CN110920582A - 自动驾驶车辆的煞车系统及其设定方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动驾驶车辆的煞车系统及其设定方法，该煞车系统包括一车壳、一踏板、一制动机构、一电阻尺、一驱动马达、一连接元件、一第一微动开关、一第二微动开关、以及一控制单元。踏板与车壳枢接，制动机构连接踏板，且电阻尺设置于踏板上。驱动马达、第一微动开关、以及第二微动开关设置于车壳上，且连接元件连接驱动马达和踏板。控制单元则与驱动马达、电阻尺、第一微动开关、以及第二微动开关电性连接。当踏板相对于车壳位于一第一位置时，踏板接触并启动第一微动开关。当踏板相对于车壳由第一位置旋转至一第二位置时，踏板接触并启动第二微动开关。

Description

自动驾驶车辆的煞车系统及其设定方法

技术领域

本发明涉及一种煞车系统。更具体地来说，本发明有关于一种自动驾驶车辆的煞车系统。

背景技术

近年来，随着科技的不断发展，无人载具技术逐渐成熟。一般而言，无人载具可分为五个类型，包括无人地面载具(Unmanned Ground Vehicle,UGV)、无人飞行载具(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)、无人水面载具(Unmanned Surface Vehicle,USV)、无人水下载具(Unmanned Underwater Vehicle,UUV)、以及无人太空载具(UnmannedSpacecraft)。

自动驾驶车辆是属于前述无人地面载具的其中一个类型。在设计和使用自动驾驶车辆时，可能会因为机构上的原因造成自动控制的失效或不精确。因此，如何解决前述问题始成一重要的课题。

发明内容

为了解决上述现有的问题点，本发明提供一种自动驾驶车辆的煞车(刹车)系统，包括一车壳、一踏板、一制动机构、一电阻尺、一驱动马达、一连接元件、一第一微动开关、一第二微动开关、以及一控制单元。踏板与车壳枢接，制动机构连接踏板，且电阻尺设置于踏板上。驱动马达、第一微动开关、以及第二微动开关设置于车壳上，且连接元件连接驱动马达和踏板。控制单元则与驱动马达、电阻尺、第一微动开关、以及第二微动开关电性连接。当踏板相对于车壳位于一第一位置时，踏板接触并启动前述第一微动开关。当踏板相对于车壳由第一位置旋转至一第二位置时，踏板接触并启动前述第二微动开关。

需特别说明的是，当前述连接元件调整为其最大长度时，踏板位于第一位置，且当连接元件调整为其最小长度时，踏板位于第二位置。于本发明一实施例中，连接元件包括一绳索，且驱动马达包括一卷线部，前述绳索缠绕于卷线部上。前述绳索例如可为一钢索。于本发明另一实施例中，连接元件包括一可伸缩连杆。

本发明更提供一种自动驾驶车辆的煞车系统的设定方法，包括：提供前述煞车系统；当踏板接触第一微动开关时，第一微动开关传送一第一信号至控制单元；当控制单元接收到第一信号时，将电阻尺的电阻记录为一第一电阻值；当踏板接触第二微动开关时，第二微动开关传送一第二信号至控制单元；当控制单元接收到第二信号时，将电阻尺的电阻记录为一第二电阻值；以及在第一电阻值和第二电阻值之间的范围中，利用电阻尺的电阻变化获得踏板的位置。

