CN113306535A - 一种商用车气压线控制动总泵 - Google Patents

一种商用车气压线控制动总泵 Download PDF

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Abstract

本发明属于汽车制动系统技术领域，具体为一种商用车气压线控制动总泵，包括一腔泵体部件，所述一腔泵体部件包括一腔缸体、防尘罩、顶杆座、橡胶弹簧、反馈橡胶压板、限位环挡圈、微动开关、驱动活塞、驱动回位簧、驱动回位簧、第一活塞部件、第一活塞弹簧、电磁阀装置、导气螺钉、串联活塞、压力传感器、推杆、调整叉；所述二腔泵体部件包括二腔缸体、第二活塞部件、第二活塞弹簧、排气座、排气座挡圈；嵌入式系统控制器，所述嵌入式系统控制器设置在制动总泵外部，其结构合理，具备线控制动功能，可以满足L2级以上智能网联商用车的技术需求；同时，具备驾驶员操作功能，制动制动方式及制动踏板感觉与普通商用车一致。

Description

一种商用车气压线控制动总泵
技术领域
本发明涉及汽车制动系统技术领域，具体为一种商用车气压线控制动总泵。
背景技术
现阶段，我国智能网联汽车技术快速发展，对商用车制动系统的线控化、智能化提出更高的要求。现有商用车线控制动系统技术中对于同时具备驾驶员操作功能要求和智能网联汽车的线控制动功能要求存在不足，二者相互兼容性较差，无法满足对智能网联商用车人工操作的舒适性、稳定性、一致性的要求。
本发明一种商用车气压线控制动总泵，其工作原理是在商用车气压制动总泵内部，在高压腔、变压腔和排气通道处设置一个电磁阀装置，在变压腔中设置一个压力传感器，在活塞端部设置微动开关，在总泵由外部设置一套嵌入式系统控制器，嵌入式系统控制器设置有CAN总线，可以通过CAN总线传递制动控制命令。嵌入式系统控制器实时采集压力传感器反馈信号，通过脉宽调制(PWM) 驱动方式控制电磁阀装置工作，从而控制变压腔空气压力，实现商用车制动系统的制动力调节，即实现智能网联商用车纵向运动的线控制动控制。
本发明一种商用车气压线控制动总泵，具备线控制动功能，可以满足L 2级以上智能网联商用车的技术需求；同时，具备驾驶员操作功能，制动制动方式及制动踏板感觉与普通商用车一致。两种功能相互切换方便，能够满足智能网联商用汽车气压制动系统的线控化和智能化的需求。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施方式的一些方面以及简要介绍一些较佳实施方式。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于现有商用车气压线控制动总泵中存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明的目的是提供一种商用车气压线控制动总泵，使其在具备商用车气压制动系统的驾驶员操控能力、智能网联汽车线控制动能力和驾驶员意图感知能力。
为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：
一种商用车气压线控制动总泵，其包括：
一腔泵体部件，所述一腔泵体部件包括一腔缸体、防尘罩、顶杆座、橡胶弹簧、反馈橡胶压板、限位环挡圈、微动开关、驱动活塞、驱动回位簧、驱动回位簧、第一活塞部件、第一活塞弹簧、电磁阀装置、导气螺钉、串联活塞、压力传感器、推杆、调整叉；
其中，所述电磁阀装置包括电磁阀壳体、电磁阀底座、线圈、衔铁、顶杆、电控活塞、活塞回动簧；
二腔泵体部件，所述二腔泵体部件包括二腔缸体、第二活塞部件、第二活塞弹簧、排气座、排气座挡圈；
嵌入式系统控制器，所述嵌入式系统控制器设置在制动总泵外部。
作为本发明所述的一种商用车气压线控制动总泵的一种优选方案，其中：所述一腔泵体部件和二腔泵体部件二者间使用四颗螺钉连接，并在中间连接处设置密封圈。
作为本发明所述的一种商用车气压线控制动总泵的一种优选方案，其中：所述一腔缸体内部设置一个电磁阀装置，且电磁阀装置由嵌入式控制器控制电磁阀工作驱动气压阀门开启和关闭，在一腔缸体上安装有压力传感器连接至变压腔，在驱动活塞限位环上安装有微动开关，电磁阀装置、压力传感器、微动开关使用线束与嵌入式系统控制器连接，嵌入式系统控制器内部设置CAN 总线通信接口与自动驾驶控制系统连接。
