CN113460015A - 商用车电控气压制动系统自动调压阀及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种商用车电控气压制动系统自动调压阀及控制方法，上阀体包括常开切换阀、高速进气阀、常开高速进气阀、高速排气阀部件以及控制腔A，下阀体包括继动阀以及工作腔B；常开切换阀设有人工控制进气口a和电控控制进气口b并分别与踏板阀和储气罐连接，出气口c与常开高速进气阀进气口d连接，高速排气阀出气口g与一个消音器连接，高速进气阀进气口h与储气罐连接，常开高速进气阀出气口e、高速排气阀进气口f和高速进气阀出气口i共同与控制腔A连接。适用于各层级自动驾驶车辆及人工驾驶车辆，电磁阀结构得到改进，电控失效后仍能通过人工控制保证安全性。

Description

商用车电控气压制动系统自动调压阀及控制方法

技术领域

本发明涉及车辆制动技术领域，尤其是涉及一种商用车电控气压制动系统新型自动调压阀及其控制方法。

背景技术

车辆自动驾驶技术的发展已成为必然趋势，车辆的制动系统是整车的核心之一，起着保障道路参与者的安全、提高驾驶员驾驶舒适性和稳定性的重要作用，车辆自动驾驶的实现必然伴随着车辆制动的自动化和智能化。车辆的制动系统已由传统的人工控制气压制动系统向电控气压制动系统升级，电控气压制动系统的核心控制元件自动调压阀要能按需实时、精确调节自动调压阀出口压力和制动气室压力，达到车辆的理想制动状态，满足自动驾驶需求。

车辆传统气压制动系统中主要采用ABS阀、继动阀等元件调节制动气室压力，但压力难以按需调节且压力响应时间长、调压速度和精度有所不足，无法满足车辆制动自动化和智能化的需求。现有的电控气压制动系统和自动调压阀的研究正处于起步阶段。

申请号为“201920145987.4”的实用新型专利公开了一种面向车辆气压制动的电控自动调压阀，其比例阀输入口用于与储气罐连接，比例阀输出口用于与制动气室连接，通过第一开关阀和第二开关阀的开闭实现对汽车制动气室压力的自动化调节。受限于单向阀固有特性，该实用新型在电控失效时控制腔气体无法排出，汽车无法解除制动。

因而提出一种适用于车辆电控气压制动系统的自动调压阀及控制方法，能按需快速、精确地调节制动气室压力，且具有较高的可靠性和稳定性，保持“故障导向安全”能力，是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种商用车电控气压制动系统自动调压阀及控制方法，以解决现有技术中存在的车辆制动响应时间长、制动压力不能按需精确调节，导致自动驾驶难以实现、驾驶体验不佳的问题。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种商用车电控气压制动系统自动调压阀，其特征在于：包括上阀体、下阀体，；上阀体包括常开切换阀、高速进气阀、常开高速进气阀、高速排气阀部件以及控制腔A，下阀体包括继动阀以及工作腔B；控制腔A位于活塞上方，工作腔B位于活塞下方，工作腔A和工作腔B之间通过活塞活动分隔设置；常开切换阀设有人工控制进气口a和电控控制进气口b并分别与踏板阀和储气罐连接，出气口c与常开高速进气阀进气口d连接，高速排气阀出气口g与一个消音器连接，高速进气阀进气口h与储气罐连接，常开高速进气阀出气口e、高速排气阀进气口f和高速进气阀出气口i共同与控制腔A连接。

上述技术方案中，下阀体为继动阀，活塞设于阀盖内，活塞上部凸起结构与阀盖导向槽形成活塞导向，弹簧座、止动挡圈、橡胶消音器、主弹簧、弹簧挡圈、主阀芯均设于阀座内，其中止动挡圈设于阀座底部凹槽内，弹簧座设于止动挡圈上方，主弹簧套设于弹簧座上，弹簧挡圈套设于主弹簧上，可上下运动的主阀芯设于弹簧座内，橡胶消音器设于弹簧座内、主阀芯下方，活塞与阀盖之间设有第一密封圈，阀盖和阀座之间设有第二密封圈，弹簧座与阀座之间设有第三密封圈，主阀芯和弹簧座之间设有第四密封圈，主阀芯中部凸台套设有第五密封圈，主阀芯顶部套设有第六密封圈，活塞可上下移动与第六密封圈接触或分离；活塞向下运动带动主阀芯、弹簧挡圈压缩主弹簧向下运动；；继动阀工作腔B的进气口j与储气罐连接，继动阀工作腔B的出气口k与制动气室连接排气口l与橡胶消音器连接；活塞向下推动主阀芯压缩主弹簧连通工作腔B的进气口j和出气口k，主阀芯受主弹簧弹簧力向上运动阻断工作腔B的进气口j和出气口k，活塞下侧与主阀芯顶部的第六密封圈分离时工作腔B与排气口l连通。

