CN104627155A - 具有坡道起步控制功能的汽车、实现坡道起步的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种具有坡道起步控制功能的汽车、实现坡道起步的方法，以解决当前汽车在坡道起步时出现溜车的技术问题，汽车包括制动总泵、左车轮制动气室和右车轮制动气室、压缩空气存储器，压缩空气存储器与制动总泵的进气口连通；还包括电磁阀、单向阀，电磁阀、单向阀并联连通，电磁阀和单向阀的进气口与制动总泵的出气口连通，电磁阀和单向阀的出气口与左车轮制动气室和右车轮制动气室连通；还包括控制单元，控制单元包括主控电路、供电源、坡道起步开关，坡道起步开关的两端分别与主控电路、供电源连接；电磁阀还与主控电路对应电连接；电磁阀为常开电磁阀,通过本发明可以轻松的实现坡道起步，确保驾驶人员及车辆的安全。

Description

具有坡道起步控制功能的汽车、实现坡道起步的方法

技术领域

本发明涉及汽车制动设计技术领域，尤其涉及一种具有坡道起步控制功能的汽车、实现坡道起步的方法。

背景技术

气动制动器简称为碟式刹车器、气动刹车器、空压碟式制动器以及空压油压气动制动器等，属于工业传动制动器之一，是利用空气压力做动使运动件停止或减速的执行元件。具有结构简单、使用寿命长、线性高、散热性好等优点。气动制动器工作原理是通过给气动制动器的气包里输入有压力的气体，从而推动活塞做直线运动，而达到降制动器的摩擦块压紧制动轮从而产生摩擦力而制动功能。气动制动器靠空压来连结，靠复归弹簧来放开，圆盘靠空气压沿轴方向滑动，接触摩擦板\圆盘、摩擦板等，被组装到轮毂上，成为一体化构造,目前已广泛应用到汽车上，其原理可参考附图1，在目前的汽车制动系统上，采用两个汽包或车轮制动气室（1、2），以分别用于制动左右两个车轮，以及与制动踏板对应机械连接的制动总泵（4）、压缩空气存储器（3）组成，在车辆正常行驶时，汽包或车轮制动气室（1、2）内未存有高压气体，而当驾驶员踩动制动踏板时，压缩空气存储器内的高压气体通过制动总泵、进入汽包或车轮制动气室（1、2）内，之后进入两侧的气动刹车器实现对车轮的制动；而当驾驶人松开制动踏板时，汽包或车轮制动气室（1、2）内的气体排出进入到制动总泵内，进而在制动总泵内排出至大气中以解除制动（关于进入制动总泵内的气体是如何排出至大气中的，此功能为制动总泵的现有技术，目前已广泛应用，在此不再过多赘述）；但是从目前的技术上来看，采用上述设计存在如下问题；上述制动方式不能实现汽车在上坡时的进行有效的制动，而汽车在坡道驻车、起步时如会出现溜坡（也有称作倒溜）现象，这对车辆行驶安全造成极大危害，从目前的报道来看，因坡道驻车后发生的交通追尾事故不断发生，特别是对于坡道起步技术不熟练的驾驶人员来说，因坡道驻车起步发生事故的危险性更大。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种具有坡道起步控制功能的汽车、实现坡道起步的方法，以解决当前汽车在坡道起步时出现溜车的的技术问题。

为了实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案为：

设计一种具有坡道起步控制功能的汽车，包括制动踏板、与所述制动踏板对应机械连接的制动总泵、电子油门、对应设置于左右两侧车轮上的刹车制动器、与所述刹车制动器对应连通的左车轮制动气室和右车轮制动气室、用于存储高压压缩气体的压缩空气存储器、所述压缩空气存储器与所述制动总泵的进气口对应连通；还包括电磁阀、单向阀，所述电磁阀、单向阀并联连通，并联后的电磁阀和单向阀的进气口与所述制动总泵的出气口连通，并联后的电磁阀和单向阀的出气口与所述左车轮制动气室和右车轮制动气室连通；

进一步的，还包括控制单元，所述控制单元包括主控电路、供电源、坡道起步开关，所述坡道起步开关的两端分别与所述主控电路、供电源对应连接；

进一步的，所述电磁阀为常开电磁阀。

进一步的，在并联后的电磁阀和单向阀与左车轮制动气室和右车轮制动气室连通的通气管路上还设置有用于监测所述通气管路内气体压力的第一压力传感器；并在所述制动总泵与所述电磁阀之间连通的进气管路上还设置有用于监测该进气管路内气体压力的第二压力传感器；所述第一压力传感器和第二压力传感器均与所述主控电路对应电连接；所述电磁阀还与所述主控电路对应电连接；

