CN106143473A - 车辆辅助制动联动控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

提供一种车辆辅助制动联动控制系统及控制方法，其多应用在商用车上除主制动外的辅助制动系统联动的控制，驾驶员多用在下长坡时。目前缓速器、排气制动、发动机制动为独立作用，制动效果不理想。本系统将缓速器、排气制动、发动机辅助制动进行联动，辅助制动联动模块根据辅助制动开关的输入指令，通过信号硬件电路及总线通讯收发模块收发信号，以执行启动一个或任意组合联动的辅助制动系统；将不同的开关输入，统一成一种模拟量输入，通过标定不同的参数值，按照一定的控制逻辑和控制策略，对传动系缓速器及发动机辅助制动采用总线控制，排气制动采用负载输出控制，并将控制模式通过总线在组合仪表上显示，此控制模式显著提高了辅助制动效果。

Description

车辆辅助制动联动控制系统及控制方法

技术领域

本发明属于汽车电气技术领域，具体涉及一种基于辅助制动联动的控制方法及系统，特别适用于商用车使用。

背景技术

目前商用车上应用的辅助制动有传动系缓速器辅助制动、排气辅助制动、发动机辅助制动，但都是独立控制独立起作用，不但操作繁琐，而且制动效果不是很理想。

存在的问题：

1.独立控制，操作繁琐，空间布置有限；

2.独立系统制动效果不理想。

发明专利内容

本发明提供一种车辆辅助制动联动控制系统及控制方法，其为一种操作简便、效果显著的辅助制动联动控制系统。

技术方案为将原有独立控制的辅助制动开关控制统一为一种输入，在集成了辅助制动联动模块的控制器中通过标定不同的控制策略进行各个辅助制动执行器的联动控制，来达到理想的制动效果。

本发明的技术方案包括：

一种车辆辅助制动联动控制系统，控制系统包括电源、辅助制动开关、控制器，控制器包括信号硬件电路、总线通讯收发模块、辅助制动联动模块，具体地：

所述的控制器的信号硬件电路连接车速传感器、油门踏板、空挡开关、排气制动系统；总线通讯收发模块连接传动器缓速器、发动机ECU、ABS控制器；辅助制动联动模块分别连接信号硬件电路、总线通讯收发模块、辅助制动开关；

所述的辅助制动联动模块根据辅助制动开关的输入指令，结合车辆的实时状态及系统策略对需要采取的制动方式进行判断，通过信号硬件电路及总线通讯收发模块而发送信号给相应的辅助制动系统，以执行启动一个或同时启动任意2个制动系统或同时启动3个辅助制动系统；所述的辅助制动系统包括发动机ECU的制动系统、排气制动系统、传动器缓速器；

所述的辅助制动开关上设有统一联动制动的档位开关。

进一步地，所述的辅助制动联动模块在车速小于等于标定值时，不发送指令给辅助制动执行模块；所述的辅助制动联动控制模块在车速大于标定值且ABS起作用时，不发送指令给辅助制动执行模块。

进一步地，所述的排气制动系统包括排气制动电磁阀，辅助制动模块连接排气制动电磁阀；控制系统还包括仪表，所述的控制器通过总线通讯收发模块连接仪表，将辅助制动状态在仪表中显示。

进一步地，所述的辅助制动开关采用开关量或模拟量或LIN形式；一个辅助制动开关同时控制多个辅助制动系统；所述的辅助制动开关包括档位按键，档位按键根据设定实现多档控制，每个档位对应不同的辅助制动的联动的执行方式，所述的执行方式为根据不同的控制策略以及模拟量特性制定，操作开关的配置参数包括总档位数、多级联动档位数、档位间隔时间的设定。

进一步地，所述的辅助制动开关采用统一的模拟量输入，辅助制动开关采用点动式电阻信号输入方式配置；辅助制动开关包括加档键、减档键，通过加档、减档进行档位选择，通过一个开关完成不同的档位，从而对应不同的辅助制动的联动方式。