本发明一实施例中，前述设定方法还包括以线性方式划分第一电阻值和第二电阻值之间的范围，以对应踏板的位置。

附图说明

图1是表示本发明一实施例的自动驾驶车辆的示意图。

图2是表示本发明一实施例的煞车系统的示意图，其中踏板是位于第一位置(初始位置)。

图3是表示本发明一实施例的煞车系统的示意图，其中踏板是位于第二位置。

图4是表示本发明一实施例的煞车系统的设定方法的流程图。

图5是表示本发明另一实施例的煞车系统的示意图。

附图标记说明：

100 踏板

110 踩踏面

200 驱动马达

210 卷线部

300 连接元件

400 电阻尺

500 第一微动开关

600 第二微动开关

700 控制单元

800 弹性元件

900 制动机构

910 真空倍力器

920 煞车总泵

930 煞车油管

940 煞车分泵

950 煞车片

B 煞车系统

C 自动驾驶车辆

C1 车壳

C2 车轮

S1～S6 步骤

具体实施方式

以下说明本发明实施例的自动驾驶车辆的煞车系统及其设定方法。然而，可轻易了解本发明实施例提供许多合适的发明概念而可实施于广泛的各种特定背景。所公开的特定实施例仅仅用于说明以特定方法使用本发明，并非用以局限本发明的范围。

除非另外定义，在此使用的全部用语(包括技术及科学用语)具有与此篇公开所属的本领域技术人员所通常理解的相同涵义。能理解的是这些用语，例如在通常使用的字典中定义的用语，应被解读成具有一与相关技术及本公开的背景或上下文一致的意思，而不应以一理想化或过度正式的方式解读，除非在此特别定义。

首先请参阅图1，本发明一实施例的煞车系统B可设置于自动驾驶车辆C的车壳C1中，以使行驶中的自动驾驶车辆C减速或停止。具体而言，煞车系统B可提供制动力予自动驾驶车辆C的至少一车轮C2，以降低前述车轮C2的转速。

虽然本实施例中是以四轮车辆(如图1所示的自动驾驶车辆C)为示例，但应理解到，前述煞车系统B亦可应用于可自动驾驶的三轮车辆(包括具有两个前轮或两个后轮的三轮车辆)以及两轮车辆(例如摩托车或脚踏车)。

请一并参阅图1、图2，前述煞车系统B主要包括一踏板100、一驱动马达200、一连接元件300、一电阻尺400、一第一微动开关500、一第二微动开关600、一控制单元700、一弹性元件800、以及一制动机构900。

踏板100与自动驾驶车辆C的车壳C1枢接，且连接元件300连接驱动马达200和前述踏板100。因此，驱动马达200可经由连接元件300施加驱动力至踏板100上，以使踏板100相对于车壳C1旋转。于本实施例中，驱动马达200包括一卷线部210，且连接元件300为一绳索。前述绳索缠绕于卷线部210上且两端分别固定于踏板100和卷线部210。为了使绳索具有足够刚性，避免在拉伸时产生断裂的情况，本实施例中的前述绳索为一钢索。

前述电阻尺400设置于踏板100上，当踏板100相对于车壳C1旋转时，电阻尺400可通过内部的电阻变化测得踏板100的移动幅度及/或旋转角度。第一微动开关500和第二微动开关600则固定于自动驾驶车辆C的车壳C1上，且与前述控制单元700电性连接。此外，控制单元700更与驱动马达200、电阻尺400电性连接。

弹性元件800例如可为一弹簧，其连接自动驾驶车辆C的车壳C1和踏板100，以提供一弹性力予踏板100上，使踏板100位于一预设位置。制动机构900连接踏板100和自动驾驶车辆C的车轮C2，在踏板100相对于车壳C1旋转时，制动机构900可提供制动力予前述车轮C2。于本实施例中，制动机构900包括有一真空倍力器910、一煞车总泵920、至少一煞车油管930、至少一煞车分泵940、以及至少一煞车片950。

真空倍力器910连接踏板100，煞车总泵920连接真空倍力器910，且煞车分泵940经由煞车油管930连接至煞车总泵920。煞车片950则设置于车轮C2中，并连接前述煞车分泵940。

当使用者踩踏踏板100使踏板100旋转、或是驱动马达200的卷线部210旋转，使得连接元件300被卷动进而拉动踏板100旋转时，真空倍力器910会被踏板100驱动并提供一推力予煞车总泵920。煞车总泵920中的液体(例如煞车油)会被推动并经由煞车油管930流至煞车分泵940，最后可推动煞车片950移动来进行煞车动作。

