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汽车爆胎安全稳定控制系统

阅读:881发布:2022-01-04

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1、一种汽车爆胎安全稳定控制系统,主要由胎压、车轮速传 感器,转向相关制动调节器,踏板分配调节器,制动兼容 装置,电控单元或和升力悬架构成的系统,设置于轮胎的胎压检 测传感器输出信号、经电控单元处理,输出爆胎信号,控制制动 调节器,根据爆胎轮分布(前、后、左、右)确定实施不平衡制 动车轮,由不平衡制动产生整车不平衡制动力、力矩、恢复整车 稳定的横摆力矩,实现爆胎安全稳定控制;其特征是:采用人车 路闭环稳定控制系统,胎压传感器(51)、车轮速传感器(66) 输出信号经电控单元(49)(67)处理,测定胎压,判定爆胎, 输出爆胎信号,控制转向相关制动调节器(58)、(70),并使系 统进入爆胎稳定控制状态,蓄能器(56)(69)向确定为稳定控 制不平衡制动的部分车轮(47)(65)输出一给定基本限制动 力;驾驶员操纵转向盘(48)(11)通过转向器(50)(12),控 制车轮转向,同时转向器(50)(12)另设一路动力传动,转 θ、增量Δθ、转向速率、位移参数传动和传递系,控制转向相 关制动调节器(58)(24)中的人工机—液、机—汽伺服制动系 统(45)(19)、或动力,真空随动制动装置,输出经由转向制动 相关系数调节的制动力;系统或设置转向盘转角传感器,输出转 向角θ、增量Δθ、转向速率等参数信号,经电控单元(67)(105) 处理,输出稳定控制信号g控制转向相关制动调节器(70)(115) 中的电液伺服系统,或由电动机构转变为机械位移,控制动力、 真空助力随动制动装置,向确定的部分轮车轮输出转向相关制动 力,由不平衡制动力和制动力矩产生恢复整车稳定的横摆力矩; 踏板制动装置,即带总、动力或真空助力随动制动装置输出的 制动力,经踏板制动力分配调节器(30)(75)重新配置后进入 各制动轮缸;因爆胎、车身倾斜、车轮定位参数改变、引起各轮 载荷重新分布,踏板制动装置对各轮输出的整车平衡制动力因爆 胎成为整车不平衡制动力,所以必须采用踏板制动力调节器对各制 动轮缸的制动力进行重新分配和调节,经调节的踏板制动力可产生 整车平衡的制动力和制动力矩;系统采用制动兼容装置,使之能实 现转向相关制动,踏板整车平衡制动单项或并行操作,不相互干涉, 制动兼容采用部分车轮单独实施转向相关制动,部分车轮单独实施 踏板制动的配置方式,单轮设置双制动管路和制动轮缸,机液运算 或电控兼容方式;转向相关制动和踏板制动相互协条,有效使用爆 胎后各轮的附着条件,两种制动力经兼容处理,直接或经防抱系统 (ABS)执行器、制动回路进入制动轮缸,使整车获得稳定控制不平 衡制动力矩和横摆力矩,以及整车减速的平衡制动力、制动力矩, 实现爆胎安全稳定控制。
2、根据权利要求1所述系统,其特征是:转向相关制动调节器 (24)(58),采用人工机—汽,机—液随动制动调节方式,转向盘 (11)(48)通过转向器(12)(50)另一路传动装置、离合反向限 位复合装置(18)(53)、输出动力和转向位移等相关系数控制设置 调压(19),带制动主缸的人力、真空、动力助力、增压伺服制动 系统(58),或带双、单腔空气制动阀的随动制动装置(24);爆胎 时,爆胎信号W控制离合,反向、限位复合装置闭合,系统进入转 向相关制动调节状态,制动调节器(24)(58)输出由车轮转动方向、 位移和速度参数控制的制动力。
3、根据权利要求1所述系统,其特征是:转向相关制动调节采 用电控模拟调节方式,转向盘(62)转角传感器(71)输出信号由 电控单元(67)处理,电控单元(67)输出模拟调节信号g控制主 要由伺服阀(79)、调压缸(74)、转向共用泵或/和蓄能器(68)构 成的电液伺服系统(70),调节信号由伺服系统中的线性电磁阀转变 为阀杆的位移,调节阀杆(72)和阀座(73)的相对位置,从而调 节调压缸(74)输出的制动力;调节信号g或通过电动机、电磁阀 转变为控制杆轮系的位移,控制带制动主缸的真空或动力助力、增 压随动制动装置输出由转向盘转角等相关参数控制的制动力。
4、根据权利要求1所述系统,其特征是:转向相关制动调节采 用电控数字式调节方式,转向盘转角传感器(92)输出信号,经电 控单元(81)处理,输出数字调节信号g,控制主要由调节电磁阀 (83)、泵、蓄能器(84)构成的数字制动伺服系统(80),调节信 号以脉宽调制方式连续控制制动回路中的调节电磁阀(83)、从而调 节泵(84)或蓄能器进入调压缸(85)中的压力,电磁阀(83)的 另一个输出端与蓄液缸(86)连通,作为泄压,调压缸(85)输出 转向相关制动力。
