CN104228560A - 一种车辆制动控制方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆制动控制方法及其装置。制动时，将来自发动机的正向转矩，经由切换装置97和反向装置98组成的切换反向装置100切换反向，再将此反向转矩添加到原传动系统中，克服车辆惯性的正向转矩，当车辆制动后车速小于或等于零时，采用防主动制动时过倒车装置99防止过倒车现象的发生。这种主动制动方法的反向制动力更大，解决了只靠被动的地面制动力制动方法带来的制动力小，制动距离长，拖滑、跑偏、侧滑问题，尤其适用于高速运行车辆的紧急制动，与传统制动方法配合使用效果更好。

Description

一种车辆制动控制方法及其装置

所属领域  本发明要求保护的技术方案所属技术领域是车辆制动控制系统，特别是涉及一种车辆制动控制方法及其装置。 

背景技术  国防工业出版社2003.1出版的《汽车运行性能》第151页的第五章《汽车的制动性》写道“制动是充分利用与汽车行驶方向相反的力使汽车强制减速，这些力主要有地面通过车轮对汽车的制动力和空气阻力。空气阻力较小，这里不考虑。因此，汽车制动时，使汽车减速行驶的力被认为只有地面作用于车轮的制动力，称为地面制动力。图6中是传统车辆结构地面制动力制动方法的动力传输路径。如《汽车的“躯干”底盘》化学工业出版社2013.7出版，第三章《汽车的制动系统》所述的传统制动系统(见说明书附图28)都是控制轮胎与路面接触面21之间的摩擦阻力(或车辆与空气之间的阻力)→使车辆制动，直至停车。 

传统车辆地面制动力制动时，随着摩擦力矩的增大，车轮由滚动到抱死拖滑，导致制动跑偏和制动侧滑。随后出现ABS防抱死系统，但由于车速和车体质量的加大，车辆惯性随之增大，只靠车轮与路面之间制动力或空气对车辆的阻力被动制动，很难使车辆在极短的距离内克服强大的车辆惯性力而减速，刹车，这是高速行驶车辆酿成交通事故的主要原因。 

现有汽车倒车是反向驱动，但是在停车后，车辆没有惯性时，再向后移动一段距离，是反向运行，而不是制动。 

公知的发动机制动是指抬起油门踏板，但不踩下离合器，利用发动机的压缩行程产生的压缩阻力，内摩擦力和排气阻力对驱动轮形成制动作用，由于车轮带动了传动系，怠速下的发动机对车辆产生反作用的阻力，使发动机的“拖 挡走”，是无反向牵引力状态下的被动阻力，其制动功率也是有限的。 

又如市场常见的电涡流缓速器是通过中间传动系统施加反向的制动力矩来达到减速制动的效果，但需另消耗电能，且受周围环境温度影响较大，成本高，只起缓速制动作用，不包括制动后自动停车装置。 

发明内容  本发明的目的是解决现有车辆通过极度的增大路面与轮胎或车辆与空气之间的摩擦阻力，这种被动制动方法已不能进一步缩短制动距离，且易跑偏、侧滑的缺点，以及电涡流缓速器需另加庞大、沉重的制动设备和大电流蓄电供电设备等带来的不便。为此，本发明提供一种能任意缩短制动距离，且不出现制动跑偏和侧滑现象的主动制动，快速减速、刹车的方法及其装置，直接利用发动机的动力源制动，而不另增加制动动力源设备，因而可降低成本。 

为达到上述目的，本发明实质是在人体能够适应的情况下，利用发动机动力反向制动，即利用车辆发动机运行的正向转矩，经反向后，克服车辆惯性而制动。主要由控制机构及其各种切换装置，反向装置及防主动制动时过倒车装置三部分任意组合而成。在车辆向前行驶踩下主动制动踏板时，切换装置添加在现有车辆传动系统的任一处，将来自发动机的正向转矩经切换装置切换到反向装置上，由反向装置反向后，再驱动之后的传动系统，利用此反向转矩克服车辆惯性的正向转矩，使车辆抵消或失去惯性，而制动、减速，直至防主动制动时过倒车装置动作，刹车的主动制动控制方法及其装置。 

所述切换装置及其控制技术方案之一：一种切换装置，其特征在于车辆传动系统中增加一个并联的，且互相闭锁的运行离合器和制动离合器，操纵其控制机构，将运行离合器的正向转矩切换到制动离合器上，为反向装置提供动力，再将反向后的转矩加到原传动系统中去，使之后的传动装置改变力的方向；控制制动离合器的接合程度的快慢，可控制反向力矩输出的大小，也就是控制车辆制动的(速度和强度)程度。 

所述切换装置及其控制技术方案之二：一种切换装置，其特征在于车辆传动系统中设有运行单向离合器与制动离合器并联，将运行单向离合器的正向转矩切换到制动离合器上，为反向装置提供动力，再将反向后的转矩加到原传动系统中去，因运行单向离合器只能正转，不能反转，所以反向后的转矩不能返回，而使之后的传动装置改变力的方向或大小。控制制动离合器的接合程度， 即控制车辆制动的程度。 

所述切换装置及其控制技术方案之三：一种切换装置，其特征在于：在车辆传动系统中设有运行离合器与制动单向离合器并联，将运行离合器的正向转矩切断后，正向转矩切换到制动单向离合器上，为反向装置提供动力，再将反向后的转矩加到原传动系统中去，因制动单向离合器只能单向离合，即只接通使传动装置切换处之后反向的力矩；当运行离合器接通后，制动单向离合器则断开；当运行离合器切断后，制动单向离合器自动接通，将运行离合器之后的传动装置切换为反向的转矩。控制运行离合器的“离”的程度，即控制车辆制动的程度。 

