CN103770770B - 集成式自动驻车制动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种集成式自动驻车制动装置，包括一种集成式自动驻车制动装置，包括带有车辆状态信息输入口（90）的电控单元（ECU），其特征在于：还包括同时与所述电控单元（ECU）电连接的驻车制动单元（1）、后行车制动单元（2）和前行车制动单元（3）。本发明的集成式自动驻车制动装置，大角度坡道停驻能力强，驻车制动系统压缩空气消耗量小。

Description

集成式自动驻车制动装置

技术领域

本发明属于中重型汽车制动系统技术领域，特别是一种基于行车制动系统和驻车制动系统的集成式自动驻车制动装置。

背景技术

目前，中重型汽车驻车制动装置采用气压驻车制动装置，此种气压制动装置采用“断气刹车”原理，通过使驻车制动器室排气产生驻车制动力。传统的气压制动装置采用手动操纵杆，操作过程比较繁琐，经验不足的驾驶员容易产生溜坡现象。

为解决手动操作存在的问题，中国实用新型专利申请公开说明书“气压可调式电子驻车制动系统”（公开号CN103407439A，公开日2013年11月27日）公开了一种气压可调式电子驻车制动系统，该制动系统包括由气路依次连接的储气罐、气压传感器和驻车制动气室，以及与气压传感器电连接的驻车制动控制器，在所述储气罐与气压传感器之间的气路上还串联有第一电磁阀，在所述驻车制动气室之后以气路连接有第二电磁阀，所述第一电磁阀和第二电磁阀与驻车制动控制器电连接。

该气压式电子驻车装置的问题在于：

1．驻车制动器只能实现车辆空载在20%的坡道上的安全停驻，对于需要进行大角度坡道起步的车辆，无法实现坡道上的停驻和坡道起步辅助控制，难以应付复杂路况的使用。

2．车辆在城市路况下行驶时，红路灯多、频繁驻车会造成车辆储气罐气源压力紧张，驻车制动系统和行车制动系统分开控制不能实现气源压力的高效率利用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种集成式自动驻车制动装置，使车辆大角度坡道停驻能力强，驻车制动系统压缩空气消耗量小。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种集成式自动驻车制动装置，包括带有车辆状态信息输入口的电控单元，还包括同时与所述电控单元电连接的驻车制动单元、后行车制动单元和前行车制动单元。

作为一个实施例，所述驻车制动单元包括由气路依次相连的第一储气罐、第一常闭电磁阀和驻车制动气室，所述第一常闭电磁阀和驻车制动气室之间的气路还与第二常闭电磁阀的进气口以及第二气压传感器相连，所述第一常闭电磁阀、第二常闭电磁阀和第二气压传感器均与电控单元电连接；所述后行车制动单元包括由气路依次相连的第二储气罐、继动阀、第一常开电磁阀和后行车制动气室，还包括脚制动阀，所述脚制动阀的第一进气口与第二储气罐相连，其第一出气口与所述继动阀的控制口相连，在所述第一常开电磁阀与后行车制动气室之间的气路上设有第一气压传感器，所述第一常开电磁阀和第一气压传感器均与电控单元电连接；所述前行车制动单元包括第三储气罐、快放阀和前行车制动气室，所述脚制动阀的第二进气口与第三储气罐相连，其第二出气口与所述快放阀的进气口相连，所述快放阀的出气口与前行车制动气室相连。

本发明与现有技术相比，其显著优点：

1、提高车辆在大角度坡道上停驻的能力：本发明将驻车制动系统与行车制动系统有机组合在一起，利用行车制动辅助驻车制动系统的装置，在驻车制动系统提供的制动力不足时通过对行车制动系统制动气室内气压的保持，保证车辆在陡坡上也能拥有足够的使车辆停驻的制动力。

2、减少驻车制动系统压缩空气的消耗量：车辆短暂停驻时优选使用本发明所述行车制动力代替驻车制动系统使车辆停驻，当满足一定条件后驻车制动系统才介入工作，这样避免了短暂驻车或其他不必要的工况对于驻车制动气室内压缩空气的消耗。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明集成式自动驻车制动装置实施例一的结构示意图。

