全文摘要
本实用新型公开了一种重型汽车防溜坡和紧急制动的辅助装置，包括紧急制动检测模块，溜坡检测模块、电子控制单元ECU和制动执行机构，其中紧急制动检测模块用于检测重型汽车是否处于紧急制动状态，溜坡检测模块用于检测重型汽车是否处于溜坡状态，并将检测数据发送给电子控制单元ECU。电子控制单元ECU接收数据并控制制动执行机构的启动与停止，实现重型汽车的辅助制动。本实用新型结构紧凑，功能丰富，工作可靠，适合在各种气压制动的重型汽车中应用。
主设计要求
1.一种重型汽车防溜坡和紧急制动的辅助装置，其特征在于，包括紧急制动检测模块、溜坡检测模块、电子控制单元ECU及制动执行机构；所述紧急制动检测模块包括制动踏板位移传感器和轮速传感器；所述制动踏板位移传感器用于感应汽车制动踏板被踩下的行程，并将其传递给所述电子控制单元ECU；所述轮速传感器设置在汽车车轮上，用于感应汽车车轮的转速，并将其传递给所述电子控制单元ECU；所述溜坡检测模块包括挡位传感器、油门开度传感器和霍尔传感器；所述挡位传感器用于感应汽车变速箱的挡位，并将其传递给所述电子控制单元ECU；所述油门开度传感器用于感应汽车油门被踩下的行程，并将其传递给所述电子控制单元ECU；所述霍尔传感器设置在汽车的车轮上，用于感应汽车车轮的转动方向，并将其传递给所述电子控制单元ECU；所述重型汽车气压制动系统中的推杆上设有螺纹；所述制动执行机构行星滚柱机构、主动齿轮、从动齿轮、电磁离合器和电机；所述行星滚柱机构包括内齿圈、太阳轮、行星架和若干行星轮，其中，所述内齿圈、若干行星轮、太阳轮由外到内设置，配合行星架形成行星轮系；所述太阳轮为外齿圈，其内壁上设有和所述推杆上螺纹相匹配的螺纹，所述太阳轮的内壁和所述推杆螺纹连接；所述从动齿轮为外齿圈，其内壁和所述内齿圈的外壁刚性连接；所述电机的输出轴和所述电磁离合器的输入轴固连，所述电磁离合器的输出轴和所述主动齿轮的转轴固连；所述主动齿轮与从动齿轮啮合；所述电子控制单元ECU分别和制动踏板位移传感器、轮速传感器、挡位传感器、油门开度传感器、霍尔传感器、电磁离合器、电机相连，用于根据紧急制动检测模块、溜坡检测模块的检测数据控制电磁离合器、电机工作。
设计方案
1.一种重型汽车防溜坡和紧急制动的辅助装置，其特征在于，包括紧急制动检测模块、溜坡检测模块、电子控制单元ECU及制动执行机构；
所述紧急制动检测模块包括制动踏板位移传感器和轮速传感器；所述制动踏板位移传感器用于感应汽车制动踏板被踩下的行程，并将其传递给所述电子控制单元ECU；所述轮速传感器设置在汽车车轮上，用于感应汽车车轮的转速，并将其传递给所述电子控制单元ECU；
所述溜坡检测模块包括挡位传感器、油门开度传感器和霍尔传感器；所述挡位传感器用于感应汽车变速箱的挡位，并将其传递给所述电子控制单元ECU；所述油门开度传感器用于感应汽车油门被踩下的行程，并将其传递给所述电子控制单元ECU；所述霍尔传感器设置在汽车的车轮上，用于感应汽车车轮的转动方向，并将其传递给所述电子控制单元ECU；
所述重型汽车气压制动系统中的推杆上设有螺纹；
所述制动执行机构行星滚柱机构、主动齿轮、从动齿轮、电磁离合器和电机；
所述行星滚柱机构包括内齿圈、太阳轮、行星架和若干行星轮，其中，所述内齿圈、若干行星轮、太阳轮由外到内设置，配合行星架形成行星轮系；
所述太阳轮为外齿圈，其内壁上设有和所述推杆上螺纹相匹配的螺纹，所述太阳轮的内壁和所述推杆螺纹连接；
所述从动齿轮为外齿圈，其内壁和所述内齿圈的外壁刚性连接；
所述电机的输出轴和所述电磁离合器的输入轴固连，所述电磁离合器的输出轴和所述主动齿轮的转轴固连；
所述主动齿轮与从动齿轮啮合；
所述电子控制单元ECU分别和制动踏板位移传感器、轮速传感器、挡位传感器、油门开度传感器、霍尔传感器、电磁离合器、电机相连，用于根据紧急制动检测模块、溜坡检测模块的检测数据控制电磁离合器、电机工作。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及汽车主动安全尤其是辅助制动技术领域，特别涉及一种重型汽车防溜坡和紧急制动的辅助装置。
背景技术