所述反向装置技术方案之一：一种反向装置，其特征在于：包括各种齿轮组结构的，由正向转矩输入该装置，经该装置反向后输出反向转矩。 

所述反向装置技术方案之二：一种反向装置，其特征在于：皮带传动反向结构，正向转矩输入，经“∞”字型皮带反向传动输出反向转矩。 

所述反向装置技术方案之三：一种反向装置，其特征在于：各种齿轮反向传动与皮带传动相配合的结构，正向转矩输入，经该结构反向后，输出反向转矩。 

所述反向装置技术方案之四：一种反向装置，其特征在于：调换电动机电源相线，使电动机反向，输出反向转矩。 

所述防主动制动时过倒车装置技术方案之一：一种防止主动制动时过分倒车的装置，其特征在于：不设总离合器(3)，由车辆速度传感器或其它能测得车辆是否停车或倒车的传感器，测得车速≤0时，传感器控制接点控制泄压电磁阀泄压(或增压)，使切换装置的制动状态失效，恢复原运行工作状态。 

所述防主动制动时过倒车装置技术方案之二：一种防止主动制动时过分倒车的装置，其特征在于：由单双向可控离合器组成。在主动制动状态下，为单向离合器，使车辆只能向前行驶，不能向后过倒车；在非主动制动状态下，为双向离合器，既能向前行驶，也能向后倒车。其控制由主动制动踏板同时控制主动制动切换及单双向可控离合器的切换。 

所述防主动制动时过倒车装置技术方案之三：一种防止主动制动时过分倒车的装置，其特征在于：由总离合器及各种能测量出车辆是否停车或倒车的传 感器，如车速传感器，对角车轮上的轮速传感器串联使用，卫星定位装置传感器组成的。当过倒车时，该传感器动作，控制总离合器，使总离合器切断动力源，而使之后的传动系统失去动力，而刹停车；当下次运行启动时，人工复位与车辆速度传感器控制接点相串联的复位按钮。 

所述防主动制动时过倒车装置技术方案之四：一种防止主动制动时过分倒车的装置，其特征在于：当车速传感器测得车速小于或等于零时，由电子控制器发出指令，由电磁阀执行，切断主动制动动力源，使当前挡位切换为空挡“N”挡。 

所述防主动制动时过倒车装置技术方案之五：一种防止主动制动时过分倒车的装置，其特征在于：当主动制动后的车速降到某一值时，可自动或手动启动传统地面摩擦力制动系统，可采用两种方法同时制动或改用传统制动方法继续制动，直至停车。 

可以做个简单的实验：将带有变速器和飞轮的玩具汽车在桌面上搓几下，使车轮转动，玩具汽车得到惯性，然后将它放在桌面上，则汽车在桌面上靠惯性行驶；当用手将变速器制停，使汽车失去惯性，再将玩具汽车放回桌面上，则汽车停在桌面上。这说明对汽车传动系统制动，可以使汽车抵消，失去惯性。 

或从另一个角度分析：在车辆以始速度V_制主动制动时，相当于车辆静止，而将路面以V_惯速度相反的方向向后抽出，当车辆以制动加速度a_制回追到与路面保持相对静止点时，车辆停车。 

本发明的车辆包括汽车、火车、摩托车、各种电动车、公路挂车或越野挂车以及降落时用机轮在跑道上滑行的飞机等路面行驶的带车轮的机动、电动特征的各种运载工具，其反向驱动制动控制方法及装置；另外以及利用发动机经反向后推动空气反冲力(反向)制动的方法及装置，如用该方法使飞机在空中的前后方向上停留，而达到垂直降落的目的，都在本发明的保护范围之内。 

与传统制动方法相比，传统制动都是车轮制动器，在不使车轮拖滑的前提下，最大限度地利用车轮与路面的摩擦阻力制动，如ABS防抱死系统，或车辆与空气的阻力制动，如伞式的阻力制动其阻力是有限的；而本发明利用发动机反向后的转矩主动制动，克服车辆惯性，使车辆惯性减速度直接减少，使惯性能量一部分消耗在车体内部，不让惯性能量只靠被动的地面摩擦阻力消耗在车 轮与地面之间，车轮与地面之间的摩擦力远小于原来运行时的摩擦力，因而不会出现拖滑现象，也就不会有制动侧滑和制动跑偏现象。同时，由于反向驱动制动，削减了车辆的惯性减速度，从而有效地缩短了制动时间及制动距离。另外，防主动制动时过倒车装置技术之二，采用单双向可控离合器，使车辆在制动时只能向前行驶，不能倒车。当反向制动时，反向转矩只能抵消、削弱惯性转矩，而对车辆的倒车不起作用，这样可避免制动带来的反向拖滑，而引起的跑偏、侧滑现象。 

