具有串联的变换接连的运行安全的驻车制动阀组件的制作方法

文档序号:38786273发布日期:2024-07-26 20:03阅读:34来源:国知局

本发明涉及用于商用车辆的气动制动系统的驻车制动阀组件,驻车制动阀组件具有至少一个第一驻车制动阀单元和至少一个第二驻车制动阀单元,其中,第一驻车制动阀单元由第一驻车制动信号驱控,并能从第一切换位置切换到第二切换位置,并且第二驻车制动阀单元由第二驻车制动信号驱控,并能从第一切换位置切换到第二切换位置。本发明还涉及用于商用车辆的气动制动系统的驻车制动模块,驻车制动模块具有用于接收储备压力的驻车制动储备接口、用于提供驻车制动压力的弹簧蓄能器接口、以及开头提到的驻车制动阀组件。本发明还涉及商用车辆和挂车。


背景技术:

1、在用于现代车辆的电动气动的制动系统中,安全性构思是至关重要的。尤其是在具有自动或半自动驾驶功能的车辆中,用于在控制单元发生故障或断电的情况下触发失效制动的构思显著地有助于车辆、车辆的乘客和另外的交通参与者的安全性。此类构思能够实现使车辆在发生故障或断电的情况下安全停车。

2、原则上存在借助行车制动系统实现失效制动的构思,并且存在借助驻车制动系统实现这一点的构思。制动系统往往在此也采用这两种构思,以便实现基于不同构思的两个或更多个回退层级。在基于驻车制动系统的构思中原则上优点在于,通过对被预紧的弹簧蓄能式制动缸进行放气就可以实现车辆的安全停车,而无需用压缩空气对制动执行器进行压力加载。

3、因此,de 10 2019 131 930 a1已经描述了一种用于车辆的能电子控制的气动制动系统的电动气动驻车制动模块,电动气动驻车制动模块具有:用于接收储备压力的储备接口;用于联接至少一个驻车制动缸的至少一个驻车制动接口;接收储备压力的主阀单元,主阀单元被构造成用于依赖于控制压力地给驻车制动接口调控出弹簧蓄能器压力;以及接收储备压力的先导阀组件,以用于提供控制压力,其中,先导阀组件具有能在第一送气位置与第二放气位置之间转换的双稳态阀;以及控制单元,以用于向先导阀组件提供第一和第二切换信号。

4、在de 10 2019 131 930 a1中所示的电动气动驻车制动模块中,先导阀组件具有与双稳态阀气动串联的并且布置在主阀单元的控制线路中的单稳态的保持阀,其中,保持阀在无电流的情况下在打开位置中处于打开状态,并且控制单元被构造成用于借助第一切换信号将保持阀保持在保持位置中以用于保持住控制压力,在控制线路中在保持阀与主阀单元的控制接口之间布置有选出阀单元,该选出阀单元具有第一选出阀接口,以用于接收提供给附加制动压力接口的附加控制压力,其中,选出阀单元在第一选出阀接口处具有反向截止表征,使得第一选出阀接口在从附加制动压力接口经由第三选出阀接口到控制接口的流动方向上打开,而逆着流动方向被截止。

5、在de 10 2017 005 757 a1中公开了一种用于对弹簧蓄能式制动缸送气的解决方案。那里公开的解决方案利用到先导阀单元和主阀单元,其中,先导阀单元包括形式为双稳态阀的电磁阀。在那里公开的解决方案中,主阀单元由继动阀组形成。根据电磁双稳态阀的切换位置而定地,控制压力被调控给主阀单元,然后主阀单元以相应的方式为弹簧蓄能式制动缸调控出体积压力。作为双稳态阀被理解为具有两个稳定的切换位置,尤其是稳定的送气位置和稳定的放气位置的电磁阀。为此目的,通过对第一电磁体通电,可以使电磁阀的衔铁被带引到第一位置中,从而使电磁阀处于送气位置中;而通过对第二电磁体通电,可以使电磁阀的衔铁别带引到第二位置中,从而使电磁阀处于放气位置中。如果没有其他力作用于衔铁上,或者该衔铁能以机械和/或磁的方式被锁定在这些位置中,则各自的切换位置是稳定的,这是因为无需继续通电即可保持住衔铁。

