CN115848085A - 用于车辆的电控智能高度阀以及相应的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于车辆的电控高度阀(1)，所述电控高度阀(1)包括：车身高度变化检测装置(11)，其用于检测所述车辆的车身的高度变化并产生表征车身的高度变化的高度变化电信号；控制装置(12)，其基于所述高度变化电信号产生相应的阀控制命令；以及阀装置(13)，其与所述车辆的二系悬挂系统气体耦合且基于所述阀控制命令调节所述二系悬挂系统的气体压力。本发明还公开了一种相应的包括这种电控高度阀(1)的车辆、尤其是轨道车辆。根据本发明的某些实施例，可以实现更灵活、更主动的控制，且便于诊断电控高度阀的故障，以便及时进行更换。

Description

用于车辆的电控智能高度阀以及相应的车辆

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的电控智能高度阀以及一种相应的包括电控智能高度阀的车辆。

背景技术

近年来，轨道车辆、尤其是地铁车辆由于其便利性在城市交通中得到了快速发展。另一方面，无人自动驾驶技术近年了由于传感器技术和控制技术的进步也得到了快速发展。轨道车辆由于特殊的应用场景特别适合于采用无人自动驾驶技术。

在无人自动驾驶需求日益增多的情况下，实现车辆各个重要部件的功能状态的自主运行和由系统自动监控是十分必要的。高度阀是轨道车辆调节车身高度的重要部件，可以保证车辆在复杂路段的运行平稳性以及在客流量变化较大的路线上为乘客提供舒适平稳的车体环境。但当前的高度阀的设计无法实现在无人自动驾驶过程中系统感知该部件的运行状态。

在这种情况下，缺乏主动、灵活调节的能力。而且，在出现故障、甚至发生损坏时系统无法及时感知，从而会对整个轨道车辆的控制造成非常不利的影响。

为此，迫切需要进行相应的改进。

发明内容

针对以上技术问题之一和可能的其它技术问题，本发明的目的是提供一种用于车辆的电控高度阀以及一种相应的包括电控高度阀的车辆。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于车辆的电控高度阀，所述电控高度阀包括：车身高度变化检测装置，其用于检测所述车辆的车身的高度变化并产生表征车身的高度变化的高度变化电信号；控制装置，其基于所述高度变化电信号产生相应的阀控制命令；以及阀装置，其与所述车辆的二系悬挂系统气体耦合且基于所述阀控制命令调节所述二系悬挂系统的气体压力。

根据本发明的一个可选的实施例，所述电控高度阀还包括压力传感器，其用于检测所述二系悬挂系统的气体压力；和/或所述车辆是轨道车辆。

根据本发明的一个可选的实施例，所述车身高度变化检测装置被构造为旋转式检测装置，所述旋转式检测装置通过将所述车身的高度变化转换为旋转运动进行检测；和/或所述阀装置包括第一阀和第二阀，所述第一阀和所述第二阀被配置成能够控制所述二系悬挂系统的充气和放气。

根据本发明的一个可选的实施例，所述第一阀和/或所述第二阀为电磁阀；和/或所述第一阀和所述第二阀并排布置。

根据本发明的一个可选的实施例，所述车身高度变化检测装置包括驱动杆和编码器，其中，所述驱动杆与所述车身连接而能够跟随所述车身的高度变化进行旋转运动，所述编码器被配置成能够被所述驱动杆驱动以产生所述高度变化电信号。

根据本发明的一个可选的实施例，所述编码器为光电编码器。

根据本发明的一个可选的实施例，所述电控高度阀还包括壳体，其中，所述车身高度变化检测装置、所述控制装置、所述阀装置和所述压力传感器中的至少一个的至少一部分设置在所述壳体内。

根据本发明的一个可选的实施例，所述电控高度阀还包括顶盖，所述顶盖安装于所述壳体；和/或所述壳体设有进气口和出气口，所述进气口处设有进气接头。

根据本发明的一个可选的实施例，所述电控高度阀还包括设置在所述顶盖上的电气接口；和/或所述顶盖设有用于安置所述车身高度变化检测装置的通孔结构；和/或所述顶盖通过密封垫密封地安装于所述壳体；和/或所述顶盖通过紧固件固定于所述壳体。

