CN103253248A - 基于abs系统的辅助坡道起步的方法及使用该方法的系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于ABS系统的辅助坡道起步的方法以及使用该方法的坡道辅助起步系统。所述方法包括：辅助坡道起步启动判断步骤，其中，确定车辆处于可进行辅助坡道起步启动状态；辅助坡道制动步骤，其中，使制动气室保压；辅助坡道起步步骤，其中，发送ABS减压信号使制动气室减压至零，使离合器完全结合。所述系统通过获取车辆的车速、加速度、档位或脚制动信息来判断当前车辆是否处于平地还是坡上，然后根据判断结果自动启动辅助坡道系统对坡道起步进行控制，无需驾驶员手动操作，能够减少不必要的向后滑行，避免不必要的事故发生。

Description

基于ABS系统的辅助坡道起步的方法及使用该方法的系统

技术领域

本发明属于汽车制动技术领域，特别涉及一种基于ABS系统的辅助坡道起步系统和方法。

背景技术

ABS系统(Anti-lock Braking System)是一个在制动期间监视和控制车辆速度的电子系统。它的任务是防止由于制动力过大造成的车轮抱死(尤其是在低附着路面上),从而使得即使全制动也能维持侧向力,以保证驾驶稳定性和车辆转向控制性以及主挂车制动协调性的最佳效果。ABS系统通过常规制动系统起作用,可提高车辆的主动安全性。

目前，坡道起步方法主要分手动和自动两种。手动坡道起步需要驾驶员拥有熟练的油门、离合器和刹车配合技术,来顺畅起步并确保车辆不向后滑行,这种坡道起步方法对驾驶员的要求相对较高，如果操作不当的话容易发生危险；自动坡道起步是由电子控制方式实现汽车坡道起步制动产生和解除的自动控制，但是目前的自动坡道起步无法自动识别车辆所处位置是上坡、下坡还是平地，所以需要驾驶员手动触发开关来实现自动坡道起步。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足提供一种基于ABS系统实现辅助坡道起步的方法,其设计合理、成本低、操作简单、智能化程度高，能有效解决上述问题。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种基于ABS系统的辅助坡道起步的方法，所述方法包括：

辅助坡道起步启动判断步骤，其中，确定车辆处于可进行辅助坡道起步启动状态；

辅助坡道制动步骤，其中，使制动气室保压；

辅助坡道起步步骤，其中，发送ABS减压信号使制动气室减压至零，并使离合器完全结合。

所述辅助坡道起步启动判断步骤包括：辅助坡道起步控制单元采集车速信息、坡度信息、挡位信息和制动信息；

根据采集到的信息确定车辆处于可进行辅助坡道起步启动状态。

根据采集到的信息确定车辆处于可进行辅助坡道起步启动状态，包括：仅在满足车速信息为零、坡度信息大于坡度阈值、制动信息有效、且挡位信息为非空挡时，判定车辆处于可进行辅助坡道起步启动状态。

所述坡度阈值为0.435度。

根据发送ABS减压信号使制动气室减压至零，包括：

根据检测到的油门信号、发动机和输入轴转速差等信号调节所述制动气室的减压速度，直至减压至零。

此外，根据本发明的另一方面，提供了一种使用该方法的基于基于ABS系统的辅助坡道起步系统，所述系统包括：辅助坡道起步控制单元、ABS控制单元和制动气室，

其中，所述辅助坡道起步控制单元确定车辆处于可进行辅助坡道起步启动状态；

所述ABS控制单元根据接收到的所述辅助坡道起步控制单元发送的压力控制命令控制所述制动气室的增减压；

所述辅助坡道起步控制单元在检测到离合器完全结合后向所述ABS控制单元发送ABS完全释放命令，解除压力控制命令，实现车辆起步。

所述辅助坡道起步控制单元通过CAN总线采集车辆的车速、加速度、挡位和脚制动信息，并根据加速度信息来计算车辆当前的坡度，并且，仅在满足车速信息为零、坡度信息大于坡度阈值、制动信息有效、且挡位信息为非空挡时，判定车辆处于可进行辅助坡道起步启动状态。

