CN116409292A - 一种自动驻车系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自动驻车系统及车辆，属于车辆制动控制领域。包括控制器、驻车气包、继动阀、二位三通阀和驻车弹簧气室，驻车气包通过二位三通阀连接继动阀控制口，还直接连通继动阀的进气口，继动阀出气口与驻车弹簧气室连通，继动阀的排气口与大气连通。控制器连接二位三通阀，以对两位三通阀在第一阀位和第二阀位之间的切换进行控制。若控制器检测到充电枪插入车辆时的插枪充电信号，或者检测到驾驶员离座信号、钥匙断电信号，则控制两位三通切换至第二阀位，使继动阀控制口与大气连通，继动阀控制口处的压力释放，达到欠压状态，使继动阀出气口和继动阀排气口连通，驻车弹簧气室内压力释放，完成车辆的自动驻车。

Description

一种自动驻车系统及车辆

技术领域

本发明涉及一种自动驻车系统及车辆，属于车辆制动控制技术领域，尤其涉及一种采用气动制动的自动驻车系统。

背景技术

新能源商用车及传统商用车通常采用气动制动系统进行行车制动，并在停车后采用驻车系统进行驻车制动，驻车系统采用与气动制动系统相匹配的断气式机械驻车系统。在车辆运行过程中，若遇到需要等红绿灯或进站停车等情况，驾驶员需要通过拉手刹来激活车辆的驻车制动，在车辆起步时需要通过松手刹来实现驻车制动解除。

在一些特殊场景下，存在驾驶员因紧急情况下车而忘记拉手刹的情况，或者因手刹没拉到位导致驾驶员下车后手刹自动回弹的情况，以上情况均会使车辆处于一种不可控的危险状态。

随着智能化在汽车上的不断发展，基于断气式机械制动的电子驻车系统已经开始逐步在车辆上进行推广使用，电子驻车系统的应用提升了车辆的驻车安全性。例如授权公告号为CN207466634U的中国专利文件，公开了一种客车用电子驻车控制系统和客车，包括整车控制器、油门踏板信号产生装置、电子驻车控制开关、电控开关、控制电源、总开关、常闭阀和常通阀，常闭阀和常通阀设置在用于给断气刹供气的气路管道中，通过总开关闭合或断开供电的方式控制常闭阀，实现车辆下电时进行自动驻车制动；通过控制器控制与常闭阀串联的常通阀，实现了车辆行驶时断气刹状态的控制。

因此，电子驻车系统需要在原车的基础上增加驻车操作开关、多个阀类零部件等，并且需要驾驶员主动操作开关才能实现电子驻车的激活和解除，仍不能解决驾驶员忘记操作开关的问题，容易导致驾驶员离车后车辆不受控移动的情况发生，造成较大的安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动驻车系统及车辆，用于解决车辆停车后驾驶员忘记驻车的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种自动驻车系统，包括驻车气包、继动阀和驻车弹簧气室，驻车气包通过管路连接继动阀控制口，还通过管路直接连通继动阀进气口，继动阀出气口连通驻车弹簧气室，继动阀排气口与大气连通；若继动阀控制口处于有压状态，则继动阀进气口与继动阀出气口连通，若继动阀控制口处于欠压状态，则继动阀排气口与继动阀出气口连通；还包括控制器和设置在驻车气包与继动阀控制口之间管路上的二位三通阀，控制器控制连接二位三通阀，以实现二位三通阀在第一阀位和第二阀位之间的切换；二位三通阀处于第一阀位时，继动阀控制口与驻车气包连通；二位三通阀处于第二阀位时，继动阀控制口与大气连通；

