常用运行制动器装置、方法和系统的制作方法

专利名称：常用运行制动器装置、方法和系统的制作方法
常用运4于制动器装置、方法和系统
背景技术：
例如拖拉机挂车的商用^^通常使用空气制动系统。典型的空气制动系统能 够执行常用运行制动器功能和驻车制动功能。常用制动或者普通第薛力指的是通 过压下制动踏板将压缩空气传递至制动致动器以致动所述车辆的制动器。常用 制动被用于使所述车辆减速或者使所述车辆停止。 一旦停止，驾驶员会希望使 用驻车制动器以阻止所述车辆滚动。典型的车辆空气制动系统使用弹簧制动器 来执行所述驻车制动功能。弹簧制动器，如本领域中己知的，使用弹簧力来接 合所述制动器和保持所述车辆静止。为了使得所述车辆移动，空气压力通过压 縮所述弹簧以分离所述制动器。
有些，空气制动系统也包括用于频繁起停的商用车辆，例如废物收集车的
运行制动功能。运行制动指的是使用常用运行制动器执行暂时驻车制动功能。 换句话说，使用压縮空气施加给所述常用运行制动器以阻止所述 在驻车时 滚动。在频繁起停的场合使用常用运行制动器优于使用驻车制动器，因为所述 常用运行伟恸器更加耐用且使用^1>的压縮空气。
然而，典型运行制动系统要么没有失效保护，要么具有复杂的失效保护系统。 如果存在特殊的车辆状况或者预期特定系统发生失效，如压缩空气损耗，失效 保护运行制动系统将施加所述驻车制动器。 一个复合失效保护运行制动系统的
实施例被公开在美国专利号为5458402的文件中。
此外，用于商用车辆的电动-空气制动系统一直在发展，但目前没有被广泛 使用。现有运行制动系统，包括具有复合气动失效保护系统的己知系统，没有 在发生电气故障或者驾驶员失误(例如当所述运行制动器被接合时驾驶员关掉 点火装置)时提供失效保护操作的预防措施。

发明内容
本发明总体上涉及车辆空气制动系统。特别地，本发明涉及一种带有一个 改进的常用运行制动器装置的车辆空气制动系统。所述装置改进了用于气动故 障或者电气故障的所述运行制动系统。因此，所述系统的工作程序和本发明的方法可同时包括电动和气动组件。所述装置可提供用于车辆的常用运行制动功 能或者同时提供常用运行制动功能和驻车制动功能。所述装置可提供一个安装 于外壳内的改进的常用运行制动器装置，用于相对于先前已知系统减小达到这 种功能所需组件和管路的数量。
而且，本发明可包括用于控制所述装置的控制器和控制程序。所述控制器 和控制程序可基于从各种输入源接收到的数据控制所述运行制动和驻车制动功 能，以及其它车辆功能。因此，所述控制器根据作为接收到的数据的函数或者 所述数据产生的推断提供或者不提供一定的 功能。
在一个实施例中，所述装置使用气动闭锁阀来传递压缩空气以驱动车辆常 用运行制动器。所述气动闭锁阀当从一个电子控制阀接收到气动控制信号时打 开，当从另一信号源接收到气动控制信号或者缺乏供应压力时的弹簧回复关闭。 在另一个实施例中，基于接收到的显示如下一个或多个的输入所述车辆的状 态，,驶员的状态，驾驶员的意向，和驾驶员意向的合理性，使用一个电子控 制单元来自动地接合和分离所述运行制动。


通过本发明以下的描述并参照其相应的附图，本发明在前面提到的特征对
本领域技术人员来说变得清楚明白，其中
图1表示现有技术中用于 的空气制动系统的局部原理图2表示根据本发明的原理用于车辆的空气制动系统的一个实施例的局部
示意图3表示图2中所述系统阀装置的一个实施例的示意亂 图4表示根据本发明原理所述空气制动系统的第:二实施例的阀装置示意图； 图5表示根据本发明原理所述空气制动系统的第三实施例的阀装置示意图； 图6表示用于图2中的所述系统的控制器的一个实施例示意图；以及 图7表示用于图6中的所述控制器的控制程序的一个实施例流程图。
具体实施例方式
尽管本发明的不同方面和设计在这里被描述和解释为具体是实施例的组 合，这些不同的方面和设计可在多个可替代的实施例中单独地或者通过各种组 合和它的附带组合来实现。除非特别地排除，这里所有这种组合和附带组合都 包含在本发明的范围内。更进一步地，尽管关于本发明的不同方面和特征的多种可替代实施例，例如可替代的材料、结构、糊犬、方法、装置、软件、硬件、 控制程序等等在这里被描述，这些描述并不旨在于完整地或者全面地列出可用 的可替代实施例的，不管是己知的或者是在这里被识别作为常规的或者标准的 或者以后发展的。本领域技术人员可容易地在本发明范围内，在另外的实施例 中采用本发明的一个或多个方面、设计或者特征，即使这些实施例在这里没有 清楚地公开。另外，即使本发明的一些特征、设计或者方面在这里被描述成--种优选的装置或者方法，这些描述并不旨在建议这些特征是需要的或者必要的， 除非是清楚地这样提出。更进一步地，这里还包含典型的或者有代表性的值和 范围以帮助理解本发明，然而，这些值和范围并不在于限制，和旨在成为关键 性的值或者范围，除非这样清楚地规定。
为了将本发明的特征与空气制动系统的现有状态区别开来，图1提供了现
有技术空气制动系统歸的局部示意图。所述现有技术的空气制动系统100包 括第一空气储存器112 (特别是用于供应后轮或者挂车制动回路)和第二空气储 存器114 (特别是用于供应前轮或者拖拉机制动回路)。所述第一和第二空气储 存器112、 114供应压縮空气施加到一组前常用制动器组件H6a和后常用制动 器组件116b，和用于释放一组弹簧制动组件118。 一组空气管线119从所述储 存器112、 114传递压缩空气至所述制动组件U6a、 116b和118。
常用运行制动器通常指位于工厂车量轴上的所述制动组件，如现有技术已 知，其通过应用压缩空气總动。所述弹簧制动器通常指位于所述轮轴的所述 制动组件，其使用弹簧来施加所述车辆的驻车制动。如现有技术已知，气压用 来保持弹簧的压缩和驻车制动器的释放。