5、根据权利要求1所述系统,其特征是:踏板制动力分配调节 采用机械式:主要由换向、调节阀(30)(75)构成,踏板制动装置 或带主缸的真空,动力随动制动装置输出的制动力,经由爆胎信号 控制的换向阀(31)(76)进入调节阀(32)(77),由调节阀重新分 配制动力后进入车轮(47)(65)轮缸;制动力分配系数或比例,由 爆胎后各轮载荷分布、附着条件、爆胎和非爆胎轮半径比,爆胎后 定位参数的变动值,及转向相关制动调节器对部分车轮轮缸输出的 制动力等因素决定,以踏板制动对各轮缸不相等的制动力、使整车 获得平衡的制动力和力矩,并使各轮的附着条件得到充分合理的利 用。
6、根据权利要求1所述系统,其特征是:制动兼容采用部分车 轮实施转向相关制动,部分车轮实施踏板整车平衡制动的配置,制 动管路中设置电磁阀或液压换向阀(107),正常工况下,踏板制动 装置输出的制动力经换向阀中的常通路直接进入各车轮(102)轮缸, 爆胎时,爆胎信号W控制换向阀(107),切断踏板制动装置(108) 至车轮(102)轮缸的通路,连通ABS制动执行器(115)至本轮(102) 轮缸的通路,其它车轮如(106)作为踏板平衡制动车轮配置。
7、根据权利要求1所述系统,其特征是:制动兼容采用单轮设 置双制动管路和双制动轮缸的制动装置,正常工况下踏板制动装置 (总泵)(78)(90)输出的制动力进入各管路的所有车轮(60)(61) (89)(91)轮缸,爆胎时,爆胎信号控制换向阀(76)(88),使部 分车轮所设双管路和轮缸构成二彼此独立的制动系,分别与转向相 关制动装置(70)(80)和踏板制动装置(78)(90)输出连通,换 向阀内设置切换过程中向蓄液缸泄压的通路。
8、根据权利要求1所述系统,其特征是:制动兼容采用机液运 算兼容装置,该装置主要由换向阀(31),串连液压运算活塞缸(33) (37)构成,踏板制动装置(57)输出的压力经换向阀(31)与运 算活塞缸(33)连结,转向相关制动调节器(58)输出的压力与另 一运算活塞缸(37)连通,后级活塞缸(37)中的压力经活塞(36), 活塞杆(35)作用于前级活塞(34)活塞缸(33),前级活塞缸(33) 输出的压力为输入二活塞缸的压力之和;正常工况下,踏板制动装置 (57)输出的制动力经换向阀(31)中的常通路进入各车轮(47)轮 缸,爆胎时,爆胎信号W控制换向阀(31)切换,二制动装置(57)(58) 输出的压力分别进入兼容装置各运算缸(33)(37)。
9、一种汽车爆胎安全稳定控制系统,一种与汽车制动防抱死 系统(ABS)、共用车轮速传感器、电控单元、制动调节器,实现设 备资源共享的系统,系统中车轮速传感器输出速度生波信号、电控 单元胎压检测微处理器计算轮速与共振频率的变化,确定轮胎弹性 常数,根据胎压与车轮弹性常数的相关原理,最后得出胎压,极值 为爆胎信号;爆胎时,电控单元根据胎压、判定爆胎,输出爆胎信 号,控制ABS和爆胎控制共用的制动调节器,由不平衡制动产生整 车不平衡制动力、力矩、和恢复整车稳定的横摆力矩,实现爆胎安 全稳定控制;其特征是:系统设置转向盘转角传感器(104)、车轮 速传感器,电控单元(105)中设置ABS微处理器和控制模、设 置由轮速测定胎压,转向相关制动、踏板制动力分配调节微处理器 和控制模块,爆胎时,电控单元根据由轮速测定的胎压信号判定爆 胎,根据转向盘转角传感器(104)输出的转角信号θ、Δθ经转 向相关制动微处理器处理,输出转向相关制动和踏板制动重新分配 调节信号g,连续控制ABS制动执行器制动回路中的调节电磁阀 (112)(113),以可变容或循环工作方式,增、减、保持进 入各轮缸中的转向相关制动力,或/和重新配置的踏板制动 力,使整车获得恢复稳定的不平衡制动力矩、横摆力矩和稳定减速 的踏板平衡制动力;当车轮进入防抱临界状态,电控单元中央微处 理器输出防抱信号取代上述二制动力的调节信号,使ABS制动执行 器进入防抱工作状态。
10、根据权利要求9所述系统,其特征是:电控单元(105)根 据轮速传感器输出信号,测定胎压,爆胎时,判定爆胎,并输出爆 胎信号W,控制ABS制动执行器(115)中换向阀(107),切断踏板 制动装置(108)至确定为转向相关制动部分车轮(102)轮缸的通 路;蓄能器或电动泵向ABS制动调节器输出一给定门限值的制动力, 同时电控单元(105)转向相关制动微处理器、以转向盘转角传感器 (104)输出转角等参数为输入信号、经处理、输出调节信号g、连 续控制需进行转向相关制动的部分车轮制动回路中、ABS制动调节 器电磁阀(112)(113),以可变容或循环方式,增、减、保持制动 回路中进入车轮(102)轮缸中的压力,由对部分车轮的制动,产生 