技术领域
[0001] 本
发明涉及一种用于操控弹簧储能-停驻制动器的驻车制动-阀装置以及一种具有这种驻车制动-阀装置的电-
气动制动系统。
背景技术
[0002] 商用车辆的弹簧储能-停驻制动器在无压
力或排气状态下自
锁而且通过驻车制动-阀装置来填充或进气，从而车辆随后可以在弹簧储能-停驻制动器松开的情况下起动。
[0003] 在这种情况下，尤其是公知了电-气动手动制动(EPH)系统，电-气动手动制动(EPH)系统能够实现通过电操纵对弹簧储能-停驻制动器或
驻车制动器的松开和锁定。出于安全性以及法律规定的原因，这种电-气动手动制动(EPH)系统优选双稳态地构造，从而可靠地保持伴随着挂入弹簧储能-停驻制动器(驻车制动器)且在无通电情况下的驻车状态以及伴随着松开或填充弹簧储能-停驻制动器的行驶状态。
[0004] 阀的
泄漏可以根据实施方案、尤其是在“锁住”压力下原则上造成对相应的模式或状态的非期望的调节。
发明内容
[0005] 本发明所基于的任务在于提供一种电-气动驻车制动-阀装置，该电-气动驻车制动-阀装置能够低耗费地实现高安全性。
[0006] 该任务通过根据
权利要求1所述的电-气动驻车制动-阀装置来解决。
从属权利要求描述了优选的扩展方案。还设置一种具有这种驻车制动-阀装置的电-气动制动系统。
[0007] 因此，设置有控制体积，该控制体积被设置用于对将压缩空气输入端和压缩空气输出端连接起来的继动阀进行调配并且能通过电操控的入口阀装置和出口阀装置来调节，也就是说尤其是能与压缩空气输入端连接，用于填充该控制体积(提高压力来达到控制压力)，并且能与排气联接端连接，用于使该控制体积排气(压力降低)。
[0008] 在这种情况下，设置有旁路阀装置，通过该旁路阀装置，联接端中的至少一个联接端、尤其是压缩空气输入端和/或排气联接端能与继电器部分的控制体积连接；因此，旁路阀装置用于构造旁路线路，该旁路线路绕开入口阀和/或出口阀。在这种情况下，旁路阀装置通过继电器的控制体积中的控制压力来自动地保持。
[0009] 在这种情况下，旁路阀装置可具有设置在压缩空气输入端上的、优选地在基本状态下阻断的输入端旁路阀，以便绕开可电操控的入口阀；旁路阀装置还可具有设置在排气联接端上的、优选在基本状态下打开的输出端旁路阀，该输出端旁路阀因此能够在其无压力的基本状态下实现控制体积的排气并且在这种情况下绕开能电操控的出口阀。因此，旁路阀可以通过控制体积的控制压力相应地切换到其另一
位置。
[0010] 在行驶位置(停驻制动器松开)在出口阀处例如泄漏的情况下，经填充的控制体积优选地自动地使输入端旁路阀保持打开，从而可靠地保持经填充的位置用以使停驻制动器松开。相应地，在驻车位置(在该驻车位置，控制体积是排气了的)在入口阀处泄漏的情况下，打开的输出端旁路阀能够实现对由于泄漏而流入的压缩空气立即排气，从而在控制体积中不能构建相关的控制压力并因此可靠地保持驻车位置。
[0011] 由此，已经实现了如下几个优点：提供了一种自动保持的系统，针对填充弹簧储能-停驻制动器并因此松开弹簧储能-停驻制动器而自动地保持该系统的导通位置：即使在入口和出口阀装置未通电的情况下(其中，控制体积因此不再与压缩空气输入端连接)，旁路阀装置在控制体积被填充的情况下仍自动地保持打开。在控制体积未被填充或无压力的情况下，输入端旁路阀有利地调节到其关闭或阻断位置，从而控制体积可靠地被分开，并且因此未填充的停驻制动器自动地保持被挂入。相应地，在驻车位置不能实现制动器的自动松开。
[0012] 在这种情况下，输入端旁路阀和输出端旁路阀可以分别构造为2/2阻断阀，或者它们例如组合为统一的旁路阀装置，例如组合为3/2换向阀。
[0013] 此外，入口阀装置和出口阀装置也可以具有例如两个2/2阻断阀，或者也可以例如具有一个3/2阀地构造，用于对进气和排气进行操控；这里基本上不存在构造方面的限制。
