CN103786699B - 一种手动挡汽车自动手刹系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种手动挡汽车自动手刹系统及其控制方法，包括控制处理模块、与其通信连接的车速判断模块、空档传感器、离合器啮合位置传感器以及执行模块；执行模块包括带有机械自锁结构的伺服电机以及由电机驱动的制动结构，伺服电机与制动结构的手刹钳拉索连接，且伺服电机与控制处理模块硬线连接以进行通信；车速判断模块监测车速信息，离合器捏合传感器用于判断离合器的啮合位置信息，当监测到车速信号为“零”时，立即对伺服电机发出指令启动刹车；当监测到空档传感器处于非空挡时，同时监测到离合器啮合量大于1/4时，立即发出指令至伺服电机处以解除手刹，车辆起步，从而可通过控制模块实现自动控制手刹系统，简化操作、可靠性高。

Description

一种手动挡汽车自动手刹系统及其控制方法

技术领域

本发明属于汽车技术领域，涉及一种手动挡汽车的刹车装置，尤其是自动手刹装置。

背景技术

在汽车市场中，手动挡汽车仍是目前的主流车型，但手动挡汽车的手刹系统需要手动操作，增加了驾驶操作的复杂性，部分驾驶员很可能嫌操作繁琐从而不实时使用手刹，给行车安全造成很大风险。鉴于此，有必要对手动汽车的手刹系统进行改进，以简化手动挡汽车驾驶员的操作，尽量降低行车风险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种手动挡汽车自动手刹系统及其控制方法，通过对手刹系统进行改良，实现了经过行车电脑控制自动手刹系统，完全取代传统的手动手刹系统，简化操作、提高安全及降低成本，让行车更加智能化。

为达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种手动挡汽车自动手刹系统，包括控制处理模块、与所述控制处理模块通信连接的车速判断模块、空档传感器、离合器啮合位置传感器以及执行模块；

所述执行模块包括带有机械自锁结构的伺服电机以及由伺服电机驱动的制动结构，所述伺服电机与制动结构的手刹钳拉索连接，且伺服电机与所述控制处理模块硬线连接以进行通信；

所述车速判断模块监测车速信息，所述离合器啮合传感器用于判断离合器的啮合位置信息，所述控制处理模块接受并处理所述车速与离合器的啮合位置信息以驱动所述执行模块启动或解除手刹。

所述的手动挡汽车自动手刹系统还包括坡度传感器，所述坡度传感器与所述控制处理模块通信连接用于判断车辆是否处于坡道上。

所述控制处理模块为行车电脑。

所述车速判断模块为车辆ABS的车速传感器。

所述伺服电机与制动结构的手刹钳拉索经由齿轮—齿条结构连接。

一种手动挡汽车自动手刹系统的控制方法，包括以下步骤：行车电脑通过CAN总线实时监测车速信号、空档传感器信号以及离合器啮合位置传感器信号；

（1）当行车电脑从CAN总线上监测到由ABS模块的车速传感器发出的车速信号为“零”时，行车电脑立即对伺服电机发出指令启动刹车；

（2）当行车电脑从CAN总线上监测到空档传感器处于非空挡时，同时监测到离合器啮合量大于1/4时，行车电脑立即发出指令至伺服电机处以解除手刹，车辆起步。

行车电脑还通过CAN总线实时监测坡度传感器信号：当行车电脑监测到除空挡及离合器啮合位置信息外，还通过坡度传感器信号监测到车辆倾斜角超过1°时，车辆起步时则会启动延时解除自动手刹功能，以便辅助坡道起步。

由于采用上述方案，本发明的有益效果是：

本发明所示的手动挡汽车自动手刹系统，其实现手刹的执行模块为通过在取消传统的手刹拉杆的同时在底盘处增加自动手刹伺服电机，伺服电机与手刹钳拉索通过齿轮—齿条结构连接，并伺服电机带有机械自锁结构。

由于伺服电机与行车电脑相连，行车电脑从CAN总线上读取车速与离合器啮合位置的数据信息后发送指令至伺服电机处以开启或关闭手刹，从而通过行车电脑实现自动控制手刹系统，完全取代传统的手动手刹系统。此结构很容易实现且广泛在汽车上使用，且简化操作、可靠性高、提高安全及降低成本，让行车更加智能化。