按照上述技术方案，上阀体中的常开切换阀顶部为动铁芯，动铁芯与电磁阀阀芯连接，静铁芯套设于电磁阀阀芯上，线圈设于静铁芯内，电磁阀回位弹簧设于电磁阀阀芯下端槽内，电磁阀阀芯和静铁芯之间设有阀芯上密封圈，电磁阀阀芯中部套设有阀芯中密封圈，电磁阀阀芯与阀盖之间设有阀芯下密封圈，静铁芯与端盖、阀盖之间设有静铁芯密封圈；线圈失电时动铁芯和电磁阀阀芯受弹簧力作用位于上限位，人工控制进气口a与出气口c连通；线圈得电时动铁芯下压电磁阀阀芯和弹簧，电控进气口b与出气口c连通。

按照上述技术方案，活塞下部有一圈尖状突起结构，用于实现活塞与主阀芯之间的线密封。

按照上述技术方案，常开切换阀、常开高速进气阀、高速排气阀、高速进气阀均安装于阀盖上方，顶部设置与阀盖连接的端盖；阀盖和阀座连接。

按照上述技术方案，常开切换阀人工控制进气口a与出气口c常通；常开高速电磁阀进气口d与出气口e常通；高速排气阀进气口f与出气口g常断；高速进气阀进气口h与出气口i常断；通过常开切换阀失电与得电切换人工控制制动和电控制动，常开切换阀失电时人工控制进气口a与出气口c连通，保留人工控制制动；常开切换阀得电时电控进气口b与出气口c连通，实现电控制动，按需调节自动调压阀出口压力。

按照上述技术方案，上阀体中的常开高速进气阀结构与常开切换阀结构类似，区别在于常开高速进气阀仅有一个进气口d且与常开切换阀的出气口c连接，常开高速进气阀线圈失电时进气口d与出气口e连通，常开高速进气阀线圈得电时进气口d与出气口e断开。

按照上述技术方案，高速排气阀和高速进气阀为常闭，即两者的进气口和出气口初始时为断开，线圈得电时吸引动铁芯往下运动，下压电磁阀阀芯和弹簧，连通进气口和出气口。

这是因为上阀体中的高速排气阀、高速进气阀结构与常开高速进气阀类似，其区别在于高速排气阀和高速进气阀为常闭。

按照上述技术方案，上阀体中的常开切换阀、常开高速进气阀和高速进气阀同时打开时，踏板阀的气体与储气罐中的压缩空气可分布经两条进气回路共同进入到控制腔A，起到耦合控制控制腔A压力的作用。

按照上述技术方案，常开切换阀、常开高速进气阀、高速排气阀、高速进气阀均不得电时，踏板阀气体能够通过常开切换阀、常开高速进气阀进入控制腔A，踏板阀-常开切换阀进气口a-常开切换阀出气口c-常开高速进气阀进气口d-常开高速进气阀出气口e-控制腔A回路连通，驾驶员通过踏板阀改变控制腔A压力进而控制制动气室压力。实现非电控状态的人工控制制动。

按照上述技术方案，控制器可以通过控制常开切换阀失电与得电切换保留人工制动模式和电控制动模式，也可以在常开切换阀得电时通过当制动阀开度达到某一水平时使常开切换阀失电进入人工制动模式。

