基于abs實現坡道保持控制功能的方法、系統(tǒng)和車輛的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于ABS實現坡道保持控制功能的方法，其包括步驟：在ABS中設置帶有復位彈簧的單向閥；當確定車輛已被制動停在坡道上并且制動踏板已被完全釋放時，使進液閥和排液閥均關閉并且借助于單向閥的復位彈簧的作用力，使得車輪制動缸在預設時間段內維持為使車輛保持在坡道上的目標壓力；當確定加速踏板已被推動且當前驅動轉矩大于坡道上的滾動轉矩時，將排液閥打開以使車輪制動缸的壓力降為零。它還涉及基于ABS實現坡道保持控制功能的系統(tǒng)和車輛。本發(fā)明創(chuàng)新性地在僅裝備有ABS的車輛上實現了HHC功能。本發(fā)明不僅易于實現，而且運行可靠、高效，特別有助于增強行車舒適性和安全性。
【專利說明】基于ABS實現坡道保持控制功能的方法、系統(tǒng)和車輛
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于汽車【技術領域】,尤其涉及一種基于ABS (Ant1-Lock Brake System,防抱死制動系統(tǒng))實現坡道保持控制(Hill Hold Control，以下簡稱HHC)功能的方法、系統(tǒng)和車輛。
【背景技術】
[0002]HHC功能的主要目的是為了防止當車輛處于坡道上時發(fā)生向后滾動，它通過保持車輪輪缸的制動壓力來使得在駕駛者釋放制動踏板后能夠自動地保持車輛，以此來保證駕駛者在此期間擁有足夠的時間進行驅動操作。這是一個非常有用的功能，尤其是對于一些駕駛經驗欠缺的新手或者女性駕駛者而言相當有用。
[0003]目前，大多數具有HHC功能的車輛是基于ESP/ESC系統(tǒng)的，這意味著客戶只能在裝備有例如ESP/ESC傳感器等硬件和軟件的車輛上使用該功能。然而，由于ESP/ESC系統(tǒng)價格昂貴(例如通常有12個閥門)，并且對于車輛傳感器、ECU等都有較高要求，因此其安裝率在一些市場區(qū)域是非常低的，這樣就嚴重影響了具有優(yōu)勢的HHC功能的普及應用。

【發(fā)明內容】

[0004]有鑒于此，根據本發(fā)明的第一方面，它提供了一種基于ABS的坡道保持控制方法，以便有效地解決現有技術中存在的上述問題和其他方面的問題。在根據本發(fā)明的所述方法中，它包括以下步驟:
A.在ABS中設置帶有復位彈簧的單向閥，所述ABS用于防止車輪在制動時被鎖死并且包括設置在主制動缸和車輪制動缸之間的進液閥和排液閥，所述單向閥被布置成與所述進液閥并聯(lián)連接，以便形成供制動液從車輪制動缸流向主制動缸的流通旁路；
B.當確定第一條件成立時使所述進液閥和排液閥均處于關閉狀態(tài)，并且借助于所述單向閥的復位彈簧的作用力使得車輪制動缸在預設時間段內維持為使車輛保持在坡道上的目標壓力，所述第一條件是指車輛已被制動停在坡道上并且制動踏板已被完全釋放；以及
C.當確定第二條件成立時將所述排液閥打開以使車輪制動缸的壓力降為零，所述第二條件是指加速踏板已被推動且當前驅動轉矩大于坡道上的滾動轉矩。
[0005]在根據本發(fā)明方法的一個有利的實施方式中，通過獲取以下信號來確定所述步驟B中的第一條件是否成立:由壓力傳感器檢測到的主制動缸的壓力信號、由車輪傳感器檢測到的各車輪轉速信號、由坡道傳感器檢測到的車輛是否處于坡道上的信號?；蛘?，通過獲取以下信號來確定所述步驟B中的第一條件是否成立:由制動踏板傳感器檢測到的制動踏板的行程或旋轉角度信號、由車輪傳感器檢測到的各車輪轉速信號、由坡道傳感器檢測到的車輛是否處于坡道上的信號。
[0006]在根據本發(fā)明方法的另一個有利的實施方式中，通過獲取以下信號來確定所述步驟C中的第二條件是否成立:至少包括變速器傳輸類型、擋位狀態(tài)和離合器狀態(tài)信息的第一信號，以及至少包括發(fā)動機轉速和發(fā)動機扭矩信息的第二信號?？蛇x地，所述第一信號是變速箱控制單元T⑶信號?？蛇x地，所述第二信號是發(fā)動機管理系統(tǒng)EMS信號?？蛇x地，上述的變速箱控制單元TCU信號、發(fā)動機管理系統(tǒng)EMS信號來自于包括CAN和FlexRay在內的車載網絡。
