專利名稱：制動方式的識別控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種特別適用但并非僅限于各類機動車輛在制動時對制動方式的識別控制裝置。
背景技術(shù)：
各種運轉(zhuǎn)、特別是高速運轉(zhuǎn)的設(shè)備在各種工業(yè)、交通等領(lǐng)域中是廣泛使用的，對低速和/或高速運轉(zhuǎn)的機械和設(shè)備進(jìn)行制動也是經(jīng)常性的操作。以目前廣泛使用的各類內(nèi)燃式或電動式的機動車為例，其在實際行駛過程中的制動，可基本分為緩慢制動和緊急制動兩種情況。緩慢制動一般用于低速行駛情況下，是通過駕駛員預(yù)期的制動目的和操作使機動車逐漸完全停止的緩慢減速過程；緊急制動則多是在行駛過程中，特別是在完全沒有主觀預(yù)期剎車目的和/或高速行駛狀態(tài)下為避讓和應(yīng)對意外性障礙或突發(fā)性事件而采取的緊急制動措施。因此，緩慢制動和緊急制動反映了駕駛員不同的制動意圖，并產(chǎn)生截然不同的相應(yīng)制動方式和制動結(jié)果。
就機動車制動而言，目前主要是以摩擦方式通過對終端運轉(zhuǎn)機構(gòu)的輪系制動實現(xiàn)。在上述的緩慢制動過程中，這一制動方式無疑是唯一的，無需引入其它制動方式。但在緊急制動情況下，單靠這種摩擦方式的輪系制動顯然不能令人滿意，甚至存在較大問題，除了因制動距離較長而難以避免事故外，靠人工操作實際上難以使發(fā)動機及傳動系與輪系脫離傳動接合狀態(tài)，因此常導(dǎo)致發(fā)動機的熄火(主要是內(nèi)燃式動力源)。
為實現(xiàn)幫助駕駛員能夠識別制動意圖與實際的制動狀態(tài)出現(xiàn)的偏差，JP2004090899中公開了一種通過采用基于車輛速度傳感器的信號，計算出實際減速度并得到減速度和實際減速度間的偏差，幫助駕駛員識別帶有自己制動意圖的偏差。
JP8310359涉及了一種自動制動裝置，利用雷達(dá)測量車距，并通過處理器單元對實際車速與預(yù)設(shè)定值進(jìn)行比較，當(dāng)車速高于一個值同時車距又小時，啟動一個自動制動裝置進(jìn)行制動。
在JP11208437中公開了一種通過制動操作狀態(tài)是否達(dá)到預(yù)設(shè)值，以正確有效地制動控制并幫助駕駛員有意識的減速。
公開號為CN2096498Y的中國專利文獻(xiàn)公開了一種通過制動踏板一方面作用于輪系制動，另一方面用可調(diào)時間定時器來對離合器進(jìn)行分離操縱，使傳動系隨車輪制動而同步制動的發(fā)動機潛阻力進(jìn)行制動的緊急制動伺服裝置，可減輕或減免車輛在緊急制動時產(chǎn)生硬性機械撞擊、提高車輛制動效能，但未涉及對實際的制動意圖和/或制動時的實際車速的識別和判斷。
上述報道的制動方式中，有的能使車輛的實際制動盡量與駕駛員的制動意圖保持一致，也有的試圖引入發(fā)動機等動力源的潛阻力參與制動過程，但對在任意情況下的一個實際的制動過程中是否需要發(fā)動機參與制動、發(fā)動機參與制動時的參與/退出的時機等都未能提供出一種有效和完整的控制技術(shù)。上述有些文獻(xiàn)中雖涉及到了對駕駛員制動意圖、車速或車輪轉(zhuǎn)速的識別，但控制對象仍僅針對的是單一的輪系制動。就車輛制動技術(shù)領(lǐng)域而言，在緊急制動情況下，讓發(fā)動機產(chǎn)生的制動力作為輪系的輔助制動，與輪系制動相結(jié)合，無疑會使制動過程更加安全和平穩(wěn)，制動時間或距離在僅靠輪系制動的基礎(chǔ)上能進(jìn)一步縮短。此外，為使制動意圖參與制動過程，有些文獻(xiàn)是通過對新增設(shè)的輔助制動裝置進(jìn)行控制以獲得一種輔助制動條件，而未引入發(fā)動機這一要素參與制動；有些文獻(xiàn)雖涉及了發(fā)動機輔助制動的要素，但只是通過一種時間關(guān)系來確定離合器分離的過程，未能引入包括制動意圖、制動時的實際車速等與實際制動過程和效果密切相關(guān)的因素，因而在該條件下引入發(fā)動機制動會造成更多的局限性，如車速很低的情況下制動，會造成發(fā)動機熄火，高速情況下的制動，會使離合器提前分離，使發(fā)動機制動過早地退出輔助制動過程。
