辅助驻车自动控制方法及系统与流程

本发明涉及车辆驻车控制领域，尤其涉及一种辅助驻车自动控制方法及系统。

背景技术：

所谓驻车，泛指将车辆驻留在原地。驻车控制系统必须可靠地保证汽车在原地停驻并在任何情况下不致自行滑动，当然在某些特殊工况下，车辆在行驶过程中，也会通过驻车系统控制车辆辅助制动直至车辆停止，例如当制动系统失灵等工况发生时。

目前最为普遍的驻车系统是采用手刹技术，即通过人为启动驻车控制系统；通常手刹分为机械操纵式手刹(部分机械操纵式手刹，采用脚踏式开关，但同样称为手刹)和电子式手刹，其驻车控制原理大致相同，都是通过拉索将刹车蹄与刹车鼓压紧或者通过卡钳将轮胎抱死；当然，除了上述方式，根据特定需要，车辆的手刹也会采用断气式驻车控制系统，以及气压液压混合驻车系统等；

但无论上述何种驻车系统，都依赖驾驶人主动行为进行驻车操作，这就会存在一定的安全隐患，例如：因人为原因遗忘或者操作不及时，导致驻车失效；以及，在车辆的制动系统失灵时，难以迅速切换到驻车系统，辅助紧急制动。

技术实现要素：

本发明的目的是提出一种辅助驻车自动控制方法及系统，用以当驾驶人遗忘或未及时启动手刹时，能够自动辅助驻车；以及当制动系统失效时，提供辅助制动及驻车的功能；从而有效地消除了一定的安全隐患。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种辅助驻车自动控制方法，包括：实时检测刹车踏板位置及车速；如果刹车踏板处于下压状态、且车速指示车辆处于非减速状态，则执行辅助驻车操作；所述辅助驻车操作是指对轮胎进行制动并将车辆停驻；如果刹车踏板处于下压状态、且车速指示车辆减速并减至为0，则检测排挡杆的挡位；当挡位处于空挡或停车挡时，检测手刹状态；如果手刹未启动且刹车踏板处于抬起状态，则执行所述辅助驻车操作。

优选地，所述执行辅助驻车操作包括：打开辅助驻车执行机构的放气阀门，通过放气后的所述执行机构对轮胎进行制动锁止。

优选地，所述方法还包括：实时检测马达的运转状态；当检测到马达熄火时，检测排挡杆的挡位；如果挡位处于非空挡且非停车挡，则执行所述辅助驻车操作。

优选地，所述方法还包括：实时检测坡度信号；将坡度信号与设定的坡度阈值进行比较；当所述坡度信号大于或等于所述坡度阈值、且车速从不为0变为0时，执行所述辅助驻车操作。

优选地，所述方法还包括：在执行所述辅助驻车操作后，检测油门踏板状态；如果检测到油门踏板处于下压状态，则解除对轮胎的制动操作。

本发明还提供一种辅助驻车自动控制系统，包括：辅助驻车控制单元、与所述辅助驻车控制单元连接的刹车踏板位置传感器、排挡位置传感器、手刹功能监测单元和辅助驻车执行单元；以及与所述辅助驻车控制单元进行数据交互的车速监测单元；所述刹车踏板位置传感器，实时采集刹车踏板位置信号，并将所述踏板位置信号发送至所述辅助驻车控制单元；所述车速监测单元，实时采集车辆的当前速度，并将车速数据发送至所述辅助驻车控制单元；所述排挡位置传感器，监测排挡杆的挡位信号，并将所述挡位信号发送至所述辅助驻车控制单元；所述手刹功能监测单元，监测手刹状态信号，并将所述手刹状态信号发送至所述辅助驻车控制单元；所述手刹状态信号用于指示手刹功能是否被人为启动；所述辅助驻车控制单元，在检测到刹车踏板处于下压状态且根据所述车速数据确定车辆未减速后，触发所述辅助驻车执行单元执行驻车操作；或者，在检测到刹车踏板处于下压状态且车速减至为0后，检测所述挡位信号；在确定排挡杆处于空挡或停车挡后，检测所述手刹状态信号；并在确定手刹未被启动、且刹车踏板处于抬起状态后，触发所述辅助驻车执行单元执行驻车操作；所述执行驻车操作，是指执行对车辆的轮胎进行制动并将车辆停驻的操作。