按照上述技术方案，工作腔B压力出口处设有压力检测孔m，压力检测孔m与压力传感器连接，压力传感器与控制器连接并反馈工作腔B出口压力信号。

按照上述技术方案，控制器与常开切换阀、常开高速进气阀、高速排气阀、高速进气阀、压力传感器连接。

本发明还提供一种商用车电控气压制动系统自动调压阀控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

(1)车辆电控气压制动系统根据对制动踏板的促动情况和车辆的行驶状态，或仅根据车辆的行驶状态，设定一个目标制动压力p₁；

(2)控制器将目标制动压力转化为控制信号，通过控制常开切换阀、常开高速进气阀、高速排气阀、高速进气阀线圈的得电与失电调节控制腔A的压力；

(3)压力传感器检测工作腔B压力出口处的压力p₂，反馈到控制器中与目标制动压力p₁比较；

(4)当p₂小于p₁时，控制器控制高速进气阀、常开高速进气阀、高速排气阀的通断，增大控制腔A的压力，增大进气阀门开度，使p₂升高；

(5)当p₂大于p₁时，控制器控制高速进气阀、常开高速进气阀、高速排气阀的通断，减小控制腔A的压力，关闭进气阀门并连通工作腔B与排气口l，使p₂降低；

(6)控制器控制高速进气阀、常开高速进气阀、高速排气阀反复动作，调节所述自动调压阀出口压力p₂与目标制动压力p₁相等。

相对于现有技术，本发明适用于各层级自动驾驶车辆及人工驾驶车辆，采用电控、人工控制，允许电控对人工控制进行实时修正及两种控制方式的在线切换，电磁阀结构得到改进，支持多种自动驾驶层级，电控失效后仍能通过人工控制保证安全性，高速进气阀能在常闭高速进气阀或常开切换阀失效时执行电控制动功能，即电控功能支持安全备份，具体优点如下：

(1)适配车辆自动驾驶和制动的智能化、自动化需求，为车辆电控气压制动系统提供了一种可靠的压力调节阀及其控制方法。

(2)自动调压阀能按照制动需求实时、快速、精准地调节制动气室压力，有效提高车辆气压制动性能。

(3)针对自动驾驶各个发展阶段提出了不同的制动模式，可应用于纯人工制动模式、人工制动为主电控辅助制动模式、电控制动为主人工可介入制动模式、纯电控制动模式。

(4)控制腔A的压力可由人工控制和电控耦合控制，也可由人工控制或电控单独控制，电控失效时自动调压阀及其车辆电控气压制动系统具有制动备份能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的三维外形图。

图2为本发明的左视图。

图3为本发明的主视图。

图4为图2的俯视图。

图5为图3的A-A剖视图。

图6为图4的B-B剖视图。

图7为图4的C-C剖视图。

图8为图7中Ⅰ部的局部放大图。

图9为本发明的原理简图。

图中，1-端盖，2-阀盖，3-常开高速进气阀，4-堵头，5-活塞，6-第一密封圈，7-第二密封圈，8-阀座，9-弹簧座，10-第三密封圈，11-止动挡圈，12-橡胶消音器，13-第四密封圈，14-主弹簧，15-弹簧挡圈，16-第五密封圈，17-主阀芯，18-第六密封圈，19-高速排气阀，20-高速进气阀，21-消音器，22-常开切换阀，23-静铁芯密封圈，24-线圈，25-静铁芯，26-阀芯下密封圈，27-电磁阀回位弹簧，28-电磁阀阀芯，29-阀芯中密封圈，30-阀芯上密封圈，31-动铁芯，32-控制器，a-常开切换阀人工控制进气口，b-常开切换阀电控进气口，c-常开切换阀出气口，d-常开高速进气阀进气口，e-常开高速进气阀出气口，f-高速排气阀进气口，g-高速排气阀出气口，h-高速进气阀进气口，i-高速进气阀出气口，j-继动阀进气口，k-继动阀出气口，l继动阀排气口，m-压力检测孔，n-控制器电源接口，o-控制器信号接口，A-控制腔，B-工作腔。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例结合附图说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。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。

应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。

如附图1-图9所示，本发明提供的一种新型车辆电控气压制动系统用自动调压阀，其包括上阀体和下阀体。上阀体包括端盖1、阀盖2、堵头4、消音器21等零件和常开高速进气阀3、高速排气阀19、高速进气阀20、常开切换阀22等部件，其间连接关系具体可从图5-图7看出。

常开切换阀22进气口a和进气口b分别与踏板阀和储气罐连接，常开切换阀22出气口c与常开高速进气阀3进气口d连接，高速排气阀19出气口g与消音器21连接，高速进气阀20进气口h与储气罐连接，常开高速进气阀3出气口e、高速排气阀19进气口f、高速进气阀20出气口i共同与控制腔A连接。

