一种车辆下坡制动系统及制动方法与流程

本发明涉及车辆制动技术领域，特别涉及一种车辆下坡制动系统及制动方法。

背景技术：

当前，全地形车的制动系统主要是采用手刹操作系统控制两前轮制动，脚刹系统控制两后轮的制动，其构成是通过固定于右方向手把上的制动杆控制制动泵产生流体压力，再通过前轮分流器控制前轮的制动器，完成前轮制动；脚刹系统的液压泵连接脚刹分流泵产生流体压力控制后轮制动，由于采用手刹制动或脚刹制动不仅导致驾驶者的体验感不佳，而且零部件的磨损程度较高。

因此，如何减少不必要的零部件磨损，同时提升驾驶者的体验乐趣是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种车辆下坡制动系统，不仅能够有效减少不必要的零部件磨损，同时还能够提升驾驶者的体验乐趣。

本发明的另一目的还在于提供一种车辆下坡制动方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种车辆下坡制动系统，其特征在于，包括：

用于检测车辆的车身向下的倾斜角度的角度传感器；

用于接收所述倾斜角度的控制器，当所述倾斜角度在预设角度范围时，所述控制器获取发动机的转速；当所述转速小于cvt系统的结合转速时，生成调节所述转速的转速调节指令；

用于接收所述转速调节指令的ecu，并根据所述转速调节指令调节所述转速，直至所述转速等于或大于cvt系统的结合转速。

优选的，还包括用于测量坡顶到坡底长度的测距仪，当所述倾斜角度在预设角度范围，且所述长度在预设长度范围时，所述控制器获取发动机的转速。

优选的，所述预设长度为3-5m。

优选的，所述预设角度范围为2-13度。

优选的，还包括采集所述发动机的转速的转速采集器，所述转速采集器与所述控制器电连接。

优选的，所述ecu与所述控制器集成为一体。

优选的，所述cvt包括：与所述发动机的曲轴相连的主动轮；通过皮带与所述主动轮传递扭矩的从动轮。

优选的，所述主动轮包括主动定盘和主动动盘，且所述主动定盘和所述主动动盘的锥面形成第一v型槽；

所述从动轮包括从动定盘和从动动盘，所述从动定盘和所述从动动盘的锥面形成的第二v型槽；

所述皮带为v型皮带，所述皮带连接所述第一v型槽和所述第二v型槽。

优选的，所述主动动盘内设置有用于推动所述主动动盘沿所述曲轴轴向移动的滚珠和弹簧，所述从动动盘内设置有用于推动所述从动动盘轴向移动的滑块和推力弹簧。

一种车辆下坡制动方法，包括：

检测车辆的车身向下的倾斜角度；

当所述倾斜角度在预设角度范围时，获取发动机的转速；

当所述转速小于cvt系统的结合转速时，

优选的，还包括：测量坡顶到坡底长度，当所述倾斜角度在预设角度范围，且所述长度在预设长度范围时，所述控制器获取发动机的转速。

优选的，所述获取发动机的转速包括：采集所述发动机的转速信号，接收所述转速信号并转换为发动机的转速。

优选的，所述获取发动机的转速包括：调用所述ecu存储的所述发动机的转速。

优选的，所述调节所述发动机的转速具体为：所述ecu控制所述发动机的节气调节阀的方式调节发动机的转速。

本发明实施例公开了一种车辆下坡制动系统，包括角度传感器、控制器和ecu，其中，角度传感器用于检测车辆的车身向下的倾斜角度；控制器用于接收倾斜角度，当倾斜角度在预设角度范围时，控制器控制获取发动机的转速；当转速小于cvt系统的结合转速时，生成调节转速的转速调节指令；ecu用于接收转速调节指令，并根据转速调节指令调节转速，直至转速等于或大于cvt系统的结合转速。车辆在行驶的过程中，角度传感器时时检测车辆的车身向下的倾斜角度，并将检测信息传输给控制器，控制器接收检测信息，并将车身向下的倾斜角度与存储的预设角度范围进行比较，判断车身向下的倾斜角度是否在预设角度范围内，如果车身向下的倾斜角度在预设角度范围内，控制器获取发动机的转速，并将发动机的转速与存储的cvt系统的结合转速进行比较，判断发动机转速是否等于或大于cvt系统的结合转速，当发动机的转速小于cvt系统的结合转速时，生成调节转速的转速调节指令，将信息传输给ecu，ecu接收到转速调节指令后，根据转速调节指令调节发动机的转速，直至发动机转速等于或大于cvt系统的结合转速，当发动机的转速等于或大于cvt系统的结合转速时，在车辆下坡时通过调节发动机的转速进行发动机制动，车辆就会起到下坡制动的作用。和现有技术相比，该系统通过调节发动机的转速进行发动机制动，无需采用手刹或脚刹制动，不仅能够有效减少不必要的零部件磨损，同时还能够提升驾驶者的体验乐趣。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中所公开的一种车辆下坡制动系统的结构框图；