图2为图1改进后的结构示意图。

图3为本发明集成式自动驻车制动装置实施例二的结构示意图。

图4为图3改进后的结构示意图。

图中：11第一储气罐，12第二储气罐，13第三储气罐，20脚制动阀，30快放阀，41继动阀（或感载比例阀），42差动式继动阀，51、52前行车制动气室，53、54后行车制动气室，61、62驻车制动气室，71第一常开电磁阀，75第二常开电磁阀，76第三常开电磁阀，72第一常闭电磁阀，73第二常闭电磁阀，74两位三通电磁阀，81第一气压传感器、82第二气压传感器，83第三气压传感器，84第四气压传感器。90车辆状态信息输入口。

具体实施方式

本发明集成式自动驻车制动装置，包括带有车辆状态信息输入口90的电控单元ECU，其特征在于：还包括同时与所述电控单元ECU电连接的驻车制动单元1、后行车制动单元2和前行车制动单元3。

如图1所示为本发明集成式自动驻车制动装置的一个实施例，包括带有车辆状态信息输入口90的电控单元ECU，驻车制动单元1、后行车制动单元2和前行车制动单元3具体化为：

驻车制动单元1包括由气路依次相连的第一储气罐11第一常闭电磁阀72和驻车制动气室61、62，所述第一常闭电磁阀72和驻车制动气室61、62之间的气路还与第二常闭电磁阀73的进气口以及第二气压传感器82相连，所述第一常闭电磁阀72、第二常闭电磁阀73和第二气压传感器82均与电控单元ECU电连接；

后行车制动单元2包括由气路依次相连的第二储气罐12、继动阀41、第一常开电磁阀71和后行车制动气室53、54，还包括脚制动阀20，所述脚制动阀20的第一进气口与第二储气罐12相连，其第一出气口与所述继动阀41的控制口相连，在所述第一常开电磁阀71与后行车制动气室53、54之间的气路上设有第一气压传感器81，所述第一常开电磁阀71和第一气压传感器81均与电控单元ECU电连接；

前行车制动单元3包括第三储气罐13、快放阀30和前行车制动气室51、52，所述脚制动阀20的第二进气口与第三储气罐13相连，其第二出气口与所述快放阀30的进气口相连，所述快放阀30的出气口与前行车制动气室51、52相连。

本发明集成式自动驻车制动装置的工作过程如下：

一、车辆正常制动

车辆正常制动时，制动踏板踩下，控制脚制动阀20开启。从第三储气罐13流出的高压气体经脚制动阀20、快放阀30进入前行车制动气室51、52内。从第二储气罐12流出的高压气体经脚制动阀20、继动阀（或感载比例阀）41和第一常开电磁阀71进入后行车制动气室53、54内。前行车制动气室51、52、后行车制动气室53、54内的气压不断升高，推动制动器的活塞，对车轮施加制动。整个制动过程中第一常开电磁阀71不通电，保持导通状态。

二、短期驻车

当驾驶员需要短时间停驻车辆时，会有踩制动和不踩制动使车辆停下两种状况。

当驾驶员踩下制动踏板使车辆车速降为零时，车辆自动进入短期驻车模式，驻车制动装置被激活，当驾驶员踩下制动踏板控制脚制动阀20开启，快放阀30和继动阀（或感载比例阀）41都进入充气状态，第一常开电磁阀71处于导通状态，行车制动气室充气。ECU根据车辆状态信号和传感器信号判断是否需要执行驻车动作。若满足驻车制动条件，ECU发出信号给第一常开电磁阀71通电使之处于关断状态，这时车辆的后轮行车制动系统开始作用，相当于已经进入了驻车状态。驾驶员松开脚制动踏板，前行车制动气缸51、52中的高压气体通过快放阀30排出，继动阀（或感载比例阀）41控制端气压下降，继动阀（或感载比例阀）41也进入排气状态。但是由于第一常开电磁阀71处于关断状态，后行车制动气室53、54内的气压保持不变，车辆维持制动状态。

