一種手動擋汽車自動手剎系統及其控制方法
2023-12-10 22:37:12
一種手動擋汽車自動手剎系統及其控制方法
【專利摘要】一種手動擋汽車自動手剎系統及其控制方法，包括控制處理模塊、與其通信連接的車速判斷模塊、空檔傳感器、離合器嚙合位置傳感器以及執行模塊；執行模塊包括帶有機械自鎖結構的伺服電機以及由電機驅動的制動結構，伺服電機與制動結構的手剎鉗拉索連接，且伺服電機與控制處理模塊硬線連接以進行通信；車速判斷模塊監測車速信息，離合器捏合傳感器用於判斷離合器的嚙合位置信息，當監測到車速信號為「零」時，立即對伺服電機發出指令啟動剎車；當監測到空檔傳感器處於非空擋時，同時監測到離合器嚙合量大於1/4時，立即發出指令至伺服電機處以解除手剎，車輛起步，從而可通過控制模塊實現自動控制手剎系統，簡化操作、可靠性高。
【專利說明】一種手動擋汽車自動手剎系統及其控制方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於汽車【技術領域】，涉及一種手動擋汽車的剎車裝置，尤其是自動手剎裝置。
【背景技術】
[0002]在汽車市場中，手動擋汽車仍是目前的主流車型，但手動擋汽車的手剎系統需要手動操作，增加了駕駛操作的複雜性，部分駕駛員很可能嫌操作繁瑣從而不實時使用手剎，給行車安全造成很大風險。鑑於此，有必要對手動汽車的手剎系統進行改進，以簡化手動擋汽車駕駛員的操作，儘量降低行車風險。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在於提供一種手動擋汽車自動手剎系統及其控制方法，通過對手剎系統進行改良，實現了經過行車電腦控制自動手剎系統，完全取代傳統的手動手剎系統，簡化操作、提高安全及降低成本，讓行車更加智能化。
[0004]為達到上述目的，本發明的解決方案是:
[0005]一種手動擋汽車自動手剎系統，包括控制處理模塊、與所述控制處理模塊通信連接的車速判斷模塊、空檔傳感器、離合器嚙合位置傳感器以及執行模塊；
[0006]所述執行模塊包括帶有機械自鎖結構的伺服電機以及由伺服電機驅動的制動結構，所述伺服電機與制動結構的手剎鉗拉索連接，且伺服電機與所述控制處理模塊硬線連接以進行通信；
[0007]所述車速判斷模塊監測車速信息，所述離合器嚙合傳感器用於判斷離合器的嚙合位置信息，所述控制處理模塊接受並處理所述車速與離合器的嚙合位置信息以驅動所述執行模塊啟動或解除手剎。
[0008]所述的手動擋汽車自動手剎系統還包括坡度傳感器，所述坡度傳感器與所述控制處理模塊通信連接用於判斷車輛是否處於坡道上。
[0009]所述控制處理模塊為行車電腦。
[0010]所述車速判斷模塊為車輛ABS的車速傳感器。
[0011]所述伺服電機與制動結構的手剎鉗拉索經由齒輪一齒條結構連接。
[0012]一種手動擋汽車自動手剎系統的控制方法，包括以下步驟:行車電腦通過CAN總線實時監測車速信號、空檔傳感器信號以及離合器嚙合位置傳感器信號；
[0013](I)當行車電腦從CAN總線上監測到由ABS模塊的車速傳感器發出的車速信號為「零」時，行車電腦立即對伺服電機發出指令啟動剎車；
[0014](2)當行車電腦從CAN總線上監測到空檔傳感器處於非空擋時，同時監測到離合器嚙合量大於1/4時，行車電腦立即發出指令至伺服電機處以解除手剎，車輛起步。
[0015]行車電腦還通過CAN總線實時監測坡度傳感器信號:當行車電腦監測到除空擋及離合器嚙合位置信息外，還通過坡度傳感器信號監測到車輛傾斜角超過1°時，車輛起步時則會啟動延時解除自動手剎功能，以便輔助坡道起步。
[0016]由於採用上述方案，本發明的有益效果是:
[0017]本發明所示的手動擋汽車自動手剎系統，其實現手剎的執行模塊為通過在取消傳統的手剎拉杆的同時在底盤處增加自動手剎伺服電機，伺服電機與手剎鉗拉索通過齒輪一齒條結構連接，並伺服電機帶有機械自鎖結構。
[0018]由於伺服電機與行車電腦相連，行車電腦從CAN總線上讀取車速與離合器嚙合位置的數據信息後發送指令至伺服電機處以開啟或關閉手剎，從而通過行車電腦實現自動控制手剎系統，完全取代傳統的手動手剎系統。此結構很容易實現且廣泛在汽車上使用，且簡化操作、可靠性高、提高安全及降低成本，讓行車更加智能化。
