CN107878459A - 汽车自动安全滑行节能技术 - Google Patents

Abstract

一种用于汽车自动安全滑行节能技术，由制动踏板系统、微控器、机械滑行节能装置、方向转向器、油门踏板、变速器、集中显示系统和数据传输线组成。本发明主要作为汽车机械滑行节能类装置的安全技术保障、减轻疲劳驾驶以及进一步提高机械节能装置节能减排效果。具有自动巡航节能驾驶及设有不同路况所需级差的巡航滑行节能，本技术具有在高速行驶中，突发突遇险情时的紧急避险，仅靠驾驶者本能反应一踩刹车，就能实现车轮和发动机的双重制动安全避险。

Description

汽车自动安全滑行节能技术

技术领域

本发明涉及一种汽车自动安全滑行节能技术，特别涉及汽车机械滑行节能及舒适性自动巡航驾驶技术。

背景技术

一、国情

石油是工业、交通生存发展的基础，但因人类不断开采而又不能再生的石油，致使石油资源匮乏，特别我国既是石油资源极度缺乏国，更是石油消耗大国，60％靠进口，因而迫使不得不研究节能，特别是交通运输业，石油绝大部分被汽车所消耗，因此，降低汽车油耗刻不容缓。节能减排是国情的需要，在高昂油价面前，省油产品也是成千上万有车族的渴望和期盼。在节能减排大潮中，特别是在汽车业内相互竞争激烈的今天，各汽车制造商都期盼有一种与众不同、技高一筹以安全为前提而具有高节能减排的拳头技术，集于自己汽车之中。

二、汽车节能类型

汽车的节能涉及多方面多环节，其大体分类如下：

1.减轻车体自身重量性节能；

2.降低车身风阻性节能；

3.采用磁化、红外线等技术改变燃料分子结构，使之充分燃烧性节能；

4.采用化学外加剂助燃及减少积碳性节能；

5.改变发动机性能结构、减少排量、加装涡轮增压、发动机多点喷射及点火、增加进排气量等性能性节能，使发动机对燃料燃烧充分彻底及提高动力性能，在这些节能技术中，有的不仅无明显节能效果，反对发动机存在一定损害，缩短汽车的使用寿命。

6.值得重点一提的是另一类汽车节能技术“汽车机械滑行节能”，该类汽车机械滑行节能早源于上世纪80年代末，该类汽车机械滑行节能是在汽车传动系统变速箱外加装机械滑行装置，该装置分输入轴和输出轴，当对汽车加速时，输入轴和输出轴进行啮合，当车速达所控时速时，立即松开油门踏板，汽车借助强大惯力实现滑行节能(即省的是滑行时油耗，而怠速油耗仍在继续燃烧)，汽车在滑行中因风阻及车轮与地面摩擦使车速逐渐下降，而需再加速→再滑行，如此周而复始循环的特殊驾驶方式(易疲劳驾驶)实现节能，其节能率高达30-50％，这对汽车节能减排不能不说是个奇事。该汽车机械滑行节能装置的面市，改写了汽车不能：空挡滑行”百年史的禁区，改写了因“不能空挡滑行”禁区庇护下蕴藏着极大节能空间。这是机械滑行节能装置的优点，但又存在行车中不安全隐患的致命性缺点。

三、安全类

1.汽车紧急避险刹车补充装置，公开号：CN201245142Y，该装置是在汽车底部另设一种抓勾式紧急避险装置，其装置以用抓体结构落下抓路面实现紧急避险，其技术出发点是好的，但其该技术不可能达到类飞机在航母着舰(有钢绳)效果，特别是在水泥路面，该技术是不可能抓入路面下，也许在泥土路、沥青路有其效果，但会破坏公共设施。