所述空气制动系统100也可包括制动阀120和驻车控制阀122。所述制动阀 120包括脚踏板124，当所述F斜及被压下时其打开所述阀。如现有技术已知，当 所述制动阀120打开时，允许压缩空气从所述储存器112、 U4流到继动阀126 以驱动所述常用运行制动器。又如现有技术己知，所述驻车控制阀122，被手动 打开后，允许压缩空气从储存器112、 114流到继动阀128以释放所述驻车制动 器。又如i见有技术已知，典型的现有技术中的空气制动系统也可包括各种另外 的阀和部件。例如拖拉机安全阀、快泄阀、弹簧制动阀等，它们经常被采用。 这些阀和部件在现有技术中是已知的，为简单起见从背景技术的谈论和说明以 及本发明的典型实施例中省略。然而，根据本发明的所述制动系统可利用这些及其他阀和部件。
图2示出根据本发明的一种空气制动系统150的一个典型实;^例。同图1 中现有技术空气制动系统100类似，图2中的所述空气制动系统实施例可包括 第一空气储存器152和第二空气储存器154以提供压缩空气用于lfi加一组t^ 常用制动器组件156a和后轮制动组件156b，和用于释放一组弹簧制动组件158。 在本发明的上下文中，控制或先导空气通常指用于打开或关闭气动阀的气动j言 号，同时提供或传递空气通常指由阀发送的所述压力空气且用于施加或释放一 个终端装置，比如弹簧制动器或常用运行制动器。
所述空气制动系统150可包括具有脚踏板164的制动阀160，当所i^F射及被 压下时制动阀160打开。所述制动阔160通过空气管线166和168分别连通所 述第一空气储存器152和所述第二空气储存器154。当制动阀120打开时，允许 压缩空气从储存器152、 154 M空气管线170流到所述常用制动器组件156a， 156b，和通过空气管线172和174流到后轮常用制动器组件156b以致动所述常 用运行制动器。如现有技术已知，继动阀176 (图2)可被设置在后轮常用制动 器组件156b和所述制动阀160之间以使来自所述制动阀的空气作为所述继动阀 的控制空气。所述空气管线172和174与设置在所述继动阀176控制口上的双 路止回阀178 ■。因此，来自所述储存器的高压空气流出所述止回阀以施加 于后轮常用运行制动器156b。
图2中的所述空气制动系统150将一个可执行运行制动控制、驻车制动控 制、或同时具有驻车刹车装置和常用运行制动，制的阀装置200替换了图1 中现有系统100中的所述驻车控制阀122。
图3是根据本发明阀装置200的一典型实施例的示意图。为了便于说明， 所述阀装置200可分为两部分说明:常用运行制动器器部分202和驻车制动器部 分204。所述常用运行制动器器部分202包括在外壳209内的第一阀206和第二 阀208。所述外壳209可允许第一阀206和第二阀208，或所述第一和第二阀的 功能被统一在单独的单元内，因此在所述空气制动系统150内减少部件和, 数量。
第一阀206适用于根据一电子信号打开和当所述电子信号中止时关闭。比 如，第一阀206可以是电动调节阀或电磁阀。在图3的典型实施例中，第一阀 206是一种三通两位、传输常闭、排气常幵的电磁阀。然而，其它电子可控制阀或气动阀可被使用，包括而不限于，压电阀和微电机阀。
所述第一阀206包括空气入口210、空气出口212和排气口214。所述电动 调节阀206的所述两个工作位置或模式分别是，或关闭，和激发、传递或打 开。当激发时，所述第一阀206允许气流从所J^A口210至断述出口212MiS 所述阀。当关闭时，所述第一阀206关闭AA^駄口210到所述出口212的通 路，但打开从所述出口212至lJ所述排气口214的路径。因此，当所述第一阀206 关闭时，任何输出空气可立即Am—阀下游排出所述排气口 214。
所述第二阀208适用于根据第^t动信号打开，如果第一信号中止时保持 打开。进一步地，所述第二阀208可用于根据接收至啲第二气动信号关闭，如 果第二信号中止时保持关闭。因此，第二阀208可以是气动闭锁阀。在图3的 所述典型实施例中，所述第二阔208是一种Hffi两位、传输常闭、排气常开的 空气先导闭锁阀，其具有自动退回到关闭的特征，例如回复弹簧。然而，其它 型式、类型、形状的阀门也可被采用。当入口 220的供给压力被减小到预定最 小值时，所述第二阀208自动退回到关闭的能力将自动地把所述阀从所述传输 位置移动到所述关闭位置。该能力大大地减小了所述车辆在空气压力减小时段 和所述驻车制动自动实施(即气动失效保险)时段之间所述车辆滚动的机会。 例如，所述最小值可由所设置弹簧的选择而改变。 一种合适的阀的实施例是 BendixPP-5柩拉型控制阀，用于空气先导。其它阀变体也可用于第二阀208。
所述第二阀208包括入口220，出口 222，第一控制信号端口 224，第二控 制器信号端口226,和排气口228。所述第二阀208有两个与第一阀206相同的 工作位置或模式，尽管用于第二阀208的所述输入信号是空气压力，不是电流。 当第二阀208打开时，允许空气从所述入口220流过所述阀到所述出口222。当 第::.阀208关闭时，关闭A^ 述入口 220到所述出口 220的路径，但是打开从 所述出口到所述排气口 228的路径。因此，当所述第二阀208关闭时，任何输 出空气可立即从第二阀下游排出所述排气口 228。
第一阀206与一禾中能够皿或转播电子信号的装置电腿。所述装置可以 是，例如手动、气动、或电子开关单元229和/或控制器或电子处理单元230 (如 图2和6所示和以下的详细论述)。所述制动系统150包括压缩控制空气源(未 示出)和压縮输入空气源(未示出)。所述第一空气储存器152禾口第二空气储 存器154可作为用于所述控制和输入空气源，或设置其它空气源。所述压縮控制空气源和所述压缩输入空气源可以是一个空气源或者是单独的压缩空气源。