图2为本发明实施例中所公开的另一种车辆下坡制动系统的结构框图；

图3为本发明实施例中所公开的又一种车辆下坡制动系统的结构框图；

图4为本发明实施例中所公开的cvt系统的整体结构示意图；

图5为本发明实施例所公开的主动轮的放大结构示意图；

图6为本发明实施例所公开的从动轮的放大结构示意图；

图7为本发明一种实施例所公开的车辆下坡制动方法的流程示意图；

图8为本发明另一种实施例所公开的车辆下坡制动方法的流程示意图。

其中，各部件名称如下：

100为角度传感器、200为控制器、300为ecu、400为发动机、500为cvt系统、600为节气调节阀、700为测距仪、800为转速采集器；

401为曲轴、501为主动轮、502为皮带、503为从动轮；

5011为主动定盘、5012为主动动盘、5013为滚珠、5014为弹簧、5031从动定盘，5032为从动动盘。

具体实施方式

中英文解释：

cvt的中文名称为无级变速器，(英文：continuouslyvariabletransmission)，是一种汽车变速器；

ecu的中文名称为发动机控制器(英文：enginecontrolunit，)是一种控制内燃机各个部分运作的电子装置；

cvt系统的结合转速为皮带带动从动轮转动的转速。

有鉴于此，本发明的核心在于提供一种车辆下坡制动系统，不仅能够有效减少不必要的零部件磨损，同时还能够提升驾驶者的体验乐趣。

本发明的另一目的还在于提供一种车辆下坡制动方法。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面接合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1，本发明实施例公开了一种车辆下坡制动系统，包括角度传感器100、控制器200和ecu300，其中，角度传感器100用于检测车辆的车身向下的倾斜角度；控制器200用于接收倾斜角度，当倾斜角度在预设角度范围时，控制器200控制获取发动机400的转速；当转速小于cvt系统500的结合转速时，生成调节转速的转速调节指令；ecu300用于接收转速调节指令，并根据转速调节指令调节转速，直至转速等于或大于cvt系统500的结合转速。

车辆在行驶的过程中，角度传感器100时时检测车辆的车身向下的倾斜角度，并将检测信息传输给控制器200，控制器200接收检测信息，并将车身向下的倾斜角度与存储的预设角度范围进行比较，判断车身向下的倾斜角度是否在预设角度范围内，如果车身向下的倾斜角度在预设角度范围内，控制器200获取发动机400的转速，并将发动机400的转速与存储的cvt系统500的结合转速进行比较，判断发动机400转速是否等于或大于cvt系统500的结合转速，当发动机400的转速小于cvt系统500的结合转速时，生成调节转速的转速调节指令，将信息传输给ecu300，ecu300接收到转速调节指令后，根据转速调节指令调节发动机400的转速，直至发动机400转速等于或大于cvt系统500的结合转速，当发动机400的转速等于或大于cvt系统500的结合转速时，在车辆下坡时通过调节发动机400的转速进行发动机400制动，车辆就会起到下坡制动的作用。和现有技术相比，该系统通过调节发动机400的转速进行发动机400制动，无需采用手刹或脚刹制动，不仅能够有效减少不必要的零部件磨损，同时还能够提升驾驶者的体验乐趣。

