專利名稱：帶胎壓監(jiān)測的主動制動力分配控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及帶胎壓監(jiān)測的汽車主動制動力分配控制系統(tǒng)，屬汽車安全技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
汽車輪胎的壓力是否正常直接影響了汽車的油耗、排放和輪胎本身的壽命。更為重要的是汽車輪胎突然破裂漏氣可能會突然改變汽車的運(yùn)行方向而造成車禍，輕的造成財產(chǎn)損失，重的造成人員傷亡和道路堵塞。因此輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)(TPMS)的應(yīng)用已逐漸普及。但是，目前大部分TPMS的應(yīng)用只限于壓力大小的自動警告，這些系統(tǒng)只能幫助駕駛員測量胎壓，駕駛員平常不用操心輪胎壓力而依靠TPMS來報告就是了，但這樣的系統(tǒng)對車子輪胎突然爆漏的安全沒有主動的保護(hù)作用。有些好的TPMS，加了剎車控制，即在平常幫助駕駛員檢測輪胎壓力，當(dāng)爆胎時，主動替駕駛員盡快剎車。但是，在爆胎時緊急剎車不一定是駕駛員的最佳選擇，甚至還會造成車禍。比如在下坡道上、在彎道上、在冰雪路面上進(jìn)行簡單的急剎車，車子很可能因此失控而釀成大的車禍。即使在普通平路上，如后面有車緊隨等情況下急剎車，可能會使多輛車卷入車禍，這可能比單純爆胎引起的麻煩還大得多，因為一些熟練的駕駛員可以在運(yùn)行過程中快速處理好爆胎的突發(fā)情況，而帶TPMS的系統(tǒng)自動進(jìn)行急剎車使得駕駛員失去操作控制車子的能力。即使是慢剎車，由于車輪壓力不一致， 滾動半徑不一致而會產(chǎn)生制動力不一致從而可能導(dǎo)致車輛失控。本發(fā)明采用TPMS的信號對剎車系統(tǒng)進(jìn)行更高一層次的控制而不是簡單地剎車來避免造成更大的車禍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是防止車子在運(yùn)行過程中突然爆胎情況下車子失控或緊急剎車而造成車禍。本發(fā)明的技術(shù)方案是，本發(fā)明通過直接或間接方式檢測輪胎內(nèi)壓力，并將輪胎壓力大小通過無線或電磁感應(yīng)傳遞至接受器，接受器將輪胎的壓力狀況傳給制動力分配控制系統(tǒng)控制器，制動力分配控制系統(tǒng)控制器對各個輪胎的壓力情況進(jìn)行分析，區(qū)別不同狀況進(jìn)行處理，對有非正常壓力的輪胎采取必要的安全防范措施，防止車輛在行駛中出現(xiàn)意外事故。本發(fā)明帶胎壓監(jiān)測的主動制動力分配控制系統(tǒng)包括輪胎壓力傳感器、無線接受器、帶胎壓監(jiān)測的主動制動力分配控制系統(tǒng)控制器、剎車壓力調(diào)節(jié)器、多路胎壓信號翻譯模塊、多路剎車壓力控制模塊等。帶胎壓監(jiān)測的主動制動力分配控制系統(tǒng)控制器由一塊編制有控制程序的控制芯片構(gòu)成，或由發(fā)動機(jī)控制器(ECU)擴(kuò)充功能進(jìn)行控制。多路胎壓信號翻譯模塊、多路剎車壓力控制模塊設(shè)置發(fā)動機(jī)控制器(ECU)中；輪胎壓力傳感器置于每個輪胎內(nèi)；無線接受器置于所述帶胎壓監(jiān)測的主動制動力分配控制系統(tǒng)控制器內(nèi)。
