CN116946087A - 使用调合式驻车制动和行车制动的车辆紧急制动 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及使用调合式驻车制动和行车制动的车辆紧急制动，尤其提供了一种重型车辆中的制动管理方法(200)，并且该制动管理方法包括：响应于确定(S201)紧急制动请求迫近，增加(S202)例如车辆的行车制动系统的空气压力并降低(S202)例如车辆的驻车制动系统的空气压力。该方法还包括：响应于实际接收到(S203)车辆的紧急制动请求，通过调合行车制动系统和驻车制动系统两者来执行(S204)车辆的紧急制动，该调合包括进一步增加行车制动系统的空气压力和进一步降低驻车制动系统的空气压力。还提供了一种对应的制动系统控制器、制动系统、重型车辆、计算机程序和计算机程序产品。

Description

使用调合式驻车制动和行车制动的车辆紧急制动
技术领域
本公开涉及(重型)车辆的制动领域。具体地，本公开涉及紧急情况下的车辆制动。
背景技术
特别是在重型车辆(例如卡车)中，通常负责在行驶时降低车辆速度的制动器通常是气动操作的。这些制动器在例如驾驶员踩下车辆的车厢内的制动踏板时被激活，并且制动器使用压缩空气生成制动力，例如通过将制动蹄推向制动鼓(在鼓式制动器的情况下)和/或通过将制动块推向制动盘(在盘式制动器的情况下)生成制动力。通过增加制动系统中的空气压力，因此生成更大的制动力。例如，此类制动系统的一个示例是所谓的行车制动器。
由于制动系统本身固有的各种阻力/摩擦力，在任何制动力实际施加到车辆的车轮之前，所施加的空气压力需要超过一定的压力阈值。因此，在驾驶员第一次踩下制动踏板之后，在制动器开始生成制动力之前会有延迟，因为必须首先在制动系统中积累足够的空气压力来克服上述阻力/摩擦力。
在其中必须能够快速降低车辆速度的紧急情况下，由制动系统的阻力/摩擦力引起的这种延迟可能会导致车辆的停车距离(或制动距离)增加，从而增加发生事故的风险。
发明内容
为了至少部分地缓解(重型)车辆的紧急制动所面临的上述问题，本公开提供了一种改进的车辆制动管理方法、制动系统控制器、用于车辆的制动系统、重型车辆以及计算机程序和计算机程序产品。
根据本公开的第一方面，提供了一种重型车辆中的制动管理方法(其中车辆例如是重型商用车/多用途车)。假设车辆具有气动的第一制动系统以及气动的第二制动系统两者。第一制动系统被配置为当第一制动系统的空气压力高于(即，超过)第一压力阈值时开始生成制动力，而第二制动系统被配置为当第二制动系统的空气压力(反而)低于/下降到低于第二压力阈值时开始生成制动力。该方法包括：i)响应于确定车辆的紧急制动请求迫近：i-a)增加第一制动系统的空气压力，使得在第一制动系统开始生成制动力之前所需的附加空气压力增加量(additional air-pressure increase)比这种增加之前要小，以及i-b)降低第二制动系统的空气压力，使得在第二制动系统开始生成制动力之前所需的附加空气压力降低量(additional air-pressure decrease)比这种降低之前要小。该方法还包括：ii)响应于(实际)接收到车辆的紧急制动请求，通过调合(compounding)第一制动系统和第二制动系统两者来执行车辆的紧急制动，该调合包括：ii-a)将第一制动系统的空气压力进一步增加到高于第一压力阈值，以及ii-b)将第二制动系统的空气压力进一步降低到低于第二压力阈值。
本公开和所提出的方法改进了当前可用的解决方案，因为第一制动系统的空气压力不仅在紧急制动请求到达时增加，而且在假设这种请求很快将到达(即，迫近)时已经在更早阶段增加。通过如此主动地进行，降低了第一制动系统开始生成制动力所需的附加空气压力增加量，因此当车辆的紧急制动请求到达时，第一制动系统可以更快地开始提供制动力，且因此车辆的停车距离可能会缩短。另外，所提出的解决方案还利用(重型)车辆通常配备有附加的(第二)制动系统，与行车制动器相反，该附加的(第二)制动系统反而被配置为在其空气压力低于(而不是超过)特定压力阈值时开始生成制动力。例如，此类附加的制动系统的一个示例是驻车制动器，它们通常被配置成使得：它们只有在被充分加压时才不活动，并且作为一种安全措施，如果空气压力下降得足够低，则它们会变得活动并开始生成制动力。例如，驻车制动系统可以使用一个或多个螺旋弹簧以在这些螺旋弹簧被释放时提供制动力，并且其中，为了停止制动力生成，必须首先使用加压空气压缩所述螺旋弹簧。
特别地，本公开是基于以下认识：从系统中释放空气通常比向系统提供空气更快。因此，通过利用重型车辆通常包括由空气压力释放而不是由空气压力增强(air pressure-buildup)激活的一个或多个制动系统，所提出的方法进一步改进了当前可用的解决方案，因为它使用此类压力降低激活的制动系统而在压力增加激活的制动系统被充分加压以变得完全激活之前更快速地产生至少一些制动力。因此，在本公开的所提出的解决方案中，通过使用附加的(第二)制动系统(例如驻车制动系统)，例如踩下制动踏板与生成任何制动力之间的延迟因而被进一步减少。虽然由例如驻车制动系统生成的制动力很可能远小于由例如行车制动系统最终生成的制动力，但所提出的解决方案也在车辆的紧急制动开始期间提供至少一些制动力，因此有助于更进一步缩短车辆在这种紧急情况下的停车距离。即使停车距离仅稍微进一步减少，这种进一步减少仍然可能是避免事故与不避免事故之间的区别，因此进一步提高了车辆(及其周围环境)的整体安全性。
