專利名稱：車輛tcs控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車輛牽引力控制系統(tǒng)(TCS)的控制裝置，尤其是通過改變輸入發(fā)動(dòng)機(jī)的 加速踏板位置信號(hào)實(shí)現(xiàn)的TCS控制的控制裝置。
背景技術(shù)：
牽引力控制系統(tǒng)(Traction Control System,簡稱TCS)又稱為驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng) (Acceleration Skip Regulation,簡稱ASR),是一項(xiàng)提高汽車安全性的主動(dòng)安全技術(shù)，通 過控制驅(qū)動(dòng)車輪的滑轉(zhuǎn)率來改善車輛起步時(shí)的牽引通過性和行駛穩(wěn)定性。TCS是國際八十年 代中期開始發(fā)展起來的新型主動(dòng)安全控制系統(tǒng)。
TCS的工作原理是以抑制驅(qū)動(dòng)輪過度打滑為目的，保證驅(qū)動(dòng)輪工作在最佳滑轉(zhuǎn)率附近。 在汽車起步或加速過程中，隨著驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩的不斷增大，汽車的驅(qū)動(dòng)力隨之增大，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力 超過路面附著力時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪開始滑轉(zhuǎn)。驅(qū)動(dòng)輪的滑轉(zhuǎn)程度用滑轉(zhuǎn)率表示。
式中
s —驅(qū)動(dòng)輪的滑轉(zhuǎn)率；
r 一車輪的自由滾動(dòng)半徑，m;
"一車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度，rad/s ;
v —車輪中心的縱向速度，m/s.
當(dāng)車輪在路面上純滾動(dòng)時(shí)，汽車速度由車輪滾動(dòng)產(chǎn)生，v = rw，滑轉(zhuǎn)率s二0;當(dāng)車輪在 路面上完全滑轉(zhuǎn)時(shí)，車速v=0，其滑轉(zhuǎn)率S = 100%;當(dāng)車輪在路面上既有滾動(dòng)又有滑動(dòng)時(shí)， v<rw， 0〈S〈100%。在車輪轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，滑轉(zhuǎn)所占的比例越大，滑轉(zhuǎn)率也越大。驅(qū)動(dòng)輪的附 著系數(shù)與車輪滑轉(zhuǎn)率的關(guān)系如圖l所示。TCS系統(tǒng)通過監(jiān)測(cè)車輪運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，根據(jù)驅(qū)動(dòng)輪打滑 的情況控制施加到其上的驅(qū)動(dòng)力矩，從而將驅(qū)動(dòng)車輪滑轉(zhuǎn)率控制在最佳范圍內(nèi)，保證車輛在 任何路面上都能獲得最佳的牽引通過性和行駛穩(wěn)定性。
要實(shí)現(xiàn)對(duì)車輪滑轉(zhuǎn)率的控制，可以采用多種控制裝置，包括制動(dòng)控制，差速器控制，變 速器控制，離合器控制等。但是，上述方法存在功率損耗大；反應(yīng)較慢；變化突然；成本高
等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述控制方法中的不足，本發(fā)明提供一種車輛牽引力控制系統(tǒng)(TCS)的控制裝置， 該裝置通過改變輸入發(fā)動(dòng)機(jī)的加速踏板位置信號(hào)實(shí)現(xiàn)的TCS控制。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種車輛牽引力控制系統(tǒng)(TCS)的控 制裝置，包括加速踏板模塊，TCS控制系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)，輪速傳感器，其中， TCS控制系統(tǒng)包括A/D轉(zhuǎn)換器，TCS控制單元和D/A轉(zhuǎn)換器，所述控制裝置特征是各部件按 如下步驟工作
a. 加速踏板傳感器檢測(cè)加速踏板模塊的加速踏板位置信號(hào)，將所述位置信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換 后進(jìn)入TCS控制單元；輪速傳感器檢測(cè)車速輪速變化，并將其送到所述TCS控制單元；
b. TCS控制單元選取適當(dāng)?shù)膬?nèi)置的目標(biāo)滑轉(zhuǎn)率，并根據(jù)所述的目標(biāo)滑轉(zhuǎn)率計(jì)算期望的發(fā)動(dòng) 機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩，并通過內(nèi)置的發(fā)動(dòng)機(jī)萬有特性曲線插值得到期望的加速踏板位置，并輸出相應(yīng)
