CN203032658U - 气压式智能电子驻车制动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种气压式智能电子驻车制动装置，包括由气路依次连接的储气筒、压力开关、驻车制动气室，以及与制动开关、压力开关电连接的制动控制器，在所述压力开关与驻车制动气室之间的气路上还依次设有气压式集成电子驻车制动阀和气压传感器，所述气压式集成电子驻车制动阀和气压传感器还分别与制动控制器电连接。本驻车制动装置结构简单、布置灵活方便，驻车制动及时、安全可靠。

Description

气压式智能电子驻车制动装置

技术领域

本实用新型属于气压制动系统技术领域，特别是一种气压式智能电子驻车制动装置。

背景技术

目前，中重型汽车驻车制动装置采用气压手动驻车制动装置，此种气压手动驻车制动装置多采用“断气刹车”原理，通过手制动使驻车制动气室排气，产生驻车制动。其操作麻烦，特别是在上坡起步时，若驾驶员操纵经验欠缺，或操纵失误均容易出现后溜现象。装备自动变速器的汽车若使用此类型的驻车制动装置，难以实现良好的坡道起步。如果驻车制动和变速器协调控制效果差，将引起溜车、离合器和制动器的磨损，甚至导致发动机被憋熄火等情况。

为解决手制动装置存在的问题，中国发明专利申请公开说明书 “气压式电子驻车制动系统及制动方法” （公开号101879893A，公开日2010年11月10日）公开了一种气压式电子驻车制动装置及制动方法，该制动系统包括储气筒、手制动开关、手制动气室，储气筒与手制动气室之间由气管路连接，它还包括气压式电子驻车阀、驻车制动控制器，气压式电子驻车阀连接在储气筒与手制动气室之间，驻车制动控制器连接在手制动开关与气压式电子驻车阀之间。该气压式电子驻车制动装置存在如下问题：

1.其半自动、全自动控制方案取消了驾驶室内的机械式手制动开关取而代之的是电子式的开关按钮，虽解决了空间问题但同时带来了如若该套系统出现故障，驾驶员将无法手动施行驻车或解除驻车制动，从而带来不必要的麻烦和危险，安全性、可靠性不够；

2.其实现半自动、全自动控制方案的系统结构有差异，在针对不同消费者需求时还需进行更改，安装布置灵活性差。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种气压式智能电子驻车制动装置，结构简单、布置方便灵活，驻车制动及时、安全可靠。

实现本实用新型目的的技术解决方案为：一种气压式智能电子驻车制动装置，包括由气路依次连接的储气筒、压力开关、驻车制动气室，以及与制动开关、压力开关电连接的制动控制器，在所述压力开关与驻车制动气室之间的气路上还依次设有气压式集成电子驻车制动阀和气压传感器，所述气压式集成电子驻车制动阀和气压传感器还分别与制动控制器电连接。

气压式集成电子驻车制动阀包括主阀、第一导阀、第二导阀，所述主阀开有分别与大气相通的排气口、与储气筒相通的充气口、与驻车制动气室相通的放气口, 所述主阀内设有主阀芯，通过其位置变换可分别使排气口与放气口导通或充气口与放气口导通，所述第一导阀设有与主阀相通的气路，还设有与储气筒侧气路相通的制动进气口及与大气相通的制动排气口，所述第一导阀内设有第一阀芯，通过驻车制动端线圈通断电使其位置变换，可分别使制动进气口与主阀导通或使制动排气口与主阀导通，所述第二导阀设有与主阀相通的气路，还设有与储气筒侧气路相通的制动解除进气口及与大气相通的制动解除排气口，所述第二导阀内设有第二阀芯，通过解除驻车端线圈通断电使其位置变换，可分别使制动解除进气口与主阀导通或使制动解除排气口与主阀导通。

气压式集成电子驻车制动阀还包括应急制动机构和应急制动解除机构，应急制动机构一端与第一导阀内的第一阀芯相连，另一端通过拉线与驾驶室内的应急制动拉环相连，应急制动解除机构一端与第二导阀内的第二阀芯相连，另一端通过拉线与驾驶室内的应急制动解除拉环相连。

制动开关中一个为自动模式开关，另一个为手动模式开关。

本实用新型与现有技术相比，其显著优点：

1、结构简单，布置方便：手动模式和自动模式下无需更改其结构就可实现真正意义上的手自一体控制方案；

2、可靠性强：由于设有用于检测驻车制动气室中气压的气压传感器，使系统可靠性大为提高；当配备人工应急制动和应急制动解除功能，在电控操纵模块出现故障或失效时，驾驶员可以在驾驶室内使用人工应急操纵拉锁装置，对汽车实施驻车制动和解除，从而保证驻车制动安全可靠。

