CN112555139A - 一种车用空压机系统的控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及制动控制领域，公开了一种车用空压机系统的控制装置，其包括干燥器连接口(1)和空压机卸荷口(2)，还包括卸荷阀(3)，卸荷阀(3)内设有卸荷腔(30)，卸荷腔(30)内安装有活动阀芯(31)，卸荷腔(30)与干燥器连接口(1)连通，卸荷阀(3)的一端接口与大气连通，卸荷阀(3)的另一端接口与空压机卸荷口(2)连接；还包括与储气瓶连通的储气瓶连接口(4)，还包括排气电磁阀(7)并通过排气电磁阀(7)控制卸荷腔(30)向外界大气卸压。本发明本申请检测及控制模块一体设计，优化了电磁阀的工作环境，保证卸荷装置的可靠性。

Description

一种车用空压机系统的控制装置
技术领域
本发明涉及制动控制领域，尤其涉及了一种车用空压机系统的控制装置。
背景技术
新能源车用电动空压机是大型商用车的制动气源，在整车制动部件中，是至关重要的一项。车用电动空压机故障将会导致整个制动系统都会失效，刹车失灵，甚至造成车毁人亡的严重后果。现阶段，市面上新能源商用车仅通过驱动电流、气压变化来判断空压机运行状态，整车缺少获取这一重要部件的工作信息途径及干预手段，易造成空压机带载启动、功耗增加、缺乏维护导致的使用寿命缩短、电机烧毁等故障和隐患。
其中带载启动，是新能源车用电动空压机面临的主要问题之一。
目前，市面上大多数新能源车用电动空压机的启停控制是根据储气瓶的气压值来确定，而干燥器卸荷及恢复供气动作的气压值是根据干燥器本身内部弹簧设定确定的。两者之间存在气压偏差，导致以下两种情况：
整车检测气压值比干燥器判断气压值高时：整车控制器根据仪表采集自储气瓶的气压值，认为储气瓶已经达到了气压上限，关闭了空压机，而干燥器还未到达排气压力，对管路没有卸压，导致下一次空压机带压启动，有无法正常启动的风险，导致驱动器和电机过载损坏。并且，干燥器没有正常排气，无法再生干燥器内部的过滤滤材，导致干燥器干燥功能失效，长此以往，储气瓶积水，各个管路及制动阀体提前老化失效，严重影响整车制动安全。
干燥器判断气压值比整车检测气压值高时：干燥器已经判断储气瓶达到了气压上限，进行排气卸荷的动作，切断了空压机与储气筒之间的连接，气压停止上升。但此时整车检测到的储气瓶压力还未达到设定的气压上限，对空压机不执行关机断电处理。从而导致空压机虽然已经完成了供气过程，但是仍然无法停机。增加了空压机的内部损耗，也大大增加了整车的能耗。
为保证空压机不带载启动，现有的应用方案是在空压机排气口与干燥器之间增加一个电磁阀，整车在启动空压机之前，利用电磁阀将管道内的气压排空，保证空压机不带载启动。但是有如下几点缺陷：未解决干燥器设定气压与整车检测到的气压不一致的问题；电磁阀使用工况较为恶劣；电磁阀直接安装在空压机排气口，使用温度大于70℃，并且直接接触到的为未经过干燥器净化的气体，水分、油气较多，直接影响电磁阀密封口橡胶件的寿命，导致电磁阀成为一个新增的高发故障点，无法达到整车质保要求。
新能源车用空压机的维护保养不直观，使用者仅能根据使用时间或者公里数来对空压机进行维护保养，而实际使用工况会造成耗材损耗情况不一致，仅根据时间或者公里数这一条件决定是否保养，往往会导致保养不当，影响设备使用寿命。
市面上新能源商用车仅通过驱动电流、气压变化来判断空压机运行状态。对空压机工作温度，润滑系统正常与否，这些关键信息都无法获得。从而导致，只有在空压机已经出现故障的条件下，才会发现问题，使空压机存在不可控式使用风险。
随着新能源客车及物流车对整车设备智能化、物联网化的要求，以及对空压机安全性，可靠性要求的提高。现有新能源空压机的“失控式”控制，已经不能满足需求。空压机增加了该空压机辅控模块后可以实现实时监控空压机工作状态，与整车通讯，给用户提供准确、及时的维护信息，大大延长空压机使用寿命，减少故障率，保证行驶安全。
目前，专利号为201711005923.6的发明专利申请，但还存在无法安全卸压、零件易损耗等的缺陷。
发明内容
本发明针对现有技术中的缺点，提供了一种车用空压机系统的控制装置。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
