CN100335337C - 汽车短暂驻车和起步的驾驶辅助方法及其系统 - Google Patents

Abstract

一种汽车驾驶辅助方法及其系统，尤其是指汽车短暂驻车和起步的驾驶辅助方法及其系统。本发明的汽车短暂驻车和起步系统，是由刹车力维持模块、离合器耦合控制模块、油门控制模块以及控制器综合组成。在本发明中，采用离合器偶合控制模块和刹车力维持模块作为执行器，导入控制器作为核心的控制单元，利用刹车传感器和油门传感器作为信号感应器，实现了起步、驻车简化的效果，减轻了驾驶员在短暂驻车/起步过程中的负担，避免误操作导致的事故。本发明以较低的成本实现驾驶过程中几个关键实用的辅助功能。

Description

汽车短暂驻车和起步的驾驶辅助方法及其系统

技术领域

本发明涉及一种汽车驾驶辅助方法及其系统，尤其是指汽车短暂驻车和起步中使用的汽车驾驶辅助方法及其系统。

背景技术

汽车中传统的机械变速箱(MT)中离合器的耦合、刹车力的维持和加速信息是互不关联的、需要驾驶员介入的三个动力或信息流，在一些情况下(如，陡坡起步等)要达到良好的驾驶效果，需要驾驶员对上述三个动力过程进行综合优化调节，没有丰富的驾驶经验和对车辆的良好把握，往往很难达到良好效果。

对于驾驶员而言，车辆通畅运行时的一些操作并不烦琐，体力负担不大。但车辆在城市运行中，遇到频繁启停的路况时，会给驾驶员的腿脚带来了较为沉重的负担。这些负担来自对离合器、刹车以及油门踏板的频繁蹬踹和缓释过程。腿脚疲劳容易导致驾驶员踏板蹬踹不到位，进而容易发生一些问题，是造成交通事故的隐患。例如，离合器蹬踹不到位，就可能导致换档过程“打齿”，或离合器的过度磨损；而刹车踏板蹬踹不到位，则会导致刹车力不足或驻车状态下的不自觉倒溜。这些过程都会造成车辆额外的损伤、磨损甚至导致事故的发生。如果驾驶员经常处于腿脚紧张的状态，容易导致一些生理问题，例如出现关节痛风、劳损甚至静脉曲张等病变。

传统的减轻驾驶员工作负担以及提高驾驶舒适性的方法和手段是采用电液或机械自动变速箱(AT)。

参见图4(a)、(b)和图5(a)、(b)所示，分别列出机械变速箱(MT)和自动变速箱(AT)上坡驻车过程操作以及机械变速箱(MT)和自动变速箱(AT)上坡起步过程操作的流程。

机械变速箱(MT)上坡驻车过程操作流程为：

上坡；踩下离合器；踩下刹车/车子停；一直踩离合器；档位放在空档；松开离合器；一直踩刹车；拉紧手刹车；松开脚刹车；等待起步。

自动变速箱(AT)上坡驻车过程操作流程为：

上坡；踩下刹车/车子停；一直踩刹车；档位放P；松开脚刹车；等待起步。

机械变速箱(MT)上坡起步过程操作的流程为：

等待起步；踩下离合器踏板；换起步档；档位放起步档；慢踩油门；慢松离合器；慢松手刹车；起步。

自动变速箱(AT)上坡起步过程操作的流程为：

等待起步；踩下刹车踏板；换行驶档；档位放行驶档；松开刹车；踩油门。

由此可见，采用自动变速箱，减轻了驾驶员的工作负担。但是，采用自动变速箱带来相应改进的同时也产生了一些负面影响：①系统复杂程度高，可靠性同简单的机械变速箱相比也相应降低；②传动效率降低，能耗增加；③系统重量增加，降低了驱重比。其他一些方法，如采用自动离合器(电动、液动和气动)、电控手刹车等，都在某些局部上改善了驾驶舒适性，减轻了驾驶员负担，但都没有将传统机械变速箱的优势进行更进一步的挖掘。

