專(zhuān)利名稱(chēng)：車(chē)輛氣壓制動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車(chē)輛氣壓制動(dòng)裝置，尤其是涉及用于該系統(tǒng)空氣壓縮機(jī)的電子控制。
背景技術(shù)：
一個(gè)典型的氣壓制動(dòng)裝置包括一個(gè)壓縮機(jī)、一個(gè)壓縮空氣貯氣筒、一個(gè)由命令閥操作的驅(qū)動(dòng)器、以及許多用于車(chē)輛制動(dòng)的空氣致動(dòng)器。該系統(tǒng)通常包括一個(gè)用于壓縮機(jī)輸出氣體的干燥器、以及當(dāng)貯氣筒內(nèi)的壓力達(dá)到最大值且命令閥關(guān)閉時(shí)使壓縮機(jī)卸載的控制裝置。通常是通過(guò)將出口與大氣暫時(shí)相通而使壓縮機(jī)卸載，從而使得壓縮機(jī)松開(kāi)車(chē)輪。另一方面，壓縮機(jī)還可以包括與其驅(qū)動(dòng)源(通常是車(chē)輛的引擎)相連的離合器。
壓縮機(jī)吸收相當(dāng)多的能量，故最好是盡量縮短其工作時(shí)間，同時(shí)確保有充足的壓縮空氣以滿(mǎn)足需求。通常這是通過(guò)最小化命令閥高壓端的“死”容量而部分實(shí)現(xiàn)的。
由于壓縮機(jī)的控制是對(duì)一個(gè)或多個(gè)感測(cè)到的車(chē)輛運(yùn)行條件進(jìn)行響應(yīng)才有壓縮機(jī)控制系統(tǒng)。這些控制系統(tǒng)在預(yù)設(shè)的制動(dòng)系統(tǒng)上下限氣壓之間工作。
所要求的控制系統(tǒng)可以根據(jù)預(yù)測(cè)到的需求量與車(chē)輛的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)更好地決定壓縮機(jī)的工作時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)第一方面，本發(fā)明提供了一種車(chē)輛氣壓制動(dòng)系壓縮機(jī)的電子控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)有一個(gè)或多個(gè)表示車(chē)輛運(yùn)行狀況的輸入信號(hào)，以及一個(gè)決定壓縮機(jī)是加載還是卸載的輸出信號(hào)，該系統(tǒng)還進(jìn)一步包括實(shí)時(shí)計(jì)算所述壓縮機(jī)下流貯氣筒額定壓力的額定裝置，所述輸出信號(hào)會(huì)被所述額定裝置響應(yīng)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是額定壓力可實(shí)時(shí)地改變以適應(yīng)車(chē)輛的運(yùn)行條件而。譬如，額定壓力在節(jié)氣門(mén)關(guān)閉模式時(shí)可能高于節(jié)氣門(mén)打開(kāi)模式時(shí)。額定壓力可以直接依賴(lài)于車(chē)輛制動(dòng)系統(tǒng)的預(yù)測(cè)需求量，或者可以直接涉及相關(guān)因素，譬如從壓縮機(jī)傳輸?shù)臍怏w溫度。
控制系統(tǒng)的輸入信號(hào)可以由以下一個(gè)或多個(gè)變量所組成引擎速度、車(chē)輛速度、車(chē)輛節(jié)氣門(mén)開(kāi)度(throttle opening)、制動(dòng)系統(tǒng)貯氣筒中的氣壓、空氣壓縮機(jī)輸出端的氣體溫度、相對(duì)于環(huán)境空氣濕度壓縮機(jī)下流的干燥器干燥劑的干燥度、空氣干燥器下流氣體的干燥度，等等。
在一種較佳具體實(shí)施例中，該控制系統(tǒng)包括表示車(chē)輛引擎速度的第一輸入信號(hào)、表示車(chē)輛速度的第二輸入信號(hào)、表示車(chē)輛節(jié)氣門(mén)開(kāi)度的第三輸入信號(hào)、以及表示壓縮機(jī)貯氣筒下端氣壓的第四輸入信號(hào)，額定壓力在節(jié)氣門(mén)關(guān)閉模式時(shí)高于節(jié)氣門(mén)打開(kāi)模式時(shí)的額定壓力。
