CN104192120B - 一种挂车控制阀控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种挂车控制阀控制方法，电控控制回路和气压控制回路组成挂车控制阀的双回路控制系统，电控控制回路和气压控制回路是并行控制的，正常情况下气压控制回路工作，在气压控制回路无法完成制动时，电控控制回路辅助气压控制回路工作。本发明采用电控信号和气控信号的双回路控制，通过在出气口设置的压力传感器采集信号反馈至控制器，再由控制器控制增压阀、减压阀及备压阀的启闭，实现了挂车控制阀的电气控制，解决了传统气压控制过程中，因管路冗长、气压信号传递缓慢等缺陷，缩短了车辆制动响应时间。

Description

一种挂车控制阀控制方法

技术领域

本发明涉及挂车控制阀控制方法。

背景技术

在气压制动系统中常规采用的挂车控制阀，通常为双回路气压控制，为挂车管路提供制动信号，但因气压管路冗长，气压信号传递速率迟滞等因素，导致制动响应缓慢。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种电-气耦合控制的挂车控制阀控制方法，提高制动响应，同时实现制动力分配与载荷分配相适应、提高牵引车和挂车之间的制动协调性、改善减速控制的舒适性。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种挂车控制阀控制方法，挂车控制阀包括设有内腔的阀体，所述阀体内腔从上至下依次设有行车制动腔、大活塞回位腔、增压腔、出气腔、驻车腔，所述阀体上设有与阀体内腔连通的进气口、供气口、出气口、排气口、行车控制口及驻车控制口，所述阀体上还设有相互连通的增压阀、减压阀及备压阀，所述进气口与牵引车储气筒连通，供气口通过节流阀与进气口连通并输出气压至挂车供能管路，出气口通过组合阀门与进气口连通，所述组合阀门为常闭阀门，受行车控制口/驻车控制口控制，行车控制口连通气制动阀并接收气制动阀气压信号，驻车控制口连通手控阀并接收手控阀气压信号，组合阀门打开下，进气口气压经出气口输出至挂车控制管路，排气口在解除制动过程中将多余气体排入大气，所述备压阀为常开电磁阀并与行车控制口连通，所述增压阀为常闭电磁阀并与进气口连通，所述减压阀为常闭电磁阀并与排气口连通，压缩空气经行车控制口进入行车制动腔，压缩空气经增压阀作用于增压腔，出气腔与出气口相通，驻车腔与驻车控制口相通；所述阀体上设有控制器与所述增压阀、减压阀及备压阀电连接，在出气口设有压力传感器，所述压力传感器与控制器连接；

电控控制回路和气压控制回路组成挂车控制阀的双回路控制系统，电控控制回路和气压控制回路是并行控制的，正常情况下气压控制回路工作，在气压控制回路无法完成制动时，电控控制回路辅助气压控制回路工作；

在电控控制回路中：控制器接收电控信号，并控制增压阀、减压阀、备压阀协调工作实现挂车行车制动或者驻车制动，同时压力传感器实时监测出气口输出气压，并反馈至控制器，控制器根据反馈气压控制增压阀、减压阀、备压阀协调工作，实现输出气压的控制；

在气压控制回路中，行车控制口接收气制动阀控制信号，使出气口输出气压至挂车控制管路，从而实现挂车行车制动，通过驻车控制口接收手控阀控制信号，使出气口输出气压至挂车控制管路，从而实现挂车驻车制动。

优选的，在出气口失效后，通过气压控制回路和电控控制回路分别实现气控节流控制及电控节流控制，从实现挂车的紧急制动。

优选的，气控节流的控制方法为：行车控制口接受气制动阀气压，在行车制动腔建立压力，在出气口及行车控制口的压力同时作用于组合阀门，使其打开进气阀门，关闭排气阀门，并进一步关闭节流阀门，使气源接口与供气口隔绝，达到节流效果。

