氣壓制動車輛的電子停車制動閥系統的製作方法
2023-12-09 13:32:06 2
專利名稱：氣壓制動車輛的電子停車制動閥系統的製作方法
技術領域：
本申請涉及一種氣動制動系統，如應用於重型車輛中的制動系統，更具體的說，是用於所述系統的控制閥，特別是那些用於駐車制動系統中的控制閥。
背景技術：
目前大部分的重型車輛制動系統都是使用壓縮空氣來實施制動。在這樣的系統中，控制信號通常由車輛的駕駛員傳遞至所述制動系統的控制閥，從而實施制動。這種制動通常分為兩類行駛制動和駐車制動。行駛制動通常是將行駛中的車輛減速至停止。駐車制動主要用於幫助防止車輛從固定停車地點移動，也可能在緊急情況下，當行駛制動失效時，用於行駛車輛的減速，從而提供冗餘制動迴路。
對於行駛制動，駕駛者通常踩壓制動踏板，該制動踏板致動控制閥，從而允許氣壓傳輸至所述制動，從而實施制動。所述駐車制動通常由駕駛員操作駕駛室中位於車輛隔板上的推/拉手柄來執行。駐車制動通常是一個彈簧制動，其在通常情況下是拉伸狀態，就是說為了釋放該彈簧，必須向駐車制動施加空氣壓力。這樣，當沒有空氣壓力時，就施加了駐車制動。相應的，如果車輛失去了空氣壓力(即，輸氣管破裂，元件故障等)，就失去了行駛制動氣壓及實施行駛制動的能力，這時駐車制動會自動生效，將行駛中的車輛減速。相似的，當車輛處於停止或者未使用狀態，則駕駛員可以實施駐車制動，幫助防止車輛在停車位置移動。
如前所述，目前典型的重型車輛都有一個位於駕駛室中的推/拉手柄，其用於實施或者解除駐車制動。車輛可以有多於一個的推/拉手柄，這取決於所述車輛的掛車上是否有附加的駐車制動控制。所述推/拉手柄通常連接於一個推/拉雙止回(PPDC)閥，其控制駐車制動的氣流。通常，當駕駛員將閥推進，就向所述駐車制動提供了氣壓，從而解除制動，允許車輛移動。為了施加制動，駕駛員拉動所述推/拉手柄，從而解除駐車制動的氣壓，從而實施制動。通常，當所述手柄被推入時，所述氣壓用於保持手柄在推入位置。該推/拉手柄有一個特性，即使在空氣系統出現故障或者氣壓不足以嚙合推/拉手柄的情況下，它也允許手控超馳控制，駕駛員可能手握所述手柄以解除駐車制動，並將車輛移動一個很短的距離。
由於該系統相對簡單，其確實有一些缺陷。例如，由於氣管通過車輛的隔板與所述開關相連，因此隔板必須比較大以容納所述氣管。此外，對於閥和相應氣管的安裝可能很困難，因為它們所通過的狹小空間在隔板後面。進一步，當所述閥或者與之相連的氣管上出現漏氣時，就很難維護。由於隔板的有限空間，很難找到漏氣的位置。
上述缺陷在很多現有技術中得到了一定程度的彌補，其中所述隔板中的PPDC閥可由一遠離所述隔板的螺線管代替，該螺線管接收來自一按鈕、開關或類似物的電控信號，所述按鈕、開關等位於駕駛員可掌控的範圍(如車輛的隔板)。公開了上述特徵的現有技術例舉如下U.S.專利號為6752472，6322159，6450587，6322161及6685281的文獻，及公開號為US2004/0124697A1美國專利申請和WO02/24504A1的PCT國際申請。使用電控螺線管取代傳統的隔板PPDC閥基本彌補了上述傳統的隔板PPDC閥的不足，而同時也允許實施進一步的優越性和控制策略，如公開於U.S.專利號No.6322161(後面將做更詳細的描述)中的內容。然而，上述所有現有技術中公開的制動系統仍然存在一些缺陷。