前述驱动马达200可通过控制单元700控制，以达到自动驾驶的目的。以下将说明自动驾驶车辆C的煞车系统B的设定方法。

首先，如图2所示，当没有外力施加于踏板100上时，弹性元件800的弹性力会使踏板100位于其初始位置(第一位置)，且踏板100会接触第一微动开关500并使其启动。此时，第一微动开关500会传送一第一信号至控制单元700。当控制单元700接收到前述第一信号时，其可记录电阻尺400中的电阻为一第一电阻值。

接着，如图3所示，使用者可通过踩踏踏板100或利用驱动马达200和连接元件300拉动踏板100，使踏板100相对于车壳C1由第一位置旋转至一第二位置。此时，踏板100会接触第二微动开关600并使其启动，且第二微动开关600将传送一第二信号至控制单元700。当控制单元700接收到前述第二信号时，其可记录电阻尺400中的电阻为一第二电阻值。

接着，控制单元700可利用线性方式划分第一电阻值和第二电阻值之间的范围，以对应踏板100的位置。换言之，控制单元700可通过读取电阻尺400的电阻获得踏板100的位置。举例而言，若第一电阻值为R1且第二电阻值为R2，当控制单元700读取到电阻尺400的电阻为(R1+R2)/2时，即可判定踏板100是位于第一位置和第二位置之间的中间位置，其中第一位置和中间位置之间的间隔相同于第二位置和中间位置之间的间隔。

需特别说明的是，于本实施例中，当踏板100位于第一位置时，连接元件300是被调整为最大长度。换言之，连接元件300(绳索)是呈紧绷而无法再延长的状态。而当踏板100位于第二位置时，连接元件300是被调整为最小长度。如此一来，可避免绳索松弛造成未启动煞车、或者马达空转的情况发生。

经由前述设定后，控制单元700可获得踏板100的确切位置。在自动驾驶时，控制单元700可控制驱动马达200来调整连接元件300的长度，进而精确地控制踏板100的位置。

图4是表示本发明一实施例的煞车系统的设定方法的流程图。如图4所示，首先可提供一煞车系统(步骤S1)，包括一踏板、一驱动马达、一连接元件、一电阻尺、一第一微动开关、一第二微动开关、一控制单元、一弹性元件、以及一制动机构。此煞车系统的具体结构可如图1所示。

接着，当踏板接触第一微动开关时，第一微动开关传送第一信号至控制单元(步骤S2)，且当控制单元接收到第一信号时，电阻尺的电阻可被记录为一第一电阻值(步骤S3)。

同样的，当踏板接触第二微动开关时，第二微动开关传送第二信号至控制单元(步骤S4)，且当控制单元接收到第二信号时，电阻尺的电阻可被记录为一第二电阻值(步骤S5)。

最后，可在第一电阻值和第二电阻值之间的范围中，利用电阻尺的电阻变化获得踏板的位置(步骤S6)，具体而言，是以线性方式划分第一电阻值和第二电阻值之间的范围来对应踏板的位置。

请参阅图5，于本发明另一实施例中，连接元件300为一可伸缩连杆，并可抵接踏板100的踩踏面110。当可伸缩连杆被驱动马达200驱动而伸长时，其可推动踏板100相对于于车壳C1旋转。

此外，前述踏板100可采取合适的方式枢接至车壳C1，例如可为立式煞车踏板或吊式煞车踏板。

综上所述，本发明提供一种自动驾驶车辆的煞车系统，包括一车壳、一踏板、一制动机构、一电阻尺、一驱动马达、一连接元件、一第一微动开关、一第二微动开关、以及一控制单元。踏板与车壳枢接，制动机构连接踏板，且电阻尺设置于踏板上。驱动马达、第一微动开关、以及第二微动开关设置于车壳上，且连接元件连接驱动马达和踏板。控制单元则与驱动马达、电阻尺、第一微动开关、以及第二微动开关电性连接。当踏板相对于车壳位于一第一位置时，踏板接触并启动前述第一微动开关。当踏板相对于车壳由第一位置旋转至一第二位置时，踏板接触并启动前述第二微动开关。