6、在de 10 336 611 a1中公开了一种具有另外的按类属的驻车制动装置的制动设施。它公开了一种用于车辆的具有驻车制动功能的由压力介质运行的制动设施,在其中,由于人工操纵电驻车制动信号发送器,使得制动设施的至少一个车轮制动器能在不操纵制动踏板的情况下经由能被加载压力介质的执行器被操纵。基于此说明了一种用于车辆的由压力介质运行的制动设施,在其中,在遵循针对制动设施的相关安全规定的情况下能较小的耗费集成能经由电信号发送器操纵的驻车制动功能。这通过如下方式来实现,即,设置有驻车制动模块,电子控制装置以及能由电子控制装置电操纵的阀装置被集成到该驻车制动模块,其中,电子控制装置在接收到驻车制动信号发送器的请求激活驻车制动功能的电操纵信号时将激活驻车制动功能,其中,电子控制装置在驻车制动功能的范围内借助能电驱控的阀装置来控制对执行器的压力介质加载。

7、此外,这样的系统例如也由de 10 2015 008 377 a1已知。那里公开的系统包括驻车制动装置的驻车制动模块,利用该驻车制动模块能控制对至少一个制动执行器的压力介质加载。驻车制动模块具有电子控制装置、能由控制装置操纵的至少一个磁阀、用于对至少一个制动执行器进行压力介质加载的放大压力介质量的阀、以及至少一个压力介质输入端,经由压力介质输入端能将压力介质输送给驻车制动模块。驻车制动模块具有紧急释放压力介质接口和双向止回阀。驻车制动模块具有第一压力介质线路,利用第一压力介质线路,使得紧急释放压力介质接口经由止回阀与放大压力介质量的阀的供应输入端流体连接,使得如果施加在紧急释放压力介质接口处的压力大于施加在放大压力介质量的阀的供应输入端处的压力,压力介质就通过该第一压力介质线路从紧急释放压力介质接口流向放大压力介质量的阀。驻车制动模块具有第二压力介质线路,紧急释放压力介质接口或驻车制动模块的另外的压力介质接口利用第二压力介质线路与双向止回阀的输入端流体连接,使得如果施加在紧急释放压力介质接口处的压力大于施加在双向止回阀的输入端处的压力,压力介质就通过该第二压力介质线路从紧急释放压力介质接口流向双向止回阀。或者其中,如果施加在另外的压力介质接口处的压力大于施加在双向止回阀的输入端处的压力,则压力介质通过该第二压力介质线路从另外的压力介质接口流向双向止回阀。

8、为了能够扩展功能,且尤其是为了能够与制动系统的不同的层级(无论是运行层级还是冗余层级)中的任意层级出现故障无关地对驻车制动器的相应的弹簧蓄能式制动缸进行送气并因此进行释放,值得期待的是,能够经由两个独立的路径驱控弹簧蓄能式制动缸,以便对该弹簧蓄能式制动缸进行放气且也进行放气。由此应当增大车辆的功能范围和运行就绪状态,以便即使在制动系统中出现一种或多种故障时也能够保持尽可能高的功能范围。


技术实现思路

1、在本发明的第一方面中,该任务通过开头所述类型的驻车制动阀组件来解决,其中,第一驻车制动信号和第二驻车制动信号是彼此独立的,并且其中,第一驻车制动阀单元和第二驻车制动阀单元以气动方式串联地接在驻车制动储备接口与驻车制动工作接口之间,使得不依赖于一个驻车制动阀单元的切换位置地可以相应地通过另一个驻车制动阀单元的切换对驻车制动工作接口进行送气和放气。

2、以该方式提供了一种驻车制动阀组件,该驻车制动阀组件可以通过两个独立的信号,即第一驻车制动信号和第二驻车制动信号,分别在送气位置与放气位置,即释放位置和压紧位置之间进行切换。如果例如控制第一驻车制动阀单元使其处于第一切换位置中,则第二驻车制动阀单元仍可以一如既往地通过提供第二驻车制动信号而切换到第二驻车制动阀单元的第一和第二切换位置中,其中,于是例如在第二驻车制动阀单元的第一切换位置中,驻车制动工作接口被送气,而在第二驻车制动阀单元的第二切换位置中,驻车制动工作接口被放气。另一种情况也适用于此。