根据本发明的一个可选的实施例，所述壳体具有顶部敞口的方形轮廓，所述进气口设置在所述壳体的第一侧面处，所述出气口设置在所述壳体的与所述第一侧面相邻的第二侧面处；和/或所述电气接口设置在所述顶盖的一个侧边处；和/或所述顶盖在与所述电气接口对应的顶部处设有凸台。

根据本发明的一个可选的实施例，所述控制装置进一步被配置成能够在调整车身高度的过程中至少基于所述二系悬挂系统的气体压力和所述高度变化电信号判断所述阀装置的工作状态；和/或所述控制装置进一步被配置成监测所述阀装置的动作。

根据本发明的一个可选的实施例，通过比较所述二系悬挂系统的气体压力与所述高度变化电信号来判断所述阀装置的工作状态；和/或监测所述阀装置的动作包括统计所述阀装置的动作次数。

根据本发明的一个可选的实施例，所述控制装置进一步被配置成通过对所述车身高度变化检测装置和/或所述阀装置和/或所述压力传感器的监测来诊断所述电控高度阀的健康状况。

根据本发明的一个可选的实施例，所述健康状况包括故障和/或剩余使用寿命；和/或对所述电控高度阀的健康状况的诊断还引入所述电控高度阀的历史数据和/或与所述电控高度阀同类型的其它电控高度阀的相关数据。

根据本发明的第二方面，提供了一种车辆，其中，所述车辆包括所述电控高度阀和二系悬挂系统，所述电控高度阀用于控制所述二系悬挂系统。

根据本发明的某些实施例，可以实现更灵活、更主动的控制，且便于诊断电控高度阀的故障，以便及时进行更换。

特别地，根据本发明的某些实施例，提供了一种智能高度阀，其可以根据车身高度的变化自主调节稳定车身高度，并可以对二系悬挂系统的系统压力、高度阀本身的工作状态、实际工作寿命等进行整合管理，并可由轨道车辆驾驶或者制动系统进行监控。

附图说明

下面，通过参看附图更详细地描述本发明，可以更好地理解本发明的原理、特点和优点。附图包括：

图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的用于车辆的电控高度阀的分解图；

图2示出了图1所示的电控高度阀在组装状态下的立体图；

图3示出了图2所示的电控高度阀的正视图；

图4示出了图2所示的电控高度阀的俯视图；

图5示出了图2所示的电控高度阀的后视图；

图6示出了图2所示的电控高度阀的右视图；

图7示出了图2所示的电控高度阀的左视图；以及

图8示出了图2所示的电控高度阀的纵向剖视图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案以及有益的技术效果更加清楚明白，以下将结合附图以及多个示例性实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而不是用于限制本发明的保护范围。

首先，根据本发明的第一方面，如图1所示，提供了一种用于车辆、尤其是轨道车辆的电控高度阀1，所述电控高度阀1包括：车身高度变化检测装置11，其用于检测车辆的车身的高度变化并产生表征车身的高度变化的高度变化电信号；控制装置12，其基于高度变化电信号产生相应的阀控制命令；以及阀装置13，其与车辆的二系悬挂系统气体耦合且基于阀控制命令调节二系悬挂系统的气体压力。二系悬挂系统包括气体弹簧。

为了更为清楚以及下面可能的描述的需要，图2示出了图1所示的电控高度阀在组装状态下的立体图。图3示出了图2所示的电控高度阀的正视图。图4示出了图2所示的电控高度阀的俯视图。图5示出了图2所示的电控高度阀的后视图。图6示出了图2所示的电控高度阀的右视图。图7示出了图2所示的电控高度阀的左视图。图8示出了图2所示的电控高度阀的纵向剖视图。

