CN115402456A - 制动系统、制动方法和车辆 - Google Patents

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CN115402456A CN202210360571.0A CN202210360571A CN115402456A CN 115402456 A CN115402456 A CN 115402456A CN 202210360571 A CN202210360571 A CN 202210360571A CN 115402456 A CN115402456 A CN 115402456A
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郭新峰
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Abstract

公开了一种制动系统、制动方法和车辆。通过检测部件输出与刹把的转动角度对应的检测信号，控制部件根据检测信号确定检测信号的变化率，进而根据变化率输出对应的制动信号，以控制第一制动部件产生第一刹车力。由此，可以通过刹车信号的变化率确定用户的刹车意图的强弱，提高用户的骑行的安全性。

Description

制动系统、制动方法和车辆
本申请要求了2021年05月27日提交的申请号为2021105865652，名称为“制动系统、制动方法和车辆”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用的方式结合在本文的申请中。
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种制动系统、制动方法和车辆。
背景技术
电动车(例如电动自行车、电动滑板车、电动平衡车、电动三轮车、电动四轮车等)和自行车因其环保、便利、价格低的特性，被广大用户所使用。现有的电动车和自行车，刹车通常采用机械结构，利用摩擦的原理对轮胎进行制动。但是，利用摩擦的原理对轮胎进行制动，存在拉抻与磨损问题，导致刹车性能逐渐减弱，容易引发交通事故。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种制动系统、制动方法和车辆，可以提高用户骑行的安全性。
第一方面，本发明实施例提供了一种制动系统，所述制动系统包括：
刹把；
检测部件，用于输出与所述刹把的转动角度对应的检测信号；
控制部件，用于根据所述检测信号确定所述检测信号的变化率，并输出与所述变化率对应的制动信号；以及
第一制动部件，用于根据所述制动信号产生第一刹车力。
在一些实施例中，所述制动系统还包括：
第二制动部件；以及
刹车线，用于连接所述刹把和所述第二制动部件，以使得所述第二制动部件根据所述刹把的转动角度产生第二刹车力。
在一些实施例中，所述检测部件为霍尔传感器。
在一些实施例中，所述变化率为单位时间内检测信号的变化量。
在一些实施例中，所述控制部件用于按照预定周期根据所述检测信号确定所述检测信号的变化率。
在一些实施例中，所述控制部件用于根据所述检测信号确定当前周期的检测信号的变化率，根据当前周期的检测信号的变化率确定下一周期的制动信号。
在一些实施例中，所述控制部件根据预定的函数确定与所述变化率对应的制动信号；
其中，所述预定的函数为所述变化率与所述制动信号的对应关系。
在一些实施例中，所述控制部件根据预定的映射关系确定与所述变化率对应的制动信号；
其中，所述映射关系为变化率区间与制动信号的对应关系。
在一些实施例中，所述控制部件确定所述变化率所在的变化率区间，并根据预定的映射关系确定所述变化率区间对应的制动信号。
第二方面，本发明实施例提供了一种制动方法，所述方法包括：
获取与刹把的转动角度对应的检测信号；
确定所述检测信号的变化率；以及
根据所述变化率确定制动信号，所述制动信号用于控制第一制动部件产生对应的刹车力。
在一些实施例中，所述变化率为单位时间内检测信号的变化量。
在一些实施例中，所述确定所述检测信号的变化率具体为：
按照预定周期根据所述检测信号确定所述检测信号的变化率。
在一些实施例中，所述根据所述变化率确定制动信号包括：
根据所述检测信号确定当前周期的检测信号的变化率；以及
根据当前周期的检测信号的变化率确定下一周期的制动信号。
在一些实施例中，所述根据所述变化率确定制动信号具体为：
