具有保护阀单元的电动气动的装置的制作方法

1.本发明涉及用于能电子控制的气动制动系统的电动气动的装置，该电动气动的装置包括：用于提供储备压力的压缩空气储备器；电动气动的制动压力调制器，其接收压缩空气储备器的储备压力并且依赖于电子制动请求信号地在制动压力接口处调控出制动压力；以及接收制动压力的制动执行器。本发明还涉及方法以及商用车。


背景技术：

2.在气动制动系统中，通常由制动压力调制器给制动执行器输送制动压力，以使车辆减速或停止。这种制动压力调制器例如可以是前桥调制器、后桥调制器、附加车桥调制器、驻车制动调制器、拖车制动压力调制器或拖车控制阀等。例如常见的行车制动执行器、弹簧储能制动缸或者具有行车制动部分和弹簧储能部分的所谓的组合缸可以用作制动执行器。不同于在施以制动压力时压紧的行车制动器，弹簧储能执行器通过施加制动压力松开并且在制动压力消失时由于弹簧力而压紧。
3.制动压力线路中的泄漏在所有情况下都是不期望的。如果在行车制动器中出现制动压力线路中的泄漏，就会造成所提供的制动压力泄出到外部环境中并且无法或无法再完全制动相应的车轮。作为措施，要么不再制动相应的车桥并且车辆通过另外的车桥来减速，要么对该车桥的制动通过其他执行器(例如组合缸的弹簧储能部分)冗余地实现。而在通向弹簧储能制动缸的压缩空气线路泄漏时，弹簧储能制动缸被排气并因此应用停车制动器。然而，由于这种泄漏，弹簧储能制动缸无法再被排气并且停车制动器因此无法再被松开。在这种状态下，即，在应用停车制动器时，车辆无法被移动或被牵引。
4.为了防止这种情况，例如由de 10 2007 016 335 a1已知，在这种情况下通过由第二压缩空气储备器馈送的第二制动回路来松开弹簧储能制动缸。然后，第二制动回路通过能电磁切换的二位三通换向阀和换向阀与相应的弹簧储能制动缸连接，以便能够在第一制动回路失效(例如由于泄漏或线路破损)时将其松开。该方案的缺点是，安装了附加的电磁阀并且借助附加的电磁阀的冗余动态制动也仅受限地实现。类似的解决方案由ep 3 356 192 a1已知。
5.在用于有轨列车和机车的制动器的范围内已知的是，使用防软管破损保护阀来制动不同的车桥，如在de 1 282 392中所描述的那样。车桥的软管破裂不会导致另外的车桥无法再被制动。更确切地说，具有破损软管的车桥不再被供应压缩空气。然而，这种结构非常复杂并且需要更大的体积。此外，由于不对称的空气消耗，在节流部的复杂协调方面也存在问题。因此，该解决方案不适用于其中需要因车轮而异地制动以维持车辆稳定性的商用车。


技术实现要素：

6.本发明的任务是提供一种前述类型的电动气动的装置，该电动气动的装置不仅即使在制动压力线路泄漏或线路破损时也可以安全地制动车桥，而且在制动压力线路泄漏或
破损时也可以安全且简单地松开弹簧储能制动缸。尤其地，本发明的电动气动的装置应当适用于在其中驾驶员无法人工干预的自主或半自主车辆。
7.本发明在第一方面的前述类型的电动气动的装置的情况中如下地解决该任务，即，设置有保护阀单元，该保护阀单元具有：保护阀入口、第一保护阀出口和第二保护阀出口，其中，保护阀入口与制动压力调制器的制动压力接口连接、接收制动压力并将该制动压力提供给第一和第二保护阀出口；以及与第一保护阀出口连接的第一制动压力线路和与第二保护阀出口连接的第二制动压力线路，其中，第一和第二制动压力线路与制动压力执行器连接。此外，保护阀单元被设立成用于，在第一制动压力线路泄漏时抑制或阻止在第一保护阀出口处调控出制动压力，并且在第二制动压力线路泄漏时抑制或阻止在第二保护阀出口处调控出制动压力。因此，第一和第二制动压力线路冗余地使制动压力调制器与制动压力执行器连接起来。以该方式，当第一和第二制动压力线路之一泄漏或破损时，制动压力执行器仍可以供应制动压力。保护阀单元一方面用于在第一和第二制动压力线路中调控出制动压力。例如可以规定，在正常运行中仅应用第一制动压力线路，并且只有在其破损或泄漏时才应用第二制动压力线路。然而也可以规定，在正常运行中，制动压力大致均匀地通过两个制动压力线路提供。此外，保护阀单元用于对已破损或泄漏的线路进行节流或阻止。以该方式，一方面防止储备器可能空转，另一方面防止可能不再制动或者说弹簧储能制动缸压紧且无法打开。
8.这尤其在自主或半自主车辆中是有利的。发明人已经认识到，针对自主或半自主车辆的运行需要特殊的装置来实现容错系统，尤其是可以在没有人为干预的情况下进行。利用本发明已实现满足该任务的气动装置。
9.在第一优选实施方式中还设置有换向阀，该换向阀一方面与第一和第二制动压力线路连接以及另一方面与制动压力执行器连接。这种换向阀优选被设计成选高阀并且优选具有第一换向阀接口、第二换向阀接口和第三换向阀接口。第三换向阀接口与制动压力执行器连接。第一换向阀接口优选与第一制动压力线路连接，并且第二换向阀接口与第二制动压力线路连接。换向阀优选如下构造，即，其相应地在第三换向阀接口处调控出存在于第一和第二换向阀接口处的更高的压力。各另一换向阀接口优选是关闭的。换向阀可以直接布置在制动压力执行器上或者整合在该制动压力执行器中。
10.此外优选的是，保护阀单元直接布置在制动压力调制器上与该制动压力调制器整合在一起。由此，实现稳健的单元并且避免制动压力调制器和保护阀单元之间的其他潜在故障源。
11.另外可以规定，电动气动的装置具有第二制动执行器，该第二制动执行器与第一和第二制动压力线路连接以接收制动压力。优选地，在第二制动压力执行器与第一和第二制动压力线路之间也布置有第二换向阀。第二换向阀优选可以构造和布置有如上述那样的换向阀。以该方式可以利用制动压力调制器和保护阀单元来供应两个制动压力执行器，尤其是当制动压力执行器被构造成单通道的。然而也可以借助保护阀单元来驱控例如三个、四个、五个或六个另外的制动压力执行器。也可以规定，保护阀单元本身多通道地构造。多通道的制动压力调制器也可以仅配备有一个保护阀单元，该保护阀单元在该情况下可以是单通道或多通道的。