如本文所用，设想可以使用已经可用的解决方案(例如已经被设想用于例如自动驾驶车辆或类似车辆的各种技术，和/或被设想用于驾驶员安全增强等的各种技术)来确定紧急制动请求正在迫近。例如，设想使用例如摄像头和/或激光雷达系统来识别车辆前方的潜在危险(例如其他车辆、人、动物或类似物)，并基于此来确定在车辆的速度没有快速降低的情况下车辆是否可能撞到此类对象。同样，设想还使用或替代地使用例如方向盘传感器、踏板传感器或类似物来检测驾驶员如何反应，并基于此来确定驾驶员的反应是否可能是由紧急制动的迫近需要引起的。更复杂的系统可能包括使用例如一个或多个摄像头来检测驾驶员的面部表情、驾驶员的视线模式、用户握住方向盘时的手握方式、驾驶员如何将脚从油门踏板上移动到制动踏板，或对来自此类传感器和/或摄像头的输入执行任何其他合适的分析。如果预测到/确定车辆的紧急制动需要正在迫近，则可以产生一个或多个信号来指示这种迫近需要。例如，设想可以训练机器学习算法(实施例如人工神经网络ANN)以检测例如当前动作(如传感器和/或摄像头所指示的)是否使得驾驶员将要触发/请求车辆紧急制动等。如本文所用，确定紧急制动请求正在迫近可能意味着确定这样的请求很快到达的概率(即，可能性)足够高(例如，高于某个概率阈值)。
如本文所用，紧急制动请求(即，触发)可被设想为发生在最终决定车辆必须快速停止时(或情况下)，或者至少在决定车辆的速度必须以某种方式快速减少的情况下。这可以例如通过(检测到)驾驶员(正在)踩下制动踏板来指示，尤其是通过(检测到)驾驶员(正在)用力踩下制动踏板来指示。在其他实施方案中，在例如检测到驾驶员的响应(可能)不足以避免例如碰撞或类似事件之后，车辆本身可以生成紧急制动请求。然后，车辆本身可以请求紧急制动，例如，通过向例如用于控制车辆的制动系统的制动控制器生成信号来请求紧急制动。
重要的是，应当注意，本公开因此在紧急制动请求迫近与实际请求紧急制动之间进行区分。紧急制动请求迫近意味着以某种方式考虑/确定/预测驾驶员(和/或车辆本身的行为)的当前动作使得驾驶员(和/或车辆)可能很快请求车辆紧急制动。紧急制动请求稍后到达，并且包括启动车辆紧急制动的明确请求。
在该方法的一些实施方案中，该方法还可以包括iii)在执行步骤ii)之后(即，在已经开始车辆的紧急制动之后)，再次将第二制动系统的空气压力增加到高于第二压力阈值。通过再次增加第二制动系统的空气压力来降低由第二制动系统生成的制动力，因此可以避免第二制动系统(和/或第一制动系统)的进一步磨损和/或损坏，特别是因为例如驻车制动系统可能被设计为主要在车辆完全静止或仅以低速移动时操作，并且因为多个制动系统的长期调合(long-term compounding)可能会生成超过各个制动系统部件允许的力的力。在一些实施方案中，这可以包括增加第二制动系统的空气压力直到例如驻车制动器脱开并且第二制动系统不再生成任何制动力。例如，可以存在在这种情况下第二制动系统的空气压力可以增加到的预定义值，其中该预定义值例如对应于其中第二制动系统(通常)不生成任何制动力的阈值(例如上面讨论的第二压力阈值，或高于第二压力阈值的某个其他值)。
在该方法的一些实施方案中，该方法还可以包括：iv)响应于在确定紧急制动请求迫近之后的预定义时间内没有接收到车辆的紧急制动请求，iv-a)再次降低第一制动系统的空气压力，以及iv-b)再次增加第二制动系统的空气压力。换句话说，如果在确定这种请求迫近之后所述紧急制动请求没有足够快地到达，则可以假设该确定是错误的，或者例如车辆的/车辆周围的情况变化得足够快以致于潜在的危险情况自行解决了，而无需对车辆执行紧急制动。由于不再需要紧急制动，因此制动系统可以“重置”到它们的正常操作条件，即，重置到它们不生成制动力的位置。例如，可以假设让制动系统“待命(armed)”(即，更接近它们将开始或已经开始生成制动力的位置)会导致制动系统磨损得更快。因此，如果危险的风险降低，则对制动系统“解除待命”可以避免/减少这种磨损。在本文中，制动系统的这种“待命”也可以被称为例如制动系统的“预热”或“预加载”等。
在该方法的一些实施方案中，增加第一制动系统的空气压力的步骤i-a)可以包括将第一制动系统的空气压力增加到等于或低于第一压力阈值的第一预定义值。第一预定义值例如可以是第一制动系统(通常)开始(或即将开始)生成制动力的值。可设想的是，第一制动系统在高于其时开始生成制动力的确切值可以基于例如制动盘或制动鼓的温度和/或湿度等而不同。在一些实施方案中，第一预定义值可以基于车辆被驾驶的预期条件来设置，以便避免第一制动系统在紧急制动请求到达之前开始生成制动力。例如，可以研究在车辆的预期正常操作条件期间第一制动系统通常何时(即，在什么预期空气压力下)开始生成制动力，并且第一预定义值可以被设置为等于或低于该预期空气压力。在其他实施方案中，例如可能希望增加第一制动系统的压力，使得它在预期的紧急制动请求到达之前开始生成至少一些制动力，这可以通过将第一预定义值设置为高于第一制动系统开始生成制动力时的预期空气压力来实现。例如，是否允许第一制动系统在请求之前已经生成至少一些制动力可以例如基于迫近的紧急制动请求实际将发生的统计可能性有多大。
在该方法的一些实施方案中，推理(例如上述的推理)也可以应用于降低第二制动系统的压力的步骤i-b)。正如上文针对第一预定义值所描述的那样，第二制动系统的空气压力可以降低到等于或高于第二压力阈值的第二预定义值。第二预定义值可以被选择为使得它处于一个点或高于一个点，低于该点时，第二制动系统(通常)开始生成制动力，以避免使第二制动系统在接收到车辆的紧急制动请求之前开始生成制动力。在其他实施方案中，相反可能希望降低第二制动系统的空气压力，使得第二制动系统在紧急制动请求到达之前已经开始生成至少一些制动力，这可以通过例如将第二预定义值设置为低于预期空气压力来获得，在该预期空气压力下，第二制动系统通常(在车辆的预期驾驶条件下)开始生成制动力。