一种车用空压机系统的控制装置，包括与干燥器连通的干燥器连接口和与空压机连通的空压机卸荷口，还包括卸荷阀，卸荷阀内设有卸荷腔，卸荷腔内安装有活动阀芯并通过活动阀芯的移动控制卸荷阀两端接口的通断，卸荷腔与干燥器连接口连通并通过干燥器连接口的气压带动活动阀芯的移动，卸荷阀的一端接口与大气连通，卸荷阀的另一端接口与空压机卸荷口连接；还包括与储气瓶连通的储气瓶连接口，还包括控制器和监测储气瓶内部气压的气压传感器，气压传感器与控制器连接并向控制器发送储气瓶内的气压信号，还包括连通卸荷腔与外界大气的主动排气通道，主动排气通道上安装有排气电磁阀并通过排气电磁阀控制卸荷腔向外界大气卸压，控制器与排气电磁阀连接并控制排气电磁阀的工作。
作为优选，控制器包括主动卸荷模块，主动卸荷模块与气压传感器连接并控制排气电磁阀的工作。
作为优选，控制器还包括被动卸荷模块，还包括连通卸荷腔与储气瓶连接口的被动排气道，被动排气道上安装有点动式排气阀，被动卸荷模块与点动式排气阀连接并控制储气瓶向卸荷腔的通断气。
作为优选，还包括接通讯装置，通讯装置收外界发出的被动卸荷信号，通讯装置与控制器中的被动卸荷模块连接。
作为优选，还包括与控制器连接的电机温度传感器，电机温度传感器为热敏电阻，电机温度传感器监测空压机的温度并将其转化为温度信号发送给控制器，控制器通过通讯装置将温度信号发送给操作端或操作者，当控制器检测到空压机电机运行温度过高，会通过通讯装置将电机高温报警代码发送给整车控制器，提醒整车对电动空压机降功率运行，保障电机使用安全。
作为优选，还包括与控制器连接的机油位传感器，机油位传感器监测空压机的机油量并形成机油维护信号发送给控制器，控制器通过通讯装置将机油维护信号发送给操作端或操作者，当空压机内部机油不足时，控制器通过通讯装置将机油维护代码发送给整车控制器，提醒使用者及时添加机油。
作为优选，还包括与控制器连接的油压开关，油压开关安装在空压机内部润滑系统中，当空压机内部润滑系统正常工作，建立正常的工作油压时，油压开关内部将会闭合导通，控制器监测油压开关的开闭并形成润滑故障信号，控制器通过通讯装置将润滑故障信号发送给操作端或操作者，控制器实时检测油压开关内部的通断状态，实时监控空压机内部润滑系统的工作状态。若空压机处于运行状态，油压开关内部信号断开，控制器会通过通讯装置发送润滑系统故障码发送给整车控制器，警告使用者马上检查空压机，保证行驶安全。
作为优选，还包括与控制器连接的负压传感器，负压传感器安装在空压机进气口并监测气压形成负压信号，控制器通过通讯装置将负压信号发动给操作端或操作者，提醒操作者及时清洁空气滤清器或更换空气滤芯。
作为优选，卸荷阀与干燥器连接口连接的管道上安装有单向阀，单向阀仅允许干燥器连接口的气体流向卸压腔。
本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：本申请检测及控制模块一体设计，外观简洁；利用点动式电磁阀储气瓶中的洁净高压气体作为控制气来驱动机械卸荷阀，大大减少电磁阀的使用时间，且优化了电磁阀的工作环境，能有效提高电磁阀的使用寿命，保证卸荷装置的可靠性；整车接收到车用空压机辅助控制装置的信号，及时启停空压机，有效地降低了能耗，并且保证空压机与干燥器之前的联动，解决了干燥器排气与空压机的启停不同步所造成的带载启动以及空压机无法关闭等问题，提高了整车制动管路元件的寿命及可靠性；通过管路及通讯线，连接储气瓶、干燥器、空压机；使整车制动系统形成闭环控制，整车控制器可以了解供气系统的状态，也可以在供气系统异常时，进行相应的处理。有效地提高了整车制动的安全性；控制器通过检测油位传感器和空滤负压传感器，智能监控保养耗材状态，使空压机维保能够做到精准、高效；控制器通过检测油压开关、电机温度传感器、水温传感器，实时监控空压机状态，可及时发现空压机异常，大大提高整车运行安全性。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是自动卸荷的结构示意图。
图3是自动卸荷的结构示意图。
图4是图1的控制器的原理框图。
附图中各数字标号所指代的部位名称如下：1—干燥器连接口、2—空压机卸荷口、3—卸荷阀、4—储气瓶连接口、5—控制器、6—气压传感器、7—排气电磁阀、8—点动式排气阀、9—通讯装置、10—单向阀、11—电机温度传感器、12—机油位传感器、13—油压开关、14—负压传感器、30—卸荷腔、31—活动阀、51—主动卸荷模块、52—被动卸荷模块。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
