一種基于緩速器的下坡輔助控制系統(tǒng)及控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于緩速器的下坡輔助控制系統(tǒng)及其控制方法，本發(fā)明的下坡輔助控制系統(tǒng)由信號采集單元、電子控制單元和緩速器三個部分組成，其中，信號采集單元用于采集制動踏板開度信號、加速踏板開度信號以及車速信號。電子控制單元依據(jù)上述三個信號進行邏輯判斷,自動啟動或退出下坡路輔助控制程序。在啟動下坡輔助控制程序后，電子控制單元根據(jù)車輛狀態(tài)計算出制動轉矩，并控制緩速器輸出制動轉矩，使車速處于適當水平，實現(xiàn)車速不再增加。本發(fā)明以緩速器為控制對象，建立控制系統(tǒng)，制定控制策略，實現(xiàn)了下坡輔助模式的自動啟動與退出，并使車速處在適當水平，保證車速不再增加，有效地提高了車輛的主動安全性，并減輕了駕駛員的駕駛負擔。
【專利說明】
一種基于緩速器的下坡輔助控制系統(tǒng)及控制方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及車輛的下坡輔助技術領域，具體地說，特別涉及一種基于緩速器的下 坡輔助控制系統(tǒng)及控制方法。
【背景技術】
[0002] 隨著車輛電子控制技術的發(fā)展，市場對車輛的安全性和駕駛的舒適性提出了更高 的要求，車輛的主動安全輔助駕駛技術也得到了越來越多的重視。其中，下坡輔助技術可以 實現(xiàn)在車輛下坡過程中，無需駕駛員控制制動踏板和加速踏板，由電子控制單元控制輔助 制動系統(tǒng)，輸出制動轉矩，把車速控制在適當水平，保證車速不再增加。這不僅提高了車輛 主動安全性，也減輕了駕駛員的操作負擔。
[0003] 與此同時，緩速器作為重要的輔助制動裝置，已經(jīng)在車輛上得到了廣泛應用，美、 歐等發(fā)達國家已把緩速器作為標準配置，在多種級別的客車和中型、重型車輛使用。就其控 制方式而言，正在由手動開關控制向電子自動控制發(fā)展，控制系統(tǒng)在緩速器系統(tǒng)中的重要 性進一步提升，很大程度上決定著系統(tǒng)制動效能的高低，而緩速器控制系統(tǒng)的核心技術仍 然掌握在外國企業(yè)手中，占據(jù)著大部分市場份額，國內(nèi)亟需開發(fā)出擁有自主知識產(chǎn)權的緩 速器控制系統(tǒng)。此外，國內(nèi)現(xiàn)有研究中，緩速器的控制大多采用手動方式，未實現(xiàn)下坡輔助 的自動開啟與退出。
[0004] 因此，以緩速器為載體開出一套下坡輔助控制系統(tǒng)，采用自動控制的方式，實現(xiàn)下 坡輔助工作模式的自動啟動與退出，并把車速控制在適當水平，保證車速不再增加，具有良 好的應用價值和市場前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種基于緩速器的下坡輔助控制系統(tǒng)以及相應控制方法。根 據(jù)車輛狀態(tài)和駕駛員意圖，自動啟動與退出下坡輔助模式，減輕駕駛員的以往手動操作的 駕駛負擔。并在下坡輔助模式下，利用緩速器的輔助制動把車速控制在適當水平，保證車速 不再增加，提高車輛的主動安全性。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術方案：
[0007] -種液力緩速器的下坡輔助控制系統(tǒng)，由信號采集單元、電子控制單元和緩速器 三大部分組成，其中
[0008] 信號采集單元用來采集制動踏板開度信號、加速踏板開度信號和車速信號，并將 這些信號發(fā)送給電子控制單元，上述信號可通過傳感器采集，也可以通過車輛控制器局域 網(wǎng)CAN總線（Controller Area Network)米集。
