CN111278699B - 用于电子驻车制动系统的空气供应源保护旁路和包括这种系统的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及—种电子驻车制动系统(2)，其包括空气供应源(4)、连接到该空气供应源的止回阀(6)、电动‑气动控制单元(8)、至少一个驻车制动致动器(10)、继动阀(12)以及电致动阀(14)，所述继动阀(12)包括连接到该止回阀的第一端口(12a)、连接到该电动‑气动控制单元的第二端口(12b)、连接到驻车制动致动器的第三端口(12c)以及与大气连通的第四端口(12d)，该电致动阀由电动‑气动控制单元(8)控制并且包括第一孔口(14a)、第二孔口(14b)、第三孔口(14c)且优选包括排气孔口，所述第一孔口连接到在所述止回阀与空气供应源之间延伸的压缩空气管路(16)，所述第三孔口连接到电动‑气动控制单元(8)。第二孔口(14b)连接到在止回阀(6)与继动阀(12)的第—端口(12a)之间延伸的另一压缩空气管路(18)。

Description

用于电子驻车制动系统的空气供应源保护旁路和包括这种系 统的车辆

技术领域

本发明涉及一种电子驻车制动系统和包括这种系统的车辆。

背景技术

在汽车工业中，传统的机械驻车制动器逐渐被电子驻车制动器取代。然而，电子驻车制动器的控制单元需要电能才能起作用。因此，在这种电控制动系统中，电源的故障可能是成问题的事件，因为诸如电控制系统和电致动电磁阀的电气部件不再能够被致动。于是，驾驶员可能被困在车内，因为他不可能将车辆停止。

US 2010/0025141 A1可能是最接近的现有技术，其公开了一种电子驻车制动系统。在该公开中，在电源的意外故障的情况下，存在于继动阀(relay valve)的控制输入端处的控制压力能够被置于与空气储罐连通。在电源故障的情况下，通过反复致动行车制动器，储罐中的压力会下降，并且这意味着弹簧制动缸的弹簧存储部分将排气。因此，弹簧致动器被激活并且驻车制动器被施加。

该系统的一个缺点是：需要额外的压力传感器，以在正常操作期间的压力下降到低于临界压力时限制继动阀的控制室。这种布置是复杂的并且昂贵。

EP 0 394 065 A2公开了一种车辆制动系统，其中，通过踩下车辆制动踏板来致动第一阀，以便根据制动需求来调节加压空气供应，并且其中，在第一阀和辅助制动器之间布置有第二阀。该第二阀响应于正常车辆制动系统的故障而被致动，以将第一阀的输出连接到辅助制动器。

EP 2 090 481 A2公开了一种驻车制动模块，其中，在一个电制动电路的故障期间，挂车控制模块由单通道压力控制模块或制动模块控制。在另一个电制动电路的故障期间，该模块由挂车控制模块控制。

发明内容

本发明的目的是提出一种克服上述缺点的电子驻车制动系统。

为此，本发明涉及一种电子驻车制动系统。

由于本发明，不需要压力传感器以在正常操作期间压力下降到低于临界压力时限制继动阀的控制室。实际上，继动阀的控制室由止回阀本身限制，因为该止回阀仅在电气故障的情况下和/或当空气供应源的压力下降到低于临界阈值时才被旁通。换句话说，在该EPB系统的正常操作条件下，止回阀不会被旁通。这种布置更简单，而且更便宜。