一种车用空压机系统的控制装置，如图所示，包括与干燥器连通的干燥器连接口1和与空压机连通的空压机卸荷口2，还包括卸荷阀3，卸荷阀3内设有卸荷腔30，卸荷腔30内安装有活动阀芯31并通过活动阀芯31的移动控制卸荷阀3两端接口的通断，卸荷腔30与干燥器连接口1连通并通过干燥器连接口1的气压带动活动阀芯31的移动，卸荷阀3的一端接口与大气连通，卸荷阀3的另一端接口与空压机卸荷口2连接，当卸荷腔30的气压过大时，气压推动活动阀芯31移动并打开卸荷阀3的两接口连通，使得空压机卸荷口2与大气连通；还包括与储气瓶连通的储气瓶连接口4，还包括控制器5和监测储气瓶内部气压的气压传感器6，气压传感器6与控制器5连接并向控制器5发送储气瓶内的气压信号，还包括连通卸荷腔30与外界大气的主动排气通道，主动排气通道上安装有排气电磁阀7并通过排气电磁阀7控制卸荷腔30向外界大气卸压，控制器5与排气电磁阀7连接并控制排气电磁阀7的工作。
当干燥器到达设定气压上限，排气卸荷，干燥器卸荷高压控制气会通过干燥器连接口1，充入卸荷腔30，使机械卸荷阀3内的活动阀芯31被高压气体驱动打开，卸荷阀3打开后，会使空压机卸荷口2与大气联通，因为空压机卸荷口2是连接至空压机排气口，所以空压机至干燥器端的管路内气体将会排空，下一次空压机启动时，将会空载启动。
当气压传感器6检测到储气瓶气压到达气压下限，控制器5使排气电磁阀7得电，卸荷腔30与外界大气连通，卸荷腔30内气体被排空，活动阀芯31复位，关闭空压机卸荷口2与大气的连通，并通过通讯装置9发送信号代码至整车，使整车启动空压机，恢复供气功能。
实施例2
与实施例1相同，不同的是控制器5包括主动卸荷模块51，主动卸荷模块51与气压传感器6连接并控制排气电磁阀7的工作。
控制器5还包括被动卸荷模块52，还包括连通卸荷腔30与储气瓶连接口4的被动排气道，被动排气道上安装有点动式排气阀8，被动卸荷模块52与点动式排气阀8连接并控制储气瓶向卸荷腔30的通断气。
还包括接通讯装置9，通讯装置9收外界发出的被动卸荷信号，通讯装置9与控制器5中的被动卸荷模块52连接。
当空压机处于供气状态时，在某一情况，整车需要空压机停止供气功能。通过通讯装置9发送指令给控制器5，控制器5接收到指令后，使点动式排气阀8得电吸合3秒，通过储气瓶连接口4，将洁净的高压气体通入卸荷腔40，使卸荷阀3内的活动阀芯31被高压气体驱动打开，实现被动卸荷的功能，然后控制器5再反馈信息给整车，告知整车可以关闭空压机，形成了闭环控制。
实施例3
与实施例2相同，不同的是还包括与控制器5连接的电机温度传感器11，电机温度传感器11为热敏电阻，电机温度传感器11监测空压机的温度并将其转化为温度信号发送给控制器5，控制器5通过通讯装置9将温度信号发送给操作端或操作者，当控制器5检测到空压机电机运行温度过高，会通过通讯装置9将电机高温报警代码发送给整车控制器，提醒整车对电动空压机降功率运行，保障电机使用安全。
还包括与控制器5连接的机油位传感器12，机油位传感器12监测空压机的机油量并形成机油维护信号发送给控制器5，控制器5通过通讯装置9将机油维护信号发送给操作端或操作者，当空压机内部机油不足时，控制器5通过通讯装置9将机油维护代码发送给整车控制器，提醒使用者及时添加机油。
还包括与控制器5连接的油压开关13，油压开关13安装在空压机内部润滑系统中，当空压机内部润滑系统正常工作，建立正常的工作油压时，油压开关13内部将会闭合导通，控制器5监测油压开关13的开闭并形成润滑故障信号，控制器5通过通讯装置9将润滑故障信号发送给操作端或操作者，控制器5实时检测油压开关13内部的通断状态，实时监控空压机内部润滑系统的工作状态。若空压机处于运行状态，油压开关13内部信号断开，控制器5会通过通讯装置9发送润滑系统故障码发送给整车控制器，警告使用者马上检查空压机，保证行驶安全。
还包括与控制器5连接的负压传感器14，负压传感器14安装在空压机进气口并监测气压形成负压信号，控制器5通过通讯装置9将负压信号发动给操作端或操作者，提醒操作者及时清洁空气滤清器或更换空气滤芯。
实施例4
与实施例1相同，不同的是卸荷阀3与干燥器连接口1连接的管道上安装有单向阀10，单向阀10仅允许干燥器连接口1的气体流向卸荷腔30。

