CN103608225B - 车辆制动系统 - Google Patents

Abstract

车辆制动系统（110）包括制动促动器（112）、制动控制阀组件（114）和紧急作用阀（122），紧急作用阀（122）具有借助于另外的控制线连接到供给线（116）的控制端口（122d）。根据本发明，制动系统（110）还具有在另外的控制线中的可电力操作的制动作用阀（134），用于进行循环保护和/或稳定性控制，该制动作用阀（134）能够在允许流体沿着另外的控制线流动的第一位置和实质上阻止沿着另外的控制线流动的第二位置之间移动，并且紧急作用阀（122）的控制端口（122d）与低压区连接。

Description

车辆制动系统

技术领域

本发明涉及一种制动系统，特别地，但不限于是一种用于包括拖拉机和拖车的公路车辆的制动系统。

背景技术

大型工业用拖车典型地装有两种类型的制动促动器：一种是伺服促动器，其中，在该伺服促动器中活塞或隔板上的气压推动杆，该杆将机械转动力作用至制动器的输入轴；一种是伺服/弹簧促动器，该伺服/弹簧促动器除了伺服促动器之外还包括弹簧促动器，该弹簧促动器包括作用在推杆上的内螺旋弹簧，当第二腔室受压时该内螺旋弹簧能够受到压缩。所以能够通过正常地增大供给到伺服促动器的压力，和/或通过减小供给到弹簧促动器的压力而应用该制动器。普通构造，例如，是具有三个轮轴的半拖车，其前面具有伺服促动器，而其中间和后面具有伺服/弹簧促动器。然而，其它组合也是可能的。

在正常行车条件下弹簧促动器受到压缩空气供给线（或拖车储存器）的压力从而使其不接近。通过伺服促动器实现响应司机对制动需求的阶段制动（graduated braking）。本发明涉及一种用于启动拖车或半拖车的伺服制动器的系统。

图1a和1b显示包括伺服促动器12的现有技术的拖车伺服制动器系统10的示意图，该伺服促动器12与制动控制阀组件的输送端口14a相连接，在本发明的实施例中该制动控制阀组件是防抱死制动系统（ABS）调制阀组件14。除输送端口14a之外，调制阀组件14具有排出端口14c和控制端口14d，该排出端口14c与低压区（典型地，大气）连接。

控制端口14d与导阀（pilot）控制的紧急作用阀22的出口22a连接。除出口22a之外，紧急作用阀22具有第一入口22b，第二入口22c，和控制端口22d，第一入口22b与控制线24连接，第二入口22c和控制端口22d与供给线16连接。紧急作用阀22是二位阀，其在第一位置（图1a所示）和第二位置（图1b所示）之间可移动，在第一位置上第一入口22b与出口22a连接而第二入口22c被闭合，在第二位置上第一入口22b被闭合而第二入口22c与出口22a连接。紧急作用阀22具有弹性偏置部件（弹簧），该弹性偏置部件推动紧急作用阀至第二位置，并且当控制端口22d的流体压力足以克服弹簧的偏置力时将紧急作用阀22移动到第一位置。

在使用中供给线16被连接到加压流体（典型地，压缩空气）源。当拖车被牵引车（拖拉机）拖动时，加压流体源特别地被设置在拖拉机上，因此供给线16延伸到气动或液动供给连接器18，在使用中该气动或液动供给连接器18经由拖拉机上的对应的连接器与加压流体源连接。单向的（或单程的）阀20被设置在供给线16中，单向阀20允许流体沿着供给线16流动至紧急作用阀，同时基本上阻止加压流体在相反方向上从紧急作用阀流动至供给连接器18。

紧急作用阀22的控制端口22d与在单向阀20上游的供给线16连接，从而单向阀20位于紧急作用阀22和至控制端口22d的连接之间的供给线中。

控制线24与加压流体制动需求信号源连接。当拖车被牵引车（拖拉机）拖动时，加压流体制动需求信号典型地来自拖拉机并且通过司机操作设置在拖拉机上的脚踏板而产生。同样地，控制线24延伸到气动或液动控制连接器26，在使用中该气动或液动控制连接器26经由拖拉机上的对应的连接器与加压流体制动需求信号源连接。典型地，压力传感器28被设置成测量在控制线24中的流体压力。