本發(fā)明帶胎壓監(jiān)測的主動制動力分配控制方法為，輪胎壓力傳感器將檢測到的輪胎壓力傳至無線接受器，無線接受器將胎壓信號送帶胎壓監(jiān)測的主動制動力分配控制系統(tǒng)控制器，由所述控制器對各個輪胎的壓力情況進(jìn)行分析，區(qū)別不同狀況進(jìn)行處理，如屬欠壓或過壓則通過顯示器或語音裝置通知駕駛員糾正；如屬爆胎，主動制動力分配控制系統(tǒng)控制器則點(diǎn)亮緊急尾燈，并通過多路剎車壓力控制模塊按所需總制動力分配，分別控制車上剎車系統(tǒng)的剎車壓力調(diào)節(jié)器將所有車輪的制動力調(diào)節(jié)到最佳值，使車輛繼續(xù)按駕駛員指引的方向前進(jìn)，同時和發(fā)動機(jī)控制器(ECU)進(jìn)行通訊，要求降低輸出扭矩，使車輛緩慢減速至停車，以便修理。所述控制車上剎車系統(tǒng)的剎車壓力調(diào)節(jié)器，根據(jù)車子本身的動力源決定采用液壓調(diào)節(jié)器或氣壓調(diào)節(jié)器。剎車壓力調(diào)節(jié)器采用PWM占空比或線性閥來實現(xiàn)壓力調(diào)節(jié)，將所有車輪的制動力調(diào)節(jié)到最佳值。圖1是帶直接胎壓傳感器監(jiān)測的主動制動力分配控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，圖2是帶胎壓監(jiān)測的主動制動力分配控制系統(tǒng)的控制框圖。本發(fā)明采用直接式壓力傳感器100來檢查每個輪胎的壓力，輪胎的壓力大小通過傳感器本身帶的無線發(fā)射器傳達(dá)到無線接受器200。接受器200將收到的信號進(jìn)行處理，確定各個輪胎是否正常、或欠壓、或過壓、或爆胎。本發(fā)明還可采用間接式胎壓探測的辦法來計算輪胎的壓力。無論用何種方法探測輪胎壓力，帶胎壓監(jiān)測的主動制動力分配控制系統(tǒng)控制器必須對探測到的各個輪胎壓力進(jìn)行分析，如只是欠壓或過壓則通過顯示器300或語音裝置400通知駕駛員糾正；如相當(dāng)嚴(yán)重，則限制車速以防引發(fā)更大的問題；如果是爆胎， 主動制動力分配控制系統(tǒng)控制器500則點(diǎn)亮緊急尾燈，并分別控制車上剎車系統(tǒng)的壓力調(diào)節(jié)器600將所有輪子的制動力調(diào)節(jié)到最佳值，即自動對各個輪子上的制動力進(jìn)行合理分配使車子繼續(xù)按駕駛員指引的方向前進(jìn)，同時和發(fā)動機(jī)控制器(ECU) 800進(jìn)行通訊，要求降低輸出扭矩，使車子緩慢減速或停車。各個輪子的制動力之和等于整車的制動力 P = P+ ρ + F , + F
11 fl 1 fr 1 rl 1 rr
整車總制動力的大小決定于車速和車子重量。制動的主要目的不是讓車盡快停下了而是讓車穩(wěn)定前進(jìn)慢慢停下來以免車禍?？刂破鲗⒖傊苿恿侠矸峙涞礁鱾€輪子。各個輪子的制動力的大小分配主要決定于車子前進(jìn)方向α和駕駛員操縱方向β之差以及各個輪胎本身壓力Pxx的大小
Fxx= kxxl* ( α-β )+ kxx2*Pxx
其中kxxl和kxx2中分別為4個輪子的相關(guān)性系數(shù)，系數(shù)的大小取決于損壞輪子的位置而不是固定的。這和傳統(tǒng)剎車系統(tǒng)根據(jù)車子前后輪動態(tài)載荷不同分配前后制動力大小來滿足最短剎車距離的EBD系統(tǒng)不同。為簡化系統(tǒng)，接受器200通常被置于主動制動力分配控制系統(tǒng)控制器500之內(nèi)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較的有益效果是，本發(fā)明系統(tǒng)采用直接式或間接式胎壓監(jiān)測，除對輪胎欠壓或過壓情況進(jìn)行警告外，并主動采取安全措施防止由于某輪胎壓力不正常而給輪胎帶來的破壞和避免增加油耗和排放，更為重要的是本發(fā)明對車輛進(jìn)行主動制動并根據(jù)所損輪胎的位置不同分別控制所有輪胎的剎車壓力以保證車輛穩(wěn)定運(yùn)行、緩慢減速而避免了駕駛員由于驚慌而急剎車或有些胎壓監(jiān)控系統(tǒng)采用急剎車的方法而帶來的車輛失控，如甩尾、旋轉(zhuǎn)、傾覆等危險。