本發(fā)明涉及汽車行駛的主動安全性領域，特別涉及汽車在行駛過程中剎車失靈時一種緊急制動裝置及方法。

背景技術：

汽車在行駛過程中如果遇到剎車失靈情況，會導致汽車失去控制，不能進行制動停車，危險性十分大。更嚴重的是，如果汽車行駛的速度很快或者遇到下坡路況，其危險性更是不言而喻，所以需要充分考慮汽車在行駛過程中剎車失靈的影響。

為了解決上述剎車問題的影響，針對國內(nèi)現(xiàn)有研究基礎，其中昆明理工大學的姜福川發(fā)明了“一種剎車失靈摩擦減速應急裝置”，利用摩擦板進行摩擦減速，此裝置結構簡單、靈活，特別適用于大客車、貨車在長下坡路段剎車失靈的情況。但是該裝置不適用于轎車，特別是針對轎車在高速行駛過程中的剎車失靈情況。

覃南山發(fā)明的“一種應急剎車裝置”，利用車輪壓住鏈條進行緊急制動，此裝置在車輪行駛速度不高時是十分實用的，但是當汽車在高速行駛的情況下，鏈條很容易崩斷，達不到制動的效果。

田青鋒發(fā)明的“汽車制動防失靈制動系統(tǒng)”，利用氣動閥制動系統(tǒng)，改善了制動失靈和制動不良等缺陷，能做到前輪失靈補救前輪、后輪失靈補救后輪、全車失靈補救全車。但是該系統(tǒng)屬于氣動制動系統(tǒng)，結構復雜，不利于推廣。

技術實現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：針對上述現(xiàn)有技術，提出一種汽車剎車失靈緊急制動裝置及其控制方法，結構簡單，可大大降低汽車在遇到剎車失靈情況下的風險。

技術方案：一種汽車剎車失靈緊急制動裝置，包括電子控制單元、能量回收制動模塊、摩擦制動模塊、制動力輸入齒輪；所述制動力輸入齒輪與汽車主減速器從動齒輪嚙合；所述能量回收制動模塊包括蓄電池、電控開關、發(fā)電機；所述制動力輸入齒輪通過傳動軸連接發(fā)電機的輸入軸，蓄電池通過電控開關與發(fā)電機連接，電控開關的控制端連接電子控制單元；所述摩擦制動模塊包括左摩擦片、右摩擦片、左電動推桿、右電動推桿；所述左電動推桿和右電動推桿的控制端分別與電子控制單元連接；所述左摩擦片與左電動推桿連接，右摩擦片與右電動推桿連接；所述左摩擦片和右摩擦片分別相對設置在所述傳動軸的兩側。

進一步，所述左摩擦片和右摩擦片均為半圓形結構。

一種基于上述裝置的汽車剎車失靈緊急制動控制方法，通過電子控制單元在汽車行駛過程中實時監(jiān)測汽車的剎車信號，根據(jù)剎車信號判斷當汽車剎車發(fā)生失靈故障時，同時進行能量回收制動和摩擦制動；

其中，實時能量回收制動的步驟為：電子控制單元控制電控開關閉合，發(fā)電機工作在發(fā)電機模式，將汽車主減速器從動齒輪的動能通過制動力輸入齒輪以及傳動軸驅(qū)動發(fā)電機轉動，發(fā)電機輸出的電能存儲在蓄電池中；

所述摩擦制動的步驟為：電子控制單元控制左電動推桿和右電動推桿同時工作，將左摩擦片和右摩擦片壓緊在傳動軸上，通過左摩擦片、右摩擦片對傳動軸的摩擦力制動。

進一步的，實時檢測汽車的速度信號，所述電子控制單元根據(jù)汽車剎車發(fā)生失靈故障時的汽車速度,通過控制左電動推桿和右電動推桿輸出推力的大小來調(diào)整左摩擦片和右摩擦片與所述傳動軸的摩擦力大小。

進一步的，當車輪出現(xiàn)抱死前，所述電子控制單元控制所述左電動推桿和右電動推桿收回摩擦片。

進一步的，所述剎車信號為采集輪缸制動壓力信號，當壓力信號為零時，判斷汽車剎車發(fā)生失靈故障。

有益效果：1.簡單易安裝：本發(fā)明結構簡單，工作可靠，可安裝在汽車底盤空間，不占據(jù)使用空間；

2.制動效果明顯：本發(fā)明的可針對不同車速施加不同預緊力，對汽車進行快速制動；

3.可實現(xiàn)能量回收：本發(fā)明可將汽車行駛過程中的能量轉化為電能來降低車速，實現(xiàn)能量回收；

4.不影響駕駛意圖：本發(fā)明裝置工作時不改變駕駛員的意圖，提高汽車的行駛穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的汽車剎車失靈緊急制動裝置的示意圖；

