[0001]
技术领域
[0002] 本
发明涉及带胎压监测的
汽车主动制
动力分配控制系统,属汽车安全技术领域。
背景技术
[0003]
汽车轮胎的压力是否正常直接影响了汽车的油耗、排放和轮胎本身的寿命。更为重要的是
汽车轮胎突然破裂漏气可能会突然改变汽车的运行方向而造成车祸,轻的造成财产损失,重的造成人员伤亡和道路堵塞。因此
轮胎压力监测系统(TPMS)的应用已逐渐普及。
[0004] 但是,目前大部分TPMS的应用只限于压力大小的自动警告,这些系统只能帮助驾驶员测量胎压,驾驶员平常不用操心轮胎压力而依靠TPMS来报告就是了,但这样的系统对车子轮胎突然爆漏的安全没有主动的保护作用。有些好的TPMS,加了
刹车控制,即在平常帮助驾驶员检测轮胎压力,当爆胎时,主动替驾驶员尽快刹车。但是,在爆胎时紧急刹车不一定是驾驶员的最佳选择,甚至还会造成车祸。比如在下坡道上、在弯道上、在
冰雪路面上进行简单的急刹车,车子很可能因此失控而酿成大的车祸。即使在普通平路上,如后面有车紧随等情况下急刹车,可能会使多辆车卷入车祸,这可能比单纯爆胎引起的麻烦还大得多,因为一些熟练的驾驶员可以在运行过程中快速处理好爆胎的突发情况,而带TPMS的系统自动进行急刹车使得驾驶员失去操作控制车子的能力。即使是慢刹车,由于车轮压力不一致,
滚动半径不一致而会产生制动力不一致从而可能导致车辆失控。
[0005] 本发明采用TPMS的
信号对刹车系统进行更高一层次的控制而不是简单地刹车来避免造成更大的车祸。
发明内容
[0006] 本发明的目的是防止车子在运行过程中突然爆胎情况下车子失控或紧急刹车而造成车祸。
[0007] 本发明的技术方案是,本发明通过直接或间接方式检测轮胎内压力,并将轮胎压力大小通过无线或
电磁感应传递至接受器,接受器将轮胎的压力状况传给制动力分配控制系统
控制器,制动力分配控制系统控制器对各个轮胎的压力情况进行分析,区别不同状况进行处理,对有非正常压力的轮胎采取必要的安全防范措施,防止车辆在行驶中出现意外事故。
[0008] 本发明带胎压监测的主动制动力分配控制系统包括轮胎压力
传感器、无线接受器、带胎压监测的主动制动力分配控制系统控制器、刹车压力调节器、多路胎压信号翻译模
块、多路刹车压力控
制模块等。带胎压监测的主动制动力分配控制系统控制器由一块编制有控制程序的控
制芯片构成,或由
发动机控制器(ECU)扩充功能进行控制。多路胎压信号翻译模块、多路刹车压力
控制模块设置发动机控制器(ECU)中;轮胎
压力传感器置于每个轮胎内;无线接受器置于所述带胎压监测的主动制动力分配控制系统控制器内。
[0009] 本发明带胎压监测的主动制动力分配控制方法为,轮胎压力传感器将检测到的轮胎压力传至无线接受器,无线接受器将胎压信号送带胎压监测的主动制动力分配控制系统控制器,由所述控制器对各个轮胎的压力情况进行分析,区别不同状况进行处理,如属欠压或过压则通过显示器或语音装置通知驾驶员纠正;如属爆胎,主动制动力分配控制系统控制器则点亮紧急
尾灯,并通过多路刹车压力控制模块按所需总制动力分配,分别控制车上刹车系统的刹车压力调节器将所有车轮的制动力调节到最佳值,使车辆继续按驾驶员指引的方向前进,同时和发动机控制器(ECU)进行通讯,要求降低输出
扭矩,使车辆缓慢减速至停车,以便修理。
[0010] 所述控制车上刹车系统的刹车压力调节器,根据车子本身的动力源决定采用液压调节器或气压调节器。刹车压力调节器采用PWM占空比或线性
