CN107685724A - 防抱死刹车机构及具有该机构的车辆、防抱死刹车方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防抱死刹车机构及具有该机构的车辆、防抱死刹车方法；所述机构包括：车轮转速检测部；所述车轮转速检测部用于检测车轮转速并将检测信息发送到刹车控制部；与车辆刹车部相连接的刹车释放部；所述刹车释放部包括动力产生部件和动力传递部件；所述动力产生部件经由所述动力传递部件连接所述车辆刹车部；与所述车轮转速检测部和所述刹车释放部相连接的刹车控制部；所述刹车控制部基于所述车轮转速检测部发送过来的检测信息获得车轮抱死状态，并根据车轮抱死状态控制所述刹车释放部的动作本发明能够更为有效可靠的防止因刹车操作力量过大造成车轮抱死车辆失控的情况发生。

Description

防抱死刹车机构及具有该机构的车辆、防抱死刹车方法

技术领域

本发明涉及一种防抱死刹车机构、配置有该防抱死刹车机构的车辆，以及一种防抱死刹车方法。

背景技术

防抱死刹车系统(anti-lock brake system)，简称ABS，其作用是在车辆制动时，使车轮不被抱死，提高刹车时车辆的安全性和操控能力。

现有技术中常见的防抱死刹车机构包括：①固定阈值压力泄压式ABS，该种ABS预先通过调节预设刹车压力阈值，当实施于刹车回路的压力超过预设刹车压力阈值时，泄压阀旁路，以使刹车压力达到不致刹车抱死的目的，成本低，但开环控制，效果差，不能真正做到随路面铺装和车辆载荷变化而改变的防抱死刹车；②传统机械液压式ABS，比如本田公司的全机械液压式摩托车ABS，利用飞轮离心力开关液压回路来实现对车轮刹车的防抱死功能，成本高，制造难度大，维修困难，效果一般；③电子液压式ABS，以博世公司的产品为代表，通过微处理器来对刹车液压回路进行压力调节达到防抱死的目的，技术先进，效果好，但是成本高、制造难度大、只适用于液压式刹车系统。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种防抱死刹车机构，以及具有该机构的车辆，其能够更为有效可靠的防止因刹车操作力量过大造成车轮抱死车辆失控的情况发生，本发明同时还提供了一种防抱死刹车方法。

本发明的技术方案是：

一种防抱死刹车机构，包括：

车轮转速检测部；所述车轮转速检测部用于检测车轮转速并将检测信息发送到刹车控制部；

与车辆刹车部相连接的刹车释放部；所述刹车释放部包括动力产生部件和动力传递部件；所述动力产生部件经由所述动力传递部件连接所述车辆刹车部；

与所述车轮转速检测部和所述刹车释放部相连接的刹车控制部；所述刹车控制部基于所述车轮转速检测部发送过来的检测信息获得车轮抱死状态，并根据车轮抱死状态控制所述刹车释放部的动作；

进一步地，当车轮处于刹车抱死状态，所述刹车控制部控制所述刹车释放部产生作用于所述车辆刹车部的防抱死作用力，通过该防抱死作用力以抵消部分或全部刹车力；

进一步地，当车轮解除刹车抱死状态，所述刹车控制部控制所述刹车释放部卸载作用于车辆刹车部的防抱死作用力，刹车力恢复到由驾驶员控制的力度来决定；

进一步地，所述动力传递部件包括衔接部件、具有可调空间的主体部件、以及设置在所述主体部件第一端上的连接部件；所述衔接部件具有伸出至所述主体部件第二端之外的端部一，以及置于所述可调空间内的端部二；所述衔接部件能够在所述可调空间内往复运动；

进一步地，所述连接部件和所述端部二的其中一个与所述动力产生部件相连接，另一个与所述车辆刹车部相连接；通过改变所述可调空间的大小或长度，能够满足当驾驶员的刹车力超过预设刹车力时车辆仍然能够完成正常刹车操作；

