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技术领域

本实用新型涉及重型车辆制动系统技术领域，特别是一种基于气压制动的重型 车辆自动驻车制动系统。

背景技术

目前，汽车自动驻车系统Autohold已在乘用车上得到了广泛的应用。乘用车的自 动驻车系统基于液压制动系统实现，而重型车辆由于其所需要的制动力较大，普遍 采用气压制动系统，基于气压制动的自动驻车技术正处于研究阶段，还没有成熟的 产品。重型车辆，特别是采用手动变速箱的重型车辆，由于其档位多，自重大，在 坡道停车及起步时，经验不足的驾驶员难以操作，经常导致车辆熄火及溜车，容易 造成严重的交通事故，存在较大的安全隐患。

实用新型内容

本实用新型旨在提出一种提高重型车辆驾驶安全性的基于气压制动的重型车辆 自动驻车制动系统。

为了达到上述目的，本发明提供了如下的技术方案：本实用新型所述的基于气 压制动的重型车辆自动驻车制动系统，包括行车制动单元、驻车制动单元以及车辆 行驶工况采集及控制单元，所述车辆行驶工况采集及控制单元分别地与所述行车制 动单元和所述驻车制动单元电连接；其中，所述行车制动单元再进一步地包括前行 车制动单元、后行车制动单元以及驻车辅助单元，其中，驻车辅助单元通过气路分 别地与所述前行车制动单元、后行车制动单元连接，而与所述行车制动单元和所述 驻车制动单元电连接。

进一步地，所述前行车制动单元包括第一储气筒、制动总阀、第一高速三位三 通电磁阀以及前桥行车制动气室，其中，所述制动总阀的第一进气口通过气路与所 述第一储气筒的出气口连接，其第一出气口则通过气路与所述第一高速三位三通电 磁阀的进气口连接，而所述第一高速三位三通电磁阀的出气口则通过气路与所述前 桥行车制动气室相连；所述后行车制动单元包括第二储气筒、第二高速三位三通电 磁阀以及后桥行车制动气室，其中，所述制动总阀的第二进气口通过气路与所述第 二储气筒的出气口连接，其第二出气口则通过气路与所述第二高速三位三通电磁阀 的进气口连接，而所述第二高速三位三通电磁阀的出气口则通过气路与所述后桥行 车制动气室相连。

进一步地，在所述制动总阀的第二出气口与所述第二高速三位三通电磁阀的进 气口之间设置有行车驻车继动阀，其中，所述行车驻车继动阀的控制口与所述制动 总阀的第二出气口通过气路连接，所述行车驻车继动阀的进气口与所述第二储气筒 的出气口通过气路连接，所述行车驻车继动阀的出气口与所述第二高速三位三通电 磁阀的进气口通过气路连接。

进一步地，所述驻车制动单元包括手刹阀、第一两位三通常闭电磁阀以及驻车 制动气室，其中，所述手刹阀的进气口与第一或第二储气筒的出气口通过气路连接， 所述手刹阀的出气口与所述第一两位三通常闭电磁阀的进气口通过气路连接，所述 第一两位三通常闭电磁阀的出气口与所述驻车制动气室的进气口连接通过气路。

进一步地，在所述第一两位三通常闭电磁阀的出气口与所述驻车制动气室的进 气口之间设置有驻车制动继动阀，其中，所述驻车制动继动阀的控制口与所述第一 两位三通常闭电磁阀的出气口通过气路连接，所述驻车制动继动阀的进气口与所述 第一储气筒的出气口通过气路连接，所述驻车制动继动阀的出气口与所述驻车制动 气室的进气口通过气路连接。

进一步地，所述驻车制动单元还包括四回路保护阀，包括有一个进气口以及三 个出气口，其中，所述四回路保护阀的第一、第二出气口分别地与所述第一、二储 气筒的进气口通过气路连接，第三出气口与所述手刹阀的进气口通过气路连接，而 所述回路保护阀的进气口与则与空气压缩机的出气口相连。