发明内容

本发明的目的是提出一种利用机械变速箱能减轻驾驶员行驶途中停车/起步时的负担，在坡道停车/起步和车辆拥阻频繁启停时的辅助效果尤为明显的一种汽车短暂驻车和起步的驾驶辅助方法及其系统。

本发明的目的是这样实现的：

一种汽车短暂驻车和起步的驾驶辅助系统，是由刹车力维持模块、离合器耦合控制模块、油门控制模块以及控制器综合组成，其中，

所述的控制器，是整个汽车驾驶辅助系统控制单元，由第1接口、A/D模数转换器、中央处理器、可编程只读存储器以及第2接口组成；

所述的刹车力维持模块由与所述的控制器连接的刹车开关、与所述的刹车开关连接的刹车踏板、与所述的刹车踏板以及刹车开关连接的刹车助力油缸、与所述的刹车助力油缸以及控制器连接的刹车液压增势电磁阀、与所述的刹车液压增势电磁阀连接的刹车油管、与所述的刹车油管和汽车的后轴左右轮刹车从动缸和刹车片以及所述的控制器连接的车速传感器组成；

所述的离合器耦合控制模块由与所述的控制器连接的离合器开关、与所述的离合器开关连接的离合器踏板、与所述的离合器踏板以及离合器开关连接的离合器操纵主动缸、与所述的离合器操纵主动缸以及控制器连接的离合器液压增势电磁阀、与所述的离合器液压增势电磁阀连接的离合器油管、与所述的离合器油管连接的离合器从动缸、与所述的离合器从动缸连接的压开离合器组成；

所述的油门控制模块由与所述的控制器连接的油门传感器、与所述的油门传感器连接的油门踏板组成。

另外，为了实现本发明的目的，一种应用如上所述的汽车短暂驻车和起步的驾驶辅助系统的汽车短暂驻车和起步的驾驶辅助方法，其特征包括：

汽车短暂驻车时：

踩下离合器踏板再松开，使离合器耦合控制模块中的离合器开关发送一个动作指示信号到控制器，由控制器控制离合器耦合控制模块中的增势截止电磁阀自动将离合器油路切断并增势，以保持离合器脱离啮合；

踩下刹车踏板，汽车停后再松开，使刹车力维持模块中的刹车开关发送一个动作指示信号到控制器，由控制器控制刹车力维持模块中的刹车增势截止电磁阀自动将刹车油路切断并增势，以保持刹车压力；

汽车驻车；

汽车短暂驻车后起步时：

档位置于起步档后踩下油门踏板，使油门控制传感器发送一个动作指示信号到控制器，由控制器控制离合器耦合控制模块中的离合器增势截止电磁阀复位，油路恢复，离合器受控啮合，同时，控制器控制刹车力维持模块中的刹车增势截止电磁阀复位，油路恢复，刹车力受控消退；

汽车起步运行。

本发明的效果：

在本发明的汽车短暂驻车和起步的驾驶辅助方法及其系统中，采用离合器偶合控制模块和刹车力维持模块作为执行器，导入控制器作为核心的控制单元，利用刹车传感器和油门传感器作为信号感应器，实现了起步、驻车简化的效果，达到“一脚油门”快速起步，“一脚刹车”简化短暂驻车。实现本方法的驾驶辅助系统能弥补自动档车型驾乘过程中缺乏驾驶乐趣的不足，满足驾驶员介入性的要求；此外，本方法减轻了驾驶员在短暂驻车/起步过程中的负担，避免误操作导致的事故。本发明以较低的成本实现驾驶过程中几个关键实用的辅助功能。

