CN112124274A - 一种商用车气压电子驻车制动模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种商用车气压电子驻车制动模块，涉及商用车制动技术领域，商用车气压电子驻车制动模块包括控制器50、壳体56、继动阀4、两位两通电磁阀1、两位两通气控阀2、两位三通电磁阀3、第一驱动电磁线圈90、第二驱动电磁线圈91，整体采用集成化设计，相对于传统驻车制动系统，减少了气动管路和电气线路的连接，具有集成度高、安装空间小及可靠性高的优点，同时集成化安装也便于后续检修，可降低维护成本。

Description

一种商用车气压电子驻车制动模块

技术领域

本发明涉及商用车制动技术领域，特别是涉及一种商用车气压电子驻车制动模块。

背景技术

随着汽车电子技术的发展，电子驻车在乘用车上的应用已日趋成熟，但是电子驻车在商用车上的应用还处于起步阶段，特别是应用于气压制动系统的气压电子驻车系统（EPB）。电子驻车相对于传统的驻车系统，具有安装方便、操作简单的优点，且配合合适的控制技术，还能够实现传统手动驻车制动所无法实现的坡道起步辅助、动态刹车、防溜坡等功能，具有广泛的应用前景。

目前，气压电子驻车制动系统的执行件普遍采用的是工业系统所应用的气动控制阀，虽然可实现相应的功能，但可靠性及适用性一般。例如专利（专利号CN201720194433.4，公开日2017年9月22日）公开了一种气压状态自锁式电子驻车系统，该类型系统采用多个控制阀并通过外置管路实现各控制阀的连通的安装方式，存在安装过程繁琐，且检修困难等问题，同时采用外置管路会导致气路加长，影响系统响应时间、充放气速率，造成较大的制动时延；分体式设计导致整个气压制动系统需要占用较大的安装空间，这些因素都会增加系统的维护难度，降低系统的可靠性。专利（专利号CN201310025781.5，公开日2015年1月14日）则采用了一个气动先导式的两位三通电磁阀来实现EPB的功能，由于该阀采用了双电控，因此能够实现自锁功能，可靠性有所提高，但是由于车辆工作环境恶劣，特别是在湿度较大、温度较低时，由于该阀芯采用滑阀结构，在低温环境下容易因结露而卡死，从而降低了系统的可靠性。通过对现有气压电子驻车制动阀的分析可以发现目前存在以下问题：

（1）控制器和电磁阀采用分体式设计，安装过程繁琐，占用空间大，且安装管路长，降低了系统的反应时间。

（2）采用多个电磁阀进行分布式布置以实现多个功能，管路布置复杂且降低了系统的可靠性。

（3）当电磁阀断电后，一般的开关电磁阀无法维持当前状态，从而导致车辆突然制动，存在安全隐患。

（4）当电磁阀发生泄漏时，可能造成驻车制动气室压力累积而溜车，存在安全隐患，降低了系统的可靠性。

针对上述问题，商用车气压电子驻车系统亟需一种具有高集成度且能够在故障时维持当前状态、发生泄漏时能够自动泄压而不造成溜车故障、保障车辆安全的制动控制阀，并能够适应车辆恶劣的使用环境。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种集成度高、能提升车辆电子驻车制动系统的安全性和可靠性的商用车气压电子驻车制动模块。

本发明所采用的技术方案是：一种商用车气压电子驻车制动模块，包括控制器50、壳体56、继动阀4、两位两通电磁阀1、两位两通气控阀2、两位三通电磁阀3、第一驱动电磁线圈90、第二驱动电磁线圈91；继动阀4的下壳体为壳体56的一部分，继动阀4上壳体与壳体56固定连接；两位两通电磁阀1、两位两通气控阀2、两位三通电磁阀3位于壳体56同一侧，两位两通电磁阀1、两位两通气控阀2、两位三通电磁阀3的轴线相互平行、位于同一平面，且安装平面与继动阀4安装平面相互垂直；壳体56内设有第六孔道53、第九孔道69，控制活塞77将继动阀4内部隔开形成出气腔B与控制腔A，两位两通电磁阀1中第六孔道53连接两位两通气控阀2的充气腔，并最终通过第十孔道71、第十一孔道74与控制腔A连通，第二孔道42连通两位两通气控阀2与进气腔C，第九孔道69连通两位两通气控阀2与两位三通电磁阀3，第三孔道43连通两位三通电磁阀3与排气腔D，两位三通电磁阀3通过第八孔道68、第十孔道71、第十一孔道74与控制腔A连通；第一驱动电磁线圈90、第二驱动电磁线圈91通过线圈支架88支撑，线圈支架88与两位两通电磁阀1、两位两通气控阀2、两位三通电磁阀3处于同一侧，且安装面与两位两通电磁阀1、两位两通气控阀2、两位三通电磁阀3的安装面相互平行，第一驱动电磁线圈90、第二驱动电磁线圈91分别套在两位两通电磁阀1、两位三通电磁阀3外侧，电磁阀外侧，线圈支架88整体与壳体56实现固定连接；第一驱动电磁线圈90、第二驱动电磁线圈91的引脚经控制电路板89上的连接孔与控制电路板89焊接连接；控制器50安装在电磁阀盖67内侧，控制器50安装平面与线圈支架88安装平面平行，与电磁阀盖67固定连接，从控制电路板89引出线束与控制器50连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）高集成度

