CN103204144B - 汽车辅助制动系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车辅助制动系统，包括机械执行机构、制动吸盘、真空系统、弹射收起系统和控制系统等五部分，弹射收起系统包括自锁机构、弹射机构和收起机构，制动吸盘分别与真空系统、机械执行机构、收起机构和自锁机构连接，机械执行机构还与汽车底盘和弹射机构连接，控制系统获取汽车制动踏板角速度、角位移等变化量后给真空系统、自锁机构和收起机构发出开关量信号，从而控制制动吸盘收起或压紧地面。本发明用于汽车在紧急状态下制动时，有效缩短汽车制动距离，从而有效降低交通事故的发生概率。

Description

汽车辅助制动系统

技术领域

本发明公开了一种汽车制动系统，主要用于辅助汽车在紧急状态下制动。

背景技术

汽车制动的距离大小主要取决于两个摩擦副的摩擦力，一个是制动器内制动摩擦片与制动鼓或制动盘间的摩擦力（我们称之为制动器制动力）；一个是轮胎与地面间的摩擦力，即地面附着力。当汽车制动时，一般制动器制动力能够令车轮达到抱死或临近抱死状态（如安装ABS防抱死系统），车轮一旦抱死或接近于抱死状态，根据汽车理论，汽车制动距离的大小就主要取决于轮胎与地面间的摩擦力（地面附着力）的大小，而地面附着力的大小主要和轮胎的结构、尺寸、类型、气压，路面的类型、状况以及轴荷等因素有关，因此，一旦轮胎、路面、轴荷等情况确定的情况下，地面附着力基本为一定值，汽车在某一车速下的制动距离S也就是个定值，汽车辅助制动系统可额外增加地面附着力，使汽车在紧急状态下有效缩短汽车原有制动距离S，避免交通事故的发生。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于辅助汽车在紧急状态下制动，缩短制动距离的汽车辅助制动系统。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

汽车辅助制动系统，包括控制系统、真空系统、弹射收起系统、制动吸盘和机械执行机构；制动吸盘和机械执行机构位于汽车底盘下方，弹射收起系统包括自锁机构、弹射机构和收起机构，弹射机构和自锁机构位于汽车底盘下方，制动吸盘分别与真空系统、机械执行机构、收起机构和自锁机构连接，机械执行机构还与汽车底盘和弹射机构连接，控制系统获取汽车制动踏板角速度、角位移等变化量后给真空系统、自锁机构和收起机构发出开关量信号，从而控制制动吸盘收起或压紧地面。

上述的汽车辅助制动系统，所述的控制系统包括角度传感器、AD转换电路和控制器，角速度传感器获取汽车制动踏板角速度、角位移等变化量后经AD转换电路进行信号转换后传给控制器，控制器给真空系统、自锁机构和收起机构发出开关量信号。

上述的汽车辅助制动系统，所述的制动吸盘包括制动基板、密封气囊和摩擦橡胶；制动基板下方连接摩擦橡胶和密封气囊，摩擦橡胶位于密封气囊外周。

上述的汽车辅助制动系统，所述的收起机构包括吊耳、电动机、定滑轮和钢丝绳，制动基板的上面上设有吊耳，钢丝绳通过定滑轮一端连接电动机，另一端连接吊耳。

上述的汽车辅助制动系统，所述的自锁机构包括自锁环、电磁线圈、铁芯、自锁销、自锁销壳体、弹簧、自锁销孔、自锁销孔壳体；自锁环位于制动基板的上面，自锁销连接铁芯，铁芯与电磁线圈相对，电磁线圈位于自锁销壳体内部，弹簧连接自锁销与自锁销壳体，自锁销分别与自锁销壳体、自锁销孔以及自锁环匹配。

上述的汽车辅助制动系统，所述的真空系统包括真空泵、真空泵控制阀、真空储能装置和真空储能装置控制阀，真空泵控制阀一端连接真空泵，另一端连接真空储能装置，真空储能装置连接真空储能装置控制阀，真空储能装置控制阀与密封气囊连接。

上述的汽车辅助制动系统，所述的机械执行机构包括底盘固定装置、旋转轴和斜拉臂，底盘固定装置与汽车底盘连接，斜拉臂一侧通过旋转轴连接底盘固定装置，另一侧通过旋转轴与制动基板连接。