不平衡制动力、力矩、和恢复整车稳定的横摆力矩;系统采用部分 车轮实施转向相关制动,部分车轮实施踏板平衡制动配置的兼容方 式,兼容并行操作踏板制动时,踏板制动装置(108)上所设压力传 感器输出信号,经电控单元(105)中踏板制动力分配调节微处理器 作踏板制动力分配处理,并根据爆胎后各轮重力分布理论值和附着 条件,计算踏板制动分配系数,输出调节信号B,控制作为踏板平 衡制动配置的部分车轮ABS制动回路中的调节电磁阀(图中未标 出),重新分配踏板制动装置对各轮缸输出的制动力,产生整车平衡 的制动力矩;当车轮进入防抱死监界状态时,电控单元中央微处理 器输出防抱信号取代转向相关制动和踏板制动调节信号g、B,控制 ABS制动执行器进入防抱工作状态。
11、一种汽车爆胎安全稳定控制系统,一种与汽车稳定控制系 统(VSC)、共用车轮速等传感器、电控单元(ECU)、制动调节器, 实现设备资源共享的系统,由稳定控制不平衡制动,升力复合悬架 升程调节,同时实现爆胎安全稳定控制和自动稳定控制;其特征是: 电控单元(138)设置由轮速测定胎压的微处理器和控制模块(127), 爆胎时,根据各传感器输入信号判定爆胎,电控单元(138)中央微 处理(137)器对横摆角速度、转向盘转角,踏板制动装置(总泵) 压力,车轮速、加速度等传感器(122)(121)(124)(120)(123) 输出信号进行处理,计算汽车运动实际状态参数:横向摆动率、加 速度等并与理论状态参数相比较,得出轨迹偏差,对部分车轮输出 进行制动的稳定控制值和信号A;电控单元(138)设置踏板制动力 分配调节微处理器(128),按爆胎后各轮重力分布、附着条件、附 着系数理论值,计算出各轮踏板制动力分配调节值(或比值),输出 调节信号B,调节值信号A和B经制动兼容微处理器处理,计算各 轮制动力调节值,输出调节信号g,控制制动执行器(139)中的调 节、换向电磁阀(131)(132)(133)(134)(135),以循环或可变 容方式,增.减.保持各轮制动回路输入轮缸中的制动力,该制动 力含产生不平衡制动力矩、横摆力矩的稳定控制制动力分量和产生 平衡制动力矩的踏板制动力分量,实现整车稳定控制和平衡制动; 系统或设置升力悬架(136),电控单元(138)输出爆胎信号W,悬 架升程调节信号h,实现悬架升程调节。
12、一种汽车爆胎安全稳定控制的方法,一种通过部分车轮稳 定控制不平衡制动、产生不平衡制动力矩和恢复整车稳定的横摆力 矩,通过升力复合悬架升程调节及相结合的方法,实现汽车爆胎安 全稳定控制的方法,其特征是:采用人车路闭环稳定控制和转向相 关制动的方法,由反映驾驶员方向控制意图和路径跟踪操作的转向 盘转角θ,增量Δθ、转向速率作为转向相关制动调节器动态调节 参数和调节量计算参数,通过转向相关制动调节器直接控制确定为 稳定控制不平衡制动车轮的制动,实现人车路闭环稳定控制,即设 置于转动车轮的胎压、爆胎传感器(51)输出信号经电控单元(49) 处理或由车轮速传感器(66)输出信号经电控单元(67)处理,根据 轮速测定胎压,电控单元(49)、(67)判定爆胎,确定实施稳定控 制不平衡制动车轮,控制蓄能器(56)、(69)向部分确定为稳定控 制不平衡制动车轮输出一给定基本门限制动力,转向相关制动调节 器(58)、(24)由转向器另一路信号传递、力传动机构输出的转向 角θ、Δθ等参数和力进行调节;或由电控单元(67)、(105)按转 向盘转角传感器输出的转向角θ、增量Δθ等参数计算转向相关制 动调节值(量),控制转向相关制动调节器(70)、(115)中伺服系 统,向确定为不平衡制动车轮轮缸输入不平衡制动力,产生不平衡 制动力矩及整车稳定的横摆力矩;本发明或采用爆胎自动稳定控制 方法,电控单元(138)对横摆角速度、转向盘转角,踏板制动装置 (总泵)压力,车轮速、加速度等传感器(122)(121)(124)(120) (123)输出信号进行处理,由轮速测定胎压,判定爆胎,计算汽车 实际运动状态参数:横向摆动率、加速度等并与理论状态参数相比 较,得出轨迹偏差,及对部分车轮输出进行制动的稳定控制值和信 号A;电控单元(138)按爆胎后各轮重力分布、附着条件、附着系 数理论值,计算出各轮踏板制动力分配调节值(或比值),输出调节 信号B,调节值信号A和B经制动兼容微处理器处理,计算各轮制 动力调节值,输出调节信号g,控制制动执行器(139),向各轮缸 输入产生不平衡制动力矩、横摆力矩的稳定控制制动力和产生平衡 制动力矩的踏板制动力,实现整车稳定控制和平衡制动;系统或设 置升力悬架(136),电控单元(138)输出爆胎信号W,悬架升程调 节信号h,控制爆胎轮悬架升程、减小车身倾斜或恢复车身平衡, 改善各轮重力分布,定位参数,附着条件。

