CN116022115A - 用于系统、尤其车辆制动系统的阀装置以及系统、尤其车辆的制动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆的系统的阀装置。系统包括第一控制器和第二控制器。控制器与阀装置电连接或可电连接。阀装置包括阀单元，具有至少一个促动器，用于操纵阀单元；阀壳体，用于接收所述阀单元和故障保险模块，布置在阀壳体外。故障保险模块包括第一供应接头，用于电连接到第一控制器上；第二供应接头，用于电连接到第二控制器上；第一主接头，用于电连接到第一控制器上；第二主接头，用于电连接到第二控制器上；与第一供应接头和第二供应接头电连接的第一连接接头，用于与促动器电连接；与第一主接头和第二主接头电连接的第二连接接头，用于与促动器电连接；第一电气保护电路和第二电气保护电路。

Description

用于系统、尤其车辆制动系统的阀装置以及系统、尤其车辆的制动系统
技术领域
本发明涉及一种用于系统、尤其车辆制动系统的阀装置以及一种系统或用于车辆的制动系统、尤其电子制动系统。
背景技术
在各种车辆的自动化或自主驾驶期间，例如必须创造冗余，这些冗余尤其设计成，使得车辆不能进入安全紧急或无法控制的状态中。例如，现在有一种做法是将系统，例如电制动系统EBS或ABS，多重地布置在车辆中。另一可能性在于，用类似的可以映射功能性的子系统来补充所述系统。在故障情况下，故障系统可以被关闭，而第二个无故障系统可以接管，并且因此提供冗余。例如，为了能够冗余地构成商用车中的电制动系统，因此在每个车轴或相应车轮上的压力控制阀的数量尤其将加倍。
发明内容
在此背景下，本发明的任务是提供一种用于车辆的系统的改进的阀装置和一种改进的用于车辆的系统。
该任务通过根据独立要权利要求的用于车辆的系统的阀装置和用于车辆的制动系统来解决。
根据实施方式，可以为压力控制阀尤其提供故障保险模块，例如用于冗余设计的车辆制动系统的双重利用或多重利用。在此，分别包括电气保险装置和二极管元件的电气保护电路可以集成到压力控制阀本身的故障保险模块中。因此，在用于车辆的制动系统中，尤其压力控制阀可以通过两个控制器以借助保险装置电气保护的方式使用，以便构成制动系统中的冗余。
有利地，根据实施方式，尤其可以提供一个低成本的多重系统，其中，可以避免压力控制阀加倍。因此，不但可以节省成本，而且还可以节省安装空间和布线费事，使得用于制动系统的这种阀装置可以以简单的方式集成到车辆中。至少一个例如实施为由至少一个保险装置和至少一个二极管组合的保护电路集成到一个阀、尤其一个压力控制阀中具有以下优点：在双重利用的情况下简化了车辆布线。因此，例如可以省去易受腐蚀的Y型电缆。可以是，通过合适的插接连接以简单的方式适配压力控制阀或更确切地说故障保险模块。此外可以尤其通过这种外部模块最小化或防止电连接上的腐蚀。
特别有利地，保险装置布置在单独的或者说与阀单元分开的故障保险模块中，该故障保险模块可以按照要求相对于阀单元定位，其中，可以以合适的方式选择阀单元和故障保险模块之间的距离。单独的故障保险模块此外有利的是，因为在车辆中靠近阀单元的安装空间可能受限，因为阀装置可以布置在车轴附近或车轮附近。此外，可以避免具有集成的保险装置和二极管的压力控制阀的新扩展。阀装置的阀单元可以独立于故障保险模块更换或改变。
一种用于车辆的系统、尤其用于车辆的制动系统的阀装置，其中，该系统具有第一控制器和第二控制器，其中，这些控制器与阀装置电连接或可电连接，具有以下特征：
阀单元，用于调节用于系统的工作介质压力，其中，阀单元具有至少一个促动器，用于操纵阀单元；
用于接收阀单元的阀壳体；
故障保险模块，其布置在阀壳体中，其中，故障保险模块具有用于电连接到第一控制器上的第一供应接头；用于电连接到第二控制器上的第二供应接头；用于电连接到第一控制器上的第一主接头；与第一供应接头和第二供应接头电连接的第一连接接头，用于与促动器电连接；与第一主接头和第二主接头电连接的第二连接接头，用于与促动器电连接；第一电气保护电路和第二电气保护电路，其中，第一保护电路在一方面第一供应接头和第二供应接头与另一方面第一主接头之间电连接，其中，第二保护电路在一方面第二连接接头与另一方面第一主接头和第二主接头之间电连接，其中，保护电路中的至少一个具有至少一个电气保险装置和至少一个二极管元件，它们串联至相应的供应接头/主接头。
