CN108162948B - 一种商用车智能防撞安全系统用制动模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种商用车智能防撞安全系统用制动模块，包括ECU、雷达探测系统和集成式制动阀，所述ECU分别与所述雷达探测系统和所述集成式制动阀相连接，所述集成式制动阀包括上阀体（9）、中阀体（15）和下阀体（14），上阀体（9）与中阀体（15）之间通过第二安装螺栓（18）固定连接，中阀体（15）与下阀体（14）之间通过第一安装螺栓（16）固定连接，上阀体（9）内设置有电磁阀组件，中阀体（15）内设置有双通单向阀组件，下阀体（14）内设置有活塞组件。本发明与现有技术相比的有益效果是：结构紧凑，集成度高，功能强大，能够实现电控控制与机械控制之间的自由切换，确保车辆之间的安全距离，最大限度地保证车辆及驾驶人员的安全。

Description

一种商用车智能防撞安全系统用制动模块

技术领域

本发明涉及一种商用车制动系统，尤其涉及一种商用车智能防撞安全系统用制动模块。

背景技术

根据道路安全交通法规定，为确保车辆驾驶人员的行车安全，在行驶过程中车辆之间应当保持一定的安全距离。当司机在车辆行驶过程中出现疲劳驾驶以及驾驶时精力不集中等现象时，车辆之间的安全距离便无法得到有效保证，此时驾驶人员若突然发现距离车辆前方不远处有其它车辆或行人时再进行紧急刹车制动，则容易出现制动反应速度慢、有效刹车不及时或误操作的情况，从而给行车安全带来极大隐患。为解决这一问题，目前国外车辆采用的是在驾驶室内加装监控设备，对司机是否存在疲劳驾驶状态进行智能感应和监测，然而该技术方案并不能从根本上有效消除上述现有的行车安全隐患。为了消除上述行车安全隐患以及最大限度地保证车辆及驾驶人员的安全，研究开发一种智能型防撞刹车系统是商用车技术的发展趋势。

专利号为ZL201120160045.7的中国实用新型专利公开了一种气压制动阀，包括阀体、中活塞和下腔活塞，中活塞与下腔活塞之间具有第一间隙和第二间隙，在第一间隙或第二间隙中设置有开关。还提供一种气压制动系统，包括行车制动管路和驻车制动管路，驻车制动管路包括驻车制动气室，行车制动管路中包括上述的气压制动阀，驻车制动管路中包括电磁气阀，气压制动阀的开关与电磁气阀电连接；电磁气阀包括电磁气阀进气口、电磁气阀出气口和电磁气阀排气口，电磁气阀出气口与驻车制动气室连通，电磁气阀排气口与大气连通。通过上述技术方案，当行车制动系统发生故障时，该实用新型的气压制动阀和气压制动系统可以自动启动驻车制动，从而避免由于驾驶员经验不足或反映时间较长而导致的危险。但该实用新型中的驻车制动系统只是在行车制动系统发生故障时才启用，其并未将驻车制动管路与车辆前端的雷达探测系统进行联动设置，仍无法解决现有技术中存在的如下技术问题：即在车辆行驶过程中当司机出现疲劳驾驶以及驾驶时精力不集中时，司机若突然发现距离车辆前方不远处有其它车辆或行人时再进行紧急刹车制动，则容易出现制动反应速度慢、有效刹车不及时或误操作的情况，从而给行车安全带来极大隐患。

专利号为ZL201410285303.2的中国发明专利公开了一种双作用电控气压制动阀及车辆制动装置，设有阀体，阀体上开设有阀芯腔，阀芯腔中设有阀芯，阀体上还开设与阀芯腔相对应的进气口和送气口，阀芯的控制端分别经连杆机构与制动踏板末端相连接，其特征在于阀芯控制端与制动踏板之间还设有电控机构，所述电控机构包括传动杆、传动弹簧、衔铁以及电磁线圈，其中传动杆经传动弹簧与衔铁相连接，电磁线圈位于衔铁下方并作用于衔铁，该发明与现有技术相比，能够实现在电控制动的作用下有效提高电动商用车制动能量回收率，而且在电气故障的情况下仍然可以实现原有的机械制动，保障制动安全性。该发明虽然能够在不同的控制条件下实现机械制动和电控制动两种功能，但该技术方案仍未将电控制动与车辆前端的雷达探测系统进行联动设置，仍无法解决现有技术中存在的如下技术问题：即在车辆行驶过程中当司机出现疲劳驾驶以及驾驶时精力不集中时，司机若突然发现距离车辆前方不远处有其它车辆或行人时再进行紧急刹车制动，则容易出现制动反应速度慢、有效刹车不及时或误操作的情况，从而给行车安全带来极大隐患。