3的經(jīng)過修正的數(shù)字信號(hào)；
C.所述經(jīng)過修正的數(shù)字信號(hào)經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換后進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)(EMS)，綜合節(jié)氣門位 置反饋信號(hào)或油泵齒條的位置信號(hào)以及其他輸入信號(hào)進(jìn)行控制，改變發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩進(jìn)而 控制驅(qū)動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)率，實(shí)現(xiàn)TCS功能；
d.所述經(jīng)過修正的數(shù)字信號(hào)反饋回TCS控制單元，進(jìn)行下一輪控制； 其中，所述TCS控制單元包括控制模塊(Engine Control)和調(diào)整模塊(Adjust); 其中所述控制模塊根據(jù)傳感器輸入量計(jì)算當(dāng)前理想的加速踏板位置信號(hào)，調(diào)整模塊對(duì)控制器 輸出的信號(hào)加以適當(dāng)調(diào)節(jié)，防止信號(hào)變化過于劇烈，并將調(diào)整后的信號(hào)經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后輸出； 所述控制模塊采用脈沖觸發(fā)，每隔10ms觸發(fā)。所述目標(biāo)滑轉(zhuǎn)率是以表格形式存在所述TCS控 制單元中。所述車輛牽引力控制系統(tǒng)還包括路面識(shí)別裝置，所述TCS單元根據(jù)路面識(shí)別裝置 的信號(hào)確定目標(biāo)滑轉(zhuǎn)率。 '
本發(fā)明的有益效果是，通過改變輸入發(fā)動(dòng)機(jī)的加速踏板位置信號(hào)實(shí)現(xiàn)TCS控制，功率損耗
?。环磻?yīng)快；成本低。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。 圖l是驅(qū)動(dòng)輪的附著系數(shù)與車輪滑轉(zhuǎn)率的關(guān)系圖
圖2是TCS控制系統(tǒng)工作流程圖 圖3是TCS控制單元圖
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D2，給出了本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。TCS系統(tǒng)控制裝置包括加速踏板模塊，TCS 控制系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)，輪速傳感器，其中，TCS控制系統(tǒng)包括A/D轉(zhuǎn)換器， TCS控制單元和D/A轉(zhuǎn)換器，各部件以下步驟工作
a. 加速踏板傳感器(圖中未示出)檢測(cè)加速踏板模塊的加速踏板位置信號(hào)，得到一個(gè)模 擬量(電壓值或電流值)，并將所述位置信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后進(jìn)入TCS控制單元；同時(shí)，輪速傳 感器檢測(cè)車速和輪速的變化，并將其送到所述TCS控制單元。
b. TCS控制單元選取適當(dāng)?shù)膬?nèi)置的目標(biāo)滑轉(zhuǎn)率，并根據(jù)所述的目標(biāo)滑轉(zhuǎn)率計(jì)算期望的發(fā) 動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩，并通過內(nèi)置的發(fā)動(dòng)機(jī)萬有特性曲線插值得到期望的加速踏板位置，并輸出相 應(yīng)的經(jīng)過修正的數(shù)字信號(hào)；優(yōu)選的，目標(biāo)滑轉(zhuǎn)率可以制作成表格的形式存儲(chǔ)在TCS控制單元 中，同時(shí)，還可以設(shè)置一個(gè)路面識(shí)別系統(tǒng)(圖中未示出)，根據(jù)路面情況不同選擇合適的目標(biāo) 滑轉(zhuǎn)率。
參照?qǐng)D3，所述TCS控制單元包括控制模塊(Engine Control)和調(diào)整模塊(Adjust); 控制模塊根據(jù)傳感器輸入量計(jì)算當(dāng)前理想的加速踏板位置信號(hào)，控制模塊采用脈沖觸發(fā)，每 隔10ms觸發(fā)，調(diào)整模塊對(duì)控制器輸出的信號(hào)加以適當(dāng)調(diào)節(jié)，防止信號(hào)變化過于劇烈，并將調(diào) 整后的信號(hào)經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后輸出；
