CN110733486A - 一种汽车智能式数字电控气制动阀控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车智能式数字电控气制动阀控制方法，包括以下步骤：(1)在汽车上设置一汽车智能式数字电控气制动阀；(2)行车监测设备对行车过程中周围环境进行不间断监测，中央处理器通过外部行车监测设备所检测到的数据、并进行分析处理，判断是否需要进行主动式制动；(3)当判断需要进行主动式制动时，根据行车监测设备所检测到的信息，通过内置逻辑程序进行运算，获得各组可调节气路的进气电磁阀以及排气电磁阀的开闭时点和频率控制的制动参数信号，然后发送制动参数信号、由各电磁阀执行，精确控制各组气路分别向对应的制动器输入及排出的压力气体及其工作气压，由其对各制动器制动力的大小、快慢、持续时间精准控制。

Description

一种汽车智能式数字电控气制动阀控制方法及装置

技术领域

本发明涉及汽车制动技术领域，特别涉及一种汽车智能式数字电控气制动阀控制方法及装置。

背景技术

汽车制动器是汽车的制动装置，汽车所用的制动器几乎都是摩擦式的，可分为鼓式和盘式两大类。鼓式制动器摩擦副中的旋转元件为制动鼓，其工作表面为圆柱面；盘式制动器的旋转元件则为旋转的制动盘，以端面为工作表面。汽车制动器是指产生阻碍车辆运动或运动趋势的力(制动力)的部件，其中也包括辅助制动系统中的缓速装置。

采用高压气体的气压控制的动力紧急制动系统，已经广泛应用于卡车、大客车等商用汽车上，通常采用空气压缩机和高压储气瓶供气，驾驶员操纵气制动脚阀来控制制动管路中的气压，高压空气将被送底盘的继动阀上，再打开车轮制动气压的阀门，从而使气压制动缸产生相应制动力。其中汽车的气制动脚阀是制动系统中的重要结构，当汽车制动时，通过气制动脚阀输送到各制动腔体的气压大小、前后轮制动的力度分配、前后轮制动的先后顺序都关系到汽车能否安全、及时制动。

目前，汽车采用的主流气制动脚阀多数为没有设置传感器或是内置传感器的类型，采用的硬件控制原理一般为纯气动或气动加位置传感的方式，而设置了位置传感器型的气制动脚阀由于将传感器内置，使得其制造复杂、成本高。传统的气制动脚阀在离开人力操控的情况下无法完成制动功能，而且由于其气路涉及车身和底盘两大部分，管路长而复杂，阀体本身由于体积较大而只能安装在车身有限的部位，往往距离制动执行机构的距离较远，因而其制动响应慢(存在较长的滞后时间)，且制动力及时机不能按照需要灵活调整。根据以上所述，目前现有的主流气制动脚阀存在难以脱离人工操控、实现在电控下的主动式制动，而且体积较大、气路复杂、制动时滞较大，制动力控制不精准，通用性、适用性差等弱点。

以半挂汽车为例进行分析。现有技术中的半挂汽车列车由牵引汽车和半挂车两部分组成，其车身总长最长可达20m，因此在制动过程中易出现折叠、甩尾、侧翻、急剧的瞬态轴荷转移等危险工况，并引发重大交通事故。造成上述危险工况的原因较多，而半挂汽车列车制动动作滞后是其重要原因之一，国标GB 7258-2012《机动车运行安全技术条件》也对该技术做出了明确的规定：汽车列车行车制动系的设计和制造应保证挂车最后轴制动动作滞后于牵引车前轴制动动作的时间≤0.2s。目前，国内半挂车制动系统大多采用双管路气压制动，一条为供气管路，把压缩空气传输到半挂车的储气筒；另外一条为控制管路，把压缩空气传输到半挂车紧急继动阀。国内常见的半挂车制动系统结构布置如附图1所示。半挂车制动过程主要有以下阶段：a.触动半挂汽车列车制动踏板时，在牵引汽车的挂车制动控制阀控制下，压缩空气经控制管路到达半挂车紧急继动阀，并打开半挂车紧急继动阀的阀门；b.半挂车储气筒中压缩空气经过半挂车紧急继动阀的阀门、ABS控制总成等，到达半挂车制动气室，并推动制动杆开始工作；c.半挂车制动气室的气压不断上升，促使制动杆的行程增大，使制动鼓与制动蹄的间隙减小，摩擦力增加，半挂车轮速降低，从而实现制动；d.松开半挂汽车列车制动踏板时，控制管路气压迅速下降，半挂车紧急继动阀的阀门关闭，半挂车储气筒中压缩空气进入半挂车制动气室的通道关闭，同时半挂车紧急继动阀的排气阀(或快放阀)打开，半挂车制动气室的压缩空气经排气阀(或快放阀)排入大气，制动杆在弹簧力作用下回位，使制动鼓与制动蹄的间隙增加，摩擦力减小，从而解除制动。

