基于防抱死制动系统的防倾翻系统技术方案

一种车辆所用的防倾翻系统包括防抱死制动系统和多个与相应车轮相关联的车轮端调制管。防抱死制动系统包括电子控制单元和用于确定车辆的侧向加速度的侧向加速度估算器。车轮端调制管引起相应的制动压力施加于相应的车轮上，其随车辆的侧向加速度和车轮与驱动表面之间的摩擦接触水平而变。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
和
技术介绍
本专利技术整体上涉及一种用于重型牵引车拖车组合的防倾翻系统。更具体而言，本专利技术将防倾翻算法引入防抱死制动系统(ABS)中。牵引车拖车组合车操作者的全部死亡事故的大约百分之五十五发生于倾翻事故中。如果在进入拐角时车辆操作者低估了车辆的速度，则可能容易发生倾翻。在车辆倾翻情况的初期，车辆的一个或更多个车轮离地。然而，直到操作者倒退过程并防止发生事故已经太迟(例如车辆实际上开始了倾翻)之前，操作者几乎觉察不到这种车轮抬起情况。影响转弯中的车辆的倾翻的主要因素有车辆速度、道路弯度、重心位置以及轮胎/道路抓着力。诸如由于运动的负载例如液体或家畜而造成的重心位置的变化和非线性行为之类的动态效应可能也是重要的因素。具有较高重心的车辆，例如长运输卡车和牵引车拖车组合，特别容易在以比较适中的速度转弯时发生倾翻。图1示出了作用于车辆10上从而引起倾翻的物理力。车辆具有重心(cg)，并且重心的高度(hcg)为点cg与地面之间的距离。在平稳地转弯的过程中，产生侧向加速度，并且车辆受到由于重力产生的向下力(mg)和由于侧向加速度产生的侧向力(maLAT)的影响。当车辆10静止或者沿直线行进时，作为车轮负载，向下力在每根轴处在车轮12、14之间基本上相等地分布，其等于法向力(FN1)(FN2)。然而，在转弯过程中，由于改变了每根轴处的车轮负载的力(ΔFN1)和(ΔFN2)的作用，侧向加速度就引起车轮12(例如内侧车轮)与车轮14(例如外侧车轮)之间的侧向不平衡。侧向不平衡力ΔFN取决于若干参数，例如抗扭刚度和曲线半径，其可近似为常数C。因此，侧向不平衡力ΔFN可根据以下等式计算ΔFN＝C*hcg*aLAT当侧向加速度增加时，侧向不平衡力就减小了作用于内侧车轮12上的向下车轮负载，并且增加了作用于外侧车轮14上的向下车轮负载。如果侧向加速度超过安全水平，则内侧车轮负载就减小至零并且车辆10倾翻。避免倾翻措施包括减小速度、减小侧向力分量以及改变车辆悬架参数例如减震器刚度或气囊充气情况。为了增强操作者安全性，制动系统制造商提供了防倾翻(ROP)系统。在常规型ROP系统中，通过监控侧向加速度来确定关于不稳定条件何时即将来临。如果需要，则自动地施加制动以便立即减小车辆速度——进而减小侧向加速度——从而改进车辆稳定性。ROP系统被分类为被动式(只是警告)系统或主动式(自动干预)系统。ROP系统从牵引车或拖车监控牵引车拖车组合车。只观察牵引车的系统具有实际上可与任何拖车相容的优点。然而，缺点在于难以从牵引车检测到即将发生的拖车的倾翻。举例来说，平板拖车具有挠性的框架。在这种情况中，在即将发生的倾翻之前，拖车的首先离开地面的车轮位于曲线的内侧(即内侧车轮)，而牵引车的首先离开地面的车轮位于曲线的外侧(即外侧车轮)。另一方面，箱式拖车具有刚性框架。在这种情况中，在即将发生的倾翻之前，拖车引起牵引车的从动轴的内侧车轮也首先离开地面。ROP系统发展的三个主要方向是i)基于牵引车的ROP；ii)基于拖车的ROP；以及iii)位置监控ROP。在下文中将对这些类型的ROP系统的每一种都进行更详细地讨论。在基于牵引车的ROP系统中，一个或多个传感器位于牵引车上，并且安装于牵引车上的传感器的输出被用来估算拖车的侧向加速度。如果所估算的侧向加速度超过预定水平，则向拖车施加试验制动压力。试验压力为通过牵引车的拖车制动控制配压阀自动地施加于拖车上的适中水平的制动力。ROP逻辑确定拖车的多个车轮之一是否没有与道路表面牢固接触。