CN207328418U - 一种汽车辅助制动装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种汽车辅助制动装置，包括主控箱、主制动踏板、副制动踏板、储油罐、步进电机、主油缸和车轮，主制动踏板通过真空助力器连接主油缸，主油缸上安装储油罐，主油缸连接车轮，主控箱安装在副驾驶位的表面，其位置靠近车头前端，副制动踏板安装在主控箱上，主控箱内置电源模块和副制动控制系统，副制动控制系统由压电转换电路、信号调理电路、微处理器和步进电机驱动电路组成，副制动踏板底端连接有压力传感器，压力传感器通过压电转换电路连接信号调理电路，信号调理电路连接有微处理器，微处理器通过步进电机驱动电路控制步进电机，步进电机通过钢丝拉线与主制动踏板铰接，能有效的减小事故的发生，该辅助制动系统，可靠性好。
Description
技术领域
本实用新型属于汽车技术领域，涉及一种制动装置，具体涉及一种汽车辅助制动装置。
背景技术
随着高速公路的发展、车速的提高，交通事故成为现代社会面临的严峻问题，日益威胁着人们的生命和财产安全，其中下长坡制动制动器失效和城市公交的频繁制动容易造成制动器的热衰退现象，诱发严重的交通事故，为了减少交通事故的发生，比较切实可行的办法就是增加汽车辅助制动装置，这对提高汽车的制动效果尤为重要，因此，汽车辅助制动系统的开发已经成为我国道路交通安全领域急需解决的问题。针对液气压辅助制动系统成本较高以及电子真空助力器响应速度慢等问题，采用电机驱动对汽车进行辅助制动是一种切实可行的技术方案。
但是，对于目前汽车事故的增多，很多时候是由于驾驶员疲劳，制动不及时等问题造成的，所以，需要设计一种汽车辅助制动装置来减少事故的发生，另外，在教练车上，也需要设计一种制动装置来帮助学生学习。
实用新型内容
根据以上现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提出一种汽车辅助制动装置，在副驾驶上增加一个辅助的制动系统，该制动系统和主驾驶上的制动系统可一同控制汽车的制动功能，能有效的减小事故的发生，而且，该辅助制动系统，可靠性好，副制动踏板灵活，无干涉，制动系统释放时间小于0.8s获取电源方便，可在点烟器上插电；制动力可控，制动效果有保证；有实际操作感。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
一种汽车辅助制动装置，包括主控箱、主制动踏板、副制动踏板、储油罐、步进电机、主油缸和车轮，所述主制动踏板通过真空助力器连接主油缸，所述主油缸上安装储油罐，所述主油缸连接车轮，所述主控箱安装在副驾驶位的表面，其位置靠近车头前端，所述副制动踏板安装在主控箱上，所述主控箱内置电源模块和副制动控制系统，所述副制动控制系统由压电转换电路、信号调理电路、微处理器和步进电机驱动电路组成，所述副制动踏板底端连接有压力传感器，所述压力传感器通过压电转换电路连接信号调理电路，所述信号调理电路连接有微处理器，所述微处理器通过步进电机驱动电路控制步进电机，所述步进电机通过钢丝拉线与主制动踏板铰接；
所述压电转换电路将制动时的脚踏力转换为电压信号，再通过信号调理电路将压力传感器输出的电压信号变换为0～5V的直流信号，并进行阻抗变换，所述微处理器完成压力信号的数字采集与计算处理，然后通过步进电机驱动电路控制步进电机正反转动一定角度。
作为本实用新型一种优选的技术方案，所述微处理器采用STC12C5A60S2微控制器，内含 8051单片机内核和模拟接口。
作为本实用新型一种优选的技术方案，所述主油缸通过油管连接软管，所述车轮的高速轴上安装制动蹄、支承座和轮缸，所述软管接在轮缸上，所述支承座安装在车轮的高速轴上方，支承座在车轮的高速轴下端，所述制动蹄设有两块，分别安装在车轮的高速轴两侧，并且两块制动蹄一端固定在支承座上，另一端与轮缸相接。
作为本实用新型一种优选的技术方案，所述副制动踏板下方通过弹簧与压力传感器相接。
作为本实用新型一种优选的技术方案，所述步进电机采用两相混合式步进电机。
作为本实用新型一种优选的技术方案，所述步进电机驱动电路采用双极性步进电机驱动芯片L6208为核心，该芯片有2个DMOS全桥，并为每个全桥集成一个关断时间恒定的PWM电流控制器。
