适于商用车自动驾驶的气动自动调压阀及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种适于商用车自动驾驶的气动自动调压阀及其控制方法，包括共同构成自动调压阀腔体的上阀体和下阀体，上阀体安装有高速进气阀组件和高速排气阀组件，下阀体安装有主阀芯组件；高速进气阀和高速排气阀处于关闭状态，且均设置为根据相应调节控制腔A的气体压力使工作腔B进气升压或排气降压，以控制制动气室的压力。能够完全应用于自动驾驶车辆或无人驾驶，减少驾驶员对阀控系统的熟悉度依赖，快速、准确的调节制动气室的压力，与电控气压制动系统分析行驶工况后提出的目标压力相一致，保证制动过程的安全性、稳定性和舒适性。同时，电磁阀数量少且电磁阀结构得到改进，上阀体结构较简单，总体制造成本较低。总体制造成本较低。总体制造成本较低。

【技术实现步骤摘要】
适于商用车自动驾驶的气动自动调压阀及其控制方法


[0001]本专利技术涉及车辆制动
，具体涉及一种适于自动驾驶的商用车电控气压制动系统自动调压阀及其控制方法。
技术背景
[0002]随着自动驾驶技术和无人驾驶技术的快速发展，已经有越来越多的车辆可以实现自动驾驶，而作为保证车辆安全行驶核心的制动系统，为了适应自动驾驶和无人驾驶的需求也逐渐向着自动化、智能化的电控气压制动系统发展。传统的气压制动系统以驾驶员为制动的控制核心，其响应速度受限于驾驶员的反应速度，同时由于系统本身固有特性，存在着响应时延较大，且无法实时精确的进行制动压力调节，已无法满足自动驾驶要求；电控气压制动系统是一种新型的可应用于自动驾驶车辆的制动系统，其可以根据车辆行驶工况，提出目标制动压力，并实时调节制动气室压力与目标压力一致，依靠制动系统自动完成智能制动，在保证车辆制动安全性的同时，可以实现稳定、舒适的制动。
[0003]传统气压制动系统受驾驶员控制，依靠踏板阀、ABS阀、继动阀等调压阀来实现制动，但是这些阀存在着调压精度低，响应速度慢，无法独立调压的问题，并且这些阀均为气动控制阀，无法满足电控气压制动系统要求，除无法满足制动安全性，稳定性及舒适性的要求外，更无法应用于自动驾驶车辆。目前，由于商用车体积较大，制动系统较为复杂，制动过程困难，因此针对商用车自动驾驶技术的研究较少，针对面向自动驾驶的商用车电控气压制动系统用自动调压阀的研究也较少。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种适于商用车自动驾驶的气动自动调压阀及其控制方法，能够完全应用于自动驾驶车辆或无人驾驶，能够接受来自电控气压制动系统的信号，减少驾驶员对阀控系统的熟悉度依赖，快速、准确的调节制动气室的压力，与电控气压制动系统分析行驶工况后提出的目标压力相一致，保证制动过程的安全性、稳定性和舒适性。同时，电磁阀数量少且电磁阀结构得到改进，上阀体结构较简单，总体制造成本较低。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案来解决相关的技术问题：
[0006]一种适于商用车自动驾驶的气动自动调压阀，其特征在于：包括共同构成自动调压阀腔体的上阀体和下阀体，且所述自动调压阀腔体被活塞分为上方控制腔A和下方工作腔B；上阀体安装有高速进气阀组件和高速排气阀组件，下阀体安装有主阀芯组件；高速进气阀和高速排气阀在常规状况下处于关闭状态，且均设置为在接收来自控制器的信号后做出相应的动作，来调节控制腔A的气体压力，从而使工作腔B进气升压或排气降压，控制制动气室的压力。
[0007]按照上述技术方案，所述相应的动作包括以下一种：通过接通储气罐和控制腔A使控制腔A充气，或接通控制腔A和大气使控制腔A排气。
[0008]按照上述技术方案，所述高速进气阀和高速排气阀为在车辆不进行制动时均设置为失电关闭状态的常闭两位两通电磁阀；高速进气阀和高速排气阀均与控制器相连并受控制器控制而动作；高速进气阀和高速排气阀的铁芯中设有流道，流道外围具有凹槽，通过凹槽实现流道与上阀体上进气孔和出气孔的连接，进而实现气体的流通；电磁线圈嵌入铁芯中，动铁芯位于上阀体端盖中，上阀体端盖设有电磁线圈的接线孔。
[0009]按照上述技术方案，所述高速进气阀的进气口a与储气罐相连，出气口b连接下阀体控制腔A，当车辆进行制动时，高速进气阀动作，接通储气罐和下阀体控制腔A，使储气罐中的气体进入下阀体控制腔A；所述高速排气阀的进气口c连接下阀体控制腔A，出气口连接大气，车辆解除制动时，高速排气阀动作，将控制腔A中的气体排入大气，出气口处设有消声器；控制器通过控制高速进气阀和高速排气阀反复动作，来调节控制腔A的压力，进而调节制动压力。
[0010]按照上述技术方案，所述活塞上方具有导向装置和上阀体限位孔配合工作，保证活塞在竖直方向上运动，活塞下方的凸起与主阀芯组件形成线密封，保证密封性；所述主阀芯组件位于下阀体中，下阀体具有限位导向装置，保证主阀芯组件在竖直方向运动；活塞与主阀芯组件的回位弹簧共同控制主阀芯的运动。主阀芯组件与活塞接触处具有密封圈，保证密封性；主阀芯与活塞为可分离机构，且主阀芯内部为中空结构，可作为排气口实现排气。
