CN105730425A - 一种汽车自动驻车用控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车自动驻车用控制装置及方法，属于汽车自动控制领域，包括驻车制动器、空档开关和制动开关，所述汽车自动驻车用控制装置还包括检测部、单片机、制动部和提醒部，空档开关、制动开关和检测部连接在单片机上，检测部用来检测驻车制动器中的拉绳受力、车速和车钥匙感应信号并将检测到的信号发送到单片机，单片机连接制动部和提醒部，制动部安装在驻车制动器内，制动部根据单片机的指令驱动驻车制动器。本发明解决了现有技术中汽车驻车控制装置结构复杂、实施困难、制动器随使用时间增长而松弛的问题，具有实现了停车时驻车制动器自动拉起，行车制动器工作时驻车制动器不工作的优点。

Description

一种汽车自动驻车用控制装置及方法

技术领域

本发明属于汽车自动控制领域，涉及汽车停车时自动驻车、汽车行驶时自动松开的驻车制动器方向，具体涉及一种汽车自动驻车用控制装置及方法。

背景技术

家用轿车制动系统包括行车制动器和驻车制动器，俗称的脚制动和手制动，车子长时间停止时，使用驻车制动器，避免车辆“溜动”，车子在正常行驶过程中，要解除制动，但是部分驾驶员容易忘记在停车的时候拉起驻车制动器或使用行车制动器，往往导致汽车自行溜动，造成财物甚至是生命的损失；在车子运行的时候，也容易忘记松开驻车制动器，造车起步困难和制动部件的磨损。

为了解决这一难题，科技人员希望发明一种自动驻车系统，解决驾驶员容易忘记拉起或松开驻车制动器的难题。“一种自动驻车制动器”(专利号：CN103332181A)使用液压系统来完成自动驻车，缺点是改变了汽车本来的驻车结构，结构复杂。“自动驻车制动装置及控制方法”(专利号：200710187832.9)针对电动汽车发明了驻车制动系统，缺点是只适用电动汽车，不适合其它车型，范围狭窄。“一种自动驻车制动系统”(专利号：CN204506868U)通过控制器、速度传感器、制动阀等达到自动驻车系统，缺点是该专利只看到控制思路，没有具体的结构设计。“电驻车制动器设备”(专利号：200680007591.9)发明了电制动器，并采用ECU和导航控制，缺点是控制复杂，并要改变原车的驻车制动系统。“自动驻车制动器”(专利号：ZL03209492.2)在现有的制动系统下，增加执行器转轴、限位杆、控制模块等，实现自动驻车，缺点是结构复杂，实施困难。

以上是几种有代表性的专利，除了存在不同问题之外，当驻车制动器因使用时间过长而导致松弛，但是所设计的自动驻车制动器却不能调节，导致汽车驻车制动力随着使用时间变长而逐步变小。

发明内容

根据以上现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出一种汽车自动驻车用控制装置及方法，通过在原有驻车制动的基础上，做适当的改进，并增加了拉绳力传感器、涡轮、蜗杆、双向直流电动机、单片机、车速传感器、车钥匙感应传感器、语音模块、扬声器、空档开关、制动开关等，解决了现有技术中汽车驻车控制装置结构复杂、实施困难、制动器随使用时间增长而松弛的问题，具有实现了停车时驻车制动器自动拉起，行车制动器工作时驻车制动器不工作的优点，行车时自动松开驻车制动器，利用原车的驻车制动器，控制简单、性能可靠。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种汽车自动驻车用控制装置，汽车自动驻车用控制装置中包括驻车制动器、空档开关和制动开关，所述汽车自动驻车用控制装置还包括检测部、单片机、制动部和提醒部，空档开关、制动开关和检测部连接在单片机上，输入档位开关和制动开关的闭合、断开信号到单片机，检测部用来检测驻车制动器中的拉绳受力、车速和车钥匙感应信号并将检测到的信号发送到单片机，单片机连接制动部和提醒部，制动部安装在驻车制动器内，制动部根据单片机的指令驱动驻车制动器，提醒部安装在汽车上。