在该方法的一些实施方案中，第一预定义值和第二预定义值中的一者或两者例如可以被动态地更新，同时考虑诸如制动盘/制动鼓温度、制动盘/制动鼓湿度等的各种条件。还设想车辆本身可以获悉确切的预定义值(如果动态更新，则不再是“预定义”的)，例如通过分析先前设置的此类值是否足以使相关制动系统开始生成制动力等。
在该方法的一些实施方案中，如上面所讨论的，第一制动系统可以是车辆的气动行车制动系统，并且第二制动系统可以是车辆的气动驻车制动系统。
根据本公开的第二方面，提供了一种用于具有气动的第一制动系统和气动的第二制动系统两者的(重型)车辆的制动系统控制器。该控制器包括处理电路，并且该处理电路被配置为使该控制器i)响应于获得对车辆的紧急制动请求迫近的指示，i-a)指示第一制动系统增加其空气压力，使得在第一制动系统开始生成制动力之前所需的附加空气压力增加量比该增加之前要小，以及i-b)指示第二制动系统降低其空气压力，使得在第二制动系统开始生成制动力之前所需的附加空气压力降低量比该降低之前要小。该处理电路还被配置为使该控制器ii)响应于接收到车辆的紧急制动请求，ii-a)指示第一制动系统将其空气压力进一步增加到高于第一压力阈值，在高于该第一压力阈值时，第一制动系统开始生成制动力，以及ii-b)指示第二制动系统将其空气压力进一步降低到低于第二压力阈值，在低于该第二压力阈值时，第二制动系统开始生成制动力。
因此，第二方面的控制器被配置为在控制车辆的第一制动系统和第二制动系统时执行第一方面的方法。如本文所用，控制器“获得对车辆的紧急制动请求迫近的指示”可以包括例如存在另一个装置并且该另一个装置被配置为分析来自传感器和/或摄像头的各种信号以决定驾驶员(或车辆)是否可能会很快请求紧急制动，并且该另一装置可能会向控制器提供指示这种情况的信号。在其他实施方案中，控制器本身可能负责从传感器和/或摄像头接收信号，并且负责决定紧急制动请求是否迫近作为这种“获得指示”的一部分。如本文所用，控制器“指示”制动系统增加或减小其空气压力意味着控制器被配置为使得它可以例如通过向制动系统提供合适信号来与相应的制动系统进行通信，并且使得制动系统可以接收此类信号并基于此采取行动。
通常，控制器和一个或多个制动系统的划分不一定是物理的，而只是逻辑的。可设想的是，贯穿本公开，例如控制器本身也可以是制动系统的一部分，例如第一制动系统或第二制动系统的一部分等。如前文提及的，可设想的是，在一些实施方案中，第一制动系统和第二制动系统可以例如分别是车辆的行车制动系统和驻车制动系统。
在控制器的一些实施方案中，处理电路还可以被配置为使得它使控制器(例如，控制器由此指示第一制动系统和第二制动系统相应地增加/减少它们的空气压力)执行如本文所述的第一方面的方法的任何实施方案。
根据本公开的第三方面，公开了一种用于车辆的制动系统。该系统包括气动的第一制动系统，该气动的第一制动系统被配置为当第一制动系统的空气压力高于(即，超过)第一压力阈值时开始生成制动力。该第一压力阈值可以例如对应于存在于第一制动系统中的阻力/摩擦力，在生成任何制动力之前必须克服该阻力/摩擦力。该系统还包括气动的第二制动系统，该气动的第二制动系统被配置为当第二制动系统的空气压力低于第二压力阈值时开始生成制动力。如前文所述，如果第二制动系统例如是车辆的驻车制动系统，则该第二压力阈值可以例如对应于克服由第二制动系统的螺旋弹簧提供的力所需的空气压力。该系统还包括制动系统控制器。该制动系统控制器例如可以是上文参考本公开的第二方面讨论的控制器(或其任何实施方案)。由第一制动系统和/或第二制动系统生成的制动力可以例如被施加以停止或减少车辆的至少一个车轮的旋转，或者例如被施加到用于在道路上施加力的任何其他元件(例如一个或多个履带等)上，和/或施加到其上安装有此类车轮和/或履带的轴。
在该制动系统的一些实施方案中，第一制动系统可以是车辆的气动行车制动系统，并且第二制动系统可以是车辆的气动驻车制动系统。
根据本公开的第四方面，公开了一种重型车辆。该车辆包括根据本公开的第三方面(或其任何实施方案)的制动系统。该重型车辆例如可以是公路卡车、越野卡车、自卸卡车、履带式车辆或由于重量较大而使用气动制动系统的任何车辆。
根据本公开的第五方面，提供了一种用于具有气动的第一制动系统和气动的第二制动系统两者的重型车辆中的制动管理的计算机程序。该计算机程序包括计算机代码，该计算机代码在车辆的制动控制器(例如根据第二方面或其任何实施方案的控制器)的处理电路上运行时使该控制器：i)响应于获得对车辆的紧急制动请求迫近的指示，i-a)指示第一制动系统增加其空气压力，使得在第一制动系统开始生成制动力之前所需的附加空气压力增加量比该增加之前要小，以及i-b)指示第二制动系统降低其空气压力，使得在第二制动系统开始生成制动力之前所需的附加空气压力降低量比该降低之前要小。该处理电路还被配置为使该控制器：ii)响应于接收到车辆的紧急制动请求，ii-a)指示第一制动系统将其空气压力进一步增加到高于第一压力阈值，在高于该第一压力阈值时，第一制动系统开始生成制动力，以及ii-b)指示第二制动系统将其空气压力进一步降低到低于第二压力阈值，在低于该第二压力阈值时，第二制动系统开始生成制动力。
因此，该计算机程序被配置为使得它使控制器执行根据如本文所述的第一方面或其任何实施方案的方法。如本文所述，在一些实施方案中，第一制动系统例如可以是车辆的气动行车制动系统，并且第二制动系统例如可以是车辆的气动驻车制动系统。
在该计算机程序的一些实施方案中，计算机代码还使得它在控制器的处理电路上运行时使控制器执行如本文所述的第一方面的方法的任何实施方案。
根据本公开的第六方面，提供了一种计算机程序产品。该计算机程序产品包括如上所述的根据第五方面(或其任何实施方案)的计算机程序。该计算机程序产品还包括计算机可读存储介质，所述计算机程序存储在该计算机可读存储介质上。在计算机程序产品的一些实施方案中，该存储介质可以是非暂时性的。
