CN201756114U - 汽车刹车优先系统 - Google Patents

Abstract

一种汽车刹车优先系统。汽车在行驶中由于异常情况，可能出现驾驶员的脚在离开加速供油踏板时，油门不会迅速回位，使车辆仍处在加速状态，造成车辆失控，引发严重事故。由此，人们设计出一些刹车优先系统，但是多以改造机械结构、增加设备和控制系统来实现。本实用新型提供一种不需要对汽车机械结构做任何改动、不增加设备，而是通过借用车上在用控制ECU、电喷系统以及刹车相关系统，引入刹车信号到发动机ECU来实现刹车优先控制，做到无论油门开度处在什么位置，只要踩刹车就能使油门回到怠速工作状态，从而实现可靠制动刹车。

Description

汽车刹车优先系统

技术领域：

本实用新型涉及一种汽车行驶中的刹车系统，尤其是一种汽车行驶状态下的刹车优先系统。 

背景技术：

汽车制动系统和加速供油系统是独立的两个系统，车辆的制动、加速供油系统均能独立有效工作，驾驶员的右脚控制制动、加速供油系统，正常情况下，是不可能同时踩下制动踏板和加速供油踏板的。但是，由于异常情况，可能出现驾驶员的脚在离开加速供油踏板时，油门不会迅速回位，使车辆仍处在加速状态，造成车辆失控，引发严重事故。由此，人们设计出一些刹车优先系统，即无论油门开度处在什么位置，只要踩刹车就使油门回到怠速工况。但是现有汽车刹车优先系统或通过改造机械结构，或增加设备，或增加控制系统，或三者兼而有之来实现，实施起来不够方便，也增加成本，如中国专利CN1299752A公开的一种刹车优先系统，将刹车踏板和油门踏板合二为一，即只设置一个踏板，在加油状态下可直接踩刹车，切断油路（油门自动至最小），直至停车。其不足之处是需要对刹车、油门操作机构进行机械改动，由此会带来机械结构变动以及操作习惯改变、成本增加等问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种不需要对汽车机械结构做任何改动、不增加设备，而是通过借用车上在用控制ECU、电喷系统以及刹车相关系统，引入刹车信号到发动机ECU来实现刹车优先控制，做到无论油门开度处在什么位置，只要踩刹车就能使油门回到怠速工作状态，从而实现可靠制动刹车。本方案经济、实用、安装实现方便。

本实用新型的技术方案概述如下：一种汽车刹车优先系统，包括制动信号开关、油门控制执行装置，其特征在于：还包括发动机ECU，所述制动信号开关为刹车灯开关，所述刹车灯开关与发动机ECU连接，所述油门控制执行装置为电喷系统，所述电喷系统与发动机ECU相连。 

现在车用单片机种类多，性能优越，输出、输入资源、中断资源等相当丰富，特别是作为汽车控制用单片机，加装驱动电路、接口扩展、程序存储器等外围电路后，组成车用电子控制单元即车用ECU，输出、输入资源更加丰富。本方案就是利用发动机ECU的空闲开关量输入端口和中断源空闲端口，引入刹车灯开关信号，当驾驶员踩刹车踏板时，刹车灯开关闭合，触发中断，发动机ECU转入中断处理子程序，在该中断处理子程序中，通知ABS系统ECU准备工作，同时屏蔽油门信号并转入怠速控制子程序，命令电喷系统控制油门开度按怠速工况下油量喷油，当通过开关量输入端口检测到刹车灯开关信号消失后，刹车过程结束，解除油门信号屏蔽，发动机ECU转入新的工况控制。

作为优选，所述刹车灯开关通过隔离整形电路与发动机ECU的中断源相连，所述刹车灯开关同时又与发动机ECU开关量输入端连接。由于汽车中具有较强烈的电磁干扰，因此，在刹车灯开关信号输入发动机ECU中断源前，需要对其进行隔离、限幅、整形处理，处理后的刹车灯开关信号连接到发动机ECU中的单片机中断输入引脚；发动机ECU的开关量输入端口由于采用了专用接口芯片，抗干扰能力强，所以将刹车灯开关直接连接在开关量输入端口，用于检测刹车过程是否结束。

所述中断处理子程序先将油门踏板信号屏蔽，之后调用主程序中的怠速工况控制子程序。屏蔽油门踏板信号是防止油门踏板被卡住等异常情况出现时确保刹车成功。

实用新型的有益效果

1、不需对车辆进行机械结构上的改动，不需增加硬件设备，只增加一个简单子程序即可实现刹车优先功能；

2、 经济实用，安装方便，工作可靠。

附图说明

图1为刹车灯开关及刹车灯开关信号采样隔离整形电路；

图2是发动机ECU与刹车优先有关部分的原理框图；

图3为刹车优先中断处理子程序框图；

图4为本实用新型的示意图。

具体实施方式：

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。

参见图4，一种汽车刹车优先系统，包括刹车灯开关4、发动机ECU 3、油门控制执行装置即电喷系统5、刹车踏板1和刹车踏板总成2。刹车灯开关信号与发动机ECU连接，在发动机ECU中增加刹车中断处理子程序。

