专利名称：坡道起步过程中继动阀控制方法及装置和气压制动系统的制作方法
技术领域：
本发明属于汽车控制技术领域，具体涉及一种应用在汽车上以辅助驾驶员进行坡道起步的过程中控制继动阀动作的控制方法及用于实施该方法的控制装置和使用该控制装置的气压制动系统。
背景技术：
目前的载重量较大的客车和货车多采用气压制动系统进行制动，气压制动系统的结构如授权公告号为CN202320266U中所公开的一样，主要包括储气筒、制动阀、继动阀及制动气室，该制动阀为控制继动阀动作的控制装置，制动阀具有与储气筒连通的进气口和用于向继动阀输出控制气的出气口，继动阀具有进气口、控制气进口、出气口及与大气连通的排气口，继动阀的进气口与储气筒连通，继动阀的控制气进口则与制动阀的出气口连通，制动阀的出气口则与制动气室的进气口连通。对车辆进行制动时，控制制动阀导通，此时，储气筒中的高压气经继动阀的控制气进口进入，使得继动阀的进气口与出气口导通，这样储气筒中的高压气则经继动阀的进气口、出气口进入制动气室中，完成对车辆的制动。当需要解除制动时，使出气口与排气口连通，制动气室中的高压气经出气口、排气口排向大气，制动解除。司机在驾驶时，经常会遇到车辆需要暂停在坡道的工况，此时，需要拉起手刹以保证对车辆的驻车制动。在坡道上起步时，司机必须熟练掌握离合器踏板、油门踏板以及手刹等一系列操作步骤，即先在加大发动机油门的同时半结合离合器，然后在即将起步时解除手刹驻车制动，才能顺利起步。这种起步方法要求司机经验丰富，操作水平高，如果槽组稍有误差，就可能发生发动机熄火或车辆溜坡后退等危险工况。目前多在客车 或货车上安装坡道起步控制装置以辅助司机进行坡道起步操作，如在授权公告号为CN202106961U的中国实用新型专利中公开了一种坡道起步控制装置，此处的坡道起步控制装置应用在上述第二类气压制动系统上。坡道起步控制装置包括整车电子控制器，手刹及坡道起步电磁阀，坡道起步电磁阀具有用于与气压制动系统中的储气筒的出气口连通的进气口及用于与弹簧气室的进气口连通的出气口，整车电子控制器上电路连接有发动机、变速箱和坡道起步开关。坡道起步开关控制整个坡道起步控制装置，当需要在坡道上起步时，司机按下坡道起步开关，并使变速箱处于合适的档位，然后放下手刹，储气筒会向气压制动系统输入高压气，高压气将到达由整车电子控制器控制导通的坡道起步电磁阀，此时坡道起步电磁阀尚未导通，随后，司机将踩下油门踏板以增加发动机的扭矩，当发动机的扭矩达到解除驻车制动的设定值时，整车电子控制器再控制坡道起步电磁阀给弹簧气室进行充气，此时，弹簧气室中的弹簧制动力逐渐解除，车辆的制动状态也逐步解除，当全部解除后，车辆实现坡道起步。上述坡道起步控制装置主要通过控制继动阀的动作实现坡起起步的辅助操作，但上述坡道起步控制装置中中的整车电子控制器不仅需要检测到车辆多项状态的具体数值，另外还需要在整车电子控制器中预设比较复杂的算法，这就对整车电子控制器的性能要求较高，额外增加了坡道起步控制装置的使用成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种坡道起步过程中继动阀控制方法，以解决现有技术中在坡道起步过程中控制继动阀动作所需的控制装置成本较高的技术问题；同时，还提供一种用于实施上述控制方法的坡道起步过程中继动阀控制装置和使用该控制装置的气压制动系统。