调制阀组件14是可操作的从而在建立位置（build position）、保持位置（holdposition）和排出位置（exhaust position）之间移动，其中，在建立位置上输送端口14a与加压流体源连接同时排出端口14c被闭合，在保持位置上输送端口14a和排出端口14c被闭合，在排出位置上输送端口14a与排出端口14c连接。调制阀组件14可以被构造成，当阀是建立构造（build configuration）时，控制端口14d与输送端口14a连接。在这种情况下，控制压力提供被传输到制动促动器12a的加压流体源。然而，典型地，调制阀组件14是继动阀，在该继动阀中控制端口14d与控制室连接，当调制阀组件14在建立位置时，输送端口14a与单独的加压流体源（例如储存器30）连接。

调制阀组件也具有可电力操作的排放阀（dump valve）和保持阀（hold valve）。调制阀组件14被构造成，当没有向排放阀或者保持阀供给电流时，在控制端口14d的加压流体的供给导致调制阀组件移动到建立位置直到在输送端口14a的压力与控制端口14d的压力平衡，在此点上调制阀组件14移动到保持位置。因而，按照正常伺服制动所需，通过控制端口14d上的压力判定供给到制动促动器12a的压力。

典型地，调制阀组件14被构造成：当电流供给到保持阀而不是排放阀时，调制阀组件14移动到保持位置，并且当电流供给到排放阀和保持阀时，调制阀组件移动到排出位置。调制阀组件14能够同样地被构造成，当电流供给到排放阀而不是保持阀时，调制阀组件14采用排出位置。

本领域技术人员知晓这类调制阀组件的各种构造用于ABS制动系统中。

可以理解，当调制阀组件14在建立位置时，并且当在控制端口14d存在流体压力时，该加压流体（或，调制阀组件是继动阀，来自另外的加压流体源的流体）被传输到伺服促动器12，或更确切地说是在伺服促动器12中的工作室，并且伺服促动器12被构造成通过启动制动器以将制动力施加到拖车来响应这个。同样地，当调制阀组件14处于排出位置时，加压流体从伺服促动器12，或更确切地说是在伺服促动器12中的工作室排出，并且伺服促动器12被构造成通过释放制动力来响应这个。当调制阀组件14在保持位置时，在伺服促动器12中的流体压力被保持，因此通过促动器12施加的任一制动力被保持在大致恒定水平。

最后，制动系统10具有加压流体储存器30，该储存器30与在单向阀20下游的供给线16连接。

在正常使用期间，制动系统10采用图1a所示的构造。在供给线16中的流体压力导致紧急作用阀22克服弹簧的偏置力移动进入其第一位置。因而，由于司机对制动的需求所产生的任一流体压力制动需求信号通过紧急作用阀22流动并且到达调制阀组件14的控制入口14d。因而加压流体被供给到促动器12，其导致促动器移动到制动作用位置。因而制动力被施加于车辆。

制动系统10也具有电子制动控制单元（ECU）32，该电子制动控制单元控制在调制阀组件14中至少一个可电力操作阀的操作。至少一个车轮转速传感器（未显示）被设置从而监控拖车车轮的速度，并且传统的防抱死制动器算法被采用来检测车轮抱死。如果检测车轮抱死时，制动电子控制装置32控制在调制阀组件14中的可电力操作阀，根据标准ABS控制规程移动到保持位置或者排出位置。

然而，如果，供给连接器18从与加压流体供给的连接断开时，在单向阀20上游的供给线16的部分被排出到大气中。在紧急作用阀22的控制端口22d的流体压力的损失导致紧急作用阀22在其弹簧作用下移动到其如图1b所示的第二位置。因此，调制阀组件14的控制端口14d与拖车加压流体储存器30连接。所以加压流体流动到制动促动器12从而向拖车施加制动力。换句话说，如果拖车与其正常加压流体的供给断开，该制动系统10自动地应用伺服制动器。制动ECU32运转从而如果在紧急制动期间车轮滑动时提供传统的ABS控制。

已知还提供一种具有稳定性控制系统的拖车车辆，该稳定性控制系统（例如，利用车轮转速或横向加速度传感器）检测是否包括车辆的稳定性，例如是否车辆拐得太快而可能翻倒，并且如果是这样则启动稳定性控制介入（stability control intervention）。稳定性控制介入能够从发动机自动减小驱动力矩，或自动应用车辆制动器。后一类型的稳定性控制系统典型地被应用于装备有电子制动器系统（EBS）的拖车，并且这样的系统已经提供用于电力/电子启动制动器的方法。

