氣壓式智能電子駐車制動裝置的製作方法

2023-12-09 13:33:01

專利名稱：氣壓式智能電子駐車制動裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於氣壓制動系統技術領域，特別是一種氣壓式智能電子駐車制動裝置。
背景技術：
目前，中重型汽車駐車制動裝置採用氣壓手動駐車制動裝置，此種氣壓手動駐車制動裝置多採用「斷氣剎車」原理，通過手制動使駐車制動氣室排氣，產生駐車制動。其操作麻煩，特別是在上坡起步時，若駕駛員操縱經驗欠缺，或操縱失誤均容易出現後溜現象。裝備自動變速器的汽車若使用此類型的駐車制動裝置，難以實現良好的坡道起步。如果駐車制動和變速器協調控制效果差，將引起溜車、離合器和制動器的磨損，甚至導致發動機被憋熄火等情況。為解決手制動裝置存在的問題，中國發明專利申請公開說明書「氣壓式電子駐車制動系統及制動方法」(公開號101879893A，
公開日2010年11月10日)公開了一種氣壓式電子駐車制動裝置及制動方法，該制動系統包括儲氣筒、手制動開關、手制動氣室，儲氣筒與手制動氣室之間由氣管路連接，它還包括氣壓式電子駐車閥、駐車制動控制器，氣壓式電子駐車閥連接在儲氣筒與手制動氣室之間，駐車制動控制器連接在手制動開關與氣壓式電子駐車閥之間。該氣壓式電子駐車制動裝置存在如下問題:1.其半自動、全自動控制方案取消了駕駛室內的機械式手制動開關取而代之的是電子式的開關按鈕，雖解決了空間問題但同時帶來了如若該套系統出現故障，駕駛員將無法手動施行駐車或解除駐車制動，從而帶來不必要的麻煩和危險，安全性、可靠性不夠；2.其實現半自動、全自動控制方案的系統結構有差異，在針對不同消費者需求時還需進行更改，安裝布置靈活性差。

發明內容
本發明的目的在於提供一種氣壓式智能電子駐車制動裝置，結構簡單、布置方便靈活，駐車制動及時、安全可靠。實現本發明目的的技術解決方案為:一種氣壓式智能電子駐車制動裝置，包括由氣路依次連接的儲氣筒、壓力開關、駐車制動氣室，以及與制動開關、壓力開關電連接的制動控制器，在所述壓力開關與駐車制動氣室之間的氣路上還依次設有氣壓式集成電子駐車制動閥和氣壓傳感器，所述氣壓式集成電子駐車制動閥和氣壓傳感器還分別與制動控制器電連接。氣壓式集成電子駐車制動閥包括主閥、第一導閥、第二導閥，所述主閥開有分別與大氣相通的排氣口、與儲氣筒相通的充氣口、與駐車制動氣室相通的放氣口，所述主閥內設有主閥芯，通過其位置變換可分別使排氣口與放氣口導通或充氣口與放氣口導通，所述第一導閥設有與主閥相通的氣路，還設有與儲氣筒側氣路相通的制動進氣口及與大氣相通的制動排氣口，所述第一導閥內設有第一閥芯，通過駐車制動端線圈通斷電使其位置變換，可分別使制動進氣口與主閥導通或使制動排氣口與主閥導通，所述第二導閥設有與主閥相通的氣路，還設有與儲氣筒側氣路相通的制動解除進氣口及與大氣相通的制動解除排氣口，所述第二導閥內設有第二閥芯，通過解除駐車端線圈通斷電使其位置變換，可分別使制動解除進氣口與主閥導通或使制動解除排氣口與主閥導通。氣壓式集成電子駐車制動閥還包括應急制動機構和應急制動解除機構，應急制動機構一端與第一導閥內的第一閥芯相連，另一端通過拉線與駕駛室內的應急制動拉環相連，應急制動解除機構一端與第二導閥內的第二閥芯相連，另一端通過拉線與駕駛室內的應急制動解除拉環相連。制動開關中一個為自動模式開關，另一個為手動模式開關。