在车辆静止时，若控制器检测到插枪充电信号、驾驶员离座信号或钥匙断电信号，则控制二位三通阀切换至第二阀位。

本发明提供的自动驻车系统，包括控制器、驻车气包、继动阀、二位三通阀和驻车弹簧气室，驻车气包通过二位三通阀连接继动阀控制口，还直接连通继动阀的进气口，继动阀出气口与驻车弹簧气室连通，继动阀的排气口与大气连通。控制器连接二位三通阀，以对两位三通阀在第一阀位和第二阀位之间的切换进行控制。在车辆停车充电场景下，若驾驶员没有对车辆进行驻车操作，容易导致充电时车辆移动，对充电桩造成损坏，或者充电枪掉落在地形成拉弧，影响车辆及人员安全，因此，在充电场景下，若控制器检测到充电枪插入车辆时的插枪充电信号，则控制二位三通切换至第二阀位，使继动阀控制口与大气连通，继动阀控制口处的压力释放，达到欠压状态，使继动阀出气口和继动阀排气口连通，驻车弹簧气室内压力释放，完成车辆的自动驻车。在车辆行车结束后，若驾驶员忘记驻车就离开车辆，容易导致车辆在驾驶员离开后的非受控移动，对车辆及人员安全造成较大隐患。因此在车辆静止时，通过驾驶员离座信号或钥匙断电信号来判断驾驶员是否存在离座行为或离座意图，若检测到驾驶员离座信号，则认为驾驶员已经离开座位，若检测到钥匙断电信号，则认为驾驶员存在离座意图，此时控制器控制二位三通切换至第二阀位，使继动阀控制口与大气连通，继动阀控制口处的压力释放，达到欠压状态，使继动阀出气口和继动阀排气口连通，驻车弹簧气室内压力释放，完成车辆的自动驻车。采用本发明，可实现车辆在充电场景及停车场景下，驾驶员忘记主动驻车或主动驻车不到位等情况下的自动驻车，降低了车辆安全隐患，增强了车辆安全性。

进一步地，在上述系统中，若控制器检测到钥匙火信号，且制动踏板开度大于第一设定开度，则控制二位三通阀切换至第一阀位。

自动驻车系统还能实现驻车的自动释放，在驾驶员拧钥匙开关使车辆上电后，控制器检测到钥匙火信号，然后通过制动踏板开度来判断驾驶员是否存在驾驶意图，若检测到制动踏板开度大于第一设定开度，则认为驾驶员存在驾驶意图。因此控制器将二位三通阀切换至第一阀位，使驻车气包向继动阀控制口处充气增压，在继动阀控制口处压力达到有压状态时，使继动阀进气口与继动阀出气口连通，驻车气包向驻车弹簧气室充气增压，驻车弹簧被压缩，完成驻车自动释放，确保了驾驶员操作的连贯性，不改变驾驶员操作习惯，可以增强驾驶员的驾驶体验。

进一步地，在上述系统中，在控制器检测到钥匙火信号且制动踏板开度小于第一设定开度时，若制动踏板开度大于第二设定开度且档位处于非空档状态，则整车控制器控制二位三通阀切换至第一阀位。

自动驻车系统还能在车辆上电状态下，通过制动踏板开度和档位状态，来判断驾驶员的驾驶意图，若检测到制动踏板开度大于第二设定开度且小于第一设定开度，并且档位处于非空档状态，则认为驾驶员存在驾驶意图。因此控制器将二位三通阀切换至第一阀位，使驻车气包向继动阀控制口处充气增压，在继动阀控制口处压力达到有压状态时，使继动阀进气口与继动阀出气口连通，驻车气包向驻车弹簧气室充气增压，驻车弹簧被压缩，完成驻车自动释放。在驾驶员轻踩刹车挂档的情况下，进行自动驻车释放，不改变驾驶员操作习惯，可以增强驾驶员的驾驶体验。

进一步地，在上述系统中，所述驾驶员离座信号检测接口用于连接检测驾驶员座位处压力的压力传感器；若驾驶员座位处压力小于设定压力，则生成所述驾驶员离座信号。

针对驾驶员离座信号，提供一种具体的、便于实施的获取方法，通过在驾驶员座位处设置压力传感器的方式，判断驾驶员是否在座位上。若驾驶员处在座位处，则驾驶员座位处的压力明显较大，因此，若检测到驾驶员座位处压力小于设定压力，则认为驾驶员不在座位，此时生成驾驶员离座信号。

