一种车辆辅助制动装置及其方法

1.本发明属于车辆制动技术领域，尤其涉及一种车辆辅助制动装置及其方法。


背景技术：

2.车辆传统的制动系统主要是通过制动钳夹紧制动盘，以及利用轮胎与地面的摩擦力进行制动，将车辆的动能转化为热能进行消耗。车辆制动系统的可靠性极大的影响着车辆的驾驶和乘坐人员的安全，在雨雪天时，车辆轮胎与地面之间无法进行充分的接触，车辆短时间内无法获得足够的制动力，导致无法在短时间内进行制动，这不仅危机乘车人员的安全，也会给路面交通的其他人员带来伤害，特别是货车在雨雪天的制动性能极易变差，产生重大交通事故的概率更高。因此解决车辆在雨雪天的制动能力较弱的问题是极有必要的，对提高车轮安全性能也具有重要意义。


技术实现要素：

3.为解决现有技术存在的车辆在雨雪天的制动能力较弱的问题，本发明提供一种车辆辅助制动装置及其方法。
4.为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下，一种车辆辅助制动装置，包括制动板、连杆、滑块和驱动机构，所述驱动机构设置在车辆的底盘上，所述驱动机构用于驱动滑块前后移动，所述制动板的后端与车辆的底盘铰接，所述连杆的一端与滑块铰接，所述连杆的另一端与制动板铰接，所述滑块前后移动驱动制动板的前端开合，当所述制动板的前端打开时，所述制动板与地面形成的夹角记为β，且0
°
《β《90
°
，当所述制动板的前端与地面接触其打开到最大角度，当所述制动板的前端闭合时，所述制动板与底盘贴合，所述制动板位于底盘的前后方向的中部。
5.作为优选，所述制动板和底盘之间设置有弹簧。弹簧可以减小制动板对螺杆的压力，还可以减弱因制动板振动产生的噪音，并可辅助电机将制动板快速回位。
6.进一步地，所述连杆的数量为两根，两根所述连杆左右分布；所述弹簧的数量为两个，且所述弹簧与连杆前后相对设置，两个所述弹簧上均设置有激光位移传感器。将激光位移传感器测得弹簧的长度记为l，以及弹簧的长度变化速度记为δ，若δ》k4，则说明该弹簧对应的连杆折断失效，或者若两个弹簧的l差值》k5，则说明其中一根连杆折断失效，则报警示意该车辆辅助制动装置损坏需及时修理，大大提高该车辆辅助制动装置的安全性。
7.作为优选，所述车辆上设置有激光测距传感器、速度传感器和轮速传感器，所述激光测距传感器用于测量车辆与前方障碍物的距离，所述速度传感器用于测量车辆的行驶速度，所述轮速传感器用于测量车轮的转动角速度。当需要制动时，踩踏车辆的制动踏板，此时由速度传感器测得车辆的行驶速度记为v，轮速传感器测得车轮的转动角速度记为ω，以及车轮的滚动半径记为r，计算得当前车辆的滑移率s＝(v-r*ω)/v*100％，若s》k1，则同时电机驱动制动板的前端打开；或者，当需要制动时，踩踏车辆的制动踏板，踩踏制动踏板的加速度记为a，此时由激光测距传感器测得车辆与前方障碍物的距离记为h，若h《k2，且a》k3，
则同时电机驱动制动板的前端打开，保证制动板打开的可靠性和稳定性。
8.进一步地，所述驱动机构包括电机和螺杆，所述电机的输出端与螺杆传动连接，所述滑块与螺杆螺纹连接，所述底盘上开设有滑道，所述滑块沿滑道前后滑动。驱动机构的结构简单可靠，便于控制，成本较低。
9.进一步地，所述β的取值范围为0
°
《β≤20
°
。利用制动板与地面之间形成的夹角，一方面增大了车辆的前行空气阻力以辅助制动，另一方面利用制动板与地面的摩擦来增加车辆的前行阻力以辅助制动，以及雨雪天气，利用制动板铲起积水或积雪来增加车辆的前行阻力以辅助制动，制动板与地面形成合适大小的夹角，即制动板形成合适的倾斜角度，在保证良好的辅助制动性能外，还能保证该车辆辅助制动装置的可靠性。
10.进一步地，所述制动板上贯穿有排出口。在雨雪天气利用制动板铲起积水或积雪，排出口便于排水或排雪，使得制动板不断铲起积水或积雪消耗能量以更好的辅助制动。