[0007]在根據本發(fā)明方法的又一個有利的實施方式中，上述的預設時間段被設置成2秒。
[0008]另外，根據本發(fā)明的第二方面，它也提供了一種基于ABS實現坡道保持控制功能的系統(tǒng)，其包括用于防止車輪在制動時被鎖死的ABS，所述ABS包括設置在主制動缸和車輪制動缸之間的進液閥和排液閥，所述基于ABS實現坡道保持控制功能的系統(tǒng)還包括:
帶有復位彈簧的單向閥，其被布置成與所述進液閥并聯(lián)連接，以便形成供制動液從車輪制動缸流向主制動缸的流通旁路；以及
控制器，其與所述ABS相關聯(lián)并被設置成:i)當其確定第一條件成立時使所述進液閥和排液閥均處于關閉狀態(tài)，并且借助于所述單向閥的復位彈簧的作用力使得車輪制動缸在預設時間段內維持為使車輛保持在坡道上的目標壓力，所述第一條件是指車輛已被制動停在坡道上并且制動踏板已被完全釋放；并且，?)當其確定第二條件成立時將所述排液閥打開以使車輪制動缸的壓力降為零，所述第二條件是指加速踏板已被推動且當前驅動轉矩大于坡道上的滾動轉矩。
[0009]在根據本發(fā)明系統(tǒng)的一個有利的實施方式中，所述控制器通過獲取以下信號來確定所述第一條件是否成立:由壓力傳感器檢測到的主制動缸的壓力信號、由車輪傳感器檢測到的各車輪轉速信號、由坡道傳感器檢測到的車輛是否處于坡道上的信號。或者，所述控制器通過獲取以下信號來確定所述第一條件是否成立:由制動踏板傳感器檢測到的制動踏板的行程或旋轉角度信號、由車輪傳感器檢測到的各車輪轉速信號、由坡道傳感器檢測到的車輛是否處于坡道上的信號`。
[0010]在根據本發(fā)明系統(tǒng)的另一個有利的實施方式中，所述控制器通過獲取以下信號來確定所述第二條件是否成立:至少包括變速器傳輸類型、擋位狀態(tài)和離合器狀態(tài)信息的第一信號，以及至少包括發(fā)動機轉速和發(fā)動機扭矩信息的第二信號。
[0011]在根據本發(fā)明系統(tǒng)的又一個有利的實施方式中，上述的預設時間段可以被設置成2秒。
[0012]在根據本發(fā)明系統(tǒng)的再一個有利的實施方式中，上述的控制器是電子控制單元ECU,所述第一信號是變速箱控制單元TCU信號，并且/或者所述第二信號是發(fā)動機管理系統(tǒng)EMS信號。可選地,上述的變速箱控制單兀TCU信號、發(fā)動機管理系統(tǒng)EMS信號來自于包括CAN和FlexRay在內的車載網絡。
[0013]此外，根據本發(fā)明的第三方面，它還提供了一種車輛，在所述車輛上設置有如以上任一項所述的基于ABS實現坡道保持控制功能的系統(tǒng)，或者在所述車輛上使用如以上任一項所述的基于ABS實現坡道保持控制功能的方法。
[0014]本發(fā)明創(chuàng)新性地基于現有的防抱死制動系統(tǒng)(ABS)在車輛上實現了 HHC功能，由此使得目前的防抱死制動系統(tǒng)(ABS)除了動態(tài)防鎖功能以外，同時也具備了坡道保持控制功能，從而進一步擴展了其舒適性、安全性等。本發(fā)明系統(tǒng)和方法不僅易于實現，而且運行可靠、高效，由此使得更多的終端用戶能在他們僅配備有較低成本的防抱死制動系統(tǒng)(ABS)的車輛上使用非常實用的HHC功能，從而特別有助于增強行車安全性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]以下將結合附圖和所示實施例，對本發(fā)明的技術方案作進一步的詳細描述。
[0016]圖1是根據本發(fā)明的基于ABS實現坡道保持控制功能的系統(tǒng)一個實施例的組成示意圖。
[0017]圖2是采用本發(fā)明的基于ABS實現坡道保持控制功能的方法一個實施例的工作時序不意圖。
[0018]圖3是圖1示例中帶有復位彈簧的單向閥的結構示意圖。
[0019]圖4是圖1示例中控制器的模塊組成示意圖。
