电气动制动控制装置的制作方法

专利名称：电气动制动控制装置的制作方法
电气动制动控制装置 本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述用于控制车辆的停车制动的电气动制动控制装置。本发明还涉及一种如权利要求14前序部分所述包括这种制动控制装置的电气控制的气动车辆制动系统。最后， 本发明还涉及配备有这种电气控制的气动制动系统的车辆。在EP 1 571 061 Al中描述了上面涉及的普通类型的制动控制装置 和制动系统。己知的制动系统不但设有可借助于制动踏板致动的行车(service) 制动器，而且还设有可借助于电信号变送器致动的停车制动器(通常 还被称为手制动器)。在这样的电气控制的制动系统中，电力供应故障是个大问题。电 子元件，例如电气控制系统和电气致动电磁阀不能再动作。此外，用 于停车制动器的电信号变送器也可能因而失效。所以在DE 199 53 805 Cl或EP 1 571 061 Al中提出，只要电力供应出现故障，就通过作用于 停车制动器的弹簧致动器排气来自动启动紧急制动。但是，自动紧急制动可能是非常不利的，因为在某种情况下，车辆可能会进而停在不 适当的地方，并且在没有外援的情况下再也不能从该位置移出。此外， 这样的紧急制动操作通常是在最大制动作用下进行的，这也可能对于 后面的交通造成危险。因而，EP 1 571 061 Al提出了一种制动系统，在电力供应故障的 情况下，利用该制动系统，通过在弹簧致动的致动缸的弹簧致动器部 分的气动控制下致动制动踏板，就可以使车辆缓和地制动。但是，这种解决方案存在下述缺点 一旦制动踏板不再被致动， 弹簧致动的制动缸就被再增压，结果，停机制动器再一次被释放。因此，利用该已知系统，车辆不能安全地停车(parked)。所以，本发明的目的是保证车辆可以安全地停车，甚至在电力供 应完全失效的情况下。该目的通过权利要求1、 14和15中所要求保护的本发明来实现。本发明具有下列好处，g卩，通过致动该行车制动踏板，车辆操作者可以使得弹簧致动的致动缸的弹簧致动器部分持续排气，由此施行 停车制动。由于在电力供应故障期间持续地进行排气，所以弹簧致动的制动缸的弹簧致动器部分也不会意外地被增压并因此使停车制动器 释放。所以，操作者可以通过致动制动踏板而有选择地制动车辆并安 全停车。最终借助于弹簧致动器而施行停车制动，从而使得停车制动 器以及进而车辆进入停车状态，操作者可以从车辆下来。利用该解决 方案，操作者还具有选择权，例如选择驶入一停车地点或公路路肩， 从而他可以进而通过致动制动踏板而将停车制动器设定在停车状态。有利的是，用于停车制动器的控制装置设贾有压縮空气供应管路，其可以被放置成与压縮空气储存罐连通，用于致动弹簧致动的制动缸的弹簧致动器部分；气流升压阀装置，例如继动阀，其入口可以被放置成与压縮空气供应管路连通，其出口可以被放置成与达到弹簧 致动的制动缸的弹簧致动器部分的压縮空气管路连通，所述气流升压 阀装置设置有气动控制输入端，该气动控制输入端用于供给控制压力以便控制气流升压阀装置出口处的压力；电气致动的双稳阀，其具有 入口，该入口可以被放置成与压縮空气供应管路连通；和出口，该出 口可以被放置成与继动阀的控制输入端连通，其中在停车位置时，双 稳阀的出口与排气口连通，在驾驶位置时，双稳阀的出口与入口连通； 以及电气控制单元，双稳阀电气连接于所述电气控制单元，所述电气控制单元控制双稳阀。借助于气流升压阀装置，可以控制弹簧致动的制动缸的弹簧致动 器部分上的压力，以便释放停车制动或以控制方式施行停车制动。气 流升压阀装置的控制受控制压力的影响，在简单的情况下，控制压力 借助于电气致动的双稳阀而被传递到气流升压阀装置的控制输入端。 所供给的空气压力来自用于停车制动的压縮空气供应储存罐。双稳阀 具有驾驶位置，当处于驾驶位置时，储存罐的压力被施加于气流升压 阀装置的控制输入端。另一方面，当处于停车位置时，输入端与双稳 阀上的排气出口连通，所以，控制压力下降，同样，气流升压阀装置 的出口处的压力以及弹簧致动的制动缸的弹簧致动器部分中的压力也 下降。由此施行停车制动。双稳阀可被电气致动，所以，双稳阀借助 于来自电气控制单元的电信号可以进入相应的位置(停车位置或驾驶 位置)。由于作为双稳阀的该阀的结构，该阀的状态或位置甚至在电力 故障期间也不会改变。这是有利的，其原因在于，防止了这样的情形， 其中，如果发生动力故障，通过弹簧致动的制动缸的弹簧致动器部分 的排气来自动施行停车制动，这意味着将启动自动紧急制动。此外，有利的是，在制动控制装置上设置有电气致动保持阀，所 述电气致动保持阀与电气控制单元相连通，并连接在气流升压阀装置 的控制输入端与双稳阀的出口之间，以及其中，在保持阀的断电状态， 其入口与其出口连通，而在通电状态，其入口与出口被阻断。借助于该保持阀，可以计量气流升压阀装置的控制输入端处的压力。因此， 可以控制车辆的制动，即使是停车制动。实际上，借助于保持阀，原 则上可以利用停车制动器来施加任何所希望的制动力。在优选实施例中，止回阀设置在压縮空气供应管路中并处于气流 升压阀装置的入口与压縮空气供应管路的至双稳阀的分支之间。止回 阀在从该支流到气流升压阀装置的方向开启或输送压力，但在相反方 向上阻断，该分支可以被设置成直接与压縮空气储存罐连通，尤其是在没有置入另一止回阀的情况下。
