发明内容
根据本发明,我们提供一种制动控制系统,包括加压流体的第一源、加压流体的第二源、调制器、制动执行器和多个阀,调制器具有供给进口、控制进口、传送端口、和排出口,供给进口可以经由第一流体流动线路被连接到加压流体的任何一个源,第一流体流动线路在第一阀和供给进口之间延伸,控制进口可以经由第二流体流动线路和第二阀被连接到加压流体的任何一个源,传送端口被连接到执行器的进口,排出口通向低压区域,调制器是可操作的,以便在建立位置和排出位置之间移动,在建立位置中,允许流体从供给进口流动到传送端口,同时基本上阻止流体流过排出口,在排出位置中,允许流体在传送端口和排出口之间流动,同时基本上阻止流体流过供给进口,其中,将加压流体的第二源连接到第一阀的流体流动线路的一部分还提供在加压流体的第二源和第二阀之间的连接的比例。
借助于这个配置,仅仅需要两个流体流动线路被设置在加压流体的源与阀、调制器和执行器的组件之间。
较佳地,第一阀在第一结构和第二结构之间是可移动的,在第一结构中,加压流体的第一源被连接到第一流体流动线路,在第二结构中,加压流体的第二源被连接到第一流体流动线路。
进一步较佳地,第二阀在第一结构和第二结构之间是可移动的,在第一结构中,加压流体的第一源被连接到第二流体流动线路,在第二结构中,加压流体的第二源被连接到第二流体流动线路。
加压流体的第一源可以包括第一加压流体储存器,同时加压流体的第二源包括第二加压流体储存器和压力修正装置,压力修正装置可被操作为改变从第二加压流体储存器流到第一阀和第二阀的流体的压力。压力修正装置较佳地包括制动器踏板,制动器踏板的操作导致从第二加压流体储存器流到第一阀和第二阀的流体的压力的变化。因此,压力修正装置可以提供流体压力信号,流体压力信号指示驾驶员用于制动的指令。
较佳地,第一阀包括第一进口端口、第二进口端口、出口端口和阀构件,阀构件在第一位置和第二位置之间是可移动的,在第一位置中,允许流体在第一进口端口和出口端口之间流动,并且基本上阻止流体流过第二进口端口,在第二位置中,允许流体在第二进口端口和出口端口之间流动,并且基本上阻止流体流过第一进口端口。在这种情况下,较佳地,阀被构造成,如果第一进口端口处的流体压力超出第二进口端口处的流体压力,则阀构件移动到第一位置,以及如果第二进口端口处的流体压力超出第一进口端口处的流体压力,则阀构件移动到第二位置。
第一阀的出口端口可以被连接到调制器的供给进口。第一阀的第一进口端口被较佳地连接到加压流体的第一供给,同时第二进口端口被较佳地连接到加压流体的第二供给。
较佳地,第二阀包括第一进口端口、第二进口端口、出口端口和阀构件,阀构件在第一位置和第二位置之间是可移动的,在第一位置中,允许流体在第一进口端口和出口端口之间流动,并且基本上阻止流体流过第二进口端口,在第二位置中,允许流体在第二进口端口和出口端口之间流动,并且基本上阻止流动经过第一进口端口。在这种情况下,第二阀较佳地还包括弹性偏置装置和电装置,弹性偏置装置将阀构件推动到第一位置中,电装置用于抵抗弹性偏置装置的偏置力将阀构件从第一位置移动到第二位置。
较佳地,第二阀的第一进口端口被连接到加压流体的第二源,同时第二进口端口被连接到加压流体的第一源。较佳地,第二阀的出口端口经由第三阀被连接到调制器的控制进口。在这种情况下,较佳地,第三阀包括阀构件,阀构件在第一位置和第二位置之间是可移动的,在第一位置中,允许流体在第二阀的出口端口和调制器的控制进口之间流动,在第二位置中,基本上阻止这种流体流动。第三阀可以进一步设置有弹性偏置装置和电装置,弹性偏置装置将阀构件推动到第一位置,电装置用于抵抗弹簧的偏置力将阀构件从第一位置移动到第二位置。
