一种汽车用制动辅助系统

文档序号:840511 发布日期:2021-04-02 浏览:26次 >En<

阅读说明:本技术 一种汽车用制动辅助系统 (Braking auxiliary system for automobile ) 是由 曹素峰 于 2020-12-29 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种汽车用制动辅助系统,该系统与汽车车身固定连接,包括方向传感器、加速度传感器、控制处理器、驱动装置、第二制动机械单元;其特征在于:方向传感器、加速度传感器分别与控制处理器连接,控制处理器与驱动电机相连,当方向传感器和加速度传感器传送到控制器的感应信号符合特定条件时候,控制处理器给向驱动装置发送控制信号,驱动装置驱动第二制动机械单元进行制动操作。本发明通过对制动系统进行改进,提高了汽车行驶的安全性。(The invention discloses an automobile brake auxiliary system, which is fixedly connected with an automobile body and comprises a direction sensor, an acceleration sensor, a control processor, a driving device and a second brake mechanical unit, wherein the direction sensor is connected with the acceleration sensor; the method is characterized in that: the direction sensor and the acceleration sensor are respectively connected with the control processor, the control processor is connected with the driving motor, when sensing signals transmitted to the controller by the direction sensor and the acceleration sensor meet specific conditions, the control processor sends control signals to the driving device, and the driving device drives the second braking mechanical unit to perform braking operation. The invention improves the braking system, thereby improving the driving safety of the automobile.)

一种汽车用制动辅助系统

技术领域

本发明涉及制动辅助制动的技术领域,尤其涉及一种汽车用制动辅助系统。

背景技术

目前汽车的制动主要是通过车轮制动实现的,是通过汽车制动系统产生相应的制动力迫使车轮减速或停止转动,并依靠轮胎和地面之间产生的摩擦力使汽车减速或停车。在制动力足够大的情况下,即车轮可以达到抱死状态或在ABS作用下达到滑移状态时,汽车制动距离取决于轮胎和地面之间摩擦力的大小。当汽车制动时,随着轮胎与地面之间摩擦力增加,作用于轮胎上的剪切力也不断增加,当剪切力超过橡胶层间的抗剪能力时,则橡胶层剥落,摩擦力不再增加,达到最大摩擦力。由于圆形轮胎与地面接触面积非常小,接触部位的橡胶层所能提供的抗剪能力有限,限制了最大摩擦力,导致汽车特别是紧急制动时制动距离长,极易出现事故。

在乘用汽车遭碰撞的情况下,被碰撞汽车驾驶员往往没有启动制动装置的反应时间,汽车碰撞后高速运动可能造成二次伤害,有必要提供一种自动紧急制动装置。

在路面摩擦力不足的情况下,存在制动装置失效的较大可能性,会导致事故的发生。

中国专利CN107031634B公开了一种被构造为控制本车辆纵向速度的驾驶辅助设备。所述设备包括驾驶环境监控单元、被构造为提供道路摩擦估算值的道路摩擦估算单元和被构造为基于所述监控驾驶环境和道路摩擦估算值控制本车辆速度的速度控制单元。速度控制单元进一步被构造为如果所述轮胎与道路摩擦估算单元不能提供道路摩擦估算值则基于预设的轮胎与道路摩擦值控制所述本车辆的所述速度。驾驶辅助设备进一步包括加强制动系统,其被设置为一旦检测到碰撞威胁事件则提供车辆的紧急制动。该发明还涉及车辆和用于控制车辆的纵向速度的方法。该发明通过对车辆速度和磨擦情况的估算,从而向车辆提供紧急制动。

发明内容

本发明解决了现有技术中的不足,提供了一种制动辅助系统,本发明采用了如下技术方案:

一种汽车用制动辅助系统,该系统与汽车车身固定连接,包括方向传感器、加速度传感器、控制处理器、驱动装置、第二制动机械单元;方向传感器、加速度传感器分别与控制处理器连接,控制处理器与驱动电机相连,当方向传感器和加速度传感器传送到控制器的感应信号符合特定条件时候,控制处理器给向驱动装置发送控制信号,驱动装置驱动第二制动机械单元进行制动操作。