优选的，电控节流控制方法为：线路板经压力传感器监测出气口输出气压异常，经逻辑运算后，作出电控节流控制，增压阀EV开启阀门，备压阀BV关闭阀门，进而打开进气阀门，关闭排气阀门，并进一步关闭节流阀门，使气源接口与供气口隔绝，达到节流效果。

优选的，增压控制方法为：增压阀EV受线路板驱动，打开增压阀门，备压阀EV受线路板驱动，关闭备压阀门，进气口的压缩空气经增压阀EV至增压腔，该气压作用于组合阀门，增加进气阀门开口度，增大出气口流量。

优选的，减压控制方法为：减压阀AV受线路板驱动，打开减压阀门，行车控制口内压缩空气经减压阀门至排气口，排入大气，从而减少制动腔内空气压力，进气阀门开度因此减小，从而减少出气口流量。

本发明采用电控信号和气控信号的双回路控制，通过在出气口设置的压力传感器采集信号反馈至控制器，再由控制器控制增压阀、减压阀及备压阀的启闭，实现了挂车控制阀的电气控制，解决了传统气压控制过程中，因管路冗长、气压信号传递缓慢等缺陷，缩短了车辆制动响应时间。

而且，由于使用的电控、气控的双回路控制，正常情况下气压控制回路工作，在气压控制回路无法完成制动时，电控控制回路辅助气压控制回路工作，确保完成车辆制动，满足车辆制动的安全性。

在电控系统中，通过增压阀EV、减压阀AV、备压阀BV的协调工作，经压力传感器监测出气口压力进行反馈控制，使其达到设定要求，从而满足车辆制动力、制动加速度达到设定要求；因而实现制动力分配与载荷分配相适应、提高牵引车和挂车之间的制动协调性、改善减速控制的舒适性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

图1为本发明的结构示意图；

图2为增压阀的安装结构图；

图3为减压阀的安装结构图；

图4为备压阀的安装结构图；

图5为本发明的控制系统原理图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的挂车控制阀包括螺母1、螺栓2、底板3、封盖4、大活塞5、钢丝挡圈6、活塞套7、顶杆活塞8、压缩弹簧9、孔用挡圈10、导向活塞11、垫片12、主活塞13、控制器外壳14、线路板15、导气杆16、消声器外壳19、增压阀22、减压阀23、备压阀24、阀体25，阀体设有内腔，阀体内腔从上至下依次设有行车制动腔、大活塞回位腔、增压腔、出气腔、驻车腔，阀体上设有与阀体内腔连通的进气口1A、供气口21A、出气口22A、排气口3A、行车控制口42A及驻车控制口43A。

螺母1、螺栓2将底板3与阀体25紧固连接；封盖4安装于阀体25的开口处，配合密封圈、阀体25形成密闭容腔；大活塞5安装于封盖4下，配合密封圈与封盖4、阀体25形成行车制动腔，压缩空气经行车控制口42A进入行车制动腔；大活塞5，阀体25，活塞套7形成大活塞回位腔；钢丝挡圈6安装于阀体25卡槽内，对活塞套7上止点进行限位；顶杆活塞8安装于大活塞5之下，配合密封圈与大活塞5、阀体25形成增压腔，压缩空气经增压阀22作用于此，并且配合密封圈与导向活塞11形成出气腔，与出气口22A相通；压缩弹簧9安装于顶杆活塞8之下，在解除制动时负责将顶杆活塞8回位；导向活塞11安装于阀体25中部，为主活塞13起导向作用，孔用挡圈10、垫片12分别安装于导向活塞11的上、下止点，并将其限位；线路板15分别与七芯插座、增压阀、减压阀、备压阀焊装紧固，并且压力传感器集成于线路板15上；导气杆16负责将出气口22A及压力传感器连通；压板将增压阀22、减压阀23、备压阀24紧固于阀体25上；透气阀安装于阀体上，负责对线路板15容腔进行散热；消声器外壳19安装于阀体上，并由定位螺栓紧固；主活塞13安装与阀体底部，并配合密封圈与导向活塞11形成驻车腔，且与驻车控制口43A相通。同时进气口1A与供气口21A经主活塞13相通，增压阀22、减压阀23、备压阀24分别安装于阀体增压口、减压口、备压口上，并经压板固定；消声器外壳19卡扣于阀体之上，并将线路板15、导气杆16、压板、增压阀22、减压阀23、备压阀24等封闭于阀体内，起隔绝密封作用。

