CN104290728A - 一种双脚踏板刹车驾驶系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供的双脚踏板刹车驾驶系统，彻底杜绝了因误踩调速器(油门)所造成的交通事故，可以为电动汽车和各种机动车辆驾驶提供双重刹车安全保护。此外还通过对转向侧车轮自动刹车的方法减少车辆的转弯半径，防止车辆发生侧翻事故。

Description

一种双脚踏板刹车驾驶系统

技术领域

本发明涉及一种双脚踏板刹车驾驶系统，适合在电动汽车和各种机动车辆上使用。

背景技术

现有汽车驾驶系统仍然沿用传统汽车的单脚踏板刹车系统，其特征是用左脚踩刹车踏板，用右脚踩离合器或调速器(油门)踏板。单脚踏板刹车系统最主要的缺点是容易发生错将调速器(油门)踏板当刹车踩的误操作，由此引发的交通事故不计其数。如果电动汽车继续沿用单脚踏板刹车驾驶系统，那么上述悲剧则将会继续延续下去。

发明内容

为了解决传统汽车单脚刹车驾驶系统的缺陷，本发明提供了一种双脚踏板刹车驾驶系统。该系统由自锁式调速方向盘、右脚减速制动踏板开关、右脚刹车动力执行装置、转向制动控制器四部分组成。其特点是：

(1)在保持车辆原有方向盘功能不变的前提下，增加一套自锁式调速装置，构成自锁式调速方向盘。

(2)在保持车辆原有左脚踏板刹车功能不变的前提下，增加一套右脚刹车装置，构成双脚踏板刹车驾驶系统。

(3)在不改变现有汽车左脚刹车动力执行机构的前提下，增加了与现有汽车左脚刹车动力执行机构并联的右脚刹车动力执行机构，为车辆提供双重刹车安全保护。

(4)右脚刹车动力执行机构的第一个作用是当接收到右脚踏板刹车输出的刹车电讯号时对车辆进行刹车制动。第二个作用是当接收到转向制动控制器输出的转向电讯号时对车辆转向侧车轮进行减速制动。

(5)右脚减速制动踏板开关由减速开关和刹车开关两部分组成。当右脚踩下踏板时，减速开关输出电讯号对由自锁式调速方向盘输出的电讯号进行衰减实现车辆减速。一旦将右脚踏板踩到底时，限位开关启动右脚刹车动力执行机构进行刹车。其特点是无论驾驶员如何误操作，无论是双手误操作、双脚误操作、还是手脚同时发生误操作，结果都只能是导致车辆减速或者刹车停止，从而杜绝了因误操作发生交通事故的可能性。

(6)转向制动控制器安装在汽车方向盘转轴上，当汽车直行时转向制动控制器不输出电讯号。当车辆转弯时随着方向盘转动角度的增加，带动转向制动控制器转向侧输出的减速制动电讯号随之增强，使得右脚刹车动力执行机构对转向侧车轮实行减速制动，另一侧的车轮则不受影响，反之亦然。由于差速器一侧车轮被制动，导致差速器另一侧车轮加速转动，从而达到减少转弯半径，防止车辆侧翻的目的。

自锁式调速方向盘  本发明提供了一种具备调节速度功能的调速方向盘。通过自动锁定装置，使得方向盘在转向时仍然可以维持车辆行驶速度不变。

自锁式调速方向盘由固定在方向盘上的固定套、手柄套、齿形环、滚珠弹簧紧定螺钉、磁钢、霍尔元件构成调速手柄及其自动锁定装置。

霍尔元件安装在固定套凹槽中，磁钢安装在手柄套内部凹槽中。

齿形环安装在固定套上，滚珠弹簧紧定螺钉穿过手柄套螺孔压在齿形环上，滚珠弹簧紧定螺钉顶端的滚珠卡在齿形环凹槽中将手柄套锁定在固定套上，使得由磁钢和霍尔元件产生的电讯号保持不变。

拧动手柄套上的滚珠弹簧紧定螺钉可以调整锁定压力，还可以根据需要在手柄套上增加滚珠弹簧紧定螺钉数量以便达到预期的锁定效果。

方向盘上的调速手柄及其自动锁定装置除了用以构成调速方向盘外，还可以单独构成调速开关和调速手柄使用。

右脚减速制动踏板开关   在不改变现有车辆左脚刹车装置和功能的前提下，本发明提供了一种由减速开关和刹车开关组合而成的右脚减速制动踏板开关，其特点是右脚踩下脚踏板时开启减速开关，右脚把脚踏板踩到底时开启刹车开关。