[0019]本發明所示的手動擋汽車自動手剎系統的控制方法:當行車電腦接收到ABS模塊發出的車速信號為「零」時，立即對伺服電機發出指令啟動剎車，防止車輛滑移及應對突發事故；在解除手剎時，區分坡道起步和平路起步，當判斷坡道起步時還增加延時解除自動手剎功能。整個行車過程中不需要駕駛員主觀幹預的自動手剎系統，在提高行車安全的同時使駕駛操作簡單、智能化。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為本發明一實施例的工作原理不意圖。
【具體實施方式】
[0021]以下結合附圖所示實施例對本發明作進一步的說明。
[0022]如圖1所示，第一實施例中，本發明提供了一種手動擋汽車自動手剎系統，包括控制處理模塊、與控制處理模塊通信連接的車速判斷模塊、空檔傳感器、離合器嚙合位置傳感器、坡度傳感器以及執行模塊；
[0023]本實施例中，控制處理模塊為行車電腦，本系統由於關係到行駛安全，根據相關法規，必須集成在底盤一動力系統中，故控制處理模塊為行車電腦，可從CAN總線上讀取相關的數據信息以及下達相關的指令。
[0024]執行模塊包括帶有機械自鎖結構的伺服電機以及由伺服電機控制的制動結構，伺服電機與制動結構的手剎鉗拉索直接連接，且伺服電機與控制處理模塊硬線連接以進行通信。傳統的手剎系統一般是由拉杆牽引著傳遞拉索作用在單獨的手剎鉗(或手剎轂)上的，拉起拉杆，即可通過拉索的牽引達到將手剎鉗壓緊，從而達到固定車輪的目的。本發明所示的自動手剎系統將拉杆結構更換為伺服電機，伺服電機經由硬線連接控制處理模塊，伺服電機的輸出端通過帶鎖止功能的齒輪一齒條結構與手剎鉗拉索連接，從而可對制動結構單獨控制，且伺服電機帶有機械自鎖結構，以防止系統斷電的影響。伺服電機的輸出端除通過帶鎖止功能的齒輪一齒條結構與手剎鉗拉索連接外，還可選擇其他行業通用的連接方式進行連接。
[0025]車速判斷模塊監測車速信息並傳遞至控制處理模塊處理。當車速信號為「零」時，控制處理模塊發出指令至伺服電機處以啟動剎車；本實施例中，車速判斷模塊為ABS模塊中的車速傳感器。正常行駛條件下只要自動手剎系統從CAN總線上監測到由ABS模塊發出的車速信號為「零」時，自動手剎系統會立即對伺服電機發出手剎指令，此時電機驅動齒輪並帶動齒條牽引剎車鉗拉索並鎖止，從而啟動剎車，防止車輛滑移及應對突發事故。
[0026]離合器嚙合位置傳感器用於判斷離合器嚙合位置信息，離合器斷開時為「0」，完全結合為「1」，當信號大於「O」時就表示離合器開始結合。控制處理模塊從CAN總線上監測到空檔傳感器處於非空擋狀態且監測到離合器嚙合量大於1/4時，控制處理模塊發出指令至伺服電機處以解除手剎。由於離合器從動盤與變速器輸入軸為花鍵連接，在非空擋時離合器從動盤直接傳動到車輪。故當離合器嚙合位置傳感器將信號送至行車電腦，自動手剎系統再從CAN上讀取此信號時判斷離合器有滑摩(即有足夠的驅動扭矩)，自動手剎系統判斷車輛啟動，行車電腦即發送指令至伺服電機處解除剎車。
[0027]坡度傳感器與控制處理模塊通信連接用於判斷車輛是否處於坡度上，當行車電腦通過坡度傳感器判斷車輛處於上坡路段，同時從CAN總線上監測到空檔傳感器處於非空擋、離合器滑摩時，行車電腦判斷車輛為坡道起步狀態，此時，車輛起步的時候系統會有延時解除的功能，以便輔助坡道起步。
[0028]第二實施例中，本發明對應第一實施例提供了 一種手動擋汽車自動手剎系統的控制方法，包括以下步驟:通過CAN總線實時監測車速信號、空檔傳感器信號、離合器嚙合位置傳感器信號以及坡度傳感器信號；自動手剎系統集成在行車電腦系統中，無需特意開啟此功能，系統根據車況進行自動控制。自動手剎系統的輸入信息主要有車速信息、離合器嚙合信息、坡度信息和空擋信息。
[0029](I)當行車電腦從CAN總線上監測到由ABS模塊發出的車速信號為「零」時，行車電腦立即對伺服電機發出指令啟動剎車。開啟手剎的工況很簡單，在正常行駛工況下只要自動手剎系統從CAN上監測到由ABS模塊發出的車速信號為「零」時，自動手剎系統會立即對伺服電機發出指令啟動剎車，防止車輛滑移及應對突發事故。
[0030](2)當從CAN總線上監測到空檔傳感器處於非空擋，同時監測到離合器嚙合量大於1/4時，行車電腦立即發出指令至伺服電機處以解除手剎，車輛起步。