此外，公開號為CN1436685A的中國專利文獻(xiàn)公開了一種“緊急剎車控制方法”，在制動過程中同樣涉及了對車速、剎車程度的檢測以及油門開度的檢測，但其控制的對象是發(fā)動機的點火裝置，即實質(zhì)上是通過車速、剎車程度和油門開度來決定制動過程中關(guān)閉和重新啟動發(fā)動機，并可以理解為其在動力源處于連接狀態(tài)的有車速情況下制動時，是通過關(guān)閉發(fā)動機來獲得一種制動力。但在處于運轉(zhuǎn)特別是高速運轉(zhuǎn)情況下關(guān)閉發(fā)動機點火系，會對發(fā)動機缸體造成很大危害。因為在制動過程中關(guān)閉發(fā)動機點火系的情況下，整車的慣性作用仍會帶動發(fā)動機活塞高速運動，其產(chǎn)生的負(fù)壓會通過節(jié)氣門的其它旁路將燃油吸入缸內(nèi)，而未經(jīng)燃燒的燃油稀釋或沖刷了缸體與活塞之間形成的潤滑油膜，失去潤滑條件的缸體和活塞之間在高速運動時將產(chǎn)生劇烈磨損，甚至?xí)?dǎo)致抱缸的現(xiàn)象，顯然這一制動過程對發(fā)動機而言是不安全的。
在機動車以外的其它工業(yè)或交通等領(lǐng)域中運轉(zhuǎn)機械或設(shè)備的實際運行和操作過程中，與上述相同或類似的情況也是同樣存在的。
實用新型內(nèi)容針對上述情況，本實用新型將提供一種在對運轉(zhuǎn)的機械或設(shè)備進(jìn)行制動時能對制動方式進(jìn)行識別和控制的裝置，其在對不同的制動模式進(jìn)行識別和判斷的基礎(chǔ)上，能使動力源在“怠速”狀態(tài)自動參與制動過程，從而獲得更加迅速、穩(wěn)定和安全的制動效果。該裝置不僅可優(yōu)先或特別適用于目前各類內(nèi)燃式或電動式的機動車輛，同樣也適用于其它的工業(yè)或交通等領(lǐng)域的機械或設(shè)備。
本實用新型的制動方式識別控制裝置，是與相應(yīng)機械或設(shè)備中的原制動系統(tǒng)(例如在機動車輛中的原有輪系制動系統(tǒng))平行的獨立裝置，該裝置中具有一個運算比較電路單元和數(shù)據(jù)存儲單元。該運算比較電路單元的輸入端包括有制動操縱機構(gòu)在其制動行程中所處狀態(tài)的制動狀態(tài)信號輸入端，和由實測速度信號與數(shù)據(jù)存儲單元的預(yù)設(shè)值運算比較結(jié)果的速度信號輸入端，運算比較電路單元的輸出端有對動力源裝置的制動信號輸出端。其中，所說該運算比較電路單元輸入端中的制動狀態(tài)信號，是指在進(jìn)行制動操作時，由操縱人員進(jìn)行制動操作時的相應(yīng)原制動機構(gòu)在其制動操作過程中所處狀態(tài)的信號。例如在機動車輛中，該制動狀態(tài)信號是指在車輛的制動過程中，該制動踏板在駕駛員的制動(剎車)操作過程中所處狀態(tài)的信號。
因此，根據(jù)不同的傳感器和/或檢測方式，上述所說運算比較電路單元輸入端中的制動狀態(tài)信號，可以表現(xiàn)為多種不同相應(yīng)形式的狀態(tài)信號，如制動位置、制動力量等形式的信號。其中，以選擇制動操縱機構(gòu)在其制動行程中所處位置狀態(tài)的信號為簡便。進(jìn)一步，在選擇制動操縱機構(gòu)的位置狀態(tài)信號時，可以采用包括分別來自設(shè)置于制動操縱機構(gòu)制動行程中的全釋放方向側(cè)和全制動方向側(cè)的兩個傳感器的位置狀態(tài)信號的最簡單形式，也可以采用在其制動行程中依次排列設(shè)置若干個傳感器的形式。
在上述所說的制動位置狀態(tài)傳感信號中，可以選擇由設(shè)置于制動操縱機構(gòu)運動行程中的光電、磁電(霍爾元件)等常用的線性傳感器所產(chǎn)生的相應(yīng)線性電壓和/或電流信號。
為便于理解，以本實用新型的上述制動方式識別控制裝置應(yīng)用于機動車的制動過程為例，說明其工作原理和過程。
如上述，對于機動車的兩種制動方式的理想狀態(tài)可以理解為緩慢制動時，機動車處于低速行駛狀態(tài)，駕駛員通過對內(nèi)燃式發(fā)動機傳動系的離合器操作而中斷動力源與輪系之間的動力傳遞，并踩踏制動踏板向制動方向作緩慢運動。本實用新型上述裝置中的運算比較電路單元在得到相應(yīng)傳感器產(chǎn)生和送來的制動狀態(tài)信號的同時，也不斷得到由速度傳感器送來的實測速度值并將其與存儲單元中的預(yù)設(shè)值進(jìn)行運算比較。當(dāng)制動踏板未被踩踏至完全制動狀態(tài)位置和/或?qū)崪y速度低于存儲單元中的預(yù)設(shè)值，運算比較電路單元的信號輸出端將不對動力源及其傳動裝置輸出參與制動操作的信號，從而實現(xiàn)對駕駛員在制動過程中的緩慢制動意圖進(jìn)行識別，并達(dá)到僅維持輪系由輕微摩擦制動使機動車被緩慢減速和制動的目的。