12.在一个优选改进方案中规定，制动压力调制器与第二压缩空气储备器连接，并且
第二压缩空气储备器给制动压力调制器提供第二储备压力。由此实现另外的冗余。在第一和第二压缩空气储备器与制动压力调制器之间又优选布置有换向阀，从而给制动压力调制器提供来自第一和第二压缩空气储备器的第一和第二储备压力的其中相应更高的储备压力。
13.优选地，电动气动的装置具有用于获知第一制动压力线路泄漏的第一诊断单元和用于获知第二制动压力线路泄漏的第二诊断单元，其中，第一和第二诊断单元与同一电子控制单元连接。优选地，还设置有用于获知第一制动压力线路中的制动压力的第一压力传感器和用于获知第二制动压力线路中的制动压力的第二压力传感器，其中，第一和第二压力传感器优选与同一电子控制单元连接。第一和第二压力传感器可以配属给第一和第二诊断单元或者是它们的部分。例如，第一和第二诊断单元或压力传感器与制动系统(在其内构造有根据本发明的电动气动的装置)的中央单元连接，或者第一和第二诊断单元或压力传感器通过车辆总线或其他总线系统提供其信号，或者第一和第二诊断单元或压力传感器与制动压力调制器的电子控制单元连接。由此可以实现提前识别到故障，这尤其在高度自动化和/或无人驾驶的车辆中是有利的，其中，泄漏或线路破损无法通过人类驾驶员的感官检测到。替选或附加于第一和第二压力传感器，也可以设置有附加的阀，通过该附加的阀同样可以实施这种诊断。
14.在另一优选实施方式中规定，制动执行器保护单元一方面与第一和第二制动压力线路连接，并且另一方面与制动压力执行器连接。这种制动执行器保护单元优选代替上述换向阀接在制动压力线路和制动执行器之间。制动执行器保护单元可以与保护阀单元相同或类似地构建。以该方式能够获得可在制动系统中实现的相同部件优势。
15.在保护阀单元的第一具体实现中，其具有阀体和工作室，该阀体具有保护阀入口、第一保护阀出口和第二保护阀出口，在该工作室中，阀元件能运动地布置在第一和第二保护阀出口之间。优选地，阀元件在第一端部位置中贴靠配属给第一保护阀出口的第一阀座，而在第二端部位置中贴靠配属给第二保护阀出口的第二阀座。优选地，保护阀单元还具有使保护阀入口与第一保护阀出口连接起来的节流的第一旁路和使保护阀入口与第二保护阀出口连接起来的节流的第二旁路。因此，如果例如由于第一制动压力线路破损而使压力在第一保护阀出口处下降，则得到第一和第二保护阀接口之间的压力差，阀元件朝着第一阀座的方向被挤压，从而第一保护阀出口可以被截止。压缩空气虽然仍可以经由节流的旁路朝着第一制动压力线路的方向流动，但这是几乎不损害制动性能的较小的体积流。另一方面，在正常运行中，第一和第二旁路用于使阀元件大致保持在工作室的中间，以实现均匀地充分利用第一和第二制动压力线路，或者如果阀元件已经离开中间，则将其又带入中间。替选或者附加于旁路，也可以设置有一个或多个弹簧，弹簧将阀元件加载到中间，也就是中立定位中。
16.此外也可行的是，保护阀单元具有能气动切换的第一阀和能气动切换的第二阀。能气动切换的第一阀优选配属给第一制动压力线路，并且能气动切换的第二阀配属给第二制动压力线路。能气动切换的第一和第二阀优选如下设计，即，在第一制动压力线路泄漏时，能气动切换的第一阀抑制或阻止在第一保护阀输出端处调控出制动压力，而在第二制动压力线路泄漏时，能气动切换的第二阀抑制或阻止在第二保护阀输出端处调控出制动压力。以该方式可以实现如上述那样的相同的功能性，其中，能气动切换的第一和第二阀具有
高的防失效安全性以及允许大的横截面和简单的诊断。
17.优选地，能气动切换的第一阀具有第一切换位置、第二切换位置、第一控制接口和第二控制接口，其中，当在第一控制接口处调控出第一控制压力时，能气动切换的第一阀被加载或被切换到第一切换位置中，而当在第二控制接口处调控出第二控制压力时，能气动切换的第一阀被加载或被切换到第二切换位置中。也可以规定，能气动切换的第一阀不仅具有两个限定的端部位置，而且也允许第一和第二切换位置之间的中间位置。优选地，能气动切换的第二阀同样具有第三切换位置、第四切换位置、第三控制接口和第四控制接口。优选地，当在第三控制接口处调控出第三控制压力时，能气动切换的第二阀被加载或被切换到第三切换位置中，而当在第四控制接口处调控出第四控制压力时，能气动切换的第二阀被加载或被切换到第二切换位置中。能气动切换的第二阀也可以具有中间位置。在无故障的正常运行中，大致同时地分别调控出第一和第二控制压力以及第三和第四控制压力，从而获得能气动切换的第一和第二阀的对称加载。仅在线路泄漏或破损时出现导致了对相应的阀的切换的非对称。
18.优选地，在能气动切换的第一和第二阀的第一或第三切换位置中，保护阀入口相应不节流地与第一或第二保护阀出口连接。在能气动切换的第一和第二阀的第二切换位置或第四切换位置中，保护阀入口优选节流地与第一或第二保护阀出口连接。就此而言，优选在能气动切换的第一或第二阀的第二或第四切换位置中，节流部优选整合到阀中。
19.优选规定，第一控制压力相当于第一制动压力线路的第一制动压力或者从该第一制动压力导出的压力。第三控制压力同样优选相当于第二制动压力线路的第二制动压力或者从该第二制动压力导出的压力。就此而言，第一控制线路例如可以从第一制动压力线路通向第一控制接口，并且第三控制线路可以从第二制动压力线路通向第三控制接口。这些控制线路可以具有较小体积地实施。
20.此外优选规定，第二控制压力相当于在第二制动压力线路中的第二制动压力或者从该第二制动压力导出的压力。第四控制压力相当于第一制动压力线路中的第一制动压力或者从该第一制动压力导出的压力。为此目的，第二控制线路可以从第二制动压力线路通向第二控制接口，并且第四控制线路可以从第一制动压力线路通向第四控制接口。它们也可以具有较小横截面地实施。替选或附加地也可以规定，第二和第四控制压力相当于保护阀输入端处存在的压力或从该压力导出的压力。就此而言，从保护阀输入端分支出的控制线路也可以通向相应的第二和第四控制接口。
