CN107244315A - 车辆智能刹车系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车辆智能刹车系统，包括中央处理器、开关传感器和双刀双掷继电器，开关传感器安装在车辆加速踏板的极限位置处，开关传感器与中央处理器电连接，继电器内的第一开关连接至车辆的动力系统的电路；双刀双掷继电器内的第二开关连接至车辆的刹车组件的电路。当驾驶人将加速踏板踩踏至极限位置之后会触发开关传感器，此时中央处理器控制继电器断开发动机的动力系统，车辆失去动力；与此同时继电器启动刹车组件自动刹车。在车辆遇到紧急情况时，无论驾驶人踩下的是刹车踏板还是加速踏板都能实现车辆制动，最大程度的减少交通撞击事故的严重程度。

Description

车辆智能刹车系统
技术领域
本发明涉及车辆领域，尤其涉及一种应用于车辆上的智能刹车系统。
背景技术
随着经济的发展，车辆的数量不断增加，越来越多的家庭购买和使用车辆，与此同时因车辆引发的交通事故的数量不断攀升。自车辆诞生之日起，车辆事故就一直与车辆相伴，时刻威胁着人民的生命和财产安全。提高车辆的安全性，减少车辆事故是所有车辆行业从业者不断追寻的目标。
车辆交通事故发生的最多情况是撞击，包括车辆与车辆撞击以及车辆与固定障碍物撞击。发生撞击事故的一个重要原因是驾驶人没能及时刹车。通过对车辆撞击事故的统计和分析，绝大多数驾驶人在撞击事故发生前的一小段时间采取过刹车行为(虽然为时已晚)。由于撞击事故的偶然性和突然性，驾驶人在面临撞击事故前的瞬间是非常紧张的，立即全力踩下刹车踏板属于不经思考的紧急行为，这导致一小部分驾驶人因为紧张因素的影响而错踩加速踏板(这种踩错踏板的行为在驾驶经验不足的驾驶人群中尤其容易出现)。很显然，这种踩错踏板的行为不但对避免车辆撞击毫无帮助，还会导致撞击更为严重，多数情况下甚至是致命的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有技术的车辆刹车组件不够智能，无法应对驾驶人在紧急情况下踩错踏板的行为。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种车辆智能刹车系统，包括中央处理器、开关传感器和双刀双掷继电器，开关传感器安装在车辆加速踏板的极限位置处，开关传感器与中央处理器电连接，双刀双掷继电器内的第一开关连接至车辆的动力系统的电路，第一开关常闭；双刀双掷继电器内的第二开关连接至车辆的刹车组件的电路，第二开关常开；在开关传感器被触发之后，中央处理器控制继电器同步将第一开关转化为断路、将第二开关转化为通路。
当驾驶人将加速踏板踩踏至极限位置之后会触发开关传感器，此时中央处理器控制继电器断开发动机的动力系统(供油系统、供气系统或者供电系统)，车辆失去动力；与此同时继电器启动刹车组件自动刹车。因此，当车辆遇到紧急情况后，无论驾驶人踩下的是刹车踏板还是加速踏板都能实现车辆制动，最大程度的减少交通撞击事故的严重程度。
具体的，所述刹车组件包括电机、蜗杆、涡轮和钢绳，电机驱动蜗杆旋转，蜗杆与涡轮啮合，钢绳的一端与涡轮连接，另一端与车辆的刹车杆连接；在正常情况下，继电器的第二开关常开，电机与电源之间断路，电机、蜗杆和涡轮对车辆正常的刹车不产生影响；当继电器闭合第二开关后，电机与电源接通，电机启动并驱动蜗杆和涡轮旋转，钢绳随之牵拉车辆的刹车杆，实现自动刹车。由于涡轮和蜗杆之间是自锁式的传动结构，蜗杆可以驱动涡轮旋转，涡轮不可以驱动蜗杆旋转；当电机驱动蜗杆、涡轮和钢绳结构刹车后，即使电机失去电力，也能依然保持刹车状态。
进一步的，所述刹车组件还包括复位开关，复位开关为双刀双掷型开关，复位开关和继电器的第二开关串联后接入电机的供电电路；复位开关具有第一位置状态和第二位置状态，当复位开关在第一位置和第二位置之间切换时，电机与电源正负极的连接随之切换；复位开关用于解除车辆的刹车状态，当驾驶人搬动复位开关后，电机反向旋转并驱动蜗杆和涡轮反向旋转，钢绳随之失去对刹车杆的牵拉作用，车辆的刹车状态解除。
进一步的，车辆智能刹车系统还包括测距传感器(如激光测距传感器、红外测距传感器等)，车辆的车头、车尾和车两侧均布置有多个测距传感器，测距传感器测量车辆前后物体与车辆之间的距离并将测量结果传递至中央处理器；中央处理器内设置有控制软件，控制软件将测距传感器的测量结果与第一设定值进行比较，如果测量结果小于第一设定值，中央处理器控制继电器同步将第一开关转化为断路、将第二开关转化为通路。
