專利名稱：基于abs系統的輔助坡道起步的方法及使用該方法的系統的制作方法
技術領域：
本發明屬于汽車制動技術領域，特別涉及一種基于ABS系統的輔助坡道起步系統和方法。
背景技術：
ABS系統(Ant1-lock Braking System)是一個在制動期間監視和控制車輛速度的電子系統。它的任務是防止由于制動力過大造成的車輪抱死(尤其是在低附著路面上)，從而使得即使全制動也能維持側向力，以保證駕駛穩定性和車輛轉向控制性以及主掛車制動協調性的最佳效果。ABS系統通過常規制動系統起作用，可提高車輛的主動安全性。目前，坡道起步方法主要分手動和自動兩種。手動坡道起步需要駕駛員擁有熟練的油門、離合器和剎車配合技術，來順暢起步并確保車輛不向后滑行，這種坡道起步方法對駕駛員的要求相對較高，如果操作不當的話容易發生危險；自動坡道起步是由電子控制方式實現汽車坡道起步制動產生和解除的自動控制，但是目前的自動坡道起步無法自動識別車輛所處位置是上坡、下坡還是平地，所以需要駕駛員手動觸發開關來實現自動坡道起
止/J/ O
發明內容
本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足提供一種基于ABS系統實現輔助坡道起步的方法，其設計合理、成本低、操作簡單、智能化程度高，能有效解決上述問題。根據本發明的一個方面，本`發明提供了一種基于ABS系統的輔助坡道起步的方法，所述方法包括:輔助坡道起步啟動判斷步驟，其中，確定車輛處于可進行輔助坡道起步啟動狀態；輔助坡道制動步驟，其中，使制動氣室保壓；輔助坡道起步步驟，其中，發送ABS減壓信號使制動氣室減壓至零，并使離合器完
王彡口口。所述輔助坡道起步啟動判斷步驟包括:輔助坡道起步控制單元采集車速信息、坡度信息、擋位信息和制動信息；根據采集到的信息確定車輛處于可進行輔助坡道起步啟動狀態。根據采集到的信息確定車輛處于可進行輔助坡道起步啟動狀態，包括:僅在滿足車速信息為零、坡度信息大于坡度閾值、制動信息有效、且擋位信息為非空擋時，判定車輛處于可進行輔助坡道起步啟動狀態。所述坡度閾值為0.435度。根據發送ABS減壓信號使制動氣室減壓至零，包括:根據檢測到的油門信號、發動機和輸入軸轉速差等信號調節所述制動氣室的減壓速度，直至減壓至零。此外，根據本發明的另一方面，提供了一種使用該方法的基于基于ABS系統的輔助坡道起步系統，所述系統包括:輔助坡道起步控制單元、ABS控制單元和制動氣室，其中，所述輔助坡道起步控制單元確定車輛處于可進行輔助坡道起步啟動狀態；所述ABS控制單元根據接收到的所述輔助坡道起步控制單元發送的壓力控制命令控制所述制動氣室的增減壓；所述輔助坡道起步控制單元在檢測到離合器完全結合后向所述ABS控制單元發送ABS完全釋放命令，解除壓力控制命令，實現車輛起步。所述輔助坡道起步控制單元通過CAN總線采集車輛的車速、加速度、擋位和腳制動信息，并根據加速度信息來計算車輛當前的坡度，并且，僅在滿足車速信息為零、坡度信息大于坡度閾值、制動信息有效、且擋位信息為非空擋時，判定車輛處于可進行輔助坡道起步啟動狀態。優選，所述坡度閾值為0.435度。所述系統還包括ABS電磁調節閥和輔助坡道起步調節閥，其中，所述輔助坡道起步控制單元通過輔助坡道起步電磁閥和ABS電磁調節閥來實現輔助坡道起步制動。優選，通過所述ABS控制單元對所述ABS電磁調節閥的控制來實現輔助坡道起步制動的解除。與現有 技術相比，采用本發明的上述基于ABS系統的輔助坡道起步的方法及使用該方法的系統，具有以下優點:(1)智能化程度高，可自動判斷車輛所處狀態并根據需要自動啟動輔助坡道起步系統。(2)采用所述輔助坡道起步的方法的輔助坡道起步系統結構簡單、操作簡單、控制精確、成本低。(3)使用效果好，能有效改善車輛的驅動性能，保證車輛的快速起步。(4)通過獲取發動機、離合器、油門踏板等信息對車輛起步做出準確的判斷和控制，提高了車輛安全性，降低對駕駛員的要求。(5)能夠避免車輛在坡道起步后不必要的向后滑行，避免不必要的事故發生，提高整車的安全性。(6)使用范圍廣，能適用于各種裝有ABS系統的車輛。本發明的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。本發明的目的和其他優點可通過在說明書、權利要求書以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。
