CN117693452A - 用于对车辆中的部件的控制和能量供给的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于对车辆中的、尤其是商用车中的部件进行控制以及供给能量的设备，所述设备具有下述特征：至少一个载体元件(1，2)，所述载体元件配属于至少一个第一促动器部件(BA；SA)；第一储能器设备(ES1，ES2)，所述第一储能器设备安装在所述至少一个载体元件上并且构造为用于给所述至少一个第一促动器部件供给能量；其中，所述至少一个第一促动器部件和/或至少一个第一控制装置(ECU1，ECU2)安装在所述至少一个载体元件上，其中，所述至少一个第一控制装置构造为用于至少部分地操控所述至少一个第一促动器部件。附加地，至少一个第二控制装置(ECU1，ECU2)可以安装在所述至少一个载体元件上，其中，所述至少一个第二控制装置构造为用于至少部分地操控至少一个第二促动器部件(BA；SA)，其中，所述至少一个载体元件不配属于所述至少一个第二促动器部件。除此之外，替代于或者附加于至少一个第二控制装置，在所述至少一个载体元件上可以安装有第二储能器设备(ES1，ES2)，所述第二储能器设备构造为用于给所述至少一个第二促动器部件供给能量。

Description

用于对车辆中的部件的控制和能量供给的设备和方法
技术领域
本发明涉及一种用于对车辆中的、尤其是商用车中的部件进行控制以及供给能量的设备和方法。尤其是，本发明涉及一种用于车辆中的消耗器部件的可能冗余的能量供给和能量管理系统。
背景技术
这种类型的能量供给和能量管理系统尤其是在车辆的自动化运行或者自主运行(高度自动化驾驶——HAD)的背景下或者在具有车辆部件(尤其是促动器和/或驱动器)的电气化的背景下是重要相关的。在此，各个系统部件必须维持冗余，以便例如在能量供给失效的情况下或者在系统中出现故障的情况下确保继续行驶运行的安全性，以便车辆可以至少仍然安全地停止。因此，以冗余的、多重的实施方式提供安全关键的部件，例如分别作为主部件和一个或者多个子部件或者替代部件。所述一个或者多个子部件或者替代部件可能具有较低的工作能力，因为所述一个或者多个子部件或者替代部件典型地仅在紧急情况下和/或仅短暂地使用。
在电气系统中，例如电池形式的储能器可能失效，或者可能在车辆的电子控制装置和/或传感装置中出现故障。在此所涉及的消耗器或者部件尤其指的是车辆的控制装置或转向装置、制动器和/或驱动器，其中，但也能够考虑其他消耗器或者部件。所述消耗器或者部件可以是实施或者实现相应功能的促动器或者促动器部件，或者也可以是计算机单元/计算器单元和/或传感器单元。这种类型的消耗器或者部件可以在能量方面以不同的方式供给和运行，例如以电气和/或气动(压缩空气)和/或液压的方式。
迄今为止，在已知的这种类型的能量供给和能量管理系统中，各个部件(例如能量供给装置的、能量存储装置的或者电子控制装置的这样的部件)以及消耗器本身或者其促动器布置在或者安装在不同部位上并且可能在空间上彼此分开地布置或者安装在车辆中。通常，在功能方面本身属于一个整体的各个子功能单元又布置在不同部位上和/或在空间上彼此分开地布置在车辆中或上。典型地，这些部件或者子功能单元中的每一个安装或者安置在自己的载体上或者自己的壳体中。
这导致，在已知的能量供给和能量管理系统中存在多个载体、支架或者壳体，其带有所述能量供给和能量管理系统的相应的安装在所述载体、支架或者壳体上或者其中的部件。除此之外，对于这些部件的在功能方面的共同作用，需要多个附加部件(例如连接端、线路、线缆和类似物)，所述附加部件相应地延伸穿过车辆。这又导致用于将这些部件和配件安装到车辆中的高花费以及分别导致这些部件和零件所要求的高的空间需求。尤其是，这导致用于这些部件和零件的并且因此相应的车辆整体上的制造或安装、运行和维护的成本提高。
发明内容
因此，本发明所基于的任务在于，克服上述问题。因此，本发明的任务尤其是，减少如下载体、支架或者壳体的数量：尤其冗余的能量供给和能量管理系统的部件安置在所述载体、支架或者壳体上或其中。通过这种方式，也减少附加部件的数量，所述附加部件例如是连接端、线路、线缆和类似物，用于安装和相互连接载体或壳体和/或安装在所述载体或壳体上或其中的部件和(子)功能单元和模块。