上述装置中，所述检测部包括拉力传感器，拉力传感器安装在驻车制动器的拉绳上，左右拉绳上分别设置一个拉力传感器。拉力传感器连接在单片机，检测的拉绳受力大小发送到单片机。所述检测部还包括车钥匙感应传感器，车钥匙感应传感器连接在单片机上，用来感应检测车钥匙的插上和拔下，检测到的数据信息发送到单片机中。所述检测部还包括车速传感器，车速传感器连接在单片机上，车速传感器检测汽车的实时速度发送到单片机内。所述制动部包括涡轮、蜗杆和双向直流电动机，驻车制动器的左右拉绳连接到涡轮的轴的两端，涡轮和蜗杆啮合，涡轮由双向直流电动机驱动，双向直流电动机连接单片机。所述提醒部包括语音模块和扬声器，语音模块连接在单片机上，扬声器连接在语音模块上，语音模块根据单片机的指令发出语音提醒信息。

一种汽车自动驻车用控制方法，在汽车原有的驻车制动器上，使用涡轮和蜗杆替换平衡杠杆，拉绳连接涡轮，双向直流电动机驱动涡轮，单片机根据车速、车钥匙感应信号和驻车制动器中的拉绳受力大小的检测信号驱动涡轮运转。所述单片机内设有拉绳受力设定值和拉绳不受力提醒信号，单片机根据拉绳受力提醒信号控制制动器，驱动驻车制动器。所述单片机内根据检测信号设有四种工作模式，包括拔下车钥匙零车速模式、零车速有车钥匙模式、汽车起步模式和汽车运行模式。所述拔下车钥匙零车速模式为：检测到钥匙孔内无车钥匙、车速为零，单片机输出制动指令，启动驻车制动器；零车速有车钥匙模式为：检测到钥匙孔内有车钥匙、车速为零，踩下行车制动器则不启动驻车制动器，没踩下行车制动器则启动驻车制动器；汽车起步模式为：检测到钥匙孔内有钥匙、空档开关变化，单片机输出松开指令，关闭驻车制动器；汽车运行模式为：实时检测制动器内的拉绳受力，单片机根据受力检测结果判断驻车制动器是否发生故障，发出提醒指令。

本发明有益效果是:1.当汽车拔下钥匙时，且车速为零，驻车制动器自动拉起，起到停车制动作用，并能达到设定的制动力。2.在短时间停车时，如果行车制动器工作，则驻车制动器不工作，如果行车制动器不工作，则驻车制动器自动工作。3.车子行驶时，驻车制动器自动解除制动力。4.本专利可以实现驻车制动器自动工作，避免驾驶员的疏忽而造成的事故。5.本专利在自动驻车的时候，能够调整驻车制动力，避免因使用时间过长而导致驻车制动力下降的现象(原因是拉绳变得松弛)。6.本发明有语音警告装置。7.本发明对原车的驻车制动器做适当改进，并增加控制系统，具有设计简单、实施方便、性能可靠等特点。

附图说明

下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1是现有技术中汽车驻车制动动力传递路线图。

图2是本发明的具体实施方式的汽车驻车制动动力传递路线图。

图3是本发明的具体实施方式的汽车自动驻车用控制装置的工作原理框图。

图中：1-操纵杆；2-平衡杠杆；3-右拉绳；4右拉绳调整接头；5右制动器；6右拉绳固定夹；7-右拉绳支架；8左拉绳支架；9-左拉绳固定夹；10-左制动器；11-左拉绳调整接头；12左拉绳；13-涡轮轴；14-蜗杆；15-涡轮；16-带拉力传感器的右拉绳调整接头；17-带拉力传感器的左拉绳调整接头。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

汽车自动驻车用控制装置，汽车自动驻车用控制装置中包括驻车制动器、空档开关和制动开关，所述汽车自动驻车用控制装置还包括检测部、单片机、制动部和提醒部，空档开关、制动开关和检测部连接在单片机上，输入档位开关和制动开关的闭合、断开信号到单片机，检测部用来检测驻车制动器中的拉绳受力、车速和车钥匙感应信号并将检测到的信号发送到单片机，单片机连接制动部和提醒部，制动部安装在驻车制动器内，制动部根据单片机的指令驱动驻车制动器，提醒部安装在汽车上。

