CN116890804A - 一种集成式多功能电控制动阀及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种集成式多功能电控制动阀及其控制方法，属于车辆制动控制技术领域，现有技术中原制动系统控制器及阀失效时无法制动，以及制动距离端，制动力大小不可调的问题。本发明的电控制动阀，其特征在于，包括阀体、电控比例阀一、电控比例阀二、梭阀一、梭阀二、第一连通口、第二连通口、第三连通口、第四连通口、机械阀、第一内孔、第二内孔、第三内孔和第四内孔。本发明的电控制动阀是的无人驾驶系统的冗余制动力大大提升，同时，冗余制动力大小可调，提高了制动能力。

Description

一种集成式多功能电控制动阀及其控制方法

技术领域

本发明涉及车辆制动控制技术领域，具体涉及一种集成式多功能电控制动阀及其控制方法。

背景技术

为避免无人驾驶车辆因EBS线控电子制动系统失效而发生行车安全事故，车辆需配备线控冗余制动系统，以便在没有人力备份制动情况下为车辆提供备份线控制动功能从而确保无人驾驶车辆在必要时能够减速或停车。

目前常采用EPB(电子驻车制动系统)作为线控冗余制动，在线控电子制动系统的单通道模块、双通道模块都失效时，车载控制器向EPB模块发送指令，EPB模块排出驻车制动气室内的空气，利用驻车制动器内弹簧的压力使车辆减速或停车。然而，受驻车制动器内部弹簧的弹簧力限制，EPB产生的最大总制动力要比EBS行车制动低40％左右,所以用EPB做冗余制动时一方面产生的制动力小、制动距离比常规制动长，另一方面制动力大小不可调。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供了一种集成式多功能电控制动阀及其控制方法，解决了现有技术中原制动系统控制器及阀失效时无法制动，以及制动距离端，制动力大小不可调的问题。

本发明一方面提供了一种集成式多功能电控制动阀，包括阀体、电控比例阀一、电控比例阀二、梭阀一、梭阀二、第一连通口、第二连通口、第三连通口、第四连通口、机械阀、第一内孔、第二内孔、第三内孔和第四内孔；

第一内孔和第三内孔分别与第一连通口连通，第二内孔和第四内孔分别与第二连通口连通；电控比例阀一和电控比例阀二分别安装于阀体的第一内孔和第二内孔内；梭阀一和梭阀二分别安装在阀体的第三内孔和第四内孔；

机械阀包括进气门一和进气门二；进气门一与第二连通口对应设置；进气门二与第一连通口对应设置。

可选地，阀体设置第一侧面、第二侧面、第三侧面、第四侧面和第五侧面；第一连通口和第二连通口从第二侧面设置于阀体内；第三连通口和第四连通口从第三侧面设置于阀体内；第五连通口从第四侧面和第五侧面贯通于阀体。

可选地，第一侧面设置于第二侧面和第三侧面之间，第二侧面与第三侧面相对设置于第一侧面的两端；第四侧面与第一侧面、第二侧面和第三侧面之间均相邻；第五侧面与第一侧面、第二侧面和第三侧面之间均相邻；第四侧面与第五侧面相对设置于第一侧面的两个端的端边。

可选地，阀体1内设置有连通第一内孔和第三内孔的第一内通道；阀体内还设置有连通第二内孔和第四内孔的第二内通道。

可选地，第三内孔设置第一进气口；梭阀一设置第一连通通道、第二进气口和第三连通口接口；第一进气口设置于第三内孔在阀体内部的端部；第一连通通道分别与第三内孔、第二进气口和第三连通口接口连通，第二进气口和第三连通口接口设置于梭阀一的阀身部分；第一进气口与第一连通口连通；第二进气口与第一内通道连通，第三连通口接口与第三连通口连通；梭阀一插入第三内孔。

可选地，第四内孔设置第三进气口；梭阀二设置第二连通通道、第四进气口和第四连通口接口；第三进气口设置于第四内孔在阀体内部的端部；第二连通通道分别与第四内孔、第四进气口和第四连通口接口连通，第四进气口和第四连通口接口设置于梭阀二的阀身部分；第三进气口与第二连通口连通，第四进气口与第二内通道连通，第四连通口接口与第四连通口连通；梭阀二插入第四内孔。

可选地，第一内孔设置第五进气口；电控比例阀一设置第六进气口；第五进气口设置于第一内孔在阀体内部的端部，第六进气口设置于电控比例阀一的阀身部分，第五进气口与第一连通口连通，第六进气口与第一内通道连通；电控比例阀一插入第一内孔。