优选，所述坡度阈值为0.435度。

所述系统还包括ABS电磁调节阀和辅助坡道起步调节阀，其中，所述辅助坡道起步控制单元通过辅助坡道起步电磁阀和ABS电磁调节阀来实现辅助坡道起步制动。

优选，通过所述ABS控制单元对所述ABS电磁调节阀的控制来实现辅助坡道起步制动的解除。

与现有技术相比，采用本发明的上述基于ABS系统的辅助坡道起步的方法及使用该方法的系统，具有以下优点：

(1)智能化程度高，可自动判断车辆所处状态并根据需要自动启动辅助坡道起步系统。

(2)采用所述辅助坡道起步的方法的辅助坡道起步系统结构简单、操作简单、控制精确、成本低。

(3)使用效果好，能有效改善车辆的驱动性能，保证车辆的快速起步。

(4)通过获取发动机、离合器、油门踏板等信息对车辆起步做出准确的判断和控制，提高了车辆安全性，降低对驾驶员的要求。

(5)能够避免车辆在坡道起步后不必要的向后滑行，避免不必要的事故发生，提高整车的安全性。

(6)使用范围广，能适用于各种装有ABS系统的车辆。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1是本发明的基于ABS系统的辅助坡道起步系统的结构图。

图2是本发明的基于ABS系统的辅助坡道起步的方法步骤图。

图3是本发明的基于ABS系统的辅助坡道起步的方法的详细流程图。

（附图标记说明）

1-车速传感器；2-制动气室；3-ABS控制单元；4-ABS电磁调节阀；5-辅助坡道起步控制单元；6-制动阀；7-储气筒；8-离合器位置传感器；9-加速度传感器；10-辅助坡道起步电磁阀；11-双向止回阀。

具体实施方式

下面结合附图对发明的基于ABS系统的辅助坡道起步的方法及使用该方法的系统进行详细介绍。

本发明的方法结合在一具体的整体系统中，在本发明中，该系统为使用所述辅助坡道起步方法的辅助坡道起步系统，该系统的结构示意图如图1所示。在图1中，彼此缠绕一起的线代表电路，黑色的直线代表气路。

参照图1，所述辅助坡道起步系统在气路上的组成包括：制动气室2、ABS电磁调节阀4、双向止回阀11、制动阀6、储气筒7和辅助坡道起步电磁阀10，其中，所述ABS电磁调节阀4用以对被控制车辆的各车轮制动力进行调整。

在所述系统中气路中，所述ABS电磁调节阀4的一端与双向止回阀11的出气口连通，另一端与各车轮的制动气室2相接，所述辅助坡道起步电磁阀10一端与一个储气筒7连通，另一端与双向止回阀11的一个进气口相接，所述制动阀6由驾驶员的制动踏板控制，且一端与一个储气筒7连通，另一端与双向止回阀11的另一个进气口相接。

所述辅助坡道起步系统在电路上的组成包括：ABS控制单元3、辅助坡道起步控制单元5、车速传感器1、加速度传感器9和离合器位置传感器8。

其中，所述车速传感器1用以对被控制车辆的车速进行实时监测，以获得车速信息。

所述辅助坡道起步控制单元5用以实现对系统的整体控制，所述车速传感器1用以对被控制车辆的车速进行实时监测，以获得车速信息。

所述ABS控制单元3可由输入电路、数字控制器、输出电路和警告电路组成。其在本文中的主要任务是在车辆静止时连续监测辅助坡道起步控制单元发送的控制命令，当接收到保压命令时将减压阀关闭，同时将辅助坡道起步电磁阀10和保压阀同时打开实现制动气室保压，这样即使松开刹车踏板，制动室内的压力也不会减少，制动力保持不变；当接收到减压命令后，关闭保压阀同时根据接收到的减压命令控制辅助坡道起步电磁阀10和减压阀的通断来调节制动室内压力释放的快慢，最后关闭所有电磁阀。

电子控制单元应该是应用于某种场合的控制单元，其包含信息采集系统和控制某些元件（电磁阀、电机、继电器等）的驱动系统，例如用于控制发动机的电子控制单元，用于实现ABS的ABS电子控制单元，例如可以应用的是浙江万安开发的ABS控制器。ABS控制单元在驾驶员松开制动踏板时若收到辅助坡道起步控制单元发出的保压命令后会同时打开辅助坡道起步电磁阀10和保压阀完成制动保压，也就是不释放刹车，提供制动力使车辆不后溜。ABS控制单元可认为是执行元件；而辅助坡道起步控制单元，通过采集各种信息决定ABS控制单元什么时间开始保压，什么时间释放，是控制（应用）元件。