[0011]按照上述技术方案，所述自动调压阀出气口下方具有压力检测口h，接压力传感器实时检测出气口气体压力，压力传感器信号会反馈给控制器，完成制动气室压力的闭环调节，最终实现制动压力的实时调节。
[0012]一种适于商用车自动驾驶的气动自动调压阀控制方法，其特征在于包括以下步骤：
[0013](1)商用车电控气压制动系统检测车辆行驶工况，根据检测到的车辆行驶工况信息产生此时刻车辆制动气室的目标制动压力值p1，并将目标压力值p1输入到控制器中；
[0014](2)压力传感器检测所述自动调压阀出气口的压力p2，并将出气口压力值p2输入到控制器中；
[0015](3)控制器将目标制动压力值p1和自动调压阀出气口的压力值p2进行对比，根据二者的对比结果，通过相应的控制算法得到高速进气阀和高速排气阀的驱动信号；(4)当p2不大于p1时，控制器控制高速进气阀得电动作开启，高速排气阀失电关闭，接通储气罐和控制腔 A的同时断开控制腔A与大气的连接，控制腔A的压力升高，向下推动主阀芯，增大阀门开度，进而增大出气口压力p2；
[0016](5)当p2大于p1时，控制器控制高速进气阀失电关闭，高速排气阀得电开启，断开储气罐和控制腔A连接的同时将控制腔A接通大气，控制腔A的压力降低，阀门开度减小；阀门完全关闭后，如果控制腔A的压力持续减小，活塞持续上移，活塞和主阀芯分离，出气口和排气口接通，制动气室内气体排入大气，出气口压力p2减小；
[0017](6)控制器通过控制高速进气阀和高速排气阀协调工作，调节自动调压阀出口的压力p2快速、准确的达到所期望的目标压力值p1，以实现高效、安全的制动。
[0018]由此，本专利技术公开了一种面向自动驾驶的新型商用车电控气压制动系统用自动调压阀及其控制方法，包括上阀体和下阀体，上阀体主要包括高速进气阀和高速排气阀，下阀
体的主要结构为继动阀。其中，高速进气阀的进气口a连接储气罐，出气口b连接下阀体控制腔 A的控制口；高速排气阀的进气口c连接下阀体控制腔的控制口，出气口d连接大气。下阀体的主要结构为继动阀，其中的活塞将腔室分为控制腔A和工作腔B两个独立的腔室，控制腔A有控制口；工作腔B有进气口e、出气口f和排气口g，进气口e连接车辆制动储气罐，出气口f连接车辆制动气室，排气口g连接大气，进气口和出气口，出气口和排气口之间均有阀门来控制其通断。在工作过程中，高速进气阀和高速排气阀接收来自控制器的控制信号，通过调节控制腔A内气体压力的大小，来控制活塞上下运动，以达到接通进气口和出气口或者接通出气口和排气口的目的，进而控制阀体出气口和车辆制动气室的压力；出气口处具有压力传感器实时检测气体压力，并将压力信号反馈给控制器，实现制动气室压力的闭环调节。该自动调压阀应用于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适于商用车自动驾驶的气动自动调压阀，其特征在于：包括共同构成自动调压阀腔体的上阀体和下阀体，且所述自动调压阀腔体被活塞分为上方控制腔A和下方工作腔B；上阀体安装有高速进气阀组件和高速排气阀组件，下阀体安装有主阀芯组件；高速进气阀和高速排气阀在常规状况下处于关闭状态，且均设置为在接收来自控制器的信号后做出相应的动作，来调节控制腔A的气体压力，从而使工作腔B进气升压或排气降压，控制制动气室的压力。2.根据权利要求1所述的适于商用车自动驾驶的气动自动调压阀，其特征在于所述相应的动作包括以下一种：通过接通储气罐和控制腔A使控制腔A充气，或接通控制腔A和大气使控制腔A排气。3.根据权利要求1所述的适于商用车自动驾驶的气动自动调压阀，其特征在于所述高速进气阀和高速排气阀为在车辆不进行制动时均设置为失电关闭状态的常闭两位两通电磁阀；高速进气阀和高速排气阀均与控制器相连并受控制器控制而动作；高速进气阀和高速排气阀的铁芯中设有流道，流道外围具有凹槽，通过凹槽实现流道与上阀体上进气孔和出气孔的连接，进而实现气体的流通；电磁线圈嵌入铁芯中，动铁芯位于上阀体端盖中，上阀体端盖设有电磁线圈的接线孔。4.根据权利要求1所述的适于商用车自动驾驶的气动自动调压阀，其特征在于所述高速进气阀的进气口a与储气罐相连，出气口b连接下阀体控制腔A，当车辆进行制动时，高速进气阀动作，接通储气罐和下阀体控制腔A，使储气罐中的气体进入下阀体控制腔A；所述高速排气阀的进气口c连接下阀体控制腔A，出气口连接大气，车辆解除制动时，高速排气阀动作，将控制腔A中的气体排入大气，出气口处设有消声器；控制器通过控制高速进气阀和高速排气阀反复动作，来调节控制腔A的压力，进而调节制动压力。5.根据权利要求1所述的适于商用车自动驾驶的气动自动调压阀，其特征在于所述活塞上方具有导向装置和上阀体限位孔配合工作，保证活塞在竖直方向上运动，活塞下方的凸起与主阀芯组件形成线密封...

【专利技术属性】
技术研发人员：李刚炎，包汉伟，胡剑，杨凡，魏晓旭，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：