可选地，第二内孔设置第七进气口；电控比例阀二设置第八进气口；第七进气口设置于第二内孔在阀体内部的端部，第八进气口设置于电控比例阀二的阀身部分，第七进气口与第二连通口连通，第八进气口与第二内通道连通；电控比例阀二插入第二内孔。

可选地，车辆的前桥储气筒与第一连通口连接；车辆的中桥储气筒和后桥储气筒气源分别与第二连通口连接。

本发明的另一方面，提供了一种集成式多功能电控制动阀的控制方法，前述的电控制动阀对车辆进行制动控制，其特征在于，对车辆进行制动控制时包括EBS人力制动模式、EBS线控制动模式、线控冗余制动模式和人力备份冗余制动模式。

与现有技术相比，本发明至少具有现如下有益效果：本发明的电控制动阀使得无人驾驶系统的冗余制动力大大提升，同时，冗余制动力大小可调，提高了制动能力。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制。

图1为本发明的电控制动阀的主视图；

图2为本发明的电控制动阀的侧视图；

图3为本发明的电控制动阀的A-A方向剖视图；

图4为本发明的电控制动阀的C-C方向剖视图；

图5为本发明的电控制动阀的B-B方向剖视图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。另外，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

本发明的一个具体实施例，如图1-5，提供了一种集成式多功能电控制动阀，包括阀体1、电控比例阀一6、电控比例阀二12、梭阀一10、梭阀二13、第一连通口19、第二连通口20、第三连通口21、第四连通口22、机械阀、第一内孔24、第二内孔25、第三内孔26和第四内孔27。

可选地，机械阀包括进气门一14和进气门二16；进气门一14与第二连通口20对应设置(相应于机械阀进气口二处)；进气门二16与第一连通口19对应设置(相应于机械阀进气口一处)。

可选地，机械阀还包括推杆18、推杆座2、弹性件3、活塞一4、排气门一5、孔一7、腔一8、活塞二9、腔二11、排气门二15、腔三17和第五连通口23。

可选地，第一内孔24、第二内孔25、第三内孔26和第四内孔27从阀体1的第一侧面30设置于阀体1内，第一内孔24和第三内孔26分别与第一连通口19连通，第二内孔25和第四内孔27分别与第二连通口20连通；电控比例阀一6和电控比例阀二12分别通过螺纹联接安装于阀体1的第一内孔24和第二内孔25内；梭阀一10和梭阀二13分别安装在阀体1的第三内孔26和第四内孔27。

可选地，第一连通口19和第二连通口20从阀体1的第二侧面31设置于阀体1内；第三连通口21和第四连通口22从阀体1的第三侧面33设置于阀体1内；第五连通口23从阀体1的第四侧面34和第五侧面35贯通于阀体1；第一侧面设置于第二侧面和第三侧面之间，第二侧面与第三侧面相对设置于第一侧面的两端；第四侧面与第一侧面、第二侧面和第三侧面之间均相邻；第五侧面与第一侧面、第二侧面和第三侧面之间均相邻；第四侧面与第五侧面相对设置于第一侧面的两个端的端边。

进一步地，阀体1内设置有连通第一内孔24和第三内孔26的第一内通道28；阀体1内还设置有连通第二内孔25和第四内孔27的第二内通道29。

可选地，第三内孔26设置第一进气口36；梭阀一10设置第一连通通道、第二进气口37和第三连通口接口38；第一进气口36设置于第三内孔26在阀体1内部的端部；第一连通通道分别与第三内孔26、第二进气口37和第三连通口接口38连通，第二进气口37和第三连通口接口38设置于梭阀一10的阀身部分；第一进气口36与第一连通口19连通；第二进气口37与第一内通道28连通，第三连通口接口38与第三连通口21连通；梭阀一10插入第三内孔26；气体由第一连通口19进入第一进气口36，再进入第一连通通道，由第一连通通道进入第三连通口接口38和第三连通口21；

可选地，第一内孔24设置第五进气口42；电控比例阀一6设置第六进气口43；第五进气口42设置于第一内孔24在阀体1内部的端部，第六进气口43设置于电控比例阀一6的阀身部分，第五进气口42与第一连通口19连通，第六进气口43与第一内通道28连通；电控比例阀一6插入第一内孔24；气体由第一连通口19进入第五进气口42，再进入电控比例阀一6，由电控比例阀一6的第六进气口43进入第一内通道28，再由第一内通道28进入第二进气口37，进而进入第一连通通道，再由第一连通通道进入第三连通口接口38和第三连通口21；