车辆可以是机动车、尤其商用车，例如载重车等。系统可以实施为电子制动系统或电子气动的制动系统。第一控制器可以是主控制器，其中，第二控制器可以是冗余的控制器。第一控制器可以配有车辆或制动系统的第一功能或辅助功能，其中，第二控制器可以配有车辆或系统的第二功能或辅助功能。该装置可以实施为压力控制阀。阀单元和因此阀装置可以具有至少一个电磁阀。促动器可以包括带有电阻的电感。二极管元件可以具有二极管、半导体二极管等。保险装置可以具有熔断保险装置或其它电气保险装置，例如自动复位的保险装置或多重保险装置。在此，故障保险模块可以邻接于或相邻于阀单元布置，以便防止连接接头的中断。
根据一个实施方式，促动器可以通过第一供应接头和第一连接接头连接到第一控制器的第一供应电势上。在此，促动器能够通过第二供应接头和第一连接接头连接到第二控制器的第二供应电势上。在此，促动器能够通过第二供应接头和第一主接头或通过第二连接接头和第二主接头连接到控制器的共同的接地电势上。这种实施方式带来以下优点：尽管对于至少一个促动器使用一个共同的接地电势，仍可以以防止例如短路等故障的方式实现对阀装置的冗余操控。
第一保护电路的保险装置也可以在第一供应接头和第一连接接头之间连接。在此，第一保护电路的二极管元件可以在第二供应接头和第一连接接头之间连接。在此，第二保护电路的保险装置可以在第二连接接头和第一主接头之间连接。此外，第二保护电路的二极管元件可以在第二连接接头和第二主接头之间连接。这种实施方式带来的优点是：可以在冗余设计或操控的情况下实现可靠保护以防故障情况。
尤其，第一保护电路的二极管元件的导通方向可以从第二供应接头延伸至第一连接接头。在此，第二保护电路的二极管元件的导通方向可以从第二连接接头延伸至第二主接头。这样的实施方式带来以下优点：通过两个控制器能够以安全和故障保护的方式实现冗余运行。
此外，阀单元可以具有至少一个促动器，用于操纵阀单元。在此，故障保险模块的第二连接接头与另外的促动器电连接或可电连接。故障保险模块可以具有至少一个第三供应接头，用于电连接到第一控制器上；至少一个第四供应接头，用于电连接到第二控制器上；与第三供应接头和第四供应接头电连接的至少一个另外的连接接头，用于与另外的促动器电连接，以及至少一个另外的保护电路。另外的保护电路可以在一方面第三供应接头和第四供应接头与另一方面另外的连接接头之间电连接。阀装置的促动器例如可以是阀装置的入口阀的一部分，其中，另外的促动器例如可以是阀装置的出口阀的一部分。这种实施方式带来以下优点：可以在最小费事的情况下保护阀装置的任意数量的促动器。
在此，另外的保护电路的保险装置可以在第三供应接头和另外的连接接头之间连接。在此，另外的保护电路的二极管元件可以在第四供应接头和另外的连接接头之间连接。另外的保护电路的二极管元件的导通方向可以从第四供应接头延伸至第一连接接头。这种实施方式带来以下优点：可以对于具有多个促动器的阀装置的稳健的冗余运行实现防故障的可靠保护。
此外，另外的促动器在此能够通过第三供应接头和另外的连接接头连接到第一供应电势上。另外的促动器能够通过第四供应接头和另外的连接接头连接到第二供应电势上。这种实施方式带来以下优点：另外的促动器也能够以最小的费事连接入保护装置中和从而进行保护。
根据一个实施方式，故障保险模块可以可更换地实施。这种实施方式带来以下优点：在发生故障情况之后，可以简单地更换一个或多个保险装置，以便恢复故障保险模块的功能。
保护电路的保险装置也可以以可更换的方式布置在保护电路中。附加地或替代地，至少有一个保护电路是可更换的。这种实施方式带来以下优点：在发生故障情况之后，可以低成本地更换一个或多个保险装置或整个保护电路，以便恢复故障保险模块的功能。
此外，阀装置可以具有用于将阀单元和故障保险模块相互连接的耐切割、耐火和/或耐腐蚀的电缆。
一种系统、尤其是用于车辆的制动系统包括以下特征：
上述阀装置的一个实施方式；和
第一控制器和第二控制器，其中，这些控制器与阀装置电连接或可电连接。
阀装置借助电气线路与第一控制器和第二控制器电连接或可电连接。该制动系统也可以具有至少一个另外的阀装置。
附图说明
在下面的描述中参照附图更详细地阐述在这里提出的方法的实施例。附图示出了：
图1制动系统的示意图；