由此可以看出，本发明的电控高度阀1将检测车身的高度变化与对阀装置13的控制分为两个部分，这两个部分可以通过控制程序进行关联，从而可以灵活地调整控制参数而配置出具有不同特性的高度阀。而在现有的机械式高度阀中，车身的高度变化直接变换为阀装置的状态，对应关系唯一，无法进行调整。

在此，如何根据车身的高度变化控制阀装置3，即如何根据车身的高度变化产生相应的阀控制命令可通过实验、模拟等方法事先标定，也可引入其它信号、例如二系悬挂系统的气体压力进行反馈控制。

根据本发明的一个示例性实施例，电控高度阀1还可包括压力传感器14，其用于检测二系悬挂系统的气体压力。这为反馈控制提供了可能，并且可以用于帮助诊断电控高度阀1的健康状况，具体可参看以下的描述。

根据本发明的一个示例性实施例，如图1所示，车身高度变化检测装置11可被构造为旋转式检测装置，旋转式检测装置通过将车身的高度变化转换为旋转运动进行检测。

根据本发明的一个示例性实施例，如图1所示，阀装置13包括第一阀131和第二阀132，第一阀131和第二阀132被配置成能够控制二系悬挂系统的充气和放气。第一阀131和第二阀132协调动作控制二系悬挂系统的充气和放气过程。例如，可以使第一阀131控制放气，而第二阀132控制充气。

根据本发明的一个示例性实施例，第一阀131和/或第二阀132为电磁阀，用于控制二系悬挂系统的充气和放气，也可以和其它阀配合来放大流量，以适应更多的工作应用范围，此时还可能需要其它阀的配合动作。优选地，所述阀装置13还可以包括第一流量放大充气放气控制活塞阀133和/或第二流量放大充气放气控制活塞阀134，以与第一阀131和/或第二阀132协调控制二系悬挂系统的充气和放气过程。根据本发明的一个示例性实施例，第一阀131和第二阀132并排放置，第一流量放大充气放气控制活塞阀133和第二流量放大充气放气控制活塞阀134并排放置。

根据本发明的一个示例性实施例，如图1所示，第一阀131和第二阀132并排布置。

根据本发明的一个示例性实施例，车身高度变化检测装置11可包括驱动杆111和编码器112，其中，驱动杆111与车身连接而能够跟随车身的高度变化进行旋转运动，编码器112能够被驱动杆111驱动以产生高度变化电信号。换言之，编码器112可通过驱动杆111带动旋转体(参考图1)转动来确定车身的高度变化。

根据本发明的一个示例性实施例，编码器112可为光电编码器。

根据本发明的一个示例性实施例，电控高度阀1还可包括壳体15，其中，车身高度变化检测装置11、控制装置12、阀装置13和压力传感器14中的至少一个的至少一部分设置在壳体15内。尤其地，车身高度变化检测装置11的一部分(例如驱动杆111)以及控制装置12、阀装置13和压力传感器14均设置在壳体15内。

优选地，壳体15在此充当阀体，并可内置一部分气路。

根据本发明的一个示例性实施例，电控高度阀1还可包括顶盖16，所述顶盖16安装于壳体15。在这种情况下，顶盖16与壳体15形成一个相对封闭的容纳空间。

优选地，电控高度阀1的一部分气路也可内置于顶盖16中。

根据本发明的一个示例性实施例，壳体15可设有进气口151和出气口152，所述进气口151处设有进气接头153。进气口151可通过进气接头153连接到气源。

根据本发明的一个示例性实施例，电控高度阀1还可包括设置在顶盖16上的电气接口17。该电气接口17可连接到电源，并可以优选与车辆的控制系统进行通信。

根据本发明的一个示例性实施例，顶盖16可设有用于安置车身高度变化检测装置11的通孔结构161。从而可以将位于壳体15外部的驱动杆111的转动传递到位于壳体15内的编码器112。

根据本发明的一个示例性实施例，顶盖16可通过密封垫18密封地安装于壳体15，即密封垫18设置在顶盖16与壳体15之间。这样，可以将相应的电气部件密封地置于容纳空间中，从而可以对内部的电气部件进行很好的保护。