其中进气口1A为气源接口，连通牵引车储气筒；供气口21A通过节流阀与进气口1A连通，并输出气压至挂车供能管路；出气口22A通过组合阀门与进气口1A连通，组合阀门为常闭阀门，受行车控制口42A/驻车控制口43A控制气压影响打开/关闭，组合阀门打开后，进气口1A气压经出气口22A输出至挂车控制管路；排气口3A，在解除制动过程中，阀内及管路内多余气体经此排入大气，末端安装消音器，减少排气引发的噪音；行车控制口42A，连通气制动阀，能接收气制动阀气压信号并打开组合阀门；驻车控制口43A，连通手控阀，驻车控制为断气控制，当切断驻车控制口43A气压时，能控制组合阀门打开；BV备压阀为常开电磁阀，受电压控制闭合/打开，并与行车控制口42A及EV增压阀、AV减压阀连通；EV增压阀为常闭电磁阀，并与进气口1A及AV减压阀连通、BV备压阀连通；AV减压阀为常闭电磁阀，并与排气口3A及EV增压阀连通、BV备压阀连通；U/P压力传感器安装于出气口22A处，实时监控出气口气压，并传递电压信号至控制器供其逻辑判断，节流阀、组合阀门为一套阀门总成，受不同控制条件影响能分别控制进气阀门/排气阀门/节流阀门的开启/关闭。

如图2所示：增压阀以总成形式安装于阀体上，阀体设计有快插接口，采用压铸成型工艺，使装配简单有效，合格率高。同时，阀体同时设计2道通孔，均采用压铸成型工艺，使增压腔与AV腔通过增压阀，并且相通。额外的，采用2道气孔分别使进气口1A、大活塞回位腔、增压阀相通。从而保证气孔回路满足设计要求。该结构简单有效，加工成本低，合格率高。

如图3所示：减压阀以总成形式快插于阀体上，2道密封圈保证密封。阀体设计有2道通孔，采用压铸成型工艺，使EV腔通过减压阀与排气口3A相通。当减压阀动作，即打开阀门，使增压阀内压缩空气至排气口3A排出，达到卸荷减压效果。

如图4所示：备压阀以总成形式快插于阀体上，2道密封圈保证密封。阀体采用压铸成型工艺加工一道通孔，使增压腔与备压阀BV相通，额外的采用钻孔工艺加工一道通孔，使行车腔与备压阀相通。

如图5所示：为本发明的控制系统原理图；1b、2b、3b、4b、5b、6b、7b均为七芯插针，分别为EV增压阀、AV减压阀、BV备压阀、U/P压力传感器提供驱动电压。

本发明气动原理如下描述：

行车制动：行车控制口42A接受车辆气制动阀气压，当制动踏板踩下时，在行车控制口42A建立气压，该气压作用于组合阀门，使其打开进气阀门，同时关闭排气阀门，进气口1A压缩空气经进气阀门至出气腔，进而进入挂车控制管路，完成行车制动。

驻车制动：行车控制口42A未接受气制动阀气压；驻车控制口43A接受手控阀控制信号，进行断气控制，驻车控制口43A压力递减至零，该气压作用于组合阀门，并打开进气阀门，同时关闭排气阀门，进气口1A压缩空气经进气阀门至出气腔，进而进入挂车控制管路，完成行车制动。

