CN107972729B - 一种电动汽车方向盘转角非连续测试及转向制动系统 - Google Patents

一种电动汽车方向盘转角非连续测试及转向制动系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车方向盘转角非连续测试及转向制动系统，属于汽车安全技术领域，包括转向轴、压电装置和制动组件，转向轴通过凸杆与压电装置连接，压电装置设置在压电固定装置内，压电固定装置设置在壳体内，转向轴与制动组件连接，转向轴和制动组件设置在转向制动座内，转向轴为方向盘转向轴，与方向盘固定在一起。本发明具有转向、显示、智能转向制动等功能，利用压电结构收集转向信号，经过控制系统累加器求出方向盘转角，同时根据车速与转角关系分析汽车安全性，并控制转向制动和ABS制动系统，提高安全性。

Description

一种电动汽车方向盘转角非连续测试及转向制动系统
技术领域
本发明涉及一种汽车方向盘转角测试及安全系统，特别是涉及一种电动汽车方向盘转角非连续测试及转向制动系统，属于汽车安全技术领域。
背景技术
每年汽车事故导致的生命财产损失不可估量，由于汽车侧翻而导致的交通事故占总事故的10％，但是侧翻事故致死率在各种交通事故中比例最高。
发明内容
本发明的主要目的是为了提供一种电动汽车方向盘转角非连续测试及转向制动系统，具有转向、显示、智能转向制动等功能，利用压电结构收集转向信号，经过控制系统累加器求出方向盘转角，同时根据车速与转角关系分析汽车安全性，并控制转向制动和ABS制定系统，提高安全性。
本发明的目的可以通过采用如下技术方案达到：
一种电动汽车方向盘转角非连续测试及转向制动系统，包括转向轴、压电装置和制动组件，所述转向轴通过凸杆与所述压电装置连接，所述压电装置设置在压电固定装置内，所述压电固定装置设置在壳体内，所述转向轴与所述制动组件连接，所述转向轴和所述制动组件设置在转向制动座内，所述转向轴为方向盘转向轴，与方向盘固定在一起。
优选的方案是，所述凸杆包括杆体、滚轮和销轴，所述杆体固定在所述转向轴上，所述滚轮通过所述销轴固定在所述杆体上，所述滚轮围绕所述销轴转动，所述转向轴转动带动所述杆体转动，所述杆体带动所述滚轮转动，所述滚轮与所述压电装置接触，用于对所述压电装置起到推压作用。
在上述任一方案中优选的是，所述压电装置包括转动环、伸缩体、触头、压电座、压电片和固定轴；所述转动环通过所述固定轴固定在所述伸缩体上，所述转动环与所述凸杆的滚轮相接处，所述压电片固定在所述压电座上，所述压电座内部设有导线，将所述压电片产生的电信号传输给车载控制系统。
在上述任一方案中优选的是，所述滚轮推压带动所述转动环转动及所述伸缩体伸缩运动，所述伸缩体伸缩带动所述触头伸缩，所述触头伸缩挤压所述压电片，随着所述转向轴的转动，所述滚轮与所述转动环分离，此时弯曲的所述压电片将给所述触头反作用力，使伸缩体复位。
在上述任一方案中优选的是，所述压电座用于给所述压电装置的伸缩体提供伸缩运动的运动槽，且所述运动槽内设有石墨粉，所述石墨粉具有润滑减小摩擦及发电的作用。
在上述任一方案中优选的是，所述壳体用于固定所述压电座，所述壳体和所述压电座配合用于缓冲震动。
在上述任一方案中优选的是，所述转向制动座用于固定所述制动组件，所述制动组件包括制动片、制动杆、回位弹簧、磁铁、电磁铁和固定框。
在上述任一方案中优选的是，所述制动片为硬橡胶制动片，所述制动片尾部与所述制动杆固定在一起，所述制动杆另一端与所述磁铁连接，所述磁铁左侧与所述回位弹簧连接，所述回位弹簧受压缩对所述电磁铁反作用，所述电磁铁左端与所述磁铁具有同样的磁极。