第四阀可以被设置在调制器的控制进口和低压流体的区域之间。在这种情况下,较佳地,第四阀包括阀构件,阀构件在第一位置和第二位置之间是可移动的,在第一位置中,基本上阻止流体在调制器的控制进口和低压流体的区域之间流动,在第二位置中,允许这种流体流动。第四阀可以进一步设置有弹性偏置装置和电装置,弹性偏置装置将阀构件推动到第一位置,电装置用于抵抗弹簧的偏置力将阀构件从第一位置移动到第二位置。
较佳地,执行器包括制动器执行构件,通过将加压流体供给到制动器执行构件的进口,制动器执行构件是被可操作为在延伸位置和缩回位置之间移动。在这种情况下,较佳地,执行器被配置成,加压流体向执行器的进口的供给使得制动器执行构件从缩回位置移动到延伸位置。
较佳地,调制器被配置成,加压流体向控制进口的供给使得调制器移动到建立位置,并且加压流体从控制进口的释放使得调制器移动到排出位置。较佳地,在阻止流体经过控制进口时,调制器还被配置成移动到保持位置,在保持位置中,基本上阻止流体流过供给进口、传送端口和排出口。
具体实施方式
现在参考图1,显示有具有进口11的制动执行器10,向进口11供给加压液体使得制动器执行构件20从制动器释放位置移动到制动器应用位置,在制动器应用位置中,通常与进口11处的流体的压力成正比的制动力被施加到车辆制动器,执行器10被连接到车辆制动器。以这种方法操作的制动执行器的各种结构在本领域中是众所周知的。
还显示有调制器70,调制器70具有供给进口72、传送端口74、排出口76和控制端口78。调制器70包括活塞或者隔板的配置,通过加压流体经过控制端口78的流动来控制活塞或者隔板的移动。活塞或者隔板可以被控制成,调制器采用三个工作状态中的一个,三个工作状态是建立结构、排出结构、以及保持或重叠结构,在建立结构中,供给进口72被连接到传送端口74并且流体经过排出端口76的流动基本上被阻止,在排出结构中,传送端口74被连接到排出端口76并且流体经过供给进口72的流动基本上被阻止,在保持或重叠结构中,流体经过所有三个供给进口72、传送端口74和排出口76的流动基本上被阻止。用于实现这种情况的各种可能的配置是众所周知的,因此这里不具体描述了。在我们的共同审理中的英国专利申请GB0902989.3或申请GB2407131中描述了实例。
排出口76经由隔水阀77通向低压区域,在这个实例中,通向大气,隔水阀77包括阀构件77a,阀构件77a被偏置到闭合位置,在闭合位置中,流体经由排出口76从可以包括水和/或盐的大气到调制器中的流动基本上被阻止,但是当排出口处的流体压力建立到最小程度时,阀构件77a移动以打开排出口76,从而允许流体从调制器70中被排出。隔水阀77可以是如我们的共同审查中的英国专利申请GB0902990.1中描述的。
调制器70的传送端口74被连接到执行器10的进口11,同时供给进口72经由供给线路80被连接到加压流体的供给。加压流体的供给包括第一加压流体储存器82a、第二加压流体储存器82b和双止回阀84。双止回阀84具有被连接到第一压缩空气储存器的第一进口端口84a,和被连接到供给线路80的出口端口84b。第二加压流体储存器82b被连接到制动器踏板活门组件86,制动器踏板活门组件86包括制动器踏板88、电制动指令信号产生器90和流体压力制动指令信号产生器92,流体压力制动指令信号产生器92被供给有来自第二储存器82b的加压流体。典型地,使用的加压流体是压缩空气。
电制动指令信号产生器90被配置成,当其中使系统适配的车辆的驾驶员操作制动器踏板时,使得电制动指令信号产生,电制动指令信号通常与制动器踏板的偏转度成正比,从而指示驾驶员所需的制动的程度。这个信号被传输到制动电子控制单元(未显示)。
同样地,气动制动指令信号产生器92被配置成,当其中使系统适配的车辆的驾驶员操作制动器踏板88时,使得流体压力制动指令信号产生(使用来自第二储存器82b的流体),流体压力制动指令信号的压力通常与制动器踏板的偏转度成正比,从而指示驾驶员所需的制动的程度。这个信号经由流体流动线路被传输到双止回阀84的第二进口端口84c,并且同样被传输到以下称为冗余阀94的三端口二位阀的第一进口端口94a。