传统上， 一止回阀被安装在停车制动器的控制装置的上游，以确 保例如在使用反制动锁定系统进行制动操作期间的像可能出现的那样 的压力波动不会引起停车制动的施行。原则上，停车制动回路的压縮 空气储存罐当然应该是一种与车辆前轴和后轴的制动回路的压縮空气 储存罐分开的结构。但是，实际上这些储存罐彼此连通以实现，其中 一个储存罐的压力下降也会引起另一个储存罐，尤其是停车制动回路 系统的压縮空气储存罐的压力下降。储存罐之间的这种相互作用可能 引起前轴和后轴的储存罐中相当大的压力下降，例如在包含反锁定制 动系统的制动操作的情况下，最终也会引起停车制动回路储存罐中的 压力下降。因此，借助于通常被安装在停车制动器的控制装置上游的 止回阀，可以防止停车制动器的施行。但是，在传统配置中，该止回 阀具有的缺点在于，停车制动回路压力的选择性降低被行车制动踏板 的多次致动所阻止。当一止回阔被设置在停车制动器的控制装置上游 时，尤其是在电力故障期间阻止了气流升压阀装置的控制输入端处的 压力的降低，因而也不能施行停车制动。为了构造在上文中所述的制 动回路，尤其是在双稳阀的基础上，这意味着，在电力供应故障的情 况下，随着行车制动器的多次致动， 一方面行车制动器压力完全消耗 掉，另一方面，弹簧致动的制动缸的弹簧致动器部分不再排气，因而 不能再被致动。因此，车辆根本不能再被制动。
但是，借助于止回阀在气流升压阀装置的入口与压縮空气管路的 至双稳阀的分支之间的优选再定位，仍然可以制动车辆。由于止回阀 直接安装在气流升压阀装置的入口的上游，所以，从止回阀上游可以
流出(tapped)气流升压阀装置的控制压力。气流升压阀装置的控制压 力因而可以与停车制动回路的储存罐压力一起降低，停车制动回路的 储存罐压力与前轴和后轴的制动回路的储存罐压力响应制动踏板的多 次致动而一起下降。
9在电力故障期间，气流升压阀装置的控制输入端与停车制动回路 的储存罐直接连通。从而，气流升压阀装置的控制室内的压力在行车 制动器的多次致动期间最终降低，这样，弹簧致动的制动缸的弹簧致 动器部分排气，停车制动器的弹簧致动器可以控制车辆。所以，甚至 在电力供应完全失效的情况下，车辆也可以借助于制动踏板的致动而 安全停车。
该实施例具有以下特殊优点，在电压供应故障的情况下，通过制 动踏板的多次致动以及行车制动回路和停车制动回路中压力随之的下 降，可以慢慢地操作停车制动器的弹簧致动器。因此，可避免突然制动。
在另一优选实施例中，设有一压力传感器连接于电气控制单元， 该传感器设置在压縮空气供应管路中某一位置上——从停车制动器的 增压流体储存罐到气流升压阀装置的方向上并处于止回阀上游。通过 例如包含反锁定制动系统的制动操作时可能出现的压力波动由压力传 感器检测的这个事实，使得该压力传感器能够防止在正常操作时施行 停车制动。如果由压力系统测量到的压力——主要是流入气流升压阀 装置的控制输入端的压力降低至一临界值以下，保持阀通电，这样， 其中设置有保持闽的压力管路中断，因而，气流升压阀装置中的控制 压力被限制。气流升压阀装置中的控制压力的这种限制确保弹簧致动 缸的弹簧致动器部分不会排气。因而，由于保持阀在压力下降到一临 界值以下期间的动作，可以可靠地防止停车制动的施行。
在另一优选实施例中，制动控制装置设置有阀装置，该阀装置连 接在双稳阀入口与压縮空气供应管路之间，所述阀装置具有用于行车 制动器的储存压力的输入端、与压縮空气供应管路连通的入口、与双 稳阀的入口连通的出口、以及排气出口。该阀装置可以呈现至少两个 状态，即第一状态，其形成在行车制动器的储存压力高于预定阈值 时，在该第一状态，闽装置的入口与其出口连通；和第二状态，其形成在行车制动器的储存压力低于预定阈值时，在该第二状态，该阀装 置的出口与排气出口连通。该实施例具有下列好处，由于行车制动器 制动踏板的多次致动以及行车制动器的储存罐和停车制动器的储存罐 中的压力的随之下降，弹簧致动的制动缸的弹簧致动器部分在某一阈 压力处开始被突然排气，由此施行停车制动。
在一优选的改进中，阀装置进一步设置有用于压縮空气供应管路 压力的输入端，其中由压縮空气供应管路中的压力加上弹簧致动器元 件施加的压力确定该阈值。所以阔装置设置有两个输入端，在两个输 入端， 一方面存在行车制动器的储存压力，另一方面存在停车制动器 的储存压力，这样可以相互比较两个压力。如果行车制动器压力低于 某一值，该值附加地但不限于由停车制动回路的储存压力确定，那么 经由处于驾驶位置并因而开启的双稳阀以及经由气流升压阀装置控制 输入端的也开启的保持阀进行排气，结果弹簧致动的制动缸的弹簧致 动器部分也排气。这引起停车制动的施行。
在另一优选实施例中，制动控制装置设置有一阀门配置，其连接 在气流升压阀装置的控制输入端的上游，借助于此，可以排气控制输 入端处存在的压力。该阀门配置可以在输入侧利用冗余提供的气动制 动回路压力来增压，或者换句话说利用该冗余压力来增压。阀门配置 在正常操作时是不起作用的，因此压縮空气管路从双稳阀或保持阀到 气流升压阀装置是开启的。但是，在电力供应故障的情况下，阀门配 置起作用，在这样的情况下，冗余压力则以如下方式作用于阀门配置， 即，气流升压阀装置的控制输入端被持续排气。该实施例利用冗余压 力确保气流升压阀装置的控制输入端以及由此的弹簧致动的制动器持 续排气。