根据本发明的一个示例性实施例，顶盖16可以通过紧固件19、例如螺钉(图1中示例性地示出了三个螺钉)固定于壳体15。

优选地，壳体15可具有顶部敞口的方形轮廓，如图1所示，进气口151设置在壳体15的第一侧面154处，出气口152设置在壳体15的与第一侧面154相邻的第二侧面155处。优选地，进气口151设置在窄侧面处，而出气口152设置在宽侧面处。

根据本发明的一个示例性实施例，如图1所示，电气接口17可设置在顶盖16的一个侧边162处。

根据本发明的一个示例性实施例，如图1所示，顶盖16在与电气接口17对应的顶部处设有凸台163。这样，可以给设置电气接口17提供较大的区域。

根据本发明的一个示例性实施例，控制装置12可进一步被配置成能够在调整车身高度的过程中至少基于二系悬挂系统的气体压力和高度变化电信号判断阀装置13的工作状态。这是因为正常状态下，阀装置13只要工作，二系悬挂系统的气体压力必然变化，而阀装置13是否启动又与车身的高度变化电信号有关。

根据本发明的一个示例性实施例，控制装置12可进一步被配置成监测阀装置13的动作。这样，可以通过确定阀装置13的动作来判断阀装置13本身、甚至其它部件的状态，例如第一阀131和/或第二阀132是否达到了预期的动作次数。因此，根据本发明的一个示例性实施例，监测阀装置13的动作包括统计阀装置13的动作次数。

如上所述，可通过比较二系悬挂系统的气体压力与高度变化电信号来判断阀装置13的工作状态。

根据本发明的一个示例性实施例，控制装置12可进一步被配置成通过对车身高度变化检测装置11和/或阀装置13和/或压力传感器14的监测来诊断电控高度阀1的健康状况。

根据本发明的一个示例性实施例，健康状况可包括故障和/或剩余使用寿命。

根据本发明的一个示例性实施例，对电控高度阀1的健康状况的诊断还可引入电控高度阀1的历史数据和/或与电控高度阀1同类型的其它电控高度阀的相关数据。这样，可以充分发挥历史数据以及其它相关数据的作用，利用大数据判断分析，从而可大大提高诊断的准确性，赋予电控高度阀1更多的智能性。

可以看出，在此提供了一种高度集成的智能高度阀，其集成地使用了解码器、例如光电解码器来检测和表征轨道车辆的二系悬挂系统的高度变化(即车身的高度变化)，并根据表征高度变化的信号通过内置的控制装置来自动调节车身的二系悬挂系统的高度，同时也可内置压力传感器，通过优化算法可进行自身功能的监控和预期使用寿命的计算。

尤其地，可以将电控高度阀设计成与现有的轨道车辆的高度阀互相兼容，从而无需改变轨道车辆的相应部位的设计。

在保证现有的高度阀对车身高度自动调整功能的同时，还可实现车辆运行系统在无人运行过程中对高度阀的状态感知，并可对高度阀的使用极限进行预警，避免故障发生，降低维修成本。

根据本发明的第二方面，提供了一种车辆，其中，所述车辆包括所述电控高度阀1和二系悬挂系统，所述电控高度阀1可以用于控制二系悬挂系统。

尽管这里详细描述了本发明的特定实施方式，但它们仅仅是为了解释的目的而给出的，而不应认为它们对本发明的范围构成限制。在不脱离本发明精神和范围的前提下，各种替换、变更和改造可被构想出来。

Claims (15)