21.优选地，能气动切换的第一和第二阀弹簧加载地预紧到打开的、不节流的切换位置中。如果电动气动的装置正确地工作并且应用两个制动压力线路来将制动压力从制动压力调制器送至制动执行器，则前述实施方式中的所有控制线路，即第一、第二、第三和第四控制线路或者所有控制接口都以相同的压力进气。为了使能气动切换的第一和第二阀带入或保持在打开的定位中，它们优选弹簧加载地预紧到打开的切换位置中。替选地，通向第二和第四控制接口的控制线路也可以具有较小的横截面地实施，从而压力被进一步抑制。然而这也可能导致，系统的动态降低。在另一优选实施方式中，在保护阀输入端与第二和/或第四控制接口之间布置有节流部和/或增大的控制体积。节流部用于，在第二和第四控制接口处并不调控出直接在保护阀输入端处调控出的压力，而是调控出被抑制的压力。优选地设置有增大的控制体积，具体而言，其设置在节流部的下游，以提供进一步的减少。
22.在电动气动的装置的实施方案的一个变体中，制动压力调制器是车桥调制器，并且至少一个制动执行器是行车制动执行器。制动压力调制器例如被设计成前桥调制器，尤其是单通道的前桥调制器，其中，总共四个制动压力线路与保护阀单元联接，两个制动压力线路通向左前桥制动执行器，并且两个制动压力线路通向右前桥制动执行器。替选地，制动压力调制器也可以被设计成驻车制动调制器，并且制动执行器是弹簧储能执行器。在此又可以是一个、两个、三个、四个或更多个弹簧储能执行器与驻车制动调制器的保护阀单元联接。替选地也可以针对每个制动执行器都设置有单独的保护阀单元。
23.在第二方面中，本发明通过用于在能电子控制的气动制动系统中防管路破损地调控出制动压力的方法来解决前述任务，该方法具有步骤：
[0024]-在电动气动的制动压力调制器处接收电子制动请求信号；
[0025]-借助制动压力调制器调控出制动压力；
[0026]-在保护阀单元处接收制动压力；
[0027]-借助保护阀单元在使制动执行器冗余地与保护阀单元连接起来的第一制动压力线路和第二制动压力线路中调控出制动压力；
[0028]
其中，在获知第一制动压力线路泄漏时，保护阀单元抑制或阻止在第一制动压力线路中调控出制动压力，而在获知第二制动压力线路泄漏时，保护阀单元抑制或阻止在第二制动压力线路中调控出制动压力。
[0029]
应当理解，根据本发明的第一方面的电动气动的装置以及根据本发明第二方面的方法具有相同或类似的子方面，如它们尤其是在从属权利要求中所说明的那样。就此而言，完整地参考本发明的第一方面的上述说明。
[0030]
例如可以想到，该方法还具有如下步骤：尤其是借助第一和第二压力传感器来获知第一制动压力线路中的第一制动压力并获知第二制动压力线路中的第二制动压力，并且提供相应的第一和第二压力信号给电子控制单元。此外还可以想到，该方法具有如下步骤，例如第一控制压力从对能气动切换的第一阀进行输送的第一制动压力线路分支出，并且第二控制压力从对能气动切换的第一阀进行输送的第二制动压力线路分支出。
[0031]
在第三方面中，前述任务通过具有能电子控制的气动制动系统的商用车来解决，该商用车具有根据本发明的第一方面的电动气动的装置的前述优选实施方式之一所述的电动气动的装置。应当理解，根据本发明的第三方面的商用车以及根据本发明的第一方面的电动气动的装置具有相同和类似的子方面，尤其如它们在从属权利要求中被描述的那样。就此而言，完整地参考本发明的第一方面的上述内容。商用车的能电子控制的气动制动系统还可以具有其他元件，尤其是例如中央模块、用于自主行驶的单元、制动值发送器以及驻车制动模块。中央模块也可以同时被设计成后桥调制器。附加地，优选也设置有前桥调制器。前桥模块、中央模块(其也具有后桥调制器的功能)以及驻车制动模块也可以被设计为电动气动的装置。就此而言也优选的是，能电子控制的气动制动系统具有超过一个的前述类型的电动气动的装置。例如，针对前桥调制器、中央模块(其也被设计成后桥调制器)、单独的后桥调制器以及驻车制动模块都设置有一个自己的保护阀单元或者两个或更多个保护阀单元，从而制动系统的全部制动执行器都冗余地接线。
[0032]
下面将结合附图说明本发明的实施方式。它们不一定是按比例示出的实施方式，更确切地说，在有助于解释的情况下，附图以示意性和/或略微失真的形式实施。关于从附
图中可直接看到的教导的补充，参考相关的现有技术。在此应当考虑，在不偏离本发明的总体思想的情况下，可以对实施方式的形式和细节进行各种修改和改变。在说明书、附图和权利要求中公开的本发明的特征单个地或以任意方式的组合对于本发明的改进方案而言是重要的。此外，说明书、附图和/或权利要求中所公开的特征的至少两个特征的所有组合均落入本发明的保护范围内。本发明的一般性思想不局限于下文所示出和说明的优选实施方式的精确形式或细节，或者不限于与权利要求中要求保护的主题相比受限的主题。在指定测量范围的情况下，位于所提到的边界之内的值也应作为边界值公开并且可任意地被使用和请求保护。为了简单起见，以下针对相同或类似部件或具有相同或类似功能的部件使用相同的附图标记。
附图说明
[0033]
本发明其他优点、特征和细节由优选实施方案以及结合附图的以下说明得到；图中：
[0034]
图1以第一实施例示出电动气动的装置；
[0035]
图2以第二实施例示出电动气动的装置；
[0036]
图3以第三实施例示出电动气动的装置；
[0037]
图4示出电动气动的装置的第四实施例；
[0038]
图5是保护阀单元的第一实施例；
[0039]
图6是保护阀单元的第二实施例；
[0040]
图7是保护阀单元的第三实施例；
[0041]
图8是保护阀单元的第四实施例；和
[0042]
图9是具有可电动气动的制动系统的商用车。
具体实施方案
[0043]