需要说明的是，上述角度传感器100的作用是检测车身的倾斜角度。角度传感器100，是一种用于检测角度的传感器，在角度传感器100上有一个孔，用于配合乐高的轴，每当轴转过1/16圈时，角度计数器就进行一次计数，因此可通过最终计数来得到所转角度值。优选的，上述角度传感器100采用倾角传感器，倾角传感器又名为水平传感器、水平仪、倾角仪，用于检测系统的水平度，倾角传感器根据工作原理的不同可分为“液体摆”式、“固体摆”式和“气体摆”式三种。

控制器200的作用是获取倾斜角度，当倾斜角度在预设范围时，获取发动机400的转速，此处，需要提醒的是，本发明实施例所公开的车辆下坡制动系统中，对车身向下的倾斜角度不进行具体的限制，只要能够满足本发明使用要求的结构均在本发明的保护范围内。另外，倾斜角度可根据不同的品牌的车型进行调整，可选的为2-13度。在获取发动机400转速时，可通过设置转速采集器800进行获得，还可以直接调用ecu300存储的发动机400的转速，本发明优选采用调用ecu300存储的发动机400的转速，如此，可以最小限度的增加硬件设置，就能够实现下坡制动。

ecu300用于接收转速调节指令，并根据转速调节指令调节转速，直至转速等于或大于cvt系统500的结合转速。能够实现调节发动机400的转速的途径有多种，例如采用调节排气阀门、进气阀门、节气调节阀、油门等，本发明优选的采用调节节气调节阀的方式进行调节。

以上是从倾斜角的方向判断车辆是否处于下坡状态，请参考图2，为了进一步优化上述技术方案，进一步的减少由于制动产生的惯性冲击，本发明实施例所公开的车辆下坡制动系统中还包括用于测量坡顶到坡底长度的测距仪700，其中测距仪700与控制器200信号相连，当角度传感器100检测到车身的向下倾斜的角度在预设角度范围内，且测距仪700检测到坡顶到坡底的长度在预设长度范围时，控制器200获取发动机400的转速，并将发动机400的转速与存储的cvt系统500的结合转速进行比较，判断发动机400转速是否等于cvt系统500的结合的转速，当发动机400的转速小于cvt系统500的结合转速时，生成调节转速的转速调节指令，将信息传输给ecu300，ecu300接收到转速调节指令后，根据转速调节指令调节发动机400的转速，直至发动机400转速等于或大于cvt系统500的结合转速，在车辆下坡时通过调节发动机400的转速进行发动机400制动，无需采用手刹或脚刹制动，车辆就会起到下坡制动的作用，

本发明实施例所公开的车辆下坡制动系统中，对于坡顶到坡底的长度不进行具体的限制，只要能够满足本发明使用要求的结构均在本发明的保护范围内，上述预设长度可根据不同品牌的车型进行调整，可选的为3-5m。由于本实施例是结合倾斜角以及坡长两方面来判断是否需要采用发动机400制动的依据，能够更加合理的进行制动，减少由于不合理的制动而对驾驶人员以及乘车人员而带来的惯性冲击。

因此，本发明实施例所公开的车辆下坡制动系统中，可以单独设置角度传感器100；也可以同时设置角度传感器100和测距仪700，只要能够满足本发明使用要求的结构均在本发明的保护范围之内。

请参考图3，为了进一步优化上述实施例中的技术方案，本发明实施例所公开的车辆下坡制动系统中，还可以在车辆上设置转速采集器800，通过转速采集器800来获取发动机400的转速，其中转速采集器800与控制器200电连接，转速采集器800采集发动机400的转速后，将其转化成信号传输给控制器200。

当然，可以将ecu300与控制器200单独进行设置，也可以将其集成为一体进行设置，为了减少车辆利用空间，易于车辆整体布置，本发明实施例优选将ecu300与控制器200集成为一体进行设置。

进一步的，本发明中的控制器200与ecu300为同一控制器200，通过将上述程序代码存储于ecu300中，以执行对应的动作，在不增加车辆的硬件设备的基础上，就能够完成对于车辆下坡制动系统的改造，从而优化下坡制动系统，提高驾驶人员以及乘车人员的乘坐感受。