发明内容

根据本发明的第一方面，我们提供一种车辆制动系统，包括：制动促动器，该制动促动器可操作以采用制动作用位置和制动释放位置，在制动作用位置，促动器可以将制动力作用到车轮，在制动释放位置，促动器可以释放作用到车轮的任何制动力，将加压流体供给到促动器会导致制动促动器移动到制动作用位置，而将加压流体从促动器的释放会导致制动促动器移动到制动释放位置；制动控制阀组件，该制动控制阀组件具有输送端口，该输送端口与促动器连接，借助于该输送端口加压流体可以被供给到促动器；供给线，该供给线与加压流体源连接；和制动控制线，该制动控制线被采用，用于在使用中与流体压力制动需求信号源连接；该系统进一步包括紧急作用阀，该紧急作用阀具有控制端口，该控制端口借助于另外的控制线与供给线连接，并且该紧急作用阀能够响应在控制端口的流体压力而在制动控制线与制动控制阀组件的控制端口连接的第一位置和供给线与制动控制阀组件的控制端口连接的第二位置之间移动，其中，制动系统还设置有在另外的控制线中的可电力操作的制动作用阀，该制动作用阀能够在允许流体沿着另外的控制线流动的第一位置和实质上阻止流体沿着另外的控制线流动的第二位置之间移动，并且紧急作用阀的控制端口与低压区连接。

车辆可以是公路车辆的拖车。

在本发明的一个实施例中，制动作用阀设置有可电力操作的阀促动器，当足够的电能被供给到阀促动器时，该阀促动器将阀从第一位置移动到第二位置。在这种情况下，制动作用阀可以设置有弹性偏置元件，当没有电能供给到阀促动器时，该弹性偏置元件将阀从第二位置移动到第一位置。

在本发明的一个实施例中，紧急作用阀设置有弹性偏置元件，当紧急作用阀的控制端口处的流体压力低于预定水平时，该弹性偏置元件将阀移动到其第二位置。在这种情况下，紧急作用阀可以被构造成，当在紧急作用阀的控制端口处的流体压力超过预定水平时，该紧急作用阀移动到其第一位置。

在本发明的一个实施例中，该系统进一步包括与供给线连接的加压流体储存器。

单向阀可以设置在紧急作用阀和供给线与另外的控制线之间的连接处之间的供给线中，单向阀允许流体沿着供给线流向紧急作用阀，并且实质上阻止流体沿着供给线在相反方向上流动。在这种情况下，加压流体储存器与在单向阀和紧急作用阀之间的供给线连接。

制动控制阀组件可以是ABS调制阀组件。

在本发明的一个实施例中，制动控制阀组件进一步包括排出端口，该排出端口连接到低压区并且可被电力操作地在建立位置、保持位置和排出位置之间移动，其中，在建立位置，其输送端口与加压流体源连接并且其排出端口被闭合；在保持位置，流体通过输送端口和排出端口的流动实质上被阻止；在排出位置，输送端口与排出端口连接。在这种情况下，优选地，需要将电能优选地供给到制动控制阀组件从而该制动控制阀组件移动到排出位置或保持位置。而且，该系统可以进一步包括电子制动控制器，该电子制动控制器控制将电能供给到制动控制阀组件。在这种情况下，优选地，该电子制动控制器还控制将电能供给到制动作用阀。

根据本发明的第二方面，提供一种车辆稳定性控制系统，其包括根据本发明的第一方面的制动系统和传感器，该传感器用于判定车辆的稳定性是否被破坏（compromised）。

根据本发明的第三方面，我们提供一种操作根据本发明的第二方面的车辆稳定性控制系统的方法，其中，如果判定车辆的稳定性被破坏，则足够的电能被供给到制动作用阀，从而制动作用阀移动到其第二位置，并且伺服制动促动器工作以将制动力作用到车辆。