进一步地，所述驻车辅助单元包括第一双向单通阀、第二双向单通阀以及第二 两位三通常闭电磁阀；其中，所述第二两位三通常闭电磁阀的进气口与所述第一储 气筒的出气口通过气路连接；所述第一双向单通阀的两个进气口分别地与所述第二 两位三通常闭电磁阀的出气口和所述制动总阀的第一出气口通过气路连接，而所述 第一双向单通阀的出气口则与所述第一高速三位三通电磁阀的进气口通过气路连 接；所述第二双向单通阀的两个进气口分别地与所述第二两位三通常闭电磁阀的出 气口和所述制动总阀的第二出气口通过气路连接，而所述第二双向单通阀的出气口 则与所述行车驻车继动阀的控制口通过气路连接。

进一步地，所述车辆行驶工况采集及控制单元包括自动驻车控制器、自动驻车 功能选择开关、发动机CAN总线以及车况信息传感器组，其中，所述车况信息传感 器组包括：坡道传感器、离合器位置传感器、车速信号传感器、气压传感器，所述 自动驻车功能选择开关、所述发动机CAN总线以及所述车况信息传感器组所包括的 各个传感器分别地与所述自动驻车控制器的信号输入端相连，其中，所述自动驻车 功能选择开关用以开启/关闭自动驻车功能。

进一步地，所述气压传感器分别地设置于所述制动总阀的第一进气口与所述第 一储气筒的出气口之间的气路上以及所述制动总阀的第二进气口与所述第二储气筒 的出气口之间的气路上。

进一步地，所述车辆行驶工况采集及控制单元还包括分别地与所述自动驻车控 制器的信号输出端电连接的状态指示灯和故障报警灯，其中，当所述重型车辆自动 驻车制动系统的自动驻车功能开启时，所述状态指示灯点亮，相反地，当所述重型 车辆自动驻车制动系统的自动驻车功能关闭时,所述状态指示灯熄灭。

在驾驶员驾驶安装有本实用新型所述的基于气压制动的重型车辆自动驻车制动 系统的重型车辆行驶时，当驾驶员在坡道上短时间段内停车时，所述系统自动采用 行车制动单元进行驻车操作，当车辆停止时间超过阈值，系统自动切换至驻车制动 单元进行驻车；当驾驶员在坡道上停车起步时，所述基于气压制动的重型车辆自动 驻车制动系统根据发动机CAN总线、离合器位置传感器等所得到的参数判断，自动 解除制动力，提供辅助坡道起步功能。此外，所述基于气压制动的重型车辆自动驻 车制动系统具有故障报警功能，当驾驶员有起步意图而未实施解除手动驻车操作时， 系统报警，车辆倒车时，关闭自动驻车功能；当系统故障时，系统默认为驻车状态 并报警。

本实用新型所述的基于气压制动的重型车辆自动驻车系统可以消除重型车辆， 特别是采用手动变速箱的重型车辆，由于其档位多、自重大，在坡道停车及起步时 难以操作，容易导致车辆熄火及溜车，造成严重的交通事故的安全隐患，同时可以 大幅减轻重型车辆驾驶员在市区拥堵路段及山区路段的驾驶负担。

附图说明

从对说明本发明的主旨及其使用的优选实施例和附图的以下描述来看，本发明 的以上和其它目的、特点和优点将是显而易见的，在附图中：

图1示出了本实用新型所述的基于气压制动的重型车辆自动驻车系统的连接示 意图。

【主要元件符号说明】

制动总阀11

第二双向单通阀12第一双向单通阀13

第二两位三通常闭电磁阀14

第一高速三位三通电磁阀15第二高速三位三通电磁阀16

前桥行车制动气室17后桥行车制动气室18

行车驻车继动阀19

手刹阀21

第一两位三通常闭电磁阀22

驻车制动继动阀23驻车制动气室24

自动驻车控制器31

自动驻车功能选择开关32

坡道传感器33离合器位置传感器34

车速信号传感器35气压传感器36

状态指示灯37故障报警灯38

四回路保护阀41

第一储气筒42第二储气筒43

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型所述的导向臂支架进行说明。

本实用新型所述的基于气压制动的重型车辆自动驻车制动系统，包括行车制动 单元、驻车制动单元以及车辆行驶工况采集及控制单元，所述车辆行驶工况采集及 控制单元分别地与所述行车制动单元和所述驻车制动单元电连接；其中，所述行车 制动单元再进一步地包括前行车制动单元、后行车制动单元以及驻车辅助单元，其 中，所述驻车辅助单元通过气路分别地与所述前行车制动单元、后行车制动单元连 接，而与所述行车制动单元和所述驻车制动单元电连接。