进一步地，在上述系统中，若车速小于设定车速、车轮轮速小于设定轮速且ABS未激活，则认为车辆静止。

对于自动驻车激活过程中的车辆静止，通常采用发动机转速来判断，而在行车过程中，若发动机转速较低，不能确定车辆是否需要激活自动驻车，在此时激活自动驻车，会造成车辆安全隐患。本发明中，通过车速、轮速和ABS信号，进行多重冗余检验，在车速小于设定车速、车轮轮速小于设定轮速且ABS未激活时，认为车辆处于静止状态，进而在车辆静止时，判断是否需要激活自动驻车，避免行车过程中的非预期驻车情况发生。

进一步地，在上述系统中，还包括用于检测驻车弹簧气室内气压的气压传感器，控制器采样连接气压传感器；在二位三通阀处于第二阀位时，若驻车弹簧气室内气压大于设定气压，则报自动驻车系统故障。

为判断自动驻车系统是否存在故障，通过设置气压传感器来检测驻车弹簧气室内的气压，若在激活自动驻车后，驻车弹簧气室内的压力居高不下，一直超过设定气压，则认为自动驻车系统存在故障，及时进行报警，从而降低车辆安全隐患。

进一步地，在上述系统中，所述二位三通阀具有用于锁定在第一阀位或第二阀位的自锁定结构，若控制器驱动二位三通阀的时间大于设定时间，则停止驱动。

二位三通阀采用具有自锁功能的电控阀，控制器只需向二位三通阀的线圈发送一定时间的驱动指令，就可以通过二位三通阀的自锁定结构，锁定在第一阀位或第二阀位处，延长了二位三通阀的使用寿命，避免二位三通阀出现故障，进而降低了自动驻车系统的安全隐患。

进一步地，在上述系统中，所述二位三通阀具有手动开关，用于实现二位三通阀在第一阀位和第二阀位之间的手动切换。

为保障在整车无法上电或自动驻车系统发生故障等应急情况下车辆安全，通过为二位三通阀增加手动开关的方式，实现自动驻车系统的手动激活和手动释放，一方面可以实现车辆需要驻车时的紧急驻车，另一方面可以实现故障时的临时行车或拖车功能。

进一步地，在上述系统中，在二位三通阀与继动阀控制口之间的管路上设置有手刹阀，所述手刹阀通过手刹控制；拉起手刹时，手刹阀与继动阀控制口之间的管路通过手刹阀排气口连通大气，松开手刹时，继动阀控制口通过手刹阀连通二位三通阀出气口。

在二位三通阀与继动阀控制口之间的管路上设置有手刹阀，通过手刹对手刹阀进行切换控制。自动驻车激活后，不论手刹处于拉起还是松开的位置，车辆均处于驻车状态，可防止驾驶员断钥匙、离开座位下车时忘记拉手刹的风险，同时可避免驾驶员离开后手刹回弹导致驻车自动解除后车辆溜车的风险。

本发明还提供一种车辆，采用上述的自动驻车系统。

附图说明

图1为本发明系统实施例中车辆的结构示意图；

图中1为驻车气包，2为二位三通阀，21、22为二位三通阀的线圈，3为整车控制器，4为手刹阀，41为手刹阀进气口，42为手刹阀出气口，43为手刹阀排气口，5为差动继动阀，51为继动阀进气口，52为继动阀出气口，53为继动阀排气口，54为继动阀控制口，6为气压传感器，7、8为驻车弹簧气室；

图2为本发明系统实施例中车辆行车结束状态下自动驻车的激活控制流程图；

图3为本发明系统实施例中车辆搁置充电状态下自动驻车的激活控制流程图；

图4为本发明系统实施例中自动驻车的释放控制流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

系统实施例：

本发明提供的一种自动驻车系统，如图1所示，包括驻车气包1、继动阀5、驻车弹簧气室7和驻车弹簧气室8，驻车气包1通过管路和继动阀5连接驻车弹簧气室7和驻车弹簧气室8。具体地，驻车气包1通过管路连通继动阀5的继动阀进气口51，还通过管路连接继动阀控制口54，第一驻车弹簧气室7和第二驻车弹簧气室8均连通继动阀出气口52，继动阀排气口53与大气连通。