有利的是，当冗余压力已经超过预定阈压力一预定时间段时，阀 门配置使气流升压阀装置的控制输入端排气。因此，这确保弹簧致动 的制动器不意外地被施行，而仅在操作者已经在制动踏板上有效地施加最小压力一段较长的时间后才施行。如果发生电力故障，每当冗余 压力超过一限定的压力值一段限定的时间段时，停车制动器的制动控 制装置就响应于通入到气动逻辑单元的冗余压力而使气流升压阀装置 的控制输入端排气，因而气流升压阀装置的控制室排气，并因此弹簧 致动的制动缸的弹簧致动器部分排气。
从从属权利要求以及基于附带的视图更加详细解释的示例性实施 例中，进一步有利的实施例将变得更加清晰，附图中


图1是具有用于控制停车制动的电气动制动控制装置的压縮空气 制动系统的示意图2显示了依照本发明第一示例性实施例的用于控制停车制动的 电气动制动控制装置；
图3显示了依照本发明第二示例性实施例的用于控制停车制动的 电气动制动控制装置；和
图4显示了依照本发明第三示例性实施例的用于控制停车制动的
电气动制动控制装置。
现在参考图1，在下文中将首先概况地描述压縮空气制动系统， 以便在该基础上描述结合到这种压縮空气制动系统中的本发明的用于 控制停车制动的电气动装置。
图1示意性显示了用于具有四个车轮12、 14、 16、 18的车辆的压 縮空气制动系统10。制动系统10由电气控制，意味着制动压力向车轮 12、 14、 16、 18的制动缸20、 22、 24、 26的注入受到电气和电子控制 元件的控制。前轮12、 14的制动缸20、 22由前轴制动控制模块28控 制，后轮16、 18的制动缸24、 26由后轴制动控制模块30控制。后轮 16、 18的制动缸24、 26设计成组合的行车制动和弹簧致动的制动缸， 其中弹簧致动器部分由用于控制停车制动的电气动制动控制装置、即 停车制动模块32控制。电磁控制阀连接在各制动缸20、 22、 24、 26的上游，用于影响制 动压力。对于前轮12、 14，为此目的使用了阀34、 36。对于后轮16、 18，相应的阀结合到后轴制动控制模块30中。
用于确定相应车轮的转速的速度传感装置安装在各车轮12、 14、 16、 18上。各速度传感装置设置有磁轮38， 40， 42， 44，这些磁轮被 连接成与相应的车轮12、 14、 16、 18—起旋转并被电磁耦合于诱导操 作车轮传感器46、 48、 50、 52。
制动系统10还设置有感知操作者制动意图的制动力变送器54。 制动力变送器54包括电气部分和气动部分。气动部分由第一压縮空气 储存罐56和第二压縮空气储存罐58供给压縮空气。这些压縮空气储 存罐56、 58用来分别向前轮12、 14的制动缸20、 22或后轮16、 18 的制动缸24、 26供给压縮空气。制动力变送器54的气动部分设置有 一双回路制动阀60，双回路制动阀60机械连接到制动踏板62上，借 助于制动踏板62可以使得该双回路制动阔60操作。在致动制动踏板 62期间， 一压力信号从制动阀60经由压縮空气管路64供给到停车制 动模块。另一与该第一压力信号分离的第二压力信号被供给至前轴阀 装置66。
该前轴阀装置66设置有前轴冗余阀(未单独显示)和调压阀装置 (未单独显示)，例如比例继动阀，调压阀将来自前轴制动控制模块28 的电信号转化成气动制动压力。
前轴阀装置66经由压縮空气管路与第二压縮空气储存罐58连通。 它还经由一电线连接于前轴制动控制模块28。在正常操作时，用于制 动缸20、 22的压力借助于经由电线供给的电信号而被校准。在所谓的 冗余情况下，例如对于电控制器的电力供应的故障或者制动系统的整 个电控制的故障或制动系统的各个控制模块的故障，切换到制动力变 送器54的压力信号。压縮空气借助于前轴阀装置66被供给到阀34、36。
后轴制动控制模块30经由压縮空气管路76与第一压縮空气储存 罐56连通。后轴制动控制模块30还设置有数据界面，该数据界面经 由电线78连接于前轴制动控制模块28的另一数据界面。模块28、 30 经由这些数据界面交换数据。例如，后轴制动控制模块30从前轴制动 控制模块28接收通过制动力变送器54感知的操作者制动意图，并用 与前轴制动控制模块28相似的，经由后轴制动控制模块30中设置的 阀来控制后轮16、 18的制动缸24、 26中的制动压力。后轴制动控制 模块30从第一压縮空气储存罐56吸取为此目的所必需的压縮空气。
制动器缸24、 26设计成组合制动缸，即弹簧致动器/隔膜组合缸。 除大致对应于制动缸20、 22功能的隔膜缸功能之外，制动缸24、 26 另外还具有弹簧致动器功能。制动器缸24、 26由与后轴的行车制动系 统气动连通并可利用实际制动压力被增压的隔膜部分和与隔膜部分气 动分开并可利用分开的压縮空气管路的压縮空气被增压的弹簧致动器 部分组成。弹簧致动器部分形成停车制动器(其通常还被称为手制动 器)的一部分。弹簧制动器部分包括弹簧致动器功能，其在容许压縮 空气进入弹簧致动器部分的同时预加载弹簧致动器，并因而防止或减 弱弹簧致动器功能的制动作用，而致动器弹簧在弹簧致动器部分排气 时松弛，并因而与弹簧致动器功能一起对与相应制动缸相关联的致动 器施加制动作用。在这里的上下文中，这种类型的制动缸被称为弹簧 致动的制动缸。