集成化设计的驻车控制阀取消了大量管路连接，从压缩气罐输出的高压气体可实现无管路集中供应，简化了系统结构，方便日后安装维护，同时由于采用集成化设计，驻车控制阀占用的安装空间小，能够为其他部件的布置提供更多可用空间。

（2）提高性能

由于减少了连接管路和接头，可减小高压气体在管路中的流动损失和泄漏，提升了制动反应速度，制动效率大大提高，制动可靠性得到了提升。

（3）降低成本

阀体集成度高，因此可以采用整体设计和制造，避免了分体设计工艺复杂、零部件多等不足，可大幅降低产品的生产制造成本。

（4）可靠性高

通过采用气动先导阀结构，可以在系统突然断电时维持当前驻车/释放状态，提高了车辆安全性，且由于线圈不需要长时间通电，从而提高系统的使用寿命和可靠性。

附图说明

图1是商用车气压电子驻车制动模块的系统原理图；

图2是商用车气压电子驻车制动模块的外形图；

图3是商用车气压电子驻车制动模块外部连接关系图；

图4是商用车气压电子驻车制动模块孔道布局图；

图5是商用车气压电子驻车制动模块电磁阀部分剖视图；

图6是商用车气压电子驻车制动模块继动阀部分剖视图；

图7是商用车气压电子驻车制动模块线圈支架结构图；

图中，1-两位两通电磁阀；2-两位两通气控阀；3-两位三通电磁阀；4-继动阀；5-消声器；6-弹簧制动气室；7-ECU；8-压力传感器；9-节流阀；10-压缩气罐；11-手动排气口；41-第一孔道；42-第二孔道；43-第三孔道；44-第四孔道；45-第五孔道；50-控制器；51-两位两通气控阀阀芯；52-第一O形密封圈；53-第六孔道；54-第一阀芯回位弹簧；55-第七孔道；56-壳体；57-两位两通电磁阀阀芯套；58-两位两通电磁阀阀芯；59-第二O形密封圈；60-第一挡块；61-两位两通气控阀阀芯套；62-第二阀芯回位弹簧；63-两位三通电磁阀阀芯套；64-两位三通电磁阀阀芯；65-第三O形密封圈；66-第二挡块；67-电磁阀盖；68-第八孔道；69-第九孔道；70-第三阀芯回位弹簧；71-第十孔道；72-排气罩；73-螺钉；74-第十一孔道；75-第一矩形密封圈；76-第四O形密封圈；77-控制活塞；78-活塞回位弹簧；79-阀门；80-第五O形密封圈；81-继动阀盖；82-阀门座；83-第二矩形密封圈；84-卡环；85-第三矩形密封圈；86-阀门回位弹簧；87-弹簧座；88-线圈支架；89-控制电路板；90-第一驱动电磁线圈；91-第二驱动电磁线圈；A-控制腔；B-出气腔；C-进气腔；D-排气腔；进气口R1；控制气口R2；出气口R3。

具体实施方式

本发明提出了一种商用车气压电子驻车制动模块，主要包括控制器、壳体、继动阀、两位两通电磁阀、两位两通气控阀、两位三通电磁阀、第一驱动电磁线圈、第二驱动电磁线圈。为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

图1中所示为商用车气压式电子驻车系统，该系统包括提供压缩空气源的压缩气罐10，其气源接口与两位两通电磁阀1的输入接口1a相连，同时与两位两通气控阀2的输入接口2a以及继动阀4的输入接口4a相连；两位两通电磁阀1为两位两通常闭电磁阀，其输出接口与继动阀4的控制腔输入口4d相连，同时，其输出接口1b与两位两通气控阀2的气动控制端口相连；两位三通电磁阀3的输出接口A与继动阀4的控制腔输入口4d相连，其接口P与两位两通气控阀2的输出接口2b相连，接口R与消声器5的的输入口相连；继动阀4的接口4c与制动气室6相连，11为手动进排气口。电气部分，两位两通电磁阀1、两位三通电磁阀3及压力传感器8均和电控单元相连接。压力传感器8监测弹簧制动气室6的压力，并将其反馈回系统控制单元，为制动控制模块提供制动状态判断依据；ECU作为系统控制单元，识别不同的制动意图并发出相应指令。