阀来实现压力调节,将所有车轮的制动力调节到最佳值。
[0011] 图1是带直接胎压传感器监测的主动制动力分配控制系统结构图,图2是带胎压监测的主动制动力分配控制系统的控制
框图。
[0012] 本发明采用直接式压力传感器100来检查每个轮胎的压力,轮胎的压力大小通过传感器本身带的无线发射器传达到无线接受器200。接受器200将收到的信号进行处理,确定各个轮胎是否正常、或欠压、或过压、或爆胎。本发明还可采用间接式胎压探测的办法来计算轮胎的压力。无论用何种方法探测轮胎压力,带胎压监测的主动制动力分配控制系统控制器必须对探测到的各个轮胎压力进行分析,如只是欠压或过压则通过显示器300或语音装置400通知驾驶员纠正;如相当严重,则限制车速以防引发更大的问题;如果是爆胎,主动制动力分配控制系统控制器500则点亮紧急尾灯,并分别控制车上刹车系统的压力调节器600将所有轮子的制动力调节到最佳值,即自动对各个轮子上的制动力进行合理分配使车子继续按驾驶员指引的方向前进,同时和发动机控制器(ECU)800进行通讯,要求降低输出扭矩,使车子缓慢减速或停车。
[0013] 各个轮子的制动力之和等于整车的制动力:F = Ffl + Ffr + Frl + Frr
整车总制动力的大小决定于车速和车子重量。制动的主要目的不是让车尽快停下了而是让车稳定前进慢慢停下来以免车祸。控制器将总制动力合理分配到各个轮子。各个轮子的制动力的大小分配主要决定于车子前进方向α和驾驶员操纵方向β之差以及各个轮胎本身压力Pxx的大小:
Fxx = kxx1*(α-β)+ kxx2*Pxx
其中kxx1 和kxx2中分别为4个轮子的相关性系数,系数的大小取决于损坏轮子的
位置而不是固定的。这和传统刹车系统根据车子前后轮动态
载荷不同分配前后制动力大小来满足最短刹车距离的EBD系统不同。
[0014] 为简化系统,接受器200通常被置于主动制动力分配控制系统控制器500之内。
[0015] 本发明与
现有技术比较的有益效果是,本发明系统采用直接式或间接式胎压监测,除对轮胎欠压或过压情况进行警告外,并主动采取安全措施防止由于某轮胎压力不正常而给轮胎带来的破坏和避免增加油耗和排放,更为重要的是本发明对车辆进行主动制动并根据所损轮胎的位置不同分别控制所有轮胎的刹车压力以保证车辆稳定运行、缓慢减速而避免了驾驶员由于惊慌而急刹车或有些胎压
监控系统采用急刹车的方法而带来的车辆失控,如甩尾、旋转、倾覆等危险。因为在许多条件下,比如在下坡道上、在弯道上、在冰雪等低
附着力的路面上,急刹车是非常危险的,即使是慢刹车,由于车轮压力不一致,滚动半径不一致而会产生制动力不一致进而导致车辆失控。本发明通过对各个轮子的制动力进行合理分配和自动控制能较好地解决这一问题。
[0017] 图1是液压源带直接胎压传感器的监测的主动制动力分配控制系统结构图,气压源的相类似;图2是带胎压监测的主动制动力分配控制系统的控制框图;
图中:100是装在轮胎上的带发射装置的压力传感器;200是轮胎的压力无线接受器;
300是显示器;400是语音装置;500是带胎压监测的主动制动力分配控制系统控制器;510为多路胎压信号翻译模块;520是多路刹车压力控制模块;600是刹车压力调节器;700是刹车
液压缸;800是发动机控制器。
具体实施方式
[0018]
实施例1:本实施例为直接测量轮胎压力的主动制动力分配控制系统实施方案。