如图1所示，在本实用新型的一个较佳实施方式中，所述前行车制动单元包括第 一储气筒42、制动总阀11、第一高速三位三通电磁阀15以及前桥行车制动气室17， 其中，所述制动总阀11的第一进气口通过气路与所述第一储气筒42的出气口连接， 其第一出气口则通过气路与所述第一高速三位三通电磁阀15的进气口连接，而所述 第一高速三位三通电磁阀15的出气口则通过气路与所述前桥行车制动气室17相连。 其中，在本实用新型中，所述第一高速三位三通电磁阀15的工作原理如下：当所述 第一高速三位三通电磁阀15的保压线圈通电时，其进气口、出气口以及排气口均不 连通；当所述第一高速三位三通电磁阀15的减压线圈通电时，其出气口与排气口相 连通；而当所述第一高速三位三通电磁阀15的保压线圈与减压线圈均不通电时，其 进气口与出气口连通。

进一步地，所述后行车制动单元包括第二储气筒43、第二高速三位三通电磁阀 16以及后桥行车制动气室18，其中，所述制动总阀11的第二进气口通过气路与所述 第二储气筒43的出气口连接，其第二出气口则通过气路与所述第二高速三位三通电 磁阀16的进气口连接，而所述第二高速三位三通电磁阀16的出气口则通过气路与所 述后桥行车制动气室18相连。与所述第一高速三位三通电磁阀15的工作原理相同地， 所述第二高速三位三通电磁阀16在本实用新型中的工作原理如下：当所述第二高速 三位三通电磁阀16的保压线圈通电时，其进气口、出气口以及排气口均不连通；当 所述第二高速三位三通电磁阀16的减压线圈通电时，其出气口与排气口相连通；而 当所述第二高速三位三通电磁阀16的保压线圈与减压线圈均不通电时，其进气口与 出气口连通。

进一步地，为了缩短所述后行车制动单元反应时间和压力建立时间，在所述制 动总阀11的第二出气口与所述第二高速三位三通电磁阀16的进气口之间设置有行车 驻车继动阀19，其中，所述行车驻车继动阀19的控制口与所述制动总阀11的第二出 气口通过气路连接，所述行车驻车继动阀19的进气口与所述第二储气筒43的出气口 通过气路连接，所述行车驻车继动阀19的出气口与所述第二高速三位三通电磁阀16 的进气口通过气路连接。当驾驶员踩下所述制动总阀11时，所述制动总阀11第二出 气口的输出气压作为所述行车驻车继动阀19的控制压力输入，在控制压力作用下， 将进气阀推开，于是压缩空气便由第二储气筒43直接通过进气口进入所述第二高速 三位三通电磁阀16，继而通过所述第二高速三位三通电磁阀16进入所述后桥行车制 动气室18，从而无需再流经所述制动总阀11，这大大缩短了所述后桥行车制动气室 18的充气管路，加速了气室的充气过程。

再如图1所示，所述驻车制动单元包括手刹阀21、第一两位三通常闭电磁阀22以 及驻车制动气室24，其中，所述手刹阀21的进气口与第一或第二储气筒42、43的出 气口通过气路连接，所述手刹阀21的出气口与所述第一两位三通常闭电磁阀22的进 气口通过气路连接，所述第一两位三通常闭电磁阀22的出气口与所述驻车制动气室 24的进气口连接通过气路。其中，所述第一两位三通常闭电磁阀22的工作原理如下： 当所述第一两位三通常闭电磁阀22通电时，其进气口与出气口相连通；而当第一两 位三通常闭电磁阀22不通电时，其出气口与排气口连通。