11.一种如任一种上述的车辆辅助制动装置的辅助制动方法，包括如下步骤：
12.s1：制动板的前端保持闭合状态，则制动板与底盘保持贴合状态；
13.s2：当需要制动时，踩踏车辆的制动踏板，此时由速度传感器测得车辆的行驶速度记为v，轮速传感器测得车轮的转动角速度记为ω，以及车轮的滚动半径记为r，计算得当前车辆的滑移率s＝(v-r*ω)/v*100％，若s》k1，则同时电机驱动制动板的前端打开；或者，当需要制动时，踩踏车辆的制动踏板，踩踏制动踏板的加速度记为a，此时由激光测距传感器测得车辆与前方障碍物的距离记为h，若h《k2，且a》k3，则同时电机驱动制动板的前端打开；当所述制动板的前端与地面接触其打开到最大角度；
14.s3：当松开车辆的制动踏板，电机驱动制动板的前端闭合，制动板又与底盘保持贴合。
15.进一步地，在步骤s中，当制动板的前端打开时，此时由激光位移传感器测得弹簧的长度记为l，以及弹簧的长度变化速度记为δ，若δ》k4，则说明该弹簧对应的连杆折断失效，或者若两个弹簧的l差值》k5，则说明其中一根连杆折断失效，则报警示意该车辆辅助制动装置损坏需及时修理。
16.进一步地，在步骤s2中，根据滑移率s的大小，或者车辆与前方障碍物的距离h的大小，采用控制占空比和脉冲的时间来调节所述电机的转速和工作时间，使所述制动板打开到指定的角度。
17.有益效果：
18.1、本发明的车辆辅助制动装置，利用制动板与地面之间形成的夹角，即利用制动板从上至下向前倾斜设置，一方面增大了车辆的前行空气阻力以辅助制动，另一方面利用制动板与地面的摩擦来增加车辆的前行阻力以辅助制动，以及雨雪天气，利用制动板铲起积水或积雪来增加车辆的前行阻力以辅助制动，也可以制动板与地面不接触，仅通过倾斜的制动板增大车辆的前行空气阻力以辅助制动，辅助制动的效果更佳，更能适应雨雪天气；
19.2、现有车辆的底部结构十分复杂，具有排气管、悬架、备胎、油箱和传动轴等零部件直接裸露在空气中，当车辆在行驶时空气会对车辆底部的零部件造成冲击，会在车辆底部产生细小涡流，对车辆尾部的流场产生影响，导致车辆的车身阻力增加，在车辆正常行驶时，本发明的制动板附着在车辆底部减小空气对车辆底部零件的冲击，减小车俩底部细小涡流的产生以及对车辆尾部流场的影响，可以减小车辆的前行阻力；
20.3、本发明的车辆辅助制动装置，制动板和底盘之间设置的弹簧可以减小制动板对螺杆的压力，还可以减弱因制动板振动产生的噪音，并可辅助电机将制动板快速回位；弹簧上设置的激光位移传感器可给出该车辆辅助制动装置是否损坏需及时修理的报警信号，大大提高该车辆辅助制动装置的安全性。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
22.图1是本发明车辆辅助制动装置的制动板的打开状态示意图；
23.图2是本发明车辆辅助制动装置的制动板的闭合状态示意图；
24.图3是本发明车辆辅助制动装置的制动板的打开状态立体结构示意图，其中车辆未示意出；
25.图4是本发明车辆辅助制动装置的辅助制动方法的流程示意图；
26.图中：1、制动板，11、排出口，2、连杆，3、滑块，4、驱动机构，41、电机，42、螺杆，5、弹簧，6、激光位移传感器，7、激光测距传感器，8、速度传感器，9、轮速传感器，100、车辆，101、底盘，1011、滑道。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
28.实施例
29.记车辆100的行驶方向为前方，如图1～4所示，一种车辆辅助制动装置，包括制动板1、连杆2、滑块3和驱动机构4，所述驱动机构4设置在车辆100的底盘101上，所述驱动机构4用于驱动滑块3前后移动，所述制动板1的后端与车辆100的底盘101铰接，所述连杆2的一端与滑块3铰接，所述连杆2的另一端与制动板1铰接，所述滑块3前后移动驱动制动板1的前端开合，本实施例的所述制动板1上贯穿有排出口11，当所述制动板1的前端打开时，所述制动板1与地面形成的夹角记为β，且0