常开切换阀22的结构如图8所示，顶部动铁芯31与电磁阀阀芯28连接，静铁芯25套设于电磁阀阀芯28上，线圈24设于静铁芯25内，电磁阀回位弹簧27设于电磁阀阀芯28下端槽内，电磁阀阀芯28和静铁芯25之间设有阀芯上密封圈30，电磁阀阀芯28中部套设有阀芯中密封圈29，电磁阀阀芯28与阀盖2之间设有阀芯下密封圈26，静铁芯25与端盖1、阀盖2之间设有静铁芯密封圈23；常开切换阀22在线圈24失电时开启，电磁阀阀芯28处于上限位，阀芯中密封圈29与静铁芯25接触形成密封，阻断进气口b气体，而进气口a处气体可从阀芯中密封圈29下方到达出气口c；常开切换阀22在线圈24得电时关闭，动铁芯31和电磁阀阀芯28下压，阀芯中密封圈29与阀盖2接触形成密封，阻断进气口a气体，而进气口b处气体可从阀芯中密封圈29上方到达出气口c。

常开高速进气阀3结构和工作原理与常开切换阀22类似，常开高速进气阀3在线圈失电时开启，进气口d气体可经阀芯中密封圈下方到达出气口e；常开高速进气阀3在线圈得电时关闭，阀芯中密封圈与阀盖2接触形成密封，阻断进气口d气体。

高速排气阀19和高速进气阀20结构和工作原理与常开高速进气阀3类似，高速排气阀19或高速进气阀20在线圈失电时关闭，阻断进气口f或进气口h气体；高速排气阀19或高速进气阀20在线圈得电时开启，进气口f气体可经阀芯中密封圈上方到达出气口g或进气口h气体可经阀芯中密封圈上方到达出气口i。

所述自动调压阀下阀体中，活塞5设于阀盖2内，弹簧座9、止动挡圈11、橡胶消音器12、主弹簧14、弹簧挡圈15、主阀芯17均设于阀座8内，其中止动挡圈11设于阀座8底部槽内，弹簧座9设于止动挡圈11上方，主弹簧14套设于弹簧座9上，弹簧挡圈15套设于主弹簧14上，可上下运动的主阀芯17设于弹簧座9内，橡胶消音器12设于弹簧座9内、主阀芯17下方，活塞5与阀盖2之间设有第一密封圈6，阀盖2和阀座8之间设有第二密封圈7，弹簧座9与阀座8之间设有第三密封圈10，主阀芯17和弹簧座9之间设有第四密封圈13，主阀芯17中部凸台套设有第五密封圈16，主阀芯17顶部套设有第六密封圈18，活塞5可上下移动与第六密封圈18接触或分离。

进一步的，继动阀进气口j与储气罐连接，其出气口k与制动气室连接，其排气口l与橡胶消音器连接。

本发明的一种新型车辆电控气压制动系统用自动调压阀在具体实施时，可以面向以下四种工作模式：纯人工控制制动模式；人工控制制动为主、电控辅助制动为辅模式；电控制动为主、人工控制制动可自主接入模式；纯电控制动模式。通过介绍自动调压阀的结构动作及其控制方法，分别针对自动调压阀的四种工作模式做出实施举例。

【实施例1】

当所述车辆电控气压制动系统及自动调压阀处于纯人工控制制动模式时，常开切换阀22、常开高速进气阀3、高速排气阀19、高速进气阀20均始终不得电，故常开切换阀22和常开高速进气阀3开启、高速排气阀19和高速进气阀20关闭，上阀体中仅踏板阀-常开切换阀22-常开高速进气阀3-控制腔A回路接通，控制腔A的压力仅能由驾驶员控制踏板阀的开度来调节。驾驶员不踩踏制动踏板时，踏板阀关闭，活塞5由自身重力作用与第六密封圈18接触，工作腔B与排气口l之间为断开，主阀芯17和第五密封圈16由主弹簧14弹簧力作用下保持与阀座8贴合，关闭进气阀门即断开继动阀工作腔B的进气口j和出气口k，车辆处于非制动状态；驾驶员踩下制动踏板时，踏板阀开度变大，气体经踏板阀-常开切换阀22-常开高速进气阀3回路进入控制腔A，控制腔A内压力升高推动活塞5和主阀芯17向下运动，开启进气阀门，储气罐气体从进气口j进入工作腔B形成一定压力，再由出气口k到达制动气室，完成行车制动，此过程中活塞5与第六密封圈18始终贴合，排气阀门关闭，工作腔B与排气口l断开；当驾驶员松开制动踏板时，踏板阀开度减小，控制腔A内气体经控制腔A-常开高速进气阀3-常开切换阀22回路从踏板阀排至外界，控制腔A压力降低，由主弹簧14弹簧力作用使主阀芯17向上运动，进一步使第五密封圈16与阀座8贴合关闭进气阀门，同时由于控制腔B压力大于控制腔A压力，活塞5向上运动与第六密封圈18分离，打开排气阀门，工作腔B内气体从排气口l排至外界，直至恢复到活塞5由自身重力作用与第六密封圈18接触并关闭排气阀门的状态，此时工作腔B泄压完成，车辆解除行车制动。