根据以下详细描述、附图和权利要求，本公开的其他目的和优点将是显而易见的。在本公开的范围内，可设想的是，参考例如第一方面的方法描述的所有特征和优点与参考第二方面的控制器、第三方面的制动系统、第四方面的车辆、第五方面的计算机程序和第六方面的计算机程序产品描述的同样任何特征和优点相关、适用于后者并且可以与后者结合使用，反之亦然。
附图说明
现在将参考附图描述示例性实施方案。
图1A至图1B示意性地示出了行车制动系统和驻车制动系统生成的制动力通常如何取决于所施加的空气压力；
图2A和图2B示意性地示出了根据本公开的制动管理方法的各种实施方案的流程。
图3示意性地示出了当执行本公开的设想方法时，驻车制动系统和行车制动系统的腔室空气压力如何随时间变化；
图4A和图4B示意性地示出了根据本公开的制动系统控制器的各种实施方案，并且
图5示意性地示出了根据本公开的用于重型车辆的制动系统的实施方案。
在附图中，除非另有说明，否则相同的附图标记将用于相同的元件。除非有相反的明确说明，否则附图仅示出了说明示例性实施方案所必需的元件，而为了清楚起见，可以省略或仅暗示其他元件。如图所示，出于说明性目的，元件和区域的(绝对或相对)尺寸可能相对于它们的真实值被夸大或缩小，并因此被提供用于示出实施方案的一般结构。
具体实施方式
本公开提出了利用车辆可以具有气动的第一制动系统和第二气动制动系统两者，该第一气动制动系统通过增加其空气压力而被激活，该第二气动制动系统通过降低其空气压力而被激活。在下文中，气动行车制动系统将用于示出这种第一制动系统的示例，而气动驻车制动系统将用于示出这种第二制动系统的示例。然而，本文可设想还有其他类型的制动系统也满足相同性质，并且可以被用来代替行车制动系统和驻车制动系统中的一者或两者。在下文中，术语“空气压力”和简称“压力”将可互换使用，并且假设特定制动系统的任何压力变化是指特定制动系统的空气压力的变化。
现在将参考图1A和图1B更详细地描述重型车辆(例如卡车)中的气动行车制动器和驻车制动器的运行。
重型车辆(例如卡车)中的驻车制动系统和行车制动系统通常使用空气压力进行操作，即，它们是“气动的”或“气动操作的”。在行车制动系统中，制动力通常是通过使用空气压力将制动块挤压到制动盘上(在盘式制动器的情况下)和/或例如将制动蹄推向制动鼓上(在鼓式制动器的情况下)来生成的。当没有施加空气压力时，行车制动系统不会生成制动力。由于行车制动系统的各个部件会引入阻力/摩擦力，因此在克服系统中的摩擦力和生成任何制动力之前，还必须施加最小空气压力。
图1A呈现了典型的行车制动系统中的生成的制动力(FS，竖直轴线)与制动腔室压力(PS，水平轴线)之间的示例性关系的曲线图100，如曲线110所示。从曲线图100可以理解，为了生成任何制动力，腔室压力PS必须超过有限的第一压力阈值PTS，如竖直线120所示。在图1A中提供的示例中，该第一压力阈值PTS大约为20psi，但是，当然不同行车制动系统之间可能会有所不同。假设第一压力阈值PTS可以例如通过常规实验和/或行车制动系统的规格找到。还假设PTS可能随着制动盘/制动鼓温度和/或湿度等的变化而变化，并且也可以通过实验和/或理论研究PTS对此类因素的依赖性。然而，为了便于讨论，将假设PTS保持不变并等于20psi。一旦腔室压力PS高于PTS，制动力FS就会因此而生成，并随着腔室压力PS的增加而增加。
如前文提及，如果在发生紧急情况时腔室压力为零或低于PTS，则需要克服行车制动系统中的摩擦，从而例如在踩下制动踏板与生成制动力之间引入延迟，因为必须首先在行车制动系统中积累足够的压力PS以达到第一压力阈值PTS。
为了补充该行车制动系统，卡车和其他重型车辆通常还设置有弹簧制动器形式的驻车制动器。驻车制动系统以与行车制动系统相反的方式操作，这是因为：为了使驻车制动系统接合，驻车制动系统的腔室压力必须降低而不是增加。例如，使用螺旋弹簧(当释放时)将制动块和/或制动蹄推向其对应的制动盘/制动鼓上。为了使驻车制动器脱开，必须使用空气压力来压缩螺旋弹簧。这提供了额外的安全性，因为在车辆的制动系统中的整体压力下降/损失的情况下也会生成制动力，并且驻车制动力足以补偿由于行车制动系统失去其压力而失去的至少一些制动力。因此，驻车制动器也可以用作紧急制动器。在一些配置中，行车制动器和驻车制动器可以一起集成在同一单元中。出于本公开的目的，驻车制动系统和行车制动系统的确切配置无关紧要，只要行车制动系统通过增加系统中的空气压力而接合，而驻车制动系统反而通过降低系统中的空气压力而接合即可。
图1B呈现了典型的驻车制动系统中的生成的制动力(FP，竖直轴线)与制动腔室压力(PP，水平轴线)之间的示例性关系的曲线图101，如曲线111所示。从曲线图101可以看出，为了生成任何制动力，驻车制动系统的腔室压力必须低于有限的第二压力阈值PTP，如竖直线121所示，以便充分压缩螺旋弹簧。在图1B中提供的示例中，该第二压力阈值PTP大约为50psi，但是，当然不同驻车制动系统之间可能会有所不同。假设也可以例如通过常规实验和/或理论计算找到第二压力阈值PTP。假设PTP也可能随着制动盘/制动鼓温度和/或湿度等的变化而变化，并且也可以通过实验和/或理论研究PTP对此类因素的依赖性。然而，为了便于讨论，将假设PTP保持不变并等于50psi。一旦腔室压力PP低于PTP，制动力FP就会因此而生成，并随着腔室压力PP的降低而增加。
现在将参考图2A、图2B、图3、图4A、图4B和图5更详细地描述本公开如何提供解决方案以至少部分地克服由行车制动系统中的摩擦引入的延迟的问题。这些图示出了所设想的改进方法、制动系统控制器和制动系统的示例性实施方案，并且还用于示出也如本文所设想的设想的(重型)车辆、计算机程序和计算机程序产品的概念。附图示出了当前优选的实施方案，然而本发明可以以许多不同的形式来实施，且不应被解释为限于本文阐述的实施方案；而是，提供这些实施方案是为了彻底性和完整性，并将本公开的范围充分地传达给技术人员。
