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CN105313868A - 一种基于智能坡道起步辅助的行车制动系统 - Google Patents

一种基于智能坡道起步辅助的行车制动系统 Download PDF

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CN105313868A CN201510738799.9A CN201510738799A CN105313868A CN 105313868 A CN105313868 A CN 105313868A CN 201510738799 A CN201510738799 A CN 201510738799A CN 105313868 A CN105313868 A CN 105313868A
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张庆渴
王显会
皮大伟
王尔烈
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Abstract

本发明公开一种操作简单，安全性好的基于智能坡道起步辅助的行车制动系统。其包括由气路相连通的第一储气罐(1)、脚制动阀(4)、行车制动气室(8)，还包括第二储气罐(3)、差动式继动阀(5)、电磁阀(9)、第一三通阀(61)、坡道起步辅助控制器(2)和气压传感器(11)，所述差动式继动阀(5)的第一控制气口(541)与所述脚制动阀(4)的出气口气路相连，其进气口(51)与第二储气罐(3)气路相连，其出气口(52)与行车制动气室(8)气路相连，其第二控制气口(542)通过电磁阀(9)与第二储气罐(3)气路相连；所述气压传感器(11)置于差动式继动阀(5)的出气口与行车制动气室(8)之间的气路上。

Description

一种基于智能坡道起步辅助的行车制动系统
技术领域
本发明属于汽车制动装置技术领域，特别是一种操作简单，安全性好的基于智能坡道起步辅助的行车制动系统。
背景技术
目前，中重型汽车行车制动装置采用气压式制动装置，通过脚制动阀使行车制动气室充气，产生行车制动。对于传统车辆，在上坡起步时，驾驶员操纵流程复杂，易出现车辆后溜现象，上坡起步频繁时，操纵不当会加剧传动系统和制动器的磨损。
现有的坡道起步辅助装置，例如中国实用新型专利CN201320138667.9(申请号：201320138667.9，公开日：2013.08.28)，该专利在制动回路中安装了两位两通电磁阀，首先，该阀的阀孔孔径小，增加了气路压力损失，导致制动施加和释放的延迟。其次，该阀为常闭阀，每次制动的释放均需要电磁阀上电导通，即使无需坡道起步辅助，这增加了控制难度。当系统或电磁阀故障不能导通气路时，导致制动不能释放，影响行车安全。
中国专利CN201367018，采用三个电磁阀组合，但该技术方案的制动控制只有释放和制动两种状态，不能准确控制制动的释放速度或准确调节制动缸内气压，坡道起步控制效果受限，并且该阀结构复杂、成本较高。
中国发明专利申请CN201210136634(申请号：201210136634.0，公开日：2012.08.15)，提出了一种用于AMT车辆坡道起步的电磁阀，该阀由膜片式排气阀和两个两位三通电磁阀组成，该阀用于驻车制动系统。该阀结构相对复杂，增加了控制难度。充气时需经过两位三通电磁阀的阀孔，其阀孔孔径小会延迟驻车制动的释放。
总之，现有技术存在的问题是：中重型汽车行车制动系统缺少智能化的坡道起步辅助装置，导致行车制动系统坡道起步操作困难，安全性差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于智能坡道起步辅助的行车制动系统，操作简单，安全性好。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于智能坡道起步辅助的行车制动系统，包括由气路相连通的第一储气罐(1)、脚制动阀(4)、行车制动气室(8)，还包括第二储气罐(3)、差动式继动阀(5)、电磁阀(9)、第一三通阀(61)、坡道起步辅助控制器(2)和气压传感器(11)，所述差动式继动阀(5)的第一控制气口(541)与所述脚制动阀(4)的出气口气路相连，其进气口(51)与第二储气罐(3)气路相连，其出气口(52)与行车制动气室(8)气路相连，其第二控制气口(542)通过电磁阀(9)与第二储气罐(3)气路相连气路相连；所述气压传感器(11)置于差动式继动阀(5)的出气口与行车制动气室(8)之间的气路上，并与坡道起步辅助控制器(2)电连接，所述坡道起步辅助控制器(2)还与电磁阀(9)电连接。
本发明与现有技术相比，其显著优点：
上述优点是通过以下方法达到的：
1、操作简单：智能坡道制动辅助系统包括传感器、控制器和执行器，坡道起步辅助控制器可以根据坡道角度、车速、挡位、制动状态等信息，自动触发行车制动辅助坡道停车和起步，智能化程度高，无需驾驶员干预，操作简单。
2、安全性好：智能坡道起步辅助系统的控制器还可根据车辆动力传动系的驱动转矩控制制动力的逐步释放，在制动力释放的过程中，根据气压传感器的信号实现反馈控制，可提高坡道起步控制效果。可主动调整制动气室气压。车辆在坡道上停车时，控制器可根据车重、坡道角度等信息，自动调节制动压力，保证车辆在坡道上安全停驻。利用气压传感器和电磁阀实现制动施加过程和制动解除过程的气压调节控制，尤其是通过气压调节实现了坡道起步过程中的制动力精确控制，实现了制动系统和传动系统的协调控制，提高了坡道起步成功率和控制效果。即使系统故障，自动控制方式不起作用时，电磁阀不上电，不对行车制动的施加和释放造成影响，驾驶员仍可以通过人为操纵方式进行行车制动与解除，使用安全，对原行车制动无影响。
3、适用范围广：能适用于各种装有气压式制动系统的中重型车辆，并且不受变速器类型的限制，手动和自动变速器均适用。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。
