车辆备用安全制动方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种车辆备用安全制动方法，所述车辆设置有与车辆制动部件关联的气体发生器，所述气体发生器包括爆炸件及容纳件，所述爆炸件及容纳件设置成所述爆炸件被点燃的瞬间产生一定量气体，所述气体填充在所述容纳件内，所述备用安全制动方法包括：满足备用安全制动条件时，点燃爆炸件以在瞬间产生一定量的气体；以及所述容纳件在由所述爆炸件被点燃的瞬间产生的一定量气体填充的过程中，推动所述车辆制动部件使其运动从而进行制动。还提供相应的制动系统。
【专利说明】车辆备用安全制动方法及系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及车辆制动技术，尤其涉及车辆的备用安全制动技术。
【背景技术】
[0002]汽车已成为人们不可缺少的代步工具，在享受汽车带来的舒适、快捷、便利的同时，人们对汽车行驶的安全性要求也日益提高。车辆制动系统一直在车辆安全方面扮演着至关重要的角色，随着汽车工业技术的飞速发展及汽车行驶速度的不断提高，车辆制动系统的重要性表现得越来越明显。
[0003]传统的液压制动系统已非常成熟，随着人们对制动性能要求的不断提高，传统的液压或空气制动系统在加入了大量的电子控制系统如ABS、TCS、ESP等后，其结构和管路布置越发复杂，液压(空气)回路泄漏的隐患较大，同时装配和维修难度也随之提高。因此，汽车行业加大了对结构相对简单的线控制动BBW (Brake-by-wire)技术的研究。BBW技术用电线取代了传统制动系统中的制动管路，省去了传统制动系统中的很多阀，简化了制动系统的结构，降低了装配及维护的难度，同时BBW还具有制动响应速度快、制动性能高等特点，因此具有传统液压制动系统不可比拟的优点。
[0004]随着谷歌公司自动驾驶车辆的成功测试，可以预期，自动驾驶车辆将是未来车辆发展的方向之一。
[0005]对如上所提到的线控制动技术以及自动驾驶车辆而言，稳定的电力供应，和/或自动可控性能的正常提供是保持车辆正常运行不可或缺的条件。
【发明内容】
[0006]有鉴于此，本发明提供一种车辆备用安全制动方法，其中，所述车辆设置有与车辆制动部件关联的气体发生器，所述气体发生器包括爆炸件及容纳件，所述爆炸件及容纳件设置成所述爆炸件被点燃的瞬间产生一定量气体，所述气体填充在所述容纳件内，所述备用安全制动方法包括:满足备用安全制动条件时，点燃爆炸件以在瞬间产生一定量的气体；以及所述容纳件在由所述爆炸件被点燃的瞬间产生的一定量气体填充的过程中，推动所述车辆制动部件使其运动从而进行制动。
[0007]优选地，所述车辆备用安全制动方法还包括在所述制动部件运动到预定位置时，即以锁止方式使得所述制动部件保持在该位置。
[0008]优选地，所述车辆备用安全制动方法中，所述满足备用安全制动条件时，点燃所述爆炸件包括:满足备用安全制动条件时，由所述车辆安全气囊系统的电控单元控制所述爆炸件的点燃。
[0009]优选地，所述车辆备用安全制动方法中，所述容纳件为气囊，在此情况下，所述容纳件在由所述爆炸件被点燃的瞬间产生的一定量气体填充的过程中，推动所述车辆制动部件运动从而使其进行制动包括:所述气囊在被所述气体填充的过程中，挤压设置在其外侧的所述车辆制动部件使其运动从而进行制动。
[0010]优选地，所述车辆备用安全制动方法中，所述容纳件为气密室，在其内设置有可朝着所述车辆制动部件方向移动的活塞，在此情况下，所述容纳件在由所述爆炸件被点燃的瞬间产生的一定量气体填充的过程中，推动所述车辆制动部件运动从而使其进行制动包括:所述气密室在被气体填充的过程中，所述活塞在气体压力作用下，向着所述车辆制动部件移动并按压该车辆制动部件使其运动以进行制动。