发明内容

为了解决上述现有气压制动阀、双作用电控气压制动阀及车辆制动装置存在的技术缺陷，本发明采用的技术方案具体如下：

一种商用车智能防撞安全系统用制动模块，包括ECU、雷达探测系统和集成式制动阀，所述ECU分别与所述雷达探测系统和所述集成式制动阀相连接，所述集成式制动阀包括上阀体、中阀体和下阀体，所述上阀体与所述中阀体之间通过第二安装螺栓固定连接，所述中阀体与所述下阀体之间通过第一安装螺栓固定连接，所述上阀体内设置有电磁阀组件，所述中阀体内设置有双通单向阀组件，所述下阀体内设置有活塞组件。

优选的是，所述电磁阀组件包括磁头、进气电枢集合部件、进气弹簧、进气阀座、排气电枢集合部件、排气弹簧，所述磁头分别与所述ECU、所述进气电枢集合部件和排气电枢集合部件相连接，所述进气电枢集合部件和排气电枢集合部件之间呈并列相邻布置，所述进气电枢集合部件下部装有所述进气阀座，在所述进气电枢集合部件下部与所述进气阀座之间套装有所述进气弹簧，在所述排气电枢集合部件下部套装有所述排气弹簧，在所述排气电枢集合部件上部设有第一排气口，所述第一排气口处装有排气罩。

在上述任一方案中优选的是，所述双通单向阀组件包括切换活塞、导套、堵头和钢球，所述中阀体内部设有水平空腔，所述水平空腔中部装有所述导套，所述导套内壁上套装有所述切换活塞，所述水平空腔一端为脚阀控制口，其另一端装有所述堵头，在所述脚阀控制口下方开有进气通道，所述进气通道口处装有所述钢球。

在上述任一方案中优选的是，所述活塞组件包括过滤网、弹簧座、压缩弹簧、橡胶阀门、阀门、脚阀控制活塞和挡圈，所述下阀体底部开有第二排气口，沿所述第二排气口内自下而上依次装有所述过滤网、弹簧座和橡胶阀门，所述弹簧座与所述橡胶阀门之间套装有所述压缩弹簧，所述橡胶阀门顶部装有所述阀门，所述阀门采用所述挡圈固定，所述阀门上方开有活塞腔，所述活塞腔内装有所述脚阀控制活塞，所述下阀体的左右两侧分别开有第一输出口和第二输出口，所述第一输出口内设有第一输出通道，所述第一输出通道与所述活塞腔相连通，所述第二输出口内设有第二输出通道，所述第二输出通道与所述活塞腔相连通，所述下阀体的前侧开有进气口。

在上述任一方案中优选的是，所述过滤网与所述弹簧座和橡胶阀门之间的空腔设置为第一区。

在上述任一方案中优选的是，所述进气通道设置为第二区。

在上述任一方案中优选的是，所述堵头底部与所述切换活塞之间的空腔设置为第三区。

在上述任一方案中优选的是，所述切换活塞下方与所述脚阀控制活塞上方之间的空腔设置为第四区。

在上述任一方案中优选的是，所述脚阀控制活塞右侧与所述排气电枢集合部件底部之间的空腔设置为第五区。

在上述任一方案中优选的是，所述进气阀座底部下方的空腔设置为第六区。

一种车辆，其装有制动模块，所述制动模块为上述任一方案的制动模块。

本发明与现有技术相比的有益效果是：通过在集成式制动阀中设置的两条互不相通的电控控制气路与机械控制气路用于控制双通单向阀组件推动活塞组件，实现压力供给和排放，并通过电磁阀组件进行压力调节。本发明结构紧凑，布置空间小，有利于整车轻量化；集成度高，集成式制动阀将电磁阀组件、双通单向阀组件、活塞组件即继动阀集成为一体式结构，装配工序大幅减少，有效避免现有分体式结构中存在的过多装配部件以及过多连接问题出现，同时也进一步提高了工作效率，降低了生产成本；功能强大，通过双通单向阀组件实现电控控制方式与机械控制方式之间的自由切换，从而在司机行驶过程中出现疲劳驾驶以及驾驶时精力不集中等现象时，确保车辆之间的安全距离，最大限度地保证车辆及驾驶人员的安全。