随着汽车技术的发展，对于汽车安全性能的要求是汽车发展中重要的考虑因素。根据研究表明，在众多的交通事故中，追尾等碰撞事故占70%以上，对人员和财产的损失尤为严重，而碰撞事故大多因紧急制动时，制动时间过长导致汽车无法在短距离内停下所造成的；另外，汽车尤其是重型车处于坡道时，由于驾驶员操作的不当或者车内没人而忘记拉上手刹时，很容易发生溜坡，对车辆乃至人员造成损伤；本实用新型基于重型车的气压制动提出了一种可同时实现重型车防溜坡和辅助制动的装置。
目前针对汽车紧急制动辅助系统的研究已有很多，其中郑旦提出了一种汽车紧急制动辅助系统（公开号CN108454400A），其通过传感器检测油门踏板在起始位置和供油位置之间移动的变量, 并将检测得到的变量值转换成检测信号传输至控制器内，控制器通过判断开启电子制动器，辅助制动，该实用新型可以在操作人员的右脚抬离油门踏板的初期就使得车辆自主减速,从而大大减小了操作人员急刹的反应时间，但可能会对驾驶员的意图产生误判，过度制动；彭秀燕提出了一种用于汽车的紧急制动控制系统（公开号CN108407782A），该系统能够实时监测行驶车辆的运动状态,当判断车辆处于紧急状态时,根据采集获得的行车状态信号进一步判断是否需要开启本系统中的真空制动机构,并在需要开启真空制动机构的情况下,通过信号分析生成与汽车当前运动状态相匹配的制动策略，显著地减小了制动距离,有效地提高行车制动的稳定性和安全性，但装置过于复杂，增加汽车的负载。
另外，还有很多学者对汽车防溜坡的装置进行了研究，其中孔武斌提出了一种电动汽车防溜坡控制方法及系统（公开号CN108275153A），根据油门踏板开度、汽车换挡杆的挡位、霍尔信号判断电动汽车状态是否需要进入防溜坡模式；当电动汽车进入防溜坡模式时,根据电动汽车的溜坡距离计算给定正向力矩并控制电动汽车的电机输出所述给定正向力矩，但该装置只可适用于电动汽车，不能广泛应用；金智林提出了一种手动挡汽车的自动防倒溜装置（公开号CN203460695U），当汽车出现倒溜时,汽车半轴带动主、从动齿轮,由传力销传到旋转盘,经单向轴承带动主轴连同卷线轮产生反向角位移,拉动钢丝,驱动原有驻车制动装置,防止汽车倒溜，但该装置缺少对汽车是否处于溜坡状态以及推出防溜坡装置的时机的判断，智能化不足。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对现有重型车防溜坡系统和紧急制动辅助系统的结构复杂、耗能高、智能化程度低等不足，提出了一种重型汽车防溜坡和紧急制动的辅助装置，结构紧凑、工作可靠，成本低，且增加较少元件即可实现防溜坡和辅助制动双重功能。
本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：
一种重型汽车防溜坡和紧急制动的辅助装置，包括紧急制动检测模块、溜坡检测模块、电子控制单元ECU及制动执行机构；
所述紧急制动检测模块包括制动踏板位移传感器和轮速传感器；所述制动踏板位移传感器用于感应汽车制动踏板被踩下的行程，并将其传递给所述电子控制单元ECU；所述轮速传感器设置在汽车车轮上，用于感应汽车车轮的转速，并将其传递给所述电子控制单元ECU；
所述溜坡检测模块包括挡位传感器、油门开度传感器和霍尔传感器；所述挡位传感器用于感应汽车变速箱的挡位，并将其传递给所述电子控制单元ECU；所述油门开度传感器用于感应汽车油门被踩下的行程，并将其传递给所述电子控制单元ECU；所述霍尔传感器设置在汽车的车轮上，用于感应汽车车轮的转动方向，并将其传递给所述电子控制单元ECU；
所述重型汽车气压制动系统中的推杆上设有螺纹；
所述制动执行机构行星滚柱机构、主动齿轮、从动齿轮、电磁离合器和电机；
所述行星滚柱机构包括内齿圈、太阳轮、行星架和若干行星轮，其中，所述内齿圈、若干行星轮、太阳轮由外到内设置，配合行星架形成行星轮系；
所述太阳轮为外齿圈，其内壁上设有和所述推杆上螺纹相匹配的螺纹，所述太阳轮的内壁和所述推杆螺纹连接；
所述从动齿轮为外齿圈，其内壁和所述与内齿圈的外圈刚性连接；
所述电机的输出轴和所述电磁离合器的输入轴固连，所述电磁离合器的输出轴和所述主动齿轮的转轴固连；
所述主动齿轮与从动齿轮啮合；
所述电子控制单元ECU分别和制动踏板位移传感器、轮速传感器、挡位传感器、油门开度传感器、霍尔传感器、行驶方向角度传感器、电磁离合器、电机相连，用于根据紧急制动检测模块、溜坡检测模块的检测数据控制电磁离合器、电机工作。
