CN101073988A - 一种兼有应急防误功能的汽车巡行执导装置 - Google Patents

Abstract

一种兼有应急防误功能的汽车巡行执导装置，具有自动调节油门而锁定车速和当油门踏板在紧急制动被误踩时，能瞬间暂停喷油并辅助制动两大功能。该装置由稳速器、执行器、控制电路组成。稳速器由车速表兼作，将一个微型电磁铁及其衔铁通过其中心孔分别动配合和静配合地安装在车速表的指针转轴上，该电磁铁的一端有一作为动触头的电极片，作为静触头的两根电极片安装在车速表表架上；执行器中汽车油门轴通过一扇形齿轮与带行星齿轮的中间齿轮传动，其行星齿轮的两边，分别安装供其选择性齿合的电机减速系统中最快速和最慢速的齿轮，其系杆与电磁离合器的衔铁铰接。本装置能提高汽车行驶的舒适性和安全性。

Description

一种兼有应急防误功能的汽车巡行执导装置

技术领域：

本发明涉及汽车巡行执导领域。

背景技术：

当一些高档轿车在路况良好的公路上行驶时，可使用一种不需驾驶员踩踏，而自动调节油门来锁定车速的巡行执导装置。现有的巡行执导装置均由拾取车速信号的传感器、监控车速的电脑板、通过电机或真空调节油门的执行器这三部分组成。由于该装置成本很高，所以现仅能作为部分几十万以上一台的高档轿车上的配置，尚不能为大众车辆所共享。

发明内容：

为了能在所有机动车辆上普及巡行执导这一舒适功能，本人发明了一种借助汽车车速表兼作稳速器的巡行执导装置，从而，使该系统中车速的传感和监控一次完成，省去了现有巡行执导系统中必不可少的车速传感器和电脑控速板。这样就极大地降低了巡行执导功能在普及使用中的成本。同时，由于本巡行执导装置中执行器的特殊结构，使得本装置在不使用巡行执导功能时，能自动进入应急防误的控制状态，使驾驶员一旦在紧急制动误踩了油门时，能自动瞬间暂停喷油，并启动辅助制动装置，有效避免车祸发生。

本发明的有益效果是：能改善所有机动车辆的行驶舒适性和安全性。

本发明的解决方案是这样的：由稳速器、执行器、控制电路组成，稳速器由车速表兼作或改作，即在车速表内植入一组微型电磁离合器，该离合器的电磁铁及其衔铁通过其中心孔，被分别动配合和静配合地装配在车速表的指针转轴上，作为动触头安装在电磁铁的一端的电极，伸入在两根固定于车速表表架上的静触头电极之间，动触头电极与电源相接，两根静触头电极分别接控制电机正转和反转的电路，电磁铁的线圈通过很细软的导线呈游离状与电源接线柱电连接；在执行器中，一个略大于90°的扇形齿轮与一带有行星齿轮的中间齿轮齿合，在距该行星齿轮两边很近的地方，分别装有永磁直流电机减速系统中最快速和最慢速的齿轮，该行星齿轮的系杆与电磁铁的衔铁铰接，作为两大功能的切换装置。扇形齿轮的转轴通过联轴器与汽车油门上的转轴对接互动；电路控制是通过两个带八脚的巡行继电器的常闭端，将永磁直流电机的两个电极分别与晶闸管的控制极和阴极电连接，晶闸管的阴极串连一个应急控制继电器，巡行继电器的常开端则分别接上正向和反向电源，为永磁直流电机备用，两个巡行继电器的线圈分别并联一电容，其正极分别与稳速器中的两个静触头电极电连接，且中间均串联单向二极管，电机的输出端与电源负极一道，作为占空比可调的自激多谐振荡器的受控电路，将电机驱动电流调制成一定频率和幅度的脉冲，该振荡器的工作电流，从两个巡行继电器的线圈电源输入端上拾取，并串联上单向二极管，总电源从汽车制动灯开关的常闭端接入，且串联一个受离合器踏板控制的动断式自动回位开关和一个带八脚的切换继电器及串联于该继电器线圈上、供驾驶员操作的动合式自动回位开关，该切换继电器的常闭端接晶闸管阳极，常开端接分别位于稳速器和执行器中的两个并联的电磁铁及该切换继电器线圈的正极。