进一步的,还包括速度传感器、制动计算装置,其中速度传感器、制动计算装置与控制处理器连接。

进一步的,行驶状态中的汽车正常制动时,制动计算装置收集并处理速度传感器的实时数据和正常制动输入数据。

进一步的,其中制动计算装置对某一时前的正常制动输入数据进行归一化处理,产生当前正常制动输入值;制动计算装置根据速度传感器记录的正常制动启动时刻速度值和当前瞬时速度值,产生制动速度值。

进一步的,其中控制处理器在接收到的方向传感器、加速度传感器、速度传感器、制动计算装置的输入数据符合下列条件之一的情况下向驱动装置发送驱动信号,驱动第二制动机械单元工作;

①正常制动输入值>正常制动输入阈值,且;制动速度值<制动速度阈值;

②方向传感器瞬时值>方向传感器阈值;

③加速度传感器瞬时值>加速度阈值。

进一步的,包括安装板(1)、升降单元以及地面摩擦单元,还包括与安装版连接的驱动装置(2)、所述安装板(1)固定安装在汽车底盘上,所述驱动装置(2)安装在安装板(1)的一侧,所述驱动装置(2)的输出端与升降单元连接,所述升降单元的顶部安装在安装板(1)上、底部安装在地面摩擦单元上。

进一步的,所述地面摩擦单元包括固定板(3)和摩擦片(4),所述固定板(3)与升降单元的底部连接,所述固定板(3)的下表面上固定连接有摩擦片(4),所述摩擦片(4)上设有若干个交错设置的摩擦沟槽。

进一步的,所述固定板(3)和摩擦片(4)上均开设有通孔,所述固定板(3)上安装有加阻件(5)。

进一步的,所述加阻件(5)包括固定部(51)、活动部(52)和缓冲部(53),所述固定部(51)固定连接在固定板(3)背对摩擦片(4)的一侧,所述固定部(51)的内侧安装有缓冲部(53),所述活动部(52)滑动设置在固定部(51)的内侧且与缓冲部(53)固定连接,所述活动部(52)活动设置在两个通孔内。

进一步的,所述摩擦片(4)上的通孔为下大上小的T形孔,所述活动部(52)的底部为T形结构且设有与摩擦片(4)材质相同的垫层。

进一步的,所述固定板(3)和摩擦片(4)相对的一侧均为锯齿结构。

进一步的,所述固定板(3)的尾部转动连接有连接件(6),所述连接件(6)远离固定板(3)的一端滑动连接在汽车底盘上。

进一步的,所述升降单元包括导轨一(7)、导轨二(8)和折叠架(9),所述导轨一(7)固定安装在安装板(1)上,所述导轨二(8)固定安装在固定板(3)上,所述折叠架(9)的顶部和底部均设有两个连接点,顶部的一所述连接点转动连接在导轨一(7)上、另一活动连接在导轨一(7)的轨道内且与驱动装置(2)的输出端连接,底部的一所述连接点转动连接在导轨二(8)上、另一活动连接在导轨二(8)的轨道内。

进一步的,所述折叠架(9)是由两个档杆通过转轴交叉转动连接而成。

进一步的,其中驱动装置包括有电动液压推杆和连接在电动液压推杆前端的电动缸;驱动装置由电动缸的输出端输出直线运动。

与现有技术相比,本发明具备以下有益效果:

1.本发明通过采集汽车的加速度、方向、速度、制动等运行数据,自动或者手动启动第二制动机械单元进行制动,降低了汽车运行过程中由于制动失控产生的事故的危害。

2、本发明根据采集的正常运行数据,生成相应数据表单;控制系统根据数据表单来给定特定瞬间的正常制动输入阈值、制动速度阈值、方向传感器阈值、加速度阈值;由于各阈值是动态变化的,因此降低了对驾驶员判断能力的要求,同时防止自动制动情况下发生误操作。