在所述阀装置200的典型实施例中，所述压缩信号空气源和所述压缩输入空气 源是相同空气源。特别地，来自戶万述第一空气储存器112的压缩空气管线231 和来自所述第二空气储存器114的压縮空气管线232 M至双止回阀234上。 因此，来自所述储存器的高压空气流过所述双止回阀以提供所述增压工作空气 ，供空气至所述阀装置200。
所述第一阀206的入口 210和所述第二阀208的入口 220与M压缩空气 管线236排出所述双止回阀234的所述压缩空气M。所述第二阀208的第一 气动控制信号端口 224与所述第一阀206的空气出口 22 ilil压缩空气管线236 M。所述第二阀208的出口 222与后轮常用制动器组件156bfflil压縮空气管 线240连通。如图2所示，所述压缩空气管线240可连在一另外的、与所述继 动阀176的控制油口连通的双止回阀241上，以iSA所述常用运行制动器系统。 因此，所述第二阀208的气动信号ffiil所述压縮空气管线240能作用为一种供 应信号以致动输出终端装置，例如所述常用运行制动器156b;或可作用为一种 控制信号以控制另一装置，例如所述继动阀176或制动阀致动器，从而导致所 述常用运行制动器作用。此外，在图2的所述实施例中，所述第二阀208的气 动信号仅仅控律'j所述后轮常用运^^动器156b。然而，所述制动系统]50也会 被构成允许所述气动信号操作所述前轮常用运行制动器156a。
可供选择的压力调节或减小装置242，例如压力调节器，可包括在所述运行 制动器部分202中以限制所述第二阀208打开时通过第二阀208的气压总翻 过预定值。例如，/A^腿缩输入空气源得至啲所述全压力可以是歸磅/平方 英寸。例如，所述压力调节，242可衞专递给所述常用制动器组件的实际压 力减少至85磅/平方英寸。在常用运行制动器器作用期间，施加的较低压力可减 少所述常用运行制动器上的压力。
所述第二阀208的第二控审腊号端口 226与气动信号源(在下文中描述) 连通。因此，当所述第一阀206提供气动信号给所述第二阀208以打开所述第 二阀时，来自第二源的第二气动信号可被用于关闭所述第二阀208。所述第二气 动信号源可以是任何能够发送气动信号以致动所述第二阀208的信号源，例如 用于发送气动信号的一电动或气动阀。
所述阀装置200的驻车制动器部分204包括在第二外壳255内的第三阀250、第四阀252和第五阀254。因此，与所述第一外壳209的情况一样，所述 第二外壳255可允许所述第三阀250、所述第四阀252和所述第五阀254,劍每 这些阀的功能统一在单独的单元内，以减少所述空气制动系统150内的部件和 fTit数量。所述第一外壳209和所述第二外壳255可构成一个用于所述常用运 行制动器器部分202和所述驻车制动器部分204的单一共同外壳。然而，所述 第一外壳209和第二外壳255可以是组成與虫组件的独立外壳。但是所述制虫 组件可用固定方式连通，例如由一个或多个接头连通，以使所述第一和第二外 壳209、 255构成一个单一组件。
所述第三和第四阀250、 252基本上类似所述常用运行制动器器部分202的 第一阀206，所述第五阀254基本上类似所述常用运行制动器器部分202的第二 阀208。因此，所述第三阀250包括空气入口 256、空气出口 258禾Q排气口 260 Li所述第四阀252包括空气入口262、空气出n 264和排气口 266。进一步地， 所述第五阀254包括入口 268、出口 270、第一控制信号端口 272、第二控制信 号端口 274和排气口 276。所述驻车制动器部分204的阀有两个与所述常用运行 制动器器部分202相同的工作位置或模式。
所述第三和第四阀250、252与能够发送或转播一电子信号的装置电路连通。 例如，所述装置可包括手动、气动、电子开关单元、控制器或电子处理单元， 例如图2中的所述开关单元229和所述处理单元230。
所述第三阀250的空气入口 256、所述第四阀252的空气入口 262的和所述 第五阀254的入口 268与来自所 止回阀234的压缩空气Mil所述压縮空气 管线236连通。对于所述第三和第四阀250、 252来说，该空气代表控制空气且 对于所述第五阀254来说，该空气代表供应空气。
所述第五阀254的所述第一控制信号端口 272与所述第四阀252的空气出 口 264舰压缩空气管线278舰。所述第五阀254的第二控审赔号端口 274 与所述第三阀250的空气出口 258 ilil压缩空气管线280 M。所述第二阀254 的出口 270与弹簧制动器总成158 ffiil压缩空气管线282连通。继动阀283可 被设置在所述弹簧制动器总成158和所述第五阀254之间，以使来自所述驻车 制动器部分204的空气作为控制空气用于所述继动阀283。此外，所述第二阀 208的第二控制信号端口 226与所述第四阀252的出口 264 ilil压缩空气管线 284魏。所述阀装置200的操作最好地与商用车辆，例如拖拉机拖车的操作一起进
行说明。在初始状态，所述车辆在所述驻车制动器作用而所述常用运行制动器
器不作用时停止。所述第一、第三和第四阀206、 250、 252没有被激发，且所 述第二和第五阀208、254关闭，以{班縮输入空气不提供给弹簧制动器组件158 或所述常用制动器组件156b。
为开动车辆，所述第四阀252被激发，其以第一空气控制信号的形式提供 压缩空气至所述第五阀254的第一控制言号端口 272，和以第二空气控制信号的 形式提供压缩空气至所述第二阀208的第二控审腊号端口226。其结果是，如果 所述供应气压大于预定量，所述第五阀254打开以允许压 入空气流过所述 第五阀至所述弹簧制动器组件22，释方她加在驻车制动器上的弹簧。