作为本发明所述的一种商用车气压线控制动总泵的一种优选方案，其中：所述电磁阀装置是一个三位三通比例电磁阀机构，设置在一腔缸体内，由导气螺钉将电磁阀装置固定在驱动活塞上，内部设置导气管，衔铁上安装有顶杆，顶杆另一端设置电控活塞，电控活塞与导气螺钉间设置活塞回动簧。
作为本发明所述的一种商用车气压线控制动总泵的一种优选方案，其中：所述导气螺钉用于连接驱动活塞与电磁阀装置，所述导气螺钉内腔设置导气通道。
作为本发明所述的一种商用车气压线控制动总泵的一种优选方案，其中：所述一腔缸体的一端与压力传感器连接，所述一腔缸体上设置有与电磁阀装置相配合的线束接头。
作为本发明所述的一种商用车气压线控制动总泵的一种优选方案，其中：所述微动开关用于感知驾驶员操作意图，微动开关固定在限位环挡圈上，微动开关与驱动活塞上沿接触，驱动活塞运动后会触发微动开关，且微动开关与嵌入式系统控制器连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
具备线控制动功能，可以满足L 2级以上智能网联商用车的技术需求；同时，具备驾驶员操作功能，制动制动方式及制动踏板感觉与普通商用车一致。两种功能相互切换方便，能够满足智能网联商用汽车气压制动系统的线控化和智能化的需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将结合附图和详细实施方式对本发明进行详细说明，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本发明的气压线控制动总泵剖视图；
图2为本发明所用的电磁阀装置剖视图；
图3为本发明制动总泵线控制动工作原理图。
图中；1一腔泵体部件、101一腔缸体、102防尘罩、103顶杆座、104橡胶弹簧、105反馈橡胶压板、106限位环挡圈、107微动开关、108驱动活塞、109 驱动回位簧、110驱动回位簧、111第一活塞部件、112第一活塞弹簧、113电磁阀装置、301电磁阀壳体、302电磁阀底座、303线圈、304衔铁、305顶杆、 306电控活塞、307活塞回动簧、114导气螺钉、115串联活塞、116压力传感器、 117推杆、118调整叉、2二腔泵体部件、201二腔缸体、202第二活塞部件、203 第二活塞弹簧、204排气座、205排气座挡圈。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。
其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施方式时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
实施例1
本发明的一种商用车气压线控制动总泵通过阀体上的法兰孔安装于驾驶员前方发动机仓内，调整叉与驾驶仓内的制动踏板连接，阀体上的进气孔与制动储气罐管路连接，阀体上的变压腔出气孔和通向制动器的制动管路连接。阀体上的线束接口用于连接内部电磁阀装置电路和外部嵌入式系统控制器。阀体上安装的压力传感器与嵌入式系统控制器采用电线连接。微动开关的电路引脚与嵌入式系统控制器采用电线连接。嵌入式系统控制器安装在驾驶仓内，通过CAN 总线与智能驾驶系统连接。
其主要由一腔泵体部件1和二腔泵体部件2两大主体两部件组成，二者间使用四颗螺钉连接，并在中间设置密封圈，在制动总泵外部设置嵌入式系统控制器3。
一腔泵体部件1主要由一腔缸体101、防尘罩102、顶杆座103、橡胶弹簧 104、反馈橡胶压板105、限位环挡圈106、微动开关107、驱动活塞108、驱动回位簧109、驱动回位簧110、第一活塞部件111、第一活塞弹簧112、电磁阀装置113、导气螺钉114、串联活塞115、压力传感器116、推杆117、调整叉 118组成。
二腔泵体部件2主要由二腔缸体201、第二活塞部件202、第二活塞弹簧203、排气座204、排气座挡圈205组成。
电磁阀装置113主要由电磁阀壳体301、电磁阀底座302、线圈303、衔铁 304、顶杆305、电控活塞306、活塞回动簧307组成。