緊急制動時，通常是處于機動車在高或較高速行駛狀態(tài)下突然進(jìn)行的急速制動操作，此時的制動踏板通常是在外力作用下已被踩踏至完全制動的狀態(tài)位置且運算比較電路單元也接收到這一制動狀態(tài)信號；與此同時，實測車速與存儲單元的預(yù)設(shè)值比較結(jié)果的信號也送至運算比較電路單元如果實測車速低于預(yù)設(shè)值，表明是一種無需動力源參與制動在低速狀態(tài)下的緊急制動，結(jié)果與上述緩慢制動時一樣，運算比較電路單元的信號輸出端將不對動力源及其傳動裝置輸出參與制動操作的信號；如果實測速度高于預(yù)設(shè)值，則表明是處于高速行駛情況下需動力源參與制動的緊急制動過程，此時該運算比較電路單元的信號輸出端將對動力源及其傳動裝置輸出參與制動操作的信號，使動力源與輪系之間保持動力傳遞的接合狀態(tài)，利用動力源產(chǎn)生的與行駛方向相反的阻礙力形成動力源與輪系同時參與制動，這一過程可理解為緊急制動中的前期制動；隨著車速的劇減，當(dāng)機動車小于存儲單元的某一車速預(yù)設(shè)值時，其實際制動狀態(tài)即轉(zhuǎn)變?yōu)樯鲜龅木徛苿?，運算比較電路單元的信號輸出端將不再對動力源及其傳動裝置輸出參與制動操作的信號，使動力源與輪系之間中斷動力傳遞(如離合器脫離接合)，僅保持輪系制動至機動車完全停止，這一過程可理解為緊急制動的后期制動。由此，該裝置即可識別出駕駛員在制動過程中的緊急制動意圖，并能根據(jù)制動時的實際車速和制動過程中的車速變化情況，對是否需要動力源參與制動過程進(jìn)行自動的判斷和控制。由上述過程還可以看出，在任何情況下，一旦運算比較電路單元接收到的制動狀態(tài)信號是一種處于完全制動狀態(tài)(如制動踏板)的信號，同時車速又大于一個約定值時，則都被優(yōu)先識別成緊急制動模式。
由此，本實用新型的上述裝置即可實現(xiàn)一種能滿足上述理想狀態(tài)，同時能獲得更加迅速、穩(wěn)定和安全的制動效果。
基于本實用新型制動方式識別控制裝置的上述工作過程和原理還可以理解，根據(jù)其所使用的機械或設(shè)備的動力源的不同，裝置中所說的對動力源裝置的制動輸出信號對于內(nèi)燃式動力源而言，可以是用于控制與動力裝置配合的離合裝置的離/合操作信號；對于電動式動力源而言，所說該對動力源裝置的制動輸出信號則可以是對動力源電動機的堵轉(zhuǎn)和/或改變電動機轉(zhuǎn)向的控制信號。
在本實用新型的上述制動方式識別控制裝置中，識別判斷和向動力源裝置輸出控制其是否參與制動過程的控制信號，都是通過其中的運算比較電路單元實現(xiàn)的。所說該運算比較電路單元的實現(xiàn)方式可以有多種選擇。例如，在作為可供參考的一些實例中采用的是由不同形式的門電路組成的電路結(jié)構(gòu)形式，在可供參考的其它實例中，則還提供了采用分立元件的電路結(jié)構(gòu)形式。若單純從使結(jié)構(gòu)更為簡化的角度考慮，還可以采用目前多種具有運算和比較功能的集成電路形式實現(xiàn)。
本實用新型上述制動方式識別控制裝置不僅能自動識別制動方式并輸出進(jìn)行相應(yīng)的控制操作信號，特別是能自動識別和控制在緊急制動模式下使動力源參與和/或不參與制動過程，及其在制動過程中的自動轉(zhuǎn)換，使制動效果更加迅速、穩(wěn)定和安全，其與前述文獻(xiàn)方法所稱的“發(fā)動機制動”的本質(zhì)區(qū)別還在于前述文獻(xiàn)的發(fā)動機制動是通過關(guān)閉發(fā)動機進(jìn)行的制動，而本實用新型裝置的動力源在參與制動的過程中，在行業(yè)內(nèi)可被通俗地理解為，該動力源是處于一種怠速工況，即在不關(guān)閉發(fā)動機點火系條件下，維持發(fā)動機不至于停轉(zhuǎn)的一個最低轉(zhuǎn)速，來獲得對輪系的制動力，因而對動力源和/或制動系統(tǒng)能有更好的保護(hù)和更大的安全性。