可应用于能电子控制的气动制动系统102(参见图9)范围内的、然而也可以用于纯气动控制的制动系统中的电动气动的装置1具有电动气动的制动压力调制器2作为中央元件。电动气动的制动压力调制器2尤其可以被设计成车桥调制器，例如前桥调制器104、后桥调制器106或附加车桥调制器，或者也被设计成驻车制动调制器108或拖车控制阀(相应地参见图9)。电动气动的制动压力调制器2在输入侧与压缩空气储备器4连接并且从其中接收储备压力pv。此外，压缩空气储备器4可以与在此未示出的另外的模块连接并且给其提供相应的储备压力。
[0044]
电动气动的制动压力调制器2在内部具有此处未示出的一个或多个阀，即，尤其是且优选是气动中继阀以及一个或多个能电磁切换的阀。不仅中继阀而且能电磁切换的阀都接收储备压力pv。电磁阀为此被构造成用于在中继阀上提供控制压力，从而中继阀依赖于所接收的控制压力地在电动气动的制动压力调制器2的制动压力接口6处调控出制动压力pb。
[0045]
此外，电动气动的制动压力调制器2具有电接口8，电动气动的制动压力调制器2经由该电接口例如与车辆总线、其他总线或另一电线路连接。电动气动的制动压力调制器2可以通过电接口8接收电或电子的制动信号sb，该制动信号例如可以是制动请求信号、减速请
求信号、驻车制动信号或直接的电脉冲，该电脉冲针对如下情况直接作用于一个或多个能电磁切换的阀，即，电动气动的制动压力调制器2不具有自身的智能。然后，依赖于制动信号sb地在制动压力接口6处调控出制动压力pb。
[0046]
通过制动压力接口6，制动压力调制器2与保护阀单元10连接，该保护阀单元同样接收该调控出的制动压力pb。保护阀单元10通过彼此冗余地构造的第一制动压力线路12和第二制动压力线路14与制动执行器16连接。制动执行器16可以是通常的行车制动执行器，或者例如是弹簧储能制动缸的或组合缸的弹簧储能部分。即使在当前情况下仅说明行车制动缸，但也应当理解，近似和类似的实施方案也适用于弹簧储能执行器。
[0047]
保护阀单元10具有保护阀入口10.1、第一保护阀出口10.2和第二保护阀出口10.3。保护阀入口10.1与制动压力接口6连接并且从其接收由制动压力调制器2调控出的制动压力pb。第一制动压力线路12与第一保护阀出口10.2联接且第二制动压力线路14与第二保护阀出口10.3联接。在正常运行中，保护阀单元10直接在第一和第二保护阀出口10.2、10.3处继续控制所接收的制动压力pb，从而在第一和第二制动压力线路12、14中存在制动压力pb，并且接下来被称为第一制动压力pb1和第二制动压力pb2。在第一和第二制动压力线路12、14的下游和制动执行器16的上游设置有换向阀18，其将第一和第二制动压力pb1、pb2相结合并又作为制动压力pb在制动执行器16上调控出。换向阀18具有与第一制动压力线路12连接的第一换向阀接口18.1。该换向阀具有与第二制动压力线路14连接的第二换向阀接口18.2。此外，换向阀18具有与制动执行器16连接的第三换向阀接口18.3。换向阀18被设计成所谓的选高阀并且在第三换向阀接口18.3处调控出第一和第二换向阀接口18.1、18.2处存在的相应较高的那个压力。
[0048]
保护阀单元10被构造成，使得针对第一和第二制动压力线路12、14的其中一个制动压力线路有泄漏或破损的情况，配属给该第一或第二制动压力线路12、14的保护阀出口10.2、10.3被节流。尤其地，保护阀单元10被构造成用于在第一制动压力线路12泄漏或破损时抑制或阻止在第一保护阀出口10.2处调控出第一制动压力pb1，并且在第二制动压力线路14泄漏或破损时抑制或阻止在第二保护阀出口10.3处调控出第二制动压力pb2。以此方式可以实现，还通过第一和第二制动压力线路12、14的功能正常的制动压力线路给制动执行器16提供制动压力pb，另一方面也阻止，压缩空气储备器4空转。以此方式也可以确保：车辆、尤其是自主或半自主的车辆在故障时，即，在两个制动压力线路12、14的其中一个制动压力线路泄漏或破损时，仍然完全正常地工作。
[0049]
图2示出一个实施例，其基于图1并且就此而言相同和类似的元件设有相同的附图标记。接下来，尤其强调与图1的第一实施例的区别。
[0050]
不同于第一实施例(图1)，在第二实施例中设置有第二制动执行器20，其同样通过第一和第二制动压力线路12、14被供应。例如，第一制动执行器16是用于车桥的右轮的制动执行器，而第二制动执行器20是用于同一车桥的左轮的制动执行器。保护阀单元10在此实施为单通道的，即使它对两个制动压力线路12、14进行馈送。在两个制动压力线路12、14中调控出相同的制动压力pb，并且在此无法实现因车轮而异的调控。然而也可以设置有附加的abs阀，以便实现因车轮而异且滑移可控的制动。
[0051]
为了给制动执行器16、20供应制动压力pb，在第一制动压力线路12中设置有分支22，该分支促成第一制动压力线路12的第一区段12.1和第一制动压力线路12的第二区段
12.2。同样在第二制动压力线路14中设置有第二分支点24，在该第二分支点处，第二制动压力线路14被分成第二制动压力线路14的第一区段14.1和第二制动压力线路14的第二区段14.2。因此，又向第一和第二制动执行器16、20中的任一个制动执行器不仅供应来自第一制动压力线路12的制动压力pb1而且也供应来自第二制动压力线路14的制动压力pb2。在第一和第二制动压力线路12、14的下游和第二制动执行器20之前布置有第二换向阀26，其同样可以如换向阀18那样实施。第二换向阀26具有与第一制动压力线路12的第二区段12.2连接的第一换向阀接口26.1以及与第二制动压力线路14的第二区段14.2连接的第二换向阀接口26.2。第二换向阀26的第三换向阀接口26.3与第二制动执行器20连接。
[0052]
根据图3的第三实施例大致基于根据图2的第二实施例，从而相同的元件又设有相同的附图标记。就此而言完整地参考上述说明。
[0053]