同时，由所述第二阀208接收的第二空气控制信号关闭所述第二阀且打开 所述阀的排气口 226。因此，所述压缩空气管线240中的任何空气排出到大气中。 如果所述常用运行制动器器作用后，空气将存在于所述压缩空气管线240中。 冈此，如果释方处/ 述驻车制动器，其动作将自动地释方处万述常用运行制动器器。 由于所述第二阀208和所述第五阀254锁在所述位置，第一、第三和第四阀206、 250、 252在没有冲击任何一个闭锁阀208， 254的所述位置时不能被激发。所述 ^J见在处于滚动的、不驻车的模式。因此，由于第一、第三和第四阀206、 250、 252仍不能被驗，所述车辆在所述驻车制动解除后仍可滚动，电量损失或者电 魏不会冲击所述驻车制动器的状态。
当处于可滚动、不驻车的模式时，所述驾驶员可能希望停止所述车辆并施 加所述常用运行制动器器。因此，所述驾驶员通过应用普通的常用运行制动器 停止所述车辆。在该位置，所述第五阀254仍然被锁在打开或释放位置，其保 持所述驻车制动器的释放。所述第三阀250和所述第四阀252不被激发，其允 许压缩空气管线278和280中的任何空气可被传送。
一旦停车，为了保持所述车辆，所述驾驶员可能通过激励所述第一阀206 接合所述常用运行制动器器。因此，所述第一阀206允许压缩空气ilJl所述压 缩空气管线238经所述第一阀流至所述第二阀208的第一空气控制信号端口 224。到达所述第二阀208的第一空气控制信号允许压缩空气M空气管线240 经所述第二阀到达所述常用制动器组件156b，从而打开所述阀，因此在施加常 用运行制动器中使用所述制动器。由于所述第二阀208锁在所述打开位置，驾驶员可在不影响所述常用运行 制动器作用的情况下断开所述第一阀206。因此，如果当所述常用运行制动器器 作用时发生电气故障，所述常用运行制动器器将保持作用，而不受所述电气故 障的影响。中断发送所述电子信号到第一阀206的结果是所述第二阀208不改
变位置。
任何一个空气管线，例如空气管线240，如果需要可以重复设置(例如两个 或更多线路)。此外，所述第二阀208和所述第五阀254可选择地装备状态传 感器。因此，如果空气管线240发生失效时，所述ffi能自动地停止或ffl51激 励所述第三阀250手动地停止。
如上所述，为了将所述常用运行制动器器作用的模式转变为可滚动的、不 驻车的模式，所述驾驶员将衝盾与上面所述的同样的步骤以开动车辆。特别地， 所述驾驶员将激发所述第四阀252，如果需要释方妙/ 述驻车制动器。即{妙万述驻 车制动器没有作用，激励所述第四阀252的动作将会释放所述驻车帝恸器(如 果作用)禾口所述常用运行制动器器(如果作用)。
当所述车辆己经停止，驾驶员可能希望施加所述驻车制动器以保持所述车 辆静止，而不是作用所述常用运行制动器器。因此，所述驾驶员打开或激励所 述第三阀250。打开所述第三阀250允许压縮空气i!M所述压缩空气管线280 经第三阀至所述第五阀254的第二空气控制信号端口 274。所述第二空气控制信 号关闭所述第五阀254，中断来自所述第五阀的空气输入信号到达所述弹簧制动 器组件158，因此^^f述弹簧制动器作用。另外，关闭所述第五阀254会打开所 述排气口 276，从而允许所述压缩空气管线282中的压缩空气排出到大气中。
图4是根据本发明的所述阀装置300的第二典型实施例。图4的所述阀装 置300基本上类似图3的所述阀装置200，在于它包括在第一外壳303中的常用 运行制动器器部分302和在第二外壳305中的驻车制动器部分304。根据图3 的所述阀装置200，所述阀装置300也包括第一阀306、第二阀308、第三阀310、 第四阀312和第五阀314，其与所述的压缩控制空气源和压縮输入空气源M。 一降压装置315还可包括在所述阀装置400中以减少传递给所述常用运行制动 器156b的压力。
然而，图4的所述阀装置300改变了用于所述第二阀308的第二空气控制 信号源(即用于关闭所述第二阀的气动信号)。在图3的所述阀装置200中，所述第四阀252传3I^述第二空气控第i腊号至所述第二阀208。因此，打开所述 第五阀254的所述空气控制信号也关闭了所述第二阀208。在图4的所述阀装置 300中，关闭所述第二阀308的所述空气控制信号是来自所述第五阀314的空气 输入信号。因此，当所述第五阀314打开时，它发出气动信号至所述弹簧制动 器组件以释放所述弹簧制动器，同时发送空气控娜言号至所述第二阀308以关 闭所述阀，以释放所述常用运行制动器器，如果该制动器施加的话。
图5是根据本发明的阀装置400的第三典型实施例。图5的所述阀装置400 包括在外壳403内的常用运行制动器器部分402，其基本上类似图3所述实施例 的常用运行制动器器部分202。特别地，所述常用运行制动器器部分402包括第 一阀404，其适于根据一电子信号打开且当所述电子信号中止时关闭。当第一阀 404打开时，所述第一阀404 i!31空气管线406传递一气动信号。
所述常用运行制动器器部分402也包括第二阀408，其适于根据第一气动信 号打开且当所述第一信号中止时保持打开。进一步地，所述第二阀408适于根 据接收的第二气动^"号关闭且当所述第二信号中止时保持关闭。当第二阀408 打开时，所述第二阀408 ilil空气管线410传递空气输入信号至常用运行制动 器组件156b。调压装置411可被包括在阀装置400中以减少传递的压力。
然而，图5的所述阀装置400说明了所述常用运行制动器部分402如何与 单纯气动驻车控制阀412结合在一起，例如，图1中现有技术的制动系统的驻 车控制阀122。所述驻车控制阀412可以是带有整体双向检测阀的推-拉式手动 操作打开/关闭阀，然而，也可能是其它变形。 一个合适的驻车控制阀的例子是 从Bendix商用车辆系统，LLC得到的PP-DC驻车控制阀。
所述驻车控制阀412分别ilii空气管线414和416与第一空气储存器12 和第二空气储存器114 (见图2)连通。当所述驻车控制阀打开时，所述阀传递 来自所述第一储存器112或者第二储存器114中气压较高的压缩空气。