根据预定的函数确定与所述变化率对应的制动信号。
在一些实施例中，所述根据所述变化率确定制动信号具体为：
根据预定的映射关系确定与所述变化率对应的制动信号；
其中，所述映射关系为变化率区间与制动信号的对应关系。
在一些实施例中，所述根据预定的映射关系确定与所述变化率对应的制动信号包括：
确定所述变化率所在的变化率区间；以及
根据预定的映射关系确定所述变化率区间对应的制动信号。
第三方面，本发明实施例提供了一种车辆，所述车辆包括：
车架；
车轮；以及
如第一方面所述的制动系统。
本发明实施例的技术方案通过检测部件输出与刹把的转动角度对应的检测信号，控制部件根据检测信号确定检测信号的变化率，进而根据变化率输出对应的制动信号，以控制第一制动部件产生第一刹车力。由此，可以通过刹车信号的变化率确定用户的刹车意图的强弱，提高用户的骑行的安全性。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1是本发明实施例的车辆的示意图；
图2是本发明第一实施例的制动系统的示意图；
图3是本发明实施例的刹把的示意图；
图4是本发明实施例的映射关系的示意图；
图5是本发明实施例的一个示例的曲线示意图；
图6是本发明实施例的另一个示例的曲线示意图；
图7是本发明第二实施例的制动系统的示意图；
图8是本发明实施例的制动方法的流程图；
图9是本发明实施例的控制部件的示意图。
具体实施方式
以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。
此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。
同时，应当理解，在以下的描述中，“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以是直接耦接或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。
除非上下文明确要求，否则在说明书的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
图1是本发明实施例的车辆的示意图。如图1所示，本发明实施例的车辆包括车架1、车轮2和制动系统。
图2是本发明第一实施例的制动系统的示意图。结合图1和图2，本发明实施例的制动系统包括刹把31(包括31a和31b)、检测部件32、控制部件33和第一制动部件34。其中，检测部件32用于输出与所述刹把31的转动角度对应的检测信号。控制部件33用于根据所述检测信号确定所述检测信号的变化率，并输出与所述变化率对应的制动信号。第一制动部件34用于根据所述制动信号产生对应的第一刹车力。
在本实施例中，如图3所示，刹把31与刹车座35可转动的连接，刹把可以在位置S1和位置S2之间移动。刹把31与刹车座35之间设置有复位件(图中未示出)，具体地，当刹把31不受外力时，通过复位件使得刹把31复位，即处于位置S1，当受力按压时，可以在移动至位置S2。由此，可以使得刹把31可以在位置S1和位置S2之间移动。
在本实施例中，检测部件32用于根据刹把31的转动角度输出对应的检测信号。具体地，当刹把31在位置S1和位置S2之间移动时，检测部件32在刹把处于不同位置时输出对应的检测信号U。
在一些实施例中，所述检测部件32可以通过霍尔元件实现。具体地，可以在刹把31上设置磁性元件，当刹把31转动时，带动磁性元件的位置发生变化，使得霍尔元件所处位置的磁场发生变化，进而输出对应的检测信号U。
在本实施例中，控制部件33接收检测信号U，根据所述检测信号确定所述检测信号的变化率K，并输出与所述变化率K对应的制动信号B。
进一步地，所述控制部件用于按照预定周期根据所述检测信号确定所述检测信号的变化率。
进一步地，所述控制部件用于根据所述检测信号确定当前周期的检测信号的变化率，根据当前周期的检测信号的变化率确定下一周期的制动信号。
进一步地，控制部件33接收检测信号U，在每个周期结束时，根据所述检测信号确定所述检测信号的变化率。
进一步地，在每一周期内，控制部件33根据上一周期的检测信号的变化率输出当前周期的制动信号B。也即，在第i+1个周期内，根据第i个周期的变化率输出对应的制动信号Bi+1。
进一步地，所述变化率为单位时间内检测信号的变化量。其中，检测信号的变化量用于表征刹把的转动角度。
具体地，变化率的计算公式为：