本实用新型还提供了一种该重型汽车防溜坡和紧急制动的辅助装置的防溜坡方法，包含以下步骤：
步骤A.1），挡位传感器感应汽车变速箱的挡位，并将其传递给电子控制单元ECU；霍尔传感器感应汽车车轮的转动方向，并将其传递给电子控制单元ECU；油门开度传感器感应汽车油门被踩下的行程，并将其传递给电子控制单元ECU；
步骤A.2），如果汽车的挡位不处于倒挡且汽车的车轮转动方向为反转：
步骤A.2.1），电子控制单元ECU发出控制信号控制电磁离合器接合，并控制电机工作，电机产生的动力依次经过主动齿轮、从动齿轮、行星滚柱机构传递后，推动推杆进行平动，进而使得重型汽车进行制动；
步骤A.2.2），电子控制单元ECU将油门踏板被踩下的行程和预设的第一位移阈值进行比较：
步骤A.2.2.1），如果油门踏板被踩下的行程大于预设的第一位移阈值，电子控制单元ECU发出控制信号控制电磁离合器分离，并控制电机停止工作，推杆在重型汽车气压制动系统回位弹簧作用下恢复原位，制动解除。
本实用新型还提供了一种该重型汽车防溜坡和紧急制动的辅助装置的紧急制动方法，包含以下步骤：
步骤B.1），制动踏板位移传感器感应汽车制动踏板被踩下的行程，并将其传递给电子控制单元ECU；轮速传感器感应汽车车轮的转速，并将其传递给电子控制单元ECU；
步骤B.2），电子控制单元ECU将汽车制动踏板被踩下的行程和预设的第二位移阈值进行比较：
步骤B.2.1），汽车制动踏板被踩下的行程大于预设的第二位移阈值：
步骤B.2.1.1），电子控制单元ECU控制电磁离合器接合，并控制电机工作，电机产生的动力依次经过主动齿轮、从动齿轮、行星滚柱机构传递后，推动推杆进行平动，进而使得重型汽车进行制动；
步骤B.2.1.2），电子控制单元ECU将汽车车轮的转速和预设的转速阈值进行比较：
步骤B.2.1.2.1），汽车车轮的转速小于预设的转速阈值，电子控制单元ECU发出控制信号控制电磁离合器分离，并控制电机停止工作，推杆在重型汽车气压制动系统回位弹簧作用下恢复原位，制动解除。
本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1. 结构紧凑，易于布置：本装置以重型车气压制动为基础增加了较少元件即可实现目标功能，装置简单，易于布置；
2. 成本低，功能全：本实用新型使用一套执行机构即可实现重型车防溜坡，又可实现紧急制动时的辅助制动，成本低，功能丰富；
3. 可靠性高：本实用新型采用多种传感器对重型车是否需要防溜坡以及辅助制动进行精确的判断，智能化程度高，工作可靠；
4. 应用广泛，本实用新型可安装的传统燃油车及各新能源汽车，也可安装在无人驾驶汽车实现自主制动功能。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型中防溜坡方法的流程示意图；
图3是本实用新型中紧急制动的流程示意图。
图中，1-制动气室，2-回位弹簧，3-推杆，4-内齿圈，5-从动齿轮，6-行星轮，7-调整臂，8-连接叉，9-凸轮，10-太阳轮， 11-主动齿轮，12-电磁离合器,13-电机。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明：
本实用新型可以以许多不同的形式实现，而不应当认为限于这里所述的实施例。相反，提供这些实施例以便使本公开透彻且完整，并且将向本领域技术人员充分表达本实用新型的范围。在附图中，为了清楚起见放大了组件。
如图1所示，本实用新型公开了一种重型汽车防溜坡和紧急制动的辅助装置，传统的重型汽车一般都采用气压制动系统，通过制动气室中的活塞带动推杆平动，进而通过连接叉、调整臂带动凸轮旋转，在凸轮的作用下，重型汽车的制动蹄顶紧制动盘，获得制动力。松开制动后，气缸内的回位弹簧带动推杆回复原位。
本实用新型包括紧急制动检测模块、溜坡检测模块、电子控制单元ECU及制动执行机构；
所述紧急制动检测模块包括制动踏板位移传感器和轮速传感器；所述制动踏板位移传感器用于感应汽车制动踏板被踩下的行程，并将其传递给所述电子控制单元ECU；所述轮速传感器设置在汽车车轮上，用于感应汽车车轮的转速，并将其传递给所述电子控制单元ECU；