在所述系统中，所述ABS控制单元3与辅助坡道起步控制单元5相连；所述加速度传感器9与辅助坡道起步控制单元5相连；所述离合器位置传感器8与辅助坡道起步控制单元5相连。

参照图1，可以看出，在本发明的基于ABS系统的辅助坡道起步系统的电路和气路是通过ABS控制单元3进行连接的，即系统电路中的ABS电磁调节阀4和辅助坡道起步电磁阀10均与所述ABS控制单元3相接，并都由所述ABS控制单元3进行控制。

此外，在实际操作过程中，所述辅助坡道起步控制单元5通过CAN通信总线与被控制车辆的CAN通信网络相连。所述辅助坡道起步控制单元5可通过加速度传感器9获得车辆加速度信息，利用加速度信息计算出车辆当前的坡度，也可通过离合器位置传感器8获得离合器位置信息，同时可通过CAN通信网络获得发动机转速、发动机扭矩、油门开度等信息，也可通过CAN通信网络向ABS控制单元3发送控制命令。

通过上述的所述辅助坡道起步系统的描述，可以对基于ABS系统的辅助坡道起步系统如何对被控车辆的坡道起步进行辅助有了进一步的认识，下面将对该系统采用的用于对被控车辆实行自动启动辅助坡道起步系统的方法进行介绍。

图2是本发明的基于ABS系统的辅助坡道起步的方法步骤图。图3是本发明的基于ABS系统的辅助坡道起步的方法的详细流程图。下面结合图2和图3对本发明的基于ABS系统的辅助坡道起步的方法进行详细介绍。如图2和图3所示，为适用于图1所示的基于ABS系统的辅助坡道起步系统的方法，其包括如下步骤：

(1)辅助坡道起步启动判断步骤S101，其中，确定车辆处于可进行辅助坡道起步启动状态。

具体地，可通过辅助坡道起步控制单元5采集车辆的车速、加速度、档位或脚制动信息。然后根据加速度信息计算出车辆当前的坡度。仅在满足车速信息为零、坡度信息大于坡度阈值、制动信息有效、且挡位信息为非空挡时，才判定车辆处于可进行辅助坡道起步启动状态，即可进行辅助坡道起步。否则，所有参数复位。

优选，所述坡度阈值为0.435度，即当坡度大于0.435度为坡上，小于-0.435度时为下坡，其它为平地。这个值可以根据坡道阻力和车辆滚动阻力是否平衡计算得到。

坡度阈值计算依据：根据汽车理论（清华大学余志生著、第3版、P10）良好路面卡车的滚动阻力系数为f=0.0076+0.000056ua得到静止时f=0.0076，在上坡时静止时，滚动阻力的方向是阻碍车辆后溜，坡度阻力克服（大于）滚动阻力时，车辆就会后溜。于是即当Gsinθ>Gf时，车辆后溜，θ=sin^-1f≈0.435度。其中，加速度信息和车辆当前坡度之间的关系可通过安装于车辆中的加速度传感器来计算。加速度传感器的感应轴方向与车辆纵向方向平行。当车辆在平路静止时，重力加速度g在车辆纵向方向的分量（也就是加速度传感器输出）为0。当车辆在坡道静止时，重力加速度g在车辆纵向方向的分量（也就是加速度传感器输出）不为0，为G*Sinθ，当车辆处于平地时，输出为0；当车辆处于上坡时，输出为G*Sinθ，当车辆处于下坡时，输出为-G*Sinθ。

(2)辅助坡道制动步骤S102，其中，使制动气室保压。

当判定车辆处于可进行辅助坡道起步启动状态后，所述辅助坡道起步控制单元5会通过CAN通信网络向向ABS控制单元3发送制动气室保压命令，即ABS控制单元关掉制动气室的排气，维持制动气室内的气压不变，实现保压。此时利用辅助坡道起步电磁阀10和ABS电磁调节阀4使受辅助坡道起步电磁阀10控制的驱动车轮的制动力在松开脚制动踏板后不释放，从而实现辅助坡道起步制动。