其中的一個缺陷與系統的複雜性有關。雖然在上述的參考文獻中沒有充分的加以描述，但是典型的重型車輛制動系統並不是僅僅使用PPDC閥，而且還包括一些附加元件和閥，如歧管，轉換閥，反覆合閥，繼電閥，很可能還有其他元件。這樣的系統通常需要大量呈複雜網狀分布的管道，以連接不同的系統元件。大量的管道不僅昂貴，沉重並且相對難以安裝(從而需要大量的安裝時間)，而且不同元件間的長管道也使得在獲得所需的系統壓力出現了延時，這樣如，駐車制動解除時間增加了。此外，所述閥和系統元件自身也是昂貴的，佔據了大量的空間，並且極大的增加了車輛的重量。
因此，需要一種用於重型卡車的氣動制動系統，其不需要大量的呈複雜網狀分布的管道去連接不同系統部件，不需要昂貴、沉重且相當不好安裝的管道，不會有獲取所需系統壓力的長時間的延時，這樣駐車制動解除時間就可以令人滿意，也不需要那些昂貴的、佔用大量空間的並且極大的增加了車輛重量的閥和系統部件。
發明內容
因此，本發明的一個目的是提供用於重型車輛的氣動制動系統，其不需要大量呈複雜網狀分布的管道來連接不同的系統部件。
本發明的另一個目的是提供用於重型車輛的氣動制動系統，其具備上述特性，且不需要昂貴、笨重且難於安裝的管道，因而可以相對快速地安裝。
本發明的另一個目的是提供用於重型車輛的氣動制動系統，其具備上述特性，且不會經受獲取所需系統壓力時的長延時，從而使得駐車制動解除時間令人滿意。
本發明的另一個目的是提供用於重型車輛的氣動制動系統，其具備上述特性，且不用那些昂貴的、佔用大量空間的並且極大的增加了車輛重量的閥和系統部件。
上述及其他一些目標通過本發明的一個實施例加以實現。該實施例的制動系統包括駐車制動系統，其包括液壓源，該液壓源適於向至少一個包括駐車制動缸的制動執行器施加制動力，及複合閥，其將所述制動執行器與液壓源流體相連，所述複合閥的入口與所述液壓源流體相連，其出口與制動執行器流體相連。所述複合閥在單個殼體中包括(i)螺線管，其響應於電控信號從一個位置移動，在該位置所述制動執行器的駐車制動缸與所述液壓源流體相連從而給駐車制動缸施壓以及解除駐車制動，以及響應於電控信號從另一個位置移動，其中所述制動執行器的駐車制動缸被排空從而洩放所述駐車制動缸中的壓力，這樣所述駐車制動得以實施，(ii)包括歧管(manifold)，變換閥(inversion valve)，雙止回閥和反覆合閥(anti-compounding)中的至少一個。
在一些實施例中，所述複合閥在單個殼體中包括所述螺線管和所述歧管，所述變換閥，雙止回閥及所述反覆合閥中的至少兩個。在某些上述實施例中，所述複合閥在單個殼體中包括螺線管和所述歧管，所述變換閥，雙止回閥及所述反覆合閥中的至少三個。在某些上述實施例中，所述複合閥在單個殼體中包括螺線管和所述歧管，所述變換閥，雙止回閥及所述反覆合閥的全部四個。在一些實施例中，所述制動系統進一步包括開關，其產生一個由所述螺線管響應的電信號。在某些實施例中，所述開關位於車輛的隔板上。在某些實施例中，液壓源包括主供應缸和第二缸，兩者都與所述複合閥流體相連。
在一些實施例中，所述制動執行器進一步包括行駛制動缸，所述制動系統進一步包括制動踏板，由駕駛員操作用於向行駛制動缸施加壓力。在上述某些實施例中，所述制動踏板流體連接於所述液壓源和所述複合閥之間。在上述某些實施例中，所述液壓源包括主供應缸和第二缸，兩者都與制動踏板流體相連。在某些實施例中，所述主供應缸和所述第二供應缸進一步與所述複合閥直接流體相連。在某些實施例中，至少一個制動執行器包括若干制動執行器。