本发明所示的手动挡汽车自动手刹系统的控制方法：当行车电脑接收到ABS模块发出的车速信号为“零”时，立即对伺服电机发出指令启动刹车，防止车辆滑移及应对突发事故；在解除手刹时，区分坡道起步和平路起步，当判断坡道起步时还增加延时解除自动手刹功能。整个行车过程中不需要驾驶员主观干预的自动手刹系统，在提高行车安全的同时使驾驶操作简单、智能化。

附图说明

图1为本发明一实施例的工作原理示意图。

具体实施方式

以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示，第一实施例中，本发明提供了一种手动挡汽车自动手刹系统，包括控制处理模块、与控制处理模块通信连接的车速判断模块、空档传感器、离合器啮合位置传感器、坡度传感器以及执行模块；

本实施例中，控制处理模块为行车电脑，本系统由于关系到行驶安全，根据相关法规，必须集成在底盘—动力系统中，故控制处理模块为行车电脑，可从CAN总线上读取相关的数据信息以及下达相关的指令。

执行模块包括带有机械自锁结构的伺服电机以及由伺服电机控制的制动结构，伺服电机与制动结构的手刹钳拉索直接连接，且伺服电机与控制处理模块硬线连接以进行通信。传统的手刹系统一般是由拉杆牵引着传递拉索作用在单独的手刹钳（或手刹毂）上的，拉起拉杆，即可通过拉索的牵引达到将手刹钳压紧，从而达到固定车轮的目的。本发明所示的自动手刹系统将拉杆结构更换为伺服电机，伺服电机经由硬线连接控制处理模块，伺服电机的输出端通过带锁止功能的齿轮—齿条结构与手刹钳拉索连接，从而可对制动结构单独控制，且伺服电机带有机械自锁结构，以防止系统断电的影响。伺服电机的输出端除通过带锁止功能的齿轮—齿条结构与手刹钳拉索连接外，还可选择其他行业通用的连接方式进行连接。

车速判断模块监测车速信息并传递至控制处理模块处理。当车速信号为“零”时，控制处理模块发出指令至伺服电机处以启动刹车；本实施例中，车速判断模块为ABS模块中的车速传感器。正常行驶条件下只要自动手刹系统从CAN总线上监测到由ABS模块发出的车速信号为“零”时，自动手刹系统会立即对伺服电机发出手刹指令，此时电机驱动齿轮并带动齿条牵引刹车钳拉索并锁止，从而启动刹车，防止车辆滑移及应对突发事故。

离合器啮合位置传感器用于判断离合器啮合位置信息，离合器断开时为“0”，完全结合为“1”，当信号大于“0”时就表示离合器开始结合。控制处理模块从CAN总线上监测到空档传感器处于非空挡状态且监测到离合器啮合量大于1/4时，控制处理模块发出指令至伺服电机处以解除手刹。由于离合器从动盘与变速器输入轴为花键连接，在非空挡时离合器从动盘直接传动到车轮。故当离合器啮合位置传感器将信号送至行车电脑，自动手刹系统再从CAN上读取此信号时判断离合器有滑摩（即有足够的驱动扭矩），自动手刹系统判断车辆启动，行车电脑即发送指令至伺服电机处解除刹车。

坡度传感器与控制处理模块通信连接用于判断车辆是否处于坡度上，当行车电脑通过坡度传感器判断车辆处于上坡路段，同时从CAN总线上监测到空档传感器处于非空挡、离合器滑摩时，行车电脑判断车辆为坡道起步状态，此时，车辆起步的时候系统会有延时解除的功能，以便辅助坡道起步。

第二实施例中，本发明对应第一实施例提供了一种手动挡汽车自动手刹系统的控制方法，包括以下步骤：通过CAN总线实时监测车速信号、空档传感器信号、离合器啮合位置传感器信号以及坡度传感器信号；自动手刹系统集成在行车电脑系统中，无需特意开启此功能，系统根据车况进行自动控制。自动手刹系统的输入信息主要有车速信息、离合器啮合信息、坡度信息和空挡信息。