在短时间内，驾驶员再次启动车辆，则ECU控制第一常开电磁阀71进入导通状态，给后行车制动气室53、54放气，解除制动。

若驾驶员不踩制动，车辆自然减速至停止，且满足驻车条件。则由于行车制动气室未充气，无法借助行车制动来辅助驻车制动。这时驻车制动模块必须介入来施加驻车制动力。

三、长期驻车

若车辆已施加短期驻车但是需要长时间停驻或车辆已熄火时，则需要驻车制动系统的介入。具体实施过程如下：

当车辆停驻超过一定时间或熄火时，驻车制动模块才介入工作。假设此时驻车制动解除，驻车制动气室61、62处于充气状态。ECU控制第二常闭电磁阀73使之导通，驻车制动气室61、62放气，给车辆施加驻车制动。

当驻车制动施加后，ECU可以通过对坡度的判断决定是否解除行车制动。若坡度不大，满足驻车条件。则ECU控制各个电磁阀回到初始状态。这个时候各个电磁阀都没有上电，保证车辆熄火后可以可靠地停驻。若坡度过大，则系统对驾驶员提出警告，因为在大坡度上熄火第一常开电磁阀71会回到导通状态，车辆会失去行车制动力的辅助，可能会导致溜坡。

四、坡道起步控制

本发明是一种可以集成控制行车制动系统和驻车制动系统的装置，所以可以提高车辆在陡坡上的停驻的能力和坡道起步的辅助。具体实施方法如下：

由于本发明中两个模块-驻车制动模块和行车制动模块可以单独对坡道起步进行辅助，所以坡道起步辅助的控制可以分为两种情况。

若系统处在短期驻车制动状态，行车制动系统作用（第一常开电磁阀71处于通电状态），驻车制动系统还未介入（驻车制动气室61、62处于充气状态）。这时候车辆的坡道起步辅助动作主要由第一常开电磁阀71来实施。首先，ECU通过对坡道角度以及车辆输出扭矩的计算得到所需制动力大小，然后通过控制第一常开电磁阀71释放后行车制动气室53、54内的压缩气体来逐渐解除驻车。通过第一气压传感器81的反馈改变对第一两位两通常开电磁阀71通断状态的控制可以实现驻车制动力更精确的控制，从而提高车辆在不同坡度下驻车制动解除时的平顺性。

若系统处在长期驻车制动状态，驻车制动系统作用，行车制动已解除。这时候车辆的坡道起步动作主要由第一常闭电磁阀72来实施。由于驻车制动气室和行车制动气室结构的不同，驻车制动模块是通过控制电磁阀的通断来控制制动气室的充气速率。通过驻车制动气室的充气来缓慢解除驻车制动力。同样，也是通过ECU分析坡道角度、车辆输出扭矩以及第二气压传感器82的信号来调整充气的速率来提高车辆坡道起步的平顺性。

如图2所示，为了提高车辆在陡坡上停驻的能力，在图1所示集成式自动驻车制动装置基础上，在所述快放阀30与前行车制动气室51、52之间的气路上还串联有第三常开电磁阀76，在所述第三常开电磁阀76与前行车制动气室51、52之间的气路上设有第四气压传感器84，所述第三常开电磁阀76和第四气压传感器84均与电控单元ECU电连接。

在施加短期驻车动作、长期驻车动作以及坡道辅助动作时，第三常开电磁阀76的工作状态与第一常开电磁阀71的工作状态相同，这样，相当于充分利用前后轮的行车制动力来辅助驻车制动系统，保证车辆在陡坡上也能拥有足够的使车辆停驻的制动力。

如图3所示，为本发明集成式自动驻车制动装置的另一个实施例，包括带有车辆状态信息输入口90的电控单元ECU，驻车制动单元1、后行车制动单元2和前行车制动单元3具体化为：

驻车制动单元1包括由气路依次相连的第一储气罐11、差动式继动阀42、第二常开电磁阀75和驻车制动气室61、62，所述第二常开电磁阀75和驻车制动气室61、62之间的气路还与第二气压传感器82相连，还包括两位三通电磁阀74，其进气口与所述第一储气罐11相连，其出气口与所述差动式继动阀42的第一控制口相连，所述第二常开电磁阀75、两位三通电磁阀74和第二气压传感器82均与电控单元ECU电连接；