为实现上述目的，本发明所提供的坡道起步过程中继动阀控制方法的技术方案是:采集离合踏板位置信号和车速信号，仅当离合踏板处于最低位置且车速为O时判定车辆处于防溜制动状态，当离合踏板不再处于最低位置和/或车速不为O时判定车辆处于防溜制动解除状态，当车辆处于防溜制动状态时，瞬时向继动阀的控制气进口输入高压控制气，实现对车辆的防溜制动，当车辆处于防溜制动解除状态时，停止向继动阀的控制气进口输入高压控制气，解除对车辆的防溜制动，当车辆由防溜制动状态向防溜制动解除状态切换时，延迟设定时间后停止向继动阀的控制气进口输入高压控制气，解除对车辆的防溜制动。本发明所提供的用于实施上述控制方法的坡道起步过程中继动阀控制装置的技术方案是:包括用于检测离合踏板位置的第一传感器、用于检测车速的第二传感器和用于向气压制动系统中的继动阀的控制气进口输入高压控制气的开关阀，开关阀具有用于与高压气源连通的进气口和用于与气压制动系统中的继动阀的控制气进口连通的出气口，所述控制装置还包括用于根据两传感器所采集到的信息判断车辆状态并向开关阀输出相应控制信号进而控制开关阀进气口和出气口导通以向继动阀的控制气进口输入高压控制气、开关阀进气口和出气口断开以停止向继动阀的控制气进口输入高压控制气的控制器，其中，第一传感器和第二传感器的信号输出部与控制器的信号输入部连接，控制器的信号输出部与开关阀的信号输入部连接。所述的控制器和开关阀之间串接有手动控制开关。
所述的开关阀为常闭电磁阀，坡道起步控制装置还包括双通单向阀，双通单向阀具有与常闭电磁阀的出气口连通的第一进气口、用于与气压制动系统中的制动阀的出气口连通的第二进气口和用于与气压制动系统中的继动阀的控制气进口连通的出气口。所述的常闭电磁阀上设有用于与常闭电磁阀的出气口连通的排气口。本发明所提供的气压制动系统的技术方案是:气压制动系统，包括继动阀，继动阀具有用于向继动阀输入高压控制气的控制气进口，气压制动系统还包括坡道起步过程中继动阀控制装置，其特征在于:所述控制装置包括用于检测离合踏板位置的第一传感器、用于检测车速的第二传感器和用于向气压制动系统中的继动阀的控制气进口输入高压控制气的开关阀，开关阀具有进气口和用于与气压制动系统中的继动阀的控制气进口连通的出气口，所述控制装置还包括用于与开关阀的进气口连通的高压气源和用于根据两传感器所采集到的信息判断车辆状态并向开关阀输出相应控制信号进而控制开关阀进气口和出气口导通以向继动阀的控制气进口输入高压控制气、开关阀进气口和出气口断开以停止向继动阀的控制气进口输入高压控制气的控制器，其中，第一传感器和第二传感器的信号输出部与控制器的信号输入部连接，控制器的信号输出部与开关阀的信号输入部连接。
所述的控制器和开关阀口之间串接有手动控制开关。所述的气压制动系统还包括制动阀，制动阀具有高压进气口和用于向继动阀输出高压控制气的出气口，所述开关阀为常闭电磁阀，坡道起步控制装置还包括双通单向阀，双通单向阀具有与常闭电磁阀的出气口连通的第一进气口、与所述制动阀的出气口连通的第二进气口和与所述继动阀的控制气进口连通的出气口。所述的常闭电磁阀上设有用于与常闭电磁阀的出气口连通的排气口。本发明的有益效果是:本发明所提供的坡道起步控制方法使用时，当司机将车辆停在坡道上时，此时车速为O。当司机需要在坡道上起步时，首先踩下离合踏板至最低位置，此时判定车辆处于防溜制动状态，瞬时向继动阀的控制气进口输入高压控制气，根据继动阀自身特性，继动阀的进气口和出气口导通，高压气进入制动气室中实现对车辆的制动，此时即使松开车辆手刹、不踩刹车踏板，同样可以对车辆制动以防止出现溜车。然后司机挂档，并开始松开离合踏板，此时离合踏板不再处于最低位置，判定车辆处于制动解除状态，由于此处车辆是由制动状态向制动解除状态切换的，此时，将延迟设定时间后停止向继动阀的控制气进口输入高压控制气，此时，根据继动阀自身特性，继动阀的进气口和出气口断开，而继动阀的出气口和排气口导通以将制动气室中的高压气排走，此时制动解除。