2.机械滑行节能装置的避险类：

(1)倒车器，专利号200520089645.3，该技术虽可恢复机械滑行节能装置与传动系统的连接，但其倒车器在恢复传动系统连接之前需经过：加速→等待输入与输出同步→才能用手按动转换开关→然后倒车器拨叉才能移位”恢复传动系统的连接等系列缓慢复杂操作程序，因此，倒车器不但不能解决汽车的紧急避险，反有可能因其复杂操作，特别是加速环节，加速险情发生。外加突遇险情时，无足够时间进行缓慢操作，以及驾驶者多处于慌乱状态，甚至大脑处于一片空白，不可能有清醒头脑及时间进行复杂操作。因此在緊危时刻，需要的是一种简便、仅靠驾驶者本能反应(踩刹车)，就能快速、精准的产生系列连锁反应，在对车轮制动的同时，又能实现汽车低速一档发动机的反牵制动和车轮制动的双重紧急避险。

(2)车辆自动惯性滑行的方法及系统，公开号：CN1930412A，该技术是利用变速箱实现滑行节能，从节能角度讲，这也是该技术的优点。但从滑行安全这个角度讲，该技术存在以下缺点：

①行车中突遇险情，事前是不可预料的，解决险情不应是采用油门踏板，而应是制动踏板，才符合常理、符合逻辑；

②该技术在油门踏板有限空间内进行如此细微操作，只能在无障碍、无险情，道路十分良好条件下进行驾驶，而行车途中险情的发生不可预料，突遇险情时驾驶者往往多处于慌乱状态，甚至大脑处于一片空白是不可能进行如此精细化操作，那么解决行车中的安全，特别是突遇险情时的操作，应该越简单越好；

③该技术在为避险时恢复传动系统连接，采取提高发动机的转速去迎合高速旋转的变速箱的输出轴(即轮胎侧)，这可以说是忌讳的，也可说是错误的，不管是一般避险，还是突遇险情时的紧急避险，不是提高转速，而应在瞬间内降低变速箱输出轴转速去与低转速的发动机同步恢复传动系统的连接；

④该技术为实现滑行节能，采取的执行件是汽车变速箱，但由于滑行节能是通过加速→滑行→再加速→再滑行周而复始进行，每小时约需240-360次的反复机械刚性磨损(非滑行节能的汽车，在行车中，变速箱齿轮不会如此频繁分与合，特别是在高速路上)，这将会使变速箱齿轮的使用寿命至少缩短一半，这与机械滑行节能装置相比，机械滑行节能装置在加速和滑行时都是柔性进行，机械磨损小，其制造成本仅是变速箱的10-20分之一，维修时不需拆卸变速箱，其维修费用不仅低，维修更方便。

发明内容

本发明根据现有背景情况和自动变速汽车节能的需要，特别是机械滑行节能装置具有极高的节能率，但又存在难以解决致命的行车不安全隐患，而提供一种汽车自动安全滑行节能技术，其技术专针对，第一、机械滑行节能装置不安全的解决方法；第二、在机械滑行节能的基础上进一步提高节能率；第三、自动循环巡航舒适性驾驶。

本发明汽车自动安全滑行节能技术，根据图1、图2中，为制动踏板系统、油门踏板与微控器之间的关系及微控器与制动器、机械滑行节能装置的电磁铁、发动机、变速器、方向转向器分别通过数据传输线进行连接和控制，并对显示系统的机械滑行节能装置输入输出转速、发动机转速、车速、障碍储存、障碍报警分别通过数据传输线连接及显示。所述的制动踏板系统，分别由制动踏板的减速级件、减速传感器、降档级件、降档传感器、避险级件、避险传感器、制动器组成，其减速传感器、降档传感器、避险传感器分别通过数据传输线与微控器连接，微控器通过数据传输线与制动器连接。所述的微控器，在其微控器内分别编程设有以下控制程序：

一、循环巡航滑行节能的不同控制级差和超速档以供不同路况和行驶速度所需，比如高速道、国道、乡间泥泞道、市区人群拥挤道。在每个级差范围内，又分别设有上限值和下限值，所述的级差的进入是通过踩踏制动踏板或油门踏板实现。