根據本發明的另一個實施例，適用於包括駐車制動的車輛制動系統的複合閥具有流體連接於液壓源的入口和流體連接於包括駐車制動缸的制動執行器的出口，所述複合閥在其單個殼體中包括螺線管，其響應於電控信號從一個位置移動，在該位置所述出口流體連接於所述入口，以及從另一個位置移動，在此位置出口被排放；並且包括歧管、變換閥、雙止回閥和反覆合閥中的至少一個。
在一些實施例中，所述複合閥在單個殼體中包括所述螺線管和所述歧管，所述變換閥，所述雙止回閥和所述反覆合閥中的至少兩個。在某些實施例中，所述複合閥在單個殼體中包括所述螺線管和所述歧管，所述變換閥，所述雙止回閥和所述反覆合閥中的至少三個。在某些實施例中，所述複合閥在單個殼體中包括所述螺線管和全部四個所述歧管，所述變換閥，所述雙止回閥和所述反覆合閥。在某些實施例中，所述螺線管響應的電信號由開關產生。在某些實施例中，所述開關位於車輛的隔板上。
根據本發明的另一個實施例，車輛制動系統，包括駐車制動，包括主液壓供應缸和第二液壓供應缸，適於向至少一個包括駐車制動缸和行駛制動缸的制動執行器提供制動力；制動踏板，其流體連接於所述主液壓供應缸和所述第二液壓供應缸，所述制動踏板由駕駛員操作，以向所述行駛制動缸提供壓力；流體連接於所述制動踏板和所述制動執行器之間的複合閥，所述複合閥還直接流體連接於所述主液壓供應缸和第二液壓供應缸。所述複合閥在單個殼體中包括螺線管，其響應於隔板上的開關發送的電控信號從一個位置移動，在該位置所述制動執行器的駐車制動缸與所述液壓源流體相連從而給駐車制動缸施壓以及解除駐車制動，以及從另一位置移動，其中所述制動執行器的駐車制動缸被排空從而洩放所述駐車制動缸中的壓力，這樣所述駐車制動就得以實施；包括歧管；雙止回閥；和反覆合閥。
在某些實施例中，所述至少一個制動執行器包括若干制動執行器。
本發明及其特性和優點將通過下面結合附圖的講解變得更加清楚。
附圖1是現有技術中典型的重型車輛氣動制動系統的示意圖；附圖2是根據本發明的實施例的重型車輛氣動制動系統的示意圖；附圖3是應用於圖2所示的重型車輛氣動制動系統的複合閥示意圖。
具體實施例方式
如附圖1所示，其示出現有技術中典型的重型車輛氣動制動系統100。所述系統100包括主壓縮空氣供應缸102，第二壓縮空氣供應缸104，兩者都從一壓縮空氣源(由箭頭106顯示)接收壓縮空氣，該壓縮空氣源通常為壓縮機。主壓縮空氣供應缸102和第二壓縮空氣供應缸104，通過管道108，110連接至制動踏板112，其位於駕駛室內，通常在駕駛員的腳容易達到的位置。
制動踏板112通過管道114，116連接至歧管118，該歧管通過管道120，122連接至推/拉雙止回閥(PPDC)124，其通常包括位於駕駛室內的推/拉手柄126，該手柄通常位於隔板上駕駛員夠得到的地方。PPDC閥124通過管道128連接至轉換閥130，該轉換閥通過管道132連接至繼電閥134。繼電閥134還通過管道136直接連接於主壓縮空氣供應缸104。繼電閥134還通過管道142，144連接於兩個制動執行器138，140。