圖1是本發明的基于ABS系統的輔助坡道起步系統的結構圖。圖2是本發明的基于ABS系統的輔助坡道起步的方法步驟圖。圖3是本發明的基于ABS系統的輔助坡道起步的方法的詳細流程圖。(附圖標記說明)1-車速傳感器；2_制動氣室；3_ABS控制單元；4_ABS電磁調節閥；5_輔助坡道起步控制單元；6-制動閥；7-儲氣筒；8-離合器位置傳感器；9_加速度傳感器；10_輔助坡道起步電磁閥；11-雙向止回閥。
具體實施例方式下面結合附圖對發明的基于ABS系統的輔助坡道起步的方法及使用該方法的系統進行詳細介紹。本發明的方法結合在一具體的整體系統中，在本發明中，該系統為使用所述輔助坡道起步方法的輔助坡道起步系統，該系統的結構示意圖如圖1所示。在圖1中，彼此纏繞一起的線代表電路，黑色的直線代表氣路。參照圖1，所述輔助坡道起步系統在氣路上的組成包括:制動氣室2、ABS電磁調節閥4、雙向止回閥11、制動閥6、儲氣筒7和輔助坡道起步電磁閥10，其中，所述ABS電磁調節閥4用以對被控制車輛的各車輪制動力進行調整。在所述系統中氣路中，所述ABS電磁調節閥4的一端與雙向止回閥11的出氣口連通，另一端與各車輪的制動氣室2相接，所述輔助坡道起步電磁閥10—端與一個儲氣筒7連通，另一端與雙向止回閥11的一個進氣口相接，所述制動閥6由駕駛員的制動踏板控制，且一端與一個儲氣筒7連通，另一端與雙向止回閥11的另一個進氣口相接。所述輔助坡道起步系統在電路上的組成包括:ABS控制單元3、輔助坡道起步控制單元5、車速傳感器1 、加速度傳感器9和離合器位置傳感器8。其中，所述車速傳感器I用以對被控制車輛的車速進行實時監測，以獲得車速信
息所述輔助坡道起步控制單元5用以實現對系統的整體控制，所述車速傳感器I用以對被控制車輛的車速進行實時監測，以獲得車速信息。所述ABS控制單元3可由輸入電路、數字控制器、輸出電路和警告電路組成。其在本文中的主要任務是在車輛靜止時連續監測輔助坡道起步控制單元發送的控制命令，當接收到保壓命令時將減壓閥關閉，同時將輔助坡道起步電磁閥10和保壓閥同時打開實現制動氣室保壓，這樣即使松開剎車踏板，制動室內的壓力也不會減少，制動力保持不變；當接收到減壓命令后，關閉保壓閥同時根據接收到的減壓命令控制輔助坡道起步電磁閥10和減壓閥的通斷來調節制動室內壓力釋放的快慢，最后關閉所有電磁閥。電子控制單元應該是應用于某種場合的控制單元，其包含信息采集系統和控制某些元件(電磁閥、電機、繼電器等)的驅動系統，例如用于控制發動機的電子控制單元，用于實現ABS的ABS電子控制單元，例如可以應用的是浙江萬安開發的ABS控制器。ABS控制單元在駕駛員松開制動踏板時若收到輔助坡道起步控制單元發出的保壓命令后會同時打開輔助坡道起步電磁閥10和保壓閥完成制動保壓，也就是不釋放剎車，提供制動力使車輛不后溜。ABS控制單元可認為是執行元件；而輔助坡道起步控制單元，通過采集各種信息決定ABS控制單元什么時間開始保壓,什么時間釋放,是控制(應用)元件。在所述系統中，所述ABS控制單元3與輔助坡道起步控制單元5相連；所述加速度傳感器9與輔助坡道起步控制單元5相連；所述離合器位置傳感器8與輔助坡道起步控制單元5相連。參照圖1，可以看出，在本發明的基于ABS系統的輔助坡道起步系統的電路和氣路是通過ABS控制單元3進行連接的，即系統電路中的ABS電磁調節閥4和輔助坡道起步電磁閥10均與所述ABS控制單元3相接，并都由所述ABS控制單元3進行控制。