后行车制动单元2包括由气路依次相连的第二储气罐12、继动阀41、第一常开电磁阀71和后行车制动气室53、54，还包括脚制动阀20，所述脚制动阀20的第一进气口与第二储气罐12相连，其第一出气口与所述继动阀41的控制口以及差动式继动阀42的第二控制口相连，在所述第一常开电磁阀71与后行车制动气室53、54之间的气路上设有第一气压传感器81，所述第一常开电磁阀71和第一气压传感器81均与电控单元ECU电连接；

前行车制动单元3包括第三储气罐13、快放阀30和前行车制动气室51、52，所述脚制动阀20的第二进气口与第三储气罐13相连，其第二出气口与所述快放阀30的进气口相连，所述快放阀30的出气口与前行车制动气室51、52相连。

在本实施例中，驻车制动单元1中可以如第一个实施例一样，包括第二常闭电磁阀73，其进气口与所述第二常开电磁阀75和驻车制动气室61、62之间的气路相连，所述第二常闭电磁阀73与电控单元ECU电连接。

但是，第二常闭电磁阀73也可以不需要。

当包括第二常闭电磁阀73时，图3所示的集成式自动驻车制动装置与图1所示的集成式自动驻车制动装置不同的部分就仅在于驻车制动系统的具体构成。相同部分的工作原理不再赘述。

同时，所述第二两位两通常闭电磁阀73和第二两位两通常开电磁阀75可用ABS电磁阀机构代替。

其与第一实施例不同部分的工作原理为：

当车辆解除驻车制动时，ECU控制两位三通电磁阀74上方的线包通电，使差动式继动阀42的控制端与第一储气罐11相连，气压升高。使驻车制动气室61、62与第一储气罐11导通，驻车制动气室61、62内的气压升高，高压气体压缩储能弹簧解除驻车制动。

当车辆实施驻车制动时，ECU控制两位三通电磁阀74下方的线包通电，使差动式继动阀42控制端的压缩气体经两位三通电磁阀74的排气端排出，差动式继动阀42控制端气压下降，使驻车制动气室61、62内的压缩空气经第二两位两通常开电磁阀75、差动式继动阀42排气端排出，储能弹簧回位给车辆施加驻车制动力。若差动式继动阀42与驻车制动气室61、62距离较远会影响排气速度，这样可以利用第二常闭电磁阀73来排气，提高驻车制动气室61、62的排气速率。

另通过第二气压传感器82和第三气压传感器83对管路气压的检测可以得到实时的驻车制动力，这样可以通过对电磁阀充放气速率（即驻车制动力变化速率）的控制使车辆的坡起更加平顺。

如图4所示，为了提高车辆在陡坡上停驻的能力，在图3所示集成式自动驻车制动装置基础上，在所述快放阀30与前行车制动气室51、52之间的气路上还串联有第三常开电磁阀76，在所述第三常开电磁阀76与前行车制动气室51、52）之间的气路上设有第四气压传感器84，所述第三常开电磁阀76和第四气压传感器84均与电控单元ECU电连接。在施加短期驻车动作、长期驻车动作以及坡道辅助动作时，第三常开电磁阀76的工作状态与第一常开电磁阀71的工作状态相同，这样，相当于充分利用前后轮的行车制动力来辅助驻车制动系统，保证车辆在陡坡上也能拥有足够的使车辆停驻的制动力。

同样，在本改进的装置中，驻车制动单元1中可以如第一个实施例一样，包括第二常闭电磁阀73，其进气口与所述第二常开电磁阀75和驻车制动气室61、62之间的气路相连。

Claims (5)

1.一种集成式自动驻车制动装置，包括带有车辆状态信息输入口(90)的电控单元(ECU)，还包括同时与所述电控单元(ECU)电连接的驻车制动单元(1)、后行车制动单元(2)和前行车制动单元(3)，其特征在于：

