CN108791236A - 一种辅助刹车装置及*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种辅助刹车装置及***，装置包括：支撑板、蜗轮蜗杆减速电机、微动开关、电机轮、电机轮罩、过渡轮、钢丝绳及控制器；蜗轮蜗杆减速电机固定于支撑板的一侧面，且蜗轮蜗杆减速电机的输出轴穿过支撑板；微动开关、电机轮、电机轮罩及过渡轮固定于支撑板的另一侧面；蜗轮蜗杆减速电机驱动电机轮通过钢丝绳拉动刹车连杆实现刹车。本发明结构小巧、易于安装，适合不同的车型，还可根据需要安装在主驾驶位刹车踏板上或副驾驶位刹车踏板上，提高了驾驶的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及一种辅助刹车装置及***，属于车辆制动设备技术领域。
背景技术
制动俗称“刹车”，使运行中的机车、车辆及其他运输工具或机械等停止或减低速度的动作。汽车刹车踏板在方向盘下面，踩住刹车踏板，则使刹车杠杆联动受压并传至到刹车鼓上的刹车片卡住刹车轮盘，使汽车减速或停止运行。
现在越来越多的私家车进入生活中，导致城市交通的日益拥挤；然而机动车驾驶人的驾驶能力参差不齐及驾驶人员驾车时不专注经常导致交通事故发生；轻微事故导致车辆碰擦，严重事故则会导致车毁人亡。据相关部门统计，2017年度中国道路交通事故死亡人数达6-6.5万，交通事故年死亡人数位居世界第二位。
例如：驾校的学员在驾驶培训中经常会有对车辆不能很好地进行控制的问题，因此，也就需要教练员在副驾驶位置陪同，一方面是指导学员驾驶，另一方面是在发生突发紧急情况时协助刹车。然而，教练员长时间坐于副驾驶位很容易疲劳，极大地影响了教练员的工作效率，无形中也留下了安全隐患。
日常的生活中，在高速公路上行驶时，很多驾驶员会使用定速巡航功能，这降低了驾驶员的疲劳强度，但是定速巡航功能不能确保汽车与前车保持安全距离，一旦驾驶员出现懈怠，很容易发生追尾事故；同时，驾驶员在市内行驶时，由于路口多，等待红绿灯的频次很高，驾驶员需要频繁地拉起和放下驻车制动器，容易产生疲劳感；驾驶员在等红绿灯时，若忘记拉起驻车制动器，当后方车辆刹车不及时的时候，还容易引发连环追尾事故；在有坡度的道路上等红绿灯时，若忘记拉起驻车制动器，很容易发生溜车现象，存在安全隐患。
为此，辅助刹车***/装置在汽车中的应用显得尤为重要，通过辅助刹车***/装置来克服上述问题，目前，部分厂商也在自行研发辅助刹车装置，但是大部分的装置结构比较复杂，体积大，不便于安装在刹车踏板上，而且在使用过程中体积较大也会影响刹车踏板的使用。
发明内容
为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种辅助刹车装置及***，本发明结构小巧、易于安装，适合不同的车型，还可根据需要安装在主驾驶位刹车踏板上或副驾驶位刹车踏板上，提高了驾驶的安全性。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明的一种辅助刹车装置，包括：支撑板、蜗轮蜗杆减速电机、微动开关、电机轮、电机轮罩、钢丝绳及控制器；支撑板固定于车辆主驾驶位或副驾驶位刹车附近的车体上；蜗轮蜗杆减速电机固定于支撑板的一侧面，且蜗轮蜗杆减速电机的输出轴穿过支撑板；微动开关、电机轮及电机轮罩固定于支撑板的另一侧面；其中，微动开关设于电机轮的上方，并与电机轮上设有的限位块相配合，上述蜗轮蜗杆减速电机的输出轴穿透电机轮的中心位置，带动电机轮同步转动；钢丝绳缠绕设于电机轮上且一端与电机轮固定连接，电机轮外侧套设有电机轮罩；钢丝绳的另一端固定于刹车连杆上；控制器分别与蜗轮蜗杆减速电机的信号输入端及微动开关的信号输出端相连接。
优选地，所述微动开关通过开关支架固定于支撑板上。
优选地，所述装置还包含有过渡轮，其设于电机轮的下方，钢丝绳的另一端绕过过渡轮后固定于刹车连杆上。
优选地，所述过渡轮外侧套设有过渡轮罩。
优选地，所述钢丝绳通过固定轮固定于刹车连杆上。
优选地，所述控制器设置于车辆主/副驾驶位座位下、副驾驶位手套箱或后备箱内。