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。

附图说明

图1为本实用新型气压式智能电子驻车制动装置的结构示意图。

图2为图1中气压式集成电子驻车阀的驻车制动工作原理图。

图3为图1中气压式集成电子驻车阀的解除驻车制动工作原理图。

图4为本实用新型气压式智能电子驻车制动装置的电原理框图。

图5为图4中倾角传感器检测电路的电路图。

图6为图4中电磁阀驱动电路的电路图。

图中，1自动模式开关，2手动模式开关，3储气筒，4压力开关，5气压式集成电子驻车阀，51第一导阀，52第二导阀，53第一阀芯，54第二阀芯，55主阀芯，6气压传感器，7驻车制动气室，8制动控制器， 9导线，10气管路,11应急制动拉环，12应急制动解除拉环，13、16拉线，14应急制动机构，15应急制动解除机构。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的气压式智能电子驻车制动装置，包括由气路10依次连接的储气筒3、压力开关4、气压式集成电子驻车制动阀5、气压传感器6、驻车制动气室7，制动控制器8与制动开关1、2、压力开关4、气压式集成电子驻车制动阀5、气压传感器6电连接。制动控制器8还与电源及信号线路相连。制动控制器8通过采集自动模式开关1、手动模式开关2、压力开关4、气压传感器6和整车的相关状态信号，对气压式集成电子驻车阀5进行控制，实现车辆的驻车制动和解除。

其中，气压式集成电子驻车制动阀5是实现本实用新型目的的关键之一。如图2和图3所示，气压式集成电子驻车制动阀5包括主阀50、第一导阀51、第二导阀52，主阀50开有分别与大气相通的排气口A、与储气筒3相通的充气口B、与驻车制动气室7相通的放气口C, 主阀50内设有主阀芯55，通过其位置变换可分别使排气口A与放气口C导通或充气口B与放气口C导通，第一导阀51设有与主阀50相通的气路，还设有与储气筒3侧气路相通的制动进气口P1及与大气相通的制动排气口01，第一导阀51内设有第一阀芯53，通过驻车制动端线圈D1、D2通断电使其位置变换，可分别使制动进气口P1与主阀50导通或使制动排气口01与主阀50导通，所述第二导阀52设有与主阀50相通的气路，还设有与储气筒3侧气路相通的制动解除进气口P2及与大气相通的制动解除排气口02，第二导阀52内设有第二阀芯54，通过解除驻车端线圈D3、D4通断电使其位置变换，可分别使制动解除进气口P2与主阀50导通或使制动解除排气口02与主阀50导通。当驻车制动端线圈D1、D2或解除驻车端线圈D3、D4断电后，该双控电磁换向阀主阀的各个接口能维持原状而不至于长时间通电烧毁线圈。

制动开关1、2中一个为自动模式开关1，另一个为手动模式开关2。也可以是同时具有上述功能的一体开关。

气压式集成电子驻车制动阀（5）包括应急制动机构14和应急制动解除机构15，应急制动机构4一端与第一导阀51内的第一阀芯53相连，另一端通过拉线13与驾驶室内的应急制动拉环11相连，应急制动解除机构15一端与第二导阀52内的第二阀芯54相连，另一端通过拉线16与驾驶室内的应急制动解除拉环12相连。

其中手动模式开关2“上拉”即为施行手动驻车制动操作，“下按”即为施行手动解除制动操作。

本实用新型的气压式智能电子驻车制动装置驻车制动与解除的工作原理如下:

1、自动模式：

驾驶员操纵模式开1关发出自动操纵模式指令，点亮自动模式指示灯。制动控制器8接受自动模式开关1的信号，并通过检测汽车车身上点火开关状态、制动开关状态、变速器档位开关信号和离合器开关信号，同时检测倾角传感器与气压传感器6的信号，并对各种信号及系统状态进行综合逻辑判断，形成动作指令，自动进行车辆的驻车制动和解除的操作。此部分逻辑与现有技术相同，不在此详述。

驻车制动时，如图2，气压式集成电子驻车制动阀4的驻车制动端线圈D1、D2通电，其控制的导阀51得电工作，第一阀芯53下移，驻车制动气室6中的空气先通过P1口进入导阀51，从而推动主阀芯55右移，使得B口被堵住，C口和A口导通。此时驻车制动气室7中的压缩空气经气压式集成电子驻车阀5的C口从A排向大气，进行排气操作，同时制动控制器8通过检测气压传感器信号，监控汽车的驻车制动气室7的压力，待驻车制动气室7内的气压降低到某一设定下限值后，点亮驻车指示灯。此时利用断气刹原理，驻车制动气室7排气时，制动弹簧伸长，作为动力源推动制动器的制动蹄片作用于轮毂，从而产生驻车制动力。

