CN117565840A - 一种电气复合控制的气压制动系统及操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制动系统技术领域的电气复合控制的气压制动系统及操作方法，旨在为装配气压制动车辆的遥控行驶提供一种有效的制动系统电气控制解决方案，解决现有技术中电子制动系统(EBS)是一种匹配难度大，结构复杂的，对元件及系统可靠性要求高的系统，且其不能实现驻车制动系统的电控操作的问题。其包括控制模块、行车制动模块和驻车制动模块；所述行车制动模块包括储气筒、电气比例阀、脚制动阀、第一双通单向阀、第一继动阀和行车制动器；相比于现有EBS技术，更为快捷、可靠，可以实现；在行车制动和驻车制动中电控信号和气路信号对制动功能独立控制，不需要复杂的控制策略，并实现驻车制动系统电控化控制。

Description

一种电气复合控制的气压制动系统及操作方法

技术领域

本发明涉及一种电气复合控制的气压制动系统及操作方法，属于制动系统技术领域。

背景技术

随着用户对车辆行驶工况要求日益增多，用户提出对车辆进行遥控行驶或者非驾驶室内操作的需求。而工程机械车辆及其他重型商用车辆均使用传统的气压制动系统，驾驶员在驾驶室内操作脚制动阀及手制动阀实现控制信号的传递，实现制动操作。此种控制方式仅能通过驾驶员机械操作控制，不能满足用户需求。国外主流的商用车是通过电子制动系统(EBS)实现用户需求的，电子制动系统(EBS)是以电控制动及气压制动同时传递制动信号为基础，电控制动信号可受电子控制单元的控制，进而可满足用户对车辆进行遥控行驶或者非驾驶室内操作的需求。然而电子制动系统(EBS)复杂程度较高，电气线束连接复杂，与传动气压制动系统差异大，脚制动阀、继动阀都要具有电控功能，且目前的电子控制单元标定复杂，软件开发周期长。同时电子制动系统(EBS)不能控制驻车制动系统，不能完全满足遥控或非驾驶室内操作的制动系统使用需求。

现有的电子制动系统包含的阀类均需要复合电控功能，对元件的可靠性要求高，且系统的控制策略较为复杂，其驻车制动系统是机械操作的气压制动系统，不能实现驻车制动系统电控化功能；现有的电子制动系统是一种匹配难度大，结构复杂的，对元件及系统可靠性要求高的系统，且其不能实现驻车制动系统的电控操作，因此不能实现对基于传统的气压制动系统的车辆的快捷、可靠的电气复合控制。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种电气复合控制的气压制动系统及操作方法，解决现有的电子制动系统是一种匹配难度大，结构复杂的，对元件及系统可靠性要求高的系统，且其不能实现驻车制动系统的电控操作，因此不能实现对基于传统的气压制动系统的车辆的快捷、可靠的电气复合控制的问题。

为解决上述技术问题，本发明是采用下述技术方案实现的：

第一方面，本发明提供了一种电气复合控制的气压制动系统，包括控制模块、行车制动模块和驻车制动模块，所述控制模块同时与所述行车制动模块和所述驻车制动模块电性连接；

所述行车制动模块包括储气筒、电气比例阀、脚制动阀、第一双通单向阀、第一继动阀和行车制动器，所述储气筒的输出端与所述电气比例阀的输入端和所述脚制动阀的输入端连接，所述控制模块与所述电气比例阀电性连接，所述电气比例阀的输出端和所述脚制动阀的输出端均与所述第一双通单向阀的输入端连接，所述第一双通单向阀的输出端与所述第一继动阀的输入端连接，所述第一继动阀的输出端与所述行车制动器的输入端连接；

所述驻车制动模块包括驻车储气筒、电磁换向阀、手制动阀、第二双通单向阀、急停开关、第二继动阀和驻车制动器。

进一步的，所述控制模块用于接收电控触发信号、行驶工况信号、制动状态信息以及无线遥控信号，所述控制模块用于输出电控行车制动信号、电控驻车制动信号和电气制动系统切换信号。

进一步的，所述驻车储气筒的输出端与所述电磁换向阀的输入端和所述手制动阀的输入端连接，所述控制模块与所述电磁换向阀电性连接，所述电磁换向阀的输出端和所述手制动阀的输出端均与所述第二双通单向阀的输入端连接，所述第二单通单向阀的输出端与所述急停开关的输入端连接，所述急停开关的输出端与所述第二继动阀的输入端连接，所述第二继动阀的输出端与所述驻车制动器的输入端连接。