在本文中限定了该电子驻车制动系统的进一步的有利特征。

本发明还涉及一种车辆。

附图说明

通过阅读以下仅通过两个非限制性示例并参考附图给出的描述，将更好地理解本发明，这些附图是示意性绘图，其中：

-图1是示出了在正常工作状态下的电子驻车制动系统的第一实施例的流程图；

-图2是与图1的流程图类似的流程图，示出了在出现电气故障的情况下的电子驻车制动系统；

-图3是与图1和图2的流程图类似的流程图，示出了在出现电气故障和空气供应源中的低压力状况的情况下的电子驻车制动系统；

-图4是与图1的流程图类似的流程图，示出了在正常工作状态下的电子驻车制动系统的第二实施例；

-图5是与图3的流程图类似的流程图，示出了在出现电气故障和空气供应源中的低压力状况的情况下的、根据第二实施例的电子驻车制动系统；并且

-图6示出了配备有根据本发明的电子驻车制动系统的车辆。

具体实施方式

图1示出了车辆V的电子驻车制动系统2(或EPB系统)。在该示例中，并且如图6中所示，该车辆V是包括牵引车(lorry)和挂车的卡车。

EPB系统2包括至少一个(优选两个)驻车制动致动器10。

在该示例中，并且就其本身而言，每个驻车制动致动器10均包括弹簧制动缸(未示出)。该弹簧制动缸包括加压室，该加压室在驾驶员请求施加驻车制动器时被排气，并且其进而导致施加由于弹簧卸载而产生的制动力。当驾驶员请求释放驻车制动器时，弹簧制动缸室被压缩空气加压。

有利地，驾驶员可以通过诸如手制动杆或操作开关的驻车制动器输入装置(未示出)以电子方式指令驻车制动器的施加和释放。这种装置本身是众所周知的，因此不对其进行描述。

EPB系统2包括空气供应源4(特别是空气罐)、以及连接到该空气供应源的止回阀6。

在本文中，术语“上游”和“下游”应参照每个驻车制动致动器10被释放时的压缩空气的流向(即，当压缩空气被从空气罐4抽出以对驻车制动致动器10的弹簧制动缸室加压时)来进行解释。因此，空气供应源4完全位于上游，而驻车制动致动器10完全位于下游。

止回阀6本身是已知的，例如从US 2010/0025141 A1已知。止回阀6的功能是保护每个弹簧制动缸室免受空气供应源中的压力下降的影响。止回阀6是单向阀，它仅允许压缩空气从上游侧流向下游侧。这意味着，只要阀6的上游侧的压力高于该阀的下游侧的压力，止回阀6就保持打开，并且当上游侧的压力下降到低于下游侧的压力时，阀6关闭。例如，如果在空气罐4中出现空气泄漏而导致空气罐中的压力下降，则止回阀6关闭并且弹簧制动缸中的压力得以维持(即，不会由于与空气供应源的连接而降低)。因此，在空气供应源4中出现意外的压力下降的情况下，没有激活驻车制动器的风险。

EPB系统2包括电动-气动控制单元8和继动阀12。

继动阀12本身是已知的，例如从US 2010/0025141 A1已知。继动阀12包括连接到止回阀6的第一端口12a、连接到电动-气动控制单元8的第二端口12b、连接到驻车制动致动器10的第三端口12c、以及与大气连通的第四端口12d。

18表示止回阀6与继动阀12之间的连接管路。22表示电动-气动控制单元8与继动阀12之间的连接管路。30表示继动阀12与驻车制动致动器之间的连接管路。在该示例中，30.1和30.2分别表示继动阀12与两个驻车制动致动器10之间的连接管路。

电动-气动控制单元8包括由电池20供电的电子控制单元(ECU)80。通常，电池20可以是车辆电池。电动-气动控制单元8包括用于控制连接管路22中的压力的控制装置(未示出)。通常，控制装置可包括比例阀，该比例阀由ECU 80通过驻车制动器输入装置的操纵进行电操控。

继动阀12被构造成使得管路30中的压力与管路22中的压力成比例，因而管路30.1和30.2中的压力与管路22中的压力成比例。因此，管路22中的压力下降意味着管路30中的压力下降，因而意味着30.1和30.2中的压力下降，从而导致驻车制动器的激活。相反，管路22中的压力升高导致管路30中的压力升高，因而导致管路30.1和30.2中的压力升高，从而导致驻车制动器的释放。应该注意的是，管路30中的压力从不大于管路18中的压力。