【实施例2】

当所述车辆电控气压制动系统及自动调压阀处于人工控制制动为主、电控辅助制动为辅模式时，车辆系统根据人/车/路状况计算得出制动气室的目标制动压力p₁，此时驾驶员人工制动产生的自动调压阀出口压力为p₂，与压力检测口m连接的压力传感器将实时的出口压力p₂反馈到控制器32并与目标制动压力p₁比较，如两者之间的差值在可接受范围内，车辆仍以人工控制的方式制动，电控不参与制动，具体实施方式参照“实施例1”；如目标制动压力p₁与出口压力p₂之间的差值大于可接受范围，则可认为驾驶员的操作出现了失误，具体分为两种情况：目标制动压力p₁大于出口压力p₂则制动不足，目标制动压力p₁小于出口压力p₂则制动过度。车辆电控气压制动系统及自动调压阀处于人工控制制动为主、电控辅助制动为辅模式时，踏板阀气体可经踏板阀-常开切换阀22-常开高速进气阀3回路进入控制腔A，形成一定控制压力，若车辆系统判定制动不足，车辆系统会根据目标制动压力p₁和出口压力p₂计算出人工制动不当修正量，发送到控制器32，控制器32发出信号控制高速进气阀20线圈得电，连通其进气口h和出气口i，储气罐的气体可以经储气罐-高速进气阀20回路进入控制腔A，进一步增大原有的控制腔A压力，使得活塞5向下运动推动主阀芯17和主弹簧14，增大进气阀门开度，同时工作腔B与排气口l保持断开即排气阀门保持关闭，储气罐气体由j口进入工作腔B使其出口压力p₂上升，直至出口压力p₂增大到目标制动压力p₁，控制器32接收到压力传感器反馈的出口压力p₂信号并完成对比后，控制器32发出信号控制常开高速进气阀3线圈得电、高速进气阀20线圈失电，阻断常开高速进气阀3的进气口d和出气口e、阻断高速进气阀20的进气口h和出气口i，即阻断踏板阀-常开切换阀22-常开高速进气阀3-工作腔A回路和储气罐-高速进气阀20-工作腔A回路，主阀芯17由主弹簧14的弹簧力作用向上运动关闭进气阀门，活塞5仍与第六密封圈18接触即排气阀门关闭，控制腔B出口压力p₂保持稳定；若车辆系统判定制动过度，车辆系统会根据目标制动压力p₁和出口压力p₂计算出人工制动不当修正量，发送到控制器32，控制器32发出信号控制常开高速进气阀3和高速排气阀19线圈得电，阻断常开高速进气阀3的进气口d和出气口e、连通高速排气阀的进气口f和出气口g，即阻断踏板阀-常开切换阀22-常开高速进气阀3-工作腔A回路、连通控制腔A-高速排气阀19-消声器21回路，控制腔A气体经高速排气阀19和消声器21排至外界，控制腔A压力减小，主阀芯17由主弹簧14的弹簧力作用向上运动关闭进气阀门，活塞5由控制腔B与工作腔A的压力作用继续向上运动与第六密封圈18分离，打开排气阀门，工作腔B气体从排气口l排至外界使工作腔B压力下降，直至出口压力p₂减小到目标制动压力p₁，控制器32控制高速排气阀19线圈失电，阻断高速排气阀进气口f和出气口g，即阻断控制腔A-高速排气阀19-消音器21回路，活塞5由自身重力、控制腔A和工作腔B压力共同作用往下运动与第六密封圈18接触关闭排气阀门，控制腔B出口压力p₂保持稳定。上述过程反复进行可将输出压力p₂调节与目标压力值p₁一致。

