本發(fā)明屬于機械裝置及運輸技術領域，涉及一種機動車的控制技術方案，特別涉及一種機動車上坡助力系統(tǒng)的設計方案。

背景技術：

機動車在上坡路段停車后再開啟行車時，常會出現(xiàn)溜坡現(xiàn)象，控制不好會帶來不少麻煩和危險。

為此，有了上坡輔助和自動駐車等技術。有效地防止了機動車溜坡的問題。這類技術的一個共同點就是：在坡道上停車后，為防止溜坡，系統(tǒng)自動在駕駛員松開制動踏板后仍保持車輛處于制動狀態(tài)，并保證只有在發(fā)動機的驅動力大于溜坡下滑力時，車輛的制動狀態(tài)才會解除，從而可以保證車輛陡坡起步時不會出現(xiàn)溜坡現(xiàn)象。

其實車輛溜坡的根本原因是，在坡道上，車輛的下滑力大于發(fā)動機怠速時能提供的驅動力，也就是說，當發(fā)動機怠速時的驅動力不足以驅動車輛前進時，此時松開制動踏板，車輛就會出現(xiàn)溜坡現(xiàn)象。由于從松開制動踏板到踩踏油門踏板使車輛起步前行這一過程，有一個時間間隔，有經(jīng)驗的駕駛員可用較短時間換腳并將油門踏板踩踏到合適的位置，而大量的新駕駛員和開車較少的人員會用較長的時間換腳，且很難快速將油門踏板踩踏到合適的位置，這就造成了溜坡和竄車的問題。特別是在狹小的空間中，換腳慢了要溜坡，油門踩重了要竄車，再加上駕駛員的心理因素，事故就這樣發(fā)生了。前面提到的上坡輔助和自動駐車等技術可以防止溜坡，但在狹小的空間中如果油門踩重了發(fā)生竄車，還得快速換過腳來踩踏制動踏板，慢了，慌了都要出事故。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種機動車上坡助力系統(tǒng)設計方案，能有效地解決機動車溜坡及陡坡起步控制困難的問題。

本發(fā)明的基本特征是：在車輛處于上坡路段時，給油門系統(tǒng)提供一個坡度信息，讓油門系統(tǒng)根據(jù)這個坡度信息，把發(fā)動機的轉速提升到一個相應的值，保證在車輛的制動踏板松開之后，發(fā)動機有足夠大的驅動力驅動車輛上坡前行或上坡倒車。

這種方案的優(yōu)點是：車輛在起步階段不用去踩油門，駕駛員的腳一直在制動踏板上，遇有緊急情況時會有更快更安全的制動能力，增加了機動車的安全性。

進一步的，增加一個制動踏板位移傳感器，用這個制動踏板位移傳感器的輸出信息來調(diào)整前述的坡度信息，使得制動踏板在完全松開到全部踩下的過程中，坡度信息的值會從最大值逐漸變化到零，從而保證當制動踏板全部踩下后，車輛發(fā)動機的轉速會回歸到怠速。

進一步的，加裝一個坡度傳感器，并結合檔位信息，來自動地給油門系統(tǒng)提供坡度信息。

進一步的，用車輛的速度信息來限制上坡助力系統(tǒng)起作用的速度范圍。如設定上坡助力系統(tǒng)起作用的速度范圍是0到10公里/小時，則可設定5到10公里時速區(qū)間為限速區(qū)間，即在車輛時速超5公里后，自動將該系統(tǒng)輸出的坡度信息減小，并讓車輛時速達10公理時，將該系統(tǒng)輸出的坡度信息減小到零；這樣能保證上坡助力系統(tǒng)只在0到5公里時速范圍內(nèi)起作用，也就是只在車輛起步階段或低速時起作用，不對正常行使產(chǎn)生影響。

下面用兩個實例和附圖來詳細說明。

實例一 自動型上坡助力系統(tǒng)

圖1是自動型上坡助力系統(tǒng)結構示意圖，圖2是自動型上坡助力系統(tǒng)工作流程圖。

圖1中，坡度傳感器1檢測車輛在前后方向上的傾斜角度，并輸出該角度值到電子控制單元5。來自車輛的檔位信息２和車輛的速度信息８同時輸入到電子控制單元５，同時，制動踏板３的位置信息由位移傳感器4檢測并輸入到電子控制單元５。電子控制單元５綜合這些信息進行計算，并將結果輸出到步進電機系統(tǒng)６，步進電機系統(tǒng)6則帶動油門系統(tǒng)7工作，使發(fā)動機能根據(jù)車輛所處不同坡度給出相應的功率增量。