说明书全文

                      发明领域

本发明是一种汽车爆胎安全稳定控制系统

                      发明背景

目前,在汽车安全领域,解决汽车爆胎的技术方案主要有:

提高轮胎防爆性能,设置副轮,轮辋上设置支承环等解决爆胎和安 全问题,但这些技术方案增大轮胎制造工艺难度,增加弹簧质量,而 不能有效解决爆胎问题。

通过设置于旋转车轮传感器检测胎压,设置于车架等固定部 位的接收或传感件,经空间电磁、磁、光耦合,接收信号,实现信号 传递,传感器输出信号经电控单元处理,输出爆胎和调节信号,控制 升力悬架升程及踏板制动力调节,实现爆胎安全稳定,(中国发明专利 汽车爆胎安全胎压显示可调悬架系统,专利号ZL 97107850.5,申请 日1997年12月30日)。

设置汽车制动控制器,通过胎压检测,或轮速差,横向加速度 (lateral acceleration),侧偏率(yaw rate)与(steering-angle)之 间的关系,测定、或判定非正常、低胎压,由电控单元控制制动装置, 对低胎压轮相对的车轮制动,从而改善爆胎安全,[美国专利(united states patent),制动控制装置,专利号US5934768,1999-08-10]。车轮 制动控制系统。[美国专利(united states patent),专利号US5711585, 1998-01-27]。但是这些用于汽车爆胎安全的技术方案存在着较大的不 足,在实际应用中难以实施,因为在制动、转向、驱动等各工况下, 轮速差、横向加速度、侧偏率与舵角之间的关系具有较大不确定性, 同时受各种因素:车速、车重、地面附着系数的影响,对爆胎和低胎 压可能出现错误判定,同时,对制动力无动态调节,未设置调节参数 和调节量、未解决踏板平衡制动和部分车轮稳定控制不平衡制动并行 操作兼容,及各轮对地面的附着状态与制动适应性问题难以在各种工 况下实现爆胎安全稳定控制。

                      发明内容

本发明的目的是要提供一种汽车爆胎安全稳定控制系统,一种主 要由胎压、车轮速传感器,转向相关制动调节器,踏板动力分配调 节器,制动兼容装置,电控单元或和升力悬架构成的系统,设置于轮 胎的胎压检测传感器输出信号、经电控单元处理,输出爆胎信号,控 制制动调节器,根据爆胎轮分布(前、后、左、右),确定实施不平衡 制动车轮,由不平衡制动产生整车不平衡制动力、力矩、恢复整车稳 定的横摆力矩,实现爆胎安全稳定控制;本发明的目的是这样实现的: 采用人车路闭环稳定控制系统,胎压传感器(51)、车轮速传感器(66) 输出信号经电控单元(49)(67)处理,测定胎压,判定爆胎,输出爆 胎信号,控制转向相关制动调节器(58)、(70),并使系统进入爆胎稳 定控制状态,蓄能器(56)(69)向确定为稳定控制不平衡制动的部分 车轮(47)(65)输出一给定基本限制动力;驾驶员操纵转向盘(48) (11)通过转向器(50)(12),控制车轮转向,同时转向器(50)(12) 另设一路动力传动,转角θ、增量Δθ、转向速率、位移参数传动和 传递系,控制转向相关制动调节器(58)(24)中的人工机—液、机— 汽伺服制动系统(45)(19)、或动力,真空随动制动装置,输出经由 转向制动相关系数调节的制动力;系统或设置转向盘转角传感器,输 出转向角θ、增量Δθ、转向速率等参数信号,经电控单元(67)(105) 处理,输出稳定控制信号g控制转向相关制动调节器(70)(115)中 的电液伺服系统,或由电动机构转变为机械位移,控制动力、真空助 力随动制动装置,向确定的部分轮车轮输出转向相关制动力,由不平 衡制动力和制动力矩产生恢复整车稳定的横摆力矩;踏板制动装置, 即带总、动力或真空助力随动制动装置输出的制动力,经踏板制动 力分配调节器(30)(75)重新配置后进入各制动轮缸;因爆胎、 车身倾斜、车轮定位参数改变、引起各轮载荷重新分布,踏板制动 装置对各轮输出的整车平衡制动力因爆胎成为整车不平衡制动力, 所以必须采用踏板制动力调节器对各制动轮缸的制动力进行重新 分配和调节,经调节的踏板制动力可产生整车平衡的制动力和制动力 矩;系统采用制动兼容装置,使之能实现转向相关制动,踏板整车平 衡制动单项或并行操作,不相互干涉,制动兼容采用部分车轮单独实 施转向相关制动,部分车轮单独实施踏板制动的配置方式,单轮设置 双制动管路和制动轮缸,机液运算或电控兼容方式;转向相关制动和 踏板制动相互协条,有效使用爆胎后各轮的附着条件,两种制动力经 兼容处理,直接或经防抱系统(ABS)执行器、制动回路进入制动轮缸, 使整车获得稳定控制不平衡制动力矩和横摆力矩,以及整车减速的平 衡制动力、制动力矩,实现爆胎安全稳定控制。

转向相关制动调节器(24)(58),采用人工机—汽,机—液随动 制动调节方式,转向盘(11)(48)通过转向器(12)(50)另一路传 动装置、离合反向限位复合装置(18)(53)、输出动力和转向位移等 相关系数控制设置调压(19),带制动主缸的人力、真空、动力助力、 增压伺服制动系统(58),或带双、单腔空气制动阀的随动制动装置 (24);爆胎时,爆胎信号W控制离合,反向、限位复合装置闭合,系 统进入转向相关制动调节状态,制动调节器(24)(58)输出由车轮转 动方向、位移和速度参数控制的制动力。

转向相关制动调节采用电控模拟调节方式,转向盘(62)转角传 感器(71)输出信号由电控单元(67)处理,电控单元(67)输出模 拟调节信号g控制主要由伺服阀(79)、调压缸(74)、转向共用泵或/ 和蓄能器(68)构成的电液伺服系统(70),调节信号由伺服系统中的 线性电磁阀转变为阀杆的位移,调节阀杆(72)和阀座(73)的相对 位置,从而调节调压缸(74)输出的制动力;调节信号g或通过电动 机、电磁阀转变为控制杆轮系的位移,控制带制动主缸的真空或动力 助力、增压随动制动装置输出由转向盘转角等相关参数控制的制动力。