进一步的，车辆智能刹车系统还包括警报装置，控制软件将测距传感器的测量结果与第二设定值进行比较，如果测量结果小于第二设定值，中央处理器控制警报装置发出预警提醒司机注意距离，警报装置可以采用语音播放器。
进一步的，中央处理器与车辆的测速系统连接，中央处理器以设定的周期读取车辆的当前车速；所述第一设定值和第二设定值均为变量，控制软件依据当前车速实时计算第一设定值和第二设定值，具体的计算公式由相应的安全试验获得，计算公式必须满足车速越大第一设定值和第二设定值越大；第一设定值和第二设定值用于表征车辆行驶时与其他车辆或障碍物之间应该保持的最小安全距离，将第一设定值和第二设定值设计为一个跟车辆速度相关的变量更符合实际的驾驶情况，增加安全性。
进一步的，车辆智能刹车系统还包括酒精检测仪，酒精检测仪设置在车辆的驾驶位，酒精检测仪测量当前的酒精浓度并将测量结果传递至中央处理器，控制软件将酒精浓度测量值与第三设定值进行比较，如果酒精浓度测量值大于第三设定值，中央处理器控制继电器同步将第一开关转化为断路、将第二开关转化为通路；酒精检测仪在车辆整体电路接通后立即启动，如果驾驶室内酒精浓度超标，车辆的发动机不能被启动，防止酒驾。
有益效果：(1)本发明车辆智能刹车系统利用中央处理器和双刀双掷继电器实现车辆的自动刹车功能，安装在车辆加速踏板的极限位置的开关传感器可以触发自动刹车，当车辆遇到紧急情况后，无论驾驶人踩下的是刹车踏板还是加速踏板都能实现车辆制动，最大程度的减少交通撞击事故的严重程度。(2)本发明车辆智能刹车系统的双刀双掷继电器在自动刹车的同时断开车辆的动力系统，避免交通事故中因人为踩错踏板而导致二次撞击。(3)本发明车辆智能刹车系统设置有测距传感器测量车辆与周围障碍物之间的距离，当行驶中的车辆与障碍物之间的距离小于安全距离的情况下，车辆智能刹车系统自动刹车。(4)本发明车辆智能刹车系统设置有酒精检测仪，在车内酒精浓度超标的情况下，驾驶人无法启动车辆，防止酒驾。
附图说明
图1是实施例1车辆智能刹车系统的结构框图。
图2是实施例1车辆智能刹车系统的电路原理图。
图3是实施例1车辆智能刹车系统的部分刹车组件的结构图。
其中：1、继电器；2、第一开关；3、第二开关；4、电机；5、蜗杆；6、涡轮；7、钢绳；8、复位开关。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
实施例1
如图1至图3所示，本实施例的车辆智能刹车系统，包括中央处理器、开关传感器、双刀双掷继电器1、刹车组件、测距传感器、语音播放器和酒精检测仪。
开关传感器安装在车辆加速踏板的极限位置处，开关传感器与中央处理器电连接，双刀双掷继电器1内的第一开关2连接至车辆的动力系统的电路，第一开关2常闭；双刀双掷继电器1内的第二开关3连接至车辆的刹车组件的电路，第二开关3常开；在开关传感器被触发之后，中央处理器控制继电器1同步将第一开关2转化为断路、将第二开关3转化为通路。
当驾驶人将加速踏板踩踏至极限位置之后会触发开关传感器，此时中央处理器控制继电器1断开发动机的动力系统(依据不同的车辆选择切断供油系统、供气系统或者供电系统)，车辆失去动力；与此同时继电器1启动刹车组件自动刹车。因此，当车辆遇到紧急情况后，无论驾驶人踩下的是刹车踏板还是加速踏板都能实现车辆制动，最大程度的减少交通撞击事故的严重程度。
如图2和图3所示，刹车组件包括电机4、蜗杆5、涡轮6、钢绳7和复位开关8，电机4驱动蜗杆5旋转，蜗杆5与涡轮6啮合，钢绳7的一端与涡轮6连接，另一端与车辆的刹车杆连接；复位开关8为双刀双掷型开关，复位开关8和继电器1的第二开关3串联后接入电机4的供电电路；复位开关8具有第一位置状态和第二位置状态，当复位开关8在第一位置和第二位置之间切换时，电机4与电源正负极的连接随之切换。
在正常情况下，继电器1的第二开关3常开，复位开关8处于第一位置状态(图2中所示的位置状态)，电机4与电源之间断路，电机4、蜗杆5和涡轮6对车辆正常的刹车不产生影响。
当继电器1闭合第二开关3后，电机4与电源接通，电机4启动并驱动蜗杆5和涡轮6旋转，钢绳7随之牵拉车辆的刹车杆，实现自动刹车。由于涡轮6和蜗杆5之间是自锁式的传动结构，蜗杆5可以驱动涡轮6旋转，涡轮6不可以驱动蜗杆5旋转；当电机4驱动蜗杆5、涡轮6和钢绳7结构刹车后，即使电机4失去电力，也能依然保持刹车状态。
