一种气压式电子驻车系统的制作方法

本实用新型涉及驻车制动技术领域，具体涉及一种气压式电子驻车系统。

背景技术：

电子驻车制动系统(EPB: Electrical Park Brake)是指将行车过程中的临时性制动和停车后的长时性制动功能整合在一起，并且由电子控制方式实现停车制动的技术。

此类驻车制动装置源于专利DE 102005058799A1。其基本结构为弹簧制动缸由继动阀控制，继动阀通过一个两位三通安全阀控制，安全阀的输出口可以选择连接大气或压缩空气。这种驻车制动装置可以使驾驶员在电力供应中断的情况下通过行车制动实现驻车。

另外，专利DE102008007877也描述了一种电-气动驻车制动装置，该装置可以控制继动阀和挂车制动线。该实用新型的装置通过两个不同的输出端控制挂车制动，但是该装置不能在停车制动状态下单独开启挂车制动。

专利DE 102015116317所描述的电-气动驻车制动装置有一个缺点，如果电力中断（保险丝断掉）则无法预测系统最终的状态。它可能会因为继动阀在温度、摩擦力、老化、污染等因素造成的不稳定状态下，导致车辆在驻车或缓慢行车状态切换。该装置同样不能在停车制动状态下单独开启挂车制动。

在最新的解决方案中，驻车制动控制和挂车控制集成在同一个单元模块中。然而部分车型不带挂车，因此这种装配内置挂车控制系统的车型将会增加额外的成本。

技术实现要素：

本实用新型解决的技术问题在于在不降低车辆的安全性和达到法律和商业要求的前提下，提供一种能够消除前述各种方案的至少一部分弱点的气压式电子驻车系统。

为了解决上述问题，本实用新型采用了如下技术方案：

一种气压式电子驻车系统，包括电子控制单元和驻车制动模块，所述驻车制动模块用于接收电子控制单元的控制信号以驱动驻车制动机构；

所述驻车制动模块包括单向阀、第一气控阀、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、继动阀、双通单向阀以及第一压力传感器；其中，第一气控阀为两位三通气控阀，第一电磁阀为两位三通电磁阀，第二电磁阀为两位两通常闭电磁阀，第三电磁阀为两位两通常开电磁阀，单向阀的输入接口连接第一气源接口，输出接口连接第一气控阀的输入接口、第一电磁阀的输入接口一，以及继动阀的输入接口，第一气控阀的输出接口一连接第二电磁阀的输入接口，第一气控阀的输出接口二连接第一排气阀，第一电磁阀的输出接口连接第一气控阀的气动控制端口，输入接口二连接第三气源接口、第二电磁阀的输出接口、双通单向阀的第二输入接口以及第三电磁阀的输入接口，第三电磁阀的输出接口连接第二排气阀，双通单向阀的第一输入接口连接第二气源接口，双通单向阀的输出接口连通继动阀的控制腔，继动阀的输出接口连接第一压力传感器的压力采集接口，并连接驻车制动模块第一输出接口，驻车制动模块第一输出接口用于连接驻车制动机构的受气接口；第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀的电子控制端口以及第一压力传感器的信号输出端口分别连接电子控制单元。

进一步的，所述电子控制单元配置有第一电子接口，所述驻车制动模块配置有分别连接第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀的电子控制端口以及第一压力传感器的信号输出端口的第二电子接口，所述第一电子接口和第二电子接口相匹配，所述电子控制单元与驻车制动模块通过第一电子接口和第二电子接口一体式连接，或者通过两个头端分别与第一电子接口和第二电子接口相匹配的导线连接。

进一步的，还包括挂车模块，所述挂车模块包括第四电磁阀、第五电磁阀、第六电磁阀及第二压力传感器；其中，第四电磁阀和第六电磁阀为两位两通常开电磁阀，第五电磁阀两位两通常闭电磁阀，第五电磁阀的输入接口连接挂车模块第一输入接口，输出接口连接第四电磁阀的输出接口、第六电磁阀的输入接口、第二压力传感器的压力采集接口，以及用于连接挂车制动机构的受气接口，第四电磁阀的输入接口连接挂车模块第二输入接口，第六电磁阀的输出接口连接第三排气阀；第四电磁阀、第五电磁阀和第六电磁阀的电子控制端口以及第二压力传感器的信号输出端口分别连接电子控制单元；

所述继动阀的输出接口还连接驻车制动模块第二输出接口，所述继动阀的输入接口还连接驻车制动模块第三输出接口，所述驻车制动模块第二输出接口连接挂车模块第一输入接口，驻车制动模块第三输出接口连接挂车模块第二输入接口。