附图说明：

下面结合附图对本发明的一个便于图示的实施例加以说明。

图1，为执行器的机械结构图。

图2，为图1的俯视平面图。

图3，为稳速器的剖视图。

图4，为图3的立体结构图。

图5，为执行器的整体外观图。

图6，为本发明的电路原理图。

具体实施方式：

机械结构：

执行器：电机(24)的转子轴(4)上，紧固一齿轮(6)，该齿轮(6)与齿轮(26)、中间齿轮(10)处于同一平面，且相距很近但不能相互齿合。通过轴(28)固为一体的蜗轮(3)和蜗杆(29)分别与紧固在轴(4)上与齿轮(6)同为一体的蜗杆(5)齿合、与紧固在轴(8)上的和齿轮(26)固为一体的蜗轮(9)齿合，构成两对蜗轮蜗杆减速系统，中间齿轮(10)有一行星齿轮(2)，由于其系杆(23)通过支轴(22)、杠杆(21)及销钉(18)与电磁铁衔铁(19)铰接，故能与减速系统中的最快速齿轮(6)和最慢速齿轮(26)进行选择性的齿合，当线圈(20)通电后，衔铁(19)便能克服位于线圈(20)内的弹簧弹力下移，拉动系杆(23)偏转，从而使行星齿轮(2)与齿轮(6)的齿合变为与齿轮(26)的齿合状态。扇形齿轮(11)与中间齿轮(10)齿合，其转轴(12)通过联轴器与汽车油门轴对接，支承板(15)通过螺孔(16)由螺钉紧固在塑胶外盒的底盒(48)上，再由盒盖(46)通过螺钉(47)与盒底(48)密封防尘；螺孔(14)供安装之用；(7)为电路接口。

稳速器：在车速表的刻度盘(33)与指针(31)的轴承板(43)之间，植入一微型电磁铁(52)，该电磁铁由弓形铁芯(41)和线圈(40)构成，通过孔(39)套在指针转轴(38)上，利用粘贴在线圈(40)底部的永磁片(37)吸附在轴承板(43)上，圆形软铁片(32)固定在指针转轴(38)上，作为电磁铁(52)的衔铁。在电磁铁(52)的一端，紧固一电极片(36)，让其伸入两电极(35)和(45)之间，并能作上下左右的移动。电极(35)、(45)由固定板(34)通过螺钉安装在轴承板(43)上面的一端。(42)为线圈(40)的接线柱，(44)为接线柱(42)的固定板，通过螺钉安装在轴承板(43)的另一端。固定板(34)和(44)也可连为一整体，形成电磁铁坐板，那么永磁片(37)就粘贴在连为一体的电磁铁坐板上。

电路原理：

电源由车载蓄电池通过制动灯(54)的开关(53)之常闭触点供电，动断式自动回位开关(49)由离合器踏板控制，动合式自动回位开关(50)供驾驶员操作，两者构成对应急和巡行两大控制功能的切换。当继电器(51)的线圈无电流时，电路处于应急控制状态，正向电压经开关(49)和继电器(51)的常闭触点，加在晶闸管(55)和与之串联的应急继电器(58)组成的负载上；通过巡行继电器(60)和(61)的常闭触点，与晶闸管(55)的控制极电连结的永磁直流电机(24)，此时作为测速发电机，随油门开启速度的快慢，产生一个同步变化的电压信号，控制晶闸管(55)的导通；应急继电器(58)的两对接线端子a和b，分别能对所接入的电路切断和导通，前者是关闭发动机，后者是启动辅助制动；当油门被当作制动误踩而导通晶闸管(55)，启动应急继电器(58)后，其具体的应急控制方法是：对于电喷发动机，通过端子(63)的a组接线，切断喷油泵的电源使之停止喷油，暂停发动机；对化油器发动机，通过端子(63)的a组接线，切断点火线圈的电源，使发动机熄火；对于装有防滑转制动力分配(ASR)的汽车，由端子(63)的b组接线将ASR的平衡电磁阀的电路导通，让制动液压入后轮制动缸，产生一个初始的制动力；对于采用气压制动的大型卡车，在制动系的控制阀前，加装一个由电磁阀控制的供气旁路，通过端子(63)的b组接线导通电磁阀，将压缩空气由旁路放入制动气室进行初始制动。

当点击一下开关(50)，继电器(51)线圈通电，使其两对常开触点闭合，于是，其中一对触点将电源接入继电器(51)的线圈，使开关(50)断开后，由开关(49)向继电器(51)的线圈继续供电，另一对常开触点因闭合而将电压加在电磁铁(52)、(17)、继电器(60)、(61)、电机(24)组成的并联负载上。电磁铁(17)得电吸合，拉动系杆(23)偏转，电路便处于巡行执导状态，此时，电机(24)作为电动机备用，继电器(60)、(61)通过常开触点，分别给电机(24)准备了正向和反向电源。电磁铁(52)得电，便与车速表指针(31)固为一体，电极(36)与(35)和(45)之间构成转换开关，使电机(24)正转或反转，即使发动机油门开大或关小，继电器(60)和(61)各自并联一电容(59)和(62)，并在电源接入处分别串联一单向二极管(56)和(57)，以防继电器震颤和电极放电。(64)是由555或运算放大器等电子原器件组成的占空比可调的自激多谐振荡器，由从继电器(60)、(61)的线圈输入端拾取的信号作为该振荡器(64)的工作触发电压，将输送给电机(24)的驱动电流调制成一定频率和幅度的脉冲，以提高自动稳速的灵敏性。