以上分析可见，本发明为主动制动方法和装置，尤其适合高速运动的车辆的紧急制动，如与传统的地面摩擦力被动制动控制系统配合使用，制动效果更好。 

附图说明

图1是本发明在手动变速结构车辆中运用的动力传输路径框图。 

图2是本发明在自动变速结构车辆中运用的动力传输路径框图之一。 

图3是本发明在自动变速结构车辆中运用的动力传输路径框图之二。 

图4是本发明在自动变速结构车辆中运用的动力传输路径框图之三。 

图5是本发明在自动变速结构车辆中运用的动力传输路径框图之四。 

图6是传统结构车辆地面制动力制动方法的动力传输路径框图。 

图7是本发明切换反向装置100的齿轮组结构动力传递路线之一(1)图。 

图8是本发明切换反向装置100的齿轮组结构动力传递路线之一(2)图。 

图9是本发明切换反向装置100的齿轮组结构动力传递路线之一(3)图。 

图10是本发明切换反向装置100的齿轮组结构动力传递路线之一(4)图。 

图11是图7、图8、图9、图10中运行离合器12-C_运与制动离合器8-C_制相互闭锁机构25及其液压操纵机构工作状态图。 

图12是本发明切换反向装置100的齿轮组结构动力传递路线之二(1)图。 

图13是本发明切换反向装置100的齿轮组结构动力传递路线之二(2)图。 

图14是本发明切换反向装置100的齿轮组结构动力传递路线之二(3)图。 

图15是本发明切换反向装置100的齿轮组结构动力传递路线之二(4)图。 

图16是本发明切换反向装置100的齿轮组结构动力传递路线之三(1)图。 

图17是本发明切换反向装置100的齿轮组结构动力传递路线之三(2)图。 

图18是本发明切换反向装置100的齿轮组结构动力传递路线之三(3)图。 

图19是本发明切换反向装置100的齿轮组结构动力传递路线之三(4)图。 

图20是本发明皮带结构反向装置90图。 

图21是本发明切换反向装置100的齿轮与皮带混合结构91动力传递路线之一图。 

图22是本发明的电动机反向装置100-92图。 

图23是本发明防主动制动时过倒车装置99之一图。 

图24是本发明防主动制动时过倒车装置99之二图。 

图25是图24中A-A剖视图。 

图26是本发明防主动制动时过倒车装置99之三图。 

图27是本发明防主动制动时过倒车装置99之四图。 

图28是传统制动系统。 

图中： 

1-发动机                          2-发动机输出轴 

3-总离合器C_总                     4-切换点输入轴 

5-反向输入(齿)轮                  6-齿轮 

7-制动离合器输入轴                8-C_制-制动离合器 

8-F_制-制动单向离合器              9-制动离合器输出轴 

10-制动离合器输出轴上的齿轮       11-齿轮 

12-C_运-运行离合器                 12-F_制-运行单向离合器 

13-输出轴                         14-反向输出(齿)轮 

15-变速器                         16-驱动轴 

17-驱动轴与车桥的连接             18-车桥 

19-车桥与轮胎的连接               20-轮胎 

21-轮胎与路面之间的接触面         22-路面 

23-各种单向离合器 

99-24-防主动制动时过倒车装置99之三 

25-运行离合器与制动离合器之间的闭锁机构 

26-传统制动踏板                   27-液力变矩器 

28-正向齿轮11的固定轴             29～39-均为轴承 

40-液压软管                       41-运行离合器上的分泵 

42-离合器盖                       43-运行离合器上的分离叉 

44-总泵                           45-推杆 

46-主动制动踏板                   47-传统制动系统 

48-压盘                           49-飞轮 

50-摩擦片                         51-太阳轮 

52-行星轮                         53-齿圈 

54-同-同向主动轮                  54-异-异向主动轮 

55-同-同向从动轮                  55-异-异向从动轮 

56-同-同向传动轮皮带              56-反-反向传动皮带 

57-主动制动踏板微动开关           58-泄压电磁阀 

59-储液罐                         60-限位挡 

61-支转轴                         62-锁止卡分泵 

63-推杆                           64-弹簧 

65-轴向、径向位移轴承             66-滚珠 

67-锁止卡                         68-单向滚柱或楔块 

69-内座圈                         70-外座圈 

71-止卡槽                         72-单双向可控离合器输入轴 

73-单双向可控离合器输出轴         74-叠片弹簧 

75-液压三通                       76-电磁阀进液口 

77-电磁阀出液口                   78-复位弹簧 

79-球阀                           80-电磁阀线圈 

99-81-单双向可控离合器(防主动制动时过倒车装置99之二) 

82-轴承内圈                       83-轴承外圈 

84-保持架                         85-固定支架 

89-齿轮结构反向传动装置           90-皮带结构反向装置 

91-齿轮与皮带混合结构反向装置     100-92-电动反向装置 

93-三通                           94-制动离合器上的分泵 

95-制动离合器上的分离叉           96-推杆复位弹簧 

97-各种切换装置                   98-各种反向装置 

99-各种防主动制动时过倒车装置     100-切换反向装置 

101-车辆速度传感器                102-卫星定位传感器 

103-弹簧座                        104-离合器鼓 

105-活塞                          106-复位弹簧 

107-控制油道                      108-主动片 

109-卡环                          110-压盘 

111-从动片                        112-花键毂 

99-113-防主动制动时过倒车装置99之一 

99-114-防主动制动时过倒车装置99之四 

具体实施方式  本发明由控制机构及其各种切换装置97；各种反向装置98；以及各种防主动制动时过倒车装置99三个部分任意组合而成。 

在附图中所涉及的总离合器3，制动离合器8-C_制以及运行离合器12-C_运，可以分别为手动变速器中的由离合器片、压盘、飞轮等组成的离合器，或为自动变速器中的由一定压力的ATF控制的离合器，主要由离合器鼓、花键鼓、活塞、主动摩擦片、从动钢片、复位弹簧组成的离合器，也可为电磁(磁粉)离合器等各种离合器、各种单向离合器，如运行单向离合器12-F_运、制动单向离合器8-F_制以及单双向可控离合器99-81的单向离合器部分可分别为楔块式单向离合器，或滚柱式单向离合器，或其它形式的单向离合器。以上除单双向可控离合器99-81之外的各种离合器都是公知技术，其结构及工作原理这里不再赘述。 

下面结合附图进一步详细说明具体实施方式： 

图1中，切换反向装置100采用图7的切换反向装置的齿轮组结构之一(1)，添加在总离合器3与手动变速器15之间，防主动制动时过倒车装置99之三的99-24防止过分倒车。在车辆向前行驶需要主动制动时，踩下主动制动踏板46，由于制动离合器8-C_制与运行离合器12-C_运通过闭锁机构25闭锁，运行离合器12-C_运切换为“离”状态，制动离合器8-C_制即为“合”状态，来自发动机1的正向转矩经输出轴2→总离合器3→切换点输出轴4→反向输入齿轮5→经切换反向装置100切换并反向后→反向输出轴13反向旋转→再加入到手动变速器15，使其反转→驱动轴16反转→驱动轴与车桥的连接17反转→车桥18反转→ 车桥与轮胎的连接19→轮胎20反转克服因惯性而正转的力矩→当车辆静止时，防主动制动时过倒车装置99的99-24因车速小于或等于零而动作→总离合器3切换为“离”状态→整个反向制动系统和正向运行系统都失去动力源而停转。或当车速降到某数值时，再踩下传统制动踏板26，传统制动系统47处于制动状态，直至车辆停稳于路面22；松开主动制动踏板46，制动离合器8-C_制与运行离合器12-C_运之间的闭锁机构25动作→制动离合器8-C_制处于“离”状态，同时运行离合器12-C_运处于“合”状态→松开主动制动踏板46后，下次启动时，按下启动复位按钮，使接点m、n断开，电磁阀58失电关闭，总离合器3的控制油道107有压力而处于“合”状态，为车辆的运行做好启动准备。 

