关于汽车上坡起步辅助系统的

摘 要该上坡起步辅助装置主要是通过单向轴承防止汽车向后运动.再以一种静扭矩传感器作为测量工具,提供该车上坡受到的阻力的大小.驾驶员通过调节油门的大小,来增大汽车的扭矩.当汽车的扭矩增大到汽车ECU的判定值以后,ECU提示驾驶员可以缓慢的松开汽车的离合,这时汽车能够实现起步.

关键字上坡起步；系统；ECU

中图分类号U46文献标识码A文章编号1674-6708（2013）100-0000-00

0引言

随着汽车工业的飞速发展,人们生活水平的不断提高,汽车已经进入到千家万户,极大的方便了大众的出行.同时一些城市的交通堵塞现象经常发生,尤其是像北京、上海这样的一线城市,城市主干道的车流量非常的大,这样一旦在这些路段上发生一些事故,一场城市大拥堵就有可能发生,所以如何更好的驾驭汽车越来越重要.现在汽车培训基本还是停留在应试教育阶段.一旦学员从驾校毕业,真正的驾驶一辆汽车时,一系列的问题随之而来.就笔者亲身体验,其中上坡起步最让人头疼.尤其是手动档的汽车,在汽车进行换挡的时候,是离合器,油门以及刹车的三点的运用,如果运用不当就会造成发动机熄火或者使得汽车后退,前者容易影响发动机的使用寿命,后者容易造成交通事故.

1问题分析

汽车在进行上坡起步阶段的时候,沿着坡度方向（如图1所示）,受到力和力矩的平衡关系为：

F牵引≈ΣF

其中,力矩与力的关系为：

J等于F*R

F牵引为汽车发动机提供的总动力,ΣF为汽车所受到的下滑力,R为汽车轮胎的半径.

所以可以得到：

J牵引≈ΣJ

即：在汽车在进行上坡起步阶段的时候,汽车的牵引扭矩J牵引近似等于汽车的阻力扭矩ΣJ.因此只要将汽车所受到的下滑力ΣF测量出来再施加相应的牵引力F牵引,然后在通过离合器和油门的控制使得汽车能够顺利的起步.同时设计一种防止出现上坡后退的装置,避免汽车出现后退发生危险.

2解决方案

2.1工作流程

汽车要想在坡度上顺利起步,就必须保证此时的F牵引大于或等于ΣF.此时,我们就必须测出F牵引和ΣF的大小,同时为了保证车子在起步的时候不向后退.所以使用扭矩传感器测量出此时车辆所受到的向下的下滑力ΣF,要想测出此时的下滑力ΣF,必须将刹车松开,同时为了防止车辆向后退,必须使用一种防止汽车后退的装置.具体工作流程见图2.

当启动上坡辅助装置以后,自动将刹车解除,此时汽车就会引起静扭矩传感器和防后退装置工作,静扭矩传感器测量出此时汽车下滑力ΣF的值,并将测量到的数据传递给ECU计算得到此时汽车的下滑扭矩ΣJ并存储.因为传感器测量数据到传递数据以及ECU计算数据并存储,这一过程所用的时间非常短暂,所以几乎在同时防后退装置启动,这样就避免了汽车向后退.随着汽车油门不断加大,汽车发动机功率逐渐增大,当增大到汽车的牵引扭矩J牵引大于汽车的下滑扭矩ΣJ的时候,系统提示驾驶员可以起步.

2.2方案设计

通过上述的系统工作流程可以设计出如图3所示的系统方案.当汽车开启静止的在斜坡上准备起步.驾驶员将离合器踩下,并打开上坡起步辅助装置,系统开始运行,同时将汽车手刹松开并缓慢加油.

在系统运行的时候,首先是汽车的手刹在松开的一瞬间,汽车的扭矩传感器采集到此时汽车的下滑力ΣF的大小,同时汽车的控制阀打开,油液通过液压管路进入液压缸,并推动缸内活塞,最后将装有单向轴承的定位齿轮推入到汽车的轮毂中,因为这个过程所用的时间非常短暂,所以就保证了汽车不会向后退.在这个方案中用到的同步器就是为了保证定位齿轮能够顺利的进入到轮毂中,单向轴承也是为了保证汽车只能前进不会后退.

当汽车下滑力采集完成以后就会传递到ECU计算出此时的下滑扭矩ΣJ,并与此时的汽车牵引扭矩进行比较.由于驾驶员在缓缓的加油,汽车的牵引扭矩J牵引也在不断的变大,当J牵引≧ΣJ时,系统提示驾驶员可以起步.此时驾驶员就可以缓慢抬起离合器,汽车就能够顺利起步了.

3结论

该装置同样适用于自动变速箱的汽车,当达到系统提示可以上坡起步之后,驾驶员可以由P档挂上D档.再加油门就能够顺利的起步.上坡起步装置说起来只是一个辅助装置,真正在汽车驾驶过程中,起到决定作用的是驾驶员和汽车的状态,所以驾驶员在操作的过程中要保持精力的集中,车辆也一定要经常维护保养,这样,汽车的上坡起步,不管是对于手动档还是自动档都将是一件轻而易举的事情.