專利名稱：一種機動車坡道起停輔助安全系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種輔助安全系統，尤其是涉及一種機動車坡道起停輔助安全系統。
背景技術：
在日常駕駛過程中，車輛經常需要在坡道暫時停車和重新起步。對現有的手動擋 車輛，當車輛在坡道向上起步時，需要將離合器踏板踩至離合器行程的中間某個位置(也 稱“半聯動”位置)，半聯動位置需要根據汽車的承載載荷及斜坡的坡度大小來調整控制， 也就是說，使離合器踏板處于中間什么位置(即發動機扭矩輸出的大小)是需要根據具體 條件來進行人工來調整的。車輛在坡道上對進行停駐和起步是否順利取決于駕駛員對離合 器、剎車以及油門配合操作的熟練水平。對于熟練的手動檔機動車駕駛員來說，他們根據經 驗可以較好地控制半聯動狀態，使機動車在斜坡上平穩起步。但對于不熟練的手動檔駕駛 員來說，坡道起步則是一項較難掌握的操作技術，如果半聯動技術掌握的不好，在汽車半坡 起步時就很容易造成汽車溜車或熄火，從而導致車輛與后面的車輛發生碰撞事故，甚至導 致車外行人的意外人身傷害。另外一種經常發生的車輛坡道后溜的情況是車輛在緩坡上 停車時忘記拉手剎，導致車輛后溜從而發生意外的車禍。目前國內車輛上只有某些高端乘用輛上才配有坡道輔助起步系統，各個廠家對坡 道輔助系統的叫法，主要有HHC(坡道輔助系統)、HAC (坡道起車控制系統)、HAS (坡道起 步輔助控制系統)、HDC(陡坡緩降控制系統)等幾種。雖然叫法不一，但其主要功能和原理 大同小異，概述如下國內目前典型的半坡起步輔助系統主要執行機構多為液壓系統，系統通過控制位 于制動主缸和車輪輪缸之間的隔離閥通斷實現坡道起步輔助功能。坡道輔助系統通過傳感 器偵測車輛是否在坡道上，當車輛在坡道起步時，駕駛員踩下制動踏板隔離閥通電，系統關 閉輪缸至主缸方向的油路，保持車輪輪缸內的壓力，即保持一定的制動作用力，此時即使腳 離開制動器踏板，也可以保持車輛短時間停止。從而給駕駛員足夠的時間換檔和踩下油門 踏板，當離合器結合到一定程度時，其傳遞的扭矩剛好能克服起步阻力時隔離閥斷電，迅速 解除制動，以實現車輛坡道起步。現有的制動輔助系統大多可以在駕駛員松開制動踏板后的短暫時間內O秒左 右)保持車輛不溜坡，通過這段短暫的系統制動延遲，給駕駛員留出幾秒鐘時間，專注于油 門-離合器配合操作以實現坡道起步，從而讓駕駛技能比較差的駕駛員能從容操作。但現 有的制動輔助系統存在如下缺陷(1)現有的坡道輔助起步系統主要配載在高端乘用車輛上。經濟型車輛、特別是重 載商用車輛上沒有配置坡道輔助起步系統。因此坡道輔助起步系統在國內普及程度不高。(2)現有的一些坡道輔助系統是基于電控機械式自動變速器(AMT)技術，系統需 要對起步阻力進行準確辨識，另外部分現有的坡道起步輔助系統需要駕駛員手動觸發，因 而其使用范圍和功能具有局限性。(3)現有的坡道輔助起步系統必須在車輛工作(發動機運行)的條件下才能工作，若車輛在坡道起步過程中發生熄火，則輔助起步系統不能提供額外的自動防后溜制動安全 功能。
發明內容
