CN104494586B - 自动挡车辆的自动驻车控制系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种自动挡车辆的自动驻车控制系统及控制方法,在现有车辆制动踏板、制动主缸、制动轮缸、制动踏板位置传感器、变速器控制器和制动油壶的构造基础上,在制动主缸至制动轮缸之间的制动油路上,并联三个阀:单向阀、手动换向阀和电磁换向阀,单向阀由制动主缸至制动轮缸方向单向导通;电磁换向阀通过电磁阀驱动电路与驻车控制单元相连。当车辆在行驶过程中制动时,单向阀单向导通,电磁换向阀导通,制动液经电磁换向阀进入及退出制动轮缸,实现常规的制动;当行驶时制动踏板为零的时间超过2秒后,电磁阀关闭;当车辆停止时,单向阀关闭,电磁换向阀关闭,制动液仅经单向阀进入制动轮缸且无法返回制动主缸,保持轮缸压力实现驻车制动。
Description
技术领域
本发明涉及机动车辆的驻车技术领域,具体地说,特别涉及一种自动挡车辆的电子自动驻车制动系统及控制方法。本申请中的车辆,包括但不限于汽车、混合动力车辆、纯电动车辆等。
背景技术
传统汽车驻车制动器通过手动操作完成驻车,随着城市化建设进程的推进,城市中红绿灯越来越多,等红灯的时间和次数也越来越多,每次都需要人为拉起和放开驻车制动器(俗称手刹),这增加了驾驶者的工作量,特别是在节假日出行更增加了驾驶疲劳的可能性。另外在汽车熄火后,很多驾驶员忘记拉起手刹,导致了事故的发生。
自动变速器是指以手动变速器或液力变矩器为基础,能够实现换挡过程中的变速器及离合器等部件自动离合控制的硬件及其控制系统,该类车辆称为自动挡车辆。但自动挡车辆的驻车功能目前较为普遍的仍是通过驻车制动手柄、驻车制动脚刹和电子驻车制动(EPB)按钮来实现的,也需要人工操作,没有实现驻车制动的自动控制。
车辆控制的自动化和智能化可大大的减轻驾驶员的操作负担,提高车辆的运行安全性,是未来汽车发展的趋势。很多原本需要人来操作的功能,只需要几个按键甚至是语音就可以由机器自动完成相应的操作。这种既便捷又实用的设计受到消费者的欢迎和认可。但是先进的技术所带来的高昂费用使得部分消费者无法享受这种服务,这就需要利用现有成熟的技术实现低成本、环保、可靠的自动化技术,来满足消费者越来越高的要求。驻车制动是保证车辆停车安全的基本保障,实现其控制的自动化和智能化具有重要意义。
针对上述问题,中国发明专利申请(申请公布号:CN 102729972A,公布日:2012.10.17)提出一种液控电子驻车执行机构,包括电机双联驱动的高、低压泵、若干电磁阀、液压缸与锁紧装置等。该种方法优点是:动力传递连续、稳定,制动力大。缺点是:
1)该系统液压元件众多,占用较大空间,给车辆成本控制及整体布局带来一定影响。
2)该系统众多液压元件提高了整车自重,不利于减排与提高燃油经济性。
3)该系统较为复杂的结构增加了液压系统泄漏的可能,降低了驻车效能的长期有效性。
4)该系统并未实现驻车的自动控制,仍需要驾驶员的对驻车按钮操作。
发明内容
为了克服已有技术的不足之处,本发明的目的是提出一种用于自动挡车辆的自动驻车控制系统及控制方法。主要用于解决自动挡车辆启停以及坡道起步时,由于车辆自身重力在坡道上的分力,可能产生的溜坡引发的安全问题。
本发明的目的可利用下述技术方案来实现:一种自动挡车辆的自动驻车控制方法,其特征在于:是基于在车辆的制动主缸与制动轮缸之间的油路上并联设置三个阀:一个是单向阀,一个是电磁换向阀,一个是手动换向阀,电磁换向阀和手动换向阀是常闭阀;在车辆控制系统中设置一驻车控制单元和电磁阀驱动电路,驻车控制单元通过电磁阀驱动电路控制电磁换向阀而实现的。
其中,当车辆在行驶过程中制动时,单向阀由制动主缸向制动轮缸单向导通,电磁换向阀导通,手动换向阀关闭,制动液经电磁换向阀进入及退出制动轮缸,实现常规的制动;
当行驶时制动踏板开度为零的时间超过2秒后,单向阀关闭,手动换向阀关闭,电磁阀也会关闭,制动解除;