【具體實施方式】
[0020]首先，需要說明的是，以下將以示例方式來具體說明本發(fā)明方法以及系統(tǒng)的基本原理、特點和優(yōu)點，然而所有的描述僅是用來進行說明的，而不應將其理解為對本發(fā)明形成任何限制。此外，在本文所提及各實施例中予以描述或隱含的任意單個技術特征，或者被顯示或隱含在附圖中的任意單個技術特征，仍然可以在這些技術特征(或其等同物)之間繼續(xù)進行任意組合或者刪減，從而獲得可能未在本文中直接提及的本發(fā)明的更多其他實施例。另外，在本文中所用術語“防抱死制動系統(tǒng)”或“ABS”均是泛指所有能夠實現防止車輪在行車制動時被鎖死功能的各種類型的系統(tǒng)、裝置和設備等。
[0021]在圖1中示意性地顯示出了本發(fā)明系統(tǒng)一個實施例的基本組成情況。在該示例中，車輛的液壓制動系統(tǒng)被設計成具有兩個制動管路I和2，它們均與主制動缸4相連并且可以具備完全相同或者相似的配置，因此以下僅就其中的制動管路I進行說明。
[0022]如圖1所示,通過制動管路I使得主制動缸4和車輪制動缸13 二者流體連通，由此提供了制動液的流動通路。在該制動管路I中布置有進液閥6、回流泵8、電動機9、吸入閥10、蓄液器11、排液閥12等部件。應當理解的是，與現有的液壓制動及防抱死制動技術相關的這類部件的功能、選型以及設置等內容是能被本領域技術人員所了解并能加以調整、改變的(例如，在其他應用場合下，進液閥6和/或排液閥12可以不必采用圖示的二位二通電磁閥，或者還可以在主制動缸4與回流泵8之間增設隔離閥，或者也可以設置兩個以上的制動管路等)，由于這些內容并非本發(fā)明的重點，所以在此不做詳細說明。
[0023]除了包括防抱死制動系統(tǒng)(ABS)以外，在本發(fā)明系統(tǒng)中創(chuàng)新性地在液壓制動管路中設置了帶有復位彈簧的單向閥，并且設置了與該防抱死制動系統(tǒng)(ABS)相關聯(lián)的控制器。以上述的制動管路I為例，在本發(fā)明系統(tǒng)中將帶有復位彈簧17的單向閥7與進液閥6以并聯(lián)方式進行布置，從而形成了一個流通旁路18。如此，制動液就可以經由該流通旁路18從車輪制動缸13單向地流向主制動缸4，并且其在流過流通旁路18時將會受到復位彈簧17所施加的彈簧作用力約束。 [0024]在圖3中更加清楚地顯示出了上述單向閥7的大致構造，并且通過以下關系式(I)表示出了單向閥中復位彈簧的作用力與主制動缸的壓力P1、車輪制動缸的壓力P2之間的關系:
K *Δχ = (Ρ2-Ρ1) *π*(--/2)2(I) 在上式中，參數K表示彈簧常數，Δχ表示復位彈簧的變形量，d表示由單向閥的閥芯20所形成的密封圓直徑。在后文中將結合關系式(I)來更詳細說明本發(fā)明的工作原理。
[0025]控制器16是本發(fā)明系統(tǒng)的重要組成部分，它與防抱死制動系統(tǒng)(ABS)相關聯(lián)并在本發(fā)明系統(tǒng)中實現控制功能。以制動管路I作為舉例而言，該控制器16被設置成用于判斷第一條件(指車輛已被制動停在坡道上并且制動踏板已被完全釋放)、第二條件(指加速踏板已被推動且當前驅動轉矩大于坡道上的滾動轉矩)是否成立來控制制動管路I中的進液閥6、排液閥12的開啟或關閉操作，從而借助于上述帶有復位彈簧17的單向閥7來實現所期望的坡道保持控制功能。具體而言，即當該控制器16根據輸入信號確定了第一條件已經成立時，它將發(fā)出命令使進液閥6和排液閥12均處于關閉狀態(tài)，然后借助于單向閥7中復位彈簧17的作用力，使得車輪制動缸13能夠在一個預設時間段內(例如，2秒或其他的適宜數值)保持為目標壓力，從而以此來使得車輛保持在坡道上，從而實現了 HHC功能；并且，在該控制器16確定了第二條件已經成立時，它將發(fā)出命令使排液閥12打開，由此車輪制動缸13的壓力降為零，即制動液將經由排液閥12返回到蓄液器11和主制動缸4中，從而結束HHC功能操作。
