手動擋汽車電子駐車控制系統及控制方法
2023-06-02 08:27:51
專利名稱：手動擋汽車電子駐車控制系統及控制方法
技術領域：
本發明涉及一種汽車駐車控制系統，特別涉及一種手動擋汽車電子駐車控制系統及控制方法。
背景技術：
傳統汽車駐車制動器通過手動操作完成駐車，隨著城市建設進程的推進，城市中紅綠燈越來越多，等紅燈時間和次數越來越多，每次都需要人為拉起和放開駐車制動器，這增加了人駕駛車輛工作量。另外在汽車熄火後，很多駕駛員忘記拉起手剎，導致了事故的發生。現有的電子駐車系統繁瑣，不易在普通車輛推廣使用，影響了電子駐車技術使用的廣泛性。
發明內容
本發明的目的就是針對現有技術存在的上述缺陷，提供一種手動擋汽車電子駐車控制系統及控制方法。 一種手動擋汽車電子駐車控制系統，包括有單片機(U)的電路板(V)，電路板(V)設有傾角傳感器(1)，以檢測車輛的縱向傾斜角度；電路板(V)設有GPS模塊(m)，以輔助檢測車輛的行駛速度；車輛的OBD信號連接至電路板的OBD信號輸入端(b)，從OBD信號輸入端(b)獲取車輛的時速,發動機轉速信號，電門開關信號；從車輛剎車傳感器連接一個線束至電路板的剎車燈信號接口，以獲取剎車信號；在離合器踏板處放置一個位移傳感器，當離合器踏板移動時，把該信號傳送到電路板(V);汽車駕駛室內設置一個電子駐車按拉開關
(e)，該電子駐車按拉開關(e)為雙向接觸式結構；在電子駐車按拉開關(e)的一側放置電子駐車全自動鍵(f)和電子駐車半自動鍵(g);電路板(V)通過馬達電源接口(O)連接到馬達電源箱，能控制馬達正向，反向旋轉；電路板(V)通過霍爾傳感器接口(P)連接到馬達的霍爾傳感器，以獲取轉速信號；在電路板上焊接一個語音報警器(k);在電路板上設有馬達初始位置調整鍵(h)。在電路板(V)上連接繼電器，與原車駐車燈和剎車燈相連，以便於駐車時，駐車燈和剎車燈點亮。電路板(V)上設置數據存儲晶片(W)，以實現對電子駐車的工作狀態進行記錄。在電路板(V)上設有一個數據接口(n)，以實現對單片機程序的更改，同時下載電子駐車的工作數據。上述的馬達初始位置調整鍵(h)與增加鍵(i)、縮小鍵(j)、紅燈(S)、綠燈(t)配合使用，來調整馬達初始位置。本發明提到的一種手動擋汽車電子駐車的控制方法，包括以下方法實現:
A:駐車馬達感應到以下任一條件滿足時，駐車馬達拉緊駐車制動器拉線:
I)當OBD信號感應到車速在低速時，且GPS模塊感應到車輛車速在中低速時，另外，感應到車輛電門信號(a)關閉後，駐車馬達自動拉緊駐車制動器拉線； 2)當OBD信號感應到車速在低速時，且GPS模塊不能確認車輛行駛速度時，另外，感應到車輛電門信號(a)關閉後，駐車馬達自動拉緊駐車制動器拉線；
3)當OBD信號感應到車速為低速時，且GPS模塊感應到車輛車速在中低速時，另外，向上拉起電子駐車按拉開關後，駐車馬達自動拉緊駐車制動器拉線；
4)當OBD信號感應到車速為低速時，且GPS模塊不能確認車輛行駛速度時，另外，向上拉起電子駐車按拉開關後，駐車馬達自動拉緊駐車制動器拉線；
5)當OBD信號感應到車速為低速時，且GPS模塊感應到車輛車速在中低速時，另外，電子駐車全自動鍵(f)啟動後，當剎車信號感應到剎車踏板鬆開，又迅速踩下，又迅速鬆開時，駐車馬達自動拉緊駐車制動器拉線；