附图说明

图1为本发明的商用车智能防撞安全系统用制动模块的集成式制动阀一优选实施例的剖视图；

图2为按照本发明的商用车智能防撞安全系统用制动模块的图1所示实施例的左视图；

图3为按照本发明的商用车智能防撞安全系统用制动模块的图1所示实施例的立体图。

附图标记说明：

1过滤网；2弹簧座；3压缩弹簧；4橡胶阀门；5阀门；6脚阀控制活塞；7排气弹簧；8排气电枢集合部件；9上阀体；10进气电枢集合部件；11进气弹簧；12进气阀座；13挡圈；14下阀体；15中阀体；16第一安装螺栓；17堵头；18第二安装螺栓；19导套；20切换活塞；21钢球；22磁头；23排气罩；A第一区；B第二区；C第三区；D第四区；E第五区；F第六区；P11进气口；P21第一输出口；P22第二输出口；P31第一排气口；P32第二排气口；P4脚阀控制口。

具体实施方式

本实施例仅为一优选技术方案，其中所涉及的各个组成部件以及连接关系并不限于该实施例所描述的以下这一种实施方案，该优选方案中的各个组成部件的设置以及连接关系可以进行任意的排列组合并形成完整的技术方案。

下面结合图1-3详细描述所述商用车智能防撞安全系统用制动模块的技术方案：

一种商用车智能防撞安全系统用制动模块，包括ECU、雷达探测系统和集成式制动阀，所述ECU分别与所述雷达探测系统和所述集成式制动阀相连接，所述集成式制动阀包括上阀体9、中阀体15和下阀体14，上阀体9与中阀体15之间通过第二安装螺栓18固定连接，中阀体15与下阀体14之间通过第一安装螺栓16固定连接，上阀体9内设置有电磁阀组件，中阀体15内设置有双通单向阀组件，下阀体14内设置有活塞组件。

所述电磁阀组件包括磁头22、进气电枢集合部件10、进气弹簧11、进气阀座12、排气电枢集合部件8、排气弹簧7，磁头22分别与所述ECU、进气电枢集合部件10和排气电枢集合部件8相连接，进气电枢集合部件10和排气电枢集合部件8之间呈并列相邻布置，进气电枢集合部件10下部装有进气阀座12，在进气电枢集合部件10下部与进气阀座12之间套装有进气弹簧11，在排气电枢集合部件8下部套装有排气弹簧7，在排气电枢集合部件8上部设有第一排气口P31，第一排气口P31处装有排气罩23。

所述双通单向阀组件包括切换活塞20、导套19、堵头17和钢球21，中阀体15内部设有水平空腔，所述水平空腔中部装有导套19，导套19内壁上套装有切换活塞20，所述水平空腔一端为脚阀控制口P4，其另一端装有堵头17，在脚阀控制口P4下方开有进气通道，所述进气通道口处装有钢球21。

所述活塞组件包括过滤网1、弹簧座2、压缩弹簧3、橡胶阀门4、阀门5、脚阀控制活塞6和挡圈13，下阀体14底部开有第二排气口P32，沿第二排气口P32内自下而上依次装有过滤网1、弹簧座2和橡胶阀门4，弹簧座2与橡胶阀门4之间套装有压缩弹簧3，橡胶阀门4顶部装有阀门5，阀门5采用挡圈13固定，阀门5上方开有活塞腔，所述活塞腔内装有脚阀控制活塞6，下阀体14的左右两侧分别开有第一输出口P21和第二输出口P22，第一输出口P21内设有第一输出通道，所述第一输出通道与所述活塞腔相连通，第二输出口P22内设有第二输出通道，所述第二输出通道与所述活塞腔相连通，下阀体14的前侧开有进气口P11。

过滤网1与弹簧座2和橡胶阀门4之间的空腔设置为第一区A，所述进气通道设置为第二区B，堵头17底部与切换活塞20之间的空腔设置为第三区C，切换活塞20下方与脚阀控制活塞6上方之间的空腔设置为第四区D，脚阀控制活塞6右侧与排气电枢集合部件8底部之间的空腔设置为第五区E，进气阀座12底部下方的空腔设置为第六区F。

