主动式汽车减速系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供的一种主动式汽车减速系统，包括两个信号发生装置、与信号发生装置通信连接的处理单元、与所述处理单元通信连接的整车控制器以及与所述整车控制器连接制动执行单元，所述两个信号发生装置分别设置于同一行车方向的需减速路段的起始段和结束段；能够去掉减速带并能够有效保证车辆控制在规定的车速范围之内，从而有效避免车内人员因减速带造成的不适感以及减速带对轮胎的磨损，而且能够对驶入需要减速路段的车辆的车速进行严格控制，有效消除在特殊路段超速造成的安全隐患。
【专利说明】
主动式汽车减速系统
技术领域
[0001] 本发明涉及一种减速系统，尤其涉及一种汽车主动式减速系统。
【背景技术】
[0002] 在车辆行驶过程中，在某些特殊路段需要车辆进行减速并至规定的车速范围内， 比如转弯路段、长下坡路段等，现有的减速方式一般采用减速带使司机进行减速，但是这种 方式存在如下缺点：由于减速带是在路面设置凸起的横条来提示司机减速，因此，车辆驶过 减速带时造成减速车辆行驶不平顺，易造成车内人员的不舒适感，更为重要的是，减速带对 车辆轮胎具有较大伤害，加大轮胎的磨损;而且在减速路段对车辆的车速不能严格监管，虽 然有减速带，仍然严重的超速现象，存在严重的安全隐患。
[0003] 因此，需要提出一种主动式汽车减速系统，能够去掉减速带并能够有效保证车辆 控制在规定的车速范围之内，从而有效避免车内人员因减速带造成的不适感以及减速带对 轮胎的磨损，而且能够对驶入需要减速路段的车辆的车速进行严格控制，有效消除在特殊 路段超速造成的安全隐患。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本发明的目的是提供一种主动式汽车减速系统，能够去掉减速带并能 够有效保证车辆控制在规定的车速范围之内，从而有效避免车内人员因减速带造成的不适 感以及减速带对轮胎的磨损，而且能够对驶入需要减速路段的车辆的车速进行严格控制， 有效消除在特殊路段超速造成的安全隐患。
[0005] 本发明提供的一种主动式汽车减速系统，
[0006] 包括两个信号发生装置、与信号发生装置通信连接的处理单元、与所述处理单元 通信连接的整车控制器以及与所述整车控制器连接制动执行单元，所述两个信号发生装置 分别设置于同一行车方向的需减速路段的起始段和结束段；
[0007] 所述信号发生装置包括车辆探测器、第一车速探测单元、GPRS通信模块、第一处理 器以及与所述第一处理器连接的第一无线信号收发电路，所述第一车速探测单元和车辆探 测器的输出端与第一处理器连接，所述第一处理器通过GPRS通信模块与交通管理中心通信 连接；
[0008] 所述处理单元包括第二无线信号收发电路、第二车速探测单元以及车速处理电 路，所述第二无线信号收发电路与车速处理电路连接，第二车速探测单元与车速处理电路 连接，所述车速处理电路与整车控制器连接；
[0009] 所述制动执行单元包括用于产生磁场的励磁线圈、用于控制励磁线圈与蓄电池通 路的控制电路以及制动主缸，所述控制电路与整车控制器连接，所述励磁线圈设置于制动 主缸底部外侧且励磁线圈与制动主缸同轴设置。
[0010]进一步，所述第一无线信号收发电路和第二无线信号收发电路为zigbee模块或者 蓝牙模块。
[0011] 进一步，所述车辆探测器为地感线圈或者红外探测器。
[0012] 进一步，所述第一车速探测单元为电子测速器，第二车速探测单元为速度传感器 或者加速度传感器。
[0013] 进一步，所述车速处理电路包括第二处理器以及与第二处理器连接的比较器，所 述第二处理器与第二车速探测单元和第二无线信号收发电路的输出端连接，所述比较器的 输出端与整车控制器连接，所述比较器的输入端还与第二无线信号收发电路连接。
[0014] 进一步，还包括语音提示器以及制动踏板位置传感器，所述语音提示器与整车控 制器连接，所述制动踏板位置传感器的输出端与整车控制器连接。
[0015] 进一步，所述控制电路包括继电器和数字电位器，所述继电器和数字电位器串联 于励磁线圈与蓄电池的通路中，所述继电器的控制端与整车控制器连接，所述数字电位器 与整车控制器连接。