为了进一步地缩短所述驻车制动单元反应时间和压力建立时间，可选择地在所 述第一两位三通常闭电磁阀22的出气口与所述驻车制动气室24的进气口之间设置有 驻车制动继动阀23，其中，所述驻车制动继动阀23的控制口与所述第一两位三通常 闭电磁阀22的出气口通过气路连接，所述驻车制动继动阀23的进气口与所述第一储 气筒42的出气口通过气路连接，所述驻车制动继动阀23的出气口与所述驻车制动气 室24的进气口通过气路连接。当驾驶员拉住所述手刹阀21时，所述手刹阀21的出气 口的输出气压作为所述驻车制动继动阀23的控制压力输入，在控制压力作用下，将 进气阀推开，于是压缩空气便由第一储气筒42直接通过进气口进入所述驻车制动气 室24，从而无需再流经所述手刹阀21，缩短了所述驻车制动气室24的充气管路，加 速了气室的充气过程。

优选地，在如图1所示的本实用新型的一个较佳实施方式中，为了保证所述系统 中的各个气路的正常工件，所述驻车制动单元还包括四回路保护阀41，所述四回路 保护阀41包括有一个进气口以及三个出气口，其中，所述四回路保护阀41的第一、 第二出气口分别地与所述第一、二储气筒42、43的进气口通过气路连接，第三出气 口与所述手刹阀21的进气口通过气路连接，而所述四回路保护阀41的进气口则与空 气压缩机的出气口相连(图中未示出)。这样，所述系统中的气路被分成四个既相互 联系又相互独立的回路，当任何一个回路发生故障时，不影响其他回路正常工作与 充气。

进一步地，为了使车速降至零的车辆保持安全驻车状态，本实用新型所述的重 型车辆自动驻车制动系统包括所述驻车辅助单元，如上文所述，所述驻车辅助单元 通过气路分别地与所述前行车制动单元、后行车制动单元连接，而与所述行车制动 单元和所述驻车制动单元电连接。

优选地，在本实用新型的一个较佳实施方式中，所述驻车辅助单元包括第一双 向单通阀13、第二双向单通阀12以及第二两位三通常闭电磁阀14；其中，所述第二 两位三通常闭电磁阀14的进气口与所述第一储气筒43的出气口通过气路连接；所述 第一双向单通阀13的两个进气口分别地与所述第二两位三通常闭电磁阀14的出气口 和所述制动总阀11的第一出气口通过气路连接，而所述第一双向单通阀13的出气口 则与所述第一高速三位三通电磁阀15的进气口通过气路连接，所述第一双向单通阀 13的作用在于将两路进气(其中一路来自于所述第二两位三通常闭电磁阀14的出气 口，而另一路则来自于所述制动总阀11的第一出气口)中压力较高的一路进气由出 气口输出，输送至所述第一高速三位三通电磁阀15的进气口；所述第二双向单通阀 12的两个进气口分别地与所述第二两位三通常闭电磁阀14的出气口和所述制动总阀 11的第二出气口通过气路连接，而所述第二双向单通阀12的出气口则与所述行车驻 车继动阀19的控制口通过气路连接，所述第二双向单通阀12的作用在于将两路进气 (其中一路来自于所述第二两位三通常闭电磁阀14的出气口，而另一路则来自于所 述制动总阀11的第二出气口)中压力较高的一路进气由出气口输出，输送至所述行 车驻车继动阀19的控制口。当所述第二两位三通常闭电磁阀14通电时，其进气口与 出气口相连通；而当第二两位三通常闭电磁阀14不通电时，则其出气口与排气口连 通。

更进一步地，所述车辆行驶工况采集及控制单元包括自动驻车控制器31、自动 驻车功能选择开关32、发动机CAN总线以及车况信息传感器组，其中，所述车况信 息传感器组包括：用于采集车辆所处坡道的坡道信息的坡道传感器33、用于采集车 辆离合器位置信息的离合器位置传感器34、用于采集车辆实时速度的车速信号传感 器35、用于采集相应气路气压的气压传感器36，所述自动驻车功能选择开关32、所 述发动机CAN总线以及所述车况信息传感器组所包括的各个传感器分别地与所述自 动驻车控制器31的信号输入端相连，其中，所述自动驻车功能选择开关32用以开启/ 关闭自动驻车功能。如图1所示，在本实用新型所述的上述较佳实施方式中，所述气 压传感器36由一对气压传感器36构成，其分别地设置于所述制动总阀11的第一进气 口与所述第一储气筒的出气口之间的气路上以及所述制动总阀11的第二进气口与所 述第二储气筒的出气口之间的气路上，用于实时地测量上述两个气路的气压，并将 所测得的结果传输至所述自动驻车控制器31。