首先，除了设置有压缩空气储备器4之外，还设置有同样提供储备压力pv的第二压缩空气储备器28。该第二压缩空气储备器28可以是第二制动回路的或备用回路的压缩空气储备器。第一压缩空气储备器4和第二压缩空气储备器28通过又可以被设计成选高阀的储备换向阀30与电动气动的制动压力调制器2连接。以此方式，通过储备换向阀30在电动气动的制动压力调制器2处调控出由第一和第二压缩空气储备器4、28输送的相应更高的那个储备压力pv。
[0054]
此外，根据第三实施例(图3)的电动气动的装置1包括被设置成用于检测第一制动压力线路12的泄漏或破损的第一诊断单元32和被设置成用于检测第二制动压力线路14的泄漏或破损的第二诊断单元34。第一诊断单元32提供相应的第一诊断信号sd1，第二诊断单元34提供第二诊断信号sd2。第一和第二诊断信号sd1、sd2优选在电子控制单元，例如中央单元、用于自主行驶的单元或电动气动的制动压力调制器2的电子控制单元上被提供。优选地，第一和第二诊断单元32、34被设计成压力传感器并且就此而言提供第一和第二压力信号。为此目的，第一和第二诊断单元32、34与相应的第一和第二制动压力线路12、14连接。在所示实施例(图3)中，第一诊断单元32附加地具有第一诊断阀33，并且第二诊断单元34具有第二诊断阀35。如果相应的制动压力线路12、14有泄漏，则这些阀33、35可以被带入到打开的切换位置中。那么，相应的制动压力线路12、14就可以被完全排气，从而保护阀单元10可以完全封阻相应的制动压力线路12、14。此外，第一和第二诊断单元32、34用于针对电动气动的装置1安装在自主或半自主车辆内的情况给自主单元提供关于制动系统的状态的信息，从而可以采取相应的措施。
[0055]
图4所示实施例现在又基于图1所示的第一实施例，其中，相同和类似的元件设有相同的附图标记，从而完整地参考上述说明。
[0056]
不同于第一实施例(图1)，代替换向阀18地设置有制动执行器保护单元36，其具有与制动执行器16连接的第一保护单元接口36.1和与第一制动压力线路12连接的第二保护单元接口36.2以及与第二制动压力线路14连接的第三保护单元接口36.3。尤其地，制动执行器保护单元36可以与保护阀单元10相同地设计，然而恰好颠倒地接线。就此而言，第一保护单元接口36.1对应保护阀入口10.1，第二保护单元接口36.2对应第一保护阀出口10.2，第三保护单元接口36.3对应第二保护阀出口10.3。以此方式，可以实现针对制动执行器16地将第一和第二制动压力pb1、pb2相结合。
[0057]
图5示出保护阀单元10的第一实施例。保护阀单元10具有阀体40，其也可被称为保
护阀壳体并且构成保护阀单元10的基体。在阀体40中形成工作室42，保护阀入口10.1、第一保护阀出口10.2和第二保护阀出口10.3通入到工作室中。阀元件44可运动地布置在工作室42之内。图5示出阀元件处于右端部位置并且贴靠配属给第一保护阀出口10.2的第一阀座46。给第二保护阀出口10.3配属有第二阀座47。而保护阀入口10.1保持打开。如果例如在保护阀入口10.1处调控出制动压力pb时在第一保护阀出口10.2处不存在背压，则阀元件44向着第一阀座46运动到右端部位置中并封阻第一保护阀出口10.2。压缩空气仍可以从保护阀入口10.1经由工作室42流向第二保护阀出口10.3。优选地并根据此处所示的实施例，还设置有节流的第一旁路48，其在绕过第一阀座46的情况下将工作室42与第一保护阀出口10.2连接起来。此外，以类似方式设置有节流的第二旁路49，其在绕过第二阀座47的情况下将工作室42与第二保护阀出口10.3连接起来。以此方式，允许第一和第二阀座46、47的溢流，这在正常运行中，当第一和第二制动压力线路12、14不存在泄漏和破损时导致更高的稳定性，并且尤其是阀元件44被带入第一和第二阀座46、47之间的中间位置。基本上，根据第一实施例(图5)的保护阀单元10基于传统的换向阀构成，然而与传统的换向阀的不同之处尤其在于第一和第二旁路48、49。
[0058]
图6至图8示出保护阀单元10的第二至第四实施例，它们基于设置有两个能气动切换的阀。
[0059]
保护阀单元10根据第二实施例(图6)又在阀体40中示出，其中，这不是强制性的。在该实施方式中同样也可以无阀体40地以传统方式来实现各个阀元件的接线。
[0060]
根据该实施例的保护阀单元10具有能气动切换的第一阀50和能气动切换的第二阀52。能气动切换的第一阀50具有与保护阀入口10.1连接的第一切换阀接口50.1。此外，能气动切换的第一阀50还具有与第一保护阀出口10.2连接的第二切换阀接口50.2。在图6所示的第一切换位置中，第一和第二切换阀接口50.1、50.2不节流地连接。在图6未示出的第二切换位置中，第一和第二切换阀接口50.1、50.2节流地连接。为此目的，能气动切换的第一阀50具有第一节流部51。为了切换能气动切换的第一阀50，其具有第一控制接口50.3和第二控制接口50.4。第一控制接口50.3通过第一控制线路54与第二切换阀接口50.2的下游的线路或第一保护阀出口10.2连接并因此在第一控制接口50.3处调控出第一制动压力pb1作为第一控制压力ps1。第二控制线路55从能气动切换的第二阀52和第二保护阀出口10.3之间的线路或者从第二保护阀出口10.3分支出并因此在第二控制接口50.4处调控出第二制动压力pb2作为第二控制压力ps2。一旦第一控制压力ps1超过第一阈值，能气动切换的第一阀50就切换到至图6所示的第一切换位置中。然而一旦该压力下降，尤其是低于第一阈值，而第二控制压力ps2高于第二阈值，则能气动切换的第一阀50切换到图6中未示出的第二切换位置中，从而实现节流地在第一保护阀出口10.2处调控出压力。
[0061]