当车辆停止时,单向阀由制动主缸向制动轮缸单向导通,手动换向阀关闭,电磁换向阀关闭,制动液仅经单向阀进入制动轮缸但无法返回制动主缸,从而保持轮缸压力,实现驻车制动。
进一步讲,车辆在行驶过程中制动控制的具体过程是:在D或R挡前提下:
1)当驾驶者不踩制动踏板时,制动踏板开度为零,制动主缸不提供制动压力,单向阀关闭,电磁阀关闭,制动轮缸的制动压力为零,车辆处于正常行驶状态;
2)当驾驶者踩下制动踏板,制动踏板开度保持或不断加大时,驻车控制单元进入行车控制逻辑,此时单向阀由制动主缸向制动轮缸单向导通,电磁换向阀导通,制动油经过电磁换向阀进入制动轮缸再返回制动油壶,实现制动压力的加载及卸载;
3)当制动踏板开度大于零,但逐渐减小时,单向阀由制动主缸向制动轮缸单向导通,电磁换向阀导通,高压油仍经过电磁换向阀返回制动油壶,实现制动压力的卸载;
4)当制动踏板开度为零的时间超过2秒后,手动换向阀关闭,电磁阀也会关闭。
进一步讲,在停车过程中,制动控制的具体过程是:停车过程中,自动变速器将由D或R挡转换成N或P挡:
1)当车辆还在行驶,驾驶者踩下制动踏板,制动踏板开度大于零,且保持或不断加大时,驻车控制单元进入行车控制逻辑,电磁换向阀导通,高压油经过电磁换向阀进入制动轮缸再返回制动油壶,实现制动压力的加载及卸载;
2)当车速等于零后,驾驶员在制动踏板开度不为零状态下,将挡位由D或R挡移至N或P挡,此时驻车控制单元进入驻车控制逻辑,电磁换向阀下电关闭,制动轮缸内的压力存在;
3)换挡结束后,驾驶员逐渐减小制动踏板开度直至开度等于零,单向阀处于关闭状态,电磁换向阀也处于关闭状态,制动轮缸处的制动液无法经过电磁换向阀返回制动油壶,制动轮缸中压力保持不变。
进一步讲,所述自动驻车控制方法还包括在车辆起步时的控制过程:起车过程中,自动变速器将由N或P挡转换成D或R挡:
1)当挡位在N或P挡,且驾驶者不踩制动踏板时,制动主缸不提供制动压力,单向阀不打开,驻车控制单元进入驻车控制逻辑,电磁换向阀关闭,车辆处于驻车制动状态;
2)当挡位在N或P挡,但驾驶者踩下制动踏板,保持或不断加大开度时,驻车控制单元仍在驻车控制逻辑,此时电磁换向阀关闭,制动液仅能由制动主缸经单向阀流向制动轮缸,而无法由制动轮缸返回制动油壶,车辆仍保持制动状态;
3)当踩着制动踏板,同时挡位移至D或R挡时,驻车控制单元进入行车控制逻辑,此时电磁换向阀上电工作,处于导通状态,高压油经过电磁换向阀进入制动轮缸和返回制动油壶,实现制动压力的加载及卸载;
4)当挡位在D或R挡,制动踏板开度逐渐减小时,制动主缸液压油路出口压力减小,单向阀关闭,高压油无法从单向阀返回,此时驻车控制单元进入行车控制逻辑,电磁换向阀上电工作,电磁换向阀处于导通状态,高压油经过电磁换向阀返回制动油壶,实现制动压力的卸载;
5)当制动踏板开度为零后,在驻车制动控制单元控制下,电磁换向阀延迟2秒下电,以保证制动压力完全缷载,然后制动结束。
进一步讲,所述自动驻车控制方法还包括在车辆驻车制动系统失效状态下的手动控制过程:
当驻车控制单元对电磁换向阀的控制失效时,在车辆启动前打开手动换向阀,只要保证制动主缸和制动轮缸间的油路双向畅通即可正常行驶或制动。
手动控制的具体方法是:
1)当电磁阀处于常开位置时,制动液可由制动主缸经单向阀和电磁换向阀进入制动轮缸,也可由制动轮缸经电磁换向阀返回制动油壶,因此无需打开手动换向阀;
2)当电磁阀处于常闭位置时,由于制动液仅能由制动主缸经单向阀进入制动轮缸,而无法从制动轮缸返回制动油壶,车辆制动压力无法卸载,所以在车辆起步或加速行驶时,需要将手动换向阀移至常开位置,保证制动主缸到制动轮缸制动油路的畅通;当车辆停止后, 将手动换向阀移至常闭位置,恢复驻车功能。