为防止汽车中强烈的电磁干扰，在刹车灯开关信号输入发动机ECU中断源前需要对其进行隔离、限幅、整形处理，电路原理如图1所示。虚线框内为原刹车灯电路（+12V蓄电池电源、保险丝FU、刹车灯开关K和刹车灯RL）；限流电阻R1、光电隔离器T1、发动机ECU电源Vcc、限流电阻R2、整形电路IC1组成隔离、限幅、整形电路。未踩踏刹车时，刹车灯开关K不闭合，光电隔离器T1输入端为地电位，输出端截止，与之相连的整形电路IC1的输入端1此时为高电位（Vcc），反向端2输出为低电位，由于将发动机ECU中断引脚PJ1设定为正电压上升沿触发，所以此时PJ1不被触发。当制动刹车时，刹车踏板被踩下刹车灯开关K闭合，+12V电源经电阻R1施加在光电隔离器T1输入端，其输出侧光电管饱和导通，IC1的输入端1由高电位变为低电位，其反向输出端2由低电位跳变为高电位，该跳变上升沿触发发动机ECU的PJ1引发中断，使发动机ECU转入刹车中断处理子程序。

发动机ECU及其与刹车优先有关电路单元如图2所示，其包括单片机、隔离整形后的刹车灯开关信号输入端（中断信号输入端）、开关量信号输入端，电磁阀驱动电路、电磁阀、油门控制液压缸、电喷器、CAN总线等（用于发动机控制的其他输入/输出量及其电路从略）。其中单片机采用汽车电子控制单元中广泛使用的摩托罗拉16位单片机MC9S12DP256。该单片机输出/输入资源充足、可用中断资源丰富灵活。在本方案中采用硬件方式直接触发中断来响应刹车灯开关信号，其优点是响应速度快，当PJ1脚所连接的刹车灯开关信号发生正跳变时即刹车踏板被踩踏时触发ECU中断发生，随即ECU停止正在执行的程序而转入刹车中断处理子程序。在该中断处理子程序中，命令发动机ECU跳转到发动机怠速工作状态控制子程序，就是说无论油门开度处在什么位置，不论油门信号是什么，只要踩刹车就使油门回到怠速工况。在怠速工作状态控制子程序控制下，发动机ECU的电磁阀驱动电路驱动电磁阀、控制油门液压缸、电喷器，进而控制油门开度按维持发动机保持最低运转速度的油量来喷油，使引擎可以提供足够的动能来正常运转，也为刹车提供助力，确保刹车效果。

发动机ECU设置有CAN总线，与ABS系统ECU等其他电子控制单元进行通讯。

刹车中断处理子程序框图如图3所示，其中断处理内容：

1、通知ABS系统ECU准备工作（通过CAN总线进行通讯）；

2、屏蔽油门踏板信号输入，使发动机ECU不接受油门信号，并将油门踏板信号输入值设置为“0”即油门踏板在“0”位。该步骤为防止油门踏板被卡住而设置，即当驾驶员松开油门踏板并踩下刹车踏板时，油门踏板并未返回，油门依然保持踩踏时的开度，在这种异常情况下，进行油门信号屏蔽是非常必要的；

3、调用发动机怠速工况控制子程序，使发动机转入怠速工作状态；

4、判断刹车是否结束（通过扫描检查开关量输入端的刹车灯开关是否依然闭合来判断）。如果还在继续踩刹车，就继续转入发动机怠速工作状态控制子程序；如果刹车结束，则转入下一步；

5、清除刹车中断标志，为接受下次中断做准备；

6、解除油门踏板信号输入屏蔽，为接受油门信号做准备；

7、修改发动机ECU堆栈中的地址数据为主程序中的怠速工况控制子程序入口地址；

8、返回主程序并进入发动机怠速工况控制状态，结束中断处理。

通过这样的处理，既能够保证正常的刹车减速、停车需求，又能够在即使油门失灵情况下，也可以安全地把车速降下来，不会出现车越跑越快、完全失控的情况。

本刹车中断处理程序与一般中断处理程序的不同点，一是不做现场保护，因为中断时的现场数据对于刹车结束后进入的工况毫无用处，二是中断后不返回原断点，而是转入主程序中怠速控制子程序入口地址。

Claims (2)

1.一种汽车刹车优先系统，包括制动信号开关、油门控制执行装置，其特征在于：还包括发动机ECU，所述制动信号开关为刹车灯开关，所述刹车灯开关与发动机ECU连接，所述油门控制执行装置为电喷系统，所述电喷系统与发动机ECU相连。

2.根据权利要求1所述汽车刹车优先系统，其特征是：所述刹车灯开关通过隔离整形电路与发动机ECU的中断源相连，所述刹车灯开关同时又与发动机ECU开关量输入端连接。

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