自动驻车系统还包括二位三通阀2和整车控制器3，二位三通阀2设置在驻车气包1与继动阀控制口54连接的管路上。本实施例中二位三通阀2采用二位三通双控电磁阀，包括线圈21、线圈22、进气口P、出气口A和排气口R。驻车气包1连通进气口P，出气口A通过管路连接继动阀控制口54，排气口R与大气连通，二位三通阀2处于第一阀位时，进气口P和出气口A连通，二位三通阀2处于第二阀位时，排气口R与出气口A连通。

整车控制器3连接二位三通阀2的线圈21和线圈22，通过向线圈输出驱动指令，实现二位三通阀2在第一阀位和第二阀位之间的切换，当整车控制器3向线圈21输出驱动指令时，二位三通阀2处于第二阀位，当整车控制器3向线圈22输出驱动指令时，二位三通阀2处于第一阀位。

在继动阀出气口52与驻车弹簧气室7、8连接的管路上设置有气压传感器6，用于检测驻车弹簧气室内的气压，整车控制器3通过硬线连接气压传感器6。

整车控制器3通过CAN总线或硬线连接的方式，获取制动踏板开度、钥匙开关信号、档位信号、驾驶员离座信号、车轮轮速信号、车速信号、ABS信号和插枪充电信号等，从而进行综合判断，以输出驱动指令对二位三通阀2进行控制。

本发明的自动驻车系统可实现自动驻车的激活和自动驻车的释放，自动驻车激活和释放均不需要驾驶员额外进行操作，按照传统机械手刹的方式进行操作，即可实现车辆驻车的安全防护。

自动驻车激活的控制流程如图2和图3所示，包括如下步骤：

1)驾驶员拧钥匙开关使整车上电，整车控制器接收到钥匙开关火信号后，判断整车处于上电状态后，获取车速、车轮轮速和ABS信号，若车速小于设定的车速阈值V且车轮轮速小于设定的轮速阈值X且ABS处于未激活状态，则判断车辆处于静止状态，进行下一步判断。

2)整车控制器检测驾驶员离座信号，判断驾驶员是否离开座位，若整车控制器接收到驾驶员离座信号，则认为驾驶员离开座位，进入下一步执行自动驻车激活；或者，整车控制器检测钥匙开关断电信号，判断驾驶员是否断开钥匙开关，若整车控制器接收到钥匙开关断电信号，则认为驾驶员断开钥匙开关，进入下一步执行自动驻车激活。

当车辆处于搁置充电场景下时，整车控制器还检测插枪充电信号，判断车辆是否处于插枪充电状态，若车辆处于插枪充电状态，即车辆处于充电枪插入车辆充电口时的状态，则进入下一步执行自动驻车激活。

执行自动驻车激活的过程为：整车控制器向二位三通阀的线圈21输出驱动指令，使二位三通阀处于第二阀位，排气口R与出气口A连通，此时继动阀控制口54处的压力从排气口R排出，使继动阀出气口52和继动阀排气口53连通，驻车弹簧气室7和8的压力从继动阀排气口53排到大气中，弹簧伸长，从而实现自动驻车激活。

3)在激活自动驻车后，整车控制器通过采集气压传感器的信号，判断驻车弹簧气室内气压，若驻车弹簧气室内气压小于设定气压阈值P，则判断驻车制动已激活，否则判断驻车制动系统存在故障。

本实施例中，通过在驾驶员座位处设置压力传感器，来检测驾驶员座位处压力，若驾驶员座位处压力小于设定压力，则认为驾驶员离开座位，此时生成驾驶员离座信号发送至整车控制器。