进一步地，

所述主体部件包括用于界定所述可调空间的套体、第一端盖和第二端盖；通过改变第一端盖和/或第二端盖在所述套体上的安装位置，进而改变所述可调空间的大小或长度；

进一步地，

所述动力产生部件包括电机驱动电源和电机；

所述刹车控制部具有休眠状态和工作状态；所述刹车控制部在车辆停驶一段时间后进入休眠状态，已经进入休眠状态后，根据收到的车轮滚动信号重新进入工作状态。

一种车辆，具有上述任一项所述的防抱死刹车机构；

进一步地，所述车辆具有车架和与车架连接的车辆刹车部；所述防抱死刹车机构与所述车辆刹车部相连接；所述车辆还具有离合器电磁阀或刹车电磁阀；当车轮处于刹车抱死状态，所述刹车控制部控制离合器电磁阀或刹车电磁阀动作。

一种防抱死刹车方法，包括如下步骤：

检测车轮转速；

根据车轮转速检测信息获得车轮抱死状态；

当车轮处于刹车抱死状态，产生作用于车辆刹车部的防抱死作用力，通过该防抱死作用力以抵消部分或全部刹车力；当车轮解除刹车抱死状态，卸载作用于车辆刹车部的防抱死作用力，刹车力恢复到由驾驶员控制的力度来决定。

由于采用了上述技术方案，本发明提供的防抱死刹车机构及具有该机构的车辆、防抱死刹车方法，其能够更为有效可靠的防止因刹车操作力量过大造成车轮抱死车辆失控的情况发生，可以做到随路面铺装和车辆载荷变化而改变的防抱死刹车。

附图说明

图1是本发明实施例1的防抱死刹车机构的结构示意图；

图2是本发明实施例2的防抱死刹车机构的结构示意图；

图3是现有车轮转速检测装置的结构示意图；

图4是本发明所述防抱死刹车机构的结构框图；

图5、图6是本发明所述动力传递部件的结构示意图；

图7是本发明所述防抱死刹车方法的流程图。

图中：1、安装部件，2、电机，4、刹车手柄，5、动力传递部件，6、脚踏刹车机构，7、车架，8、刹车臂，9、ABS传感器，10、车轮轮胎，11、轮圈，12、ABS齿圈，13、车轴，51、衔接部件，52、可调空间，53、主体部件，54、连接部件，55、套体，56、第一端盖，57、第二端盖，58、端部一，59、端部二。

具体实施方式

为了更清楚的说明本发明的实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1是本发明实施例1的防抱死刹车机构的结构示意图，图4是本发明所述防抱死刹车机构的结构框图，如图1和图4所示，该防抱死刹车机构包括车轮转速检测部、与车辆刹车部相连接的刹车释放部、以及与所述车轮转速检测部和所述刹车释放部相连接的刹车控制部；所述车轮转速检测部用于检测车轮转速并将检测信息发送到刹车控制部；所述刹车释放部包括动力产生部件和动力传递部件5；所述动力产生部件经由所述动力传递部件5连接所述车辆刹车部；所述刹车控制部基于所述车轮转速检测部发送过来的检测信息获得车轮抱死状态，并根据车轮抱死状态控制所述刹车释放部的动作；实施例1中的防抱死刹车机构针对于车辆刹车部为刹车手柄4的应用；图2是本发明实施例2的防抱死刹车机构的结构示意图，如图2和图4所示，实施例2中的防抱死刹车机构针对于车辆刹车部为脚踏刹车机构6的应用；本发明能够更为有效可靠的防止因刹车操作力量过大造成车轮抱死车辆失控的情况发生，可以做到随路面铺装和车辆载荷变化而改变的防抱死刹车。

本发明所述车辆可以为带有电池的人力自行车、电动自行车、摩托车、电动摩托车、带有车辆刹车部如手动或脚踏制动机构的车辆、其它两轮车、三轮车等；所述刹车控制部可以包括微处理器、单片机、FPGA、微型电脑、智能手机等；车辆刹车部可以为刹车手柄4、脚踏刹车机构6；车辆刹车部可以通过安装部件1与车架7相连接。本发明适用于新出厂的车辆加装防抱死刹车(ABS)功能，也适用于已经出厂但没有防抱死刹车(ABS)的车辆改装，适用于纯机械式的刹车机构加装防抱死刹车(ABS)功能，也适用于液压或气压式刹车机构加装防抱死刹车(ABS)功能。