本发明还提供一种自动驻车方法的控制系统,包括制动踏板1、制动主缸2、制动轮缸3、制动踏板位置传感器4、变速器控制器5和制动油壶6;在制动主缸2与制动轮缸3之间的制动油路上,并联连接着单向阀7、手动换向阀和电磁换向阀,三个阀的进油口相连,出油口也相连,单向阀7由制动主缸2至制动轮缸3方向单向导通;电磁换向阀通过电磁阀驱动电路10与驻车控制单元11相连,驻车控制单元11主体为一单片机,在单片机中写入有起步控制逻辑12、行车控制逻辑13和驻车控制逻辑14,当驾驶员期望车辆停止时进入驻车控制流程,当驾驶员期望车辆行驶时进入行车控制流程,当驾驶员期望车辆起步时进入起步控制流程;制动踏板位置传感器4和变速器控制器5的信号,由制动踏板位置传感器4和变速器控制器5提供,并上传给所述驻车控制单元11。
优选地,所述手动换向阀和电磁换向阀为两位两通阀。
优选地,所述单向阀7、手动换向阀和电磁换向阀,并联连接在后轮轮缸上或前轮轮缸上。
优选地,所述手动换向阀和电磁换向阀,为常闭阀。
本发明因为采取了以上技术方案,具有的有益效果是:
1、本发明只在现有液压上增加三个液压阀和一套驻车控制系统,相对目前手动驻车系统无需拉线,使车辆驻车控制部分变得更为简单;相对电子驻车系统无需安装信号线及驻车控制电机等,可以减轻整车成本及质量。使整车及轮缸处的系统部件布置更为方便。如果将上述元件集成后其体积可以做到更小。
2、其控制方法实现了全自动控制,不仅可以减轻因车辆坡路频繁起停给驾驶员带来的负担,而且可以避免因驾驶员忘记驻车而带来的安全隐患及驾驶员忘记解除驻车而带来的车辆不必要的能量损失和磨损。
3、此方案构成简单,系统可靠性高,在现有车辆液压制动系统上进行改造,简单易行,控制系统取一个轮缸安装就可以了。
附图说明
图1是本发明自动驻车控制系统的结构原理图;
图2是本发明自动驻车控制系统起车时的控制流程图;
图3是本发明自动驻车控制系统的行车控制流程图;
图4是本发明自动驻车控制系统的驻车控制流程图。
图中:
1-制动踏板2-制动主缸3-制动轮缸4-制动踏板位置传感器5-变速器控制器6-制动油壶7-单向阀8-两位两通手动换向阀9-两位两通电磁换向阀10-电磁阀驱动电路11-驻车控制单元12-起步控制逻辑13-行车控制逻辑14-驻车控制逻辑
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。但本领域的技术人员应该知道,以下实施例并不是对本发明技术方案的唯一限定,凡是在本发明技术方案精神实质下所做的任何等同变换或改动,都应视为属于本发明的保护范围。
如图1所示,本发明自动驻车控制系统是基于原车制动系统,对原有驻车控制系统进行的改进,并根据制动踏板开度和挡位信息实现对车辆驻车工况的自动控制。改进后的驻车控制系统主要包括如下几部分:原车设备、驻车制动执行器、驻车控制单元、电磁阀驱动电路。
其中,原车设备包括制动踏板1、制动主缸2、制动轮缸3、制动踏板位置传感器4、变速器控制器5和制动油壶6。驻车制动执行器包括单向阀7、两位两通手动换向阀8和两位两通电磁换向阀9。
制动踏板1的连杆连接到制动主缸2的运动部件上,制动主缸2由制动油壶6供油,制动主缸2通过油路连接到制动轮缸3,制动轮缸可以是前轮轮缸,也可以是后轮轮缸,还可以是所有轮缸,现在的车辆一般都是后轮驻车制动,所以制动油路可安装在后轮轮缸上。单向阀7、两位两通手动换向阀8和两位两通电磁换向阀9,三个阀并联连在制动主缸2与制动轮缸3之间的制动油路上,三个阀的进油口相连,出油口也相连。电磁换向阀9通过电磁阀驱动电路10与驻车控制单元11相连。驻车控制单元11由单片机及写入单片机中的起步控制逻辑12(由驻车控制逻辑到行车控制逻辑的切换过程控制逻辑)、行车控制逻辑13和驻车控制逻辑14组成。
制动踏板1和制动主缸2用于产生制动压力;制动轮缸3用于产生制动力矩;制动踏板位置传感器4和变速器控制器5,为原车制动踏板位置传感器和变速器控制器,可分别向驻车控制单元11发送信息。
单向阀7、两位两通手动换向阀8和两位两通电磁换向阀9各一个。两位两通阀是实现这个功能的最简单型号,用其它换向阀也可实现这个功能,但会大材小用。单向阀7、手动换向阀8和电磁换向阀9三者并联连接在制动主缸2与制动轮缸3之间的制动油路上。三个阀的进油口相连,出油口也相连。
