专利名称：快速消耗压缩空气后对制动回路再充气的方法及其实行装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分、用于在快速消耗压缩空气之后对制动回路再充气的方法及完成该方法的装置。
常用的多回路保护阀可将能量源分成数个互相独立的消耗回路，即使当回路发生故障，例如管道破裂时，仍能在完好的回路中保持最低的压力。当损失的空气量大于压缩机所能补充的时，检测发现脚制动回路中的压力会下降，直到达到阀门的关闭压力时止。尽管故障回路中的压力继续下降，而在完好的回路中压力保持关闭压力的值。虽然故障回路中的压力在继续下降，但此时压缩机仍可对仍然完好的回路进行充气，直到达到故障回路的打开压力时为止。这样就建立了一个种动态平衡，虽然此时，压缩空气仍可向完好的回路(以及二级消耗回路)继续送气，但空气在故障回路处的损失也在继续。缺点是，使用压缩机来充气需要相对较长的时间，压缩机的供应容量相对较小，通常只有每分钟200到400升左右。因此，制动系统中的额定能量恢复缓慢，这对系统的安全不利。
本发明的目的是提供一种方法和完成该方法的装置，从而可在快速消耗压缩空气后迅速地在制动回路中恢复空气压力。
该目的可由根据权利要求1的发明来实现。在权利要求5中说明了一种用来完成该方法的装置。
本发明优点和有利的改进在所附的权利要求中有所说明。
本发明构想在快速消耗压缩空气之后，除了压缩机以外，再由一高压消耗回路向制动回路充气。通常，高压回路通常在单位时间内可输送的空气(常高达数千升/分钟)要远大于一压缩机(一般为200到400升/分钟)，因此与用压缩机相比，对完好的制动回路进行的再充气会快得多。这样，因此，由一故障回路所可能造成的制动系统中额定能量的减少可在极短的时间内就得到恢复。在回路发生破裂时这一点尤其重要。这种回路之间分配能量可以大大提高系统的安全性。根据本发明，这是由高压回路中设置的在常态下关闭的电动阀来实现的，较佳地为一电磁阀(或导阀控制换向阀)。其它的消耗回路(包括制动回路)，设置在常态下开启的电动阀，较佳地为电磁阀。所有的电磁阀通过一共用分配管互相连通。为了给制动系统充气，高压回路的电磁阀必须切换到打开位置，以使压缩空气输出高压回路。这样，通过诸打开的电磁阀，压力或能量就转换到完好的制动回路中了。
下面将在附图的基础上对本发明进行更加详细的说明，在这些附图中示出了一个实际的例子，其中
图1示出了一个在快速消耗压缩空气之后对制动回路进行再充气的新设计的装置的方框图；以及图2示出了在对制动系统再充气过程中压力变化的图表。
在附图中，压缩空气管用实线来表示，电路线用虚线来表示。
图中示出了一具有压缩空气供应部分4和消耗部分6的压缩空气系统2。压缩空气供应部分4包括一压缩机7、一压缩机控制装置8和一空气干燥部分10。
消耗部分6上设有压缩空气分配管14、多个带恢复弹簧的可电致动电磁阀16、18、20、22、24以及多个消耗回路26、28、30、32、34、36、38。，这些消耗回路通过电磁阀获得压缩空气。
一压缩空气供应管40从压缩机7通过一过滤器42、一空气干燥器44和一止回阀46而通到分配管14，从分配管14有通向诸电磁阀的诸支管48、50、52、54、56。压缩空气管58、60、62、64、66由诸电磁阀通向消耗回路。管子62设有支管子62’和62”，它们通向回路30和32，在管子62”处中还放配置有止回阀68。在供应管52中配置有一限压器70。通向电磁阀22的管子54在限压器70的下游分支。管子64设有分支管64’和64”，它们通向回路34和36。
压力传感器72、74、76、78、80、82监测诸消耗回路和分配管14中的压力，并将各个压力作为压力信号传输给直接控制诸电磁阀的电子控制单元84。
除了压力，还可监测其它的状态变量，如消耗回路和连接管中的空气流速、空气质量和能量等。