本发明还提供一种自动驾驶车辆的煞车系统的设定方法，包括：提供前述煞车系统；当踏板接触第一微动开关时，第一微动开关传送一第一信号至控制单元；当控制单元接收到第一信号时，将电阻尺的电阻记录为一第一电阻值；当踏板接触第二微动开关时，第二微动开关传送一第二信号至控制单元；当控制单元接收到第二信号时，将电阻尺的电阻记录为一第二电阻值；以及在第一电阻值和第二电阻值之间的范围中，利用电阻尺的电阻变化获得踏板的位置。

虽然本发明的实施例及其优点已公开如上，但应该了解的是，任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内，当可作变动、替代与润饰。此外，本发明的保护范围并未局限于说明书内所述特定实施例中的工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，任何所属技术领域的技术人员可从本发明公开内容中理解现行或未来所发展出的工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，只要可以在此处所述实施例中实施大抵相同功能或获得大抵相同结果皆可根据本发明使用。因此，本发明的保护范围包括上述工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤。另外，每一权利要求构成个别的实施例，且本发明的保护范围也包括各个权利要求及实施例的组合。

虽然本发明以前述数个优选实施例公开如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内，当可做些许的变动与润饰。因此本发明的保护范围当视权利要求为准。此外，每个权利要求建构成一独立的实施例，且各种权利要求及实施例的组合皆介于本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种自动驾驶车辆的煞车系统，包括：

一车壳；

一踏板，枢接该车壳；

一制动机构，连接该踏板；

一电阻尺，设置于该踏板上；

一驱动马达，设置于该车壳中；

一连接元件，连接该驱动马达和该踏板：

一第一微动开关，设置于该车壳上，且当该踏板相对于该车壳位于一第一位置时，该踏板接触并启动该第一微动开关；

一第二微动开关，设置于该车壳上，且当该踏板相对于该车壳由该第一位置旋转至一第二位置时，该踏板接触并启动该第二微动开关；以及

一控制单元，电性连接该驱动马达、该电阻尺、该第一微动开关、以及该第二微动开关。

2.如权利要求1所述的煞车系统，其中该连接元件包括一绳索。

3.如权利要求2所述的煞车系统，其中该绳索为一钢索。

4.如权利要求2所述的煞车系统，其中该驱动马达包括一卷线部，且该绳索缠绕于该卷线部上。

5.如权利要求1所述的煞车系统，其中该连接元件包括一可伸缩连杆。

6.如权利要求1所述的煞车系统，其中当该连接元件调整为其最大长度时，该踏板位于该第一位置，且当该连接元件调整为其最小长度时，该踏板位于该第二位置。

7.如权利要求1所述的煞车系统，其中该制动机构包括：

一煞车总泵，连接该踏板；

一煞车片；

一煞车分泵，连接该煞车片；以及

一煞车油管，连接该煞车总泵和该煞车分泵。

8.如权利要求7所述的煞车系统，其中该制动机构还包括一真空倍力器，设置于该煞车总泵和该踏板之间。

9.如权利要求1所述的煞车系统，其中该煞车系统还包括一弹性元件，连接该车壳和该踏板。

10.一种自动驾驶车辆的煞车系统的设定方法，包括：

提供一如权利要求1所述的煞车系统；

当该踏板接触该第一微动开关时，该第一微动开关传送一第一信号至该控制单元；

当该控制单元接收到该第一信号时，将该电阻尺的电阻记录为一第一电阻值；

当该踏板接触该第二微动开关时，该第二微动开关传送一第二信号至该控制单元；

当该控制单元接收到该第二信号时，将该电阻尺的电阻记录为一第二电阻值；以及

在该第一电阻值和该第二电阻值之间的范围中，利用该电阻尺的电阻变化获得该踏板的位置。

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