3、例如,在驻车制动储备接口处可以直接地或在必要时通过中间接有梭阀或止回阀地提供驻车制动回路的储备压力。另一方面,也可以在驻车制动供给接口处提供由车辆中已有的驻车制动模块或驻车制动回路所提供的驻车制动压力。在该情况下,驻车制动阀组件可以被用于使在驻车制动储备接口处提供的压力在驻车制动工作接口处导通,或者对该压力进行放气。驻车制动工作接口优选与一个或多个弹簧蓄能式制动缸连接。弹簧蓄能式制动缸既可以位于牵引车内,也可以位于挂车内。就此方面,驻车制动阀组件也可以在挂车车辆内实施。

4、本发明基于如下认知,即,通过在此提出的将第一和第二阀单元互连,使得驻车制动工作接口不依赖于另一个驻车制动阀单元的切换位置地都能被送气和放气。只需相应地切换其中一个驻车制动阀单元,而与另一个驻车制动阀单元的切换位置无关。由此,与第一或第二驻车制动阀单元是否可以发挥功能地被切换无关地,驻车制动工作接口都可以被送气和放气,并且因此与第一和第二驻车制动阀单元中的一个的功能性无关地,可以对与驻车制动工作接口联接的弹簧蓄能式制动缸进行释放或压紧。

5、在第一优选的实施方式中,第一驻车制动阀单元与驻车制动储备接口连接,并从该驻车制动储备接口接收储备压力。此外优选地,第二驻车制动阀单元可以与驻车制动工作接口连接,并给该驻车制动工作接口调控出驻车制动工作压力。如上已述,与驻车制动工作接口可以联接有一个或多个弹簧蓄能式制动缸。也可以与驻车制动工作接口联接有一个或多个位于下游的阀,如位于下游的继动阀或类似装置。如果由第二驻车制动阀单元所提供的驻车制动工作压力首先应当体积放大然后将其以体积放大的方式提供给一个或多个弹簧蓄能式制动缸,则位于下游的继动阀就可以是有意义的。

6、优选地,第一驻车制动信号由第一信号源提供,并且第二驻车制动信号由第二信号源提供,其中,第一信号源和第二信号源彼此独立。优选地,第一和第二信号源由两个独立的电压源供电。例如,第一信号源是能电子控制的气动制动系统的中央模块,而第二信号源是能电子控制的气动制动系统的冗余模块,其中,中央模块和冗余模块由两个独立的电压源供电。冗余模块例如可以与驻车制动模块、挂车控制模块或类似模块集成在一起。中央模块也可以与一个或多个车桥调制器或另外的模块集成在一起。也能想到的是,第一和/或第二驻车制动信号由更高级别的单元提供,例如由自动驾驶单元、电子转向单元、空气制备部等提供。此外,也可以设置的是,第一和第二驻车制动信号中的一个或两个驻车制动信号也能人工提供,例如经由设置在驾驶舱内的开关或能人工操纵的阀来提供。

7、在一个优选的改进方案中,第一驻车制动阀单元和第二驻车制动阀单元经由第一阀线路和与之分开的第二阀线路彼此连接,用以实现变换性切换功能。以该方式能实现的是,使得第一阀线路和第二阀线路分别可变换地作为送气线路和放气线路发挥作用。例如,如果第二驻车制动阀单元处于第一切换位置中,则可能设置的是,第一阀线路作为送气线路发挥作用且第二阀线路作为放气线路发挥作为,并且第一驻车制动阀单元相应地进行切换。通过切换第二驻车制动阀单元,于是例如可以在第一与第二阀线路之间进行切换,以便将两个阀线路中的其中一个阀线路分别与驻车制动工作接口连接。在这种情况下,第一驻车制动阀单元可以例如被设置成用于使第一和第二阀单元的气动送气被颠倒。例如,在第一驻车制动阀单元的第一切换位置中设置的是,第一阀线路被送气,而第二阀线路被放气。相反,在第一驻车制动阀单元的第二切换位置中,第一阀线路被放气,而第二阀线路被送气。

8、例如设置的是,第一阀线路或第二阀线路借助第一驻车制动阀单元有选择地被加载储备压力和放气。例如,在第一驻车制动阀单元的第一切换位置中,第一阀线路被加载储备压力,而第二阀线路被放气,而在第一驻车制动阀单元的第二切换位置中,第二阀线路被加载储备压力,而第二阀线路被放气。