而在设定的延迟时间里，仍然向继动阀的控制气进口输入高压控制气，此时车辆将受到制动而不会出现向后溜车的情况。司机继续松开离合踏板并踩动油门踏板，在延迟设定时间后解除车辆防溜制动，实现车辆正常起步。在车辆正常行驶过程中，车速不为0，此时将判定车辆为防溜制动解除状态，且在车辆正常行驶过程中，车速始终不为0，即使踩离合踏板进行换挡操作，车辆也始终处于防溜制动解除状态，不会对车辆的正常行驶造成影响。本发明所提供的坡道起步过程中继动阀控制方法仅需要检测离合踏板是否处于最低位置及车速是否为0，检测简单方便，且控制方法简单，对用于实施该控制方法的控制装置的性能要求较低。本发明所提供的坡道起步过程中继动阀控制装置用于实施上述控制方法，整个控制装置的结构简单，并且因为上述控制方法简单可靠，这样对控制器的性能要求也就比较低，可以减低控制装置的制造成本。本发明所提供的气压制动系统中安装有上述坡道起步过程中继动阀控制装置，当司机进行坡道起步时，坡道起步过程中继动阀控制装置开始工作，一开始车辆将处于防溜制动状态，在由防溜制动状态向防溜制动解除状态切换时，开关阀的进气口和出气口延迟设定时间后才断开，在进气口和出气口断开之前，车辆将依然受到制动力的作用不会出现向后溜车的问题，这样一来，司机可以在设定时间内从容的松离合踏板、踩油门踏板进而实现正常的坡道起步。
图1是本发明所提供的坡道起步过程中继动阀控制装置应用在气压制动系统上的不意 图2是图1中与门电路输入输出特性框 图3是图1中延时器输入输出波形图； 图4是本发明所提供的气压制动系统一种实施例的示意图。
具体实施例方式一种坡道起步控制方法，采集离合踏板位置信号和车速信号，仅当离合踏板处于最低位置且车速为O时判定车辆处于防溜制动状态，当离合踏板不再处于最低位置和/或车速不为O时判定车辆处于防溜制动解除状态，当车辆处于防溜制动状态时，瞬时向继动阀的控制气进口输入高压控制气，实现对车辆的防溜制动，当车辆处于防溜制动解除状态时，停止向继动阀的控制气进口输入高压控制气，解除对车辆的防溜制动，当车辆由防溜制动状态向防溜制动解除状态切换时，延迟设定时间后停止向继动阀的控制气进口输入高压控制气，解除对车辆的防溜制动。如图1至图3所示，一种用于实施上述方法的坡道起步过程中继动阀控制装置的实施例，该实施例中的坡道起步过程中继动阀控制装置包括用于检测离合踏板位置的第一传感器、用于检测车速的第二传感器和用于向气压制动系统中的继动阀的控制气进口输入高压控制气的开关阀，此处的开关阀为常闭电磁阀9，常闭电磁阀9具有用于与作为高压气源的辅助储气筒2连通的进气口 91、用于与气压制动系统中的继动阀4的控制气进口 42连通的出气口 92及用于与常闭电磁阀9的出气口 92连通的排气口 93。控制装置还包括用于根据两传感器所采集到的信息判断车辆状态并向开关阀输出相应控制信号进而控制开关阀进气口和出气口导通以向继动阀的控制气进口输入高压控制气、开关阀进气口和出气口断开以停止向继动阀的控制气进口输入高压控制气的控制器，此处的控制器包括与门电路7和延时器8，与门电路7具有两个输入端和一个输出端，延时器8具有与与门电路的输出端电连接的输入端和用于与常闭电磁阀控制连接的信号输出端。与门电路7的两个输入端分别为与第一传感器的检测结果对应的第一输入端71和与第二传感器的检测结果对应的第二输入端72。