根据本发明，该任务通过根据权利要求1所述的用于对车辆中的、尤其是商用车中的部件进行控制以及供给能量的设备以及通过根据权利要求15所述的相应的方法解决。
因此，根据本发明，提出一种用于对车辆中的、尤其是商用车中的部件进行控制以及供给能量的设备，所述设备具有下述特征：至少一个载体元件，所述载体元件配属于至少一个第一促动器部件；第一储能器设备，所述第一储能器设备安装在至少一个载体元件上并且构造为用于给至少一个第一促动器部件供给能量；其中，至少一个第一促动器部件和/或至少一个第一控制装置安装在至少一个载体元件上，其中，至少一个第一控制装置构造为用于至少部分地操控至少一个第一促动器部件。
除此之外，根据本发明的设备可以设置，至少一个第二控制装置安装在至少一个载体元件上，其中，至少一个第二控制装置构造为用于至少部分地操控至少一个第一促动器部件和/或至少一个第二促动器部件，其中，至少一个载体元件优选不配属于至少一个第二促动器部件。
替代于或者附加于至少一个第二控制装置，除此之外，在至少一个载体元件上可以安装有第二储能器设备，所述第二储能器设备构造为用于给至少一个第二促动器部件供给能量。
优选地，第一和第二促动器部件分别是车辆的消耗器装置、尤其是如下安全相关的消耗器装置：特别是在车辆的自动化运行或者自主运行或者在车辆部件(尤其是促动器和/或驱动器)电气化的背景下，例如如果所属的能量供给装置或者能量存储装置或者控制装置和/或调节装置失效或者有故障，则所述安全相关的消耗器装置也必须安全且可靠地正常工作。
这样的促动器部件或者消耗器装置在此尤其涉及用于车辆的转向的装置、尤其是转向促动器，用于车辆的制动的装置、尤其是制动促动器，或者用于车辆的驱动的装置、尤其是驱动促动器，所述装置尤其应用于HAD。此外，在本申请的意义上，促动器部件也可以理解为检测器件、例如传感器(例如雷达传感器或者基于摄像头的传感器)以及计算机单元和/或计算器单元和/或照明装置。同样能够考虑另外的安全关键的促动器部件或者消耗器装置。
因此，在本发明的意义上，第一促动器部件可以是例如转向促动器，其他促动器部件或者第二促动器部件可以是例如制动促动器，或者反过来。在此，典型地，在车辆中可以存在一个或者多个第一促动器部件和一个或者多个第二促动器部件，即例如一个或者多个转向促动器和一个或者多个制动促动器。因此，在车辆中，例如在车辆的每个车轮上可以存在制动促动器，即因此存在至少四个制动促动器。在能够转向的轴上，即例如在(商用)车辆的前轴和/或后轴上和/或在后从动轴和/或前从动轴上，可以例如存在一个或者多个转向促动器。
车辆中的促动器或者促动器部件的类型或者种类在此不局限于两种。更确切地说，可以存在任意的另外的类型或种类的促动器或者促动器部件。就这方面而言，第一和/或第二促动器部件的当前说明仅理解为代表任意数量的或能够任意延续的序列的不同类型或种类的促动器或者促动器部件。
另外，在本发明的意义上，促动器部件可以是例如整个促动器(例如转向促动器或者制动促动器)，或者也可以只是其中的一部分，例如促动器的伺服马达、活塞或者传感器，或者可以是这样的合并成结构组或者模块的部分的有意义的组合。
典型地，车辆中的促动器或者促动器部件与适合的能量供给装置和/或能量存储装置和/或控制装置和/或调节装置连接。在此，根据本发明的设备可以例如如此构造，使得第一和/或第二控制装置和/或第一和/或第二储能器设备构造为用于与至少一个制动促动器和/或至少一个转向促动器和/或至少一个驱动促动器或者至少一个用于HAD的促动器通信。
在根据本发明的一种优选的实施方式中可以设置，至少一个载体元件配属于至少一个转向促动器(第一促动器)；第一储能器设备安装在至少一个载体元件上并且构造为用于给至少一个转向促动器供给能量；至少一个第一控制装置安装在至少一个载体元件上并且构造为用于操控至少一个转向促动器。可选地，转向促动器(第一促动器)也可以安装在载体元件上。
除此之外，根据本发明的设备的该实施方式可以设置，在至少一个载体元件上安装有第二控制装置，该第二控制装置构造为用于操控至少一个制动促动器(第二促动器或与第一促动器不同的其他促动器)，和/或在至少一个载体元件上安装有第二储能器设备，该第二储能器设备构造为用于给至少一个制动促动器供给能量。因此，在本发明的意义上，在该实施方式中，载体元件配属于、尤其是在功能方面配属于至少一个转向促动器(第一促动器)，而载体元件不配属于、尤其是在功能方面不配属于制动促动器(第二促动器、其他促动器)。尤其是，制动促动器在此不安装在载体元件上。