[0011]本发明还提供一种车辆备用安全制动系统，其包括:气体发生器，其与所述车辆的车辆制动部件关联设置，所述气体发生器包括爆炸件及容纳件，所述爆炸件及容纳件设置成所述爆炸件被点燃的瞬间产生一定量气体且所述气体填充在所述容纳件内，所述容纳件在被气体填充的过程中，推动所述车辆制动部件使其运动从而进行制动；以及控制模块，其在满足备用安全制动条件时，控制所述爆炸件点燃。
[0012]优选地，在该车辆备用安全制动系统中，所述车辆备用安全制动系统还包括锁止部件，其设置成在所述制动部件运动到预定位置时，即进行锁止以使所述制动部件保持在该位置。
[0013]优选地，在该车辆备用安全制动系统中，所述控制模块为所述车辆安全气囊系统的电控单元。
[0014]优选地，在该车辆备用安全制动系统中，所述容纳件为气囊，在此情况下，所述容纳件在被气体填充的过程中，推动所述车辆制动部件使其运动从而进行制动为所述气囊在被气体填充的过程中，挤压设置在其外侧的所述车辆制动部件使其运动从而进行制动。
[0015]优选地，在该车辆备用安全制动系统中，所述容纳件为气密室，在其内设置有可朝着所述车辆制动部件方向移动的活塞，在此情况下，所述容纳件在被气体填充的过程中，推动所述车辆制动部件使其运动从而进行制动为所述气密室在被气体填充的过程中，所述活塞在气体压力作用下，向着所述车辆制动部件移动并按压该车辆制动部件使其运动从而进行制动。
[0016]根据本发明所述的方法和/或系统比液压式制动系统或电液制动系统更为简便及易于实现，尤其对于采用线控技术的车辆。
[0017]
【专利附图】
【附图说明】
图1是根据本发明一个实施例的车辆备用安全制动方法的流程图。
[0018]图2是根据本发明的示例的车辆备用安全制动系统的结构示意图。
[0019]图3是气密室与活塞的一种示例性构造的示意图。
[0020]图4是根据本发明所述的车辆备用安全制动系统的与车辆的一个轮胎结合的示意性图示。
[0021]图5是根据本发明的车辆备用安全制动方法应用在图2所示的车辆备用安全制动系统中的一个具体示例的流程图。
【具体实施方式】
[0022]现在参照附图描述本发明的示意性示例，相同的附图标号表示相同的元件。下文描述的各示例有助于本领域技术人员透彻理解本发明，且在示意性示例而非限制。图中各元件、部件、模块、装置及设备本体的图示仅示意性表明存在这些元件、部件、模块、装置及设备本体同时亦表明它们之间的相对关系，但并不用以限定它们的具体形状。
[0023]图1是根据本发明一个实施例的车辆备用安全制动方法的流程图。根据该实施例，车辆内设置有与车辆制动部件关联的气体发生器，该车辆制动部件例如为现有制动系统中的制动片，制动片可作用于该制动系统中的制动盘从而进行制动，但如果车辆的现有制动系统采用鼓式制动器，则制动片作用于该鼓。气体发生器包括爆炸件和容纳件，且该爆炸件和容纳件设置成在爆炸件被点燃的瞬间产生将填充在该容纳件内的一定量气体。
[0024]如图1，在步骤10，满足备用安全制动条件时，点燃爆炸件以在瞬间产生一定量的气体。
[0025]示例但非限制地，对采用线控制动系统的车辆而言，备用安全制动条件指的是电力不足和/或可控性缺失。进一步，对车辆而言，无论其是否采用线控制动系统，备用安全制动条件还可以是车辆发生碰撞的情况。根据本发明，备用安全制动可理解为在任何有助于车辆安全的情况下所进行的制动，相应地，任何有损车辆安全的情况都可设置为备用安全制动条件。尽管本申请各示例中，备用安全制动方法以及下文将要详细描述的备用安全制动系统的应用环境是采用线控制动系统的车辆，但这并不排除该方法及系统在未采用线控制动或部分采用线控制动车辆中的应用。例如，该制动方法和/或该制动系统也可应用在液压式制动系统或电液制动系统中，在这种情况下，备用安全制动条件将可能不同于上述备用安全制动条件。