具体来讲，当第一传感器检测到踏板处于最低位置时，与门电路的第一输入端71输入高电平1，当第一传感器检测到踏板不再处于最低位置时，与门电路的第一输入端71输入低电平O。同样的，当第二传感器检测到车速为O时，与门电路的第二处输入端72输入高电平1 ，而当车速不为O时，与门电路7的第二输入端输入低电平O。根据如图2所示的与门电路的输入输出特性图可知，只有当两输入端同时输入高电平I时，与门电路7的输出端将输出高电平1，而当第一输入端71、第二输入端72只要有一个输入低电平O时，与门电路7的输出端将输出低电平O。而此处的延时器8的工作特性也比较特殊，当延时器8的输入端由低电平变成高电平I时，延时器8的输出端将立刻变成高电平1，而当延时器8的输入端的电平由高电平I变成低电平O时，输出端则将在I秒以后变成低电平
O。对于常闭电磁阀4来讲，当延时器8的输出端输出高电平I时，常闭电磁阀9的进气口91和出气口 92瞬时连通，当延时器8的输出端变为低电平O时，常闭电磁阀9的进气口 91和出气口 92将断开，并使常闭电磁阀的出气口 92和排气口 93导通，而当延时器的输入端的电平由高电平I变成低电平O时，因为输出端则将在I秒以后变成低电平O，相应的，受控制器控制的常闭电磁阀的进气口和出气口也将在I秒后断开，然后常闭电磁阀的出气口和排气口导通。本实施例中的坡道起步控制装置还包括设在控制器和常闭电磁阀9之间的由司机操作的手动控制开关10。按下手动控制开关，坡道起步辅助控制开始工作。本实施例中的坡道起步控制装置还包括双通单向阀5，双通单向阀具有双通单向阀具有与常闭电磁阀的出气口连通的第一进气口 52、与所述制动阀3的出气口连通的第二进气口 51和与所述继动阀4的控制气进口 42连通的出气口 53。上述实施例中的控制器包括与门电路7和延时器8，在其他实施例中，控制器也可以采用现有技术中的带有与门运算功能和延时功能的控制模块，只要能够满足上述坡道起步辅助控制方法的要求即可。上述实施例中，坡道起步控制装置中的开关阀为常闭电磁阀，在其他实施例中，也可以采用一般的两位三通阀，两位三通阀可以为由电磁控制的电磁阀，也可以为由液压动力或气压动力控制的换向阀，只要可以接收控制器发出的控制信号即可。上述实施例中，常闭电磁阀上设有排气口，这样可以直接控制常闭电磁阀的出气口与排气口导通，以将气压制动系统中的制动气室中的高压制动气排空，进而解除制动。在其他实施例中，该常闭电磁阀也可以不设置排气口，此时，可以在继动阀可以为具有快放的排气口的快放继动阀，使继动阀的出气口和排气口导通，同样可以快速排空制动气室中的高压制动气。如图4所示，一种气压制动系统的实施例，该实施例中的气压制动系统包括主储气筒1、辅助储气筒2、制动阀3、继动阀4、制动气室6及坡道起步控制装置，主储气筒I的一个出气口与制动阀3的进气口连通，制动阀3的出气口则通过坡道起步控制装置中的双通单向阀5与继动阀4的控制气进口连通，主储气筒I的另一个出气口则直接与继动阀4的进气口 43连通，继动阀4的出气口与制动气室6连通，此处的坡道起步控制控制装置的结构如图1至3中所示结构相同，在此不再赘述，具体设置时，使常闭电磁阀9的进气口与作为高压气源的辅助储气筒的出气口连通，并将双通单向阀的第二进气口与制动阀的出气口连通，将双通单向阀的出气口与继动阀的控制气进口连通。气压制动系统工作时，当司机踩下制动踏板时，制动阀3导通，高压气流向双通单向阀5的第二进气口，因为此时的双通单向阀5的第一进气口的压力低于第二进气口处的压力，此时第二进气 口 51将与双通单向阀的出气口 53导通，高压控制气将进入继动阀4中，继动阀的进气口和出气口导通，高压气经继动阀进入制动气室中，实现常规制动。