[0014] 旁路阀装置可以一件式或多件式地、简单、成本有利且节省空间地构造。因此，在一个单独的构造方案中，例如输入端旁路阀可以利用阀，例如气动操控的阀来构造，尤其是构造为2/2阻断阀，其中，通过第一气动控制输入端例如能够实现通过控制体积来操控，该第一气动控制输入端将输入端旁路阀调节到导通位置。按照一个构造方案，该第一气动控制输入端能够压向与压缩空气输入端连接的、具有较小的作用横截面的第二气动控制输入端；因此保证了可靠的阀位置，这是因为在联接并填充压缩空气
存储器且控制体积无压力的情况下，旁路阀首先切换到其阻断位置，也就是说保证了控制体积排气从而使压缩空气输出端与压缩空气输入端阻隔开，并且在控制体积被填充的情况下，第一气动控制输入端的较大的作用横截面将旁路阀可靠地调节到其导通位置。
[0015] 相应地，输出端旁路阀可以构造为在基本状态下打开的、例如弹簧预紧的2/2阻断阀，该2/2阻断阀的气动控制输入端联接到控制体积上。输入端旁路阀的工作方式在这里可以相应地被转用于输出端旁路阀。
[0016] 替选于此地，尤其是在输入端旁路阀的情况下，替代通过第二气动控制输入端来实现复位，例如也可以通过相应地确定规格的第一预紧弹簧来实现复位，该第一预紧弹簧比第一气动控制输入端的调节作用小。
[0017] 在具有两个气动控制输入端的构造方案中，第二预紧弹簧可以使输入端旁路阀打开到导通位置。尤其是当应该能够在缺少通电、例如完全电失效时实现弹簧储能-停驻制动器的排气进而挂入驻车制动器时，这种构造方案是有利的。电气动制动系统常常能够实现经由制动
踏板、通过在该制动踏板上重复操纵或“
泵吸”来使压缩空气存储器排气，驾驶员利用该制动踏板来释放压缩空气并因此可以将压缩空气系统排空。在这种情况下，在多回路保护阀构造方案(其中，首先不同的压缩空气回路，如第一
行车制动回路、第二行车制动回路和驻车制动-制动回路彼此分开)中，能够实现针对这种排空过程的旁路线路，从而通过使其中一个行车制动回路排空也可以使驻车制动回路排空。因此，用户可以通过制动踏板首先将行车制动回路排空，并且随后因此导致驻车制动回路的(第三)压缩空气存储器的压力降低，驻车制动-阀装置是联接到该驻车制动回路上的。在这种情况下，有利地在旁路线路之外设置有接在压缩空气存储器与驻车制动器后之间的止回阀，并且因此没有阻止控制体积的控制压力在继动阀处的排空，该继动阀通过在无压力状态下或尤其是在无压力的压缩空气存储器中自动打开的输入端旁路阀来实现，用以储备。
[0018] 因此，驾驶员例如可以在完全电失效以及位于斜坡上时首先操纵行车制动器，并且随后通过排出压缩空气来挂入驻车制动器。
[0019] 驻车制动-阀装置尤其可以构造在唯一的壳体中或构造为结构单元，其具有用于联接到压缩空气存储器上的压缩空气输入端、用于联接弹簧储能-停驻制动器的压缩空气输出端以及排气联接端，其中，用于操控电的阀装置的
电子控制装置(ECU)有利地可以固定在该单元或驻车制动-阀装置的壳体上，从而保证了可靠的电
接触。因此，驻车制动-阀装置与ECU构成一个驻车制动模
块，该驻车制动模块可以作为整体来联接。
[0020] 按照一个有利的构造方案，旁路线路在输入端和/或输出端上以节流的方式或在打开状态下构造有减小的导通横截面；被节流或被减小的导通横截面尤其意味着：空气流相对于通过入口阀装置和出口阀装置调整的、对控制体积进行填充和/或排气的空气流更小。
[0021] 在两个稳定状态(行驶位置和驻车制动位置)中，节流在这种情况下没有效果，而且也不导致较迟缓的表现，这是因为旁路阀相应地在这两个位置之一。因为控制体积尤其是仅仅被设置用于操控继动阀，所以在驻车制动-阀装置的导通位置也不存在控制体积的压缩空气消耗，从而旁路线路(除了在很小的泄漏的情况下)并未被流经。然而，在稳定状态之间的转换过程中、也就是说在控制体积排气和进气时，节流变得重要：
