商用車輛的自動駐車控制系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種商用車的自動駐車控制系統，在現有車輛儲氣筒、繼動閥、彈簧制動缸的構造基礎上，在儲氣筒至繼動閥之間的制動氣路上，接入二位三通電磁換向閥，其進氣口、出氣口和排氣口分別與儲氣筒、繼動閥的控制口和大氣連通；電磁閥通過其驅動電路與駐車控制單元相連。當車輛起步時，電磁閥上電，出氣口與進氣口導通，使得繼動閥的出氣口與進氣口導通，高壓氣體經繼動閥進入彈簧制動缸的制動氣室內，解除駐車完成起步；當車輛正常行駛時，電磁閥保持上電狀態(tài)；當車輛停車駐車時，電磁閥下電，出氣口與排氣口導通，使得繼動閥的出氣口與排氣口導通，彈簧制動缸的制動氣室內的高壓氣體經由繼動閥排向大氣，車輛完成駐車。
【專利說明】
商用車輛的自動駐車控制系統
技術領域
[0001] 本實用新型涉及機動車輛的駐車技術領域，具體地說，特別涉及一種商用車的自 動駐車控制系統及控制方法，本發(fā)明中的商用車，包括手動擋商用車和自動擋商用車。
【背景技術】
[0002] 隨著城市化進程的推進，因擁堵引起的停車次數不斷增加;城市中紅綠燈越來越 多，等紅燈的次數也越來越多，每次停車都需要駕駛員操縱駐車制動桿，這增加了駕駛員的 駕駛負擔和駕駛疲勞。特別是坡路上停車后，如駕駛員忘記進行駐車/解除駐車，必將對行 車安全造成一定的安全隱患。
[0003] 車輛控制的自動化和智能化將大大減輕駕駛員的操作負擔，提高車輛的運行安全 性，是未來汽車發(fā)展的趨勢。駐車制動是車輛停車安全的基本保障，實現其自動化和智能化 控制具有重要意義。對于乘用車，尤其是中高檔乘用車，已經配備成型的電子手剎(EPB)和 自動駐車功能(AutoHold)，但商用車仍采用手動氣壓式駐車制動系統，該系統的核心部件 是彈簧制動缸，通過駕駛員手動操縱手制動桿(手制動閥）來控制彈簧制動缸中駐車制動氣 室充氣與放氣，從而實現駐車的釋放與實施。
[0004] 針對上述問題。中國實用新型專利申請（公布號CN204264125U，公布日 2015.04.15)提出一種大中型客車的自動駐車系統，包括儲氣筒、氣動駐車制動手柄、常通 式電磁閥、自動駐車系統控制模塊、駐車制動快放閥、左輪彈簧制動氣室和右輪彈簧制動氣 室，該種方法的不足在于：
[0005] 1.只實現了車輛在臨時停車時的自動駐車，對于長時間停車，仍需要采用手動操 縱的方式。
[0006] 2.未考慮坡道對起車過程的影響，車輛在坡道起車時，有可能發(fā)生溜坡現象，造成 一定的安全隱患。

【發(fā)明內容】

[0007] 本實用新型的目的是提供一種商用車的自動駐車控制系統及控制方法。實現商用 車輛駐車與釋放駐車的自動化，解決車輛在起步(尤其是坡道起步)和停車時，由于車輛自 身重力在坡道上的分力，可能產生的溜車、溜坡現象所引發(fā)的安全問題。
[0008] 本實用新型可利用下述控制方法來實現:基于原車的駐車制動氣路，在儲氣筒和 繼動閥之間，用一個二位三通電磁閥替代原有商用車上的手制動閥，并設置駐車控制單元、 車輛狀態(tài)信號采集單元和電磁閥驅動電路，駐車控制單元通過電磁閥驅動電路，控制電磁 閥導通與截止而實現駐車的實施與釋放，系統具體控制方法如下：
[0009] 車輛起步前，電磁閥為下電截止狀態(tài)，出氣口與排氣口導通，進氣口截止。此時，彈 簧制動缸的制動氣室內沒有高壓氣體，車輛處于駐車狀態(tài)。