当司机将车辆停在坡道上时，手动控制开关10闭合，此时车速为0，第二传感器检测到车速为0，与门电路的第二输入端72输入高电平1，司机开始起步，踩下离合踏板，当第一传感器检测到离合踏板处于最低位置时，与门电路的第一输入端71输入高电平1，此时，与门电路7的输出端输出高电平1，延时器8的输入端由低电平O变成高电平I时，延时器8的输出端将立刻变成高电平1，常闭电磁阀9的进气口和出气口瞬时导通，高压控制气经双通单向阀的第一进气口 52进入双通单向阀5中，因为双通单向阀的第二进气口比第一进气口的压力高，此时，双通单向阀5的第二进气口将与继动阀4的控制气进口连通，从而使继动阀4工作，对车辆进行制动。此时，即使松开手刹、不踩动制动踏板，车辆已经被制动。然后司机挂档，开始松离合踏板，第一传感器检测到离合踏板离开最低位置，与门电路的第一输入端71将输入低电平O,此时,与门电路的输出端将输出低电平O,延时器的输入端的电平由高电平I变成低电平0，此时延时器将发出控制信号使常闭电磁阀的进气口和出气口延时I秒断开，并使常闭电磁阀9的出气口与排气口导通，常闭电磁阀9排气，继动阀4的控制气进口处不再承受压力，继动阀的出气口与进气口断开，且继动阀的出气口将与继动阀的排气口导通以排空制动气室中的高压气。进而解除对车辆的制动。而在延迟的I秒时间内，司机继续松开离合踏板，离合踏板送至半联动位置，因为制动尚未解除，此时车辆不会出现向后溜车的情况，司机踩加速踏板、松离合，即可实现正常的起步。在车辆正常行驶过程中，车速始终不为O，即使踩离合踏板进行换挡操作，车辆也始终处于制动解除状态，不会对车辆的正常行驶造成影响。本实施例中，气压制动系统中设置有主储气筒和辅助储气筒，可以使辅助储气筒中的压力大于主储气筒，以便于实现双通单向阀的换向导通。在其他实施例中，也可以将常闭电磁阀的进气口直接连接在主储气筒上，此时，为保证双通单向阀的第一进气口处的压力大于第二进气口的处压力，可以在主储气筒到常闭电磁阀之间或常闭电磁阀与双通单向阀之间增设加压泵以提高气体压力。本实施例中，控制装置可以利用现有的气压制动系统中的继动阀，在其他实施例中，也可以单独设置再设置一个继动阀，该继动阀具有用于与高压气源连通的进气口、与制动气室连通的出气口以及直接与常闭电磁阀的出气口连通的控制气进口，此时可以省去双通单向阀。本实施例中，开关阀为专门设置的常闭电磁阀，在其他实施例中，开关阀也可以为现有的气压制动系统中的制动阀，只是对制动阀的性能要求较高，需要具有常规制动所要求，还要能够可以通过 控制器对其进行控制。
权利要求
1.坡道起步过程中继动阀控制方法，其特征在于:采集离合踏板位置信号和车速信号，仅当离合踏板处于最低位置且车速为O时判定车辆处于防溜制动状态，当离合踏板不再处于最低位置和/或车速不为O时判定车辆处于防溜制动解除状态，当车辆处于防溜制动状态时，瞬时向继动阀的控制气进口输入高压控制气，实现对车辆的防溜制动，当车辆处于防溜制动解除状态时，停止向继动阀的控制气进口输入高压控制气，解除对车辆的防溜制动，当车辆由防溜制动状态向防溜制动解除状态切换时，延迟设定时间后停止向继动阀的控制气进口输入高压控制气，解除对车辆的防溜制动。
