专利名称：电子压缩空气系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的车辆电子压缩空气系统。
从WO 98/47751 A1中可知一种气动式车辆制动系统，该系统设置有一压缩机；至少一个空气消耗回路，比如诸脚制动回路、一手制动回路、一低压辅助回路和一高压回路，其中诸回路设置有压缩空气存储容器和诸指令阀。在压缩机和至少一个消耗回路之间置有诸第一电动阀门，这些阀门在断电的常态下关闭；并且在压缩机和辅助回路之间置有一第二电动阀门，该阀门在断电的常态下打开。诸阀门由一电子控制单元驱动。诸空气消耗回路的诸第一阀门的出口端经诸止回阀与第二阀门的出口端连通，该阀门在断电的常态下打开。如当消耗回路之一需要压缩空气时，例如存储容器压力过低时，相应的阀门便由控制单元启动，随即由压缩机来补偿空气需求，与此同时，辅助回路的第二阀门关闭。压缩机的故障会导致压力下降，这可由控制单元检得，该控制单元将阀门关闭或使其保持关闭状态，以保持回路中的压力。一调压阀决定了压力水平。当调压阀发生故障时，通过一过压阀来释放过高的压力。压力传感器监测回路。诸回路通过常态时打开的第二阀门和连接于回路上游的止回阀来得到空气供给。当电系统失灵时，所有的阀门即处于常态之下。此时，压缩机继续运行并通过辅助回路中正常态下打开的第二阀门向回路供应空气，系统的压力由辅助回路中的一低压安全阀来确定。如有一个阀门失灵，可通过辅助回路中的阀门和止回阀向相关的回路供应空气。由于每个消耗回路都装配有一压缩空气存储容器，现有的系统很复杂。
由德国专利100004091 C2可知一用于压缩空气系统的压缩空气供应装置，该系统配置有一多回路保护阀、一压力调节器、一用于供应带有压缩空气的多回路保护阀回路的供应管、以及一可由一气动切换装置控制的压缩机、一用于控制压力调节器和所设置的切换装置的控制导阀、以及一安装在控制阀和切换装置之间的节流阀。每个回路都置有一压缩空气存储容器。导阀由一电子控制单元和/或调压单元进行控制和/或调节。压力传感器监测回路和供应管中的压力。
在配置有压缩空气制动系统的车辆中，众所周知，为前轴和后轴制动回路设置互相独立的压缩空气存储容器符合欧洲制动器标准(EU BrakeDirective)。另外，压缩空气存储容器也用于其它压缩空气消耗装置，例如一空气悬挂系统，从而保证制动系统的功能不会受到此类的附加压缩空气消耗装置操作时的不利影响。现有的多个压缩空气消耗回路的压缩空气系统中设置独立的压缩空气存储容器的成本花费很高。
本发明的目的是设计一种上述类型的压缩空气系统，除了制动回路以外，诸多用于如一空气悬挂回路之类的附加压缩空气消耗回路的压缩空气存储容器可完全取消，又不必担心对制动回路有负面影响。
该目标可由根据权利要求1的本发明来实现。
本发明优点和有利的改进在所附的权利要求中有所说明。
本发明为在各个消耗回路配置电动阀门，最好选用电磁阀。根据本发明所设计的压缩空气系统，可节约成本，因为附加压缩空气消耗装置、尤其是空气悬挂回路不再需要配置压缩空气存储容器，包括相关的组件。显然，脚制动回路的存储容器是不能省去的。根据本发明的设计，整个系统的成本降低。安装的复杂程度减小。在需要压力的情况下，只要制动回路的制动压力符合法规，附加压缩空气消耗回路、尤其是空气悬挂回路基本上可由脚制动回路供气，为此，必须打开常态下关闭的空气悬挂回路的电磁阀，这是因为脚制动回路的电磁阀在常态下是打开的，或者换句话说，在断电的常态下是打开的。这样，在没有压缩空气存储容器的压缩空气悬挂回路中，只有当电子控制的空气悬挂回路(ECAS)需要压缩空气时才切换阀们，常态下关闭的电磁阀的切换频率减少。系统安全性和可靠性得到提高。因为电磁阀是在正常操作中关闭的，在制动回路中感觉不到由空气悬挂回路所引起的反应。
下面将在附图
的基础上对本发明进行更加详细的说明，该图示出了所发明的压缩空气系统的一个实例。
在附图中，压力流体管用实线来表示，电器线路用虚线来表示。
图中示出了一具有压缩空气供应部分4和一压缩空气消耗部分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。
压缩空气消耗部分6上设有压缩空气分配管14、多个具有恢复弹簧的可电致动电磁阀16、18、20、22、24以及多个压缩空气消耗回路26、28、30、32、34、36、38，这些消耗回路通过电磁阀供应压缩空气。
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，分配管14有通向诸电磁阀的诸分支管48、50、52、54、56。压缩空气管58、60、62、64、66经诸电磁阀通向消耗回路。管子62设有分支管62’和62”，它们通向回路30和32，在管子62”处还放置有止回阀68。在供应管52处置有一限压器70。通向电磁阀22的管子54在限压器70的下游形成分支。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给直接控制诸电磁阀的电子控制单元84。
