CN110293952A - 用于车辆倒车的控制装置及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于车辆控制技术领域,具体涉及一种用于车辆倒车的控制装置及控制方法。本发明所述的用于车辆倒车的控制方法包括如下步骤:限制车辆的发动机转速和发动机扭矩;检测车辆与目标物间的距离,并将检测结果发送至车辆ECU;判断检测结果是否大于设定值,若是,则继续检测;若否,则检测模拟量信号制动总阀的信号状态;判断模拟量信号制动总阀是否有信号,若是,则退出控制;若否,则控制紧急制动电磁阀实现车辆的紧急制动,同时分离离合器。根据本发明的用于车辆倒车的控制方法,能够安全有效地对车辆进行倒车制动,防止车辆发生翻车事故,避免了发动机在车辆紧急刹车过程中发生熄火,提高作业效率。
Description
技术领域
本发明属于车辆控制技术领域,具体涉及一种用于车辆倒车的控制装置及控制方法。
背景技术
本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息,其并不必然是现有技术。
长期以来,矿区作业环境恶劣威胁作业人员健康,矿车倒车卸料作业时伤亡事故时有发生。现有技术一般采用激光测距传感器和视觉传感器测量车辆相对于障碍物的距离和相对移动速度,并通过主动刹车控制器控制车辆刹车,从而减少安全事故的发生。然而上述方案仍有以下缺点:
1、车辆在主动刹车控制器的控制下进行刹车,离合器仍处于结合状态,容易造成发动机熄火;
2、激光测距传感器和视觉传感器基于可见光反射和图像识别技术,很容易受到光线干扰、或因灰尘、泥土遮挡导致系统故障或失效,从而影响检测结果,导致安全事故的发生。
发明内容
本发明的目的是至少解决车辆在紧急刹车的情况下导致发动机熄火的问题。该目的是通过以下技术方案实现的:
本发明的第一方面提出了一种用于车辆倒车的控制方法,该控制方法包括如下步骤:
限制所述车辆的发动机转速和发动机扭矩;
检测所述车辆与目标物间的距离,并将检测结果发送至车辆ECU;
判断所述检测结果是否大于设定值,若是,则继续检测;若否,则检测模拟量信号制动总阀的信号状态;
判断所述模拟量信号制动总阀是否有信号,若是,则退出控制;若否,则控制紧急制动电磁阀实现所述车辆的紧急制动,同时分离离合器。
根据本发明的用于车辆倒车的控制方法,通过限制车辆的发动机转速和发动机扭矩,检测车辆与目标物间的距离,并根据检测结果控制紧急制动电磁阀实现车辆的紧急制动,同时分离离合器,能够安全有效地对车辆进行倒车制动,防止车辆发生翻车事故,减少矿区因事故停产造成的严重经济损失,由于在车辆紧急刹车的同时对离合器进行了分离,避免了发动机在车辆紧急刹车过程中发生熄火,提高作业效率。
另外,根据本发明的用于车辆倒车的控制方法,还可具有如下附加的技术特征:
若无法检测所述车辆与所述目标物间的距离,或无法将所述检测结果发送至车辆ECU时,同时所述车辆的发动机转速下降且扭矩上升,则控制所述紧急制动电磁阀实现所述车辆的紧急制动,同时分离所述离合器。
在本发明的一些实施例中,通过控制自动离合器电磁阀和驱动液压气助力执行机构实现所述离合器的分离。
在本发明的一些实施例中,通过激光测距传感器、超声波传感器和图像识别传感器中的至少一种检测所述车辆与所述目标物间的距离。
在本发明的一些实施例中,所述目标位设有挡车墙,检测所述车辆与所述挡车墙间的距离。
在本发明的一些实施例中,检测所述车辆与目标物间的距离的同时启动声光报警单元。
在本发明的一些实施例中,限制所述车辆的发动机转速和发动机扭矩,使所述车辆的速度小于等于3km/h。
本发明的另一方面提出了一种用于车辆倒车的控制装置,该控制装置用于执行上述所述的用于车辆倒车的控制方法,包括:
感知单元,所述感知单元用于检测所述车辆与所述目标物间的距离;
车辆控制单元,所述车辆控制单元与所述感知单元电通讯连接,用于接收所述感知单元的检测结果;
制动单元,所述制动单元与所述车辆控制单元电通讯连接,用于进行所述车辆的紧急制动;
离合器控制单元,所述离合器控制单元与所述车辆控制单元电通讯连接,用于分离所述离合器。
在本发明的一些实施例中,所述感知单元包括激光测距传感器、超声波传感器和图像识别传感器中的至少一种。
在本发明的一些实施例中,所述离合器控制单元包括自动离合器电磁阀和液压气助力执行机构,通过调节所述自动离合器电磁阀控制所述液压气助力执行机构,从而对所述离合器进行分离。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中,用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中:
图1示意性地示出了根据本发明实施方式的控制装置的结构框图;
图2示意性地示出了根据本发明实施方式的控制装置的结构原理图;
图3为利用图2中实施方式的控制装置进行车辆倒车的控制流程图。
附图中各标号表示如下:
10:车辆ECU;
20:紧急制动电磁阀;
30:自动离合器电磁阀;