单向阀7用于将制动主缸2产生的压力传递到制动轮缸3,并在车辆停车状态时保持制 动系统的压力。单向阀7实现的是保压功能,它的作用是即使在停车没有电的情况下,仍可通过制动踏板实现驻车,电磁换向阀没有电不会工作,因此单向阀不能选择电磁换向阀。驻车之前,单向阀7、手动换向阀8和电磁换向阀9都是处于不导通状态的,单向阀在踩踏板的动作时自动导通,而此时手动换向阀、电磁阀在没有手动和电磁力情况下是不导通的。
手动换向阀8是为了避免车辆无法运行而设置的冗余机构(放在车前机器盖子下面,有把手,用手扳一下就可以工作),当车辆不能正常上电,电磁阀驱动电路有问题不能驱动或电磁阀本身故障不能动作时,由制动踏板产生的制动力矩就将无法卸载影响车辆正常行驶,此时就需要利用手动换向阀8去解除本驻车系统保持的车辆制动状态,以保证车辆的正常行驶。
电磁换向阀9的作用是,在车辆处于停车状态下,当驾驶员将挡位切换到N或P挡时(N代表空挡,P代表驻车挡),电磁换向阀9始终处于关闭状态,能够保持换挡过程中驾驶员所踩的制动压力,实现驻车功能。在驾驶员准备起动车辆或行车过程中(挡位处于D或R挡时,D挡是前进挡,R是倒车挡),在驾驶员踩下制动踏板过程中,电磁换向阀9处于双向导通状态,保证制动踏板开度为零后,轮缸处的制动压力能够完全卸载。
当车辆行驶并制动时,电磁阀导通(手动换向阀关闭),制动液经电磁阀进入及退出制动轮缸;当车辆停止、制动、并置于N或P挡时,电磁阀及手动换向阀均关闭,制动液经单向阀进入制动轮缸且无法返回制动主缸/制动油壶,会保持压力实现驻车制动;当电磁阀无法工作时,用手动的方式打开手动阀,制动液可经手动阀进入及退出制动轮缸,实现车辆的正常制动及行驶。
电磁阀驱动电路10用于驱动电磁换向阀9的动作。电磁阀驱动电路由放大电路组成,用于将驻车制动单元所发出的电磁阀驱动指令,转换成可以驱动电磁阀动作的电信号,传给电磁阀,常规的电磁阀驱动电路都可以实现。
驻车控制单元11主要用于分析车辆状态,进而控制驻车执行器。当驾驶员期望车辆停止时进入驻车控制流程,当驾驶员期望车辆行驶时进入行车控制流程,当驾驶员期望车辆起步时进入起步控制流程,并发出相应控制指令,实现自动驻车制动的功能。驾驶员的期望信息来自于制动踏板位置传感器或变速器控制器。当制动踏板位置传感器发送制动踏板开度不为零的信号时,表明有制动期望;或者当变速器控制器发送挡位信息是P挡或N挡时,表明有停车或驻车期望。当制动踏板位置传感器发送制动踏板开度为零信号时,表明有不制动期望;或者挡位是D挡或R挡时且不踩制动时,表明有行驶期望。
通过上述可知,本发明提供的自动挡车辆的自动驻车控制系统,结构看似简单,但功能强大。这里讲的电子行车、驻车控制主要是针对电磁换向阀进行的,控制逻辑如式(1)所 示:
其中AEPB为电磁阀控制逻辑,1代表电磁阀导通(此时车辆制动但不驻车),0代表电磁阀断开(此时车辆制动且保持制动压力即驻车),Gear为挡位信号,Bpos代表制动踏板开度,D代表前进挡,R代表倒车挡,N代表空挡,P代表驻车挡,代表制动踏板开度等于零的时间。
这表明,此控制逻辑中,当车辆在行驶中制动((Gear=(D|R))&(Bpos>0))时,电磁阀导通,制动液经电磁阀进入及退出制动轮缸,车辆可实现常规的制动。当车辆停止(Gear=(N|P))时,电磁阀关闭,制动液仅经单向阀进入制动轮缸且无法返回制动主缸/制动油壶,会保持压力实现驻车制动;或者当行驶时制动踏板为零的时间超过2秒后表明驾驶员不制动,电磁阀也会关闭,以便在制动系统不工作时节省车辆用电。
所以由此可见,整个控制逻辑不影响正常制动,电磁阀导通时,制动压力不会保持(驾驶员可正常制动),电磁阀关闭时,制动压力会保持(驾驶员踩制动后,即使释放了制动踏板,车辆仍就处于制动状态)。
以下我们根据制动踏板状态和挡位状态,来分别描述制动控制过程。