以下通過由附圖所示實施例的具體實施方式
，對本實用新型的上述內(nèi)容再作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。


圖1是本實用新型制動方式識別控制裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是本實用新型制動方式識別控制裝置中的一種運算比較電路圖。
圖3是本實用新型制動方式識別控制裝置中制動狀態(tài)信號源自一種線性信號的實施例的又一種運算比較電路圖。
圖4是本實用新型制動方式識別控制裝置中的另一種運算比較電路圖。
圖5是本實用新型制動方式識別控制裝置中的又一種運算比較電路圖。
圖6是本實用新型制動方式識別控制裝置應(yīng)用于機動車制動時的結(jié)構(gòu)框圖。
圖7是圖6中的制動狀態(tài)信號的一種傳感方式結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8是圖6中應(yīng)用于內(nèi)燃式發(fā)動機車輛的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9是圖6中應(yīng)用于電動式發(fā)動機車輛的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
圖1所示的，是本實用新型制動方式識別控制裝置的結(jié)構(gòu)框圖。裝置中具有一個選擇器即運算比較電路單元，一個將來自速度傳感器的實測速度與數(shù)據(jù)存儲器中預(yù)設(shè)的速度值進(jìn)行運算比較的比較器。對制動操縱機構(gòu)在其制動行程中所處狀態(tài)的制動狀態(tài)信號、比較器對來自速度傳感器的實測速度與數(shù)據(jù)存儲單元中預(yù)設(shè)的速度值進(jìn)行運算比較的結(jié)果，分別輸入選擇器；選擇器對動力源裝置的制動信號輸出端與對動力源裝置的制動執(zhí)行機構(gòu)相聯(lián)接。
其基本工作過程可以為當(dāng)制動狀態(tài)信號為高電平時，代表了一種緊急制動模式，控制識別裝置中選擇器的選擇端處于高電平，選擇器的輸出狀態(tài)取決于比較器的輸出端。在比較器內(nèi)，當(dāng)速度存儲單元預(yù)設(shè)值小于實測速度信號時，其輸出端輸出一個高電平，通過選擇器向動力源制動裝置發(fā)送一個制動信號，使動力源同時參與制動過程；當(dāng)速度存儲單元預(yù)設(shè)值大于速度信號時，其輸出端輸出一個低電平，通過選擇器向動力源制動裝置發(fā)送一個低電平的取消制動信號，使動力源不參與制動過程。
當(dāng)制動狀態(tài)信號為低電平時，代表了一種緩慢制動模式，控制識別裝置中選擇器的選擇端處于低電平，選擇器的輸出狀態(tài)取決于制動狀態(tài)信號，制動狀態(tài)信號通過選擇器向動力源制動裝置發(fā)送一個低電平的取消制動的信號。
圖2所示的，是圖1中運算比較電路4可以采用的一種運算比較電路圖，由邏輯門電路組成。該運算比較電路包括輸入端的兩個與門功能單元U1和U2，及與其聯(lián)接的或門功能單元U3。制動狀態(tài)信號1中的處于全釋放狀態(tài)位的上止點信號傳感器A和處于全制動終點狀態(tài)位的下止點信號傳感器B的傳感信號均以反相方式分別輸入第一與門功能單元U1；制動狀態(tài)信號1中的全制動狀態(tài)下止點位置傳感器B的傳感信號還與所說的速度信號比較器3的比較結(jié)果信號分別輸入第二與門功能單元U2；該或門功能單元U3向控制動力源裝置參與制動的動力源制動裝置2輸出制動控制信號。
