[发明专利]一种车辆自动制动装置及方法

权利要求书

1.一种车辆自动制动装置，包括制动盘、制动器、辅助制动器及制动控制系统，所述的制动盘与车辆轮轴连接并同轴分布，制动器与车身连接并包覆在制动盘外表面，其特征在于：所述的制动控制系统嵌于车辆中控台内，并与车辆的行车电脑电路、制动器、辅助制动器电气连接，所述辅助制动器包括承载架、背盘、制动环、辅助轮、能量回收电机、制动电磁铁、温度传感器及摆动机构，其中所述承载架为包括底板和支板，所述底板前端面与支板垂直连接并构成横断面呈“L”型的槽状结构，所述背盘为与制动盘同轴分布的闭合环状的圆盘结构，与制动盘后端面通过连接机构连接，且背盘与制动盘后端面间设宽度不小于3毫米的散热腔，所述制动环为与制动盘同轴分布的圆环结构，位于制动盘和背盘之间位置并分别与制动盘及背盘连接，且制动环外径比制动盘外径大0—10厘米，所述能量回收电机至少一个，与支板通过摆动机构连接且能量回收电机轴线与制动盘轴线平行分布，所述能量回收电机通过传动轴与辅助轮连接并同轴分布，所述辅助轮与制动环外侧面间间距为0—20毫米，所述制动电磁铁至少一个，与底板连接其轴线与背盘后端面垂直分布并相交，所述制动电磁铁及能量回收电机外表面均设一个温度传感器，且各温度传感器间相互并联，所述能量回收电机、制动电磁铁、温度传感器及摆动机构均与制动控制系统电气连接，所述能量回收电机通过制动控制系统与车辆蓄电池及供电电路电气连接，所述制动电磁铁通过制动控制系统与车辆的供电电路电气连接，所述能量回收电机、制动电磁铁及温度传感器另通过制动控制系统与车辆的行车电脑电路电气连接。

2.根据权利要求1所述的一种车辆自动制动装置，其特征在于：所述的制动控制系统包括基于FPGA芯片为基础的主控电路、数据总线电路、晶振时钟电路、MOS驱动电路、基于IGBT的电子开关电路、串口通讯电路，所述FPGA芯片为基础的主控电路通过数据总线电路分别与晶振时钟电路、MOS驱动电路、基于IGBT的电子开关电路、串口通讯电路电气连接，所述MOS驱动电路与基于IGBT的电子开关电路、串口通讯电路电气连接，并通过基于IGBT的电子开关电路、串口通讯电路分别与行车电脑电路、制动器、辅助制动器的能量回收电机、制动电磁铁、温度传感器及摆动机构电气连接。

3.根据权利要求1所述的一种车辆自动制动装置，其特征在于：所述的散热腔对应的背盘及制动环上均布若干散热口，所述散热口孔径均不大于10毫米，且相邻两个散热口间间距为其孔径的1.1—2.5倍。

4.根据权利要求1所述的一种车辆自动制动装置，其特征在于：所述的连接机构包括至少三条连接螺栓及风轮，所述连接螺栓环绕制动盘轴线均布，且连接螺栓与制动盘轴线间间距为制动盘半径的50%—90%，所述风轮与背盘及制动盘连接，并与制动盘同轴分布，且风轮位于各连接螺栓构成的虚拟圆周内侧，并与连接螺栓连接。

5.根据权利要求1所述的一种车辆自动制动装置，其特征在于：所述的制动电磁铁与背盘对应侧的表面面积为背盘后端面面积的5%—15%，且所述制动电磁铁为两个及两个以上时，相邻两个制动电磁铁间圆心角为60°—180°。

6.根据权利要求1所述的一种车辆自动制动装置，其特征在于：所述的摆动机构为电动摆动机构、电磁摆动机构、液压摆动机构及气压摆动机构中的任意一种。

7.一种车辆自动制动装置的使用方法，其特征在于，所述的车辆自动制动装置的使用方法包括如下步骤：

S1，系统装配，首先将制动盘、制动器根据传统车辆制动系统安装要求安装到车辆指定位置，然后将制动控制系统安装到车辆的中控台内，并根据车辆车轮数量为每个车轮安装一个辅助制动器，最后将各辅助制动器与制动控制系统及车辆的供电电路系统电气连接，将制动控制系统与车辆行车电脑系统建立数据连接，即可完成设备装配；

S2，车辆制动自动调节，当车辆行驶中驾驶人员踩下制动踏板后，一方面由车辆行车电脑电路系统驱动车辆的制动控制系统运行，通过制动器对与制动盘时间压力，进行常规制动；另一方面在常规制动时，辅助制动器首先驱动摆动机构运行，通过摆动机构整体调整能量回收电机及能量回收电机连接的辅助轮位置调整，并使辅助轮与制动环相抵，将制动环随车轮运行时的动力传递到辅助轮，并由辅助轮驱动能量回收电机运行，使能量回收电机利用车轮运行动力发电进行能量回收的同时，另达到消耗车轮运行动能并减速的目的；然后驱动制动电磁铁运行，通过制动电磁铁运行时产生的磁场对背盘产生制动力矩，辅助对车辆制动作业；

S3,制动力调控，在S2步骤运行制动作业中，首先通过行车电脑电路对驾驶人员踩踏制动踏板作用力检测，获得制动力调节基准参数，然后通过对能量回收电机发电量检测，实现对车轮转速监控，然后对制动力调节基准参数与车轮实际转速进行比对运算，并根据计算结果一方面通过车辆制动系统调节制动器对制动盘时间的制动作用力；另一方面调节制动电磁铁的磁场强度，通过磁场强度调整制动电磁铁对背盘产生的制动力矩，从而达到根据车辆运行状态精确制动和提高制动效率、缩短制动距离的目的。