专利名称：汽车追尾主动防撞装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车追尾主动防撞装置，属机电控制技术范围。
当前技术情报中有关汽车追尾主动防撞装置的报导，仅有气囊式人体防撞装置，但它只能被动地缓解撞车后车内乘员因撞击引起的部分安全问题，未能从根本上主动防止撞车事故的发生，避免车辆因连续追尾撞击引发的车体挤压、变形所引起的人身安全，以及避免车辆的损坏。
98年12月“汽车文摘”中“自动控制系统”一文，曾提到采用多个电磁阀动作的配合来达到汽车的主动防撞技术，其缺点是制动时间较长以及不能同时使用人力刹车，因而难免仍然存在一定的危险。
为实现这样的目的，本发明的技术方案中，采用了车载多普勒测速测距雷达，监测前方车辆的车速和两车间距离，并将数据传送到电子运算电路，进行运算与判断，当两车间距过近临近碰撞时，及时发出警报，由驾驶员制动车辆或由刹车执行机构自动实现车辆制动。
本发明的装置主要包括车载多普勒测速测距雷达、电子运算电路、显示屏幕与刹车执行机构，车载多普勒测速测距雷达与电子运算电路连接，电子运算电路的输出与高速数字阀连接，同时与显示屏幕相连。本发明的主要发明点在刹车执行机构。刹车执行机构是在原有刹车油(气)路上串联一集成阀块，集成阀块中设置一直流电机与微型内啮合齿轮驱动油泵连接，油泵的进口连接刹车总泵的油箱，同时与高速数字阀回油口连接，出口经单向阀连接蓄能器、压力继电器及高速数字阀的进油口。油泵出口还经单向阀、安全阀回到油泵的进口，形成油压释放回路。高速数字阀与液控换向阀连接，液控换向阀出口经单向阀与两个车轮刹车油缸相连，并经单向阀连接到刹车总泵的油腔。
集成阀块中的直流电机利用车辆自身蓄电池作为能源，驱动油泵吸入油液，加压后一路进入蓄能器，另一路到高速数字阀的进油口。当蓄能器中的油压到达设定的最高压力值Pmax时，在油压力作用下，压力继电器动作，使油泵停止工作。如若压力继电器工作失灵，无法切断直流电机的驱动电路，则油泵输出的高压油可经单向阀、安全阀释放，以避免因过载而烧毁直流电机。当蓄能器中油压下降到设定的最低压力值Pmin时，压力继电器动作，通过直流电机使油泵继续工作。
车辆在高速行驶情况下，后面车辆通过多普勒测速测距雷达，可测得前方车辆的车速与两车间距，并传递到电子运算电路，电路经运算后，作出与本车车速之差为“正”、“负”或“零”的判断。有关数据均在电子屏幕中显示。当遇到速度差值为“正”值时，即两车间距逐渐减小。一旦两车之间距离临近碰撞临界间距前夕(临界间距按不同的车体重量可事先设定)，运算电路在发出报警信号(如蜂鸣器或报警灯)的同时，运算电路制作的脉宽调制信号的脉宽比逐渐增大。此时提请驾驶员应采取减速或避让的措施，防止追尾撞击事故的发生。一旦此报警信号未能引起驾驶员的注意，在两车间距继续减小，脉宽调制信号的脉宽比继续增大到足以使刹车执行机构中的高速数字换向阀动作，导致刹车油(气)路自动导通，使车辆得到制动。
本发明的装置中采用了高速数字换向阀，因而制动时间极短；由于采用脉宽信号的控制，因而在脉宽比逐渐增大过程中，制动油(气)路已有逐渐制动的效果由于刹车执行机构中设置了有关单向阀等，在制动刹车过程中并不影响同时采用人力刹车。本发明可实现正常人力刹车及防撞状态下的快速主动刹车，使行车更安全更可靠。