当打开时，所述驻车控制阀412通过空气管线418传递空气输入信号至所 述弹簧制动器组件158以释放所述驻车制动器。所述驻车控制阀412也可通过 空气管线420与所述第二阀408连通以供应气动输入信号来关闭所述第二阀 408，与图4的装置相同。
参考图6，所述控制器230，如之前描述的，肯滩发送或转播电子信号给阀 装置200，用于接合和/或分离所跪行制动功能和/或驻车制动功能。所述控制器230可以是，例如，电子控制单元(ECU)，例如一个防抱死制动ECU与 用于给所述控制^H供动力的电压源428 iiito然而，所述控第i藤230可以是 各种控制装置，例如，结合在阀上的控审條。
在一个实施例中，所，制器230可包括一个或多个i^入429，其用于接收 输入M或者状态指示信号或来自一个或多^入源430的，和/或驾驶员状 态。所述一个或多，入源430可包括各种输A^置。例如，可提供第-一手动 幵关432发送信号至所述控制器230以接合和/或分离所述拖拉机和挂车上的驻 车制动器，a可提供第二手动开关434发送信号至所述控制器以接合和/或分离 所述运行制动器。此外可提供一个或多个传自和/或开关436，能够发送^(言号 至所述控制器230,例如指示所述，的运纟針青况或状态、所述驾驶员/操作员 的状态、意向或要求、车辆诊断信息或任意其它相关^(言息。
基于所述输入信号，所述控制器230可包括一个或多，入437，其用于自 动传递控制信号至所述阀装置200和/或一个或多个其它输出装置438。所述一 个或多个输出装置438可包括例如，但不限制于，旨激致动或控制发动机节流 阀、车辆传动装置、调速器和状态指示器(指示灯、显示器、发声装置等等) 的装置。
所述控制器230可包括控制逻辑程序，其可被存储到储存器440中，和用 于应用所皿辑程序442的处理器。所述储存器440可或不可被结合至所述控 制器230。所述控制器230可实施所述控制逻辑程序来分析来自所述输入装置 430的信息以确定一个合适的工作进程，其可包括干预所述车辆运转以可自动 地，不可自动地，控制车辆系统或装置。
图7示出所述控制器230的逻辑程序的一个实施例的流程图。所，辑程 序可包括以下步骤，推断所述车辆的状态450，推断所述驾驶员或操作员的状态 452，提供合适的车辆功能454，推断所述驾驶员/操作员意向456，检测所述驾 驶员/操作员意向的正确性458，启用所述驾驶员意向的功能460，加强失效保护 功能462，和指示所述状态464。所,辑程序可被设定当所述控制器/ 被施 加动力时连续重m^f述步骤。
在推断所述 状态的步骤450中，所述控制器230可接收来自所述一个 或多^^俞入源430的 ，且基于所述接收至啲数据，所述控制器可确定所述 车辆是否在一个安全或不安全的状态。从所述一个或多，入源430来的 可包括，但不限于车速、发动机转速、接合的传动齿轮、车辆电压和空气制动 系统输入压力(驻车制动管路空气压力和常用制动回路空气压力)。本领域技
术人员会意iK iJ，所，制器230可利用根据各种方法设定的各种数据。例如， 所述控制器230可直雜收从车速传麟测得的指示麵戯动机,和节流 阀位置的指示数据推断顺定车速。
安全状态和不安全状态可取决于各种因素，例如j顿者喜好，车辆构造， 车辆选择和本发明采用的特殊实施例。这些因素可被预定和储存在储存器440 中或可通过接收到的数据推断。
安全车辆状态可包括，但不限于，确定一个或多个车辆系统诊断正确(例 如空气制动系统的气压和电子的完整性是足够的)，所述车辆停止或者缓慢地 移动，禾哳述辅助的和/或动力输出装置功能被关掉或适当地被装载。因此，不 安全车辆状态可包括，但不限于， 一个或多个系统或者部件被诊断出错误，所
述车辆在移动，和所述辅助和/或动力输出装置功能(例如垃圾碾压机，客舱门 等等)，没有被禁止或适当装载。本领域技术人员会意识到，显示安全或不安 全状态的输入数据的组合可由使用者随意预定并存储在存储器中，由所述控制 器230参考以做出状态判定。
如果所述^状态被确定为不安全，所述控制器230可实施失效保护功能 462。失效保护功能可包括所述控制器230采取的任何动作来改^^述 状态， 从确定为不安全或不合适的状态到由所述控制器确定为安全或更合适的状态。 例如，所述控制器230可禁止一不安全的静止ffi移动；在没有驾驶员时可自 动地制动车辆滚动；可将所述车辆通过允许低速机动的时间持续以移动所述车 辆从一不安全或不希望的位置进入跛行至路旁的模式；可禁止可导致着火的制 动阻力当所述车辆移动时可指示所述不安全状态，当车辆停止时可使一个或 多个功能无效。然而，其它失效保护功能可能和可以由所述控制器230实现。
所述失效保护功能可以各种方式实行。所述控制器230为了实施失效保护 功能的某些可能动作包括，但不局限于，自动地施加所述驻车制动器；禁止手 动释放戶;f述驻车制动器；自动地;^加所述运行制动器；自动地释放一所述运行制 动器；禁止非空档魏器齿轮接合；使 启动马达失效使糊节流阀失效； 运行速度管理装置；以及使辅助功能或动力输出装置功能失效。
如果所述控制器230确定所述糊处于安全状态，贝U所述控库螺可执行推断所述驾驶员状态的步骤452。然而，本领域技术人员将意识到，图7中说明的 逻辑程序步骤可按照与所给的程序不同的顺序完成。按照图7示出的顺序提出 步骤仅仅为了方便起见。
所述控制器230可接收来自一个或多个输入源430的数据。基于所接收到 的数据，所，制器230可确定驾驶员是合格还是不合格。推断驾驶员状态可 包括识别所述驾驶员是否在场和是否得到操作所述车辆的许可。从一个或多个 输入源430接收到的所述 可指示，但不局限于，车门状态、点火钥匙状态、 驾驶员限制状态、所述各种开关状态；各种车辆系统的控制状态，和所提及的 *状态的时间周期。