[0026]当前大多数车辆的电控单元(E⑶)都可监测车辆电力情况，因此，可由E⑶监测车辆电力供应，并在电力低于阈值时，点燃爆炸件。对于不具备电力检测功能的车辆，可在其中设置电力检测模块，用以检测电力供应情况，该电力检测模块可实现为软件、硬件或其结口 ο
[0027]对于可控性缺失的检测可通过如下方式达成:用于控制备用安全制动系统的控制模块可以一定的时间间隔经由车辆中的通信总线向车辆中所有的电控部件发送电子狗(watchdog)信号，一旦所有的电控部件都未对该信号进行响应，则表明车辆出现了可控性缺失的情况，进而控制爆炸件点燃。
[0028]更进一步，在监测到采用线控制动系统的车辆电力不足和/或检测到可控性缺失的情况下，即控制点燃线路点燃爆炸件。其中，该点燃线路可以是车辆中现有安全气囊系统中的点火线路，也可以是另外设置的点燃线路。
[0029]该爆炸件为充气剂，也可称为气体发生剂，其在被点燃的瞬间产生一定量的气体。“瞬间”在本申请意指极短的时段，该时段内，爆炸件产生的气体足以充满容纳件并使其作用于制动片从而产生制动，示例地，该瞬间例如几个毫秒。
[0030]在步骤12，在步骤10中产生的一定量气体填充到容纳件中，在填充的过程中，该容纳件推动车辆的制动部件使其运动从而进行制动。例如，作用于车辆制动系统中的制动片使其运动，而运动的制动片进一步作用于与其结合的制动盘。
[0031]根据本发明的一个示例，爆炸件可采用市售的车辆安全气囊系统采用的充气剂，容纳件可采用市售的车辆安全气囊系统采用的气囊。作为爆炸件的充气剂可放置在气囊内，充气剂未被点燃之前，气囊处于未开启状态，被点燃之后，气囊处于开启及充气状态。备用安全制动中采用的容纳件和爆炸件以容纳件在被气体填充的过程中可作用于制动片的方式设置在轮胎系统。例如，容纳件靠近制动片设置，爆炸件位于容纳件内，以便容纳件在被气体填充过程中可挤压该制动片，使其进入制动状态，即，使其运动以作用于例如制动盘从而进行制动。
[0032]根据本发明的另一个示例，容纳件可包括一个不会外泄气体的气密室及设置在该气密室内的活塞，活塞可朝着车辆制动部件，例如制动片的方向移动。爆炸件可设置在气密室内，其被点燃的瞬间产生的气体填充在气密室内，活塞在气体压力作用下，朝车辆制动片移动并按压该制动片使其进行制动。可以理解，气密室同样设置在轮胎系统，且以在气体填充的过程中活塞可朝制动片方向移动并推动制动片作用于例如制动盘的方式设置。
[0033]进一步，根据本发明的实施例，在步骤12之后，还包括在制动部件运动到预定位置时，即以锁止方式使所述制动部件保持在该位置，见步骤14。该预定位置指的是制动片运行到与其直接相关的制动系统使得车辆停止时制动片所在的位置。一般来说，爆炸件所产生的气体至少要使得制动片可到达该预定位置。在预定位置时，即以锁止方式锁止所述制动部件使其保持在该位置。在气密室和活塞相结合构成容纳件的示例中，在达到预定位置时，还可以选择锁止活塞自身使其不会后退从而使制动片保持在该位置。
[0034]在结合图1的示例中，锁止可以通过电控方式达成也可完全以机械方式达成，在前者的情况下，可由车辆气囊安全系统的电控单元来控制锁止。