本发明当车轮处于刹车抱死状态，所述刹车控制部控制所述刹车释放部产生作用于所述车辆刹车部的防抱死作用力，通过该防抱死作用力以抵消部分或全部刹车力，进而防止车辆因车轮刹车抱死而失控的现象发生；根据车轮转速检测部发出的检测结果，该检测结果可以为车轮转速脉冲信号，当刚才还在以某一车速滚动的车轮突然在指定的时间内没有车轮转速脉冲信号出现时，则可以判断出车轮有没有因刹车力量过大而发生抱死，一旦发生不合理的车轮刹车抱死情况，刹车控制部则会启动刹车释放部，具体地，刹车释放部的动力产生部件输出动力经由动力传递部件5作用于车辆刹车部，比如动力产生部件通过电机2转动反向拉动刹车手柄4和/或脚踏刹车机构6以达到释放刹车力的目的，进而抵消掉部分或全部刹车力，该刹车力是由驾驶员操作刹车时施加的；当车轮解除刹车抱死状态时和/或后，所述刹车控制部控制刹车释放部卸载作用于车辆刹车部的防抱死作用力，刹车力恢复到由驾驶员控制的力度来决定。

图5、图6示出了本发明所述动力传递部件5的结构示意图，如图5和图6所示，作为本发明的优选实施例，所述动力传递部件5包括衔接部件51、具有可调空间52的主体部件53、以及设置在所述主体部件53第一端上的连接部件54；所述衔接部件51具有伸出至所述主体部件53第二端之外的端部一58，以及置于所述可调空间52内的端部二59；所述衔接部件51能够在所述可调空间52内往复运动；通过可调空间52的配置，能够满足当驾驶员的刹车力超过预设刹车力时车辆仍然能够完成正常刹车操作，这里的预设刹车力为驾驶员能够施加的最大刹车力，具体地，可以通过改变所述可调空间52的大小或长度来实现；当本发明所述防抱死刹车机构工作时，相当于衔接部件51已置于如图6所示的位置，即衔接部件51除了端部二59，其余部分均伸出至所述主体部件53第二端之外，端部二59一直被容置在可调空间52内，此时，动力产生部件的防抱死作用力将直接传递至车辆刹车部；优选地，所述衔接部件51可以为滑杆或拉杆，图5和图6示出的衔接部件51即为滑杆或拉杆结构；优选地，所述主体部件53包括用于界定所述可调空间52的套体55、第一端盖56和第二端盖57，所述套体55与所述衔接部件51之间可以具有间隙；通过改变第一端盖56和/或第二端盖57在所述套体55上的安装位置，进而改变所述可调空间52的大小或长度；所述动力传递部件5也可以采用顶杆、拉索、皮带、链条、绞盘、齿轮、钢索、棘轮、牵引绳等进行替代；优选地，当所述衔接部件51为滑杆时，所述衔接部件51与所述可调空间52之间采用滑动连接，可以通过在滑杆外壁上设置滑轨，该滑轨与设置在可调空间52内壁上的滑道相配合；当所述衔接部件51为拉杆时，衔接部件51外壁上也可以设置与可调空间52内壁相接触的突出部，以避免拉杆运动时发生摇晃；优选地，所述连接部件54和所述端部二59的其中一个与所述动力产生部件相连接，另一个与所述车辆刹车部相连接，即可以连接部件54与动力产生部件相连接，衔接部件51与车辆刹车部相连接，也可以衔接部件51与动力产生部件相连接，连接部件54与车辆刹车部相连接。

作为本发明的优选实施例，所述刹车控制部可以具有休眠状态和工作状态；所述刹车控制部在车辆停驶一段时间后进入休眠状态，已经进入休眠状态后，根据收到的车轮滚动信号重新进入工作状态，具体地，当长时间检测不到车轮动作时，并确认车辆车速的绝对值已经低于预设值时关断电机2供电，刹车控制部进入休眠状态以达到减少电力消耗的目的；刹车控制部如微处理器进入休眠状态，以减少对电池电量的消耗，此时电机2转动轴停留在初始位置静止；当刹车控制部进入休眠状态后，一旦其中任意一个车轮动作，则会激发一个脉冲信号进入刹车控制部的中断请求，刹车控制部收到该请求后立即从睡眠状态中醒来，打开电机驱动电源；在车辆处于停驶状态，车辆的防抱死刹车离合器处于分离状态，动力传递部件5处于释放状态，所述防抱死刹车机构不会影响普通刹车系统的正常工作，电机2转动轴停留在初始位置。