附图说明
图1是本发明基于智能坡道起步辅助的行车制动系统实施例一的结构示意图。
图2是本发明基于智能坡道起步辅助的行车制动系统实施例二的结构示意图。
图3是图2中差动式继动阀的结构示意图。
图中，1储气罐一，2坡道起步辅助控制器，3储气罐二，4脚制动阀，5差动式继动阀，61第一三通阀，8行车制动气室，9电磁阀，10排气电磁阀，11气压传感器，12比例流量电磁阀，51进气口，52出气口，53排气口，541控制气口一，542控制气口二。
81第一行车制动气室，82第二行车制动气室，62第二三通阀，71第一ABS阀，72第二ABS阀。
具体实施方式
如图1、2所示，本发明基于智能坡道起步辅助的行车制动系统，包括由气路相连通的第一储气罐(1)、脚制动阀(4)、行车制动气室(8)，还包括第二储气罐(3)、差动式继动阀(5)、电磁阀(9)、第一三通阀(61)、坡道起步辅助控制器(2)和气压传感器(11)，所述差动式继动阀(5)的第一控制气口(541)与所述脚制动阀(4)的出气口气路相连，其进气口(51)与第二储气罐(3)气路相连，其出气口(52)与行车制动气室(8)气路相连，其第二控制气口(542)通过电磁阀(9)与第二储气罐(3)气路相连气路相连；所述气压传感器(11)置于差动式继动阀(5)的出气口与行车制动气室(8)之间的气路上，并与坡道起步辅助控制器(2)电连接，所述坡道起步辅助控制器(2)还与电磁阀(9)电连接。
如图1所示，还包括排气电磁阀(10)和第一三通阀(61)，所述第一三通阀(61)的进气口与电磁阀(9)的出气口相通，其第一出气口与差动式继动阀(5)的第二控制气口(542)相通，其第二出气口与排气电磁阀(10)的进气口相通，所述电磁阀(9)的进气口与第二储气罐(3)相通；所述排气电磁阀(10)与坡道起步辅助控制器(2)电连接。
如图2所示，所述电磁阀(9)为比例流量电磁阀(12)。
如图1、2所示，所述行车制动气室(8)分为第一行车制动气室(81)和第二行车制动气室(82)，还包括第二三通阀(62)、第一ABS阀(71)、第二ABS阀(72)，所述第二三通阀(62)的进气口与差动式继动阀(5)的出气口(52)相通，其第一出气口通过第一ABS阀(71)与第一行车制动气室(81)相通，其第二出气口通过第二ABS阀(72)与第二行车制动气室(82)相通。
所述差动式继动阀(5)的结构如图3所示。
其包括进气口51，出气口52，排气口53，控制气口一541，控制气口二542。由于差动式继动阀具有两个控制气口、一个进气口51和一个出气口52，无论是连接脚制动阀4的一端控制气口一541，还是连接进气电磁阀9的控制气口二542，只要控制气口有高压气体，储气罐二3便可通过差动式继动阀5向行车制动气室8充气，并且保持制动缸内的高压气体压力和差动式继动阀控制口的高气压值相同。
此外，在实际操作过程中，所述坡道起步辅助控制器2通过CAN总线与被控制车辆的CAN通信网络相连。所述坡道起步辅助控制器2可通过坡道传感器获得当前的坡度值，也可通过相应的传感器或压触开关获得离合器、挡位、制动状态等信息，对于某些车辆也可通过CAN总线对以上信息进行获取，同时过CAN总线获得发动机转速和转矩、油门开度等信息。
本发明基于智能坡道起步辅助的行车制动系统制动与解除的工作原理如下：
当车辆处于坡道上需要短暂停车时，驾驶员踩踏脚制动阀4，坡道起步控制器2接收脚制动阀4的信号，并通过检测发动机转矩信号、油门信号、发动机转速信号，同时检测坡道传感器与气压传感器11的信号，并对各种信号及系统状态进行综合逻辑判断，形成动作指令，自动进行制动施加和制动解除的操作。
制动施加，如图1，虚线代表电路，实线代表气路,基于行车制动系统的气压式智能坡道起步辅助装置的进气电磁阀9通电，储气罐二3中的高压气体通过进气电磁阀9、三通阀6到达差动式继动阀5的控制气口二542，如图2，高压气体进入气腔A，将活塞向下压，并推动阀芯向下，从而打开进气阀门，储气罐二3中的高压气体通过进气口51进入气腔C并通过出气口52充入行车制动气室8，制动气室8充入的高压气体作为动力源推动制动器的制动蹄片作用于轮毂，从而产生制动力。坡道起步控制器2通过控制进气电磁阀9的通断从而控制进气电磁阀9到控制气口二542之间的气压，最终控制行车制动力的大小，实现行车制动力主动且精确地增加。
制动解除，当坡道起步控制器通过检测发动机转速和转矩、油门开度信号、挡位等信息判断驾驶员有起步意图时，坡道起步控制器根据动力传动系统的驱动转矩信号，关闭进气电磁阀9，并对排气电磁阀10进行通/断电控制，对制动气压进行释放，并通过气压传感器11的信号进行反馈控制，实现制动力和发动机转矩之间的协调配合，从而平稳起步。
本发明的坡道起步辅助系统不仅可以基于前桥行车制动，同样也可以基于中/后桥行车制动，如若车辆行车制动双制动管路中均加装该系统可大大增加车辆的可停驻坡道的角度，实现更大坡度的坡道上的停驻和坡道起步辅助。其设计方案不仅限于两个两位两通电磁阀的组合，同时也可使用一个比例流量电磁阀，其系统结构如图2所示，其他设计方案同上，其工作原理如下：
制动施加：基于行车制动系统的气压式智能坡道起步辅助装置的比例流量电磁阀12通电，坡道起步控制器2通过控制比例流量电磁阀12的工作状态，对差动式继动阀5的控制气口二542进行增压控制，实现制动力主动且精确地增加；
制动解除：坡道起步控制器2通过控制比例流量电磁阀12的工作状态，对差动式继动阀5的控制气口二542进行减压控制，并借助相应传感器，从而实现制动力和发动机转矩之间的协同配合，从而平稳起步。
通过上述方法以及结合使用该方法的基于智能坡道起步辅助的行车制动系统，可结合坡道传感器自动判断车辆是处于上坡、下坡还是平地，从而可根据需要自动启动基于行车制动系统的气压式智能坡道起步辅助装置对车辆进行控制，在车辆处于上坡起步时会主动施加行车制动辅助，无需人工参与，智能化程度高，同时能减少安全隐患。