驻车制动端线圈D1、D2断电，且此时解除驻车端线圈D3、D4不通电，导阀51因断电致使第一阀芯53上移，主阀左腔中的空气从导阀51的O1口排出，此时主阀左右腔中压力平衡，主阀芯55由O型圈包裹，不仅气密封性好，而且不会因车体振动而移动，进而使主阀芯维持D1、D2通电时的状态不变， C口和A口保持常通状态，从而保证车辆一直处于驻车制动状态。

解除驻车制动时，如图3，气压式集成电子驻车阀5的解除驻车端线圈D3、D4通电，其控制的导阀52得电工作，第二阀芯54下移，储气筒3中的空气先通过P2口进入导阀52，从而推动主阀芯55左移，使得A口被堵住，C口和B口导通。此时储气筒3中的空气经气压式集成电子驻车阀5的B口从C口充入驻车制动气室7，实现进气操作，从而实现解除驻车制动。同时制动控制器8通过检测气压传感器6的信号，监控汽车的驻车制动气室7的压力，当驻车制动气室7的气压增加到某一设定上限值后，熄灭驻车指示灯。此时利用断气刹原理，驻车制动气室7内充气时，制动弹簧被压缩，制动器的制动蹄片与轮毂之间产生间隙，驻车制动解除。

解除驻车端线圈D3、D4断电，且此时驻车制动端线圈D1、D2不通电，导阀52因断电致使第二阀芯54上移，主阀左腔中的空气从导阀52的O2口排出，此时主阀左右腔中压力平衡，主阀芯55由O型圈包裹，不仅气密封性好，而且不会因车体振动而移动，从而使主阀芯55维持D3、D4通电时的状态不变， C口和B口保持常通，从而保证车辆一直处于解除驻车状态。

2、手动模式：

驻车制动时，驾驶员上拉手动模式开关2，发出驻车制动指令，制动控制器8采集到手动模式开关2的信号，给气压式集成电子驻车阀5的驻车制动端线圈D1、D2通电，使气压式集成电子驻车制动阀5的C口与A口导通（其中气压式集成电子驻车阀5的工作原理同上述自动驻车模式下驻车制动的工作原理），使驻车制动气室7与大气相连，进行排气操作；同时制动控制器8通过检测气压传感器6信号，监控汽车的驻车制动气室7的压力，等驻车制动气室7内的气压降低到某一设定下限值后，点亮驻车指示灯。此时利用断气刹原理，驻车制动气室7排气时，制动弹簧伸长，作为动力源推动制动器的制动蹄片作用于轮毂，产生驻车制动力，实现车辆的驻车制动。气压式集成电子驻车阀5断电后，会保持C口与A口常通状态，保证车辆一直处于驻车制动状态。

解除驻车制动时，驾驶员下按手动模式开关2，发出解除驻车指令，制动控制器8采集到手动模式开关2信号，给气压式集成电子驻车阀5的解除驻车端线圈D3、D4通电（其中气压式集成电子驻车阀5的工作原理同上述自动驻车模式下解除驻车制动的工作原理），气压式电子驻车制动阀5的C口与B口导通，驻车制动气室7通过气管路10与储气筒3相连，进行充气操作；同时制动控制器8通过通过检测气压传感器6信号，监控汽车的驻车制动气室7的压力，当驻车制动气室7的气压增加到某一设定一限值后，熄灭驻车指示灯。此时利用断气刹原理，驻车制动气室7内充气时，制动弹簧被压缩，制动器的制动蹄片与轮毂之间产生间隙，驻车制动解除。气压式集成电子驻车阀5断电后，会保持C口与B口常通状态，保证车辆一直处于解除驻车状态。

3、紧急制动过程：当汽车的行车制动出现故障之后，驾驶员可以通过上拉手动模式开关2，激发汽车的应急驻车制动，保证汽车的行车安全，将伤害降低到最低。在紧急制动过程中，制动控制器8会采集汽车的行车制动开关状态、车速、油门开度等状态信息，对驾驶员的应急操作的合理性做出判断，避免由于误操作等行为导致的驻车制动激发。

4、手动应急操作：

当蓄电池出现供电不足，或是该装置本身存在电气故障，导致这种气压式智能电子驻车制动装置不能正常工作时，驾驶员需要通过手动应急操作来实现驻车制动或解除，保证汽车在该特定故障时期内的正常使用，直至汽车能够行驶至维修中心进行维修。