°
《β《90
°
，本实施例的所述β的取值范围为0
°
《β≤20
°
，当所述制动板1的前端与地面接触其打开到最大角度，当所述制动板1的前端闭合时，所述制动板1与底盘101贴合，所述制动板1位于底盘101的前后方向的中部。
30.为了提高该车辆辅助制动装置的安全性，在本实施例中，所述连杆2的数量为两根，两根所述连杆2左右分布；所述制动板1和底盘101之间设置有弹簧5，所述弹簧5的数量为两个，且所述弹簧5与连杆2前后相对设置，两个所述弹簧5上均设置有激光位移传感器6。
31.为了保证制动板1打开的可靠性和稳定性，在本实施例中，所述车辆100上设置有激光测距传感器7、速度传感器8和轮速传感器9，所述激光测距传感器7用于测量车辆100与
前方障碍物的距离，所述速度传感器8用于测量车辆100的行驶速度，所述轮速传感器9用于测量车轮的转动角速度。
32.具体地，在本实施例中，所述驱动机构4包括电机41和螺杆42，所述电机41的输出端与螺杆42传动连接，所述滑块3与螺杆42螺纹连接，所述底盘101上开设有滑道1011，所述滑块3沿滑道1011前后滑动。
33.如图1～4所示，该车辆辅助制动装置的辅助制动方法，包括如下步骤：
34.s1：制动板1的前端保持闭合状态，则制动板1与底盘101保持贴合状态；
35.s2：当需要制动时，踩踏车辆100的制动踏板，此时由速度传感器8测得车辆100的行驶速度记为v，轮速传感器9测得车轮的转动角速度记为ω，以及车轮的滚动半径记为r，计算得当前车辆100的滑移率s＝(v-r*ω)/v*100％，若s》k1，则同时电机41驱动制动板1的前端打开；或者，当需要制动时，踩踏车辆100的制动踏板，踩踏制动踏板的加速度记为a，此时由激光测距传感器7测得车辆100与前方障碍物的距离记为h，若h《k2，且a》k3，则同时电机41驱动制动板1的前端打开；当所述制动板1的前端与地面接触其打开到最大角度；
36.s3：当松开车辆100的制动踏板，电机41驱动制动板1的前端闭合，制动板1又与底盘101保持贴合。
37.需要说明的是，该车辆辅助制动装置也可由驾驶员手动打开。
38.为了提高该车辆辅助制动装置的安全性，在本实施例中，在步骤s2中，当制动板1的前端打开时，此时由激光位移传感器6测得弹簧5的长度记为l，以及弹簧5的长度变化速度记为δ，若δ》k4，则说明该弹簧5对应的连杆2折断失效，或者若两个弹簧5的l差值》k5，则说明其中一根连杆2折断失效，则报警示意该车辆辅助制动装置损坏需及时修理。
39.为了保证制动板1打开的可靠性和稳定性，在本实施例中，在步骤s2中，根据滑移率s的大小，或者车辆100与前方障碍物的距离h的大小，采用控制占空比(pwm)和脉冲的时间来调节所述电机41的转速和工作时间，使所述制动板1打开到指定的角度。
40.以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种车辆辅助制动装置，其特征在于：包括制动板(1)、连杆(2)、滑块(3)和驱动机构(4)，所述驱动机构(4)设置在车辆(100)的底盘(101)上，所述驱动机构(4)用于驱动滑块(3)前后移动，所述制动板(1)的后端与车辆(100)的底盘(101)铰接，所述连杆(2)的一端与滑块(3)铰接，所述连杆(2)的另一端与制动板(1)铰接，所述滑块(3)前后移动驱动制动板(1)的前端开合，当所述制动板(1)的前端打开时，所述制动板(1)与地面形成的夹角记为β，且0
°
<β<90
°