本发明的工作原理：包括电控控制刹车制动的工作原理与机械控制刹车制动的工作原理，以下结合图1-3进行详细描述。

机械控制刹车制动原理：

首先，车辆储气筒的气压通过进气口P11流向第一区A，气压作用在橡胶阀门4与阀门5结合处，此时无气压输出。当车辆在行驶过程中需要刹车制动时司机踩下脚阀，脚阀的输出气压作用于中阀体15的脚阀控制口P4，此时气压推动切换活塞20沿导套19进行轴向移动，使脚阀控制口P4气压经第四区D通道到达脚阀控制活塞6上部，此时脚阀控制活塞6向下移动并推动橡胶阀门4，将进气口P11在第一区A的气压分别输送至第一输出口P21和第二输出口P22，此时压缩弹簧3反作用于脚阀控制活塞6，使脚阀控制活塞6的上下端气体气压迅速保持平衡，使得第一输出口P21气压、第二输出口P22气压与脚阀控制口P4气压相同，此时气压作用于与第一输出口P21和第二输出口P22相连接的输出端控制器以实现刹车制动。

其次，当解除制动时，司机松开脚阀，脚阀控制活塞6上端的第四区D气体通过脚阀控制口P4通过脚阀排气口排空，此时脚阀控制活塞6的上下腔两端气压平衡状态被打破，脚阀控制活塞6在第一输出口P21气压、第二输出口P22气压以及压缩弹簧3的作用下向上移动，此时脚阀控制活塞6下端与橡胶阀门4上端之间产生缝隙，使得第一输出口P21、第二输出口P22的气压通过该缝隙并经第二排气口P32排出，从而结束刹车制动。车辆储气筒的气压通过进气口P11流向第一区A，经第二区B到达第六区F，并停留在进气阀座12下方。

电控控制刹车制动的工作原理：

首先，当车辆前端的雷达探测系统探测到行驶车辆与前方车辆的距离小于设定的安全距离时，车辆通过ECU控制磁头22通电，进气电枢集合部件10和排气电枢集合部件8通电动作，进气阀座12的通道被打开。此时，第六区F的气压经进气阀座12、第五区E推动切换活塞20沿导套19进行水平移动，使得切换活塞20关闭脚阀控制口P4，此时第三区C与第四区D之间的通道被打开，进气口P11的气压依次通过第一区A、第二区B、第六区F、第五区E、第三区C、第四区D到达脚阀控制活塞6上部，此时脚阀控制活塞6向下位移并推动橡胶阀门4，使进气口P11在第一区A的气压被输送至第一输出口P21、第二输出口P22，压缩弹簧3反作用于脚阀控制活塞6，使脚阀控制活塞6上下端气压迅速保持平衡，使得第一输出口P21、第二输出口P22压力与脚阀控制口P4气压相同，此时气压作用于与第一输出口P21和第二输出口P22相连接的输出端控制器以实现刹车制动，从而确保行驶车辆与前方车辆之间始终保持设定的安全距离，有效避免撞车风险。

其次，当雷达探测系统探测到行驶车辆与前方车辆距离较远或超出设定的安全距离之外时，车辆通过ECU控制磁头22断电，进气电枢集合部件10和排气电枢集合部件8同时断电，此时进气阀座12的通道被关闭，第五区E与第六区F的气压被进气阀座12隔离，脚阀控制活塞6上端的第四区D气压依次通过第三区C、第五区E、排气电枢集合部件8、排气罩23并经第一排气口P31排空，此时脚阀控制活塞6上下腔的气压平衡状态被打破，脚阀控制活塞6在第一输出口P21、第二输出口P22压力及压缩弹簧3的作用下向上移动，此时脚阀控制活塞6下端与橡胶阀门4上端之间产生缝隙，使得第一输出口P21和第二输出口P22气压沿该缝隙并经第二排气口P32排出，从而结束刹车制动。

其中，第一输出口P21和第二输出口P22同时控制两个车轮制动器。

所述ECU（Electronic Control Unit）为电子控制单元，又称“行车电脑”、“车载电脑”等，是汽车专用微机控制器。主要由微处理器（CPU）、存储器（ROM、RAM）、输入/输出接口（I/O）、模数转换器（A/D）以及整形、驱动等大规模集成电路组成。其中，CPU是核心部分，它具有运算与控制的功能，发动机在运行时，CPU采集各传感器的信号，进行运算，并将运算的结果转变为控制信号，控制被控对象的工作。ECU一般都具备故障自诊断和保护功能，当系统产生故障时，其能够在RAM中自动记录故障代码并采用保护措施从固有程序中读取替代程序以维持发动机运转，同时这些故障信息会显示在仪表盘上并保持不灭，可以使车主及时发现问题并将汽车开到修理厂。

