本實用新型涉及汽車制動技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種坡道起步防后溜及行車應(yīng)急制動系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

汽車會經(jīng)常遇到停駛在坡道上的情況，上坡起步時，如果操作不當，極可能發(fā)生汽車后溜，尤其在重載的情況下，適逢手制動效能不佳時。為避免這種情況的發(fā)生，需要不斷地練習(xí)汽車坡道起步的駕駛技術(shù)。正常情況下起步時很好地將手制動、離合器及油門配合，方能起好步不溜車；當手制動效能下降或喪失后，只有通過腳制動與離合器及油門配合，這時困難較大，右腳既要踩制動還要踩油門，很難控制，尤其是駕駛經(jīng)驗不足的駕駛員很容易產(chǎn)生手忙腳亂的現(xiàn)象，這時很容易發(fā)生交通事故。另外，有的駕駛員在下長坡時因使用制動不當，控制不當，熄火滑行造成制動失效，致車輛失控釀成慘案。目前牽引車及運輸車設(shè)置的手制動與腳制動都作用在制動器上，汽車在制動器失效或氣壓不足時，再無其他后備應(yīng)急制動系統(tǒng)，不利于安全。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本實用新型設(shè)計了一種坡道起步防后溜及行車應(yīng)急制動系統(tǒng)，汽車在坡道上起步時通過限制傳動軸反轉(zhuǎn)從而防止車輛后溜，同時還提供了另一應(yīng)急制動系統(tǒng)供制動系統(tǒng)失效時使用，可有效避免車輛事故的發(fā)生。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案如下：

一種坡道起步防后溜及行車應(yīng)急制動系統(tǒng)，包括點火開關(guān)、蓄電池和控制器，還包括與控制器連接的坡道起步防后溜控制系統(tǒng)、行車應(yīng)急制動控制系統(tǒng)以及套在汽車傳動軸上并與其固定連接的倒齒齒輪軸，倒齒齒輪軸上沿軸向設(shè)有兩圈倒齒；

所述的坡道起步防后溜控制系統(tǒng)包括設(shè)在駕駛室儀表盤上的防后溜開關(guān)、設(shè)在變速器上的一檔開關(guān)、設(shè)在汽車大梁上的坡度傳感器和設(shè)在倒齒齒輪軸處的防后溜電磁閥，防后溜開關(guān)、一檔開關(guān)和坡度傳感器三者一端與控制器輸入端連接，另一端經(jīng)點火開關(guān)與蓄電池連接；所述的防后溜電磁閥位于其中一圈倒齒處，其包括一電磁閥殼體，電磁閥殼體內(nèi)設(shè)有兩個沿倒齒齒輪軸周向排布的銜鐵推桿及分別包圍兩個銜鐵推桿的兩個電磁閥線圈，電磁閥線圈與控制器電連接；兩銜鐵推桿下方各設(shè)有一鎖桿和觸點開關(guān)接柱，所述的鎖桿一端與電磁閥殼體鉸接，另一端為自由端且位于銜鐵推桿正下方，在銜鐵推桿下落時能頂在倒齒之間，其中部通過一彈簧與電磁閥殼體連接，觸點開關(guān)接柱的觸點位于鎖桿下方，觸點開關(guān)接柱通過導(dǎo)線與控制器連接，在銜鐵推桿壓下鎖桿時觸點與鎖桿接觸，接通電磁閥的反饋回路；兩鎖桿設(shè)置方向相同，沿傳動軸正轉(zhuǎn)方向看，其自由端均位于固定端的前方，用于在銜鐵推桿壓下鎖桿時鎖桿單方向頂住倒齒，允許傳動軸正轉(zhuǎn)，阻止傳動軸反轉(zhuǎn)；

