专利汇可以提供一种基于悬架振动能量回收的自动刹车系统及其刹车方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种基于悬架振动 能量 回收的自动 刹车 系统及其刹车方法,通过减震器吸收振 动能 量再由液压回路中 液压 马 达 反馈能量,并利用液压马达带动 液压 泵 ,将液压油储存在 蓄能器 中从而回收能量。 汽车 正常行驶时,判断出前车车距属于危险车距时,通过排油通路迅速排出回收在蓄能器内的液压油,排油过程带动液压马达工作,通过传动机构拉动 制动 踏板 ,在蓄能器压 力 不足时通过伺服 电机 代替液压马达拉动制动踏板,同时紧急关闭 发动机 ,实现汽车自动刹车。本发明基于回收能量实现汽车自动刹车,不仅提高了汽车安全性,还实现了汽车节能减排的目的,提高 能源 效率;利用 传感器 实时采集 信号 实现了系统实时动态调节,提高了自动刹车系统的灵敏性和可靠性。,下面是一种基于悬架振动能量回收的自动刹车系统及其刹车方法专利的具体信息内容。
1.一种基于悬架振动能量回收的自动刹车系统,其特征在于,包括能量回收机构、检测机构、电子控制单元和执行机构;
所述能量回收机构包括减震器(1)、液压马达a(6)和液压马达b(3)、液压泵a(7)和液压泵b(4)、单向阀a(5)和单向阀b(29)、单向阀c(19)和单向阀d(27)、电磁阀a(28)和电磁阀b(2)、安全阀(18)、油箱(13)和蓄能器(16);所述电磁阀a(28)、液压马达a(6)、单向阀a(5)由液压管道依次相连构成压缩回路;所述电磁阀b(2)、液压马达b(3)、单向阀b(29)由液压管道依次相连构成伸张回路;所述减震器的有杆腔、无杆腔之间通过所述压缩回路、所述伸张回路相连通,实现液压油在所述有杆腔和所述无杆腔之间来回流动;所述液压泵a(7)分别与所述油箱(13)、所述液压马达a(6)相连;所述液压泵b(4)分别与所述油箱(13)、所述液压马达b(3)相连;所述液压泵a(7)通过液压管道经由所述单向阀c(19)连接到所述蓄能器(16),所述液压泵b(4)通过液压管道经由所述单向阀d(27)连接到所述蓄能器(16);所述液压泵a(7)、所述液压泵b(4)分别在液压马达a(6)、液压马达b(3)的带动下工作,将油箱(13)中的油液通过单向阀传递到蓄能器(16),实现能量回收;
所述检测机构包括车速传感器(21)、激光雷达传感器(22)、制动踏板行程传感器(23)和压力传感器(14);所述车速传感器(21)用于实时采集车速信号并发送给电子控制单元(20);所述激光雷达传感器(22)用于实时测量前方车距并发送给电子控制单元(20);所述制动踏板行程传感器(23)用于检测制动踏板(8)是否被踩下并发送给电子控制单元(20);
所述压力传感器(14)用于实时检测蓄能器(16)压力并发送给电子控制单元(20);
所述执行机构包括蓄能器(16)、电磁阀c(17)、液压马达c(15)、油箱(13)、锥齿轮(12)、传动箱(10)、拉索(9)、制动踏板(8);所述蓄能器、所述电磁阀c、所述液压马达c、所述油箱依次通过液压管道连通,构成排油通路;所述锥齿轮(12)、所述传动箱(10)和所述拉索(9)依次连接构成传动机构;所述液压马达c(15)的输出连接所述锥齿轮(12),所述拉索(9)连接所述制动踏板(8);排油过程中,带动液压马达c(15)工作;液压马达c(15)通过所述传动机构将制动力传递给所述制动踏板(8);
所述电子控制单元(20)根据检测机构的信息,判断需要电控制动时,打开执行机构中的电磁阀c(17),使得能量回收机构中回收的液压油通过所述排油通路由蓄能器(16)传递到油箱(13)中,在排油过程中,执行机构中的液压马达c(15)通过所述传动机构将制动力传递给所述制动踏板(8),实现自动刹车。
2.根据权利要求1所述的一种基于悬架振动能量回收的自动刹车系统,其特征在于,所述执行机构还包括伺服电机(11),所述伺服电机(11)一方面受电子控制单元(20)控制、另一方面通过拉索(9)作用于所述制动踏板(8)。
3.根据权利要求1所述的一种基于悬架振动能量回收的自动刹车系统,其特征在于,所述执行机构还包括警告提示灯(24)、刹车灯(25)和发动机;所述警告提示灯(24)布置于汽车中控台上,受电子控制单元(20)控制开闭及不同颜色显示,用于提醒驾驶员汽车安全状态;所述刹车灯(25)布置于汽车后端两侧,受电子控制单元(20)控制开闭,用于刹车时提醒后方车辆;所述发动机在自动刹车时受电子控制单元(20)控制而关闭,用于辅助刹车。
4.根据权利要求1所述的一种基于悬架振动能量回收的自动刹车系统,其特征在于,所述能量回收机构还包括安全阀(18),所述安全阀(18)安装在所述单向阀c(19)、所述单向阀d(27)与所述蓄能器(16)之间的液压管道上。