[0035]图2是根据本发明的示例的车辆备用安全制动系统的结构示意图。如图所示，该备用安全制动系统包括气体发生器20，控制模块22和锁止部件24。气体发生器20与车辆制动部件关联设置，该制动部件与上文结合图1所描述的制动部件相同，例如为制动片。气体发生器20包括爆炸件200和容纳件201。控制模块22在满足备用安全制动条件时，控制爆炸件200点燃。关于备用安全制动条件，上文已结合图1进行了描述，不再赘述。爆炸件200在被点燃的瞬间产生填充在容纳件201中的一定量的气体。容纳件201在填充过程中推动车辆制动部件运动以便其作用于相关部件进行制动。在制动部件运动到预定位置时，即由锁止部件24进行锁止操作以使制动部件保持在该位置。该预定位置指的是制动片运行到与其直接相关的制动系统使得车辆停止时制动片所在的位置。一般来说，爆炸件所产生的气体至少要使得制动片可到达该预定位置。在该预定位置时，锁止部件24可以锁止该制动片使其保持制动状态。作为示例，控制模块22可以实现在车辆现有安全气囊系统中的控制单元中，用于点燃爆炸件的点燃线路可以是现有的安全气囊系统中的点火线路。
[0036]根据本发明的一个示例，爆炸件200可采用市售的车辆安全气囊系统采用的充气齐U，容纳件201可采用市售的车辆安全气囊系统采用的气囊。作为爆炸件200的充气剂可放置在作为容纳件201的气囊内，充气剂未被点燃之前，气囊处于未开启状态，被点燃之后，气囊处于开启及充气状态。备用安全制动中采用的容纳件201和爆炸件200以容纳件201在被气体填充的过程中可作用于制动片的方式设置在轮胎系统。例如，容纳件201靠近制动片设置，爆炸件200位于容纳件201内，以便容纳件在被气体填充过程中可挤压该制动片，使其进入制动状态，即，使其运动以作用于例如制动盘从而进行制动。
[0037]根据本发明的另一个示例，容纳件201可包括一个不会外泄气体的气密室及设置在该气密室内的活塞，活塞可朝着车辆制动部件，例如制动片的方向移动。爆炸件200可放置在容纳件201内。爆炸件200被点燃的瞬间产生的气体填充在气密室内，活塞在气体压力作用下，朝车辆制动片移动并按压该制动片使其进行制动。可以理解，气密室同样设置在轮胎系统，且以在气体填充的过程中活塞可朝制动片方向移动并推动制动片作用于例如制动盘的方式设置。在该示例中，作为锁止制动部件的替代，在预定位置时，可由锁止部件24锁止活塞使其不会后退从而使制动片保持在该位置。
[0038]图3示意了气密室与活塞的一种示例性构造。在该例中，活塞32抵靠气密室30内壁。爆炸件200产生的气体从入口 301进入气密室30，作用于活塞32并推动其沿朝着制动片的方向323移动以作用于制动片。在图3中，仅示意了气密室30的部分，且活塞示出为T型，但本领域技术可以理解到，这都是示意性示例，并不就此限制气密室30和活塞的形状与构造。
[0039]在图2的示例中，锁止可以通过电控方式达成也可完全以机械方式达成，在前者的情况下，可由控制单元22来控制该锁止部件。
[0040]在同一个轮轴上的制动片可用于制动两个轮胎的情况下，按照本方明，针对每个轮轴设置一个气体发生器即可。但在每个轮胎设置有一个制动片的情况下，可在每个轮胎上设置一个气体发生器。上文提到的“轮胎系统”在本文中指的是由四个轮胎和连接轮胎的轴及其它相关部件构成的系统。
[0041]图4是根据本发明所述的车辆备用安全制动系统与车辆的一个轮胎4结合的示意性图示，其中，各部件及其标号仅示意性地表明存在所示出的部件及各部件之间的大体关系，并不表明各部件的具体结构也不用以限制各部件之间的具体位置设置。在该例中，该车辆备用安全制动系统的控制模块22是汽车安全气囊系统的控制单元。气体发生器20包括爆炸件200和容纳件201，该图中，爆炸件200和容纳件201仅以示意的方式给出，如上文提到的那样，爆炸件200和容纳件201以爆炸件200产生的气体填充到容纳件201内的方式连接。爆炸件200可以是市售的车辆安全气囊系统采用的充气剂，容纳件可采用市售的车辆安全气囊系统采用的气囊；在该示例中，爆炸件200可设置在容纳件201内。作为替代，容纳件可包括一个不会外泄气体的气密室及设置在该气密室内的活塞，活塞可朝着车辆制动部件，例如制动片的方向移动；在该示例中，可将标号201指示的部件理解为活塞而气密室未示出。