具体的，所述一腔泵体部件1和二腔泵体部件2二者间使用四颗螺钉连接，并在中间连接处设置密封圈。
具体的，所述一腔缸体1内部设置一个电磁阀装置113，且电磁阀装置113 由嵌入式控制器3控制电磁阀工作驱动气压阀门开启和关闭，在一腔缸体1上安装有压力传感器116连接至变压腔，在驱动活塞108限位环上安装有微动开关107，电磁阀装置113、压力传感器116、微动开关107使用线束与嵌入式系统控制器3连接，嵌入式系统控制器3内部设置CAN总线通信接口与自动驾驶控制系统连接。
具体的，所述电磁阀装置113是一个三位三通比例电磁阀机构，设置在一腔缸体1内，由导气螺钉114将电磁阀装置113固定在驱动活塞108上，内部设置导气管，衔铁304上安装有顶杆305，顶杆305另一端设置电控活塞306，电控活塞306与导气螺钉114间设置活塞回动簧307。
具体的，所述导气螺钉114用于连接驱动活塞108与电磁阀装置113，所述导气螺钉114内腔设置导气通道。
具体的，所述一腔缸体1的一端与压力传感器116连接，所述一腔缸体1 上设置有与电磁阀装置113相配合的线束接头。
具体的，所述微动开关107用于感知驾驶员操作意图，微动开关107固定在限位环挡圈106上，微动开关107与驱动活塞108上沿接触，驱动活塞108 运动后会触发微动开关107，且微动开关107与嵌入式系统控制器3连接。
工作原理：在现有技术中商用车制动系统的工作原理由制动器产生制动力。制动器的制动力由压缩空气的压力大小控制。压缩空气由空压机产生储存在高压气罐中。制动器、高压气罐、制动总泵之间由气压管路连接。当驾驶员需要车辆减速或停车时，用脚踩踏制动踏板操作制动总泵，将压缩空气释放至制动器中产生制动力。制动踏板的踩踏行程控制制动总泵变压腔的气压大小。当车辆不需要制动时，驾驶员松开制动踏板，制动总泵切断高压气罐与制动器的气路，并将制动器中的压缩空气排放到大气环境中，车辆即可正常行驶。为了保障制动系统可靠性和冗余性。现有技术采用串联式气压制动总泵结构由两组功能相同的泵体组成，当其中一个泵体内腔室故障时，另一个泵体内腔室可以正常工作，保障制动系统功能冗余。
本发明的一种商用车气压线控制动总泵具有驾驶员操作和线控制动两种工作模式。
驾驶员操作模式工作原理与现有技术串联式气压制动总泵同理。电磁阀装置与一腔泵体内部驱动活塞通过导气螺钉连接，当驾驶员控制制动踏板时电磁阀装置将同驱动活塞一同运动，驾驶员释放制动踏板时，在驱动回位簧作用下会恢复的初始状态。
驾驶员操作的制动踏板感觉通过橡胶弹簧力特性实现。为避免橡胶弹簧与驱动活塞之间形成气密区影响制动踏板感觉，导气螺钉上设有导气通到，使橡胶弹簧与驱动活塞之间始终处于大气压环境，从而保障制动踏板感觉与输出力的一致性。
线控制动工作模式由嵌入式控制器控制电磁阀装置，开启关闭高压腔、变压腔和排气通道的气体阀门，通过压力传感器信号反馈，自动调控制动器管路工作气压。嵌入式控制器可以通过CAN总线与自动驾驶控制器信息交互，从而实现线控控制自动驾驶汽车减速、停车的装置。
本发明的一种商用车气压线控制动总泵是在制动总泵的一腔阀体内部设置一个电磁阀装置，电磁阀装置作动时调节变压腔内工作气体压力，使制动系统具备制动增压、制动保压和制动泄压三种工作状态变化。
当制动系统需要制动增压工作状态时，电磁阀装置内部的衔铁推动电控活塞，使高压阀口处于打开且排气阀口关闭，压缩空气从高压储气罐进入制动器管路，制动力输出增大。当制动系统需要制动保压工作状态时，电磁阀装置内部的衔铁行程后退，使得高压阀口与排气阀口同时关闭，制动器内的压力保持稳定，制动力输出不变。当制动系统需要制动减压工作状态时，电磁阀装置断电，内部衔铁在活塞回动簧的作用下退回到初始位置，此时高压阀口关闭且排气阀口打开，制动器内部的压缩空气被排出制动系统，制动力输出消失。
电磁阀装置内的衔铁运动由外部控制器控制采用脉宽调制(PWM)方式控制电流实现。嵌入式控制器根据安装在一腔缸体上的压力传感器信号作为反馈信息，根据制动需求实时调节制动力的大小。
