的制动扭矩请求(T_{REQ i})，所述第一制动控制器(570,WEMi)被布置成控制第一车轮(120，150，170)上的制动，所述第二制动控制器(570,WEMi)被布置成控制第二车轮(120，150，170)上的制动，其中，所述第一制动控制器和所述第二制动控制器经由备用连接件(220)互连，所述备用连接件被布置成在制动控制器故障的情况下允许所述第一制动控制器和第二制动控制器中的一个承担所述第一制动控制器和所述第二制动控制器中的另一个的车轮制动控制，以及

响应于制动控制器故障，

将与故障制动控制器相关联的所述配置的车轮滑移极限(λ_{LIM i}，710)减小(S2，701)到减小的车轮滑移极限(λ_{LIM i}，730)。

16.根据权利要求15所述的方法，包括：

从正常作用的制动控制器获得(S3)与路面摩擦相关的数据，以及

根据与路面摩擦相关的所述数据，配置(S4)与所述故障制动控制器相关联的所述车轮滑移极限(λ_{LIM i})。

17.根据权利要求15-16中任一项所述的方法，包括：

将与所述故障制动控制器相关联的所述配置的车轮滑移极限(λ_{LIM i})从所述减小的车轮滑移极限(λ_LOW，730)增加(S5，750)直到备用模式车轮滑移极限(λ_BU，770)。

18.一种计算机程序(1020)，包括程序代码装置，当所述程序在计算机或控制单元(110)的处理电路系统(910)上运行时，所述程序代码装置用于执行权利要求15-17中任一项的步骤。

19.一种承载计算机程序(1020)的计算机可读介质(1010)，所述计算机程序包括程序代码装置，当所述程序产品在计算机或控制单元(110)的处理电路系统(910)上运行时，所述程序代码装置用于执行权利要求15-17中任一项的步骤。