可选地，第四内孔27设置第三进气口39；梭阀二13设置第二连通通道、第四进气口40和第四连通口接口41；第三进气口39设置于第四内孔27在阀体1内部的端部；第二连通通道分别与第四内孔27、第四进气口40和第四连通口接口41连通，第四进气口40和第四连通口接口41设置于梭阀二13的阀身部分；第三进气口39与第二连通口20连通，第四进气口40与第二内通道29连通，第四连通口接口41与第四连通口22连通；梭阀二13插入第四内孔27；气体由第二连通口20进入第三进气口39，再进入第二连通通道，由第二连通通道进入第四连通口接口41和第四连通口22；

可选地，第二内孔25设置第七进气口44；电控比例阀二12设置第八进气口45；第七进气口44设置于第二内孔25在阀体1内部的端部，第八进气口45设置于电控比例阀二12的阀身部分，第七进气口44与第二连通口20连通，第八进气口45与第二内通道29连通；电控比例阀二12插入第二内孔25；气体由第二连通口20进入第七进气口44，再进入电控比例阀二12，由电控比例阀二12的第八进气口45进入第二内通道29，再由第二内通道29进入第四进气口40，进而进入第二连通通道，再由第二连通通道进入第四连通口接口41和第四连通口22；

进一步地，车辆的前桥储气筒与第一连通口19连接，第一连通口19为车辆的前桥储气筒的气源入口，通过第一连通口19与梭阀一10和电控比例阀一6连通；第五连通口23与梭阀一10的第三连通口接口38连通，第三连通口21连接单通道模块；腔三17与梭阀一10的第一连通通道连通。

进一步地，车辆的中桥储气筒和后桥储气筒气源分别与第二连通口20连接，第二连通口20为车辆的中桥储气筒和后桥储气筒气源的气源入口，通过第二连通口20与梭阀二13和电控比例阀一6连通；第五连通口23与梭阀二13的第四连通口接口41，第四连通口22连接双通道模块。

可以理解的是，机械阀连接电子脚阀。

可选地，推杆18、推杆座2、弹性件3、活塞一4、腔三17、排气门一5、进气门二16、孔一7、腔一8、活塞二9、腔二11、排气门二15、进气门一14和第五连通口23由上而下依次设置。

可选地，弹性件3与制动踏板的推杆18连接；弹性件3为橡胶弹簧。

本发明的另一个具体实施例，提供了一种集成式多功能电控制动阀的控制方法，使用前述电控制动阀对车辆进行制动控制，具体控制方法如下：

对车辆进行制动控制时包括EBS人力制动模式、EBS线控制动模式、线控冗余制动模式和人力备份冗余制动模式；

当EBS电控系统失效时，开启EBS人力制动模式，操作人员(驾驶员)踩踏制动踏板，EBS系统中制动总阀中的备压阀开启，压力通过单通道模块和双通道模块输出至前桥、中桥和后桥工作制动气室实施制动。

可以理解的是，制动踏板的行程信号为制动踏板行程变化量。

当EBS系统正常工作时，开启EBS线控制动模式，无人驾驶控制器下发制动指令给EBS中央控制器，EBS中央控制单通模块和双通道模块输出相应压力的压缩空气至前桥、中桥和后桥储气筒实施制动。

当EBS制动系统出现影响行车辆安全的严重故障时，开启线控冗余制动模式，当车辆处于无人驾驶模式，通过无人驾驶控制器下发指令给冗余制动控制器，冗余制动控制器控制电控比例阀一6和电控比例阀二12电压的占空比，控制2个比例阀的开度，前桥储气筒压缩空气经第一连通口19、电控比例阀一6的第六进气口43、梭阀一10的第一连通通道、梭阀一10的第三连通口接口38、第三连通口21至单通道模块；同时中桥储气筒和后桥储气筒的压缩空气经第二连通口20、电控比例阀二12的第八进气口45、梭阀二13的第二连通通道、梭阀二13的第四连通口接口41、第四连通口22至双通道模块，输出相应压力的压缩空气至前桥储气筒、中桥储气筒和后桥储气筒实施制动。