圖2是本發(fā)明的汽車剎車失靈緊急制動控制方法的流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明做更進一步的解釋。

如圖1所示，一種汽車剎車失靈緊急制動裝置固定在汽車底盤上，包括電子控制單元1、能量回收制動模塊2、摩擦制動模塊3、制動力輸入齒輪4。制動力輸入齒輪4與汽車主減速器從動齒輪嚙合，選取合適的齒輪嚙合角度即可，實際安裝中一般是選取上下或左右方向與主減速器主動齒輪成對稱嚙合位置，根據(jù)汽車底盤實際空間決定。能量回收制動模塊2包括蓄電池6、電控開關7、發(fā)電機8，制動力輸入齒輪4通過傳動軸連接發(fā)電機8的輸入軸，蓄電池6通過電控開關7與發(fā)電機8連接，電控開關7的控制端連接電子控制單元1。摩擦制動模塊3包括左摩擦片9、右摩擦片10、左電動推桿11、右電動推桿12，左電動推桿11和右電動推桿12的控制端分別與電子控制單元1連接；左摩擦片9與左電動推桿11連接，右摩擦片10與右電動推桿12連接，左摩擦片9和右摩擦片10分別相對設置在傳動軸的兩側，左摩擦片9和右摩擦片10均為半圓形結構。

在汽車整車正常行駛過程中，制動力輸入齒輪4與汽車主減速器從動齒輪保持嚙合，此時電控開關7處于斷開狀態(tài)，即此時的發(fā)電機8處于空載狀態(tài)，線圈電流為零，線圈基本不受力，車輛的動力幾乎不損失。

如圖2所示，通過電子控制單元1在汽車行駛過程中實時監(jiān)測汽車的剎車信號，根據(jù)剎車信號判斷當汽車剎車發(fā)生失靈故障時，同時進行能量回收制動和摩擦制動。其中，剎車信號為采集輪缸制動壓力信號a，當壓力信號a為零時，判斷汽車剎車發(fā)生失靈故障。

其中，實時能量回收制動的步驟為：電子控制單元1控制電控開關7閉合，此時發(fā)電機8帶負載，發(fā)電機8工作在發(fā)電機模式，將汽車主減速器從動齒輪的動能通過制動力輸入齒輪4以及傳動軸驅(qū)動發(fā)電機轉動，發(fā)電機8輸出的電能存儲在蓄電池6中，此過程將汽車的動能轉換為電能進行儲存，以此減小車輛的動能，降低車速。蓄電池6中的電能可以進一步提供車載用電器5使用，一方面合理利用回收的能量，另一方面也能夠防止蓄電池充滿后持續(xù)充電帶來的損傷。

摩擦制動的步驟為：電子控制單元1控制左電動推桿11和右電動推桿12同時工作，將左摩擦片9和右摩擦片10壓緊在傳動軸上，通過左摩擦片9、右摩擦片10對傳動軸的摩擦力制動，即將汽車的動能轉換為熱能，以此降低車速。在此過程中，還可以實時檢測汽車的速度信號b，電子控制單元1根據(jù)汽車剎車發(fā)生失靈故障時的汽車速度,通過控制左電動推桿11和右電動推桿12輸出推力的大小來調(diào)整左摩擦片9和右摩擦片10與所述傳動軸的摩擦力大?。凰俣刃盘朾愈大，推力愈大。根據(jù)汽車自身的防抱死系統(tǒng)，當車輪出現(xiàn)抱死前，電子控制單元1控制左電動推桿11和右電動推桿12收回摩擦片，防止出現(xiàn)抱死情況。若此時速度信號b大于零時，電子控制單元1重復上述過程繼續(xù)控制電動推桿摩擦片進行摩擦制動直至汽車停止。

當汽車停止行駛時，電子控制單元1控制電控開關7斷開，能量回收模塊停止工作，并控制左電動推桿11和右電動推桿12收回摩擦片，摩擦制動模塊停止工作。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。