制動執行器138，140通常是雙缸執行器，包括行駛制動缸和駐車(或緊急)制動缸。通過操作制動踏板112，駕駛員將壓縮空氣導入所述制動執行器138，140的行駛制動缸，這樣就實施了行駛制動，從而將行駛中的車輛減速至停止。通過操作所述推/拉雙止回(PPDC)閥124的推/拉手柄126，駕駛員將壓縮空氣導入所述制動執行器138，140的駐車制動缸，這樣所述駐車制動(其通偏置於操作位置)被解除，車輛可以自由移動。
由於圖1所示的系統的操作和配置是公知的，這裡不再進行詳細描述。然而，對於本領域的技術人員來說，現有技術中的系統100包括4個分離閥元件(歧管118，PPDC閥124，轉換閥130和繼電閥134)，它們通過一定數量的管道120，122，128，132彼此相連。
圖2所示為根據本發明實施例的用於重型車輛的氣動制動系統10。所述系統10包括主壓縮空氣供應缸12和第二壓縮空氣供應缸14，兩者都接收來自於壓縮空氣源(由箭頭16標出)的壓縮空氣，該壓縮空氣源通常情況下為壓縮機。所述主壓縮空氣供應缸12和第二壓縮空氣供應缸14通過管道18，20連接於制動踏板22，該踏板位於車輛的駕駛室中，通常位於駕駛員的腳易於達到的位置上。
制動踏板22通過管道24，26連接於複合閥28的一個或多個入口，它還有一個或多個入口通過管道30，32直接連接於主壓縮空氣供應缸14和第二壓縮空氣供應缸16。複合閥28還包括一個或多個出口，其通過管道34，36連接於兩個制動執行器38，40，所述執行器通常是雙缸執行器，包括行駛制動缸和駐車(或緊急)制動缸。
圖3所示為複合閥28，其在單個殼體42內包含電子駐車電磁閥46，其響應於來自開關44(通常位於車輛的隔板上，駕駛員易於操做的位置)的電信號，從一個位置移動，在該位置所述制動執行器38，40的駐車制動缸與所述主壓縮空氣供應缸14和/或第二壓縮空氣供應缸16中的至少一個相連，從而給駐車制動缸施壓以及解除駐車制動，從另一位置移動，其中所述制動執行器的駐車制動缸被排空從而洩放所述駐車制動缸中的壓力，這樣所述駐車制動就得以實施。這樣，就用電子駐車電磁閥46和所述開關44取代了現有技術中的PPDC閥。
所述複合閥28也包括歧管48，轉換閥50，反覆合閥52和雙向止回閥54，其功能與現有技術中已知的閥相似。然而，不象現有技術，因為所述駐車電磁閥46(取代PPDC閥)，歧管48，轉換閥50，反覆合閥52和雙向止回閥54均分布於一個獨立的外殼42中，就可以省去一些管道(即，相應於圖1中的附圖標記120，122，128，132)，所述閥佔據的空間就變小，質量變輕，所述系統的組裝就更簡單且便宜等。
此外，對於駕駛員來說系統10的操作與現有技術中的系統100的操作類似，這樣他/她就不用學習新東西。更具體的，通過操作制動踏板22，駕駛員將壓縮空氣導引到制動執行器38，40的行駛制動缸中，這樣就實施行駛制動，使行駛中的車輛慢下來至停止。通過操作開關44，駕駛員將壓縮空氣導引到制動執行器38，40的駐車制動缸中，這樣所述駐車制動(其通常偏置於操作位置)被解除，車輛得以移動。
本發明的複合閥28可以被直接加入眾多其他制動系統中，已知的或者是將來會被開發的。例如，在美國專利號為6322161的專利文獻中就提供了一種包括很多所需特性的制動系統，其全文被作為參考而結合於此。