本发明的一种商用车气压线控制动总泵通过驾驶意图感知进行驾驶员操作和线控制动两种工作模式切换。驾驶员操作意图感知通过安装微动开关实现。当制动总泵不工作或线控制动工作模式时，驱动活塞与驱动活塞限位环紧密接触，压紧微动开关。仅当驾驶员操作时，驱动活塞将脱离驱动活塞限位环，微动开关将触发。微动开关与嵌入式控制器使用电线连接。因此，嵌入式控制器可以由微动开关信号判断驾驶员是否介入车辆控制。
在线控制动工作模式下，当微动开关动作时，嵌入式控制器将向自动驾驶控制器发出信号，请求是否终止线控制动功能。如果反馈取消则进入驾驶员操作模式；如果不终止线控制动则根据自动驾驶控制器期望制动力进行判断，如果期望制动力大于驾驶员动作行为，按照期望制动力需求工作，如果期望制动力小于驾驶员动作行为，按照驾驶员模式工作。从而实现驾驶员控制工作模式与线控制动工作模式的兼容性。
虽然在上文中已经参考实施方式对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施方式中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (7)

1.一种商用车气压线控制动总泵，其特征在于，包括：
一腔泵体部件(1)，所述一腔泵体部件(1)包括一腔缸体(101)、防尘罩(102)、顶杆座(103)、橡胶弹簧(104)、反馈橡胶压板(105)、限位环挡圈(106)、微动开关(107)、驱动活塞(108)、驱动回位簧(109)、驱动回位簧(110)、第一活塞部件(111)、第一活塞弹簧(112)、电磁阀装置(113)、导气螺钉(114)、串联活塞(115)、压力传感器(116)、推杆(117)、调整叉(118)；
其中，所述电磁阀装置(113)包括电磁阀壳体(301)、电磁阀底座(302)、线圈(303)、衔铁(304)、顶杆(305)、电控活塞(306)、活塞回动簧(307)；
二腔泵体部件(2)，所述二腔泵体部件(2)包括二腔缸体(201)、第二活塞部件(202)、第二活塞弹簧(203)、排气座(204)、排气座挡圈(205)；
嵌入式系统控制器(3)，所述嵌入式系统控制器(3)设置在制动总泵外部。
2.根据权利要求1所述的一种商用车气压线控制动总泵，其特征在于：所述一腔泵体部件(1)和二腔泵体部件(2)二者间使用四颗螺钉连接，并在中间连接处设置密封圈。
3.根据权利要求1所述的一种商用车气压线控制动总泵，其特征在于：所述一腔缸体(1)内部设置一个电磁阀装置(113)，且电磁阀装置(113)由嵌入式控制器(3)控制电磁阀工作驱动气压阀门开启和关闭，在一腔缸体(1)上安装有压力传感器(116)连接至变压腔，在驱动活塞(108)限位环上安装有微动开关(107)，电磁阀装置(113)、压力传感器(116)、微动开关(107)使用线束与嵌入式系统控制器(3)连接，嵌入式系统控制器(3)内部设置CAN总线通信接口与自动驾驶控制系统连接。
4.根据权利要求1所述的一种商用车气压线控制动总泵，其特征在于：所述电磁阀装置(113)是一个三位三通比例电磁阀机构，设置在一腔缸体(1)内，由导气螺钉(114)将电磁阀装置(113)固定在驱动活塞(108)上，内部设置导气管，衔铁(304)上安装有顶杆(305)，顶杆(305)另一端设置电控活塞(306)，电控活塞(306)与导气螺钉(114)间设置活塞回动簧(307)。
5.根据权利要求1所述的一种商用车气压线控制动总泵，其特征在于：所述导气螺钉(114)用于连接驱动活塞(108)与电磁阀装置(113)，所述导气螺钉(114)内腔设置导气通道。
6.根据权利要求1所述的一种商用车气压线控制动总泵，其特征在于：所述一腔缸体(1)的一端与压力传感器(116)连接，所述一腔缸体(1)上设置有与电磁阀装置(113)相配合的线束接头。
7.根据权利要求1所述的一种商用车气压线控制动总泵，其特征在于：所述微动开关(107)用于感知驾驶员操作意图，微动开关(107)固定在限位环挡圈(106)上，微动开关(107)与驱动活塞(108)上沿接触，驱动活塞(108)运动后会触发微动开关(107)，且微动开关(107)与嵌入式系统控制器(3)连接。
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