进一步地，所述的辅助制动开关配置的参数标定默认值为：总开关档位为10档，档位识别时间为点动时间大于60ms认为起作用，长按超过1s进入连续加档功能，并间隔60ms加一档，监测输入信号连续超过10s则认为开关卡死，功能退出，传动系缓速器联动排气制动档位标定为5档及以上档位，传动系缓速器联动发动机制动一级档位标定为4、5、6档，传动系缓速器联动发动机制动二级档位标定7档及以上档位。

进一步地，系统采用符合SAEJ1939协议的CAN通讯总线报文形式，包括标准报文及自定义报文。

一种车辆辅助制动联动控制方法，控制系统包括电源、辅助制动开关、控制器，控制器中集成有辅助制动联动模块，包括以下步骤：

第一步，辅助制动开关接收外部人员或装置的动作指令，发送信号给辅助制动联动模块，辅助制动联动模块连接车速传感器、油门踏板传感器、空挡开关、发动机转速传感器、ABS控制器以获得车辆实时数据，当车辆状态符合设定值时判断进行辅助制动，不符合设定值时退出辅助制动；一个辅助制动开关通过辅助制动联动 模块同时控制多个辅助制动系统；

第二步，辅助制动联动模块可选择地连接传动系缓速器、排气制动、发动机辅助制动，根据当前扭矩值对辅助制动系统进行统一调配进行合理的制动控制，即采用单一的辅助制动或两个组合联动的辅助制动或全部联动的辅助制动；

第三步，执行相应的辅助制动，对缓速器及发动机辅助制动采用总线控制，排气制动采用负载输出控制，并将控制模式通过总线在仪表上显示。

一种车辆辅助制动联动控制系统，其特征在于，车辆辅助制动控制系统包括辅助制动联动模块，辅助制动联动模块集成在整车控制器中，整车控制器连接车速传感器、油门踏板、空挡开关、排气制动系统、传动器缓速器、发动机ECU、ABS控制器，车辆辅助制动联动模块包括依次连接的开关信号输入模块、联动制动激活模块、最低档位联动制动模块、一级档位联动制动模块、二级档位联动制动模块、……N级档位联动制动模块、最高档位联动制动模块，具体地：

开关信号输入模块，接收驾驶员拨动辅助制动开关的启动指令并发送给联动制动激活模块，该启动指令信息包括档位信息；

联动制动激活模块，联动制动激活模块根据实时获得的车速、发动机转速、ABS信号来判断是否启动联动制动，而连接最低档位联动制动模块；不符合设定时，不连接下一模块；

最低档位联动制动模块，当开关信号小于一档时启动本模块，当开关信号为一档以上时启动一级档位联动制动模块；

一级档位联动制动模块，当开关信号为一档时启动本模块，一级档位联动制动模块连接传动系缓速器，当开关信号为二档以上时进入下一模块；

二级档位联动制动模块，当开关信号为二档时启动本模块，当开关信号为三档以上时进入下一模块；

……以此类推，N级档位联动制动模块，当开关信号为N档时启动本模块，当开关信号为N+1档以上时进入下一模块；

最高档位联动制动模块，当开关信号为最高档时启动本模块。

进一步地，所述的联动制动激活模块的激活条件为：(1)驾驶员拨动辅助制动开关为启动指令(+)；(2)车速＞标定值；(3)ABS未激活；满足以上所有条件，辅助制动控制功能激活；

当功能激活后，当前档位小于发动机一级联动档位时，进入最低档位联动制动 模块，控制传动系缓速器按照档位与扭矩对应百分比进行控制；

当驾驶员继续拨动开关(+)，达到联动发动机一级档位后，控制器同时驱动传动系缓速器及发动机一档进行扭矩百分比控制；

当驾驶员继续拨动开关(+)，达到联动发动机二级档位后，控制器V同时驱动传动系缓速器及发动机二档进行扭矩百分比控制；

当拨动开关(+)达到最高档时，控制器V驱动传动系缓速器及发动机二档进行扭矩百分比控制和排气制动同时工作；

在此过程中，如果ABS起作用，或者油门信号起作用，都可将辅助制动控制功能退出。

有益效果：通过此控制系统，驾驶员不再做繁琐的操作，且控制模式可按要求标定，满足不同客户需求，辅助制动系统联动控制大大的增加了下长坡时辅助制动的效果，无需再踩主制动，减轻了驾驶疲劳。