1、起步时的制动系统控制过程
起车时的制动控制流程如图2所示。起车过程中,自动变速器由处于N或P挡转换成D或R挡,此时驻车控制单元将驾驶员的驾驶意图解释为车辆起步,在这种情况下,驻车控制单元进入车辆起步控制逻辑。在N或P挡向D或R挡转换过程的前提下,下面分别以制动踏板的不同状态予以介绍制动控制过程:
1)制动踏板开度为零阶段
当驾驶者不踩制动踏板时,制动踏板开度为零,视为没有制动期望,制动主缸不提供制动压力,单向阀7阀口不打开,前制动轮缸的制动压力均为零,后轴制动轮缸压力不等于零,车辆处于驻车制动状态,此时电磁换向阀9无需上电工作,电磁换向阀所在的油路断开。前轮没有进行驻车制动,所以压力为零,后轮在保持驻车制动压力,所以压力不为零。
2)制动踏板开度增加和保持阶段
(1)挡位在N或P时
当驾驶者踩下制动踏板时,制动踏板开度大于零,且保持或不断加大开度时(制动踏板开度没有小于零的状态,只有大于零或等于零,大于零表示踩下踏板,等于零表示没有踩踏板),视为驾驶员有制动期望,由于挡位仍在N或P挡,所以当制动踏板位置信号不为零后,驻车控制单元仍在驻车控制逻辑,此时电磁换向阀9关闭(处于断路状态),制动液仅能由制动主缸经单向阀7流向制动轮缸,而无法由制动轮缸返回制动油壶,车辆仍保持制动状态。
(2)挡位在D或R时
踩下制动踏板后,当驾驶员将挡位由N或P换至D或R时,视为驾驶员有驱动期望,所以当驾驶员将挡位换至D或R时,驻车控制单元进入行车控制逻辑,此时电磁换向阀9上电工作,阀门处于导通状态,高压油可经过电磁换向阀9进入制动轮缸和返回制动油壶,实现制动压力的加载及卸载。由于单向阀有一定的反向背压,如果有其它通路,制动液基本不会经单向阀流过。通过电磁换向阀的导通,屏蔽单向阀的单向导通功能,使得单向阀在制动压力增加和保持阶段对制动状态没有影响。
3)制动踏板开度减小阶段
当驾驶员将挡位由N或P换至D或R后,且当制动踏板开度虽然大于零,但逐渐减小时,视为减小制动期望,此时制动主缸液压油路出口压力减小,但制动轮缸中压力还不变;如果电磁换向阀9处于关闭状态,此种情况下单向阀7阀口将关闭,高压油无法从单向阀返回,轮缸压力不会减小,仍将保持原制动状态);但此时由于电磁换向阀9处于导通状态,高压油仍可经过电磁换向阀9返回制动油壶,实现制动压力的卸载。当制动踏板开度为零后,在驻车制动控制单元控制下,电磁换向阀9延迟2秒下电,目的是保证制动压力完全缷载。2秒后电磁阀阀口关闭,系统回到初始状态,制动结束。
总结上述,当挡位由N或P挡转换成D或R挡时,且制动踏板开度不为零时,驻车控制单元就会控制电磁换向阀9上电工作,使油路处于导通状态,制动主缸与制动轮缸间的制动管路始终保持畅通,直至踏板开度回置到零,电磁换向阀再延时2秒确保压力全部卸载后,才能下电。
2、行车时的制动系统控制过程
行车制动控制流程如图3所示。行驶过程中自动变速器处于D或R挡时,此时驻车控制单元将驾驶员的驾驶意图解释为车辆行驶,在这种情况下,驻车控制单元进入行车控制逻辑。在D或R挡这种挡位的前提下,下面分别以制动踏板的不同状态予以介绍制动控制过程:
1)制动踏板开度为零阶段
当驾驶者不踩制动踏板时,制动踏板开度为零,视为没有制动期望,制动主缸不提供制动压力,单向阀7阀口不打开,前后制动轮缸的制动压力均为零,车辆处于正常行驶状态, 此时电磁换向阀9无需上电工作,电磁换向阀9所在的油路断开,不给制动轮缸提供制动压力。
2)制动踏板开度增加和保持阶段
当驾驶者踩下制动踏板时,制动踏板开度大于零,且保持或不断加大开度时,视为驾驶员行车时有制动期望,所以当制动踏板位置信号不为零后,驻车控制单元进入行车控制逻辑,此时电磁换向阀9上电工作,阀门处于导通状态,高压油可经过电磁换向阀9进入制动轮缸和返回制动油壶,实现制动压力的加载及卸载。由于单向阀有一定的反向背压,如果有其它通路,制动液基本不会经单向阀流过,通过电磁换向阀的导通,屏蔽单向阀的单向导通功能,使得单向阀在制动压力增加和保持阶段对制动状态没有影响(因为此阶段是单向阀是正向通路,不会用到其反向截止的功能)。