图2中，切换反向装置100采用图10中的切换反向装置齿轮组结构之一(4)，添加在液力变矩器27之后的总离合器3与自动变速器15之间，采用防主动制动时过倒车装置99之三99-24防止过倒车。在车辆向前行驶需主动制动时，踩下主动制动踏板46，由于制动离合器8-C_制与运行离合器12-C_运通过闭锁机构25闭锁，运行离合器12-C_运切换为“离”状态，制动离合器8-C_制切换为“合”状态，来自发动机1的正向转矩→液力变矩器27“软连接”→总离合器3→切换点输入轴4→经切换反向装置100的齿轮组结构之一(4)切换并反向后→反向输出轴13反向旋转→再加入到自动变速器15，使其反转→驱动轴16反转→车桥18反转→轮胎20反向转矩克服因惯性而正转的正向转矩→直到车辆停车→其后动作如图1所述。 

图3中，当踩下主动制动踏板46后，切换反向装置100添加在自动变速器15与驱动轴16之间，来自发动机1的正向转矩经液力变矩器27后→自动变速器15→由切换装置97和反向装置98组成的切换反向装置100如图7、图8、图9、图10，切换并反向后→反向输出轴13输出反向转矩→再加入驱动轴16反转→使之后直至轮胎20的传动系统产生反向转矩，克服惯性的正向转矩。当车辆停止时，采用防主动制动时过倒车装置99之一的99-113中的卫星传感器102，如汽车跟踪器，通过跟踪器主机接收太空的GPS信号计算出自己的大地坐标，如果测得车辆速度小于或等于零时，其控制接点i、s接通，电磁阀58动作，液压软管40失压，切换装置97的主动制动状态失效，而恢复主动制动前的运行工作状态。 

图4中，由制动离合器8-C_制与运行单向离合器12-F_运组成的切换装置97及反向装置98组成的切换反向装置100如图12、图13、图14或图15，添加在液力变矩器27与自动变速器15之间，来自发动机1的正向转矩经液力变矩器27后→切换点输入轴4→当踩下主动制动踏板46，防主动制动时过倒车装置99之二单双向可控离合器99-81自动切换为单向离合器状态→由切换装置97及反向装置98组成的切换反向装置100切换并反向后→由反向输出轴13输出→加入自动变速器15→驱动轴16反转→使之后直至轮胎的传动系统产生反向转矩，克服惯性的正向转矩→当主动制动后，车辆静止即将倒车时，防主动制动时过倒车装置99之二的单双向可控离合器99-81为单向离合状态，开始打滑→确保制动时车辆不会向后过倒车，而使车辆停车→松开主动制动踏板46，则使单双向可控离合器99-81同时恢复为双向离合状态，可使车辆需要正常倒车或运行时能实行车辆非主动制动时的功能。 

图5中，由制动单向离合器8-F_制与运行离合器12-C_运组成的切换装置97及反向装置98组成的切换反向装置100如图16、图17、图18、图19或图21添加在驱动轴16与车桥18之间，来自发动机1正向转矩经液力变矩器27后→自动变速器15→驱动轴16→切换点输入轴4→当踩下主动制动踏板46，防主动制动时过倒车装置99之二单双向可控离合器99-81切换为单向离合状态，同时切换装置97及反向装置98组成的切换反向装置100切换并反向后→加入车桥18反转→使之后至轮胎20的传动系统产生反向转矩，克服惯性的正向转矩→其后的动作同图4所述一样，这里不再复述。 

这里所述的由切换装置97和反向装置98所组成的各种切换反向装置100可添加在从发动机1至轮胎20之前的传动系统的任何一处，包括变速器中；另外，由控制机构及其各种切换装置97和各种反向装置98，以及各种防主动制动时过倒车装置99的不同组合主动制动时控制方法及其装置，就不一一列举。 

图7中，相互闭锁的制动离合器8-C_制与运行离合器12-C_运通过制动踏板46来控制闭锁机构25实行一个“离”，另一个就“合”状态的闭锁，组成的切换装置97和齿轮反向装置98的组合切换反向装置100之一(1)图，切换点输入轴4上固定反向输入齿轮5，反向输入齿轮5与齿轮6反向啮合，齿轮6的轮毂由输入轴7的一端穿过并固定，输入轴7的另一端连接制动离合器8-C_制的输入 端，制动离合器8-C_制的输出轴径向固定输出轴9的一端，并穿过齿轮10的轮毂固定，齿轮10与齿轮11反向啮合，齿轮11的轮毂固定在固定轴28中间，齿轮11与反向输出齿轮14反向外啮合，反向输出齿轮14的轮毂由运行离合器12-G_运输出轴13的一端穿过并固定。输入轴7用轴承29、30轴向固定，输出轴9和固定轴28分别用轴承31、32、33、34轴向固定于车体。其工作原理是：正向转矩从切换点输入轴4输入，反向输入齿轮5正转→齿轮6正转→制动离合器输入轴7反转→由于踩下主动制动踏板46，通过闭锁机构25的作用，见图11实施方式所述：制动离合器8-C_制逐渐接合反转，同时运行离合器12-C_运逐渐断开→制动离合器输出轴9反转→齿轮10反转→齿轮11正转→反向输出齿轮14反转→输出轴13反转，此时为制动状态。当松开主动制动踏板46时，制动离合器8-C_制断开，运行离合器12-C_运接通，为运行状态，其原理与制动状态相反，这里不再叙述。 