图中，1-刹车脚踏板，2-真空助力器，3-油箱，4-刹车总泵，5-刹车油缸，6、7-刹车油管，8-直流电机，9-内啮合齿轮油泵，10-单向阀，11-安全阀，12-蓄能器，13-压力表，14、15-压力继电器，16-高速数字换向阀，17-液动换向阀，18-节流调速阀，19、20-单向阀，21～36-油管，37、38-油口，39、41-油腔，40、42-活塞。
如图所示，本发明包括车载多普勒测速测距雷达、电子运算电路、显示屏幕与刹车执行机构，车载多普勒测速测距雷达与电子运算电路连接，电子运算电路的输出与高速数字阀连接，同时与显示屏幕相连。刹车执行机构是在原有刹车油(气)路上串联一集成阀块，集成阀块中设置有直流电机8、微型内啮合齿轮驱动油泵9、单向阀10、安全阀11、蓄能器12、压力表13、压力继电器14、15、高速数字阀16、液控换向阀17、节流调速阀18、单向阀19、20以及油路21～36等组成。其中油路19～36均由集成阀块体中的有关孔道构成。
直流电机8连接驱动油泵9，油泵9的进口连接刹车总泵4的油箱3，同时与高速数字阀16的回油口连接，出口经单向阀10连接蓄能器12、两个压力继电器14、15及高速数字阀16的进油口P，直流电机8的驱动电路与压力继电器14、15的接点相连，油泵9的出口还经单向阀10、安全阀11连接到油泵9的进口，形成油压释放回路，高速数字阀16通过油路25、26与液控换向阀17连接，液控换向阀17出口分两路，一路经单向阀19与两个车轮刹车油缸5相连，另一路经节流调速阀18、单向阀19与另两个车轮刹车油缸5相连，两路同时分别经单向阀20连接到刹车总泵的油腔39和41。
主动刹车油路工作分为正常人力刹车与防撞状态下的主动刹车。
正常人力刹车工况当驾驶员脚踩刹车踏板1时，在真空助力器2的协助下，将刹车总泵4中的活塞40、42左移，并使油口37、38封闭，总泵4中的油腔39、41中的油液在踏板1与真空助力器2的继续作用下，产生高压，经刹车油管6、7与单向阀20后，经油路33、34到达刹车油缸5，高压油亦可经刹车油管6、7到油路29、30，经液控换向阀17与油路33、34到达刹车油缸5产生齿轮控制效果。当驾驶员松开刹车踏脚1时，活塞40、42在弹簧作用下回复到图示位置，并使油口37、38开启，刹车油缸5的高压油经油路33、34逆向通过液控换向阀17，返回到刹车油管6、7与刹车总泵4到油箱3，释放油压力，松弛车轮处的涨闸，一切恢复到刹车前的原始状态。
防撞状态下的主动刹车工况集成阀块I中的直流电机8利用车辆自身蓄电池作为能源驱动油泵9自油箱3经油路32、21、19吸入油液，经油泵加压后，经油路35、单向阀10后，一路进入蓄能器12，另一路经油路24到高速数字阀16的进油口待用。当蓄能器12中的油压到达设定的最高压力值Pmax时，在油压力作用下，油路24上的压力继电器14动作，切断直流电机8的驱动电路，直流电机8停止运转，油泵停止工作。当蓄能器12中油压下降到设定的最低压力值Pmin时，压力继电器15动作，直流电机8的驱动电路接通，直流电机8恢复工作，油泵继续重复前述的吸排油过程(注Pmax与Pmin由车辆制动所需工作压力决定)如若压力继电器14工作失灵，无法切断直流电机8的驱动电路，则油泵9输出的高压油可经油路35、单向阀10、油路23、安全阀11释放，经油路36，回到油泵9的进口，以避免因过载而烧毁直流电机8。
当多普勒测速测距雷达测量到汽车追尾撞击处于临界间距状态时，由前述电子运算电路送出的脉宽调制信号的脉宽比增大到一定比值，此信号输入到高速数字阀16的电磁铁，在电磁铁吸力的作用下，高速数字阀16的阀芯移位。其工作机能由附