作为其他实施方式，还可通过在方向盘处设置测距传感器，将测距传感器与驾驶员座位靠背之间的距离作为驾驶员离座信号来判断驾驶员是否离开座位，若测距传感器与驾驶员座位靠背之间的距离大于设定距离，则判断驾驶员离开座位。

自动驻车系统还包括手刹阀4，手刹阀4设置在二位三通阀2的出气口A与继动阀控制口54之间的管路上，手刹阀4包括手刹阀进气口41、手刹阀出气口42和手刹阀排气口43，手刹阀4通过手刹进行控制，拉起手刹时，手刹阀出气口42通过手刹阀排气口43连通大气，松开手刹时，手刹阀出气口42与手刹阀进气口41连通。

此时，执行自动驻车激活的过程为：整车控制器向二位三通阀的线圈21输出驱动指令，使二位三通阀处于第二阀位，排气口R与出气口A连通，此时若驾驶员拉起手刹，则使得手刹阀出气口42通过手刹阀排气口43连通大气，继动阀控制口54处的压力从排气口R排出，使继动阀出气口52和继动阀排气口53连通，驻车弹簧气室7和8的压力从继动阀排气口53排到大气中，弹簧伸长，从而实现自动驻车激活；若驾驶员忘记拉手刹，或者驾驶员离开后手刹回弹，使得手刹阀出气口42与手刹阀进气口41连通，则继动阀控制口54处的压力从排气口R排出，使继动阀出气口52和继动阀排气口53连通，驻车弹簧气室7和8的压力从继动阀排气口53排到大气中，弹簧伸长，从而实现自动驻车激活。

自动驻车释放的控制流程如图4所示，包括如下步骤：

1)驾驶员拧钥匙开关使整车上电，整车控制器接收到钥匙火信号后，判断整车处于上电状态后。此时，整车根据获取的制动踏板开度，判断是否进行自动驻车释放，若制动踏板开度第一设定开度U，则进入下一步执行自动驻车释放；若制动踏板开度小于等于第一设定开度U，则判断制动踏板开度是否大于第二设定开度W。

2)若制动踏板开度大于第二设定开度W且小于等于第一设定开度U，则整车控制器根据获取的档位信号，以判断当前档位状态。若当前档位状态为非空档，则认为驾驶员踩刹车挂档，车辆进入可行驶状态，进入下一步执行自动驻车释放。

执行自动驻车释放的过程为：整车控制器向二位三通阀的线圈22输出驱动指令，使二位三通阀处于第一阀位，进气口P与出气口A连通，若此时手刹处于松开状态，即手刹阀出气口42与手刹阀进气口41连通，驻车气包1的压力到达继动阀控制口54处，使继动阀进气口51和继动阀出气口52连通，驻车气包1的压力通过继动阀进气口51和继动阀出气口52传递至驻车弹簧气室7和驻车弹簧气室8，使弹簧被压缩，实现自动驻车释放；若此时手刹处于拉起状态，则驾驶员按照驾驶习惯，松开手刹，使手刹阀出气口42与手刹阀进气口41连通，驻车气包1的压力到达继动阀控制口54处，使继动阀进气口51和继动阀出气口52连通，驻车气包1的压力通过继动阀进气口51和继动阀出气口52传递至驻车弹簧气室7和驻车弹簧气室8，使弹簧被压缩，实现自动驻车释放。

本实施例中的二位三通阀2采用了二位三通双控电磁阀，由于二位三通双控电磁阀具有自锁功能，因此，若整车控制器3向线圈21或线圈22发送驱动指令的驱动时间大于设定时间T，则停止驱动，二位三通阀2会锁定在排气口R和出气口P导通的位置或进气口A和出气口P导通的位置。

此外，考虑到自动驻车系统失效或紧急情况，还设计了相应的结构，以实现应急状态下的自动驻车激活和自动驻车释放。在二位三通阀2的阀体上设置有两个手动开关，其中一个为驻车手动开关，另一个为行车手动开关。驻车手动开关连接线圈21，驾驶员手动操作按下驻车手动开关后，二位三通阀2锁定在第二阀位，进气口A和排气口R导通，实现自动驻车的手动激活；行车手动开关连接线圈22，驾驶员手动操作按下行车手动开关后，二位三通阀2锁定在第一阀位，出气口P和进气口A导通，实现自动驻车的手动释放。