作为本发明的优选实施例，所述动力产生部件包括电机驱动电源和电机2；本发明所述电机2的转动角度可知；所述动力产生部件包括的电机2可以是直流电机、步进电机、直流伺服电机、交流电机、交流伺服电机等；作为本发明的优选实施例，电机2可以带有减速机，通过增加减速机可以增大电机2输出轴的扭矩，以便可以使用扭矩稍小速度较高的稍小功率电机。

作为本发明的优选实施例，车轮未发生刹车抱死状态时所述电机2不通电，比如车辆处于正常行驶状态或在车辆停驶一段时间后，所述电机2不通电，此时，车辆刹车部的动作跟随着驾驶员的动作，同未增加本发明所述防抱死刹车机构一样；本发明在车辆停驶一段时间以后，这里的一段时间可以事先设定，长时间收不到车轮转速检测信号，电机驱动电源关断，动力传递部件5处于释放状态，比如图5示出的动力传递部件5的状态。

本发明所述车轮转速检测部可以直接使用现有技术中已应用在汽车、摩托车、飞机起落架等行业的车轮转速检测装置，具体地，所述车轮转速检测部可以包括：设置于车轮上的ABS齿圈12，以及ABS传感器9；所述ABS齿圈12上的每个齿牙靠近或离开ABS传感器9时，所述ABS传感器9输出产生电压跳变，通过此电压跳变送便于进行车轮是否抱死的判断，图3示出了现有车轮转速检测装置的结构示意图，如图3所示，车辆包括车架7、刹车臂8、ABS传感器9、车轮轮胎10、轮圈11、ABS齿圈12和车轴13；所述车架7还可以具有减震器、摇臂、车平叉等；所述刹车臂8还可以是刹车碟、V刹刹车结构等；ABS传感器9可以是磁电感应式、光电式、霍尔效应感应式等；所述轮圈11用于V刹车，还可以是刹车碟、刹车鼓等；ABS齿圈12可以采用开槽、打孔、或凹凸齿形的形式。本发明所述车轮转速检测部至少有一个，可以每个车轮均对应配置一车轮转速检测部；在当前车速超过预设最低防抱死保护车速，且任一车轮转速检测部在合理时间内均没有任何脉冲信号发送到刹车控制部时(在这么短的时间内至少有一个车轮是不可能突然快速下降转速如此之猛)，则确定车轮处于刹车抱死状态，刹车控制部立即驱动电机2转动(刹车释放部的动力产生部件)产生一个与刹车力方向相反的扭矩(防抱死作用力)，以抵消驾驶员握刹车手柄4或脚踩脚踏刹车机构6的力矩，以便重新让车轮滚动起来，避免车轮被刹车机构抱死现象的持续，电机2需要走位的距离和时间速度事先设置并实施，一旦到达电机2连续工作的最大允许作用时间或角度，则要控制电机2反向转动；当车轮转速检测部重新输出脉冲信号，或当车速经过合理的最强减速后仍未有车轮恢复转动的信号，或电机2已经施加与刹车力反向的防抱死作用力，且超过最大允许刹车释放时间值或角度后，则认为车轮已经重新恢复了转动或车速太低，即车轮解除了刹车抱死状态，进一步地，刹车控制部控制刹车释放部卸载作用于车辆刹车部的防抱死作用力，让电机2驱动轴向初始位置转动，刹车力恢复到由驾驶员控制的力度来决定；当电机2驱动轴转到初始位置后停止给电机2供电。

本发明还提供了一种车辆，其具有上述任一项所述的防抱死刹车机构；优选地，所述车辆具有车架7和与车架7连接的车轮刹车部；所述防抱死刹车机构与所述车轮刹车部相连接；所述车辆还具有离合器电磁阀或刹车电磁阀；当车轮处于刹车抱死状态，所述刹车控制部控制离合器电磁阀或刹车电磁阀动作；车辆刹车部上具有用于连接动力传递部件5的作用力连接点；在车辆处于正常行驶状态或车辆运行速度较低(车轮未发生抱死状态)时，本发明所述机构不会介入到刹车力的控制，此时刹车力的控制和调节完全取决于驾驶员操作的力量。