附图说明

图1为本发明的车辆辅助制动联动控制系统的基本架构图；

图2为本发明的车辆辅助制动联动控制系统的一个实施例的电路原理图；

图3为本发明的辅助制动开关的一个实施例的示意图；

图4为本发明的车辆辅助制动联动控制系统的一个实施例的流程图；

图5为本发明的车辆辅助制动联动控制系统的标定参数表；

图6为本发明的车辆辅助制动联动模块的一个实施例的架构图。

具体实施方式

现结合附图及具体实施例对本发明作进一步地说明。

在一个具体实施例中，车辆辅助制动控制系统包括电源、辅助制动开关、控制器，控制器包括信号硬件电路、总线通讯收发模块、辅助制动联动模块，所述的控制器的信号硬件电路连接车速传感器、油门踏板、空挡开关、排气制动系统；总线通讯收发模块连接传动器缓速器、发动机ECU、ABS控制器；辅助制动联动模块分别连接信号硬件电路、总线通讯收发模块、辅助制动开关；所述的辅助制动联动模块根据辅助制动开关的输入指令，结合车辆的实时状态及系统策略对需要采取的制动方式进行判断，通过信号硬件电路及总线通讯收发模块而发送信号给相应的辅助制动系统，以执行启动一个或同时启动任意2个制动系统或同时启动3个辅助制动系统；所述的辅助制动系统包括发动机ECU的制动系统、排气制动系统、传动 器缓速器；所述的辅助制动开关上设有统一联动制动的档位开关。

1.系统环境

见图2电路原理图，辅助制动联动模块集成于控制器V中，控制器V通过硬件电路采集输入信号，通过CAN模块进行网络通讯，并通过底层与应用层软件来实现此功能。

2.输入信号

见图2电路原理图，输入信号的名称、连接方式、信号类型如下：

1)电源、硬线、DC24V+。

2)地线、硬线。

3)T15、硬线、DC24V+。

4)油门信号、硬线、模拟量。

5)车速信号、硬线、频率量。

6)辅助开关、硬线、模拟量

7)发动机转速、CAN信号、来自于发动机ECU。

8)ABS信号、CAN信号、来自于ABS控制器。

辅助制动起作用判定的条件，包括发动机转速、ABS信号等，采用满足SAEJ1939协议的CAN总线通讯报文采集，油门信号通过硬线采集。

图3中辅助制动开关为驾驶员需求输入，既可以是开关量也可以是模拟量或者LIN形式，此系统采用点动式电阻信号输入，一个辅助制动开关同时控制多个辅助制动系统；所述的辅助制动开关包括档位按键，档位按键根据设定实现多档控制，每个档位对应不同的辅助制动的联动的执行方式，所述的执行方式为根据不同的控制策略以及模拟量特性制定，操作开关的配置参数包括总档位数、多级联动档位数、档位间隔时间的设定。辅助制动开关包括加档键、减档键，通过加档、减档进行档位选择，通过一个开关完成不同的档位，从而对应不同的辅助制动的联动方式。档位识别时间为点动时间大于60ms认为起作用，长按超过1s进入连续加档功能，并间隔60ms加一档，监测输入信号连续超过10s则认为开关卡死，功能不激活，时间可以按照客户体验进行标定修改。

3.输出信号

整车控制器输出采用以下模式，排气制动PWM信号输出控制电磁阀线圈，传动系缓速器采用满足SAEJ1939协议的CAN总线通讯报文控制，发动机制动采用满 足SAEJ1939协议的CAN总线通讯报文控制，辅助制动状态同样采用CAN总线通讯报文在组合仪表中显示。

4.参数标定

图5中的表为可标定参数，排气制动现重卡车型上一般为2档，发动机制动为三档，有些发动机制动可达到六档，按制动扭矩为100％来计算，档位数与百分比按比例分配，举例说明，默认值为总开关档位为10档，则1档制动扭矩为10％，二档为20％，以此类推往上增加，10档则为100％，联动排气制动档位标定为5档及以上档位，联动发动机制动一级档位标定为4、5、6档，传动系缓速器联动发动机制动二级档位标定7档及以上档位。参数标定放到集成辅助控制联动模块的控制器中，参数可以根据不同的需求进行标定，最终达到客户及整车的辅助制动的最优状态。