为进一步说明本发明的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本发明进行详细的描述。

附图说明

图1为本发明的汽车短暂驻车和起步的驾驶辅助系统的原理图。

图2为图1中汽车短暂驻车和起步的驾驶辅助系统的液压增势截止电磁阀的原理图。

图3为图1中汽车短暂驻车和起步的驾驶辅助系统控制器的原理图

图4为上坡驻车过程操作对比图；

(a)为机械变速箱(MT)上坡驻车过程操作图；

(b)为自动变速箱(AT)上坡驻车过程操作图；

(c)为本发明的汽车短暂驻车和起步的驾驶辅助系统(FHS)上坡驻车过程操作图。

图5为上坡起步过程操作对比图：

(a)为机械变速箱(MT)上坡起步过程操作图；

(b)为自动变速箱(AT)上坡起步过程操作图；

(c)为本发明的汽车短暂驻车和起步的驾驶辅助系统(FHS)上坡起步过程操作图。

具体实施方式

下面，根据附图对本发明的汽车短暂驻车和起步的驾驶辅助方法及其系统的具体实施方式进行详细说明。

图1为本发明的汽车短暂驻车和起步的驾驶辅助系统的原理图。图2为图1中汽车短暂驻车和起步的驾驶辅助系统的关键部件液压增势截止电磁阀的原理图。图3为汽车短暂驻车和起步的驾驶辅助系统控制器的电原理图。图4为上坡驻车过程操作对比图；(a)为机械变速箱(MT)上坡驻车过程操作图；(b)为自动变速箱(AT)上坡驻车过程操作图；(c)为本发明的汽车短暂驻车和起步的驾驶辅助系统(FHS)上坡驻车过程操作图。图5为上坡起步过程操作对比图：(a)为机械变速箱(MT)上坡起步过程操作图；(b)为自动变速箱(AT)上坡起步过程操作图；(c)为本发明的汽车短暂驻车和起步的驾驶辅助系统(FHS)上坡起步过程操作图。

本发明的汽车短暂驻车和起步的驾驶辅助方法(FHS)，流程为：

踩下离合器；

踩下刹车，车子停；

松开离合器；

松开脚刹车；

等待起步；

换起步档，档位放起步档；

踩下油门，起步。

由此可见，本发明的汽车短暂驻车和起步的驾驶辅助方法(FHS)，尤其是指汽车驻车和起步的驾驶方法的流程比机械变速箱(MT)与自动变速箱(AT)的驻车和起步的驾驶方法的流程的动作都要少(详见图4、5)，大大减少了驾驶员的工作负担。

实现本发明的汽车短暂驻车和起步的驾驶辅助方法的汽车短暂驻车和起步驾驶辅助系统(FHS)主要是由离合器耦合控制模块、刹车力维持模块、油门控制模块以及控制器1综合组成的。本发明的汽车辅助驾驶方法是通过对离合器耦合、刹车动力维持和加速信息综合控制来达到改善短暂驻车和起步操作过程，以减轻驾驶员负担。

本发明的汽车短暂驻车和起步的驾驶辅助系统的一个典型实施例如图1、图2和图3所示。

汽车短暂驻车和起步的驾驶辅助系统中的刹车力维持模块由与控制器1连接的刹车开关2、与刹车开关2连接的刹车踏板3、与刹车踏板3以及刹车开关2连接的刹车助力油缸4、与刹车助力油缸4以及控制器1连接的刹车液压增势电磁阀5、与刹车液压增势电磁阀5连接的刹车油管6、与刹车油管6和后轴左右轮刹车从动缸和刹车片8以及控制器1连接的车速传感器7组成。

汽车短暂驻车和起步的驾驶辅助系统中的离合器耦合控制模块由与控制器1连接的离合器开关9、与离合器开关9连接的离合器踏板10、与离合器踏板10以及离合器开关10连接的离合器操纵主动缸11、与离合器操纵主动缸11以及控制器1连接的离合器液压增势电磁阀12、与离合器液压增势电磁阀12连接的离合器油管13、与离合器油管13连接的离合器从动缸14、与离合器从动缸14连接的压开离合器15组成。