进一步的，所述电子控制单元还配置有第三电子接口，所述挂车模块配置有分别连接第四电磁阀、第五电磁阀、第六电磁阀的电子控制端口及第二压力传感器的信号输出端口的第四电子接口，所述第三电子接口和第四电子接口相匹配，所述电子控制单元与挂车模块通过第三电子接口和第四电子接口一体式连接，或者通过两个头端分别与第三电子接口和第四电子接口相匹配的导线连接；

所述驻车制动模块第二输出接口和挂车模块第一输入接口相匹配，驻车制动模块第三输出接口和挂车模块第二输入接口相匹配，所述驻车制动模块与挂车模块通过驻车制动模块第二输出接口和挂车模块第一输入接口以及驻车制动模块第三输出接口和挂车模块第二输入接口一体式连接，或者通过设于两组接口之间的外部管道连接。

进一步的，所述电子控制单元还配置有第五电子接口，所述第五电子接口用于接收外部信号输入。

本实用新型的第一种气压式电子驻车系统，包括如上所述的一体式连接或通过导线连接的电子控制单元和驻车制动模块。

本实用新型的第二种气压式电子驻车系统，包括如上所述的一体式连接或通过导线连接的电子控制单元和挂车模块。

本实用新型的第三种气压式电子驻车系统，包括如上所述的通过任意方式连接的电子控制单元、驻车制动模块和挂车模块。

可选的，所述电子控制单元、驻车制动模块和挂车模块的连接方式包括：

所述电子控制单元、驻车制动模块和挂车模块通过各组电子接口和输入/输出接口一体式连接；

所述电子控制单元和驻车制动模块一体式连接，并通过导线和外部管道连接挂车模块；

所述电子控制单元、驻车制动模块和挂车模块分别独立设置，通过导线和外部管道连接；

所述驻车制动模块和挂车模块一体式连接，并分别通过导线连接电子控制单元。

可选的，所述电子控制单元、驻车制动模块和挂车模块的连接方式还包括：

所述电子控制单元通过导线连接驻车制动模块，驻车制动模块通过外部管道连接挂车模块，所述挂车模块通过导线连接另一电子控制单元。

相比于现有的电子驻车系统，本实用新型的气压式电子驻车系统有如下优点：

1）三个独立的可组合模块，挂车模块可根据需要配置；

2）能实现独立的挂车测试、检查功能。

同时，本实用新型的气压式电子驻车系统还进一步的具有如下的功能或优点：

3）能在电力供应中断的情况下实现行车制动及驻车；

4）能在停车制动状态下单独开启挂车制动；

5）在当行车制动失效后，通过控制弹簧制动气室实现制动力渐进可控；

6）驻车制动时弹簧制动气室不产生极端力。

附图说明

图1为本实用新型的气压式电子驻车系统第一种实施例的部件组成及连接示意图。

图2为本实用新型的气压式电子驻车系统第二种实施例的部件组成及连接示意图。

图3为本实用新型的气压式电子驻车系统三个功能单元模块的布局和连接方案示意图。

具体实施方式

为了进一步理解本实用新型，下面结合实施例对本实用新型优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本实用新型的特征和优点，而不是对本实用新型权利要求的限制。

本实用新型提供了一种气压式电子驻车系统。如图1所示为其一种实施例的部件组成及连接示意图，其包括：

电子控制单元7和驻车制动模块16，驻车制动模块16用于接收电子控制单元7的控制信号以驱动驻车制动机构。

驻车制动模块16包括单向阀30、第一气控阀12、第一电磁阀8、第二电磁阀19、第三电磁阀20、继动阀14、双通单向阀10以及第一压力传感器18；其中，第一气控阀12为两位三通气控阀，第一电磁阀8为两位三通电磁阀，第二电磁阀19为两位两通常闭电磁阀，第三电磁阀20为两位两通常开电磁阀，单向阀30的输入接口连接第一气源接口9，输出接口连接第一气控阀12的输入接口12a、第一电磁阀8的输入接口一8a，以及继动阀14的输入接口14a，第一气控阀12的输出接口一12b连接第二电磁阀19的输入接口19a，第一气控阀12的输出接口二12c连接第一排气阀25，第一电磁阀8的输出接口8b连接第一气控阀12的气动控制端口13，输入接口二8c连接第三气源接口32、第二电磁阀19的输出接口19b、双通单向阀10的第二输入接口10b以及第三电磁阀20的输入接口20a，第三电磁阀20的输出接口20b连接第二排气阀21，双通单向阀10的第一输入接口10a连接第二气源接口29，双通单向阀10的输出接口10c连通继动阀14的控制腔11，继动阀14的输出接口17连接第一压力传感器18的压力采集接口41，并连接驻车制动模块第一输出接口38，驻车制动模块第一输出接口38用于连接驻车制动机构的受气接口；第一电磁阀8、第二电磁阀19和第三电磁阀20的电子控制端口以及第一压力传感器18的信号输出端口分别连接电子控制单元7。

