CN106864432A - 一种汽车刹车失灵紧急制动装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车刹车失灵紧急制动装置及其控制方法，包括电子控制单元、摩擦制动模块、能量回收制动模块。该装置的电子控制单元在汽车刹车完全失灵的情况下，通过采集汽车行驶速度信号，摩擦制动模块通过摩擦片对和主减速器从动齿啮合的制动力输入齿轮从动轴进行摩擦制动，将汽车行驶过程中的能量转化为热能，降低汽车速度；能量回收制动模块利用和和主减速器从动齿啮合的制动力输入齿轮从动轴的转动进行能量回收，将汽车行驶的能量转化为电能，降低汽车速度。本发明结构简洁，易于安装，工作可靠，可根据车速不同自动调节工作状态，保持汽车在刹车完全失灵情况下能进行制动并同时进行能量回收直至平稳停车。

Description

一种汽车刹车失灵紧急制动装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及汽车行驶的主动安全性领域，特别涉及汽车在行驶过程中刹车失灵时一种紧急制动装置及方法。
背景技术
汽车在行驶过程中如果遇到刹车失灵情况，会导致汽车失去控制，不能进行制动停车，危险性十分大。更严重的是，如果汽车行驶的速度很快或者遇到下坡路况，其危险性更是不言而喻，所以需要充分考虑汽车在行驶过程中刹车失灵的影响。
为了解决上述刹车问题的影响，针对国内现有研究基础，其中昆明理工大学的姜福川发明了“一种刹车失灵摩擦减速应急装置”，利用摩擦板进行摩擦减速，此装置结构简单、灵活，特别适用于大客车、货车在长下坡路段刹车失灵的情况。但是该装置不适用于轿车，特别是针对轿车在高速行驶过程中的刹车失灵情况。
覃南山发明的“一种应急刹车装置”，利用车轮压住链条进行紧急制动，此装置在车轮行驶速度不高时是十分实用的，但是当汽车在高速行驶的情况下，链条很容易崩断，达不到制动的效果。
田青锋发明的“汽车制动防失灵制动系统”，利用气动阀制动系统，改善了制动失灵和制动不良等缺陷，能做到前轮失灵补救前轮、后轮失灵补救后轮、全车失灵补救全车。但是该系统属于气动制动系统，结构复杂，不利于推广。
发明内容
发明目的：针对上述现有技术，提出一种汽车刹车失灵紧急制动装置及其控制方法，结构简单，可大大降低汽车在遇到刹车失灵情况下的风险。
技术方案：一种汽车刹车失灵紧急制动装置，包括电子控制单元、能量回收制动模块、摩擦制动模块、制动力输入齿轮；所述制动力输入齿轮与汽车主减速器从动齿轮啮合；所述能量回收制动模块包括蓄电池、电控开关、发电机；所述制动力输入齿轮通过传动轴连接发电机的输入轴，蓄电池通过电控开关与发电机连接，电控开关的控制端连接电子控制单元；所述摩擦制动模块包括左摩擦片、右摩擦片、左电动推杆、右电动推杆；所述左电动推杆和右电动推杆的控制端分别与电子控制单元连接；所述左摩擦片与左电动推杆连接，右摩擦片与右电动推杆连接；所述左摩擦片和右摩擦片分别相对设置在所述传动轴的两侧。
进一步，所述左摩擦片和右摩擦片均为半圆形结构。
一种基于上述装置的汽车刹车失灵紧急制动控制方法，通过电子控制单元在汽车行驶过程中实时监测汽车的刹车信号，根据刹车信号判断当汽车刹车发生失灵故障时，同时进行能量回收制动和摩擦制动；
其中，实时能量回收制动的步骤为：电子控制单元控制电控开关闭合，发电机工作在发电机模式，将汽车主减速器从动齿轮的动能通过制动力输入齿轮以及传动轴驱动发电机转动，发电机输出的电能存储在蓄电池中；