结合上述半挂车制动过程及其结构布置，可初步分析出半挂汽车列车制动动作滞后影响因素众多，如半挂汽车列车的初始管路气压、牵引汽车的制动控制系统、制动踏板行程及时间、半挂车制动管路直径、半挂车制动管路长度、半挂车紧急继动阀性能、ABS控制总成性能、管路接头的型式、半挂车制动气室容积及半挂车制动气室制动杆弹簧拉力等。经过实际测试表明，该半挂汽车列车的初始管路气压、牵引汽车的制动控制系统、半挂车制动管路长度、半挂车紧急继动阀性能均对半挂汽车列车制动动作滞后有一定影响，其中牵引汽车的制动控制系统对半挂汽车列车制动动作滞后的影响较大、半挂车制动管路长度和半挂车紧急继动阀性能的影响其次、半挂汽车列车的初始管路气压的影响较小。因此，提高半挂汽车列车制动动作滞后的性能，需要采取加强牵引汽车与半挂车的匹配的高性能控制系统、优化半挂车制动管路布置、选择性能较好的半挂车紧急继动阀等措施。但是，目前尚没有能够兼顾上述三个技术要素的集成化控制阀。

现有技术中，申请号为200720063328.3的中国实用新型专利公开了一种的电控气制动装置，由气制动总泵、电磁阀组成；电磁阀的常开通道连接于制动总泵的排气通道与大气之间，电磁阀常闭通道连接于制动总泵的排气通道与压缩空气源之间。上述的电控气制动装置充分利用了车辆原有压缩空气源、制动总泵等资源，在增加电磁阀和少量气压管路的基础上，即可使现有气制动装置实现电控，能够在一定程度上解决压缩空气制动车辆与自动控制系统的配接问题，能为提高行车安全，降低道路安全事故发挥积极的作用。

上述的专利通过其电磁阀的常开通道输入控制气，通过电磁阀的常闭通道输出控制气，通过对制动气的输入输出进行控制，进而对制动总泵输出的制动控制气信号进行控制，其能够在一定程度上解决自动控制系统的配接问题，但现有技术仍存在一定局限性，由于只通过一个电磁阀的常开、常闭通道实现控制气的控制，因此其只能够通过对制动气的输入输出实现对汽车的制动，无法解决对汽车制动进行控制时滞、平衡等问题，无法对汽车的紧急制动力度进行精确的控制，影响汽车制动时的准确性、和可靠性。

因此，研究一种汽车智能式数字电控气制动阀控制方法及装置，将高性能控制系统、优化制动管路布置、高性能紧急继动阀等进行集成化设计，使运算与执行系统合二为一，且能够解决车制动进行控制时滞、平衡等问题，可以对汽车的制动力度进行精确的控制，影响汽车紧急制动时的准确性、和可靠性，就变得较为重要。

发明内容

本发明目的在于，针对现有技术的上述不足，提供一种汽车智能式数字电控气制动阀控制方法及装置，以解决上述背景技术中的不足。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种汽车智能式数字电控气制动阀控制方法，包括以下步骤：

(1)在汽车上设置一汽车智能式数字电控气制动阀，其包括中央处理器以及一组或多组可独立工作的可调节气路，每组可调节气路包括：一个进气口、一排气口、一出气口、一进气电磁阀以及一排气电磁阀，中央处理器分别与两电磁阀相互电连接；其中的出气口与汽车制动控制气路相连接，进气口内持续保持控制气源的输入；每组可调节气路可控制一组制动器，从而控制一组车轮；

(2)在汽车上设置若干传感器、摄像头以及雷达组成行车监测设备，并将其分别与所述的中央处理器连接，所述的电控气制动阀于汽车行驶过程中，通过以上设备对行车过程中周围环境进行不间断监测，中央处理器通过CAN等接口通讯接收以上所述的外部行车监测设备所检测到的数据、并通过内置逻辑程序进行分析处理，判断是否需要进行主动式制动；

(3)当中央处理器判断汽车需要进行主动式制动时，其根据行车监测设备所检测到的信息，通过内置逻辑程序对各组车轮所需的制动力进行运算，再对该组车所对应的每组可调剂气路执行刹车所需的制动力参数进行运算，再据其运算出该组可调节气路实现刹车所需的气路内输出给各制动器的气压的参数进行运算，获得各组可调节气路的进气电磁阀以及排气电磁阀的开闭时点和频率控制的制动参数信号，然后向进气电磁阀以及排气电磁阀发送该制动参数信号、由各电磁阀执行，从而精确控制各组气路分别向对应的制动器输入及排出的压力气体及其工作气压，由其对各制动器制动力的大小、快慢、持续时间精准控制，进而实现对汽车启动、保持或解除制动的精准控制。

作为本发明的进一步改进，中央处理器的内置逻辑程序包括比例压力控制逻辑程序，该逻辑程序是根据设定的最大允许的刹车气压，通过对本车与前车的相对速度、预计发生碰撞所需的时间以及制动后的车速减速度参数进行综合计算，决定合适的刹车气压比例，再通过气制动阀反馈的系统总压力及前后轴制动的压力大小数据进行闭环刹车压力调整，其逻辑运算表达式为：制动气压＝(相对速度/车速)*系统总气压*(TTC时间系数+车速减速度系数)。

作为本发明的进一步改进，中央处理器的内置逻辑程序还包括自适应动态变量控制逻辑程序；该自适应动态变量控制逻辑程序，是通过给定最小刹车压力，通过制动后车速和轮转对应的制动距离以及雷达反馈的距离变化率，单位时间内计算车辆减速惯量，再通过本车与前车的相对速度以及预计发生碰撞所需的时间，在单位时间内闭环调整刹车控制压力，其逻辑运算表达式为：制动气压＝车辆减速度惯性系数*((相对速度/车速)*系统总气压)。

