專利名稱：汽車駕駛輔助方法及其系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種汽車駕駛輔助方法及其系統，尤其是指汽車駐車和起步中使用的汽車駕駛輔助方法及其系統。
(2)背景技術汽車中傳統的機械變速箱(MT)中離合器的耦合、剎車力的維持和加速信息是互不關聯的、需要駕駛員介入的三個動力或信息流，在一些情況下(如，陡坡起步等)要達到良好的駕駛效果，需要駕駛員對上述三個動力過程進行綜合優化調節，沒有豐富的駕駛經驗和對車輛的良好把握，往往很難達到良好效果。
對于駕駛員而言，車輛通暢運行時的一些操作并不煩瑣，體力負擔不大。但車輛在城市運行中，遇到頻繁啟停的路況時，會給駕駛員的腿腳帶來了較為沉重的負擔。這些負擔來自對離合器、剎車以及油門踏板的頻繁蹬踹和緩釋過程。腿腳疲勞容易導致駕駛員踏板蹬踹不到位，進而容易發生一些問題，是造成交通事故的隱患。例如，離合器蹬踹不到位，就可能導致換檔過程“打齒”，或離合器的過度磨損；而剎車踏板蹬踹不到位，則會導致剎車力不足或駐車狀態下的不自覺倒溜。這些過程都會造成車輛額外的損傷、磨損甚至導致事故的發生。如果駕駛員經常處于腿腳緊張的狀態，容易導致一些生理問題，例如出現關節痛風、勞損甚至靜脈曲張等病變。
傳統的減輕駕駛員工作負擔以及提高駕駛舒適性的方法和手段是采用電液或機械自動變速箱(AT)。
參見圖4(a)、(b)和圖5(a)、(b)所示，分別列出機械變速箱(MT)和自動變速箱(AT)上坡駐車過程操作以及機械變速箱(MT)和自動變速箱(AT)上坡起步過程操作的流程。
機械變速箱(MT)上坡駐車過程操作流程為
上坡；踩下離合器；踩下剎車/車子停；一直踩離合器；檔位放在空檔；松開離合器；一直踩剎車；拉緊手剎車；松開腳剎車；等待起步。
自動變速箱(AT)上坡駐車過程操作流程為上坡；踩下剎車/車子停；一直踩剎車；檔位放P；松開腳剎車；等待起步。
機械變速箱(MT)上坡起步過程操作的流程為等待起步；踩下離合器踏板；換起步檔；檔位放起步檔；慢踩油門；慢松離合器；慢松手剎車；起步。
自動變速箱(AT)上坡起步過程操作的流程為等待起步；踩下剎車踏板；換行駛檔；檔位放行駛檔；松開剎車；踩油門。
由此可見，采用自動變速箱，減輕了駕駛員的工作負擔。但是，采用自動變速箱帶來相應改進的同時也產生了一些負面影響①系統復雜程度高，可靠性同簡單的機械變速箱相比也相應降低；②傳動效率降低，能耗增加；③系統重量增加，降低了驅重比。其他一些方法，如采用自動離合器(電動、液動和氣動)、電控手剎車等，都在某些局部上改善了駕駛舒適性，減輕了駕駛員負擔，但都沒有將傳統機械變速箱的優勢進行更進一步的挖掘。
(3)發明內容本發明的目的是提出一種利用機械變速箱能減輕駕駛員行駛途中停車/起步時的負擔，在坡道停車/起步和車輛擁阻頻繁啟停時的輔助效果尤為明顯的一種汽車駕駛輔助方法及其系統。
本發明的目的是這樣實現的一種汽車駕駛輔助方法，是指汽車駐車和起步的駕駛方法，其特征包括踩下離合器；踩下剎車，車子停；松開離合器；松開腳剎車；等待起步；
換起步檔，檔位放起步檔；踩下油門，起步。
本發明中實現如上所述的汽車駕駛輔助方法的汽車駕駛輔助系統，是由剎車力維持模塊、離合器耦合控制模塊、油門控制模塊以及控制器綜合組成，其中，所述的控制器，是整個汽車駕駛輔助系統控制單元，由第1接口、A/D模數轉換器、中央處理器、可編程只讀存儲器以及第2接口組成。；所述的剎車力維持模塊由與所述的控制器連接的剎車開關、與所述的剎車開關連接的剎車踏板、與所述的剎車踏板以及剎車開關連接的剎車助力油缸、與所述的剎車助力油缸以及控制器連接的剎車液壓增勢電磁閥、與所述的剎車液壓增勢電磁閥連接的剎車油管、與所述的剎車油管和汽車的后軸左右輪剎車從動缸和剎車片以及所述的控制器連接的車速傳感器組成；所述的離合器耦合控制模塊由與所述的控制器連接的離合器開關、與所述的離合器開關連接的離合器踏板、與所述的離合器踏板以及離合器開關連接的離合器操縱主動缸、與所述的離合器操縱主動缸以及控制器連接的離合器液壓增勢電磁閥、與所述的離合器液壓增勢電磁閥連接的離合器油管、與所述的離合器油管連接的離合器從動缸、與所述的離合器從動缸連接的壓開離合器組成；所述的油門控制模塊由與所述的控制器連接的油門傳感器、與所述的油門傳感器連接的油門踏板組成。