在根据本发明的设备的一种相应的、但是优选的另一实施方式中可以设置，至少一个载体元件配属于至少一个制动促动器(第一促动器)；第一储能器设备安装在至少一个载体元件上并且构造为用于给至少一个制动促动器供给能量；至少一个第一控制装置安装在至少一个载体元件上并且构造为用于操控至少一个制动促动器。可选地，制动促动器(第一促动器)也可以安装在载体元件上。
除此之外，根据本发明的设备的该实施方式可以设置，在至少一个载体元件上安装有第二控制装置，该第二控制装置构造为用于操控至少一个转向促动器(第二促动器或与第一促动器不同的其他促动器)，和/或在至少一个载体元件上安装有第二储能器设备，该第二储能器设备构造为用于给至少一个转向促动器供给能量。因此，在本发明的意义上，在该实施方式中，载体元件配属于、尤其是在功能方面配属于至少一个制动促动器(第一促动器)，而载体元件不配属于、尤其是在功能方面不配属于转向促动器(第二促动器、其他促动器)。尤其是，转向促动器在此不安装在载体元件上。
在本发明的上述两种替代的实施方式中，整个设备可以在空间上布置或者安装在至少一个制动促动器和/或至少一个转向促动器附近。然后，所涉及的制动促动器和/或转向促动器在此通常不安装或布置在载体元件上，但是安装或布置在载体元件旁边附近，而其他的制动促动器和/或转向促动器可以安装在载体元件上。
附加地或者替代地，整个设备可以在空间上布置或者安装在车辆的至少一个转向促动器和/或前轴或者后轴附近。然后，所涉及的转向促动器在此通常又不安装或布置在载体元件上，但是安装或布置在载体元件旁边附近。在上述两种情况下，实现车辆中的整个系统的在空间上优化的、节省空间的布置和实施。
按照根据本发明的设备的一种优选的实施方式，载体元件包括壳体，其中，第一和/或第二控制装置和/或第一和/或第二储能器设备安装在所述壳体中或者所述壳体上。因此，相应的控制装置和/或相应的储能器设备可以集成到壳体中。
此外，在壳体中也可以安置有其他部件。此外，控制装置和/或储能器设备和/或另外的部件可以部分地或者完全地也在外部装配在壳体上，也就是说所述部件和装置中的一些部件和装置可以在内部安装在壳体中，并且所述部件和装置中的其他部件和装置可以在外部安装在壳体上。替代地，载体元件也可以是载体板或者类似物，所述部件和装置装配在该载体板处或者该载体板上。
如开头已经提到的那样，车辆的消耗器、促动器、检测器件或者其他部件可以在能量方面以不同方式供给和运行，例如以电气和/或气动(压缩空气)和/或液压的方式。因此，根据本发明的设备的第一和/或第二储能器设备可以给所涉及的第一和/或第二促动器部件供给电能和/或气动能量和/或液压能量。
本发明还提出一种用于对车辆中的、尤其是商用车中的部件进行控制以及供给能量的方法，其中，该方法使用上述根据本发明的设备。
此外，本发明还提出一种车辆，该车辆使用上述根据本发明的设备和/或上述根据本发明的方法。
根据本发明的车辆尤其可以是商用车，载重汽车、挂车、公交车和/或由牵引机和挂车组成的组合。附加地或者替代地，该车辆可以构型为电动车辆、混合动力车辆或者具有内燃机的常规车辆。
附图说明
由下面对本发明的优选实施方式的描述结合附图得出本发明的其他细节和优点。
图1示意性地在俯视图中从上方示出车辆，该车辆使用根据本发明的设备。
具体实施方式
在图1中示出的示意性的车辆具有在附图中从右向左的行驶方向。该车辆具有前轴VA和后轴HA。在车辆的四个车轮中的每个车轮上或者附近(在前轴VA上并且在后轴HA上示意性示出各两个车轮)，分别布置有制动促动器BA。在能够转向的前轴VA上或者附近，布置有转向促动器SA。
在前轴VA上或者附近，布置有载体元件1，该载体元件尤其包括壳体。在后轴HA上或者附近，布置有相应的载体元件2，该载体元件尤其包括壳体。
在载体元件或壳体1中或者上，布置有储能器设备ES1和控制装置ECU1。相应地，在载体元件或壳体2中或者上，布置有储能器设备ES2和控制装置ECU2。尤其是，壳体1、2首先是用于储能器ES1、ES2的壳体，控制装置ECU1、ECU2也附加地安置在所述壳体中。