[0010] 1.當車輛起步(尤其是坡道起步）時，駐車控制單元采集車輛狀態(tài)信號，分析駕駛 員意圖，當車輛滿足起步條件時，驅動電磁閥變?yōu)樯想妼顟B(tài)，進而使繼動閥導通。此時， 高壓氣體經繼動閥進入彈簧制動缸，駐車制動解除，實現車輛起步。
[0011] 2.當車輛正常行駛時，駐車控制單元驅動電磁閥持續(xù)處于導通狀態(tài)，繼動閥保持 氣壓平衡狀態(tài)，駐車制動氣室保持高壓狀態(tài)，保證車輛正常行駛。
[0012] 3.當車輛減速停車，車速為零時，駐車控制單元根據采集車輛狀態(tài)信號，分析駕駛 員意圖，驅動電磁閥變?yōu)橄码娊刂範顟B(tài)，進而使繼動閥截止。此時，彈簧制動缸制動氣室內 的高壓氣體經繼動閥排向大氣，完成放氣過程，實現車輛駐車。
[0013] 本實用新型還提供一種商用車自動駐車的控制系統，包括儲氣筒1、繼動閥2、后輪 彈簧制動缸3、車輛狀態(tài)信號采集單元4、駐車電磁閥5、電磁閥驅動電路6、駐車控制單元7、 起步控制邏輯8、行車控制邏輯9、駐車控制邏輯10。
[0014]其中駐車電磁閥5接在儲氣筒1和繼動閥2之間；車輛狀態(tài)信號采集單元4將所采集 信號發(fā)送至駐車控制單元9;駐車控制單元9主體為一單片機，單片機中寫入起步控制邏輯 8、行車控制邏輯9、駐車控制邏輯10。
[0015] 車輛狀態(tài)信號采集單元4所需的信號為:車速信號、車輛驅動轉矩信號及車身傾角 信號。
[0016] 對于自動擋商用車，可以將駐車控制單元集成在整車控制單元或ABS控制單元中， 無需另設控制單元，從而降低系統成本。駐車控制單元與車輛CAN總線進行通信，采集自動 變速箱的輸出轉矩(結合車橋參數計算得出車輛驅動轉矩)和車輛速度信號，另需設置傾角 傳感器來采集車身傾角信號。
[0017] 對于手動擋商用車，可以將駐車控制單元集成在ABS控制單元中（手動擋車輛無整 車控制單元）。另需在原車中安裝速度、扭矩及傾角傳感器來采集速度、扭矩及傾角信號。傳 感器將采集的車輛狀態(tài)信號發(fā)送到駐車控制單元中，控制單元根據信號進行相應控制。
[0018] 自動擋和手動擋車輛詳細的控制邏輯將在下文詳細介紹。
[0019] 優(yōu)選的，所述駐車電磁閥為二位三通電磁閥。
[0020] 本實用新型采集以上技術方案，與現有技術相比的有益效果是：
[0021] 1.本實用新型的控制方法實現了全自動控制，可以消除因駕駛員忘記駐車帶來的 安全隱患；
[0022] 2.本實用新型的控制方法考慮了車輛駐車時的坡度信息，針對解除駐車控制過 程，可根據不同坡度設置對應的起動轉矩條件，避免了固定卸壓條件轉矩下可能出現的溜 車或能量損失、部件磨損等現象；
[0023] 3.本實用新型是在現有車輛氣壓制動系統上進行小幅改造，簡單易行；系統占用 空間較小，在手動擋和自動擋商用車上都可以得到應用。
【附圖說明】
[0024] 下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的說明：
[0025]圖1是本實用新型的系統結構原理圖；
[0026] 圖2是本實用新型的手動擋商用車的起步控制流程圖；
[0027] 圖3是本實用新型的手動擋商用車的正常行駛控制流程圖；
[0028] 圖4是本實用新型的手動擋商用車的駐車控制流程圖。
[0029] 圖1中：1_儲氣筒2-繼動閥3-后輪彈簧制動缸4-車輛狀態(tài)采集單元5-駐車電 磁閥6-電磁閥驅動電路7-駐車控制單元8-起步控制邏輯9-行車控制邏輯10-駐車控 制邏輯