优选地，所述辅助驻车执行单元为气压式辅助驻车执行单元，包括：阀门组、气室、设于气室中的储能机构、以及制动驻车机构；所述触发所述辅助驻车执行单元执行驻车操作，包括：所述辅助驻车控制单元触发所述阀门组中的放气阀门开启，使所述气室放气；放气后所述储能机构对所述制动驻车机构施力；所述制动驻车机构受力后，对车辆的轮胎进行锁止，并使车辆停驻在原地。

优选地，所述系统还包括：与所述辅助驻车控制单元进行数据交互的马达控制器；所述马达控制器，实时采集马达的运转状态信号，并将所述运转状态信号发送至所述辅助驻车控制单元；所述辅助驻车控制单元在根据检测到的所述运转状态信号确定马达处于熄火状态后，检测所述挡位信号；并在确定排挡杆处于非空挡且非停车挡后，触发所述辅助驻车执行单元执行驻车操作。

优选地，所述系统还包括：水平度传感器；所述水平度传感器实时采集坡度信号，并将所述坡度信号发送至所述辅助驻车控制单元；所述辅助驻车控制单元，还用于将检测到的所述坡度信号与设定的坡度阈值进行比较，并且在所述坡度信号大于或等于所述坡度阈值、且车速从不为0减至0后，触发所述辅助驻车执行单元执行驻车操作。

优选地，所述系统还包括：与所述辅助驻车控制单元连接的油门踏板位置传感器；所述辅助驻车控制单元，还用于在触发所述辅助驻车执行单元执行驻车操作后，通过油门踏板位置传感器检测油门踏板位置；在油门踏板处于下压状态后，触发所述辅助驻车执行单元解除驻车操作。

本发明相较于现有技术，其有益效果是：本发明对检测到的踏板位置及车速，对车辆的行驶状态进行判断，如果驾驶人有刹车意向，即刹车踏板被踩下但车速指示车辆并未减速，则启动辅助驻车操作；以及在车辆停止后，根据挡位信号、手刹状态和刹车踏板位置确定驾驶人有意向驻车但遗忘启动手刹或启动手刹不及时，则启动辅助驻车操作；从而有效地避免了现有的驻车系统仅依靠人为主动地对驻车系统(手刹)进行操作，易导致遗忘和操作不及时的问题，以及还能够在制动系统失效时，及时对车辆进行制动和停驻，消除了一定的安全隐患，可以认为，本发明是对现有的驻车方式的一种行之有效的辅助补充。

附图说明

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步描述，其中：

图1为本发明提供的辅助驻车自动控制方法的实施例的流程图；

图2为本发明提供的辅助驻车自动控制系统的实施例的方框图；

图3为本发明提供的辅助驻车自动控制系统的一具体实施例的控制简图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本发明提供一种辅助驻车自动控制方法的实施例，如图1所示，包括：实时检测刹车踏板位置及车速；如果刹车踏板处于下压状态、且车速指示车辆处于非减速状态，则执行辅助驻车操作；如果刹车踏板处于下压状态、且车速指示车辆减速并减至为0，则检测排挡杆的挡位；当挡位处于空挡或停车挡时，检测手刹状态；如果手刹未启动且刹车踏板处于抬起状态，则执行所述辅助驻车操作；其中，辅助驻车操作是指对轮胎进行制动并将车辆停驻。

该实施例可以实现在车辆的制动系统失灵时(即刹车踏板处于下压且车辆并未减速的状态)，直接执行对车辆的轮胎进行制动并使车辆停驻；还可以实现当车辆正常停车时，根据挡位、手刹状态以及刹车踏板位置，自动判断出驾驶人当前有意驻车但未及时启动手刹并且制动系统被释放(刹车踏板已抬起)时，执行辅助驻车。该实施例不依赖驾驶人的主动行为，能够避免现有的驻车系统(通常而言，制动系统是指车辆的脚刹机构，而驻车系统是指车辆的手刹机构)因驾驶人遗忘或未及时启动，造成车辆被动移动发生安全事故，是对驻车操作的一种有效的辅助补充。