本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種使用范圍廣、安 裝方便、安全系數高的機動車坡道起停輔助安全系統。本發明的目的可以通過以下技術方案來實現一種機動車坡道起停輔助安全系統，其特征在于，該系統由傳感器、電控單元和電 動線性執行器組成，所述的傳感器與電控單元通信連接，所述的電動線性執行器與電控單 元的另一端通過導線連接。所述的傳感器包括坡道傳感器、轉速傳感器、油門位置傳感器、離合器傳感器及限 位傳感器，上述傳感器用于采集車輛工作狀態信息。所述的電控單元為控制系統的核心，由微處理器模塊、電源模塊、數據存儲模塊、 輸入信號調理模塊、輸出驅動模塊組成的集成電路板及相應的控制軟件組成。所述的電動線性執行器包括驅動電機、渦輪減速機構、軸承及軸承座、導套、絲桿、 推桿內管、推桿、連接桿及一體式手剎接桿，所述的驅動電機與電控單元經導線連接，所述 的渦輪減速機構一端連接驅動電機，另一端連接軸承及軸承座，所述的導套與軸承及軸承 座連接，所述的絲桿設在導套內的下部，所述的推管內管設在導套的內部，該推管內管后端 連接推桿，所述的連接桿設在推桿的后端，該連接桿與一體式手剎接桿的中部連接。所述的一體式手剎接桿一端連接手剎拉桿，另一端連接車輪制動器處的制動拉 索。與現有技術相比，本發明具有以下優點(1)本發明使用范圍廣、安裝方便。不但可以在經濟型乘用車上獨立加裝，還可應 用于商用車，如大中型客車、貨車等載運車輛；(2)本發明所提供的安全輔助保障無需駕駛員手動觸發，也無需基于車輛的AMT 系統，而是借助加裝的傳感器和車輛上部分已有的傳感器信號，通過坡道阻力預標定和相 應的起步扭矩辨識控制算法來實現車輛起停輔助安全功能；(3)無論車輛起動與否，本發明都可在發生車輛坡道后溜時自動實現車輛停駐，從 而了增強行車安全性。為機動車提供額外的坡道行車安全保障。
圖1為本發明的結構示意圖。圖中1為驅動電機、2為渦輪減速機構、3為軸承及軸承座、4為導套、5為絲桿、6為 推桿內管、7為推桿、8為連接桿、9為一體式手剎接桿。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。實施例一種機動車坡道起停輔助安全系統，其結構如圖1所示，該系統由傳感器、電控單元和電動線性執行器組成，傳感器包括坡道傳感器、轉速傳感器、油門位置傳感器、離合器 傳感器及限位傳感器，上述傳感器用于采集車輛工作狀態信息。傳感器與電控單元通信連 接。電控單元(Electronic Control Unit，簡稱ECU)為控制系統的核心，由微處理器 模塊、電源模塊、數據存儲模塊、輸入信號調理模塊、輸出驅動模塊組成的集成電路板及相 應的控制軟件組成，其主要作用是對輸入對傳感器和控制開關輸入的各種信號進行運算、 處理，判斷車輛傾斜角度、是否有啟停的意圖、油門踏板位置、離合器踏板位置以及離合器 接合速度等，然后根據所采集的反映車況、路況和駕駛意圖的電信號作為控制決策依據，根 據所設計的控制算法輸出控制指令，控制有關執行機構產生與控制指令對應的動作，使汽 車被控系統實現快速、準確的自動坡道起停輔助安全控制。電動線性執行器與電控單元的 另一端通過導線連接。電動線性執行器包括驅動電機1、渦輪減速機構2、軸承及軸承座3、導套4、絲桿5、 推桿內管6、推桿7、連接桿8及一體式手剎接桿9，驅動電機1與電控單元經導線連接，渦輪 減速機構2的一端連接驅動電機1，另一端連接軸承及軸承座3，導套4與軸承及軸承座3 連接，絲桿5設在導套4內的下部，推管內管6設在導套4的內部，該推管內管6放入后端 連接推桿7，連接桿8設在推桿7的后端，該連接桿8與一體式手剎接桿9的中部連接。一 體式手剎接桿9的一端連接手剎拉桿，另一端連接車輪制動器處的制動拉索。電動線性執行器的工作原理驅動電機1驅動渦輪減速機構2后減速，帶動絲桿 4轉動，把電機的旋轉運動變成直線運動，利用電動機正反驅動渦輪減速機構的正反轉帶動 推桿的伸縮動作；通過推桿7的直線線性運動驅動一體式手剎接桿9的動作，從而實現自動 駐車制動、制動釋放、誤動作防護等功能。