转向相关制动调节采用电控数字式调节方式,转向盘转角传感器 (92)输出信号,经电控单元(81)处理,输出数字调节信号g,控 制主要由调节电磁阀(83)、泵、蓄能器(84)构成的数字制动伺服系 统(80),调节信号以脉宽调制方式连续控制制动回路中的调节电磁阀 (83)、从而调节泵(84)或蓄能器进入调压缸(85)中的压力,电磁 阀(83)的另一个输出端与蓄液缸(86)连通,作为泄压,调压缸(85) 输出转向相关制动力。

踏板制动力分配调节采用机械式:主要由换向、调节阀(30)(75) 构成,踏板制动装置或带主缸的真空,动力随动制动装置输出的制动 力,经由爆胎信号控制的换向阀(31)(76)进入调节阀(32)(77), 由调节阀重新分配制动力后进入车轮(47)(65)轮缸;制动力分配系 数或比例,由爆胎后各轮载荷分布、附着条件、爆胎和非爆胎轮半径 比,爆胎后定位参数的变动值,及转向相关制动调节器对部分车轮轮 缸输出的制动力等因素决定,以踏板制动对各轮缸不相等的制动力、 使整车获得平衡的制动力和力矩,并使各轮的附着条件得到充分合理 的利用。

制动兼容采用部分车轮实施转向相关制动,部分车轮实施踏板整 车平衡制动的配置,制动管路中设置电磁阀或液压换向阀(107),正 常工况下,踏板制动装置输出的制动力经换向阀中的常通路直接进入 各车轮(102)轮缸,爆胎时,爆胎信号W控制换向阀(107),切断踏 板制动装置(108)至车轮(102)轮缸的通路,连通ABS制动执行器 (115)至本轮(102)轮缸的通路,其它车轮如(106)作为踏板平衡 制动车轮配置。

制动兼容采用单轮设置双制动管路和双制动轮缸的制动装置,正 常工况下踏板制动装置(总泵)(78)(90)输出的制动力进入各管路 的所有车轮(60)(61)(89)(91)轮缸,爆胎时,爆胎信号控制换向 阀(76)(88),使部分车轮所设双管路和轮缸构成二彼此独立的制动 系,分别与转向相关制动装置(70)(80)和踏板制动装置(78)(90) 输出连通,换向阀内设置切换过程中向蓄液缸泄压的通路。

制动兼容采用机液运算兼容装置,该装置主要由换向阀(31),串 连液压运算活塞缸(33)(37)构成,踏板制动装置(57)输出的压力 经换向阀(31)与运算活塞缸(33)连结,转向相关制动调节器(58) 输出的压力与另一运算活塞缸(37)连通,后级活塞缸(37)中的压 力经活塞(36),活塞杆(35)作用于前级活塞(34)活塞缸(33), 前级活塞缸(33)输出的压力为输入二活塞缸的压力之和;正常工况 下,踏板制动装置(57)输出的制动力经换向阀(31)中的常通路进入 各车轮(47)轮缸,爆胎时,爆胎信号W控制换向阀(31)切换,二制 动装置(57)(58)输出的压力分别进入兼容装置各运算缸(33)(37)。

本发明的目的是要提供一种汽车爆胎安全稳定控制系统,一种与 汽车制动防抱死系统(ABS)、共用车轮速传感器、电控单元、制动调 节器,实现设备资源共享的系统,系统中车轮速传感器输出速度生波 信号、电控单元胎压检测微处理器计算轮速与共振频率的变化,确定 轮胎弹性常数,根据胎压与车轮弹性常数的相关原理,最后得出胎压, 极值为爆胎信号;爆胎时,电控单元根据胎压、判定爆胎,输出爆胎 信号,控制ABS和爆胎控制共用的制动调节器,由不平衡制动产生整 车不平衡制动力、力矩、和恢复整车稳定的横摆力矩,实现爆胎安全 稳定控制;本发明的目的是这样实现的:系统设置转向盘转角传感器 (104)、车轮速传感器,电控单元(105)中设置ABS微处理器和控制 模、设置由轮速测定胎压,转向相关制动、踏板制动力分配调节微 处理器和控制模块,爆胎时,电控单元根据由轮速测定的胎压信号判 定爆胎,根据转向盘转角传感器(104)输出的转角信号θ、Δθ经转 向相关制动微处理器处理,输出转向相关制动和踏板制动重新分配调 节信号g,连续控制ABS制动执行器制动回路中的调节电磁阀(112) (113),以可变容或循环工作方式,增、减、保持进入各轮缸中的转 向相关制动力,或/和重新配置的踏板制动力,使整车获得恢复稳定的 不平衡制动力矩、横摆力矩和稳定减速的踏板平衡制动力;当车轮进 入防抱临界状态,电控单元中央微处理器输出防抱信号取代上述二制 动力的调节信号,使ABS制动执行器进入防抱工作状态。

电控单元(105)根据轮速传感器输出信号,测定胎压,爆胎时, 判定爆胎,并输出爆胎信号W,控制ABS制动执行器(115)中换向阀 (107),切断踏板制动装置(108)至确定为转向相关制动部分车轮 (102)轮缸的通路;蓄能器或电动泵向ABS制动调节器输出一给定门 限值的制动力,同时电控单元(105)转向相关制动微处理器、以转向 盘转角传感器(104)输出转角等参数为输入信号、经处理、输出调节 信号g、连续控制需进行转向相关制动的部分车轮制动回路中、ABS 制动调节器电磁阀(112)(113),以可变容或循环方式,增、减、保 持制动回路中进入车轮(102)轮缸中的压力,由对部分车轮的制动, 产生不平衡制动力、力矩、和恢复整车稳定的横摆力矩;系统采用部 分车轮实施转向相关制动,部分车轮实施踏板平衡制动配置的兼容方 式,兼容并行操作踏板制动时,踏板制动装置(108)上所设压力传感 器输出信号,经电控单元(105)中踏板制动力分配调节微处理器作踏 板制动力分配处理,并根据爆胎后各轮重力分布理论值和附着条件, 计算踏板制动分配系数,输出调节信号B,控制作为踏板平衡制动配 置的部分车轮ABS制动回路中的调节电磁阀(图中未标出),重新分配 踏板制动装置对各轮缸输出的制动力,产生整车平衡的制动力矩;当 车轮进入防抱死监界状态时,电控单元中央微处理器输出防抱信号取 代转向相关制动和踏板制动调节信号g、B,控制ABS制动执行器进入 防抱工作状态。