[0022] 在对控制体积进行排气的情况下，当因此例如电操控的出口阀将控制体积与排气联接端连接然而控制体积当前却将入口旁路阀维持在其打开的导通开口时，则通过节流防止了：首先从压缩空气输入端续流的压缩空气立即补偿通过排气所达到的压缩空气输出并因此使控制体积自动地(以非自愿的方式)保持在其被填充的位置。因此，通过该节流保证了：实现预控制区的排气，直至其被降低的压力不再足以用来对旁路阀装置进行调配并将该旁路阀装置切换到其阻断位置。
[0023] 相应地，在控制体积仍无压力且输出端旁路阀处于其打开的基本位置时使控制体积进气的情况下，在控制体积中构建的控制压力足够高以至于该控制压力使输出端旁路阀关闭之前，通过例如电操控的入口阀流入的压缩空气能够以非自愿的方式通过打开的输出端旁路阀又立即流出用以排气；然而通过输出端阀防止了快速的流出，从而能够实现可靠的压力构建。
[0024] 因此，通过相对简单的手段、即节流，能够实现对控制体积的可靠的排气或进气，并且因此能够实现在稳
定位置之间的可靠的转换过程。
[0025] 对旁路线路的节流可以以不同的方式来实现，例如通过在旁路线路中位于旁路阀之前或之后的节流装置来实现，或者也可以实现为旁路阀中的横截面变窄部。
附图说明
[0026] 本发明在下文依据随附的附图对一些实施方式予以阐述。其中：
[0027] 图1示出了具有按照本发明的第一实施方式的驻车制动-阀装置的制动系统的
片段的电-气动
电路图；
[0028] 图2示出了具有按照本发明的第二实施方式的驻车制动-阀装置的电-气动电路图；
[0029] 图3示出了具有按照本发明的第三实施方式的驻车制动-阀装置的电-气动电路图；
[0030] 图4示出了具有按照本发明的第四实施方式的驻车制动-阀装置的电-气动电路图；而
[0031] 图5示出了具有按照本发明的第五实施方式的驻车制动-阀装置的制动系统的片段的电-气动电路图。
具体实施方式
[0032] 图1示出了商用车辆的电-气动制动系统2的这里重要的片段的电-气动切换图，该电-气动制动系统具有：电-气动的驻车制动-阀装置1；此外尤其是具有用于供应压缩空气装置的压缩空气存储器3；通过驻车制动-阀装置1操控的弹簧储能-停驻制动器(驻车制动器)4，该弹簧储能-停驻制动器在无压力的、未被填充的状态下是被挂入的并且通过进气或压缩空气填充来释放；以及制动压力
控制阀5用于对随后的
挂车(拖车)制动系统6的拖车控制阀(TCV)进行压缩空气供应。驻车制动-阀装置1由电子控制装置(ECU)8来操控并且与ECU 8构成驻车制动模块9。在这种情况下，驻车制动-阀装置1例如构造在壳体、例如
压铸壳体中，在该壳体上直接放置和接触ECU 8，由此形成紧凑的驻车制动模块9。
[0033] 按照图1的实施方式的驻车制动-阀装置1具有入口阀10和出口阀11，所述入口阀和出口阀都构造为具有阻断的基本状态的2/2阻断阀(2/2
电磁阀)而且通过ECU 8的电控制
信号S1和S2来操控。驻车制动-阀装置1还具有旁路阀12，该旁路阀12按照图1的实施方式双稳态地并且双倍气动作用地构造为2/2阻断阀，该2/2阻断阀具有较大的气动作用面的第一气动控制输入端12a(具有较大横截面的气动操纵设施)和具有较小的气动作用面的第二气动控制输入端12b。继动阀14用于量增强并且由控制体积15来操控，从而该继动阀将驻车制动-阀装置1的压缩空气输入端1a与压缩空气输出端1b连接起来。压力
传感器31联接到压缩空气输出端1b上并且测量输出压力pa。
[0034] 按照图1的实施方式，在压缩空气存储器3与压缩空气输入端1a之间设置止回阀16，该止回阀按照其它实施方式也可以构造在驻车制动-阀装置1之内。压缩空气输入端1a一方面联接到入口阀10上，该入口阀10在其基本位置、也就是说S1＝0处首先阻断。此外，联接有旁路阀12的第二气动控制输入端12b，该第二气动控制输入端12b因此被加载供应压力p0；在未被填充的初始位置中，控制体积15首先是无压力的，从而第一气动控制输入端12a没有被加载压力，该第一气动控制输入端由控制体积15来操控。因此，旁路阀12首先处在图