5.根据权利要求1所述的一种基于悬架振动能量回收的自动刹车系统,其特征在于,所述车速传感器(21)布置于汽车的驱动桥壳内,所述激光雷达传感器(22)布置于汽车最前端,所述制动踏板行程传感器(23)布置于制动踏板内,所述压力传感器(14)布置于蓄能器(16)上。
6.根据权利要求1所述的一种基于悬架振动能量回收的自动刹车系统,其特征在于,所述传动箱(10)采用齿轮齿条结构。
7.根据权利要求1-6任意一项所述一种基于悬架振动能量回收的自动刹车系统的自动刹车方法,其特征在于,包括利用减震器(1)的压缩和伸张进行能量回收的方法以及利用回收的能量进行自动刹车的方法。
8.根据权利要求7所述的自动刹车方法,其特征在于,所述能量回收的方法包括:在汽车行驶时,所述减震器(1)内弹性元件由于路面不平而产生往复运动,该运动分为压缩行程与伸张行程;当发生压缩行程时,无杆腔压力增大,有杆腔压力减小,因此一部分液压油从无杆腔通过液压管道经由所述电磁阀a(28)、液压马达a(6)、单向阀a(5)流向有杆腔,此过程所述液压马达a(6)由于油液运动开始工作,并同时带动所述液压泵a(7)工作;当发生伸张行程时,无杆腔压力减小,有杆腔压力增大,因此一部分液压油从有杆腔通过液压管道经由所述电磁阀b(2)、液压马达b(3)、单向阀b(29)流向无杆腔,此过程所述液压马达b(3)由于油液运动开始工作,并同时带动所述液压泵b(4)工作;当所述液压泵a(7)工作时,油箱(13)中的油液被吸入液压管道并经由所述单向阀c(19)存入所述蓄能器(16)中;当所述液压泵b(4)工作时,油箱(13)中的油液被吸入液压管道并经由所述单向阀d(27)存入所述蓄能器(16)中,完成能量回收。
9.根据权利要求7所述的自动刹车方法,其特征在于,所述利用回收的能量进行自动刹车的方法包括:
步骤a.所述电子控制单元(20)接受由压力传感器(14)采集的压力信号实时判断蓄能器(16)压力是否达到额定值,若未达到额定值,能量回收机构继续工作;若达到额定值,电子控制单元输出信号关闭电磁阀a(28)和电磁阀b(2),停止能量回收系统工作;
步骤b.所述车速传感器(21)实时采集车速信号并发送给电子控制单元(20),根据车速实时判断是否检测本车安全状态;若车速未达额定值,不检测本车安全状态;若车速达额定值,开始检测本车安全状态,执行c,否则执行b;
步骤c.所述激光雷达传感器(22)实时测量前方车距并发送给电子控制单元(20),并由电子控制单元(20)根据采集频率计算出相对车速,再根据车速传感器(21)采集的车速信号计算前车车速;根据本车车速、前方车速和本车设定参数计算出最小安全车距s1和最小警示车距s2,并与前车车距比较后判断本车安全状态,若s≥s1,前车车距属于安全车距,若s1>s≥s2,前车车距属于警示车距,若s<s2,前车车距属于危险车距;
步骤d.若前车车距属于安全车距,控制警告提示灯(24)亮绿灯,汽车继续正常行驶;若前车车距属于警示车距,控制警告提示灯亮黄灯,提醒本车需要减速拉开车距;若前车车距属于危险车距,控制警告提示灯(24)亮红灯,并开启刹车灯(25);
步骤e.在前车车距属于危险车距时,根据制动踏板行程传感器(23)检测的制动踏板行程信号判断制动踏板(8)是否被踩下,若已踩下踏板,汽车正常制动;若未踩下踏板(8),根据压力传感器(14)信号判断蓄能器(16)压力是否达到额定值,若达到额定值,控制开启电磁阀c(17),迅速排放蓄能器(16)通过能量回收机构存储的液压油,同时带动液压马达c(15)工作,并通过传动机构拉动制动踏板(8)使汽车自动制动,制动结束后,打开电磁阀a、电磁阀b,关闭电磁阀c;若蓄能器(16)压力未到额定值,则控制开启伺服电机(11),伺服电机(11)通过拉索(9)拉动制动踏板使汽车自动制动;在汽车自动制动同时,控制关闭发动机,利用发动机制动减小刹车距离,实现辅助自动刹车。
10.根据权利要求9所述的自动刹车方法,其特征在于,所述步骤c中计算前车车速、计算最小安全车距、计算最小警示车距的方法为:
计算前车车速:ua1=ua0+(s-s′)f;
计算最小安全车距:
计算最小警示车距:
其中,ua1—前车车速,ua0—本车车速,s—前车车距,s′—前次测量的前车车距,f—采集频率,s1—警示车距,λ1—警示车距安全系数,τ1—驾驶员反应时间,τ′2—消除制动器间隙时间,τ″2—制动器制动力增长过程所需时间,abmax—最大制动减速度,s2—危险车距,λ2—危险车距安全系数,τ′1—系统响应时间,ε—最小警示车距下限。
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