作为本发明的进一步改进，所述步骤(2)还包括以下步骤：

(21)当中央处理器判断汽车需要进行制动时，根据设置于汽车上的监测设备所检测到的信息，其内置逻辑程序首先计算出汽车所需的各组车轮所需制动力的大小及启停时点参数，再将所需制动力参数转换成对应的可调节气路的气制动阀上各气路所需输出的制动气压大小及作用时间参数，进一步根据所需制动气压参数计算控制两电磁阀制动电流、开阀频率和开闭、通断电启停时点间制动参数信号，最后将按照此参数转换为控制对应电磁阀工作的电压和电流制动参数信号，分别输出给两电磁阀执行，从而控制各制动器分别对汽车进行精准制动。

作为本发明的进一步改进，所述步骤(3)还包括以下步骤：

(31)当进气电磁阀接收到制动参数信号时，进气电磁阀中的电磁线圈通电，进气电磁阀打开，控制气源的高压气体通过进气口进入气路中并从出气口排出，通过控制出气口的压力以线性比例升压到目标压力，进而控制车辆进行制动；当所述出气口的目标压力达到时，该中央处理器控制进气电磁阀工作，关闭进气阀门，使出气口的压力得到保持、实现对制动的持续锁定；

当排气电磁阀接收到制动参数信号时，排气电磁阀中的电磁线圈通电，排气电磁阀打开，将气路中的控制气源通过排气口排出气路通道，通过控制出气口降压使其达到目标压力，并使出气口的压力得到保持，进而控制车辆的制动力变小。

作为本发明的进一步改进，还包括以下步骤：

(32)当排气电磁阀接收到解除制动参数信号时，排气电磁阀中的电磁线圈通电，排气磁阀中的电磁线圈工作，打开排气阀门，通过将气路中的控制气源全部通过排气口排出气路通道，进而控制车辆的制动取消，解除汽车的制动。

一种实施上述方法的汽车智能式数字电控气制动阀，其包括阀体壳体，及设置于该阀体壳体内部的一组或多组可独立工作的可调节气路、中央处理器模块、行车监测设备；

每组可调节气路包括：一个进气口、一排气口、一出气口、一进气电磁阀以及一排气电磁阀，中央处理器分别与两电磁阀相互电连接；其中的出气口与汽车制动控制气路相连接，进气口内持续保持控制气源的输入；每组可调节气路可控制一组制动器，从而控制一组车轮；

所述的进气电磁阀和排气电磁阀均为常闭电磁阀，其均与所述中央处理器模块相互电连接；所述常闭电磁阀内包括用于控制进气和排气的阀芯以及设置于所述阀芯外侧且与阀芯相连接的用于控制常闭电磁阀上下工作的电磁线圈，所述阀芯的一端与过气管路相连接；

所述的中央处理器模块包括中央处理器、内置的逻辑程序、CAN接口；

所述的行车监测设备由多个传感器、摄像头、雷达组成，并与所述的中央处理器模块电性连接；

当所述中央处理器模块根据行车监测设备所检测到的信息判断到汽车需要进行主动式制动时，通过内置逻辑程序对各组车轮所需的制动力进行运算，再对该组车所对应的每组可调剂气路执行刹车所需的制动力参数进行运算，再据其运算出该组可调节气路实现刹车所需的气路内输出给各制动器的气压的参数进行运算，获得各组可调节气路的进气电磁阀以及排气电磁阀的开闭时点和频率控制的制动参数信号，然后向进气电磁阀以及排气电磁阀发送该制动参数信号、由各电磁阀执行，从而精确控制各组气路分别向对应的制动器输入及排出的压力气体及其工作气压，由其对各制动器制动力的大小、快慢、持续时间精准控制，进而实现对汽车启动、保持或解除制动的精准控制。

作为本发明的进一步改进，所述各电磁阀设有阀芯，该阀芯包括设置所述电磁线圈内的定芯、动芯以及导杆；其中所述定芯以及动芯均设置于所述导杆内，所述导杆为一端开口的中空圆柱体；所述定芯设置于所述导杆的内部一侧，所述动芯设置于所述导杆的外部一侧；所述动芯的向外一端连接有硫化体，所述硫化体与弹簧相连接，且其上设置有密封圈；所述电磁线圈包括防水线圈、线圈外壳以及向外延伸的线圈引脚，所述防水线圈围绕于导杆的外侧，所述线圈外壳罩设所述防水线圈外侧，且所述线圈外壳内还设置有用于固定所述防水线圈于线圈外壳内的压套；所述压套与所述防水线圈相连接，所述线圈外壳为两端开口的中空圆柱体，其一端的端面设置有一用于通过所述导杆的通孔，其另一端设置有用于通过导杆以及压套的通孔，且其一侧面上设置有用于通过防水线圈以及线圈引脚的通孔；所述线圈外壳上设置有用于通过导杆的通孔的一端上还设置有缓冲压垫，所述线圈引脚与所述防水线圈相连接。

作为本发明的进一步改进，所述的阀体壳体内还设有压力传感器以及用于该传感器数据接入的接线端子，所述传感器包括进气压力传感器以及排气压力传感器，所述中央处理器模块包括相互电连接的主控板、传感器板以及过线控制板，所述进气压力传感器以及排气压力传感器均设置于所述传感器板上且与所述传感器板电连接，所述接线端子设置于所述阀体壳体的底部一侧，其上端面与所述主控板相连接，且其与所述主控板相互电连接，所述过线控制板与向外延伸的线圈引脚相互电连接。