进一步的，所述电子油门的信号输出线还与所述主控电路对应连接。

进一步的，所述控制单元还包括警示单元，所述警示单元包括均与所述主控电路对应连接的警示灯和蜂鸣器。

进一步的，所述警示灯和蜂鸣器均设置于汽车内的仪表板处。

进一步的，所述坡道起步开关设置驾驶员位置处的仪表板上。

进一步的，所述坡道起步开关对应设置于方向盘下方的转向灯操作杆上。

进一步的，所述坡道起步开关对应设置于方向盘下方的雨刷开关操作杆上。

进一步的，所述主控电路包括单片机。

进一步的，所述主控电路为整车控制器。

进一步的，本发明还设计了一种实现如上所述的具有坡道起步控制功能的汽车坡道起步的方法；所述电磁阀处于关闭状态，所述左车轮制动气室和右车轮制动气室内冲有高压气体，汽车处于坡道制动状态；其特征在于：实现该汽车坡道起步的方法如下：

（1）打开坡道起步开关；

（2）踩下制动踏板，第一压力传感器检测进气管路内的气压，并将气压反馈电信号输入至主控电路中；

（3）主控电路接收到第一压力传感器的反馈电信号后，继续控制电磁阀处于关闭状态；

（4）松开制动踏板，制动总泵将进气管路关闭；

（5）主控电路控制电磁阀延迟N秒打开，Ｎ为大于2小于5的自然数；

（6）踩动电子油门；

（7）主控电路实时监测电子油门的开度信号，在N秒内，若电子油门输入至主控电路中的开度信号大于10%，则主控电路控制电磁阀打开；否则，主控电路在第N秒控制电磁阀打开。

本发明的有益效果在于：

1.通过本发明的具有坡道起步控制功能的汽车可以轻松的实现坡道起步，即使对于驾驶经验不足的人员来讲其也能够轻易的实现，同时避免因坡道起步造成的事故发生，确保驾驶人员及车辆的安全。

2.本发明结构简单易于实现，对于目前市场上的汽车均可以应用本设计的技术方案。

3.本发明还具有其他有益效果，将在实施例中一并提出。

附图说明

图1为本发明的主要结构连接原理示意图；

图中：1.左车轮制动气室；2.右车轮制动气室；3.压缩空气存储器；4.制动总泵；5.电子油门；6.通气管路；7.进气管路。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

实施例1：一种具有坡道起步控制功能的汽车，参见图1；该汽车包括制动踏板、与所述制动踏板对应机械连接的制动总泵4、电子油门5、对应设置于左右两侧车轮上的刹车制动器、与所述刹车制动器对应连通的左车轮制动气室1和右车轮制动气室2、用于存储高压压缩气体的压缩空气存储器3、所述压缩空气存储器3与所述制动总泵4的进气口对应连通（以上为汽车的现有技术）；还包括电磁阀C2、单向阀C1，所述电磁阀C2、单向阀C1并联连通，并联后的电磁阀C2和单向阀C1的进气口与所述制动总泵4的出气口连通，并联后的电磁阀C2和单向阀C1的出气口与所述左车轮制动气室1和右车轮制动气室连通2；进一步的，在并联后的电磁阀C2和单向阀C1与左车轮制动气室1和右车轮制动气室2连通的通气管路4上还设置有用于监测所述通气管路6内气体压力的第一压力传感器P1；并在所述制动总泵4与所述电磁阀C2之间连通的进气管路7上还设置有用于监测该进气管路内气体压力的第二压力传感器P2；以上所述的电磁阀C1应为常开电磁阀，即电磁阀在接通电信号时，电磁阀C1的1、2号气路管口常闭；断开电信号时（电磁阀C1未得电情况下），1、2号气路管口常开。