上述的汽车辅助制动系统，所述的弹射机构包括卷簧和卷簧轴，卷簧套在卷簧轴外周，卷簧轴与底盘固定装置连接，卷簧与斜拉臂连接。

上述的汽车辅助制动系统，所述的斜拉臂为空心厚壁管，空心厚壁管一端连接真空储能装置控制阀，另一端与密封气囊的真空管路连接。

本发明的工作原理是：当汽车在紧急制动时，由控制系统测定驾驶员踩下制动踏板的角加速度和和制动踏板位移，当满足辅助制动系统进入工作状态条件时，控制系统分别给真空储能装置控制阀和弹射收起系统的自锁机构发出打开信号，制动吸盘通过弹射机构和机械执行机构迅速下落而压紧路面，此时，由于真空系统的作用，在制动吸盘的密封气囊中产生较大真空度，令制动吸盘紧紧的吸附在路面上，从而致使制动吸盘的摩擦橡胶与地面产生与汽车行进方向相反的摩擦力，为汽车提供辅助的制动力，从而缩短汽车原有的制动距离。

本发明的有益效果：本发明结构布置简单、使用操作方便，可以有效缩短行驶车辆在紧急状况下的刹车距离。

附图说明

图1为汽车辅助制动系统组成示意图。

图2为汽车辅助制动系统整车布置示意图。

图3是图2的俯视图。

图4是图2中A向结构示意图。

图5制动吸盘B-B向剖视图。

图6为机械执行机构结构示意图。

图7为自锁机构结构示意图，图7中没有自锁环22。

图8为图7的D-D向剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

汽车辅助制动系统，如图1所示，包括控制系统1、真空系统2、弹射收起系统3、制动吸盘4和机械执行机构5，所述各系统组成可以针对不同车型，其安装位置、结构尺寸、形状等可进行相应调整；制动吸盘4和机械执行机构5位于汽车底盘下方，弹射收起系统3包括自锁机构13、弹射机构14和收起机构15，自锁机构13和弹射机构14位于汽车底盘下方，制动吸盘4分别与真空系统2、机械执行机构5、收起机构15和自锁机构13连接，机械执行机构5还与汽车底盘和弹射机构14连接，控制系统1获取汽车制动踏板角速度、角位移等变化量后给真空系统2、自锁机构13和收起机构15发出开关量信号，从而控制制动吸盘4收起或压紧地面。

如图1所示，所述的控制系统1包括角度传感器6、AD转换电路7和控制器8，角速度传感器6获取汽车制动踏板角速度、角位移等变化量后经AD转换电路7进行信号转换后传给控制器8，控制器8给真空系统2、自锁机构13和收起机构15发出开关量信号。

如图2~5所示，制动吸盘4包括制动基板16、密封气囊17和摩擦橡胶18；制动基板16下方连接摩擦橡胶18和密封气囊17，摩擦橡胶18位于密封气囊17外周。制动吸盘4以框架结构或板状结构作为制动基板16，制动基板16可以为多种形状，相应的摩擦橡胶18和密封气囊17形状也发生改变；以耐磨橡胶材料作为与地面接触的摩擦橡胶18，制动基板16与摩擦橡胶18可以采用胶粘、机械连接或胶粘与机械连接相结合的方式；以密封性能良好且耐摩擦的材料作为密封气囊17。制动吸盘4的功能是：与地面具有一定压力接触时，在密封气囊17内部形成相对密闭接触空腔，当真空系统进入工作状态时，由于制动吸盘4的密封气囊17内真空度作用，使制动吸盘4与地面产生较大压力，从而使汽车前进时，在摩擦橡胶18和地面间产生较大摩擦力，产生制动效果。

如图3所示，真空系统2包括真空泵9、真空泵控制阀10、真空储能装置11和真空储能装置控制阀12，真空泵控制阀10一端连接真空泵9，另一端连接真空储能装置11，真空储能装置11连接真空储能装置控制阀12，真空储能装置控制阀12与密封气囊17连接。真空系统的功能是：在真空系统2启动前，由真空泵9对真空储能装置11抽真空，达到设定真空度后，真空泵9停止工作，真空泵控制阀10关闭，真空系统2启动时，真空储能装置控制阀12打开，通过各连接管路，使制动吸盘4的密封气囊17内形成相对真空度，使制动吸盘4的摩擦橡胶18紧紧压在地面上，摩擦橡胶18与地面之间产生较大附着力。