典型地，当驻车制动器被激活时，包含在每个驻车制动致动器10的弹簧制动缸中的压缩空气通过继动阀12的第四端口12d被排放，该第四端口12d通向大气。

EPB系统2还包括电致动阀14，该电致动阀14由电动-气动控制单元8控制，并且包括第一孔口14a，该第一孔口14a连接到在止回阀6与空气供应源4之间延伸的压缩空气管路16。28表示电致动阀14的第一孔口14a与压缩空气管路16之间的连接管路。于是，第一孔口14a在止回阀6的上游在管路16中流动的压缩空气的路径上开放。

电致动阀14还包括第二孔口14b和第三孔口14c，该第二孔口14b连接到在止回阀6与继动阀12的第一端口12a之间延伸的压缩空气管路18，该第三孔口14c连接到电动-气动控制单元8。26表示电致动阀14的第二孔口14b与压缩空气管路18之间的连接管路，并且24表示电致动阀14的第三孔口14c与电动-气动控制单元8之间的连接管路。

压缩空气管路22和24可以彼此连接。特别地，上述比例阀可以布置在管路22与24之间的连接部处。当驻车制动器被释放时，因为存在管路22与24之间的连接，所以管路22中的压力是管路24中压力的函数。特别地，管路22中的压力与管路24上的压力成比例地变化。然而，当驻车制动器被施加时，管路22中的压力(其接近于0巴)不取决于管路24中的压力，例如，管路24中的压力可以为8.5巴。这意味着，当驻车制动器被施加时，管路22和24不再彼此连接。

在图1至图5中，四个小条形图代表了空气罐4中的、连接管路24中的、连接管路22中的和每个驻车制动致动器10的弹簧制动缸室中的压力水平。

优选地，电致动阀14是3/2通阀。这意味着，电致动阀14能够采用2种构造，即2个位置，并且电致动阀14包括3个连接孔口，它们分别是孔口14a至14c。连接孔口是能够与阀14的另一个孔口连接的孔口，该孔口不与先导孔口混淆，所述先导孔口用于切换阀构造并且不能与该阀的另一个孔口连接。

在该示例中，孔口14a至14c都是连接孔口。更精确地，孔口14a和14b是入口孔口，它们能够选择性地与作为出口孔口的孔口14c连接。于是，孔口14c要么与孔口14a连接，要么与孔口14b连接。入口孔口14a和14b不能彼此连接。

典型地，电致动阀14是电磁致动阀，其包括螺线管140和诸如弹簧的弹性复位装置142。螺线管140经由电动气动模块8供电。

在该示例中，电致动阀14能够采用第一构造(图1中所示)和第二构造(图2和图3中所示)，在该第一构造中，第二孔口14b连接到第三孔口14c，在该第二构造中，第一孔口14a连接到第三孔口14c。这意味着，在第一构造中，压缩空气管路24和26彼此连接，而在第二构造中，压缩空气管路24和28彼此连接。

有利地，只要电致动阀14被供电，即，只要螺线管140被供电，电致动阀14就保持在第一构造中。

图1示出了正常行驶状况模式，其中电力是可用的，并且其中电致动阀14被供电。在此模式下，螺线管140产生将电致动阀14维持在第一构造中的磁场。在图1中，电池20与电动-气动控制单元8之间的闪电符号(lightning flashes)以及电动-气动控制单元8与阀14之间的闪电符号表明已建立了电连接(健康)。

图2示出了其中EPB系统2不再能够由驻车制动器输入装置控制的故障模式。典型地，该故障可以是电气故障，因此，螺线管140不再能够被供电。该故障也可以是EPB本身的内部故障，其结果是螺线管140不再由ECU 80自主供电。因此，当发生这种故障时，无法对阀14进行电控制。在图2中，电池20与电动-气动控制单元8之间的叉形符号(crosses)以及电动-气动控制单元8与阀14之间的叉形符号表明电连接被切断。