40:液压气助力执行机构。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反,提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
应理解的是,文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的,而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出,否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的,并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行,除非明确指出执行顺序。还应当理解,可以使用另外或者替代的步骤。
尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段,但是,这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出,否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此,以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。
为了便于描述,可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系,这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如,如果在图中的装置翻转,那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此,示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。
图1示意性地示出了根据本发明实施方式的控制装置的结构框图。如图1所示,本发明的第一方面提出了一种用于车辆(比如矿山自卸车)倒车的控制装置,该控制装置包括感知单元、车辆控制单元、制动单元和离合器控制单元。其中,感知单元用于检测车辆与目标物间的距离。车辆控制单元与感知单元电通讯连接,用于接收感知单元的检测结果。制动单元与车辆控制单元电通讯连接,用于进行车辆的紧急制动。离合器控制单元与车辆控制单元电通讯连接,用于分离离合器。
在本发明的一些实施例中,目标物为倒车墙。矿山自卸车的倒车卸料作业场地,一般在边坡处按作业规范都设置有挡车墙。挡车墙的高度低于车尾料箱的高度,其设置的目的是为了在车辆倒车过程中对车辆的后轮起到阻挡的作用,防止车辆直接倒退至边坡的下方,造成翻车事故。感知单元包括激光测距传感器、超声波传感器和图像识别传感器中的至少一种。本实施例中的控制装置包括以上三种传感器,激光测距传感器、超声波传感器和图像识别传感器同时检测倒车车辆与倒车墙之间的距离,从而保证检测结果的准确性。图2示意性地示出了根据本发明实施方式的控制装置的结构原理图。如图2所示,本实施例中的车辆控制单元为车辆ECU10,激光测距传感器、超声波传感器和图像识别传感器将检测后的距离信息发送至车辆ECU10。车辆ECU10根据检测结果判断是否需要对车辆进行紧急制动。
本实施例中的制动单元包括模拟量信号制动总阀和紧急制动电磁阀20,根据模拟量信号制动总阀的信号量判断倒车车辆采取人工制动还是自动制动。当司机操作模拟量信号制动总阀时,模拟量信号制动总阀会产生一个信号量,此时为人工制动。此时,本实施例中的控制装置退出车辆的控制过程,采用传动的控制方式进行车辆制动。当模拟量信号制动总阀无信号量产生时,为了防止由于车辆驾驶司机的疲劳驾驶或误操作,导致忘记进行车辆制动,本实施例中的控制装置能够通过紧急制动电磁阀20进行车辆的自动制动,从而减少安全事故的发生,提高车辆运行的安全性。同时,在进行车辆自动制动时,离合器控制单元能够控制离合器进行分离,从而防止在车辆的制动过程中造成发动机的熄火,从而提高车辆的工作效率。
在本发明的一些实施例中,离合器控制单元包括自动离合器电磁阀30和液压气助力执行机构40,通过调节自动离合器电磁阀30控制液压气助力执行机构40,从而对离合器进行分离。由于在原车辆制动管路的基础上将原继动阀改为紧急制动电磁阀20,将离合助力器改成液压气助力执行机构40,同时增加车辆ECU进行控制,能够有效地在车辆的制动过程中进行离合器的分离,从而防止在车辆的制动过程中造成发动机的熄火。
进一步地,在本发明的一些实施例中,该控制装置还包括声光报警单元。该声光报警单元能够车辆倒车过程中进行开启,并通过不同级别的报警等级提醒司机驾驶的车辆现阶段所处的工作状态。其中,可根据车辆的报警声的频率及报警灯光的颜色确定报警等级。
图3为利用图2中实施方式的控制装置进行车辆倒车的控制流程图。如图3所示,利用图2中实施方式的控制装置进行车辆倒车的控制方法包括如下步骤:
限制车辆的发动机转速和发动机扭矩。
检测车辆与目标物间的距离,并将检测结果发送至车辆ECU10。
判断检测结果是否大于设定值,若是,则继续检测;若否,则检测模拟量信号制动总阀的信号状态。