本發明與現有技術相比，其顯著優點:1、結構簡單，布置方便:手動模式和自動模式下無需更改其結構就可實現真正意義上的手自一體控制方案；2、可靠性強:由於設有用於檢測駐車制動氣室中氣壓的氣壓傳感器，使系統可靠性大為提高；當配備人工應急制動和應急制動解除功能，在電控操縱模塊出現故障或失效時，駕駛員可以在駕駛室內使用人工應急操縱拉鎖裝置，對汽車實施駐車制動和解除，從而保證駐車制動安全可靠。下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述。


圖1為本發明氣壓式智能電子駐車制動裝置的結構示意圖。圖2為圖1中氣壓式集成電子駐車閥的駐車制動工作原理圖。圖3為圖1中氣壓式集成電子駐車閥的解除駐車制動工作原理圖。圖4為本發明氣壓式智能電子駐車制動裝置的電原理框圖。圖5為圖4中傾角傳感器檢測電路的電路圖。圖6為圖4中電磁閥驅動電路的電路圖。 圖中，I自動模式開關，2手動模式開關，3儲氣筒，4壓力開關，5氣壓式集成電子駐車閥，51第一導閥,52第二導閥,53第一閥芯,54第二閥芯,55主閥芯,6氣壓傳感器，7駐車制動氣室，8制動控制器，9導線，10氣管路，11應急制動拉環，12應急制動解除拉環，13、16拉線，14應急制動機構，15應急制動解除機構。
具體實施例方式如圖1所示，本發明的氣壓式智能電子駐車制動裝置，包括由氣路10依次連接的儲氣筒3、壓力開關4、氣壓式集成電子駐車制動閥5、氣壓傳感器6、駐車制動氣室7，制動控制器8與制動開關1、2、壓力開關4、氣壓式集成電子駐車制動閥5、氣壓傳感器6電連接。制動控制器8還與電源及信號線路相連。制動控制器8通過採集自動模式開關1、手動模式開關2、壓力開關4、氣壓傳感器6和整車的相關狀態信號，對氣壓式集成電子駐車閥5進行控制，實現車輛的駐車制動和解除。其中，氣壓式集成電子駐車制動閥5是實現本發明目的的關鍵之一。如圖2和圖3所示，氣壓式集成電子駐車制動閥5包括主閥50、第一導閥51、第二導閥52，主閥50開有分別與大氣相通的排氣口 A、與儲氣筒3相通的充氣口 B、與駐車制動氣室7相通的放氣口C，主閥50內設有主閥芯55，通過其位置變換可分別使排氣口 A與放氣口 C導通或充氣口B與放氣口 C導通，第一導閥51設有與主閥50相通的氣路，還設有與儲氣筒3側氣路相通的制動進氣口 Pl及與大氣相通的制動排氣口 01，第一導閥51內設有第一閥芯53，通過駐車制動端線圈Dl、D2通斷電使其位置變換，可分別使制動進氣口 Pl與主閥50導通或使制動排氣口 01與主閥50導通，所述第二導閥52設有與主閥50相通的氣路，還設有與儲氣筒3側氣路相通的制動解除進氣口 P2及與大氣相通的制動解除排氣口 02，第二導閥52內設有第二閥芯54，通過解除駐車端線圈D3、D4通斷電使其位置變換，可分別使制動解除進氣口 P2與主閥50導通或使制動解除排氣口 02與主閥50導通。當駐車制動端線圈D1、D2或解除駐車端線圈D3、D4斷電後，該雙控電磁換向閥主閥的各個接口能維持原狀而不至於長時間通電燒毀線圈。制動開關1、2中一個為自動模式開關1，另一個為手動模式開關2。也可以是同時具有上述功能的一體開關。氣壓式集成電子駐車制動閥(5)包括應急制動機構14和應急制動解除機構15，應急制動機構4 一端與第一導閥51內的第一閥芯53相連,另一端通過拉線13與駕駛室內的應急制動拉環11相連，應急制動解除機構15 —端與第二導閥52內的第二閥芯54相連，另一端通過拉線16與駕駛室內的應急制動解除拉環12相連。