进一步的，本发明还包括控制单元，所述控制单元包括主控电路、供电源、坡道起步开关K，所述坡道起步开关K的两端分别与所述主控电路、供电源对应连接；所述第一压力传感器P1和第二压力传感器P2均与所述主控电路对应电连接；所述电磁阀C1还与所述主控电路对应电连接；以上的所述电子油门5的信号输出线还与所述主控电路对应连接。本发明中的控制单元还包括警示单元，所述警示单元包括均与所述主控电路对应连接的警示灯和蜂鸣器，所述的警示灯和蜂鸣器均设置于汽车内的仪表板处。而所述的坡道起步开关K设置于驾驶员位置处可方便操作的仪表板上，或者坡道起步开关K可设置于方向盘下方的转向灯操作杆上或者设置于方向盘下方的雨刷开关操作杆上，便于驾驶人轻松的操作。

本实施例中的主控电路为整车控制器，整车控制器是目前汽车中必备器件之一，为现有技术，其具体原理本实施例在此不再赘述，本设计采用整车控制器的初衷在于，在不改变原有汽车所具有的功能的前提下，采用汽车上本身所具有的整车控制器作为本设计的主控电路，对企业来讲其成本降低、无需再设计新的电路。

基于本发明的具有坡道起步控制功能的汽车实现气动制动原理如下：假设汽车处于运动状态（此时，电磁阀未得电处于打开状态），或平路行驶、或坡道行驶；如果需要制动，驾驶人踩动制动踏板（制动总泵打开，压缩空气存储器内的气体由制动总泵进入单向阀），同时，电磁阀得电处于关闭状态，制动总泵4打开，压缩空气存储器3内的压缩气体通过制动总泵4、单向阀C1、进入右车轮制动气室2和左车轮制动气室1内，进而对两侧车轮上的刹车制动器进行制动动作，汽车停止（此时制动踏板未松开）。在不需要坡道起步时，直接松开制动踏板，电磁阀断电处于打开状态，制动总泵将进气管路关闭（此为制动总泵本身所具有功能，为现有技术，其具体原理不再赘述），此时右车轮制动气室2和左车轮制动气室1内气体依次通过通气管路6、电磁阀C2、（C1为单向阀，此时气体不可通过）进入制动总泵4内，之后在制动总泵4内排出至大气中。实现对车辆制动状态的解除。此时如果汽车在坡道时，松开制动踏板，汽车将会发生溜车现象（不考虑手刹工作状态）；本设计的第一压力传感器P1用于监测进气管路内的气体压力是否达标，并作为电磁阀动作的主控制信号（通过第一压力传感器检测进气管路内的气压作为主控电路的控制触发信号）。而第二压力传感器P2为气体压力的反馈信号，其用于监测通气管路内的压力是否达标，当第二压力传感器P2有信号反馈到主控电路中，即说明通气管路顺畅；当第二压力传感器P2没有信号反馈到主控电路中，即说明通气管路存在异常需要检修。而上述异常可通过本设计的警示灯（可以使用发光二极管作为警示灯）的闪烁或蜂鸣器的鸣叫以提示驾驶人注意。本设计的警示灯还具有提示驾驶人注意坡道起步开关是否打开的功能。

实施例2，与实施例1相同之处不再赘述，不同之处在于所述的主控电路包括单片机，该单片机可以采用目前市场上MSP430系列单片机或者51系列单片机均可，或者其他型号单片机均可。

实施例3，与实施例1相同之处不再赘述，不同之处在于，本发明还设计了一种实现如实施例１所述的具有坡道起步控制功能的汽车坡道起步的方法，假设汽车处于坡道制动状态，即所述制动总泵处于打开状态；所述电磁阀C2处于关闭状态，所述左车轮制动气室1和右车轮制动气室2内冲有高压气体，汽车处于坡道制动状态；实现该汽车坡道起步的方法如下：

（1）打开坡道起步开关；

（2）踩动制动踏板，第一压力传感器检测进气管路内的气压，并将气压反馈电信号输入至主控电路中；

（3）主控电路接收到第一压力传感器的反馈电信号后，继续控制电磁阀处于关闭状态；

（4）松开制动踏板，制动总泵将进气管路关闭（压缩空气存储器内的气体被制动总泵隔绝）；

（5）主控电路控制电磁阀延迟N秒打开，Ｎ为大于2小于5的自然数；

（6）踩动电子油门；

（7）在N秒内，主控电路实时监测电子油门的开度信号；在N秒内，若电子油门输入至主控电路中的开度信号大于10%，则主控电路控制电磁阀打开，此时，发动机的转速已经经由电子油门提速，则可以轻松起步；否则，主控电路在第N秒控制电磁阀打开，缓慢踩动电子油门也可以起步。