其工作過程為U1和U2分別代表了緩慢制動和緊急制動時的兩個不同輸出。當(dāng)制動操縱機構(gòu)(例如圖7所示的機動車的制動踏板)處于釋放狀態(tài)時，上止點傳感器A輸出高電平，下止點傳感器B未被傳感輸出低電平，因此U1、U2和U3均輸出低電平，動力源制動裝置2不起作用；當(dāng)輕壓制動踏板，上止點A和下止點傳感器B均未被傳感輸出低電平，U1輸出高電平，而U2保持原來的低電平，此時U3輸出一個表示緩慢制動的高電平信號，動力源制動裝置2工作，使動力源與輪系中斷動力；當(dāng)重壓制動踏板，下止點傳感器B被傳感輸出高電平，U1被強制為低電平，U2的輸出由對車速進(jìn)行運算比較的比較器3的輸出結(jié)果決定當(dāng)車速高于一個存儲器中的預(yù)設(shè)速度值時，輸出低電平，此時U2、U3輸出高電平，動力源制動裝置2使動力源與運轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)保持動力傳遞狀態(tài)；反之，當(dāng)車速低于預(yù)設(shè)速度值時，輸出高電平，此時U2、U3輸出高電平，動力源制動裝置2使動力源與順轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)中斷動力傳遞。
圖3所示的，是制動狀態(tài)信號1源自一種線性信號的實施例，在運算比較電路4中，通過設(shè)置的兩個運算放大器分別替代圖2中的上止點傳感器A和下止點傳感器B。其中，U4通過R1、R2來設(shè)定上止點的基準(zhǔn)電壓，這個電壓值略大于傳感器處于上止點位置時的輸出電壓值，當(dāng)完全釋放制動踏板后，傳感器輸出電壓略小于U4的基準(zhǔn)電壓值，U4輸出一個低電平信號，并通過反相器U6向U1輸出一個高電平信號；當(dāng)制動踏板向下止點方向移動時，傳感器輸出電壓線性增加，當(dāng)線性電壓大于U4基準(zhǔn)電壓時，U4輸出一個高電平信號，通過U6向U1輸出低電平信號，上述過程實現(xiàn)了圖2中上止點傳感器A的等同輸出關(guān)系；U5通過R3、R4來設(shè)定下止點的基準(zhǔn)電壓，這個電壓值略小于傳感器處于下止點位置時的輸出電壓值，當(dāng)制動踏板處于下止點位置時，傳感器輸出電壓略大于U5的基準(zhǔn)電壓值，U5向U2輸出一個高電平信號；當(dāng)制動踏板離開下止點位置時，傳感器輸出電壓線性減小，當(dāng)線性電壓低于U5基準(zhǔn)電壓時，U5向U2輸出低電平信號，上述過程實現(xiàn)了圖2中下止點傳感器B的等同輸出關(guān)系。
圖4所示的，是另一種門電路組成形式的運算比較電路4的結(jié)構(gòu)。與圖2的差別在于，其中制動狀態(tài)信號1中的上止點傳感器A和下止點傳感器B是分別設(shè)置在靠近全釋放狀態(tài)位置和靠近全制動終點狀態(tài)位置處，而不是直接設(shè)置在全釋放的狀態(tài)位置和全制動的終點狀態(tài)位置上，因此在制動操作時，該上、下止點和下止點的傳感器是隨制動操縱機構(gòu)的制動動作分別被“經(jīng)過傳感”的情形。為適應(yīng)此種結(jié)構(gòu)設(shè)置方式，在該門電路結(jié)構(gòu)中的相應(yīng)上、下止點傳感器A、B的輸入端中分別相應(yīng)串接了一個T觸發(fā)器TD1和TD2，可以達(dá)到將踏板經(jīng)過各止點傳感器時的信號保持下來，直到再次通過此點位置時才關(guān)閉。
圖5所示的，是在圖2基礎(chǔ)上采用分立元件形式的一種運算比較電路4結(jié)構(gòu)圖。在圖5中，當(dāng)制動操縱機構(gòu)(例如圖7所示的機動車的制動踏板)處于釋放狀態(tài)時，上止點傳感器A輸出高電平，下止點傳感器B未被傳感輸出低電平此時電流通過D1使T1導(dǎo)通，使D5沒有電流通過，同時D3被反向?qū)?，使上拉電阻R11的電流通過D3釋放，使D6同樣沒有電流通過。由于D5、D6圴無電流通過，動力源制動裝置2不起作用。
當(dāng)輕壓制動踏板，上止點A和下止點傳感器B均未被傳感輸出低電平D1、D2均沒有電流通過而使T1截止，通過上拉電阻R10使D5輸出電流，D6仍然處于與上述相同的無電流通過狀態(tài)，此時通過D5輸出一個表示緩慢制動的電流信號，動力源制動裝置2工作，使動力源與輪系中斷動力。
當(dāng)重壓制動踏板，下止點傳感器B被傳感輸出高電平電流通過D2使T1處于導(dǎo)通狀態(tài)，D5沒有電流通過；同時，D3被反向截止，D6的輸出取決于D4當(dāng)車速高于一個存儲器中的預(yù)設(shè)速度值時，輸出低電平，D4被反向?qū)?，上拉電阻R11的電流通過D4釋放，D6無電流通過，動力源制動裝置2使動力源與運轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)保持動力傳遞狀態(tài)；反之，當(dāng)車速低于預(yù)設(shè)速度值時，輸出高電平，此時D4截止，由R11使D6有電流通過，動力源制動裝置2使動力源與順轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)中斷動力傳遞。