在失去电力的情况下，则3/2通阀14不再受到电气控制，而是受到机械(弹簧)控制。失去电力会引起阀14的构造的改变：阀14从第一构造(图1)切换到第二构造(图2)。在第二构造中，压缩空气管路24和28彼此连接。于是，管路16、28和24处于相同压力。然后，管路28中的压力下降导致管路24中的压力下降，这进而导致管路22中的压力下降。因此，驾驶员可以通过引起管路28中(即，空气供应源4中)的压力下降来施加驻车制动器。有利地，驾驶员可通过连续踩下车辆的行车制动踏板(未示出)来引起空气供应源4中的压力下降。实际上，车辆的行车制动器是纯气动的，并且即使在发生电气故障的情况下也保持可操作。当驾驶员踩下制动踏板时，压缩空气被消耗并且空气罐4中的压力下降了。

如图3中所示，当驾驶员主动地从空气供应源4消耗压缩空气时，空气罐4中的压力下降会导致连接管路22和24中的压力下降，并且也导致连接管路30中的压力下降。这导致每个驻车制动致动器10的弹簧制动缸室中的压力下降。

因此，每个驻车制动致动器10的弹簧制动缸室中的压力变得不足以抵消弹簧的力，并且由于弹簧卸载而存在制动力：驻车制动器被施加，或至少部分被施加。实际上，为了完全被施加，每个驻车制动致动器10的弹簧制动缸室中的压力必须接近于0巴，意味着空气罐4中的压力也必须接近于0巴。这意味着驾驶员必须消耗掉空气罐4中储存的所有压缩空气，以完全施加驻车制动器。然而，实际上，驾驶员必须在空气罐4完全排空之前多次踩下制动踏板。

因此，该系统2不便于将车辆停在下坡上，特别是当该车辆是满载货车单元时，因为在这种情况下需要最大的制动力使车辆停止。

在示出了本发明的第二实施例的图4和图5的实施例中，该问题不再存在。在下文中，为了简洁起见，仅叙述与第一实施例的区别。

在第二实施例中，电致动阀15还包括排气孔口15d。于是，电致动阀15包括四个孔口，其中三个孔口(15b，15c，15d)是连接孔口，其中一个孔口(15a)是先导孔口。这意味着孔口15a不能被放置成与阀15的另一个孔口连通，并且孔口15a的唯一功能是在发生电气故障的情况下命令阀15的切换。

第一孔口15a连接到在止回阀6与空气供应源4之间延伸的压缩空气管路16。第二孔口15b连接到在止回阀6与继动阀12的第一端口12a之间延伸的另一压缩空气管路18。第三孔口15c连接到电动-气动控制单元8。

在阀15的第一构造中，与第一实施例没有区别。然而，在第二构造中，第三孔口15c连接到排气孔口15d，意味着压缩空气管路22和24通向大气。

与第一实施例不同，当阀15未被供电时，阀15被设计成仅在空气供应源4中的压力下降到低于临界阈值时才切换到第二构造。典型地，当通过孔口15a进入的空气的压力不足以抵消阀15的弹簧的力时，阀15切换到第二构造。然后，该弹簧从加载位置移动到未加载位置。

换句话说，仅当空气供应源4中出现压力下降时，阀15才切换到第二构造。于是，驾驶员的工作就是引起这种压力下降。有利地，驾驶员可以通过连续踩下车辆的行车制动踏板(未示出)来引起空气供应源4中的压力下降。当驾驶员踩下制动踏板时，压缩空气被消耗并且空气罐4中的压力下降了。

只要空气供应源4中的压力高于临界阈值，阀14就保持在第一构造中，并且管路24和26彼此连接。于是，管路18、24和26处于相同压力，并且止回阀6继续确保其保护功能。在这种构造中，每个驻车制动致动器10的弹簧制动缸室保持被加压，并且驻车制动系统2被完全释放。

然而，当空气供应源4中的压力下降到低于临界阈值时，管路22和24被排气，即，通过排气孔口15d连接到大气。提醒一下，每个驻车制动致动器10的弹簧制动缸室中的压力与压缩空气管路22中的压力成比例。因此，这导致每个驻车制动致动器10的弹簧制动缸室中的严重压力下降，从而引起完全的驻车制动器激活。因此，一旦空气供应源4的压力被主动降低到低于临界阈值，驻车制动器就被完全施加。