Figure BDA0003585003350000051
其中，Ki表示第i个周期的变化率，Ui1表示第i个周期开始时刻的检测信号的值，Ui2表示第i个周期结束时刻的检测信号的值，T表示周期。
由此，可以在每个周期结束时，确定该周期内的检测信号的变化率，用于在下一周期输出制动信号。
在一个可选的实现方式中，控制部件33根据预定的函数确定与所述变化率对应的制动信号，所述预定的函数为所述变化率与所述制动信号的对应关系。具体地，假设预定的函数为B＝f(K)，当获取到检测信号的变化率K后，可以根据预定的函数得到对应的制动信号B。
在另一个可选的实现方式中，所述控制部件根据预定的映射关系确定与所述变化率对应的制动信号，其中，所述映射关系为变化率区间与制动信号的对应关系。具体地，图4位映射关系的一个示例，其中，Kr1表示最小的变化率，可以是0或者大于0的数值，Krm表示最大的变化率。预先设置变化率区间与制动信号的对应关系。当获取到检测信号的变化率K后，确定变化率所在的区间，获取所在的区间对应的制动信号B。
由此，控制部件即可得到对应的制动信号。
进一步地，对于周期的确定，可以基于现有的各种方式实现，本发明实施例给出一下两个示例：
示例一，当车辆开启时，控制部件33开始计时。具体地，可以将车辆的解锁时间或者开启电瓶的时间确定为车辆开启时间，当车辆开启时，开始计时，根据预定的周期(例如1ms)，在每一周期结束时，计算该周期内的检测信号的变化率。更具体地，如图5所示，ti到ti+1表示一个周期，i＝0，1，2，……，在第一个周期(t0-t1时间段)内，输出的制动信号为默认值，也即0。假设在t0时刻车辆开启，在t0-t1时间段内(第一个周期)，检测信号U1的值为初始值，未发生变化，始终保持为U1，也即，在t1时刻计算得到的变化率为0，对应地，在t1-t2时间段内(第二个周期)，输出的制动信号B2为0。在t1-t2时间段内(第二个周期)，检测信号的值由U1变为U2，也即，在t2时刻计算得到的变化率不为0，控制部件计算变化率，并确定对应的制动信号为B3，对应地，在t2-t3时间段内(第三个周期)，输出的制动信号为B3。以此类推，在t5-t6时间段(第六个周期)内，检测信号的值由U5变为U6，也即，在t6时刻计算得到的变化率不为0，控制部件计算变化率，并确定对应的制动信号为B7，对应地，在t6-t7时间段内(第七个周期)，输出的制动信号为B7。由此，在第i个周期结束时，控制部件计算第i个周期内检测信号的变化率，进而得到对应的制动信号，在第i+1个周期，根据得到的制动信号控制第一制动部件34。
示例二，当检测信号发生变化时开始计时。具体地，假设刹把在由位置S1移动到位置S2时，控制部件输出的检测信号逐渐增大。可以在控制部件33内设置比较器，比较器的同相输入端与检测部件32的输出端连接，比较器的反相输入端输入基准信号，基准信号为检测信号的初始值(或者略大于初始值)，其中，初始值为在刹把处于位置S1时检测部件输出的检测信号的值。当刹把的位置处于S1时，比较器输出的检测信号为0，控制部件33不执行刹车操作；当刹把被按压相位置S2移动时，比较器输出的检测信号为1，控制部件33开始计时。更具体地，如图6所示，在t0-t1时间段内，检测部件输出的检测信号为U1，此时，比较器的输出信号C为0，控制部件不计时，不执行制动操作，输出的制动信号B1为0。在t1时刻，刹把被按压，检测部件输出的检测信号大于U1，使得比较器输出的信号C为1，控制部件开始计时，t1到t2为第一个周期，输出的制动信号B1为0。在t2时刻，第一个周期计时结束，控制部件计算变化率，并根据变化率确定制动信号为B2。t2到t3为第二个周期，输出的制动信号为B2。在t3时刻，第二个周期计时结束，控制部件计算第二个周期的变化率，用于在第三个周期输出对应的制动信号。由此，在第i个周期结束时，控制部件计算第i个周期内检测信号的变化率，进而得到对应的制动信号，在第i+1个周期，根据得到的制动信号控制第一制动部件34。
在本实施例中，第一制动部件34根据所述制动信号产生对应的第一刹车力。
在一些实施例中，所述第一制动部件34为电机，其中，制动信号用于控制电机施加反向驱动力，进而实现制动效果。具体地，控制部件检测到变化率不为0时，先停止电机的动力输出，并根据变化率确定对应的电流参数，根据电流参数控制马达产生对应的电磁刹车力矩。