图8中，相互闭锁的制动离合器8-C_制与运行离合器12-C_运通过主动制动踏板46，控制闭锁机构25实行一个“离”，另一个就处于“合”状态的闭锁，组成的切换装置97和齿轮反向装置98的组合之一(2)图，切换点输入轴4上固定反向输入齿轮5，反向输入齿轮5齿圈的内齿与齿轮6同向内啮合，齿轮6的轮毂固定在制动离合器输入轴7的一端，另一端固定在制动离合器8-C_制的输入端，制动离合器8-C_制的输出端径向固定在输出轴9的一端，另一端穿过齿轮10的轮毂并轴向固定，齿轮10与反向输出齿轮14反向外啮合，反向输出齿轮14的轮毂由运行离合器12-C_运的输出轴13的一端穿过并固定。输入轴7、输出轴9分别用轴承30、31、32、33轴向固定于车体上。 

其工作原理是：正向转矩从切换点输入轴4输入，反向输入齿轮5正转→齿轮6正转→制动离合器输入轴7正转→由于踩下主动制动踏板46，通过闭锁机构25的作用，制动离合器8-C_制逐渐接合正转，同时运行离合器12-C_运逐渐断开→制动离合器输出轴9正转→齿轮10正转→反向输出齿轮14反转→输出轴13反转。 

图9中，相互闭锁的制动离合器8-C_制与运行离合器12-C_运通过主动制动踏板46控制闭锁机构25实行一个“离”，另一个就“合”状态的闭锁，组成的切换装置97和齿轮反向装置98的组合之一(3)图，切换点输入轴4上固定反向 输入齿轮5，反向输入齿轮5与齿轮6反向外啮合，齿轮6的轮毂由输入轴7的一端穿过并固定，输入轴7的另一端连接制动离合器8-C_制的输入端，制动离合器8-C_制的输出端径向固定输出轴9的一端，并穿过齿轮10的轮毂固定，齿轮10与反向齿轮14齿圈的内齿同向内啮合，反向输出齿轮14的轮毂由运行离合器12-G_运输出轴13的一端穿过并固定。输入轴7，输出轴9分别用轴承29、30、31、32轴向固定于车体上。 

其工作原理是：正向转矩从切换点输入轴4输入，反向输入齿轮5正转→齿轮6反转→制动离合器输入轴7反转→由于踏下主动制动踏板46，通过闭锁机构25的作用，制动离合器8-C_制逐渐接合反转，同时运行离合器12-C_运逐渐断开→制动离合器输出轴9反转→齿轮10反转→反向输出齿轮14反转→输出轴13反转。 

图10中，相互闭锁的制动离合器8-C_制与运行离合器12-C_运通过主动制动踏板46控制闭锁机构25实行闭锁，组成的切换装置97和齿轮反向装置98的组合之一(4)图。输入轴4通过制动离合器8-C_制与太阳轮51连接，太阳轮51与行星轮52外啮合，由行星轮52组成的行星架固定在车体上，行星轮52与齿圈53内啮合，齿圈53与输出轴13同轴相连，运行离合器12-C_运的两端分别连接切换点输入轴4与输出轴13。 

其工作原理是： 

I、当踩下主动制动踏板46时，制动离合器8-C_制接通，同时运行离合器12-C_运断开→正向转矩从切换点输入轴4输入→太阳轮51正转→行星轮52反转→齿圈53反转→输出轴13反转→此后的传动系统反向制动。 

II、当松开主动制动踏板46时，制动离合器8-C_制断开，同时运行离合器12-C_运接通，正向转矩从切换点输入轴4输入→直接通过运行离合器12-C_运接通到输出轴13上正转输出→此后的传动系统正常运行。 

图11中，(a)运行状态：当松开主动制动踏板46时，由于推杆复位弹簧96的作用，推杆45伸出，使总泵44中的液体失去压力，通过液压软管40及三通93的连接，控制运行离合器12-C_运的分泵41，使其失去压力，而在分泵41弹簧的拉力下使运行离合器12-C_运上的分离叉43复位，运行离合器12-C_运的压盘12-48逐渐挤靠在飞轮12-49的摩擦片12-50上，此时压盘12-48与摩擦片12-50 之间的摩擦力逐渐增加，运行离合器12-C_运的输入轴51与输出轴52之间的转速逐渐一致，为之后的正常运行提供动力源。 

同时，制动离合器8-C_制的分泵94也失去压力，而在分泵94弹簧拉力下使制动离合器8-C_制上的分离叉95逐渐拉开，制动离合器8-C_制的压盘8-48逐渐与飞轮8-49的摩擦片8-50分离，制动离合器8-C_制的输入轴7与输出轴9断开，输出轴9不转，主动制动失去动力源。 

(b)主动制动状态：当踩下主动制动踏板46时，由于推杆复位弹簧96被压缩，推杆45收缩，使总泵44中的液体压力升高，通过液压软管40及三通93的连接，控制运行离合器12-C_运的分泵41得到压力，使分泵41的推杆克服弹簧的弹力而伸长，运行离合器12-C_运的压盘12-48逐渐与飞轮12-49的摩擦片12-50分离，最后使得输入轴51正转，而输出轴52不转，从而切断正常运行的动力源。 

同时，制动离合器8-C_制的分泵94也得到压力，分泵94的推杆克服弹簧的拉力而伸长，使分离叉95逐渐复位，制动离合器8-C_制的压盘8-48逐渐与飞轮8-49的摩擦片8-50接合，制动离合器的输入轴7与输出轴9同向逐渐接通旋转，为主动制动提供动力源。 

关于单独由操纵制动离合器8-C_制控制的如图12、13、14、15；或单独由操纵运行离合器12-C_运的图16、17、18、19中的液压操纵控制工作状态图，与以上所述类似，这里就不再列举说明。 

图12中，有制动离合器8-C_制与运行单向离合器12-F_运组成的切换装置和各种反向装置的配合之二(1)图。其反向装置结构前有所述，这里不重复。下面是其工作原理： 

(I)当踩下主动制动踏板46时，制动离合器8-C_制接通，切换点输入轴4正转，齿轮5正转→齿轮6反转→制动离合器8-C_制反转→齿轮10反转→齿轮11正转→齿轮14反转→输出轴13反转→运行单向离合器12-F_运(输入轴4正转，输出轴13反转)而断开→输出轴13之后的传动系统反向制动。 

(II)当松开主动制动踏板46时，制动离合器8-C_制断开→同时反向装置不通→切换点输入轴4正转→运行单向离合器12-F_运正转接通→输出轴13正转→整个传动系统正常运行。 