借助于这些弹簧致动的制动缸，可以实现停车制动功能，还容许 甚至在没有压縮空气的情况下制动或固定车辆。当弹簧致动的制动缸 24、 26的相应弹簧致动器部分被排气至最小压力值以下时，进行停车 制动功能。制动缸24、 26的弹簧致动器部分经由压縮空气管路80与 停车制动模块32气动连通，这容许经由电子控制装置进行压力控制。手动致动的停车制动信号变送器82经由多导体电线84连接于停 车制动模块32。车辆中的电气装置由未示出的电力供应装置、例如车
辆蓄电池经由适当的电线供给电功率。
第三压縮空气储存罐90经由压縮空气管路92与停车制动模块32 连通。该压縮空气储存罐90提供用于停车制动回路和挂车的压縮空气 供应。
停车制动模块32进一步还配备有用于经由压縮空气管路64供给 的压力信号的输入口 94。停车制动模块32还具有用于电力供应和数据 界面的口 96、 98。用于数据界面的口 96用于连接到在车辆中设置的数 据总线系统，也被称为车辆总线。车辆总线用于在设置于车辆中并包 含诸如模块28、 30的电子控制器的各种单元之间交换数据，为此，这 些单元还经由相应的数据界面口连接于车辆总线。
所述的车辆适合于耦合挂车。在这种连接中，上文中所述的车辆 还被称为牵引机车辆，包括牵引机车辆和挂车的单元被称为车辆列车。
制动系统10还设置有用于所耦合的挂车的制动压力控制的挂车 控制阀100。为了供应压縮空气，挂车控制闽100经由压縮空气管路 102与第三压縮空气储存罐90连通。响应电信号和气动控制信号，挂 车控制阀100将从压縮空气储存罐90吸取的压縮空气经由压縮空气口 104递增地发送给所耦合的挂车的制动系统。为了控制该压力传送，挂 车控制阀100具有连接于后轴制动控制模块30的电信号输入端，挂车 控制阀100经由该电信号输入端接收反映操作者制动意图的电信号。 作为选择，电信号输入端也可以连接到前轴制动控制模块28上。还设 置有用于接收气动控制信号的压力控制输入端。压力控制输入端经由 压縮空气管路106与停车制动模块32连通。
电连接插头108用于供电并向挂车传递数据信号。还设置有用于向挂车供给储存压力的压縮空气供应口 iio。
制动系统10进一步还设置有压縮空气供给系统(未示出)，例如
由车辆发动机驱动、用于向压縮空气储存罐56、 58、 90填充压縮空气 的压縮机。
上文中描述的制动系统基本上对应于EP 1 571 061 Al中所述的制 动系统。但是，这种制动系统的功能原理对于理解依照本发明的特定 示例性实施例的停车制动控制模块是有利的，这些模块结合到该制动 系统中，在下文将更详细地描述这些模块。图2示意性显示了依照本发明第一示例性实施例的停车制动控制 模块32的结构。压縮空气管路92与压縮空气供应管路112连通，借 助于所述压縮空气管路92，将压縮空气供给构造成继动阀114的气流 升压阀装置。因而，停车制动控制模块32从第三压縮空气储存罐90 被供以空气。双稳阀116经由压縮空气管路118与压縮空气供应管路 112连通。双稳阀116构造成电磁控制阀，优选构造成3/2通阀。它具 有第一切换位置，也称为停车位置或排气位置，如图2所示。在该位 置，在输出侧与压縮空气管路120连通的出口 126与排气口 122连通， 所述排气口 122与大气间接或直接地连通。
在第二切换位置，在下文被称为压力供应位置或驾驶位置，双稳 阀116将经由压縮空气管路118而存在于双稳阀入口 124处的压力设定 成与出口 126或压縮空气管路120连通，并且不会改变该压力。在制 动系统的无故障驾驶操作时该第二切换位置被选中。但是，在车辆的 无故障停车状态期间，则选择第一切换位置，因此压縮空气管路120排气。
双稳阀116的位置经由停车制动控制模块32的电气控制单元128 切换。为此，电气控制单元128经由电线130电连接到双稳阀116上。举例来说，如果停车制动信号变送器82操作，则电气控制单元128通
过传送相应的电信号而将双稳阀116切换至其停车位置。但是，以相 应的方式，电气控制单元128也将双稳阀116切换至其驾驶位置。
双稳阀116的出口 126经由压縮空气管路120与所谓的保持阀132 连通。所述保持阀132构造成电磁阔，其进而又经由电线134连接于 电气控制单元128。所以，其可以由电气控制单元128电磁致动。该阀 132被构造成2/2通阀。在如图2所示的切换位置，它允许压縮空气从 与保持阀132的入口 136连通的压縮空气管路120流入直到保持阀出 口 138，该出口经由另一压縮空气管路140与继动阀114的控制输入端 142连通。
在图2未示出的第二切换位置，保持阀132阻断压缩空气流动。 为了实现压縮空气的计量流量，阀132可以由电气控制单元128激励， 例如通过经由电线134的时钟信号。这样，继动阀114的控制输入端 142可以利用一预定压力增压。
阀132还可以被构造成比例阀，在这样的情况下，通过利用适当 的电信号、例如时钟信号激励阀的电磁线圈，可以在流通位置与阻断 位置的极值之间调节成比例的或至少成准比例的流通横截面。
在出口 144，继动阀114向压縮空气管路146传送出口压力，该出 口压力相当于经由压縮空气管路140在继动阀114的控制输入端142 处喷射的压力，并且因此该出口压力进入到继动阀114的控制室中， 在这样的情况下，继动阀114从与继动阀114的入口 148连通的压縮空 气管路112吸取为达到此目的而需要的压縮空气。压縮空气管路146 的可能是必需的任何排气都必须经由间接或直接地与大气连通的继动 阀114的排气出口 149而进行。