【实施例3】

当所述车辆电控气压制动系统及自动调压阀处于电控制动为主、人工控制制动可自主接入模式时，控制器32使常开切换阀22和常开高速进气阀3线圈得电，阻断常开切换阀22的进气口a和出气口c、连通进气口b和出气口c、阻断常开高速进气阀3的进气口d和出气口e，关闭人工控制制动回路，车辆系统根据人/车/路状况判断是否需要制动。如需要制动则计算得出制动气室所需的目标制动压力p₁，压力传感器实时监测工作腔B出口压力p₂并反馈到控制器32，此时常开高速进气阀3、高速排气阀19、高速进气阀20线圈均失电，仅连通常开高速进气阀3的进气口d和出气口e，即接通储气罐-常开切换阀22-常开高速进气阀3-控制腔A回路，控制腔A压力上升，使得活塞5向下运动推动主阀芯17和主弹簧14，增大进气阀门开度，同时工作腔B与排气口l保持断开即排气阀门保持关闭，储气罐气体由j口进入工作腔B使其出口压力p₂上升，直至出口压力p₂增大到目标制动压力p₁，控制器32控制常开高速进气阀3线圈得电，阻断常开高速进气阀3的进气口d和出气口e，即阻断工作腔A进气回路，主阀芯17由主弹簧14的弹簧力作用向上运动关闭进气阀门，活塞5仍与第六密封圈18接触即排气阀门关闭，控制腔B出口压力p₂保持稳定；如制动过程中检测到出口压力p₂比目标制动压力p₁大，控制器32发出信号控制常开高速进气阀3线圈得电、高速排气阀19线圈得电，阻断储气罐-常开切换阀22-常开高速进气阀3-工作腔A回路、连通控制腔A-高速排气阀19-消声器21回路，控制腔A气体经高速排气阀19和消声器21排至外界，控制腔A压力减小，主阀芯17由主弹簧14的弹簧力作用向上运动关闭进气阀门，活塞5由控制腔B与工作腔A的压力作用继续向上运动与第六密封圈18分离，打开排气阀门，工作腔B气体从排气口l排至外界使工作腔B压力下降，直至出口压力p₂减小到目标制动压力p₁，控制器32控制高速排气阀19线圈失电，阻断高速排气阀进气口f和出气口g，即阻断控制腔A-高速排气阀19-消声器21回路，活塞5由自身重力、控制腔A和工作腔B压力共同作用往下运动与第六密封圈18接触关闭排气阀门，控制腔B出口压力p₂保持稳定；该模式下如驾驶员主动介入制动控制，踩踏制动踏板的瞬间，制动踏板上的传感器采集到信号，判断驾驶员的制动强度，当超过规定的阈值时，常开切换阀22、常开高速进气阀3和高速排气阀19断电，连通进气口a与出气口c、连通进气口d与出气口e、阻断进气口f与出气口g，踏板阀-常开切换阀22-常开高速进气阀3-控制腔A回路连通、控制腔A-高速排气阀19-消声器21回路阻断，驾驶员可通过踏板阀调节控制腔A压力，进而调节工作腔B压力，完成车辆制动。