本發明的效果在本發明的汽車駕駛輔助系統中，采用離合器偶合控制模塊和剎車力維持模塊作為執行器，導入控制器作為核心的控制單元，利用剎車傳感器和油門傳感器作為信號感應器，實現了起步、駐車簡化的效果，達到“一腳油門”快速起步，“一腳剎車”簡化短暫駐車。實現本方法的駕駛輔助系統能彌補自動檔車型駕乘過程中缺乏駕駛樂趣的不足，滿足駕駛員介入性的要求；此外，本方法減輕了駕駛員在短暫駐車/起步過程中的負擔，避免誤操作導致的事故。本發明以較低的成本實現駕駛過程中幾個關鍵實用的輔助功能。
為進一步說明本發明的上述目的、結構特點和效果，以下將結合附圖對本發明進行詳細的描述。
(4)
圖1為本發明的汽車駕駛輔助系統的原理圖。
圖2為圖1中汽車駕駛輔助系統的液壓增勢截止電磁閥的原理圖。
圖3為圖1中汽車駕駛輔助系統控制器的原理4為上坡駐車過程操作對比圖；(a)為機械變速箱(MT)上坡駐車過程操作圖；(b)為自動變速箱(AT)上坡駐車過程操作圖；(c)為汽車駕駛輔助系統(FHS)上坡駐車過程操作圖。
圖5為上坡起步過程操作對比圖(a)為機械變速箱(MT)上坡起步過程操作圖；(b)為自動變速箱(AT)上坡起步過程操作圖；(c)為汽車駕駛輔助系統(FHS)上坡起步過程操作圖。
(5)具體實施方式
下面，根據附圖對本發明的汽車駕駛輔助方法及其系統的具體實施方式
進行詳細說明。
圖1為本發明的汽車駕駛輔助系統的原理圖。圖2為圖1中汽車駕駛輔助系統的關鍵部件液壓增勢截止電磁閥的原理圖。圖3為汽車駕駛輔助系統控制器的電原理圖。圖4為上坡駐車過程操作對比圖；(a)為機械變速箱(MT)上坡駐車過程操作圖；(b)為自動變速箱(AT)上坡駐車過程操作圖；(c)為汽車駕駛輔助系統(FHS)上坡駐車過程操作圖。圖5為上坡起步過程操作對比圖(a)為機械變速箱(MT)上坡起步過程操作圖；(b)為自動變速箱(AT)上坡起步過程操作圖；(c)為汽車駕駛輔助系統(FHS)上坡起步過程操作圖。
本發明的汽車駕駛輔助方法(FHS)，尤其是指汽車駐車和起步的駕駛方法，流程為踩下離合器；
踩下剎車，車子停；松開離合器；松開腳剎車；等待起步；換起步起步檔，檔位放起步檔；踩下油門，起步。
由此可見，本發明的汽車駕駛輔助方法(FHS)，尤其是指汽車駐車和起步的駕駛方法的流程比機械變速箱(MT)與自動變速箱(AT)的駐車和起步的駕駛方法的流程的動作都要少(詳見圖4、5)，大大減少了駕駛員的工作負擔。
實現本發明的汽車駕駛輔助方法的汽車駕駛輔助系統(FHS)主要是由離合器耦合控制模塊、剎車力維持模塊、油門控制模塊以及控制器1綜合組成的。本發明的汽車輔助駕駛方法是通過對離合器耦合、剎車動力維持和加速信息綜合控制來達到改善短暫駐車和起步操作過程，以減輕駕駛員負擔。
本汽車駕駛輔助系統的一個典型實施例如圖1、圖2和圖3所示。
汽車駕駛輔助系統中的剎車力維持模塊由與控制器1連接的剎車開關2、與剎車開關2連接的剎車踏板3、與剎車踏板3以及剎車開關2連接的剎車助力油缸4、與剎車助力油缸4以及控制器1連接的剎車液壓增勢電磁閥5、與剎車液壓增勢電磁閥5連接的剎車油管6、與剎車油管6和后軸左右輪剎車從動缸和剎車片8以及控制器1連接的車速傳感器7組成。
汽車駕駛輔助系統中的離合器耦合控制模塊由與控制器1連接的離合器開關9、與離合器開關9連接的離合器踏板10、與離合器踏板10以及離合器開關10連接的離合器操縱主動缸11、與離合器操縱主動缸11以及控制器1連接的離合器液壓增勢電磁閥12、與離合器液壓增勢電磁閥12連接的離合器油管13、與離合器油管13連接的離合器從動缸14、與離合器從動缸14連接的壓開離合器15組成。