作为本发明的进一步改进，所述阀体壳体上还设有一组或多组用于接入或排出控制气的气孔，一组气孔包括一个进气口、一个排气口以及一个出气口；所述进气口、排气口以及出气口均设置于阀体壳体的外表面上，其均分别与所述过气管路相连接；且所述进气口与进气口之间通过过气管路相连接；所述排气口与排气口之间通过过气管路相连接；出气口为独立控制输出；还设有用于保护内部结构的保护盖，所述保护盖设置于所述阀体壳体的上端且包覆于所述电磁线圈外侧。

与现有技术相比具有的优点：

1、本发明汽车智能式数字电控气制动阀控制方法及装置，对紧急制动进行精确控制和缩小时滞。具体通过中央处理器模块根据行车监测设备所检测到的信息判断到汽车需要进行主动式制动时，通过内置逻辑程序对各组车轮所需的制动力进行运算，再对该组车所对应的每组可调剂气路执行刹车所需的制动力参数进行运算，再据其运算出该组可调节气路实现刹车所需的气路内输出给各制动器的气压的参数进行运算，获得各组可调节气路的进气电磁阀以及排气电磁阀的开闭时点和频率控制的制动参数信号，然后向进气电磁阀以及排气电磁阀发送该制动参数信号、由各电磁阀执行，从而精确控制各组气路分别向对应的制动器输入及排出的压力气体及其工作气压，由其对各制动器制动力的大小、快慢、持续时间精准控制，进而实现对汽车启动、保持或解除制动的精准控制。

2、本发明汽车智能式数字电控气制动阀控制方法及装置，其中的汽车智能式数字电控气制动阀结构集成化程度高，将电控传感、运算及电控阀控执行机构一体化，使数据采集、运算与执行一体化，减小了体积，可就近设置在制，动器附近，缩短制动气路，减少制动时滞。

3、本发明汽车智能式数字电控气制动阀控制方法及装置，中央处理器能够随时通过调整两电磁阀的制动参数信号调整输出的控制气压，通过汽车智能式数字电控气制动阀上设置的一组或多组常闭电磁阀实现对输出的控制气压的精确控制；采用编组控制及制动锁定，采用多组常闭电磁阀的设计，通过双气路及电磁阀可实现锁定制动气压；每通道可控制一组制动器，控制一组车轮；可控制气路的进压，保压，锁住、制动状态维持特定的压力值，持续加压或降低压力，直接控制汽车的继动阀，从而控制汽车的制动。

4、本发明汽车智能式数字电控气制动阀控制方法及装置，既支持传统气制动脚阀带位置传感器或气压传感器等转换数字指令执行制动功能，也支持纯电子制动踏板信号数字化指令执行制动功能，还支持与纯机械式的气制动脚阀配合工作完成电控自动紧急制动功能。

5、本发明汽车智能式数字电控气制动阀控制方法及装置，能够直接在现有的原车的制动系统中加装，既不改变传统的制动系统，又可以实现精确控制的电控自动紧急制动功能，减少在汽车制动系统改造过程中耗费的人力物力；同时，由于加装不改变原车的制动气路，能够适配各种汽车的制动系统，兼容性强；同时，可以大幅缩短制动运算与执行时间，提高车辆行驶的安全性。

为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对其进行详细说明。

附图说明

图1是国内常见的半挂车制动系统结构示意图；

图2是本发明汽车智能式电控气制动阀的侧面的结构示意图；

图3是本发明汽车智能式电控气制动阀的正面的模块原理图；

图4是本发明汽车智能式电控气制动阀中传感器的结构示意图；

图5是本发明汽车智能式电控气制动阀中线圈引脚的结构示意图；

图6是本发明汽车智能式电控气制动阀电磁阀的结构示意图。

附图中：1、进气口；2、排气口；3、出气口；4、常闭电磁阀；41、进气电磁阀；42、排气电磁阀；5、主控板；6、阀体壳体；7、过气管路；8、定芯；9、动芯；10、导杆；11、硫化体；12、弹簧；13、密封圈；14、防水线圈；15、线圈外壳；16、线圈引脚；17、压套；18、缓冲压垫；19、过线控制板；20、接线端子；21、进气压力传感器；22、排气压力传感器；23、传感器板；24、保护盖。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见附图，本实施例提供的汽车智能式数字电控气制动阀控制方法，包括以下步骤：

(1)在汽车上设置一汽车智能式数字电控气制动阀，其包括中央处理器以及一组或多组可独立工作的可调节气路，每组可调节气路包括：一个进气口1、一排气口2、一出气口3、一进气电磁阀41以及一排气电磁阀42，中央处理器分别与两电磁阀相互电连接；其中的出气口3与汽车制动控制气路相连接，进气口1内持续保持控制气源的输入；每组可调节气路可控制一组制动器，从而控制一组车轮；

(2)在汽车上设置若干传感器、摄像头以及雷达组成行车监测设备，并将其分别与所述的中央处理器连接，该于汽车行驶过程中，通过以上设备对行车过程中周围环境进行不间断监测，中央处理器通过CAN等接口通讯接收以上所述的外部行车监测设备所检测到的数据、并通过内置逻辑程序进行分析处理，判断是否需要进行主动式制动；