当EBS中央控制器断电或单通道模块和双通道模块同时出现故障时，开启人力备份冗余制动模式，操作人员将制动踏板踩下一定距离，使推杆18驱动推杆座2经弹性件3推动活塞一4下移，关闭排气门5，打开进气门二16，从前桥储气筒来的压缩空气经第一连通口19、进气门二16到达腔三17，然后到达梭阀一10的第一连通通道，经梭阀一10的第三连通口接口38、第三连通口21至单通道模块；同时气流经孔一7到达腔一8，活塞二9下行，关闭排气门二15，打开进气门一14，由中储气筒和后桥储气筒来的压缩空气进入第二连通口20，经腔二11到达梭阀二13的第二连通通道、经梭阀二的第四连通口接口41、第四连通口22至双通道模块，输出相应压力的压缩空气至前桥、中桥和后桥储气筒实施制动。

解除人力备份冗余制动模式时，第三连通口21和第四连通口22的压缩空气，分别经过排气门一5和排气门二15通过第五连通口23排向大气。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种集成式多功能电控制动阀，其特征在于，包括阀体、电控比例阀一、电控比例阀二、梭阀一、梭阀二、第一连通口、第二连通口、第三连通口、第四连通口、机械阀、第一内孔、第二内孔、第三内孔和第四内孔；

第一内孔和第三内孔分别与第一连通口连通，第二内孔和第四内孔分别与第二连通口连通；电控比例阀一和电控比例阀二分别安装于阀体的第一内孔和第二内孔内；梭阀一和梭阀二分别安装在阀体的第三内孔和第四内孔；

机械阀包括进气门一和进气门二；进气门一与第二连通口对应设置；进气门二与第一连通口对应设置。

2.根据权利要求1所述的电控制动阀，其特征在于，阀体设置第一侧面、第二侧面、第三侧面、第四侧面和第五侧面；第一连通口和第二连通口从第二侧面设置于阀体内；第三连通口和第四连通口从第三侧面设置于阀体内；第五连通口从第四侧面和第五侧面贯通于阀体。

3.根据权利要求2所述的电控制动阀，其特征在于，第一侧面设置于第二侧面和第三侧面之间，第二侧面与第三侧面相对设置于第一侧面的两端；第四侧面与第一侧面、第二侧面和第三侧面之间均相邻；第五侧面与第一侧面、第二侧面和第三侧面之间均相邻；第四侧面与第五侧面相对设置于第一侧面的两个端的端边。

4.根据权利要求1所述的电控制动阀，其特征在于，阀体1内设置有连通第一内孔和第三内孔的第一内通道；阀体内还设置有连通第二内孔和第四内孔的第二内通道。

5.根据权利要求1所述的电控制动阀，其特征在于，第三内孔设置第一进气口；梭阀一设置第一连通通道、第二进气口和第三连通口接口；第一进气口设置于第三内孔在阀体内部的端部；第一连通通道分别与第三内孔、第二进气口和第三连通口接口连通，第二进气口和第三连通口接口设置于梭阀一的阀身部分；第一进气口与第一连通口连通；第二进气口与第一内通道连通，第三连通口接口与第三连通口连通；梭阀一插入第三内孔。

6.根据权利要求1所述的电控制动阀，其特征在于，第四内孔设置第三进气口；梭阀二设置第二连通通道、第四进气口和第四连通口接口；第三进气口设置于第四内孔在阀体内部的端部；第二连通通道分别与第四内孔、第四进气口和第四连通口接口连通，第四进气口和第四连通口接口设置于梭阀二的阀身部分；第三进气口与第二连通口连通，第四进气口与第二内通道连通，第四连通口接口与第四连通口连通；梭阀二插入第四内孔。

7.根据权利要求1所述的电控制动阀，其特征在于，第一内孔设置第五进气口；电控比例阀一设置第六进气口；第五进气口设置于第一内孔在阀体内部的端部，第六进气口设置于电控比例阀一的阀身部分，第五进气口与第一连通口连通，第六进气口与第一内通道连通；电控比例阀一插入第一内孔。

8.根据权利要求1所述的电控制动阀，其特征在于，第二内孔设置第七进气口；电控比例阀二设置第八进气口；第七进气口设置于第二内孔在阀体内部的端部，第八进气口设置于电控比例阀二的阀身部分，第七进气口与第二连通口连通，第八进气口与第二内通道连通；电控比例阀二插入第二内孔。

9.根据权利要求1所述的电控制动阀，其特征在于，车辆的前桥储气筒与第一连通口连接；车辆的中桥储气筒和后桥储气筒气源分别与第二连通口连接。

10.一种集成式多功能电控制动阀的控制方法，使用权利要求1-9所述的电控制动阀对车辆进行制动控制，其特征在于，对车辆进行制动控制时包括EBS人力制动模式、EBS线控制动模式、线控冗余制动模式和人力备份冗余制动模式。