在本說(shuō)明書(shū)中，術(shù)語(yǔ)“節(jié)氣門(mén)”(throttle)是用于涉及車(chē)輛的加速控制踏板或其他用于控制車(chē)輛加油的裝置。
當(dāng)車(chē)輛在可能滑行或減速時(shí)，從而需要該系統(tǒng)需要一個(gè)處于節(jié)氣門(mén)關(guān)閉模式較高的額定壓力。在此情況下，一般是由司機(jī)松開(kāi)加速器控制踏板而將節(jié)氣門(mén)關(guān)閉，于是車(chē)輛的動(dòng)量驅(qū)動(dòng)引擎以及壓縮機(jī)。至少就沒(méi)有燃燒燃油的這點(diǎn)來(lái)看，該模式驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)的能量是“免費(fèi)的”(free)。另外，壓縮機(jī)加載使車(chē)輛進(jìn)一步減速，但該結(jié)果只有與節(jié)氣門(mén)關(guān)閉模式或者是緊隨其后的剎車(chē)相伴隨才能是有用的。為了在節(jié)氣門(mén)關(guān)閉模式時(shí)充分發(fā)揮氣體貯氣筒中的額定壓力的優(yōu)勢(shì)，其可以上調(diào)至高于正常水平，從而可以減少在節(jié)氣門(mén)打開(kāi)模式期間壓縮機(jī)的工作時(shí)間。
本發(fā)明僅需對(duì)現(xiàn)有的電子控制系統(tǒng)稍加調(diào)整即可使車(chē)輛耗油量得到微量但顯著的降低。
在一種最佳具體實(shí)施例中，較高的額定壓力比正常的額定壓力要高出8-10％。該系統(tǒng)還可以包括第三個(gè)更高的額定壓力，以滿(mǎn)足相關(guān)氣體系統(tǒng)(如空氣懸架)的高壓需求。
本發(fā)明的一個(gè)特定優(yōu)點(diǎn)是在剎車(chē)(節(jié)氣門(mén)關(guān)閉)模式時(shí)存在較高的額定壓力，并且這是引擎關(guān)閉前的最后一次剎車(chē)，貯氣筒中還有可對(duì)常見(jiàn)氣體干燥器進(jìn)行最后一次凈化的額外空氣量。這是非常有用的，因?yàn)檫@使得氣壓制動(dòng)裝置在工作日的最后階段處于一種清潔與干燥的狀態(tài)。并且，車(chē)輛進(jìn)氣系統(tǒng)在第二個(gè)工作日的一開(kāi)始就是清潔干燥的。
最好分別提供壓縮機(jī)與凈化閥的控制系統(tǒng)。這樣可以確保，每次凈化閥啟動(dòng)時(shí)，與壓縮機(jī)和凈化閥/貯氣筒相連的供氣管路的氣體不會(huì)耗盡。顯而易見(jiàn)，如果該供氣管路的氣體(air line)耗盡的話(huà)(到目前為止一直是這樣)那么當(dāng)加載時(shí)壓縮機(jī)將需要工作更長(zhǎng)時(shí)間。
相反地，正常的額定壓力也可以降低。譬如，如果由于諸如熱的環(huán)境條件與大量的氣體需求(從而需要大量的壓縮機(jī)工作時(shí)間)而導(dǎo)致壓縮機(jī)的輸出的壓縮空氣很熱，可能會(huì)接近使常見(jiàn)氣體干燥器中的干燥劑損壞的溫度。在此情況下，可能需要降低正常的額定壓力，從而減少壓縮機(jī)的工作時(shí)間，并使得壓縮機(jī)的溫度將下來(lái)。
該控制系統(tǒng)最好還要包括一個(gè)過(guò)載裝置，以確保在需要最大氣體量的條件下譬如在急剎車(chē)時(shí)不會(huì)施加更低的額定壓力。
根據(jù)第二方面，本發(fā)明提供了一種車(chē)輛氣壓制動(dòng)系壓縮機(jī)的控制系統(tǒng)，該壓縮機(jī)可以在預(yù)定的額定壓力下卸載，而控制系統(tǒng)有一個(gè)表示車(chē)輛節(jié)氣門(mén)位置的輸入信號(hào)，并且可以適應(yīng)在零節(jié)氣門(mén)開(kāi)度處實(shí)時(shí)地增加所述額定壓力。
