一种用于挂车控制的集成式电控阀的控制方法与流程

本发明涉及一种车辆制动技术领域，具体涉及一种用于挂车控制的集成式电控阀的控制方法。

背景技术：

在气压制动系统中常规采用的挂车控制阀，通常为单回路气压控制,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。加上牵引车与挂车制动不同步，产生后拽或猛推现象，影响驾驶安全。

例如申请号为【201410356454.2】的专利申请公开了：一种挂车控制阀控制方法，挂车控制阀包括阀体，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、供气口、出气口、排气口、行车控制口及驻车控制口，阀体上还设有相互连通的增压阀、减压阀及备压阀，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，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，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。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。

上述技术方案虽在一定程度上提高了挂车制动速度，但是气压控制回路为主控制回路，电控控制回路为辅助控制回路。并没有实质性的改善牵引车与挂车的不同步问题。且组合阀门结构复杂，零部件较多容易损坏。节流阀处于常开状态，若下游管道破裂，无法起到节流阻断的目的。

技术实现要素：

为克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种用于挂车控制的集成式电控阀的控制方法，具有提高制动响应，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的特点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于挂车控制的集成式电控阀的控制方法，挂车控制阀包括阀体组件、控制口组件和节流组件，所述阀体上设有进气口p11、第一输出口p21、第二输出口p22、脚阀制动控制口p42、手阀控制口p43，挂车阀内置有压力传感器和电磁线圈组件对挂车制动气室压力实行增加、保压和减压控制，所述进气口p11与牵引车储气筒连通；第一输出口p21与挂车供能管路连接；第二输出口p22与挂车控制管路连接；脚制动阀控制口p42与牵引车脚制动阀输出口连接；手阀控制口p43与牵引车手阀输出口连接；挂车控制阀集成了电控制回路、气控制回路的双回路控制系统，电控、气控两种控制回路是并行控制的；在电控、气控控制回路都正常工作情况下，因电信号动作快于气压信号，由电控优先完成，当电控制回路失效时，气控制回路完成制动工作；

在电控制回路中，中央ecu发出电控信号，并控制进气电磁阀、排气电磁阀、备压电磁阀进行合理控制，实现挂车行车制动，同时压力传感器实时监测出第二输出口p22气压，并反馈至中央ecu，中央ecu根据反馈气压控制进气电磁阀、排气电磁阀、备压电磁阀协调工作，实现第二输出口p22压力控制；

在气压控制回路中，脚制动阀控制口p42接收脚制动阀控制信号，使第二输出口p22气压至挂车控制管路，从而实现挂车行车制动；手阀控制口p43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。

气控节流的控制步骤为，脚制动阀控制口p42接收脚制动阀控制信号，在行车制动腔建立压力，在第二输出口p22及脚制动阀控制口p42的压力同时作用于活塞，使其打开进气通道，关闭排气通道，并进一步关闭节流组件，使进气口p11与制动供气口隔绝，达到节流效果；

电控节流控制步骤为，中央ecu经压力传感器监测第二输出口p22输出气压异常，作出电控节流控制，进气电磁阀通电，打开进气口，排气电磁阀通电，关闭排气口，进而关闭节流组件，使进气口p11与第一输出口p21、第二输出口p22隔绝，达到节流效果。

进一步，还包括增压控制步骤，增压控制步骤为：中央ecu发出电控信号，进气电磁阀通电，打开进气口，排气电磁阀通电，关闭排气口，备压电磁阀通电，关闭脚制动阀控制口，压缩空气经进气电磁阀至行车制动腔，作用于活塞，打开进气通道，关闭排气通道；第二输出口p22向挂车制动气室输送制动压力，完成电控行车制动，此为增压阶段。

进一步，还包括保压控制步骤，保压控制步骤为：中央ecu发出电控信号，进气电磁阀断电，进气口关闭，备压电磁阀与排气电磁阀均处于通电状态。行车制动腔无压力变化,此为保压阶段。