1中示出的阻断位置，该阻断位置为驻车制动-阀装置1的驻车位置。出口阀11首先也处在其阻断的基本位置，也就是说S2＝0。由控制体积15来操控的继动阀14相对应地阻断。
[0035] 按照图1，具有第一压缩空气输入端5a的制动压力控制阀5通过供应线路17(该供应线路按照图1可以在驻车制动-阀装置1之
外延伸，然而原则上也可以在驻车制动-阀装置1的壳体之内延伸)联接到压缩空气存储器3上，而且这里通过第三电
控制信号S3直接由ECU
8来操控，从而该制动压力控制阀5可以与驻车制动-阀装置1无关地打开和关闭并且如此地对挂车控制位置进行支持。
[0036] 弹簧储能-停驻制动器4处在未填充的状态下并且通过进气或以压缩空气填充来松开，从而车辆可以驶离。为此，因此在控制体积15中构造足够的控制压力，该控制压力调配给继动阀14，从而该继动阀将压缩空气输入端1a与压缩空气输出端1b连接起来。在未操纵继动阀14、也就是说控制体积15无压力的情况下，实现挂入弹簧储能-停驻制动器4，也就是说弹簧储能-停驻制动器4排气。
[0037] 为了使弹簧储能-停驻制动器4松开，ECU 8通过第一控制信号S1来操控入口阀10，从而该入口阀10将压缩空气输入端1a放置到控制体积15上。由此，对继动阀14进行调配并因此将压缩空气输入端1a与压缩空气输出端1b连接起来，由此使驻车制动器4进气。控制体积15现在还对旁路阀12的第一气动控制输入端12a起作用。因为第一气动控制输入端12a的作用横截面大于第二气动控制输入端12b的作用横截面，因此旁路阀12从在图1中示出的阻塞位置切换到其打开位置，在该打开位置，旁路阀将压缩空气输入端1a直接与控制体积15连接起来，其中，在该连接中设置有节流装置18，按照图1在旁路阀2前面设置节流装置。因此，经节流的旁路线路19打开，该旁路线路在S1＝0时与入口阀10并行或者用作入口阀10的旁路。因此，随后可以通过S1＝0将入口阀10关断，这是因为旁路阀12使节流的旁路线路19保持打开，而且因此还以足够的预控制压力p15对控制体积15进行填充。因此，实现了行驶位置或弹簧储能-停驻制动器4被松开的位置，其在没有其它电操控的情况下、也就是说在S1＝0、S2＝0、S3＝0的情况下是稳定的。
[0038] 为了使控制体积15排气，在入口阀10关闭的情况下将出口阀11打开，也就是说S1＝0并且S2＝1，从而控制体积15被放置在排气联接端1c上。因此，控制体积15被排气，继动阀14被关闭而且不再达到针对调配第一气动控制输入端12a所需要的预控制压力p15，从而双稳态的旁路阀12又切换到其在图1中示出的阻断位置，这是因为在压缩空气输入端1a上还有供应压力p0。在排气结束之后，也就是说S1＝0、S2＝0，则又到达图1的驻车位置，其中，弹簧储能-停驻制动器4被挂入。
[0039] 当在驻车制动-阀装置1处在行驶位置、也就是说在控制体积15中的预控制压力p15充足而且弹簧储能-停驻制动器4被填充的情况下在出口阀11上存在泄漏时，则原则上压缩空气会从控制体积5朝着排气联接端1c以不期望的方式逸出。这是因为在控制体积15中还存在足够的压力，所以控制体积15自动地使旁路阀12保持在其导通位置，从而经由节流的旁路线路19续流足够的压缩空气。因此，这些布置方案相应地保护以防在出口阀11上的泄漏。