5.控制逻辑

图1为控制模块框图，图2为信号的输入、输出原理图，图4为控制逻辑流程图。

具体控制逻辑如下：

激活条件：

(1)驾驶员拨动辅助制动开关(+)；

(2)车速＞标定值；

(3)ABS未激活；

满足以上所有条件，辅助制动控制功能激活。

当功能激活后，当前档位小于发动机一级联动档位时，控制器V控制传动系缓速器按照档位与扭矩对应百分比进行控制；

当驾驶员继续拨动开关(+)，达到联动发动机一级档位后，控制器V同时驱动传动系缓速器及发动机一档进行扭矩百分比控制；

当驾驶员继续拨动开关(+)，达到联动发动机二级档位后，控制器V同时驱动传动系缓速器及发动机二档进行扭矩百分比控制；

当拨动开关(+)达到最高档时，控制器V驱动传动系缓速器及发动机二档进行扭矩百分比控制和排气制动同时工作。

在此过程中，如果ABS起作用，或者油门信号起作用，都可将辅助制动控制功能退出。

6.显示功能

整车控制器将辅助制动的当前档位通过采用满足SAEJ1939协议的CAN总线通讯自定义报文发送到总线上，由仪表进行显示。

在一个具体实施例中，车辆辅助制动联动控制方法，控制系统包括电源、辅助制动开关、控制器，控制器中集成有辅助制动联动模块，包括以下步骤：

第一步，辅助制动开关接收外部人员或装置的动作指令，发送信号给辅助制动联动模块，辅助制动联动模块连接车速传感器、油门踏板传感器、空挡开关、发动机转速传感器、ABS控制器以获得车辆实时数据，当车辆状态符合设定值时判断进行辅助制动，不符合设定值时退出辅助制动；一个辅助制动开关通过辅助制动联动模块同时控制多个辅助制动系统；

第二步，辅助制动联动模块可选择地连接传动系缓速器、排气制动、发动机辅助制动，根据当前扭矩值对辅助制动系统进行统一调配进行合理的制动控制，即采用单一的辅助制动或两个组合联动的辅助制动或全部联动的辅助制动；

第三步，执行相应的辅助制动，对缓速器及发动机辅助制动采用总线控制，排气制动采用负载输出控制，并将控制模式通过总线在仪表上显示。

在一个具体实施例中，辅助制动联动模块集成在整车控制器中，整车控制器连接车速传感器、油门踏板、空挡开关、排气制动系统、传动器缓速器、发动机ECU、ABS控制器，车辆辅助制动联动模块包括依次连接的开关信号输入模块、联动制动激活模块、最低档位联动制动模块、一级档位联动制动模块、二级档位联动制动模块、……N级档位联动制动模块、最高档位联动制动模块，具体地：

开关信号输入模块，接收驾驶员拨动辅助制动开关的启动指令并发送给联动制动激活模块，该启动指令信息包括档位信息；

联动制动激活模块，联动制动激活模块根据实时获得的车速、发动机转速、ABS信号来判断是否启动联动制动，而连接最低档位联动制动模块；不符合设定时，不连接下一模块；所述的额联动制动激活模块包括车速判断模块、ABS判断模块或其他车辆状态判断模块。

最低档位联动制动模块，当开关信号小于一档时启动本模块，当开关信号为一档以上时启动一级档位联动制动模块；

一级档位联动制动模块，当开关信号为一档时启动本模块，一级档位联动制动模块连接传动系缓速器，当开关信号为二档以上时进入下一模块；

二级档位联动制动模块，当开关信号为二档时启动本模块，当开关信号为三档以上时进入下一模块；

……以此类推，N级档位联动制动模块，当开关信号为N档时启动本模块，当开关信号为N+1档以上时进入下一模块；

最高档位联动制动模块，当开关信号为最高档时启动本模块。

车辆在下长坡时，驾驶员打开辅助制动开关，控制器接收到信号后，按照输入信号根据标定对各个辅助制动执行器进行联动控制。

图示中辅助制动开关为驾驶员需求输入，既可以是开关量也可以是模拟量或者LIN形式，此系统采用点动式电阻信号输入。

参数标定放到集成辅助控制联动模块的控制器中，包括总开关档位的标定、档位识别时间的标定、传动系缓速器联动排气制动档位标定、传动系缓速器联动发动机制动一级档位标定、传动系缓速器联动发动机制动二级档位标定，参数可以根据不同的需求进行标定，最终达到客户及整车的辅助制动的最优状态。

