CN111674371B - 用于汽车的左脚刹车及制约系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于汽车的左脚刹车及制约系统，属一种用于汽车发动机的辅助安全系统，系统包括输入臂，输入臂的一端用于与汽车加速器踏板动力连接，输入臂的另一端与中心轴动力连接，中心轴上固定有主动摩擦盘，主动摩擦盘与被动摩擦盘相对应；被动摩擦盘与输出臂动力连接，输出臂用于与汽车发动机的节气门动力连接；所述中心轴的另一端还与缸体活塞动力连接等；通过将系统串连至汽车加速器踏板与节气门之间，使得系统可对汽车加速器踏板与节气门之间的力矩传输进行干预，当出现误操作导致异常加速时，可在踩下左脚刹车后由制约油泵驱动中心轴强制将主动摩擦片与被动摩擦片脱开，使得汽车发动机重新回到怠速，以避免汽车异常加速导致的事故。

Description

用于汽车的左脚刹车及制约系统

技术领域

本发明涉及一种用于汽车发动机的辅助安全系统，更具体的说，本发明主要涉及一种用于汽车的左脚刹车及制约系统。

背景技术

传统自动挡变速箱的汽车设计中，由右脚交替执行加速或刹车，对于新手而言，极易出现油门当刹车而引发恶性事故；即便是日本的相关技术得以标配，也并不能杜绝新手实操时因手忙脚乱，误踩加速器酿成事故；还有可能出现新的失误，比如在低速行驶时，出现紧急情况，应激反应是猛踩油门加速避开，结果系统认为是误加速，转入刹车，效果适得其反；又如变道时的操作，可能出现急加速的动作，系统能否正确判断与执行，不得而知。另外，过多的电子控制的结构与干预，破坏了刹车系统的“纯机械优先性”的设计原则；例如较大坡度上停车后再起步，新手操作难以协调，而引发“溜坡”；新手泊车或倒车出库时，挂错档，慌乱加速制造意外；短暂停车如等红灯时，未空挡，驾驶人员分心右脚滑到加速器踏板，出现窜车事故；近年来发生的多起恶性事故大多都因此而导致，因此有必要针对汽车发动机的机械式辅助系统进行研究和改进。

发明内容

本发明的目的之一在于针对上述不足，提供一种用于汽车的左脚刹车及制约系统，以期望解决现有技术中自动挡汽车容易出现误踩油门、挂错挡出现事故，以及新手驾驶起步容易引发“溜坡”现象等技术问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

本发明所提供的一种用于汽车的左脚刹车及制约系统，所述的系统包括输入臂，所述输入臂的一端用于与汽车加速器踏板动力连接，所述输入臂的另一端与中心轴动力连接，所述中心轴上固定有主动摩擦盘，所述主动摩擦盘与被动摩擦盘相对应，用于在常态下由主动摩擦盘与被动摩擦盘相接触；所述被动摩擦盘与输出臂动力连接，所述输出臂用于与汽车发动机的节气门动力连接；所述中心轴的另一端还与缸体活塞动力连接，所述缸体活塞置于缸体套的内部，所述缸体套的内部以缸体活塞为间隔，具有第一腔体与第二腔体，所述第一腔体与第二腔体均通过管道与制约油泵相连通，用于由制约油泵通过液压油驱动缸体活塞在缸体套内移动；所述制约油泵用于与汽车驾驶室内的左脚刹车踏板动力连接；所述主动摩擦盘与被动摩擦盘均置于壳体内，所述中心轴上套装有复位弹簧，所述复位弹簧的两端分别抵触在主动摩擦盘与壳体的内壁上。

作为优选，进一步的技术方案是：所述缸体活塞上设有回油通道，所述回油通道与第一腔体相连通，且所述回油通道还与缸体套的回油孔相对应，用于在常态下回油通道与回油孔相连通，当中心轴带动缸体活塞转动时，回油通道与回油孔错开，由缸体活塞将回油孔封闭。

更进一步的技术方案是：所述制约油泵与缸体套之间的管道包括进油管与回油管，所述进油管与第一腔体相连通，所述回油管与第二腔体以及回油通道相连通，所述回油管上还安装有单向阀。