进一步，还包括减压控制步骤，减压控制步骤为：中央ecu发出电控信号，进气电磁阀断电，进气口关闭，备压电磁阀通电，排气电磁阀断电，打开排气口，行车制动腔内气体经排气电磁阀、备压电磁阀至排气口p3，排入大气，从而减少制动腔内压力，活塞上移，关闭进气通道，打开排气通道。行车制动被解除，此为减压阶段。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明采用电控控制回路和气控控制回路组成挂车控制阀的双回路集成控制系统，通过在第二输出口p22设置压力传感器采集信号反馈至中央ecu，再由中央ecu控制进气电磁阀、排气电磁阀及备压电磁阀的启闭，实现了挂车控制阀的电气控制，解决了传统气控控制过程中，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，正常情况下电控、气控控制回路都正常工作，因电信号动作快于气压信号，由电控优先完成，当电控制回路失效时，气控制回路完成制动工作。确保完成车辆制动，满足车辆制动的安全性。

在电控系统中，通过进气电磁阀、排气电磁阀、备压电磁阀的协调工作，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；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。

本发明一种用于挂车控制的集成式电控阀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；

由于采用了接收、反馈机制，即在电控制回路中，中央ecu发出电控信号，并控制进气电磁阀、排气电磁阀、备压电磁阀进行合理控制，实现挂车行车制动，同时压力传感器实时监测出第二输出口p22气压，并反馈至中央ecu，中央ecu根据反馈气压控制进气电磁阀、排气电磁阀、备压电磁阀协调工作，实现第二输出口p22压力控制；所以实现了牵引车和挂车之间的制动协调性；且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等；

由于电控信号快于气压信号，使得制动响应时间缩短，车辆在行驶时，制动距离能大大缩短，这在某些情况下对车辆安全行驶起到至关重要的作用。还能够确保牵引车与挂车制动时间同步，能够最大程度的保证车辆及驾驶员的安全。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明节流部分结构示意图。

图3为电磁线圈组件剖视图。

图4为本发明的控制系统原理图。

图中：1-控制口组件；2-连接盖；3-阀体组件；4-第二安装螺钉；5-压力传感器；6-消音器；7-消音带；8-排气底座；9-阀体；10-导向套；11-回位弹簧；12-阀瓣；13-阀座一；14-第一内径挡圈；15-盖板；16-第一安装螺钉；17-控制固定座；18-控制活塞一；19-安装板；20-进气电磁阀；21-排气电磁阀；22-备压电磁阀；23-接插头；24-第一安装螺钉；25-过滤网；28-电磁线圈组件；31-控制活塞二；32-阀座二；33-第二内径挡圈；34-节流固定座；35-节流活塞；36-节流回位弹簧；37-稳定块；38-锁定块；39-控制接头；40-定位销；41-第一o形圈；42-过滤网二；81-排气底座通道；91-进气通道；201-进气电磁阀通道；211-排气电磁阀通道；221-备压电磁阀通道；p42-脚制动阀控制口；p43-手阀控制口；p11-进气口；p21-第一输出口；p22-第二输出口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，一种用于挂车控制的集成式电控阀的控制方法，包括阀体组件3、控制口组件1和节流组件43，该挂车阀内置有压力传感器5和电磁线圈组件28对挂车制动气室压力实行增加、保压和减压控制；利用挂车制动模块内置压力传感器5实时监控挂车制动气室压力，并通过内置电磁线圈组件28对挂车制动气室压力实行增加、保压及减压控制；另外，还能够确保牵引车与挂车制动时间同步，能够最大程度的保证车辆及驾驶员的安全。

所述阀体组件3包括阀体9、控制口组件1、控制固定座17、控制活塞一18、第二内径挡圈33、阀座二32、控制活塞二31、阀座一13、阀瓣12、回位弹簧11、导向套10、排气底座8、消音带7和消音器6；

所述第二内径挡圈33安装于阀体9卡槽内，对阀座二32进行限位；控制活塞二31配合密封圈与阀体9形成行车制动腔e，压缩空气经进气电磁阀20作用于此；控制活塞一18配合密封圈与阀体9形成手阀制动腔g，在解除制动时，手阀控制口p43充气至手阀制动腔g将控制活塞一18回位；阀座一13安装于阀体9中部，为控制活塞二31起导向、密封作用，第一内径挡圈14安装于阀座一13上止点，并将其限位；阀座一13下部设置阀瓣12，阀瓣12上端面与阀座一13接触，回位弹簧11安装在导向套10内。安装板19将进气电磁阀20、排气电磁阀21、备压电磁阀22、压力传感器5紧固于阀体9上；消音器6安装于阀体9上，并由卡扣紧固；进气口p11与第一输出口p21经节流活塞组件相通。控制口组件1与阀体9通过第二安装螺钉4固定连接。电磁线圈组件28安装在阀体9内，起隔绝密封作用。