因整车无法上电，或自动驻车系统发生故障导致自动驻车无法释放时，通过按下行车手动开关，实现自动驻车的手动释放，车辆可正常解除驻车，可实现正常的车辆拖车或故障时的临时行车。

本发明所提到的设定的车速阈值V、设定的轮速阈值X、设定气压阈值P、第一设定开度U，第二设定开度W和设定时间T等参数需要根据具体车型进行匹配标定。本实施例中设定的车速阈值V为5km/h，设定的轮速阈值X为5km/h，设定气压阈值P为600kpa，第一设定开度为30％，第二设定开度为15％，设定时间T为1s。

车辆实施例：

本发明的一种车辆，采用系统实施例中的自动驻车系统，关于该系统的结构和功能，在系统实施例中已经介绍的清楚明白，此处不再赘述。

Claims (10)

1.一种自动驻车系统，包括驻车气包、继动阀和驻车弹簧气室，驻车气包通过管路连接继动阀控制口，还通过管路直接连通继动阀进气口，继动阀出气口连通驻车弹簧气室，继动阀排气口与大气连通；若继动阀控制口处于有压状态，则继动阀进气口与继动阀出气口连通，若继动阀控制口处于欠压状态，则继动阀排气口与继动阀出气口连通；其特征在于，还包括控制器和设置在驻车气包与继动阀控制口之间管路上的二位三通阀，控制器控制连接二位三通阀，以实现二位三通阀在第一阀位和第二阀位之间的切换；二位三通阀处于第一阀位时，继动阀控制口与驻车气包连通；二位三通阀处于第二阀位时，继动阀控制口与大气连通；

在车辆静止时，若控制器检测到插枪充电信号、驾驶员离座信号或钥匙断电信号，则控制二位三通阀切换至第二阀位。

2.根据权利要求1所述的自动驻车系统，其特征在于，若控制器检测到钥匙火信号，且制动踏板开度大于第一设定开度，则控制二位三通阀切换至第一阀位。

3.根据权利要求2所述的自动驻车系统，其特征在于，在控制器检测到钥匙火信号且制动踏板开度小于第一设定开度时，若制动踏板开度大于第二设定开度且档位处于非空档状态，则整车控制器控制二位三通阀切换至第一阀位。

4.根据权利要求1所述的自动驻车系统，其特征在于，所述驾驶员离座信号检测接口用于连接检测驾驶员座位处压力的压力传感器；若驾驶员座位处压力小于设定压力，则生成所述驾驶员离座信号。

5.根据权利要求1所述的自动驻车系统，其特征在于，若车速小于设定车速、车轮轮速小于设定轮速且ABS未激活，则认为车辆静止。

6.根据权利要求1所述的自动驻车系统，其特征在于，还包括用于检测驻车弹簧气室内气压的气压传感器，控制器采样连接气压传感器；在二位三通阀处于第二阀位时，若驻车弹簧气室内气压大于设定气压，则报自动驻车系统故障。

7.根据权利要求1所述的自动驻车系统，其特征在于，所述二位三通阀具有用于锁定在第一阀位或第二阀位的自锁定结构，若控制器驱动二位三通阀的时间大于设定时间，则停止驱动。

8.根据权利要求1所述的自动驻车系统，其特征在于，所述二位三通阀具有手动开关，用于实现二位三通阀在第一阀位和第二阀位之间的手动切换。

9.根据权利要求1所述的自动驻车系统，其特征在于，在二位三通阀与继动阀控制口之间的管路上设置有手刹阀，所述手刹阀通过手刹控制；拉起手刹时，手刹阀与继动阀控制口之间的管路通过手刹阀排气口连通大气，松开手刹时，继动阀控制口通过手刹阀连通二位三通阀出气口。

10.一种车辆，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述的自动驻车系统。

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