这个意思是说在D或R挡时,换向阀是打开的,可以正常增加或降低压力,对车速是大于零或等于零没关系。
3)制动踏板开度减小阶段
当制动踏板开度大于零,但逐渐减小时,视为减小制动期望,此时制动主缸液压油路出口压力减小,但制动轮缸中压力还不变,如果电磁换向阀9处于关闭状态,此种情况下单向阀7阀口将关闭,高压油无法从单向阀返回,轮缸压力不会减小,仍将保持原制动状态,但此时由于电磁换向阀9处于导通状态,高压油仍可经过电磁换向阀返回制动油壶,实现制动压力的卸载。当制动踏板开度信号为零后,在驻车制动控制单元控制下,电磁换向阀9延迟2秒下电,目的是保证制动压力完全缷载。2秒后电磁阀阀口关闭,系统回到初始状态,制动结束。
总结上述,当挡位处于D或R挡时,且制动踏板开度不为零时,驻车控制单元就会控制电磁换向阀9上电工作,使油路处于导通状态,制动主缸与制动轮缸间的制动管路始终保持畅通,直至踏板开度回置到零,电磁换向阀再延时两秒确保压力全部卸载后,才能下电。
3、驻车时的制动系统控制过程
驻车制动控制流程如图4所示。自动挡车辆驾驶员必须首先踩下制动踏板,待车辆停止后,才能将挡位置于N或P挡,此时驻车控制单元根据制动踏板及挡位信号将驾驶员的驾驶意图解释为车辆驻车。在这种情况下,驻车控制单元进入驻车控制逻辑。下面分别以制动踏板的不同状态予以介绍制动控制过程:
1)制动踏板开度增加阶段
当驾驶者踩下制动踏板时,制动踏板开度大于零,且保持或不断加大开度时,由于此时车速还没有为零,挡位仍然在D或R的位置,仍视为行车时有制动期望,所以当制动踏板位 置信号不为零后,驻车控制单元进入行车控制逻辑,此时电磁换向阀9上电工作,阀门处于导通状态,高压油可经过电磁换向阀9进入制动轮缸和返回制动油壶,实现制动压力的加载及卸载。通过电磁换向阀的导通,屏蔽单向阀的单向导通功能,使得单向阀在制动压力增加和保持阶段对制动状态没有影响。
2)制动踏板开度保持和减小阶段
当车速等于零后,驾驶员会在制动踏板开度不为零状态下(自动挡车辆在D或R挡状态下,只有制动力矩达到一定程度时,才能保证车辆速度为零),将挡位由D或R挡移至N或P挡(自动挡车辆只有在踩下制动踏板时才能更换挡位),当挡位由D或R挡移至N或P挡时,驾驶员的意图为驻车,此时驻车控制单元进入驻车控制逻辑,电磁换向阀9下电(恢复关闭状态)。
换挡结束后,驾驶员将逐渐减小制动踏板开度直至开度等于零,此时视为取消制动期望,虽然随着制动踏板开度的减小制动主缸制动液在出口处压力减小,但由于单向阀7阀口处于关闭状态,制动轮缸处的制动液无法从单向阀返回制动油壶,且此时由于电磁换向阀9也处于关闭状态,制动轮缸处的制动液也无法经过电磁换向阀9返回制动油壶,故此制动轮缸中压力不变,也就实现了制动压力的保持。
3)制动踏板开度为零阶段
当驾驶者不踩制动踏板时,制动踏板开度为零,此时制动主缸也不提供制动压力,单向阀7阀口不打开,电磁换向阀9也不动作,前后制动轮缸的制动压力均为零。
由于当驾驶员停车时,只有当车辆处于静止状态时才会抬起制动踏板,故此制动保持状态的制动压力足矣完成车辆的驻车状态。且由于电磁换向阀是常闭换向阀,故此车辆停车下电对驻车制动没有影响。
总结上述,当车速为零,制动踏板开度不为零,挡位由D或R挡变为N或P挡时,驻车控制单元会停止电磁换向阀9的工作,电磁换向阀油路处于关闭状态。保证当时的制动轮缸中的压力不会因制动踏板开度的减小而减小,实现车辆的驻车制动力矩的产生。
4、车辆驻车制动系统失效状态下控制过程
当由于某种原因(车辆供电系统失效、电磁阀失效、驻车控制单元失效等)导致驻车制动系统无法正常工作时,由于电磁换向阀9是常闭换向阀,上述控制过程不会影响整车的制动过程,仅影响车辆的制动解除,因此驻车制动系统在发生故障时不会影响车辆的驻车安全性,只需要在有行驶愿望时,将其制动约束解除。