【实施例4】

当所述车辆电控气压制动系统及自动调压阀处于纯电控制动模式时，控制器32使常开切换阀22线圈始终得电，连通进气口b和出气口c，关闭人工控制制动回路，车辆系统根据人/车/路状况判断是否需要制动。车辆无需制动时，常开高速进气阀3线圈得电、高速排气阀19和高速进气阀20线圈失电，控制腔A进气回路和排气回路均关闭，活塞5由自身重力作用与第六密封圈18接触关闭排气阀门，主阀芯17和第五密封圈16由主弹簧14弹簧力作用下保持与阀座8贴合，进气阀门为关闭，车辆处于非制动状态；车辆需要制动时，车辆系统计算出制动气室所需的目标制动压力p₁，压力传感器实时监测工作腔B出口压力p₂并反馈到控制器32，控制器32使常开高速进气阀3线圈失电，连通常开高速进气阀3的进气口d和出气口e，接通储气罐-常开切换阀22-常开高速进气阀3-控制腔A回路，控制腔A压力上升，使得活塞5向下运动推动主阀芯17和主弹簧14，增大进气阀门开度，同时工作腔B与排气口l保持断开即排气阀门保持关闭，储气罐气体由j口进入工作腔B使其出口压力p₂上升，直至出口压力p₂增大到目标制动压力p₁，控制器32控制常开高速进气阀3线圈得电，阻断常开高速进气阀3的进气口d和出气口e，即阻断控制腔进气回路，主阀芯17由主弹簧14的弹簧力作用向上运动关闭进气阀门，活塞5仍与第六密封圈18接触即排气阀门关闭，控制腔B出口压力p₂保持稳定；当出口压力p₂大于目标制动压力p₁时，控制器32控制常开高速进气阀3线圈得电、高速排气阀19线圈得电，阻断工作腔A进气回路、连通控制腔A排气回路，控制腔A气体经高速排气阀19和消声器21排至外界，控制腔A压力减小，主阀芯17由主弹簧14的弹簧力作用向上运动关闭进气阀门，活塞5由控制腔B与工作腔A的压力作用继续向上运动与第六密封圈18分离，打开排气阀门，工作腔B气体从排气口l排至外界使工作腔B压力下降，直至出口压力p₂减小到目标制动压力p₁，控制器32控制高速排气阀19线圈失电，阻断控制腔A排气回路，活塞5由自身重力、控制腔A和工作腔B压力共同作用往下运动与第六密封圈18接触关闭排气阀门，控制腔B出口压力p₂保持稳定；上述过程反复进行可将出口压力p₂调节与目标压力值p₁一致；车辆系统判定制动完成时，控制器32控制高速排气阀19线圈得电，连通工作腔A排气回路，完全释放工作腔A压力，活塞5和主阀芯17由主弹簧14弹簧力和控制腔B压力共同作用向上运动，关闭进气阀门并打开排气阀门，工作腔B气体从排气口l排至外界使工作腔B压力完全释放，活塞5由自身重力作用与第六密封圈18接触关闭排气阀门，出口压力p₂降至非制动水平，行车制动完成。

在以上任何一种实施例中，当车辆发生故障导致电控制动系统失效时，控制器32和常开切换阀22、常开高速进气阀3、高速排气阀19、高速进气阀20均失电，但车辆电控气压制动系统及自动调压阀仍可保持人工控制制动能力，其具体控制方法参见“实施例1”。

综上所述，本发明公开的一种商用车电控气压制动系统新型自动调压阀及其控制方法，采用自动调压阀作为车辆电控气压制动系统的核心调压元件，有效地缩短了制动压力响应时间，实现了制动气室压力按照制动需求实时、精确地调节；保留了制动的“故障导向安全”能力，在电控系统失效时，驾驶员可在驾驶室直接踩踏制动踏板进行制动，而无需进行额外操作；面向车辆的自动驾驶，提出了一种可靠的制动解决方案。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着其处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种商用车电控气压制动系统自动调压阀，其特征在于：包括上阀体、下阀体，；上阀体包括常开切换阀、高速进气阀、常开高速进气阀、高速排气阀部件以及控制腔A，下阀体包括继动阀以及工作腔B；控制腔A位于活塞上方，工作腔B位于活塞下方，工作腔A和工作腔B之间通过活塞活动分隔设置；常开切换阀设有人工控制进气口a和电控控制进气口b并分别与踏板阀和储气罐连接，出气口c与常开高速进气阀进气口d连接，高速排气阀出气口g与一个消音器连接，高速进气阀进气口h与储气罐连接，常开高速进气阀出气口e、高速排气阀进气口f和高速进气阀出气口i共同与控制腔A连接。

2.根据权利要求1所述的商用车电控气压制动系统自动调压阀，其特征在于所述下阀体为继动阀，其中活塞设于阀盖内，活塞上部凸起结构与阀盖导向槽形成活塞导向，弹簧座、止动挡圈、橡胶消音器、主弹簧、弹簧挡圈、主阀芯均设于阀座内，其中止动挡圈设于阀座底部凹槽内，弹簧座设于止动挡圈上方，主弹簧套设于弹簧座上，弹簧挡圈套设于主弹簧上，可上下运动的主阀芯设于弹簧座内，橡胶消音器设于弹簧座内、主阀芯下方，活塞与阀盖之间设有第一密封圈，阀盖和阀座之间设有第二密封圈，弹簧座与阀座之间设有第三密封圈，主阀芯和弹簧座之间设有第四密封圈，主阀芯中部凸台套设有第五密封圈，主阀芯顶部套设有第六密封圈，活塞可上下移动与第六密封圈接触或分离；继动阀工作腔B的进气口j与车辆电控气压制动系统的储气罐连接，其出气口k与制动气室连接，其排气口l与橡胶消音器连接；活塞向下推动主阀芯压缩主弹簧连通工作腔B的进气口j和出气口k，主阀芯受主弹簧弹簧力向上运动阻断工作腔B的进气口j和出气口k，活塞下侧与主阀芯顶部的第六密封圈分离时工作腔B与排气口l连通。