参数标定默认值为总开关档位为10档，档位识别时间为点动时间大于60ms认为起作用，长按超过1s进入连续加档功能，并间隔60ms加一档，监测输入信号连续超过10s则认为开关卡死，功能退出，传动系缓速器联动排气制动档位标定为5档及以上档位，传动系缓速器联动发动机制动一级档位标定为4、5、6档，传动系缓速器联动发动机制动二级档位标定7档及以上档位。

整车控制器输出采用以下模式，排气制动PWM信号输出控制电磁阀线圈，传动系缓速器及发动机制动采用满足SAEJ1939协议的CAN总线通讯报文，辅助制动状态同样采用CAN总线通讯报文在仪表中显示，辅助制动起作用需条件判断，包括空挡、发动机转速、当前车速、油门信号等，条件逻辑判断放到控制器中，当接受到辅助制动开关输入时，判断条件满足要求时才会进行控制输出。

整车控制器将当前控制状态以及档位信息通过自定义报文发送到总线上，由仪表进行显示。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本案的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本案进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本案的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本案技术方案的精神，其均应涵盖在本案请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种车辆辅助制动联动控制系统，控制系统包括电源、辅助制动开关、控制器，控制器包括信号硬件电路、总线通讯收发模块、辅助制动联动模块，具体地：

所述的控制器的信号硬件电路连接车速传感器、油门踏板、空挡开关、排气制动系统；总线通讯收发模块连接传动器缓速器、发动机ECU、ABS控制器；辅助制动联动模块分别连接信号硬件电路、总线通讯收发模块、辅助制动开关；

所述的辅助制动联动模块根据辅助制动开关的输入指令，结合车辆的实时状态及系统策略对需要采取的制动方式进行判断，通过信号硬件电路及总线通讯收发模块而发送信号给相应的辅助制动系统，以执行启动一个或同时启动任意2个制动系统或同时启动3个辅助制动系统；所述的辅助制动系统包括发动机ECU的制动系统、排气制动系统、传动器缓速器；

所述的辅助制动开关上设有统一联动制动的档位开关。

2.根据权利要求1所述的一种车辆辅助制动联动控制系统，其特征在于，所述的辅助制动联动模块在车速小于等于标定值时，不发送指令给辅助制动执行模块；所述的辅助制动联动控制模块在车速大于标定值且ABS起作用时，不发送指令给辅助制动执行模块。

3.根据权利要求1或2所述的一种车辆辅助制动联动控制系统，其特征在于，所述的排气制动系统包括排气制动电磁阀，辅助制动模块连接排气制动电磁阀；控制系统还包括仪表，所述的控制器通过总线通讯收发模块连接仪表，将辅助制动状态在仪表中显示。

4.根据权利要求1至3任一所述的一种车辆辅助制动联动控制系统，其特征在于，所述的辅助制动开关采用开关量或模拟量或LIN形式；一个辅助制动开关同时控制多个辅助制动系统；所述的辅助制动开关包括档位按键，档位按键根据设定实现多档控制，每个档位对应不同的辅助制动的联动的执行方式，所述的执行方式为根据不同的控制策略以及模拟量特性制定，操作开关的配置参数包括总档位数、多级联动档位数、档位间隔时间的设定。

5.根据权利要求1至4任一所述的一种车辆辅助制动联动控制系统，其特征在于，所述的辅助制动开关采用统一的模拟量输入，辅助制动开关采用点动式电阻信号输入方式配置；辅助制动开关包括加档键、减档键，通过加档、减档进行档位选择，通过一个开关完成不同的档位，从而对应不同的辅助制动的联动方式。