【具體實施方式】
[0030] 下面結合附圖對本實用新型作詳細的描述：
[0031] 如圖1所示，本實用新型自動駐車控制系統是基于原車駐車制動系統，對原有駐車 控制系統進行簡單的改進，并根據車輛的狀態(tài)信息實現對車輛駐車的自動控制。改進后的 駐車控制系統主要包括如下幾部分:原車設備、駐車制動執(zhí)行器、車輛狀態(tài)采集單元、駐車 控制單元、電磁閥驅動電路
[0032] 其中，原車設備包括儲氣筒1、繼動閥2、后輪彈簧制動缸3;駐車制動執(zhí)行器為駐車 電磁閥5;駐車控制單元7由單片機及寫入單片機中的起步控制邏輯8 (由駐車控制邏輯到行 車控制邏輯的切換過程控制邏輯）、行車控制邏輯9和駐車控制邏輯10組成；電磁閥驅動電 路6,用于將駐車制動單元所發(fā)出的控制信號，轉換成可以驅動電磁閥動作的驅動信號，進 而驅動駐車電磁閥。
[0033]儲氣筒1為車輛駐車制動系統氣源，其輸出的高壓氣體分為兩路，一路接到繼動閥 2的進氣口；另一路接到駐車電磁閥7的進氣口。
[0034] 繼動閥2是系統中的重要元件，用于縮短制動氣室壓力建立的時間，并在解除制動 時迅速將氣室內的高壓氣體排出，其進氣口與儲氣筒1連通，出氣口與彈簧制動缸3的制動 氣室連通，排氣口與大氣連通，控制口與電磁閥5的出氣口連通。
[0035] 后輪彈簧制動缸3為駐車元件，其駐車制動室的進氣口與繼動閥2的出氣口連通。
[0036] 駐車電磁閥5，其進氣口與儲氣筒1連通，其出氣口與繼動閥的控制口連通，其排氣 口與大氣連通。當電磁閥處于上電導通狀態(tài)時，其進氣口與出氣口連通；當電磁閥處于下電 截止狀態(tài)時，其排氣口與出氣口連通。
[0037]系統控制邏輯如式(1)所示：
[0039] 其中AETO為電磁閥控制邏輯，1代表電磁閥上電導通(進氣口與出氣口導通，排氣 口截止），0代表電磁閥下電截止（出氣口與排氣口導通，進氣口截止）；Tdri為車輛驅動轉矩， 由車輛狀態(tài)信號采集單元4的轉矩傳感器采集得到;T re3qS車輛起動的需求轉矩，由車輛狀 態(tài)信號采集單元4的傾角傳感器，并結合車重、輪胎半徑以及輪胎與地面的摩擦系數，由駐 車控制單元9計算得出;η為車速，由車輛狀態(tài)信號采集單元4的車速采集得到。
[0040]以下我們根據車速η、驅動轉矩Tdri以及需求轉矩Tre3q的狀態(tài)，來具體描述車輛起 步、正常行駛、停車駐車的控制過程。
[0041 ] 1.起步時的系統控制過程
[0042]起步時的控制流程圖如圖2所示。起步過程中，車速η為零，下面根據驅動轉矩的變 化過程對起車控制過程進行描述。
[0043] (1)驅動轉矩為零
[0044]當駕駛員沒有發(fā)動車輛、沒有掛檔或掛完檔但沒有接合離合器時，車輛驅動轉矩 為零，駐車控制單元7判斷為駕駛員沒有起車意圖，進而控制車輛保持駐車狀態(tài)。此時，電磁 閥7處于下電狀態(tài)，其出氣口與排氣口導通，進氣口截止;繼動閥2的控制室內沒有高壓氣 體，其出氣口與排氣口導通，進氣口截止;后輪彈簧制動缸的制動氣室內沒有高壓氣體。 [0045] (2)驅動轉矩逐漸增大
[0046] 當駕駛員掛前進或后退檔，并逐漸結合離合踏板時，車輛的驅動轉矩Tdri逐漸增 大，駐車控制單元7判斷為駕駛員有起車意圖，啟動起車控制邏輯8。將車輛狀態(tài)信號采集單 元4采集的車身傾角，結合車輛自身參數，計算得到起步的需求轉矩T re3q，并將驅動轉矩Tdri 與需求轉矩!'^進行對比，當驅動轉矩Tdri小于需求轉矩，保持駐車狀態(tài)。