再进一步地，所述车辆行驶工况采集及控制单元还包括分别地与所述自动驻车 控制器31的信号输出端电连接的状态指示灯37和故障报警灯38，其中，当所述自动 驻车功能选择开关32闭合时，所述重型车辆自动驻车制动系统的自动驻车功能开启， 所述状态指示灯37点亮，相反地，当所述自动驻车功能选择开关32断开，则所述自 动驻车功能关闭,所述状态指示灯37熄灭。

如图1所示的本实用新型的一个较佳实施例的工作过程如下文所述：

本实用的具体工作过程如下：

一、制动工作过程

在车辆行驶过程中，当驾驶员踩下制动总阀11，其第一、第二进气口分别与其 第一、第二出气口相连通。此时，从所述第一储气筒42中流出的高压气体经过制动 总阀11、第一高速三位三通电磁阀15进入前桥行车制动气室17；而从所述第二储 气筒43中流出的高压气体经过制动总阀11流入所述行车驻车继动阀19的控制口， 在流入控制口的高压气体的推动下，所述行车驻车继动阀19的进气阀被推开，于是 高压气体便由第二储气筒43直接经由所述行车驻车继动阀19进入所述第二高速三 位三通电磁阀16，继而通过所述第二高速三位三通电磁阀16进入所述后桥行车制 动气室18，这使得所述前桥行车制动气室17以及所述后桥行车制动气室18内的气 压不断升高，从而推动制动器的活塞，对车轮施加制动，直至车辆车速减至零。在 整个过程中，所述第一、第二高速三位三通电磁阀15、16的保压线圈和减压线圈均 不通电。

当所述前、后桥行车制动气室17、18所产生的制动力使车辆车速为零时，所述 自动驻车控制器31同时给所述第一、第二高速三位三通阀15、16的保压线圈通电， 使所述第一、第二高速三位三通阀15、16的进气口、出气口以及排气口均不连通， 从而使得所述前桥行车制动气室17以及后桥行车制动气室18的气压处于保持状态， 使车辆进入临时驻车状态。

当驾驶员松开制动总阀11后，所述自动驻车控制器31给所述驻车辅助单元中 的所述第二两位三通常闭电磁阀14通电，使所述第二两位三通常闭电磁阀14的进 气口与出气口连通，给所述第一、二高速三位三通阀15、16的保压线圈断电，使所 述第一、二高速三位三通阀15、16的进气口与出气口连通，从而由所述第一储气筒 42中流出的气体经由所述驻车辅助单元为前、后桥行车制动气室17、18充气，以 使上述气室中的气压继续升高，直至所述前、后桥行车制动气室17、18的气压被提 高至与当前坡度相对应的安全气压后，所述自动驻车控制器31给所述第一、第二高 速三位三通阀15、16的保压线圈通电，使所述前、后桥行车制动气室17、18内的 气压保持在当前状态，从而确保车辆驻车安全。在本较佳实施方式中，实际行驶道 路的坡度根据其倾斜程度被分为轻度、中度、重度，而每个倾斜程度都对应有一个 安全气压，倾斜程度越严重，所对应的安全气压值也越高。实际工作时，所述车辆 行驶工况采集及控制单元中的坡道传感器33采集实际行驶道路的倾斜程度，并将结 果输送至所述自动驻车控制器31，所述自动驻车控制器31根据所获得的倾斜程度 确定相对应的安全气压，而所述气压传感器实时采集所述前、后桥行车制动气室17、 18内的气压，并将所采集的结果返回给所述自动驻车控制器31，并与所确定的安全 气压相比较，当所述前、后桥行车制动气室17、18的气压与安全气压相当时，所述 自动驻车控制器31给所述第一、第二高速三位三通阀15、16的保压线圈通电，使 所述前、后桥行车制动气室17、18内的气压保持在当前状态，从而确保车辆驻车安 全。