附图说明

现在将根据附图举例来描述本发明的实施例。

图1a和1b显示包括伺服促动器12的现有技术的拖车伺服制动器系统10的示意图；

图2a显示依照本发明的拖车制动系统在正常制动构造中的示意图；

图2b显示依照本发明的拖车制动系统在紧急制动构造中的示意图；和

图2c显示依照本发明的拖车制动系统在电子制动构造中的示意图。

具体实施方式

现在参考图2a、2b、2c，拖车制动器系统110具有伺服制动促动器112，调制阀组件114，供给线116，供给连接器118，单向阀120，紧急作用阀122，控制线124，控制连接器126，压力传感器128，拖车加压流体储存器130，和制动ECU132，全部配置地如上关于图1a和1b所示的现有技术的系统10所述。现有技术系统10和图2a、2b、2c所示的系统110之间的差别是，可电力操作的制动作用阀134被设置在紧急作用阀122的控制端口122d和供给线116之间的线上。该阀134具有与供给线116连接的入口134a，与紧急作用阀122的控制端口122d连接的出口134b，和排出端口134c，该排出端口134通向低压区，典型通向大气。制动作用阀134能够在第一位置（图2a和2b所示)和第二位置（图2c所示)之间移动，在第一位置上入口134a与出口134b连接，在第二位置上入口134a被闭合并且出口134b与排出端口134c连接。制动作用阀134还设置有弹性偏置元件（弹簧），该弹性偏置元件推动阀134进入第一位置；和可电力操作的促动器（例如螺线管或压电元件），当供给电能时，该促动器导致阀克服弹簧的偏置力而移动进入第二位置。有利地，制动作用阀134a被电连接到制动ECU132，从而制动ECU132控制电能供给到制动作用阀116的电力促动器。

在正常使用期间，没有电能被供给到制动作用阀134，并且制动系统110以与图1a所述的现有技术的制动系统10同样的方式被操作。图2a中有说明。同样地，如果供给线116失去其与加压流体的供给的连接，则制动系统110以与图1b所述的现有技术的制动系统10同样的方式被操作。图2b中有说明。

然而，当供给线116与加压流体的供给连接并且当司机没有制动需要时，例如，如果稳定性控制系统已经判定车辆的稳定性被破坏并且需要车辆的制动以提高车辆的稳定性，可以操作根据本发明的制动系统110以将制动力作用到拖车。为了实现这个，电能被供给到制动作用阀134。这导致制动作用阀134克服弹簧的偏置力而移动进入其如图2c所示的第二位置。因而紧急作用阀122的控制端口122d通向大气，从而紧急作用阀122在其弹簧的影响下移动到其第二位置。调制阀组件114的控制端口114d因而被连接到拖车储存器130，并且加压流体被供给到制动促动器112，正如在紧急制动状况下该制动促动器112将制动力作用到拖车。同样，如果要求，制动器ECU132可以被操作以在制动事件期间提供传统的防抱死保护。

当不再需要制动时，停止将电能供给到制动作用阀134，并且制动作用阀134和紧急作用阀122在它们的弹簧的影响下移动回到如图2a所示它们的第一位置。ECU132被编程来操作可电力操作的阀或调制阀组件114的阀，从而将调制阀组件114移动到排出位置，因而从制动促动器112排出流体压力。然后释放制动。

因而制动作用阀134的增加意思指，现有技术ABS拖车制动器系统可被用于连接稳定性控制系统而不需要提供完全的电子制动系统（EBS）控制。

当在说明书和权利要求中使用时，术语"线"包括用于加压流体的任何类型的导管，包括穿过外壳、软管、配管或管的通道或孔。也应该理解，在该例子中，调制阀组件114可能与多于一个制动促动器连接。

当在说明书和权利要求中使用时，术语“包括”和“包含”及其变形表示包括特定特征、步骤或整数。这些术语不允许被翻译为除去其它特征、步骤或元件的存在。

在上述说明书或以下权利要求或附图中公开的，用它们具体的构成表示或按照用于实现所公开的功能的方法，或用于实现公开的结果的方法工艺的特征，视情况而定，可以，单独地，或以任一这样的特征的组合，被用于以多种多样的方式实现本发明。

Claims (16)