需要对本实施例作具体说明的是，该方法不仅可以对车辆的驱动轮执行辅助驻车操作，同样也可以施用于所有车轮上；此外，其中提及的车速是指车辆的行驶速度或者轮胎速度，也可以是指车辆的加速度；所述刹车踏板的下压状态，是指在正常情况下，刹车踏板处于该下压位置时，能够有效地启动车辆的制动机构，因为在现实中由于刹车踏板的行程设置各有偏差，部分车辆的刹车踏板在轻微下压时不能起到制动效果，这种情况不在本发明所述的下压状态的所指范围，同理地，所说刹车踏板的抬起状态是指在正常情况下，刹车踏板处于该抬起位置时，制动机构完全处于释放状态，轮胎不再受制动机构的制动作用；再有，非减速状态是指车辆在刹车踏板下压后车速没有减小趋势反而仍维持原速或升速的状态，而减速状态是指根据刹车踏板下压前的车速及下压后的车速对比，刹车踏板下压后的车速有显著的减小或减小趋势的状态；还有，关于停车后的挡位，对于自动挡的车辆包括空挡和停车挡，而对于手动挡车辆，没有停车挡只有空挡，对停车后的挡位进行检测，是因为通常而言当车辆停止后，如果驾驶人判断车辆会停止一段时间，则会将挡位放置到空挡或停车挡，否则，对于极短时间的停顿，驾驶人多会通过制动系统防止车辆移动；此外，手刹状态是用于指示手刹机构有无被人为启动，当然，还可以是检测手刹机构是否起到驻车的作用，即判断手刹功能是否被有效地启动。

关于上文提及的执行辅助驻车操作，本发明提供一优选的依靠气动方式的驻车方式，即辅助驻车操作具体步骤是指：打开辅助驻车执行机构的放气阀门，放气后的所述执行机构再对轮胎进行制动锁止，这里提到的辅助驻车执行机构，是指用于执行对车辆轮胎锁止的设备的统称，通常而言，该执行机构多为电控机械部件，例如由液压系统或气压系统带动的刹车盘或刹车鼓等，针对本优选方案，即为气压式机构；再有，采用放气后执行辅助驻车的方式，是出于对安全性的考虑，因为在机械结构中发生漏气等类似故障较为常见，放气的方式可保证即使在漏气、亏气的状态，车辆能够保持或趋于制动驻车状态，如若采用充气驻车，则会有较大的安全隐患；另外，选择气动驻车方式是因为相较于其他方式，气动方式的响应速度更快，作用力更强，这样使得辅助驻车的效果更明显、稳妥；这里还需要对上述车辆在制动系统失灵时的辅助驻车操作作进一步说明：由于在制动系统失灵时，往往车辆处于运动状态，此时的辅助驻车操作应以断续点动的方式，例如在本优选方案中，通过对辅助驻车执行机构的阀门进行断续开闭操作，在充放气的过程中使执行机构以点动的方式对轮胎进行制动，并当车辆完全停止后，再完全将轮胎锁止，从而使车辆能够平稳地从运动状态制动到驻车状态。

在实际操作中，还会发生一些突发情况使驾驶人来不及启动驻车系统，例如马达熄火，例如驾驶人操作失误导致的马达熄火，以及车辆在行驶过程中由于电控系统、油路或者马达本身的故障导致的熄火等，这里所说的马达包括了车辆常用的发动机或电动机，因此在本实施例的一优选方案中还包括需要实时检测马达的运转状态，当检测到马达熄火后，检测排挡杆的位置，如果此时排挡杆处于非空挡且非停车挡，即可以判断此时处于非正常停车熄火，则执行上述辅助驻车操作。

再结合现实状况，车辆在使用过程中还会因为地理环境因素造成被动移动，即溜车现象，因而本发明还对此情况提出一种优选方案，以起到预防溜车发生的目的，即在上述实施例中还包括实时检测坡度信号，并将坡度信号与设定的坡度阈值进行比较，如果坡度信号大于或等于坡度阈值、并且车速从不为0变为0时，则执行所述辅助驻车操作；这里所说的坡度阈值是根据具体车辆的载重、车型等预设的不同的数值，并且，对于车速的考虑是因为在车辆处在坡道时，要判断车辆的行驶状态，只有在车辆有一个从移动到停止的过程，才会执行辅助驻车，以保证辅助驻车操作不会干扰到车辆在坡道上的其他状况，本优选的方案不仅起到防止溜车的作用，也同时可以省去驾驶人在发现溜车时去启动手刹或紧急制动的反应时间。避免因反应不及导致交通事故等。