（1）当行车电脑从CAN总线上监测到由ABS模块发出的车速信号为“零”时，行车电脑立即对伺服电机发出指令启动刹车。开启手刹的工况很简单，在正常行驶工况下只要自动手刹系统从CAN上监测到由ABS模块发出的车速信号为“零”时，自动手刹系统会立即对伺服电机发出指令启动刹车，防止车辆滑移及应对突发事故。

（2）当从CAN总线上监测到空档传感器处于非空挡，同时监测到离合器啮合量大于1/4时，行车电脑立即发出指令至伺服电机处以解除手刹，车辆起步。

（3）当行车电脑监测到除空挡及离合器从动盘转速信息外，还通过坡度传感器信号监测到车辆倾斜角超过1°时，车辆起步时则会启动延时解除自动手刹功能，以便辅助坡道起步。行车电脑在判断车辆处于起步状态的同时还判断车辆处于坡道上，即为坡道起步时，开启坡道起步辅助。当车辆停放在坡道上需要起步时，自动手刹系统除了监测空挡及离合器啮合位置信息外，还需要监测坡度信息（坡度传感器信号直接被自动手刹系统读取，当自动手刹系统监测到车辆倾斜角超过1°时，即被判断为坡道）。当车辆停放的地方被系统判断为坡道时，车辆起步时则会启动延时解除自动手刹功能，以便辅助坡道起步。若无延时设定，车辆坡道起步，此时手刹会被解除，但由于该刻的驱动力尚不足以使车辆前进，会造成车辆溜坡，造成安全隐患。

本发明所示的一种手动挡汽车自动手刹系统及控制方法，考虑到手刹系统高的可靠性的需要，在取消传统的手刹拉杆的同时需要在底盘处增加自动手刹伺服电机，并带有锁止功能，伺服电机与手刹钳拉索通过带锁止功能的齿轮—齿条结构连接，并带有机械自锁结构，此结构很容易实现且广泛在汽车上使用；由于伺服电机硬线直接连接行车电脑，从而通过行车电脑实现自动控制手刹系统，完全取代传统的手动手刹系统，简化操作、可靠性高、提高安全及降低成本，让行车更加智能化。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种手动挡汽车自动手刹系统，其特征在于：包括控制处理模块、与所述控制处理模块通信连接的车速判断模块、空档传感器、离合器啮合位置传感器以及执行模块；

所述执行模块包括带有机械自锁结构的伺服电机以及由伺服电机驱动的制动结构，所述伺服电机与制动结构的手刹钳拉索连接，且伺服电机与所述控制处理模块硬线连接以进行通信；所述伺服电机与制动结构的手刹钳拉索经由齿轮—齿条结构连接；

所述车速判断模块监测车速信息，所述离合器啮合位置传感器用于判断离合器的啮合位置信息，所述控制处理模块接受并处理所述车速与离合器的啮合位置信息以及所述空档传感器检测的信息，以驱动所述执行模块启动或解除手刹；

所述控制处理模块为行车电脑；

行车电脑通过CAN总线实时监测车速信号、空档传感器信号以及离合器啮合位置传感器信号；

(1)当行车电脑从CAN总线上监测到由ABS模块的车速传感器发出的车速信号为“零”时，行车电脑立即对伺服电机发出指令启动刹车；

(2)当行车电脑从CAN总线上监测到空档传感器处于非空挡时，同时监测到离合器啮合量大于1/4时，行车电脑立即发出指令至伺服电机处以解除手刹，车辆起步。

2.根据权利要求1所述的手动挡汽车自动手刹系统，其特征在于：还包括坡度传感器，所述坡度传感器与所述控制处理模块通信连接用于判断车辆是否处于坡道上。

3.根据权利要求1所述的手动挡汽车自动手刹系统，其特征在于：所述车速判断模块为车辆ABS的车速传感器。

4.根据权利要求2所述的手动挡汽车自动手刹系统，其特征在于：行车电脑还通过CAN总线实时监测坡度传感器信号：当行车电脑监测到除空挡及离合器啮合位置信息外，还通过坡度传感器信号监测到车辆倾斜角超过1°时，车辆起步时则会启动延时解除自动手刹功能，以便辅助坡道起步。