图2制动系统的示意图；
图3根据一个实施例的具有制动系统的车辆的示意图；和
图4用于制动系统的阀装置的实施例的示意图。
具体实施方式
图1示出作为系统的制动系统100的示意图。在此尤其示出制动系统100的第一控制器或主控制器ECU1、第二控制器或冗余控制器ECU2和压力控制阀(PCV)的多个促动器110。包括多个电子控制器，在这里第一控制器ECU1和第二控制器ECU2，用于制动控制所使用的共同的压力控制阀，其具有促动器110，以便示出制动系统100中的冗余。
在此例如示出分别具有两个促动器110的两个压力控制阀。在图1的示意图中，每个促动器110作为由电感L和电阻R组成的等效电路图直观示出。第一控制器ECU1包括接头PCV1_IV、PCV1_OV、PCV2_IV、PCV2_OV和GVR1，用于电连接到促动器110上，以及接头UB1和GND1，用于连接到第一电压源上。第二控制器ECU2包括接头PCV1_IV、PCV1_OV、PCV2_IV、PCV2_OV和GVR1，用于电连接到促动器110上，以及接头UB2和GND1，用于连接到第二电压源上。
示例性地还示出UB1至共同使用的促动器接地的短路。在一些故障情况下，可能出现第一控制器ECU1和第二控制器ECU2都不能操控促动器110的情况。在UB1或UB2至共同使用的促动器接地短路的情况下，不可能再进行操控。另一可能的故障情况是在UB1或UB2之后结束操控。因此，ABS调节例如在这种故障情况下无论从第一控制器ECU1还是从第二控制器ECU2都是不可能的。因此，可能不能获得主制动系统的完全冗余。
图2示出作为系统的制动系统200的示意图。在此，图2中的制动系统200与图1中的制动系统相应，除了仅设置具有两个促动器210的一个压力控制阀外，其中，附加地设置保险装置F和二极管D用于保护压力控制阀。多个电子控制器，在这里第一控制器ECU1和第二控制器ECU2，为了制动控制使用一个共同的压力控制阀，其具有两个促动器210，以便构成系统200中的冗余。在UB1与第一控制器ECU1的促动器接地GVR1短路的情况下，保险装置F应触发并且因此断开被短路的接地线GVR1。二极管D应在UB1短路情况下在第二控制器ECU2一侧上保护ECU2。
图3示出根据一个实施例的具有制动系统305作为系统的车辆300的示意图。制动系统305可以类似于图2的制动系统。制动系统305包括第一控制器310、第二控制器320和阀装置330。控制器310和320与阀装置330电连接。下面还更详细地论述阀装置330。
图4示出用于作为系统的制动系统的阀装置330的一个实施例的示意图。在此，制动系统相应于或类似于图3的制动系统，因此，该制动系统包括第一控制器和第二控制器，它们与阀装置330电连接或可电连接。阀装置330相应于或类似于图3的阀装置。尤其，阀装置330实施为用于制动系统的压力控制阀(PCV)。
阀装置330包括故障保险模块440、阀单元450和阀壳体435。阀壳体435成型为用于接收阀单元450。阀单元450构造为用于调节用于制动系统的工作介质压力。阀单元450包括至少一个促动器452，用于操控阀单元450。阀单元450布置在阀壳体435内。至少一个促动器452包括一个带电阻的电感，如在图4的示图中通过具有电感L和电阻R的等效电路图直观示出。
故障保险模块440布置在阀壳体435外。故障保险模块440包括第一供应接头441、第二供应接头442、第一主接头445、第二主接头446、第一连接接头447、第二连接接头448、第一电气保护电路460和第二电气保护电路470。
第一供应接头441用于电连接到制动系统的第一控制器上。第二供应接头442用于电连接到制动系统的第二控制器上。第一主接头445用于电连接到第一控制器上。第二主接头446用于电连接到第二控制器上。第一连接接头447与第一供应接头441和第二供应接头442电连接并且用于与促动器452电连接。第二连接接头448与第一主接头445和第二主接头446电连接并且用于与促动器452电连接。