9、优选地,第一阀线路或第二阀线路可以借助第二驻车制动阀单元有选择地与驻车制动工作接口连接。

10、根据优选的改进方案设置的是,第一驻车制动阀单元是4/2换向阀,或具有这样的4/2换向阀,4/2换向阀具有第一驻车制动阀接口、第二驻车制动阀接口、第三驻车制动阀接口和第四驻车制动阀接口。优选地,在第一切换位置中,第一驻车制动阀接口与第二驻车制动阀接口连接,并且第三驻车制动阀接口与第四驻车制动阀接口连接。在第二切换位置中优选地,第一驻车制动阀接口与第四驻车制动阀接口连接,并且第三驻车制动阀接口与第二驻车制动阀接口连接。因此,在第一和第二切换位置中,各自的接口的连接被变换或者说被交叉接连,从而由此可以实现其中一部分的变换接连。

11、在另外的优选的实施方式中,第一驻车制动阀单元具有第一切换阀和第二切换阀,或由该第一和第二切换阀构成。优选地,第一切换阀和第二切换阀都被构造为3/2换向阀。第一切换阀和第二切换阀都借助第一驻车制动信号驱控和切换。以该方式,它们被组合成驻车制动阀单元。第一驻车制动阀单元和第二驻车制动阀单元也可以被称为第一和第二驻车制动阀,而在所述的实施方式中,第一和第二切换阀可以被理解为第一驻车制动阀的第一和第二阀部分。由于第一和第二切换阀共同地通过第一驻车制动信号切换,因此也可以将它们组合并被称为阀。经由优选被构造为3/2换向阀的第一和第二切换阀的之间的互连可以体现出与所述4/2换向阀相应的功能。

12、根据另外的优选的改进方案,第二驻车制动阀单元是3/2换向阀或具有这样的3/2换向阀。形成第二驻车制动阀单元的3/2换向阀优选具有第五驻车制动阀接口、第六驻车制动阀接口和第七驻车制动阀接口。在第一切换位置中,第五驻车制动阀接口优选与第六驻车制动阀接口连接,而在第二切换位置中,第七驻车制动阀接口与第六驻车制动阀接口连接。3/2换向阀优选通过第二切换位置在两个切换位置之间切换。

13、优选地,在驻车制动阀组件中设置的是,第一驻车制动信号是气动信号或电信号,和/或第二驻车制动信号是气动信号或电信号。电信号可以直接由更高级别的电子控制单元来提供,更高级别的电子控制单元其本身产生信号或接收并转送信号。例如,气动信号可以由能电子切换的电磁阀来提供,或也可以通过一个或多个可人工操纵的滑阀来提供。如果驻车制动阀组件在挂车车辆的范围内使用,则这种方式尤其是优选的。

14、在驻车制动阀组件的优选的改进方案中,第一驻车制动阀单元和/或第二驻车制动阀单元被构造成双稳态的。优选地,第一驻车制动阀单元和/或第二驻车制动阀单元被构造成电磁双稳态的。例如,第一驻车制动阀单元和/或第二驻车制动阀单元被构造为具有两个稳定的电磁锁极的双电磁阀。这一方面可以通过如下方式来实现,即,在相对置的端部处布置有两个永磁体,使得衔铁被保持在相应的端位中,或者衔铁本身配备有相应的磁体部分,从而以此方式可以将衔铁保持在两个端位中。这可以通过一个或两个线圈来实现。这些设计对于本领域技术人员来说是已知的,详情参考相关专业知识。

15、在第二方面中,本发明通过用于商用车辆的气动制动系统的驻车制动模块来解决开头所述任务,该驻车制动模块具有用于接收储备压力的驻车制动储备接口、用于提供驻车制动压力的弹簧蓄能器接口、以及按照根据本发明的第一方面的驻车制动阀组件的上述优选实施例之一的驻车制动阀组件。

16、驻车制动阀组件可以被设置成用于集成到现有的系统、模块或组件中,而根据本发明的第二方面的驻车制动模块优选被设计成可以作为独立的结构元件使用。根据本发明第二方面所述的驻车制动模块,除了下文所述的特性和功能外,还可以包括另外的功能,尤其是用于对弹簧蓄能式制动缸送气和放气的传统的驻车制动模块的全部或其中一些已知的功能。根据本发明的第二方面的驻车制动模块既可以设置在牵引车内,也可以设置在挂车车辆内。优选地,驻车制动工作接口与弹簧蓄能器接口要么直接连接,要么通过中间接有一个或多个阀(如尤其是继动阀)进行连接,下文将对此进行更详细描述。