因為在許多條件下，比如在下坡道上、在彎道上、在冰雪等低附著力的路面上，急剎車是非常危險的，即使是慢剎車，由于車輪壓力不一致，滾動半徑不一致而會產(chǎn)生制動力不一致進(jìn)而導(dǎo)致車輛失控。本發(fā)明通過對各個輪子的制動力進(jìn)行合理分配和自動控制能較好地解決這一問題。本發(fā)明適用于各類汽車。


圖1是液壓源帶直接胎壓傳感器的監(jiān)測的主動制動力分配控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，氣壓源的相類似；
圖2是帶胎壓監(jiān)測的主動制動力分配控制系統(tǒng)的控制框圖中100是裝在輪胎上的帶發(fā)射裝置的壓力傳感器；200是輪胎的壓力無線接受器； 300是顯示器；400是語音裝置；500是帶胎壓監(jiān)測的主動制動力分配控制系統(tǒng)控制器；510 為多路胎壓信號翻譯模塊；520是多路剎車壓力控制模塊；600是剎車壓力調(diào)節(jié)器；700是剎車液壓缸；800是發(fā)動機(jī)控制器。
具體實施例方式實施例1
本實施例為直接測量輪胎壓力的主動制動力分配控制系統(tǒng)實施方案。本實施例實施步驟為
第一步是準(zhǔn)確探測到所有輪胎內(nèi)的空氣壓力，本實施例采用直接測量法測量輪胎胎壓，輪胎壓力傳感器的精度可達(dá)0.01巴。使用帶發(fā)射裝置的壓力傳感器100將各個輪胎的壓力通過無線電發(fā)射給接收器200，接收器將輪胎壓力都交由主動制動力分配控制系統(tǒng)控制器500進(jìn)行處理；
第二步是主動制動力分配控制系統(tǒng)控制器500對探測出來的壓力值進(jìn)行分析，根據(jù)預(yù)先給予的正常壓力值進(jìn)行比較，確定每一個輪胎的壓力是否正常；
第三步是主動制動力分配控制系統(tǒng)控制器500對有不正常壓力的輪胎采取必要的安全措施。不同壓力不正常問題必須采用不同的安全措施。安全措施不限于視覺警告、聽覺警告、發(fā)動機(jī)降低輸出扭矩、汽車減速，還包括車輛本身主動控制和調(diào)節(jié)所有輪胎的制動壓力等。如屬輪胎欠壓或過壓則通過顯示器300或語音裝置400通知駕駛員糾正；
如屬爆胎時，即使駕駛員尚未反應(yīng)過來而未及時剎車，本發(fā)明立即主動進(jìn)行控制剎車; 這種控制剎車不是對所有輪胎采用同樣的剎車制動力或突然緊急剎車，而是對所有輪子的剎車壓力進(jìn)行主動自動控制，保證使車子仍然在駕駛員對車子運(yùn)行方向的掌控之中。為了防止車子甩尾、過轉(zhuǎn)彎、欠轉(zhuǎn)彎、傾覆等車子失控的情況發(fā)生，各個輪子上的制動力必須進(jìn)行精密控制，最好是進(jìn)行壓力和轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制。出問題的輪胎位置不同，各個輪胎的制動力也要不同以保證車身的穩(wěn)定。即使駕駛員由于驚慌而急剎車，控制系統(tǒng)仍控制所有輪胎的制動壓力而使車輛穩(wěn)定運(yùn)行。剎車的不同壓力是通過控制剎車系統(tǒng)的壓力調(diào)節(jié)器來進(jìn)行。按壓力傳遞的介質(zhì)來分，壓力調(diào)節(jié)器有液壓和氣壓兩種，這由車子本身擁有的壓力源來決定，有液壓源的用液壓調(diào)節(jié)器，有氣源的用氣壓調(diào)節(jié)器；按閥門的控制方式來分，壓力調(diào)節(jié)器內(nèi)有開關(guān)式閥門和線性閥門兩大種，開關(guān)式閥門采用調(diào)節(jié)PWM的占空比來實現(xiàn)，但反應(yīng)較慢；線性閥反應(yīng)較快， 控制精度較高，因而效果較好。對于使用液壓源系統(tǒng)，圖1中700是液壓缸，如果是氣壓源系統(tǒng)，則圖1中700是氣壓缸。實施例2