根据本发明方法实施例1，在行车起步时，由驾驶者踩踏油门踏板，当加速达所需速度级差范围内(比如级差3)便松开油门踏板，这时汽车机械滑行节能装置借助车体惯性向前滑行节能，滑行时，发动机的点火器和电磁阀喷油器自动熄火断油，此时既节省滑行期间的油耗，又节省了怠速油耗，发动机的点火器和电磁阀喷油器自动熄火断油时，微控器便向方向转向器发出指令，使方向机仍维持轻便、灵活的操控效果。汽车在滑行中，因受风阻和车轮与地面的摩擦使车速逐渐下降，当车速下降到该级差范围内的下限值时，微控器便向发动机发出启动指令，使发动机的点火器和电磁阀喷油器自动点火及喷油，如此周而复始交替自动巡航滑行节能。

根据本发明方法实施例2，在行车途中，若因道路或人群拥挤的路面，通过踩踏制动踏板的减速级件、减速传感器通过数据传输线将其信号传至微控器，微控器便向制动器发出控制指令减速行驶同时，也向变速器发出降档级差行驶。

根据本发明方法实施例3，在行车途中，上坡或下坡时，驾驶者踩踏制动踏板的降档级件后，降档传感器通过数据传输线将其信号传输至微控器后，微控器便向变速器发出降档指令，将其档位降至所需速度的循环巡航级差范围行驶。

二、紧急避险控制：终止巡航滑行、制动车速瞬间下降、高档位在瞬间内降至低速一档、恢复传动系统连接。

根据本发明方法实施例4，在行车途中突遇险情时，仅靠驾驶者本能反应踩踏制动踏板避险级件，则避险传感器通过数据传输线将其信号传输至微控器，微控器在瞬间内便分别发出控制指令，使档位瞬间下降至低速一档的同时、自动终止巡航滑行、电磁铁断电，电磁铁断电后，使主动盘棘爪在主动盘棘爪弹簧的作用下，主动盘棘爪被弹出，主动盘棘爪与主动内棘轮啮合恢复传动系统连接，啮合时在主动盘减震弹簧的柔性作用下，实现啮合时减震，达到对车轮制动和发动机机械反牵制动的双重紧急避险。

三、DSP动态监控：分别对制动踏板的不同级件、不同循环巡航级差、发动机转速、机械滑行节能装置的输入轴和输出轴转速是否同步进行实时监控、检测、对比、分析、判断、计算及优化处理后，微控器分别对机械滑行节能装置的输入轴和输出轴转速在同步时，向机械滑行节能装置的电磁阀发出断电或通电指令，及对发动机的点火器和电磁阀喷油器进行自动点火和供油或自动断油熄火，实现对机械滑行节能和紧急避险的最佳自动控制。

四、显示系统：为机械滑行节能装置的输入轴和输出轴转速是否同步、车速、故障存储、障故显示及故障报警。

根据图3、图4、图5中，为汽车自动安全滑行节能技术的机械滑行节能装置，其优点，制造成本仅是变速箱的10-20分之一，安装及维修比变速箱方便，不需拆卸变速箱。其装置中与滑行节能和紧急避险直接有关的主要部件有输入轴和输出轴，输入轴被人为从左至右分为A、B、C三段，A段为输入轴的主动盘，在主动盘上分别设有电磁铁、主动盘棘爪、主动盘棘爪弹簧、主动盘棘爪减震弹簧、主动内棘轮；B段为加速滑行盘，在加速滑行盘上，分别设有棘爪、棘爪减阻弹簧、棘爪减震弹簧、加速滑行内棘轮。输入轴A段主动盘上的所有组件不参与滑行节能，只用于倒车或紧急避险恢复传动系统的连接；输入轴B段的加速滑行盘上的所有组件直接参与滑行节能；C段为输入轴与输出轴连接。