控制装置ECU1和ECU2尤其可以包括电子控制装置和用于车辆的转向装置、制动器和/或另外的消耗器装置的相应的附加部件，例如(附加)驱动装置或者检测器件。
在附图中为了清楚起见而未示出的电流线路可以例如从储能器设备ES1、ES2通至制动促动器BA和/或转向促动器SA。在附图中为了清楚起见而未示出的控制线路可以从控制装置ECU1、ECU2例如通至制动促动器BA和/或转向促动器SA。另外，数据线路可以从检测器件通至控制装置ECU1、ECU2，以及电流线路可以从储能器设备ES1、ES2通至检测器件。
在图1中示出的载体元件1(相应内容以类似的方式适用于载体元件2)可以例如配属于转向促动器SA。第一储能器设备ES1安装在载体元件1上，并且构造为用于给转向促动器SA供给能量、尤其是电能。此外，在载体元件1上安装有第一控制装置ECU1，该第一控制装置构造为用于操控转向促动器SA，以便操纵该转向促动器。
如在图1中未明确示出的那样，在载体元件1上可以附加地安装有第二控制装置ECU2，该第二控制装置构造为用于操控至少一个制动促动器BA。附加地或者替代地，在载体元件1上也可以安装有第二储能器设备ES2，该第二储能器设备构造为用于给至少一个制动促动器BA供给能量、尤其是电能。
通过相应的类型和方式，替代地，在图1中示出的载体元件1可以例如配属于制动促动器BA中的至少一个制动促动器(即在此目前不配属于转向促动器SA，如在先前的示例中提到的那样)。第一储能器设备ES1安装在载体元件1上，并且构造为用于给至少一个制动促动器BA供给能量、尤其是电能。此外，在载体元件1上安装有第一控制装置ECU1，该第一控制装置构造为用于操控至少一个制动促动器BA，以便操纵该至少一个制动促动器。
如在图1中未明确示出的那样，在载体元件1上可以附加地安装有第二控制装置ECU2，该第二控制装置构造为用于操控所述或者至少一个转向促动器SA。附加地或者替代地，在载体元件1上也可以安装有第二储能器设备ES2，该第二储能器设备构造为用于给至少一个转向促动器SA供给能量、尤其是电能。
先前参照载体元件1所述的内容在意义上相符地也适用于在图1中示出的载体元件2。
如由图1可见，包括载体元件1和/或载体元件2的整个设备可以在空间上布置或者安装在多个制动促动器BA中的至少一个制动促动器附近和/或转向促动器SA附近。附加地或者替代地，整个设备可以在空间上布置或者安装在车辆的转向促动器SA和/或前轴VA和/或后轴HA附近。
因此，包括载体元件1和/或载体元件2的设备整体上紧凑且节省空间地实施，其方式是，该设备容纳如下部件：所述部件在其他情况下布置在车辆中的其他部位上。因此，通过该设备的紧凑的形式并且通过该设备在车辆内的布置(例如在所涉及的消耗器单元附近，例如在前轴VA上和/或在转向促动器SA附近)，该设备有助于在车辆中的更低的空间消耗和体积消耗。
附图标记列表
1 载体元件、壳体
2 载体元件、壳体
ES1 储能器设备
ES2 储能器设备
ECU1 控制装置
ECU2 控制装置
SA 转向促动器
BA 制动促动器

Claims (16)

1.一种用于对车辆中的、尤其是商用车中的部件进行控制以及供给能量的设备，所述设备具有下述特征：
至少一个载体元件(1，2)，所述载体元件配属于至少一个第一促动器部件(BA；SA)；
第一储能器设备(ES1，ES2)，所述第一储能器设备安装在所述至少一个载体元件(1，2)上并且构造为用于给所述至少一个第一促动器部件(BA；SA)供给能量；
其特征在于，
所述至少一个第一促动器部件(BA；SA)和/或至少一个第一控制装置(ECU1，ECU2)安装在所述至少一个载体元件(1，2)上，其中，所述至少一个第一控制装置(ECU1，ECU2)构造为用于至少部分地操控所述至少一个第一促动器部件(BA；SA)。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，至少一个第二控制装置(ECU1，ECU2)安装在所述至少一个载体元件(1，2)上，其中，所述至少一个第二控制装置(ECU1，ECU2)构造为用于至少部分地操控所述至少一个第一促动器部件(BA，SA)和/或至少一个第二促动器部件(BA；SA)，其中，所述至少一个载体元件(1，2)优选不配属于所述至少一个第二促动器部件(BA；SA)。