气控节流特性：行车控制口42A接受气制动阀气压，在行车制动腔建立压力；在出气口22A及行车控制口42A压力同时作用于组合阀门，使其打开进气阀门，关闭排气阀门，并进一步关闭节流阀门，使进气口1A与供气口21A隔绝，达到节流效果，进而保证挂车紧急制动。

电控节流特性：考虑到行车控制口42A、出气口22A同时失效，为保证车辆制动安全性，本发明设计有电控节流特性，具体如下描述：线路板15经压力传感器监测出气口22A输出气压异常，经逻辑运算后，作出电控节流控制。增压阀EV开启阀门，备压阀BV关闭阀门，进而打开进气阀门，关闭排气阀门，并进一步关闭节流阀门，使进气口1A与供气口21A隔绝，达到节流效果，进而保证挂车紧急制动。

增压过程：增压阀EV受线路板15驱动，打开增压阀门；备压阀EV受线路板15驱动，关闭备压阀门；进气口1A的压缩空气经增压阀EV至增压腔，该气压作用于组合阀门，增加进气阀门开口度，增大出气口22A流量。

减压过程：行车控制口42A接受气制动阀气压，在行车制动腔建立压力；减压阀AV受线路板15驱动，打开减压阀门；行车控制口42A内压缩空气经减压阀门至排气口3A，排入大气，从而减少制动腔内空气压力，进气阀门开度因此减小，从而减少出气口22A流量。

本发明通过该增压阀EV、减压阀AV、备压阀BV的协调工作，经压力传感器监测出气口22A压力进行反馈控制，使其达到设定要求，从而满足车辆制动力、制动加速度达到设定要求。

电控控制回路和气压控制回路组成挂车控制阀的双回路控制系统，电控控制回路和气压控制回路是并行控制的，正常情况下气压控制回路工作，在气压控制回路无法完成制动时，电控控制回路辅助气压控制回路工作。

正常状态下，ECU(电子控制单元，又称“行车电脑”、“车载电脑”，也就是上述的控制器)监测到压力传感器压力与ECU计算压力不符合时，会选择电磁阀动作，进而调节压力。气控节流是在出气口22A失效后，给行车控制口42A气压，其后挂车阀动作，完成节流；电控节流，行车控制口42A失效，气控节流没有行车控制口42A作为促动气压，无法完成气控节流，此时就需电控来实现节流。

在电控控制回路中：控制器接收电控信号，并控制增压阀、减压阀、备压阀协调工作实现挂车行车制动或者驻车制动，同时压力传感器实时监测出气口输出气压，并反馈至控制器，控制器根据反馈气压控制增压阀、减压阀、备压阀协调工作，实现输出气压的控制；

在气压控制回路中，行车控制口接收气制动阀控制信号，使出气口输出气压至挂车控制管路，从而实现挂车行车制动，通过驻车控制口接收手控阀控制信号，使出气口输出气压至挂车控制管路，从而实现挂车驻车制动。

本发明中气压制动控制系统采用电控气压制动，是基于ABS制动系统的升级型。该系统在改善整个制动过程中具有如下优点：

●采用电子化方式控制所有制动部件，使得响应时间更快

●减速器和发动机制动器集成在行车制动器中

●制动力分配与载荷分配相适应

●实现了牵引车和挂车之间的制动协调性

●具有舒适的减速控制

●通过集成的诊断和监测功能实现了持续的自测试等

由于电控信号传输快，使得制动缸的起压响应时间缩短，车辆在快速行驶时，制动距离能缩短了几米，这在某些情况下对车辆安全行驶起到至关重要的作用。而且能够通过计算挂车当前的载荷状态，合理地分配主车和挂车的制动力，使主挂车制动保持一致，提高牵引车制动时的安全性，其流程即为通过各种传感器计算出前后轮当前工况下所需制动力，然后再通过挂车控制阀等执行机构精确控制输出气压，进而作用到前后轮制动器上，即完成制动力分配，及实施制动。