(3)当中央处理器判断汽车需要进行主动式制动时，其根据行车监测设备所检测到的信息，通过内置逻辑程序对各组车轮所需的制动力进行运算，再对该组车所对应的每组可调剂气路执行刹车所需的制动力参数进行运算，再据其运算出该组可调节气路实现刹车所需的气路内输出给各制动器的气压的参数进行运算，获得各组可调节气路的进气电磁阀41以及排气电磁阀42的开闭时点和频率控制的制动参数信号，然后向进气电磁阀41以及排气电磁阀42发送该制动参数信号、由各电磁阀执行，从而精确控制各组气路分别向对应的制动器输入及排出的压力气体及其工作气压，由其对各制动器制动力的大小、快慢、持续时间精准控制，进而实现对汽车启动、保持或解除制动的精准控制。

本实施例中的汽车智能式数字电控气制动阀控制方法，中央处理器的内置逻辑程序包括比例压力控制逻辑程序，该逻辑程序是根据设定的最大允许的刹车气压，通过对本车与前车的相对速度、预计发生碰撞所需的时间以及制动后的车速减速度参数进行综合计算，决定合适的刹车气压比例，再通过气制动阀反馈的系统总压力及前后轴制动的压力大小数据进行闭环刹车压力调整，其逻辑运算表达式为：制动气压＝(相对速度/车速)*系统总气压*(TTC时间系数+车速减速度系数)。

本实施例中的汽车智能式数字电控气制动阀控制方法，中央处理器的内置逻辑程序还包括自适应动态变量控制逻辑程序；该自适应动态变量控制逻辑程序，是通过给定最小刹车压力，通过制动后车速和轮转对应的制动距离以及雷达反馈的距离变化率，单位时间内计算车辆减速惯量，再通过本车与前车的相对速度以及预计发生碰撞所需的时间，在单位时间内闭环调整刹车控制压力，其逻辑运算表达式为：制动气压＝车辆减速度惯性系数*((相对速度/车速)*系统总气压)。

本实施例中的汽车智能式数字电控气制动阀控制方法，所述步骤(2)还包括以下步骤：

(21)当中央处理器判断汽车需要进行制动时，根据设置于汽车上的监测设备所检测到的信息，其内置逻辑程序首先计算出汽车所需的各组车轮所需制动力的大小及启停时点参数，再将所需制动力参数转换成对应的可调节气路的气制动阀上各气路所需输出的制动气压大小及作用时间参数，进一步根据所需制动气压参数计算控制两电磁阀制动电流、开阀频率和开闭、通断电启停时点间制动参数信号，最后将按照此参数转换为控制对应电磁阀工作的电压和电流制动参数信号，分别输出给两电磁阀执行，从而控制各制动器分别对汽车进行精准制动。

本实施例中的汽车智能式数字电控气制动阀控制方法，所述步骤(3)还包括以下步骤：

(31)当进气电磁阀41接收到制动参数信号时，进气电磁阀41中的电磁线圈通电，进气电磁阀41打开，控制气源的高压气体通过进气口1进入气路中并从出气口3排出，通过控制出气口3的压力以线性比例升压到目标压力，进而控制车辆进行制动；当所述出气口3的目标压力达到时，该中央处理器控制进气电磁阀41工作，关闭进气阀门41，使出气口3的压力得到保持、实现对制动的持续锁定；

当排气电磁阀42接收到制动参数信号时，排气电磁阀42中的电磁线圈通电，排气电磁阀42打开，将气路中的控制气源通过排气口2排出气路通道，通过控制出气口3降压使其达到目标压力，并使出气口3的压力得到保持，进而控制车辆的制动力变小。

本实施例中的汽车智能式数字电控气制动阀控制方法，还包括以下步骤：

(32)当排气电磁阀42接收到解除制动参数信号时，排气电磁阀42中的电磁线圈通电，排气磁阀42中的电磁线圈工作，打开排气阀门，通过将气路中的控制气源全部通过排气口2排出气路通道，进而控制车辆的制动取消，解除汽车的制动。

一种实施上述方法的汽车智能式数字电控气制动阀，其包括阀体壳体6，及设置于该阀体壳体6内部的一组或多组可独立工作的可调节气路、中央处理器模块、行车监测设备；

每组可调节气路包括：一个进气口1、一排气口2、一出气口3、一进气电磁阀41以及一排气电磁阀42，中央处理器分别与两电磁阀相互电连接；其中的出气口3与汽车制动控制气路相连接，进气口1内持续保持控制气源的输入；每组可调节气路可控制一组制动器，从而控制一组车轮；

所述的进气电磁阀42和排气电磁阀42均为常闭电磁阀4，其均与所述中央处理器模块相互电连接；所述常闭电磁阀4内包括用于控制进气和排气的阀芯以及设置于所述阀芯外侧且与阀芯相连接的用于控制常闭电磁阀上下工作的电磁线圈，所述阀芯的一端与过气管路相连接；

