CN117141435A - 一种用于智能驾驶冗余设计的电控促动阀及车辆制动系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及制动系统领域，公开了一种用于智能驾驶冗余设计的电控促动阀及车辆制动系统，其中阀体上设置有进气口、出气口、排气口，阀体内部设置有气路通道；电磁阀组至少包括一组，电磁阀组通过气路通道与进气口、出气口以及排气口连接，电磁阀组包括常闭的增压电磁阀和常开的减压电磁阀；PCB板与增压电磁阀和减压电磁阀连接，控制器通过PCB板控制增压电磁阀和减压电磁阀的通断电；电磁阀组设置在进气口、出气口、以及排气口之间的气路上，进气口、出气口、以及排气口之间的连通和断开通过增压电磁阀、减压电磁阀的通断电来控制。该制动系统具有制动可靠，有利于冗余设计等优点。

Description

一种用于智能驾驶冗余设计的电控促动阀及车辆制动系统

技术领域

本发明涉及制动系统领域，尤其涉及了一种用于智能驾驶冗余设计的电控促动阀及车辆制动系统。

背景技术

制动系统采用行车制动全冗余的方案满足自动驾驶需求。电控促动阀是备份制动系统的关键零部件。它的功能是在车辆自动驾驶的运营场景下，按照整车控制器的制动需求，模拟并取代驾驶员对车辆制动系统实施气压控制，使车辆减速或者停车。

中国专利CN201880093096.7公开了一种重型车辆冗余制动系统，该制动系统设计了一套冗余系统来实现冗余制动，但是该套方案较为复杂不能适用在电控自动驾驶上。

发明内容

本发明针对现有技术中的缺点，提供了一种用于智能驾驶冗余设计的电控促动阀。

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：

一种用于智能驾驶冗余设计的电控促动阀，包括阀体、设置在阀体内的电磁阀组、PCB板；

阀体上设置有进气口、出气口、排气口，阀体内部设置有气路通道；

电磁阀组至少包括一组，电磁阀组通过气路通道与进气口、出气口以及排气口连接，电磁阀组包括常闭的增压电磁阀和常开的减压电磁阀；

PCB板与增压电磁阀和减压电磁阀连接，控制器通过PCB板控制增压电磁阀和减压电磁阀的通断电；

电磁阀组设置在进气口、出气口、以及排气口之间的气路上，进气口、出气口、以及排气口之间的连通和断开通过增压电磁阀、减压电磁阀的通断电来控制。

作为优选，阀体内设置有第一阀腔和第二阀腔，第一阀腔和第二阀腔的轴线平行设置，增压电磁阀安装在第一阀腔内，减压电磁阀安装在第二阀腔内，其中第一阀腔和第二阀腔可通过设置在阀体内的第一气道连通；进气口与第一阀腔连通，出气口与第二阀腔连通，增压电磁阀控制第一阀腔和第二阀腔的通断；第二阀腔与出气口之间通过X腔连通，X腔与排气口连通，减压电磁阀设置在第二阀腔和X腔之间的气路上，减压电磁阀控制第二阀腔和X腔的通断；控制器通过控制增压电磁阀和减压电磁阀的通断电控制出气口增压、保压、减压以及排气。

作为优选，第一阀腔的顶面上设置有限位套一，限位套一和第一阀腔内壁之间的空间为A腔，进气口连通至A腔，限位套一所围的腔室第一腔，第一气道的一端起始于第一腔，增压电磁阀包括阀门座一、线圈总成一和铁芯总成一，阀门座一的中部设置有第二气道，初始状态下铁芯总成一在自身弹簧弹力的作用下抵触在阀门座一的下端从而隔断A腔通过第二气道连通至第一气道的路径，阀门座一密封限位套一下端开口从而隔断第一腔和A腔的连通；当增压电磁阀通电，铁芯总成一被线圈总成一吸引移动，铁芯总成一脱离对第二气道的密封，A腔通过第二气道与第一气道连通。

