商用车制动脚阀及商用车制动系统的制作方法

1.本技术属于汽车制造技术领域，尤其涉及一种商用车制动脚阀及商用车制动系统。


背景技术：

2.随着经济的不断发展，商用车的应用需求越来越多。由于行业特殊性，商用货运车辆为追求经济利益最大化，车辆超载及司机疲劳驾驶的情况十分普遍，长途货运车是道路安全事故频发的群体，对道路交通危害极大。在技术层面上减少交通事故发生的有效手段之一就是提高商用车的制动性能。
3.传统的制动策略一般包括气压传动制动、机械传动制动以及电子制动，但气压传动制动和机械传动制动响应速度较慢，并且制动时的控制精度低，因此，现有技术中的商用车的制动性能较差。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型提供了一种商用车制动脚阀及商用车制动系统，旨在解决对现有技术中商用车的制动性能较差的问题。
5.本实用新型实施例的第一方面提供了一种商用车制动脚阀，包括：制动踏板、电源、机械制动电路、磁敏传感器和制动量输出电路；
6.制动踏板与机械制动电路连接；电源分别与机械制动电路、磁敏传感器和制动量输出电路连接；
7.制动踏板内设置有随踩踏移动的磁体；
8.磁敏传感器设置在磁体周围；磁敏传感器与制动量输出电路连接，制动量输出电路输出的制动量信号随磁敏传感器监测到的磁场强度变化而变化。
9.在一种可能的实现方式中，磁敏传感器包括一个双路霍尔传感器；制动量输出电路包括两个pwm信号输出电路；
10.双路霍尔传感器设置在磁体周围；双路霍尔传感器分别与两个pwm信号输出电路连接。
11.在一种可能的实现方式中，每个pwm信号输出电路包括场效应管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻以及电容；
12.第三电阻的第一端与双路霍尔传感器连接，第三电阻的第二端与场效应管的栅极连接；
13.第四电阻的第一端与场效应管的栅极连接，第四电阻的第二端接地；
14.第一电阻的第一端与电源连接，第一电阻的第二端为pwm信号输出电路的输出端；
15.第二电阻的第一端与场效应管的漏极连接，第二电阻的第二端与第一电阻的第二端连接；
16.电容的第一端与第一电阻的第二端连接，电容的第二端接地；
17.场效应管的源极接地。
18.在一种可能的实现方式中，机械制动电路包括一个单刀双掷的自复位机械开关和两个开关量输出电路；
19.自复位机械开关与制动踏板连接；自复位机械开关分别与两个开关量输出电路连接；
20.自复位机械开关在制动踏板被踩下时闭合；开关量输出电路用于监测自复位机械开关的状态，并输出相应的开关量信号。
21.在一种可能的实现方式中，开关量输出电路内置有保险丝。
22.在一种可能的实现方式中，电源电压为24或48v。
23.在一种可能的实现方式中，商用车制动脚阀还包括气路控制结构；制动踏板与气路控制结构连接。
24.本实用新型实施例的第二方面提供了一种商用车制动系统，包括车载终端和如上第一方面的商用车制动脚阀。
25.本实用新型实施例提供的商用车制动脚阀及商用车制动系统，包括：制动踏板、电源、机械制动电路、磁敏传感器和制动量输出电路；制动踏板与机械制动电路连接；电源分别与机械制动电路、磁敏传感器和制动量输出电路连接；制动踏板内设置有随踩踏移动的磁体；磁敏传感器设置在磁体周围；磁敏传感器与制动量输出电路连接，制动量输出电路输出的制动量信号随磁敏传感器监测到的磁场强度变化而变化。通过设置机械制动电路保证制动可靠性的前提下，又设置了磁敏传感器和制动量输出电路，从而根据踩踏深度精准确定车辆制动力的大小，能够有效提高车辆制动时的响应速度和控制精度，从而提高车辆的制动性能。
附图说明
26.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1是本实用新型实施例提供的商用车制动脚阀的结构示意图；
28.图2是本实用新型实施例提供的商用车制动脚阀的电路示意图；
29.图3是本实用新型实施例提供的pwm信号输出电路示意图；
30.图4是本实用新型实施例提供的开关量输出电路示意图；
31.图5是本实用新型实施例提供的商用车制动系统的结构示意图。
具体实施方式
32.以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本实用新型实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本实用新型。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。
33.图1是本实用新型实施例提供的商用车制动脚阀的结构示意图。如图1所示，在一
些实施例中，商用车制动脚阀，包括：制动踏板11、电源12、机械制动电路13、磁敏传感器14和制动量输出电路15；制动踏板11与机械制动电路 13连接；电源12分别与机械制动电路13、磁敏传感器14和制动量输出电路 15连接；制动踏板11内设置有随踩踏移动的磁体；磁敏传感器14设置在磁体周围；磁敏传感器14与制动量输出电路15连接，制动量输出电路15输出的制动量信号随磁敏传感器14监测到的磁场强度变化而变化。
34.本实用新型实施例中，电源12的电压为24、48v等，具体根据车辆内部供电电路确定，在此不作限定。在制动踏板11被踩下时，机械制动电路13输出开关量信号，制动量输出电路15同时输出制动量信号。其中，开关量信号用于指示车辆制动，制动量信号用于指示车辆制动压力的大小。磁敏传感器14 可以是霍尔器件、磁敏电阻、磁敏晶体管等，在此不作限定。制动量信号可以是模拟量信号、pwm信号等，在此不作限定。