在上述任一方案中优选的是，所述压电装置产生电信号，电信号传递给计数器，所述计数器将信息传递给转角显示器，所述转角显示器将信号传递给转向预警ECU，所述转向预警ECU同时采集车速传感器的信号，经过分析处理，如果有侧翻危险，转向预警ECU将控制报警提示灯亮，同时控制转向制动和ABS制动系统，对汽车进行紧急制动。
在上述任一方案中优选的是，判断汽车是否具有侧翻的主要参考依据为汽车侧向加速度，所述侧向加速度的计算公式为：
ay＝v2/r
Figure BDA0001452896940000031
Figure BDA0001452896940000032
其中：ay为质心侧向加速度；
r为汽车瞬时转向半径；
b为汽车轮距；
d为汽车轴距；
Figure BDA0001452896940000033
为内侧和外侧车轮转角的平均值；
θ为方向盘转角；
k为车轮转角与方形盘转角转换系数；
当汽车为轿车时：
1)ay<0.7g时，转向预警ECU不发出预警信息，报警提示灯、转向制动和ABS制动系统不工作；
2)ay>0.7g时，转向预警ECU发出预警信息，报警提示灯、转向制动和ABS制动系统工作，提示驾驶员减速慢行，并启动转向制动和ABS制动系统；
当汽车为货车时：
1)ay<0.4g时，转向预警ECU不发出预警信息，报警提示灯、转向制动和ABS制动系统不工作；
2)ay>0.4g时，转向预警ECU发出预警信息，报警提示灯、转向制动和ABS制动系统工作，提示驾驶员减速慢行，并启动转向制动和ABS制动系统。
本发明的有益技术效果：按照本发明的电动汽车方向盘转角非连续测试及转向制动系统，本发明提供的电动汽车方向盘转角非连续测试及转向制动系统，驾驶员转动方向盘带动转动轴转动，转动轴带动凸杆转动，凸杆的滚轮推压压电装置，压电装置产生电信号，电信号传递给计数器，计数器将信息传递给转角显示器，转角显示器将信号传递给转向预警ECU，转向预警ECU同时采集车速传感器的信号，经过分析处理，如果有侧翻危险，转向预ECU将控制报警提示灯亮，同时控制ABS制动和转向制动系统，对汽车进行紧急转向制动；具有转向、显示、智能转向制动等功能，利用压电结构收集转向信号，经过控制系统累加器求出方向盘转角，同时根据车速与转角关系分析汽车安全性，并控制转向制动和ABS制定系统，提高安全性。
附图说明
图1为按照本发明的电动汽车方向盘转角非连续测试及转向制动系统的一优选实施例的整体结构示意图；
图2为按照本发明的电动汽车方向盘转角非连续测试及转向制动系统的一优选实施例的压电装置结构示意图，该实施例可以是与图1相同的实施例，也可以是与图1不同的实施例；
图3为按照本发明的电动汽车方向盘转角非连续测试及转向制动系统的一优选实施例的凸杆结构示意图，该实施例可以是与图1或图2相同的实施例，也可以是与图1或图2不同的实施例；
图4为按照本发明的电动汽车方向盘转角非连续测试及转向制动系统的一优选实施例的检测方向盘的非连续转角示意图，该实施例可以是与图1或图2或图3相同的实施例，也可以是与图1或图2或图3不同的实施例；
图5为按照本发明的电动汽车方向盘转角非连续测试及转向制动系统的一优选实施例的工作示意图，该实施例可以是与图1或图2或图3或图4相同的实施例，也可以是与图1或图2或图3或图4不同的实施例；
图6为按照本发明的电动汽车方向盘转角非连续测试及转向制动系统的一优选实施例的转向预警ECU根据车速和方向盘转角做出判断的理论图，该实施例可以是与图1或图2或图3或图4或图5相同的实施例，也可以是与图1或图2或图3或图4或图5不同的实施例；
图7为按照本发明的电动汽车方向盘转角非连续测试及转向制动系统的一优选实施例的转向制动装置结构示意图，该实施例可以是与图1或图2或图3或图4或图5或图6相同的实施例，也可以是与图1或图2或图3或图4或图5或图6不同的实施例；