所述的中央处理器模块包括中央处理器、内置的逻辑程序、CAN接口；

所述的行车监测设备由多个传感器、摄像头、雷达组成，并与所述的中央处理器模块电性连接；

当所述中央处理器模块根据行车监测设备所检测到的信息判断到汽车需要进行主动式制动时，通过内置逻辑程序对各组车轮所需的制动力进行运算，再对该组车所对应的每组可调剂气路执行刹车所需的制动力参数进行运算，再据其运算出该组可调节气路实现刹车所需的气路内输出给各制动器的气压的参数进行运算，获得各组可调节气路的进气电磁阀41以及排气电磁阀42的开闭时点和频率控制的制动参数信号，然后向进气电磁阀41以及排气电磁阀42发送该制动参数信号、由各电磁阀执行，从而精确控制各组气路分别向对应的制动器输入及排出的压力气体及其工作气压，由其对各制动器制动力的大小、快慢、持续时间精准控制，进而实现对汽车启动、保持或解除制动的精准控制。

本实施例中的汽车智能式数字电控气制动阀，所述各电磁阀设有阀芯，该阀芯包括设置所述电磁线圈内的定芯8、动芯9以及导杆10；其中所述定芯8以及动芯9均设置于所述导杆10内，所述导杆10为一端开口的中空圆柱体；所述定芯8设置于所述导杆10的内部一侧，所述动芯9设置于所述导杆10的外部一侧；所述动芯9的向外一端连接有硫化体11，所述硫化体11与弹簧12相连接，且其上设置有密封圈13；所述电磁线圈包括防水线圈14、线圈外壳15以及向外延伸的线圈引脚16，所述防水线圈14围绕于导杆10的外侧，所述线圈外壳15罩设所述防水线圈14外侧，且所述线圈外壳15内还设置有用于固定所述防水线圈14于线圈外壳15内的压套17；所述压套17与所述防水线圈14相连接，所述线圈外壳15为两端开口的中空圆柱体，其一端的端面设置有一用于通过所述导杆10的通孔，其另一端设置有用于通过导杆10以及压套17的通孔，且其一侧面上设置有用于通过防水线圈14以及线圈引脚16的通孔；所述线圈外壳15上设置有用于通过导杆10的通孔的一端上还设置有缓冲压垫18，所述线圈引脚16与所述防水线圈14相连接。

本实施例中的汽车智能式数字电控气制动阀，所述的阀体壳体6内还设有压力传感器以及用于该传感器数据接入的接线端子20，所述传感器包括进气压力传感器以及排气压力传感器，所述中央处理器模块包括相互电连接的主控板5、传感器板23以及过线控制板19，所述进气压力传感器21以及排气压力传感器22均设置于所述传感器板23上且与所述传感器板23电连接，所述接线端子20设置于所述阀体壳体6的底部一侧，其上端面与所述主控板相5连接，且其与所述主控板5相互电连接，所述过线控制板19与向外延伸的线圈引脚14相互电连接。

本实施例中的汽车智能式数字电控气制动阀，所述阀体壳体6上还设有一组或多组用于接入或排出控制气的气孔，一组气孔包括一个进气口1、一个排气口2以及一个出气口3；所述进气口1、排气口2以及出气口3均设置于阀体壳体6的外表面上，其均分别与所述过气管路7相连接；且所述进气口1与进气口1之间通过过气管路相连接；所述排气口2与排气口2之间通过过气管路7相连接；出气口3为独立控制输出；还设有用于保护内部结构的保护盖24，所述保护盖24设置于所述阀体壳体6的上端且包覆于所述电磁线圈外侧。

本实施例中的汽车智能式数字电控气制动阀控制方法及装置，其设计重点在于：

1、本实施例中的汽车智能式数字电控气制动阀控制方法及装置，中央处理器模块根据行车监测设备所检测到的信息判断到汽车需要进行主动式制动时，通过内置逻辑程序对各组车轮所需的制动力进行运算，再对该组车所对应的每组可调剂气路执行刹车所需的制动力参数进行运算，再据其运算出该组可调节气路实现刹车所需的气路内输出给各制动器的气压的参数进行运算，获得各组可调节气路的进气电磁阀以及排气电磁阀的开闭时点和频率控制的制动参数信号，然后向进气电磁阀以及排气电磁阀发送该制动参数信号、由各电磁阀执行，从而精确控制各组气路分别向对应的制动器输入及排出的压力气体及其工作气压，由其对各制动器制动力的大小、快慢、持续时间精准控制，进而实现对汽车启动、保持或解除制动的精准控制。

2、本实施例中的汽车智能式数字电控气制动阀控制的装置，其中的汽车智能式数字电控气制动阀结构集成化高，将电控传感、运算及电控阀控执行机构一体化，使数据采集、运算与执行一体化，减小了体积，可就近设置在制，动器附近，缩短制动气路，减小制动时滞。

3、本实施例中的汽车智能式数字电控气制动阀控制方法及装置，中央处理器能够随时通过调整两电磁阀的制动参数信号调整输出的控制气压，通过汽车智能式数字电控气制动阀上设置的一组或多组常闭电磁阀实现对输出的控制气压的精确控制；采用编组控制及制动锁定，采用多组常闭电磁阀的设计，通过双气路及电磁阀可实现锁定制动气压；每通道可控制一组制动器，控制一组车轮；可控制气路的进压，保压，锁住、制动状态维持特定的压力值，持续加压或降低压力，直接控制汽车的继动阀，从而控制汽车的制动。

4、本实施例中的汽车智能式数字电控气制动阀控制方法及装置，既支持传统气制动脚阀带位置传感器或气压传感器等转换数字指令执行制动功能，也支持纯电子制动踏板信号数字化指令执行制动功能，还支持与纯机械式的气制动脚阀配合工作完成电控自动紧急制动功能。