合格驾驶员状态可包括，比如，但不局限于，驾驶员在所述车辆内，其可 由座位开关或驾驶员限制开关指示；驾驶员在控制所述车辆(即驾驶员控制输 入检测)；驾驶员成功启动所述车辆(例如点火装置已经接通)；和驾驶员通 过一身份验证(例如读取适当的识别标记或输入适当的代码)。然而，其它标 准也可用来定义一种合格状态。例如，所述身份验证可包括一个单独操作者的 资格水平(例如正在培训中的，完全培训好的，服务人员)。因此，不合格状 态可被定义为无法满足一个或多个合格状态的判断标准。
如果所述控制器230确定所述驾驶员状态不合格，贝'術述控制器可实施失 效保护功能462。如果所述控制器230确定驾驶员状态是合格的，则所述控制器 可执行实现合适功能的步骤454。基于步骤450和452分别推断的所述车辆状态 和驾驶员状态，所述控制器230可仅仅实J113些确定合适的功能且不实现那些 确定不合适的功能。所述控制器230可实现或不实现任何它可控制的车辆功能。 控制器230可控制的功能例子包括，但不局限于，所述驻车制动功能，所^ii 行制动功能，传动比改变，和速度管理。
作为一例子，用于安全 状态和合格驾驶员状态，所述控制器230可使 所述运行制动装置运作。如上所述，安全车辆状态可包括验证所述车辆是停止 的或仅仅缓慢移动和所述空气制动系统输入压力是否是足够的。因此，所述车 辆的总体状态可适合于利用运行制动功能。此外，被认为合适的所述功能可取 决于操作者的资格水平。例如服务人员、拖车驾驶员和正在培训的驾驶员，对 他们来说可具有不同的车辆功能，因此所述控审微230可基于操作者的资格水 平提供不同的工作能力。如图7中的虚线所示，不合适的功能可通过实施以上描述的失效保护功能步骤462被禁止。
对那些适当的功能，所述控制器230可执行推断驾驶员意向的步骤456。所 述控制器230可从一个或多，入源430接收显示驾驶员启动车辆的数据。例 如，门幵关可显示驾驶员己打开或关闭门，或驾驶员抑制开关可显示驾驶员绑 缚或松开安全带。基于显示驾驶员启动车辆的数据，所述控制器230可推断驾 驶员意向。驾驶员意向的例子可包括，但不局限于离开所述车辆的意向、移动
所述车辆的意向、停方妙;f述车辆的意向和驾驶员运行制动所述车辆的意向。因
此，为了推断驾驶员意向，所述控制器230可，例如禾,显示门被打开或关闭、 所述点火钥匙被打开或关闭、所述发动机被启动或停止、所述驻车制动开关正 被致动和某一传动比被选择的数据。
所述控制器230可推断驾驶员意图是不安全的。例如，驾驶员可被认为不 安全的意向组合可包括，但不局限于，驾驶员打算停放正在移动的车辆；当所 述驻车制动器作用时驾驶员打算运行制动车辆；或驾驶员打算离开移动着的车 辆。如果所述控制器230确定驾驶员意向是不安全的，所述控制器可实施失效 保护功能452。
如果所述控制器230确定驾驶员意向是安全的，则所述控制器可执行检查 驾驶员意向真实掛安全性的步骤458。所述控制器230，因此，为了排除错误的 传感器读数不能被检出，可将推断的驾驶员意向作为一个似乎正确的请求交叉 检查。另外，所述控制器230可执行安全检查，其可包括，但不局限于校核开 关或传感器失效、校核电子控制单元失效、校核低系统电压或气压和校核通信 线路失效。
此外，在检查驾驶员意向真实性的步骤期间，所述控制器230可检查驾驶 员使所述相同失交M巨绝所述系统的企图，例如，当所述门实际上打开时驾驶员 轻敲门开关以指示其关闭。作为一例子，所述控律i勝230可Mi^择前进齿轮 和打开所述节流阀推断合格驾驶员意欲移动所述 。驾驶员的意向可根据所 述驻车制动器和所述运行制动器的状态交叉检查。如果所述驻车制动器或运行 制动器接合，所述控制器230可确定驾驶员的意向不是似是而非的(例如当所 述驻车制动器或运行制动器接合时所述^i不应i勤不能被操作)。因此，所述 控制器230可以关闭所述节流阀直到驾驶员释放所述驻车制动器或运行制动器。 因此，如果所述控制器230确定驾驶员意向不是似是而非的，则所述控制器可实施失效保护功能462，如上所述。可选择地，如果输入娜显示附加剝牛被满
足时，所述控制器230可自动地释方处;f述驻车制动器贩行制动器，例如，座
位有人、车门关闭、所述约束被扣上，所述节流阀请求高(尽可會&t也显示紧急 状况状态)。
如果所述控制器230确定驾驶员的意向是似是而非的，则所述控制器可激 活所述驾驶员预期功能460。驾驶员预期功能可以是驾驶员/操作者要求所述车 辆执行的任何功能，所述控制器230可以认出或预先认识所述功能。所述控制 器230可能激活的驾驶员预期功能(即允许驾驶员手动请求)可包括，但不局 限于作用/释跡万述驻车制动器、作用/释放所跪行制动器、接合非空档^3I器 齿轮、致动所述车辆节流阀、执行辅助功能或动力输出功能和起动所述启动马 达。
所述控制器230在控制器执行任一步骤期间也可发送一输出信号以显示所 述车辆状态。因此，旨滩显示所述车辆状态的输出装置可被提供与所述控制器 230连通。状态显示器可包括，但不局限于LCD文本信息、指示灯和发声装置。 例如，可提供操作状态指示器，如驻车制动器指示灯^M行制动器指示灯。所 述控制器230可将所述操作状态显示器的开和关与每个成功的状态转换,(例 如驻车制动器是释放)，因此所述指示器的意义可自我教导所 作者/驾驶员。 发声显示器，例如令人愉決的乐钟，也可伴随可视指示器或独立确保操作者完 成有效操作。
另外，可设置错误显示器，例如驻车制动器错误灯、运行制动器错误灯和 /郷皮行至鹏旁显示灯。错误显示器在所述糊的齡接通期间可被测试，但通 常仍可保持关闭，除非所述控制器230检测到错误或iSA所繊行至路旁模式。 发声指示器(例如令人不安的嗡嗡声)可伴随所述可视指示器或独立加强某些 被检出的危险信号。
本发明参照所述优选实施例已经被描述。在阅读和了解该说明书后，可产 生改进和变化。所有这些改进和变化被包括在所述附加权利要求或其中所述等 价物的保护范围之内。
权利要求