作为优选，第二阀腔的内部设置有限位套二，减压电磁阀包括阀门座二、线圈二和阀芯总成二，限位套二和第一阀腔内壁之间的空间为B腔，第一气道的另一端连通至B腔，B腔内壁通过设置气孔与出气口连通；限位套二围成的空间为X腔，X腔的内壁设置有第二气孔，第二气孔通过设置在阀体内的第三气道连通至排气口，减压电磁阀为常开电磁阀，初始状态下阀门座二未隔断B腔和X腔的连通；减压电磁阀通电后，阀门座二隔断B腔和X腔的连通和断开。

作为优选，阀芯总成包括动铁芯二，动铁芯二的中部设置有弹簧一和密封块二，密封块二在弹簧二的作用下抵触在动铁芯中部的槽内，线圈二的内侧设置有静铁芯总成二，静铁芯总成二和动铁芯二同一轴线设置，静铁芯总成二的内部设置有气道柱，气道柱内设置有第四气道，第四气道的一端从气道柱的下端伸出，密封块二可对该端口进行密封，第四气道的另一端为进气端，进气端开设在气道柱的侧壁上，进气端与B腔连通，气道柱的在周围设置有第五气道，第四气道出气端的压缩空间可通过第五气道到达X腔内。

作为优选，出气口的内壁设置有压力孔，阀体内设置有Z腔，Z腔与压力孔连通，Z腔内设置有压力传感器，压力传感器与PCB板连接。

作为优选，PCB板设置在阀体的下端并通过盖板密封在阀体内，第一阀腔和第二阀腔设置在电磁阀组的上端。

作为优选，进气口和出气口的有两组分别用于控制前桥和后桥，对应的电磁阀组为两组。

车辆制动系统，包括控制器、电控气制动阀，还包括意所述的一种用于智能驾驶冗余设计的电控促动阀，电控促动阀与电控气制动阀均和储气筒连接，且均和控制器连接。

本发明由于采用了以上技术方案，具有如下显著的技术效果：

本发明与现有技术相比具有以下明显优点和积极效果：结构紧凑；轻量化；给管路布置与安装方面提供便利；节约成本。

附图说明

图1是促动阀的结构示意图。

图2是促动阀的结构示意图。

图3是图2的剖视图。

图4是促动阀的结构示意图。

图5是图4的剖视图。

图6是压力传感器安装示意图。

图7是阀的功能图。

图中附图标记的技术名称为：1—阀体、2—电磁阀组、3—PCB板、4—进气口、5—出气口、6—排气口、7—增压电磁阀、8—减压电磁阀、10—第一阀腔、11—第二阀腔、12—第一气道、13—第二气道、14—X腔、15—限位套一、16—限位套二、17—第一腔、18—阀门座一、19—线圈总成一、20—铁芯总成一、22—A腔、24—阀门座二、25—线圈二、26—阀芯总成二、27—B腔、28—第二气孔、29—第三气道、30—动铁芯二、31—弹簧一、32—密封块二、33—第四气道、34—压力孔、35—Z腔、36—压力传感器。

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

一种用于智能驾驶冗余设计的电控促动阀，包括阀体1、设置在阀体1内的电磁阀组2、PCB板3；

阀体1上设置有进气口4、出气口5、排气口6，阀体1内部设置有气路通道；

电磁阀组2至少包括一组，电磁阀组2通过气路通道与进气口4、出气口5以及排气口6连接，电磁阀组2包括常闭的增压电磁阀7和常开的减压电磁阀8；

PCB板3与增压电磁阀7和减压电磁阀8连接，控制器通过PCB板3控制增压电磁阀7和减压电磁阀8的通断电；

电磁阀组2设置在进气口4、出气口5、以及排气口6之间的气路上，进气口4、出气口5、以及排气口6之间的连通和断开通过增压电磁阀7、减压电磁阀8的通断电来控制。在本实施例中由于需要对前桥以及后桥的车轮进行制动，所以电磁阀组2、。进气口4、出气口5具有两组，一组用于对应前桥制动，另一组用于后桥制动。