2.用于实施如权利要求1所述控制方法的坡道起步过程中继动阀控制装置，其特征在于:包括用于检测离合踏板位置的第一传感器、用于检测车速的第二传感器和用于向气压制动系统中的继动 阀的控制气进口输入高压控制气的开关阀，开关阀具有用于与高压气源连通的进气口和用于与气压制动系统中的继动阀的控制气进口连通的出气口，所述控制装置还包括用于根据两传感器所采集到的信息判断车辆状态并向开关阀输出相应控制信号进而控制开关阀进气口和出气口导通以向继动阀的控制气进口输入高压控制气、开关阀进气口和出气口断开以停止向继动阀的控制气进口输入高压控制气的控制器，其中，第一传感器和第二传感器的信号输出部与控制器的信号输入部连接，控制器的信号输出部与开关阀的信号输入部连接。
3.根据权利要求2所述的坡道起步过程中继动阀控制装置，其特征在于:所述的控制器和开关阀之间串接有手动控制开关。
4.根据权利要求2或3所述的坡道起步过程中继动阀控制装置，其特征在于:所述的开关阀为常闭电磁阀，坡道起步控制装置还包括双通单向阀，双通单向阀具有与常闭电磁阀的出气口连通的第一进气口、用于与气压制动系统中的制动阀的出气口连通的第二进气口和用于与气压制动系统中的继动阀的控制气进口连通的出气口。
5.根据权利要求4所述的坡道起步过程中继动阀控制装置，其特征在于:所述的常闭电磁阀上设有用于与常闭电磁阀的出气口连通的排气口。
6.气压制动系统，包括继动阀，继动阀具有用于向继动阀输入高压控制气的控制气进口，气压制动系统还包括坡道起步过程中继动阀控制装置，其特征在于:所述控制装置包括用于检测离合踏板位置的第一传感器、用于检测车速的第二传感器和用于向气压制动系统中的继动阀的控制气进口输入高压控制气的开关阀，开关阀具有进气口和用于与气压制动系统中的继动阀的控制气进口连通的出气口，所述控制装置还包括用于与开关阀的进气口连通的高压气源和用于根据两传感器所采集到的信息判断车辆状态并向开关阀输出相应控制信号进而控制开关阀进气口和出气口导通以向继动阀的控制气进口输入高压控制气、开关阀进气口和出气口断开以停止向继动阀的控制气进口输入高压控制气的控制器，其中，第一传感器和第二传感器的信号输出部与控制器的信号输入部连接，控制器的信号输出部与开关阀的信号输入部连接。
7.根据权利要求6所述的气压制动系统，其特征在于:所述的控制器和开关阀口之间串接有手动控制开关。
8.根据权利要求6或7所述的气压制动系统，其特征在于:所述的气压制动系统还包括制动阀，制动阀具有高压进气口和用于向继动阀输出高压控制气的出气口，所述开关阀为常闭电磁阀，坡道起步控制装置还包括双通单向阀，双通单向阀具有与常闭电磁阀的出气口连通的第一进气口、与所述制动阀的出气口连通的第二进气口和与所述继动阀的控制气进口连通的出气口。
9.根据权利要求8所述的气压制动系统，其特征在于:所述的常闭电磁阀上设有用于与常闭电磁阀的出气 口连通的排气口。
全文摘要
本发明公开了一种坡道起步过程中继动阀控制方法及装置和气压制动系统，采集离合踏板位置信号和车速信号，仅当离合踏板处于最低位置且车速为0时判定车辆处于防溜制动状态，当离合踏板不再处于最低位置和/或车速不为0时判定车辆处于防溜制动解除状态，当车辆处于防溜制动状态时，瞬时向继动阀的控制气进口输入高压控制气，实现对车辆的防溜制动，当车辆处于防溜制动解除状态时，停止向继动阀的控制气进口输入高压控制气，解除对车辆的防溜制动，当车辆由防溜制动状态向防溜制动解除状态切换时，延迟设定时间后停止向继动阀的控制气进口输入高压控制气，解除对车辆的防溜制动。本发明所提供的控制方法简单，对控制装置的性能要求较低。
文档编号B60T8/38GK103213575SQ20131017945
公开日2013年7月24日 申请日期2013年5月15日 优先权日2013年5月15日
发明者李峰, 张庆刚, 王辉, 何黎明, 孙钏 申请人:郑州宇通客车股份有限公司