6)當OBD信號感應到車速為低速時，且GPS模塊不能確認車輛行駛速度時，另外，電子駐車全自動鍵(f)啟動後，當剎車信號感應到剎車踏板鬆開，又迅速踩下，又迅速鬆開時，駐車馬達自動拉緊駐車制動器拉線；
7)當OBD信號感應到車速為低速時，且GPS模塊感應到車輛車速在中低速時，另外，電子駐車半自動鍵(g)啟動後，當剎車信號感應到剎車踏板鬆開，又迅速踩下，又迅速鬆開時，駐車馬達自動拉緊駐車制動器拉線；
8)當OBD信號感應到車速為低速時，且GPS模塊不能確認車輛行駛速度時，另外，電子駐車半自動鍵(g)啟動後，當剎車信號感應到剎車踏板鬆開，又迅速踩下，又迅速鬆開時，駐車馬達自動拉緊駐車制動器拉線；
B:駐車馬達放鬆滿足的條件:
1)馬達已經收緊，當向下按下電子駐車按拉開關(e)後，駐車馬達自動放鬆；
2)馬達已經收緊，當電子駐車全自動鍵(f)啟動時，電路板上的單片機通過離合器的位移傳感器感應到離合器位置有回位趨勢時，且轉速達到起步轉速時，當條件都滿足時，駐車馬達自動放鬆；
3)當電子駐車半自動鍵(g)啟動時，需要按下電子駐車按拉開關使駐車馬達鬆開；
C:駐車馬達拉力的確認:
傾角傳感器感應車輛停放坡度，駐車馬達的工作電壓隨車輛停放角度的變化而變化，當坡度較小時，給予馬達以較小工作電壓，當馬達接近堵轉電流時，駐車馬達停止工作；當坡度較大時，給予馬達以較大工作電壓，當馬達接近堵轉電流時，駐車馬達停止工作；
D:馬達霍爾傳感器作用
當駐車馬達拉緊時，霍爾傳感器感應到馬達工作時所轉的圈數，在駐車馬達鬆開時，控制電路根據拉緊時所轉的圈數，自動反方向工作相應圈數；
E:三個手剎控制鍵的邏輯思路:
O電子駐車按拉開關(e)，當電路工作時，在安全車速下，向上拉起時代表開始駐車，向下按下時代表放鬆駐車；
2)電子駐車全自動鍵(f)，發動機啟動時該鍵默認不工作，需要手動開啟，當開啟時，可實現自動駐車，自動放鬆駐車制動器功能；
3)電子駐車半自動鍵(g)，該鍵發動機啟動時默認不工作，需要手動開啟，當開啟時，僅實現自動駐車功能，不能實現自動放鬆駐車制動器功能。另外，在上述控制方法中增設語音報警器(i): 1)當車輛熄火駐車時，傾角傳感器感應到坡度較大時，駐車馬達自動拉緊同時，語音提示「停車坡度較大，請掛入相應前進擋」;
2)系統具有自檢功能，當檢測到駐車馬達超過最大工作距離後，則提示「電子駐車機械故障，請儘快修理」；
3)系統還檢測其他連接線路是否有故障，包括電門信號故障，OBD信號故障，剎車信號故障，離合器踏板信號傳感器故障，以及電路內部的其他故障，如有故障，則語音提示相應部位故障；當檢查完成後，系統重新啟動後，系統自檢正常後，語音提示取消；
4)當駐車馬達處於拉緊狀態，且時速大於5千米/小時後，自動語音提示放開手剎。上述的低速指:2千米/小時以下，所述的中低速指:10千米/小時以下。本發明的有益效果是:一是本發明通過增加GPS模塊來輔助對車輛的時速進行測定，以達到最安全的使用效果；二是本發明適用於多數車輛的後期改裝，通過對現有中低端車輛的電子駐車系統改進，可以有效解決現有汽車的性能提升，減少由於忘記拉手剎或手剎故障造成的車輛安全事故。