消耗回路26、28可为脚制动回路。消耗回路30可为挂车制动回路。此时，通常两根管子一根供应管和一根通向挂车的制动管。消耗回路32可为带有弹簧式储能器的手制动回路。消耗回路34和36可为二级消耗回路，如驾驶室悬架、门控制器等，换而言之，即是所有与制动回路无关的组件。消耗回路38可为高压回路。
脚制动回路26、28设置有符合欧洲标准(EU Directive)98/12的压缩空气储存容器90、92。高压回路38设置有压缩空气储存容器39。
通过本发明的压缩空气系统可省略回路30、32、34、36中的压缩空气存储容器。作为一个例子，只要脚制动回路26和28的制动功能或制动动作不被减弱，即可允许由脚制动回路(回路26和28)向其它消耗装置进行供气。
通过一管子40’，压缩机7由压缩机控制器8机械(气动)控制。压缩机控制器8包括一额定宽度较小的电磁阀94组成，该电磁阀可由电子控制单元84切换。如图所示，在断电的正常状态下它是打开的，从而使压缩机7启动。如果要关闭压缩机7，例如当所有的消耗回路中充满压缩空气时，控制单元84便切换电磁阀94的位置，使压力驱开动的压缩机通过管子40’而关闭。如果将电磁阀94切换到断电状态，例如当一消耗回路需要压缩空气时而将电磁阀94再次切换到图中所示的正常状态，从而由此，管子40’打开，这样压缩机7重又启动。
空气干燥部分10包括一具有较小额定宽度的电磁阀100，该电磁阀的进口102与分配管14连接通，且通过该电磁阀的出口104与由气动控制的截流阀106连接，该截流阀门与压缩机7的供应管40连接，用作为空气干燥器的排气孔。
当将电磁阀100切换到连通状态时，压缩机7不再向消耗回路中送气，而是通过阀门106排向大气。与此同时，干燥空气则由分配管14(与脚制动回路的存储容器90、92连接)经电磁阀100、节流阀108和止回阀110流经空气干燥器44，从而使其干燥剂再生，然后空气再经过滤器42和阀门106排入大气。
标号112表示一过压阀。
电磁阀16、18、20、22、24由控制单元84控制，消耗回路26到34的电磁阀16到22处于断电时的常态打开，而高压回路38的电磁阀24处于断电的常态关闭。也可使用导向控制换向阀。回路中的压力由压力传感器72、74、76、78、80直接在电磁阀处检测。
如当一个消耗回路，例如回路30(挂车制动回路)中的压力要下降时，脚制动回路会打开诸电磁阀来供应压缩空气，限压器70会将二级消耗回路30到36中的压力调整到比脚制动回路26和28中的压力(例如10.5bar)更低的水平，例如8.5bar(见下文)。通常，高压回路38由电磁阀24正常关闭，不与其它回路相通。它有一较高的压力水平，例如12.5bar。
在本发明的压缩空气系统中，所有消耗回路26到38中的压力均由分压力传感器72到80进行测定量，并由这些传感器将电子压力信号传给电子控制单元84加用以评估。控制装置将所测的压力值与一下限值进行比较，该下限值与各个消耗回路中所要调整的压力相对应。当制动回路中的压力由于快速消耗空气或者管子破裂或破损而下降到这个下限值以下时，控制装置将高压回路38的电磁阀24切换到打开位置，这样，高压回路通过连接管14以及打开的电磁阀16和18即与制动回路26和28连通，并将存在高压回路中的能量导入完好的制动回路中，实施对完好的制动回路的再充气。同时，控制装置84通过将故障回路的电磁阀切换到关闭位置，使故障回路关闭。此时，压缩机7也开始向完好的制动回路供气。
由于高压回路在单位时间内向制动回路输送的空气量流大大地大于压缩机(多达数千升/分钟)，再充气的速度十分迅速，如上所已经描述的，本实施例中所使用的压缩机的容量约为200到400升/分钟左右。
控制装置只要一检测到高压回路和所充气的制动回路中的压力相等、或者制动回路已达到给定的压力值时，它就即刻关闭电磁阀24，并再次切断与制动回路间的连通。
本发明的方法保证在消耗回路中的能量分配，从而可获得十分安全的操作工况。