c. 所述經(jīng)過修正的數(shù)字信號(hào)經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換后進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)(EMS)，綜合節(jié)氣門位 置反饋信號(hào)或油泵齒條的位置信號(hào)以及其他輸入信號(hào)進(jìn)行控制，改變發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩進(jìn)而 控制驅(qū)動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)率，實(shí)現(xiàn)TCS功能；調(diào)整模塊對(duì)控制器輸出的信號(hào)加以適當(dāng)調(diào)節(jié)，防止信號(hào) 變化過于劇烈，并將調(diào)整后的信號(hào)經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后輸出；
d. 所述經(jīng)過修正的數(shù)字信號(hào)反饋回TCS控制單元，進(jìn)行下一輪控制。
權(quán)利要求
1. 一種車輛牽引力控制系統(tǒng)(TCS)的控制裝置，包括加速踏板模塊，TCS控制系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)，輪速傳感器，其中，TCS控制系統(tǒng)包括A/D轉(zhuǎn)換器，TCS控制單元和D/A轉(zhuǎn)換器，所述控制裝置特征是各部件按如下步驟工作a. 加速踏板傳感器檢測(cè)加速踏板模塊的加速踏板位置信號(hào)，將所述位置信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后進(jìn)入TCS控制單元；輪速傳感器檢測(cè)車速輪速變化，并將其送到所述TCS控制單元；b. TCS控制單元選取適當(dāng)?shù)膬?nèi)置的目標(biāo)滑轉(zhuǎn)率，并根據(jù)所述的目標(biāo)滑轉(zhuǎn)率計(jì)算期望的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩，并通過內(nèi)置的發(fā)動(dòng)機(jī)萬有特性曲線插值得到期望的加速踏板位置，并輸出相應(yīng)的經(jīng)過修正的加速踏板位置數(shù)字信號(hào)；c. 所述經(jīng)過修正的數(shù)字信號(hào)經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換后進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)(EMS)，綜合節(jié)氣門位置反饋信號(hào)或油泵齒條的位置信號(hào)以及其他輸入信號(hào)進(jìn)行控制，改變發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩進(jìn)而控制驅(qū)動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)率，實(shí)現(xiàn)牽引力控制功能；d. 所述經(jīng)過修正的數(shù)字信號(hào)反饋回TCS控制單元，進(jìn)行下一輪控制；其中，所述TCS控制單元包括控制模塊(Engine Control)和調(diào)整模塊(Adjust)；其中所述控制模塊根據(jù)傳感器輸入量計(jì)算當(dāng)前理想的加速踏板位置信號(hào)，調(diào)整模塊對(duì)控制器輸出的信號(hào)加以適當(dāng)調(diào)節(jié)，防止信號(hào)變化過于劇烈，并將調(diào)整后的信號(hào)經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后輸出；所述控制模塊采用脈沖觸發(fā)，每隔10ms觸發(fā)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的控制裝置，其特征是所述目標(biāo)滑轉(zhuǎn)率是以表格形式存在所述TCS 控制單元中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制裝置，其特征是所述車輛牽引力控制系統(tǒng)還包括路面識(shí)別裝 置，所述TCS控制單元根據(jù)路面識(shí)別裝置的信號(hào)確定目標(biāo)滑轉(zhuǎn)率。
全文摘要
一種車輛牽引力控制系統(tǒng)(TCS)的控制裝置，該裝置通過改變輸入發(fā)動(dòng)機(jī)的加速踏板位置信號(hào)實(shí)現(xiàn)的TCS控制。相比較傳統(tǒng)的控制裝置，功率損耗小；反應(yīng)快；成本低。
文檔編號(hào)B60K28/16GK101423027SQ20071016527
公開日2009年5月6日 申請(qǐng)日期2007年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月2日
發(fā)明者威 張 申請(qǐng)人:威 張