Claims (9)

1.一种车用空压机系统的控制装置，其特征在于：包括与干燥器连通的干燥器连接口(1)和与空压机连通的空压机卸荷口(2)，还包括卸荷阀(3)，卸荷阀(3)内设有卸荷腔(30)，卸荷腔(30)内安装有活动阀芯(31)并通过活动阀芯(31)的移动控制卸荷阀(3)两端接口的通断，卸荷腔(30)与干燥器连接口(1)连通并通过干燥器连接口(1)的气压带动活动阀芯(31)的移动，卸荷阀(3)的一端接口与大气连通，卸荷阀(3)的另一端接口与空压机卸荷口(2)连接；还包括与储气瓶连通的储气瓶连接口(4)，还包括控制器(5)和监测储气瓶内部气压的气压传感器(6)，气压传感器(6)与控制器(5)连接并向控制器(5)发送储气瓶内的气压信号，还包括连通卸荷腔(30)与外界大气的主动排气通道，主动排气通道上安装有排气电磁阀(7)并通过排气电磁阀(7)控制卸荷腔(30)向外界大气卸压，控制器(5)与排气电磁阀(7)连接并控制排气电磁阀(7)的工作。
2.根据权利要求1所述的一种车用空压机系统的控制装置，其特征在于：控制器(5)包括主动卸荷模块(51)，主动卸荷模块(51)与气压传感器(6)连接并控制排气电磁阀(7)的工作。
3.根据权利要求1所述的一种车用空压机系统的控制装置，其特征在于：控制器(5)还包括被动卸荷模块(52)，还包括连通卸荷腔(30)与储气瓶连接口(4)的被动排气道，被动排气道上安装有点动式排气阀(8)，被动卸荷模块(52)与点动式排气阀(8)连接并控制储气瓶向卸荷腔(30)的通断气。
4.根据权利要求3所述的一种车用空压机系统的控制装置，其特征在于：还包括接通讯装置(9)，通讯装置(9)收外界发出的被动卸荷信号，通讯装置(9)与控制器(5)中的被动卸荷模块(52)连接。
5.根据权利要求4所述的一种车用空压机系统的控制装置，其特征在于：还包括与控制器(5)连接的电机温度传感器(11)，电机温度传感器(11)为热敏电阻，电机温度传感器(11)监测空压机的温度并将其转化为温度信号发送给控制器(5)，控制器(5)通过通讯装置(9)将温度信号发送给操作端或操作者。
6.根据权利要求4所述的一种车用空压机系统的控制装置，其特征在于：还包括与控制器(5)连接的机油位传感器(12)，机油位传感器(12)监测空压机的机油量并形成机油维护信号发送给控制器(5)，控制器(5)通过通讯装置(9)将机油维护信号发送给操作端或操作者。
7.根据权利要求4所述的一种车用空压机系统的控制装置，其特征在于：还包括与控制器(5)连接的油压开关(13)，油压开关(13)安装在空压机内部润滑系统中，控制器(5)监测油压开关(13)的开闭并形成润滑故障信号，控制器(5)通过通讯装置(9)将润滑故障信号发送给操作端或操作者。
8.根据权利要求4所述的一种车用空压机系统的控制装置，其特征在于：还包括与控制器(5)连接的负压传感器(14)，负压传感器(14)安装在空压机进气口并监测气压形成负压信号，控制器(5)通过通讯装置(9)将负压信号发动给操作端或操作者。
9.根据权利要求1所述的一种车用空压机系统的控制装置，其特征在于：卸荷阀(3)与干燥器连接口(1)连接的管道上安装有单向阀(10)，单向阀(10)仅允许干燥器连接口(1)的气体流向卸荷腔(30)。
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Denomination of invention: A Control Device for Vehicle Air Compressor System

Effective date of registration: 20230829

Granted publication date: 20220809

Pledgee: Bank of China Limited Jiangshan Branch

Pledgor: ZHEJIANG KELI VEHICLE CONTROL SYSTEM Co.,Ltd.

Registration number: Y2023330001872

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