Claims (4)

1.一种基于智能坡道起步辅助的行车制动系统，包括由气路相连通的第一储气罐(1)、脚制动阀(4)、行车制动气室(8)，其特征在于：
还包括第二储气罐(3)、差动式继动阀(5)、电磁阀(9)、第一三通阀(61)、坡道起步辅助控制器(2)和气压传感器(11)，所述差动式继动阀(5)的第一控制气口(541)与所述脚制动阀(4)的出气口气路相连，其进气口(51)与第二储气罐(3)气路相连，其出气口(52)与行车制动气室(8)气路相连，其第二控制气口(542)通过电磁阀(9)与第二储气罐(3)气路相连气路相连；
所述气压传感器(11)置于差动式继动阀(5)的出气口与行车制动气室(8)之间的气路上，并与坡道起步辅助控制器(2)电连接，所述坡道起步辅助控制器(2)还与电磁阀(9)电连接。
2.根据权利要求1所述的行车制动系统，其特征在于：还包括排气电磁阀(10)和第一三通阀(61)，所述第一三通阀(61)的进气口与电磁阀(9)的出气口相通，其第一出气口与差动式继动阀(5)的第二控制气口(542)相通，其第二出气口与排气电磁阀(10)的进气口相通，所述电磁阀(9)的进气口与第二储气罐(3)相通；所述排气电磁阀(10)与坡道起步辅助控制器(2)电连接。
3.根据权利要求1所述的行车制动系统，其特征在于：所述电磁阀(9)为比例流量电磁阀。
4.根据权利要求2或3所述的行车制动系统，其特征在于：所述行车制动气室(8)分为第一行车制动气室(81)和第二行车制动气室(82)，还包括第二三通阀(62)、第一ABS阀(71)、第二ABS阀(72)，所述第二三通阀(62)的进气口与差动式继动阀(5)的出气口(52)相通，其第一出气口通过第一ABS阀(71)与第一行车制动气室(81)相通，其第二出气口通过第二ABS阀(72)与第二行车制动气室(82)相通。
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