图8为按照本发明的电动汽车方向盘转角非连续测试及转向制动系统的一优选实施例的转向制动装置工作示意图，该实施例可以是与图1或图2或图3或图4或图5或图6或图7相同的实施例，也可以是与图1或图2或图3或图4或图5或图6或图7不同的实施例；
图9为按照本发明的电动汽车方向盘转角非连续测试及转向制动系统的一优选实施例的车速、方向盘转角和转向制动力之间的关系图，该实施例可以是与图1或图2或图3或图4或图5或图6或图7或图8相同的实施例，也可以是与图1或图2或图3或图4或图5或图6或图7或图8不同的实施例。
图中：1-转向轴，2-凸杆，3-压电装置，4-压电固定装置，5-壳体，6-转向制动座，7-制动组件，21-杆体，22-滚轮，23-销轴，31-转动环，32-伸缩体，33-触头，34-压电座，35-压电片，71-制动片，72-制动杆，73-回位弹簧，74-磁铁，75-电磁铁，76-固定框。
具体实施方式
为使本领域技术人员更加清楚和明确本发明的技术方案，下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
如图1和图7所示，本实施例提供的一种电动汽车方向盘转角非连续测试及转向制动系统，包括转向轴1、压电装置3和制动组件7，所述转向轴1通过凸杆2与所述压电装置3连接，所述压电装置3设置在压电固定装置4内，所述压电固定装置4设置在壳体5内，所述转向轴1与所述制动组件7连接，所述转向轴1和所述制动组件7设置在转向制动座6内，所述转向轴1为方向盘转向轴，与方向盘固定在一起。
进一步的，在本实施例中，如图3所示，所述凸杆2包括杆体21、滚轮22和销轴23，所述杆体21固定在所述转向轴1上，所述滚轮22通过所述销轴23固定在所述杆体21上，所述滚轮22围绕所述销轴23转动，所述转向轴1转动带动所述杆体21转动，所述杆体21带动所述滚轮22转动，所述滚轮22与所述压电装置3接触，用于对所述压电装置3起到推压作用。
进一步的，在本实施例中，如图2所示，所述压电装置3包括转动环31、伸缩体32、触头33、压电座34、压电片35和固定轴；所述转动环31通过所述固定轴固定在所述伸缩体32上，所述转动环31与所述凸杆2的滚轮22相接处，所述压电片35固定在所述压电座34上，所述压电座34内部设有导线，将所述压电片35产生的电信号传输给车载控制系统；所述滚轮22推压带动所述转动环31转动及所述伸缩体32伸缩运动，所述伸缩体32伸缩带动所述触头33伸缩，所述触头33伸缩挤压所述压电片35，随着所述转向轴1的转动，所述滚轮22与所述转动环31分离，此时弯曲的所述压电片35将给所述触头33反作用力，使伸缩体32复位。
进一步的，在本实施例中，所述压电座34用于给所述压电装置3的伸缩体提供伸缩运动的运动槽，且所述运动槽内设有石墨粉，所述石墨粉具有润滑减小摩擦及发电的作用；所述壳体5用于固定所述压电座34，所述壳体5和所述压电座34配合用于缓冲震动。
进一步的，在本实施例中，如图8所示，所述转向制动座6用于固定所述制动组件7，所述制动组件7包括制动片71、制动杆72、回位弹簧73、磁铁74、电磁铁75和固定框76；所述制动片71为硬橡胶制动片，所述制动片71尾部与所述制动杆72固定在一起，所述制动杆72另一端与所述磁铁74连接，所述磁铁74左侧与所述回位弹簧73连接，所述回位弹簧73受压缩对所述电磁铁75反作用，所述电磁铁75左端与所述磁铁74具有同样的磁极，当所述电磁铁75通电时，所述电磁铁75与所述磁铁74之间产生斥力，所述推动制动杆72和所述制动片71均向左侧移动，并与所述转向轴1接触，使所述转向轴1转动时摩擦力增大，起到阻止转向的作用，所述电磁铁75内部电流越大，阻碍所述转向轴1转动的摩擦力越大，从而起到制动转向的作用。