所述的行車應(yīng)急制動控制系統(tǒng)包括位于制動踏板處的踏板位置傳感器、位于制動氣室推桿處的推桿極限位置開關(guān)、位于變速器上的倒檔開關(guān)及位于倒齒齒輪軸外的輪速傳感器和應(yīng)急制動電磁閥，踏板位置傳感器、推桿極限位置開關(guān)、倒檔開關(guān)、輪速傳感器四者一端與控制器連接，另一端經(jīng)點火開關(guān)與蓄電池連接；所述的應(yīng)急制動電磁閥位于另一圈倒齒處，其包括一電磁閥殼體，電磁閥殼體內(nèi)設(shè)有兩個沿倒齒齒輪軸周向排布的銜鐵推桿及分別包圍兩個銜鐵推桿的兩個電磁閥線圈，電磁閥線圈與控制器電連接；銜鐵推桿下方各設(shè)有一鎖桿和觸點開關(guān)接柱，所述的鎖桿一端與電磁閥殼體鉸接，另一端為自由端且位于銜鐵推桿正下方，在銜鐵推桿下落時能頂在倒齒之間，其中部通過一彈簧與電磁閥殼體連接，觸點開關(guān)接柱的觸點位于鎖桿下方，觸點開關(guān)接柱通過導(dǎo)線與控制器連接，在銜鐵推桿壓下鎖桿時觸點與鎖桿接觸，接通電磁閥的反饋回路；兩鎖桿的自由端相對設(shè)置，用于在銜鐵推桿壓下鎖桿時兩鎖桿從正向、反向均頂住倒齒，阻止傳動軸正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。

進一步，所述的控制器還設(shè)有一指示燈，通過指示燈的亮滅狀態(tài)或閃爍頻率來指示系統(tǒng)的各種狀態(tài)。

進一步，坡道防后溜電磁閥的殼體和應(yīng)急制動電磁閥的殼體均為圓筒形，環(huán)繞倒齒齒輪軸設(shè)置。

進一步，坡道防后溜電磁閥的殼體與應(yīng)急制動電磁閥的殼體一體成型，其末端與汽車底盤緊固件固定連接。

進一步，蓄電池經(jīng)點火開關(guān)與繼電器線圈連接，繼電器的兩常開觸點分別連接蓄電池正極和控制器電源端。

進一步，防后溜開關(guān)、一檔開關(guān)和坡度傳感器與點火開關(guān)之間設(shè)有第一熔斷器，踏板位置傳感器、推桿極限位置開關(guān)、倒檔開關(guān)、輪速傳感器與點火開關(guān)之間設(shè)有第二熔斷器。

本實用新型為解決坡道起步后溜和行車制動失效問題設(shè)計了兩套控制系統(tǒng)，兩個系統(tǒng)均通過同一控制器來實現(xiàn)。兩個系統(tǒng)平時不工作，只有在駕駛員需要時才啟動。其中，坡道起步防后溜控制系統(tǒng)的工作原理如下：

打開點火開關(guān)，若變速器不在倒檔，系統(tǒng)自檢，如果在倒檔位置系統(tǒng)不自檢，每打一次點火開關(guān)系統(tǒng)自檢一次。自檢正常后系統(tǒng)指示燈會亮5秒鐘，然后熄滅，如果不正常指示燈作較快頻率閃爍(1秒2次)。控制器要同時收到以下三個信號，控制器才確認開始工作：1、駕駛員打開防后溜開關(guān)后，控制器收到防后溜開關(guān)信號；2、變速器掛入一檔，控制器收到一檔開關(guān)信號；3、車輛停在坡道上，控制器收到坡度傳感器的信號?？刂破鲉庸ぷ骱?，為坡道防后溜電磁閥通電，電磁閥產(chǎn)生吸力，吸引銜鐵推桿，銜鐵推桿克服彈簧的力下移，推動鎖桿壓緊在與傳動軸固定連接的倒齒齒輪軸上，且將一對觸點閉合，使得控制器的反饋電路接通，確認坡道起步防后溜控制系統(tǒng)開始工作。兩鎖桿的自由端均卡在兩倒齒之間且向正轉(zhuǎn)方向傾斜，傳動軸正轉(zhuǎn)時倒齒頂動鎖桿，鎖桿頂動電磁閥的銜鐵推桿，從而使得銜鐵推桿往復(fù)振動但并不影響傳動軸的轉(zhuǎn)動；如果傳動軸欲發(fā)生倒轉(zhuǎn)，那么倒齒會將鎖桿頂死(垂直死點)在殼體上，此時傳動軸停止轉(zhuǎn)動，從而保證了傳動軸只可正轉(zhuǎn)而不可反轉(zhuǎn)。