5、本实施例中的汽车智能式数字电控气制动阀控制方法及装置，能够直接在现有的原车的制动系统中加装，既不改变传统的制动系统，又可以实现精确控制的电控自动紧急制动功能，减少在汽车制动系统改造过程中耗费的人力物力；同时，由于加装不改变原车的制动气路，能够适配各种汽车的制动系统，兼容性强；同时，可以大幅缩短制动运算与执行时间，提高车辆行驶的安全性。

本发明重点通过中央处理器模块根据行车监测设备所检测到的信息判断到汽车是否需要进行主动式紧急制动；当需要进行紧急制动时，通过内置逻辑程序对各组车轮所需的制动力进行运算，再对该组车所对应的每组可调剂气路执行刹车所需的制动力参数进行运算，再据其运算出该组可调节气路实现刹车所需的气路内输出给各制动器的气压的参数进行运算，获得各组可调节气路的进气电磁阀以及排气电磁阀的开闭时点和频率控制的制动参数信号，然后向进气电磁阀以及排气电磁阀发送该制动参数信号、由各电磁阀执行，从而精确控制各组气路分别向对应的制动器输入及排出的压力气体及其工作气压，由其对各制动器制动力的大小、快慢、持续时间精准控制，进而实现对汽车启动、保持或解除制动的精准控制。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种汽车智能式数字电控气制动阀控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在汽车上设置一汽车智能式数字电控气制动阀，其包括中央处理器以及一组或多组可独立工作的可调节气路，每组可调节气路包括：一个进气口、一排气口、一出气口、一进气电磁阀以及一排气电磁阀，中央处理器分别与两电磁阀相互电连接；其中的出气口与汽车制动控制气路相连接，进气口内持续保持控制气源的输入；每组可调节气路可控制一组制动器，从而控制一组车轮；

(2)在汽车上设置若干传感器、摄像头以及雷达组成行车监测设备，并将其分别与所述的中央处理器连接；所述的电控气制动阀于汽车行驶过程中，通过以上设备对行车过程中周围环境进行不间断监测，中央处理器通过通讯接口接收以上所述的外部行车监测设备所检测到的数据、并通过内置逻辑程序进行分析处理，判断是否需要进行主动式制动；

(3)当中央处理器判断汽车需要进行主动式制动时，其根据行车监测设备所检测到的信息，通过内置逻辑程序对各组车轮所需的制动力进行运算，再对该组车所对应的每组可调剂气路执行刹车所需的制动力参数进行运算，再据其运算出该组可调节气路实现刹车所需的气路内输出给各制动器的气压的参数进行运算，获得各组可调节气路的进气电磁阀以及排气电磁阀的开闭时点和频率控制的制动参数信号，然后向进气电磁阀以及排气电磁阀发送该制动参数信号、由各电磁阀执行，从而精确控制各组气路分别向对应的制动器输入及排出的压力气体及其工作气压，由其对各制动器制动力的大小、快慢、持续时间精准控制，进而实现对汽车启动、保持或解除制动的精准控制。

2.根据权利要求1所述的汽车智能式数字电控气制动阀控制方法，其特征在于，中央处理器的内置逻辑程序包括比例压力控制逻辑程序，该逻辑程序是根据设定的最大允许的刹车气压，通过对本车与前车的相对速度、预计发生碰撞所需的时间以及制动后的车速减速度参数进行综合计算，决定合适的刹车气压比例，再通过气制动阀反馈的系统总压力及前后轴制动的压力大小数据进行闭环刹车压力调整，其逻辑运算表达式为：制动气压＝(相对速度/车速)*系统总气压*(TTC时间系数+车速减速度系数)。

3.根据权利要求2所述的汽车智能式数字电控气制动阀控制方法，其特征在于，中央处理器的内置逻辑程序还包括自适应动态变量控制逻辑程序；该自适应动态变量控制逻辑程序，是通过给定最小刹车压力，通过制动后车速和轮转对应的制动距离以及雷达反馈的距离变化率，单位时间内计算车辆减速惯量，再通过本车与前车的相对速度以及预计发生碰撞所需的时间，在单位时间内闭环调整刹车控制压力，其逻辑运算表达式为：制动气压＝车辆减速度惯性系数*((相对速度/车速)*系统总气压)。

4.根据权利要求1所述的汽车智能式数字电控气制动阀控制方法，其特征在于，所述步骤(2)还包括以下步骤：

(21)当中央处理器判断汽车需要进行制动时，根据设置于汽车上的监测设备所检测到的信息，其内置逻辑程序首先计算出汽车所需的各组车轮所需制动力的大小及启停时点参数，再将所需制动力参数转换成对应的可调节气路的气制动阀上各气路所需输出的制动气压大小及作用时间参数，进一步根据所需制动气压参数计算控制两电磁阀制动电流、开阀频率和开闭、通断电启停时点间制动参数信号，最后将按照此参数转换为控制对应电磁阀工作的电压和电流制动参数信号，分别输出给两电磁阀执行，从而控制各制动器分别对汽车进行精准制动。