该手动应急操作装置为气压式集成电子驻车阀集成的拉锁开关，驾驶员可通过拉拔驻车制动应急拉拔开关11或解除驻车制动应急拉拔开关12，以实现手动应急操作。为了确保行车安全，在气压式智能电子驻车制动装置不能正常工作后，应立即将故障汽车送往维修中心进行修复，手动应急操作系统仅用于在该时期内应急使用。

电路原理图见图4，图中粗线框表示整个气压式电子驻车制动装置的电器件的组成，虚线内表示的是控制电路电器件的组成。控制电路组件不包括驻车阀、压力传感器、压力开关、自动模式开关、手动驻车开关和手动解除开关，但整个装置中则包含这些电器件；粗线框外表示的是外界与装置中电路连接情况，含有点火钥匙开关、变速器挡位开关、离合器开关、制动开关。

控制电路中重要的几个功能模块，包括气动阀驱动电路、倾角传感器检测电路，原理说明如下：

倾角传感器检测电路见图5，倾角传感器选用成熟产品SCA60C。此传感器外接5V驱动电源，7脚为模拟电压信号输出引脚。将VOUT连接到MCU的模拟转换引脚，进行电压值采样即可。

气动阀驱动电路见图6，通过单片机的输出端Magnetism_Control11和Magnetism_Control12驱动Q1、Q2的导通和截止从而控制SV11++、SV11--和SV12++、SV12--，进而控制气压式集成电子驻车阀的制动端线圈（D1、D2）和解除驻车端线圈（D3、D4）的通断电。

结合实际操作，本实施例的气压式电子驻车制动装置在实际使用中具有如下功能：

自动制动：停车时，旋转点火钥匙使其在OFF挡，发动机熄火，该气压式电子驻车制动装置自动制动。

制动解除：起步时，非空挡情况下，当离合器结合到一定程度后，汽车可以往前行驶时，该气压式电子驻车制动装置自动解除制动。

手动操作：点火钥匙处于ON挡，上拉手动模式开关，施行驻车制动；下按手动模式开关，施行解除制动。若该装置本身出现电气故障，可通过手动应急操作装置实现应急功能。

状态指示：驻车状态下，驻车指示灯常亮；解除制动状态下，指示灯熄灭。

Claims (4)

1.一种气压式智能电子驻车制动装置，包括由气路依次连接的储气筒（3）、压力开关（4）、驻车制动气室（7），以及与第一制动开关（1）、第二制动开关（2）、压力开关（4）电连接的制动控制器（8），其特征在于：在所述压力开关（4）与驻车制动气室（7）之间的气路上还依次设有气压式集成电子驻车制动阀（5）和气压传感器（6），所述气压式集成电子驻车制动阀（5）和气压传感器（6）还分别与制动控制器（8）电连接。

2.根据权利要求1所述的气压式智能电子驻车制动装置，其特征在于：所述气压式集成电子驻车制动阀（5）包括主阀（50）、第一导阀（51）、第二导阀（52），所述主阀（50）开有分别与大气相通的排气口（A）、与储气筒（3）侧气路相通的充气口（B）、与驻车制动气室（7）侧气路相通的放气口（C）, 所述主阀（50）内设有主阀芯（55），通过其位置变换可分别使排气口（A）与放气口（C）导通或使充气口（B）与放气口（C）导通，所述第一导阀（51）设有与主阀（50）相通的气路，还设有与储气筒（3）侧气路相通的制动进气口（P1）及与大气相通的制动排气口（01），所述第一导阀（51）内设有第一阀芯（53），通过驻车制动端线圈（D1、D2）使其位置变换，可分别使制动进气口（P1）与主阀（50）导通或使制动排气口（01）与主阀（50）导通，所述第二导阀（52）设有与主阀（50）相通的气路，还设有与储气筒（3）侧气路相通的制动解除进气口（P2）及与大气相通的制动解除排气口（02），所述第二导阀（52）内设有第二阀芯（54），通过解除驻车端线圈（D3、D4）使其位置变换，可分别使制动解除进气口（P2）与主阀（50）导通或使制动解除排气口（02）与主阀（50）导通。

3.根据权利要求2所述的气压式智能电子驻车制动装置，其特征在于：所述气压式集成电子驻车制动阀（5）还包括应急制动机构（14）和应急制动解除机构（15），所述应急制动机构（4）一端与第一导阀（51）内的第一阀芯（53）相连，另一端通过拉线（13）与驾驶室内的应急制动拉环（11）相连，所述应急制动解除机构（15）一端与第二导阀（52）内的第二阀芯（54）相连，另一端通过拉线（16）与驾驶室内的应急制动解除拉环（12）相连。

4.根据权利要求1所述的气压式智能电子驻车制动装置，其特征在于：所述第一制动开关（1）为自动模式开关，第二制动开关（2）为手动模式开关。

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