汽車駕駛輔助系統中的油門控制模塊由與控制器1連接的油門傳感器16、與油門傳感器16連接的油門踏板17組成。
上述各部件的連接關系詳細說明如下。
控制器1，是整個汽車駕駛輔助系統控制單元。
剎車開關2，一端連接汽車的剎車踏板3，另一端連接所述的控制器1，是剎車踏板3動作的傳感器。
剎車液壓增勢電磁閥5，是實現油路截止并增勢的關鍵部件，它的作用是在控制器1的控制下對液壓油路進行截止并適當增壓，以保證充足的剎車力。所述的剎車液壓增勢電磁閥5由如下部分組成壓力油進口18、單向閥19、壓力油出口20、增勢閥體21、增勢柱塞22、增勢傳動齒輪23、柱塞螺桿24和增勢驅動電機25，其中所述的增勢驅動電機25與所述的控制器1連接，所述的壓力油出口20與汽車的剎車油管6連接，所述的壓力油進口18連接剎車助力油缸4，所述的剎車助力油缸4的另一端與所述的剎車踏板3和所述的剎車開關2連接。
車速傳感器7，固定在車輪車速齒圈上，信號端與所述的控制器1連接。
離合器開關9，一端連接汽車的離合器踏板10，另一端連接所述的控制器1，是離合器踏板10動作的傳感器。
離合器液壓增勢電磁閥12，是實現離合器油路截止并增勢的關鍵部件，作用是在控制器1的控制下對離合器液壓油路進行截止并適當增壓，以保證離合器完全脫離嚙合。所述的離合器增勢電磁閥12由如下部分組成壓力油進口18、單向閥19、壓力油出口20、增勢閥體21、增勢柱塞22、增勢傳動齒輪23、柱塞螺桿24和增勢驅動電機25，其中所述的增勢驅動電機25與所述的控制器1連接，所述的壓力油出口20與汽車的離合器油管13連接，所述的壓力油進口18連接離合器操縱主動缸11，所述的離合器操縱主動缸11的另一端與所述的離合器踏板10和所述的離合器開關9連接，所述的離合器油管13與汽車的離合器從動缸14、壓開離合器15連接。
油門傳感器16一端連接汽車的油門踏板17，另一端連接所述的控制器1，是油門踏板17動作的傳感器。
所述的剎車液壓增勢電磁閥5和離合器液壓增勢電磁閥12中的增勢驅動電機25受控制器1的驅動正向轉動時，通過增勢傳動齒輪23帶動增勢柱塞22運動，實現液壓油路的截止以及增壓。所述的增勢驅動電機25受控制器1的驅動反向轉動時，通過增勢傳動齒輪23帶動增勢柱塞22運動，則可實現油路的恢復和壓力卸荷。
所述的剎車開關2、車速傳感器7、離合器開關9、油門傳感器16分別為所述的剎車踏板3、反映車速的車輪車速齒圈(未圖示)、離合器踏板10以及油門踏板17的動作傳感器，所述的控制器1接收到這些動作傳感器中相應的信號后發出相應的控制信號，驅動所述的剎車液壓增勢電磁閥5和離合器液壓增勢電磁閥12進行相應的動作，以實現油路的截止或恢復。
本實施例中剎車開關2和離合器開關9是簡單的壓合開關，它們的作用只是發送一個動作指示信號。本實施例中油門傳感器16是一個電位器，它可以指示油門的位置。
本實施例中的控制器1由第1接口PI01(使用8051的接口)、A/D模數轉換器(采用ADC80)、中央處理器CPU(采用8051)、可編程只讀存儲器EPROM2764以及第2接口PI02(也使用8051的接口)組成。
本發明主要的操作過程是當駕駛員行駛途中欲停車時，踩下離合器踏板10后由離合器增勢截止電磁閥12自動將離合器油路切斷并增勢以保持離合器脫離嚙合，駕駛員的腿腳立即停止用力；駕駛員踩下剎車踏板3并待車子停止運動后由剎車增勢截止電磁閥5自動將剎車油路切斷并增勢以保持剎車壓力，駕駛員的腿腳立即停止用力。車子起步時，駕駛員踩動油門踏板17，離合器油路上的離合器增勢截止電磁閥12復位，油路恢復，離合器受控嚙合；同時，剎車油路上的剎車增勢截止電磁閥5復位，油路恢復，剎車力受控消退，車輛起步運行。本輔助方法中把駕駛員在平時換檔以及起步過程中，踩下離合器并有意識屏住用力然后緩慢松開的過程簡化成了踩下后立刻松開的短暫操作；把中途停車時防止車輛倒溜的持續用力剎車簡化為車子剎停后立刻松開的短暫用力操作；把駕駛員停車時可能的換檔到空擋，然后拉緊手剎車以及起步時再換起步檔的過程簡化為停車過程中腿腳無須再用力踩踏離合器就可換起步檔，無須拉手剎車就可以駐車，踩下油門踏板就可起步這樣一個省力的過程。