所述摩擦制动的步骤为：电子控制单元控制左电动推杆和右电动推杆同时工作，将左摩擦片和右摩擦片压紧在传动轴上，通过左摩擦片、右摩擦片对传动轴的摩擦力制动。
进一步的，实时检测汽车的速度信号，所述电子控制单元根据汽车刹车发生失灵故障时的汽车速度,通过控制左电动推杆和右电动推杆输出推力的大小来调整左摩擦片和右摩擦片与所述传动轴的摩擦力大小。
进一步的，当车轮出现抱死前，所述电子控制单元控制所述左电动推杆和右电动推杆收回摩擦片。
进一步的，所述刹车信号为采集轮缸制动压力信号，当压力信号为零时，判断汽车刹车发生失灵故障。
有益效果：1.简单易安装：本发明结构简单，工作可靠，可安装在汽车底盘空间，不占据使用空间；
2.制动效果明显：本发明的可针对不同车速施加不同预紧力，对汽车进行快速制动；
3.可实现能量回收：本发明可将汽车行驶过程中的能量转化为电能来降低车速，实现能量回收；
4.不影响驾驶意图：本发明装置工作时不改变驾驶员的意图，提高汽车的行驶稳定性。
附图说明
图1是本发明的汽车刹车失灵紧急制动装置的示意图；
图2是本发明的汽车刹车失灵紧急制动控制方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
如图1所示，一种汽车刹车失灵紧急制动装置固定在汽车底盘上，包括电子控制单元1、能量回收制动模块2、摩擦制动模块3、制动力输入齿轮4。制动力输入齿轮4与汽车主减速器从动齿轮啮合，选取合适的齿轮啮合角度即可，实际安装中一般是选取上下或左右方向与主减速器主动齿轮成对称啮合位置，根据汽车底盘实际空间决定。能量回收制动模块2包括蓄电池6、电控开关7、发电机8，制动力输入齿轮4通过传动轴连接发电机8的输入轴，蓄电池6通过电控开关7与发电机8连接，电控开关7的控制端连接电子控制单元1。摩擦制动模块3包括左摩擦片9、右摩擦片10、左电动推杆11、右电动推杆12，左电动推杆11和右电动推杆12的控制端分别与电子控制单元1连接；左摩擦片9与左电动推杆11连接，右摩擦片10与右电动推杆12连接，左摩擦片9和右摩擦片10分别相对设置在传动轴的两侧，左摩擦片9和右摩擦片10均为半圆形结构。
在汽车整车正常行驶过程中，制动力输入齿轮4与汽车主减速器从动齿轮保持啮合，此时电控开关7处于断开状态，即此时的发电机8处于空载状态，线圈电流为零，线圈基本不受力，车辆的动力几乎不损失。
如图2所示，通过电子控制单元1在汽车行驶过程中实时监测汽车的刹车信号，根据刹车信号判断当汽车刹车发生失灵故障时，同时进行能量回收制动和摩擦制动。其中，刹车信号为采集轮缸制动压力信号a，当压力信号a为零时，判断汽车刹车发生失灵故障。
其中，实时能量回收制动的步骤为：电子控制单元1控制电控开关7闭合，此时发电机8带负载，发电机8工作在发电机模式，将汽车主减速器从动齿轮的动能通过制动力输入齿轮4以及传动轴驱动发电机转动，发电机8输出的电能存储在蓄电池6中，此过程将汽车的动能转换为电能进行储存，以此减小车辆的动能，降低车速。蓄电池6中的电能可以进一步提供车载用电器5使用，一方面合理利用回收的能量，另一方面也能够防止蓄电池充满后持续充电带来的损伤。