根据本发明方法实施例5，其滑行节能的实现是通过加速滑行盘的棘爪在减阻弹簧的作用下，将其棘爪弹出，弹出的棘爪与加速滑行内棘轮啮合，实现加速，由于滑行节能装置的输入轴与输出轴是在不同步状态下进行啮合，故其啮合具有一定的撞击性，尽管如此，但在加速滑行减震弹簧作用下，实现柔性啮合。当加速达所需级差范围内的上限值，在微控器控制程序指令下，使发动机的点火器和电磁阀喷油器自动断油熄火，此时汽车车体借助惯性向前滑行，滑行时，加速滑行内棘轮在棘爪的背面旋过，旋过时，棘爪腹侧的减阻弹簧呈柔性下缩，故实现柔性无阻滑行。

附图说明

图1为本发明制动踏板与微控器示图

图2为微控器与相关组件框图

图3为机械滑行节能装置结构示图

图4为图3主动盘截面示图

图5为图3滑行加速盘截面示图

附图组件

制动踏板系统1、制动踏板1-1、减速级件1-1-1、减速传感器1-1-2、降档级件1-1-3、降档传感器1-1-4、避险级件1-1-5、避险传感器1-1-6、制动器1-2、微控器2、机械滑行节能装置3、输入轴3-1、主动盘3-1-1、电磁铁3-1-2、主动盘棘爪3-1-3、主动盘棘爪弹簧3-1-4、主动盘棘爪减震弹簧3-1-5、主动内棘轮3-1-6、加速滑行盘3-1-7、棘爪3-1-8、棘爪减阻弹簧3-1-9、棘爪减震弹簧3-1-10、加速滑行内棘轮3-1-11、输出轴3-2、发动机4、点火器4-1、电磁阀喷油器4-2、油门踏板5、变速器6、方向转向器7、显示系统8的输入轴输出轴转速8-1、发动机转速8-2、车速8-3、障碍储存8-4、障碍报警8-5、数据传输线9。

具体实施方式

本发明汽车自动安全滑行节能技术，根据图1、图2中，为制动踏板系统1、油门踏板5与微控器2之间的关系及微控器2与制动器1-2、机械滑行节能装置3的电磁铁3-1-2、发动机4、变速器6、方向转向器7分别通过数据传输线9进行连接和控制，并对显示系统8的输入轴输出轴转速8-1、发动机转速8-2、车速8-3、障碍储存8-4、障碍报警8-5分别通过数据传输线9连接及显示。所述的制动踏板系统1，分别由制动踏板1-1的减速级件1-1-1、减速传感器1-1-2、降档级件1-1-3、降档传感器1-1-4、避险级件1-1-5、避险传感器1-1-6、制动器1-2组成，其减速传感器1-1-2、降档传感器1-1-4、避险传感器1-1-6分别通过数据传输线9与微控器2连接，微控器2通过数据传输线9与制动器1-2连接。所述的微控器2，在其内分别编程设有以下控制程序：

一、循环巡航滑行节能的不同控制级差和超速档以供不同路况和行驶速度所需，比如高速道、国道、乡间泥泞道、市区人群拥挤道。在每个级差范围内，又分别设有上限值和下限值，所述的级差的进入是通过踩踏制动踏板或油门踏板实现。

根据本发明方法实施例1，在行车起步时，由驾驶者踩踏油门踏板5，当加速达所需速度级差范围内(比如级差3)便松开油门踏板5，这时汽车机械滑行节能装置3借助汽车车体惯性向前滑行节能，滑行时，发动机4的点火器4-1和电磁阀喷油器4-2自动熄火断油，此时既节省滑行期间的油耗，又节省了怠速油耗，发动机4的点火器4-1和电磁阀喷油器4-2自动熄火断油时，微控器2便向方向转向器7发出指令，使方向机仍维持轻便、灵活的操控效果。汽车在滑行中，因受风阻和车轮与地面的摩擦使车速逐渐下降，当车速下降到该级差范围内的下限值时，微控器2便向发动机4发出启动指令，使发动机4的点火器4-1和电磁阀喷油器4-2点火及喷油，如此周而复始交替自动巡航滑行节能。

根据本发明方法实施例2，在行车途中，若因道路或人群拥挤的路面，通过踩踏制动踏板1-1的减速级件1-1-1、减速传感器1-1-2通过数据传输线9将其信号传至微控器2，微控器2向制动器1-2发出控制指令减速行驶的同时，也向变速器6发出降档级差行驶。