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，在该情况中，通常有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，比如驾驶室悬架、门控制器等，换句话说，所有与制动回路无关的组件。消耗回路38设计为一空气悬挂系统(用一风箱来代表)的高压回路。一空气悬挂系统通常需要高压，因为空气悬挂风箱通常具有很大的容积和相对较高的压力。
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。
本发明的压缩空气系统可省去回路30、32、34、36、尤其是空气悬挂回路38中的压缩空气存储容器。例如，只要脚制动回路26和28的制动功能或制动动作不被削弱，即可允许由脚制动回路(回路26和28)向其它压缩空气消耗回路进行供气。
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，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，此时，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都充满压缩空气时，控制单元84便切换电磁阀94的位置，使可由压力驱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，再次将电磁阀94切换到图示的正常状态，由此，管子40’打开，压缩机7重新启动。
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连通，且通过该电磁阀的其出口104与气动控制的截流阀106相连，该截流阀门与压缩机7的供应管40连通，用作为空气干燥器的排气口。
当将电磁阀100切换到连通状态时，压缩机7不再向消耗回路中供充气，而是通过阀门106向大气排气。在此同时，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，使其干燥剂再生，然后再经过滤器42和阀门106流入大气。
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处于断电的正常状态下的打开，而空气悬挂回路38的电磁阀24处于在断电的正常状态下的关闭。也可使用诸导向控制电磁阀。回路中的压力由压力传感器72、74、76、78、80直接在电磁阀处监测。空气悬挂回路38由一控制装置120(也称为ECAS)电气控制，该控制装置通过一数据线122与电子控制单元84连接。
如当一个消耗回路、例如回路30(挂车制动回路)中的压力下降时，脚制动回路26和28会通过打开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。空气悬挂回路38由电磁阀24关闭，而不与其它回路连通。它通常具有较高的压力，例如为12.5bar。
如果将空气悬挂回路38中的存储容器省去，如上所述，并且如由于特别描述的电磁阀的布置和构造而成为可能，只有脚制动回路的存储容器的容量和消耗装置较小极限容量存在。如果在没有存储容器的空气悬挂系统中发生一少量的泄漏，通常需要通过电磁阀24进行频繁的调节。由于电磁阀24的额定宽度通常较大，相应的调节算法就非常复杂，因此希望只有当空气悬挂回路的确需要压缩空气时才将电磁阀打开。这样，就有可能省略以上所述的压力调节。
在需要压缩空气的情况下，例如，由于压力水平调节功能，控制装置120通过数据线向电子控制单元84发送一压缩空气请求信号，该控制装置通过数据线122与电子控制单元84连接。用以检查制动回路26和28中的压力(或流量、空气质量或能量)是否符合给定值。如情况如此，那末控制单元84便将电磁阀24从关闭的正常位置切换到打开位置，从而通过常开的电磁阀16、18建立与存储容器90、92之间的连通。然后，空气悬挂回路38由制动回路26、28的压缩空气存储容器90、92经打开的电磁阀16、18向空气悬挂回路38进行充气。如果由压力传感器72、74测得的制动回路中的压力下降到特定的值以下，则电子控制单元84会检测到这个情况，该控制单元据此将空气悬挂回路38的电磁阀24关闭并通过压缩机控制装置8变换电磁阀94，启动压缩机7。压缩机向制动回路供气。当制动回路中存储达到给定的压力时，电子控制单元84将空气悬挂回路的电磁阀24再次切换到打开位置，从而空气悬挂回路由制动回路或其压缩空气存储容器90、92不断充气。由制动回路进行的这一循环充气一直继续到空气悬挂回路38的压力达到给定值时止。压力请求信号消失，电磁阀24再次关闭，而制动回路再次得到充气。此后，将电磁阀94再次切换到排气的正常状态，以关闭压缩机7，并打开管道40’。
压缩机通常只向制动回路26、28供气。如有需要，也可向空气悬挂回路供气，在此情况下，根据制动回路中的空气压力，可以关闭制动回路中的电磁阀16、18。既然相关的消耗回路30到36中的压力由限压器70限定，那么二级回路的电磁阀20和22保持打开状态。
