CN102133890A - 一种机动车坡道起停辅助安全*** - Google Patents

一种机动车坡道起停辅助安全*** Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种机动车坡道起停辅助安全***，该***由传感器、电控单元和电动线性执行器组成，传感器与电控单元通信连接，电动线性执行器与电控单元的另一端通过导线连接。与现有技术相比，本发明使用范围广、安装方便，提供的安全辅助保障借助加装的传感器和车辆上部分已有的传感器信号，通过坡道阻力预标定和相应的起步扭矩辨识控制算法来实现车辆起停辅助安全功能，从而了增强行车安全性。

Description

一种机动车坡道起停辅助安全***
技术领域
本发明涉及一种辅助安全***，尤其是涉及一种机动车坡道起停辅助安全***。
背景技术
在日常驾驶过程中，车辆经常需要在坡道暂时停车和重新起步。对现有的手动挡车辆，当车辆在坡道向上起步时，需要将离合器踏板踩至离合器行程的中间某个位置(也称“半联动”位置)，半联动位置需要根据汽车的承载载荷及斜坡的坡度大小来调整控制，也就是说，使离合器踏板处于中间什么位置(即发动机扭矩输出的大小)是需要根据具体条件来进行人工来调整的。车辆在坡道上对进行停驻和起步是否顺利取决于驾驶员对离合器、刹车以及油门配合操作的熟练水平。对于熟练的手动档机动车驾驶员来说，他们根据经验可以较好地控制半联动状态，使机动车在斜坡上平稳起步。但对于不熟练的手动档驾驶员来说，坡道起步则是一项较难掌握的操作技术，如果半联动技术掌握的不好，在汽车半坡起步时就很容易造成汽车溜车或熄火，从而导致车辆与后面的车辆发生碰撞事故，甚至导致车外行人的意外人身伤害。另外一种经常发生的车辆坡道后溜的情况是：车辆在缓坡上停车时忘记拉手刹，导致车辆后溜从而发生意外的车祸。
目前国内车辆上只有某些高端乘用辆上才配有坡道辅助起步***，各个厂家对坡道辅助***的叫法，主要有：HHC(坡道辅助***)、HAC(坡道起车控制***)、HAS(坡道起步辅助控制***)、HDC(陡坡缓降控制***)等几种。虽然叫法不一，但其主要功能和原理大同小异，概述如下：
国内目前典型的半坡起步辅助***主要执行机构多为液压***，***通过控制位于制动主缸和车轮轮缸之间的隔离阀通断实现坡道起步辅助功能。坡道辅助***通过传感器侦测车辆是否在坡道上，当车辆在坡道起步时，驾驶员踩下制动踏板隔离阀通电，***关闭轮缸至主缸方向的油路，保持车轮轮缸内的压力，即保持一定的制动作用力，此时即使脚离开制动器踏板，也可以保持车辆短时间停止。从而给驾驶员足够的时间换档和踩下油门踏板，当离合器结合到一定程度时，其传递的扭矩刚好能克服起步阻力时隔离阀断电，迅速解除制动，以实现车辆坡道起步。
现有的制动辅助***大多可以在驾驶员松开制动踏板后的短暂时间内(2秒左右)保持车辆不溜坡，通过这段短暂的***制动延迟，给驾驶员留出几秒钟时间，专注于油门-离合器配合操作以实现坡道起步，从而让驾驶技能比较差的驾驶员能从容操作。但现有的制动辅助***存在如下缺陷：
(1)现有的坡道辅助起步***主要配载在高端乘用车辆上。经济型车辆、特别是重载商用车辆上没有配置坡道辅助起步***。因此坡道辅助起步***在国内普及程度不高。
(2)现有的一些坡道辅助***是基于电控机械式自动变速器(AMT)技术，***需要对起步阻力进行准确辨识，另外部分现有的坡道起步辅助***需要驾驶员手动触发，因而其使用范围和功能具有局限性。
(3)现有的坡道辅助起步***必须在车辆工作(发动机运行)的条件下才能工作，若车辆在坡道起步过程中发生熄火，则辅助起步***不能提供额外的自动防后溜制动安全功能。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种使用范围广、安装方便、安全系数高的机动车坡道起停辅助安全***。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种机动车坡道起停辅助安全***，其特征在于，该***由传感器、电控单元和电动线性执行器组成，所述的传感器与电控单元通信连接，所述的电动线性执行器与电控单元的另一端通过导线连接。
所述的传感器包括坡道传感器、转速传感器、油门位置传感器、离合器传感器及限位传感器，上述传感器用于采集车辆工作状态信息。
所述的电控单元为控制***的核心，由微处理器模块、电源模块、数据存储模块、输入信号调理模块、输出驱动模块组成的集成电路板及相应的控制软件组成。
所述的电动线性执行器包括驱动电机、涡轮减速机构、轴承及轴承座、导套、丝杆、推杆内管、推杆、连接杆及一体式手刹接杆，所述的驱动电机与电控单元经导线连接，所述的涡轮减速机构一端连接驱动电机，另一端连接轴承及轴承座，所述的导套与轴承及轴承座连接，所述的丝杆设在导套内的下部，所述的推管内管设在导套的内部，该推管内管后端连接推杆，所述的连接杆设在推杆的后端，该连接杆与一体式手刹接杆的中部连接。
所述的一体式手刹接杆一端连接手刹拉杆，另一端连接车轮制动器处的制动拉索。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明使用范围广、安装方便。不但可以在经济型乘用车上独立加装，还可应用于商用车，如大中型客车、货车等载运车辆；
(2)本发明所提供的安全辅助保障无需驾驶员手动触发，也无需基于车辆的AMT***，而是借助加装的传感器和车辆上部分已有的传感器信号，通过坡道阻力预标定和相应的起步扭矩辨识控制算法来实现车辆起停辅助安全功能；
(3)无论车辆起动与否，本发明都可在发生车辆坡道后溜时自动实现车辆停驻，从而了增强行车安全性。为机动车提供额外的坡道行车安全保障。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中1为驱动电机、2为涡轮减速机构、3为轴承及轴承座、4为导套、5为丝杆、6为推杆内管、7为推杆、8为连接杆、9为一体式手刹接杆。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
一种机动车坡道起停辅助安全***，其结构如图1所示，该***由传感器、电控单元和电动线性执行器组成，传感器包括坡道传感器、转速传感器、油门位置传感器、离合器传感器及限位传感器，上述传感器用于采集车辆工作状态信息。传感器与电控单元通信连接。
电控单元(Electronic Control Unit，简称ECU)为控制***的核心，由微处理器模块、电源模块、数据存储模块、输入信号调理模块、输出驱动模块组成的集成电路板及相应的控制软件组成，其主要作用是对输入对传感器和控制开关输入的各种信号进行运算、处理，判断车辆倾斜角度、是否有启停的意图、油门踏板位置、离合器踏板位置以及离合器接合速度等，然后根据所采集的反映车况、路况和驾驶意图的电信号作为控制决策依据，根据所设计的控制算法输出控制指令，控制有关执行机构产生与控制指令对应的动作，使汽车被控***实现快速、准确的自动坡道起停辅助安全控制。电动线性执行器与电控单元的另一端通过导线连接。
电动线性执行器包括驱动电机1、涡轮减速机构2、轴承及轴承座3、导套4、丝杆5、推杆内管6、推杆7、连接杆8及一体式手刹接杆9，驱动电机1与电控单元经导线连接，涡轮减速机构2的一端连接驱动电机1，另一端连接轴承及轴承座3，导套4与轴承及轴承座3连接，丝杆5设在导套4内的下部，推管内管6设在导套4的内部，该推管内管6放入后端连接推杆7，连接杆8设在推杆7的后端，该连接杆8与一体式手刹接杆9的中部连接。一体式手刹接杆9的一端连接手刹拉杆，另一端连接车轮制动器处的制动拉索。
电动线性执行器的工作原理：驱动电机1驱动涡轮减速机构2后减速，带动丝杆4转动，把电机的旋转运动变成直线运动，利用电动机正反驱动涡轮减速机构的正反转带动推杆的伸缩动作；通过推杆7的直线线性运动驱动一体式手刹接杆9的动作，从而实现自动驻车制动、制动释放、误动作防护等功能。
一体式手刹接杆9的设计特点在于：驾驶员拉动手刹杆执行驻车制动时，制动拉索由手刹杆通过一体式手刹接杆控制操纵来实现驻车制动；当驾驶员在坡道上未正确操作车辆导致车辆后溜时，制动拉索由连接杆通过一体式手刹接杆控制操纵来实现车辆的自动制动；而连接杆由电控单元控制的电动线性执行器来操纵。因此，可通过一体式手刹接杆来实现独立的车辆自动制动和手动驻车制动，不产生互相干涉。
坡道起停辅助安全***控制方法的特点在于：当车辆在坡道上起步时，对车辆处于各种坡度下的起步阻力进行计算分析，得出起步阻力；通过离合器结合行程和速度信号以及发动机转速和油门踏板行程信号，预估和判断发动机扭矩输出；车辆处于各种坡道下的起步阻力和扭矩输出已分别作成预设标定脉谱存放在ECU内存中作为ECU控制参数，预标定脉谱可确保在合适的时机解除制动时，保证车辆在坡道上具有足够的动力克服起步阻力。当车辆在坡道驻车并产生后溜可能或发生后溜的情况下，***ECU将在以下条件成立时触发电动执行器实施驻车制动，以发挥辅助安全制动功能，：(1)车辆停驻在坡道上；(2)制动踏板释放；(3)手刹驻车制动释放(4)档位未处于倒档。
从以上控制逻辑可以看出，坡道起停辅助安全***即可用于坡道起步辅助，也可用于车辆发生意外溜坡时起到辅助安全的功能。