[0042]以爆炸件200为市售的车辆安全气囊系统采用的充气剂而容纳件201为市售的车辆安全气囊系统采用的气囊作为示例，作为容纳件201的气囊与制动片43关联设置使得气囊在被充气的过程中作用于制动片43使其制动。控制单元22在备用安全制动条件满足时，即通过点火线路45 (部分示出)点燃作为爆炸件200的充气剂，瞬间产生的气体填充气囊使其作用于制动片43，从而进行制动。在制动片43运动到预定位置时，锁止部件24将制动片43锁止使其保持在该位置。
[0043]以容纳件可包括一个不会外泄气体的气密室及设置在该气密室(未示出)内的活塞201的构造为例，活塞201与制动片43关联设置使得气密室中的气体作用于活塞201时，该活塞201朝着制动片43移动从而使其制动。控制单兀22在备用安全制动条件?两足时，即通过点火线路45 (部分示出)点燃爆炸件200 (该例中，爆炸件200可采用市售的车辆安全气囊系统采用的充气剂)，瞬间产生的气体填充在气密室内使得活塞作用于制动片43进行制动。在制动片43运动到预定位置时，锁止部件24将制动片43锁止或可替代地，锁止部件24将活塞锁止，使得制动片43保持在该位置。
[0044]可以理解，上述示例中，锁止部件24可通过电子部件或软件或该两者的结合实现，这种情况下，可由控制单元22来控制该锁止部件24。作为替代，锁止部件24也可以机械方式实现。在某些情况下，锁止部件24例如可以机械结构(如螺丝钉)释放。
[0045]在图4的示例中，气体发生器20与锁止部件24均设置在壳体40内，而该壳体40通过固定件固定在轮胎悬架上。
[0046]图5是根据本发明的车辆备用安全制动方法应用在图2所示的车辆备用安全制动系统中的一个具体示例的流程图。在该示例中，爆炸件200采用市售的车辆安全气囊系统采用的充气剂，容纳件201采用市售的车辆安全气囊系统采用的气囊，且充气剂设置在气囊内，控制模块22实现在车辆安全气囊系统的控制单元中。如图所示，在步骤50，由车辆的E⑶监控车辆电力情况。在步骤51，基于E⑶的监测结果，控制模块22确定车辆的总电力是否低于或等于阈值，如果是，则进至步骤52，否则继续步骤50。在步骤52，控制模块22通过点火线路点燃作为爆炸件200的充气剂，在本例中，该点火线路点燃的同时也使得车辆的安全带系的更加紧固以保护系安全带的人。在步骤53，爆炸件200产生的气体进入到作为容纳件201的气囊中，气囊在充气过程中作用于制动片使其运动，进而作用于例如制动盘，使车辆减速直到停止，其中在制动片运行到预定位置时，锁止部件24锁止该制动片，以使车辆处于静止状态。在步骤54，可依据实际情况通过机械或电子的方式去除锁止部件24对制动片的锁止状态。
[0047]在本发明的示例中，爆炸件可采用市售的车辆安全气囊系统采用的充气剂，可采用车辆安全气囊系统控制单元来实现对所述安全制动方法的控制或实现车辆备用安全制动系统中的控制模块，可采用车辆安全气囊系统的点火线路来点燃爆炸件，而且，在某些示例中，容纳件可采用市售的车辆安全气囊系统采用的气囊。因此，根据本发明的备用安全制动方案，无需采用新技术，节约了开发和应用成本。
[0048]此外，如在上文提到的，本发明所述的车辆备用安全制动方法和/或本发明所述的车辆备用安全制动系统还可工作在车辆发生碰撞时，更进一步，该方法和/或该系统还可以与车辆的碰撞预检测系统结合使用。在这种情况下，爆炸件瞬间产生的气体将产生足够的力作用于制动系统，使车辆较早减速，降低碰撞带来的冲击，尤其减少了对乘客的伤害，这是液压系统所不能达到的。