在一些实施例中，所述第一制动部件34还可以是电子刹车，例如，电子抱轴闸等，其中，制动信号用于控制电子刹车产生阻止车轮转动的力，进而实现制动效果。
本发明实施例通过检测部件输出与刹把的转动角度对应的检测信号，控制部件根据检测信号确定检测信号的变化率，进而根据变化率输出对应的制动信号，以控制第一制动部件产生第一刹车力。由此，可以通过刹车信号的变化率确定用户的刹车意图的强弱，提高用户的骑行的安全性。
图7是本发明第二实施例的制动系统的示意图。如图7所示，本发明实施例的制动系统包括刹把31、检测部件32、控制部件33、第一制动部件34、第二制动部件36和刹车线37。其中，检测部件32、控制部件33和第一制动部件34的工作原理可如图2-图5所示，在此不再赘述。
在本实施例中，刹把31与第二制动部件36通过刹车线37连接，结合图3，当刹把31在位置S1和位置S2之间移动时，会拉伸刹车线，进而对第二制动部件36进行拉伸，第二制动部件36产生阻止车轮转动的第二刹车力，以实现车辆制动。
进一步地，所述第二制动部件可以通过现有的各种车辆制动部件实现，例如抱轴闸、车夹器等。
由此，通过第一制动部件和第二制动部件同时对车辆进行制动，可以实现更好的制动效果，同时，可以减少任意一个制动部件的损耗，而且，当任意一个制动部件损坏时，还可以通过另一个制动部件实现制动，提高骑行安全。
本发明实施例通过检测部件输出与刹把的转动角度对应的检测信号，控制部件根据检测信号确定检测信号的变化率，进而根据变化率输出对应的制动信号，以控制第一制动部件产生第一刹车力。由此，可以通过刹车信号的变化率确定用户的刹车意图的强弱，提高用户的骑行的安全性。
图8是本发明实施例的制动方法的流程图。如图8所示，本发明实施例的制动方法包括如下步骤：
步骤S100、获取与刹把的转动角度对应的检测信号。
步骤S200、确定所述检测信号的变化率。
步骤S300、根据所述变化率确定制动信号，所述制动信号用于控制第一制动部件产生对应的刹车力。
在一些实施例中，所述变化率为单位时间内检测信号的变化量。
在一些实施例中，所述确定所述检测信号的变化率具体为：
按照预定周期根据所述检测信号确定所述检测信号的变化率。
在一些实施例中，所述根据所述变化率确定制动信号包括：
根据所述检测信号确定当前周期的检测信号的变化率；以及
根据当前周期的检测信号的变化率确定下一周期的制动信号。
在一些实施例中，所述根据所述变化率确定制动信号具体为：
根据预定的函数确定与所述变化率对应的制动信号。
在一些实施例中，所述根据所述变化率确定制动信号具体为：
根据预定的映射关系确定与所述变化率对应的制动信号；
其中，所述映射关系为变化率区间与制动信号的对应关系。
在一些实施例中，所述根据预定的映射关系确定与所述变化率对应的制动信号包括：
确定所述变化率所在的变化率区间；以及
根据预定的映射关系确定所述变化率区间对应的制动信号。
本发明实施例通过检测部件输出与刹把的转动角度对应的检测信号，控制部件根据检测信号确定检测信号的变化率，进而根据变化率输出对应的制动信号，以控制第一制动部件产生第一刹车力。由此，可以通过刹车信号的变化率确定用户的刹车意图的强弱，提高用户的骑行的安全性。
图9是本发明实施例的控制部件的示意图。图9所示的控制部件为通用数据处理装置，其包括通用的计算机硬件结构，其至少包括处理器91和存储器92。处理器91和存储器92通过总线93连接。存储器92适于存储处理器91可执行的指令或程序。处理器91可以是独立的微处理器，也可以是一个或者多个微处理器集合。由此，处理器91通过执行存储器92所存储的指令，从而执行如上所述的本发明实施例的方法流程实现对于数据的处理和对于其它装置的控制。总线93将上述多个组件连接在一起，同时将上述组件连接到显示控制器94和显示装置以及输入/输出(I/O)装置95。输入/输出(I/O)装置95可以是鼠标、键盘、调制解调器、网络接口、触控输入装置、体感输入装置、打印机以及本领域公知的其他装置。典型地，输入/输出装置95通过输入/输出(I/O)控制器96与系统相连。
本领域的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、装置(设备)或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可读存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品。