如图2所示为本实用新型第二种实施例的驻车系统部件组成及连接示意图，在上述第一种实施例的基础上，进一步增加了挂车模块15。具体的，挂车模块15包括第四电磁阀27、第五电磁阀28、第六电磁阀22及第二压力传感器31；其中，第四电磁阀27和第六电磁阀22为两位两通常开电磁阀，第五电磁阀28两位两通常闭电磁阀，第五电磁阀28的输入接口28a连接挂车模块第一输入接口40，输出接口28b连接第四电磁阀27的输出接口27b、第六电磁阀22的输入接口22a、第二压力传感器31的压力采集接口，以及用于连接挂车制动机构5的受气接口，第四电磁阀27的输入接口27a连接挂车模块第二输入接口43，第六电磁阀22的输出接口22b连接第三排气阀23；第四电磁阀27、第五电磁阀28和第六电磁阀22的电子控制端口以及第二压力传感器31的信号输出端口分别连接电子控制单元7；

同时，继动阀14的输出接口17还连接驻车制动模块第二输出接口39，继动阀14的输入接口14a还连接驻车制动模块第三输出接口42，驻车制动模块第二输出接口39连接挂车模块第一输入接口40，驻车制动模块第三输出接口42连接挂车模块第二输入接口43。

上述实施例中，电子控制单元7在其控制算法中至少使用了压力传感器18、31中的一个信号输出作为输入。可选的，电子控制单元7在其控制算法中还可以使用模拟或数字电子输入38作为输入，并使用相同或不同的电气设备作为输出。

下面进一步说明上述实施例中的驻车系统的具体工作方式及原理。由于本领域技术人员可结合附图理解本实用新型驻车系统的基本工作原理，因此下述的说明主要集中于能够体现本实用新型实现其特定技术目的或效果的工作方式及原理。

驻车制动模块16只包括机械和机电部件，这些部件是控制主车的驻车制动所必需的。为了释放驻车制动，车辆驻车制动机构的弹簧制动气室4必须充满压缩空气直到一定程度才能将活塞2推向弹簧1并带动制动杆3后移，以消除车轮上的制动力。

为了释放驻车制动，电子控制单元7驱动第一电磁阀8和第二电磁阀19，使压缩空气通过电磁阀高位从第一气源接口9流向继动阀14的控制腔11。继动阀14将压缩空气与其控制室11的压力成正比，从第一气源接口9输入到气缸室4。此时，若连接了挂车制动机构5，则挂车制动机构5的控制通道24的气压与气缸室4的气压相同。另外，通过第一压力传感器18测量的输出口压力等级可以计算出控制腔11的气压。

当压力已达到足够的压力水平时，第一电磁阀8断电，进而允许压缩空气流入控制腔13，从而切换第一气控阀12（气动双稳态两位三通阀），同时第二电磁阀19断电，此时第一气控阀12直接连接第一气源接口9与继动阀的控制腔11。这种状态下，即使电力失效，驻车制动释放状态也是可以维持的。

为了从释放状态切换到驻车制动状态，电子控制单元7首先启动第二电磁阀19，将第一气控阀12和控制腔11之间的压缩空气切断。之后，启动第三电磁阀20，将控制腔11连接到第二排气阀21，并以这种方式释放压力。在这个过程中，挂车模块15的第六电磁阀22也可以被启动，进而第三排气阀23接通，减少系统的排气时间。当控制腔11的压力减少到第一气控阀12的关闭压力时，该气控阀同时也将控制腔11连接到第一排气阀25；由于弹簧26的作用，使第一气控阀12保持在这个位置，即使失去电力，也能确保安全的驻车制动状态。

为了能够调节继动阀14的控制腔11到任何期望的压力等级，可使用第二电磁阀19和第三电磁阀20进行调节控制。为了增加压力，第二电磁阀19和第三电磁阀20均被关闭。为了降低压力，第二电磁阀19和第三电磁阀20均被激活。为了保持先前设定值的压力水平，第二电磁阀19被激活，而第三电磁阀20被关闭。通过这种方式，挂车模块15的控制通道24的压力也被控制，并且与继动阀14的输出接口17具有相同的压力水平。

在两种情况下，挂车模块15的控制通道24的气压应独立于继动阀控制腔11的气压进行控制。第一种情况是挂车测试功能，当牵引车的驻车制动被启动时，挂车上的刹车必须被释放。这意味着，控制腔11完全充满压缩空气，挂车模块15中的控制通道24被可能的最大压力水平填满。另一种情况是所谓的挂车制动或弹性制动功能。在这种情况下，继动阀11的控制室被填满可能的最大压力水平，在挂车模块15的控制通道24的压力被独立调节到任何可能的值。