根据本发明方法实施例3，在行车途中，上坡或下坡时，驾驶者踩踏制动踏板1-1的降档级件1-1-3后，降档传感器1-1-4通过数据传输线9将其信号传输至微控器2后，微控器2便向变速器6发出降档指令，将其档位降至所需速度的循环巡航级差范围行驶。

二、紧急避险控制：终止巡航滑行、制动车速瞬间下降、高档位瞬间降至低速一档、恢复传动系统连接。

根据本发明方法实施例4，在行车途中突遇险情时，仅靠驾驶者本能反应踩踏制动踏板避险级件1-1-5，则避险传感器1-1-6通过数据传输线9将其信号传输至微控器2，微控器2在瞬间内便分别发出控制指令，使档位瞬间下降至低速一档的同时、自动终止巡航滑行、电磁铁3-1-2断电，电磁铁3-1-2断电后，使主动盘棘爪3-1-3在主动盘棘爪弹簧3-1-4的作用下，主动盘棘爪3-1-3被弹出，主动盘棘爪3-1-3与主动内棘轮3-1-6啮合恢复传动系统的连接，啮合时在主动盘减震弹簧3-1-5的柔性作用下，实现啮合时减震，达到对车轮和发动机机械反牵制动的双重紧急避险。

三、DSP动态监控：分别对制动踏板1-1的不同级件、不同循环巡航级差、发动机转速8-1、机械滑行节能装置3的输入轴和输出轴转速是否同步进行实时监控、检测、对比、分析、判断、计算及优化处理后，微控器2分别对机械滑行节能装置3的输入轴3-1和输出轴3-2转速在同步时，向机械滑行节能装置3的电磁阀3-1-2发出断电或通电指令，及对发动机4的点火器4-1和电磁阀喷油器4-2进行自动点火和供油或自动断油熄火，实现对机械滑行节能和紧急避险的最佳自动控制。

四、显示系统8：为机械滑行节能装置3的输入和输出转速8-1、车速8-2、故障存储8-3、故障显示8-4及故障报警8-5。

根据图3、图4、图5中，为汽车自动安全滑行节能技术的机械滑行节能装置3，其优点，制造成本仅是变速箱的10-20分之一，安装及维修比变速箱方便，不需拆卸变速箱。其装置中与滑行节能和紧急避险直接有关的主要部件有输入轴3-1和输出轴3-2，输入轴3-1被人为从左至右分为A、B、C三段，A段为输入轴3-1的主动盘3-1-1，在主动盘3-1-1上分别设有电磁铁3-1-2、主动盘棘爪3-1-3、主动盘棘爪弹簧3-1-4、主动盘棘爪减震弹簧3-1-5、主动内棘轮3-1-6；B段为加速滑行盘3-1-7，在加速滑行盘3-1-7上，分别设有棘爪3-1-8、棘爪减阻弹簧3-1-9、棘爪减震弹簧3-1-10、加速滑行内棘轮3-1-11。输入轴3-1A段主动盘3-1-1上的所有组件不参与滑行节能，只用于倒车或紧急避险恢复传动系统的连接；输入轴B段的加速滑行盘3-1-7上的所有组件直接参与滑行节能；C段为输入轴3-1与输出轴3-2连接。

根据本发明方法实施例5，其滑行节能的实现是通过加速滑行盘3-1-7的棘爪3-1-8在减阻弹簧3-1-9的作用下，将其棘爪3-1-8弹出，弹出的棘爪3-1-8与加速滑行内棘轮3-1-11啮合，实现加速，由于机械滑行装置3的输入轴3-1与输出轴3-2是在不同步状态下进行啮合，故其啮合具有一定的撞击性，尽管如此，但在加速滑行减震弹簧3-1-10作用下，实现柔性啮合。当加速达所需级差范围内的上限值，在微控器2控制程序指令下，使发动机4的点火器4-1和电磁阀喷油器4-2自动断油熄火，此时汽车车体借助惯性向前滑行，滑行时，加速滑行内棘轮3-1-11在棘爪3-1-8的背侧旋过，旋过时，棘爪3-1-8腹侧的减阻弹簧3-1-9呈柔性下缩，实现柔性无阻滑行。