更进一步的技术方案是：所述左脚刹车踏板还通过联动结构与汽车右脚刹车踏板动力连接。

更进一步的技术方案是：所述壳体与缸体套均安装在机架上。

更进一步的技术方案是：所述被动摩擦盘通过轴套与输出轴动力连接，所述轴套套装在所述中心轴的外部。

与现有技术相比，本发明的有益效果之一是：通过将系统串连至汽车加速器踏板与节气门之间，使得系统可对汽车加速器踏板与节气门之间的力矩传输进行干预，当出现误操作导致汽车发动机异常加速时，可在踩下左脚刹车后由制约油泵驱动中心轴强制将主动摩擦片与被动摩擦片脱开，从而使加速器踏板与节气门之间的动力传输结构被阻断，此时加速器踏板无法带动节气门的开合，使得汽车发动机重新回到怠速，以避免汽车异常加速导致的事故，同时本发明所提供的一种用于汽车的左脚刹车及制约系统结构简单，安全可靠，适于在各类汽车的加速器踏板与发动机节气门之间安装使用，应用范围广阔。

附图说明

图1为用于说明本发明一个实施例的安装结构示意图；

图2为用于说明本发明一个实施例的总装结构示意图；

图中，1为输入臂、2为中心轴、3为主动摩擦盘、4为被动摩擦盘、5为输出臂、6为缸体活塞、7为缸体套、8为制约油泵、9为壳体、10为复位弹簧、11为进油管、12为回油管、13为单向阀、14为机架、15为轴套、20为汽车加速器踏板、30为左脚刹车踏板、40为原车刹车油泵。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步阐述。

本发明的一个实施例是一种用于汽车的左脚刹车及制约系统，其在不破坏原车动力输出结构的情况下，增加发动机节气门的制约机构，以保证驾驶的安全性，并且不会破坏原车的驾驶感觉，仅在汽车驾驶位下部增加一个左脚刹车踏板，相当于在汽车油门踏板与节气门之间增加了一个离合装置。

用于汽车的左脚刹车及制约系统在原车中的安装方式参见如图1所示；具体的，结合图2所示，本实施例提供的一种用于汽车的左脚刹车及制约系统，其包括输入臂1，该输入臂1可与汽车加速器踏板（即驾驶室油门）进行联动，通过汽车加速器踏板20被踩下的扭矩，触发系统进行发动机怠速制约；即前述的输入臂1的一端用于与汽车加速器踏板20动力连接，而另一端则与中心轴2动力连接，该中心轴2上固定有一个主动摩擦盘3，相应的，在该主动摩擦盘3的位置再安装一个与主动摩擦盘3相对应的被动摩擦盘4，并且该被动摩擦盘4为独立的结构，其不与中心轴联动，在常态下主动摩擦盘3与被动摩擦盘4保持紧密接触，两者可进行联动；并且前述的被动摩擦盘4还独立的与输出臂5动力连接，该输出臂5用于与汽车发动机的节气门动力连接；用于在常态下，由输入臂1通过中心轴2带动主动摩擦盘3带动，主动摩擦盘3通过摩擦力带动被动摩擦盘4转动，被动摩擦盘4再带动输出臂5，由于输出臂5根据当前力矩控制发动机节气门的大小，从而控制是发动机的输出功率，在驾驶时可正常控制车速；

更为重要的是，上述中心轴2的另一端还与缸体活塞6动力连接，该缸体活塞6置于缸体套7的内部，并且缸体套7的内部以缸体活塞6为间隔，具有第一腔体与第二腔体，对照附图2，前述第一腔体是缸体套7内部靠左边的腔体，第二腔体是缸体套7内部靠右边的腔体，并且前述的第一腔体与第二腔体均通过管道与制约油泵8相连通，前述的制约油泵8用于与汽车驾驶室内的左脚刹车踏板30动力连接；用于由制约油泵8通过液压油驱动缸体活塞6在缸体套7内移动，从而在紧急的状态下可由缸体活塞6通过中心轴2将主动摩擦盘3与被动摩擦盘4分离，使汽车加速器踏板20与发动机节气门之间失去联动。

同时，为便于主动摩擦盘3与被动摩擦盘4分离后能及时复位恢复常态，可将上述主动摩擦盘3与被动摩擦盘4均安装在一个壳体9内，再在中心轴2的该段上套装复位弹簧10，并使该复位弹簧10的两端分别抵触在主动摩擦盘3与壳体9的内壁上。

在前述的结构中，为保证系统安装的稳定性，最好将前述的壳体9与缸体套7均安装在一个固定的机架14上，并且为避免中心轴2对被动摩擦盘4与输出臂5的动力传输造成影响，因此可将被动摩擦盘4通过轴套15与输出臂5动力连接，然后将轴套15套装在中心轴2的外部，从而防止两者的动力传输出现干扰。