进一步的，所述电磁换向阀为二位三通电磁阀。

第二方面，本发明提供了一种电气复合控制的气压制动系统的操作方法，包括第一方面所述的电气复合控制的气压制动系统，所述步骤包括：

启动车辆，获取车辆的行驶工况信息；

根据行驶工况信息，主动判断车辆是否进入遥控行驶或非驾驶室内操作模式；

根据判断结果选定制动系统的操作模式，并进行相应的制动状态提示。

进一步的，所述根据判断结果选定制动系统的操作模式包括：

若结果为是，则进入电控制动系统模式；

若结果为否，则需驾驶员进入驾驶室进行机械的制动操作。

进一步的，所述电控制动系统模式包括：

激活行车制动系统中的电气比例阀以及驻车制动系统中的电磁换向阀；

其中，驻车系统中的电磁换向阀在不得电时处于常断状态。

进一步的，所述驾驶员进入驾驶室进行机械的制动操作包括：

在驾驶员进行机械的制动操作时，获取车辆的行驶工况信息；

若行驶工况信息不处于危险状态，行车制动系统中的电气比例阀和驻车制动系统中的电磁换向阀不主动介入控制；

若行驶工况信息处于危险状态，行车制动系统中的电气比例阀和驻车制动系统中的电磁换向阀主动介入控制。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

该电气复合控制的气压制动系统，通过设置电子控制单元及相关的遥控模块，在气压制动系统中，将行车制动模块复合电控的线性控制制动力的电气比例阀，在驻车制动模块中复合电控的通断控制制动力的电磁换向阀，在保持车辆传统气压制动系统相对独立性的基础上，实现车辆遥控操作或其他非驾驶室内操作时制动系统的可操作性，保证行驶安全，相比于现有EBS技术，在对传统气路系统复合电控功能时，更为快捷、可靠，可以实现，不需要将传统气路系统中的阀类都复合电控、气控作用，只需要在原先系统的基础上增加电气比例阀作为电控行车制动阀；电控信号和气路信号对制动功能独立控制，不需要复杂的控制策略；增加电磁换向阀作为电控驻车制动阀，实现驻车制动系统电控化控制；不依赖轮速信号进行检测，不需要匹配ABS系统，系统匹配难度低。

附图说明

图1是根据本发明实施例提供的行车制动系统的系统示意图；

图2是根据本发明实施例提供的一种电气复合控制的气压制动系统的系统示意图；

图3是根据本发明实施例提供的控制模块的系统示意图；

图4是根据本发明实施例提供的驻车制动模块的系统示意图；

图5是根据本发明实施例提供的一种电气复合控制的气压制动系统的操作方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一：

如图1-4所示，本发明提供了一种电气复合控制的气压制动系统，包括控制模块、行车制动模块和驻车制动模块，所述控制模块同时与所述行车制动模块和所述驻车制动模块电性连接；

所述行车制动模块包括储气筒、电气比例阀、脚制动阀、第一双通单向阀、第一继动阀和行车制动器，所述储气筒的输出端与所述电气比例阀的输入端和所述脚制动阀的输入端连接，所述控制模块与所述电气比例阀电性连接，所述电气比例阀的输出端和所述脚制动阀的输出端均与所述第一双通单向阀的输入端连接，所述第一双通单向阀的输出端与所述第一继动阀的输入端连接，所述第一继动阀的输出端与所述行车制动器的输入端连接；

所述驻车制动模块包括驻车储气筒、电磁换向阀、手制动阀、第二双通单向阀、急停开关、第二继动阀和驻车制动器，所述驻车储气筒的输出端与所述电磁换向阀的输入端和所述手制动阀的输入端连接，所述控制模块与所述电磁换向阀电性连接，所述电磁换向阀的输出端和所述手制动阀的输出端均与所述第二双通单向阀的输入端连接，所述第二单通单向阀的输出端与所述急停开关的输入端连接，所述急停开关的输出端与所述第二继动阀的输入端连接，所述第二继动阀的输出端与所述驻车制动器的输入端连接。

具体地，行车制动模块工作时，储气筒用于为脚制动阀和电气比例阀提供压缩空气，当机械控制时，脚制动阀由驾驶员促动，从而使得压缩空气经过脚制动阀输出给第一双通单向阀，第一双通单向阀将压缩空气经过第一继动阀输出给行车制动器，实现行车制动功能，当需要解除行车制动时，驾驶员停止对于脚制动阀的促动，使得压缩空气无法进入第一双通单向阀，从而无法进入行车制动器，解除了行车制动；当电气控制时，电气比例阀用于接收控制模块输出的电压或者电流信号，成比例控制，形成渐进可控的制动压力通过第一双通单向阀传递至第一继动阀，进而比例控制行车制动器制动力矩；可选的，当第一双通单向阀在控制管路较长时，可更换为双通单向快放阀。

