汽车坡道辅助驻车系统.docx

汽车坡道辅助驻车系统.docx

《汽车坡道辅助驻车系统.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汽车坡道辅助驻车系统.docx（25页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

汽车坡道辅助驻车系统

摘要

随着城市车流密度的增大，人们对汽车安全性的要求也日益提高。

传统的汽车制动系统在不断发展和完善，但仍存在制动性能低、反应速度慢、制动管路布置复杂、制动液污染环境等不足。

随着电子技术和控制技术的发展，车辆制动系统正朝着电子制动方向发展。

本文设计目的：

驻车制动装置是使汽车在路面（包括斜坡）上停驻时，为防止车辆滑行，以及汽车在坡道上起步时，用以防止车辆后退的装置，而且在行车过程中遇到紧急情况时，可与行车制动系统同时使用，使汽车紧急制动。

驻车制动装置有别于行车制动装置，它们各自有相互独立的操纵装置。

意义：

现在大多数汽车所使用的驻车制动系统属于人力机械式，其传动装置为机械式传动方式，使用杆系或者拉索的结构类型来完成制动功能；本课题所要设计的是电动的驻车辅助系统，它可使汽车的驻车操纵更舒适、更人性化。

电子驻车制动系统是由电子按钮手动操作，由电子控制单元控制制动电机，实现汽车驻留原地不动的装置。

当车速小于一定值或车速为零时才能实施。

电子驻车制动系统具有反应速度快，制动性能高，易于安装，清洁等特点，还能集成其他的辅助驾驶功能，如坡道起步辅助控制（HSA:

HillStartingAid）。

本文对坡道起步辅助控制进行了探索。

坡道起步辅助控制是当停在上坡的汽车起车时，抬起驻车制动按钮，电子控制单元根据油门、离合器、发动机转速等信号控制执行机构在合适的时机解除驻车制动，辅助起步，防止车辆后溜和发动机熄火等事故，极大减少了驾驶员的操作难度。

此外，电子驻车制动系统还提高了驾驶与操纵的舒适性与方便性。

由于车厢内取消了手刹杆，停车制动由一个触手可及的电子按钮进行，驾驶员不必费力拉手刹杆，简单省力。

本文着重讨论了电子驻车制动系统的硬件组成结构设计。

本文设计了一个完整的电子驻车制动系统的硬件结构，并对坡道起步辅助控制进行了研究。

电子驻车制动系统制动性能高，重量轻，利于环保，是驻车制动的发展方向。

关键词：

坡道起步控制；汽车电子控制，电动机

Abstract

Withthegrowthoftrafficdensity,therequirementsofsafetyareincreasing.Althoughtraditionalbrakingsystemsinvehiclesaregood,therearealsodisadvantagessuchaslowbrakingperformance,slowreaction,complicatedpipes,pollutantbrakefluidsandsoon.Withthedevelopmentofelectronicandcontroltechnology,Brake-by-Wiresystemisaroundthecorner.

Aim:

Theparkingbrakedeviceisadevicewhichtopreventcarsvehicleslidewhentostop（includingslope）,andincaseVehiclebackwhenthecarstartontheramp,what'smoreitalsocanbeusedwiththecranebrakesystematthesametimeandthatcaremergencybrakingwheninanemergencyvehicleprocess.Theparkingbrakedeviceisdifferentfromdrivingbrake,theyhavetheirownindependentcontroldevices.

Significance:

Nowadaysmostcarsbyuseoftheparkingbreakesystemstohumanmechanical,thattransmissiondeviceismechanicaltransmission,andusingstemdepartmentorthelassostructuretypestocompletebrakingfunctions;soweneeddesignaelectricauxiliarysystemintheparkingbrakedevice,itcanmakecarsmorecomfortableandhumanized.

ElectronicParkingBrakeworkswhenvehiclespeedisalmostzero.EPBreactsquickly,hashighbrakingperformance,iseasytoinstallandclean.Itcanalsointegrateotherdriverassistancefunction,likeHillStaringAidwhichisdiscussedinthepaper.Whenavehicleonanupgradestarts,HSAcanhelp.Ifthedriverpullsthebutton,ECUcontrolstheactuatortoreleasethebrakeinatimelyandappropriatemanneraccordingtoacceleratorpedal,clutchandenginespeedetc.Itmakesuphillstarteasierandpreventsbackwardmotionandthestalling,reducesthedifficultyofoperation.Furthermore,anessentialadvantageoftheEPBisthefreedomindesign,installationlocationandfunctionalityofthecontrolelement.Theelectricalactuationallowstheuseofsmallforces,whichisaspecialvaluablefeatureforphysicallyweakanddisablepeople.ItismainlydiscussedhardwaredesignofEPBinthepaper.

AnEPBsystembasedoncomputerisdesignedinhardwareandsoftwareinthepaper.Thebasicfunctionisrealized,andanintegratedHASisdiscussed.EPBisthedirectionofdevelopmentinparkingbrake.Ithashighbrakingperformance,lightweight,anditisbetterforenvironment.