，当所述制动板(1)的前端与地面接触其打开到最大角度，当所述制动板(1)的前端闭合时，所述制动板(1)与底盘(101)贴合，所述制动板(1)位于底盘(101)的前后方向的中部。2.根据权利要求1所述的车辆辅助制动装置，其特征在于：所述制动板(1)和底盘(101)之间设置有弹簧(5)。3.根据权利要求2所述的车辆辅助制动装置，其特征在于：所述连杆(2)的数量为两根，两根所述连杆(2)左右分布；所述弹簧(5)的数量为两个，且所述弹簧(5)与连杆(2)前后相对设置，两个所述弹簧(5)上均设置有激光位移传感器(6)。4.根据权利要求3所述的车辆辅助制动装置，其特征在于：所述车辆(100)上设置有激光测距传感器(7)、速度传感器(8)和轮速传感器(9)，所述激光测距传感器(7)用于测量车辆(100)与前方障碍物的距离，所述速度传感器(8)用于测量车辆(100)的行驶速度，所述轮速传感器(9)用于测量车轮的转动角速度。5.根据权利要求4所述的车辆辅助制动装置，其特征在于：所述驱动机构(4)包括电机(41)和螺杆(42)，所述电机(41)的输出端与螺杆(42)传动连接，所述滑块(3)与螺杆(42)螺纹连接，所述底盘(101)上开设有滑道(1011)，所述滑块(3)沿滑道(1011)前后滑动。6.根据权利要求1～5任一项所述的车辆辅助制动装置，其特征在于：所述β的取值范围为0
°
<β≤20
°
。7.根据权利要求1～5任一项所述的车辆辅助制动装置，其特征在于：所述制动板(1)上贯穿有排出口(11)。8.一种如权利要求5～7任一项所述的车辆辅助制动装置的辅助制动方法，其特征在于：包括如下步骤：s1：制动板(1)的前端保持闭合状态，则制动板(1)与底盘(101)保持贴合状态；s2：当需要制动时，踩踏车辆(100)的制动踏板，此时由速度传感器(8)测得车辆(100)的行驶速度记为v，轮速传感器(9)测得车轮的转动角速度记为ω，以及车轮的滚动半径记为r，计算得当前车辆(100)的滑移率s＝(v-r*ω)/v*100％，若s>k1，则同时电机(41)驱动制动板(1)的前端打开；或者，当需要制动时，踩踏车辆(100)的制动踏板，踩踏制动踏板的加速度记为a，此时由激光测距传感器(7)测得车辆(100)与前方障碍物的距离记为h，若h<k2，且a>k3，则同时电机(41)驱动制动板(1)的前端打开；当所述制动板(1)的前端与地面接触其打开到最大角度；s3：当松开车辆(100)的制动踏板，电机(41)驱动制动板(1)的前端闭合，制动板(1)又与底盘(101)保持贴合。9.根据权利要求8所述的车辆辅助制动装置的辅助制动方法，其特征在于：在步骤s2中，当制动板(1)的前端打开时，此时由激光位移传感器(6)测得弹簧(5)的长度记为l，以及弹簧(5)的长度变化速度记为δ，若δ>k4，则说明该弹簧(5)对应的连杆(2)折断失效，或者若
两个弹簧(5)的l差值>k5，则说明其中一根连杆(2)折断失效，则报警示意该车辆辅助制动装置损坏需及时修理。10.根据权利要求8或9所述的车辆辅助制动装置的辅助制动方法，其特征在于：在步骤s2中，根据滑移率s的大小，或者车辆(100)与前方障碍物的距离h的大小，采用控制占空比和脉冲的时间来调节所述电机(41)的转速和工作时间，使所述制动板(1)打开到指定的角度。

技术总结
本发明属于车辆制动技术领域，尤其涉及一种车辆辅助制动装置，包括制动板、连杆、滑块和驱动机构，所述驱动机构设置在车辆的底盘上，所述驱动机构用于驱动滑块前后移动，所述制动板的后端与车辆的底盘铰接，所述连杆的一端与滑块铰接，所述连杆的另一端与制动板铰接，所述滑块前后移动驱动制动板的前端开合，当所述制动板的前端打开时，所述制动板与地面形成的夹角记为β，且0


技术研发人员：郑焱 孙云 张丹 贝绍轶 张兰春 李丽 杨军 杨艺
受保护的技术使用者：江苏理工学院
技术研发日：2022.03.25
技术公布日：2022/5/25