请参考图4至图6，本发明的下坡制动系统所公开的cvt系统500包括与发动机400的曲轴401相连的主动轮501；通过皮带502与主动轮501传递扭矩的从动轮503；其中，主动轮501包括主动定盘5011和主动动盘5012，且主动定盘5011和主动动盘5012的锥面形成第一v型槽；从动轮503包括从动定盘5031和从动动盘5032，从动定盘5031和从动动盘5032的锥面形成第二v型槽；皮带502为v型皮带502，皮带502连接第一v型槽和第二v型槽。

当车辆处于下坡状态时，当发动机400的转速低于cvt系统500的结合转速的时候，一方面主动轮501不再挤压皮带502，皮带502与主动轮501和从动轮503之间不存在预紧力，从动轮503没有跟随主动轮501转动的趋势；另一方面由于车速较快，而与车辆轮毂进行连接的从动轮503没有跟随主动轮501转动趋势的转速也会变快，此时发动机400不能起到制动效果。当发动机400的转速等于或大于cvt系统500的结合转速时，一方面主动轮501，从动轮503和皮带502之间存在预紧力，因此，从动轮503存在跟随主动轮501旋转的趋势，另一方面从动轮503跟随车辆下坡而产生转速变快，在两种趋势的共同作用下，从动轮503受到皮带502的摩擦力阻止，下坡速度会逐渐变慢，而因此与从动轮503相连接的车轮受到阻力作用速度会变慢，从而起到下坡制动的作用。

需要说明的是，主动动盘5012内设置有用于推动主动动盘5012沿曲轴401轴向移动的滚珠5013和弹簧5014，从动动盘5032内设置有用于推动从动动盘5032轴向移动的滑块和推力弹簧，cvt工作时是通过主动轮501的主动动盘5012，和从动轮503的从动动盘5032作轴向移动来改变主动轮501，从动轮503的锥面与皮带502啮合的工作半径，从而改变传动比。当发动机400怠速时，主动轮501的主动定盘5011和主动动盘5012之间的间隙大于皮带502的宽度，主动定盘5011和主动动盘5012不会对皮带502产生挤压摩擦力，此时皮带502不工作，车辆处于驻停状态，当发动机400转速提升时，主动轮501转速随之提升，此时在滚珠5013和弹簧5014的作用下，使得主动动盘5012向主动定盘5011方向移动，从而对皮带502产生挤压摩擦力，使得皮带502跟随主动轮501转动，带动从动轮503转动，在皮带502工作过程中，随着转速的增加，主动定盘5011和主动动盘5012对皮带502产生挤压，使得主动轮501处的皮带502向盘外圈移动，从动轮503处的皮带502向盘内圈移动，此时皮带502对从动轮503的从动动盘5032进行挤压，在滑块和推力弹簧的作用下，从动动盘5032向远离从动定盘5031的方向移动。

请参考图7，本发明实施例还公开了一种车辆下坡制动方法，包括：

步骤s11：检测车辆的车身向下的倾斜角度；上述倾斜角度可以通过角度传感器100进行测量。角度传感器100是一种用于检测角度的传感器，在角度传感器100上有一个孔，用于配合乐高的轴，每当轴转过1/16圈时，角度计数器就进行一次计数，因此可通过最终计数来得到所转角度值。优选的，上述角度传感器100采用倾角传感器，倾角传感器又名为水平传感器、水平仪、倾角仪，用于检测系统的水平度，倾角传感器根据工作原理的不同可分为“液体摆”式、“固体摆”式和“气体摆”式三种。

步骤s12：判断倾斜角度是否在预设角度范围，若是执行步骤s13，否则执行步骤s15；当倾斜角度在预设角度范围内时说明车辆处于下坡状态，当倾斜角度超出该预设角度范围说明车辆未处于下坡状态。需要提醒的是，对车身向下的倾斜角度不进行具体的限制，只要能够满足本发明使用要求的结构均在本发明的保护范围内。另外，倾斜角度可根据不同的品牌的车型进行调整，可选的为2-13度。

步骤s13：获取发动机400的转速；在获取发动机400转速时，可通过设置转速采集器800进行获得，采集所述发动机400的转速信号，接收转速信号并转换为发动机400的转速；还可以直接调用ecu300存储的发动机400的转速，本发明优选采用调用ecu300存储的发动机400的转速，如此，可以最小限度的增加硬件设置，就能够实现下坡制动。