所述驻车制动单元(1)包括由气路依次相连的第一储气罐(11)、第一常闭电磁阀(72)和驻车制动气室(61、62)，所述第一常闭电磁阀(72)和驻车制动气室(61、62)之间的气路还与第二常闭电磁阀(73)的进气口以及第二气压传感器(82)相连，所述第一常闭电磁阀(72)、第二常闭电磁阀(73)和第二气压传感器(82)均与电控单元(ECU)电连接；

所述后行车制动单元(2)包括由气路依次相连的第二储气罐(12)、继动阀(41)、第一常开电磁阀(71)和后行车制动气室(53、54)，还包括脚制动阀(20)，所述脚制动阀(20)的第一进气口与第二储气罐(12)相连，其第一出气口与所述继动阀(41)的控制口相连，在所述第一常开电磁阀(71)与后行车制动气室(53、54)之间的气路上设有第一气压传感器(81)，所述第一常开电磁阀(71)和第一气压传感器(81)均与电控单元(ECU)电连接；所述前行车制动单元(3)包括第三储气罐(13)、快放阀(30)和前行车制动气室(51、52)，所述脚制动阀(20)的第二进气口与第三储气罐(13)相连，其第二出气口与所述快放阀(30)的进气口相连，所述快放阀(30)的出气口与前行车制动气室(51、52)相连。

2.根据权利要求1所述的集成式自动驻车制动装置，其特征在于：在所述快放阀(30)与前行车制动气室(51、52)之间的气路上还串联有第三常开电磁阀(76)，在所述第三常开电磁阀(76)与前行车制动气室(51、52)之间的气路上设有第四气压传感器(84)，所述第三常开电磁阀(76)和第四气压传感器(84)均与电控单元(ECU)电连接。

3.根据权利要求1所述的集成式自动驻车制动装置，其特征在于：

所述驻车制动单元(1)包括由气路依次相连的第一储气罐(11)、差动式继动阀(42)、第二常开电磁阀(75)和驻车制动气室(61、62)，所述第二常开电磁阀(75)和驻车制动气室(61、62)之间的气路还与第二气压传感器(82)相连，还包括两位三通电磁阀(74)，其进气口与所述第一储气罐(11)相连，其出气口与所述差动式继动阀(42)的第一控制口相连，所述第二常开电磁阀(75)、两位三通电磁阀(74)和第二气压传感器(82)均与电控单元(ECU)电连接；

所述后行车制动单元(2)包括由气路依次相连的第二储气罐(12)、继动阀(41)、第一常开电磁阀(71)和后行车制动气室(53、54)，还包括脚制动阀(20)，所述脚制动阀(20)的第一进气口与第二储气罐(12)相连，其第一出气口与所述继动阀(41)的控制口以及差动式继动阀(42)的第二控制口相连，在所述第一常开电磁阀(71)与后行车制动气室(53、54)之间的气路上设有第一气压传感器(81)，所述第一常开电磁阀(71)和第一气压传感器(81)均与电控单元(ECU)电连接；

所述前行车制动单元(3)包括第三储气罐(13)、快放阀(30)和前行车制动气室(51、52)，所述脚制动阀(20)的第二进气口与第三储气罐(13)相连，其第二出气口与所述快放阀(30)的进气口相连，所述快放阀(30)的出气口与前行车制动气室(51、52)相连。

4.根据权利要求3所述的集成式自动驻车制动装置，其特征在于：在所述快放阀(30)与前行车制动气室(51、52)之间的气路上还串联有第三常开电磁阀(76)，在所述第三常开电磁阀(76)与前行车制动气室(51、52)之间的气路上设有第四气压传感器(84)，所述第三常开电磁阀(76)和第四气压传感器(84)均与电控单元(ECU)电连接。

5.根据权利要求3或4所述的集成式自动驻车制动装置，其特征在于：还包括第二常闭电磁阀(73)，其进气口与所述第二常开电磁阀(75)和驻车制动气室(61、62)之间的气路相连，所述第二常闭电磁阀(73)与电控单元(ECU)电连接。