3、本发明通过驱动装置的输出端带动升降单元实现地面摩擦单元的升降,通过地面摩擦单元的降落并与地面接触来增大汽车制动的摩擦效果,使得车辆可以在短距离内减速或停车,大大提高车辆的安全性,降低事故发生率,结构简单利于广泛推广。

4、本发明中的底面摩擦单元包括固定板和摩擦片,通过摩擦片上交错设置的摩擦沟槽,使得与地面的摩擦效果大大提高,同时摩擦片与固定板相对一侧设置有锯齿结构,使得装置的使用效果可以大大提高,防止摩擦片在接触底面的一瞬间作用力过大向后移动或脱落。

5、本发明中设有的加阻件,通过加阻件的活动部在通孔内部,没有制动时活动部的底部高度低于摩擦片的下表面,在摩擦片接触地面的一瞬间,活动部端面的垫层会先与地面接触,起到缓冲的效果,防止瞬间冲击对摩擦片造成结构性损伤,提高使用寿命和制动效果。

6、本发明的升降单元采用折叠架、导轨一和导轨二结构设计,可以保证固定板和摩擦片升降效果,同时在固定板上设有连接件对其进行辅助。

7、本发明的驱动装置包括有电动液压推杆和连接在电动液压推杆前端的电动缸,驱动装置根据控制处理器的控制信号,操作电动液压推杆和/或电动缸,提供不同的制动模式,从而适应不同的情况。

附图说明

图1为本发明的系统示意图;

图2为本发明的第二制动机械单元结构示意图;

图3为本发明的地面摩擦单元整体结构的剖面图;

图4为本发明的地面摩擦单元的仰视图。

图中:1、安装板;2、驱动装置;3、固定板;4、摩擦片;5、加阻件;51、固定部;52、活动部;53、缓冲部;6、连接件;7、导轨一;8、导轨二;9、折叠架。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

本发明的汽车用制动辅助系统,该系统与汽车车身固定连接,包括方向传感器、加速度传感器、控制处理器、驱动装置、第二制动机械单元、速度传感器、制动计算装置;方向传感器、加速度传感器分别与控制处理器连接,控制处理器与驱动电机相连,当方向传感器和加速度传感器传送到控制器的感应信号符合特定条件时候,控制处理器给向驱动装置发送控制信号,驱动装置驱动第二制动机械单元进行制动操作。速度传感器、制动计算装置与控制处理器连接。

本发明的方向传感器、加速度传感器、速度传感器可以设置在汽车的前部,例如设置在车头的格栅处。

在实际道路行驶过程中,存在大量许多意外的情况。例如,驾驶员发现前方出现诸如紧急刹车、道路出现意外闯入者等情况,此时需要在较短制动距离内进行制动。此时普通的制动装置通过对车轮或者传动轴进行采用磨擦的方式制动,这需要一定的制动距离,如果紧急制动距离小于制动距离,则有可能发生不必要的碰撞。又例如,在冬季,道路发生结冰等情况,地面与车轮之间摩擦力降低,即便车轮外部安装了防滑链,车辆在使用普通制动装置进行制动的情况下,还是可能会产生滑行等。再例如,车辆在驻车等待状态下,如果后方车辆高速驶来并碰撞了驻车状态的车辆,则驻车状态的车辆会发生高速的滑行,有可能造成人员伤亡或者车辆的损坏,有时还会造成二次碰撞。

本发明为了解决上述问题,提供的汽车用制动辅助系统在车辆启动后可以自动运行,也可以供驾驶员主动操作,从而减少事故的发生以及在事故发生后降低事故造成的损害。

本发明的系统采集采用多个传感器,采集启动状态下车辆一段时间内的加速度、方向、速度,计算汽车的行驶状态。其中方向传感器采集三轴方向信息、加速度传感器采集加速度信息、速度传感器采集速度信息。制动计算装置记录一定时间内(例如两分钟)各时刻瞬时速度值,并在正常制动装置(也即汽车上所安装的常规制动装置)启动后,记录正常制动装置启动的时刻,实时计算正常制动装置启动时刻和当前时刻的时间差,实时计算正常制动装置启动时刻的速度和当前时刻速度的速度差,实时统计汇总正常制动装置启动时刻至当前时刻正常制动装置压下幅度,并将各时刻压下幅度以时间为横坐标取积分值,该积分值为正常制动输入值。