替代地，在电气故障的情况下，除了踩下制动踏板之外，驾驶员还可以消耗来自空气供应源的压缩空气。例如，驾驶员可能必须按下在驻车制动器输入装置上设置的特定按钮。

本发明不限于所描述的实施例。这些实施例及未示出的替代实施例的特征可以组合，以产生本发明的新实施例。

Claims (12)

1.电子驻车制动系统(2)，包括：

-空气供应源(4)，

-止回阀(6)，所述止回阀(6)连接到所述空气供应源，

-电动-气动控制单元(8)，

-至少一个驻车制动致动器(10)，

-继动阀(12)，所述继动阀(12)包括连接到所述止回阀的第一端口(12a)、连接到所述电动-气动控制单元的第二端口(12b)、连接到所述驻车制动致动器的第三端口(12c)以及与大气连通的第四端口(12d)，以及

-电致动阀(14；15)，所述电致动阀(14；15)由所述电动-气动控制单元(8)控制，并且包括第一孔口(14a；15a)、第二孔口(14b；15b)和第三孔口(14c；15c)，所述第一孔口(14a；15a)连接到在所述止回阀与所述空气供应源之间延伸的第一压缩空气管路(16)，所述第三孔口(14c；15c)连接到所述电动-气动控制单元(8)，

其特征在于，所述第二孔口(14b；15b)连接到在所述止回阀(6)与所述继动阀(12)的所述第一端口(12a)之间延伸的第二压缩空气管路(18)，

所述电致动阀(14；15)能够采用第一构造和第二构造，在所述第一构造中，所述第二孔口(14b；15b)连接到所述第三孔口(14c；15c)，在所述第二构造中，所述第三孔口(14c；15c)连接到所述第一孔口(14a)或连接到排气孔口(15d)，并且

所述电致动阀(14；15)被设计成：一旦所述电致动阀不再被供电，所述电致动阀就切换到所述第二构造。

2.根据权利要求1所述的电子驻车制动系统，其特征在于，所述电致动阀是3/2通阀。

3.根据权利要求1或2所述的电子驻车制动系统，其特征在于，所述电致动阀(14；15)是包括螺线管(140)的电磁致动阀。

4.根据权利要求1所述的电子驻车制动系统，其特征在于，当所述电致动阀(15)不被供电时，所述电致动阀(15)被设计成仅在所述空气供应源(4)中的压力下降到低于临界阈值时才切换到所述第二构造。

5.根据权利要求1所述的电子驻车制动系统，其特征在于，所述电致动阀(14；15)包括复位装置，所述复位装置能够将所述电致动阀从所述第一构造切换到所述第二构造。

6.根据权利要求1所述的电子驻车制动系统，其特征在于，所述空气供应源包括空气罐(4)。

7.根据权利要求1所述的电子驻车制动系统，其特征在于，所述电动-气动控制单元(8)能够调节所述继动阀(12)的所述第二端口(12b)与所述电动-气动控制单元(8)之间的连接管路(22)中的压力。

8.根据权利要求1所述的电子驻车制动系统，其特征在于，所述电动-气动控制单元(8)包括比例阀和电子控制单元(80)，所述电子控制单元(80)用于根据驾驶员请求来控制所述比例阀。

9.根据权利要求1所述的电子驻车制动系统，其特征在于，所述系统包括驻车制动器输入装置，所述驻车制动器输入装置用于对所述电子驻车制动系统的激活和停用进行电子控制。

10.根据权利要求1所述的电子驻车制动系统，其特征在于，所述电动-气动控制单元(8)由电池(20)供电。

11.根据权利要求1所述的电子驻车制动系统，其特征在于，在所述第二构造中，所述第三孔口(15c)连接到所述排气孔口(15d)，并且所述第一孔口(15a)是不能与所述电致动阀的其它孔口连接的先导孔口。

12.车辆(V)，其包括根据任一前述权利要求所述的电子驻车制动系统。

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