簡單的說，該專利公開了一種安全性能提高了的自動氣動駐車制動執行器系統，在一種或多種危險情況存在於所述車輛或裝置周圍/內部的不同部分(station)時，它自動實施氣壓制動。優選的執行器系統的操作原則是所述制動執行系統電連接於不同的部分，當包括所述執行單元的電路中斷時，所述執行器系統的電磁閥關閉並釋放，以切斷氣動制動的空氣供給從而實施制動。所述部分可能包括車輛點火，一個或多個門，輪椅梯，翻鬥車床，反鏟臂，或其他裝置。通過關閉車輛點火開關，該點火系統最好是所述執行器單元的能量源，或者通過斷開所述不同部分的不同電路，所述執行器單元會「解扣」，即所述電磁閥將閉合併洩放空氣，從而實施制動。通過將所述制動執行器單元串連安裝在所述空氣源和所述氣壓制動之間，所述執行器系統可以安裝於氣壓制動系統。所述制動執行器單元的電磁閥有一個洩放出口，用於當由於其中一個制動執行器電路被斷開而使所述電磁閥斷電時，釋放空氣通道的壓力。在應用中，當要發生需要格外注意的動作時，如果駕駛員沒有手動執行駐車制動，本發明的系統將代他/她執行所述氣壓制動。
通過用本發明的所述複合閥28來代替美國專利號為6322161的專利文獻中公開的分立電磁閥，即可同時獲得兩者的優點。
因此，本發明提供一種用於重型車輛的氣動制動系統，它不需要大量的呈複雜網狀分布的管道來連接不同的系統部件，不需要昂貴，沉重和比較難於安裝的管道，它的安裝相對快捷，它不會有獲取所需系統壓力的長時間延時，這樣駐車制動解除時間就可以令人滿意，也不需要那些昂貴的、佔用大量空間的並且極大的增加了車輛重量的閥和系統部件。
雖然本發明結合特定的部件布置，特性等進行了詳細描述，但是這並不局限其他所有可能的布置和特性，並且本領域的技術人員是可以進行很多其他的改動和變化。
權利要求
1.一種含有駐車制動的車輛制動系統，包括液壓源用於向至少一個包括駐車制動缸的制動執行器提供制動力；複合閥，其將所述制動執行器與所述液壓源流體相連，所述複合閥有一入口，其與所述液壓源流體相連，和一個出口，其與所述制動執行器流體相連；所述複合閥在單個殼體中包括螺線管，其響應於電信號從一個位置移動，在該位置所述制動執行器的駐車制動缸與所述液壓源流體相連從而給駐車制動缸施壓以及解除駐車制動，以從另一個位置移動，在該位置所述制動執行器的駐車制動缸被排空從而洩放所述駐車制動缸中的壓力，這樣所述駐車制動就得以實施；及至少包括歧管，轉換閥，雙止回閥及反覆合閥中的一個。
2.如權利要求1所述的車輛制動系統，其中所述複合閥在單個殼體中包括所述螺線管和至少所述歧管，所述轉換閥，所述雙止回閥及所述反覆合閥中的兩個。
3.如權利要求2所述的車輛制動系統，其中所述複合閥在單個殼體中包括所述螺線管和至少所述歧管，所述轉換閥，所述雙止回閥和所述反覆合閥中的三個。
4.如權利要求3所述的車輛制動系統，其中所述複合閥在單個殼體中包括所述螺線管和全部四個所述歧管，所述轉換閥，所述雙止回閥和所述反覆合閥。
5.如權利要求1所述的車輛制動系統進一步包括開關，其生成所述螺線管所響應的電信號。
6.如權利要求5所述的車輛制動系統，其中所述開關位於車輛的隔板上。
7.如權利要求1所述的車輛制動系統，其中所述液壓源包括主供應缸和第二供應缸，兩者都與所述複合閥流體相連。
8.如權利要求1所述的車輛制動系統，其中所述制動執行器進一步包括行駛制動缸，並進一步包括由車輛駕駛員操作的制動踏板，從而向所述行駛制動缸提供壓力。
9.如權利要求8所述的車輛制動系統，其中所述制動踏板流體連接於所述液壓源和所述複合閥之間。