在继动阀114的输出侧，可选择性地在压縮空气管路146上设置压力传感器150，所述压力传感器150将对应于压縮空气管路146压力 的电信号传送给电气控制装置128，在那里，其被计算成实际压力值。
压縮空气管路146与通向制动缸24、 26的压縮空气管路80连通。
压縮空气管路146还与所谓的挂车检验阀152连通。该阀被构造 成3/2通阀。借助于该阀，可以启动所谓的挂车检验功能。作为挂车检 验功能，设定了制动系统IO的一个状态，在该状态下，连接于牵引机 的挂车制动器被释放，而停车制动功能本身起作用，以便使牵引机操 作者有机会检验如果车辆列车停止，牵引机的停车制动器的制动作用 是否足以独自地防止整个车辆列车滑出。这种检验对其挂车制动器可 以被释放的挂车是尤其必要的，例如对于如果车辆停车一段很长的时 间则压力会逐步损失的情况。在这种情况下，还必须确保车辆列车不 会滑出，因此这必须受到牵引机的停车制动的作用。
为了致动，挂车检验阀152经由电线154连接于电气控制单元128。 在如图2所示的第一切换位置，挂车检验阀152将通向挂车控制阀100 的压力管路106设置成与压縮空气管路146连通。在第二切换位置， 挂车检验阀152将压力管路106设置成与压縮空气供应管路112或压 縮空气管路92连通，并因此与第三压縮空气储存罐90的压縮空气储 存器连通。在该第二切换位置，启动挂车检验功能。为此，储存压力 进入与压縮空气管路106连通的挂车控制阀100的压力控制输入端， 从而借助于挂车控制阀100的逆向功能释放挂车制动器。
在传统系统中，在压縮空气管路92中或换言之在停车制动模块 32外部设置有止回阀，在挂车脱离的情况下或在停车制动回路泄漏的 情况下，该止回阀防止制动缸24、 26的弹簧致动器排气。这种排气尤 其会引起停车制动的施行，从而在挂车脱离的情况下引起牵引机车辆 的危险紧急制动。相反，在如图2所示的停车制动控制模块32的示例性实施例中， 止回阀156设置在压縮空气供应管路112中，或换言之，设置在压縮 空气管路92的在停车制动模块32上的口与继动阀114的入口 148之 间。当继动阀114的入口 148压力高于压力管路92压力时，继动阀114 阻断。在相反的情况下，或换言之，当压力管路92压力高于继动阀114 的入口 148压力时，止回阀156开启，这样，压力或压縮空气可以沿 该方向没有阻碍地流过。
继动阀进一步还布置成，压縮空气供应管路112的到至双稳阀116 的压缩空气管路118的分支设置在止回阀156的上游，或换言之，设 置在止回阀156与压縮空气管路92在停车制动模块32上的口之间。 通过止回阀156的这种配置，在电力供应意外失效的情况下，继动阀 114的控制输入端142处存在的控制压力可以设置成经由保持阀132、 处于驾驶位置的双稳阀116、压縮空气管路140、 120和118以及压縮 空气管路92与第三压縮空气储存罐90连通。通过在电力供应故障的 情况下重复致动行车制动器，第一和第二储存罐56、 58以及第三储存 罐90中的压力由于它们彼此连通而首先下降。但是，因为阀116和132 处于流通位置并且因而压縮空气管路92、 118、 120和140彼此连通， 所以，第三储存罐90中的压力下降引起继动阀114的控制室中的压力 下降。这进而又引起压力管路146中的压力下降，并因而引起压縮空 气管路80中的压力下降，并因此弹簧致动的制动缸的弹簧致动器部分 排气。因而，弹簧致动器被启动，于是，施行停车制动。
如果电力供应故障，车辆发动机熄火。因此，产生压縮空气的压 縮机不能继续将压缩空气发送给压縮空气储存罐。这意味着，对于行 车制动器来说可能的剩余制动操作的数目受到制约。此外，电气动停 车制动也由于电力供应故障而失效。但是，借助于本发明，车辆仍然 可以停下来。为此操作者仅仅需要致动制动踏板62几次。由于行车制 动回路和停车制动回路中的压力相关联地下降，所以可以缓慢地应用
弹簧致动的制动缸的弹簧致动器，这样，车辆可以以受控方式停车。有利的是， 一附加压力传感器158也连接于压縮空气管路112，尤
其是连接在止回阀156与压縮空气管路92在停车制动控制模块32上 的口之间。该压力传感器产生对应于止回阀156上游的压縮空气供应 管路112中的压力的电信号，该电信号经由电线160被传送至电气控 制单元128。如果正常操作期间测得的压力下降到一临界压力以下，保 持阀132就被激励或切换，使得继动阀114的控制室压力被限制。因 此，可以防止在正常操作期间无意地施行弹簧致动的制动器。由压力 传感器158测量的压力的意外下降的例子是使用了反锁定制动系统， 其导致制动回路中的压力下降。
图3显示了停车制动控制模块32的另一个例子。许多部件对应于 图2所示的部件。类似的参考标号用于类似的部件。对此，参见上文 论述，以免重复。