第一保护电路460在一方面第一供应接头441和第二供应接头442与另一方面第一连接接头447之间电连接。第一保护电路460包括电气保险装置462和二极管元件464，它们串联地连接至相应的供应/主接头。第二保护电路470在一方面第二连接接头448与另一方面第一主接头445和第二主接头446之间电连接。第二保护电路470包括电气保险装置472和二极管元件474，它们串联地连接至相应的供应/主接头中。尤其，保险装置462和472构造为用于在制动系统中发生电气故障时，例如在短路时触发并且防止故障情况。此外，二极管元件464和474构造为用于在这种故障情况下也防止不允许的电流。
根据一个实施例，第一保护电路460的保险装置462连接在第一供应接头441和第一连接接头447之间。在此，第一保护电路460的二极管元件464连接在第二供应接头442和第一连接接头447之间。此外，第二保护电路470的保险装置472连接在第二连接接头448和第一主接头445之间。在此，第二保护电路470的二极管元件474连接在第二连接接头448和第二主接头446之间。例如根据该实施例，第一保护电路460的二极管元件464的导通方向从第二供应接头442延伸至第一连接接头447。第二保护电路470的二极管元件474的导通方向例如也从第二连接接头448延伸至第二主接头446。
尤其，促动器452能够通过第一供应接头441和第一连接接头447连接到第一控制器的第一供应电势上。促动器452也能够通过第二供应接头442和第一连接接头447连接到第二控制器的第二供应电势上。此外，促动器452能够通过第二连接接头448和第一主接头445或通过第二连接接头448和第二主接头446连接到控制器的共同的接地电势上。
根据一个另外的实施例，阀单元450包括至少一个另外的促动器454，用于操纵阀单元450。在此，故障保险模块440的第二连接接头448与另外的促动器454电连接。此外，故障保险模块440根据该实施例包括至少一个第三供应接头443，用于电连接到第一控制器上；至少一个第四供应接头444，用于电连接到第二控制器上；至少一个与第三供应接头443和第四供应接头444电连接的另外的连接接头449，用于与另外的促动器454电连接；以及至少一个另外的保护电路480。另外的保护电路480在一方面第三供应接头443和第四供应接头444与另一方面另外的连接接头449之间电连接。
尤其，在此，另外的保护电路480的保险装置482在第三供应接头443和另外的连接接头449之间连接。另外的保护电路480的二极管元件848在第四供应接头444和另外的连接接头449之间连接。仅示例性地，另外的保护电路480与第一保护电路460和/或第二保护电路470相同。因此，例如另外的促动器454能够通过第三供应接头443和另外的连接接头449连接到第一供应电势上。另外的促动器454能够通过第四供应接头444和另外的连接接头449连接到第二供应电势上。另外的促动器454能够通过第二连接接头448和第一主接头445或通过第二连接接头448和第二主接头446连接到控制器的共同的接地电势上。
压力控制阀或阀装置330例如包括具有促动器452的入口阀和具有另外的促动器454的出口阀，其中，促动器452和454连接或能够连接到一个共同使用的接地上。操控线路或供应线路从控制器单独地通过故障保险模块440引导至促动器452和454。
根据一个实施例，故障保险模块440可更换地实施。附加地或替代地，保护电路460、470和可选的保护电路480的保险装置462、472和可选的保险装置482可更换地布置在保护电路460、470和可选的保护电路480中。因此，故障保险模块440和/或每个保险装置462、472和可选的保险装置482在必要时可以单独地更换或者说更新。
也可以考虑保险装置462、472和可选的保险装置482以及二极管元件464、474和可选的二极管元件484的对角线布置，使得每个单独的控制器的电流回路中都存在保险装置和二极管元件，例如，在第一供应接头441和第二主接头446处各一个保险装置，在第二供应接头442和第一主接头445处各一个二极管元件。
参照上面描述的附图，下面总结地并且简要地阐述实施例及其优点。