图2是商用车气压电子驻车制动模块的外形图，图3是商用车气压电子驻车制动模块外部连接关系图，对EPB驻车控制阀外部接口进行了相应说明，其中R1为进气口，R2为控制气口，R3为出气口。

如图3、图6所示，出气口R3连通B腔与制动气室，进气口R1连通C腔与压缩气罐10，A腔与两位两通电磁阀1和两位三通电磁阀3的输出端相连。所述控制活塞77将继动阀4内部隔开，形成出气腔B与控制腔A，同时利用密封件保证气密性，在两侧压力差的控制下，控制活塞77可实现移动。弹簧座87通过过盈配合与壳体56固定位置，弹簧座87与阀门79之间放置有阀门回位弹簧86，阀门座82通过过盈配合与壳体56实现固定，卡环84通过凹槽固定，其一侧与阀门座82紧密接触，限制其移动。继动阀4的下壳体为壳体56的一部分，继动阀4上壳体通过螺钉与壳体56实现固定连接，壳体56外侧紧套第一矩形密封圈75并与继动阀盖81内壁形成密封。在阀体内部，控制活塞77外侧紧套第四O形密封圈76并与继动阀盖81内壁形成密封，将继动阀4内部隔开，形成出气腔B与控制腔A，受两腔压差作用，控制活塞77会进行轴向移动。出气口R3连通B腔与制动气室，进气口R1连通C腔与压缩气罐10，A腔与两位两通电磁阀1和两位三通电磁阀3的输出端相连，D腔与大气连通。活塞回位弹簧78安装在控制活塞77与卡环84之间，处于图6所示状态时留有一定预紧量，此时控制活塞77处于初始位置，排气腔D与进气腔C相连通，当控制腔A内不断输入高压气体时，控制活塞77在内部压力的作用下移动，活塞回位弹簧78受压收缩，当控制活塞77与阀门79接触后，排气腔D与出气腔B的连通断开。控制活塞77在压力的作用下继续下移，此时进气腔C与出气腔B相连通。

如图5所示，两位两通电磁阀1包括依次安装的第一阀芯回位弹簧54、阀芯58、第一挡块60、两位两通电磁阀阀芯套57以及第二O形密封圈59。两位两通气控阀2包括依次安装的阀芯51、第一O形密封圈52、第二阀芯回位弹簧62、两位两通气控阀阀芯套61；两位三通电磁阀3包括依次安装的第三阀芯回位弹簧70、阀芯64、第三O形密封圈65、第二挡块66、两位三通电磁阀阀芯套63。两位两通电磁阀1、两位两通气控阀2、两位三通电磁阀3位于壳体56同一侧，其轴线相互平行且位于同一平面，其安装平面与继动阀4安装平面相互垂直。壳体56内设有第六孔道53、第九孔道69，将两位两通电磁阀1、两位两通气控阀2、两位三通电磁阀3内腔连通：两位两通电磁阀1中第六孔道53连接两位两通气控阀2的充气腔，并最终通过第十孔道71、第十一孔道74与控制腔A连通，第二孔道42连通两位两通气控阀2与进气腔C。第九孔道69连通两位两通气控阀2与两位三通电磁阀3，第三孔道43连通两位三通电磁阀3与排气腔D，两位三通电磁阀3通过第八孔道68、第十孔道71、第十一孔道74与控制腔A连通。

如图7所示，电磁阀的第一驱动电磁线圈90、第二驱动电磁线圈91通过线圈支架88支撑，线圈支架88与两位两通电磁阀1、两位两通气控阀2、两位三通电磁阀3处于同一侧，且安装面与两位两通电磁阀1、两位两通气控阀2、两位三通电磁阀3的安装面相互平行，第一驱动电磁线圈90、第二驱动电磁线圈91套在相应电磁阀外侧，线圈支架88整体通过螺钉与壳体56实现固定连接。第一驱动电磁线圈90、第二驱动电磁线圈91的引脚经控制电路板89上的连接孔与控制电路板89焊接连接，实现控制电路板89与线圈支架88的定位与固定。利用标准接插件，从控制电路板89引出线束与安装在电磁阀盖67内侧的控制器50连接。控制器50安装平面与线圈支架88安装平面平行，通过螺钉与电磁阀盖67实现固定连接。