其中手動模式開關2 「上拉」即為施行手動駐車制動操作，「下按」即為施行手動解除制動操作。本發明的氣壓式智能電子駐車制動裝置駐車制動與解除的工作原理如下:1、自動模式:駕駛員操縱模式開I關發出自動操縱模式指令，點亮自動模式指示燈。制動控制器8接受自動模式開關I的信號，並通過檢測汽車車身上點火開關狀態、制動開關狀態、變速器檔位開關信號和離合器開關信號，同時檢測傾角傳感器與氣壓傳感器6的信號，並對各種信號及系統狀態進行綜合邏輯判斷，形成動作指令，自動進行車輛的駐車制動和解除的操作。此部分邏輯與現有技術相同，不在此詳述。駐車制動時，如圖2，氣壓式集成電子駐車制動閥4的駐車制動端線圈Dl、D2通電，其控制的導閥51得電工作，第一閥芯53下移，駐車制動氣室6中的空氣先通過Pl 口進入導閥51，從而推動主閥芯55右移，使得B 口被堵住，C 口和A 口導通。此時駐車制動氣室7中的壓縮空氣經氣壓式集成電子駐車閥5的C 口從A排向大氣，進行排氣操作，同時制動控制器8通過檢測氣壓傳感器信號，監控汽車的駐車制動氣室7的壓力，待駐車制動氣室7內的氣壓降低到某一設定下限值後，點亮駐車指示燈。此時利用斷氣剎原理，駐車制動氣室7排氣時，制動彈簧伸長，作為動力源推動制動器的制動蹄片作用於輪轂，從而產生駐車制動力。駐車制動端線圈D1、D2斷電，且此時解除駐車端線圈D3、D4不通電，導閥51因斷電致使第一閥芯53上移，主閥左腔中的空氣從導閥51的01 口排出，此時主閥左右腔中壓力平衡，主閥芯55由O型圈包裹，不僅氣密封性好，而且不會因車體振動而移動，進而使主閥芯維持Dl、D2通電時的狀態不變，C 口和A 口保持常通狀態，從而保證車輛一直處於駐車制動狀態。解除駐車制動時，如圖3，氣壓式集成電子駐車閥5的解除駐車端線圈D3、D4通電，其控制的導閥52得電工作，第二閥芯54下移，儲氣筒3中的空氣先通過P2 口進入導閥52，從而推動主閥芯55左移，使得A 口被堵住，C 口和B 口導通。此時儲氣筒3中的空氣經氣壓式集成電子駐車閥5的B 口從C 口充入駐車制動氣室7，實現進氣操作，從而實現解除駐車制動。同時制動控制器8通過檢測氣壓傳感器6的信號，監控汽車的駐車制動氣室7的壓力，當駐車制動氣室7的氣壓增加到某一設定上限值後，熄滅駐車指示燈。此時利用斷氣剎原理，駐車制動氣室7內充氣時，制動彈簧被壓縮，制動器的制動蹄片與輪轂之間產生間隙，駐車制動解除。解除駐車端線圈D3、D4斷電，且此時駐車制動端線圈D1、D2不通電，導閥52因斷電致使第二閥芯54上移，主閥左腔中的空氣從導閥52的02 口排出，此時主閥左右腔中壓力平衡，主閥芯55由O型圈包裹，不僅氣密封性好，而且不會因車體振動而移動，從而使主閥芯55維持D3、D4通電時的狀態不變，C 口和B 口保持常通，從而保證車輛一直處於解除駐車狀態。2、手動模式:駐車制動時，駕駛員上拉手動模式開關2，發出駐車制動指令，制動控制器8採集到手動模式開關2的信號，給氣壓式集成電子駐車閥5的駐車制動端線圈Dl、D2通電，使氣壓式集成電子駐車制動閥5的C 口與A 口導通(其中氣壓式集成電子駐車閥5的工作原理同上述自動駐車模式下駐車制動的工作原理)，使駐車制動氣室7與大氣相連，進行排氣操作；同時制動控制器8通過檢測氣壓傳感器6信號，監控汽車的駐車制動氣室7的壓力，等駐車制動氣室7內的氣壓降低到某一設定下限值後，點亮駐車指示燈。