3.根据权利要求1或者2所述的设备，其中，在所述至少一个载体元件(1，2)上安装有第二储能器设备(ES1，ES2)，所述第二储能器设备构造为用于给所述至少一个第二促动器部件(BA；SA)供给能量。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其中，所述至少一个第一促动器部件(BA；SA)和/或所述至少一个第二促动器部件(BA；SA)包括所述车辆的消耗器装置，尤其是安全相关的消耗器装置，尤其是转向促动器，制动促动器，和/或用于高度自动化驾驶的促动器和/或传感器单元和/或计算器单元，和/或照明单元。
5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述第一控制装置和/或所述第二控制装置(ECU1，ECU2)和/或所述第一储能器设备和/或所述第二储能器设备(ES1，ES2)构造为用于与至少一个制动促动器(BA)和/或至少一个转向促动器(SA)和/或至少一个用于高度自动化驾驶的促动器通信。
6.根据权利要求4或者5所述的设备，其中，
所述至少一个载体元件(1，2)配属于至少一个转向促动器(SA)；
所述第一储能器设备(ES1)安装在所述至少一个载体元件(1，2)上并且构造为用于给所述至少一个转向促动器(SA)供给能量；
所述至少一个第一控制装置(ECU1)安装在所述至少一个载体元件(1，2)上并且构造为用于操控所述至少一个转向促动器(SA)。
7.根据权利要求6所述的设备，其中，
在所述至少一个载体元件(1，2)上安装有第二控制装置(ECU2)，所述第二控制装置构造为用于操控至少一个制动促动器(BA)，和/或
在所述至少一个载体元件(1，2)上安装有第二储能器设备(ES2)，所述第二储能器设备构造为用于给所述至少一个制动促动器(BA)供给能量。
8.根据权利要求4或者5所述的设备，其中，
所述至少一个载体元件(1，2)配属于至少一个制动促动器(BA)；
所述第一储能器设备(ES1)安装在所述至少一个载体元件(1，2)上并且构造为用于给所述至少一个制动促动器(BA)供给能量；
所述至少一个第一控制装置(ECU1)安装在所述至少一个载体元件(1，2)上并且构造为用于操控所述至少一个制动促动器(BA)。
9.根据权利要求8所述的设备，其中，
在所述至少一个载体元件(1，2)上安装有第二控制装置(ECU2)，所述第二控制装置构造为用于操控至少一个转向促动器(SA)，和/或
在所述至少一个载体元件(1，2)上安装有第二储能器设备(ES2)，所述第二储能器设备构造为用于给所述至少一个转向促动器(SA)供给能量。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的设备，其中，至少一个转向促动器(SA)和/或至少一个制动促动器(BA)安装在所述载体元件(1，2)上。
11.根据权利要求6至10中任一项所述的设备，其中，所述设备构造为用于在空间上安装在至少一个制动促动器(BA)和/或至少一个转向促动器(SA)附近。
12.根据权利要求6至11中任一项所述的设备，其中，所述设备构造为用于在空间上安装在车辆的至少一个转向促动器(SA)和/或前轴或者后轴(VA，HA)附近。
13.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述载体元件(1，2)包括壳体，其中，所述第一控制装置和/或第二控制装置(ECU1，ECU2)和/或所述第一储能器设备和/或第二储能器设备(ES1，ES2)安装在所述壳体中或者所述壳体上。
14.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述第一储能器设备和/或第二储能器设备(ES1，ES2)给所涉及的第一促动器部件和/或第二促动器部件(BA，SA)供给电能和/或气动能量和/或液压能量。
15.一种用于对车辆中的、尤其是商用车中的部件进行控制以及供给能量的方法，其特征在于，所述方法使用根据权利要求1-14中任一项所述的设备。
16.一种车辆、尤其是商用车，其特征在于，所述车辆使用根据权利要求1-14中任一项所述的设备和/或根据权利要求15所述的方法。
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