綜上所述，本發明的汽車駕駛輔助方法及其系統的駕駛輔助作用體現在減輕駕駛員行駛途中停車/起步時的負擔，坡道停車/起步和車輛擁阻時頻繁啟停時的效果尤為顯著。
本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本發明，而并非用作為對本發明的限定，只要在本發明的實質精神范圍內，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本發明權利要求書的范圍內。
權利要求
1.一種汽車駕駛輔助方法，是指汽車駐車和起步的駕駛方法，其特征包括踩下離合器；踩下剎車，車子停；松開離合器；松開腳剎車；等待起步；換起步檔，檔位放起步檔；踩下油門，起步。
2.一種實現如權利要求1所述的汽車駕駛輔助方法的汽車駕駛輔助系統，其特征在于是由剎車力維持模塊、離合器耦合控制模塊、油門控制模塊以及控制器綜合組成，其中，所述的控制器，是整個汽車駕駛輔助系統控制單元，由第1接口、A/D模數轉換器、中央處理器、可編程只讀存儲器以及第2接口組成。；所述的剎車力維持模塊由與所述的控制器連接的剎車開關、與所述的剎車開關連接的剎車踏板、與所述的剎車踏板以及剎車開關連接的剎車助力油缸、與所述的剎車助力油缸以及控制器連接的剎車液壓增勢電磁閥、與所述的剎車液壓增勢電磁閥連接的剎車油管、與所述的剎車油管和汽車的后軸左右輪剎車從動缸和剎車片以及所述的控制器連接的車速傳感器組成；所述的離合器耦合控制模塊由與所述的控制器連接的離合器開關、與所述的離合器開關連接的離合器踏板、與所述的離合器踏板以及離合器開關連接的離合器操縱主動缸、與所述的離合器操縱主動缸以及控制器連接的離合器液壓增勢電磁閥、與所述的離合器液壓增勢電磁閥連接的離合器油管、與所述的離合器油管連接的離合器從動缸、與所述的離合器從動缸連接的壓開離合器組成；所述的油門控制模塊由與所述的控制器連接的油門傳感器、與所述的油門傳感器連接的油門踏板組成。
3.如權利要求2所述的汽車駕駛輔助系統，其特征在于所述的剎車液壓增勢電磁閥由壓力油進口、單向閥、壓力油出口、增勢閥體、增勢柱塞、增勢傳動齒輪、柱塞螺桿和增勢驅動電機組成，其中所述的增勢驅動電機與所述的控制器連接，所述的壓力油出口與所述的剎車油管連接，所述的壓力油進口與所述的剎車助力油缸連接。
4.如權利要求2所述的汽車駕駛輔助系統，其特征在于所述的離合器增勢電磁閥由壓力油進口、單向閥、壓力油出口、增勢閥體、增勢柱塞、增勢傳動齒輪、柱塞螺桿和增勢驅動電機組成，其中所述的增勢驅動電機與所述的控制器連接，所述的壓力油出口與所述的離合器油管連接，所述的壓力油進口連接所述的離合器操縱主動缸。
全文摘要
一種汽車駕駛輔助方法，尤其是指汽車駐車和起步的駕駛方法，包括踩下離合器；踩下剎車，車子停；松開離合器；松開腳剎車；等待起步；換起步檔，檔位放起步檔；踩下油門，起步。本發明的汽車駕駛輔助系統，是由剎車力維持模塊、離合器耦合控制模塊、油門控制模塊以及控制器綜合組成。在本發明中，采用離合器偶合控制模塊和剎車力維持模塊作為執行器，導入控制器作為核心的控制單元，利用剎車傳感器和油門傳感器作為信號感應器，實現了起步、駐車簡化的效果，減輕了駕駛員在短暫駐車/起步過程中的負擔，避免誤操作導致的事故。本發明以較低的成本實現駕駛過程中幾個關鍵實用的輔助功能。
文檔編號B62D65/00GK1704302SQ20041002485
公開日2005年12月7日 申請日期2004年6月2日 優先權日2004年6月2日
發明者劉新亮 申請人:上海大眾汽車有限公司