作为本实用新型一种优选的技术方案，所述主控箱的电源模块是通过汽车点烟器中取直流电源给主控箱供电。
作为本实用新型一种优选的技术方案，所述电源模块包括电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路，所述电源变压器连接于汽车点烟器中取直流电源，所述电源变压器依次连接整流电路、滤波电路和稳压电路，经过稳压电路给主控箱提供12V电压。
本实用新型有益效果是:本实用新型提供一种汽车辅助制动装置，在副驾驶上增加一个辅助的制动系统，该制动系统和主驾驶上的制动系统可一同控制汽车的制动功能，能有效的减小事故的发生，而且，该辅助制动系统，可靠性好，副制动踏板灵活，无干涉，制动系统释放时间小于0.8s获取电源方便，可在点烟器上插电；制动力可控，制动效果有保证；有实际操作感,此外，除应用于教练车，还因该副制动装置简单、可随时拆装，也适用于家用车“老手”带“新手”时的临时性使用。
附图说明
下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本实用新型结构示意图；
图2为本实用新型主油缸控制车轮的传动结构示意图；
图3为本实用新型副制动控制系统的结构示意图；
图4为本实用新型电源模块的结构示意图；
图5为本实用新型整流电路图；
图6为本实用新型稳压电路图。
图中：1-主控箱；2-主制动踏板；3-副制动踏板；4-储油罐；5-步进电机；6-主油缸；7-车轮；8-真空助力器；9-电源模块；10-副制动控制系统；11-压电转换电路；12-信号调理电路；13-微处理器；14-步进电机驱动电路；15-钢丝拉线；16-油管；17-软管；18-制动蹄；19-支承座；20-轮缸；21-弹簧；22-压力传感器；23-电源变压器；24-整流电路；25-滤波电路；26-稳压电路；27-高速轴。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，本实用新型的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本实用新型的实用新型构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
请参阅图1至图4，本实用新型提供一种技术方案：
一种汽车辅助制动装置，包括主控箱1、主制动踏板2、副制动踏板3、储油罐4、步进电机5、主油缸6和车轮7，所述主制动踏板2通过真空助力器8连接主油缸6，所述主油缸 6上安装储油罐4，所述主油缸6连接车轮7，所述主控箱1安装在副驾驶位的表面，其位置靠近车头前端，所述副制动踏板3安装在主控箱1上，所述主控箱1内置电源模块9和副制动控制系统10，所述副制动控制系统10由压电转换电路11、信号调理电路12、微处理器13 和步进电机驱动电路14组成，所述副制动踏板3底端连接有压力传感器22，所述压力传感器22通过压电转换电路11连接信号调理电路12，所述信号调理电路12连接有微处理器13，所述微处理器13通过步进电机驱动电路14控制步进电机5，所述步进电机5通过钢丝拉线 27与主制动踏板2铰接；
所述压电转换电路11将制动时的脚踏力转换为电压信号，再通过信号调理电路12将压力传感器22输出的电压信号变换为0～5V的直流信号，并进行阻抗变换，所述微处理器13 完成压力信号的数字采集与计算处理，然后通过步进电机驱动电路14控制步进电机5正反转动一定角度。
其工作原理：该装置从汽车点烟器中取12V直流电源给主控箱1供电，主控箱1上设置副制动踏板3，副制动踏板3通过弹簧21与压力传感器22连接，压力传感器22接收副制动踏板3的压力转换为电信号，经系列处理后变为步进电机5控制脉冲以控制步进电机的正反转动，步进电机5通过钢丝拉线15与主制动踏板2铰接，最后使主制动踏板2的制动力与副制动踏板3的制动力成正比地制动，达到制动的目的。
所述微处理器13采用深圳宏晶科技公司的加强型模数混合微控制器STC12C5A60S2，内含8051单片机内核和模拟接口。它的指令系统与MCS51单片机指令系统完全兼容，具有单周期指令功能，内含10位的模数转换器和数模转换器。微处理器完成压力信号的数字采集与计算处理，然后控制步进电机正反转动一定角度，实现制动控制。