以相一致的方式，能气动切换的第二阀52具有第三切换阀接口52.1、第四切换阀接口52.2、第三控制接口52.3以及第四控制接口52.4。能气动切换的第二阀52的图6所示的第一切换位置又是不节流的，而图6未示出的第二切换位置是节流的。为此，能气动切换的第二阀52具有第二节流部53。第三控制线路56从与第二控制线路55相同的位置分支出，即使这不是必须的，然而无论如何在第三控制接口52.3处调控出第二制动压力pb2作为第三控制压力ps3。第四控制线路57从与第一控制线路54相同的位置分支出，即使这不是必须的，然而无论如何在第四控制接口52.4处调控出第一制动压力pb1作为第四控制压力ps4。
在此也适用的是，如果第三控制压力ps3超过第三阈值，则能气动切换的第二阀52切换到图6所示的第一切换位置中，而如果第三控制压力ps3低于阈值，但第四控制压力ps4高于第四阈值，则其切换到图6未示出的第二切换位置中。
[0062]
保护阀单元10的第三实施例基于第二实施例(图6)，从而相同和类似的元件设有相同的附图标记。就此而言，全面地参考关于保护阀单元10的第二实施例(图6)的前述说明。
[0063]
不同于第二实施例(图6)，在第三实施例(图7)中，附加地在能气动切换的第一阀50上设置有第一弹簧58，该第一弹簧使能气动切换的第一阀50弹簧加载到图7所示的第一切换位置中。同样，在能气动切换的第二阀52上设置有第二弹簧59，该第二弹簧使能气动切换的第二阀52弹簧加载到图7所示的第一切换位置中。以该方式可以确保，在第一和第二制动压力pb1、pb2一样高时不会出现能气动切换的第一和第二阀50、52的非限定的状态，而是稳定地占据第一切换位置。
[0064]
保护阀单元10的第四实施例原则上基于第二实施例(图6)，然而附加地如在第三实施例(图7)中所描述的那样具有第一和第二弹簧58、59。然而，这在第四实施例(图8)中只是可选的。
[0065]
第四实施例(图8)与第二和第三实施例(图6、图7)的主要区别在于第二和第四控制接口50.4、52.4的接线。而在第二和第三实施例(图6、图7)中给能气动切换的第一阀50的第二控制接口50.4输送第二制动压力pb2，并且给能气动切换的第二阀52的第四控制接口52.4输送第一制动压力pb1，这两个控制接口50.4、52.4在第四实施例(图8)中优选节流地被输送了在保护阀入口10.1处调控出的制动压力。在第二和第三实施例(图6、图7)中，在两个制动压力线路12、14泄漏时，能气动切换的第一和第二阀50、52处于第二切换位置中，而在第四实施例(图8)中，能气动切换的阀50、52的第二切换位置不依赖于由保护阀单元10调控出的制动压力pb1、pb2，而是依赖于由保护阀单元10所接收的制动压力pb，该制动压力由制动压力调制器2在保护阀入口10.1处调控出。
[0066]
为此目的，在第四实施例中，第二控制线路55作为保护阀入口10.1的分支延伸，并且第四控制线路57同样作为保护阀入口10.1的分支延伸。此外，在保护阀入口10.1和第二或第四控制线路55、57之间接有第三节流部60以及增大的体积62，其中，非强制需要的是，这两个都被设置，必要时设置第三节流部60和增大的体积62这两个中的一个也就可能足够了。以该方式也可以实现根据本发明的保护阀单元10。
[0067]
应当理解，保护阀单元10如其在图5至图8中所示的那样也可不依赖于图1至图4的电动气动的装置地被要求保护。就此而言，保护阀单元10不依赖于图1至图4中所示的其他元件，尤其是制动压力调制器2、第一和第二制动压力线路12、14、换向阀18和制动执行器16。也可以要求保护由制动压力调制器2和保护阀单元10以及保护阀单元10连同第一和第二制动压力线路12、14和必要时制动压力调制器2组成的单元。
[0068]
图9示出具有能电子控制的气动制动系统102的商用车100的概览。商用车具有前桥va和后桥ha，然而应当理解，其还可具有另外的车桥，例如未示出的附加车桥。此外，还可以设置有未示出的、用于对未示出的拖车进行供应的拖车控制阀。
[0069]
制动系统102具有前桥调制器104、同时充当后桥调制器106的中央模块和驻车制动调制器108。这些模块分别构成上述类型的制动压力调制器2，其中，也构造仅一个或两个
这样的模块。具有单独的压缩空气储备器的制动回路被配属给在此由于概览的原因而未示出的每个制动压力调制器2。
[0070]
前桥调制器104被构造成双通道的并且包括用于左前轮的保护阀单元10，给其配属有第一行车制动执行器110.1形式的第一制动执行器16。同样，给右前轮配属有第二行车制动执行器110.2形式的第二制动执行器16，其同样与保护阀单元10连接。后桥在运行情况下通过后桥调制器106供应，该后桥调制器同样被设计成双通道的并且通过第一通道和保护阀单元10来供应左后轮上的第一组合式的行车制动和弹簧储能执行器112.1，而通过第二通道和保护阀单元10来供应右后轮上的第二组合式的行车制动和弹簧储能执行器112.2。
[0071]
此外，驻车制动调制器108设有保护阀单元10并且被构造成单通道的。驻车制动调制器108操纵后桥ha上的组合式的行车制动和弹簧储能执行器112.1、112.2的弹簧储能执行器。
[0072]
针对保护阀单元10如参考图3所描述那样配备有诊断单元32、34的情况，它们优选与各自配属的制动压力调制器2的有可能的电子控制单元连接和/或与中央模块连接。
[0073]
附图标记列表(说明书的部分)
[0074]
1电动气动的装置
[0075]
2电动气动的制动压力调制器
[0076]
4压缩空气储备器
[0077]
6制动压力接口
[0078]
8电接口
[0079]
10保护阀单元
[0080]
10.1保护阀入口
[0081]
10.2第一保护阀出口
[0082]
10.3第二保护阀出口
[0083]
12第一制动压力线路
[0084]
12.1第一制动压力线路的第一区段
[0085]
12.2第一制动压力线路的第二区段
[0086]
14第二制动压力线路
[0087]
14.1第二制动压力线路的第一区段
[0088]
14.2第二制动压力线路的第二区段
[0089]
16制动执行器
[0090]
18换向阀
[0091]
18.1第一换向阀接口