进一步的，在本实施例中，如图4、图5、图6和图9所示，所述压电装置3产生电信号，电信号传递给计数器，所述计数器将信息传递给转角显示器，所述转角显示器将信号传递给转向预警ECU，所述转向预警ECU同时采集车速传感器的信号，经过分析处理，如果有侧翻危险，转向预警ECU将控制报警提示灯亮，同时控制转向制动和ABS制动系统，对汽车进行紧急制动；判断汽车是否具有侧翻的主要参考依据为汽车侧向加速度，所述侧向加速度的计算公式为：
ay＝v2/r
Figure BDA0001452896940000081
Figure BDA0001452896940000082
其中：ay为质心侧向加速度；
r为汽车瞬时转向半径；
b为汽车轮距；
d为汽车轴距；
Figure BDA0001452896940000083
为内侧和外侧车轮转角的平均值；
θ为方向盘转角；
k为车轮转角与方形盘转角转换系数；
当汽车为轿车时：
1ay<0.7g时，转向预警ECU不发出预警信息，报警提示灯、转向制动和ABS制动系统不工作；
2ay>0.7g时，转向预警ECU发出预警信息，报警提示灯、转向制动和ABS制动系统工作，提示驾驶员减速慢行，并启动转向制动和ABS制动系统；
当汽车为货车时：
1ay<0.4g时，转向预警ECU不发出预警信息，报警提示灯、转向制动和ABS制动系统不工作；
2ay>0.4g时，转向预警ECU发出预警信息，报警提示灯、转向制动和ABS制动系统工作，提示驾驶员减速慢行，并启动转向制动和ABS制动系统。
综上所述，在本实施例中，按照本实施例的电动汽车方向盘转角非连续测试及转向制动系统，本实施例提供的电动汽车方向盘转角非连续测试及转向制动系统，驾驶员转动方向盘带动转动轴转动，转动轴带动凸杆转动，凸杆的滚轮推压压电装置，压电装置产生电信号，电信号传递给计数器，计数器将信息传递给转角显示器，转角显示器将信号传递给转向预警ECU，转向预警ECU同时采集车速传感器的信号，经过分析处理，如果有侧翻危险，转向预ECU将控制报警提示灯亮，同时控制ABS制动和转向制动系统，对汽车进行紧急转向制动；具有转向、显示、智能转向制动等功能，利用压电结构收集转向信号，经过控制系统累加器求出方向盘转角，同时根据车速与转角关系分析汽车安全性，并控制转向制动和ABS制定系统，提高安全性。
以上所述，仅为本发明进一步的实施例，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所公开的范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种电动汽车方向盘转角非连续测试及转向制动系统，包括转向轴(1)、压电装置(3)和制动组件(7)，其特征在于：所述转向轴(1)通过凸杆(2)与所述压电装置(3)连接，所述压电装置(3)设置在压电固定装置(4)内，所述压电固定装置(4)设置在壳体(5)内，所述转向轴(1)与所述制动组件(7)连接，所述转向轴(1)和所述制动组件(7)设置在转向制动座(6)内，所述转向轴(1)为方向盘转向轴，与方向盘固定在一起；所述凸杆(2)包括杆体(21)、滚轮(22)和销轴(23)，所述杆体(21)固定在所述转向轴(1)上，所述滚轮(22)通过所述销轴(23)固定在所述杆体(21)上，所述滚轮(22)围绕所述销轴(23)转动，所述转向轴(1)转动带动所述杆体(21)转动，所述杆体(21)带动所述滚轮(22)转动，所述滚轮(22)与所述压电装置(3)接触，用于对所述压电装置(3)起到推压作用；所述压电装置(3)包括转动环(31)、伸缩体(32)、触头(33)、压电座(34)、压电片(35)和固定轴；所述转动环(31)通过所述固定轴固定在所述伸缩体(32)上，所述转动环(31)与所述凸杆(2)的滚轮(22)相接处，所述压电片(35)固定在所述压电座(34)上，所述压电座(34)内部设有导线，将所述压电片(35)产生的电信号传输给车载控制系统；所述转向制动座(6)用于固定所述制动组件(7)，所述制动组件(7)包括制动片(71)、制动杆(72)、回位弹簧(73)、磁铁(74)、电磁铁(75)和固定框(76)。