机械执行机构5主要用来连接汽车底盘和辅助制动系统的制动吸盘4，并具有足够的强度，满足力的传递。如图2~4、图6所示，机械执行机构5包括底盘固定装置19、旋转轴20和斜拉臂21，底盘固定装置19与汽车底盘连接，斜拉臂21一侧连接底盘固定装置19，另一侧与制动基板16的侧面连接；本实施例中斜拉臂21为空心厚壁管，空心厚壁管两侧通过两个角形结构固定，所述空心厚壁管是真空系统的通气管路，空心厚壁管一端通过软连接36与真空管接口38连接，真空管接口38与真空储能装置控制阀12连接，空心厚壁管另一端通过软连接36与真空管路37连接，真空管路37与密封气囊17连接；一个角形结构通过旋转轴20连接底盘固定连接点39，底盘固定连接点39连接底盘固定装置19，另一个角形结构通过旋转轴20连接制动基板连接点40，制动基板连接点40与制动基板16连接。另外，斜拉臂21也可以为一实心细钢筋，采用厚壁软管作为真空系统的通气管路。

弹射收起系统3包括自锁机构13、弹射机构14和收起机构15，弹射收起系统3的功能是：快速而适时打开自锁机构13，弹射出机械执行机构5和制动吸盘4，使制动吸盘4从汽车底盘迅速下落，并与地面形成具有一定压力的接触。如图6所示，弹射机构14包括卷簧32、卷簧轴33和卷簧轴固定装置41，卷簧32套在卷簧轴33外周，卷簧轴33通过卷簧轴固定装置41与底盘固定装置19连接，卷簧32与斜拉臂21的角形结构连接。如图2所示，本实施例的收起机构15包括吊耳23、电动机24、定滑轮25和钢丝绳26，制动基板16的上面上设有吊耳23，钢丝绳26通过定滑轮25一端连接电动机24，另一端连接吊耳23。收起机构15还可以由气压、液压或汽车自身组成部分的动力源结合相应结构来实现收起机构15的功能。如图7、8所示，自锁机构13包括自锁环22、电磁线圈27、铁芯28、自锁销29、自锁销壳体30、弹簧31、自锁销孔34、自锁销孔壳体35；自锁环22位于制动基板16的上面，自锁销29连接铁芯28，铁芯28与电磁线圈27相对，电磁线圈27位于自锁销壳体30内部，弹簧31连接自锁销29与自锁销壳体30，自锁销29分别与自锁销壳体30、自锁销孔34以及自锁环22匹配，自锁机构13锁住制动吸盘时，自锁环22位于自锁销孔壳体35和自锁销壳体30之间，自锁销29穿过自锁环22插进自锁销孔34内。

辅助制动系统具体工作过程如下：

汽车进行紧急制动前，真空系统2中的真空储能装置11内具有较大真空度。当汽车紧急制动时，驾驶员脚踩制动踏板，制动踏板转角的变化量通过角速度传感6测取后，经过AD转换电路7进行信号转换再传给控制器8，通过软件系统进行数据的处理、分析和计算，控制器8将输入信号值与预置的角位移、角速度等值相对比，如果满足预置的角位移、角速度等值触发条件，经程序处理放大控制信号后，首先给自锁机构13的电磁线圈27发出通电信号，铁芯28带动自锁销29回缩到自锁销壳体30内，自锁环22被放开，制动吸盘4在重力和弹射机构14作用下，通过机械执行机构5迅速下落并压紧地面，此时，控制器8给真空系统2中的真空储能装置控制阀12发出开关量信号，致使制动吸盘4的密封气囊17内产生较大真空度，制动吸盘4在真空度负压的作用下，通过摩擦橡胶18对地面产生很大压力，由于此时汽车正在向前行驶，因此在摩擦橡胶18与地面之间产生了与汽车行进方向相反的摩擦力，此摩擦力可有效缩短汽车原有的制动距离。当汽车制动停止后，控制器8给弹射收起系统3的收起机构15发出使能信号，电动机24开始工作，自动收回机械执行机构3和制动吸盘4，当制动吸盘4压紧汽车底盘时，控制器8给自锁机构13发出断电信号，电磁线圈27断电，自锁销29在弹簧31的作用下弹出，自锁机构13通过制动吸盘4上的自锁环22锁定制动吸盘4；同时，控制器8分别给电动机24、真空泵控制阀10、真空储能装置控制阀12和真空泵9发出开关量信号，电动机24停止工作，真空泵控制阀10打开，真空储能装置控制阀12关闭，真空泵9通电工作，达到预置时间后，控制器8发出信号令真空泵控制阀10关闭，真空泵9断电停止工作，此时真空储能装置11具备了制动时所需要的真空度，汽车辅助制动系统进入到下一个工作循环。