圖2給出了自動型上坡助力系統(tǒng)的工作流程，結合此圖詳解如下：

當車輛發(fā)動機啟動后，上坡助力系統(tǒng)開始工作。如坡度傳感器檢測到坡度大于設定的閥值時，則輸出坡度值Ｐ，并設定車頭向上Ｐ為正值，車頭朝下Ｐ為負值；而此時的檔位信息Ｄ被分為三種：前進檔時Ｄ為＋１，倒車檔時Ｄ為－１，駐車檔和空檔時則Ｄ值為０。Ｐ×Ｄ為負時，表示車輛處于下坡狀態(tài)，不用上坡助力系統(tǒng)的幫助，則該系統(tǒng)待命中；Ｐ×Ｄ為零時，表示車輛正在休息，所需幫助為０；Ｐ×Ｄ為正時，表示車輛處于前進上坡或倒車上坡狀態(tài)，這兩種狀態(tài)下，車輛需要上坡助力系統(tǒng)的幫助；Ｐ×Ｄ的值就是輸出給步進電機去驅動油門系統(tǒng)的增量值。這個增量值的最大值，以保證在車輛允許的最大坡度上，可以驅動車輛以最大5公里時速（這個速度由實踐得出為佳，此處選用人行平均時速，以為安全）前進為限。

再用制動踏板的位移量來調(diào)節(jié)Ｐ×Ｄ的值，使制動踏板完全踩下時，Ｐ×Ｄ值變?yōu)椋?，即油門的增加量為０，發(fā)動機仍處于怠速狀態(tài)；隨著制動踏板的松開，Ｐ×Ｄ值逐漸回歸到其原值：Ｐ×Ｄ×1 ，此時，Ｐ×Ｄ的值全部輸出，用于控制油門的增量。

最后，用車輛當前的速度值再次調(diào)節(jié)Ｐ×Ｄ的值，保證車速大于一個設定值時，Ｐ×Ｄ的值會在一個設定的速度區(qū)間內(nèi)逐漸減小到0。這將保證上坡助力系統(tǒng)只在車輛低速行進時起作用。

關于和油門系統(tǒng)的連接：本實例通過步進電機系統(tǒng)來驅動油門系統(tǒng)，用步進電機輸出的位移，單方向帶動油門踏板向加速方向產(chǎn)生位移；當駕駛員踩踏油門踏板時，并不限制油門踏板繼續(xù)向加速方向移動，這樣可保證車輛正常加速時不受影響。對于電子油門系統(tǒng)，也可以將Ｐ×Ｄ的值作為電子油門系統(tǒng)的加速增量電信號，直接接入電子油門系統(tǒng)來控制發(fā)動機的轉速；這樣可以省去步進電機系統(tǒng)。

實例二 手動型上坡助力系統(tǒng)

手動型上坡助力系統(tǒng)，就是用一個手動坡度信息發(fā)生器，來代替自動型上坡助力系統(tǒng)中的坡度傳感器；由駕駛員目測坡度，并手動發(fā)出坡度信息，且和自動型上坡助力系統(tǒng)一樣控制、驅動發(fā)動機；但是，當車速大于等于限速區(qū)間的最大速度時，要使手動坡度信息發(fā)生器回位到0坡度狀態(tài)。

關于手動坡度信息發(fā)生器：最簡單的，用一個多檔位開關加上復位裝置即可。

之所以提出手動型上坡助力系統(tǒng)，是考慮在下述情況下會有用處，可以避免一些事故的發(fā)生：如在半山腰一個狹小的平地上，或在一個狹小的水平空間內(nèi)，車輛需要起步或倒車，而在車輪行進方向正好有一個坡坎，此時，自動型上坡助力系統(tǒng)不會檢測到坡度并發(fā)出坡度信息，而手動型上坡助力系統(tǒng)就能幫上忙了。

當然，把手動坡度信息發(fā)生器疊加在自動型上坡助力系統(tǒng)中也是不錯的方案。

以上實例只是對本發(fā)明的說明，并非對本發(fā)明實施形式的限定。凡是以本發(fā)明基本思想為基礎的實施形式，均應屬于本專利的保護范圍之內(nèi)。