但是，作为图3所示的示例性实施例与图2所示的示例性实施例 之间的第一个不同，图2所示的止回阀156没有安装在停车制动控制 模块32中，而是，作为替代，安装在传统位置上，即安装在通向制动 控制模块32的压縮空气管路92中。另一个不同是，双稳阔116的入 口 124没有与压縮空气供应管路112直接连通，而是，作为替代，经 由置入的阀装置162与压縮空气供应管路112连通。该阀装置162具 有经由压縮空气管路166与压縮空气供应管路112连通的入口 164。该 阀装置162还具有经由压縮空气管路170与双稳阀116的入口 124连 通的出口 168。此外，阀装置162还具有间接地或直接地与大气连通的 排气出口 172。
阀装置162还具有第一输入端174，所述第一输入端174经由一 压縮空气管路与行车制动器的储存压力连通，或者换言之，尤其与第 一和/或第二压縮空气储存罐56、 58连通。阀装置还具有与压缩空气管 路166连通的第二输入端176。此外，阀装置162受到弹簧力的作用，于是，在输入端174、 176没有压力的情况下，阀装置162处于预定或 限定状态或者预定或限定切换位置。在正常操作时，设有第一切换位 置，在图3没有示出，在该第一切换位置，阀装置162的入口 164与 其出口 168连通。在该切换位置，停车制动器的储存压力经由处于驾 驶位置的双稳阀116和开启的保持阀132传送给继动阀114的控制输入 端142，这样，在继动阀144出口存在相应的高压。该压力开启弹簧致 动的制动器或停车制动器，以便车辆可以在没有被制动的情况被驾驶。
但是，如果车辆电力供应发生故障，必须可以在施行停车制动的 情况下将车辆安全驶入一停车位置。通过类似于如图2所述的示例性 实施例中的方式，操作者现在可以通过致动制动踏板62，消耗并因而 降低行车制动器的第一和/或第二压縮空气储存罐56、 58中的储存压 力。因此，阀装置162的输入端174处的压力也下降，于是，当输入 端174处的压力下降一确定的压力值而低于输入端176处存在的压力 时，阀装置162切换至如图3所示的切换位置。在该切换位置，阀装 置162的出口 168与排气出口 172连通，于是存在于压縮空气管路170 中的压縮空气以及因而存在于压縮空气管路120和压縮空气管路140 中的压縮空气被排气，同样继动阀114的控制室也被排气。这引起继 动阀114的出口 144处的压力下降，因而也弹簧致动的制动缸的弹簧 致动器部分排气，这样，当阀装置162的输入端174到达阈压力时， 制动缸突然被排气。所以，甚至在电力供应故障的情况下，车辆仍然 也可以安全地停下来。为了实现完全的停车制动力，行车制动回路中 的压力，尤其是压縮空气储存罐56、 58中的压力必须仅降低至上述的 阈压力。
在如图3所示的示例性实施例中，行车制动器储存压力与输入端 174和176处的停车制动器储存压力进行比较，如果行车制动器压力下 降到一规定值以下，则至双稳阀116的压缩空气管路170排气，这样， 当双稳阀处于驾驶位置时，弹簧致动器排气。但是，在未示出的另一 示例性实施例中，只有一个压力、即行车制动器储存罐的压力供给至
21阀装置，这足够了。相反，将停车制动回路的储存压力供给至输入端
176不是绝对必需的，虽然这是有利的。作为替代，在阀装置162中可 以仅通过预加载的弹簧产生与输入端174存在的压力相对的背压力， 这样，如果输入端174处的压力下降至规定阈值以下，则阀装置162 切换至如图3所示的位置。在这种情况下，通过多次致动制动踏板62， 也可以使行车制动储存罐中的储存压力降低至一阈值，然后在该阈值， 弹簧致动器突然排气。因而，这样的实施例也确保了，甚至在车辆电 力供应故障使得电磁停车制动器也失效、车辆发动机熄火、以及从而 利用行车制动器进行的剩余制动操作的数目受到制约的情况下，也仍
然可以安全地停车。
图4显示了停车制动控制模块32"的另一个示例性实施例。图4 所示的停车制动控制模块32"的示例性实施例在许多部件方面又对应 于如图2和3所示的示例性实施例。再次地，类似的参考标号用于类 似的部件。对此，参见相应的实施例，以免重复。
但是，同样，与如图3所示的示例性实施例相比存在的不同在于， 省略了停车制动控制模块32"内部的止回阀156。作为替代，相应的止 回阀设置在空气压力管路92在停车制动控制模块32"上的口的上游。
另一个不同之处参见阀门配置178，其连接在继动阀114的控制输 入端142的上游，其设置在保持阀132的出口 138与继动阀114的控 制输入端142之间。在该阀门配置178的输入端180，通入由制动阀 60经由压縮空气管路64传送的冗余压力。阀门配置178的第一部件是 电磁阀182，电磁阀182由控制单元128经由电线181电气致动，其入 口形成阀门配置的输入端160。在正常操作时，该电磁阀通电，于是其 进入切换位置，在图4中没有示出，在该位置，电磁阀132的入口180 没有与电磁阀的出口 184连通，而是被阻断。但是，在断电状态，电 磁阀182开启，于是其入口 180和出口 184彼此连通。电磁阀184的出口与溢流阀188的入口 186连通。该溢流阀188 设计成，当入口 168存在的压力高于一预定阈压力时，该溢流阀188 变为从其入口 168到出口 190开启。举例来说，该阈压力可以达到在 完全制动或制动踏板完全致动期间冗余压力产生的压力的80到90%。