[0031](3)當行車電腦監測到除空擋及離合器從動盤轉速信息外，還通過坡度傳感器信號監測到車輛傾斜角超過1°時，車輛起步時則會啟動延時解除自動手剎功能，以便輔助坡道起步。行車電腦在判斷車輛處於起步狀態的同時還判斷車輛處於坡道上，即為坡道起步時，開啟坡道起步輔助。當車輛停放在坡道上需要起步時，自動手剎系統除了監測空擋及離合器嚙合位置信息外，還需要監測坡度信息(坡度傳感器信號直接被自動手剎系統讀取，當自動手剎系統監測到車輛傾斜角超過1°時，即被判斷為坡道)。當車輛停放的地方被系統判斷為坡道時，車輛起步時則會啟動延時解除自動手剎功能，以便輔助坡道起步。若無延時設定，車輛坡道起步，此時手剎會被解除，但由於該刻的驅動力尚不足以使車輛前進，會造成車輛溜坡，造成安全隱患。
[0032]本發明所示的一種手動擋汽車自動手剎系統及控制方法，考慮到手剎系統高的可靠性的需要，在取消傳統的手剎拉杆的同時需要在底盤處增加自動手剎伺服電機，並帶有鎖止功能，伺服電機與手剎鉗拉索通過帶鎖止功能的齒輪一齒條結構連接，並帶有機械自鎖結構，此結構很容易實現且廣泛在汽車上使用；由於伺服電機硬線直接連接行車電腦，從而通過行車電腦實現自動控制手剎系統，完全取代傳統的手動手剎系統，簡化操作、可靠性高、提高安全及降低成本，讓行車更加智能化。
[0033]上述的對實施例的描述是為便於該【技術領域】的普通技術人員能理解和使用本發明。熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，並把在此說明的一般原理應用到其他實施例中而不必經過創造性的勞動。因此，本發明不限於上述實施例，本領域技術人員根據本發明的揭示，不脫離本發明範疇所做出的改進和修改都應該在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種手動擋汽車自動手剎系統，其特徵在於:包括控制處理模塊、與所述控制處理模塊通信連接的車速判斷模塊、空檔傳感器、離合器嚙合位置傳感器以及執行模塊； 所述執行模塊包括帶有機械自鎖結構的伺服電機以及由伺服電機驅動的制動結構，所述伺服電機與制動結構的手剎鉗拉索連接，且伺服電機與所述控制處理模塊硬線連接以進行通信； 所述車速判斷模塊監測車速信息，所述離合器嚙合傳感器用於判斷離合器的嚙合位置信息，所述控制處理模塊接受並處理所述車速與離合器的嚙合位置信息以驅動所述執行模塊啟動或解除手剎。
2.根據權利要求1所述的手動擋汽車自動手剎系統，其特徵在於:還包括坡度傳感器，所述坡度傳感器與所述控制處理模塊通信連接用於判斷車輛是否處於坡道上。
3.根據權利要求1或2所述的手動擋汽車自動手剎系統，其特徵在於:所述控制處理模塊為行車電腦。
4.根據權利要求1所述的手動擋汽車自動手剎系統，其特徵在於:所述車速判斷模塊為車輛ABS的車速傳感器。
5.根據權利要求1所述的手動擋汽車自動手剎系統，其特徵在於:所述伺服電機與制動結構的手剎鉗拉索經由齒輪一齒條結構連接。
6.一種權利要求1至5所述任一項手動擋汽車自動手剎系統的控制方法，其特徵在於:包括以下步驟:行車電腦通過CAN總線實時監測車速信號、空檔傳感器信號以及離合器嚙合位置傳感器信號； (O當行車電腦從CAN總線上監測到由ABS模塊的車速傳感器發出的車速信號為「零」時，行車電腦立即對伺服電機發出指令啟動剎車； (2)當行車電腦從CAN總線上監測到空檔傳感器處於非空擋時，同時監測到離合器嚙合量大於1/4時，行車電腦立即發出指令至伺服電機處以解除手剎，車輛起步。
7.根據權利要求6所述的手動擋汽車自動手剎系統的控制方法，其特徵在於:行車電腦還通過CAN總線實時監測坡度傳感器信號:當行車電腦監測到除空擋及離合器嚙合位置信息外，還通過坡度傳感器信號監測到車輛傾斜角超過1°時，車輛起步時則會啟動延時解除自動手剎功能，以便輔助坡道起步。
【文檔編號】B60T7/12GK103786699SQ201410048937
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年2月12日 優先權日:2014年2月12日
【發明者】李桃安, 路影, 陳文強, 潘之傑, 吳成明, 馮擎峰 申請人:浙江吉利控股集團有限公司, 浙江吉利汽車研究院有限公司