[0040] 在旁路线路19中的节流装置18尤其是用于保证控制体积15的排气过程：在行驶位置，在入口阀10阻断且出口阀11阻断的情况下，旁路阀12首先处在其导通位置。当随后在S1＝0、S2＝0的情况下引入对控制体积15的排气时，则压缩空气经由排气联接端1c流出；但是因为在控制体积15中的压力首先高得足以对在其导通位置中的旁路阀进行调配，所以压缩空气又经由压缩空气输入端1a和旁路线路18续流到控制体积15中。因此，构造出动态的状态，其中，首先必要时不保证控制体积15中的压力足够地降低，以便使旁路阀12复位到其阻断位置；然而通过节流装置18保证了经过旁路线路19的压缩空气流小于由控制体积15经由出口阀11放出的压缩空气流。因此，控制体积15中的压力降低，直至随后旁路阀12切换到其阻断位置，从而达到可靠的驻车位置。
[0041] 在图2的实施方式中，替代第二气动控制输入端12b，设置有第一预紧弹簧12c，该第一预紧弹簧使旁路阀12预紧在其阻断位置。因此，在图2的实施方式中的旁路阀12不再是双稳态的，而是具有关闭的基本位置的气动式操控的2/2阻断阀。在这种情况下，预紧弹簧12c的弹簧力被如下地确定大小，即，在为了于控制体积15中调配足够的预控制压力p15的情况下对旁路阀12进行调配并切换到其打开的位置或导通位置。在这种情况下，尤其是通过系统压力p0来实现预控制压力p15。因此，只要压缩空气存储器3以系统压力p0来填充，那么图1和2的实施方式就在其功能效果方面相对应。
[0042] 在图3的实施方式中，节流装置18还布置在旁路线路19中，然而从压缩空气输入端1a来看，其还布置在旁路阀12后面。在这种情况下，可以设置按照图1的第二气动控制输入端12b或者也可以设置按照图2的预紧弹簧12c；因此，图1、2和3的实施方式可以任意地组合。有利的是：节流装置18设置在旁路线路19中，使得控制体积15对第一气动控制输入端
12a起作用，也就是说第一气动控制输入端12a以有利的方式不通过节流装置19与预控制区
15分开地设置在旁路线路19中，这是因为由此会对转换过程的动态性有负面影响。
[0043] 相对应地，节流装置18例如也可以构造在旁路阀12中，也就是说构造有节流的或者
喷嘴式的孔。
[0044] 按照图4的实施方式，设置有第二预紧弹簧12d，该第二预紧弹簧使旁路阀12预紧在其导通位置，也就是说沿与第一气动控制输入端12a相同的方向起作用。这里，只有将节流装置18布置在旁路线路19之内是重要的。因此，旁路阀19在其打开的位置预紧，其中，第二预紧弹簧12d的弹簧强度被测定得很小，从而当压缩空气输入端1a上存在系统压力p0并且控制体积15首先无压力(p15＝1bar)时，到达在图4中示出的阻断位置，也就是说在第二气动控制输入端12b上的系统压力p0足够大，以便克服第二预紧弹簧12d的弹簧力，只要控制体积15是无压力的。然而，第二预紧弹簧12d用于：在缺乏系统压力p0的情况下、也就是说在压缩空气存储器3被排空或者在压缩空气输入端1a上有泄漏的情况下，将旁路阀12切换到其导通位置，从而控制体积15可以通过压缩空气输入端1a被排空。
[0045] 按照图4的实施方式，止回阀16只处在继动阀线路20中，也就是说已经不在从压缩空气存储器3到压缩空气输入端1a的供应线路中；因此，止回阀16也没有设置在旁路线路前面。
[0046] 图4的实施方式尤其也被设置用于：用户在电系统失效的情况下(其中，ECU 8因此不能输出控制信号而且不能引起电调节)仍然可以挂入驻车制动器：
[0047] 当车辆例如处在斜坡上并且出现整个气动制动系统2的
电流中断，则驾驶员也可以在没有附加的
能量存储器的情况下挂入驻车制动器。为此，驾驶员有利地通过重复操纵制动踏板来使压缩空气存储器3排空，这公知为“在制动踏板上泵吸”。在电-气动制动系统具有多回路保护阀的情况下，通常设置有旁路，该旁路能够通过这种泵吸过程实现对压缩空气存储器3的排空，该泵吸过程首先对行车制动器或其它制动回路起作用。因此，按照图4的实施方式，可以将弹簧储能-停驻制动器4排空，从而弹簧储能-停驻制动器4在排气状态下阻断。通过旁路阀12来排空控制体积15，该旁路阀由于无压力的压缩空气存储器3而切换到其打开的位置，即使在控制体积15中已经不再有足够的预控制压力p15，这尤其是也通过第二预紧弹簧12d来保证。因此，继动阀到达未被操纵的切换位置并且弹簧储能-停驻制动器4随后通过在继动阀上的排气来排气。