其中进气口p11连通牵引车储气筒；第一输出口p21通过节流组件与进气口p11连通，并输出气压至挂车供能管路；第二输出口p22通过阀瓣12与进气口p11连通，阀瓣12在回位弹簧11作用下为常闭状态，脚制动阀控制口p42、手阀控制口p43控制气压，影响阀瓣12打开、关闭，阀瓣12打开后，进气口p11的气压经第二输出口p22输出至挂车控制管路；排气口p3，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；脚制动阀控制口p42连通脚制动阀，可接收脚制动阀气压信号并打开阀瓣12；手阀控制口p43，连通手阀输出口，驻车时，手阀控制口p43无气压；备压电磁阀为常开状态，受电压控制闭合、打开，与脚制动阀控制口p42及进气电磁阀、排气电磁阀连通；进气电磁阀为常闭状态，并与进气口p11及排气电磁阀、备压电磁阀连通；排气电磁阀为常开状态，并与进气电磁阀、备压电磁阀连通；压力传感器与第二输出口p22相通，实时监控第二输出口p22气压，并传递电压信号至中央ecu，受不同控制条件影响分别控制进气电磁阀、排气电磁阀、备压电磁阀进而影响节流组件的开启、关闭。

如图4所示，为本发明的控制系统原理图；1a接地、2a接排气电磁阀、3a接进气电磁阀、4a接备压电磁阀、5a7a为u/p压力传感器提供驱动电压、6a为u/p压力传感器信号采集。

本发明气动原理如下描述：

行车制动(气控)：车辆正常行驶时，进气口p11接牵引车储气筒，手阀控制口p43接手阀且处于通气状态。当行驶中的车辆需要制动时，司机踩下脚制动阀，脚制动阀输出口的气压经脚制动阀控制口p42进入e区，使控制活塞二31向下移动。碰触阀瓣12端面,排气通道311关闭,继续下移,克服回位弹簧11的压力，推动阀瓣12，进气通道91打开,使a区气体经进气通道91流向第二输出口p22，经孔131进入控制活塞二31下腔f与回位弹簧11共同作用于控制活塞二31，使控制活塞二31上、下腔气压迅速保持平衡，使p22与e区气压相同，第二输出口p22向挂车制动气室输送制动压力，完成行车制动，此为增压阶段。

行车制动(气控)：当挂车制动气室压力需要保压时，司机稳住脚制动阀保证h区(参见图1)气压稳定，即e区气压与第二输出口p22相同，在回位弹簧11的推力下,进气通道91、排气通道311关闭,阻断气体进出第二输出口p22,挂车制动气室压力处于保持状态，此为保压阶段。

行车制动(气控)：当需要解除制动时，司机松开脚制动阀，使e区气压经d区、c1区、c2区、排气口p31排入大气。回位弹簧11推动阀瓣12第二输出口p22的气体,经孔131进入控制活塞二31下腔f与回位弹簧11共同作用于控制活塞二31，推动控制活塞二31向上移动，使控制活塞二31上、下腔气压迅速保持平衡，阀瓣12再次接触阀座一13，进气通道91关闭，排气通道311被打开。此时，挂车制动气室气压沿排气通道311、排气底座通道81、经消音带7、消音座6、排气口p31排出，行车制动被解除，此为减压阶段。

节流特性(气控)：脚制动阀控制口p42接受脚制动阀气压，在e区建立压力；在第二输出口p22及脚制动阀控制口p42压力同时作用于阀瓣12，使其关闭排气通道311，打开进气通道91，并进一步关闭节流组件，使进气口p11与第一输出口p21隔绝，达到节流效果，进而保证挂车紧急制动。

节流特性(电控)：压力传感器监测第二输出口p22输出气压异常，作出电控节流控制。备压电磁阀22通电，关闭脚制动阀控制口p42，排气电磁阀21通电，排气通道关闭，进气电磁阀20通电，进气通道打开。进而关闭排气通道311，打开进气通道91，并进一步关闭节流组件门，使进气口p11与第一输出口p21隔绝，达到节流效果，进而保证挂车紧急制动。