在初始化时,制动计算装置的存储装置存储有常见道路情况的时间差、速度差、正常制动输入值的对应关系表。车辆在上路行驶后,制动计算装置开始根据制动情况将所获得的某一时间段内对应的时间差、速度差、正常制动输入值与存储装置内的常见道路情况得相应值及对应关系进行对比,从而判断当前的道路情况。根据当前道路情况,获得当前制动输入阈值表;该制动输入阈值表,是速度值和速度差对应的正常制动输入阈值,例如120km/h减速到110km/h与50km/h减速到40km/h所对应的正常制动输入阈值是不同;在高速状行驶况下,一旦发现正常制动输入值大于正常制动输入阈值,且所对应的制动速度值小于制动速度阈值,这也就意味着路面可能摩擦力不足,此时,根据正常制动输入值大于正常制动输入阈值的比例,控制处理器向驱动装置给出一个信号,驱动装置的电动液压推杆和/或电动缸接受信号,从而使地面摩擦单元呈点动方式磨擦地面或者压紧模式磨擦地面,从而获得相应的制动效果。

一些情况下,车辆进行转弯,车辆的方向传感器感应到车辆具有横向加速度,此时如果方向传感器感应的瞬时值大于阈值,则说明转弯速度过快,有可能是由于侧面碰撞所产生的横向的加速度,此时,控制处理器向驱动装置给出一个信号,驱动装置的电动液压推杆和/或电动缸接受信号,从而使地面摩擦单元呈点动方式磨擦地面或者压紧模式磨擦地面,从而获得相应的制动效果。

另外一些情况下,加速度传感器瞬时值会大于加速度阈值,此时控制处理器立即向驱动装置给出一个信号,驱动装置的电动液压推杆和/或电动缸接受信号,从而使地面摩擦单元呈点动方式磨擦地面或者压紧模式磨擦地面,从而获得相应的制动效果。

以上是制动辅助系统在自动工作情况下的自动工作状态。本发明的装置还包括人工操作装置,该人工操作装置直接给第二制动机械单元输入,该输入包括驾驶员生物能转换的机械能输入,也包括了驾驶员操控控制按钮,控制按钮的信号控制下电能转化的机械能输入,通过该种输入方式,制动辅助系统可以直接进行制动,从而避免事故的产生。

如图2至图4所示是汽车用制动辅助系统的第二制动机械单元的示意图,包括安装板1、驱动装置2、升降单元以及地面摩擦单元,所述安装板1固定安装在汽车底盘上,所述驱动装置2安装在安装板1的前侧,所述驱动装置2的输出端与升降单元连接,所述升降单元的顶部安装在安装板1上、底部安装在地面摩擦单元上。通过驱动装置2的输出端带动升降单元实现升降效果,当需要辅助制动介入时,地面摩擦单元在升降单元的作用下与地面接触,增大车辆在制动时与地面的接触,使得车辆可以在短距离内实现减速或停车效果,提高车辆安全性。

其中,所述地面摩擦单元包括固定板3和摩擦片4,所述固定板3与升降单元的底部连接,所述固定板3的下表面上固定连接有摩擦片4,所述摩擦片4的下表面设有若干个交错设置的摩擦沟槽。摩擦片4可以采用轮胎胎面制成,固定板3对摩擦片4进行支撑,通过摩擦片4的摩擦沟槽可以实现更好地摩擦效果,当后续摩擦片4的磨损严重需要更换时,可以便于更换,节约其保养成本。