附圖1是本發明的系統原理 附圖2是本發明的電子駐車按拉開關的電路連接 上圖中:車輛電門信號(a)、0BD信號輸入端(b)、離合器踏板線性開關(C)、剎車信號輸入端(d)、電子駐車按拉開關(e)、電子駐車全自動鍵(f)、電子駐車半自動鍵(g)、馬達初始位置調整鍵(h)、增加鍵(i)、縮小鍵(j)、語音報警器(k)、傾角傳感器(I)、GPS模塊U)、數據接口(η)、馬達電源接口(O)、霍爾傳感器接口(P)、駐車燈接口(q)、剎車燈接口(r)、紅燈
(S)、綠燈(t)、單片機U、電路板V、數據存儲晶片(W)、位移傳感器X。
具體實施例方式參照附圖1和附圖2，以手動擋車型為例，對本發明做進一步描述:
一種手動擋汽車電子駐車控制系統，包括有單片機(U)的電路板(V)，電路板(V)設有傾角傳感器(1)，以檢測車輛的縱向傾斜角度；電路板(V)設有GPS模塊(m)，以輔助檢測車輛的行駛速度；車輛的OBD信號連接至電路板的OBD信號輸入端(b )，從OBD信號輸入端(b )獲取車輛的時速，發動機轉速信號，電門開關信號；從車輛剎車傳感器連接一個線束至電路板的剎車燈信號接口，以獲取剎車信號；在離合器踏板處放置一個位移傳感器，當離合器踏板移動時，把該信號傳送到電路板(V );汽車駕駛室內設置一個電子駐車按拉開關(e ),該電子駐車按拉開關(e)為雙向接觸式結構；在電子駐車按拉開關(e)的一側放置電子駐車全自動鍵(f)和電子駐車半自動鍵(g);電路板(V)通過馬達電源接口(O)連接到馬達電源箱，能控制馬達正向，反向旋轉；電路板(V)通過霍爾傳感器接口(P)連接到馬達的霍爾傳感器，以獲取轉速信號；在電路板上焊接一個語音報警器(k);在電路板上設有馬達初始位置調整鍵(h)。在電路板(V)上連接繼電器，通過剎車燈接口(r)與原車駐車燈和剎車燈相連，以便於駐車時，駐車燈和剎車燈點亮。電路板(V)上設置數據存儲晶片(W)，以實現對電子駐車的工作狀態進行記錄。
在電路板(V)上設有一個數據接口(n)，以實現對單片機程序的更改，同時下載電子駐車的工作數據。上述的馬達初始位置調整鍵(h)與增加鍵(i)、縮小鍵(j)、紅燈(S)、綠燈(t)配合使用，來調整馬達初始位置。本發明提到的一種手動擋汽車電子駐車的控制方法，包括以下方法實現:
A:駐車馬達感應到以下任一條件滿足時，駐車馬達拉緊駐車制動器拉線:
當OBD信號感應到車速在低速時，且GPS模塊感應到車輛車速在中低速時，另外，感應到車輛電門信號(a)關閉後，駐車馬達自動拉緊駐車制動器拉線；
當OBD信號感應到車速在低速時，且GPS模塊不能確認車輛行駛速度時，另外，感應到車輛電門信號(a)關閉後，駐車馬達自動拉緊駐車制動器拉線；
當OBD信號感應到車速為低速時，且GPS模塊感應到車輛車速在中低速時，另外，向上拉起電子駐車按拉開關後，駐車馬達自動拉緊駐車制動器拉線；
當OBD信號感應到車速為低速時，且GPS模塊不能確認車輛行駛速度時，另外，向上拉起電子駐車按拉開關後，駐車馬達自動拉緊駐車制動器拉線；
當OBD信號感應到車速為低速時，且GPS模塊感應到車輛車速在中低速時，另外，電子駐車全自動鍵(f)啟動後，當剎車信號感應到剎車踏板鬆開，又迅速踩下，又迅速鬆開時，駐車馬達自動拉緊駐車制動器拉線；
當OBD信號感應到車速為低速時，且GPS模塊不能確認車輛行駛速度時，另外，電子駐車全自動鍵(f)啟動後，當剎車信號感應到剎車踏板鬆開，又迅速踩下，又迅速鬆開時，駐車馬達自動拉緊駐車制動器拉線；
當OBD信號感應到車速為低速時，且GPS模塊感應到車輛車速在中低速時，另外，電子駐車半自動鍵(g)啟動後，當剎車信號感應到剎車踏板鬆開，又迅速踩下，又迅速鬆開時，駐車馬達自動拉緊駐車制動器拉線；