此外，在實際操作過程中，所述輔助坡道起步控制單元5通過CAN通信總線與被控制車輛的CAN通信網絡相連。所述輔助坡道起步控制單元5可通過加速度傳感器9獲得車輛加速度信息，利用加速度信息計算出車輛當前的坡度，也可通過離合器位置傳感器8獲得離合器位置信息，同時可通過CAN通信網絡獲得發動機轉速、發動機扭矩、油門開度等信息，也可通過CAN通信網絡向ABS控制單元3發送控制命令。通過上述的所述輔助坡道起步系統的描述，可以對基于ABS系統的輔助坡道起步系統如何對被控車輛的坡道起步進行輔助有了進一步的認識，下面將對該系統采用的用于對被控車輛實行自動啟動輔助坡道起步系統的方法進行介紹。圖2是本發明的基于ABS系統的輔助坡道起步的方法步驟圖。圖3是本發明的基于ABS系統的輔助坡道起步的方法的詳細流程圖。下面結合圖2和圖3對本發明的基于ABS系統的輔助坡道起步的方法進行詳細介紹。如圖2和圖3所示，為適用于圖1所示的基于ABS系統的輔助坡道起步系統的方法，其包括如下步驟:(I)輔助坡道起步啟動判斷步驟S101，其中，確定車輛處于可進行輔助坡道起步啟動狀態。具體地，可通過輔助坡道起步控制單元5采集車輛的車速、加速度、檔位或腳制動信息。然后根據加速度信息計算·出車輛當前的坡度。僅在滿足車速信息為零、坡度信息大于坡度閾值、制動信息有效、且擋位信息為非空擋時，才判定車輛處于可進行輔助坡道起步啟動狀態，即可進行輔助坡道起步。否則，所有參數復位。優選，所述坡度閾值為0.435度，即當坡度大于0.435度為坡上，小于-0.435度時為下坡，其它為平地。這個值可以根據坡道阻力和車輛滾動阻力是否平衡計算得到。坡度閾值計算依據:根據汽車理論(清華大學余志生著、第3版、P10)良好路面卡車的滾動阻力系數為f=0.0076+0.000056ua得到靜止時f=0.0076，在上坡時靜止時，滾動阻力的方向是阻礙車輛后溜，坡度阻力克服(大于)滾動阻力時，車輛就會后溜。于是即當Gsin Θ >Gf時，車輛后溜，Θ =Sin^f ^ 0.435度。其中，加速度信息和車輛當前坡度之間的關系可通過安裝于車輛中的加速度傳感器來計算。加速度傳感器的感應軸方向與車輛縱向方向平行。當車輛在平路靜止時，重力加速度g在車輛縱向方向的分量(也就是加速度傳感器輸出)為O。當車輛在坡道靜止時，重力加速度g在車輛縱向方向的分量(也就是加速度傳感器輸出)不為0，為G*Sin Θ，當車輛處于平地時，輸出為O ;當車輛處于上坡時，輸出為G*Sin Θ，當車輛處于下坡時，輸出為-G*Sin Θ。(2)輔助坡道制動步驟S102，其中，使制動氣室保壓。當判定車輛處于可進行輔助坡道起步啟動狀態后，所述輔助坡道起步控制單元5會通過CAN通信網絡向向ABS控制單元3發送制動氣室保壓命令，即ABS控制單元關掉制動氣室的排氣，維持制動氣室內的氣壓不變，實現保壓。此時利用輔助坡道起步電磁閥10和ABS電磁調節閥4使受輔助坡道起步電磁閥10控制的驅動車輪的制動力在松開腳制動踏板后不釋放，從而實現輔助坡道起步制動。(3)輔助坡道起步步驟S103，其中，發送ABS減壓信號使制動氣室減壓至零，使離
I=I荷兀王石口 I=I O
在該步驟中，輔助坡道起步控制單元5通過油門信號檢測駕駛員是否有起步意圖，如果有則結合離合器至半聯動點。如果檢測的油門信號顯示油門加大，則可判斷駕駛員有起步意圖，此時可通過傳輸信號結合離合器至半聯動點。然后，通過輔助坡道起步控制單元5多次向所述ABS控制單元3發送ABS減壓信號對所述ABS電磁調節閥4進行控制，分多次將被控制車輛的各車輪制動氣室的氣壓逐步釋放完。在分多次對多個所述ABS電磁調節閥4進行控制過程中，要根據被控制車輛油門開度以及發動機和輸入軸轉速差等參數調節制動解除速度。最后，判斷離合器是否完全結合，如果離合器完全結合，則發送ABS完全釋放命令，解除對輔助坡道起步電磁閥10和ABS電磁調節閥4的控制，ABS系統恢復正常工作，制動解除，車輛起步。通過上述方法以及結合使用該方法的基于ABS系統的輔助坡道起步系統，可結合加速度傳感器自動判斷車輛是處于坡上、坡下還是平地，從而可根據需要自動啟動輔助坡道起步系統對車輛進行控制，在車輛處于坡上、朝上且車輛速度為O的情況下會主動保持剎車，無需人工參 與，智能化程度高，同時能減少安全隱患。