圖6～圖9所示的，是將本實用新型上述制動方式識別控制裝置在機動車制動系統(tǒng)中的具體應(yīng)用方式舉例。
圖6表示的是上述的制動方式識別控制裝置在應(yīng)用于機動車輛制動系統(tǒng)時的結(jié)構(gòu)和工作原理。與運算比較器和存儲器連接的選擇器4分別接收來自分別設(shè)置于制動踏板部位包括起始上止點A、終點下止點B的制動狀態(tài)信號1和車速傳感器3的信號，通過接收到信號的不同關(guān)系，向控制動力源C參與制動過程的動力源制動裝置2輸出控制信號，以確定機動車動力源是否參與制動正常行駛過程時，制動踏板處于完全釋放狀態(tài)，此時的上止點A被傳感或經(jīng)過傳感，并輸出一個表示“Y”的信號，而下止點B由于與制動踏板的物理位置關(guān)系未被傳感，輸出一個表示“N”的狀態(tài)，于是，可以識別出機動車駕駛員制動與否的意圖。
緩慢制動時，制動踏板在外力作用下往制動方向作緩慢運動，上止點A被失去傳感或經(jīng)過傳感，輸出一個表示“N”的信號。其后會有兩種可能一是制動踏板停留在上、下止點傳感器之間，下止點B處于未傳感狀態(tài)，繼續(xù)保持輸出表示“N”的信號；一是制動踏板到達(dá)或通過下止點B時，輸出一個表示“Y”的信號，此時若同時被車速傳感器3所傳感的車速值經(jīng)比較器判斷為低車速狀態(tài)時，選擇器4向動力源制動裝置2的輸出為“N”，由此識別出駕駛員在制動過程中的一種緩慢制動意圖。在緩慢制動過程中，由于選擇器4通過動力源制動裝置2使動力源C與輪系之間處于中斷動力傳遞狀態(tài)，機動車為低速運動的滑行，只通過駕駛員對制動踏板的作用力來控制輪系制動，其結(jié)果的好處在基于安全制動條件下，使制動過程更加平穩(wěn)。另一方面由于控制器4和動力源制動裝置2的作用，對于內(nèi)燃機式機動車而言，還可以簡化駕駛員的制動操縱過程，其無需在緩慢制動的同時再用另一只腳去操縱離合踏板即可以確保制動結(jié)束后內(nèi)燃機仍然工作在怠速工況。
若在外力作用下制動踏板繼續(xù)運動并使下止點傳感器B被傳感或經(jīng)過傳感，則其將輸出一個表示“Y”的信號，則可識別出駕駛員在制動過程中的一種緊急制動意圖。若與此同時又被車速傳感器3所傳感的車速值及比較器判斷為低車速狀態(tài)，即輸出為“N”情況下，則與上述情況相同，動力源將不參與制動；若被被車速傳感器3所傳感的車速值及比較器判斷為高速狀態(tài)，即輸出為“Y”時，則選擇器4向動力源制動裝置2的輸出為“Y”，通過動力源制動裝置2使動力源繼續(xù)保持與車輪系的傳動狀態(tài)而實現(xiàn)制動前期的動力源制動，直至車速低于存儲器中的預(yù)設(shè)速度值時動力源才退出制動過程而過渡到制動后期的單純輪系制動。而且，在任何情況下，只要制動踏板經(jīng)過或傳感下上止點B，同時車速又大于一個約定值時，都可實現(xiàn)被優(yōu)先識別成緊急制動模式。
緊急制動情況下，由于動力源制動裝置2使動力源C與輪系之間繼續(xù)保持為動力傳遞狀態(tài)，動力源C在制動過程中產(chǎn)生的與行駛方向相反的阻力可被用于輔助制動，即動力源制動。這個阻力的產(chǎn)生對不同類型機動車而言，有著不同的方式例如對內(nèi)燃機車來講，在制動過程中，動力源制動裝置2可以通過目前已有報導(dǎo)和/或使用的相關(guān)技術(shù)方式使節(jié)氣門和離合器均處于怠速位置，以低轉(zhuǎn)速狀態(tài)的發(fā)動機對高轉(zhuǎn)速狀態(tài)的車輪之間產(chǎn)生的阻礙來獲得一個使車輪降低轉(zhuǎn)速的阻力，即“發(fā)動機制動”；對于電力驅(qū)動的機動車而言，則該動力源制動裝置2輸出一個可對輪系的驅(qū)動電動機施加使其堵轉(zhuǎn)(在一個時間內(nèi)保持電動機內(nèi)某一繞組定向供電時所獲得的堵轉(zhuǎn)能力)或使其改變旋轉(zhuǎn)方向的控制信號而獲得使車輪降低轉(zhuǎn)速的阻力。隨著緊急制動時間的延長，車速急劇下降。當(dāng)車速降低至小于預(yù)定值后，選擇器4可輸出信號并通過動力源制動裝置2中斷動力源C與輪系間的動力傳遞，只保持駕駛員對制動踏板的作用力來控制輪系制動。