此時利用斷氣剎原理，駐車制動氣室7排氣時，制動彈簧伸長，作為動力源推動制動器的制動蹄片作用於輪轂，產生駐車制動力，實現車輛的駐車制動。氣壓式集成電子駐車閥5斷電後，會保持C 口與A 口常通狀態，保證車輛一直處於駐車制動狀態。解除駐車制動時，駕駛員下按手動模式開關2，發出解除駐車指令，制動控制器8採集到手動模式開關2信號，給氣壓式集成電子駐車閥5的解除駐車端線圈D3、D4通電(其中氣壓式集成電子駐車閥5的工作原理同上述自動駐車模式下解除駐車制動的工作原理)，氣壓式電子駐車制動閥5的C 口與B 口導通，駐車制動氣室7通過氣管路10與儲氣筒3相連，進行充氣操作；同時制動控制器8通過通過檢測氣壓傳感器6信號，監控汽車的駐車制動氣室7的壓力，當駐車制動氣室7的氣壓增加到某一設定一限值後，熄滅駐車指示燈。此時利用斷氣剎原理，駐車制動氣室7內充氣時，制動彈簧被壓縮，制動器的制動蹄片與輪轂之間產生間隙，駐車制動解除。氣壓式集成電子駐車閥5斷電後，會保持C 口與B 口常通狀態，保證車輛一直處於解除駐車狀態。3、緊急制動過程:當汽車的行車制動出現故障之後，駕駛員可以通過上拉手動模式開關2，激發汽車的應急駐車制動，保證汽車的行車安全，將傷害降低到最低。在緊急制動過程中，制動控制器8會採集汽車的行車制動開關狀態、車速、油門開度等狀態信息，對駕駛員的應急操作的合理性做出判斷，避免由於誤操作等行為導致的駐車制動激發。4、手動應急操作:當蓄電池出現供電不足，或是該裝置本身存在電氣故障，導致這種氣壓式智能電子駐車制動裝置不能正常工作時，駕駛員需要通過手動應急操作來實現駐車制動或解除，保證汽車在該特定故障時期內的正常使用，直至汽車能夠行駛至維修中心進行維修。
該手動應急操作裝置為氣壓式集成電子駐車閥集成的拉鎖開關，駕駛員可通過拉拔駐車制動應急拉拔開關11或解除駐車制動應急拉拔開關12，以實現手動應急操作。為了確保行車安全，在氣壓式智能電子駐車制動裝置不能正常工作後，應立即將故障汽車送往維修中心進行修復，手動應急作業系統僅用於在該時期內應急使用。電路原理圖見圖4，圖中粗線框表示整個氣壓式電子駐車制動裝置的電器件的組成，虛線內表示的是控制電路電器件的組成。控制電路組件不包括駐車閥、壓力傳感器、壓力開關、自動模式開關、手動駐車開關和手動解除開關，但整個裝置中則包含這些電器件；粗線框外表示的是外界與裝置中電路連接情況，含有點火鑰匙開關、變速器擋位開關、離合器開關、制動開關。控制電路中重要的幾個功能模塊，包括氣動閥驅動電路、傾角傳感器檢測電路，原理說明如下:傾角傳感器檢測電路見圖5，傾角傳感器選用成熟產品SCA60C。此傳感器外接5V驅動電源，7腳為模擬電壓信號輸出引腳。將VOUT連接到MCU的模擬轉換引腳，進行電壓值採樣即可。氣動閥驅動電路見圖6,通過單片機的輸出端Magnetism_Controlll和Magnetism_Controll2 驅動 Ql、Q2 的導通和截止從而控制 SVll++, SVlI—和 SV12++、SV12—，進而控制氣壓式集成電子駐車閥的制動端線圈(Dl、D2)和解除駐車端線圈(D3、D4)的通斷電。結合實際操作，本實施例的氣壓式電子駐車制動裝置在實際使用中具有如下功倉泛:自動制動:停車時，旋轉點火鑰匙使其在OFF擋，發動機熄火，該氣壓式電子駐車制動裝置自動制動。制動解除:起步時，非空擋情況下，當離合器結合到一定程度後，汽車可以往前行駛時，該氣壓式電子駐車制動裝置自動解除制動。手動操作:點火鑰匙處於ON擋，上拉手動模式開關，施行駐車制動；下按手動模式開關，施行解除制動。若該裝置本身出現電氣故障，可通過手動應急操作裝置實現應急功倉泛。狀態指示:駐車狀態下，駐車指示燈常亮；解除制動狀態下，指示燈熄滅。