Claims (5)

1.一种机动车坡道起停辅助安全***，其特征在于，该***由传感器、电控单元和电动线性执行器组成，所述的传感器与电控单元通信连接，所述的电动线性执行器与电控单元的另一端通过导线连接。
2.根据权利要求1所述的一种机动车坡道起停辅助安全***，其特征在于，所述的传感器包括坡道传感器、转速传感器、油门位置传感器、离合器传感器及限位传感器，传感器可采集车辆工作状态信息。
3.根据权利要求1所述的一种机动车坡道起停辅助安全***，其特征在于，所述的电控单元为控制***的核心，由微处理器模块、电源模块、数据存储模块、输入信号调理模块、输出驱动模块组成的集成电路板及相应的控制软件组成。
4.根据权利要求1所述的一种机动车坡道起停辅助安全***，其特征在于，所述的电动线性执行器包括驱动电机、涡轮减速机构、轴承及轴承座、导套、丝杆、推杆内管、推杆、连接杆及一体式手刹接杆，所述的驱动电机与电控单元经导线连接，所述的涡轮减速机构一端连接驱动电机，另一端连接轴承及轴承座，所述的导套与轴承及轴承座连接，所述的丝杆设在导套内的下部，所述的推管内管设在导套的内部，该推管内管后端连接推杆，所述的连接杆设在推杆的后端，该连接杆与一体式手刹接杆的中部连接。
5.根据权利要求4所述的一种机动车坡道起停辅助安全***，其特征在于，所述的一体式手刹接杆一端连接手刹拉杆，另一端连接车轮制动器处的制动拉索。
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