本實施例為間接測量輪胎壓力的主動制動力分配控制系統(tǒng)實施方案。第一步是本實施例采用間接測量法測量輪胎胎壓，在間接測量法中，通過測量輪胎轉(zhuǎn)速、車身底盤距地面的高度或輪胎溫度等估算輪胎內(nèi)的壓力，主動制動力分配控制系統(tǒng)控制器500根據(jù)輪胎內(nèi)壓力的估算值進(jìn)行處理；
第二步是主動制動力分配控制系統(tǒng)控制器500對探測出來的壓力值進(jìn)行分析，根據(jù)預(yù)先給予的正常壓力值進(jìn)行比較，確定每一個輪胎的壓力是否正常；
第三步是主動制動力分配控制系統(tǒng)控制器500對有不正常壓力的輪胎采取必要的安全措施。不同壓力不正常問題必須采用不同的安全措施。安全措施不限于視覺警告、聽覺警告、發(fā)動機(jī)降低輸出扭矩、汽車減速，還包括車輛本身主動控制剎車、控制和調(diào)節(jié)所有輪胎的制動壓力等。如屬輪胎欠壓或過壓則通過顯示器300或語音裝置400通知駕駛員糾正；
如屬爆胎時，駕駛員并不一定及時剎車，而本發(fā)明則會主動進(jìn)行控制剎車，這種控制剎車不是對所有輪胎采用同樣的剎車制動力或突然緊急剎車，而是對所有輪子的剎車壓力進(jìn)行主動自動控制，保證使車子仍然在駕駛員對車子運(yùn)行方向的掌控之中。為了防止車子甩尾、過轉(zhuǎn)彎、欠轉(zhuǎn)彎、傾覆等車子失控的情況發(fā)生，各個輪子上的剎車壓力必須進(jìn)行精密控制，最好是進(jìn)行壓力和轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制。出問題的輪胎位置不同，各個輪胎的剎車壓力也要不同以保證車身的穩(wěn)定。即使駕駛員由于驚慌而急剎車，控制系統(tǒng)仍控制所有輪胎的制動壓力而使車輛穩(wěn)定運(yùn)行。
權(quán)利要求
1.一種帶胎壓監(jiān)測的主動制動力分配控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括輪胎壓力傳感器、無線接受器和剎車壓力調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述系統(tǒng)設(shè)置了帶胎壓監(jiān)測的主動制動力分配控制系統(tǒng)控制器、多路胎壓信號翻譯模塊和多路剎車壓力控制模塊；帶胎壓監(jiān)測的主動制動力分配控制系統(tǒng)控制器由一塊編制有控制程序的控制芯片構(gòu)成，或由發(fā)動機(jī)控制器(ECU) 擴(kuò)充功能承擔(dān)；多路胎壓信號翻譯模塊、多路剎車壓力控制模塊設(shè)置發(fā)動機(jī)控制器(ECU) 中；所述系統(tǒng)中輪胎壓力傳感器將檢測到的輪胎壓力傳至無線接受器，無線接受器將胎壓信號送帶胎壓監(jiān)測的主動制動力分配控制系統(tǒng)控制器，由所述控制器對各個輪胎的壓力情況進(jìn)行分析、處理，并通過多路剎車壓力控制模塊按所需總制動力分配，分別控制車上剎車系統(tǒng)的剎車壓力調(diào)節(jié)器將所有車輪的制動力調(diào)節(jié)到最佳值，使車輛繼續(xù)前進(jìn)，同時和發(fā)動機(jī)控制器(ECU)進(jìn)行通訊，要求降低輸出扭矩，使車輛緩慢減速或停車。