1.一种能够被车辆牵引的拖车，所述拖车包括车辆制动系统，其特征在于，所述车辆制动系统具有：制动促动器，所述制动促动器可操作以采用制动作用位置和制动释放位置，在所述制动作用位置，所述促动器可以将制动力作用到车轮，在所述制动释放位置，所述促动器可以释放作用于所述车轮的任何制动力，将加压流体供给到所述促动器会导致所述制动促动器移动到所述制动作用位置，而将加压流体从所述促动器释放会导致所述制动促动器移动到所述制动释放位置；制动控制阀组件，所述制动控制阀组件具有输送端口，所述输送端口与所述促动器连接，加压流体借助于所述输送端口供给到所述促动器；供给线，所述供给线与加压流体源连接；和制动控制线，在使用中所述制动控制线与流体压力制动需求信号源连接；所述系统进一步包括紧急作用阀，所述紧急作用阀具有控制端口，所述控制端口借助于另外的控制线与所述供给线连接，并且所述紧急作用阀能够响应在所述控制端口的流体压力而在所述制动控制线与所述制动控制阀组件的控制端口连接的第一位置和所述供给线与所述制动控制阀组件的所述控制端口连接的第二位置之间移动；其中，所述制动系统还设置有在所述另外的控制线中的可电力操作的制动作用阀，所述制动作用阀能够在允许流体沿着所述另外的控制线流动的第一位置和实质上阻止流体沿着所述另外的控制线流动的第二位置之间移动，并且所述紧急作用阀的所述控制端口与低压区连接，并且其中，所述制动控制线连接至控制连接器，所述控制连接器经由牵引所述拖车的车辆上的对应的连接器接收所述流体压力制动需求信号。

2.如权利要求1所述的拖车，其特征在于，所述车辆为拖拉机。

3.如权利要求1或2所述的拖车，其特征在于，所述车辆制动系统的所述制动作用阀设置有可电力操作的阀促动器，当足够的电能供给到所述阀促动器时，所述阀促动器将所述制动作用阀从所述第一位置移动到所述第二位置。

4.如权利要求3所述的拖车，其特征在于，所述车辆制动系统的所述制动作用阀设置有弹性偏置元件，当没有电能供给到所述阀促动器时，所述弹性偏置元件将所述制动作用阀从所述第二位置移动到所述第一位置。

5.如权利要求1所述的拖车，其特征在于，所述车辆制动系统的所述紧急作用阀设置有弹性偏置元件，当所述紧急作用阀的所述控制端口处的流体压力低于预定水平时，所述弹性偏置元件将所述紧急作用阀移动到所述紧急作用阀的第二位置。

6.如权利要求5所述的拖车，其特征在于，所述车辆制动系统的所述紧急作用阀被构造成：当所述紧急作用阀的所述控制端口处的所述流体压力超过预定水平时，所述紧急作用阀移动到所述紧急作用阀的第一位置。

7.如权利要求1所述的拖车，其特征在于，所述车辆制动系统进一步包括加压流体储存器，所述加压流体储存器与所述供给线连接。

8.如权利要求1所述的拖车，其特征在于，单向阀设置在所述紧急作用阀和所述供给线与所述另外的控制线之间的连接处之间的供给线中，所述单向阀允许流体沿着所述供给线流向所述紧急作用阀，并且实质上阻止流体沿着所述供给线在相反方向上流动。

9.如权利要求8所述的拖车，其特征在于，所述车辆制动系统进一步包括加压流体储存器，所述加压流体储存器与所述单向阀和所述紧急作用阀之间的所述供给线连接。

10.如权利要求1所述的拖车，其特征在于，所述制动控制阀组件是ABS调制阀组件。

11.如权利要求10所述的拖车，其特征在于，所述车辆制动系统的所述制动控制阀组件进一步包括排出端口，所述排出端口连接到低压区并且可被电力操作地在建立位置、保持位置和排出位置之间移动，其中：在所述建立位置，其输送端口与加压流体源连接，并且其排出端口被闭合；在所述保持位置，流体通过所述输送端口和所述排出端口的流动实质上被阻止；在所述排出位置，所述输送端口与所述排出端口连接。

12.如权利要求11所述的拖车，其特征在于，需要将电能供给到所述制动控制阀组件，以将所述组件移动到所述排出位置或所述保持位置。

13.如权利要求12所述的拖车，其特征在于，所述车辆制动系统进一步包括电子制动控制器，所述电子制动控制器控制将所述电能供给到所述制动控制阀组件。

14.如权利要求13所述的拖车，其特征在于，所述电子制动控制器还控制将所述电能供给到所述制动作用阀。

15.如权利要求1所述的拖车，其特征在于，进一步包括传感器，所述传感器用于判定所述车辆的稳定性是否被破坏。

16.如权利要求15所述的拖车，其特征在于，如果判定所述车辆的稳定性被破坏，则足够的电能被供给到所述制动作用阀，从而所述制动作用阀移动到其第二位置，并且伺服制动促动器工作以将制动力作用到所述车辆。