本发明的目的是要提供一种爆胎安全稳定控制系统,一种与汽车 稳定控制系统(VSC)、共用车轮速等传感器、电控单元(ECU)、制动 调节器,实现设备资源共享的系统,由稳定控制不平衡制动,升力复 合悬架升程调节,同时实现爆胎安全稳定控制和自动稳定控制;本发 明的目的是这样实现的:电控单元(138)设置由轮速测定胎压的微处 理器和控制模块(127),爆胎时,根据各传感器输入信号判定爆胎, 电控单元(138)中央微处理(137)器对横摆角速度、转向盘转角, 踏板制动装置(总泵)压力,车轮速、加速度等传感器(122)(121) (124)(120)(123)输出信号进行处理,计算汽车运动实际状态参数: 横向摆动率、加速度等并与理论状态参数相比较,得出轨迹偏差,对 部分车轮输出进行制动的稳定控制值和信号A;电控单元(138)设置 踏板制动力分配调节微处理器(128),按爆胎后各轮重力分布、附着 条件、附着系数理论值,计算出各轮踏板制动力分配调节值(或比值), 输出调节信号B,调节值信号A和B经制动兼容微处理器处理,计算 各轮制动力调节值,输出调节信号g,控制制动执行器(139)中的调 节、换向电磁阀(131)(132)(133)(134)(135),以循环或可变容 方式,增.减.保持各轮制动回路输入轮缸中的制动力,该制动力含 产生不平衡制动力矩、横摆力矩的稳定控制制动力分量和产生平衡制 动力矩的踏板制动力分量,实现整车稳定控制和平衡制动;系统或设 置升力悬架(136),电控单元(138)输出爆胎信号W,悬架升程调节 信号h,实现悬架升程调节。(参见我的中国发明专利,“汽车爆胎安 全胎压显示可调悬架系统”专利号码97107850.5,已授权)。

本发明的目的是要提供一种汽车爆胎安全稳定控制的方法,一种 通过部分车轮稳定控制不平衡制动、产生不平衡制动力矩和恢复整车 稳定的横摆力矩,通过升力复合悬架升程调节及相结合的方法,实现 汽车爆胎安全稳定控制,本发明的目的是这样实现的:采用人车路闭 环稳定控制和转向相关制动的方法,由反映驾驶员方向控制意图和路 径跟踪操作的转向盘转角θ,增量Δθ、转向速率作为转向相关制动 调节器动态调节参数和调节量计算参数,通过转向相关制动调节器直 接控制确定为稳定控制不平衡制动车轮的制动,实现人车路闭环稳定 控制,即设置于转动车轮的胎压、爆胎传感器(51)输出信号经电控 单元(49)处理或由车轮速传感器(66)输出信号经电控单元(67)处 理,根据轮速测定胎压,电控单元(49)、(67)判定爆胎,确定实施 稳定控制不平衡制动车轮,控制蓄能器(56)、(69)向部分确定为稳 定控制不平衡制动车轮输出一给定基本门限制动力,转向相关制动调 节器(58)、(24)由转向器另一路信号传递、力传动机构输出的转向 角θ、Δθ等参数和力进行调节;或由电控单元(67)、(105)按转向 盘转角传感器输出的转向角θ、增量Δθ等参数计算转向相关制动调 节值(量),控制转向相关制动调节器(70)、(115)中伺服系统,向 确定为不平衡制动车轮轮缸输入不平衡制动力,产生不平衡制动力矩 及整车稳定的横摆力矩;本发明或采用爆胎自动稳定控制方法,电控 单元(138)对横摆角速度、转向盘转角,踏板制动装置(总泵)压力, 车轮速、加速度等传感器(122)(121)(124)(120)(123)输出信号 进行处理,由轮速测定胎压,判定爆胎,计算汽车实际运动状态参数: 横向摆动率、加速度等并与理论状态参数相比较,得出轨迹偏差,及 对部分车轮输出进行制动的稳定控制值和信号A;电控单元(138)按 爆胎后各轮重力分布、附着条件、附着系数理论值,计算出各轮踏板 制动力分配调节值(或比值),输出调节信号B,调节值信号A和B经 制动兼容微处理器处理,计算各轮制动力调节值,输出调节信号g, 控制制动执行器(139),向各轮缸输入产生不平衡制动力矩、横摆力 矩的稳定控制制动力和产生平衡制动力矩的踏板制动力,实现整车稳 定控制和平衡制动;系统或设置升力悬架(136),电控单元(138)输 出爆胎信号W,悬架升程调节信号h,控制爆胎轮悬架升程、减小车身 倾斜或恢复车身平衡,改善各轮重力分布,定位参数,附着条件。