现在将参考图2A和图2B描述所设想的改进方法的各种实施方案。
图2A示意性地示出了使用各种功能单元的方法200的流程，而图2B示意性地示出了由此类功能单元实施和执行的方法的各个步骤。
预测单元210从车辆的一个或多个传感器接收输入。此类传感器例如可以包括或至少被配置为提供关于车辆的方向盘212a、车辆的一个或多个踏板212b、车辆的一个或多个摄像头212c、车辆的一个或多个雷达212d等的当前状态的信息。例如，关于方向盘212a的信息可以包括当前转向角、驾驶员握紧方向盘的程度、驾驶员是在拉还是推方向盘等。关于一个或多个踏板212b的信息可以用于例如指示驾驶员当前是否正在踩下踏板中的一个或多个(例如制动踏板和/或油门踏板)、驾驶员踩下踏板的程度、驾驶员确切地踩在哪个踏板上等。一个或多个摄像头212c可以例如包括监控车辆前方道路(以例如检测车辆前方的对象，如果对象不移动，则车辆最终应当针对该对象进行制动)的摄像头。摄像头的其他示例包括例如面向驾驶员的摄像头，以便监控例如驾驶员的健康状态、驾驶员的行为、驾驶员的警觉性/注意力水平等。摄像头还可以定位成例如跟踪驾驶员如何移动他的肢体，例如转动方向盘212a和/或踩下踏板212b中的一个或多个。雷达单元212d例如可以是用于检测离其他车辆或车辆前方对象的距离的一个或多个单元，例如用在现代巡航控制、自动制动系统和/或类似的此类系统中。
在步骤S201中，预测单元210基于来自/关于各种对象212a-212d的信息来确定车辆的紧急制动请求是否迫近。如果确定这种紧急制动请求迫近，则预测单元210将这传送到行车制动控制单元220和驻车制动控制单元230。单元220被配置为控制行车制动系统222，并且被设想为包括例如增加和降低行车制动系统222的空气压力所必需的构件。单元230类似地被配置为控制驻车制动系统232，并且被设想为包括例如增加和降低驻车制动系统232的空气压力所必需的构件。例如，此类“构件”可以包括获得期望功能所需的一个或多个空气压力缩机、控制阀、空气风道或软管、空气压力贮存器等的装置。虽然在图2A中被示为单独单元，但单元220和230当然也可以集成在同一单元中，因为例如同一压缩机和/或空气压力贮存器可以用于向行车制动系统222和驻车制动系统232两者提供空气。如前文提及的，行车制动系统222和驻车制动系统232两者在一些实施方案中也可以集成在同一单元中。
在步骤S202中，响应于从预测单元210接收到紧急制动请求迫近的信息，控制单元220和230被配置为使得行车制动控制单元220增加行车制动系统222中的空气压力，使得在行车制动系统222开始生成制动力之前所需的附加空气压力增加量比这种增加之前要小。类似地，驻车制动控制单元230降低驻车制动系统232中的空气压力，使得驻车制动系统232开始生成制动力之前所需的附加空气压力降低量也比这种降低之前要小。因此，一旦确定紧急制动请求迫近(即，一旦确定这种紧急制动请求在不久的将来很可能发生)，方法200就包括在接收到实际紧急制动请求之前已经主动预热/预加载制动系统222和232/使制动系统222和232待命/等。
请求单元240被配置为确定是否存在所请求的车辆的实际紧急制动。如前文所述，这可以例如通过请求单元240访问例如各种传感器/对象212a至212d等中的一个或多个(关于其信息)来实现。例如，请求单元240可以例如被配置为当驾驶员足够用力地踩下踏板212b(例如制动踏板)等时接收信号，或者例如接收指示现在需要车辆紧急制动的一些其他信号。在其他实施方案中，请求单元240可以不那么复杂，而是例如被配置为接收明确告知请求单元240请求紧急制动的信号(未示出)。
在步骤S203中，请求单元240因此确定是否接收到这样的紧急制动请求(通过它自己的分析，或者通过接收明确告知它这样做的信号)。如果确定接收到紧急制动请求，则在步骤S204中，请求单元240随后将这传送到控制单元220和230。控制单元220使行车制动系统222中的空气压力进一步增加，而控制单元230使驻车制动系统232中的空气压力进一步降低。特别地，行车制动系统222的空气压力增加足以使行车制动系统222中的空气压力超过第一压力阈值PTS，使得行车制动系统222开始生成制动力。类似地，驻车制动系统232的空气压力降低足以使驻车制动系统232中的空气压力低于第二压力阈值PTP，使得驻车制动系统232也开始生成制动力。因此，车辆的紧急制动通过调合由行车制动系统222和驻车制动系统232两者生成的制动力而开始。
在预测单元210确定没有紧急制动请求当前迫近的情况下，方法200可以循环回到步骤S201，并且预测单元210可以继续检查这样的紧急制动请求是否迫近。同样，如果请求单元240没有确定接收到紧急制动请求，则方法200可以再次循环回到例如步骤S201。
在方法200的一些实施方案中，可设想步骤S203包括测量自从确定(在步骤S201中)紧急制动请求迫近以来经过的时间。如果在所经过的时间达到某个最大值之前(即，在确定紧急制动请求迫近之后的预定义时间内)没有接收到紧急制动请求，则方法200可以通过降低行车制动系统222的空气压力以及通过再次增加驻车制动系统232的空气压力来进行“撤消”步骤S202。例如，如果使用图1A和图1B进行说明，则这样的决定可以包括例如将行车制动系统222的空气压力降低回到大约零psi(或至少低于20psi)，并且将驻车制动系统232的空气压力再次增加回到例如50psi(或甚至进一步高于50psi)。在这样的预定义时间间隔内没有接收到紧急制动请求可以例如表明关于紧急制动请求的迫近性的初始猜测是错误的，或者车辆周围的情况已经改变而使得迫近的紧急情况不再可能。