摩擦制动的步骤为：电子控制单元1控制左电动推杆11和右电动推杆12同时工作，将左摩擦片9和右摩擦片10压紧在传动轴上，通过左摩擦片9、右摩擦片10对传动轴的摩擦力制动，即将汽车的动能转换为热能，以此降低车速。在此过程中，还可以实时检测汽车的速度信号b，电子控制单元1根据汽车刹车发生失灵故障时的汽车速度,通过控制左电动推杆11和右电动推杆12输出推力的大小来调整左摩擦片9和右摩擦片10与所述传动轴的摩擦力大小；速度信号b愈大，推力愈大。根据汽车自身的防抱死系统，当车轮出现抱死前，电子控制单元1控制左电动推杆11和右电动推杆12收回摩擦片，防止出现抱死情况。若此时速度信号b大于零时，电子控制单元1重复上述过程继续控制电动推杆摩擦片进行摩擦制动直至汽车停止。
当汽车停止行驶时，电子控制单元1控制电控开关7断开，能量回收模块停止工作，并控制左电动推杆11和右电动推杆12收回摩擦片，摩擦制动模块停止工作。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种汽车刹车失灵紧急制动装置，其特征在于：包括电子控制单元(1)、能量回收制动模块(2)、摩擦制动模块(3)、制动力输入齿轮(4)；所述制动力输入齿轮(4)与汽车主减速器从动齿轮啮合；所述能量回收制动模块(2)包括蓄电池(6)、电控开关(7)、发电机(8)；所述制动力输入齿轮(4)通过传动轴连接发电机(8)的输入轴，蓄电池(6)通过电控开关(7)与发电机(8)连接，电控开关(7)的控制端连接电子控制单元(1)；所述摩擦制动模块(3)包括左摩擦片(9)、右摩擦片(10)、左电动推杆(11)、右电动推杆(12)；所述左电动推杆(11)和右电动推杆(12)的控制端分别与电子控制单元(1)连接；所述左摩擦片(9)与左电动推杆(11)连接，右摩擦片(10)与右电动推杆(12)连接；所述左摩擦片(9)和右摩擦片(10)分别相对设置在所述传动轴的两侧。
2.根据权利要求1所述的汽车刹车失灵紧急制动装置，其特征在于：所述左摩擦片(9)和右摩擦片(10)均为半圆形结构。
3.一种基于权利要求1所述装置的汽车刹车失灵紧急制动控制方法，其特征在于，通过电子控制单元(1)在汽车行驶过程中实时监测汽车的刹车信号，根据刹车信号判断当汽车刹车发生失灵故障时，同时进行能量回收制动和摩擦制动；
其中，实时能量回收制动的步骤为：电子控制单元(1)控制电控开关(7)闭合，发电机(8)工作在发电机模式，将汽车主减速器从动齿轮的动能通过制动力输入齿轮(4)以及传动轴驱动发电机转动，发电机(8)输出的电能存储在蓄电池(6)中；
所述摩擦制动的步骤为：电子控制单元(1)控制左电动推杆(11)和右电动推杆(12)同时工作，将左摩擦片(9)和右摩擦片(10)压紧在传动轴上，通过左摩擦片(9)、右摩擦片(10)对传动轴的摩擦力制动。
4.根据权利要求3所述的汽车刹车失灵紧急制动控制方法，其特征在于：实时检测汽车的速度信号，所述电子控制单元(1)根据汽车刹车发生失灵故障时的汽车速度,通过控制左电动推杆(11)和右电动推杆(12)输出推力的大小来调整左摩擦片(9)和右摩擦片(10)与所述传动轴的摩擦力大小。
5.根据权利要求4所述的汽车刹车失灵紧急制动控制方法，其特征在于：当车轮出现抱死前，所述电子控制单元(1)控制所述左电动推杆(11)和右电动推杆(12)收回摩擦片。
6.根据权利要求3-5任一所述的汽车刹车失灵紧急制动控制方法，其特征在于：所述刹车信号为采集轮缸制动压力信号，当压力信号为零时，判断汽车刹车发生失灵故障。
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