本发明是参照根据本申请实施例的方法、装置(设备)和计算机程序产品的流程图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图中的每一流程。
这些计算机程序指令可以存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现流程图一个流程或多个流程中指定的功能。
也可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程中指定的功能的装置。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种制动系统，其特征在于，所述制动系统包括：
刹把；
检测部件，用于输出与所述刹把的转动角度对应的检测信号；
控制部件，用于根据所述检测信号确定所述检测信号的变化率，并输出与所述变化率对应的制动信号；以及
第一制动部件，用于根据所述制动信号产生第一刹车力。
2.根据权利要求1所述的制动系统，其特征在于，所述制动系统还包括：
第二制动部件；以及
刹车线，用于连接所述刹把和所述第二制动部件，以使得所述第二制动部件根据所述刹把的转动角度产生第二刹车力。
3.根据权利要求1所述的制动系统，其特征在于，所述检测部件为霍尔传感器。
4.根据权利要求1所述的制动系统，其特征在于，所述变化率为单位时间内检测信号的变化量。
5.根据权利要求1所述的制动系统，其特征在于，所述控制部件用于按照预定周期根据所述检测信号确定所述检测信号的变化率。
6.根据权利要求5所述的制动系统，其特征在于，所述控制部件用于根据所述检测信号确定当前周期的检测信号的变化率，根据当前周期的检测信号的变化率确定下一周期的制动信号。
7.根据权利要求1所述的制动系统，其特征在于，所述控制部件根据预定的函数确定与所述变化率对应的制动信号；
其中，所述预定的函数为所述变化率与所述制动信号的对应关系。
8.根据权利要求1所述的制动系统，其特征在于，所述控制部件根据预定的映射关系确定与所述变化率对应的制动信号；
其中，所述映射关系为变化率区间与制动信号的对应关系。
9.根据权利要求8所述的制动系统，其特征在于，所述控制部件确定所述变化率所在的变化率区间，并根据预定的映射关系确定所述变化率区间对应的制动信号。
10.一种制动方法，其特征在于，所述方法包括：
获取与刹把的转动角度对应的检测信号；
确定所述检测信号的变化率；以及
根据所述变化率确定制动信号，所述制动信号用于控制第一制动部件产生对应的刹车力。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述变化率为单位时间内检测信号的变化量。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述确定所述检测信号的变化率具体为：
按照预定周期根据所述检测信号确定所述检测信号的变化率。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述根据所述变化率确定制动信号包括：
根据所述检测信号确定当前周期的检测信号的变化率；以及
根据当前周期的检测信号的变化率确定下一周期的制动信号。
14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述根据所述变化率确定制动信号具体为：
根据预定的函数确定与所述变化率对应的制动信号。
15.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述根据所述变化率确定制动信号具体为：
根据预定的映射关系确定与所述变化率对应的制动信号；
其中，所述映射关系为变化率区间与制动信号的对应关系。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述根据预定的映射关系确定与所述变化率对应的制动信号包括：
确定所述变化率所在的变化率区间；以及
根据预定的映射关系确定所述变化率区间对应的制动信号。
17.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括：
车架；
车轮；以及
如权利要求1-9中任一项所述的制动系统。
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