1.一种用于车辆的电控高度阀(1)，包括：

车身高度变化检测装置(11)，其用于检测所述车辆的车身的高度变化并产生表征车身的高度变化的高度变化电信号；

控制装置(12)，其基于所述高度变化电信号产生相应的阀控制命令；和

阀装置(13)，其与所述车辆的二系悬挂系统气体耦合且基于所述阀控制命令调节所述二系悬挂系统的气体压力。

2.根据权利要求1所述的电控高度阀(1)，其中，

所述电控高度阀(1)还包括压力传感器(14)，其用于检测所述二系悬挂系统的气体压力；和/或

所述车辆是轨道车辆。

3.根据权利要求1或2所述的电控高度阀(1)，其中，

所述车身高度变化检测装置(11)被构造为旋转式检测装置，所述旋转式检测装置通过将所述车身的高度变化转换为旋转运动进行检测；和/或

所述阀装置(13)包括第一阀(131)和第二阀(132)，所述第一阀(131)和所述第二阀(132)被配置成能够控制所述二系悬挂系统的充气和放气。

4.根据权利要求3所述的电控高度阀(1)，其中，

所述第一阀(131)和/或所述第二阀(132)为电磁阀；和/或

所述第一阀(131)和所述第二阀(132)并排布置。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的电控高度阀(1)，其中，

所述车身高度变化检测装置(11)包括驱动杆(111)和编码器(112)，其中，所述驱动杆(111)与所述车身连接而能够跟随所述车身的高度变化进行旋转运动，所述编码器(112)被配置成能够被所述驱动杆(111)驱动以产生所述高度变化电信号。

6.根据权利要求5所述的电控高度阀(1)，其中，

所述编码器(112)为光电编码器。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的电控高度阀(1)，其中，

所述电控高度阀(1)还包括壳体(15)，其中，所述车身高度变化检测装置(11)、所述控制装置(12)、所述阀装置(13)和所述压力传感器(14)中的至少一个的至少一部分设置在所述壳体(15)内。

8.根据权利要求7所述的电控高度阀(1)，其中，

所述电控高度阀(1)还包括顶盖(16)，所述顶盖(16)安装于所述壳体(15)；和/或

所述壳体(15)设有进气口(151)和出气口(152)，所述进气口(151)处设有进气接头(153)。

9.根据权利要求8所述的电控高度阀(1)，其中，

所述电控高度阀(1)还包括设置在所述顶盖(16)上的电气接口(17)；和/或

所述顶盖(16)设有用于安置所述车身高度变化检测装置(11)的通孔结构(161)；和/或

所述顶盖(16)通过密封垫(18)密封地安装于所述壳体(15)；和/或

所述顶盖(16)通过紧固件(19)固定于所述壳体(15)。

10.根据权利要求9所述的电控高度阀(1)，其中，

所述壳体(15)具有顶部敞口的方形轮廓，所述进气口(151)设置在所述壳体(15)的第一侧面(154)处，所述出气口(152)设置在所述壳体(15)的与所述第一侧面(154)相邻的第二侧面(155)处；和/或

所述电气接口(17)设置在所述顶盖(16)的一个侧边(162)处；和/或

所述顶盖(16)在与所述电气接口(17)对应的顶部处设有凸台(163)。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的电控高度阀(1)，其中，

所述控制装置(12)进一步被配置成能够在调整车身高度的过程中至少基于所述二系悬挂系统的气体压力和所述高度变化电信号判断所述阀装置(13)的工作状态；和/或

所述控制装置(12)进一步被配置成监测所述阀装置(13)的动作。

12.根据权利要求11所述的电控高度阀(1)，其中，

通过比较所述二系悬挂系统的气体压力与所述高度变化电信号来判断所述阀装置(13)的工作状态；和/或

监测所述阀装置(13)的动作包括统计所述阀装置(13)的动作次数。

13.根据权利要求12所述的电控高度阀(1)，其中，

所述控制装置(12)进一步被配置成通过对所述车身高度变化检测装置(11)和/或所述阀装置(13)和/或所述压力传感器(14)的监测来诊断所述电控高度阀(1)的健康状况。

14.根据权利要求13所述的电控高度阀(1)，其中，

所述健康状况包括故障和/或剩余使用寿命；和/或

对所述电控高度阀(1)的健康状况的诊断还引入所述电控高度阀(1)的历史数据和/或与所述电控高度阀(1)同类型的其它电控高度阀的相关数据。

15.一种车辆，其中，所述车辆包括根据权利要求1-14中任一项所述的电控高度阀(1)和二系悬挂系统，所述电控高度阀(1)用于控制所述二系悬挂系统。

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