Claims (8)

1.汽车辅助制动系统，其特征在于：包括控制系统（1）、真空系统（2）、弹射收起系统（3）、制动吸盘（4）和机械执行机构（5）；制动吸盘（4）和机械执行机构（5）位于汽车底盘下方，弹射收起系统（3）包括自锁机构（13）、弹射机构（14）和收起机构（15），弹射机构（14）和自锁机构（13）位于汽车底盘下方，制动吸盘（4）分别与真空系统（2）、机械执行机构（5）、收起机构（15）和自锁机构（13）连接，机械执行机构（5）还与汽车底盘和弹射机构（14）连接，控制系统（1）获取汽车制动踏板角速度、角位移变化量后给真空系统（2）、自锁机构（13）和收起机构（15）发出开关量信号，从而控制制动吸盘（4）收起或压紧地面，所述的制动吸盘（4）包括制动基板（16）、密封气囊（17）和摩擦橡胶（18）；制动基板（16）下方连接摩擦橡胶（18）和密封气囊（17），摩擦橡胶（18）位于密封气囊（17）外周。

2.根据权利要求1所述的汽车辅助制动系统，其特征在于：所述的控制系统（1）包括角度传感器（6）、AD转换电路（7）和控制器（8），角速度传感器（6）获取汽车制动踏板角速度、角位移变化量后经AD转换电路（7）进行信号转换后传给控制器（8），控制器（8）给真空系统（2）、自锁机构（13）和收起机构（15）发出开关量信号。

3.根据权利要求1所述的汽车辅助制动系统，其特征在于：所述的收起机构（15）包括吊耳（23）、电动机（24）、定滑轮（25）和钢丝绳（26），制动基板（16）的上面上设有吊耳（23），钢丝绳（26）通过定滑轮（25）一端连接电动机（24），另一端连接吊耳（23）。

4.根据权利要求1所述的汽车辅助制动系统，其特征在于：所述的自锁机构（13）包括自锁环（22）、电磁线圈（27）、铁芯（28）、自锁销（29）、自锁销壳体（30）、弹簧（31）、自锁销孔（34）、自锁销孔壳体（35）；自锁环（22）位于制动基板（16）的上面，自锁销（29）连接铁芯（28），铁芯（28）与电磁线圈（27）相对，电磁线圈（27）位于自锁销壳体（30）内部，弹簧（31）连接自锁销（29）与自锁销壳体（30），自锁销（29）分别与自锁销壳体（30）、自锁销孔（34）以及自锁环（22）匹配。

5.根据权利要求1所述的汽车辅助制动系统，其特征在于：所述的真空系统（2）包括真空泵（9）、真空泵控制阀（10）、真空储能装置（11）和真空储能装置控制阀（12），真空泵控制阀（10）一端连接真空泵（9），另一端连接真空储能装置（11），真空储能装置（11）连接真空储能装置控制阀（12），真空储能装置控制阀（12）与密封气囊（17）连接。

6.根据权利要求5所述的汽车辅助制动系统，其特征在于：所述的机械执行机构（5）包括底盘固定装置（19）、旋转轴（20）和斜拉臂（21），底盘固定装置（19）与汽车底盘连接，斜拉臂（21）一侧通过旋转轴（20）连接底盘固定装置（19），另一侧通过旋转轴（20）与制动基板（16）连接。

7.根据权利要求6所述的汽车辅助制动系统，其特征在于：所述的弹射机构（14）包括卷簧（32）和卷簧轴（33），卷簧（32）套在卷簧轴（33）外周，卷簧轴（33）与底盘固定装置（19）连接，卷簧（32）与斜拉臂（21）连接。

8.根据权利要求6所述的汽车辅助制动系统，其特征在于：所述的斜拉臂（21）为空心厚壁管，空心厚壁管一端连接真空储能装置控制阀（12），另一端与密封气囊（17）的真空管路连接。