本发明的优特点、适用、技术范围：

1、优特点：

采用本发明的特殊制动踏板与微控器的编程程序控制具有以下优点：

第一、解决了机械滑行节能装置的不安全隐患，改写百年不能空挡滑行禁区史，实现机械滑行节能造福于人类成为现实；

第二、达到了自动巡航舒适性驾驶；

第三、在机械滑行节能率的基础上，进一步提高了节能效果，即滑行时零油耗行驶。

2、适用：

(1)本发明是汽车机械滑行节能类的安全控制技术，适用于自动变速和手自一体的汽车；

(2)适用于汽、柴油车以及电动汽车，或以此技术为核心，重新开发一款别具一格的高效节能减排品牌车型。

(3)本技术还可采用开关式，比如减速开关、降档开关、避险开关及遥控控制等实现机械安全滑行节能和紧急避险均属本技术范畴；

(4)本发明中的技术并非仅限已用的文字范围，多种进一步的变化和修改都有可能。

Claims (4)

1.一种用于汽车自动安全滑行节能技术的技术方法，其特征在于：制动踏板系统(1)，微控器(2)，机械滑行节能装置(3)，发动机(4)，油门踏板(5)，变速器(6)，方向转向器(7)，显示系统(8)、数据传输线(9)组成。

2.根据权利要求(1)所述汽车自动安全滑行节能技术，其特征在于：制动踏板系统(1)由制动踏板(1-1)和制动器(1-2)构成，其制动踏板(1-1)又分别由减速级件(1-1-1)、减速传感器(1-1-2)、降档级件(1-1-3)、降档传感器(1-1-4)、避险级件(1-1-5)、避险传感器(1-1-6)组成：

其中：制动踏板系统(1)的减速级件(1-1-1)与减速传感器(1-1-2)连接，减速传感器(1-1-2)通过数据传输线(9)与微控器(2)连接，降档级件(1-1-3)与降档传感器(1-1-4)连接，降档传感器(1-1-4)通过数据传输线(9)与微控器(2)连接，避险级件(1-1-5)与避险传感器(1-1-6)连接，避险传感器(1-1-6)通过数据传输线(9)与微控器(2)连接，微控器(2)通过数据传输线(9)与制动器(1-2)连接。

3.根据权利要求(1)所述汽车自动安全滑行节能技术，其特征在于：微控器(2)内分别编程设有循环巡航滑行节能控制、紧急避险控制、DSP动态监控控制程序：

其中：在每个循环巡航滑行节能控制级差范围内，分别设有上限值和下限值；紧急避险控制中分别设有，终止巡航滑行、制动车速急剧下降、高档位快速降至低速一档、滑行节能装置输入输出同步恢复传动系统连接；DSP动态监控控制程序，分别对制动踏板(1-1)的不同级件、不同循环巡航级差、发动机转速(8-1)、机械滑行节能装置(3)的输入轴和输出轴转速进行实时监控、检测、对比、分析、判断、计算及优化处理。

4.所述的机械滑行节能装置(3)，其特征在于，由输入轴(3-1)和输出轴(3-2)组成：

其中：输入轴(3-1)从左至右分为A、B、C三段，A段及B段与滑行节能和紧急避险直接有关，A段为主动盘(3-1-1)，在主动盘(3-1-1)上设有电磁铁(3-1-2)、主动盘棘爪(3-1-3)、主动盘棘爪弹簧(3-1-4)、主动盘棘爪减震弹簧(3-1-5)、主动盘内棘轮(3-1-6)，在输入轴(3-1)的B段为加速滑行盘(3-1-7)、在加速滑行盘(3-1-7)上设有棘爪(3-1-8)、棘爪减震弹簧(3-1-10)、棘爪减阻弹簧(3-1-9)、加速盘内棘轮(3-1-11)。