下面对本发明所提出的商用车气压电子驻车制动模块在不同工况下的实施方案进行说明：

（1）解除驻车制动

ECU控制两位两通电磁阀1上电（开启），高压气体通过路径：R2→第七孔道55→第六孔道53→第十孔道71→第十一孔道74到达继动阀控制腔A，当腔体A内压力上升到阈值后，控制活塞77下移，推动进气阀门79，腔体B与腔体C连通，高压气体通过进气口R1进入阀体，从出气口R3排入制动气室。同时，由于继动阀控制腔A内压力升高，使得两位两通气控阀2从关闭状态切换到开启状态，随后两位两通电磁阀1断电，在之后的行车状态中两位两通气控阀2将一直维持在开启状态。当制动气室内压力上升到阈值后，推杆在压力作用下回缩，车辆解除驻车状态。

（2）驻车制动

ECU控制两位三通电磁阀3上电（开启），继动阀控制腔A中的气体通过路径：第十一孔道74→第十孔道71→第八孔道68→第三孔道43到达继动阀排气腔D，然后排入大气，因此继动阀控制腔A中的压力骤降，两位两通气控阀2的阀芯51在第二阀芯回位弹簧62的作用下复位，继动阀控制腔A内气体压力继续下降直到控制活塞77在回位弹簧的作用下恢复原位，出气腔B与排气腔D相连通，制动气室内的高压气体通过出气口R3→出气腔B→排气腔D排入大气。随着制动气室内压力逐渐下降到阈值，推杆在储能弹簧的作用下推出实施制动。

（3）防泄漏溜车

当车辆处于驻车状态时，若高压气体通过两位两通电磁阀1泄漏进入继动阀控制腔A中，泄漏气体将通过第十一孔道74→第十孔道71→第四孔道44→第五孔道45→出气腔B→排气腔D排入大气。因此控制腔A在驻车状态下不会因气体泄漏导致内部压力累积，避免了驻停在斜坡上的车辆发生溜车事故。

（4）断电保压

车辆解除驻车制动后进入正常行驶状态，此时两位两通电磁阀1和两位三通电磁阀3均处于断电关闭状态，两位两通气控阀2在压缩气体的作用下保持开启状态，若此时系统突发断电故障，控制腔A内的压力不会突然降低，避免了行车状态的突然切换，提高了车辆整体安全性。

（5）提升紧急工况下的制动稳定性

紧急情况下，可以利用两位三通电磁阀3快速排气驻车，而一旦出现后轮抱死工况时，则可以利用两位两通电磁阀1快速增压进行释放，由于两位两通电磁阀1和两位三通电磁阀3均为直动式电磁阀结构，具有响应快的特点，利用两个阀的组合可以模拟防抱死制动系统快速进行增、减压操作，从而实现动态刹车、防抱死制动等功能，可提升紧急工况下的制动稳定性。

Claims (1)

1.一种商用车气压电子驻车制动模块，包括控制器、壳体、继动阀、两位两通电磁阀、两位两通气控阀、两位三通电磁阀、第一驱动电磁线圈、第二驱动电磁线圈，其特征在于：所述继动阀的下壳体为所述壳体的一部分，所述继动阀上壳体与所述壳体固定连接；所述两位两通电磁阀、两位两通气控阀、两位三通电磁阀位于壳体同一侧，两位两通电磁阀、两位两通气控阀、两位三通电磁阀的轴线相互平行、位于同一平面，且安装平面与继动阀安装平面相互垂直；所述壳体内设有第六孔道、第九孔道，控制活塞将继动阀内部隔开形成出气腔与控制腔，所述两位两通电磁阀中第六孔道连接两位两通气控阀的充气腔，并最终通过第十孔道、第十一孔道与控制腔连通，第二孔道连通所述两位两通气控阀与进气腔，第九孔道连通所述两位两通气控阀与所述两位三通电磁阀，第三孔道连通所述两位三通电磁阀与排气腔，所述两位三通电磁阀通过第八孔道、第十孔道、第十一孔道与控制腔连通；所述第一驱动电磁线圈、第二驱动电磁线圈均通过线圈支架支撑，线圈支架与所述两位两通电磁阀、两位两通气控阀、两位三通电磁阀处于同一侧，且安装面与两位两通电磁阀、两位两通气控阀、两位三通电磁阀的安装面相互平行，所述第一驱动电磁线圈、第二驱动电磁线圈分别套在所述两位两通电磁阀、两位三通电磁阀外侧，线圈支架与壳体固定连接；所述第一驱动电磁线圈、第二驱动电磁线圈的引脚经控制电路板上的连接孔与控制电路板焊接连接；所述控制器安装在电磁阀盖内侧，所述控制器安装平面与线圈支架安装平面平行，与电磁阀盖固定连接，从控制电路板引出线束与控制器连接。

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