(3)辅助坡道起步步骤S103，其中，发送ABS减压信号使制动气室减压至零，使离合器完全结合。

在该步骤中，辅助坡道起步控制单元5通过油门信号检测驾驶员是否有起步意图,如果有则结合离合器至半联动点。如果检测的油门信号显示油门加大，则可判断驾驶员有起步意图，此时可通过传输信号结合离合器至半联动点。

然后，通过辅助坡道起步控制单元5多次向所述ABS控制单元3发送ABS减压信号对所述ABS电磁调节阀4进行控制，分多次将被控制车辆的各车轮制动气室的气压逐步释放完。在分多次对多个所述ABS电磁调节阀4进行控制过程中，要根据被控制车辆油门开度以及发动机和输入轴转速差等参数调节制动解除速度。

最后，判断离合器是否完全结合，如果离合器完全结合，则发送ABS完全释放命令，解除对辅助坡道起步电磁阀10和ABS电磁调节阀4的控制，ABS系统恢复正常工作，制动解除，车辆起步。

通过上述方法以及结合使用该方法的基于ABS系统的辅助坡道起步系统，可结合加速度传感器自动判断车辆是处于坡上、坡下还是平地，从而可根据需要自动启动辅助坡道起步系统对车辆进行控制，在车辆处于坡上、朝上且车辆速度为0的情况下会主动保持刹车，无需人工参与，智能化程度高，同时能减少安全隐患。

Claims (10)

1.一种基于ABS系统的辅助坡道起步的方法，其特征在于，包括以下步骤：

辅助坡道起步启动判断步骤，其中，确定车辆处于可进行辅助坡道起步启动状态；

辅助坡道制动步骤，其中，使制动气室保压；

辅助坡道起步步骤，其中，发送ABS减压信号使制动气室减压至零，并使离合器完全结合。

2.根据权利要求1所述的基于ABS系统的辅助坡道起步的方法，其特征在于，所述辅助坡道起步启动判断步骤包括：

辅助坡道起步控制单元采集车速信息、坡度信息、挡位信息和制动信息；

根据采集到的信息确定车辆处于可进行辅助坡道起步启动状态。

3.根据权利要求2所述的基于ABS系统的辅助坡道起步的方法，其特征在于，根据采集到的信息确定车辆处于可进行辅助坡道起步启动状态，包括：仅在满足车速信息为零、坡度信息大于坡度阈值、制动信息有效、且挡位信息为非空挡时，判定车辆处于可进行辅助坡道起步启动状态。

4.根据权利要求3所述的基于ABS系统的辅助坡道起步的方法，其特征在于，所述坡度阈值为0.435度。

5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的基于ABS系统的辅助坡道起步的方法，其特征在于，根据发送ABS减压信号使制动气室减压至零，包括：

根据检测到的油门信号、发动机和输入轴转速差等信号调节所述制动气室的减压速度，直至减压至零。

6.一种基于ABS系统的辅助坡道起步系统，其特征在于，包括：辅助坡道起步控制单元、ABS控制单元和制动气室，

其中，所述辅助坡道起步控制单元确定车辆处于可进行辅助坡道起步启动状态；

所述ABS控制单元根据接收到的所述辅助坡道起步控制单元发送的压力控制命令控制所述制动气室的保减压；

所述辅助坡道起步控制单元在检测到离合器完全结合后向所述ABS控制单元发送ABS完全释放命令，解除压力控制命令，实现车辆起步。

7.根据权利要求6所述的基于ABS系统的辅助坡道起步系统，其特征在于，所述辅助坡道起步控制单元通过CAN总线采集车辆的车速、加速度、挡位和脚制动信息，并根据加速度信息来计算车辆当前的坡度，并且，仅在满足车速信息为零、坡度信息大于坡度阈值、制动信息有效、且挡位信息为非空挡时，判定车辆处于可进行辅助坡道起步启动状态。

8.根据权利要求7所述的基于ABS系统的辅助坡道起步系统，其特征在于，所述坡度阈值为0.435度。

9.根据权利要求6所述的基于ABS系统的辅助坡道起步系统，其特征在于，还包括ABS电磁调节阀和辅助坡道起步调节阀，其中，所述辅助坡道起步控制单元通过辅助坡道起步电磁阀和ABS电磁调节阀来实现辅助坡道起步制动。

10.根据权利要求9所述的基于ABS系统的辅助坡道起步系统，其特征在于，通过所述ABS控制单元对所述ABS电磁调节阀的控制来实现辅助坡道起步制动的解除。

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