在本实施例中，通过将系统串连至汽车加速器踏板20与发发动机节气门之间，使得系统可对汽车加速器踏板20与节气门之间的力矩传输进行干预，当出现误操作导致汽车发动机异常加速时，可在踩下左脚刹车踏板30后由制约油泵8驱动中心轴强制将主动摩擦片3与被动摩擦片4脱开，从而使加速器踏板20与节气门之间的动力传输结构被阻断，此时加速器踏板20无法带动节气门的开合，使得汽车发动机重新回到怠速，使得异常加速得意杜绝，避免汽车异常加速导致的事故，安全可靠，同时，加速器踏板20至发动机节气门驱动机油门构的行程传输比为1:1，从而不会破坏原车驾驶感觉。

进一步的，根据本发明的另一实施例，上述系统的制约功能一般只针对在汽车高速行驶时才有必要介入，即当前已经深踩汽车加速器踏板20，而如果汽车未达到高速形式的状态，则仅需单纯刹车即可；因此发明人基于前述使用需求，对上述系统进行了改进，通过机械设计的方式使系统的制约分离功能在汽车高速行驶时再介入；具体为在上述缸体活塞6增设了一个回油通道，该回油通道与上述的第一腔体相连通，且回油通道还与缸体套7的回油孔相对应，用于在常态下回油通道与回油孔相连通，此时缸体活塞6在缸体套7的内部不受压，将保持初始状态，此时即便踩下左脚刹车踏板30，制约油泵8也不会在管道中产生压力；当深踩汽车加速器踏板20时，此时加速器行程较大，并且通过输入臂1驱动中心轴2转动，中心轴2带动缸体活塞6转动，使回油通道与回油孔错开，由缸体活塞6将回油孔封闭，制约油泵8在管道内产生油压，此时系统的制约功能介入，使发动机强制恢复到怠速状态。

优选的是，上述制约油泵8与缸体套7之间的管道包括进油管11与回油管12，其中进油管11与第一腔体相连通，而回油管12与第二腔体以及回油通道相连通，回油管12上还安装有单向阀13，当系统产生液压后，单向阀13可防止缸体套7中的液压油回流，使压力保持，进而使缸体活塞6保持当前状态，使主动摩擦片3与从动摩擦片保持分离，直至汽车加速器踏板20复位后，缸体活塞6复位至初始状态。

进一步，基于上述实施例，如果汽车未达到高速形式的状态，则仅需单纯刹车即可，基于这一需求，可将左脚刹车踏板30还通过联动结构与汽车右脚刹车踏板动力连接，例如图2所示的将左脚刹车踏板30再同时与原车刹车油泵40进行动力连接，同时在系统的制约功能未介入的情况下，左脚刹车踏板30可辅助右脚刹车踏板进行刹车，并且不会影响右脚刹车踏板的正常使用。

参考图1与图2所示，本发明上述优选的一个实施例在实际使用中，系统根据汽车加速器踏板20的行程，将呈现两种不同的状态：

状态一，驾驶过程中，右脚收油，同时踩下左脚刹车踏板30，此时发动机节气门不继续扩开，发动机的进气量减小且处于怠速，由左脚刹车踏板30联动右脚刹车踏板的刹车系统，对车辆进行制动，相当于双保险刹车，在此状态下，系统的制约功能不介入。即踩下左脚刹车踏板30后，可以直接驱动原车右脚刹车踏板，执行刹车功能。而右脚刹车踏板踩下时，不干涉左脚刹车踏板及其制约功能，刹车效果为传统状态。

状态二，驾驶过程中，当出现紧急情况或误操作，深踩汽车加速器踏板20（油门）导致车辆异常加速，此时踩下左脚刹车踏板30，由于汽车加速器踏板20产生了较大的力矩，从而通过输入臂1、中心轴2带动缸体活塞6沿其中轴线旋转，使回油通道与回油孔错开，由缸体活塞6将回油孔封闭，此时制约油泵8中的液压油由进油管11进入第一腔体（图2所示的左腔体），并在第一腔体产生液压，由液压推动缸体活塞6向前移动（向图2所示的右边移动），从而带动中心轴2也向右移动，迫使主动摩擦盘3与被动摩擦盘4分离，此时被动摩擦盘4与输出臂5失去联动，强行切断加速器力矩，发动机节气门的进气量不再继续增大，发动机回到怠速状态；于此同时，踩下左脚刹车踏板30依然联动右脚刹车踏板对应的车辆刹车系统，在发动机处于怠速不再继续加速后实现制动。