本实施例以前桥制动为例进行描述，阀体1内设置有第一阀腔10和第二阀腔11，第一阀腔10和第二阀腔11的轴线平行设置，增压电磁阀7安装在第一阀腔10内，减压电磁阀8安装在第二阀腔11内，PCB板3设置在增压电磁阀7和减压电磁阀8的另一端，其中第一阀腔10和第二阀腔11可通过设置在阀体1内的第一气道12连通；进气口4与第一阀腔10连通，出气口5与第二阀腔11连通，增压电磁阀7控制第一阀腔10和第二阀腔11的通断；第二阀腔11与出气口5之间通过X腔14连通，X腔14与排气口6连通，减压电磁阀8设置在第二阀腔11和X腔14之间的气路上，减压电磁阀8控制第二阀腔11和X腔14的通断；控制器通过控制增压电磁阀7和减压电磁阀8的通断电控制出气口5增压、保压、减压以及排气。

在本实施例中第一阀腔10的顶面上设置有限位套一15，限位套一15和第一阀腔10内壁之间的空间为A腔22，进气口4连通至A腔22，限位套一15所围的腔室第一腔17，第一气道12的一端起始于第一腔17，增压电磁阀7包括阀门座一18、线圈总成一19和铁芯总成一20，阀门座一18的中部设置有第二气道13，初始状态下铁芯总成一20在自身弹簧弹力的作用下抵触在阀门座一18的下端从而隔断A腔22通过第二气道13连通至第一气道12的路径，阀门座一18密封限位套一15下端开口从而隔断第一腔17和A腔22的连通；当增压电磁阀7通电，铁芯总成一20被线圈总成一19吸引移动，铁芯总成一20脱离对第二气道13的密封，A腔22通过第二气道13与第一气道12连通。

所述的第二阀腔11的内部设置有限位套二16，减压电磁阀8包括阀门座二24、线圈二25和阀芯总成二26，限位套二16和第一阀腔10内壁之间的空间为B腔27，第一气道12的另一端连通至B腔27，B腔27内壁通过设置气孔与出气口5连通；限位套二16围成的空间为X腔14，X腔14的内壁设置有第二气孔28，第二气孔28通过设置在阀体1内的第三气道29连通至排气口6，减压电磁阀8为常开电磁阀，初始状态下阀门座二24未隔断B腔27和X腔14的连通；减压电磁阀8通电后，阀门座二24隔断B腔27和X腔14的连通和断开。

其中减压电磁阀8的具体结构如下：阀芯总成包括动铁芯二30，动铁芯二30的中部设置有弹簧一31和密封块二32，密封块二32在弹簧二的作用下抵触在动铁芯中部的槽内，线圈二25的内侧设置有静铁芯总成二，静铁芯总成二和动铁芯二30同一轴线设置，静铁芯总成二的内部设置有气道柱，气道柱内设置有第四气道33，第四气道33的一端从气道柱的下端伸出，密封块二32可对该端口进行密封，第四气道33的另一端为进气端40，进气端40开设在气道柱的侧壁上，进气端40与B腔27连通，气道柱的在周围设置有第五气道41，第四气道33出气端的压缩空间可通过第五气道41到达X腔14内；静铁芯总成二上设置有弹簧二，弹簧二一段抵触在静铁芯上，另一端抵触在动铁芯上，初始状态下在弹簧二的作用下，密封块和第四气道33的下端端部之间存在间隙，从而为常开电磁阀。

所述出气口5的内壁设置有压力孔34，阀体1内设置有Z腔35，Z腔35与压力孔34连通，Z腔35内设置有压力传感器36，压力传感器36与PCB板3连接。控制器可以通过传感器获取出气口5制动气室的压力。

所述的PCB板3设置在阀体1的下端并通过盖板密封在阀体1内，第一阀腔10和第二阀腔11设置在电磁阀组2的上端。

该促动阀的工作过程如下：

不工作状态:储气筒的气压从进气口4进入，进入A腔22，增压电磁阀7为常闭阀，所以进气口4的气压无法到达出气口5气压在A腔22顶压动阀芯总成，在该力与弹簧作用下，截断了A腔22与B腔27之间的第一气道12。减压电磁阀8为常开阀。B腔27与X腔14相通，B腔27与出气口5相通，X腔14与排气口6相通，所以出气口5、X腔14与排气口6相通。