[0009] 電子控制單元包括模擬量輸入接口電路、CAN通訊接口、處理器和輸出接口電路。 其中：模擬量輸入接口電路的輸入電路與傳感器接通，輸出電路與處理器接通;CAN通訊接 口與整車CAN總線接通，并與處理器接通;處理器內(nèi)部寫有控制程序，根據(jù)從模擬量輸入接 口和CAN通訊接口接受的到的信號，進行邏輯判斷，并輸出控制電信號給輸出接口電路;輸 出接口電路的輸入電路與處理器接通，輸出電路與緩速器接通。
[0010] 緩速器是本控制系統(tǒng)的執(zhí)行裝置，用來輸出制動轉矩，可以是液力緩速器，也可以 是電禍流緩速器。
[0011] 本發(fā)明還公開了一種基于緩速器的下坡輔助控制方法，自動地啟動和退出下坡輔 助工作模式：
[0012] 當加速踏板開度和制動踏板開度均為零，且車速增加時，此時判定車輛處于下坡 路況加速滑行的狀態(tài)，存在安全隱患，故此時啟動下坡輔助工作模式，電子控制單元根據(jù)車 輛狀態(tài)計算出制動轉矩，并由緩速器輸出，進而控制車速處在適當水平，保持車速不再增 加。
[0013] 當下坡輔助模式開啟后，若加速踏板開度或制動踏板開度不為零，此時判斷駕駛 員希望自主控制車速增加或減小，故此時退出下坡輔助工作模式，緩速器輸出的制動轉矩 逐漸減小為零，車速由駕駛員自主控制。
[0014] 本發(fā)明采用以上方案，與現(xiàn)有技術相比的有益效果是：以緩速器為控制對象，實現(xiàn) 了車輛下坡輔助制動，并實現(xiàn)了下坡輔助模式的自動啟動與退出，減輕了駕駛員的駕駛負 擔。
【附圖說明】
[0015] 圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結構原理圖。
[0016] 圖2是本發(fā)明的控制策略圖。
[0017] 圖1中：1_制動踏板開度采集單元2-加速踏板開度采集單元3-車速采集單元4-模擬量輸入接口電路5-CAN通訊接口電路6-處理器7-輸出接口電路8-緩速器
【具體實施方式】
[0018] 下面結合附圖對本發(fā)明作詳細的描述：
[0019] 如圖1所示，一種液力緩速器的下坡輔助制動控制系統(tǒng)，包括以下部分:制動踏板 開度采集單元1、加速踏板開度采集單元2、車速采集單元3、模擬量輸入接口電路4、CAN通訊 接口電路5、處理器6、輸出接口電路7和緩速器8，其中：
[0020] 制動踏板開度信號可以通過制動踏板傳感器得到。
[0021] 加速踏板開度信號可以通過加速踏板傳感器得到。也可以通過CAN總線，由ECM (Engine Control Module引擎控制模塊)節(jié)點的加速踏板開度信號得到。
[0022] 車速信號可以通過車速傳感器得到，也可以通過CAN總線，由TCU(Transmission Control Unit自動變速箱控制單元)節(jié)點的輸出軸轉速信號，結合傳動系統(tǒng)傳動比得到。 [0023]上述采集單元的作用，是將采集的車輛狀態(tài)和駕駛意圖信號，發(fā)送到電子控制單 元4，供電子控制單元進行邏輯判斷。
[0024]模擬量輸入接口電路4用來實現(xiàn)信號轉換，將傳感器輸出的模擬量電信號轉化為 處理器可以處理的電信號；同理，CAN通訊接口電路5與整車CAN總線接通，用于將接收到的 CAN報文信號轉為處理器可以處理的電信號；處理器6內(nèi)部寫有控制程序，根據(jù)其所收到的 信號對車輛狀態(tài)及駕駛員意圖進行判斷，輸出啟動或退出下坡輔助工作模式的命令，此外， 在下坡輔助模式下，處理器還負責根據(jù)車輛狀態(tài)計算制動轉矩，并控制緩速器進行輸出；輸 出接口電路7主要實現(xiàn)功率放大，處理器輸出信號功率較小，不足以驅(qū)動緩速器，故需要輸 出接口電路將處理器的輸出信號進行功率放大。
[0025] 緩速器8是系統(tǒng)的執(zhí)行裝置，用于輸出制動轉矩。
[0026] 本發(fā)明的控制邏輯如式(1)所示：
[0027] DAC41 ^aps = 〇)&-Pbps^〇)&(AV>0)(1) l〇 ( Paps 丈 〇) I ( Pb.ps 賽 〇..)