图2示出了制动回路，例如制动回路26在瞬时点120处因管道破裂而发生故障时，以及在瞬时点124处对完好的制动回路28再充气时的压力变化。随着回路26中的压力下降(曲线72)，制动回路28(见曲线74)中的压力以及连接管14(未示出)中的压力也下降，制动回路28气动连通。连接管14中的压力下降的结果是打开压缩机的电磁阀94在瞬时点时刻121处启动。为了向完好的制动回路28再次充气，高压回路38的电磁阀24在瞬时点124处切换到打开状态，几乎与此同时，通过关闭电磁阀16而将损坏的制动回路26关闭。，从而完好的回路28、如有需要，也包括气动联结的回路30和36(当然回路30和36也是完好的)可快速再充气。在整个排气过程中，回路30和36中的压力几乎没有变化，限压器70确保压力传感器与分配管14分离(见图2中的虚线压力曲线所示)。
在图2中，图示电磁阀16在瞬时点123处关闭，此处与瞬时点124在时间上非常靠近；下面将对此进行更加详细的解释。在瞬时点124处，当高压回路38的电磁阀24在瞬时点124处打开以及故障制动回路26在此处关闭时，则制动回路28中的压力很快上升，直到高压回路和制动回路中的压力相等或达到制动回路的设定压力时为止。高压回路在这一快速充气的过程中的压力下降可在压力传感器80处得到监测(见高压回路38在瞬时点124处的压力下降曲线80)。在得到足够的空气补充后，通过将电磁阀18在瞬时点125处切换到阻闭塞状态而将回路28关闭一段时间。此时，由于压缩机因电磁阀94在瞬时点121出的启动而启动，高压回路由压缩机再充气，压缩机从时刻121处启动电磁阀94那一刻起就启动了。为了完成这一再充气操作(瞬时点126处)，应再次重新设置电磁阀94和24的控制信号，也就是将电磁阀94通电，而将电磁阀24再次切换到关闭的常态。随后，制动回路28的控制信号也重新设置(瞬时点127处)，也就是将电磁阀18再次切换到打开的常态。
标号122和123表示两个持续时间为0.2秒的闭锁检测脉冲信号(blocking pulse)，例如，该脉冲在故障回路26中在可被确定闭锁的瞬时点124之前被传送到电磁阀16的控制输入器。这样的闭锁检测脉冲可用于故障回路的安全测定(本例中是回路26)。在瞬时点122处，闭锁检测脉冲显示电磁阀16的闭锁时间为0.2秒。这一闭锁的结果是使未受影响的制动回路中的压力传感器74处的压力即刻上升，这是因为当排气因故障回路26而中断时，压力存储容器92可再次向完好的回路28充气的缘故。对于故障回路，由于由完好回路进行的再增压受到阻碍，就故障回路26而言，即在闭锁检测塞脉冲持续期间在压力传感器72处发生了较快的压力下降。由于在闭锁检测脉冲持续期间只有回路26中的压力快速下降，这样就加强了对于该回路有否故障的怀疑。为了确定这个结论是否正确，可以将阀门16以脉动的形式关闭数次来重复这一试验。在图2的实例中，在瞬时点123处进行第二次也是最后一次测试。现在最终可确定回路26是故障回路。此后(从瞬时点124开始)便永久被闭锁了。
权利要求
1.一种在压缩空气快速消耗或损失之后对诸脚制动回路再充气的方法，其中诸脚制动回路为车辆的一压缩空气系统的一消耗部分的压缩空气消耗回路，该系统设置有至少一个带有压缩空气存储容器的附加压缩空气消耗回路，其特征在于，至少一个带有压缩空气存储容器的附加压缩空气消耗回路和诸完好的脚制动回路之间建立连通，从而可从至少一个附加压缩空气消耗回路的压缩空气存储容器向这些脚制动回路再充气。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，包括下步骤不断测定诸脚制动回路和至少一个附加压缩空气消耗回路中状态变量(压力、空气流速、空气质量、能量)的实际值；将实际值与一下极限值比较；当结果低于该极限值时切断被检测为故障回路的诸脚制动回路；以及从至少一个附加压缩空气消耗回路的压缩空气存储容器向诸完好的脚制动回路再充气。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，极限值与各个压缩空气消耗回路中所要调整的状态变量相对应。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当至少一个附加压缩空气消耗回路和诸脚制动回路的状态变量相等或在再充气的诸脚制动回路中达到状态变量的设定值时，至少一个附加压缩空气消耗回路和诸完好的脚制动回路之间的连通被阻碍。