所述电枢是指在电机实现机械能与电能相互转换过程中，起关键和枢纽作用的部件。对于发电机来说，它是产生电动势的部件，如直流发电机中的转子，交流发电机中的定子；对于电动机来说，它是产生电磁力的部件，如直流电动机中的转子。电枢是电机中装有线圈的部件，线圈对磁场的相对运动。在发电机中，受力转动的线圈中产生感应电动势，使其发电。而在电动机中，通电线圈在磁场中受安培力作用，使其在磁场中转动。

一种车辆，其装有制动模块，所述制动模块为上述实施例中任一方案的制动模块。

Claims (8)

1.一种商用车智能防撞安全系统用制动模块，包括ECU、雷达探测系统和集成式制动阀，所述ECU分别与所述雷达探测系统和所述集成式制动阀相连接，其特征在于，所述集成式制动阀包括上阀体（9）、中阀体（15）和下阀体（14），上阀体（9）与中阀体（15）之间通过第二安装螺栓（18）固定连接，中阀体（15）与下阀体（14）之间通过第一安装螺栓（16）固定连接，上阀体（9）内设置有电磁阀组件，中阀体（15）内设置有双通单向阀组件，下阀体（14）内设置有活塞组件；所述电磁阀组件包括磁头（22）、进气电枢集合部件（10）、进气弹簧（11）、进气阀座（12）、排气电枢集合部件（8）、排气弹簧（7），磁头（22）分别与所述ECU、进气电枢集合部件（10）和排气电枢集合部件（8）相连接，进气电枢集合部件（10）和排气电枢集合部件（8）之间呈并列相邻布置，进气电枢集合部件（10）下部装有进气阀座（12），在进气电枢集合部件（10）下部与进气阀座（12）之间套装有进气弹簧（11），在排气电枢集合部件（8）下部套装有排气弹簧（7），在排气电枢集合部件（8）上部设有第一排气口（P31），第一排气口（P31）处装有排气罩（23）；所述双通单向阀组件包括切换活塞（20）、导套（19）、堵头（17）和钢球（21），中阀体（15）内部设有水平空腔，所述水平空腔中部装有导套（19），导套（19）内壁上套装有切换活塞（20），所述水平空腔一端为脚阀控制口（P4），其另一端装有堵头（17），在脚阀控制口（P4）下方开有进气通道，所述进气通道口处装有钢球（21）。

2.如权利要求1所述的商用车智能防撞安全系统用制动模块，其特征在于，所述活塞组件包括过滤网（1）、弹簧座（2）、压缩弹簧（3）、橡胶阀门（4）、阀门（5）、脚阀控制活塞（6）和挡圈（13），下阀体（14）底部开有第二排气口（P32），沿第二排气口（P32）内自下而上依次装有过滤网（1）、弹簧座（2）和橡胶阀门（4），弹簧座（2）与橡胶阀门（4）之间套装有压缩弹簧（3），橡胶阀门（4）顶部装有阀门（5），阀门（5）采用挡圈（13）固定，阀门（5）上方开有活塞腔，所述活塞腔内装有脚阀控制活塞（6），下阀体（14）的左侧开有第一输出口（P21），下阀体（14）的右侧开有第二输出口（P22），第一输出口（P21）内设有第一输出通道，所述第一输出通道与所述活塞腔相连通，第二输出口（P22）内设有第二输出通道，所述第二输出通道与所述活塞腔相连通，下阀体（14）的前侧开有进气口（P11）。

3.如权利要求2所述的商用车智能防撞安全系统用制动模块，其特征在于，过滤网（1）与弹簧座（2）和橡胶阀门（4）之间的空腔设置为第一区（A）。

4.如权利要求1所述的商用车智能防撞安全系统用制动模块，其特征在于，所述进气通道设置为第二区（B）。

5.如权利要求1所述的商用车智能防撞安全系统用制动模块，其特征在于，堵头（17）底部与切换活塞（20）之间的空腔设置为第三区（C）。

6.如权利要求2所述的商用车智能防撞安全系统用制动模块，其特征在于，切换活塞（20）下方与脚阀控制活塞（6）上方之间的空腔设置为第四区（D）。

7.如权利要求2所述的商用车智能防撞安全系统用制动模块，其特征在于，脚阀控制活塞（6）右侧与排气电枢集合部件（8）底部之间的空腔设置为第五区（E）。

8.如权利要求1所述的商用车智能防撞安全系统用制动模块，其特征在于，进气阀座（12）底部下方的空腔设置为第六区（F）。