减速开关由支架、活动套、脚踏板、套管、复位弹簧、霍尔元件、磁钢、固定套、支撑螺栓构成。霍尔元件安装在固定套凹槽中，磁钢安装在活动套内部凹槽中，脚踏板固定在活动套上，固定套置于活动套内，支撑螺栓穿过套管及固定套将减速开关固定在支架上。踩下脚踏板时活动套内部凹槽中磁钢与固定套凹槽中霍尔元件相对运动产生并输出电讯号。

当右脚踩下脚踏开关时，减速开关开始工作并输出电讯号对由自锁式调速方向盘所发出的电讯号进行随机衰减，从而实现车辆随机减速。

当右脚将脚踏开关踩到底时刹车开关开始工作，刹车开关由带有常开常闭触点的限位开关构成，限位开关通过螺栓固定在支架上，其作用是在切断车辆驱动马达电源的同时开启刹车马达或电磁铁电源对车辆实行刹车制动。

转向制动控制器   转向制动控制器由外套圈、内套圈、两个磁钢、两个霍尔元件、螺钉、支架构成。两个磁钢对称安装在外套圈内凹槽中，两个霍尔元件对称安装在内套圈凹槽中，外套圈用螺钉固定在方向盘传动轴上，内套圈用支架固定在车厢上。车辆转向时方向盘带动外套圈凹槽中的磁钢转动，使得内套圈凹槽中的霍尔元件输出电讯号。

车辆直行方向盘偏转角度很小时则不输出电讯号。随着方向盘转动角度的增加，对应的转向侧磁钢使霍尔元件输出转向侧电讯号，随着转向侧输出的电讯号增强，使得位于差速器转向一侧的车轮减速制动，位于差速器另一侧的车轮则加速转动，从而达到减少转弯半径防止车辆侧翻的目的。

右脚刹车动力执行机构   每套右脚刹车动力执行机构由刹车钢丝、刹车钢丝转盘、刹车控制器(含功率放大)、带动刹车钢丝转盘的马达或电磁铁、刹车钢丝复位弹簧、刹车钢丝调节支架构成。

现有车辆主要使用刹车钢丝带动碟刹或鼓刹对车轮进行刹车制动，本发明的特点是将右脚刹车动力执行机构的刹车钢丝通过复位弹簧和调节支架与现有车辆刹车钢丝并联，通过带动刹车钢丝转盘的马达或电磁铁为右脚刹车动力执行机构提供刹车动力。

由于需要对车辆差速器两侧车轮分别进行制动，在车辆差速器两侧车轮制动器上分别安装独立的右脚刹车动力执行机构，因此每辆车至少需要配置两套以上右脚刹车动力执行机构。

对于不使用刹车钢丝而是采用电动、气动或液压作为刹车动力的车辆，右脚刹车动力执行机构同样可以通过刹车控制器(含功率放大)驱动马达或电磁铁对并联在车辆上的电动、气动或液压刹车部件进行驱动实现刹车制动。

(1)在差速器两侧车轮都装有右脚刹车动力执行机构，当车辆转向时转向制动控制器随之输出转向侧制动电讯号，该电讯号输入对应的转向侧右脚刹车动力执行机构，经刹车控制器功率放大后带动刹车马达或电磁铁动作，通过刹车钢丝转盘拉紧刹车钢丝对差速器转向侧车轮实行制动，差速器另一侧车轮加速转动完成车辆转向。

(2)当右脚踏板踩到底时，刹车限位开关对左右两侧车轮的右脚刹车动力执行机构同时发出刹车电讯号，刹车电讯号进入刹车控制器功率放大后带动刹车马达或电磁铁动作，通过刹车钢丝转盘拉紧刹车钢丝对差速器两侧车轮同时实行制动。

本发明的有益效果是为驾驶汽车、特别是为驾驶电动汽车提供了双重踏板刹车保护，杜绝了因误踩调速器(油门)所造成的交通事故。还可以通过转向侧自动制动方法减少车辆的转弯半径，防止车辆发生侧翻事故。

附图说明

图1为本发明所述双脚踏板刹车驾驶系统结构示意图；

图2为本发明所述双脚踏板刹车驾驶系统工作逻辑框图；

图3为本发明所述自锁式调速方向盘结构示意图；

图4为本发明所述自锁式调速方向盘内部结构示意图；

图5为本发明所述右脚踏板减速刹车开关结构示意图；

图6为本发明所述转向制动控制器结构示意图；

具体实施方式

双脚踏板刹车驾驶系统不仅适合在电动汽车上实施，也可以在各种类型的机动车或新能源汽车上使用。以下结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明文字能够据以实施。