如果控制器在防后溜電磁閥工作后，又收到第一個輪速脈沖信號(輪速信號由行車應(yīng)急制動控制系統(tǒng)中的輪速傳感器提供)后2秒內(nèi)，未收到觸點開關(guān)接柱的觸點閉合的信號，那么控制器會控制指示燈作較快頻率(1秒2次)的閃爍，從而提醒駕駛員該系統(tǒng)可能未參加工作。如收到觸點閉合信號，指示燈作較慢頻率(2秒1次)的閃爍，說明系統(tǒng)已工作，這時傳動軸只可向正向轉(zhuǎn)動，所以防后溜控制系統(tǒng)開始工作后，駕駛員只需像在平路上起步一樣操作即可。當順利起步后，控制器從輪速傳感器獲得連續(xù)30秒以上的信號或者駕駛員將防后溜開關(guān)斷開，控制器將防后溜電磁閥斷電，銜鐵推桿在彈簧的作用下回位，鎖桿在彈簧拉力作用下回位，觸點不再與鎖桿接觸，控制器停止指示燈的閃爍，恢復(fù)到初始待命狀態(tài)。

行車應(yīng)急制動控制系統(tǒng)與坡道起步防后溜控制系統(tǒng)共用一個控制器、輪速傳感器和指示燈，該系統(tǒng)平時不起作用，只有當確認制動器失效時此系統(tǒng)才參與工作。該系統(tǒng)自檢過程與坡道起步防后溜控制系統(tǒng)相同。控制器檢測各傳感器信號，只要滿足以下任一條件，控制器即啟動工作：1、制動踏板處于制動極限位置(由踏板位置傳感器獲得信號)，變速器不在倒檔位置，且輪速傳感器仍有脈沖信號(滑移率小于90％)；2、制動踏板不在極限位置，而制動氣室的推桿在極限位置(由推桿極限位置開關(guān)獲得信號)，變速器不在倒檔位置，且輪速傳感器仍有脈沖信號(滑移率小于90％)；3、制動踏板與制動氣室推桿都在極限位置，變速器不在倒檔位置，且輪速傳感器仍有一定程度的脈沖信號(滑移率小于90％)。控制器在確認以上條件有一個滿足時，控制器就認為此時制動系統(tǒng)要么無氣壓，要么制動器失效，即整個制動系統(tǒng)的功能已經(jīng)喪失。這時控制器將應(yīng)急制動電磁閥通電。應(yīng)急制動電磁閥的工作過程與坡道防后溜電磁閥相同，但應(yīng)急制動電磁閥的兩鎖桿是相對設(shè)置，能從兩個方向卡住倒齒，通過限制倒齒轉(zhuǎn)動，來防止傳動軸正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，從而起到應(yīng)急制動的作用。

行車應(yīng)急制動控制系統(tǒng)工作后，控制器不管是否收到觸點閉合信號，指示燈常亮不滅。此閉合觸點只在自檢時起作用。車輛停止后，要關(guān)閉點火開關(guān)，再次打開點火開關(guān)，進行自檢。如果自檢顯示有故障時，啟動發(fā)動機，掛倒檔行駛一小段距離后，再關(guān)閉、打開點火開關(guān)自檢，直到?jīng)]有故障。

本實用新型提供的坡道起步防后溜控制系統(tǒng)能在坡道起步時限制傳動軸反轉(zhuǎn)，從而起到防止車輛后溜的作用，方便了坡道起步操作；同時，所提供的行車應(yīng)急制動控制系統(tǒng)能在原制動失效時，自動鎖住傳動軸，防止其轉(zhuǎn)動，從而起到自動應(yīng)急制動的作用。兩個系統(tǒng)相配合，可提高車輛的安全性能，有效避免車輛事故的發(fā)生。

附圖說明

圖1是本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中A-A剖視圖；

圖3是圖1中B-B剖視圖；

圖中，1、蓄電池，2、點火開關(guān)，3、繼電器，4、第一熔斷器，5、控制器，6、一檔開關(guān)，7、防后溜開關(guān)，8、坡度傳感器，9、第二銜鐵推桿，10、第二電磁閥線圈，11、電磁閥殼體，12、倒齒齒輪軸，13、傳動軸，14、底盤緊固件，15、第一電磁閥線圈，16、第一銜鐵推桿，17、指示燈，18、倒檔開關(guān)，19、輪速傳感器，20、推桿極限位置開關(guān)，21、踏板位置傳感器，22、第二熔斷器，23、倒齒，24、彈簧，25、第一鎖桿，26、第一觸點開關(guān)接柱，27、第二鎖桿，28、第二觸點開關(guān)接柱。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型的實施進行詳細說明。