本系统针对电控驻车制动发生故障后产生的制动压力无法解除的不足,在制动主缸和制动轮缸间加装了常闭的两位两通手动换向阀8,在驻车制动系统失效后,在车辆启动前可以 打开手动换向阀8,保证制动主缸和制动轮缸间的油路双向畅通(此时油路同常规车辆制动系统保持一致),车辆可以正常行驶及制动。当车辆需要驻车制动时,关闭手动换向阀8即可。当电控制驻车制动系统故障排除后手动换向阀8恢复正常状态。
下面着重说一下在驻车制动系统失效后,手动解除制动的过程:
1)当电磁阀始终处于常开位置时
当电磁阀处于常开位置时,制动液可由制动主缸经单向阀7和电磁换向阀9进入制动轮缸,也可由制动轮缸经电磁换向阀9返回制动油壶。制动油路等同于常规车辆制动油路,不影响车辆的正常行驶,仅会出现无法驻车的现象,因不影响正常行驶而无需特别处理。
2)当电磁阀始终处于常闭位置时
当电磁阀始终处于常闭位置时,由于制动液仅能由制动主缸经单向阀7进入制动轮缸,而无法从制动轮缸返回制动油壶。当车辆由驻车起步或行车制动后再加速时,制动轮缸的压力无法解除,影响车辆的正常起步或加速行驶。此种情况下可手动将手动换向阀8开至常开位置,当手动换向阀8至常开位置后,制动液可由制动主缸经单向阀7和手动换向阀8进入制动轮缸,也可由制动轮缸经手动换向阀8返回制动油壶。此时制动油路等同于常规车辆制动油路,不影响车辆正常行驶。当车辆停止后,仍可将手动换向阀8移至常闭位置,此时仍可通过踩下制动踏板完成驻车功能。
总结上述,当驻车制动系统失效时,完全可以通过手动换向阀解除车辆的自动驻车功能,使驻车制动系统处于通路状态,保证车辆的正常行驶。
本发明和现有技术相比,具有明显优势,采用三个阀的并列布置策略,不仅结构简单,而且其控制方法实现了全自动控制。驻车控制系统取一个轮缸安装就可以了。
Claims (6)
1.一种自动挡车辆的自动驻车控制方法,其特征在于:所述自动驻车控制方法是基于在车辆的制动主缸与制动轮缸之间的油路上并联设置三个阀:一个是单向阀,一个是电磁换向阀,一个是手动换向阀,电磁换向阀和手动换向阀是常闭阀;在车辆控制系统中设置一驻车控制单元和电磁阀驱动电路,驻车控制单元通过电磁阀驱动电路控制电磁换向阀;其中,当车辆在行驶过程中制动时,单向阀由制动主缸向制动轮缸单向导通,电磁换向阀导通,手动换向阀关闭,制动液经电磁换向阀进入及退出制动轮缸,实现常规的制动;
当行驶时制动踏板开度为零的时间超过2秒后,单向阀关闭,手动换向阀关闭,电磁阀也会关闭,制动解除;
当车辆停止时,单向阀由制动主缸向制动轮缸单向导通,手动换向阀关闭,电磁换向阀关闭,制动液仅经单向阀进入制动轮缸但无法返回制动主缸,从而保持轮缸压力,实现驻车制动;
在D或R挡前提下,车辆在行驶过程中制动控制的具体过程是:
1)当驾驶者不踩制动踏板时,制动踏板开度为零,制动主缸不提供制动压力,单向阀关闭,电磁阀关闭,制动轮缸的制动压力为零,车辆处于正常行驶状态;
2)当驾驶者踩下制动踏板,制动踏板开度保持或不断加大时,驻车控制单元进入行车控制逻辑,此时单向阀由制动主缸向制动轮缸单向导通,电磁换向阀导通,制动油经过电磁换向阀进入制动轮缸再返回制动油壶,实现制动压力的加载及卸载;
3)当制动踏板开度大于零,但逐渐减小时,单向阀由制动主缸向制动轮缸单向导通,电磁换向阀导通,高压油仍经过电磁换向阀返回制动油壶,实现制动压力的卸载;
4)当制动踏板开度为零的时间超过2秒后,手动换向阀关闭,电磁阀也会关闭;
在停车过程中,自动变速器将由D或R挡转换成N或P挡,制动控制的具体过程是:
1)当车辆还在行驶,驾驶者踩下制动踏板,制动踏板开度大于零,且保持或不断加大时,驻车控制单元进入行车控制逻辑,电磁换向阀导通,高压油经过电磁换向阀进入制动轮缸再返回制动油壶,实现制动压力的加载及卸载;
2)当车速等于零后,驾驶员在制动踏板开度不为零状态下,将挡位由D或R挡移至N或P挡,此时驻车控制单元进入驻车控制逻辑,电磁换向阀下电关闭,制动轮缸内的压力存在;