因此，可以通过保护电路460、470和可选的保护电路480提供对于例如参照图1提及的故障源的补救措施，以避免另外的故障源。因此，第一控制器310(与第一控制器ECU1等效)例如可以不受限制地将阀装置330的控制权转移给第二控制器320(与第二控制器ECU2等效)。第一控制器310可以不受限制地使用阀装置330或其促动器452或促动器452和454。因此，在用于阀装置330的操控路径中也可以采用保护电路460、470和可选的保护电路480的集成。故障保险模块440例如包括一个Y型插接连接系统，其在统一的壳体中集成有二极管464、474、484和保险装置462、472、482。所有可能的插接连接类型都可以使用。在出现缺陷的情况下，可以以简单的方式更换故障保险模块440或替换单个的保险装置462、472、482。
附图标记列表
100 系统；尤其是制动系统
110 促动器
GND1 共同的接地
GVR1 主接头
L 电感
PCV1_IV 供应接头
PCV1_OV 供应接头
PCV2_IV 供应接头
PCV2_OV 供应接头
ECU1 第一控制器
R 电阻
ECU2 第二控制器
UB1 第一供应电势
UB2 第二供应电势
200 系统；尤其是制动系统
210 促动器
D 二极管
F 保险装置
300 车辆
305 系统；尤其是制动系统
310 第一控制器
320 第二控制器
330 阀装置
435 阀壳体
440 故障保险模块
441 第一供应接头
442 第二供应接头
443 第三供应接头
444 第四供应接头
445 第一主接头
446 第二主接头
447 第一连接接头
448 第二连接接头
449 另外的连接接头
450 阀单元
452 促动器
454 另外的促动器
460 第一电气保护电路
462 电气保险装置
464 二极管元件
470 第二电气保护电路
472 电气保险装置
474 二极管元件
480 另外的电气保护电路
482 电气保险装置
484 二极管元件
L 电感
R 电阻

Claims (12)

1.一种用于车辆(300)的系统(305)的阀装置(330)，其中，所述系统(305)具有第一控制器(310)和第二控制器(320)，其中，这些控制器(310，320)与所述阀装置(330)电连接或可电连接，其中，所述阀装置(330)具有以下特征：
阀单元(450)，用于调节用于所述系统(305)的工作介质的压力，其中，所述阀单元(450)具有至少一个促动器(452)，用于操纵所述阀单元(450)；
阀壳体(435)，用于接收所述阀单元(450)；和
故障保险模块(440)，该故障保险模块布置在所述阀壳体(435)外，其中，所述故障保险模块(440)具有：第一供应接头(441)，用于电连接到所述第一控制器(310)上；第二供应接头(442)，用于电连接到所述第二控制器(320)上；第一主接头(445)，用于电连接到所述第一控制器(310)上；第二主接头(446)，用于电连接到所述第二控制器(320)上；与所述第一供应接头(441)和所述第二供应接头(442)电连接的第一连接接头(447)，用于与所述促动器(452)电连接；与所述第一主接头(445)和所述第二主接头(446)电连接的第二连接接头(448)，用于与所述促动器(452)电连接；第一电气保护电路(460)和第二电气保护电路(470)，其中，第一保护电路(460)在一方面所述第一供应接头(441)和所述第二供应接头(442)与另一方面所述第一连接接头(447)之间电连接，其中，第二保护电路(470)在一方面所述第二连接接头(448)与另一方面所述第一主接头(445)和所述第二主接头(446)之间电连接，其中，这些保护电路(460，470)中的至少一个保护电路具有至少一个电气保险装置(462，472)和/或至少一个二极管元件(464，474)，所述至少一个电气保险装置和/或至少一个二极管元件串联地连接至相应的供应接头(441，442)或主接头(445，446)。
2.根据权利要求1所述的阀装置(330)，其中，所述促动器(452)能够通过所述第一供应接头(441)和所述第一连接接头(447)连接到所述第一控制器(310)的第一供应电势上，其中，所述促动器(452)能够通过所述第二供应接头(442)和所述第一连接接头(447)连接到所述第二控制器(320)的第二供应电势上，其中，所述促动器(452)能够通过所述第二连接接头(448)和所述第一主接头(445)或通过所述第二连接接头(448)和所述第二主接头(446)连接到所述控制器(310，320)的共同的接地电势上。