现在将还参考图3更详细地进一步描述本文所设想的方法200的实施方案的时间演变。
图3示意性地示出了行车制动系统和驻车制动系统的腔室空气压力PS和PP如何随时间t变化，分别如曲线310和311所示。水平轴线对应于时间(以任意单位“a.u.”表示)，而竖直轴线对应于压力(也以任意单位表示)。
在时间t1之前，行车制动器和驻车制动器两者处于其“正常”状态并且未激活。例如，如果使用图1A和图1B作为示例性图示，则这可能对应于压力PS低于(或甚至远低于)20psi以及压力PP高于(或甚至远高于)例如50psi。在时间t1，(例如通过预测单元210)确定车辆的紧急制动请求迫近(即，可能很快发生)，并且方法200通过将行车制动系统222的压力朝向第一压力阈值PTS(如水平线320所示)增加并通过将驻车制动系统232的压力朝向第二压力阈值PTP(如水平线321所示)降低来继续进行。在达到相应的压力阈值PTS和PTP之后，压力PS和PP保持恒定，使得每个制动系统即将(但尚未开始)生成制动力。制动系统222和232因此“待命”。
在稍晚时间t2，实际接收到车辆的紧急制动请求，并且方法200进一步增加压力PS并进一步降低压力PT，使得制动系统222和232现在开始以调合方式生成制动力。如图3中可见，降低驻车制动系统232中的空气压力比增加行车制动系统222中的空气压力更快，因此驻车制动系统232在行车制动系统222之前开始生成制动力。换句话说，紧接在时间t2之后，可设想的是，驻车制动系统232在车辆的调合紧急制动期间提供大部分制动力。然而，一段时间之后，压力PS将达到足以让行车制动系统222接管车辆紧急制动的主要责任的水平，因为由行车制动系统222生成的潜在制动力被假设为远大于由驻车制动系统232生成的压力，前提是压力PS变得足够高。例如可以设想这发生在t2之后的时间t3。
在时间t3，行车制动系统222执行车辆的大部分紧急制动，并且驻车制动系统232的压力PP(在方法200的一些实施方案中)因此再次增加以便例如不会使驻车制动系统232过热(其通常仅被设计为使车辆保持静止或在低速下使车辆制动，并且行车制动系统和驻车制动系统两者的长期调合可能会因合力而导致磨损和/或损坏)。因此，在时间t3之后的一段时间之后，压力PP再次增加回到例如50psi以上或更高，然后在该压力水平附近保持例如恒定。同时，压力PS仍然保持较高并高于PTS，使得车辆的紧急制动仍在继续。一旦车辆停止，或至少其速度充分降低以避免例如潜在事故，压力PS就可以降低回例如低于20psi或类似值以停用行车制动系统222。这未在图3中示出，但可以被设想为在例如t3之后的某个时间点发生。
如前所述，行车制动系统222在t2之前待命有助于减少(或甚至完全消除)一旦紧急制动请求到达在行车制动系统222可以开始生成制动力之前所需的PS的剩余压力增加。这本身有助于缩短车辆的停车距离，因为必须等待行车制动系统222中的足够压力增强所导致的延迟被减小或甚至完全消除。
同样如前文所述，通过在行车制动系统222能够提供大部分制动力之前(在t2与t3之间)也使驻车制动系统232待命、然后使用所述驻车制动系统提供至少一些制动力，停车距离可以进一步缩短，因此也降低了车辆发生事故的风险。这是因为驻车制动系统232被配置为响应于压力降低而不是压力升高而激活，并且因为压力降低通常比压力增加更快地实现。
在如本文所提出的方法的总结中，一旦实际接收到紧急制动请求，当预测到/确定紧急制动请求迫近(即，可能的)时制动系统222和232已主动待命以及所提出的行车制动系统222和驻车制动系统232两者的调合因此有助于提供改进的车辆制动管理和更安全且更有效的紧急制动。
现在将还参考图4A和图4B更详细地描述如本文设想的用于重型车辆的制动系统控制器的各种实施方案。
图4A以多个功能单元示意性地示出了制动系统控制器400(本文简称为“控制器”)的实施方案的部件。控制器400用于具有本文所讨论的第一制动系统和第二制动系统(例如，行车制动系统和驻车制动系统)两者的重型车辆。控制器400包括处理电路410。使用能够执行存储在存储介质430上存储的计算机程序产品(未示出，但是本文可设想)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410。处理电路410可以进一步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)等。
特别地，处理电路410被配置为使控制器400执行一组操作或步骤，诸如上文例如在描述图2B中所示的方法200时公开的步骤S201至S204中的一个或多个。例如，存储介质430可以存储一组操作，并且处理电路410可以被配置为从存储介质430中检索该组操作以使控制器400执行该组操作。该组操作可以提供为一组可执行指令。因此，处理电路410由此被布置成执行如本文例如参考图2A、图2B和/或图3所公开的方法。
存储介质430还可以包括持久性存储装置，其例如可以是磁存储器、光学存储器、固态存储器或甚至远程安装的存储器中的任一种或其组合。存储介质430因此可以提供非暂时性存储装置，其存储用于处理电路410的计算机可读指令。
控制器400还可以包括通信接口420以用于与其他实体和对象(例如图2A中所示的对象/传感器212a-d)通信，和/或用于与一个或多个制动系统控制单元(例如单元220和230)通信。因而，通信接口420可以包括一个或多个发射器和接收器(其包括模拟和/或数字组件)，并且可以为此目的利用例如一个或多个有线和/或无线连接。
处理电路410(例如，通过向通信接口420和存储介质430发送数据和控制信号、通过从通信接口420接收数据和报告以及通过从存储介质430中检索数据和指令)控制该控制器400的一般操作。控制器400的其他组件及其相关功能性被省略以免使本文呈现的概念变得模糊。