因此該裝置在機動車上使用后，可實現(xiàn)了理想的制動狀態(tài)，這種狀態(tài)中的緊急制動，對特別是內(nèi)燃機車輛，具有重大意義和顯而易見的好處，當(dāng)緊急制動前期，制動要素中除保持了傳統(tǒng)的輪系制動外，還引入了發(fā)動機制動，在兩種作用參與的制動條件下，可明顯縮短制動距離，在緊急制動的后期，又保持了發(fā)動機工作在怠速狀態(tài)而不至于停轉(zhuǎn)(熄火)。由于緊急制動的時間過程很短，這一過程通過人工的操縱，實際上是無法實現(xiàn)的。
圖7所示的，是在上述機動車制動系統(tǒng)中用于提供識別制動狀態(tài)信號1的制動踏板上止點位置傳感器E和下止點位置傳感器F的一種設(shè)置方式。傳感器E和F通過一個基板分別固定在與制動踏板支架上與位于或靠近制動踏板的全釋放位置的上止點位置A和位于或靠近全制動終點位置處的下止點位置B相對應(yīng)的位置上，可以為具有光電或電磁等方式轉(zhuǎn)換功能的線性電壓和/或電流信號類型的傳感器。
當(dāng)制動踏板未受外力作用時，其回位彈簧將制動踏板返回至上止點位置A，此時上止點傳感器E被傳感或經(jīng)過傳感，下止點傳感器F未被或未經(jīng)過傳感，由此表示了沒有制動的情形；在外力作用下輕壓制動踏板，制動踏板由A點向B點運動至E、F兩個傳感器之間區(qū)域時，此時上止點傳感器E失去傳感或經(jīng)過傳感，而下止點傳感器F仍未被或未經(jīng)過傳感，此表示出一種緩慢制動的情形；當(dāng)對制動踏板施加更大的力時，踏板將繼續(xù)向B點運動至下止點傳感器F被傳感或經(jīng)過，這一過程表示了一種緊急制動的情形。
圖8所示的，是上述裝置在內(nèi)燃式發(fā)動機車輛制動系統(tǒng)中應(yīng)用的一種結(jié)構(gòu)。其中選擇器4的輸出信號通過動力源制動裝置2進(jìn)行控制的執(zhí)行機構(gòu)，是機動車中的用于控制發(fā)動機M與輪系傳動裝置T中的離合裝置C的操縱機構(gòu)和節(jié)氣門啟閉操縱機構(gòu)。
正常行駛過程中，離合器C處于接合狀態(tài)。發(fā)動機M通過離合器C將旋轉(zhuǎn)動力傳遞給變速器的輸出軸，由輸出軸帶動車輪轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)動的速度由車速傳感器輸入比較器。制動時，一方面可通過原相應(yīng)的和/或制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)而圖中未示出的其它機構(gòu)使發(fā)動機處于怠速工況，另一方面通過制動狀態(tài)信號1中的傳感器向選擇器4輸入一種制動狀態(tài)信號。當(dāng)選擇器4接收的是緩慢制動信號時，可通過動力源制動裝置2或車輛原有操作系統(tǒng)驅(qū)動離合器C分離，輪系與發(fā)動機之間的動力中斷，車輛處于滑行狀態(tài)；當(dāng)控制器4接收的是一種緊急制動信號時，使離合器是否分離取決于車速傳感器3，只有當(dāng)傳感到的車速低于一種約定值時才可通過上述的同樣方式使其分離，否則將強制使其處于結(jié)合狀態(tài)。在制動過程中使離合器C處于這種接合和有條件分離的過程，就起到了發(fā)動機安全制動的作用。
圖9所示的，是上述裝置在電動式機動車輛制動系統(tǒng)中應(yīng)用的一種結(jié)構(gòu)。其中的動力源M是一種驅(qū)動電動機。選擇器4的輸出信號通過動力源制動裝置2進(jìn)行控制的執(zhí)行機構(gòu)，是用于一種可使車輛驅(qū)動電動機正反轉(zhuǎn)的一種切換開關(guān)，在需要動力源制動的情況下，動力源制動裝置2可控制電動機反轉(zhuǎn)來獲得一種堵矩，這種堵矩在制動過程中作用于輪系并同樣獲得了動力源參與制動的目的。