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶胎壓監(jiān)測的主動制動力分配控制系統(tǒng)，其特征是，所述輪胎壓力傳感器置于每個輪胎內(nèi)；無線接受器置于所述帶胎壓監(jiān)測的主動制動力分配控制系統(tǒng)控制器內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶胎壓監(jiān)測的主動制動力分配控制系統(tǒng)，其特征是，所述控制車上剎車系統(tǒng)的剎車壓力調(diào)節(jié)器，根據(jù)車子本身的動力源決定采用液壓調(diào)節(jié)器或氣壓調(diào)節(jié)器。
4.一種帶胎壓監(jiān)測的主動制動力分配控制方法，其特征在于，所述控制方法為，所述輪胎壓力傳感器將檢測到的輪胎壓力傳至無線接受器，無線接受器將胎壓信號送帶胎壓監(jiān)測的主動制動力分配控制系統(tǒng)控制器，由所述控制器對各個輪胎的壓力情況進(jìn)行分析，區(qū)別不同狀況進(jìn)行處理，如屬欠壓或過壓則通過顯示器或語音裝置通知駕駛員糾正；如屬爆胎， 主動制動力分配控制系統(tǒng)控制器則點(diǎn)亮緊急尾燈，并通過多路剎車壓力控制模塊按所需總制動力分配，分別控制車上剎車系統(tǒng)的剎車壓力調(diào)節(jié)器將所有車輪的制動力調(diào)節(jié)到最佳值，使車輛繼續(xù)前進(jìn)，同時和發(fā)動機(jī)控制器(ECU)進(jìn)行通訊，要求降低輸出扭矩，使車輛緩慢減速或停車。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的帶胎壓監(jiān)測的主動制動力分配控制方法，其特征在于，所述檢測輪胎內(nèi)壓力可通過輪胎壓力傳感器直接檢測，也可通過間接方式檢測獲得，所述間接方式包括通過檢測輪胎轉(zhuǎn)速、底盤距地面的高度或輪胎溫度估算胎壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的帶胎壓監(jiān)測的主動制動力分配控制方法，其特征在于，所述剎車壓力調(diào)節(jié)器采用PWM占空比或線性閥來實現(xiàn)壓力調(diào)節(jié)，將所有車輪的制動力調(diào)節(jié)到最佳值。
全文摘要
帶胎壓監(jiān)測的主動制動力分配控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括輪胎壓力傳感器(100)、無線接受器(200)、帶胎壓監(jiān)測的主動制動力分配控制系統(tǒng)控制器(500)、剎車壓力調(diào)節(jié)器(600)、多路剎車壓力控制模塊。所述輪胎壓力傳感器將檢測到的輪胎壓力傳至無線接受器，再由接受器將胎壓信號送至制動力分配控制系統(tǒng)控制器，所述控制器對各個輪胎的壓力情況進(jìn)行分析，區(qū)別不同狀況進(jìn)行處理，并通過多路剎車壓力控制模塊分別控制剎車壓力調(diào)節(jié)器按所需總制動力分配將所有車輪的制動力調(diào)節(jié)到最佳值，使車輛繼續(xù)穩(wěn)定前進(jìn)和緩慢減速，同時和發(fā)動機(jī)控制器(800)進(jìn)行通訊，要求降低輸出扭矩，使車輛緩慢減速或停車。本發(fā)明適用各類汽車。
文檔編號B60C23/02GK102390227SQ20111025254
公開日2012年3月28日 申請日期2011年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月30日
發(fā)明者劉貽樟 申請人:廣東戈蘭瑪汽車系統(tǒng)有限公司