Keywords:

HillStartingAidControl；AutomotiveElectronicsControl；motor

汽车坡道辅助驻车系统执行机构设计

第一章绪论

1.1课题产生的背景、研究意义

随着在我国社会经济的迅速发展和人民生活水平的不断提高，汽车作为生活消费品已经开始进入家庭，汽车的社会拥有量将会有很大的增长。

在汽车半坡起步时如果操作不当，就很容易造成汽车熄火溜车，有可能导致与后面的车辆发生碰撞事故。

设想一套手动档机动车坡道起步辅助系统可以实现手动档机动车在半坡起步过程能实现一定的自动化，而且操作比较简单，可以解决手动档机动车半坡起步时的溜车现象，有效防止了溜车产生的隐患，且对平地行驶、操作无任何影响。

尤其是在山地较多的地方，此起步辅助系统可大大减缓驾驶员对半坡起步的恐惧感，并可延长离合器摩擦片的使用寿命而且能够节约燃油。

在日常驾驶过程中，驾驶员有时需要在立交桥或者斜坡上发动汽车。

汽车从驻车状态转入行驶状态，称之为半坡起步。

手动档机动车在坡道向上起步时，需要将离合器踏板踩至离合器行程的中间某个位置（俗称半联动状态），半联动状态需要根据汽车的承载载荷及斜坡的坡度大小来调整控制，也就是说，使离合器踏板处于中间什么位置是需要根据具体情况来调整的。

对于熟练的手动档机动车驾驶员来说，他们根据经验可以较好地控制半联动状态，使机动车在斜坡上平稳起步。

但对于不熟练的手动档驾驶员来说，半坡起步则是一项较难掌握的操作技术，而且机动车处于半联动状态时，会加剧燃油的无功消耗和摩擦衬片的损耗。

如果半联动技术掌握的不好，在汽车半坡起步时就很容易造成汽车熄火溜车，有可能导致与后面的车辆发生碰撞事故。

本课题的研究的目的：

驻车制动装置是使汽车在路面（包括斜坡）上停驻时，为防止车辆滑行，以及汽车在坡道上起步时，用以防止车辆后退的装置，而且在行车过程中遇到紧急情况时，可与行车制动系统同时使用，使汽车紧急制动。

驻车制动装置有别于行车制动装置，它们各自有相互独立的操纵装置。

意义：

现在大多数汽车所使用的驻车制动系统属于人力机械式，其传动装置为机械式传动方式，使用杆系或者拉索的结构类型来完成制动功能；本课题所要设计的是电动的驻车辅助系统，它可使汽车的驻车操纵更舒适、更人性化。

1.2机动车半坡起步辅助系统的研究现状

目前，针对机动车半坡起步时出现的后溜现象所开发研究的辅助装置在国内外已经出现了很多种，有针对手动档机动车，也有针对自动档机动车的半坡起步辅助装置。

国内针对机动车半坡起步所申请的专利也有很多，如郭志强的发明专利“机动车防后溜安全半坡起步装置”，其发明专利是利用顶杆装置或者制动杆与齿轮装置来控制机动车传动轴只能沿着一个方向转动的原理从而实现了防后溜功能。

孙智的发明“机动车斜坡起步自动配合的方法和装置”，是一种机动车斜坡起步自动配合的方法和装置，该发明是采用离合器控制在现有机动车的刹车油泵或气泵和轮胎之间的制动闸，并安装一个止回阀和一个电磁阀；刹车时止回阀开启，电磁阀关闭使油或气不能回流至制动总泵，油压（气压）使制动闸紧紧贴在机动车轮圈，机动车不能移动；当起动时电磁阀开启，油或气回流至制动总泵，制动闸自动松开。

还有在手刹制动装置基础上开发的防后溜辅助装置等等。

国内目前典型的半坡起步辅助系统主要通过控制位于制动主缸和车轮轮缸之间的隔离阀通断实现坡道起步辅助功能。

当车辆在坡道起步时，驾驶员踩下制动踏板隔离阀通电，关闭轮缸至主缸方向的油路，保持轮缸压力，从而给驾驶员足够的时间换档和踩下油门踏板，当离合器结合到一定程度时，其传递的扭矩刚好能克服起步阻力时隔离阀断电，迅速解除制动，实现平稳起步。

半坡起步辅助系统的工作原理是通过测力传感器检测支承销对制动蹄的支承反力的两分力大小，系统根据力传感器测得的初始力值以及其它尺寸参数值，计算出驻车制动力的大小以及临界点时支承分力值。

半坡起步按钮被按下后，随着驾驶员的起步操作，起步辅助系统首先进行信号检测，倾角传感器、轮速传感器和测力传感器随系统的启动立即进入工作状态，系统根据倾角传感器、轮速传感器的测量信号判断机动车是否需要辅助起步，当系统判断机动车需要辅助起步后，将力传感器测得的力初始值送入电子控制单元，电子控制单元根据力