图13中，由制动离合器8-C_制与运行单向离合器12-F_运组成的切换装置97和各种反向装置98的配合之二(2)图。 

(I)当踩下主动制动踏板46时，制动离合器8-C_制接通后，切换点输入轴4正转→齿轮5正转→齿轮6正转→输入轴7正转→制动离合器8-C_制正转→输出轴9正转→齿轮10正转→齿轮14反转→输出轴13反转→运行单向离合器12-F_运(输入轴4正转，输出轴13反转)而断开→此后的传动系统反向制动。 

(II)当松开主动制动踏板46时，制动离合器8-C_制断开后，反向装置不通，切换点输入轴4正转→运行单向离合器12-F_运正转接通→输出轴13正转→整个传动系统正常运行。 

图14中，由制动离合器8-C_制与运行单向离合器12-F_运组成的切换装置97和各种反向装置98的配合之二(3)图，其工作原理如下： 

(I)当踩下主动制动踏板46后，制动离合器8-C_制接通后→切换点输入轴4正转→齿轮5正转→齿轮6反转→输入轴7反转→制动离合器8-C_制反转→输出轴9反转→齿轮10反转→齿轮14反转→输出轴13反转→此时运行单向离合器12-F_运(输入轴4正转，输出轴13反转)而断开→此后的传动系统反向制动。 

(II)当松开主动制动踏板46后，制动离合器8-C_制断开后，反向装置98不通→切换点输入轴4正转→运行单向离合器12-F_运正转接通→输出轴13正转→整个传动系统正常运行。 

图15中，由制动离合器8-C_制与运行单向离合器12-F_运组成的切换装置97和各种反向装置98的配合之二(4)图，其工作原理如下： 

(I)当踩下主动制动踏板46后，制动离合器8-C_制接通后→输入轴4正转→太阳轮51正转→因行星架固定→行星轮52反转→齿圈53反转→输出轴13反转→因单向运行离合器12-F_运(输入轴4正转，输出轴13反转)所以断开→此时的反向切换反向装置100为输出轴13的反向输出，为制动状态。 

(II)当松开主动制动踏板46后，制动离合器8-C_制断开→所以之后的反向装置无反向动力→同时输入轴4的正向力矩，经单向运行离合器12-F_运正转→输出轴13正向输出，为正常运行状态。 

图16中，由制动单向离合器8-F_制与运行离合器12-C_运组成的切换装置97 与各种反向装置98的配合之三(1)图，其工作原理如下： 

(I)当踩下主动制动踏板46后，运行离合器12-C_运断开→切换点输入轴4正转→齿轮5正转→齿轮6反转→输入轴7反转→制动离合器8-F_制接通反转→输出轴9反转→齿轮10反转→齿轮11正转→齿轮14反转→输出轴13反转→此后的传动系统为反向制动状态。 

(II)当松开主动制动踏板46后，运行离合器12-C_运接合→切换点输入轴4正转→运行离合器12-C_运正转→输出轴13正转→同时齿轮5正转→齿轮6反转→输入轴7反转→又因齿轮14正转→齿轮11反转→齿轮10正转→输出轴9正转→所以制动单向离合器8-F_制(输入轴7反转，输出轴9正转)而断开→所以此时该切换反向装置100以输出轴13正转输出，而正常运行。 

图17中，由制动单向离合器8-F_制与运行离合器12-C_运组成的切换装置97与各种反向装置98的配合之三(2)图，其工作原理如下： 

(I)当踩下主动制动踏板46后，运行离合器12-C_运断开→切换点输入轴4正转→齿轮5正转→齿轮6正转→输入轴7正转→制动单向离合器8-F_制接通正转→输出轴9正转→齿轮10正转→齿轮14反转→输出轴13反转→此时该切换反向装置100为反向转矩输出，为反向制动状态。 

(II)当松开主动制动踏板46后，运行离合器12-C_运接合正转→切换点输入轴4正转→齿轮5正转→齿轮6正转→输入轴7正转→制动单向离合器8-F_制的输入轴正转→又因输出轴13正转→齿轮14正转→齿轮10反转→输出轴9反转→所以制动单向离合器8-F_制(输入轴7正转，输出轴9反转)并断开→所以此时该切换反向装置100为输出轴13正转输出，此时为正常运行状态。 

图18中，由制动单向离合器8-F_制与运行离合器12-C_运组成的切换装置97与各种反向装置98的配合之三(3)图，其工作原理如下： 

(I)当踩下主动制动踏板46后，运行离合器12-C_运断开→切换点输入轴4正转→齿轮5正转→齿轮6反转→输入轴7反转→制动单向离合器8-F_制接通反转→输出轴9反转→齿轮10反转→齿轮14反转→输出轴13反转→此时该切换反向装置100为反向转矩输出，为反向制动状态。 

(1I)当松开主动制动踏板46后，运行离合器12-C_运接合→切换点输入轴4正转→齿轮5正转→齿轮6反转→输入轴7反转→制动单向离合器8-F_制的输 入轴7反转→又因输出轴13正转→齿轮14正转→齿轮10正转→输出轴正转→所以制动单向离合器8-F_制(输入轴7反转，输出轴9正转)并断开→所以输出轴13正转→此时该切换反向装置100为输出轴13的正向转矩输出，为正常运行状态。 

图19中，由制动单向离合器8-F_制与运行离合器12-G_运组成的切换装置97与各种反向装置98的配合之三(4)图，其工作原理如下： 

(I)当踩下主动制动踏板46后，运行离合器12-C_运断开→输入轴4正转→太阳能5正转→行星轮52反转→因行星轮架固定于车体→齿圈53反转→由于齿圈53与输出轴13同轴连接→所以输出轴13反转→此时该切换反向装置100为反向转矩输出，为反向制动状态。 