[0016] 进一步，所述制动主缸至少包括缸体、设置于缸体内的前缸活塞以及设置于缸体 内的后缸活塞，所述前缸活塞的后端端部同轴设置有顶杆，所述后缸活塞的后端端部固定 设置有活塞杆且该活塞杆与汽车的踏板机构传动连接，所述后缸活塞前段端面固定设置有 连接板，所述顶杆与连接板固定连接，缸体的底部外侧同轴设置有励磁铁芯，励磁线圈绕制 于励磁铁芯上。
[0017] 进一步，所述整车控制器按照如下步骤控制励磁线圈的供电电流的大小：
[0018] SI.获取当前车速信息，并根据当前车速信息判断所需要的制动距离S;
[0019] S2.根据所得出的制动距离S以及如下公式计算当前车速下制动的制动力Fu:
[0020]
实中S为制动距离，t为制动系消除间隙时间， V0为当前车速，V1为当前路段所要求的最高车速，Fli为制动力，g为重力加速度；
[0021] S3 .根据计算出的制动力Fu，查找制动力-励磁电流对照表，查找相对应的励磁电 流，整车控制器根据查找结果控制控制电路工作以使励磁线圈获得相应的励磁电流。
[0022] 本发明的有益效果:本发明的主动式汽车减速系统，能够去掉减速带并能够有效 保证车辆控制在规定的车速范围之内，从而有效避免车内人员因减速带造成的不适感以及 减速带对轮胎的磨损，而且能够对驶入需要减速路段的车辆的车速进行严格控制，有效消 除在特殊路段超速造成的安全隐患。
【附图说明】
[0023]下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
[0024]图1为本发明的原理框图。
[0025] 图2为本发明的信号发生装置布置示意图。
[0026] 图3为本发明的线圈布置结构示意图。
【具体实施方式】
[0027] 图1为本发明的结构示意图，图2为本发明的信号发生装置布置示意图，如图所示， 本发明提供的一种主动式汽车减速系统，包括两个信号发生装置、与信号发生装置通信连 接的处理单元、与所述处理单元通信连接的整车控制器以及与所述整车控制器连接制动执 行单元，所述两个信号发生装置分别设置于同一行车方向的需减速路段的起始段和结束 段；
[0028]所述信号发生装置包括车辆探测器、第一车速探测单元、GPRS通信模块、第一处理 器以及与所述第一处理器连接的第一无线信号收发电路，所述第一车速探测单元和车辆探 测器的输出端与第一处理器连接，所述第一处理器通过GPRS通信模块与交通管理中心通信 连接；
[0029]所述处理单元包括第二无线信号收发电路、第二车速探测单元以及车速处理电 路，所述第二无线信号收发电路与车速处理电路连接，第二车速探测单元与车速处理电路 连接，所述车速处理电路与整车控制器连接；
[0030] 所述制动执行单元包括用于产生磁场的励磁线圈1、用于控制励磁线圈1与蓄电池 通路的控制电路以及制动主缸，所述控制电路与整车控制器连接，所述励磁线圈1设置于制 动主缸底部外侧且励磁线圈与制动主缸同轴设置，如图3所示；
[0031] 其中，所述第一无线信号收发电路和第二无线信号收发电路为zigbee模块或者蓝 牙模块;所述车辆探测器为地感线圈或者红外探测器，车辆探测器设置在距减速路段起始 段45米左右处(根据不同路段，该距离可以进行更改）；所述第一车速探测单元为电子测速 器，电子测速器采用现有的设备，比如雷达测速仪、红外测速仪等；第二车速探测单元为速 度传感器或者加速度传感器;通过上述结构，能够去掉减速带并能够有效保证车辆控制在 规定的车速范围之内，从而有效避免车内人员因减速带造成的不适感以及减速带对轮胎的 磨损，而且能够对驶入需要减速路段的车辆的车速进行严格控制，有效消除在特殊路段超 速造成的安全隐患，为了对特殊路段的车辆速度进行进一步地严格控制，信号发生装置还 设置有与第一处理器连接的摄像头，以获取超速车辆的车牌号信息。
[0032]本实施例中，所述车速处理电路包括第二处理器以及与第二处理器连接的比较 器，所述第二处理器与第二车速探测单元和第二无线信号收发电路的输出端连接，所述比 较器的输出端与整车控制器连接，所述比较器的输入端还与第二无线信号收发电路连接， 其中，第一处理器和第二处理器为现有的单片机，比较器为现有的比较器。
[0033] 本实施例中，还包括语音提示器以及制动踏板位置传感器，所述语音提示器与整 车控制器连接，所述制动踏板位置传感器的输出端与整车控制器连接，通过这种结构，制动 执行单元执行减速后，即整车制动器向继电器输出导通控制命令时，整车控制器向语音提 示器输出提示命令，告知驾驶员进行减速操作，一旦制动踏板位置传感器有信号输出到整 车控制器，则整车控制器控制继电器断开，转为人为控制模式。