[0092]
18.2第二换向阀接口
[0093]
18.3第三换向阀接口
[0094]
20第二制动执行器
[0095]
22第一分支点
[0096]
24第二分支点
[0097]
26第二换向阀
[0098]
26.1第一换向阀接口
[0099]
26.2第二换向阀接口
[0100]
26.3第三换向阀接口
[0101]
28第二压缩空气储备器
[0102]
30储备换向阀
[0103]
32第一诊断单元
[0104]
33第一诊断阀
[0105]
34第二诊断单元
[0106]
35第二诊断阀
[0107]
36制动执行器保护单元
[0108]
36.1第一保护单元接口
[0109]
36.2第二保护单元接口
[0110]
36.3第三保护单元接口
[0111]
40阀体
[0112]
42工作室
[0113]
44阀元件
[0114]
46第一阀座
[0115]
47第二阀座
[0116]
48节流的第一旁路
[0117]
49节流的第二旁路
[0118]
50能气动切换的第一阀
[0119]
50.1第一切换阀接口
[0120]
50.2第二切换阀接口
[0121]
50.3第一控制接口
[0122]
50.4第二控制接口
[0123]
51第一节流部
[0124]
52能气动切换的第二阀
[0125]
52.1第三切换阀接口
[0126]
52.2第四切换阀接口
[0127]
52.3第三控制接口
[0128]
52.4第四控制接口
[0129]
53第二节流部
[0130]
54第一控制线路
[0131]
55第二控制线路
[0132]
56第三控制线路
[0133]
57第四控制线路
[0134]
58第一弹簧
[0135]
59第二弹簧
[0136]
60第三节流部
[0137]
62增大的体积
[0138]
100商用车
[0139]
102能电子控制的气动制动系统
[0140]
104前桥调制器
[0141]
106后桥调制器(中央模块)
[0142]
108驻车制动调制器
[0143]
110.1第一行车制动执行器
[0144]
110.2第二行车制动执行器
[0145]
112.1第一行车制动和弹簧储能执行器
[0146]
112.2第二行车制动和弹簧储能执行器
[0147]
va前桥
[0148]
ha后桥
[0149]
pb制动压力
[0150]
pb1第一制动压力
[0151]
pb2第二制动压力
[0152]
ps1第一控制压力
[0153]
ps2第二控制压力
[0154]
ps3第三控制压力
[0155]
ps4第四控制压力
[0156]
pv储备压力
[0157]
sb制动信号
[0158]
sd1第一诊断信号
[0159]
sd2第二诊断信号

技术特征：
1.用于能电子控制的气动制动系统的电动气动的装置(1)，所述电动气动的装置包括压缩空气储备器(4)，所述压缩空气储备器用于提供储备压力(pv)；电动气动的制动压力调制器(2)，所述电动气动的制动压力调制器接收所述压缩空气储备器(4)的储备压力(pv)并且依赖于电子制动请求信号(sb)地在制动压力接口(6)处调控出制动压力(pb)；保护阀单元(10)，所述保护阀单元具有保护阀入口(10.1)、第一保护阀出口(10.2)和第二保护阀出口(10.3)，其中，所述保护阀入口(10.1)与所述制动压力调制器(4)的制动压力接口(6)连接、接收所述制动压力(pb)并且能够将所述制动压力提供给第一和第二保护阀出口(10.2、10.3)；第一制动压力线路(12)，所述第一制动压力线路与所述第一保护阀出口(10.2)连接，以及第二制动压力线路(14)，所述第二制动压力线路与所述第二保护阀出口(10.3)连接；和至少一个制动执行器(16)，所述制动执行器与所述第一和第二制动压力线路(12、14)连接以接收所述制动压力(pb)，其中，所述保护阀单元(10)被设立成用于，在所述第一制动压力线路(12)泄漏时抑制或阻止在所述第一保护阀出口(10.2)处调控出制动压力，并且在所述第二制动压力线路(14)泄漏时抑制或阻止在所述第二保护阀出口(10.3)处调控出制动压力。2.根据权利要求1所述的电动气动的装置，所述电动气动的装置还具有换向阀(18)，所述换向阀一方面与所述第一和第二制动压力线路(12、14)连接，并且另一方面与所述制动压力执行器(2)连接。3.根据前述权利要求中任一项所述的电动气动的装置，其中，所述保护阀单元(10)直接布置在所述制动压力调制器(2)上或者与所述制动压力调制器整合在一起。4.根据前述权利要求中任一项所述的电动气动的装置，所述电动气动的装置具有第二制动执行器(20)，所述第二制动执行器与所述第一和第二制动压力线路(12、14)连接以用于接收所述制动压力(pb)，其中，在所述第二制动压力执行器(20)和所述第一和第二制动压力线路(12、14)之间布置有第二换向阀(26)。5.根据前述权利要求中任一项所述的电动气动的装置，所述电动气动的装置具有第二压缩空气储备器(28)，所述第二压缩空气储备器与所述制动压力调制器(2)连接并且向所述制动压力调制器提供第二储备压力(pv)。6.根据前述权利要求中任一项所述的电动气动的装置，所述电动气动的装置具有用于获知所述第一制动压力线路(12)的泄漏的第一诊断单元(32)和用于获知所述第二制动压力线路(14)的泄漏的第二诊断单元(34)，其中，第一和第二诊断单元(32、34)与同一电子控制单元(nr？？)连接。7.根据前述权利要求中任一项所述的电动气动的装置，所述电动气动的装置具有制动执行器保护单元(36)，所述制动执行器保护单元一方面与所述第一和第二制动压力线路(12、14)连接，并且另一方面与所述制动压力执行器(2)连接。8.根据前述权利要求中任一项所述的电动气动的装置，其中，所述保护阀单元(10)具有阀体(40)和工作室(42)，所述阀体具有所述保护阀入口(10.1)、所述第一保护阀出口(10.2)和所述第二保护阀出口(10.3)，在所述工作室中，阀元件(44)能运动地布置在所述