[0026]關于上述第一條件和第二條件的判斷，由于可以根據不同的汽車廠商、研發(fā)部門等提供的不同技術方式來加以實現，這些包括可用信息并被輸入至控制器16以供其使用的各類信號在圖1中被整體性地表示為Ss5aij因此僅是作為舉例，以下將給出一些可選的實施方式。
[0027]對于第一條件，例如控制器16可以通過獲取由壓力傳感器5檢測到的主制動缸4的壓力信號、由車輪傳感器15檢測到的各車輪轉速信號、由坡道傳感器(未圖示)檢測到的車輛是否處于坡道上的信號來判斷第一條件成立與否。又如，控制器16也可以通過獲取由制動踏板傳感器19檢測到的制動踏板3的行程或旋轉角度信號(即表示駕駛者的制動要求)、由車輪傳感器15檢測到的各車輪轉速信號、由坡道傳感器檢測到的車輛是否處于坡道上的信號來判斷第一條件成立與否。
[0028]對于第二條件，例如控制器16可以通過獲取至少包括變速器傳輸類型、擋位狀態(tài)和離合器狀態(tài)信息的信號(例如，變速箱控制單元TCU信號等)，以及至少包括發(fā)動機轉速和發(fā)動機扭矩信息的信號(例如，發(fā)動機管理系統(tǒng)EMS信號等)來判斷第二條件成立與否，以上這些信號可以例如通過車載網絡(例如，CAN、FlexRay等)獲得。
[0029]盡管可以提供專門設計的獨立控制裝置來實現上述控制器16的功能，但是在優(yōu)選的情形下，可以使用汽車上的電子控制單元ECU來作為本發(fā)明系統(tǒng)的上述控制器。
[0030]作為進一步舉例，如圖4所示，可以在控制器16中專門設置如下所述的這些模塊來具體實現該控制器的相應控制功能，即將輸入到控制器16的輸入信號Ss5a經過處理后轉換成該控制器16的輸出信號Sf5tij:
車速信息計算模塊21，其被設置成用于根據所輸入的車輪傳感器15的信號來計算該車輛的實際速度；
坡道信息計算模塊22，其被設置成用于根據所輸入的坡道傳感器、變速箱控制單元TCU的信號來計算車輛是否在坡道上以及車輛上坡驅動信息；
HHC計算模塊23，其被設置成用于根據車速信息計算模塊21和坡道信息計算模塊22的各自輸出信息，以及變速箱控制單元TCU信號、發(fā)動機管理系統(tǒng)EMS信號、由壓力傳感器5檢測到的主制動缸4的壓力信號(或者由制動踏板傳感器19檢測到的制動踏板3的行程或旋轉角度信號)來檢測上坡驅動情況并且計算出在實施HHC功能控制時車輪制動缸所要保持的目標壓力；
液壓致動輸出模塊24，其被設置成用于接收HHC計算模塊23的輸出信號，并且將上述目標壓力轉換成制動管路中各進液閥和排液閥所需承擔的負載量以及持續(xù)工作時間，即由其輸出信號來將決定何時開啟或關閉這些進液閥和排液閥。在液壓致動輸出模塊24中，還需要計算在排液閥壓力釋放時的制動液流量，以便據此來控制電動機9的運行以將制動液從車輪制動缸泵送回到主制動缸。
[0031]以下將對上述HHC計算模塊23中目標壓力的計算情況進行進一步的討論，以便能夠通過這些舉例性的說明來更加清楚地理解本發(fā)明的設計及工作原理。首先，假設車輛在坡度為α的斜坡上處于靜止且車輛無驅動的狀態(tài)下，此時可由制動壓力提供的最小駐坡制動壓力Pmin應當能與由車輛重力在平行于斜坡坡面的方向上所產生的分力保持彼此大小相等、方向相反，因此可知以下關系式(2)成立:
【權利要求】
1.一種基于ABS實現坡道保持控制功能的方法，其特征在于，所述方法包括步驟: A.在ABS中設置帶有復位彈簧的單向閥，所述ABS用于防止車輪在制動時被鎖死并且包括設置在主制動缸和車輪制動缸之間的進液閥和排液閥，所述單向閥被布置成與所述進液閥并聯(lián)連接，以便形成供制動液從車輪制動缸流向主制動缸的流通旁路； B.當確定第一條件成立時使所述進液閥和排液閥均處于關閉狀態(tài)，并且借助于所述單向閥的復位彈簧的作用力使得車輪制動缸在預設時間段內維持為使車輛保持在坡道上的目標壓力，所述第一條件是指車輛已被制動停在坡道上并且制動踏板已被完全釋放；以及 C.當確定第二條件成立時將所述排液閥打開以使車輪制動缸的壓力降為零，所述第二條件是指加速踏板已被推動且當前驅動轉矩大于坡道上的滾動轉矩。