为了实现驻车制动系统在驻车状态下的挂车测试功能，电子控制单元7控制第四电磁阀27连通第一气源接口9与控制通道24，同时控制挂车模块15的第五电磁阀28隔离输出接口17和控制通道24，从而实现控制通道24气压的独立控制。

为实现单独的挂车制动，电子控制单元7首先驱动挂车模块15中的第五电磁阀28分离继动阀输出接口17的压力，之后驱动第六电磁阀22，使控制通道24连接到第三排气阀23进行排气。之后，为了独立实现控制通道24的压力增加，第五电磁阀28被激活，第六电磁阀22被断电，同时第四电磁阀27被激活，从而将第一气源接口9连接到控制通道24，使其压力增加。

为了在控制管道24中保持任意压力水平，使之独立于继动阀输出接口17的压力，可将五电磁阀28，第四电磁阀27和和第六电磁阀22关闭。

当驻车制动系统被启动时，为了防止在制动系统中产生极端力，还可以通过第二气源接口29供应压缩气体，并通过双通单向阀10的第一输入接口10a进入控制腔11 ，从而避免/防止极端力的产生。

为了防止在第一气源接口9发生故障的情况下导致的驻车制动的意外情况，系统中设置了单向阀30，它只允许一个方向的气流进入系统，并阻止气流回流向第一气源接口9。

为了确保驻车或释放驻车制动的可能性，即使电力系统不可用，系统也有一个连接到继动阀控制腔11的第三气源接口32。此接口通常情况下处于关闭状态；在必要的情形下，如果从这个气源接口导入压缩气体施加压力，那么系统就会切换到释放状态。

另一方面，为了满足商用需求，方便灵活地配置和安装，本实用新型的驻车系统中相关部件被分成三个模块，能够在没有挂车的情况下满足主车的需求而不增加额外费用。具体来说，本实用新型的驻车系统的电子控制单元7、驻车制动模块16和挂车模块15可以是独立的模块，通过外部管道33和导线34连接，也可以通过设计的接口连接彼此，而不需要外部管道和连接。

作为一种优选实施方案，电子控制单元7配置有第一电子接口，驻车制动模块16 配置有分别连接第一电磁阀8、第二电磁阀19和第三电磁阀20的电子控制端口以及第一压力传感器18的信号输出端口的第二电子接口，第一电子接口和第二电子接口相匹配，电子控制单元7与驻车制动模块16通过第一电子接口和第二电子接口一体式连接，或者通过两个头端分别与第一电子接口和第二电子接口匹配的导线连接。

作为进一步的与之匹配的优选实施方案，电子控制单元7还配置有第三电子接口，挂车模块15配置有分别连接第四电磁阀27、第五电磁阀28、第六电磁阀22的电子控制端口及第二压力传感器31的信号输出端口的第四电子接口，第三电子接口和第四电子接口相匹配，电子控制单元7与挂车模块15通过第三电子接口和第四电子接口一体式连接，或者通过两个头端分别与第三电子接口和第四电子接口相匹配的导线连接；

相应的，驻车制动模块第二输出接口39和挂车模块第一输入接口40相匹配，驻车制动模块第三输出接口42和挂车模块第二输入接口43相匹配，驻车制动模块16与挂车模块15通过驻车制动模块第二输出接口39和挂车模块第一输入接口40以及驻车制动模块第三输出接口42和挂车模块第二输入接口43一体式连接，或者通过设于两组接口之间的外部管道33连接。

如图3所示，本实用新型的驻车系统提供了三个模块间可选的丰富的连接配置模式，具体包括：

模式1（3a）：所有的模块都通过设计的接口(35)(36)(37)连接，而不需要任何外部连接或管道。

模式2（3b）：电子控制单元7通过设计的接口(35)连接到驻车制动模块16，并通过外部接线34连接到挂车模块15；驻车制动模块16通过外部管道33连接到挂车模块15。

模式3（3c）：电子控制单元7通过外部接线34连接到驻车制动模块16，并通过外部接线34连接到挂车模块15，驻车制动模块16通过外部管道33连接到挂车模块15。

模式4（3d）：电子控制单元7通过外部接线34与驻车制动模块16连接。这种配置适用于那些不为拖车设计的车辆。

模式5（3e）：电子控制单元7通过外部接线34连接到挂车模块15。该配置适用于牵引车辆，车辆制动系统不是气动的，但可以用气动制动系统牵引拖车。

模式6（3f）：电子控制单元7通过外部接线34连接到驻车制动模块16，并通过外部接线34连接到挂车模块15；驻车制动模块16通过设计的接口37连接到挂车模块15，没有外部管道或线路。

模式7（3g）：电子控制单元7通过外部接线34与驻车制动模块16连接；一个不同的电子控制单元37通过外部连接34连接到挂车模块15；挂车模块15和驻车制动模块16通过外部管道相互连接。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。