權利要求
1.一種基于ABS系統的輔助坡道起步的方法，其特征在于，包括以下步驟 輔助坡道起步啟動判斷步驟，其中，確定車輛處于可進行輔助坡道起步啟動狀態； 輔助坡道制動步驟，其中，使制動氣室保壓； 輔助坡道起步步驟，其中，發送ABS減壓信號使制動氣室減壓至零，并使離合器完全結合。
2.根據權利要求I所述的基于ABS系統的輔助坡道起步的方法，其特征在于，所述輔助坡道起步啟動判斷步驟包括 輔助坡道起步控制單元采集車速信息、坡度信息、擋位信息和制動信息； 根據采集到的信息確定車輛處于可進行輔助坡道起步啟動狀態。
3.根據權利要求2所述的基于ABS系統的輔助坡道起步的方法，其特征在于，根據采集到的信息確定車輛處于可進行輔助坡道起步啟動狀態，包括僅在滿足車速信息為零、坡度信息大于坡度閾值、制動信息有效、且擋位信息為非空擋時，判定車輛處于可進行輔助坡道起步啟動狀態。
4.根據權利要求3所述的基于ABS系統的輔助坡道起步的方法，其特征在于，所述坡度閾值為O. 435度。
5.根據權利要求I至4中任一權利要求所述的基于ABS系統的輔助坡道起步的方法，其特征在于，根據發送ABS減壓信號使制動氣室減壓至零，包括 根據檢測到的油門信號、發動機和輸入軸轉速差等信號調節所述制動氣室的減壓速度，直至減壓至零。
6.一種基于ABS系統的輔助坡道起步系統，其特征在于，包括輔助坡道起步控制單元、ABS控制單元和制動氣室， 其中，所述輔助坡道起步控制單元確定車輛處于可進行輔助坡道起步啟動狀態； 所述ABS控制單元根據接收到的所述輔助坡道起步控制單元發送的壓力控制命令控制所述制動氣室的保減壓； 所述輔助坡道起步控制單元在檢測到離合器完全結合后向所述ABS控制單元發送ABS完全釋放命令，解除壓力控制命令，實現車輛起步。
7.根據權利要求6所述的基于ABS系統的輔助坡道起步系統，其特征在于，所述輔助坡道起步控制單元通過CAN總線采集車輛的車速、加速度、擋位和腳制動信息，并根據加速度信息來計算車輛當前的坡度，并且，僅在滿足車速信息為零、坡度信息大于坡度閾值、制動信息有效、且擋位信息為非空擋時，判定車輛處于可進行輔助坡道起步啟動狀態。
8.根據權利要求7所述的基于ABS系統的輔助坡道起步系統，其特征在于，所述坡度閾值為O. 435度。
9.根據權利要求6所述的基于ABS系統的輔助坡道起步系統，其特征在于，還包括ABS電磁調節閥和輔助坡道起步調節閥，其中，所述輔助坡道起步控制單元通過輔助坡道起步電磁閥和ABS電磁調節閥來實現輔助坡道起步制動。
10.根據權利要求9所述的基于ABS系統的輔助坡道起步系統，其特征在于，通過所述ABS控制單元對所述ABS電磁調節閥的控制來實現輔助坡道起步制動的解除。
全文摘要
本發明公開了一種基于ABS系統的輔助坡道起步的方法以及使用該方法的坡道輔助起步系統。所述方法包括輔助坡道起步啟動判斷步驟，其中，確定車輛處于可進行輔助坡道起步啟動狀態；輔助坡道制動步驟，其中，使制動氣室保壓；輔助坡道起步步驟，其中，發送ABS減壓信號使制動氣室減壓至零，使離合器完全結合。所述系統通過獲取車輛的車速、加速度、檔位或腳制動信息來判斷當前車輛是否處于平地還是坡上，然后根據判斷結果自動啟動輔助坡道系統對坡道起步進行控制，無需駕駛員手動操作，能夠減少不必要的向后滑行，避免不必要的事故發生。
文檔編號B60T8/172GK103253248SQ20131018053
公開日2013年8月21日 申請日期2013年5月16日 優先權日2013年5月16日
發明者王松, 張鵬雷, 董瑞先, 孫欽安 申請人:中國第一汽車股份有限公司