Claims (5)

1.一种挂车控制阀控制方法，挂车控制阀包括设有内腔的阀体，所述阀体内腔从上至下依次设有行车制动腔、大活塞回位腔、增压腔、出气腔、驻车腔，所述阀体上设有与阀体内腔连通的进气口、供气口、出气口、排气口、行车控制口及驻车控制口，所述阀体上还设有相互连通的增压阀、减压阀及备压阀，所述进气口与牵引车储气筒连通，供气口通过节流阀与进气口连通并输出气压至挂车供能管路，出气口通过组合阀门与进气口连通，所述组合阀门为常闭阀门，受行车控制口/驻车控制口控制，行车控制口连通气制动阀并接收气制动阀气压信号，驻车控制口连通手控阀并接收手控阀气压信号，组合阀门打开下，进气口气压经出气口输出至挂车控制管路，排气口在解除制动过程中将多余气体排入大气，所述备压阀为常开电磁阀并与行车控制口连通，所述增压阀为常闭电磁阀并与进气口连通，所述减压阀为常闭电磁阀并与排气口连通，压缩空气经行车控制口进入行车制动腔，压缩空气经增压阀作用于增压腔，出气腔与出气口相通，驻车腔与驻车控制口相通；所述阀体上设有控制器与所述增压阀 、减压阀及备压阀电连接，在出气口设有压力传感器，所述压力传感器与控制器连接；

其特征在于：电控控制回路和气压控制回路组成挂车控制阀的双回路控制系统，电控控制回路和气压控制回路是并行控制的，正常情况下气压控制回路工作，在气压控制回路无法完成制动时，电控控制回路辅助气压控制回路工作；

在电控控制回路中：控制器接收电控信号，并控制增压阀、减压阀、备压阀协调工作实现挂车行车制动或者驻车制动，同时压力传感器实时监测出气口输出气压，并反馈至控制器，控制器根据反馈气压控制增压阀、减压阀、备压阀协调工作，实现输出气压的控制；

在气压控制回路中，行车控制口接收气制动阀控制信号，使出气口输出气压至挂车控制管路，从而实现挂车行车制动，通过驻车控制口接收手控阀控制信号，使出气口输出气压至挂车控制管路，从而实现挂车驻车制动；在出气口失效后，通过气压控制回路和电控控制回路分别实现气控节流控制及电控节流控制，从实现挂车的紧急制动。

2.根据权利要求1所述的一种挂车控制阀控制方法，其特征在于：气控节流的控制方法为：行车控制口接受气制动阀气压，在行车制动腔建立压力，在出气口及行车控制口的压力同时作用于组合阀门，使其打开进气阀门，关闭排气阀门，并进一步关闭节流阀门，使气源接口与供气口隔绝，达到节流效果。

3.根据权利要求1所述的一种挂车控制阀控制方法，其特征在于：电控节流控制方法为：线路板经压力传感器监测出气口输出气压异常，经逻辑运算后，作出电控节流控制，增压阀EV开启阀门，备压阀BV关闭阀门，进而打开进气阀门，关闭排气阀门，并进一步关闭节流阀门，使气源接口与供气口隔绝，达到节流效果。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的一种挂车控制阀控制方法，其特征在于增压控制方法为：增压阀EV受线路板驱动，打开增压阀门，备压阀EV受线路板驱动，关闭备压阀门，进气口的压缩空气经增压阀EV至增压腔，该压缩空气产生的气压作用于组合阀门，增加进气阀门开口度，增大出气口流量。

5.根据权利要求4所述的一种挂车控制阀控制方法，其特征在于减压控制方法为：减压阀AV受线路板驱动，打开减压阀门，行车控制口内压缩空气经减压阀门至排气口，排入大气，从而减少制动腔内空气压力，进气阀门开度因此减小，从而减少出气口流量。