17、在驻车制动模块的一个优选的实施方式中,该驻车制动模块包括第一先导控制单元,第一先导控制单元与驻车制动储备接口连接,并从该驻车制动储备接口接收储备压力,其中,第一先导控制单元是能切换的,以便调控出第一控制压力,其中,第一控制压力作为第一驻车制动信号被调控给该第一驻车制动阀以用于至少切换该第一驻车制动阀。根据该实施方式,第一控制压力因此形成第一驻车制动信号,从而在该实施方式中的第一驻车制动信号是气动的第一驻车制动信号。根据该实施方式,第一驻车制动阀单元基于由第一先导控制单元所提供的第一控制压力进行气动切换。

18、在驻车制动模块的优选的改进方案中,该驻车制动模块具有第二先导控制单元,其中,第二先导控制单元与驻车制动储备接口连接,并从该驻车制动储备接口接收储备压力,其中,第二先导控制单元是能切换的,以便调控出第二控制压力,其中,第二控制压力作为第二驻车制动信号被调控给该第二驻车制动阀单元以用于至少切换该第二驻车制动阀单元。根据该实施方式,第二驻车制动信号也是气动信号,并且由第二控制压力形成。因此,第二驻车制动阀单元能被气动切换,并且第二驻车制动信号以气动方式由先导控制单元来预定。

19、在驻车制动模块的优选的改进方案中,该驻车制动模块具有第一电子控制单元。第一电子控制单元优选被用于驱控第一先导控制单元,但如果第一驻车制动阀单元能以电方式切换并且第一驻车制动信号是电切换信号,则第一电子控制单元同样也可以被用于直接驱控第一驻车制动阀单元。此外,驻车制动模块优选还具有第二电子控制单元,以用于驱控第二先导控制单元或用于直接驱控第二驻车制动阀单元。第一和第二电子控制单元优选被集成到驻车制动模块中,但同样也可能布置在该驻车制动模块外部。第一和第二电子控制单元优选由不同的且彼此独立的电压源供电。

20、在一个优选的实施方案中,第一驻车制动信号或第二驻车制动信号是手动阀的人工的气动压力。这种手动阀可以被设置在驻车制动模块中或与该驻车制动模块连接。手动阀优选被设置作为能人工操纵的滑阀。这种手动阀尤其被设置在挂车车辆中,以便因此人工地尤其是在挂车之外预定第一和/或第二驻车制动信号。以该方式,可以对弹簧蓄能式制动缸进行人工送气和放气。

21、此外优选设置的是,驻车制动模块具有继动阀,继动阀与驻车制动储备接口连接,以用于接收储备压力,并且继动阀与驻车制动阀组件连接,并在控制接口处从驻车制动阀组件接收驻车制动工作压力,并对接收驻车制动工作压力做出响应地在弹簧制动接口处调控出驻车制动压力。因此,继动阀优选被用于对驻车制动工作压力进行体积放大,并然后使该驻车制动工作压力经体积放大地作为驻车制动压力调控出。如果与弹簧蓄能器接口联接有一个或多个需要更大体积的弹簧蓄能式制动缸,则这种方式尤其是优选的。

22、在这种布置中,优选还设置有保持阀,该保持阀被布置在驻车制动阀组件与继动阀之间,以用于将驻车制动工作压力封锁在内或截止在外(ein- bzw. aussperren)。

23、根据本发明的第三方面,开头所述任务通过具有能电子控制的气动制动系统和按照根据本发明的第二方面的驻车制动模块的上述优选实施方式之一的驻车制动模块的商用车辆来解决。应理解,根据本发明的第二方面的驻车制动模块和根据本发明的第三方面的商用车辆具有相同和相似的子方面,这些尤其是被写入在从属权利要求中。也可以设置的是,商用车辆具有能电子控制的气动制动系统和根据本发明的第一方面的驻车制动阀组件,然后,驻车制动阀组件优选集成到能电子控制的气动制动系统的另外的设备或模块中。

24、在本发明的第四方面中,本发明通过具有能电子控制的气动制动系统和按照根据本发明的第二方面的驻车制动模块的上述优选实施方式之一的驻车制动模块的挂车或通过根据本发明的第一方面的驻车制动阀组件来解决开头所述任务。前面已经根据本发明的第三方面所述内容适用于根据本发明的第四方面的挂车。

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