优选地，所述控制器通过外置电源供电。
优选地，所述控制器能够实现对蜗轮蜗杆减速电机的转速进行控制，以实现不同的刹车模式。
本发明的一种辅助刹车***，包含上述辅助刹车装置，以及车载主控器、雷达组件；车载主控器分别与辅助刹车装置、雷达组件电气连接；
雷达组件，检测车辆与周边障碍物之间的距离；
车载主控器，接收雷达组件传输的检测信息，以及车载OBD传输的车辆速度信息、油门踏板行程信息及刹车踏板行程信息，并根据接收到的信息产生控制指令传输给辅助刹车装置，通过辅助刹车装置完成对车辆刹车的状态控制。
优选地，所述雷达组件包含安装于车辆尾部的超声波雷达及安装于车辆顶部的激光雷达和/或安装于车辆前部的毫米波雷达/摄像头。
优选地，所述***还包含方向盘转角检测器，检测方向盘转角信息并传输给车载主控器，车载主控器根据雷达组件探测到的车辆与前方障碍物的距离、方向盘的转角、刹车踏板的行程来判断车辆是否会与障碍物碰撞。
优选地，所述车载主控器产生刹车控制指令后，实时判断当前车辆速度，若车辆速度为零，则产生控制指令使电机轮反向转动恢复至初始位置。
优选地，所述***还包含：定位组件，电气连接车载主控器，支持GPS/GLONASS/北斗卫星定位***。
优选地，所述车载主控器内存储有机动车驾驶人培训的场地地图数据，车载主控器对车辆的实时地理位置进行判断，判断车辆是否触碰地图数据中的场地边界。
优选地，所述车载主控器还连接通信组件，接收远端传输的刹车控制指令。
本发明的有益效果：
本发明结构小巧、易于安装，且可根据车型的需求安装于主驾驶位或副驾驶位，适合不同的车型，占用空间小，不影响正常的驾驶。
本发明利用蜗轮蜗杆式减速电机工作，实现减速，使钢丝绳带动刹车踏板工作，不仅能够满足现有人为主动刹车，还可实现应急时自动刹车，应急时无需人为参与；通过蜗轮蜗杆式减速电机的自锁功能，防止输出轴反转，提高了整个装置的可靠性和安全性，同时还能够实现不同刹车模式的选择。
本发明仅通过一个微动开关即可实现电机轮的转动状态监测，无需采用角度编码器，测量简单有效，元器件故障率低，成本低。
本发明能够实时的判定车辆是否进入危险区域，当发现车辆驶入危险区域，可自动实现刹车，从而有效保护人身安全和车辆安全，消除安全隐患。
附图说明
图1为辅助刹车装置示例一中的第一视角结构示意图。
图2为辅助刹车装置示例一中的第二视角结构示意图。
图3为辅助刹车装置示例一中的第三视角结构示意图。
图4为辅助刹车装置的刹车原理框图。
图5为示例中***的原理框图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
参照图1至图4所示，本发明的一种辅助刹车装置，可应用于市面上大部分的车辆上，还可应用于机动车驾驶人培训车辆上；示例一中，该装置应用于机动车驾驶人培训车辆上，安装于车辆的副驾驶位置，包括：支撑板1、蜗轮蜗杆减速电机2、微动开关3、电机轮4、电机轮罩5、过渡轮6、钢丝绳7及控制器8；支撑板1通过连杆支架9固定于副驾驶位刹车附近的车体上；蜗轮蜗杆减速电机2固定于支撑板1的一侧面，且蜗轮蜗杆减速电机2的输出轴21穿过支撑板1；微动开关3、电机轮4、电机轮罩5及过渡轮6固定于支撑板1的另一侧面；其中，微动开关3设于电机轮4的上方，通过开关支架31固定于支撑板1上，并与电机轮4上设有的限位块41相配合，上述蜗轮蜗杆减速电机2的输出轴21穿透电机轮4的中心位置，带动电机轮4同步转动；钢丝绳7缠绕设于电机轮4上且一端与电机轮4固定连接，电机轮4外侧套设有电机轮罩5；过渡轮6设于电机轮4的下方，钢丝绳7的另一端绕过过渡轮6后固定于刹车连杆10上，刹车连杆10固定于连杆支架9上；控制器8分别与蜗轮蜗杆减速电机2的信号输入端及微动开关3的信号输出端相连接。
其中，所述钢丝绳7通过固定轮11固定于刹车连杆10上，固定轮11呈圆形，外侧设有绕线槽，钢丝绳7的另一端固定于绕线槽内。
为了使钢丝绳7驱动刹车拉杆10的拉力最小，钢丝绳7经过渡轮6缠绕后，其与刹车连杆10运动时所在的圆弧呈切线方向。所述过渡轮6外侧套设有过渡轮罩12，通过设置的过渡轮罩12能够防止人为主动刹车时或自动刹车时，钢丝绳7脱离出过渡轮6上的绕线槽。