3)换挡结束后,驾驶员逐渐减小制动踏板开度直至开度等于零,单向阀处于关闭状态,电磁换向阀也处于关闭状态,制动轮缸处的制动液无法经过电磁换向阀返回制动油壶,制动轮缸中压力保持不变;
在起车过程中,自动变速器将由N或P挡转换成D或R挡,制动控制的具体过程是:
1)当挡位在N或P挡,且驾驶者不踩制动踏板时,制动主缸不提供制动压力,单向阀不打开,驻车控制单元进入驻车控制逻辑,电磁换向阀关闭,车辆处于驻车制动状态;
2)当挡位在N或P挡,但驾驶者踩下制动踏板,保持或不断加大开度时,驻车控制单元仍在驻车控制逻辑,此时电磁换向阀关闭,制动液仅能由制动主缸经单向阀流向制动轮缸,而无法由制动轮缸返回制动油壶,车辆仍保持制动状态;
3)当踩着制动踏板,同时挡位移至D或R挡时,驻车控制单元进入行车控制逻辑,此时电磁换向阀上电工作,处于导通状态,高压油经过电磁换向阀进入制动轮缸和返回制动油壶,实现制动压力的加载及卸载;
4)当挡位在D或R挡,制动踏板开度逐渐减小时,制动主缸液压油路出口压力减小,单向阀关闭,高压油无法从单向阀返回,此时驻车控制单元进入行车控制逻辑,电磁换向阀上电工作,电磁换向阀处于导通状态,高压油经过电磁换向阀返回制动油壶,实现制动压力的卸载;
5)当制动踏板开度为零后,在驻车制动控制单元控制下,电磁换向阀延迟2秒下电,以保证制动压力完全缷载,然后制动结束。
2.根据权利要求1所述一种自动挡车辆的自动驻车控制方法,其特征在于:所述自动驻车控制方法还包括在车辆驻车制动系统失效状态下的手动控制过程:
当驻车控制单元对电磁换向阀的控制失效时,在车辆启动前打开手动换向阀,只要保证制动主缸和制动轮缸间的油路双向畅通即可正常行驶或制动;
手动控制的具体方法是:
1)当电磁阀始终处于常开位置无法正常动作时
当电磁阀处于常开位置时,制动液可由制动主缸经单向阀和电磁换向阀进入制动轮缸,也可由制动轮缸经电磁换向阀返回制动油壶,因此无需打开手动换向阀;
2)当电磁阀始终处于常闭位置无法正常动作时
当电磁阀处于常闭位置时,由于制动液仅能由制动主缸经单向阀进入制动轮缸,而无法从制动轮缸返回制动油壶,车辆制动压力无法卸载,所以在车辆起步或加速行驶时,需要将手动换向阀移至常开位置,保证制动主缸到制动轮缸制动油路的畅通;当车辆停止后,将手动换向阀移至常闭位置,恢复驻车功能。
3.一种实现如权利要求1或2所述一种自动挡车辆的自动驻车控制方法的控制系统,其特征在于:该控制系统包括制动踏板(1)、制动主缸(2)、制动轮缸(3)、制动踏板位置传感器(4)、变速器控制器(5)和制动油壶(6);
在所述制动主缸(2)与制动轮缸(3)之间的制动油路上,并联连接着单向阀(7)、手动换向阀和电磁换向阀,三个阀的进油口相连,出油口也相连,所述单向阀(7)由制动主缸(2)至制动轮缸(3)方向单向导通;
所述电磁换向阀通过电磁阀驱动电路(10)与驻车控制单元(11)相连,所述驻车控制单元(11)主体为一单片机,在单片机中写入有起步控制逻辑(12)、行车控制逻辑(13)和驻车控制逻辑(14),当驾驶员期望车辆停止时进入驻车控制流程,当驾驶员期望车辆行驶时进入行车控制流程,当驾驶员期望车辆起步时进入起步控制流程;
所述制动踏板位置传感器(4)和变速器控制器(5)的信号,由制动踏板位置传感器(4)和变速器控制器(5)提供,并上传给所述驻车控制单元(11)。
4.根据权利要求3所述的控制系统,其特征在于:所述手动换向阀和电磁换向阀为两位两通阀。
5.根据权利要求3所述的控制系统,其特征在于:所述单向阀(7)、手动换向阀和电磁换向阀,并联连接在后轮轮缸上或前轮轮缸上。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的控制系统,其特征在于:所述手动换向阀和电磁换向阀,为常闭阀。
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