判断模拟量信号制动总阀是否有信号,若是,则退出控制;若否,则控制紧急制动电磁阀20实现车辆的紧急制动,同时分离离合器。
根据本发明的用于车辆倒车的控制方法,通过限制车辆的发动机转速和发动机扭矩,检测车辆与目标物间的距离,并根据检测结果控制紧急制动电磁阀20实现车辆的紧急制动,同时分离离合器,能够安全有效地对车辆进行倒车制动,防止车辆发生翻车事故,减少矿区因事故停产造成的严重经济损失,由于在车辆紧急刹车的同时对离合器进行了分离,避免了发动机在车辆紧急刹车过程中发生熄火,提高作业效率。
具体地,以矿山自卸车为例,限制车辆的发动机转速和发动机扭矩,使车辆的速度不高于3km/h。并预设一个车辆与挡车墙间距离的预设值,使车辆到达该预设值时进行车辆的紧急制动,然后进行倾倒作业,预设值过大影响倾倒效果,预设值过小则易引起车辆翻车事故。
司机挂倒档,倒车开始,同时启动一级声光报警模式,提醒司机车辆已进入倒车模式。车辆ECU10发出发动机限速限扭指令信号,减小车辆的倒车冲量。同时,激光测距传感器、超声波传感器和图像识别传感器同时开始监测车辆尾部与挡车墙的距离,并将检测到的结果发送至车辆ECU10。同时启动二级声光报警模式,提醒司机车辆正处于倒车的行进过程中。若测量的距离处于预设值范围内时,检测模拟量信号制动总阀的状态,判断司机没有采取人工制动措施。同时启动三级声光报警模式,提醒司机应进行车辆紧急制动。若模拟量信号制动总阀有信号,司机采取人工制动模式时,则车辆退出本实施例中的控制方法,采用传统方法进行车辆的紧急制动。若模拟量信号制动总阀无信号,则车辆ECU对紧急制动电磁阀20进行控制,紧急制动电磁阀20实现对车辆紧急制动。同时车辆ECU10控制自动离合器电磁阀30和驱动液压气助力执行机构40,对离合器进行分离,避免发动机熄火。
另外,当感知单元全部失效时,如激光测距传感器、超声波传感器和图像识别传感器全部受到光线干扰、或因灰尘、泥土遮挡导致系统故障或失效时,车辆ECU10无法检测车辆与挡车墙间的距离,或无法将检测结果发送至车辆ECU10时,同时车辆的发动机转速下降且扭矩上升,则控制紧急制动电磁阀20实现车辆的紧急制动,同时分离离合器。
当车辆的发动机转速下降且扭矩上升,表示车辆后轮已于挡车墙接触,由于受到挡车墙的阻力作用,造成发动机转速下降扭矩上升。若此时车辆继续进行倒车操作,则很有可能发生翻车的危险,所以需要在感知单元失效的情况下进行车辆的紧急制动,从而进一步地提高车辆的安全性,减少危险事故的发生。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种用于车辆倒车的控制方法,其特征在于,包括如下步骤:
限制所述车辆的发动机转速和发动机扭矩;
检测所述车辆与目标物间的距离,并将检测结果发送至车辆ECU;
判断所述检测结果是否大于设定值,若是,则继续检测;若否,则检测模拟量信号制动总阀的信号状态;
判断所述模拟量信号制动总阀是否有信号,若是,则退出控制;若否,则控制紧急制动电磁阀实现所述车辆的紧急制动,同时分离离合器。
2.根据权利要求1所述的用于车辆倒车的控制方法,其特征在于,若无法检测所述车辆与所述目标物间的距离,或无法将所述检测结果发送至车辆ECU时,同时所述车辆的发动机转速下降且扭矩上升,则控制所述紧急制动电磁阀实现所述车辆的紧急制动,同时分离所述离合器。
3.根据权利要求1所述的用于车辆倒车的控制方法,其特征在于,通过控制自动离合器电磁阀和驱动液压气助力执行机构实现所述离合器的分离。
4.根据权利要求1所述的用于车辆倒车的控制方法,其特征在于,通过激光测距传感器、超声波传感器和图像识别传感器中的至少一种检测所述车辆与所述目标物间的距离。
5.根据权利要求1所述的用于车辆倒车的控制方法,其特征在于,所述目标位设有挡车墙,检测所述车辆与所述挡车墙间的距离。
6.根据权利要求1所述的用于车辆倒车的控制方法,其特征在于,检测所述车辆与目标物间的距离的同时启动声光报警单元。
7.根据权利要求1所述的用于车辆倒车的控制方法,其特征在于,限制所述车辆的发动机转速和发动机扭矩,使所述车辆的速度小于等于3km/h。
8.一种用于车辆倒车的控制装置,其特征在于,用于执行根据权利要求1~7中任一项所述的用于车辆倒车的控制方法,该控制装置包括:
感知单元,所述感知单元用于检测所述车辆与所述目标物间的距离;
车辆控制单元,所述车辆控制单元与所述感知单元电通讯连接,用于接收所述感知单元的检测结果;
制动单元,所述制动单元与所述车辆控制单元电通讯连接,用于进行所述车辆的紧急制动;
离合器控制单元,所述离合器控制单元与所述车辆控制单元电通讯连接,用于分离所述离合器。
9.根据权利要求8所述的用于车辆倒车的控制装置,其特征在于,所述感知单元包括激光测距传感器、超声波传感器和图像识别传感器中的至少一种。
10.根据权利要求8所述的用于车辆倒车的控制装置,其特征在于,所述离合器控制单元包括自动离合器电磁阀和液压气助力执行机构,通过调节所述自动离合器电磁阀控制所述液压气助力执行机构,从而对所述离合器进行分离。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20191001 |