3.根据前述权利要求中任一项所述的阀装置(330)，其中，所述第一保护电路(460)的保险装置(462)在所述第一供应接头(441)和所述第一连接接头(447)之间连接，其中，所述第一保护电路(460)的二极管元件(464)在所述第二供应接头(442)和所述第一连接接头(447)之间连接，其中，所述第二保护电路(470)的保险装置(472)在所述第二连接接头(448)和所述第一主接头(445)之间连接，其中，所述第二保护电路(470)的二极管元件(474)在所述第二连接接头(448)和所述第二主接头(446)之间连接。
4.根据前述权利要求中任一项所述的阀装置(330)，其中，所述第一保护电路(460)的二极管元件(464)的导通方向从所述第二供应接头(442)延伸至所述第一连接接头(447)，其中，所述第二保护电路(470)的二极管元件(474)的导通方向从所述第二连接接头(448)延伸至所述第二主接头(446)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的阀装置(330)，其中，所述阀单元(450)具有至少一个另外的促动器(454)，用于操纵所述阀单元(450)，其中，所述故障保险模块(440)的第二连接接头(448)与所述另外的促动器(454)电连接或可电连接，其中，所述故障保险模块(440)包括至少一个第三供应接头(443)，用于电连接到所述第一控制器(310)上；至少一个第四供应接头(444)，用于电连接到所述第二控制器(320)上；至少一个与所述第三供应接头(443)和所述第四供应接头(444)电连接的另外的连接接头(449)，用于与所述另外的促动器(454)电连接，以及至少一个另外的保护电路(480)，其中，所述另外的保护电路(480)在一方面所述第三供应接头(443)和所述第四供应接头(444)与另一方面所述另外的连接接头(449)之间电连接。
6.根据权利要求5所述的阀装置(330)，其中，所述另外的保护电路(480)的保险装置(482)在所述第三供应接头(443)和所述另外的连接接头(449)之间连接，其中，所述另外的保护电路(480)的二极管元件(484)在所述第四供应接头(444)和所述另外的连接接头(449)之间连接。
7.根据权利要求5至6中任一项所述的阀装置(330)，其中，所述另外的促动器(454)能够通过所述第三供应接头(443)和所述另外的连接接头(449)连接到所述第一供应电势上，其中，所述另外的促动器(454)能够通过所述第四供应接头(444)和所述另外的连接接头(449)连接到所述第二供应电势上。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的阀装置(330)，其中，所述第一供应接头(441)、所述第二供应接头(442)、所述第三供应接头(443)和/或所述第四供应接头(444)代表供应电压接头，并且所述第一主接头(445)和所述第二主接头(446)代表接地电势接头，和/或其中，所述第一供应接头(441)、所述第二供应接头(42)、所述第三供应接头(443)和/或所述第四供应接头(444)代表接地电势接头，并且所述第一主接头(445)和所述第二主接头(446)代表供应电压接头。
9.根据前述权利要求中任一项所述的阀装置(330)，其中，所述故障保险模块(440)可更换地实施。
10.根据前述权利要求中任一项所述的阀装置(330)，其中，所述保护电路(460，470，480)的保险装置(462，472，482)可更换地布置在所述保护电路(460，470，480)中和/或所述保护电路(460，470，480)中的至少一个保护电路是可更换的。
11.根据前述权利要求中任一项所述的阀装置(330)，其具有耐切割、耐火和/或耐腐蚀的电缆，用于将所述阀单元(450)和所述故障保险模块(440)相互连接。
12.一种系统(305)、尤其是用于车辆(300)的制动系统，其中，所述系统(305)具有以下特征：
根据前述项权利要求中任一项所述的阀装置(330)；和
第一控制器(310)和第二控制器(320)，其中，这些控制器(310，320)与所述阀装置(330)电连接或可电连接。
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