所述主油缸6通过油管16连接软管17，所述车轮7的高速轴27上安装制动蹄18、支承座19和轮缸20，所述软管17接在轮缸20上，所述支承座19安装在车轮7的高速轴28上方，支承座19在车轮7的高速轴27下端，所述制动蹄18设有两块，分别安装在车轮7的高速轴27两侧，并且两块制动蹄18一端固定在支承座19上，另一端与轮缸20相接，采用液压的方式制动。
所述副制动踏板3下方通过弹簧21与压力传感器22相接；所述主控箱1的电源模块9 是通过汽车点烟器中取直流电源给主控箱1供电,副制动踏板灵活，无干涉，制动系统释放时间小于0.8s获取电源方便。
所述步进电机5采用ST公司生产的两相混合式步进电机，所述步进电机驱动电路14采用双极性步进电机驱动芯片L6208为核心，该芯片有2个DMOS全桥，并为每个全桥集成一个关断时间恒定的PWM电流控制器，L6208是一个DMOS全集成的步进电机驱动器，该控制器内部采用斩波电路的原理，解决了步进电机频繁换相时电流剧烈波动而引起转矩变化的问题。驱动电源可在8～52V选择，额定输出的平均电流达2.8A，峰值电流5.6A。图中，L6208与单片机通过P2口连接，单片机P20引脚控制芯片复位，P21引脚设置快速/慢速衰减模式，P22引脚为电机整步/半步设置，P23为步进时钟信号，用于控制电机转速，P24为步进电机正反转控制，P25为芯片使能控制信号。
所述电源模块9包括电源变压器23、整流电路24、滤波电路25和稳压电路26，所述电源变压器23连接于汽车点烟器中取直流电源，所述电源变压器23依次连接整流电路24、滤波电路25和稳压电路26，经过稳压电路26给主控箱1提供12V电压。
如图5所示，整流电路:整流电路是将正弦波电压转换为单一方向的脉动信号,常用的整流电路有单相半波整流电路与单相桥式整流电路两种；单相半波整流电路只利用了交流电压的半个周期,输出的电压较低,交流分量低,效率低,为了克服上述电路的缺点,我们采用如图2 所示单相全波整流电路。当输入电压为正弦波的正半轴的时候,A点电压为正、B点为负,D3、 D2导通,D1、D4截止,电流经过D3、RL、D2流向输入电压的负端；当输入电压为正弦波的负半轴的时候,A点电压为负、B点为正,D1、D4导通,D2、D3截止,电流经过D1、RL、D4流向输入电压的负端。因此D1、D4与D2、D3交替导通给负载提供电流,实现连续不断的给负载提供电流。
滤波电路:尽管整流后的电压为直流电压,但波动较大,仍然不能直接作为电源使用,还需进一步滤波,将其中的交流成份滤掉，采用RC滤波电路。
如图6所示，稳压电路：滤波电路能将正弦交流电压变换为较为平滑的直流电压,但由于输出电压平均值取决于变压器副边电压的有效值,所以当电网电压波动时,输出电压的平均值也将随之产生相应的波动,同时,由于整流滤波电路内阻的存在,当负载变化时,内阻上的电压将产生变化,于是输出电压的平均值也将随之产生相应的变化,为了改变负载内阻变化引起的直流电压的变化,我们采用78、79系列的集成稳压电源芯片,来实现电源电路的稳压功能。该电路能够给提供稳定的输出电压,并且输出的电源电压稳定,其输出电压基本不受电网电压波动与负载电阻变化带来的影响。
本实用新型的主要优点在于：本实用新型在副驾驶上增加一个辅助的制动系统，该制动系统和主驾驶上的制动系统可一同控制汽车的制动功能，能有效的减小事故的发生，而且，该辅助制动系统，可靠性好，副制动踏板灵活，无干涉，制动系统释放时间小于0.8s获取电源方便，可在点烟器上插电；制动力可控，制动效果有保证；有实际操作感,此外，除应用于教练车，还因该副制动装置简单、可随时拆装，也适用于家用车“老手”带“新手”时的临时性使用。