综合前文所述实施例及优选方案，对于车辆在执行辅助驻车后恢复使用的状况，本发明也作了进一步的考虑，因此本发明的上述实施例还包括在执行辅助驻车操作后，还要检测油门踏板的状态；如果检测到油门踏板处于下压状态时，则解除对轮胎的制动操作；这里需要补充说明的是，油门踏板被踩下，通常可以认为驾驶人有使车辆移动的意向，因此，只需要通过油门踏板的位置，即可执行解除对轮胎的锁止作用，其中，关于油门踏板的下压状态的具体情况，与上文提到的刹车踏板同理，此处不再赘述。

相应地，本发明针对上述方法，还提供了一种辅助驻车自动控制系统的实施例，如图2所示，包括：辅助驻车控制单元、与辅助驻车控制单元连接的刹车踏板位置传感器、排挡位置传感器、手刹功能监测单元和辅助驻车执行单元；以及与辅助驻车控制单元进行数据交互的车速监测单元；

刹车踏板位置传感器用于实时采集刹车踏板位置信号，并将踏板位置信号发送述辅助驻车控制单元；车速监测单元，实时采集车辆的当前速度，并将车速数据发送至辅助驻车控制单元；排挡位置传感器，监测排挡杆的挡位信号，并将挡位信号发送至辅助驻车控制单元；手刹功能监测单元，监测手刹状态信号，并将手刹状态信号发送至所述辅助驻车控制单元；所述手刹状态信号用于指示手刹功能是否被人为启动；辅助驻车控制单元在检测到刹车踏板处于下压状态且根据车速数据确定车辆未减速后，触发辅助驻车执行单元执行驻车操作；以及，在检测到刹车踏板处于下压状态且车速减至为0后，检测挡位信号；在确定排挡杆处于空挡或停车挡后，检测手刹状态信号；并在确定手刹未被启动、且刹车踏板处于抬起状态后，触发辅助驻车执行单元执行驻车操作；所述执行驻车操作，是指执行对车辆的轮胎进行制动并将车辆停驻的操作。

需要对上述系统的实施例做进一步说明的是，辅助驻车控制单元可以使用常用的整车控制器VCU；刹车踏板位置传感器B可以通过模拟量端口与辅助驻车控制单元连接，排挡位置传感器L以及手刹功能监测单元S可以通过数字量端口与辅助驻车控制单元连接，其中手刹功能监测单元在本实施例中监测的是手刹拉杆或开关的启闭状态，因而可用接触式限位开关或非接触式光电传感器等实现；而车速监测单元，可以选用轮速传感器、马达控制器ECU或者仪表总成，并且通过数据总线的方式，例如CAN、LIN或者FlexRay等，与辅助驻车控制单元进行数据交互，当然，加速度传感器也可以作为车速监测单元；本发明不对上述部件选型、连接方式等作出限定。

对于上文提及的辅助驻车执行单元，在实际应用中，可以是由独立于车辆制动系统(脚刹)的驻车执行机构组成，也可以与现有的制动系统共用一驻车执行机构，但从安全性考虑，优选独立于车辆制动系统的辅助驻车执行单元，这种辅助驻车执行单元可以为液压、气压式或者气液混合式机构，其通过辅助驻车控制单元触发相应的气路或油路阀门的启闭以执行驻车或解除驻车，当然，还可以考虑的是采用与驻车系统(手刹)类似的拉索式或卡钳式机构，辅助驻车控制单元可以通过电机运转带动钢索或卡钳动作以锁止车轮；因为气压式驻车具有快速响应、制动力大的优点，所以在本实施例中以气压式辅助驻车执行单元为优选方案，其主要由储气罐T、阀门组V、气室Q、设于气室中的储能机构以及制动驻车机构组成；在实际应用中，可以设置两个气室分别用于前轮和后轮的锁止，并且因弹簧在发生弹性形变时会释放弹性势能，因而上述储能机构可以选用弹簧来储存辅助驻车的能量，另外阀门组中还设有气室的充气阀门和放气阀门，且所述弹簧设置在气室内；关于制动驻车机构，可以由驻车推力杆、制动器及制动摩擦片组成。

该气压式辅助驻车执行单元的工作原理简述如下：

在本发明所述的辅助驻车执行单元不工作时，充气阀门打开，储气罐向气室充气，气室内的气压将弹簧顶开，使得所述制动驻车机构不对车轮施制动力；而上文提到的触发辅助驻车执行单元执行驻车操作，具体在本优选方案中，是指辅助驻车控制单元输出电平触发放气阀门开启，使气室放气；这里可以补充一点，为优化控制，可以通过继电器R和放气电磁阀实现上述放气步骤，即辅助驻车控制单元输出高电平触发继电器线圈得电，继电器常开触点吸合后电源U为放气电磁阀供电使其打开；再接续上文，放气后的气室内的弹簧释放储存的能量，推动制动驻车机构的推力杆伸出，连接在推力杆前端的制动器与轮胎上的制动摩擦片贴合，从而使车辆的轮胎受到摩擦阻力后锁止住，进而车辆能够停驻在原地。