一體式手剎接桿9的設計特點在于駕駛員拉動手剎桿執行駐車制動時，制動拉 索由手剎桿通過一體式手剎接桿控制操縱來實現駐車制動；當駕駛員在坡道上未正確操作 車輛導致車輛后溜時，制動拉索由連接桿通過一體式手剎接桿控制操縱來實現車輛的自動 制動；而連接桿由電控單元控制的電動線性執行器來操縱。因此，可通過一體式手剎接桿來 實現獨立的車輛自動制動和手動駐車制動，不產生互相干涉。坡道起停輔助安全系統控制方法的特點在于當車輛在坡道上起步時，對車輛處 于各種坡度下的起步阻力進行計算分析，得出起步阻力；通過離合器結合行程和速度信號 以及發動機轉速和油門踏板行程信號，預估和判斷發動機扭矩輸出；車輛處于各種坡道下 的起步阻力和扭矩輸出已分別作成預設標定脈譜存放在ECU內存中作為ECU控制參數，預 標定脈譜可確保在合適的時機解除制動時，保證車輛在坡道上具有足夠的動力克服起步阻 力。當車輛在坡道駐車并產生后溜可能或發生后溜的情況下，系統ECU將在以下條件成立 時觸發電動執行器實施駐車制動，以發揮輔助安全制動功能，(1)車輛停駐在坡道上；(2) 制動踏板釋放；( 手剎駐車制動釋放(4)檔位未處于倒檔。從以上控制邏輯可以看出，坡道起停輔助安全系統即可用于坡道起步輔助，也可 用于車輛發生意外溜坡時起到輔助安全的功能。
權利要求
1.一種機動車坡道起停輔助安全系統，其特征在于，該系統由傳感器、電控單元和電動 線性執行器組成，所述的傳感器與電控單元通信連接，所述的電動線性執行器與電控單元 的另一端通過導線連接。
2.根據權利要求1所述的一種機動車坡道起停輔助安全系統，其特征在于，所述的傳 感器包括坡道傳感器、轉速傳感器、油門位置傳感器、離合器傳感器及限位傳感器，傳感器 可采集車輛工作狀態信息。
3.根據權利要求1所述的一種機動車坡道起停輔助安全系統，其特征在于，所述的電 控單元為控制系統的核心，由微處理器模塊、電源模塊、數據存儲模塊、輸入信號調理模塊、 輸出驅動模塊組成的集成電路板及相應的控制軟件組成。
4.根據權利要求1所述的一種機動車坡道起停輔助安全系統，其特征在于，所述的電 動線性執行器包括驅動電機、渦輪減速機構、軸承及軸承座、導套、絲桿、推桿內管、推桿、連 接桿及一體式手剎接桿，所述的驅動電機與電控單元經導線連接，所述的渦輪減速機構一 端連接驅動電機，另一端連接軸承及軸承座，所述的導套與軸承及軸承座連接，所述的絲桿 設在導套內的下部，所述的推管內管設在導套的內部，該推管內管后端連接推桿，所述的連 接桿設在推桿的后端，該連接桿與一體式手剎接桿的中部連接。
5.根據權利要求4所述的一種機動車坡道起停輔助安全系統，其特征在于，所述的一 體式手剎接桿一端連接手剎拉桿，另一端連接車輪制動器處的制動拉索。
全文摘要
本發明涉及一種機動車坡道起停輔助安全系統，該系統由傳感器、電控單元和電動線性執行器組成，傳感器與電控單元通信連接，電動線性執行器與電控單元的另一端通過導線連接。與現有技術相比，本發明使用范圍廣、安裝方便，提供的安全輔助保障借助加裝的傳感器和車輛上部分已有的傳感器信號，通過坡道阻力預標定和相應的起步扭矩辨識控制算法來實現車輛起停輔助安全功能，從而了增強行車安全性。
文檔編號B60T8/17GK102133890SQ20101010130
公開日2011年7月27日 申請日期2010年1月26日 優先權日2010年1月26日
發明者吳長水, 洪永楠, 胡建虹, 錢宇彬, 龔元明 申請人:上海工程技術大學