具体的，驻车制动模块工作时，驻车储气筒用于为电磁换向阀和手制动阀提供压缩空气，机械控制时，手制动阀由驾驶员促动，使得压缩空气经过手制动阀输出给第二双通单向阀，而后输出给急停开关，此时急停开关处于正常的通路状态，急停开关提供压缩空气给第二继动阀，第二继动阀输出压缩空气给驻车制动器，实现驻车解除功能；当需要实现驻车时，驾驶员停止对于手制动阀的促动，此时没有压缩空气进入驻车制动器，实现驻车功能；当电气控制时，电磁换向阀用于接收控制模块输出的电压或者电流信号，将驻车储气筒与第二双通单向阀之间的气路通断，实现弹簧储能制动的释放及施加，同时可以将电磁换向阀至第二双通单向阀的压缩空气排至大气；可选的，所述电磁换向阀为二位三通电磁阀，第二双通单向阀在控制管路较长时可以为双通单向快放阀，急停开关可以但不限于使用二位三通机械阀。

一种实施例，所述控制模块用于接收电控触发信号、行驶工况信号、制动状态信息以及无线遥控信号，所述控制模块用于输出电控行车制动信号、电控驻车制动信号和电气制动系统切换信号；控制模块由控制器及电子线路组成，也可以将控制逻辑程序编制进车辆现有控制器中，其可接收电控触发信号，并对触发信号进行逻辑判定，输出电控制动信号，也可以通过行驶工况、制动状态信息的检测判定车辆是否进入电控制动模式，分别控制行车制动模块及驻车制动模块，其中输入信号包括：无线遥控信号、其他电控触发信号、行驶工况信号，制动状态信息等，输出信号包括电控行车制动信号、电控驻车制动信号、电-气制动系统切换信息等。

本发明通过设置电子控制单元及相关的遥控模块，在气压制动系统中，将行车制动模块复合电控的线性控制制动力的电气比例阀，在驻车制动模块中复合电控的通断控制制动力的电磁换向阀，在保持车辆传统气压制动系统相对独立性的基础上，实现车辆遥控操作或其他非驾驶室内操作时制动系统的可操作性，保证行驶安全，相比于现有EBS技术，在对传统气路系统复合电控功能时，更为快捷、可靠，可以实现，不需要将传统气路系统中的阀类都复合电控、气控作用，只需要在原先系统的基础上增加电气比例阀作为电控行车制动阀；电控信号和气路信号对制动功能独立控制，不需要复杂的控制策略；增加电磁换向阀作为电控驻车制动阀，实现驻车制动系统电控化控制；不依赖轮速信号进行检测，不需要匹配ABS系统，系统匹配难度低。

实施例二：

如图5所示，本发明提供了一种电气复合控制的气压制动系统的操作方法，包括实施例一所述的电气复合控制的气压制动系统，所述步骤包括：

启动车辆，获取车辆的行驶工况信息；

根据行驶工况信息，主动判断车辆是否进入遥控行驶或非驾驶室内操作模式；

根据判断结果选定制动系统的操作模式，并进行相应的制动状态提示。

所述根据判断结果选定制动系统的操作模式包括：

若结果为是，则进入电控制动系统模式；

若结果为否，则需驾驶员进入驾驶室进行机械的制动操作。

具体地，所述电控制动系统模式包括：

激活行车制动系统中的电气比例阀以及驻车制动系统中的电磁换向阀；

其中，驻车系统中的电磁换向阀在不得电时处于常断状态。

所述驾驶员进入驾驶室进行机械的制动操作包括：

在驾驶员进行机械的制动操作时，获取车辆的行驶工况信息；

若行驶工况信息不处于危险状态，行车制动系统中的电气比例阀和驻车制动系统中的电磁换向阀不主动介入控制；

若行驶工况信息处于危险状态，行车制动系统中的电气比例阀和驻车制动系统中的电磁换向阀主动介入控制。

具体地，若车辆进入电控制动模式，则按照控制逻辑，传递电气指令激活行车制动模块及驻车制动模块中的电气比例阀及电磁换向阀，实现比例控制的渐进式行车制动和开关量控制的通断式驻车制动功能；其中，驻车制动模块中的电磁换向阀在不得电时处于常断状态，其设置的急停开关用于弥补电控制动模式故障时的急停作用；若车辆未进入电控制动模式，需驾驶员进行机械的制动操作，且行驶工况信息不处于危险状态，行车制动系统中的电气比例阀和驻车制动系统中的电磁换向阀不主动介入控制，除非控制模块判定车辆即将发生碰撞等危险工况，此时制动状态提示处于常闪烁状态。