当临时驻车时间超过系统阈值时，自动驻车控制器31给所述第一两位三通常闭 电磁阀22断电，使所述第一两位三通常闭电磁阀22的出气口与排气口连通，继而 使得所述驻车制动气室24的气压经驻车制动单元泄压。当所述第一两位三通常闭电 磁阀22的断电时间超过阈值时，自动驻车控制器31给所述第一、二高速三位三通 阀15、16的减压线圈通电，使所述第一、二高速三位三通阀15、16的出气口与排 气口连通，继而使得所述前桥行车制动气室17、后桥行车制动气室18泄压，车辆 进入驻车状态。

而当驾驶员没有踩下制动总阀11，车辆由于摩擦力、阻力等因素自然减速至车 速为零时。所述自动驻车控制器31给所述驻车辅助单元中的所述第二两位三通常闭 电磁阀14通电，使所述第二两位三通常闭电磁阀14的进气口与出气口连通，给所 述第一、二高速三位三通阀15、16的保压线圈断电，使所述第一、二高速三位三通 阀15、16的进气口与出气口连通，从而由所述第一储气筒42中流出的气体经由所 述驻车辅助单元为前、后桥行车制动气室17、18充气，以使上述气室中的气压继续 升高，直至所述前、后桥行车制动气室17、18的气压被提高至与当前坡度相对应的 安全气压后，所述自动驻车控制器31给所述第一、第二高速三位三通阀15、16的 保压线圈通电，使所述前、后桥行车制动气室17、18内的气压保持在当前状态。此 时，车辆进入临时驻车状态。

二、坡道起步辅助工作过程

当车辆处于临时驻车状态时，所述第一、二高速三位三通阀15、16的保压线圈 处于通电状态，其进气口、出气口和排气口均不导通。此时，所述前桥行车制动气 室17、后桥行车制动气室18存有使车辆保持停止的制动气压。本实用新型所述的 重型车辆自动驻车制动系统根据离合器位置传感器34所采集的离合器位置以及发 动机CAN总线上的发动机实际扭矩输出值判断驾驶员是否有起步意图，当所述离 合器位置传感器34所采集的离合器位置以及发动机CAN总线上的发动机实际扭矩 输出值均大于阈值时，所述重型车辆自动驻车制动系统认为驾驶员有起步意图，此 时，所述自动驻车控制器31根据当前坡度(由所述坡道传感器33采集)和通过读 取发动机CAN总线的实时数据所获得的发动机的实际输出扭矩值向所述第一、第 二高速三位三通阀15、16输出高频开关控制信号，使所述第一、第二高速三位三通 阀15、16在保压状态和减压状态之间高频切换，从而为所述前桥行车制动气室17 以及所述后桥行车制动气室18平稳泄压，以实现车辆平稳起步的目的。

而当车辆处于驻车状态时，当判定驾驶员有起步意图时，所述自动驻车控制器 31首先给所述第二两位三通常闭电磁阀14通电，使所述第二两位三通常闭电磁阀 14的进气口与出气口连通，当所述前桥行车制动气室17与所述后桥行车制动气室 18的进气时间大于阈值后，所述自动驻车控制器31根据当前坡度和发动机的实际 输出扭矩值向所述第一、第二高速三位三通阀15、16输出高频开关控制信号；同时， 所述自动驻车控制器31给所述第一两位三通常闭电磁阀22通电，其进气口与出气 口相联通，从而使得所述驻车制动气室24加压，并由此解除制动，从而在解除所述 驻车制动气室24制动力的同时，实现所述前、后桥行车制动气室17、18的平稳泄 压。从而实现车辆的平稳起步。

三、故障报警及安全冗余工作过程

在本实用新型中，所述自动驻车控制器31对输入输出信号进行实时监测，当驾 驶员有起步意图而未实施解除手动驻车操作时，故障报警灯38点亮；当确认驾驶员 有倒车操作时，关闭自动驻车功能，状态指示灯37熄灭；当系统故障时，所述第一 两位三通常闭电磁阀22断电，以实现驻车制动，同时故障报警灯38点亮。

虽然在此通过实施例描绘了本实用新型，但本领域普通技术人员知道，在不脱 离本实用新型的精神和实质的情况下，就可使本实用新型有许多变形和变化，本实 用新型的范围由所附的权利要求来限定。