(II)当松开主动制动踏板46后，运行离合器12-C_运接通→输入轴4正转→运行离合器12-G_运正转→输出轴13正转→同时因输入轴4正转→制动单向离合器8-F_制的输入端正转→而输出轴13正转→齿圈53正转→行星轮52正转→因行星架固定，所以太阳轮51反转→所以制动单向离合器8-F_制的输出端反转→制动单向离合器8-F_制的输入端正转，而输出端反转，所以制动单向离合器8-F_制此时断开，此时该切换反向装置100为输出轴13的正向转矩输出，为正常运行状态。 

图20中，异向主动轮54-异与异向从动轮55-异由“∞”字形反向传动皮带56-反连接起来，输入转矩从异向主动轮54-异输入，经反向传动皮带56-反反向后，再由反向从动轮55-异输出。 

图21中，由制动单向离合器8-F_制与运行离合器12-C_运组成的切换装置97与齿轮和皮带混合结构反向装置98的配合之一图，其工作原理如下； 

(I)当踩下主动制动踏板46后，运行离合器12-C_运断开→切换点轮入轴4正转→齿轮5正转→齿轮6反转→输入轴7反转→制动单向离合器8-F_制接通反转→输出轴9反转→同向主动轮54-同反转→同向传动皮带56-同反转→同向从动轮55-同反转→输出轴13反转→此后的传动系统为反向制动状态。 

(II)当松开主动制动踏板46后，运行离合器12-C_运接合→切换点输入轴4正转→运行离合器12-C_运正转→输出轴13正转→同时齿轮5正转→齿轮6反转→输入轴7反转→又因同向从动轮55-同正转→同向传动皮带56-同正转→同向 主动轮54-同正转→输出轴9正转→所以制动单向离合器8-F_制(输入轴7反转，输出轴9正转)而断开→所以此时该切换反向装置100以输出轴13正转输出，而正常运行。 

关于各种切换装置97与各种机械反向装置98的配合还有若干例，这里就不一一列举。下面举例说明以下电动反向装置92。 

图22中，(a)图为Ac220V单相电机正反转切换图，L为火线，N为零线，FU为保险管，K_顺为顺转开关，K_逆为逆转开关，C为电容，M为电机，当合上K_顺时，电机M正转，合上K_逆时电机反转。 

(b)图为直流电机正反转切换图，“十”为正极，“一”为负极，FU为保险管，K_顺为顺转开关，K_逆为逆转开关，M为直流电机。当合上K_顺时，电机正转，合上K_逆时电机反转。 

另外，三相电机正反转切换图，都是已有技术，这里不再叙述。 

图23中不设总离合器，U、V分别为电源+、一极，由踏板复位微动开关57的两个接点p、q与车速传感器的控制接点i、s相并联，并与泄压电磁阀58的电磁线圈相串联，微动开关57的接点p、q由主动制动踏板46的杠杆以支转轴61为中心旋转顶压开闭，在无脚踏力时复位顶压接通，限位挡60用以限制主动制动踏板46杠杆的复位位置。储液罐59用以储存或补充液压软管40内的经泄压电磁阀58流出或流入的液体。 

其工作原理是： 

1、当主动制动踏板46松开时，踏板复位微动开关57的接点p、q点接通，泄压电磁阀58这里选用二位二通常闭电磁阀，此时电磁线圈有电，处于接通状态，液压软管40中的液体经电磁阀进液口76至球阀79的出液口77流入储液罐59而泄压，使得液压三通75的分支液压软管40失压，切换装置97的主动制动状态失效，而处于原运行状态。此时，当车辆运行时，车速传感器101的i、s控制点不管是运行状态车速＞0，即向前行驶，还是车速≤0，即停车、倒车状态，车辆切换装置97都处于正常运行状态。 

2、当主动制动踏板46踩下时，踏板复位微动开关57的接点p、q点断开，再看车速传感器101控制接点i、s。 

a、当车速＞0时，i、s控制点断开不通，所以泄压电磁阀58无电，而保持 常闭状态，使得液压软管40保持封闭的压力，切换装置97处于可制动状态。 

b、当车速≤0时，i、s控制点接通，不管主动制动踏板46处于何种状态，泄压电磁阀58的线圈80有电，泄压电磁阀58处于接通状态而泄压，使得液压软管40失压，切换装置97的主动制动状态失效，而为主动制动前的原运行状态。 

以上所述车速传感器101可为车速传感器安装在变速器输出轴上，也可为两个以上对角轮速传感器的控制接点串联起来，能测得车辆是否停止的轮速传感器组，一般齿圈安装在随车轮或传动轴一起转动的部件上，轮速传感器本体安装在车轮附近不随车轮转动的部件上。 

车速传感器、轮速传感器、卫星定位传感器或其它能测得车辆静止的与运动的各种传感器都可以控制i、s接点的通断，这都是已有技术，不再复述。 

图24中，由内座圈69，外座圈70以及单向滚柱或禊块68组成单双向可控离合器99-81的单向离合器部分。由主动制动踏板46控制液压软管40的压力，液压软管40内的压力液体与锁止卡分泵62相连。当踩下主动制动踏板46时，液压软管40内液体有压力，推杆63克服锁止卡分泵复位弹簧64的弹力而伸出，推动轴承外圈83径向旋转的，带动滚柱66及内圈82沿轴向向左移动，锁止卡分泵62的另一端固定在车体上，因锁止卡67与径向旋转轴承内圈82相连并固定，所以锁止卡67也同时沿轴向向左移动，并与内座圈69及外座圈70的止卡槽71分离，因内座圈69与输入轴72固定，外座圈70与输出轴73固定，此时该单双可控离合器99-81为单向离合器状态，所以输入轴72与输出轴73为单向离合器状态，反之，当松开主动制动踏板46后，液压软管40失压，推杆63在复位弹簧64的弹力作用下收缩，推动径向旋转轴承外圈83，滚珠66及内圈82，因轴向径向轴承外圈套在输入轴72上，可以在输入轴72上轴向移动或输入轴72为轴旋转，又因输入轴72与内座圈69固定连接一体，所以轴向，径向位移轴承外套65向右移动，锁止卡67向单双向可控离合器99-81的止卡槽71移动，使锁止卡67与止卡槽71相吻合，从而使内座圈69与外座圈70成为一体旋转，因内座圈69与输入轴72固定，外座圈70与输出轴73固定连接，此时单双向可控离合器99-81为双向离合状态，所以此时输入轴72与输出轴73一体旋转。 