双止回阀84被设置有阀构件,如果第一进口端口84a处的压力超出第二进口端口84c处的压力,则阀构件移动到第一位置以关闭第二进口端口84c,并且将第一进口端口84a连接到出口端口84b,以及如果第二进口端口84c处的压力超出第一进口端口84a处的压力,则阀构件移动到第二位置以关闭第一进口端口84a,并且连接第二进口端口84c和出口端口84b。
在这个实例中,冗余阀94是电磁操作阀,除了第一进口端口94a之外,冗余阀94还具有被连接到第一加压流体储存器82a的第二进口端口94b、出口端口94c和阀构件,使用诸如螺旋弹簧的弹性偏置手段,使阀构件偏置到第一位置中,在第一位置中,第一进口端口94a与出口端口94c连通并且第二进口端口94b被关闭。在这个实例中,设置螺线管,流过螺线管的电流使得阀构件从第一位置移动到第二位置,在第二位置中,第一进口端口94a被关闭并且第二进口端口94b与出口端口94c连通。同样,在这个实例中,冗余阀94的第二进口端口94b经由直线被连接到第一储存器82a。但是,应该理解,第二进口端口94b同样可以经由双止回阀84的出口端口84b被连接到第一储存器82a。
冗余阀94的出口端口94c被连接到以下称为建立阀(build valve)96的双端口二位阀的进口端口96a。在这个实例中,建立阀96是电磁操作阀,除了进口端口96a之外,建立阀96还具有出口端口96b和阀构件,使用诸如螺旋弹簧的弹性偏置手段使阀构件偏置到第一位置中,在第一位置中,允许流体从进口端口96a流动到出口端口96b。在这个实例中,设置螺线管,流过螺线管的电流使得阀构件从第一位置移动到第二位置,在第二位置中,基本上阻止流体从进口端口96a流动到出口端口96b。
建立阀96的出口端口96b被连接到调制器70的控制端口78,以及被连接到以下称为排出阀98的第二双端口二位阀的进口端口98a。在这个实例中,排出阀98是电磁操作阀,除了进口端口98a之外,排出阀98还具有出口端口98b和阀构件,使用诸如螺旋弹簧的弹性偏置手段使阀构件偏置到第一位置中,在第一位置中,基本上阻止流体从进口端口98a流动到出口端口98b。在这个实例中,设置螺线管,流过螺线管的电流使得阀构件从第一位置移动到第二位置,在第二位置中,允许流体从进口端口98a流动到出口端口96b。排出阀98的出口端口98b可以被简单地通向大气,但是在这个实例,排出阀98的出口端口98b被连接到调制器70的排出端口76,因此经由隔水阀77通向大气,隔水阀77起到阻止大气流体进入到除了调制器70之外的排出阀98中的作用。
有利地,为了实现紧凑的制动系统,ECU和冗余阀94、建立阀96、以及排出阀98被定位在调制器外壳中。
系统如下被操作。在车辆的正常驱动期间,当没有用于制动的指令时,系统采用图1中图示的结构。因为没有气动制动控制信号,所以双止回阀84的阀构件通过第一储存器82a中的流体的压力被推动到第一位置,由此,供给线路80被连接到第一储存器82a。因此,处于储存器压力的加压流体被供给到调制器72的进口。
因为没有电力被供给到冗余阀94、建立阀96或排出阀98,所以在每一种情况下,阀构件移动到它的静止位置,即,阀构件通过弹性偏置手段被偏置的位置。同样地,当加压流体被供给到冗余阀94的第二进口端口94b时,第二进口端口94b被关闭,并且第一进口94a被连接到出口端口94c,出口端口94c经由建立阀96被依次连接到调制器70的控制进口78。但是,因为没有流体压力制动指令信号,所以没有加压流体被供给到调制器70的控制进口78。这使得调制器70采用排出结构,其中,传送端口74被连接到排出端口76,并因此通向大气。结果,制动器执行构件20处于制动器释放位置。