示例中，控制器8设置于车辆后备箱内，连接外部电源供电。所述控制器能够实现对蜗轮蜗杆减速电机的转速进行控制，以实现不同的刹车模式。车辆刹车时，钢丝绳7带动刹车拉杆运动的行程为6cm-8cm，控制器8产生刹车控制指令后，可在0.4s的时间内完成踩死刹车动作（即完成刹车拉杆的运动行程），完成刹车后，控制器8可控制蜗轮蜗杆减速电机2的输出轴21反向转动，使电机轮4恢复至初始位置，即电机轮4上设有的限位块41接触微动开关3。
本发明的一种辅助刹车***，包含上述辅助刹车装置，以及车载主控器、雷达组件；车载主控器分别与辅助刹车装置、雷达组件电气连接；
雷达组件，检测车辆与周边障碍物之间的距离；包含安装于车辆尾部的超声波雷达及安装于车辆顶部的激光雷达和/或安装于车辆前部的毫米波雷达/摄像头。
车载主控器，接收雷达组件传输的检测信息，以及车载OBD传输的车辆速度信息、油门踏板行程信息、刹车踏板行程信息及方向盘转角信息，并根据接收到的信息产生控制指令传输给辅助刹车装置，通过辅助刹车装置完成对车辆刹车的状态控制。
所述车载主控器根据安装于车辆尾部的超声波雷达及安装于车辆顶部的激光雷达和/或安装于车辆前部的毫米波雷达/摄像头探测到的车辆与周边障碍物的距离及方向盘的转角、刹车踏板的行程来判断车辆是否会与障碍物碰撞，若“是”则产生刹车控制指令；若“否”则继续判断。
所述车载主控器产生刹车控制指令后，实时判断当前车辆速度，若车辆速度为零，则产生控制指令使电机轮反向转动恢复至初始位置。
示例二中，该***应用于普通车辆上，车载主控器的信号输入端连接车载OBD，采集车辆速度信息、油门踏板行程信息、刹车踏板行程信息；及方向盘转角检测器检测的方向盘转角信息，当车辆行驶过程中，前方遇到障碍物，车辆前部的毫米波雷达会实时获取车辆与障碍物的距离，车载主控器根据接收到的油门踏板行程信息、刹车踏板行程信息及方向盘转角信息，判断车辆是否会与障碍物发生碰撞，若“是”则产生刹车控制指令；若“否”则继续判断。当车辆进行倒车时，车辆尾部的超声波雷达实时获取车辆与障碍物的距离，车载主控器根据接收到的油门踏板行程信息、刹车踏板行程信息判断车辆是否会与障碍物发生碰撞，若“是”则产生刹车控制指令；若“否”则继续判断。
此外，所述车载主控器还连接有制动开关，该制动开关安装设置在主驾驶位的扶手附近，或者其他方便驾驶员触控的位置；制动开关实现开启/关闭辅助刹车功能。
参照图5所示，示例三中，应用于机动车驾驶人培训车辆上，辅助刹车装置安装于车辆的副驾驶位置，驱动副驾驶位的刹车机构，达到了机器人智能教练的效果，无需教练员长时间坐于副驾驶疲劳教学，具有高安全的辅助驾驶作用，消除了安全隐患且提供了学员的自主学习能力，保障人、车安全；该***还包含：定位组件，电气连接车载主控器，用于检测车辆的实时具体地理位置，支持GPS/GLONASS/北斗卫星定位***，采用差分卫星定位技术实现了车辆厘米级的定位精度。单体卫星定位天线都存在一定的定位误差，为了提高定位精度，避免两根天线的卫星定位误差范围发生重叠，减小单体天线的误差干扰，两个卫星定位天线之间的距离大于1米。当卫星定位装置检测到车辆运行速度超过安全速度限制，处理器会通过警示装置发出警示指令提醒驾驶员注意行驶速度，当车辆速度过高时，处理器会发出自动点刹指令，使车辆降速到安全车速。
所述车载主控器内存储有机动车驾驶人培训的场地地图数据，车载主控器的信号输入端连接车载OBD，采集车辆速度信息、油门踏板行程信息、刹车踏板行程信息；及方向盘转角检测器采集的方向盘转角信息；学员在驾驶车辆进行培训时，车载主控器对车辆的实时地理位置进行判断，判断车辆是否触碰地图数据中的场地边界，若“是”则产生刹车控制指令传输给控制器，控制器控制蜗轮蜗杆减速电机转动带动钢丝绳拉动刹车连杆，实现自动刹车动作；若“否”则继续进行判断。避免了因学员不能很好地对车辆进行控制而发生意外的问题。车载主控器产生刹车控制指令后，实时判断当前车辆速度，若车辆速度为零，则产生控制指令使电机轮反向转动恢复至初始位置，即实现刹车拉杆恢复至初始位置。