本实施例中进一步优选地方案,所述固定板3和摩擦片4上均开设有通孔,所述固定板3上安装有加阻件5。利用加阻件5对摩擦片4进行缓冲同时还可以增大装置与地面的摩擦效果,进一步降低其瞬间接触地面时的磨损以及加强装置的制动效果。

本实施例中进一步优选地方案,所述加阻件5包括固定部51、活动部52和缓冲部53,所述固定部51固定连接在固定板3背对摩擦片4的一侧,所述固定部51的内侧安装有缓冲部53,所述活动部52滑动设置在固定部51的内侧且与缓冲部53固定连接,所述活动部52活动设置在两个通孔内。利用活动部52的端面低于摩擦片4的下表面的高度,使得活动部52的端面首先接触地面,降低摩擦片4的瞬间接触时的磨损效果,缓冲部53对活动部52施压,进而增大其摩擦效果,使得车辆的制动距离进一步缩短。

本实施例中进一步优选地方案,所述摩擦片4上的通孔为下大上小的T形孔,所述活动部52的底部为T形结构且设有与摩擦片4材质相同的垫层。通过活动部52的底部为T形结构,使得在摩擦制动时,可以将摩擦片4紧密的贴合在固定板3的底面,防止摩擦片4在接触底面的一瞬间作用力过大向后移动或脱落。

本实施例中进一步优选地方案,所述固定板3和摩擦片4相对的一侧均为锯齿结构。使得装置的使用效果可以大大提高,防止摩擦片在接触底面的一瞬间作用力过大向后移动或脱落。

本实施例中进一步优选地方案,所述固定板3的尾部转动连接有连接件6,所述连接件6远离固定板3的一端滑动连接在汽车底盘上。

本实施例中进一步优选地方案,所述升降单元包括导轨一7、导轨二8和折叠架9,所述导轨一7固定安装在安装板1上,所述导轨二8固定安装在固定板3上,所述折叠架9的顶部和底部均设有两个连接点,顶部的一所述连接点转动连接在导轨一7上、另一活动连接在导轨一7的轨道内且与驱动装置2的输出端连接,底部的一所述连接点转动连接在导轨二8上、另一活动连接在导轨二8的轨道内。通过驱动装置2的输出轴带动折叠架9的活动一侧的连接点进行移动,实现固定板3和摩擦片4的升降效果。

本实施例中进一步优选地方案,所述折叠架9是由两个档杆通过转轴交叉转动连接而成。

本实施例在具体实施时可以这样实现:驱动装置2启动带动折叠架9一侧活动的连接点分别在导轨一7和导轨二8的轨道内部进行移动,实现固定板3和摩擦片4的下移,加阻件5的活动部52的垫层首先接触地面,随之活动部52在缓冲部53的作用下对下方施压,逐步增大摩擦效果,其后摩擦片4与地面接触,实现制动。

在不同的情况下,道路的情况是不同的。例如摩擦力轻微不足的情况下,控制处理器经过判断,给电动液压推杆一定的信号使得电动液压推杆运行到合适位置后,同时给电动缸相应信号,电动缸对道路采用点动制动方式进行制动。这样可以增加部分阻力,且不会对地面摩擦单元造成较大的损坏,也不会因为行驶方向、行驶速度的原因造成车辆方向的失控。在某些情况下,比如摩擦足够但是车辆的加速度远大于阈值,此时需要尽可能的使车辆的加速度降低,则控制处理器给电动液压推杆一定的信号使得电动液压推杆运行到合适位置使得地面磨擦单元长时间按压接触道路表面,从而尽可能的降低车辆的加速度。通过以上点动制动和按压摩擦制动的选择和组合,辅助制动装置一方面能够很好的减小装置的损坏,另外一方面可以避免由于制动位置的影响导致的车辆行驶方向的失控。

车辆在行驶状况下,辅助系统一直处于工作状态,控制处理器监控各部件的工作状态。

以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此。所述替代可以是部分结构、器件、方法步骤的替代,也可以是完整的技术方案。根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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