出于对上述气压式辅助驻车自动控制系统的操作稳定性的考虑，还可以在储气筒上设置一个气压传感器C，且该气压传感器与辅助驻车控制单元电气连接。因为当车辆运行过程中，发生制动失效并且储气罐气压过低时(例如气路漏气或气源故障等)，本系统无法实现前文提到的断续点动(即控制阀门组对气室实现连续的充气放气)，因此，若此时辅助驻车控制单元通过气压传感器检测到气压过低，则可以仅使气室释放部分气压，即由辅助驻车控制单元控制放气阀门的放气时间或开度，使得弹簧的作用力不完全发挥(即使弹簧行程不完全)，通过牺牲制动时间，以保证制动平稳。而随着车速降低到某一预设的标定值后再完全放气。另外，出于安全性考虑，本优选方案应注重独立性，对于已使用气压式制动系统或驻车系统的车辆，需要为本辅助驻车自动控制系统独立安装一个空气压缩机作为独立气源；或者也可与此类型车辆共用一个气源，但储气筒需要各自独立；在使用液压制动或驻车的车型上，实施本系统时，可在发动机上安装一个小型气源为本系统中的储气筒供气。

如上文所述的，在车辆驾驶过程中还会发生一种让驾驶人猝不及防的情况，即马达突然熄火，这种情况多是由于驾驶人操作失误或者车辆本身发生故障导致，当发生马达突然熄火后，驾驶人也有可能因慌乱等，来不及启动驻车系统，进而发生车辆滑动溜车的现象，因此，为解决此类问题，在本系统的实施中还包括了与辅助驻车控制单元通过数据总线相连的马达控制器；如前面提到，马达控制器可以是发动机控制器也可以是电动车辆上的电动机控制器，并且马达控制器既可以作为前述车速监测单元用于采集车速数据，在此处，马达控制器还可以用于实时采集马达的运转状态信号，并将该运转状态信号发送至所述辅助驻车控制单元，需要说明的是，所述运转状态信号是用于指示马达是否发生熄火；辅助驻车控制单元在根据检测到的运转状态信号确定马达处于熄火状态后，检测排挡的位置状态，并在确定排挡杆处于非空挡且非停车挡后，触发辅助驻车执行单元执行驻车操作；这里，熄火后检测排挡的目的是，判定该熄火并非正常停车后的熄火，而是突发的熄火状态。

对于另一种在现实中经常发生的情况，本发明也予以进一步地考虑，即当车辆行驶到坡道时，可能会因为驾驶人欠缺驾驶经验或由于疏忽大意未能及时启动手刹而导致溜车。因此本实施例还提供一优选方案，可以有效地预防该状况的发生，即在本系统中还包括水平度传感器P，水平度传感器能够实时采集坡度信号，并将该坡度信号发送至辅助驻车控制单元；辅助驻车控制单元将检测到的坡度信号与预设的坡度阈值进行比较，在坡度信号大于或等于坡度阈值、并且车速从不为0减至0后，触发辅助驻车执行单元执行驻车操作。这里需要作补充说明的是，检测车速数据是为避免辅助驻车功能在非必要的情况起作用从而干扰到正常使用车辆，即只在车辆运行过程中(上坡或下坡途中)，当发生临时停车的状况，对车辆进行辅助驻车操作，无需驾驶人启动手刹，即可防止车辆发生溜车现象。

进一步地，如图3所示，还可以在上述本系统的实施例及优选方案中加入与辅助驻车控制单元通过模拟量端口连接的油门踏板位置传感器D，其作用与上文中的刹车踏板位置传感器相似，此处不作赘述；在触发辅助驻车执行单元执行驻车操作后，如果辅助驻车控制单元通过油门踏板位置传感器检测到油门踏板被下压，即意味着在车辆被本系统停驻后，驾驶人有使车辆继续行进的意向，因而触发辅助驻车执行单元解除对轮胎的锁止制动，使其能够继续转动。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。