[0019] 本实施例实施步骤为:第一步是准确探测到所有轮胎内的空气压力,本实施例采用直接测量法测量轮胎胎压,轮胎压力传感器的
精度可达0.01巴。使用带发射装置的压力传感器100将各个轮胎的压力通过无线电发射给接收器200,接收器将轮胎压力都交由主动制动力分配控制系统控制器500进行处理;
第二步是主动制动力分配控制系统控制器500对探测出来的压力值进行分析,根据预先给予的正常压力值进行比较,确定每一个轮胎的压力是否正常;
第三步是主动制动力分配控制系统控制器500对有不正常压力的轮胎采取必要的安全措施。不同压力不正常问题必须采用不同的安全措施。安全措施不限于视觉警告、听觉警告、发动机降低输出扭矩、汽车减速,还包括车辆本身主动控制和调节所有轮胎的制动压力等。
[0020] 如属轮胎欠压或过压则通过显示器300或语音装置400通知驾驶员纠正;如属爆胎时,即使驾驶员尚未反应过来而未及时刹车,本发明立即主动进行控制刹车;
这种控制刹车不是对所有轮胎采用同样的刹车制动力或突然紧急刹车,而是对所有轮子的刹车压力进行主动自动控制,保证使车子仍然在驾驶员对车子运行方向的掌控之中。为了防止车子甩尾、过转弯、欠转弯、倾覆等车子失控的情况发生,各个轮子上的制动力必须进行精密控制,最好是进行压力和转速闭环控制。出问题的轮胎位置不同,各个轮胎的制动力也要不同以保证
车身的稳定。即使驾驶员由于惊慌而急刹车,控制系统仍控制所有轮胎的制动压力而使车辆稳定运行。
[0021] 刹车的不同压力是通过控制刹车系统的压力调节器来进行。按压力传递的介质来分,压力调节器有液压和气压两种,这由车子本身拥有的压力源来决定,有液压源的用液压调节器,有气源的用气压调节器;按阀
门的控制方式来分,压力调节器内有
开关式阀门和线性阀门两大种,开关式阀门采用调节PWM的占空比来实现,但反应较慢;线性阀反应较快,控制精度较高,因而效果较好。对于使用液压源系统,图1中700是液压缸,如果是气压源系统,则图1中700是气压缸。
[0022] 实施例2:本实施例为间接测量轮胎压力的主动制动力分配控制系统实施方案。
[0023] 第一步是本实施例采用间接测量法测量轮胎胎压,在间接测量法中,通过测量轮胎转速、车身底盘距地面的高度或轮胎
温度等估算轮胎内的压力,主动制动力分配控制系统控制器500根据轮胎内压力的估算值进行处理;第二步是主动制动力分配控制系统控制器500对探测出来的压力值进行分析,根据预先给予的正常压力值进行比较,确定每一个轮胎的压力是否正常;
第三步是主动制动力分配控制系统控制器500对有不正常压力的轮胎采取必要的安全措施。不同压力不正常问题必须采用不同的安全措施。安全措施不限于视觉警告、听觉警告、发动机降低输出扭矩、汽车减速,还包括车辆本身主动控制刹车、控制和调节所有轮胎的制动压力等。
[0024] 如属轮胎欠压或过压则通过显示器300或语音装置400通知驾驶员纠正;如属爆胎时,驾驶员并不一定及时刹车,而本发明则会主动进行控制刹车,这种控制刹车不是对所有轮胎采用同样的刹车制动力或突然紧急刹车,而是对所有轮子的刹车压力进行主动自动控制,保证使车子仍然在驾驶员对车子运行方向的掌控之中。为了防止车子甩尾、过转弯、欠转弯、倾覆等车子失控的情况发生,各个轮子上的刹车压力必须进行精密控制,最好是进行压力和转速闭环控制。出问题的轮胎位置不同,各个轮胎的刹车压力也要不同以保证车身的稳定。即使驾驶员由于惊慌而急刹车,控制系统仍控制所有轮胎的制动压力而使车辆稳定运行。