所述溜坡检测模块包括挡位传感器、油门开度传感器和霍尔传感器；所述挡位传感器用于感应汽车变速箱的挡位，并将其传递给所述电子控制单元ECU；所述油门开度传感器用于感应汽车油门被踩下的行程，并将其传递给所述电子控制单元ECU；所述霍尔传感器设置在汽车的车轮上，用于感应汽车车轮的转动方向，并将其传递给所述电子控制单元ECU；
所述重型汽车气压制动系统中的推杆上设有螺纹；
所述制动执行机构行星滚柱机构、主动齿轮、从动齿轮、电磁离合器和电机；
所述行星滚柱机构包括内齿圈、太阳轮、行星架和若干行星轮，其中，所述内齿圈、若干行星轮、太阳轮由外到内设置，配合行星架形成行星轮系；
所述太阳轮为外齿圈，其内壁上设有和所述推杆上螺纹相匹配的螺纹，所述太阳轮的内壁和所述推杆螺纹连接；
所述从动齿轮为外齿圈，其内壁和所述与内齿圈的外圈刚性连接；
所述电机的输出轴和所述电磁离合器的输入轴固连，所述电磁离合器的输出轴和所述主动齿轮的转轴固连；
所述主动齿轮与从动齿轮啮合；
所述电子控制单元ECU分别和制动踏板位移传感器、轮速传感器、挡位传感器、油门开度传感器、霍尔传感器、行驶方向角度传感器、电磁离合器、电机相连，用于根据紧急制动检测模块、溜坡检测模块的检测数据控制电磁离合器、电机工作。
如图2所示，本实用新型还提供了一种该重型汽车防溜坡和紧急制动的辅助装置的防溜坡方法，包含以下步骤：
步骤A.1），挡位传感器感应汽车变速箱的挡位，并将其传递给电子控制单元ECU；霍尔传感器感应汽车车轮的转动方向，并将其传递给电子控制单元ECU；油门开度传感器感应汽车油门被踩下的行程，并将其传递给电子控制单元ECU；
步骤A.2），如果汽车的挡位不处于倒挡且汽车的车轮转动方向为反转：
步骤A.2.1），电子控制单元ECU发出控制信号控制电磁离合器接合，并控制电机工作，电机产生的动力依次经过主动齿轮、从动齿轮、行星滚柱机构传递后，推动推杆进行平动，进而使得重型汽车进行制动；
步骤A.2.2），电子控制单元ECU将油门踏板被踩下的行程和预设的第一位移阈值进行比较：
步骤A.2.2.1），如果油门踏板被踩下的行程大于预设的第一位移阈值，电子控制单元ECU发出控制信号控制电磁离合器分离，并控制电机停止工作，推杆在重型汽车气压制动系统回位弹簧作用下恢复原位，制动解除。
如图3所示，本实用新型还提供了一种该重型汽车防溜坡和紧急制动的辅助装置的紧急制动方法，包含以下步骤：
步骤B.1），制动踏板位移传感器感应汽车制动踏板被踩下的行程，并将其传递给电子控制单元ECU；轮速传感器感应汽车车轮的转速，并将其传递给电子控制单元ECU；
步骤B.2），电子控制单元ECU将汽车制动踏板被踩下的行程和预设的第二位移阈值进行比较：
步骤B.2.1），汽车制动踏板被踩下的行程大于预设的第二位移阈值：
步骤B.2.1.1），电子控制单元ECU控制电磁离合器接合，并控制电机工作，电机产生的动力依次经过主动齿轮、从动齿轮、行星滚柱机构传递后，推动推杆进行平动，进而使得重型汽车进行制动；
步骤B.2.1.2），电子控制单元ECU将汽车车轮的转速和预设的转速阈值进行比较：
步骤B.2.1.2.1），汽车车轮的转速小于预设的转速阈值，电子控制单元ECU发出控制信号控制电磁离合器分离，并控制电机停止工作，推杆在重型汽车气压制动系统回位弹簧作用下恢复原位，制动解除。
本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920011909.5
申请日:2019-01-04
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:84(南京)
授权编号:CN209739046U
授权时间:20191206
主分类号:B60T8/172
专利分类号:B60T8/172
范畴分类:申请人:南京航空航天大学
第一申请人:南京航空航天大学
申请人地址:210016 江苏省南京市秦淮区御道街29号
发明人:金智林;李静轩;钱飚;李宇柔
第一发明人:金智林
当前权利人:南京航空航天大学
代理人:贺翔
代理机构:32237
代理机构编号:江苏圣典律师事务所 32237
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计