35.制动量信号和开关量信号可以通过线束传输到车辆的主控制器，主控制器根据刹车请求及轮速信号，转角传感器信号，车身姿态信号等分配制动力，控制车辆制动。
36.本实用新型实施例中，通过设置机械制动电路13保证制动可靠性的前提下，又设置了磁敏传感器14和制动量输出电路15，从而根据踩踏深度精准确定车辆制动力的大小，能够有效提高车辆制动时的响应速度和控制精度，从而提高车辆的制动性能。
37.在一些实施例中，磁敏传感器14包括双路霍尔传感器；制动量输出电路 15包括两个pwm信号输出电路；双路霍尔传感器设置在磁体周围；双路霍尔传感器分别与两个pwm信号输出电路连接。
38.本实用新型实施例中，当制动踏板11被踩下时，其内部的磁体也相应移动，双路霍尔传感器检测磁场强度的变化，并通过pwm信号输出电路输出为两路频率固定、占空比变化的pwm信号，从而实现对车辆制动力大小的控制。其中，pwm信号的占空比和踏板踩踏深度呈线性关系。
39.图2是本实用新型实施例提供的商用车制动脚阀的电路示意图。如图2所示，电源具备电压转换功能，用于将24v的外部供电电压转化为5v的电压进行供电。开关量输出信号可以使用高电平、低电平、悬空状态中的任意两种作为输出，在此不作限定。两个pwm信号输出电路的输出电压均为24v。
40.本实用新型实施例中，为保证pwm信号输出的精度，可以在商用车制动脚阀组装完成后，对踏板行程的初始位置，最大行程位置及中间三点位置进行五点标定，将标定值写入双路霍尔传感器，使pwm信号占空比和踏板踩踏深度一致。
41.本实用新型实施例中，通过冗余设置2路制动量输出电路，能够在其中1 路制动量输出电路发生故障时仍然保证控制精度，从而提高车辆制动的可靠性。
42.图3是本实用新型实施例提供的pwm信号输出电路示意图。如图3所示，在一些实施例中，每个pwm信号输出电路包括场效应管、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4以及电容c1；第三电阻r3的第一端与双路霍尔传感器连接，第三电阻r3的第二端与场效应管的栅极连接；第四电阻r4的第一端与场效应管的栅极连接，第四电阻r4的第二端接地；第一电阻 r1的第一端与电源12连接，第一电阻r1的第二端为pwm信号输出电路的输出端；第二电阻r2的第一端与场效应管的漏极连接，第二电阻r2的第二端与第一电阻的第二端连接；电容c1的第一端与第一电阻的第二端连接，电容c1 的第二端接地；场效应管的源极接地。
43.本实用新型实施例中，pwm信号可以通过内部调理电路转换为24v/0v pwm信号输出，且通过r2可以防止外部连接器对电源或接地端对电路造成损坏。
44.在一些实施例中，机械制动电路13包括一个单刀双掷的自复位机械开关和两个开关量输出电路；自复位机械开关与制动踏板11连接；自复位机械开关的触点分别与两个开关量输出电路连接；自复位机械开关在制动踏板11被踩下时闭合；开关量输出电路用于监测自复位机械开关的状态，并输出相应的开关量信号。
45.本实用新型实施例中，在制动踏板11被踩下时，与其连接的的机械拨片按动机械开关，机械开关输出状态变化，从而输出两路开关量信号。
46.本实用新型实施例中，通过冗余设置2路机械制动电路13，使其输出两路开关量信号，能够有效提高制动可靠性。
47.图4是本实用新型实施例提供的开关量输出电路示意图。如图4所示，在一些实施例中，开关量输出电路内置有保险丝。
48.本实用新型实施例中，开关量输出电路可以通过内置保险的方式防止外部连接器对电源或接地对内部ecu电路造成损坏。
49.在一些实施例中，商用车制动脚阀还包括气路控制结构；制动踏板11与气路控制结构连接。
50.本实用新型实施例中，商用车制动脚阀保留气路控制，如果电路失效，气压控制仍可以正常工作保证可进行制动，从而提高制动可靠性。
51.本实用新型的有益效果为：
52.1.采用电子信号传输制动请求，可减小制动响应时间，增加车辆制动距离，提高汽车制动安全性。
53.2电子制动脚阀模块内部集成有位移传感器用以测量踏板的位移，输出两路对应pwm占空比的电信号，可以精确检测踏板的踩踏深度。
54.3.采用两路开关量信号输出的方式，反映驾驶员的制动要求，将信号传输给主控单元，实现车辆制动唤醒的功能。
55.4.踏板位置的pwm信号和开关量信号均采用双回路冗余设计，防止单路失效，保证制动信号的可靠性；
56.5.制动脚阀保留气路控制，如果电路失效，气压控制仍可以正常工作保证可进行制动。
57.图5是本实用新型实施例提供的商用车制动系统的结构示意图。如图5所示，在一些实施例中，商用车制动系统，包括车载终端51和商用车制动脚阀52。
58.本实用新型实施例中，车载终端51即为车辆的主控制器，其可以是ecu、 mcu等，在此不作限定。
59.在一些实施例中，车载终端51用于检测两路pwm占空比的差值，若差值大于预设差值，则表明其中一路pwm信号输出电路损坏，车载终端可以指示车辆仪表盘中相应的指示灯亮起，提醒驾驶人员进行维修。
60.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
61.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实
施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。