现有技术相比,本发明有如下优点:系统采用了一种新的爆胎 安全稳定控制方法,人车路闭环稳定控制,由反映驾驶员方向控制意 图和路径跟踪操作的转向盘转角θ,Δθ、转向速率直接控制转向相 关制动调节器,实现转向相关制动、系统或采用爆胎自动稳定控制, 爆胎后,通过汽车实际运动状态和理论状态的比较,电控单元根据比较 偏差值计算制动和升力悬架升程调节值,输出调节信号控制制动调节 器,对确定为稳定控制不平衡制动车轮进行制动,对踏板平衡制动力 进行重新分配,及踏板平衡制动和稳定控制不平衡制动并行操作兼容, 配合升力悬架举升爆胎轮车架,从根本上解决了爆胎安全问题,本系 统可独立构成,或与汽车防抱、稳定控制系统(ABS、VSC)等实现资 源共享,扩展了ABS、VSC的功能,系统结构简单、技术成熟、性能稳 定,成本低,不改变原有结构,可与各类汽车配套,具有广阔的市场 前景和社会经济效益。

                      附图说明

图1,人工机—气转向相关制动爆胎安全系统

图2,人工机—液转向相关制动爆胎安全系统

图3,电控模拟转向相关制动爆胎安全系统

图4,电控数字转向相关制动爆胎安全系统

图5,电控数字、ABS组合控制爆胎安全系统。

图6,自动稳定控制系统VSC爆胎安全系统制动执行器。

图7,自动稳定控制系统VSC爆胎安全系统和程序流程。

                       具体实施方式

下面,结合附图和实施例详细说明本发明的具体结构和工作原理。

实施例1,参见图1

本实施例转向相关制动采用人工机——气制动伺服系统,单轮设 置双管路、双轮缸的制动兼容方式。驾驶员通过转向盘11,转向器12、 传动装置控制车轮13转向;正常工况下,踏板制动装置14输出制动 力经踏板制动分配调节器15换向阀16中的常通路进入各轮的双管路 和双制动轮缸21、22,爆胎时设置于车轮的胎压传感器17输出信号 经电控单元23处理,输出爆胎信号W,控制离合、反向、限位复合装 置8闭合,由转向器12输出的动力和位移经传动装置控制制动调节器 24中串列式双腔气制动阀19,通过顶杆10作用于顶杆座1上,经平 衡弹簧2、推动活塞3下移,使排气门4关闭,进气门9开启,泵.蓄 能器中的压缩空气从P11口进入A腔,再由P21口直接或经气—液转 换缸20输出,部分气流经D孔到达B腔,推动活塞6下移,使排气门 8关闭,进气门7开启,泵.蓄能器中压缩空气从P12口进入C腔, 再由P22口直接或经气液转换缸20输出;顶杆10保持在某一位置时, 随着输出气压上升,当作用于活塞3、6下方的反作用力超过平衡弹簧 和B腔气压力时,活塞稍微上行,直至进排气门关闭为止,此时,输 出气压处于一定平衡状态;顶杆10反向移动时,活塞3、6复位,两 腔气门关闭,排气门开启,P21、P22口压缩空气通过A、C腔,部分 或全部从排气口P3进入大气,其中5为阀门体;制动调节器2 4输出 的压力与转向器12输入位移X的函数关系为F=f(x)。爆胎信号W控 制制动兼容装置中的换向阀16换位,各单车轮中双管路和轮缸,构成 二独立制动系,制动调节器19输出的制动力P22、P21分别进入需进 行转向相关制动的二车轮中的一个制动系21,踏板制动装置输出的制 动力,经踏板制动分配调节器15中的换向,比例阀,作制动力重新分 配后,进入各轮中的另一个制动系22。

实施例2,参见图示2。

本实施例转向相关制动采用人工机——液伺服调节、机液运算兼 容、踏板制动力分配调节器,驾驶员通过转向盘48,转向器50,传动 装置52控制车轮47转向。正常工况下,带真空助力的踏板制动装置 57输出的制动力,经踏板制动分配调节器30换向阀31中常通路进入 车轮47轮缸。爆胎时,设置于车轮的胎压传感器51输出信号经电控 单元49胎压检测微处理器处理,输出爆胎信号W,控制蓄能器56上 的电磁阀55,蓄能器56输出液压力控制踏板制动分配调节器30中换 向阀31,关闭踏板制动装置57至车轮47轮缸的常通路,打开踏板制 动装置57至制动兼容装置液压缸33的通路,蓄能器56输出液压力, 经调节器41I缸43活塞44上的中央孔42进入调压I缸43,调压I 缸43输出液压力进入制动兼容装置液压后缸37,经后缸活塞36活 塞杆35,前缸活塞34,前液压缸33输出一给定基本门限液压制动力, 进入需作转向相关制动的部分车轮47轮缸;爆胎信号W,同时控转向 相关制动调节中的离合、反向、限位复合装置53,转向器50输出动 力和转向相关参数经传动装置54,控制带制动主缸46的动力或真空 助力、增压伺服系统45,输出液压力进入调节器41调压II缸38,推 动II缸活塞39,传动塞柱40顶靠封闭I缸活塞中央孔42、并推动I 缸活塞44,I缸43输出液压力进入制动兼容装置后液压缸37;并行 操作踏板制动时,踏板制动装置57输出制动力经踏板制动分配调节器 30进入制动兼容装置前液压缸33,制动兼容装置前缸33输出的制动 力为前、后液压缸输入压力之和,车轮47轮缸,获得转向相关制动力 和踏板制动分配调节器输出制动力之和;爆胎时,当车轮47不作为爆 胎稳定控制车轮时,踏板制动装置输出的制动力经踏板制动分配调节 器30中的比例阀32进入车轮47轮缸。由转向相关制动调节器58和 踏板制动分配调节器30共同调节进入各制动力缸的制动力,最大限制 利用各轮的附着条件和附着系数,实现爆胎稳定控制。