5.根据权利要求1所述的汽车智能式数字电控气制动阀控制方法，其特征在于，所述步骤(3)还包括以下步骤：

(31)当进气电磁阀接收到制动参数信号时，进气电磁阀中的电磁线圈通电，进气电磁阀打开，控制气源的高压气体通过进气口进入气路中并从出气口排出，通过控制出气口的压力以线性比例升压到目标压力，进而控制车辆进行制动；当所述出气口的目标压力达到时，该中央处理器控制进气电磁阀工作，关闭进气阀门，使出气口的压力得到保持、实现对制动的持续锁定；

当排气电磁阀接收到制动参数信号时，排气电磁阀中的电磁线圈通电，排气电磁阀打开，将气路中的控制气源通过排气口排出气路通道，通过控制出气口降压使其达到目标压力，并使出气口的压力得到保持，进而控制车辆的制动力变小。

6.根据权利要求5所述的汽车智能式数字电控气制动阀控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：

(32)当排气电磁阀接收到解除制动参数信号时，排气电磁阀中的电磁线圈通电，排气磁阀中的电磁线圈工作，打开排气阀门，通过将气路中的控制气源全部通过排气口排出气路通道，进而控制车辆的制动取消，解除汽车的制动。

7.一种实施权利要求1-6任一所述方法的汽车智能式数字电控气制动阀，其特征在于，其包括阀体壳体，及设置于该阀体壳体内部的一组或多组可独立工作的可调节气路、中央处理器模块、行车监测设备；

每组可调节气路包括：一个进气口、一排气口、一出气口、一进气电磁阀以及一排气电磁阀，中央处理器分别与两电磁阀相互电连接；其中的出气口与汽车制动控制气路相连接，进气口内持续保持控制气源的输入；每组可调节气路可控制一组制动器，从而控制一组车轮；

所述的进气电磁阀和排气电磁阀均为常闭电磁阀，其均与所述中央处理器模块相互电连接；所述常闭电磁阀内包括用于控制进气和排气的阀芯以及设置于所述阀芯外侧且与阀芯相连接的用于控制常闭电磁阀上下工作的电磁线圈，所述阀芯的一端与过气管路相连接；

所述的中央处理器模块包括中央处理器、内置的逻辑程序、CAN接口；

所述的行车监测设备由多个传感器、摄像头、雷达组成，并与所述的中央处理器模块电性连接；

当所述中央处理器模块根据行车监测设备所检测到的信息判断到汽车需要进行主动式制动时，通过内置逻辑程序对各组车轮所需的制动力进行运算，再对该组车所对应的每组可调剂气路执行刹车所需的制动力参数进行运算，再据其运算出该组可调节气路实现刹车所需的气路内输出给各制动器的气压的参数进行运算，获得各组可调节气路的进气电磁阀以及排气电磁阀的开闭时点和频率控制的制动参数信号，然后向进气电磁阀以及排气电磁阀发送该制动参数信号、由各电磁阀执行，从而精确控制各组气路分别向对应的制动器输入及排出的压力气体及其工作气压，由其对各制动器制动力的大小、快慢、持续时间精准控制，进而实现对汽车启动、保持或解除制动的精准控制。

8.根据权利要求7所述汽车智能式数字电控气制动阀，其特征在于，所述各电磁阀设有阀芯，该阀芯包括设置所述电磁线圈内的定芯、动芯以及导杆；其中所述定芯以及动芯均设置于所述导杆内，所述导杆为一端开口的中空圆柱体；所述定芯设置于所述导杆的内部一侧，所述动芯设置于所述导杆的外部一侧；所述动芯的向外一端连接有硫化体，所述硫化体与弹簧相连接，且其上设置有密封圈；所述电磁线圈包括防水线圈、线圈外壳以及向外延伸的线圈引脚，所述防水线圈围绕于导杆的外侧，所述线圈外壳罩设所述防水线圈外侧，且所述线圈外壳内还设置有用于固定所述防水线圈于线圈外壳内的压套；所述压套与所述防水线圈相连接，所述线圈外壳为两端开口的中空圆柱体，其一端的端面设置有一用于通过所述导杆的通孔，其另一端设置有用于通过导杆以及压套的通孔，且其一侧面上设置有用于通过防水线圈以及线圈引脚的通孔；所述线圈外壳上设置有用于通过导杆的通孔的一端上还设置有缓冲压垫，所述线圈引脚与所述防水线圈相连接。

9.根据权利要求7所述汽车智能式数字电控气制动阀，其特征在于，所述的阀体壳体内还设有压力传感器以及用于该传感器数据接入的接线端子，所述传感器包括进气压力传感器以及排气压力传感器，所述中央处理器模块包括相互电连接的主控板、传感器板以及过线控制板，所述进气压力传感器以及排气压力传感器均设置于所述传感器板上且与所述传感器板电连接，所述接线端子设置于所述阀体壳体的底部一侧，其上端面与所述主控板相连接，且其与所述主控板相互电连接，所述过线控制板与向外延伸的线圈引脚相互电连接。

10.根据权利要求7所述汽车智能式数字电控气制动阀，其特征在于，所述阀体壳体上还设有一组或多组用于接入或排出控制气的气孔，一组气孔包括一个进气口、一个排气口以及一个出气口；所述进气口、排气口以及出气口均设置于阀体壳体的外表面上，其均分别与所述过气管路相连接；且所述进气口与进气口之间通过过气管路相连接；所述排气口与排气口之间通过过气管路相连接；出气口为独立控制输出；还设有用于保护内部结构的保护盖，所述保护盖设置于所述阀体壳体的上端且包覆于所述电磁线圈外侧。

Images