汽车短暂驻车和起步的驾驶辅助系统中的油门控制模块由与控制器1连接的油门传感器16、与油门传感器16连接的油门踏板17组成。

上述各部件的连接关系详细说明如下。

控制器1，是整个汽车短暂驻车和起步的驾驶辅助系统控制单元。

刹车开关2，一端连接汽车的刹车踏板3，另一端连接所述的控制器1，是刹车踏板3动作的传感器。

刹车液压增势电磁阀5，是实现油路截止并增势的关键部件，它的作用是在控制器1的控制下对液压油路进行截止并适当增压，以保证充足的刹车力。所述的刹车液压增势电磁阀5由如下部分组成：压力油进口18、单向阀19、压力油出口20、增势阀体21、增势柱塞22、增势传动齿轮23、柱塞螺杆24和增势驱动电机25，其中所述的增势驱动电机25与所述的控制器1连接，所述的压力油出口20与汽车的刹车油管6连接，所述的压力油进口18连接刹车助力油缸4，所述的刹车助力油缸4的另一端与所述的刹车踏板3和所述的刹车开关2连接。

车速传感器7，固定在车轮车速齿圈上，信号端与所述的控制器1连接。

离合器开关9，一端连接汽车的离合器踏板10，另一端连接所述的控制器1，是离合器踏板10动作的传感器。

离合器液压增势电磁阀12，是实现离合器油路截止并增势的关键部件，作用是在控制器1的控制下对离合器液压油路进行截止并适当增压，以保证离合器完全脱离啮合。所述的离合器增势电磁阀12由如下部分组成：压力油进口18、单向阀19、压力油出口20、增势阀体21、增势柱塞22、增势传动齿轮23、柱塞螺杆24和增势驱动电机25，其中所述的增势驱动电机25与所述的控制器1连接，所述的压力油出口20与汽车的离合器油管13连接，所述的压力油进口18连接离合器操纵主动缸11，所述的离合器操纵主动缸11的另一端与所述的离合器踏板10和所述的离合器开关9连接，所述的离合器油管13与汽车的离合器从动缸14、压开离合器15连接。

油门传感器16一端连接汽车的油门踏板17，另一端连接所述的控制器1，是油门踏板17动作的传感器。

所述的刹车液压增势电磁阀5和离合器液压增势电磁阀12中的增势驱动电机25受控制器1的驱动正向转动时，通过增势传动齿轮23带动增势柱塞22运动，实现液压油路的截止以及增压。所述的增势驱动电机25受控制器1的驱动反向转动时，通过增势传动齿轮23带动增势柱塞22运动，则可实现油路的恢复和压力卸荷。

所述的刹车开关2、车速传感器7、离合器开关9、油门传感器16分别为所述的刹车踏板3、反映车速的车轮车速齿圈(未图示)、离合器踏板10以及油门踏板17的动作传感器，所述的控制器1接收到这些动作传感器中相应的信号后发出相应的控制信号，驱动所述的刹车液压增势电磁阀5和离合器液压增势电磁阀12进行相应的动作，以实现油路的截止或恢复。

本实施例中刹车开关2和离合器开关9是简单的压合开关，它们的作用只是发送一个动作指示信号。本实施例中油门传感器16是一个电位器，它可以指示油门的位置。

本实施例中的控制器1由第1接口PIO1(使用8051的接口)、A/D模数转换器(采用ADC80)、中央处理器CPU(采用8051)、可编程只读存储器EPROM2764以及第2接口PIO2(也使用8051的接口)组成。

本发明主要的操作过程是：当驾驶员行驶途中欲停车时，踩下离合器踏板10后由离合器增势截止电磁阀12自动将离合器油路切断并增势以保持离合器脱离啮合，驾驶员的腿脚立即停止用力；驾驶员踩下刹车踏板3并待车子停止运动后由刹车增势截止电磁阀5自动将刹车油路切断并增势以保持刹车压力，驾驶员的腿脚立即停止用力。车子起步时，驾驶员踩动油门踏板17，离合器油路上的离合器增势截止电磁阀12复位，油路恢复，离合器受控啮合；同时，刹车油路上的刹车增势截止电磁阀5复位，油路恢复，刹车力受控消退，车辆起步运行。本辅助方法中把驾驶员在平时换档以及起步过程中，踩下离合器并有意识屏住用力然后缓慢松开的过程简化成了踩下后立刻松开的短暂操作；把停车时防止车辆倒溜的持续用力刹车简化为车子刹停后立刻松开的短暂用力操作；把驾驶员停车时可能的换档到空挡，然后拉紧手刹车以及起步时再换起步档的过程简化为停车过程中腿脚无须再用力踩踏离合器就可换起步档，无须拉手刹车就可以驻车，踩下油门踏板就可起步这样一个省力的过程。