实施例3,参见图3,图4。

本实施例转向相关制动采用电控模拟或数字调节方式、单轮设置 双管路双制动轮缸60、61、91、89的制动兼容配置。驾驶员通过转向 盘62、93,转向器63、94和传动机构64、95控制车轮65、96转向。 各轮设置车轮速传感器66、82,输出转速信号经电控单元67、81胎 压检测微处理器处理,确定胎压、爆胎时输出爆胎信号W,开启转向 共用泵84或蓄能器68上的换向阀69,输出液压或液流能进入电液制 动伺服系统70、80;转向盘转角传感器71、92输出转角等信号,经 电控单元67、81处理,1、输出转向相关制动模拟信号g,控制伺服 制动系统70中电磁伺服阀79调节阀芯、阀座72、73相对位移、位置, 控制蓄能器68进入调压缸74中的液压或液流;2、电控单元81或输 出数字信号g,以脉宽调制方式连续控制数字伺服制动系统80中的调 节电磁阀83,以电磁阀阀芯的换位(接通或关闭)控制液压泵84进 入调压缸85的液流,从而调节调压缸74、85的输出压力;转向相关 制动伺服系统70、80调压缸74、85输出的制动力,经制动力分配调 节器75、87中换向阀76、88,进入需进行转向相关制动车轮的制动 轮缸60、89,换向阀76、88由爆胎信号W控制;并行操作踏板制动 装置78、90时,输出的制动力,经踏板制动分配调节器75、87中换 向阀76、88、比例阀77、89和管路,进入各车轮另一制动轮缸61、 91,正常工况下,踏板制动装置78、90输出的制动力,经踏板制动分 配调节器75、87换向阀76、88的常通路进入各车轮双制动轮缸60、 61或89、91。

实施例4,参见图5。

本实施例转向相关制动,踏板制动采用电控数字调节方式,与防 抱系统(ABS)构成组合结构及部分车轮配置转向相关制动,部分车轮 配置踏板制动兼容方式;转向盘100通过转向器101控制车轮102转 向;车轮速、转向盘转角传感器103、104输出信号进入电控单105, 由轮速测定胎压微处理器和转向相关制动微处理器处理;当车轮102 和该通道ABS制动执行器115作为转向相关制动配置时,ABS执行器 115成为转向相关制动调节器,电控单元105输出的爆胎信号W,控制 ABS制动执行器115中的换向阀107,切断踏板制动装置108至ABS 制动执行器中傍通缸109和调压缸110中的通路,液压泵111中的定 值液压输入傍通缸109和调压缸110,电控单元105输出的转向相关 制动调节信号g,以脉宽调制方式连续控制主电磁阀112、副电磁阀 113,通过电磁阀的通断换位,以可变容方式调节调压缸110容积的变 化,从而调节进入制动车轮102轮缸中压力的增减,实现转向相关制 动调节;当该ABS制动执行器和车轮102作为踏板整车平衡制动配置 时,爆胎信号W控制ABS制动执行器115中换向阀107,踏板制动装 置输出的制动力经比例阀114、ABS制动执行器,进入制动车轮102 轮缸,车轮106或设置为为踏板平衡制动车轮配置;当车轮102进入 防滑抱死监界状态,电控单元105输出ABS控制信号,控制ABS制动 执行器,转向相关控制动信号g自动退出,车轮102则进入ABS防抱 控制。

实施例5,参见图6,图7。

本发明的爆胎安全控制方法应用于汽车稳定控制系统(VSC),系 统设置车轮速,转向盘转角,横摆角速度,加速度,踏板制动力传感 器120、121、122、123、124输出信号进入电控单元输入接口125、 126进行波形处理,和模数转换,电控单元增设由车轮速测定胎压微 处理器和模块127,测定胎压判定爆胎;VSC电控单元中央微处理器 137根据各传感器输出信号,计算汽车实际运动状态参数:横向摆动 率,加速度等,及运动轨迹,并与其理论值比较,得出偏差值,由此 计算出对部分车轮制动的稳定控制制动值,输出信号A;增设踏板制 动力分配微处理器和模块128,按爆胎后各轮负载分布,附着条件, 附着系数比的理论值、爆胎和非爆胎轮半径,计算出各轮踏板制动力 重新分配值或比值,输出调节信号B;调节信号A、B,经制动兼容微 处理器129处理,计算出各轮制动力调节值,输出制动调节信号g, 控制制动执行中的调节和换向电磁阀131、132、133、134、135通过 电磁阀通断换位,以增、减、保持各通道制动回路中压力方式,调节 各轮制动力,该制动力含踏板平衡制动和稳定控制不平衡制动力分量。

电控单元或设置升力悬架升程控制微处理器和模块,输出升程控 制信号h,控制爆胎轮悬架上升,减小车身倾斜、改善各轮重力分配 和附着条件。

上述各实施例中,由汽车转向相关制动调节器或自动稳定控制调 节器,对部分车轮输出制动力产生不平衡制动力矩和恢复整体稳定的 横摆力矩,由踏板制动装置经踏板制动分配调节器输出的踏板制动力 产生整车平衡制动力矩,使整车稳定减速;必要时由爆胎信号和悬架 升程信号启动爆胎轮升力悬架,平衡爆胎后的车身,最大限度利用各 轮的附着条件,实现整车稳定。

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