第一和第二保护阀出口(10.2、10.3)之间，并且在第一端部位置中贴靠配属给所述第一保护阀出口(10.2)的第一阀座(46)，而在第二端部位置中贴靠配属给所述第二保护阀出口(10.3)的第二阀座(47)，其中，所述保护阀单元(10)还具有使所述保护阀入口(10.1)与所述第一保护阀出口(10.2)连接起来的节流的第一旁路(48)和使所述保护阀入口(10.1)与所述第二保护阀出口(10.3)连接起来的节流的第二旁路(49)。9.根据前述权利要求中任一项所述的电动气动的装置，其中，所述保护阀单元(10)具有能气动切换的第一阀(50)和能气动切换的第二阀(52)，其中，所述能气动切换的第一阀(50)配属给所述第一制动压力线路(12)并且所述能气动切换的第二阀(52)配属给所述第二制动压力线路(14)，并且其中，在所述第一制动压力线路(12)泄漏时，所述能气动切换的第一阀(50)抑制或阻止在所述第一保护阀出口(10.2)处调控出制动压力，而在所述第二制动压力线路(14)泄漏时，所述能气动切换的第二阀(52)抑制或阻止在所述第二保护阀出口(10.3)处调控出制动压力。10.根据权利要求9所述的电动气动的装置，其中，所述能气动切换的第一阀(50)具有第一切换位置、第二切换位置、第一控制接口(10.3)和第二控制接口(10.4)，其中，当在所述第一控制接口(10.3)处调控出第一控制压力(ps1)时，所述能气动切换的第一阀(50)被加载到第一切换位置中，而当在所述第二控制接口(50.4)处调控出第二控制压力(ps2)时，所述能气动切换的第一阀被加载到第二切换位置中，和所述能气动切换的第二阀(52)具有第三切换位置、第四切换位置、第三控制接口(52.3)和第四控制接口(52.4)，其中，当在所述第三控制接口(52.3)处调控出第三控制压力(ps3)时，所述能气动切换的第二阀(52)被加载到第三切换位置中，而当在所述第四控制接口(52.4)处调控出第四控制压力(ps4)时，所述能气动切换的第二阀被加载到所述第二切换位置中。11.根据权利要求10所述的电动气动的装置，其中，所述第一控制压力(ps1)相当于所述第一制动压力(pb1)或者从所述第一制动压力导出的压力，并且所述第三控制压力(ps3)相当于所述第二制动压力(pb2)或者从所述第二制动压力导出的压力。12.根据权利要求10或11所述的电动气动的装置，其中，所述第二控制压力(ps2)相应于所述第二制动压力(pb2)或者从所述第二制动压力导出的压力，并且所述第四控制压力(pb4)相应于所述第一制动压力(pb1)或者从所述第一制动压力导出的压力，或者其中，所述第二和第四控制压力(ps2、ps4)相应于在所述保护阀入口(10.1)处存在的压力(pb)或从所述压力导出的压力。13.根据权利要求9至12中任一项所述的电动气动的装置，其中，所述能气动切换的第一和第二阀(50、52)以弹簧加载的方式预紧到打开的、不节流的切换位置(nr？？)中。14.根据权利要求12所述的电动气动的装置，其中，在所述保护阀入口(10.1)和所述第二和/或第四控制接口(50.4、52.4)之间构造有节流部(60)和/或增大的控制体积(62)。15.根据前述权利要求中任一项所述的电动气动的装置，其中，所述制动压力调制器(2)是车桥调制器(104、106)，并且所述至少一个制动执行器(16)是行车制动执行器(110.1、110.2)，或者其中，所述制动压力调制器(2)是驻车制动调制器(108)，并且所述至少一个制动执行器(16)是弹簧储能执行器(112.1、112.2)。
16.用于在能电子控制的气动制动系统(102)中防管线破损地调控出制动压力(pb)的方法，所述方法具有步骤：-在电动气动的制动压力调制器(2)处接收电子制动请求信号(sb)；-借助所述制动压力调制器(2)调控出制动压力(pb)；-在保护阀单元(10)处接收所述制动压力(pb)；-借助所述保护阀单元(10)在使制动执行器(2)冗余地与所述保护阀单元(10)连接起来的第一制动压力线路(12)和第二制动压力线路(14)中调控出所述制动压力(pb、pb1、pb2)；其中，在获知所述第一制动压力线路(12)泄漏时，所述保护阀单元(10)抑制或阻止在所述第一制动压力线路(12)中调控出所述制动压力(pb、pb1)，而在获知所述第二制动压力线路(14)泄漏时，所述保护阀单元抑制或阻止在所述第二制动压力线路(14)中调控出所述制动压力(pb、pb2)。17.具有能电子控制的气动制动系统(102)的商用车(100)，所述商用车包括根据权利要求1至15中任一项所述的电动气动的装置(1)。

技术总结
本发明涉及用于能电子控制的气动制动系统(102)的电动气动的装置(1)，该电动气动的装置包括：用于提供储备压力(pV)的压缩空气储备器(4)；接收储备压力(pV)并且依赖于电子制动请求信号(SB)地在制动压力接口(6)上调控出制动压力(pB)的制动压力调制器(2)；具有保护阀入口(10.1)、第一保护阀出口(10.2)和第二保护阀出口(10.3)的保护阀单元(10)，其中，保护阀入口(10.1)接收制动压力(pB)且能够将该制动压力提供给第一和第二保护阀出口(10.2、10.3)；第一制动压力线路(12)和第二制动压力线路(14)；以及与制动压力线路(12、14)连接的制动执行器(16)。保护阀单元(10)被设立成用于，在第一制动压力线路(12)泄漏时抑制在第一保护阀出口(10.2)处调控出制动压力，并且在第二制动压力线路(14)泄漏时抑制在第二保护阀出口(10.3)处调控出制动压力。出口(10.3)处调控出制动压力。出口(10.3)处调控出制动压力。


技术研发人员：朱利安
受保护的技术使用者：采埃孚商用车系统全球有限公司
技术研发日：2021.10.29
技术公布日：2023/7/22