5.一种在带有压缩空气系统的车辆中压缩空气快速消耗或损失之后对诸脚制动回路再充气的装置，该压缩空气系统设有一具有压缩机的压缩空气气源部分和包括诸脚制动回路的诸压缩空气消耗回路，诸压缩空气消耗回路通过诸电致动阀门而补充压缩空气，其中诸脚制动回路和至少一个附加压缩空气消耗回路设有压缩空气存储容器，诸压缩空气消耗回路中的压力由诸传感器监测，这些传感器的电信号由控制诸电致动阀门的一电子控制单元进行评估，其特征在于，设有一压缩空气存储容器的至少一个附加压缩空气消耗回路(38)的电动阀(24)在断电或导阀控制的常态下关闭，而诸脚制动回路(26、28)和诸附加的压缩空气消耗回路(30、32、34、36)中的电动阀(16、18、20、22)在导阀控制的常态下开启，其中电子控制单元(84)将不断测得的诸脚制动回路的状态变量(压力、空气流速、空气质量、能量)的值与一极限值比较；当结果低于极限值时切断被检测为损坏或故障回路的诸脚制动回路；以及将带有压缩空气存储容器的至少一个附加压缩空气消耗回路的电动阀(24)切换到开启位置，以便在至少一个带有压缩空气存储容器的附加压缩空气消耗回路和诸完好的制动回路之间建立连通，从而从至少一个附加压缩空气消耗回路的压缩空气存储容器向这些脚制动回路再充气。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，在例如由于管道破裂或破损而使状态变量(压力、空气流速、空气质量、能量)的值快速下降时，电子控制单元(84)将故障脚制动回路的电动阀切换到关闭位置。
7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，至少一个带有压缩空气存储容器的附加压缩空气消耗回路(38)中的压力水平要高于比脚制动回路(26、28)中的压力水平。
8.如权利要求5所述的装置，其特征在于，诸脚制动回路(26、28)的电动阀(16、18)和诸附加的压缩空气消耗回路(30、32、34、36)的电动阀(20、22、24)均与一共用压缩空气分配管(14)连接，该分配管与一连接压缩机(7)的压缩空气供应管(40)连通。
9.如权利要求5所述的装置，其特征在于，当至少一个附加压缩空气消耗回路(38)和正在再充气的诸脚制动回路(26、28)的状态变量相等或诸脚制动回路中状态变量已达到设定值时，控制单元(84)再次将带有压缩空气存储容器的至少一个附加压缩空气消耗回路(38)的电动阀(24)关闭。
10.如权利要求5所述的装置，其特征在于，极限值与各个压缩空气消耗回路中所要调整的状态变量相对应。
11.如权利要求5到10中的一项所述的装置，其特征在于，诸电动阀均为电磁阀。
全文摘要
在压缩空气快速消耗或损失之后对诸脚制动回路(26、28)进行再充气，其中诸脚制动回路为车辆的一压缩空气系统的一消耗部分(6)的压缩空气消耗回路，该系统还设置有带有压缩空气存储容器的至少一个附加压缩空气消耗回路，不断测定诸脚制动回路和诸附加压缩空气消耗回路(30、32、34、36)中压力的实际值并将其与一下限值比较。如果结果低于极限值，则切断被检测为故障回路的诸脚制动回路，且在带有压缩空气存储容器的诸附加压缩空气消耗回路和诸完好的脚制动回路之间建立连通，从而从至少一个附加压缩空气消耗回路的压缩空气存储容器向这些脚制动回路再充气。
文档编号B60T11/10GK1826255SQ200480021334
公开日2006年8月30日 申请日期2004年7月12日 优先权日2003年7月28日
发明者C·戴特来福, H·戴克梅耶, F-D·利普尔特, J·莱因哈荻特, B·斯特利卡 申请人:威伯科有限合伙公司