一種坡道起步防后溜及行車應(yīng)急制動系統(tǒng)，如圖1所示，包括點火開關(guān)2、蓄電池1和控制器5，控制器5可以是為該系統(tǒng)單獨配置，也可以利用汽車原有的控制器。蓄電池1經(jīng)點火開關(guān)2與一繼電器3線圈連接，繼電器3的兩常開觸點分別連接蓄電池正極和控制器電源端，當汽車點火后，即接通控制器的供電電路。該系統(tǒng)新設(shè)置了坡道起步防后溜控制系統(tǒng)和行車應(yīng)急制動控制系統(tǒng)，為完成兩系統(tǒng)的工作，需對汽車傳動軸做些改進，在汽車傳動軸13上安裝一倒齒齒輪軸12，倒齒齒輪軸12套在傳動軸13上且其末端與傳動軸上的法蘭盤固定連接，倒齒齒輪軸12上沿軸向設(shè)有兩圈倒齒23。

坡道起步防后溜控制系統(tǒng)包括設(shè)在駕駛室儀表盤上的防后溜開關(guān)7、設(shè)在變速器上的一檔開關(guān)6、設(shè)在汽車大梁上的坡度傳感器8和設(shè)在倒齒齒輪軸處的防后溜電磁閥，防后溜開關(guān)由駕駛員手動控制，在需要啟動防后溜系統(tǒng)時，閉合開關(guān)；一檔開關(guān)位于變速器一檔位置旁，當變速器掛一檔時，一檔開關(guān)閉合；坡度傳感器設(shè)在汽車大梁上，用來檢測汽車的前后傾斜角度，從而判斷汽車所處位置的坡度。防后溜開關(guān)7、一檔開關(guān)6和坡度傳感器8三者一端與控制器5輸入端連接，另一端經(jīng)第一熔斷器4、點火開關(guān)2與蓄電池1連接，當三個支路均接通(打開防后溜開關(guān)、掛一檔、汽車位于坡道上)時，控制器收到三個信號，即認為可以為防后溜電磁閥通電。所述的防后溜電磁閥位于前方的倒齒處，其包括一圓筒狀電磁閥殼體11，電磁閥殼體11內(nèi)設(shè)有兩個沿倒齒齒輪軸周向排布的第一銜鐵推桿16及分別包圍兩個第一銜鐵推桿的兩個第一電磁閥線圈15，第一銜鐵推桿16與前方的倒齒上下對齊，第一電磁閥線圈15與控制器5電連接。如圖2所示，兩個第一銜鐵推桿下方各設(shè)有一對第一鎖桿25和第一觸點開關(guān)接柱26，第一鎖桿25一端與電磁閥殼體11鉸接，另一端為自由端且位于第一銜鐵推桿正下方，在第一銜鐵推桿下落時能頂在倒齒之間，其中部通過一彈簧24與電磁閥殼體11連接，第一觸點開關(guān)接柱26的觸點位于第一鎖桿25下方，第一觸點開關(guān)接柱26通過導(dǎo)線與控制器5連接，在銜鐵推桿壓下鎖桿時觸點與鎖桿接觸，接通電磁閥的反饋回路。兩第一鎖桿25設(shè)置方向相同，圖中所示逆時針方向為傳動軸正轉(zhuǎn)方向，順時針方向為傳動軸倒轉(zhuǎn)方向，兩第一鎖桿的自由端均位于固定端的左側(cè)。這樣，在滿足啟動條件，控制器為防后溜電磁閥通電時，第一銜鐵推桿在電磁力作用下下移，將第一鎖桿自由端壓到兩相鄰倒齒之間的凹槽中，傳動軸帶動倒齒齒輪軸正轉(zhuǎn)時，倒齒頂動鎖桿，第一鎖桿頂動電磁閥的銜鐵推桿，從而使得銜鐵推桿往復(fù)振動但并不影響傳動軸的轉(zhuǎn)動；如果傳動軸欲發(fā)生倒轉(zhuǎn)，那么倒齒會將鎖桿頂死(垂直死點)在電磁閥殼體上，此時傳動軸停止轉(zhuǎn)動，從而保證了傳動軸只可正轉(zhuǎn)而不可反轉(zhuǎn)，達到防止車輛后溜的目的。