当需要常用制动时,制动器踏板88被执行,这使得电制动指令信号产生器90产生电制动指令信号并且将该信号传输到制动ECU(未显示)。制动ECU被连接到冗余阀94、建立阀96、排出阀98和锁定控制阀100的螺线管,并且电流被施加到冗余阀94的螺线管,冗余阀94使得阀构件移到第二位置,在第二位置中,第一进口94b被连接到出口端口94c。因此,来自第一储存器82a的加压流体经由建立阀96被供给到调制器70的控制进口78。这使得调制器70采用建立结构,其中,供给进口72被连接到传送端口74,同时排出口76被关闭。因此,加压流体被供给到制动执行器10的进口11,制动执行器10使得制动器执行构件20移动到制动器应用位置,并且使车辆制动器执行。
设置压力传感器以监控执行器10中的压力,并且压力传感器将电压力信号传输到ECU。当ECU确定执行器10中的压力处于由制动指令信号指令的程度时,电信号被传输到建立阀96的螺线管,以使建立阀96的阀构件移动到第二位置,并且关闭进口端口96a。然后,调制器70移动到保持结构,在保持结构中,传送端口74被有效地关闭,因此执行器10中压力和制动力被维持在希望的程度。
当不再给出用于制动压力的驾驶员指令,并且制动指令信号下降到零时,ECU将电流发送到排出阀98,以使调制器70的控制进口78通向大气,直到控制进口78处的压力降低到大气压力,并且调制器70移动到排出位置。此时,调制器70的传送端口74变成被连接到排出端口76,并且供给到执行器10的流体压力也下降到大气压力。因此,制动器执行构件20移动回到制动器释放位置,并且去除制动力。
这就是如何正常操作常用制动的,但是,希望设置备用系统,如果发生完全的电力故障和/或由于断裂线等等的第一储存器82a中的意外的压力损失,则备用系统启动常用制动。如先前提及的,制动器踏板88的执行使得流体压力制动信号指令信号被传输到双止回阀84以及冗余阀94的第一进口端口94a。
如果发生电力故障,冗余阀94、建立阀96和排出阀98处于它们的静止位置,并且,同样地,冗余阀94的第一进口端口94a经由建立阀96被连接到调制器70的控制进口78,并且排出阀98被关闭。同样地,来自第二储存器82b的流体压力制动指令信号使得调制器70移动到建立结构,并允许来自第一储存器82a的流体从调制器70的供给进口72通到制动执行器10以操作制动器。
如果发生第一储存器82a中的压力损失,双止回阀84的阀构件将自动地移动以允许流体压力制动指令信号通到供给线路80,同时关闭供给线路80和第一储存器82a之间的连接。因此,流体压力制动指令信号将经由供给线路通到调制器70的供给进口72,并且还经由冗余阀94和建立阀96通到调制器70的控制进口78。
流体压力制动指令信号在调制器70的控制进口78处的压力使得调制器70采用建立位置,因此供给进口72处的流体压力制动指令信号经由传送出口74通到执行器进口11,并因此如前所述的执行车辆制动器。因此,用于制动器执行的加压流体的供给通过第二储存器82b被供给。不管是否有电力供给到系统,这个都应用,因此在对于制动系统有电力全损,同时在第一储存器82a中的压力损失的情况下,可以实现制动。
还应该注意,借助于这个配置,可以仅仅利用将储存器连接到阀84、94、96和98、调制器70和执行器10的组件的两个流体流动线路,来实现这个备用措施。与安装在车辆底盘上的比较中心的位置相反,当这些部件安装在车轮上时,由于使延伸到各个车轮的流体流动线路的数目最小化,因此在空间和成本节约方面是有利的,这是尤其重要的。