3.根据权利要求1所述的商用车电控气压制动系统自动调压阀，其特征在于常开切换阀人工控制进气口a与出气口c常通；常开高速电磁阀进气口d与出气口e常通；高速排气阀进气口f与出气口g常断；高速进气阀进气口h与出气口i常断；通过常开切换阀失电与得电切换人工控制制动和电控制动，常开切换阀失电时人工控制进气口a与出气口c连通，保留人工控制制动；常开切换阀得电时电控进气口b与出气口c连通，实现电控制动，按需调节自动调压阀出口压力。

4.根据权利要求1所述的商用车电控气压制动系统自动调压阀，其特征在于上阀体中的常开切换阀顶部为动铁芯，动铁芯与电磁阀阀芯连接，静铁芯套设于电磁阀阀芯上，线圈设于静铁芯内，电磁阀回位弹簧设于电磁阀阀芯下端槽内，电磁阀阀芯和静铁芯之间设有阀芯上密封圈，电磁阀阀芯中部套设有阀芯中密封圈，电磁阀阀芯与阀盖之间设有阀芯下密封圈，静铁芯与端盖、阀盖之间设有静铁芯密封圈；线圈失电时动铁芯和电磁阀阀芯受弹簧力作用位于上限位，人工控制进气口a与出气口c连通；线圈得电时动铁芯下压电磁阀阀芯和弹簧，电控进气口b与出气口c连通。

5.根据权利要求1所述的商用车电控气压制动系统自动调压阀，其特征在于活塞下部有一圈尖状突起结构，用于实现活塞与主阀芯之间的线密封。

6.根据权利要求1所述的商用车电控气压制动系统自动调压阀，其特征在于常开切换阀人工控制进气口a与出气口c常通；常开高速电磁阀进气口d与出气口e常通；高速排气阀进气口f与出气口g常断；高速进气阀进气口h与出气口i常断；通过常开切换阀失电与得电切换人工控制制动和电控制动，常开切换阀失电时人工控制进气口a与出气口c连通，保留人工控制制动；常开切换阀得电时电控进气口b与出气口c连通，实现电控制动，按需调节自动调压阀出口压力。

7.根据权利要求1所述的商用车电控气压制动系统自动调压阀，其特征在于常开高速进气阀仅有一个进气口d且与常开切换阀的出气口c连接，常开高速进气阀线圈失电时进气口d与出气口e连通，常开高速进气阀线圈得电时进气口d与出气口e断开。

8.根据权利要求1所述的商用车电控气压制动系统自动调压阀，其特征在于高速排气阀和高速进气阀为常闭，即两者的进气口和出气口初始时为断开，线圈得电时吸引动铁芯往下运动，下压电磁阀阀芯和弹簧，连通进气口和出气口。

9.根据权利要求1所述的商用车电控气压制动系统自动调压阀，其特征在于常开切换阀、常开高速进气阀、高速排气阀、高速进气阀均不得电时，踏板阀气体可通过常开切换阀、常开高速进气阀进入控制腔A，实现非电控状态的人工控制制动。

10.一种商用车电控气压制动系统自动调压阀控制方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)车辆电控气压制动系统根据对制动踏板的促动情况和车辆的行驶状态，或仅根据车辆的行驶状态，设定一个目标制动压力p₁；

(2)控制器将目标制动压力转化为控制信号，通过控制常开切换阀、常开高速进气阀、高速排气阀、高速进气阀线圈的得电与失电调节控制腔A的压力；

(3)压力传感器检测工作腔B压力出口处的压力p₂，反馈到控制器中与目标制动压力p₁比较；

(4)当p₂小于p₁时，控制器控制常开切换阀、常开高速进气阀、高速排气阀、高速进气阀的通断，增大控制腔A的压力，增大进气阀门开度，使p₂升高；

(5)当p₂大于p₁时，控制器控制常开切换阀、常开高速进气阀、高速排气阀、高速进气阀的通断，减小控制腔A的压力，关闭进气阀门并打开排气阀门，使p₂降低；

(6)控制器控制常开切换阀、常开高速进气阀、高速排气阀、高速进气阀反复动作，调节所述自动调压阀出口压力p₂与目标制动压力p₁相等。

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