當OBD信號感應到車速為低速時，且GPS模塊不能確認車輛行駛速度時，另外，電子駐車半自動鍵(g)啟動後，當剎車信號感應到剎車踏板鬆開，又迅速踩下，又迅速鬆開時，駐車馬達自動拉緊駐車制動器拉線；
B:駐車馬達放鬆滿足的條件:
馬達已經收緊，當向下按下電子駐車按拉開關(e)後，駐車馬達自動放鬆；
馬達已經收緊，當電子駐車全自動鍵(f)啟動時，電路板上的單片機通過離合器的位移傳感器感應到離合器位置有回位趨勢時，且轉速達到起步轉速時，當條件都滿足時，駐車馬達自動放鬆；
當電子駐車半自動鍵(g)啟動時，需要按下電子駐車按拉開關使駐車馬達鬆開；
C:駐車馬達拉力的確認:
傾角傳感器感應車輛停放坡度，駐車馬達的工作電壓隨車輛停放角度的變化而變化，當坡度較小時，給予馬達以較小工作電壓，當馬達接近堵轉電流時，駐車馬達停止工作；當坡度較大時，給予馬達以較大工作電壓，當馬達接近堵轉電流時，駐車馬達停止工作；
D:馬達霍爾傳感器作用
當駐車馬達拉緊時，霍爾傳感器感應到馬達工作時所轉的圈數，在駐車馬達鬆開時，控制電路根據拉緊時所轉的圈數，自動反方向工作相應圈數； E:三個手剎控制鍵的邏輯思路:
O電子駐車按拉開關(e)，當電路工作時，在安全車速下，向上拉起時代表開始駐車，向下按下時代表放鬆駐車；
2)電子駐車全自動鍵(f)，發動機啟動時該鍵默認不工作，需要手動開啟，當開啟時，可實現自動駐車，自動放鬆駐車制動器功能；
3)電子駐車半自動鍵(g)，該鍵發動機啟動時默認不工作，需要手動開啟，當開啟時，僅實現自動駐車功能，不能實現自動放鬆駐車制動器功能。另外，在上述控制方法中增設語音報警器(i):
當車輛熄火駐車時，傾角傳感器感應到坡度較大時，駐車馬達自動拉緊同時，語音提示「停車坡度較大，請掛入相應前進擋」;
系統具有自檢功能，當檢測到駐車馬達超過最大工作距離後，則提示「電子駐車機械故障，請儘快修理」；
系統還檢測其他連接線路是否有故障，包括電門信號故障，OBD信號故障，剎車信號故障，離合器踏板信號傳感器故障，以及電路內部的其他故障，如有故障，則語音提示相應部位故障；當檢查完成後，系統重新啟動後，系統自檢正常後，語音提示取消；
當駐車馬達處於拉緊狀態，且時速大於5千米/小時後，自動語音提示放開手剎。上述的低速指:2千米/小時以下，所述的中低速指:10千米/小時以下，當然，根據不同的車輛型號，可以將低速和中低速調整為相應的速度。G:其他邏輯思路:
電路按鍵採取冗餘式設計，以確保系統工作的穩定性。開發簡單的管理軟體，能對電動機工作電壓，允許最大工作行程，車速，轉速燈信號的觸發點實現調節。當車輛移庫時，應關閉電子駐車全自動鍵，和電子駐車半自動鍵，以防止自動手剎誤操作。本發明的優點如下:一是傳統車輛駐車採用的安全時速監控為車輛輪速傳感器，本發明通過增加GPS模塊來輔助對車輛的時速進行測定，且通過嚴密的邏輯判斷以達到最安全的使用效果，避免輪速傳感器出現故障或者誤判斷後，造成的安全隱患；
二是現有的電子駐車適用範圍屬於專車專用，而且是應用於車輛出廠生產，而後期改裝則費用高昂；本發明適用於多數車輛的後期改裝，通過對現有中低端車輛的電子駐車系統改進，可以有效解決現有汽車的性能提升，減少由於忘記拉手剎或手剎故障造成的車輛安全事故。
權利要求