[0047] (3)驅動轉矩大于等于需求轉矩
[0048] 當駕駛員繼續(xù)松開離合踏板，驅動轉矩Tdri大于需求轉矩Tre3q時，駐車控制單元7判 斷此時滿足起車條件，輸出控制信號給電磁閥驅動電路6，進而驅動電磁閥5上電。電磁閥5 的出氣口與進氣口導通，排氣口截止，其進氣口處的高壓氣體經出氣口進入繼動閥2的控制 氣室;繼動閥2的控制氣室充入高壓氣體后，使得繼動閥的出氣口與進氣口導通，出排氣口 截止，其進氣口處的高壓氣體經出氣口進入彈簧制動缸的制動氣室內，進而車輛解除駐車 制動，完成起步。
[0049] 2.正常行駛時的系統控制過程
[0050]正常行駛時的控制流程圖如圖3所示。車輛完成起步以后，進入正常行駛狀態(tài)，駐 車控制單元7通過車輛狀態(tài)信號采集單元4采集的車速信號進行判斷，車速η大于零時，判定 為車輛正常行駛，啟動行車控制邏輯9。此時，控制電磁閥5保持上電狀態(tài)，電磁閥5的出氣口 與進氣口處于導通狀態(tài)，繼動閥2的出氣口與進氣口處于導通狀態(tài)，駐車制動的彈簧制動缸 內一直充滿高壓氣體，保證車輛正常行駛。
[0051 ] 3.駐車時的系統控制過程
[0052]駐車時的控制流程圖如圖4所示。下面根據車速η與驅動轉矩變化過程對駐 車控制過程進行描述。
[0053] (1)車速減小為零
[0054]當駕駛員減速停車，車速逐漸減小為零時，駐車控制單元判斷為駕駛員有駐車意 圖，啟動駐車控制邏輯10。
[0055] (2)驅動轉矩減小
[0056]當車速減小為零以后，駕駛員將檔位換為空擋，車輛的驅動力矩減小為零，小于車 輛的需求轉矩，駐車控制單元7判斷此時滿足駐車條件，輸出控制信號給電磁閥驅動電路6， 進而驅動電磁閥5下電。電磁閥5出氣口與排氣口導通，進氣口截止，繼動閥2的控制氣室內 的高壓氣體經由電磁閥5的排氣口排向大氣;繼動閥2的控制氣室內的高壓氣體排出后，使 得繼動閥的出氣口與排氣口導通，進氣口截止，彈簧制動缸的制動氣室內的高壓氣體經由 繼動閥的排氣口排向大氣，車輛完成駐車，由于駐車時電磁閥為下電狀態(tài)，所以即使車上的 供電電源斷開，駐車狀態(tài)也能繼續(xù)保持，保證車輛安全。
[0057]本實用新型具有結構簡單，對原車改動較小的優(yōu)勢，而且其控制方法實現了全自 動控制，并考慮了坡道對起車過程的影響，有效地提高了商用車的主動安全性。
【主權項】
1. 一種商用車輛的自動駐車控制系統，其特征在于:包括儲氣筒（1)、繼動閥（2)、后輪 彈簧制動缸(3)、車輛狀態(tài)信號采集單元(4)、駐車電磁閥（5)、電磁閥驅動電路(6)、駐車控 制單元(7)、起步控制邏輯(8)、行車控制邏輯(9)、駐車控制邏輯（10);駐車電磁閥（5)接在 儲氣筒（1)和繼動閥（2)之間；車輛狀態(tài)信號采集單元(4)將所采集信號發(fā)送至駐車控制單 元(9);駐車控制單元(7)主體為一單片機，單片機中寫入起步控制邏輯(8)、行車控制邏輯 (9)和駐車控制邏輯(10)。2. 根據權利要求1所述的一種商用車輛的自動駐車控制系統，其特征在于:所述駐車電 磁閥（5)為兩位三通氣動電磁閥。
【文檔編號】B60T13/24GK205417585SQ201620239824
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月26日
【發(fā)明人】閆業(yè)矗, 馮月姣, 張云輝, 柳少康
【申請人】吉林大學