根據(jù)第三方面，本發(fā)明提供了一種車(chē)輛氣壓制動(dòng)系壓縮機(jī)的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)具有表示車(chē)輛引擎速度的第一輸入信號(hào)，一個(gè)表示車(chē)輛速度的第二輸入信號(hào)，一個(gè)表示車(chē)輛節(jié)氣門(mén)開(kāi)度的第三輸入信號(hào)，一個(gè)表示壓縮機(jī)貯氣筒下端氣壓的第四輸入信號(hào)，以及一個(gè)決定壓縮機(jī)是加載還是卸載的輸出信號(hào)，該系統(tǒng)還進(jìn)一步包括實(shí)時(shí)計(jì)算所述貯氣筒額定壓力的裝置，該額定壓力在節(jié)氣門(mén)關(guān)閉模式時(shí)要高于節(jié)氣門(mén)打開(kāi)模式時(shí)。
根據(jù)第四方面，本發(fā)明提供了一種車(chē)輛氣壓制動(dòng)系壓縮機(jī)的控制方法，該方法包括以下步驟提供具有一個(gè)或多個(gè)表示車(chē)輛運(yùn)行狀態(tài)的輸入的壓縮機(jī)控制系統(tǒng)，從該控制系統(tǒng)提供一個(gè)輸出信號(hào)，使壓縮機(jī)根據(jù)所述車(chē)輛運(yùn)行狀態(tài)是加載還是卸載，提供計(jì)算所述壓縮機(jī)貯氣筒下端額定壓力的額定裝置，其中，所述控制系統(tǒng)的輸出信號(hào)響應(yīng)所述額定裝置。
在一種較佳具體實(shí)施例中，所述輸入包括一個(gè)表示車(chē)輛引擎速度的第一輸入信號(hào)，一個(gè)表示車(chē)輛速度的第二輸入信號(hào)，一個(gè)表示車(chē)輛節(jié)氣門(mén)開(kāi)度的第三輸入信號(hào)，以及一個(gè)表示貯氣筒內(nèi)氣壓的第四輸入信號(hào)。


從下面結(jié)合附圖對(duì)一較佳具體實(shí)施例的描述中，本發(fā)明的其他方面的特征將會(huì)顯現(xiàn)出來(lái)，圖1是表示與車(chē)輛運(yùn)行模式相關(guān)的壓縮機(jī)典型額定壓力。
在附圖中，X軸表示車(chē)輛運(yùn)行模式，而Y軸表示壓力。窄實(shí)心帶表示額定壓力。如圖所示，實(shí)線(xiàn)表示壓縮機(jī)空轉(zhuǎn)狀態(tài)，點(diǎn)線(xiàn)表示凈化，而劃線(xiàn)則表示壓縮機(jī)在泵氣。
具體實(shí)施例方式
在一個(gè)典型的氣壓制動(dòng)裝置中，壓縮機(jī)的輸出氣體通過(guò)一個(gè)單向閥和空氣干燥器被引致一貯氣筒。貯氣筒內(nèi)的干燥空氣周期性地引回到空氣干燥器(通常包括一個(gè)干燥材料層)，以將其中大多數(shù)潮氣清除。凈化過(guò)程可以通過(guò)一個(gè)定時(shí)器來(lái)控制，并且在壓縮機(jī)加載預(yù)定時(shí)間之后進(jìn)行。由于系統(tǒng)對(duì)氣體在數(shù)量上的需求超過(guò)質(zhì)量上的需求，所以，在車(chē)輛剎車(chē)模式時(shí)通常不會(huì)進(jìn)行凈化處理；而剎車(chē)過(guò)程通常是很短促的。
請(qǐng)參照附圖，所示車(chē)輛首先處于停止；引擎不工作。剩余系統(tǒng)壓力較低，壓縮機(jī)空轉(zhuǎn)(事實(shí)上是停止工作)。圖中繪示出了額定壓力，但其數(shù)值并不重要。
然后，引擎啟動(dòng)，并處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)。額定壓力立即處于正常水平；在在本實(shí)施例中其正好在9巴之上。如圖所示，壓縮機(jī)分兩階段進(jìn)行工作，其間插入一個(gè)定時(shí)的凈化過(guò)程；壓縮機(jī)的泵氣階段可以根據(jù)需求或多或少。其他控制系統(tǒng)確保車(chē)輛在達(dá)到安全運(yùn)行壓力之后才被驅(qū)動(dòng)。