反过来，溢流闽188的出口 190与另一闽192的控制输入端193 连通。该另一阀192具有与保持阀132的出口 138连通的入口 194以 及与继动阀114的控制输入端142连通的出口 196。此外，该阀还具有 间接地或直接地与大气连通的排气出口 198。阀192可以被电磁切换， 因而其经由电线199连接于电气控制单元128。在正常操作时存在的激 励状态，阀192处于如图4所示的切换位置。在电力供应故障的情况 下，如果一压力在阀192的输入端193存在一预定时间，则阀192改 变其切换位置。在该过程中，阀192的出口 196被设置成与排气出口 198连通，所以，继动阀114的控制输入端142也排气。这引起弹簧致 动器排气，因而施行停车制动。
相反，在图4所示的切换位置，入口 194与闽192的出口 196连 通，于是在正常驾驶操作期间的继动阀114的控制输入端142存在的 压力可以经由压縮空气管路118、双稳阀116、压縮空气管路120、保 持阀132、另一压縮空气管路200、阀192以及另一压縮空气管路202 由压力供应管路112供给。
借助于参照图4描述的闽门配置178，甚至在车辆电力供应故障 的情况下，通过延长制动踏板62的完全致动，也可以施行停车制动。 为此，冗余压力被设置成直接与停车制动控制模块连通。在正常操作 时，冗余压力则被电磁阀182保持。但是，在电力供应故障的情况下， 冗余压力接转到一气动逻辑单元(溢流阔188和阀192)上。在故障情 形下，如果冗余压力超过一预定压力值一段预定时间，该逻辑单元排 气继动阀114的控制室，并因而排气弹簧致动器。这样，甚至在电力 供应故障以及电气动停车制动器随之故障的情况下，车辆也可以通过延长行车制动踏板的完全致动而安全停车。
通过致动行车制动踏板，本发明能够使得停车制动器的弹簧致动 器最终排气，所以能够最终施行停车制动。所以，在所有所述的示例 性实施例中，可以形成停车制动的以及车辆的停车条件，使得操作者 可以安全地从车辆下来。
权利要求
1. 一种用于控制车辆的停车制动的电气动制动控制装置，所述车 辆具有行车制动器和停车制动器，其中所述行车制动器设置有制动踏板(62)和与所述制动踏板(62)动力连通的用于致动车轮制动器的 压縮空气致动的制动缸(20， 22， 24， 26)，以及其中，至少一个制动 缸(24， 26)设计成弹簧致动的制动缸，所述弹簧致动的制动缸的弹 簧致动器部分致动所述停车制动器，其特征在于，所述制动控制装置 (32)设计成，在电力供应故障的情况下，通过致动所述制动踏板(62)，所述弹簧致动的制动缸的所述弹簧致动器部分能够持续地排气。
2. 如权利要求1所述的制动控制装置，其特征在于，它设置有a) 压縮空气供应管路(112)，其能够被放置成与压縮空气储存罐 (90)连通，用于致动所述弹簧致动的制动缸的所述弹簧致动器部分，b) 气流升压阀装置(114)，其入口 (148)能够被放置成与所述 压縮空气供应管路(112)连通，其出口 (144)能够被放置成与至所 述弹簧致动的制动缸的所述弹簧致动器部分的压縮空气管路(146)连 通，所述气流升压阀装置(114)设置有用于供给控制压力以便控制所 述气流升压阀装置(114)的所述出口 (144)处的压力的气动控制输 入端(142)，c) 电气致动的双稳阀(116)，其具有能够被放置成与所述压縮空 气供应管路(112)连通的入口 (124)和能够被放置成与所述气流升 压阀装置(114)的所述控制输入端(142)连通的出口 (126)，其中 在所述双稳阀(116)的停车位置，所述双稳阀(116)的出口 (126) 与排气口 (122)连通，在驾驶位置，所述双稳阀(116)的出口 (126) 与其入口 (124)连通，和d) 电气控制单元(128)，所述双稳阀(116)电气连接于所述电 气控制单元(128)，所述电气控制单元(128)控制所述双稳阀(116)。
3. 如权利要求2所述的制动控制装置，其特征在于，它还设置有:与所述电气控制单元(128)相连通的电气致动的保持阀(132)，所述 保持阀(132)连接在所述气流升压阀装置(114)的所述控制输入端 (142)与所述双稳阀(116)的所述出口 (126)之间，以及其中，在 所述保持阀(132)的断电状态，其入口 (136)与其出口 (138)连通， 在通电状态，其入口 (136)到其出口 (138)被阻断。
4. 如前述权利要求之一所述的制动控制装置，其特征在于，止回 阀(156)设置在所述压縮空气供应管路(112)中并处于所述气流升 压阀装置(114)的入口 (148)与所述压縮空气供应管路(112)的至 所述双稳阀(116)的分支之间，其中，所述止回阀在从这个分支到所 述气流升压阀装置的方向开启，但在相反方向上阻断，这个分支能够 被设置成直接与所述压縮空气储存罐(90)连通，尤其是在没有置入 另一止回阀的情况下。
5. 如权利要求4所述的制动控制装置，其特征在于，压力传感器 (158)连接于所述电气控制单元，所述传感器(158)设置在所述压縮空气管路(112)中某一位置上一一处于从增压流体的储存罐(90) 到所述止回阔(156)上游的所述气流升压阀装置(114)的方向上。
6. 如权利要求5所述的制动控制装置，其特征在于，所述保持阀 (132)能够借助于所述电气控制单元(128)进行如下控制，即，如果正常操作时所述压力供应管路(112)中出现的由所述压力传感器 (158)测量的压力下降到达预定阈值以下，则所述保持阀(132)能 够被通电。