这里再结合液压三通75的分支(I)去如图7、图8、图9、图10所述的 运行离合器12-C_运及制动离合器8-C_制的闭锁机构25中的液压软管40；(II)或只去制动离合器8-C_制的分泵94方向，如图12，图13，图14，图15等；(III)或液压三通75的分支只去运行离合器12-C_运的分泵41方向，图16，图17，图18，图19，图21等，进一步说明：通过以上分析，踩下主动制动踏板46时，单双向可控离合器99-81为单向离合器状态，当主动制动后车辆逐渐减速，直至停车时，单双向可控离合器99-81为单向状态，即单双向离合器输入轴72为反转时，单双向离合器输出轴73也为反向旋转；车辆因反向转矩克服惯性的正向转矩停车后，如果主动制动力矩继续反转，此时因单向状态的单双向可离合器99-81的作用，只能向前行驶，而不能向后倒车，而使车辆最终停止。 

当松开主动制动踏板46时，单双向可控离合器99-81为双向离合状态，即正、反转时单双向离合器输入轴72和输出轴73都处于一起同向旋转状态，这样在不需主动制动时，车辆可以正常运行，也可以向后倒车操作。 

这里所述单双向可控离合器99-81可以设在切换反向装置100之后的，到车轮之间的任一传动系统处；单双向可控离合器外座圈70也可为车毂或车辋，内座圈69为轮轴。其作用在于防止主动反向制动时，停车后，继续因为主动反向制动接着下去的过倒车现象的发生。 

图25是图24中A-A的剖视图，图中：由内座圈69，外座圈70，滚柱68，叠片弹簧74等组成滚柱式单向离合器，当外座圈70顺时针转动时，滚柱进入楔形槽的宽处，内外座圈不能被滚柱68楔紧，外座圈70可以顺时针自由转动，此时，如果外座圈70不转，内座圈69可以自由地顺时针转动；当外座圈70逆时针转动时，滚柱进入楔形槽的窄处，内座圈69与外座圈70被滚柱68楔紧，外座圈70固定不动，此时内、外座圈同时逆时针旋转。 

图26中，由车速传感器控制接点i、s和车辆启动复位按钮接点m、n串联起来控制泄压电磁阀58，当车速≤0时，i、s接点接通，泄压电磁阀58接通泄压，总离合器3的控制油道失压，离合器活塞105在复位弹簧106的作用下回复原位，并将缸内变速器油从油孔排出，使离合器分离，主动片108旋转，从动片111不转，从而切断总离合器3之后的动力源而停车。反之，当m、n或i、s接点断开时，总离合器3接通。 

图27图，当踏下主动制动踏板46后，电子控制系统的车速传感器Vss测 得车速≤0时，由电子控制器发出切断反向主动制动指令，档位转为空档“N”档，由电磁阀1、2组成的执行机构，切断反向制动动力源，使选择操纵手柄拨到“N”位置，自动变速器处于空档状态，发动机的动力虽然能够经过输入轴输入变速器，但是各齿轮只是空转，变速器输出轴不能输出动力，从而防止主动制动时过倒车现象的发生。下次启动时，由空档启动开关控制。 

Claims (14)

1.一种车辆制动控制方法，利用车辆行驶方向相反的力使车辆强制减速，直至停车，其特征在于：在车辆传动系统中的任一处，利用发动机的正向转矩，由切换装置(97)切换到反向装置(98)上反向，再将此反向转矩添加到原传动系统中，克服车辆惯性的正向转矩，当制动后的车速降到某一值或小于等于零时，采用防主动制时过倒车装置(99)防止过倒车现象的发生。

2.一种实施权利要求1所述的车辆制动控制方法的装置。

3.根据权利要求2所述的装置的切换装置(97)，其特征在于：包含由制动离合器(8-C_制)，运行离合器(12-C_运)页及其闭锁机构(25)所组成的。

4.根据权利要求2所述的装置的切换装置(97)，其特征在于：包含由制动离合器(8-C_制)，运行单向器离器(12-F_运)所组成的。

5.根据权利要求2所述的装置的切换装置(97)，其特征在于：包含由运行离合器(12-C_运)，制动单向离合器(8-F_制)所组成的。

6.根据权利要求2所述的装置的反向装置(98)，其特征在于：为齿轮组结构的(89)。

7.根据权利要求2所述的装置的反向装置(98)，其特征在于：为皮带结构的(90)。

8.根据权利要求2所述的装置的反向装置(98)，其特征在于：为齿轮与皮带混合结构的(91)。

9.根据权利要求2所述的装置的反向装置(98)，其特征在于：为电动反向装置(92)。

10.根据权利要求2所述的装置的防主动制动时过倒车装置(99)，其特征在于：包括由车辆速度传感器(101)测得车速小于或等于零时，电磁阀(58)动作，使切换装置(97)的主动制动失效，恢复为原运行工作状态的装置(99-113)。

11.根据权利要求2所述的装置的防主动制动时过倒车装置(99)，其特征在于：由单双向可控离合器(99-81)组成的，可在主动制动状态下，控制车辆只能向前行驶，不能向后过倒车。

12.根据权利要求2所述的装置的防主动制动时过倒车装置(99)，其特征在于：由总离合器(3)，泄压阀(58)，车速传感器控制接点i、s及车辆启动复按钮接点m、n所组成的，当车速小于或等于零时，该装置(99-24)动作，使总离合器(3)为“离”状态，切断之后的动力源而停车。

13.根据权利要求2所述的装置的防主动制动时过倒车装置(99)，其特征在于：包括当车速传感器(101)测得小于或等于零时，由电子控制器发出指令，使当前挡切换为空档“N”挡的装置(99-114)。

14.根据权利要求2所述的装置的防主动制动时过倒车装置(99)，其特征在于：当主动制动后，车速降到某个值时，可与传统的制动系统，配合使用，直至停车的装置。