通過上述的實施例可以對本實用新型有更清楚的理解，但不應(yīng)將這些實施例理解為是對本實用新型主題范圍的限制。在不脫離和改變本實用新型上述技術(shù)思想情況下，根據(jù)本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識和/或慣用手段，顯然還可以做出多種形式的替換或變更，并均應(yīng)包括在本實用新型的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.制動方式的識別控制裝置，其特征是具有一個運算比較電路單元和數(shù)據(jù)存儲單元，運算比較電路單元的輸入端包括有制動操縱機構(gòu)在其制動行程中所處狀態(tài)的制動狀態(tài)信號輸入端，和由實測速度信號與數(shù)據(jù)存儲單元的預(yù)設(shè)值運算比較結(jié)果的速度信號輸入端，運算比較電路單元的輸出端有對動力源裝置的制動信號輸出端。
2.如權(quán)利要求1所述的制動方式的識別控制裝置，其特征是所說運算比較電路單元輸入端中的制動狀態(tài)信號至少包括分別來自設(shè)置于制動操縱機構(gòu)制動行程中的全釋放方向側(cè)和全制動方向側(cè)的兩個傳感器的位置狀態(tài)信號。
3.如權(quán)利要求1所述的制動方式的識別控制裝置，其特征是所說運算比較電路單元輸入端中的制動狀態(tài)信號為來自設(shè)置于制動操縱機構(gòu)運動行程中的線性傳感器的對應(yīng)線性電壓和/或電流信號。
4.如權(quán)利要求1所述的制動方式的識別控制裝置，其特征是所說的對動力源裝置的制動輸出信號為控制與動力裝置配合的離合裝置的離/合操作信號。
5.如權(quán)利要求1所述的制動方式的識別控制裝置，其特征是所說的對動力源裝置的制動輸出信號為對動力源電動機堵轉(zhuǎn)或改變電動機轉(zhuǎn)向的控制信號。
6.如權(quán)利要求1所述的制動方式的識別控制裝置，其特征是所說的運算比較電路單元為由門電路組成的電路結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求6所述的制動方式的識別控制裝置，其特征是所說由門電路組成的運算比較電路單元包括輸入端的兩個與門功能單元(U1，U2)和與其聯(lián)接的或門功能單元(U3)，所說制動狀態(tài)信號中的全釋放狀態(tài)信號和全制動狀態(tài)信號均以反相方式分別輸入第一與門功能單元(U1)，制動狀態(tài)信號中的全制動狀態(tài)信號還和所說的速度信號分別輸入第二與門功能單元(U2)，或門功能單元(U3)輸出對動力源裝置的操作信號。
8.如權(quán)利要求1至7之一所述的制動方式的識別控制裝置，其特征是所說運算比較電路單元的制動狀態(tài)信號輸入端與設(shè)置于內(nèi)燃式機動車制動踏板機構(gòu)上的運動位移傳感器聯(lián)接，運算比較電路單元中對動力源裝置的制動信號輸出端與機動車離合裝置的操縱機構(gòu)和節(jié)氣門啟閉的操縱機構(gòu)聯(lián)接。
9.如權(quán)利要求1至7之一所述的制動方式的識別控制裝置，其特征是所說運算比較電路單元的制動狀態(tài)信號輸入端與設(shè)置于電動式機動車制動踏板機構(gòu)上的運動位移傳感器聯(lián)接，運算比較電路單元中對動力源裝置的制動信號輸出端與機動車驅(qū)動電機的反向切換開關(guān)或堵轉(zhuǎn)開關(guān)聯(lián)接。
專利摘要本實用新型涉及一種制動方式的識別控制裝置，具有一個運算比較電路單元和數(shù)據(jù)存儲單元，運算比較電路單元的輸入端包括有制動操縱機構(gòu)在其制動行程中所處狀態(tài)的制動狀態(tài)信號輸入端，和由實測速度信號與數(shù)據(jù)存儲單元的預(yù)設(shè)值運算比較結(jié)果的速度信號輸入端，運算比較電路單元的輸出端有對動力源裝置的制動信號輸出端。該裝置可根據(jù)運轉(zhuǎn)機械被制動時的即時運轉(zhuǎn)速度情況決定是否同時需要并控制動力源裝置參與制動，以達(dá)到更加快速有效的制動目的，可適用于對包括各類機動車在內(nèi)的各類運轉(zhuǎn)機械和設(shè)備的制動控制。
文檔編號B60T17/18GK2781329SQ20052003371
公開日2006年5月17日 申請日期2005年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月31日
發(fā)明者趙濟威, 袁躍強 申請人:成都依姆特高科技有限責(zé)任公司