升压工作状态：在不工作状态基础上，给增压电磁阀7与减压电磁阀8通电。增压电磁阀7通电后，在电磁力作用下阀芯总成中的动铁芯总成被吸动，打开了A腔22与B腔27之间的第一通道，A腔22通过第二气道13、第一气道12使气压到达B腔27。减压电磁阀8通电后，在电磁力作用下动铁芯二30被吸动，截断了B腔27与X腔14通道，从而出气口5出气，出气口5与Z腔35相通，Z腔35连接压力传感器36，时时监控出气口5气压，并反馈给控制器。

保压工作状态：在升压工作状态基础上，增压电磁阀7断电。增压电磁阀7断电后，在弹簧与气压的作用下，截断了A腔22与B腔27通道。从而截断进气，使出气口5气压保持不变。

减压工作状态：在保压工作状态基础上，减压电磁阀8断电。减压电磁阀8断电后，在弹簧二与气压作用下，打开了B腔27与X腔14通道。X腔14与排气口6相通，使出气口5的气压从排气口63排出，制动解除。

实施例2

与实施例1不同之处在于：车辆制动系统，包括控制器、电控气制动阀，还包括上述的一种用于智能驾驶冗余设计的电控促动阀，电控促动阀与电控气制动阀均和储气筒连接，且均和控制器连接。该种系统中电控促动阀为冗余设计，在电控气在制动阀失效后，控制器会发送指令控制电控促动阀的电磁阀组2的通断电从而实现行车、制动以及驻车。

实施例3

车辆，应用了上述的电控促动阀。

Claims (9)

1.一种用于智能驾驶冗余设计的电控促动阀，其特征在于：包括阀体(1)、设置在阀体(1)内的电磁阀组(2)、PCB板(3)；

阀体(1)上设置有进气口(4)、出气口(5)、排气口(6)，阀体(1)内部设置有气路通道；

电磁阀组(2)至少包括一组，电磁阀组(2)通过气路通道与进气口(4)、出气口(5)以及排气口(6)连接，电磁阀组(2)包括常闭的增压电磁阀(7)和常开的减压电磁阀(8)；

PCB板(3)与增压电磁阀(7)和减压电磁阀(8)连接，控制器通过PCB板(3)控制增压电磁阀(7)和减压电磁阀(8)的通断电；

电磁阀组(2)设置在进气口(4)、出气口(5)、以及排气口(6)之间的气路上，进气口(4)、出气口(5)、以及排气口(6)之间的连通和断开通过增压电磁阀(7)、减压电磁阀(8)的通断电来控制。

2.根据权利要求1所述的一种用于智能驾驶冗余设计的电控促动阀，其特征在于：阀体(1)内设置有第一阀腔(10)和第二阀腔(11)，第一阀腔(10)和第二阀腔(11)的轴线平行设置，增压电磁阀(7)安装在第一阀腔(10)内，减压电磁阀(8)安装在第二阀腔(11)内，其中第一阀腔(10)和第二阀腔(11)可通过设置在阀体(1)内的第一气道(12)连通；进气口(4)与第一阀腔(10)连通，出气口(5)与第二阀腔(11)连通，增压电磁阀(7)控制第一阀腔(10)和第二阀腔(11)的通断；第二阀腔(11)与出气口(5)之间通过X腔(14)连通，X腔(14)与排气口(6)连通，减压电磁阀(8)设置在第二阀腔(11)和X腔(14)之间的气路上，减压电磁阀(8)控制第二阀腔(11)和X腔(14)的通断；控制器通过控制增压电磁阀(7)和减压电磁阀(8)的通断电控制出气口(5)增压、保压、减压以及排气。