检测部包括拉力传感器、车钥匙感应传感器和车速传感器，拉力传感器安装在驻车制动器的拉绳上，左右拉绳上分别设置一个拉力传感器，拉力传感器连接在单片机，检测的拉绳受力大小发送到单片机。车钥匙感应传感器安装在车钥匙孔内，车钥匙感应传感器连接在单片机上，用来感应检测车钥匙的插上和拔下，检测到的数据信息发送到单片机中。车速传感器连接在单片机上，车速传感器检测汽车的实时速度发送到单片机内。制动部包括涡轮、蜗杆和双向直流电动机，驻车制动器的左右拉绳连接到涡轮的轴的两端，涡轮和蜗杆啮合，涡轮由双向直流电动机驱动，双向直流电动机连接单片机。提醒部包括语音模块和扬声器，语音模块连接在单片机上，扬声器连接在语音模块上，语音模块根据单片机的指令发出语音提醒信息。单片机内设有数据分类单元和判断单元，将接收到的检测信号进行分类处理，方便判断进行数据比较，快速得出指令结论，判断单元中设有拉绳拉力设定值、零车速触发值及零拉力触发值，判断单元中设有此类信号，才方便控制制动器，决定拉绳的继续驱动和关闭，而零触发值方便了提醒单片机及时注意汽车的状态，结合钥匙感应信号和开关变换信号及时判断汽车的状态，做出驻车制动器的及时调整，实现自动化。

如图1所示，现有技术中，当驾驶员拉起驻车制动器时，力的传递路线为：操纵杆→平衡杠杆→左、右拉绳→左、右拉绳调整接头→左、右制动器，制动器工作，当驾驶员放下操纵杆时，左、右拉绳松开，最终左、右制动器制动力为零。

本发明为了自动驻车的目的，在原有汽车部件的基础上，进行了部分结构改进，并增加了力传感器、涡轮、蜗杆、双向直流电动机、单片机、车速传感器、车钥匙感应传感器、语音模块、扬声器、空档开关、制动开关等。如图2所示，去除平衡杠杆，将左拉绳3和右拉绳12接到涡轮的轴13的两端，涡轮15由双向直流电动机带动，涡轮15和蜗杆14啮合，当涡轮15停转时，将依靠蜗杆14锁止。将原来的左拉绳调整接头和右拉绳调整接头分别加上力传感器，两个力传感器的力信号通过电阻值的变化输入到单片机中。

一种汽车自动驻车用控制方法，在汽车原有的驻车制动器上，使用涡轮和蜗杆替换平衡杠杆，拉绳连接涡轮，双向直流电动机驱动涡轮，单片机根据车速、车钥匙感应信号和驻车制动器中的拉绳受力大小的检测信号驱动涡轮运转。单片机内设有拉绳受力设定值和拉绳不受力提醒信号，单片机根据拉绳受力提醒信号控制制动器，驱动驻车制动器。单片机内根据检测信号设有四种工作模式，包括(一)拔下车钥匙零车速模式、(二)零车速有车钥匙模式、(三)汽车起步模式和(四)汽车运行模式。拔下车钥匙零车速模式为：检测到钥匙孔内无车钥匙、车速为零，单片机输出制动指令，启动驻车制动器；零车速有车钥匙模式为：检测到钥匙孔内有车钥匙、车速为零，踩下行车制动器则不启动驻车制动器，没踩下行车制动器则启动驻车制动器；汽车起步模式为：检测到钥匙孔内有钥匙、空档开关变化，单片机输出松开指令，关闭驻车制动器；汽车运行模式为：实时检测制动器内的拉绳受力，单片机根据受力检测结果判断驻车制动器是否发生故障，发出提醒指令。汽车自动驻车用控制如图2和图3所示：