此外，学员在驾驶车辆进行培训时，车载主控器实时判断油门踏板的行程信息，若油门踏板的行程超过了设定的阈值，则车载主控器产生刹车控制指令传输给控制器，控制器控制蜗轮蜗杆减速电机转动带动钢丝绳拉动刹车连杆，实现自动刹车；若未超过则继续进行判断。上述设定的阈值为至少油门踏板总行程的一半。
辅助刹车装置还可拉动刹车连杆实现多种刹车模式，如：点刹、缓刹、急刹等模式；假如车辆在行驶的过程中，车速超过规定的行驶速度，车载主控器可产生点刹控制指令并发送给控制器，控制器控制蜗轮蜗杆减速电机完成短时间的转动，如0.1s或0.15s等，之后立即控制蜗轮蜗杆减速电机反向转动，使电机轮反向转动恢复至初始位置，从而实现点刹减速。而缓刹、急刹的刹车模式，则可由控制器控制蜗轮蜗杆减速电机的转速实现，增加或缩短拉动刹车连杆的行程时间。
所述车载主控器还连接有通信组件，可接收远端传输的刹车控制指令；机动车驾驶人培训车辆发生突发情况时，车辆外部的教练员或远端监控中心可发出紧急刹车控制指令，使车辆停止。
所述***中的各部件通过连接外置电源进行供电，其选用可充电锂电池组，安装于车辆后备箱中。其可连接车载电源，当车辆运行时车载电源对其进行充电。
尽管以上本发明的实施方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。
Claims (10)
1.一种辅助刹车装置，其特征在于，包括：支撑板、蜗轮蜗杆减速电机、微动开关、电机轮、电机轮罩、钢丝绳及控制器；支撑板固定于车辆主驾驶位或副驾驶位刹车附近的车体上；蜗轮蜗杆减速电机固定于支撑板的一侧面，且蜗轮蜗杆减速电机的输出轴穿过支撑板；微动开关、电机轮及电机轮罩固定于支撑板的另一侧面；其中，微动开关设于电机轮的上方，并与电机轮上设有的限位块相配合，上述蜗轮蜗杆减速电机的输出轴穿透电机轮的中心位置，带动电机轮同步转动；钢丝绳缠绕设于电机轮上且一端与电机轮固定连接，电机轮外侧套设有电机轮罩；钢丝绳的另一端固定于刹车连杆上；控制器分别与蜗轮蜗杆减速电机的信号输入端及微动开关的信号输出端相连接。
2.根据权利要求1所述的辅助刹车装置，其特征在于，所述装置还包含有过渡轮，其设于电机轮的下方，钢丝绳的另一端绕过过渡轮后固定于刹车连杆上。
3.根据权利要求2所述的辅助刹车装置，其特征在于，所述过渡轮外侧套设有过渡轮罩。
4.根据权利要求1所述的辅助刹车装置，其特征在于，所述钢丝绳通过固定轮固定于刹车连杆上。
5.一种辅助刹车***，其特征在于，包含权利要求1-4之一所述的辅助刹车装置，以及车载主控器、雷达组件；车载主控器分别与辅助刹车装置、雷达组件电气连接；
雷达组件，检测车辆与周边障碍物之间的距离；
车载主控器，接收雷达组件传输的检测信息，以及车载OBD传输的车辆速度信息、油门踏板行程信息及刹车踏板行程信息，根据接收到的信息产生控制指令，并通过辅助刹车装置完成对车辆刹车的状态控制。
6.根据权利要求5所述的辅助刹车***，其特征在于，所述雷达组件包含安装于车辆尾部的超声波雷达及安装于车辆顶部的激光雷达和/或安装于车辆前部的毫米波雷达/摄像头。
7.根据权利要求5所述的辅助刹车***，其特征在于，所述***还包含方向盘转角检测器，检测方向盘转角信息并传输给车载主控器。
8.根据权利要求5所述的辅助刹车***，其特征在于，所述车载主控器产生刹车控制指令后，实时判断当前车辆速度，若车辆速度为零，则产生控制指令使电机轮反向转动恢复至初始位置。
9.根据权利要求5所述的辅助刹车***，其特征在于，所述***还包含：定位组件，电气连接车载主控器，支持GPS/GLONASS/北斗卫星定位***。
10.根据权利要求9所述的辅助刹车***，其特征在于，所述车载主控器内存储有机动车驾驶人培训的场地地图数据，车载主控器对车辆的实时地理位置进行判断，判断车辆是否触碰地图数据中的场地边界。
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