6.根据权利要求4或5所述的一种车辆辅助制动联动控制系统，其特征在于，所述的辅助制动开关配置的参数标定默认值为：总开关档位为10档，档位识别时间为点动时间大于60ms认为起作用，长按超过1s进入连续加档功能，并间隔60ms加一档，监测输入信号连续超过10s则认为开关卡死，功能退出，传动系缓速器联动排气制动档位标定为5档及以上档位，传动系缓速器联动发动机制动一级档位标定为4、5、6档，传动系缓速器联动发动机制动二级档位标定7档及以上档位。

7.根据权利要求1至6任一所述的一种车辆辅助制动联动控制系统，其特征在于，系统采用符合SAEJ1939协议的CAN通讯总线报文形式，包括标准报文及自定义报文。

8.一种车辆辅助制动联动控制方法，控制系统包括电源、辅助制动开关、控制器，控制器中集成有辅助制动联动模块，包括以下步骤：

第一步，辅助制动开关接收外部人员或装置的动作指令，发送信号给辅助制动联动模块，辅助制动联动模块连接车速传感器、油门踏板传感器、空挡开关、发动机转速传感器、ABS控制器以获得车辆实时数据，当车辆状态符合设定值时判断进行辅助制动，不符合设定值时退出辅助制动；一个辅助制动开关通过辅助制动联动模块同时控制多个辅助制动系统；

第二步，辅助制动联动模块可选择地连接传动系缓速器、排气制动、发动机辅助制动，根据当前扭矩值对辅助制动系统进行统一调配进行合理的制动控制，即采用单一的辅助制动或两个组合联动的辅助制动或全部联动的辅助制动；

第三步，执行相应的辅助制动，对缓速器及发动机辅助制动采用总线控制，排气制动采用负载输出控制，并将控制模式通过总线在仪表上显示。

9.一种车辆辅助制动联动控制系统，其特征在于，车辆辅助制动控制系统包括辅助制动联动模块，辅助制动联动模块集成在整车控制器中，整车控制器连接车速传感器、油门踏板、空挡开关、排气制动系统、传动器缓速器、发动机ECU、ABS控制器，车辆辅助制动联动模块包括依次连接的开关信号输入模块、联动制动激活模块、最低档位联动制动模块、一级档位联动制动模块、二级档位联动制动模块、……N级档位联动制动模块、最高档位联动制动模块，具体地：

开关信号输入模块，接收驾驶员拨动辅助制动开关的启动指令并发送给联动制动激活模块，该启动指令信息包括档位信息；

联动制动激活模块，联动制动激活模块根据实时获得的车速、发动机转速、ABS信号来判断是否启动联动制动，而连接最低档位联动制动模块；不符合设定时，不连接下一模块；

最低档位联动制动模块，当开关信号小于一档时启动本模块，当开关信号为一档以上时启动一级档位联动制动模块；

一级档位联动制动模块，当开关信号为一档时启动本模块，一级档位联动制动模块连接传动系缓速器，当开关信号为二档以上时进入下一模块；

二级档位联动制动模块，当开关信号为二档时启动本模块，当开关信号为三档以上时进入下一模块；

……以此类推，N级档位联动制动模块，当开关信号为N档时启动本模块，当开关信号为N+1档以上时进入下一模块；

最高档位联动制动模块，当开关信号为最高档时启动本模块。

10.根据权利要求9所述的一种车辆辅助制动联动控制系统，其特征在于，

所述的联动制动激活模块的激活条件为：(1)驾驶员拨动辅助制动开关为启动指令(+)；(2)车速＞标定值；(3)ABS未激活；满足以上所有条件，辅助制动控制功能激活；

当功能激活后，当前档位小于发动机一级联动档位时，进入最低档位联动制动模块，控制传动系缓速器按照档位与扭矩对应百分比进行控制；

当驾驶员继续拨动开关(+)，达到联动发动机一级档位后，控制器同时驱动传动系缓速器及发动机一档进行扭矩百分比控制；

当驾驶员继续拨动开关(+)，达到联动发动机二级档位后，控制器V同时驱动传动系缓速器及发动机二档进行扭矩百分比控制；

当拨动开关(+)达到最高档时，控制器V驱动传动系缓速器及发动机二档进行扭矩百分比控制和排气制动同时工作；

在此过程中，如果ABS起作用，或者油门信号起作用，都可将辅助制动控制功能退出。