3.根据权利要求2所述的一种用于智能驾驶冗余设计的电控促动阀，其特征在于：第一阀腔(10)的顶面上设置有限位套一(15)，限位套一(15)和第一阀腔(10)内壁之间的空间为A腔(22)，进气口(4)连通至A腔(22)，限位套一(15)所围的腔室第一腔(17)，第一气道(12)的一端起始于第一腔(17)，增压电磁阀(7)包括阀门座一(18)、线圈总成一(19)和铁芯总成一(20)，阀门座一(18)的中部设置有第二气道(13)，初始状态下铁芯总成一(20)在自身弹簧弹力的作用下抵触在阀门座一(18)的下端从而隔断A腔(22)通过第二气道(13)连通至第一气道(12)的路径，阀门座一(18)密封限位套一(15)下端开口从而隔断第一腔(17)和A腔(22)的连通；当增压电磁阀(7)通电，铁芯总成一(20)被线圈总成一(19)吸引移动，铁芯总成一(20)脱离对第二气道(13)的密封，A腔(22)通过第二气道(13)与第一气道(12)连通。

4.根据权利要求3所述的一种用于智能驾驶冗余设计的电控促动阀，其特征在于：第二阀腔(11)的内部设置有限位套二(16)，减压电磁阀(8)包括阀门座二(24)、线圈二(25)和阀芯总成二(26)，限位套二(16)和第一阀腔(10)内壁之间的空间为B腔(27)，第一气道(12)的另一端连通至B腔(27)，B腔(27)内壁通过设置气孔与出气口(5)连通；限位套二(16)围成的空间为X腔(14)，X腔(14)的内壁设置有第二气孔(28)，第二气孔(28)通过设置在阀体(1)内的第三气道(29)连通至排气口(6)，减压电磁阀(8)为常开电磁阀，初始状态下阀门座二(24)未隔断B腔(27)和X腔(14)的连通；减压电磁阀(8)通电后，阀门座二(24)隔断B腔(27)和X腔(14)的连通和断开。

5.根据权利要求4所述的一种用于智能驾驶冗余设计的电控促动阀，其特征在于：阀芯总成包括动铁芯二(30)，动铁芯二(30)的中部设置有弹簧一(31)和密封块二(32)，密封块二(32)在弹簧二的作用下抵触在动铁芯中部的槽内，线圈二(25)的内侧设置有静铁芯总成二，静铁芯总成二和动铁芯二(30)同一轴线设置，静铁芯总成二的内部设置有气道柱，气道柱内设置有第四气道(33)，第四气道(33)的一端从气道柱的下端伸出，密封块二(32)可对该端口进行密封，第四气道(33)的另一端为进气端(40)，进气端(40)开设在气道柱的侧壁上，进气端(40)与B腔(27)连通，气道柱的在周围设置有第五气道(41)，第四气道(33)出气端的压缩空间可通过第五气道(41)到达X腔(14)内；静铁芯总成二上设置有弹簧二，弹簧二一段抵触在静铁芯上，另一端抵触在动铁芯上，初始状态下在弹簧二的作用下，密封块和第四气道(33)的下端端部之间存在间隙。

6.根据权利要求2所述的一种用于智能驾驶冗余设计的电控促动阀，其特征在于：出气口(5)的内壁设置有压力孔(34)，阀体(1)内设置有Z腔(35)，Z腔(35)与压力孔(34)连通，Z腔(35)内设置有压力传感器(36)，压力传感器(36)与PCB板(3)连接。

7.根据权利要求2所述的一种用于智能驾驶冗余设计的电控促动阀，其特征在于：PCB板(3)设置在阀体(1)的下端并通过盖板密封在阀体(1)内，第一阀腔(10)和第二阀腔(11)设置在电磁阀组(2)的上端。

8.根据权利要求2所述的一种用于智能驾驶冗余设计的电控促动阀，其特征在于：进气口(4)和出气口(5)的有两组分别用于控制前桥和后桥，对应的电磁阀组(2)为两组。

9.车辆制动系统，其特征在于：包括控制器、电控气制动阀，还包括权利要求1至权利要求8任意所述的一种用于智能驾驶冗余设计的电控促动阀，电控促动阀与电控气制动阀均和储气筒连接，且均和控制器连接。