还可以在具有另外的停车制动器控制的制动执行器的控制下使用这个配置。在这种情况下,除了用于提供常用制动的手段之外,执行器10还可以包括用于停车的弹簧制动器。具体地,这种执行器包括弹簧,该弹簧起到将制动器执行构件移动到制动器应用位置的作用,并且被配置成加压流体向弹簧制动器进口15的供给使制动器执行构件20抵抗弹簧的偏置力而移动到制动器释放位置。这种执行器是众所周知的,并且例如在专利申请号GB2415010中描述了实例。图2显示了用于与弹簧制动执行器一起使用的根据本发明的控制系统的示意图。在这种情况下,设置另外的弹簧制动器排出阀102,并且在这个实例中,另外的弹簧制动器排出阀102具有被连接到第一储存器82a的进口端口、被连接到设置在制动执行器10中的弹簧制动器进口端口17的出口端口、以及被连接到调制器70的排出端口76的排出端口。为了释放弹簧制动器,弹簧制动器阀102被操作,以便将第一加压流体储存器82a连接到执行器10的弹簧制动器进口17,以及为了应用弹簧制动器,弹簧制动器阀102被操作,以便将执行器10的弹簧制动器进口端口17连接到排出端口76。
同样地,可以借助于锁定执行器的使用来提供停车制动器控制,在锁定执行器中,提供用于在制动器应用位置中锁定制动器执行构件20的机械手段。这种锁定手段可以被流体压力操作,并且在图3中图示了适用于与流体压力操作的锁定装置执行器一起使用的根据本发明的控制系统。
其包括另外的流体流动线路以及以下称为锁定控制阀100的另外的三端口二位阀,另外的流体流动线路从双止回阀84和调制器70的供给进口72之间的供给线路延伸。锁定控制阀100具有被连接到供给线路80的进口端口100a、被连接到制动执行器10的锁定控制进口17的传送端口100b、和排出端口100c。排出端口100c可以直接通向大气,或者任何其他低压区域,但是,如同排出阀98一样,在这个实例,其被连接到调制器70的排出端口76,因此其经由隔水阀77通向大气,隔水阀77起到防止大气流体进入到锁定控制阀100中的作用。锁定控制阀100还包括阀构件,阀构件在第一位置和第二位置之间可移动,在第一位置中,允许流体从进口端口100a流动到出口端口100b,同时关闭排出端口100c,在第二位置中,允许流体在出口端口100b和排出端口100c之间流动,同时关闭进口端口100a。这个阀100设置有螺线管,但是,在这个实例中,阀100不包括弹性偏压手段,并且只有当电流流过螺线管时,阀构件在第一位置和第二位置之间移动。这种阀通常被称为双稳定的电磁阀。
当然,可以使用其他结构的双稳定的电磁阀。例如,阀100可以包括将阀构件保持在第一位置或第二位置中的一个位置中的磁体、将阀构件保持在第一位置或第二位置中的另一个位置中的弹簧、以及螺线管,流过一个路径的电流使得阀构件抵抗弹簧的偏置力移动,流过另一个路径的电流使得阀构件离开磁体。如果使用这种阀,则将较佳地被定向成,弹簧将阀构件保持在第一位置中,而磁体将阀构件保持在第二位置中。同样地,用于将阀构件锁住在两个位置中的每个位置中的纯机械机构可以被采用,设置的电流到阀的通道使得阀构件从其被锁住的位置移动到另一个位置。
因此,可以操作锁定控制阀100以控制将加压流体供给到锁定机构。为了应用停车制动器,如上关于本发明的第一实施例所述地操作冗余阀94、建立阀96和排出阀98以应用制动器,然后启动锁定装置以便将制动器执行构件20锁定在制动器应用位置。如果锁定机构被配置成需要供给加压流体来应用锁定装置,则通过将锁定控制阀100的阀构件移动到第一位置来实现,或者如果锁定机构被配置成需要加压流体从机构中排出来应用锁定装置,则通过将阀构件移动到第二位置来实现。在我们的共同审查中的英国专利申请GB0905634.2、GB0905637.5和GB0905635.9中详细描述了后者类型的锁定执行器的实例。
当在本说明书和权利要求书中被使用时,术语“包括”和“包含”以及其变形意味着包括指定的特征、步骤或者整体。该术语不被解释为排除其他特征、步骤或元件的存在。
视情况而定,在上述说明书、或者以下的权利要求书、或者附图中揭示的,用它们的特定形式、或者按照用于执行揭示的功能的手段、或者用于实现揭示的结果的方法或处理表示的特征,可以单独地或者以这种特征的任何组合的方式被利用,用于实现不同的形式的本发明。