[0034] 本实施例中，所述控制电路包括继电器和数字电位器，所述继电器和数字电位器 串联于励磁线圈与蓄电池的通路中，所述继电器的控制端与整车控制器连接，所述数字电 位器与整车控制器连接，通过这种结构，一方面能够控制励磁线圈的通断，而且由整车控制 器根据当前车速控制励磁线圈的励磁电流的大小，从而达到适合的制动效果，当然，数字电 位器为可编程数字电位器。
[0035] 本实施例中，所述制动主缸至少包括缸体4、设置于缸体4内的前缸活塞5以及设置 于缸体4内的后缸活塞8,所述前缸活塞5的后端端部同轴设置有顶杆6,所述后缸活塞8的后 端端部固定设置有活塞杆9且该活塞杆9与汽车的踏板机构传动连接，所述后缸活塞8前段 端面固定设置有连接板7,所述顶杆6与连接板7固定连接，可以采用螺纹连接，也可以采用 螺栓连接;当然，制动主缸还包括其他结构，如图3所示，比如进油阀11、出油阀10、前缸体弹 簧3等结构，属于现有技术，在此不加以赘述，通过上述结构，当自动减速的过程中，励磁线 圈产生的磁场吸附前缸活塞向前运动时，使前缸活塞与后缸活塞同时动作，保证液压油的 流动的均衡性，整体性能更加稳定;在缸体的底部外侧同轴设置有励磁铁芯，励磁线圈绕制 于励磁铁芯上，为了保证缸体内的活塞动作，至少前缸活塞采用铁钴镍合金制成，上述中的 前指图3中的下方。
[0036]本实施例中，所述整车控制器按照如下步骤控制励磁线圈的供电电流的大小： [0037] SI.获取当前车速信息，并根据当前车速信息判断所需要的制动距离S，其中，制动 距离可以根据现有的公式计算，也可以通过车速-制动距离对照表查找，比如交通规定里面 的车速为l〇〇km/h时，制动距离不低于45米等规定制定对照表，也可以根据实际试验设定对 照表；
[0038] S2.枏抿所徨m的制动距离SW 75加下公式计算当前车速下制动的制动力Fu:
[0039]
其中S为制动距离，t为制动系消除间隙时间， V0为当前车速，V1为当前路段所要求的最高车速，Fli为制动力，g为重力加速度；
[0040] S3 .根据计算出的制动力Fu，查找制动力-励磁电流对照表，查找相对应的励磁电 流，整车控制器根据查找结果控制控制电路工作以使励磁线圈获得相应的励磁电流，其中， 制动力-励磁电流对照表预存于整车控制器中，通过实际试验得出，通过上述方式，能够保 证自动减速的过程中励磁线圈的获得准确的励磁电流，一方面确保能够达到减速的目的， 另一方面保证车辆行驶的平顺性。
[0041 ]以下对本发明的工作原理做进一步介绍：
[0042]如图2所示，信号发生装置在需要减速的路段沿车行方向布置，当车辆驶入到需减 速路段时，由车辆探测器输出检测信号到第一处理器中，第一处理器获取第一车速探测单 元输出的车速信号并判断当前车辆是否超过设定速度，如是，生成减速启动信号并通过第 一无线信号收发模块发出，第二无线信号收发模块收到减速启动信号（该信号至少包含当 前路段所规定的最高车速)后，由第二车速探测单元检测当前车辆的车速，通过第二处理器 对车速信号处理后，输入到比较器中与规定最高车速比较，如果当前车速小于规定车速，则 比较器不输出任何信息到整车控制器，如果当前车速超过规定车速，则比较器将比较结果 (包括当前车辆的车速信息以及超速信息)输入到整车控制器中，整车控制器根据超速状况 以及当前车速状况控制继电器导通，并控制数字电位器转到相应阻值，从而使励磁线圈获 得相应的励磁电流，励磁电流产生磁场后，吸附制动缸体内的前缸活塞3动作，从而达到主 动减速的目的，由于磁场减速在初始减速时具有一定效果，但是为了进一步对车辆进行良 好控制以及减速，整车制动器向继电器输出导通控制命令时，整车控制器向语音提示器输 出提示命令，告知驾驶员进行减速操作，一旦制动踏板位置传感器有信号输出到整车控制 器，则整车控制器控制继电器断开，转为人为控制模式；当车速下降后，第二车速探测单元 仍然工作，并通过比较器判断是否超速，如果超速，比较器将超速信号发送到第二处理器， 由第二处理器通过第二无线信号收发电路向特殊路段结束段的信号发生装置发送车速信 息(该车速信息包含车速以及车牌号），信号发生装置通过GPRS模块向交通管理中心发送超 速信号;特殊路段的起始段和结束段同样通过第一车速探测单元检测车速状况，并向交通 管理中心发送超速信息；当车辆行驶到结束段后，结束段的信号发生装置产生减速结束信 号发送到第二处理器，第二处理器通过比较器向整车控制器发送结束减速控制。