图1所示油路25与22相通工况位置转换成油路24处的压力油，经高速数字阀16后，分别送到油路25与26的压力油推动液控换向阀17的阀芯移动，其工作机能由图示位置切换成油路30与33、29与34被切断，而油路25的压力油一路经节流调速阀18、油路27、单向阀19、油路33到车轮刹车油缸，另一路经油路28及另一单向阀19、油路34到达刹车油缸5，最终迫使车辆自动制动，避免追尾撞击事故的发生。此时驾驶员仍然可使用人力刹车功能。节流调速阀18是通过调节阀的开口度，以保证油路27与28中的负载相等而设置。
当追尾撞击警报解除，脉宽调制信号的脉宽比减小，则高速数字阀16的电磁铁吸力消失，阀16与17的阀芯分别在各自复位弹簧作用下，回复到附图所示原始位置，则一切恢复到正常工作状态。
当本发明的装置用于气压刹车相通时，则可借助车辆自身气源，阀块中可省略直流电机8、油泵9、单向阀10、安全阀23、压力继电器14、15、蓄能器12以及相应的油路。
本发明试制的样机安装在南京产跃进牌二吨货车大梁处，原刹车油箱处再并联一500m1刹车油箱，然后按油路系统图连接各有关油路，蓄能器保持4.0～6.0Mpa。由于条件所限，仅能在厂区道路上空车以60km/h车速行驶，经反复多次试验，当脉宽调制信号的脉宽比上升到80％时车辆均能安全、成功的快速制动。
权利要求
1.一种汽车追尾主动防撞装置，包括车载多普勒测速测距雷达、电子运算电路、显示屏幕与刹车执行机构，其特征在于车载多普勒测速测距雷达与电子运算电路连接，电子运算电路的输出与高速数字阀连接，同时与显示屏幕相连，刹车执行机构中，在原有刹车油路上串联一集成阀块，集成阀块中的直流电机(8)连接驱动油泵(9)，油泵(9)的进口连接刹车总泵(4)的油箱(3)，同时与高速数字阀(16)回油口连接，出口经单向阀(10)连接蓄能器(12)、压力继电器(14、15)及高速数字阀(16)的进油口(P)，直流电机(8)的驱动电路与压力继电器(14、15)的接点相连，油泵(9)的出口还经单向阀(10)、安全阀(11)连接到油泵(9)的进口，形成油压释放回路，高速数字阀(16)通过油路(25、26)与液控换向阀(17)连接，液控换向阀(17)出口分两路，一路经单向阀(19)与两个车轮刹车油缸(5)相连，另一路经节流调速阀(18)、单向阀(19)与另两个车轮刹车油缸(5)相连，两路同时分别经单向阀(20)连接到刹车总泵的油腔(39、41)。
全文摘要
一种汽车追尾主动防撞装置，包括车载多普勒测速测距雷达、电子运算电路、显示屏幕与刹车执行机构，刹车执行机构是在原有刹车油(气)路上串联一集成阀块，设置一直流电机控制驱动油泵，油泵的进口连接刹车总泵的油箱，同时与高速数字阀回油口连接，出口经单向阀连接蓄能器、压力继电器及高速数字阀的进油口，高速数字阀与液控换向阀连接，液控换向阀出口经单向阀与车轮刹车油缸相连，并经单向阀连接到刹车总泵的油腔。本发明采用车载多普勒测速测距雷达，监测前方车辆的车速和两车间距离，并将数据传送到电子运算电路，进行运算与判断，当两车间距过近临近碰撞时，及时发出警报，由驾驶员制动车辆或由刹车执行机构自动实现车辆制动。
文档编号B60R21/01GK1473730SQ03115900
公开日2004年2月11日 申请日期2003年3月20日 优先权日2003年3月20日
发明者吕恬生, 吴良宝, 王钧功, 谢方 申请人:上海交通大学