(一)拔下车钥匙零车速模式：当拔下汽车启动钥匙并且车速为零时，钥匙感应传感器通过g1端口和g2端口送到单片机中，车速传感器通过b1端口和b2端口送到单片机中，单片机接收到拔下钥匙和车速为零的信号时，通过x端口和y端口给双向直流电动机送出电流，电流方向：x端口为输出、y端口为输入，直流电动机转动，带动涡轮转动，涡轮通过轴收紧左拉绳和右拉绳，最终让左制动器和右制动器产生制动力，制动力的大小通过左拉绳调整接头和右拉绳调整接头上的力传感器，将制动力的大小通过L1端口、L2端口和L3端口输入到单片机，当制动力达到设定值时，单片机停止给直流电动机送出电流信号，直流电动机停止转动，涡轮和蜗杆也将停止转动，涡轮和蜗杆的啮合使得涡轮锁死，保持左拉绳和右拉绳的张紧度，即保持左制动器和右制动器的制动力，车辆将不会溜动。由于加入了拉力传感器，除了起到驻车作用，也解决了驻车制动器因使用时间较长导致拉绳松弛，减少制动力的现象，因为拉绳拉起的多少，是根据拉绳上的力传感器来自动调节的。

(二)零车速有车钥匙模式：当汽车短时间停车时，例如在十字路口等红绿灯时，此时将分为两种控制状况，第一种是驾驶员踩下行车制动器(脚制动)，则制动开关K2通过e端口和f端口将行车制动器工作的信号送到单片机中，单片机收到信号时，则不给直流电动机送出电流，即x端口和y端口都没有电流送出，驻车制动器不工作，停车依靠行车制动器保持制动，与实际使用情况相符。第二种情况，如果驾驶员没有踩下行车制动，则制动开关K2通过e端口和f端口将行车制动器没有工作的信号送到单片机中，另外，车速传感器通过b1端口和b2端口将车速为零的信号送到单片机中，空档开关K1将变速器处于空档的信号通过c端口和d端口送到单片机中，也即是单片机同时接到行车制动没有工作、车速为零、变速器处于空档时，单片机将通过x端口和y端口给双向直流电动机送出电流，电流方向：x端口为输出，y端口为输入，直流电动机转动，带动涡轮转动，涡轮通过轴收紧左拉绳和右拉绳，最终让左制动器和右制动器产生制动力，制动力的大小通过左拉绳调整接头和右拉绳调整接头上的力传感器，将制动力的大小通过L1端口、L2端口和L3端口输入到单片机，当制动力达到设定值时，单片机停止给直流电动机送出电流信号，直流电动机停止转动，涡轮和蜗杆也将停止转动，涡轮和蜗杆的啮合使得涡轮锁死，保持左拉绳和右拉绳的张紧度，即保持左制动器和右制动器的制动力，车辆将不会溜动。由于加入了力传感器，除了起到驻车作用，也解决了驻车制动器因使用时间较长导致拉绳松弛，减少制动力的现象，因为拉绳拉起的多少，是根据拉绳上的力传感器来自动调节的。

(三)汽车起步模式：汽车起步时，当车钥匙插入钥匙孔，则车钥匙感应传感器通过g1端口和g2端口将钥匙插入的信号送入单片机中，空档开关K1通过c端口和d端口将变速器处在档位中(非空档)的信号送入单片机，则单片机通过y端口和x端口给双向直流电动机送出电流，电流方向：y端口为输出、x端口为输入，直流电动机反转，带动涡轮转动，涡轮通过轴松开左拉绳和右拉绳，最终让左制动器和右制动器失去制动力，直流电动机通电时间的长短是通过力传感器来控制，松开驻车制动器时，需要完全解除驻车制动力，表现为左拉绳上力传感器和右拉绳上的力传感器受力为零(代表驻车制动完全失去制动力)，受力为零的信号通过L1端口、L2端口和L3端口输入到单片机，单片机收到此信号时，单片机停止给直流电动机送出电流信号，直流电动机停止转动，涡轮和蜗杆也将停止转动，涡轮和蜗杆的啮合使得涡轮锁死，保持左拉绳和右拉绳的松弛度，即保持左制动器和右制动器的制动力为零，确保车辆不会带着制动力行驶。