需在此说明的是，电子油门为汽车行业内常用器件，且已经广泛应用于汽车上，其具体原理本实施例在此不再赘述，所述的“开度信号”解释如下:

在电子油门未踩动时，电子油门的输出电压为0Ｖ，开度信号为零，在将电子油门完全踩下时（通俗的讲是在电子油门踩到底时），电子油门的输出电压为5Ｖ，此时电子油门的开度信号为１００％，为便于说明理解，以油门开度信号与电压信号成线性关系为例说明（当然，根据踏板的不同有异，油门开度与电压信号并不一定成线性关系），而所述的开度信号的10%，是将电子油门踩下的幅度（或行程）为整个幅度（或行程）的10%，此时电子油门的输出电压为0.5Ｖ，即为所述的开度信号10%。

虽然，本发明的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本发明的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本发明的精神，都在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种具有坡道起步控制功能的汽车，包括制动踏板、与所述制动踏板对应机械连接的制动总泵、电子油门、对应设置于左右两侧车轮上的刹车制动器、与所述刹车制动器对应连通的左车轮制动气室和右车轮制动气室、用于存储高压压缩气体的压缩空气存储器、所述压缩空气存储器与所述制动总泵的进气口对应连通；其特征在于：还包括电磁阀、单向阀，所述电磁阀、单向阀并联连通，并联后的电磁阀和单向阀的进气口与所述制动总泵的出气口连通，并联后的电磁阀和单向阀的出气口与所述左车轮制动气室和右车轮制动气室连通；

还包括控制单元，所述控制单元包括主控电路、供电源、坡道起步开关，所述坡道起步开关的两端分别与所述主控电路、供电源对应连接；所述电磁阀还与所述主控电路对应电连接；所述电磁阀为常开电磁阀。

2. 如权利要求1所述的具有坡道起步控制功能的汽车，其特征在于：所述电子油门的信号输出线还与所述主控电路对应连接。

3.如权利要求1所述的具有坡道起步控制功能的汽车，其特征在于：在并联后的电磁阀和单向阀与左车轮制动气室和右车轮制动气室连通的通气管路上还设置有用于监测所述通气管路内气体压力的第一压力传感器；并在所述制动总泵与所述电磁阀之间连通的进气管路上还设置有用于监测该进气管路内气体压力的第二压力传感器; 所述第一压力传感器和第二压力传感器均与所述主控电路对应电连接。

4.如权利要求1所述的具有坡道起步控制功能的汽车，其特征在于：所述控制单元还包括警示单元，所述警示单元包括均与所述主控电路对应连接的警示灯和蜂鸣器；所述警示灯和蜂鸣器均设置于汽车内的仪表板处。

5.如权利要求1所述的具有坡道起步控制功能的汽车，其特征在于：所述坡道起步开关设置于驾驶员位置处的仪表板上。

6.如权利要求1所述的具有坡道起步控制功能的汽车，其特征在于：所述坡道起步开关对应设置于方向盘下方的转向灯操作杆上。

7.如权利要求1所述的具有坡道起步控制功能的汽车，其特征在于：所述坡道起步开关对应设置于方向盘下方的雨刷开关操作杆上。

8.如权利要求1所述的具有坡道起步控制功能的汽车，其特征在于：所述主控电路包括单片机。

9.如权利要求1所述的具有坡道起步控制功能的汽车，其特征在于：所述主控电路为整车控制器。

10.一种实现如权利要求2所述的具有坡道起步控制功能的汽车坡道起步的方法；所述电磁阀处于关闭状态，所述左车轮制动气室和右车轮制动气室内冲有高压气体，汽车处于坡道制动状态；实现该汽车坡道起步的方法如下：

（1）打开坡道起步开关；

（2）将制动踏板踩下，第一压力传感器检测进气管路内的气压，并将气压反馈电信号输入至主控电路中；

（3）主控电路接收到第一压力传感器的反馈电信号后，继续控制电磁阀处于关闭状态；

（4）松开制动踏板，制动总泵将进气管路关闭；

（5）主控电路控制电磁阀延迟N秒打开，Ｎ为大于2小于5的自然数；

（6）踩动电子油门；

（7）主控电路实时监测电子油门的开度信号；在N秒内，若电子油门输入至主控电路中的开度信号大于10%，则主控电路控制电磁阀打开；否则，主控电路在第N秒控制电磁阀打开。