图4B以多个功能模块410a-410c示意性地示出了根据本公开的一个或多个实施方案的控制器400的组件。控制器400至少包括被配置为执行参考例如图2A、图2B和图3描述的方法200的步骤S201的预测/确定模块410a和被配置为执行方法200的步骤S203的请求模块410b。控制器400还包括指示模块410c，其被配置为例如通过指示例如各种行车制动系统222和驻车制动系统232根据需要增加/降低它们的空气压力来执行方法200的步骤S202和S204。预测/确定模块410a的功能可以例如对应于图2A中所示的预测单元210的功能性。请求模块410b的功能性可以例如对应于请求模块240的功能，而指示模块410c的功能可以例如对应于行车制动控制单元220和驻车制动控制单元230的功能。
一般而言，每个功能模块410a-410c可以以硬件或软件来实现。优选地，一个或多个或所有功能模块410a-410c可以由处理电路410可能与通信接口420和/或存储介质430协作实施。处理电路410因此可以被布置成从存储介质430中获取由功能模块410a-410c提供的指令，并且执行这些指令并由此执行由如本文公开的控制器400执行的方法200的任何步骤。
在一些实施方案中，控制器400还可以包括还执行本文设想和描述的方法200的其他步骤所需要的附加的功能模块(未示出)。例如，方法200可以包括其中在执行车辆的紧急制动之后或同时将驻车制动系统的空气压力再次增加到高于PTP的步骤，并且控制器400可以具有被配置为实施这种步骤的对应功能模块。例如，方法200可以包括其中响应于在确定(或猜测)车辆的紧急制动请求迫近之后的预定义时间内没有接收到这种请求而分别再次降低和增加行车制动系统和驻车制动系统的空气压力的步骤，并且控制器400可以具有被配置为实施这种步骤的对应功能模块。
在一些实施方案中，方法200可以使得使行车制动系统222待命的步骤可以包括将行车制动系统222的空气压力增加到等于或低于第一压力阈值PTS的第一预定义值，例如图3所示，其中该第一预定义值是第一压力阈值PTS，并且指示模块410c可以被配置为提供这样的功能。在方法200的一些实施方案中，使驻车制动系统232待命的步骤可以包括将驻车制动系统232的空气压力降低到等于或高于第二压力阈值PTP的第二预定义值(其中在图3中，该第二预定义值是第二压力阈值PTP)，并且指示模块410c可以被配置为提供这样的功能。总之，控制器400可以配置成使得：它被配置为结合确定紧急制动请求的迫近性和实际紧急制动请求的到达所需要的对应传感器/对象并且还结合各种制动系统来执行如本文描述和设想的任何实施方案和方法200的步骤。
本公开还可设想提供一种用于重型车辆的制动系统，如现在将还参考图5更详细地描述的那样。
图5示意性地示出了制动系统500(以下简称为“系统”)。系统500包括气动行车制动系统222和气动驻车制动系统232，两者如前所述并且分别用作第一制动系统和第二制动系统的示例。系统500还包括如前文所述的制动系统控制器400。制动系统控制器400被配置为从例如传感器/对象212a-212d等接收一个或多个信号212，使得控制器400可以确定车辆的紧急制动请求迫近(即，可能的)，并且还确定对这种紧急制动的实际请求已到达/发生。如果不能(或不能被配置成)确定紧急制动请求是仅使用一个或多个信号212做出的，则控制器400可以可选地被提供为接收信号213，该信号明确告知控制器400现在存在车辆的紧急制动请求。信号213可以例如由被配置为确定需要车辆的紧急制动的另一个单元(例如，已经形成车辆的驾驶员辅助系统或其他安全系统的一部分的单元)提供。因此，制动系统500被配置为使得它允许执行如本文所描述和设想的方法200，以便管理车辆的制动以提供更短的停车距离和增强的安全性。
本公开还可设想提供一种重型车辆(未示出)，其包括制动系统，例如刚刚参考图5描述的制动系统500。
本公开还可设想提供一种用于具有气动行车制动系统和气动驻车制动系统(即，分别为气动的第一制动系统和气动的第二制动系统)两者的重型车辆中的制动管理的计算机程序，其中此类系统已经如本文所述。计算机程序包括计算机代码，该计算机代码在车辆制动控制器的处理电路(例如参考图4A和图4B描述的控制器400的处理电路410)上运行时使控制器执行如本文所述和设想的任何方法200的各种步骤。
本公开还可设想一种计算机程序产品(未示出)，其中上述设想的计算机程序被存储或分布在数据载体上。如本文所用，“数据载体”可以是暂时性数据载体，例如调制的电磁波或光波，或非暂时性数据载体。非暂时性数据载体包括易失性和非易失性存储器，例如磁性、光学或固态类型的永久和非永久存储介质。仍在“数据载体”的范围内，此类存储器可以是固定安装的或便携式的。
尽管上文可能以特定组合描述了特征和要素，但每个特征或要素均可以单独使用而无需其他特征和要素，或者以具有或不具有其他特征和要素的各种组合使用。另外，通过研究附图、公开内容和所附权利要求书，本领域技术人员在实践所要求保护的发明时可以理解和实现对所公开实施方案的变型。
在权利要求书中，词语“包括”和“包含”不排除其他要素，并且不定冠词“一个”或“一种”不排除多个。在相互不同的从属权利要求中引用某些特征的这种单纯事实并不表明不能有利地使用这些特征的组合。

Claims (14)

1.一种在具有气动的第一制动系统(222)和气动的第二制动系统(232)的重型车辆中进行制动管理的方法(200)，其中所述第一制动系统被配置为当所述第一制动系统的空气压力(PS)高于第一压力阈值(PTS)时开始生成制动力，并且其中所述第二制动系统被配置为当所述第二制动系统的空气压力(PP)低于第二压力阈值(PTP)时开始生成制动力，所述方法包括：