[0049]尽管已结合附图在上文的描述中，公开了本发明的具体实施例，但是本领域技术人员可以理解到，可在不脱离本发明精神的情况下，对公开的具体实施例进行变形或修改。本发明的实施例仅用于示意并不用于限制本发明。
【权利要求】
1.一种车辆备用安全制动方法，其特征在于，所述车辆设置有与车辆制动部件关联的气体发生器，所述气体发生器包括爆炸件及容纳件，所述爆炸件及容纳件设置成所述爆炸件在被点燃的瞬间产生一定量气体，所述气体填充在所述容纳件内，所述备用安全制动方法包括: 满足备用安全制动条件时，点燃爆炸件以在瞬间产生一定量的气体；以及 所述容纳件在由所述爆炸件被点燃的瞬间产生的一定量气体填充的过程中，推动所述车辆制动部件使其运动从而进行制动。
2.如权利要求1所述的车辆备用安全制动方法，其特征在于，所述方法还包括: 在所述制动部件运动到预定位置时，即以锁止方式使得所述制动部件保持在该位置。
3.如权利要求1所述的车辆备用安全制动方法，其特征在于，所述满足备用安全制动条件时，点燃所述爆炸件包括: 满足备用安全制动条件时，由所述车辆安全气囊系统的电控单元控制所述爆炸件的点燃。
4.如权利要求1或2或3所述的车辆备用安全制动方法，其特征在于，所述容纳件为气囊，在此情况下，所述容纳件在由所述爆炸件被点燃的瞬间产生的一定量气体填充的过程中，推动所述车辆制动部件使其运动从而进行制动包括: 所述气囊在被所述气体填充的过程中，挤压设置在其外侧的所述车辆制动部件使其运动从而进行制动。
5.如权利要求1或2或3所述的车辆助制动方法，其特征在于，所述容纳件为气密室，在其内设置有可朝着所述车辆制动部件方向移动的活塞，在此情况下，所述容纳件在由所述爆炸件被点燃的瞬间产生的一定量气体填充的过程中，推动所述车辆制动部件使其运动从而进行制动包括: 所述气密室在被气体填充的过程中，所述活塞在气体压力作用下，向着所述车辆制动部件移动并按压该车辆制动部件使其移动以进行制动。
6.一种车辆备用安全制动系统，其特征在于，所述车辆备用安全制动系统包括: 气体发生器，其与所述车辆的车辆制动部件关联设置，所述气体发生器包括爆炸件及容纳件，所述爆炸件及容纳件设置成所述爆炸件被点燃的瞬间产生一定量气体且所述气体填充在所述容纳件内，所述容纳件在被气体填充的过程中，推动所述车辆制动部件使其移动从而进行制动；以及 控制模块，其在满足备用安全制动条件时，控制所述爆炸件点燃。
7.如权利要求6所述的车辆备用安全制动系统，其特征在于，所述车辆备用安全制动系统还包括锁止部件，其设置成在所述制动部件移动到预定位置时，即进行锁止以使所述制动部件保持在该位置。
8.如权利要求6所述的车辆备用安全制动系统，其特征在于，所述控制模块为所述车辆安全气囊系统的电控单元。
9.如权利要求6或7或8所述的车辆备用安全制动系统，其特征在于，所述容纳件为气囊，在此情况下，所述容纳件在被气体填充的过程中，推动所述车辆制动部件使其运动从而进行制动为所述气囊在被气体填充的过程中，挤压设置在其外侧的所述车辆制动部件使其运动从而进行制动。
10.如权利要求6或7或8所述的车辆备用安全制动系统，其特征在于，所述容纳件为气密室，在其内设置有可朝着所述车辆制动部件方向移动的活塞，在此情况下，所述容纳件在被气体填充的过程中，推动所述车辆制动部件使其移动从而进行制动为所述气密室在被气体填充的过程中，所述活塞在气体压力作用下，向着所述车辆制动部件移动并按压该车辆制动部件使其运动从而进行制动。
【文档编号】B60T13/24GK104228803SQ201310248525
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年6月18日 优先权日:2013年6月18日
【发明者】豪泽 U., 霍夫曼 A. 申请人:博世汽车部件(苏州)有限公司