如图1所示，本发明所述的双脚踏板刹车驾驶系统，包括自锁式调速方向盘1、转向制动控制器2、双脚踏板刹车3、刹车钢丝转盘4、带动钢丝转盘的马达或电磁铁5、刹车钢丝复位弹簧6、刹车钢丝调节支架7、碟刹或鼓刹8。其中刹车钢丝转盘4、带动钢丝转盘的马达或电磁铁5、刹车钢丝复位弹簧6、刹车钢丝调节支架7构成右脚刹车动力执行装置。

如图2所示，自锁式调速方向盘1输出的调速电讯号受控于右脚踏板刹车3中减速开关输出的减速电讯号，避免了因误操作发生事故。当双脚踏板刹车3中的刹车开关踩到底时，通过开关中的常闭触点使得车轮驱动马达停止工作，常开触点接通马达或电磁铁5使得碟刹或鼓刹8实现制动。车辆转弯时通过自锁式调速方向盘1带动转向制动控制器2输出逐步增强的转向侧电讯号使得转向侧车轮通过刹车减速停止，反之亦然。

如图3所示，在方向盘上安装自锁式调速手柄9。

如图4所示，在自锁式调速手柄固定套10上安装霍尔元件11，齿形环12固定在固定套11上面，滚珠弹簧紧定螺钉13通过手柄外套15压在齿形环12上，磁钢14固定在手柄外套15内。固定套10一端固定在方向盘上，另一端装入手柄外套15中，通过手柄外套15转动磁钢14使得霍尔元件11输出调速电讯号。当手离开时手柄外套15上的滚珠弹簧紧定螺钉13通过弹簧和滚珠卡住装在固定套10上的齿形环12，使得霍尔元件11输出的调速电讯号保持不变。

如图5所示，右脚踏板减速刹车开关由支架16、活动套17、脚踏板18、套管19、复位弹簧20、霍尔元件21、磁钢22、固定套23、支撑螺栓25构成的减速开关和带有常开常闭触点的限位开关24构成的刹车开关两部分组成。右脚踏板18踩下时带动活动套17转动，活动套17上的磁钢22随之转动使安装在固定套23内的霍尔元件21输出减速电讯号。当右脚踏板18踩到底时带动限位开关24，限位开关24通过常闭触点使得车辆车轮驱动马达停止工作，常开触点使得右脚刹车动力执行装置启动进行刹车。

如图6所示，转向制动控制器通过螺钉28将外套圈26固定在方向盘转轴上，内套圈27固定在车厢支架上29上。在外套圈26内部安装两个对称的磁钢30，在内套圈27上安装两个对称的霍尔元件31，通过方向盘转动使得转向侧产生制动电讯号对转向侧车轮进行刹车制动。

Claims (8)

1.一种由自锁式调速方向盘、右脚减速制动踏板开关、转向制动控制器、右脚刹车动力执行机构组成的车辆驾驶系统，其特征是右脚减速制动踏板开关踩下时输出减速电讯号对车辆进行减速，右脚减速制动踏板开关踩到底时输出刹车电讯号对车辆进行刹车。

2.根据权利要求1所述的自锁式调速方向盘，其特征是滚珠弹簧紧定螺钉顶端的滚珠卡在齿形环凹槽中将手柄套锁定在固定套上构成锁定装置，使得由磁钢和霍尔元件产生的车辆调速电讯号保持不变。

3.根据权利要求1所述的右脚减速制动踏板开关，其特征是当脚踏板踩下时，由磁钢和霍尔元件产生的车辆减速电讯号对由自锁式调速方向盘输出的车辆调速电讯号进行随机衰减实现车辆随机减速。

4.根据权利要求1所述的右脚减速制动踏板开关，其特征是当脚踏板踩到底时，刹车开关在切断车辆驱动马达电源的同时开启右脚刹车动力执行机构刹车马达或电磁铁电源对车辆差速器两侧车轮同时进行刹车制动。

5.根据权利要求1所述的转向制动控制器，其特征是当车辆转弯时随着方向盘转动角度的增加，带动转向制动控制器转向侧输出的减速制动电讯号随之增强使得右脚刹车动力执行机构对转向侧车轮进行减速制动。

6.根据权利要求1所述的右脚刹车动力执行机构，其特征是将右脚刹车动力执行机构的刹车钢丝通过复位弹簧和调节支架与现有车辆刹车钢丝并联，通过带动刹车钢丝转盘的马达或电磁铁为右脚刹车动力执行机构提供刹车动力。

7.根据权利要求1所述的右脚刹车动力执行机构，其特征是在车辆差速器两侧车轮制动器上分别安装独立的右脚刹车动力执行机构。

8.根据权利要求1所述的右脚刹车动力执行机构，其特征是通过刹车控制器(含功率放大)驱动马达或电磁铁对并联在车辆上的电动、气动或液压刹车部件进行驱动实现刹车制动。