i)响应于确定(S201)所述车辆的紧急制动请求迫近：
i-a)增加(S202)所述第一制动系统的所述空气压力，使得在所述第一制动系统开始生成制动力之前所需的附加空气压力增加量比所述增加之前要小，和
i-b)降低(S202)所述第二制动系统的空气压力，使得在所述第二制动系统开始生成制动力之前所需的附加空气压力降低量比所述降低之前要小，
以及
ii)响应于接收到(S203)所述车辆的所述紧急制动请求，通过调合所述第一制动系统和所述第二制动系统两者来执行(S204)所述车辆的紧急制动，所述调合包括：
ii-a)将所述第一制动系统的所述空气压力进一步增加到高于所述第一压力阈值，和
ii-b)将所述第二制动系统的所述空气压力进一步降低到低于所述第二压力阈值。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
iii)在执行步骤ii)之后并且在仍然制动所述车辆的同时，将所述第二制动系统的所述空气压力再次增加到高于所述第二压力阈值。
3.根据权利要求1或2所述的方法，进一步包括：
iv)响应于在确定所述车辆的所述紧急制动请求迫近之后的预定义时间内没有接收到所述车辆的所述紧急制动请求：
iv-a)再次降低所述第一制动系统的所述空气压力，和
iv-b)再次增加所述第二制动系统的所述空气压力。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤i-a)包括将所述第一制动系统的所述空气压力增加到等于或低于所述第一压力阈值的第一预定义值。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤i-b)包括将所述第二制动系统的所述空气压力降低到等于或高于所述第二压力阈值的第二预定义值。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第一制动系统是所述车辆的气动行车制动系统，并且其中，所述第二制动系统是所述车辆的气动驻车制动系统。
7.一种用于具有气动的第一制动系统(222)和气动的第二制动系统(232)两者的重型车辆的制动系统控制器(400)，所述控制器包括处理电路(410)，所述处理电路被配置为使所述控制器：
i)响应于获得(S201)对所述车辆的紧急制动请求迫近的指示：
i-a)指示(S202)所述第一制动系统增加其空气压力(PS)，使得在所述第一制动系统开始生成制动力之前所需的附加空气压力增加量比所述增加之前要小，和
i-b)指示(S202)所述第二制动系统降低其空气压力(PP)，使得在所述第二制动系统开始生成制动力之前所需的附加空气压力降低量比所述降低之前要小，
以及
ii)响应于(S203)接收到所述车辆的所述紧急制动请求：
ii-a)指示(S204)所述第一制动系统将其空气压力进一步增加到高于第一压力阈值(PTS)，在高于所述第一压力阈值时，所述第一制动系统开始生成制动力，和
ii-b)指示(S204)所述第二制动系统将其空气压力进一步降低到低于第二压力阈值(PTP)，在低于所述第二压力阈值时，所述第二制动系统开始生成制动力。
8.根据权利要求7所述的控制器，其中，所述处理电路还被配置为：使所述控制器通过进一步指示所述第一制动系统和所述第二制动系统来执行根据权利要求2至6中任一项所述的方法(200)。
9.一种用于车辆的制动系统(500)，包括：
气动的第一制动系统(222)，所述第一制动系统被配置为当所述第一制动系统的空气压力(PS)高于第一压力阈值(PTS)时开始生成制动力；
气动的第二制动系统(232)，所述第二制动系统被配置为当所述第二制动系统的空气压力(PP)低于第二压力阈值(PTP)时开始生成制动力，以及
根据权利要求7或8所述的制动系统控制器(400)。
10.根据权利要求9所述的制动系统，其中，所述第一制动系统是气动行车制动系统，并且所述第二制动系统是气动驻车制动系统。
11.一种重型车辆，其包括根据权利要求9或10所述的制动系统(500)。
12.一种用于具有气动的第一制动系统(222)和气动的第二制动系统(232)两者的重型车辆中的制动管理的计算机程序，所述计算机程序包括计算机代码，所述计算机代码在所述车辆的制动系统控制器(400)的处理电路(410)上运行时使所述控制器：
i)响应于(S201)获得对所述车辆的紧急制动请求迫近的指示：
i-a)指示(S202)所述第一制动系统增加其空气压力(PS)，使得在所述第一制动系统开始生成制动力之前所需的附加空气压力增加量比所述增加之前要小，和
i-b)指示(S202)所述第二制动系统降低其空气压力(PP)，使得在所述第二制动系统开始生成制动力之前所需的附加空气压力降低量比所述降低之前要小，
以及
ii)响应于(S203)接收到所述车辆的所述紧急制动请求：
ii-a)指示(S204)所述第一制动系统将其空气压力进一步增加到高于第一压力阈值(PTS)，在高于所述第一压力阈值时，所述第一制动系统开始生成制动力，和
ii-b)指示(S204)所述第二制动系统将其空气压力进一步降低到低于第二压力阈值(PTP)，在低于所述第二压力阈值时，所述第二制动系统开始生成制动力。
13.根据权利要求12所述的计算机程序，其中，所述计算机代码还使得：当所述计算机代码在所述控制器的所述处理电路上运行时，所述计算机代码使所述控制器执行根据权利要求2至6中任一项所述的方法(200)。
14.一种计算机程序产品，其包括根据权利要求12或13所述的计算机程序、以及其上存储有所述计算机程序的计算机可读存储介质(430)。
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