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，通過獲取以下信號來確定所述步驟B中的第一條件是否成立:由壓力傳感器檢測到的主制動缸的壓力信號、由車輪傳感器檢測到的各車輪轉速信號、由坡道傳感器檢測到的車輛是否處于坡道上的信號；或者 通過獲取以下信號來確定所述步驟B中的第一條件是否成立:由制動踏板傳感器檢測到的制動踏板的行程或旋轉角度信號、由車輪傳感器檢測到的各車輪轉速信號、由坡道傳感器檢測到的車輛是否處于坡道上的信號。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，通過獲取以下信號來確定所述步驟C中的第二條件是否成立:至 少包括變速器傳輸類型、擋位狀態(tài)和離合器狀態(tài)信息的第一信號，以及至少包括發(fā)動機轉速和發(fā)動機扭矩信息的第二信號。
4.根據權利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述預設時間段被設置成2秒。
5.一種基于ABS實現坡道保持控制功能的系統(tǒng)，其包括用于防止車輪在制動時被鎖死的ABS，所述ABS包括設置在主制動缸和車輪制動缸之間的進液閥和排液閥，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括: 帶有復位彈簧的單向閥，其被布置成與所述進液閥并聯(lián)連接，以便形成供制動液從車輪制動缸流向主制動缸的流通旁路；以及 控制器，其與所述ABS相關聯(lián)并被設置成:i)當其確定第一條件成立時發(fā)送命令使所述進液閥和排液閥均處于關閉狀態(tài)，并且借助于所述單向閥的復位彈簧的作用力使得車輪制動缸在預設時間段內維持為使車輛保持在坡道上的目標壓力，所述第一條件是指車輛已被制動停在坡道上并且制動踏板已被完全釋放；并且，?)當其確定第二條件成立時發(fā)送命令打開所述排液閥以使車輪制動缸的壓力降為零，所述第二條件是指加速踏板已被推動且當前驅動轉矩大于坡道上的滾動轉矩。
6.根據權利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器通過獲取以下信號來確定所述第一條件是否成立:由壓力傳感器檢測到的主制動缸的壓力信號、由車輪傳感器檢測到的各車輪轉速信號、由坡道傳感器檢測到的車輛是否處于坡道上的信號；或者 所述控制器通過獲取以下信號來確定所述第一條件是否成立:由制動踏板傳感器檢測到的制動踏板的行程或旋轉角度信號、由車輪傳感器檢測到的各車輪轉速信號、由坡道傳感器檢測到的車輛是否處于坡道上的信號。
7.根據權利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器通過獲取以下信號來確定所述第二條件是否成立:至少包括變速器傳輸類型、擋位狀態(tài)和離合器狀態(tài)信息的第一信號，以及至少包括發(fā)動機轉速和發(fā)動機扭矩信息的第二信號。
8.根據權利要求5、6或7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述預設時間段被設置成2秒。
9.根據權利要求5、6或7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器是電子控制單元ECU，所述第一信號是變速箱控制單元TCU信號，并且/或者所述第二信號是發(fā)動機管理系統(tǒng)EMS信號。
10.一種車輛，其特征在于，所述車輛上設置有如權利要求5-9中任一項所述基于ABS實現坡道保持控制功能的系統(tǒng)，或者在所述車輛上使用如權利要求1-4中任一項所述基于ABS實現坡道保持控制 功能的方法。
【文檔編號】B60T8/176GK103661333SQ201210346036
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月18日 優(yōu)先權日:2012年9月18日
【發(fā)明者】于飛, 費賢松, M.弗蘭克, 林新春, 何浴輝 申請人:博世汽車部件(蘇州)有限公司