在達(dá)到目標(biāo)位置后，壓縮機(jī)卸載；系統(tǒng)壓力可以下降，也可以不下降，有賴(lài)于系統(tǒng)氣體的使用或泄漏情況，譬如空氣懸架或前窗刮水器的運(yùn)行。
壓力目標(biāo)通常有一個(gè)滯后現(xiàn)象，以避免壓縮機(jī)在加載與卸載之間的連續(xù)切換，并且，這是由額定壓力帶的寬度所表示的。
壓縮機(jī)在驅(qū)動(dòng)模式期間，根據(jù)需要加載，如有必要也可以進(jìn)行凈化過(guò)程。壓力值可能在空轉(zhuǎn)模式與驅(qū)動(dòng)模式之間作微小的波動(dòng)以進(jìn)行凈化過(guò)程。
然后，在過(guò)載模式中，所示額定壓力增加到近10巴。根據(jù)系統(tǒng)需求調(diào)整到較高的額定壓力，并且，可以大于或小于10巴。在該模式中，無(wú)需使用燃油來(lái)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)。如前所述，出現(xiàn)泵氣與凈化過(guò)程。除了取消了凈化以外，同樣的情況也出現(xiàn)在剎車(chē)模式中。
在下一個(gè)空轉(zhuǎn)模式中，壓力目標(biāo)再次降到正常水平。直到貯氣筒壓力降到正常水平帶的底部之后，壓縮機(jī)才開(kāi)始再次加載。在該階段示出了剎車(chē)后的一個(gè)凈化周期，這是由控制系統(tǒng)啟動(dòng)的一個(gè)正常過(guò)程，以補(bǔ)償在剎車(chē)時(shí)所缺乏的凈化過(guò)程。
在驅(qū)動(dòng)模式另一個(gè)周期內(nèi)也會(huì)出現(xiàn)較低的壓力目標(biāo)。
然后示出了一個(gè)ECAS過(guò)程。當(dāng)一個(gè)相關(guān)氣體系統(tǒng)譬如車(chē)輛空氣懸架需要一個(gè)高于正常運(yùn)行水平的壓力，該過(guò)程就會(huì)出現(xiàn)。壓縮機(jī)將試圖達(dá)到新的目標(biāo)，但是，如圖所示，氣體的消耗與供給相當(dāng)接近，因此，當(dāng)ECAS事件終止后，僅僅增加了微小的壓力。
然后示出了另一個(gè)空轉(zhuǎn)模式，并且以一個(gè)在ECAS事件中由于減少凈化而引起的凈化周期為開(kāi)始。
最后，車(chē)輛與引擎停止工作。額定壓力降到一個(gè)由控制軟件所選定的不重要的最低值。高剩余壓力可進(jìn)行一個(gè)最后的關(guān)機(jī)凈化，從而留下一個(gè)清潔干燥的非活動(dòng)系統(tǒng)。剩余壓力保留在系統(tǒng)內(nèi)是有益的，因?yàn)樗梢员苊馕氩磺鍧嵡也桓稍锏臍怏w。
本說(shuō)明書(shū)描述了一些典型的驅(qū)動(dòng)過(guò)程，并無(wú)意詳盡窮舉。重要特征在于節(jié)氣門(mén)關(guān)閉模式期間的較高壓力目標(biāo)。
權(quán)利要求
1.一種車(chē)輛氣壓制動(dòng)系壓縮機(jī)的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)具有一個(gè)或多個(gè)表示車(chē)輛運(yùn)行狀態(tài)的輸入信號(hào)，以及一個(gè)決定壓縮機(jī)是加載還是卸載的輸出信號(hào)，所述系統(tǒng)還進(jìn)一步包括計(jì)算所述壓縮機(jī)貯氣筒下流額定壓力的額定裝置，所述輸出信號(hào)對(duì)額定裝置響應(yīng)。
2.如權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于一個(gè)控制系統(tǒng)的輸入信號(hào)是車(chē)輛節(jié)氣門(mén)位置。
3.如權(quán)利要求2所述的控制系統(tǒng)，其特征在于在節(jié)氣門(mén)關(guān)閉模式時(shí)的額定壓力要高于在節(jié)氣門(mén)打開(kāi)模式時(shí)的額定壓力。
4.一種如權(quán)利要求3所述的控制系統(tǒng)，其特征在于所述較高的額定壓力比正常的額定壓力高出8-10％。