复位开关8用于解除车辆的刹车状态，当驾驶人搬动复位开关8后至第二位置状态(将图2中的复位开关8闸刀旋转180°)后，电机4反向旋转并驱动蜗杆5和涡轮6反向旋转，钢绳7随之失去对刹车杆的牵拉作用，车辆的刹车状态解除。
测距传感器可以是激光测距传感器、红外测距传感器等可以实时测量车辆与障碍物之间距离的传感器，车辆的车头、车尾和车两侧均布置有多个测距传感器，测距传感器测量车辆前后物体与车辆之间的距离并将测量结果传递至中央处理器；中央处理器内设置有控制软件。
中央处理器与车辆的测速系统连接，中央处理器以设定的周期读取车辆的当前车速；控制软件依据当前车速实时计算第一设定值和第二设定值，控制软件将测距传感器的测量结果(选择多个测距传感器的测量结果中数值最小的一个)与第二设定值进行比较，如果测量结果小于第二设定值，中央处理器控制语音播放器发出预警提醒司机注意距离；控制软件将测距传感器的测量结果(选择多个测距传感器的测量结果中数值最小的一个)与第一设定值进行比较，如果测量结果小于第一设定值，中央处理器控制继电器1同步将第一开关2转化为断路、将第二开关3转化为通路，开启自动刹车。
酒精检测仪设置在车辆的驾驶位，酒精检测仪测量当前的酒精浓度并将测量结果传递至中央处理器，控制软件将酒精浓度测量值与第三设定值进行比较，如果酒精浓度测量值大于第三设定值，中央处理器控制继电器1同步将第一开关2转化为断路、将第二开关3转化为通路，开启自动刹车。酒精检测仪在车辆整体电路接通后立即启动，如果驾驶室内酒精浓度超标，车辆的发动机不能被启动，防止酒驾。
虽然说明书中对本发明的实施方式进行了说明，但这些实施方式只是作为提示，不应限定本发明的保护范围。在不脱离本发明宗旨的范围内进行各种省略、置换和变更均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种车辆智能刹车系统，其特征在于：包括中央处理器、开关传感器和双刀双掷继电器，开关传感器安装在车辆加速踏板的极限位置处，开关传感器与中央处理器电连接，双刀双掷继电器内的第一开关连接至车辆的动力系统的电路，第一开关常闭；双刀双掷继电器内的第二开关连接至车辆的刹车组件的电路，第二开关常开；在开关传感器被触发之后，中央处理器控制继电器同步将第一开关转化为断路、将第二开关转化为通路。
2.根据权利要求1所述的车辆智能刹车系统，其特征在于：所述刹车组件包括电机、蜗杆、涡轮和钢绳，电机驱动蜗杆旋转，蜗杆与涡轮啮合，钢绳的一端与涡轮连接，另一端与车辆的刹车杆连接。
3.根据权利要求2所述的车辆智能刹车系统，其特征在于：所述刹车组件还包括复位开关，复位开关为双刀双掷型开关，复位开关和继电器的第二开关串联后接入电机的供电电路；复位开关具有第一位置状态和第二位置状态，当复位开关在第一位置和第二位置之间切换时，电机与电源正负极的连接随之切换。
4.根据权利要求1至3任一所述的车辆智能刹车系统，其特征在于：还包括测距传感器，车辆的车头、车尾和车两侧均布置有多个测距传感器，测距传感器测量车辆前后物体与车辆之间的距离并将测量结果传递至中央处理器；中央处理器内设置有控制软件，控制软件将测距传感器的测量结果与第一设定值进行比较，如果测量结果小于第一设定值，中央处理器控制继电器同步将第一开关转化为断路、将第二开关转化为通路。
5.根据权利要求4所述的车辆智能刹车系统，其特征在于：还包括警报装置，控制软件将测距传感器的测量结果与第二设定值进行比较，如果测量结果小于第二设定值，中央处理器控制警报装置发出预警提醒司机注意距离。
6.根据权利要求5所述的车辆智能刹车系统，其特征在于：中央处理器与车辆的测速系统连接，中央处理器以设定的周期读取车辆的当前车速；所述第一设定值和第二设定值均为变量，控制软件依据当前车速实时计算第一设定值和第二设定值，车速越大第一设定值和第二设定值越大。
7.根据权利要求6所述的车辆智能刹车系统，其特征在于：还包括酒精检测仪，酒精检测仪设置在车辆的驾驶位，酒精检测仪测量当前的酒精浓度并将测量结果传递至中央处理器，控制软件将酒精浓度测量值与第三设定值进行比较，如果酒精浓度测量值大于第三设定值，中央处理器控制继电器同步将第一开关转化为断路、将第二开关转化为通路。
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