1.一種手動擋汽車電子駐車控制系統，其特徵是:包括有單片機(U)的電路板(V)，電路板(V)設有傾角傳感器(1)，以檢測車輛的縱向傾斜角度；電路板(V)設有GPS模塊(m)，以輔助檢測車輛的行駛速度；車輛的OBD信號連接至電路板的OBD信號輸入端(b)，從OBD信號輸入端(b)獲取車輛的時速，發動機轉速信號，電門開關信號；從車輛剎車傳感器連接一個線束至電路板的剎車燈信號接口，以獲取剎車信號；在離合器踏板處放置一個位移傳感器，當離合器踏板移動時，把該信號傳送到電路板(V);汽車駕駛室內設置一個電子駐車按拉開關(e)，該電子駐車按拉開關(e)為雙向接觸式結構；在電子駐車按拉開關(e)的一側放置電子駐車全自動鍵(f)和電子駐車半自動鍵(g);電路板(V)通過馬達電源接口(O)連接到馬達電源箱，能控制馬達正向，反向旋轉；電路板(V)通過霍爾傳感器接口(P)連接到馬達的霍爾傳感器，以獲取轉速信號；在電路板上焊接一個語音報警器(k);在電路板上設有馬達初始位置調整鍵(h)。
2.根據權利要求1所述的手動擋汽車電子駐車控制系統，其特徵是:在電路板(V)上連接繼電器，與原車駐車燈和剎車燈相連，以便於駐車時，駐車燈和剎車燈點亮。
3.根據權利要求1所述的手動擋汽車電子駐車控制系統，其特徵是:電路板(V)上設置數據存儲晶片(W)，以實現對電子駐車的工作狀態進行記錄。
4.根據權利要求1所述的手動擋汽車電子駐車控制系統，其特徵是:在電路板(V)上設有一個數據接口(n)，以實現對單片機程序的更改，同時下載電子駐車的工作數據。
5.根據權利要求1所述的手動擋汽車電子駐車控制系統，其特徵是:所述的馬達初始位置調整鍵(h)與增加鍵(i )、縮小鍵(j )、紅燈(s)、綠燈(t)配合使用，來調整馬達初始位置。
6.一種手動擋汽車電子駐車的控制方法，其特徵是包括以下方法實現: A:駐車馬達感應到以下任一條件滿足時，駐車馬達拉緊駐車制動器拉線: 當OBD信號感應到車速在低速時，且GPS模塊感應到車輛車速在中低速時，另外，感應到車輛電門信號(a)關閉後，駐車馬達自動拉緊駐車制動器拉線； 當OBD信號感應到車速在低速時，且GPS模塊不能確認車輛行駛速度時，另外，感應到車輛電門信號(a)關閉後，駐車馬達自動拉緊駐車制動器拉線； 當OBD信號感應到車速為低速時，且GPS模塊感應到車輛車速在中低速時，另外，向上拉起電子駐車按拉開關後，駐車馬達自動拉緊駐車制動器拉線； 當OBD信號感應到車速為低速時，且GPS模塊不能確認車輛行駛速度時，另外，向上拉起電子駐車按拉開關後，駐車馬達自動拉緊駐車制動器拉線； 當OBD信號感應到車速為低速時，且GPS模塊感應到車輛車速在中低速時，另外，電子駐車全自動鍵(f)啟動後，當剎車信號感應到剎車踏板鬆開，又迅速踩下，又迅速鬆開時，駐車馬達自動拉緊駐車制動器拉線； 當OBD信號感應到車速為低速時，且GPS模塊不能確認車輛行駛速度時，另外，電子駐車全自動鍵(f)啟動後，當剎車信號感應到剎車踏板鬆開，又迅速踩下，又迅速鬆開時，駐車馬達自動拉緊駐車制動器拉線； 當OBD信號感應到車速為低速時，且GPS模塊感應到車輛車速在中低速時，另外，電子駐車半自動鍵(g)啟動後，當剎車信號感應到剎車踏板鬆開，又迅速踩下，又迅速鬆開時，駐車馬達自動拉緊駐車制動器拉線；當OBD信號感應到車速為低速時，且GPS模塊不能確認車輛行駛速度時，另外，電子駐車半自動鍵(g)啟動後，當剎車信號感應到剎車踏板鬆開，又迅速踩下，又迅速鬆開時，駐車馬達自動拉緊駐車制動器拉線； B:駐車馬達放鬆滿足的條件: 