本文以珠江GZ6112S1型客车斜坡起步辅助装置的研制为背景，对汽车斜坡起步辅助系统进行研究，并设计一种汽车斜坡起步辅助系统的执行元件——整体式的汽车斜坡起步辅助系统气动控制阀(HSA控制阀)。 分析了HSA系统的工作原理、HSA控制系统所具有的功能和控制系统的组成。控制系统的功能从基本功能、安全功能、诊断功能和辅助功能四个方面进行了设计。分析与设计了组成控制系统的电控单元硬件、电控单元软件的基本结构和气压制动系统的基本结构。 在汽车起步过程中，要求满足驾驶员的不同起步快慢意图，不会造成发动机熄火，斜坡起步时基本上不倒溜，离合器磨损少，起步冲击小。诸多要求造成车辆起步控制难以达到十分满意的实用程度。因而，起步控制是HSA控制研究的重点和难点。通过分析起步过程的功能要求、品质评价、可能影响因素，并结合起步过程的动力学分析，提出了起步过程的控制策略。 通过分析汽车气压制动系的基本组成和工作原理，确定HSA控制阀在汽车整个气动管路中的位置及功能，从而以通用的气动元件，设计和分析能够实现该功能的气动系统方案，并通过实验来验证该气动系统方案的合理性。 在实验的基础上，依据气动原理，对整体式的HSA控制阀进行结构分析，包括对各种基本结构的优缺点、各种密封件的结构形式、主阀芯密封圈的安装结构形式、通路间的密封结构、主阀芯的结构形式、所用弹簧的结构形式、电磁阀的基本结构形式的分析对比和选用，从而确定HSA控制阀的基本结构形式，做出相应的结构原理图，并分析了该控制阀的结构特点和动作原理。进行结构设计计算，从而确定具体的结构参数，设计出相应的图纸。 根据图纸加工和装配好HSA控制阀，设计出模拟实验，模拟HSA控制阀的各种工作状态，并对实验的结果进行初步分析。结果表明，该HSA阀能够实现预期的目标动作，能够实现保持从制动器出来的空气压力的功能。同时，还设计了上车实验的方案。 在论文的最后，给出了本课题进一步深入研究的思路。