(四)汽车运行模式：汽车行驶时，如果驻车制动器没有完全松开，右制动器5和左制动器10产生制动力，将造成能量消耗和车轮摩擦片磨损，此时语音模块将工作，也即是车速传感器通过b1端口和b2端口将汽车行驶状态送到单片机，同时左拉绳上力传感器和右拉绳上的力传感器将左拉绳和右拉绳的受力信号通过L1端口、L2端口和L3端口输入到单片机，单片机在同时接收到以上两个信号时，判断出自动驻车装置发生故障，单片机通过z端口给语音模块送出信号，语音模块通过扬声器发出“车辆行驶中，驻车制动力没有解除”，提醒驾驶员，避免车辆带着制动力行驶。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种汽车自动驻车用控制装置，汽车自动驻车用控制装置中包括驻车制动器、空档开关和制动开关，其特征在于，所述汽车自动驻车用控制装置还包括检测部、单片机、制动部和提醒部，空档开关、制动开关和检测部连接在单片机上，输入档位开关和制动开关的闭合、断开信号到单片机，检测部用来检测驻车制动器中的拉绳受力、车速和车钥匙感应信号并将检测到的信号发送到单片机，单片机连接制动部和提醒部，制动部安装在驻车制动器内，制动部根据单片机的指令驱动驻车制动器，提醒部安装在汽车上。

2.根据权利要求1所述的汽车自动驻车用控制装置，其特征在于，所述检测部包括拉力传感器，拉力传感器安装在驻车制动器的拉绳上，左右拉绳上分别设置一个拉力传感器，拉力传感器连接在单片机，检测的拉绳受力大小发送到单片机。

3.根据权利要求2所述的汽车自动驻车用控制装置，其特征在于，所述检测部还包括车钥匙感应传感器，车钥匙感应传感器连接在单片机上，用来感应检测车钥匙的插上和拔下，检测到的数据信息发送到单片机中。

4.根据权利要求2所述的汽车自动驻车用控制装置，其特征在于，所述检测部还包括车速传感器，车速传感器连接在单片机上，车速传感器检测汽车的实时速度发送到单片机内。

5.根据权利要求1所述的汽车自动驻车用控制装置，其特征在于，所述制动部包括涡轮、蜗杆和双向直流电动机，驻车制动器的左右拉绳连接到涡轮的轴的两端，涡轮和蜗杆啮合，涡轮由双向直流电动机驱动，双向直流电动机连接单片机。

6.根据权利要求1所述的汽车自动驻车用控制装置，其特征在于，所述提醒部包括语音模块和扬声器，语音模块连接在单片机上，扬声器连接在语音模块上，语音模块根据单片机的指令发出语音提醒信息。

7.一种汽车自动驻车用控制方法，其特征在于，所述方法为：在汽车原有的驻车制动器上，使用涡轮和蜗杆替换平衡杠杆，拉绳连接涡轮，双向直流电动机驱动涡轮，单片机根据车速、车钥匙感应信号和驻车制动器中的拉绳受力大小的检测信号驱动涡轮运转。

8.根据权利要求7所述的汽车自动驻车用控制方法，其特征在于，所述单片机内设有拉绳受力设定值和拉绳不受力提醒信号，单片机根据拉绳受力提醒信号控制制动器，驱动驻车制动器。

9.根据权利要求7所述的汽车自动驻车用控制方法，其特征在于，所述单片机内根据检测信号设有四种工作模式，包括拔下车钥匙零车速模式、零车速有车钥匙模式、汽车起步模式和汽车运行模式。

10.根据权利要求9所述的汽车自动驻车用控制方法，其特征在于，所述拔下车钥匙零车速模式为：检测到钥匙孔内无车钥匙、车速为零，单片机输出制动指令，启动驻车制动器；零车速有车钥匙模式为：检测到钥匙孔内有车钥匙、车速为零，踩下行车制动器则不启动驻车制动器，没踩下行车制动器则启动驻车制动器；汽车起步模式为：检测到钥匙孔内有钥匙、空档开关变化，单片机输出松开指令，关闭驻车制动器；汽车运行模式为：实时检测制动器内的拉绳受力，单片机根据受力检测结果判断驻车制动器是否发生故障，发出提醒指令。