控制过程：

应急防误：在汽车行驶中，随驾驶员根据车速的需要，将油门踏板压下或抬高时，转轴(12)便随油门拉索或拉杆的转轴同步转动，于是，行星齿轮(2)通过中间齿轮(10)和扇形齿轮(11)的齿合，也随之转动，在电磁铁(17)未通电时，线圈(20)内的弹簧始终把衔铁(19)顶起，通过杠杆(21)和系杆(23)的活动连接，将行星齿轮(2)总是推向与齿轮(6)齿合的状态，而齿轮(6)是紧固在电机(24)的转子轴(4)上的，这样，电机(24)的转子轴(4)便被带动旋转，由于该电机为永磁直流电机，因此，旋转的电机转子轴(4)的绕组便会产生感生电流，起到测速发电的作用，发电量的大小，取决于转速，当驾驶员在紧急状况下误将油门踏板当制动迅猛踩下时，电机(24)产生的高电压便瞬间导通晶闸管(55)，使应急继电器(58)的线圈通电，而将接线端子(63)的a组电源切断，b组电源导通，从而关闭发动机，启动辅助制动。

巡行执导：当汽车行驶在路况良好的公路上时，点击一下开关(50)，电磁铁线圈(20)便得电吸合衔铁(19)，从而使杠杆(21)拉动系杆(23)，让行星齿轮(2)反过来与齿轮(26)齿合，由于齿轮(26)受到蜗轮蜗杆的自锁，于是行星齿轮(2)、中间齿轮(10)、扇形齿轮(11)便都不能转动了，这样，油门的位置就因此被锁定，驾驶员便可从油门踏板上得以解脱。当需要解除巡行执导时，轻踩一下离合器踏板，使开关(49)断开一下即可，此时因继电器(51)的线圈失电而断开了电磁铁(17)的电源。当制动时，由于制动灯开关(53)切断了总电源，巡行执导被自动解除。

稳速原理：在巡行开关打开的同时，稳速器的铁芯(41)因线圈(40)得电而产生磁力，便克服永磁片(37)的吸力，靠向圆形衔铁片(32)，与指针(31)形成一体而随其转动，于是，固定在电磁铁(52)上的电极(36)便作为动触片，与改变电机(24)的旋转方向的电极(35)、(45)进行动态平衡：当行驶的汽车阻力加大时，车速放慢，回落的指针(31)便带动电极(36)，靠向使电机(24)朝加大油门方向旋转的电极35闭合通电，待油门开大，车速提高后，回升的指针(31)则带动电极(36)离开电极(35)而使电机(24)断电，油门位置便被重新锁定；当行驶汽车阻力减小时，反之亦然。由于电极(35)和(45)相距很近，则指针变化的范围很小，这样，可将车速的变化控制在2km/h这一小的不为人体所感知的范围内，故巡行时的车速可近似视为匀速。

Claims (3)

1、一种兼有应急防误功能的汽车巡行执导装置，由稳速器、执行器、控制电路组成，其特征是：稳速器由车速表兼作或改作，即在车速表内植入一组微型电磁离合器，该离合器的电磁铁(52)及其衔铁(32)通过其中心孔，被分别动配合和静配合地装配在车速表的指针转轴(38)上，作为动触头安装在电磁铁(52)的一端的电极(36)，伸入在两根固定于车速表表架上的静触头电极(35)、(45)之间，动触头电极(36)与电源相接，静触头电极(35)、(45)分别接控制电机正转和反转的电路。

2、根据权利要求1所述的装置，其特征是：控制电路中，以稳速器的动触头电极(36)与静触头电极(35)、(45)之间产生的控制信号，作为占空比可调的自激多谐振荡器的触发电流，将输送给电机(24)的驱动电流调制成一定频率和幅度的电脉冲。

3、根据权利要求1所述的装置，其特征是：执行器中的电机(24)是一能测速发电的永磁直流电机，其转子轴(4)通过齿轮(2)、(5)、(10)及与汽车油门轴对接的齿轮(11)之间的齿合，被油门踏板带动旋转，同时，其电机(24)的两电极分别与晶闸管的控制极和阴极电连接，晶闸管的阴极串联一控制继电器。

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