步骤s14：判断转速是否小于cvt系统的结合转速，若是执行步骤s15；否则执行步骤s16；当发动机400的转速小于cvt系统500的结合转速时说明cvt系统500不传动；当发动机400的转速大于cvt系统500的结合转速时说明cvt系统500传动，此时，cvt系统500中理论输出转速与实际输出转速存在转速差。

步骤s15：发动机400转速不变；此种状态下说明车辆未处于下坡状态或者车辆的转速已经达到了结合转速，在转速差的作用下，发动机制动可以生效。

步骤s16：调节发动机的转速，直至转速大于或等于cvt系统的结合转速。能够实现调节发动机400的转速的途径有多种，例如采用调节排气阀门、进气阀门、节气调节阀、油门等，本发明优选的采用调节节气调节阀的方式进行调节。

请参考图8，本发明实施例公开了另外一种车辆下坡制动方法，包括：

步骤s21：检测车辆的车身向下的倾斜角度；上述倾斜角度100可以通过角度传感器100进行测量。角度传感器100是一种用于检测角度的传感器，在角度传感器100上有一个孔，用于配合乐高的轴，每当轴转过1/16圈时，角度计数器就进行一次计数，因此可通过最终计数来得到所转角度值。优选的，上述角度传感器100采用倾角传感器，倾角传感器又名为水平传感器、水平仪、倾角仪，用于检测系统的水平度，倾角传感器根据工作原理的不同可分为“液体摆”式、“固体摆”式和“气体摆”式三种。

步骤s22：判断倾斜角度是否在预设角度范围时，若是执行步骤s23，否则执行步骤s27；当倾斜角度在预设角度范围内时说明车辆处于下坡状态，当倾斜角度超出该预设角度范围说明车辆未处于下坡状态。需要提醒的是，对车身向下的倾斜角度不进行具体的限制，只要能够满足本发明使用要求的结构均在本发明的保护范围内。另外，倾斜角度可根据不同的品牌的车型进行调整，可选的为2-13度。

步骤s23：测量坡顶到坡底长度；测量坡顶到坡底长度可以为红外线测距仪、激光测距仪、ccd图像采集器，通过各种设备直接或间接测得坡顶到坡底的长度。只要能够实现这一目的的设备均可作为测距仪使用。

步骤s24：判断所述长度是否在预设长度范围，若是执行步骤s25，否则执行步骤s27；对于坡顶到坡底的长度不进行具体的限制，只要能够满足本发明使用要求的结构均在本发明的保护范围内，上述预设长度可根据不同品牌的车型进行调整，可选的为3-5m。由于本实施例是结合倾斜角以及坡长两方面来判断是否需要采用发动机制动的依据，能够更加合理的进行制动，减少由于不合理的制动而对驾驶人员以及乘车人员而带来的惯性冲击。

步骤s25：获取发动机400的转速；在获取发动机400转速时，可通过设置转速采集器800进行获得，采集所述发动机400的转速信号，接收所述转速信号并转换为发动机400的转速；还可以直接调用ecu300存储的发动机400的转速，本发明优选采用调用ecu300存储的发动机400的转速，如此，可以最小限度的增加硬件设置，就能够实现下坡制动。

步骤s26：判断转速是否小于cvt系统500的结合转速，若是执行步骤s27；否则执行步骤s28；当发动机的转速小于cvt系统的结合转速时说明cvt系统500不传动；当发动机400的转速大于cvt系统500的结合转速时说明cvt系统500传动，此时，cvt系统500中理论输出转速与实际输出转速存在转速差。

步骤s27：发动机400转速不变；此种状态下说明车辆未处于下坡状态或者车辆的转速已经达到了结合转速，在转速差的作用下，发动机制动可以生效。

步骤s28：调节发动机400的转速，直至转速大于或等于cvt系统的结合转速。能够实现调节发动机400的转速的途径有多种，例如采用调节排气阀门、进气阀门、节气调节阀600、油门等，本发明优选的采用调节节气调节阀的方式进行调节。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。