馬達已經收緊，當向下按下電子駐車按拉開關(e)後，駐車馬達自動放鬆； 馬達已經收緊，當電子駐車全自動鍵(f)啟動時，電路板上的單片機通過離合器的位移傳感器感應到離合器位置有回位趨勢時，且轉速達到起步轉速時，當條件都滿足時，駐車馬達自動放鬆； 當電子駐車半自動鍵(g)啟動時，需要按下電子駐車按拉開關使駐車馬達鬆開； C:駐車馬達拉力的確認: 傾角傳感器感應車輛停放坡度，駐車馬達的工作電壓隨車輛停放角度的變化而變化，當坡度較小時，給予馬達以較小工作電壓，當馬達接近堵轉電流時，駐車馬達停止工作；當坡度較大時，給予馬達以較大工作電壓，當馬達接近堵轉電流時，駐車馬達停止工作； D:馬達霍爾傳感器作用 當駐車馬達拉緊時，霍爾傳感器感應到馬達工作時所轉的圈數，在駐車馬達鬆開時，控制電路根據拉緊時所轉的圈數，自動反方向工作相應圈數； E:三個手剎控制鍵的邏輯思路: O電子駐車按拉開關(e)，當電路工作時，在安全車速下，向上拉起時代表開始駐車，向下按下時代表放鬆駐車； 2)電子駐車全自動鍵(f)，發動機啟動時該鍵默認不工作，需要手動開啟，當開啟時，可實現自動駐車，自動放鬆駐車制動器功能； 3)電子駐車半自動鍵(g)，該鍵發動機啟動時默認不工作，需要手動開啟，當開啟時，僅實現自動駐車功能，不能實現自動放鬆駐車制動器功能。
7.根據權利要求6所述的手動擋汽車電子駐車的控制方法，其特徵是:在上述控制方法中增設語音報警器(i): 當車輛熄火駐車時，傾角傳感器感應到坡度較大時，駐車馬達自動拉緊同時，語音提示「停車坡度較大，請掛入相應前進擋」; 系統具有自檢功能，當檢測到駐車馬達超過最大工作距離後，則提示「電子駐車機械故障，請儘快修理」； 系統還檢測其他連接線路是否有故障，包括電門信號故障，OBD信號故障，剎車信號故障，離合器踏板信號傳感器故障，以及電路內部的其他故障，如有故障，則語音提示相應部位故障；當檢查完成後，系統重新啟動後，系統自檢正常後，語音提示取消； 當駐車馬達處於拉緊狀態，且時速大於5千米/小時後，自動語音提示放開手剎。
8.根據權利要求6所述的手動擋汽車電子駐車的控制方法，其特徵是:所述的低速指:2千米/小時以下，所述的中低速指:10千米/小時以下。
全文摘要
本發明涉及一種手動擋汽車電子駐車控制系統及控制方法。控制系統包括有單片機的電路板，電路板設有傾角傳感器，GPS模塊，OBD信號輸入端，剎車燈信號接口，在離合器踏板處放置一個位移傳感器；駕駛室內設置電子駐車按拉開關、電子駐車全自動鍵、電子駐車半自動鍵；電路板通過馬達電源接口連接到馬達電源箱，能控制馬達正向，反向旋轉；電路板通過霍爾傳感器連接到馬達，以獲取轉速信號。有益效果是一是本發明通過增加GPS模塊來輔助對車輛的時速進行測定，以達到最安全的使用效果；二是本發明適用於多數車輛的後期改裝，通過對現有車輛的駐車系統改進，可以有效解決現有汽車的性能提升，減少由於忘記拉手剎或手剎故障造成的車輛安全事故。
文檔編號B60L7/00GK103182939SQ20131007775
公開日2013年7月3日 申請日期2013年3月12日 優先權日2013年3月12日
發明者劉金鵬 申請人:劉金鵬