如前所述已经提到的那样，空气悬挂回路38通常具有高于其它回路的压力等级；然而，相对来说，它对压力的需求并不频繁，因此，根据本发明，它在断电的状态下是关闭的。即使需要，它也可在一个十分短暂的时间内(兆秒或几分之一秒)不需要压缩空气，这就给出了允许与电子控制单元84建立联系的某一极限时间；因此空气悬挂回路在正常状态下是关闭的。回路30到36由脚制动回路26和28的存储容器90和92供气，而阀门16、18、20和22在正常运行时的断电状态下是打开的。
除了压力，还有可能监测其它的状态变量，例如消耗回路和分配管中的空气流速、空气质量和能量。
权利要求
1.一种用于汽车的电子压缩空气系统，该压缩空气系统有一设有一压缩机的压缩空气供应部分和一设有多个脚制动回路的压缩空气消耗部分，该压缩空气消耗部分有诸压缩空气消耗回路和诸压缩空气存储容器，这些消耗回路通过诸电动阀得到压缩空气的供应，其中至少诸脚制动回路中的压力由诸传感器监测，这些传感器的电信号由一控制诸电动阀的电子控制单元评估，其特征在于，被设计成不带有压缩空气存储容器的压缩空气消耗回路(38)的电动阀门(24)在断电的正常状态下关闭，而当压缩空气消耗回路(38)需要压缩空气时可由电子控制单元(84)将其切换到打开状态，从而与脚制动回路(26、28)或它们的压缩空气存储容器(90、92)以及/或压缩空气供应部分(4)建立连通。
2.如权利要求1所述的压缩空气系统，其特征在于，压缩空气消耗回路(38)为一空气悬挂回路。
3.如权利要求1所述的压缩空气系统，其特征在于，电子控制单元(84)在制动回路(26、28)中的状态变量(压力、空气流速、空气质量、能量)下降到一特定值以下时将压缩空气消耗回路(38)的电动阀(24)关闭，将压缩机(7)打开，向诸制动回路再供气，而当诸制动回路中的状态变量值重新达到给定值时将电动阀(24)再次打开，重复这一操作直到压缩空气消耗回路(38)被再次供气以及诸制动回路中的状态变量的具体给定值在诸制动回路中得到调整时为止，其后，再次将电磁阀(24)切换到关闭的正常位置，压缩机重又关闭。
4.如以上权利要求中的一项所述的压缩空气系统，其特征在于，诸电动阀(16、18、20、22、24)为电磁阀。
5.如权利要求1或3所述的压缩空气系统，其特征在于，压缩空气消耗回路(38)由一电子控制装置(120)控制，该控制装置通过一数据线(122)与电子控制单元(84)联系。
6.如权利要求5所述的压缩空气系统，其特征在于，一压缩空气的需求经数据线(122)传送到控制装置(120)。
7.如权利要求1所述的压缩空气系统，其特征在于，诸压缩空气消耗回路设有至少一个被设计成没有压缩空气存储容器的二级消耗回路(30、32、34、36)。
8.如权利要求7所述的压缩空气系统，其特征在于，二级消耗回路(30、32、34、36)中的压力水平低于脚制动回路(26、28)中的压力水平。
9.如权利要求1、2、7和8所述的压缩空气系统，其特征在于，压缩空气消耗回路(38)中的压力水平高于脚制动回路(26、28)和二级消耗回路(30到36)中的压力水平。
10.如权利要求7到9中的一项所述的压缩空气系统，其特征在于，在二级消耗回路(30、32、34、36)的电动的阀门(20、22)的上游串联有一限压阀(70)。
11.如以上权利要求中的一项所述的压缩空气系统，其特征在于，空气悬挂回路(38)的电磁阀(24)和压缩空气消耗回路(26到36)的电磁阀(16、18、20、22)与一共用压缩空气分配管(14)连接，在该分配管上连接有一与压缩机(7)连通的压缩空气供应管(40)。
12.如权利要求11所述的压缩空气系统，其特征在于，在压缩空气供应管(40)中串联有一空气干燥器(44)和一止回阀(46)。
全文摘要
一种用于车辆的电子压缩空气系统设有一设有压缩机(7)的压缩空气供应部分(4)和一设有多个压缩空气消耗回路(26、28、30、32、34、36、38)的压缩空气消耗部分(6)，该消耗部分包括一空气悬挂回路(38)和带有压缩空气存储容器(90、92)的诸脚制动回路(26、28)。诸压缩空气消耗回路经诸电磁阀(16、18、20、22、24)得到压缩空气的供应。诸消耗回路中的压力由诸传感器(72、74、76、78、80)监测，其电信号由一控制诸电动阀的电子控制单元(84)评估。被设计成不带有压缩空气存储容器的压缩空气消耗回路(38)的电动阀(24)在断电的正常状态下关闭，而其它的压缩空气消耗回路(26、28、30、32、34、36)，特别是脚制动回路(26，28)的电磁阀(16、18、20、22)在断电的正常状态下打开。当空气悬挂回路(38)需要压缩空气时，其电磁阀(24)经数据传输由电子控制单元(84)切换到打开位置，以建立与压缩空气供应部分(4)和/或脚制动回路(26、28)或它们的压缩空气存储容器(90、92)连通，用以向空气悬挂回路重新供气。
文档编号B60G17/00GK1826256SQ200480021262
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