行车制动(电控)：车辆正常行驶时，进气口p11接牵引车储气筒,手阀控制口p43接手阀且处于通气状态。当行驶中的车辆需要制动时，司机踩下脚制动阀，脚制动阀内部位移传感器产生电信号向中央ecu传递。ecu向插针30发出工作信号，备压电磁阀22、进气电磁阀20及排气电磁阀21同步通电工作。因电信号动作快于气压信号，因此备压电磁阀22阻止来自脚制动阀输出口经脚制动阀控制口p42气体进入，使h区气体无法经过备压电磁阀通道221到达c1区，无法经排气电磁阀通道211到达d区。进气电磁阀20通电后，进气口p11气体经进气电磁阀通道201流向e区，使控制活塞二31向下移动,碰触阀瓣12端面,排气通道311关闭,继续下移,克服回位弹簧11的推力，推动阀瓣12,进气通道91打开,使a区气体经进气通道91流向第二输出口p22，经孔131进入控制活塞二31下腔f与回位弹簧11共同作用于控制活塞二31，使控制活塞二31上、下腔气压迅速保持平衡，使第二输出口p22与e区气压相同，第二输出口p22向挂车制动气室输送制动压力，完成电控行车制动，此为增压阶段。此过程中排气电磁阀21通电，是为了阻止储气筒气体经p11口、经b1区、d区、c1区、c2区、排气口p31排入大气。

行车制动(电控)：当挂车制动气室压力需要保压时，ecu向插针30发出工作信号，使进气电磁阀20断电，进气电磁阀通道201关闭，阻断进气口p11向e区输送气体。因e区气压与第二输出口p22相同，在回位弹簧11的推力下,进气通道91关闭,阻断气体进入第二输出口p22,挂车制动气室压力处于保持状态，此为保压阶段。此过程中备压电磁阀22与排气电磁阀21均处于通电状态。

行车制动(电控)：当需要解除制动时，进气电磁阀20与排气电磁阀21均断电，备压电磁阀22通电。进气电磁阀通道201关闭,对进气口p11的气压进行阻断，使e区气压得不到补充,排气电磁阀21断电后，使e区气压经d区、c1区、c2区、排气口p31排入大气。回位弹簧11推动阀瓣12，第二输出口p22的气体,经孔131进入控制活塞二31下腔f与回位弹簧11共同作用于控制活塞二31，推动控制活塞二31向右移动，控制活塞二31上、下腔气压迅速保持平衡，阀瓣12再次接触阀座一13，进气通道91关闭，排气通道311被打开。此时，挂车制动气室气压沿排气通道311、排气底座通道81、经消音带7、消音座6、排气口p31排出，电控行车制动被解除，此为减压阶段。

越前功能:为了解决挂车输出管路气压低于牵引车输出气压而产生的拖刹问题，在行车制动由ecu控制时(电控控制)能够实现越前功能，即挂车阀输出口气压高于牵引车输出口气压20～30kpa。具体越前气压参数可由中央ecu通过输出口压力传感器5反馈的压力信号，控制进气电磁阀20、排气电磁阀21及备压电磁阀22进行合理控制来实现。

本发明通过该进气电磁阀20、排气电磁阀21、备压电磁阀22的协调工作，经压力传感器5监测第二输出口p22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。

电控控制回路和气控控制回路组成挂车控制阀的双回路集成控制系统，由于使用的电控、气控的双回路控制，正常情况下电控、气控控制回路都正常工作，因电信号动作快于气压信号，由电控优先完成，当电控制回路失效时，气控制回路完成制动工作。确保完成车辆制动，满足车辆制动的安全性。

在电控控制回路中：压力传感器5与第二输出口p22气体在d1腔结合处，实时检测第二输出口p22输出给挂车制动气室的工作压力。挂车制动气室的压力通过压力传感器5向中央ecu传递压力信号，中央ecu合理控制进气电磁阀20、排气电磁阀21及备压电磁阀22，能够对挂车制动气室的压力进行实时控制。

在气压控制回路中，脚制动阀控制口p42接受脚制动阀气压，使a区气体经进气通道91流向第二输出口p22，向挂车制动气室输送制动压力，完成行车制动。或驻车制动，驻车制动时手阀控制口p43无气压。手阀控制口p43接收手控阀控制信号，挂车制动气室气压经第二输出口p22、排气口p3排出，驻车制动被解除。

本发明中有气体进入制动气室，就是增压；气体进入后不再增加或减少，就是保压；制动气室气体减少或完全排掉，则为减压。