1、一种阀装置，包括外壳；在所述外壳内的第一阀，所述第一阀用于传递第一控制信号；以及在所述外壳内的第二阀，所述第二阀用于在从所述第一阀接收到第一控制信号后传递气动信号，所述第二阀与车辆常用制动器组件连通；所述车辆常用制动器组件适于作为所述第二阀传递所述气动信号的结果而作用；其中当所述第一控制信号中止时所述第二阀继续传递所述气动信号。
2、 如权利要求1所述的阀装置，其中所述第一阀是电动的。
3、 如权禾腰求1所述的阀装置，其中所述第一阀是气动的。
4、 如权利要求1所述的阀装置，其中所述第一控制信号是气动控律'腊号。
5、 如权利要求1所述的阀装置，其中如果所述气动信号的压力等于或低 于预定值，所述第二阀关闭。
6、 如权利要求1所述的阀装置，其中所述第二阀在接收到第二控制信号 后关闭。
7、 如权利要求6所述的阀装置，还包括与所述第二阀iiil的电动阀，其 中所述电动阀适用于发送所述第二控制信号。
8、 如权利要求6所述的阀装置，还包括与所述第二阀M的气动阀，其 中所述气动阀适用于发送所述第二控制信号。
9、 如权利要求6所述的阀装置，其中驻车控制阀与所述第二阀连通，和 其中所述驻车控制阀适用于发送第二控制信号。
10、 如权利要求1所述的阀装置，还包括适用于限制所述气动信号压力超 过预定值的Mffi装置。
11、 如权禾腰求1所述的阀装置，还包括 第二外壳-,用于在接收到电子信号后传递气动控制信号的第三阀； 用于在接收到电子{言号后传递气动控制{言号的第四阀； 第五阀与所述第三阀和第四阀 ,所述第五阀在从所述第四阀接收到所述气动控制信号后打开，和从所述第三阀接收至lj戶腿气动控制信号后关闭；以 及其中所述第五阀在打开时传递气动信号。
12、 如权利要求ll所述的阀装置，其中所述第四阀与所述第二阀魏；以 及其中所述第二阀在接收到所述第四阀发送的气动控律(j信号后关闭。
13、 如权利要求ll所述的阀装置，其中所述第五阀与所述第二阀 ;以 及其中所述第二阀在接收到所述第五阀发送的气动控制信号后关闭。
14、 如权禾腰求〗1所述的阀装置，其中所述第一外壳和所述第二外壳组成 一个共同的外壳。
15、 一种用于商用车辆的阀装置，包括 外壳；在所述外壳内的电动阀，所述电动阀用于在接收到电子信号后打开并在打 开时发送第一气动控制信号；在所述外壳内的气动闭锁阀，所述气动闭锁阀与所述电动阀M，所述气 动闭锁阀用于在接收到所述第一气动控制信号后打开并在打开时输送压缩输入 空气以致动所述车辆上的常用制动器组件。
16、 如权利要求15所述的阀装置，还包括用于发送第二气动控制信号的信号源，其中所述气动闭锁阀与发送第二气 动控制言号的所述信号源超通；且其中所述气动闭锁阀在接收至lj所述第二气动 信号后关闭。
17、 如权利要求15所述的阀装置，其中当所述压缩输入空气的压力等于或 低于预定值时所述气动闭锁阀自动地关闭。
18、 如权禾腰求15所述的阀装置，其中当所述压力输入空气的压力等于或 低于预定值时所述气动闭锁阀自动地关闭。
19、 如权利要求15所述的阀装置，还包括 第二外壳；在所述第二外壳内的第二电动阀，其中所述电动阀适用于在接收到电子信 号后打开且当打幵时发送气动控帝射言号-,在所述第二外壳内的第三电动阀，其中所述电动阀适用于在接收到电子信 号后打开且当打开时发送气动控帝W言号-,在所述第二外壳内的第二气动闭锁阀，所述第二气动闭锁阀与所述第二和第三电动阀连通，其中所述第二气动闭锁阀适用于在接收到来自所述第三电动 阀的气动控制信号后打开且在接收到来自所述第二电动阀的气动控制信号后关闭；以及其中第二气动闭锁阀适用于当打开时发送气动信号以释放所述车辆的弹簧 制动器组件。
20、 如权利要求19所述的阀装置，其中所述第二气动闭锁阀与所述第1 动闭锁阀连通；以及其中所述第一气动闭锁阀适用于当接收到所述第二气动闭 锁阀发送的气动信号后关闭。
21、 如权利要求19所述的阀装置，其中所述第三电动阀与所述第一气动闭 锁阀M;且其中所述第一气动闭锁阀适用于当接收到所述第三电动阀传递的 气动控制信号后关闭。
22、 一种集成式驻车和常用运行制动器装置，包括 外壳；在所述外壳内的第一阀，所述第一阀适用于在接收到电子信号后打开，所 述第一阀腿用于当打开时发送第一气动控制信号；在所述外壳内的第二阀，所述第二阀适用于在接收到电子信号后打开，所 述第二阀腿用于当打开时发送第二气动控制信号；在所述外壳内的第三阀，所述第三阀适用于在接收到电子信号后打开，所 述第三阀JES用于当打开时发送第三气动控制信号；在所述外壳内的第四阀，所述第四阀与所述第一阀和第二阀连通，所述第 四阀适用于在接收到所述第一气动信号后打开且在接收到所述第二气动信号后 关闭，其中所述第四阀当打开时发送压缩空气以促动所述车辆的常用制动器组 件；以及在所述外壳内的第五阀，所述第五阀与所述第二阀和第三阀3iil，所述第 五阀适用于在接收到所述第二气动控制信号后打开且在接收到所述第三气动控 制信号后关闭；其中所述第五阀当打开时发送压缩空气以释放所述车辆的弹簧 制动器组件；其中当所述压縮空气的压力低于预定值时所述第四阀和第五阀将关闭。
23、 一种用于商用车辆的常用运行制动器装置，具有常用制动器组件和弹簧制动组件，所述装置包括用于外壳的结构-用于传递响应第一电子信号的第"^动控律D信号的装置； 用于传递响应第二电子信号的第二气动控制言号的装置； 用于响应接收到的所述第一气动控制信号而发送气动信号以促动所述常用制动器组件和响应接收到的所述第二气动控制信号中断所述气动信号发送的装置；以及其中用于发送气动信号以促动所述常用制动器组件的装置当所述第一电子 信号被中断后继续发送所述气动信号。
24、 如权禾腰求23所述的常用运行制动器装置，还包括如果所述气动信号的气压等于或低于预定值时促动所述弹簧制动器组件的 装置。