综上所述，本发明的汽车短暂驻车和起步的驾驶辅助方法及其系统的驾驶辅助作用体现在减轻驾驶员行驶途中停车/起步时的负担，坡道停车/起步和车辆拥阻时频繁启停时的效果尤为显著。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明权利要求书的范围内。

Claims (4)

1、一种汽车短暂驻车和起步的驾驶辅助系统，其特征在于是由刹车力维持模块、离合器耦合控制模块、油门控制模块以及控制器综合组成，其中，

所述的控制器，是整个汽车驾驶辅助系统控制单元，由第1接口、A/D模数转换器、中央处理器、可编程只读存储器以及第2接口组成；

所述的刹车力维持模块由与所述的控制器连接的刹车开关、与所述的刹车开关连接的刹车踏板、与所述的刹车踏板以及刹车开关连接的刹车助力油缸、与所述的刹车助力油缸以及控制器连接的刹车液压增势电磁阀、与所述的刹车液压增势电磁阀连接的刹车油管、与所述的刹车油管和汽车的后轴左右轮刹车从动缸和刹车片以及所述的控制器连接的车速传感器组成；

所述的离合器耦合控制模块由与所述的控制器连接的离合器开关、与所述的离合器开关连接的离合器踏板、与所述的离合器踏板以及离合器开关连接的离合器操纵主动缸、与所述的离合器操纵主动缸以及控制器连接的离合器液压增势电磁阀、与所述的离合器液压增势电磁阀连接的离合器油管、与所述的离合器油管连接的离合器从动缸、与所述的离合器从动缸连接的压开离合器组成；

所述的油门控制模块由与所述的控制器连接的油门传感器、与所述的油门传感器连接的油门踏板组成。

2、如权利要求1所述的汽车短暂驻车和起步的驾驶辅助系统，其特征在于：

所述的刹车液压增势电磁阀由压力油进口、单向阀、压力油出口、增势阀体、增势柱塞、增势传动齿轮、柱塞螺杆和增势驱动电机组成，其中所述的增势驱动电机与所述的控制器连接，所述的压力油出口与所述的刹车油管连接，所述的压力油进口与所述的刹车助力油缸连接。

3、如权利要求1所述的汽车短暂驻车和起步的驾驶辅助系统，其特征在于：

所述的离合器增势电磁阀由压力油进口、单向阀、压力油出口、增势阀体、增势柱塞、增势传动齿轮、柱塞螺杆和增势驱动电机组成，其中所述的增势驱动电机与所述的控制器连接，所述的压力油出口与所述的离合器油管连接，所述的压力油进口连接所述的离合器操纵主动缸。

4、一种应用如权利要求1所述的系统的汽车短暂驻车和起步的驾驶辅助方法，其特征包括：

汽车短暂驻车时：

踩下离合器踏板再松开，使离合器耦合控制模块中的离合器开关发送一个动作指示信号到控制器，由控制器控制离合器耦合控制模块中的增势截止电磁阀自动将离合器油路切断并增势，以保持离合器脱离啮合；

踩下刹车踏板，汽车停后再松开，使刹车力维持模块中的刹车开关发送一个动作指示信号到控制器，由控制器控制刹车力维持模块中的刹车增势截止电磁阀自动将刹车油路切断并增势，以保持刹车压力；

汽车驻车；

汽车短暂驻车后起步时：

档位置于起步档后踩下油门踏板，使油门控制传感器发送一个动作指示信号到控制器，由控制器控制离合器耦合控制模块中的离合器增势截止电磁阀复位，油路恢复，离合器受控啮合，同时，控制器控制刹车力维持模块中的刹车增势截止电磁阀复位，油路恢复，刹车力受控消退；

汽车起步运行。

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