權利要求
1.一種氣壓式智能電子駐車制動裝置，包括由氣路依次連接的儲氣筒(3)、壓力開關(4)、駐車制動氣室(7)，以及與第一制動開關(I)、第二制動開關(2)、壓力開關(4)電連接的制動控制器(8)，其特徵在於:在所述壓力開關(4)與駐車制動氣室(7)之間的氣路上還依次設有氣壓式集成電子駐車制動閥(5)和氣壓傳感器(6)，所述氣壓式集成電子駐車制動閥(5 )和氣壓傳感器(6 )還分別與制動控制器(8 )電連接。
2.根據權利要求1所述的氣壓式智能電子駐車制動裝置，其特徵在於:所述氣壓式集成電子駐車制動閥(5 )包括主閥(50 )、第一導閥(51)、第二導閥(52 )，所述主閥(50 )開有分別與大氣相通的排氣口(A)、與儲氣筒(3)側氣路相通的充氣口(B)、與駐車制動氣室(7)側氣路相通的放氣口(C)，所述主閥(50)內設有主閥芯(55)，通過其位置變換可分別使排氣口(A)與放氣口(C)導通或使充氣口(B)與放氣口(C)導通，所述第一導閥(51)設有與主閥(50)相通的氣路，還設有與儲氣筒(3)側氣路相通的制動進氣口(Pl)及與大氣相通的制動排氣口( OI)，所述第一導閥(51)內設有第一閥芯(53 )，通過駐車制動端線圈(D1、D2 )使其位置變換，可分別使制動進氣口(Pl)與主閥(50)導通或使制動排氣口(01)與主閥(50)導通，所述第二導閥(52)設有與主閥(50)相通的氣路，還設有與儲氣筒(3)側氣路相通的制動解除進氣口(P2)及與大氣相通的制動解除排氣口(02)，所述第二導閥(52)內設有第二閥芯(54)，通過解除駐車端線圈(D3、D4)使其位置變換，可分別使制動解除進氣口(P2)與主閥(50)導通或使制動解除排氣口(02)與主閥(50)導通。
3.根據權利要求2所述的氣壓式智能電子駐車制動裝置，其特徵在於:所述氣壓式集成電子駐車制動閥(5)還包括應急制動機構(14)和應急制動解除機構(15)，所述應急制動機構(4) 一端與第一導閥(51)內的第一閥芯(53)相連,另一端通過拉線(13)與駕駛室內的應急制動拉環(11)相連，所述應急制動解除機構(15) —端與第二導閥(52)內的第二閥芯(54)相連，另一端通過拉線(16)與駕駛室內的應急制動解除拉環(12)相連。
4.根據權利要求1所述的氣壓式智能電子駐車制動裝置，其特徵在於:所述第一制動開關(I)為自動模式開關，第二制動開關(2)為手動模式開關。
全文摘要
本發明公開一種氣壓式智能電子駐車制動裝置，包括由氣路依次連接的儲氣筒、壓力開關、駐車制動氣室，以及與制動開關、壓力開關電連接的制動控制器，在所述壓力開關與駐車制動氣室之間的氣路上還依次設有氣壓式集成電子駐車制動閥和氣壓傳感器，所述氣壓式集成電子駐車制動閥和氣壓傳感器還分別與制動控制器電連接。本駐車制動裝置結構簡單、布置靈活方便，駐車制動及時、安全可靠。
文檔編號B60T13/68GK103085799SQ20131002578
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月23日 優先權日2013年1月23日
發明者王顯會, 王洪亮, 皮大偉, 周雲波, 鄭婷 申請人:南京艾斯福汽車科技有限公司