25、 如权利要求23所述的常用运行制动器装置，还包括 用于发送响应第三电子信号的第三气动控制信号的装置；以及 用于响应接收到的所述第三气动控制信号发送气动信号以促动所述弹簧制动器组件的装置；其中响应于传递所述气动信号以促动所述弹簧制动器组件，用于促动所述 常用制动器组件的所述气动信号的传递中断。
26、 如权利要求23所述的常用运行制动器装置，其中用于传递气动信号以 促动所述常用制动器组件的，包括气动闭锁阀。
27、 如权禾腰求23所述的常用运行制动器装置，其中用于传递气动控翁腊 号以促动所述常用制动器组件的装置包括气动闭锁阀。
28、 一种提供用于商用 的常用运行制动的方法，所述方法包括以下步骤响应第一电子信号发送第一气动控制信号；响应接收到的所述第一气动控制信号发送气动信号以促动常用制动器组件；当所述第一电子信号被中断时，继续发送所述气动〗言号以促动常用制动器 组件.，响应第二电子信号发送第二气动控制信号；以及响应于接收到的所述第二气动控带腊号，中断发送用于促动常用制动器组件的所述气动信号。
29、 如权禾腰求28所述的方法，还包括以下步骤如果所述气动信号的气压等于或低于预定值，促动所述弹簧制动器组件。
30、 如权禾腰求28所述的方法，其中响应第一电子信号发送第一气动控制 信号的步骤还包括.-打开与压缩空气的源连通的电磁阀。
31、 如权禾腰求28所述的方法，其中传递响应接收至啲所述第~^动控制 信号的气动信号以施加常用制动器组件的步骤包括.-打开与压缩空气源连通的气动闭锁阀。
32、 一种用于控制商用车辆的运行制动功能的方法，所述方法包括以下步骤-'推断所述 的状态-, 推断所述车辆的操作者状态；以及作为推断所述车辆和推断操作者状态的函数，起动所述运行制动作用。
33、 如权利要求32所述的方法，还包括以下步骤推断操作者意向；确定所推断的操作者意向的真实性；以及作为推断操作者意向和推断意向真实性的函数，促动所述运行制动。
34、 如权利要求33所述的方法，还包括以下步骤 作为以下一个或多个的函数推断的所述车辆状态、推断的操作者状态、推断的操作者意向和确定的所推断的操作者意向的真实性促动失效保护功能。
35、 如权利要求34所述的方法，其中促动失效保护的步骤包括以下一个或 多个自动促动所述驻车制动器；阻止手动释放所述驻车制动器；自动促动所 述运行制动器.，自动释放所述运行制动器；阻止非空档变速器齿轮接合；使车 辆起动马达失效；使 节流阀失效；使辅助功能失效；使动力输出功能失效 和起动状态指示器。
36、 如权利要求34所述的方法，进一步包括以下步骤 指示所述 状态。
37、 如权禾腰求36所述的方法，其中指示所述糊状态的步骤包括起动可 视指^置和音响指示装置中的至少一个。
38、 一种用于控制车辆的常用运行帝恸器组件的控审微，所述控制器包括: 用于从一个或多个输入源接收数据的输入端；肖^够基于接收到的数据推断所述车辆状态和所述车辆操作员状态的逻辑程 序应用装置；以及用于发送根据推断所述车辆状态和操作者状态，控制所述运行制动器组件 的电子信号的输出端。其中所述常用运行制动器装置包括外壳，在所述外壳内的第一阀适用于传 递第一控制信号，和在所述外壳内的第二阀适用于在从所述第一阀接收到所述 第一控制信号后发送气动信号，和其中所述第二阀当所述第一控制信号被中断 时继续发送气动信号。
39、 如权利要求37所述的控制器，其中所皿辑，ii^应用装置还能够根据接收到数据推断操作者意图和操作者意图的真实性。
40、 如权利要求37所述的控制器，其中来自一个或多个输入源的数据指示 所述车辆状况。
41、 一种用于控制所述ffl的常用运行制动功能的控制器，在外壳内具有 常用运行制动器装置，所述常用运行制动器装置包括适于在接收到电子信号后 打开且当打开时传递第一气动控制信号电动阀，和与所述电动阀iSl的气动闭 锁阀，所述气动闭锁阀适于在接收到所述第一气动控审X言号后打开且当打开时发送压缩空气以促动所述车辆的常用制动器组件，所述控制器包括 用于接收来自一个或多，入源的数据的装置；能够基于所接收的数据推断所述车辆状态和车辆操作员状态的处理装置；以及用于发送控制所述常用运行制动器的电子信号的装置，其作用是推断所述 ffl状态和操作者状态。
42、 如权利要求41所述的控制器，其中所述处理装置是辆防抱死制动系 统电子控制单元。
43、 如权禾腰求41所述的控制器，其中所述处理装置还會,根据接收到数据推断操作者意向和操作者意向的真实性。
44、 如权利要求41所述的控制器，其中来自一个或多个输入源的 指示 车辆状况。
45、 一种 控制系统，包括一个或多错入装置，其适用于发送指示车辆状况的M;用于从一个或多个输入源接收数据的控制器，所，制器能基于所接收到 的数据推断所述车辆状态和所述车辆操作者状态，所述控制器适用于根据所述推断的车辆状态和操作者状态发送控制信号，禾口集成式的驻车和常用运行制动器装置与所述控制器3S1，其中所述运行制 动器组件响应于所述控制信号致动。
46、 如权利要求45所述的 控制系统，其中所述控制器还能够根据所接 收到的数据推断操作者意向和操作者意向的真实性。
全文摘要
本发明涉及一种具有改进的常用运行制动器装置的车辆空气制动系统。所述装置可提供车辆的常用运行制动功能或同时提供常用运行制动功能和驻车制动功能。所述装置可提供设置在外壳内的改进的常用运行制动器装置，与现有已知系统相比减少了需要的达到所述功能的部件和管道数量。所述装置壳利用气动闭锁阀传递压缩空气以促动车辆常用运行制动器。所述气动闭锁阀从电子控制阀接收到气动控制信号后打开且从另一源接收到气动控制信号后关闭。此外，控制器和控制逻辑程序可被提供用于控制所述装置。
文档编号B60T13/66GK101443218SQ200780017013
公开日2009年5月27日 申请日期2007年3月13日 优先权日2006年5月12日
发明者M·A·贝内特 申请人:奔迪士商业运输系统公司