图7示出了本发明所述防抱死刹车方法的流程图，如图7所示的一种防抱死刹车方法，包括如下步骤：

检测车轮转速；

根据车轮转速检测信息获得车轮抱死状态；

当车轮处于刹车抱死状态，产生作用于车辆刹车部的防抱死作用力，通过该防抱死作用力以抵消部分或全部刹车力；当车轮解除刹车抱死状态，卸载作用于车辆刹车部的防抱死作用力，刹车力恢复到由驾驶员控制的力度来决定

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防抱死刹车机构，其特征在于所述机构包括：

车轮转速检测部；所述车轮转速检测部用于检测车轮转速并将检测信息发送到刹车控制部；

与车辆刹车部相连接的刹车释放部；所述刹车释放部包括动力产生部件和动力传递部件；所述动力产生部件经由所述动力传递部件连接所述车辆刹车部；

与所述车轮转速检测部和所述刹车释放部相连接的刹车控制部；所述刹车控制部基于所述车轮转速检测部发送过来的检测信息获得车轮抱死状态，并根据车轮抱死状态控制所述刹车释放部的动作。

2.根据权利要求1所述的防抱死刹车机构，其特征在于当车轮处于刹车抱死状态，所述刹车控制部控制所述刹车释放部产生作用于所述车辆刹车部的防抱死作用力，通过该防抱死作用力以抵消部分或全部刹车力。

3.根据权利要求1所述的防抱死刹车机构，其特征在于当车轮解除刹车抱死状态，所述刹车控制部控制所述刹车释放部卸载作用于车辆刹车部的防抱死作用力，刹车力恢复到由驾驶员控制的力度来决定。

4.根据权利要求1所述的防抱死刹车机构，其特征在于所述动力传递部件包括衔接部件、具有可调空间的主体部件、以及设置在所述主体部件第一端上的连接部件；所述衔接部件具有伸出至所述主体部件第二端之外的端部一，以及置于所述可调空间内的端部二；所述衔接部件能够在所述可调空间内往复运动。

5.根据权利要求4所述的防抱死刹车机构，其特征在于所述连接部件和所述端部二的其中一个与所述动力产生部件相连接，另一个与所述车辆刹车部相连接；通过改变所述可调空间的大小或长度，能够满足当驾驶员的刹车力超过预设刹车力时车辆仍然能够完成正常刹车操作。

6.根据权利要求4所述的防抱死刹车机构，其特征在于，

所述主体部件包括用于界定所述可调空间的套体、第一端盖和第二端盖；通过改变第一端盖和/或第二端盖在所述套体上的安装位置，进而改变所述可调空间的大小或长度。

7.根据权利要求1所述的防抱死刹车机构，其特征在于，

所述动力产生部件包括电机驱动电源和电机；

所述刹车控制部具有休眠状态和工作状态；所述刹车控制部在车辆停驶一段时间后进入休眠状态，已经进入休眠状态后，根据收到的车轮滚动信号重新进入工作状态。

8.一种车辆，其特征在于所述车辆具有权利要求1至7任一项所述的防抱死刹车机构。

9.根据权利要求8所述的车辆，其特征在于所述车辆具有车架和与车架连接的车辆刹车部；所述防抱死刹车机构与所述车辆刹车部相连接；所述车辆还具有离合器电磁阀或刹车电磁阀；当车轮处于刹车抱死状态，所述刹车控制部控制离合器电磁阀或刹车电磁阀动作。

10.一种防抱死刹车方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：

检测车轮转速；

根据车轮转速检测信息获得车轮抱死状态；

当车轮处于刹车抱死状态，产生作用于车辆刹车部的防抱死作用力，通过该防抱死作用力以抵消部分或全部刹车力；当车轮解除刹车抱死状态，卸载作用于车辆刹车部的防抱死作用力，刹车力恢复到由驾驶员控制的力度来决定。