[0043]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较 佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技 术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本 发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1. 一种主动式汽车减速系统，其特征在于:包括两个信号发生装置、与信号发生装置通 信连接的处理单元、与所述处理单元通信连接的整车控制器以及与所述整车控制器连接制 动执行单元，所述两个信号发生装置分别设置于同一行车方向的需减速路段的起始段和结 束段； 所述信号发生装置包括车辆探测器、第一车速探测单元、GPRS通信模块、第一处理器以 及与所述第一处理器连接的第一无线信号收发电路，所述第一车速探测单元和车辆探测器 的输出端与第一处理器连接，所述第一处理器通过GPRS通信模块与交通管理中心通信连 接； 所述处理单元包括第二无线信号收发电路、第二车速探测单元以及车速处理电路，所 述第二无线信号收发电路与车速处理电路连接，第二车速探测单元与车速处理电路连接， 所述车速处理电路与整车控制器连接； 所述制动执行单元包括用于产生磁场的励磁线圈、用于控制励磁线圈与蓄电池通路的 控制电路以及制动主缸，所述控制电路与整车控制器连接，所述励磁线圈设置于制动主缸 底部外侧且励磁线圈与制动主缸同轴设置。2. 根据权利要求1所述主动式汽车减速系统，其特征在于:所述第一无线信号收发电路 和第二无线信号收发电路为zigbee模块或者蓝牙模块。3. 根据权利要求1所述主动式汽车减速系统，其特征在于:所述车辆探测器为地感线圈 或者红外探测器。4. 根据权利要求1所述主动式汽车减速系统，其特征在于:所述第一车速探测单元为电 子测速器，第二车速探测单元为速度传感器或者加速度传感器。5. 根据权利要求1所述主动式汽车减速系统，其特征在于:所述车速处理电路包括第二 处理器以及与第二处理器连接的比较器，所述第二处理器与第二车速探测单元和第二无线 信号收发电路的输出端连接，所述比较器的输出端与整车控制器连接，所述比较器的输入 端还与第二无线信号收发电路连接。6. 根据权利要求1所述主动式汽车减速系统，其特征在于:还包括语音提示器以及制动 踏板位置传感器，所述语音提示器与整车控制器连接，所述制动踏板位置传感器的输出端 与整车控制器连接。7. 根据权利要求1所述主动式汽车减速系统，其特征在于:所述控制电路包括继电器和 数字电位器，所述继电器和数字电位器串联于励磁线圈与蓄电池的通路中，所述继电器的 控制端与整车控制器连接，所述数字电位器与整车控制器连接。8. 根据权利要求1所述主动式汽车减速系统，其特征在于：所述制动主缸至少包括缸 体、设置于缸体内的前缸活塞以及设置于缸体内的后缸活塞，所述前缸活塞的后端端部同 轴设置有顶杆，所述后缸活塞的后端端部固定设置有活塞杆且该活塞杆与汽车的踏板机构 传动连接，所述后缸活塞前段端面固定设置有连接板，所述顶杆与连接板固定连接，缸体的 底部外侧同轴设置有励磁铁芯，励磁线圈绕制于励磁铁芯上。9. 根据权利要求1所述主动式汽车减速系统，其特征在于:所述整车控制器按照如下步 骤控制励磁线圈的供电电流的大小：51. 获取当前车速信息，并根据当前车速信息判断所需要的制动距离S;52. 根据所得出的制动距离S以及如下公式计算当前车速下制动的制动力Fu:车中S为制动距离，t为制动系消除间隙时间，V 0为 当前车速，Vi为当前路段所要求的最高车速，Fu为制动力，g为重力加速度； S3.根据计算出的制动力Fli，查找制动力-励磁电流对照表，查找相对应的励磁电流，整 车控制器根据查找结果控制控制电路工作以使励磁线圈获得相应的励磁电流。
【文档编号】B60W40/105GK105835856SQ201610397679
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年6月7日
【发明人】胡启国, 韩奥, 董绍江
【申请人】重庆交通大学