上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种汽车辅助制动装置，其特征在于：包括主控箱(1)、主制动踏板(2)、副制动踏板(3)、储油罐(4)、步进电机(5)、主油缸(6)和车轮(7)，所述主制动踏板(2)通过真空助力器(8)连接主油缸(6)，所述主油缸(6)上安装储油罐(4)，所述主油缸(6)连接车轮(7)，所述主控箱(1)安装在副驾驶位的表面，其位置靠近车头前端，所述副制动踏板(3)安装在主控箱(1)上，所述主控箱(1)内置电源模块(9)和副制动控制系统(10)，所述副制动控制系统(10)由压电转换电路(11)、信号调理电路(12)、微处理器(13)和步进电机驱动电路(14)组成，所述副制动踏板(3)底端连接有压力传感器(22)，所述压力传感器(22)通过压电转换电路(11)连接信号调理电路(12)，所述信号调理电路(12)连接有微处理器(13)，所述微处理器(13)通过步进电机驱动电路(14)控制步进电机(5)，所述步进电机(5)通过钢丝拉线(15)与主制动踏板(2)铰接；
所述压电转换电路(11)将制动时的脚踏力转换为电压信号，再通过信号调理电路(12)将压力传感器(22)输出的电压信号变换为0～5V的直流信号，并进行阻抗变换，所述微处理器(13)完成压力信号的数字采集与计算处理，然后通过步进电机驱动电路(14)控制步进电机(5)正反转动一定角度。
2.根据权利要求1所述的一种汽车辅助制动装置，其特征在于：所述微处理器(13)采用STC12C5A60S2微控制器，内含8051单片机内核和模拟接口。
3.根据权利要求1所述的一种汽车辅助制动装置，其特征在于：所述主油缸(6)通过油管(16)连接软管(17)，所述车轮(7)的高速轴(27)上安装制动蹄(18)、支承座(19)和轮缸(20)，所述软管(17)接在轮缸(20)上，所述支承座(19)安装在车轮(7)的高速轴(28)上方，支承座(19)在车轮(7)的高速轴(27)下端，所述制动蹄(18)设有两块，分别安装在车轮(7)的高速轴(27)两侧，并且两块制动蹄(18)一端固定在支承座(19)上，另一端与轮缸(20)相接。
4.根据权利要求1所述的一种汽车辅助制动装置，其特征在于：所述副制动踏板(3)下方通过弹簧(21)与压力传感器(22)相接。
5.根据权利要求1所述的一种汽车辅助制动装置，其特征在于，所述步进电机(5)采用两相混合式步进电机。
6.根据权利要求1所述的一种汽车辅助制动装置，其特征在于，所述步进电机驱动电路(14)采用双极性步进电机驱动芯片L6208为核心，该芯片有2个DMOS全桥，并为每个全桥集成一个关断时间恒定的PWM电流控制器。
7.根据权利要求1所述的一种汽车辅助制动装置，其特征在于，所述主控箱(1)的电源模块(9)是通过汽车点烟器中取直流电源给主控箱(1)供电。
8.根据权利要求1所述的一种汽车辅助制动装置，其特征在于，所述电源模块(9)包括电源变压器(23)、整流电路(24)、滤波电路(25)和稳压电路(26)，所述电源变压器(23)连接于汽车点烟器中取直流电源，所述电源变压器(23)依次连接整流电路(24)、滤波电路(25)和稳压电路(26)，经过稳压电路(26)给主控箱(1)提供12V电压。
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| CN201720607784.3U CN207328418U (zh) | 2017-05-27 | 2017-05-27 | 一种汽车辅助制动装置 |
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| CN207328418U true CN207328418U (zh) | 2018-05-08 |
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
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| CN108773367A (zh) * | 2018-06-12 | 2018-11-09 | 芜湖爱丽机电科技有限公司 | 一种新能源汽车制动系统 |
| CN108791238A (zh) * | 2018-06-12 | 2018-11-13 | 芜湖爱丽机电科技有限公司 | 电动汽车制动系统 |
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