行車應(yīng)急制動控制系統(tǒng)包括位于制動踏板處的踏板位置傳感器21、位于制動氣室推桿處的推桿極限位置開關(guān)20、位于變速器上的倒檔開關(guān)18及位于倒齒齒輪軸外的輪速傳感器19和應(yīng)急制動電磁閥；踏板位置傳感器21位于制動踏板處，用于檢測踏板位置信號并在踏板到達極限位置時向控制器輸出信號；推桿極限位置開關(guān)20位于制動氣室推桿的極限位置，用于在推桿到達極限位置時閉合開關(guān)；倒檔開關(guān)18位于變速器倒檔位置，用于掛倒檔時斷開開關(guān)，不掛倒檔時閉合開關(guān)，以保證只有不掛倒檔時才能啟用該系統(tǒng)；輪速傳感器19用于在傳動軸每轉(zhuǎn)過一周時輸出一個脈沖信號給控制器。踏板位置傳感器、推桿極限位置開關(guān)、倒檔開關(guān)、輪速傳感器四者一端與控制器輸入端連接，另一端經(jīng)第二熔斷器22、點火開關(guān)2與蓄電池1連接。當滿足制動踏板處于制動極限位置、變速器不在倒檔位置且輪速傳感器仍有脈沖信號，或者制動氣室的推桿在極限位置、變速器不在倒檔位置且輪速傳感器仍有脈沖信號，或者制動踏板與制動氣室推桿都在極限位置、變速器不在倒檔位置且輪速傳感器仍有一定程度的脈沖信號中任一條件，控制器即為應(yīng)急制動電磁閥通電。

所述的應(yīng)急制動電磁閥位于后方的倒齒處，其包括一電磁閥殼體11，該電磁閥殼體與防后溜電磁閥的殼體為一體結(jié)構(gòu)，均為圓筒狀，殼體前端與汽車底盤緊固件14固定連接。該電磁閥殼體11內(nèi)設(shè)有兩個沿倒齒齒輪軸周向排布的第二銜鐵推桿9及分別包圍兩個第二銜鐵推桿的兩個第二電磁閥線圈10，第二銜鐵推桿與后方的倒齒上下對其，第二電磁閥線圈10與控制器5電連接。如圖3所示，第二銜鐵推桿9下方各設(shè)有一對第二鎖桿27和第二觸點開關(guān)接柱28，第二鎖桿27一端與電磁閥殼體11鉸接，另一端為自由端且位于第二銜鐵推桿正下方，在第二銜鐵推桿下落時能頂在兩倒齒之間。第二鎖桿中部通過一彈簧24與電磁閥殼體11連接，第二觸點開關(guān)接柱的觸點位于第二鎖桿下方，第二觸點開關(guān)接柱28通過導(dǎo)線與控制器5連接，在銜鐵推桿壓下鎖桿時觸點與鎖桿接觸，接通電磁閥的反饋回路。兩第二鎖桿27的自由端相對設(shè)置，圖中所示逆時針方向為傳動軸正轉(zhuǎn)方向，順時針方向為傳動軸倒轉(zhuǎn)方向，左側(cè)第一鎖桿的自由端位于固定端的右側(cè)，右側(cè)第一鎖桿的自由端位于固定端的左側(cè)，兩第二鎖桿分居同一個倒齒兩側(cè)。這樣，當滿足條件、控制器為應(yīng)急制動電磁閥通電時，第二銜鐵推桿在電磁力作用下下移，將第二鎖桿的自由端頂在兩相鄰倒齒之間，兩個第二鎖桿從兩側(cè)頂住倒齒，防止倒齒齒輪軸和傳動軸向任何方向轉(zhuǎn)動，從而起到應(yīng)急制動的作用。

為識別系統(tǒng)的工作狀態(tài)，控制器還連接有一指示燈17。系統(tǒng)自檢時，指示燈亮5秒鐘后熄滅表示自檢正常，指示燈1秒閃2次表示自檢不正常。防后溜電磁閥工作后，指示燈1秒閃2次表示觸點未閉合，指示燈2秒閃1次表示觸點閉合。

本系統(tǒng)中控制器對各輸入信號的分析及控制信號的輸出所涉及到的計算機軟件程序是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的技術(shù)，其不是本系統(tǒng)的改進之處，本系統(tǒng)的改進是系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)及各部分之間的連接配合關(guān)系，即為對系統(tǒng)的整體的構(gòu)造進行改進，以解決本系統(tǒng)所要解決的相應(yīng)技術(shù)問題。