10.如權利要求9所述的車輛制動系統，其中所述液壓源包括主供應缸和第二供應缸，兩者都與所述制動踏板流體相連。
11.如權利要求10所述的車輛制動系統，其中所述主供應缸和第二供應缸進一步與所述複合閥流體相連。
12.如權利要求1所述的車輛制動系統，其中至少一個制動執行器包括若干制動執行器。
13.一種適用於車輛制動系統的複合閥，所述車輛制動系統包括駐車制動，所述複合閥有一入口，其與所述液壓源流體相連，以及一個出口，其與所述制動執行器流體相連，該制動執行器有駐車制動缸，所述複合閥在單個殼體內包括螺線管，其響應於電信號從一個位置移動，在該位置所述出口與所述入口流體相連，以及從另一位置移動，在該位置所述出口被洩放；並且至少包括歧管，轉換閥，雙止回閥以及反覆合閥中的一個。
14.根據權利要求13所述的複合閥，其中所述複合閥在單個殼體內包括螺線管和至少所述歧管，所述轉換閥，所述雙止回閥和所述反覆合閥中的兩個。
15.根據權利要求14所述的複合閥，其中所述複合閥在其單殼內包括螺線管和至少所述歧管，所述轉換閥，所述雙止回閥和所述反覆合閥中的三個。
16.根據權利要求15所述的複合閥，其中所述複合閥在單個殼體內包括螺線管和全部四個所述歧管，所述轉換閥，所述雙止回閥和所述反覆合閥。
17.根據權利要求13所述的複合閥，其中所述螺線管所響應的電信號由開關生成的。
18.根據權利要求17所述的複合閥，其中所述開關位於車輛的隔板上。
19.一種包括駐車制動的車輛制動系統，所述制動系統包括主供應缸和第二供應缸，其用於向至少一個制動執行器提供制動力，所述制動執行器包括駐車制動缸和行駛制動缸；制動踏板，其與所述主供應缸和第二供應缸流體相連，所述制動踏板由車輛的駕駛員操作，以向所述行駛制動缸提供壓力；複合閥，其流體連接於所述制動踏板和所述制動執行器之間，所述複合閥還直接流體連接於所述主液壓供應缸和所述第二液壓供應缸；所述複合閥在單個殼體中包括螺線管，其響應於來自於車輛隔板上的開關發送的電信號，從一個位置移動，在該位置所述制動執行器的駐車制動缸與所述液壓源流體相連，從而給所述駐車制動缸加壓以及解除駐車制動，從另一個位置移動，其中所述制動執行器的駐車制動缸被排空，從而釋放所述駐車制動缸中的壓力，這樣就實施了駐車制動；歧管；變換閥；雙止回閥；和反覆合閥。
20.如權利要求19所述的車輛制動系統，其中，至少一個制動執行器包括若干制動執行器。
全文摘要
本發明公開一種車輛制動系統，包括液壓源，其用於向包括駐車制動缸的制動執行器提供制動力；複合閥，其將所述制動執行器與所述液壓源流體相連，所述複合閥具有一個入口，流體連接於所述液壓源，一個出口，流體連接於所述制動執行器。所述複合閥在單個殼體內包括(i)螺線管，其響應於電控信號從一個位置移動，在該位置所述制動執行器的駐車制動缸與所述液壓源流體相連從而給駐車制動缸施壓以及解除駐車制動，以從另一位置移動，其中所述制動執行器的駐車制動缸被排空從而洩放所述駐車制動缸中的壓力，這樣就實施駐車制動，以及(ii)包括歧管，變換閥，雙止回閥和反覆合閥中的至少一個。
文檔編號B60T15/00GK1880138SQ200610106079
公開日2006年12月20日 申請日期2006年6月15日 優先權日2005年6月15日
發明者喬·胡佛, 羅伯特·魯道夫, 戴維·G·恩格爾伯特, 諾布爾·漢密爾頓 申請人:哈爾德克斯制動器公司