5.一種如權(quán)利要求4所述的控制系統(tǒng)，其特征在于還進(jìn)一步包括第三個(gè)更高的額定壓力。
6.一種如權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于一個(gè)控制系統(tǒng)輸入信號(hào)是壓縮機(jī)輸出端的溫度。
7.一種如權(quán)利要求6所述的控制系統(tǒng)，其特征在于所述額定壓力隨壓縮機(jī)輸出端溫度的上升而下降。
8.一種用于車(chē)輛氣壓制動(dòng)系壓縮機(jī)的控制系統(tǒng)，并且，該壓縮機(jī)能夠在預(yù)定額定壓力下卸載，其特征在于該控制系統(tǒng)具有一個(gè)表示車(chē)輛節(jié)氣門(mén)位置的輸入信號(hào)，而且在零節(jié)氣門(mén)開(kāi)度處能適應(yīng)增加額定壓力。
9.一種用于車(chē)輛氣壓制動(dòng)系壓縮機(jī)的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)有一個(gè)表示車(chē)輛引擎速度的第一輸入信號(hào)，一個(gè)表示車(chē)輛速度的第二輸入信號(hào)，一個(gè)表示車(chē)輛節(jié)氣門(mén)開(kāi)度的第三輸入信號(hào)，一個(gè)表示壓縮機(jī)貯氣筒下端氣壓的第四輸入信號(hào)，以及一個(gè)決定壓縮機(jī)是加載還是卸載的輸出信號(hào)，該系統(tǒng)還進(jìn)一步包括計(jì)算所述貯氣筒額定壓力的裝置，在節(jié)氣門(mén)關(guān)閉模式時(shí)的額定壓力要高于在節(jié)氣門(mén)打開(kāi)模式時(shí)的額定壓力。
10.一種如權(quán)利要求9所述的控制系統(tǒng)，其特征在于所述較高的額定壓力比正常額定壓力高出8-10％。
11.一種如權(quán)利要求10所述的控制系統(tǒng)，其特征在于還進(jìn)一步包括第三個(gè)更高的額定壓力。
12.如前述任何一權(quán)利要求所述的控制系統(tǒng)，其特征在于其可以對(duì)所述壓縮機(jī)與凈化閥提供單獨(dú)的控制。
13.一種車(chē)輛氣壓制動(dòng)系壓縮機(jī)的控制方法，該方法包括以下步驟提供具有一個(gè)或多個(gè)表示車(chē)輛運(yùn)行狀態(tài)的輸入信號(hào)的壓縮機(jī)控制系統(tǒng)，從該控制系統(tǒng)提供一個(gè)輸出信號(hào)，使壓縮機(jī)根據(jù)所述車(chē)輛運(yùn)行狀態(tài)是加載還是卸載，提供計(jì)算所述壓縮機(jī)貯氣筒下端額定壓力的額定裝置，其中，所述控制系統(tǒng)的輸出信號(hào)響應(yīng)所述額定裝置。
全文摘要
一種車(chē)輛氣壓制動(dòng)系壓縮機(jī)的控制系統(tǒng),該系統(tǒng)設(shè)有一個(gè)或多個(gè)表示車(chē)輛運(yùn)行狀況的輸入信號(hào),以及一個(gè)決定壓縮機(jī)是加載還是卸載的輸出信號(hào),該系統(tǒng)還進(jìn)一步包括實(shí)時(shí)計(jì)算所述壓縮機(jī)貯氣筒下端額定壓力的額定裝置,所述輸出響應(yīng)所述額定裝置。額定壓力可以適應(yīng)車(chē)輛的運(yùn)行條件而實(shí)時(shí)變化,并且,當(dāng)車(chē)輛可能滑行或減速時(shí),通過(guò)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)而使得車(chē)輛的油耗量產(chǎn)生雖微小但顯著的降低。
文檔編號(hào)F04B49/08GK1353654SQ0080837
公開(kāi)日2002年6月12日 申請(qǐng)日期2000年6月2日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月2日
發(fā)明者I·R·J·貝茨 申請(qǐng)人:沃布科汽車(chē)(英國(guó))有限公司