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车方向盘转角非连续测试及转向制动系统，其特征在于：所述滚轮(22)推压带动所述转动环(31)转动及所述伸缩体(32)伸缩运动，所述伸缩体(32)伸缩带动所述触头(33)伸缩，所述触头(33)伸缩挤压所述压电片(35)，随着所述转向轴(1)的转动，所述滚轮(22)与所述转动环(31)分离，此时弯曲的所述压电片(35)将给所述触头(33)反作用力，使伸缩体(32)复位。
3.根据权利要求1所述的一种电动汽车方向盘转角非连续测试及转向制动系统，其特征在于：所述压电座(34)用于给所述压电装置(3)的伸缩体提供伸缩运动的运动槽，且所述运动槽内设有石墨粉，所述石墨粉具有润滑减小摩擦及发电的作用。
4.根据权利要求1所述的一种电动汽车方向盘转角非连续测试及转向制动系统，其特征在于：所述壳体(5)用于固定所述压电座(34)，所述壳体(5)和所述压电座(34)配合用于缓冲震动。
5.根据权利要求1所述的一种电动汽车方向盘转角非连续测试及转向制动系统，其特征在于：所述制动片(71)为硬橡胶制动片，所述制动片(71)尾部与所述制动杆(72)固定在一起，所述制动杆(72)另一端与所述磁铁(74)连接，所述磁铁(74)左侧与所述回位弹簧(73)连接，所述回位弹簧(73)受压缩对所述电磁铁(75)反作用，所述电磁铁(75)左端与所述磁铁(74)具有同样的磁极。
6.根据权利要求1所述的一种电动汽车方向盘转角非连续测试及转向制动系统，其特征在于：所述压电装置(3)产生电信号，电信号传递给计数器，所述计数器将信息传递给转角显示器，所述转角显示器将信号传递给转向预警ECU，所述转向预警ECU同时采集车速传感器的信号，经过分析处理，如果有侧翻危险，转向预警ECU将控制报警提示灯亮，同时控制转向制动和ABS制动系统，对汽车进行紧急制动。
7.根据权利要求1所述的一种电动汽车方向盘转角非连续测试及转向制动系统，其特征在于：判断汽车是否具有侧翻的主要参考依据为汽车侧向加速度，所述侧向加速度的计算公式为：
ay＝v2/r
Figure FDA0002257321860000021
Figure FDA0002257321860000022
其中：ay为质心侧向加速度；
r为汽车瞬时转向半径；
b为汽车轮距；
d为汽车轴距；
Figure FDA0002257321860000031
为内侧和外侧车轮转角的平均值；
θ为方向盘转角；
k为车轮转角与方形盘转角转换系数；
当汽车为轿车时：
1)ay<0.7g时，转向预警ECU不发出预警信息，报警提示灯、转向制动和ABS制动系统不工作；
2)ay>0.7g时，转向预警ECU发出预警信息，报警提示灯、转向制动和ABS制动系统工作，提示驾驶员减速慢行，并启动转向制动和ABS制动系统；
当汽车为货车时：
1)ay<0.4g时，转向预警ECU不发出预警信息，报警提示灯、转向制动和ABS制动系统不工作；
2)ay>0.4g时，转向预警ECU发出预警信息，报警提示灯、转向制动和ABS制动系统工作，提示驾驶员减速慢行，并启动转向制动和ABS制动系统。
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