[0028] 其中DAC為下坡輔助制動系統(tǒng)控制邏輯，1代表開啟輔助制動，0代表退出輔助制 動，"&"表示邏輯"且"，T表示邏輯"或"，Paps為加速踏板開度，Paps表示駕駛員未踩加速踏 板，Pbps表示制動踏板開度，Pbps表示駕駛員未踩制動踏板，V表示車速。下面對控制邏輯進行 詳細說明。
[0029] 1、下坡輔助自動啟動的判斷條件為:加速踏板與制動踏板開度皆為零，且車速增 加。
[0030]此時判定車輛在下坡路況下加速滑行，存在一定安全隱患，需要開啟輔助制動，則 電子控制單元啟動輔助制動，以車速增加前一時刻的車速為控制目標，確定制動轉矩，并控 制緩速器施加制動轉矩，保證車輛速度處在適當?shù)姆秶鷥?nèi)，并不再高于目標車速。
[0031] 2、下坡輔助自動退出的判斷條件為:在下坡輔助已經(jīng)開啟的前提下，加速踏板開 度不為零或制動踏板開度不為零。下面分別對兩種情況的控制邏輯進行討論：
[0032] (1)下坡輔助開啟后，若加速踏板開度不為零。
[0033] 此時視為駕駛員希望車速增加，若立即退出下坡輔助模式，緩速器的制動轉矩立 即減小為零，則有可能引起車速迅速增加，存在一定的安全隱患。故下坡輔助制動開啟后， 若加速踏板開度從零增大到某一數(shù)值，電子控制單元應先控制緩速器，使其制動轉矩逐漸 地減小，當其制動轉矩減小為零之后，車輛再響應加速踏板的加速請求，進行加速。下坡輔 助自動退出，駕駛員自主控制車輛加速。
[0034] (2)下坡輔助開啟后，若制動踏板開度不為零。
[0035] 此時視為駕駛員希望通過行車制動自主控制車速，若立即退出下坡輔助模式，緩 速器的制動轉矩立即減小為零，會使行車制動系統(tǒng)工作負荷瞬間增大，對制動系統(tǒng)造成沖 擊。故同理，下坡輔助制動開啟后，若制動踏板開度不為零時，隨著制動踏板開度逐漸增大， 行車制動系統(tǒng)制動轉矩逐漸增加，電子控制單元應控制緩速器，使其制動轉矩逐漸地減小 為零，下坡輔助自動退出，行車制動系統(tǒng)單獨工作。
[0036] 3、下坡輔助沒有開啟，緩速器沒有工作時，若制動踏板或加速踏板開度不為零，則 視為進行車輛常規(guī)制動或常規(guī)加速，若制動踏板和加速踏板開度均為零，但車速減小，則視 為常規(guī)減速滑行。
[0037] 本發(fā)明以緩速器為控制對象，實現(xiàn)了下坡輔助模式的自動啟動與退出，減輕了駕 駛員手動控制的駕駛負擔，并在下坡輔助工作模式下，控制車速處在適當范圍內(nèi)，保證車速 不再增加，降低了安全隱患，有效地提高了車輛的主動安全性。
【主權項】
1. 一種基于緩速器的下坡輔助控制系統(tǒng)，由信號采集單元、電子控制單元和緩速器三 個部分組成；其中信號采集單元負責采集車輛狀態(tài)信號及駕駛員意圖信號，并輸入到電子 控制單元中；電子控制單元根據(jù)信號進行邏輯判斷，自動啟動或退出下坡路輔助控制程序。 當控制器啟動下坡輔助控制程序后，通過車輛狀態(tài)計算出相應的制動扭矩，并由緩速器輸 出，從而控制車速處于適當?shù)乃?，實現(xiàn)車速不再增加;緩速器為本系統(tǒng)的執(zhí)行機構，用于 輸出制動轉矩。2. 根據(jù)權利要求1所述一種基于緩速器的下坡輔助控制系統(tǒng)，其特征在于:信號采集單 元由制動踏板開度采集單元(1)、加速踏板開度采集單元(2)和車速采集單元(3)組成； 其中：制動踏板開度信號可以通過制動踏板傳感器得到；加速踏板開度信號可以通過 加速踏板傳感器得到，也可以通過CAN總線，由ECM加速踏板開度信號得到；車速信號可以通 過車速傳感器得到，也可以通過CAN總線，由TCU節(jié)點的輸出軸轉速信號，結合傳動系統(tǒng)傳動 比得到。3. 根據(jù)權利要求1所述的一種基于緩速器的下坡輔助控制系統(tǒng)，其特征在于:其電子控 制單元由模擬量輸入接口電路(4)、CAN通訊接口（ 5 )、處理器(6)和輸出接口電路(7)組成； 其中：模擬量輸入接口電路的輸入電路與傳感器接通，輸出電路與處理器接通;CAN通 訊接口與整車CAN總線接通，并與處理器接通;處理器內(nèi)部寫有控制程序，根據(jù)從模擬量輸 入接口和CAN通訊接口接受的到的信號，進行邏輯判斷，并輸出控制電信號給輸出接口電 路;輸出接口電路的輸入電路與處理器接通，輸出電路與緩速器接通。4. 根據(jù)權利要求1所述的一種基于緩速器的下坡輔助控制方法，其控制邏輯為： 1) 下坡輔助自動啟動的判斷條件為:加速踏板與制動踏板開度皆為零，且車速增加。此 時電子控制單元開啟下坡輔助控制，計算制動轉矩，并控制緩速器施加制動轉矩，保證車速 不再增加。 2) 下坡輔助自動退出的判斷條件為:在下坡輔助已經(jīng)開啟的前提下，加速踏板開度不 為零或制動踏板開度不為零。即下坡輔助制動開啟后，當駕駛員踩下制動踏板或加速踏板 時，下坡輔助自動退出，實現(xiàn)駕駛員對車速的自主控制。
【文檔編號】B60T10/02GK106004838SQ201610463714
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月23日
【發(fā)明人】王繼新, 閆業(yè)矗, 韓云武
【申請人】吉林大學