[0048] 图5的实施方式示出了如下扩展方案，其中，旁路阀装置除了输入端旁路阀12之外还具有输出端旁路阀112，该输出端旁路阀设置在构造在控制体积6与排气联接端1c之间的节流的输出端旁路线路19中。输出端旁路阀112的气动控制输入端112a也联接到控制体积15上；然而，不同于输入端旁路阀12，输出端旁路阀112具有打开的基本位置并且通过控制体积15的控制压力被操纵到其阻断位置。
[0049] 在这种情况下，图5示例性地作为图2的
修改方案来绘出，也就是说具有第一预紧弹簧12c和112c；纯示例性地也分别关于联接端1a、1c地将输入端节流装置18和输出端节流装置118设置到相应的旁路阀12、113前面。
[0050] 当在行驶位置、也就是说在控制体积15未被填充的情况下，在入口阀10或者也在输入端旁路阀12上出现泄漏，则流入的压缩空气直接通过打开的输出端旁路阀112流向排气联接端1c。在S1＝1的情况下(其中，入口阀10因此打开且驻车制动器被挂入)的切换过程又导致控制体积15中的压力的快速提高，从而压缩空气不能足够快地经由输出端节流装置118输出，从而在控制体积15中达到足够的控制压力并对输出端旁路阀112进行调配和关闭。
[0051] 在这种情况下，全部实施方式都可以任意地相互组合；尤其是因此不仅可以将图5的实施方式的原理作为图2的进一步发展来转用而且可以将图5的实施方式的原理转用于其它实施方式。
[0053] 1 驻车制动-阀装置
[0054] 1a 压缩空气输入端
[0055] 1b 压缩空气输出端
[0056] 1c 排气联接端
[0057] 2 电-气动制动系统
[0058] 3 压缩空气供应装置、尤其是压缩空气存储器
[0059] 4 弹簧储能-停驻制动器、驻车制动器、停驻制动器
[0060] 5 制动系统控制阀(5)
[0061] 6 用于挂车制动系统的拖车控制阀
[0062] 8 ECU、电子控制装置
[0063] 9 驻车制动模块
[0064] 10 入口阀、自阻断的2/2电磁阀
[0065] 11 出口阀、自阻断的2/2电磁阀
[0066] 12 输入端旁路阀，气动式操控，具有阻断位置和导通位置
[0067] 12a 具有大的作用面积、大的作用横截面的第一气动控制输入端
[0068] 12b 具有小的作用横截面、小的作用面积的第二气动控制输入端
[0069] 12c 用于预紧到阻断位置的第一预紧弹簧
[0070] 12d 用于预紧到导通位置的第二预紧弹簧
[0071] 14 继动阀
[0072] 15 控制体积
[0073] 16 止回阀
[0074] 17 挂车供应线路
[0075] 18 输入端节流装置
[0076] 19 节流的输入端旁路线路
[0077] 20 继动阀线路
[0078] 21 入口线路
[0079] 22 排气线路
[0081] 112 输出端旁路阀，气动式操控，具有阻断位置和导通位置
[0082] 112a 输出端旁路阀的具有大的作用面积、大的作用横截面的气动控制输入端[0083] 112c 用于预紧到阻断位置的预紧弹簧
[0084] 118 输出端节流装置
[0085] 119 节流的输出端旁路线路
[0086] p0 系统压力、供应压力
[0087] P15 预控制压力，在控制体积15被填充的情况下，例如比如系统压力p0[0088] pa 输出压力
[0089] S1 针对入口阀10的第一电控制信号
[0090] S2 针对出口阀11的第二电控制信号
[0091] S3 针对制动系统控制阀5的第三电控制信号