基于上述系统离合制约及刹车的功能，使得系统装载在车辆上后，还可使车辆实现如下安全功能：

静态起步或坡道起步时，先踩下左脚刹车踏板30，此时系统的状态为上述状态一，其动作为：踩左刹、进档、补油、松手刹、缓松左刹。完成坡道起步或常规起步，按该步骤操作，还可避免或及时制止倒车出库时挂错档的误动作。

当车辆发生“定速巡航”状态失控时，由于本发明系统是采用纯机械结构，在使用时具有天然优先性，不管行车电脑系统的指令执行或异常，左脚刹车动作时，除能执行正常的刹车功能外，还能强制切换发动机转速为怠速。使得巡航状态得以强制解除。

假如车辆出现加速器踏板被卡住，收油减速无效，应激动作是踏下左刹，在“制约系统”的强制介入下，制约离合器被强制分离，发动机速度会立即回到怠速，就可避免可能发生的严重事故。

基于上述实施例及使用方式可知，本发明还具有如下特点：

本发明的应用，将改变数十年不变的车辆安全结构与操作习惯，还涉及相关法规，所以，要应用与推广本发明，相应的规范，法规要配套跟进。比如驾培，要强制推行左刹车为主，和“双手操作方向盘”一样，为“标准”考项。以形成规范的驾驶习惯。

本发明其概念与结构，全球业界没有先例，强制配置本系统，能彻底杜绝“油门当刹车”的严重失误。

随着新技术的引入与推广，在“多变”的当今业界，适当改变后续的驾培驾考规则，建立中国的车辆制造标准，增加我国在汽车设计与制造以及“准入”的国际话语权。具有里程碑意义。

对“老司机”而言，可以沿用右脚刹车的固有习惯，其车辆操控感觉与效果没有丝毫的影响与不便；

由于左脚刹车及制约系统为纯机械优先结构，系统介入时，如行驶中遭遇“定速巡航”失控事件，也就多了一份独立有效，无争议的，最后的生命保障。

除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。

尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (5)

1.一种用于汽车的左脚刹车及制约系统，其特征在于：所述的系统包括输入臂（1），所述输入臂（1）的一端用于与汽车加速器踏板（20）动力连接，所述输入臂（1）的另一端与中心轴（2）动力连接，所述中心轴（2）上固定有主动摩擦盘（3），所述主动摩擦盘（3）与被动摩擦盘（4）相对应，用于在常态下由主动摩擦盘（3）与被动摩擦盘（4）相接触；

所述被动摩擦盘（4）与输出臂（5）动力连接，所述输出臂（5）用于与汽车发动机的节气门动力连接；

所述中心轴（2）的另一端还与缸体活塞（6）动力连接，所述缸体活塞（6）置于缸体套（7）的内部，所述缸体套（7）的内部以缸体活塞（6）为间隔，具有第一腔体与第二腔体，所述第一腔体与第二腔体均通过管道与制约油泵（8）相连通，用于由制约油泵（8）通过液压油驱动缸体活塞（6）在缸体套（7）内移动；

所述制约油泵（8）用于与汽车驾驶室内的左脚刹车踏板（30）动力连接；

所述主动摩擦盘（3）与被动摩擦盘（4）均置于壳体（9）内，所述中心轴（2）上套装有复位弹簧（10），所述复位弹簧（10）的两端分别抵触在主动摩擦盘（3）与壳体（9）的内壁上；

所述缸体活塞（6）上设有回油通道，所述回油通道与第一腔体相连通，且所述回油通道还与缸体套（7）的回油孔相对应，用于在常态下回油通道与回油孔相连通，当中心轴（2）带动缸体活塞（6）转动时，回油通道与回油孔错开，由缸体活塞（6）将回油孔封闭。

2.根据权利要求1所述的用于汽车的左脚刹车及制约系统，其特征在于：所述制约油泵（8）与缸体套（7）之间的管道包括进油管（11）与回油管（12），所述进油管（11）与第一腔体相连通，所述回油管（12）与第二腔体以及回油通道相连通，所述回油管（12）上还安装有单向阀（13）。

3.根据权利要求1所述的用于汽车的左脚刹车及制约系统，其特征在于：所述左脚刹车踏板（30）还通过联动结构与汽车右脚刹车踏板动力连接。

4.根据权利要求1所述的用于汽车的左脚刹车及制约系统，其特征在于：所述壳体（9）与缸体套（7）均安装在机架（14）上。

5.根据权利要求1所述的用于汽车的左脚刹车及制约系统，其特征在于：所述被动摩擦盘（4）通过轴套（15）与输出臂（5）动力连接，所述轴套（15）套装在所述中心轴（2）的外部。

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