7. 如权利要求1-3之一所述的制动控制装置，其特征在于，阀装 置(162)连接在所述双稳阀(116)的入口 (124)与所述压縮空气供 应管路(112)之间，所述阀装置(162)具有用于所述行车制动器的 储存压力的输入端(174)、与所述压縮空气供应管路(112)连通的入 口 (164)、与所述双稳阀(116)的入口 (124)连通的出口 (168)、和排气出口 (172)，其中，这个阀装置(162)具有至少两个位置，艮口第一位置，其形成在所述行车制动器的储存压力高于预定阈值时，在所述第一位置，这个阀装置(162)的入口 (164)与其出口 (168)连 通；和第二位置，其形成在所述行车制动器的储存压力低于预定阈值 时，在所述第二位置，这个阀装置(162)的出口 (168)与其排气出 口 (172)连通。
8. 如权利要求7所述的制动控制装置，其特征在于，所述阀装置 (162)进一步设置有用于所述压縮空气供应管路(112)中压力的输入端(176)，其中，所述阈值取决于所述压縮空气供应管路(112)中 的压力加上由弹簧元件施加的压力。
9. 如权利要求1-3之一所述的制动控制装置，其特征在于，阀门 配置(182， 188， 192)连接在所述气流升压阀装置(114)的所述控 制输入端(142)的上游，借助于所述阀门配置(182， 188， 192)能 够排放所述气流升压阀装置(142)的所述控制输入端(142)存在的 压力，其中，这个阀门配置(182， 188， 192)能够利用作为冗余提供 的气动制动回路的压力(冗余压力)在输入侧被增压，其中，这个阀 门配置(182， 188， 192)在正常操作时不起作用，因此所述压縮空气 管路从所述双稳阀(116)或所述保持阀(132)到所述气流升压阀装 置(114)是开启的，而在电力供应故障的情况下，所述阀门配置(182， 188， 192)起作用，在这样的情况下，所述冗余压力则作用在所述阀 门配置(182， 188， 192)上，使得所述气流升压阀装置(114)的所 述控制输入端(142)持续排气。
10. 如权利要求9所述的制动控制装置，其特征在于，当所述冗 余压力已经超过预定阈压力预定时间段时，所述阀门配置(182， 188， 192)使所述气流升压阀装置(114)的所述控制输入端(142)排气。
11. 如权利要求9或IO所述的制动控制装置，其特征在于，所述阀门配置设置有电气致动阀(182)，在断电状态，所述电气致动阀(182) 的入口 (180)与其出口 (184)连通，在通电状态，所述电气致动阀 (182)的入口 (180)到其出口 (184)被阻断。
12. 如权利要求9-11之一所述的制动控制装置，其特征在于，所 述阀门配置设置有溢流阀(188)，如果超过所述阈压力，则所述溢流 阀(188)开启。
13. 如权利要求9-12之一所述的制动控制装置，其特征在于，所 述阀门配置设置有定时器，所述定时器在届满预定时间间隔之后响应 压力信号而将阀(192)的状态从第一状态改变至第二状态，所述阀(192)连接在所述气流升压阀装置(114)的所述控制输入端(142) 的上游，在所述第一状态，这个控制输入端与所述双稳阀(116)或所 述保持阀(138)连通，在所述第二状态，所述控制输入端(142)与 排气口 (198)连通。
14. 一种电气控制的气动车辆制动系统，其具有行车制动器和停 车制动器，其中所述行车制动器设置有制动踏板(62)和与所述制动 踏板(62)动力连通的用于致动车轮制动器的压缩空气致动的制动缸(20， 22， 24， 26)，其中，至少一个制动缸(24， 26)设计成弹簧致 动的制动缸，所述弹簧致动的制动缸的弹簧致动器部分致动所述停车 制动器，以及其中，所述停车制动器设置有停车制动信号变送器(86)， 用于通过所述弹簧致动的制动缸的所述弹簧致动器部分排气来致动所 述停车制动器，其特征在于，如权利要求1-13之一所述的电气动制动 控制装置。
15. —种具有如权利要求14所述的电气控制的气动制动系统(10) 的车辆。
全文摘要
本发明涉及一种用于控制车辆的停车制动的电气动制动控制装置(32，32′，32″)，所述车辆具有行车制动器和停车制动器，其中行车制动器具有制动踏板(62)和气动致动的制动缸(20，22，24，26)，所述制动缸(20，22，24，26)可操作地连接于制动踏板(62)，用于致动车轮制动器，其中至少一个制动缸(24，26)具体化为弹簧制动缸，弹簧制动缸的弹簧存储部分致动停车制动器，其特征在于，制动控制装置(32)设计成，在电能供应故障的情况下，通过致动制动踏板(62)，弹簧制动缸的弹簧存储部分可以持续地排气，以便使停车制动器产生停车状态。本发明还涉及一种具有所述类型的制动控制装置(32，32′，32″)的电气控制的气动制动系统(10)。本发明最后还涉及一种具有所述类型的电气控制的气动车辆制动系统(10)的车辆。
文档编号B60T7/08GK101312864SQ200680043833
公开日2008年11月26日 申请日期2006年10月20日 优先权日2005年12月9日
发明者乌韦·本施, 亨宁·福斯特, 伯恩德-约阿希姆·基尔, 哈特穆特·罗森达尔, 奥特马尔·施特鲁韦, 维尔弗里德·门泽尔 申请人:威伯科有限合伙公司