本发明根据车辆行驶工况可以自动或人为的选取车辆制动模式，操作人员可以通过在驾驶室操作车辆的制动系统，也可以通过遥控或其他电控操作方式实现制动系统的操作。

本发明的制动系统，采用机械操作或电控操作是相对独立的，只有在车辆在即将发生碰撞等危险情况下，在采用机械操作时，电控操作才会主动介入。

本发明的电控行车制动系统是可以渐进式控制的，可以更好的适用于车辆减速的工况；电控驻车制动系统是开关量控制的，电磁换向阀不得电时，车辆驻车制动系统中的弹簧储能气室则排气，车辆产生驻车制动。

本发明对电控操作或者机械操作制动模式的切换优先建立对车辆遥控操作意图或者非驾驶内操作判断的基础上。

本发明中的制动系统的操作，无论是在驾驶室内操作或遥控、其他电控操作方式，主要通过操作人员进行操作，优先对两种制动操作方式独立操作。

本发明中电控制动模式下的控制模块可以实现遥控模块的电信信号转化，制动状态监控及显示，同时也可以通过传感器判别出车辆在即将发生碰撞等危险情况下，主动干预制动系统动作。

本发明中的电控行车制动系统的控制，优先基于对电压信号控制的电气比例阀，实现行车制动回路压力的渐进式控制；电控驻车制动系统的控制，优先基于开关量式的电磁换向阀，实现驻车制动回路压力的通断控制。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种电气复合控制的气压制动系统，其特征在于，包括控制模块、行车制动模块和驻车制动模块，所述控制模块同时与所述行车制动模块和所述驻车制动模块电性连接；

所述行车制动模块包括储气筒、电气比例阀、脚制动阀、第一双通单向阀、第一继动阀和行车制动器，所述储气筒的输出端与所述电气比例阀的输入端和所述脚制动阀的输入端连接，所述控制模块与所述电气比例阀电性连接，所述电气比例阀的输出端和所述脚制动阀的输出端均与所述第一双通单向阀的输入端连接，所述第一双通单向阀的输出端与所述第一继动阀的输入端连接，所述第一继动阀的输出端与所述行车制动器的输入端连接；

所述驻车制动模块包括驻车储气筒、电磁换向阀、手制动阀、第二双通单向阀、急停开关、第二继动阀和驻车制动器。

2.根据权利要求1所述的电气复合控制的气压制动系统，其特征在于，所述控制模块用于接收电控触发信号、行驶工况信号、制动状态信息以及无线遥控信号，所述控制模块用于输出电控行车制动信号、电控驻车制动信号和电气制动系统切换信号。

3.根据权利要求1所述的电气复合控制的气压制动系统，其特征在于，所述驻车储气筒的输出端与所述电磁换向阀的输入端和所述手制动阀的输入端连接，所述控制模块与所述电磁换向阀电性连接，所述电磁换向阀的输出端和所述手制动阀的输出端均与所述第二双通单向阀的输入端连接，所述第二单通单向阀的输出端与所述急停开关的输入端连接，所述急停开关的输出端与所述第二继动阀的输入端连接，所述第二继动阀的输出端与所述驻车制动器的输入端连接。

4.根据权利要求1所述的电气复合控制的气压制动系统，其特征在于，所述电磁换向阀为二位三通电磁阀。

5.一种电气复合控制的气压制动系统的操作方法，包括权利要求1-4任一项所述的电气复合控制的气压制动系统，所述步骤包括：

启动车辆，获取车辆的行驶工况信息；

根据行驶工况信息，主动判断车辆是否进入遥控行驶或非驾驶室内操作模式；

根据判断结果选定制动系统的操作模式，并进行相应的制动状态提示。

6.根据权利要求5所述的电气复合控制的气压制动系统的操作方法，其特征在于，所述根据判断结果选定制动系统的操作模式包括：

若结果为是，则进入电控制动系统模式；

若结果为否，则需驾驶员进入驾驶室进行机械的制动操作。

7.根据权利要求6所述的电气复合控制的气压制动系统的操作方法，其特征在于，所述电控制动系统模式包括：

激活行车制动系统中的电气比例阀以及驻车制动系统中的电磁换向阀；

其中，驻车系统中的电磁换向阀在不得电时处于常断状态。

8.根据权利要求6所述的电气复合控制的气压制动系统的操作方法，其特征在于，所述驾驶员进入驾驶室进行机械的制动操作包括：

在驾驶员进行机械的制动操作时，获取车辆的行驶工况信息；

若行驶工况信息不处于危险状态，行车制动系统中的电气比例阀和驻车制动系统中的电磁换向阀不主动介入控制；

若行驶工况信息处于危险状态，行车制动系统中的电气比例阀和驻车制动系统中的电磁换向阀主动介入控制。