更具体而言，如果试验压力的施加锁定了拖车的车轮，则就通过ROP逻辑确定车轮很少或者没有与道路表面接触，因而启动拖车的ABS。安装于牵引车上的电流传感器测定安装于拖车上的车轮端调制管何时启动，其随由拖车所消耗的额外电力而变。在这种情况中，ROP系统触发牵引车拖车组合所用的自动制动应用程序。基于牵引车的方法具有若干缺点。举例来说，此类系统的反应时间比较慢，这是因为在拖车上建立空气压力时存在时滞。而且，基于牵引车的系统需要牵引车上的电流传感器来检测拖车的功率消耗、需要安装于牵引车上的电子制动系统(EBS)、以及安装于拖车上的ABS。此外，基于牵引车的ROP对于具有刚性框架的箱式拖车来说并非令人满意的解决方案，因为，如上所述，牵引车的从动轴在拖车的车轮离地之前已经在拖车作用下离地。因此，当ROP系统检测到拖车的车轮离地时，已经太迟以致不能防止倾翻事故。基于拖车的ROP的工作方式类似于基于牵引车的变型。一个或多个传感器位于拖车上。拖车的侧向加速度作为来自传感器的输出信号的函数而进行估算。如果所估算的拖车的侧向加速度超过预定水平，则向拖车的内侧车轮施加试验制动压力并且监控ABS活动。在车轮锁定的情况下，这标志着车轮离地并且即将发生倾翻，则由ROP系统启动完全拖车制动应用程序以便防止发生倾翻。如果存在与牵引车的适当数据链路，则也可以警告操作者。尽管基于拖车的ROP系统不需要与牵引车相互作用，但是此类系统在用于一些刚体半拖车时可能不会令人满意地运行，而且，可能需要额外的硬件来与拖车上的某些EBS相互作用。位置监控ROP利用滚速传感器来计算拖车的滚动角。来自这种传感器的数据与速度和侧向加速度组合用于显示速度或侧向加速度的任何进一步增加是否可能会导致倾翻。这种方法涉及此前已知的拖车特定结构/动态信息。通过集成了滚速传感器而得到的关于准确垂直位置的知识至关重要。一旦检测到即将发生倾翻情况，则ROP系统就启动拖车上的制动应用程序或者其它适当的反控步骤(例如，改变拖车悬架的特征以便禁止倾翻)。位置监控ROP的一个优点在于其不需要为检测执行任何自动制动应用程序(即，不用施加试验制动压力)。然而，此类系统也需要额外的硬件来与拖车EBS相关联以便产生自动拖车制动应用程序。由于ABS仅仅为在常规型机械制动系统上的改进，因此ABS不提供ROP能力。因此，所有上述这三种常规型ROP都必须寄于EBS，EBS也被称作“线式制动”系统。“线式制动”系统(例如EBS)利用电子信号来控制制动。更具体而言，一旦制动踏板被压下时，使用电子信号来代替流体(例如空气)信号来启动制动操作。图2构成了装备有常规型EBS的车辆16的俯视图。车辆16包括以下部件EBS电子控制单元(ECU)18、制动踏板位置传感器20、负载传感器22、侧向加速度传感器24、车轮速度传感器26以及压力控制模块28。车轮速度传感器26、压力控制模块28和主制动器腔室30安装于车轮32上。应当理解，尽管图2中参看的只是单个车轮速度传感器26、压力控制模块28、主制动器腔室30和车轮32，但相应的部件安装于多个车轮中的每一个上。压力控制模块28能够连续地从零(0)磅每平方英寸(psi)到最大制动压力变动，其位于空气供给容器34与主制动器腔室30之间。压力控制模块28将空气馈送至主制动器腔室30并且根据控制输入精确地控制压力。EBS ECU 18与制动踏板位置传感器20、负载传感器22、加速度传感器24、车轮速度传感器26以及压力控制模块28通讯。EBSECU18从制动踏板位置传感器20、车轮速度传感器26、负载传感器22和侧向加速度传感器24接收输入信号。EBS利用压力控制模块28以电子方式控制施加于车本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车辆所用的防倾翻系统，包括：防抱死制动系统，包括电子控制单元和多个与相应车轮相关联的车轮端调制管；以及侧向加速度估算器，用于确定车辆的侧向加速度，车轮端调制管引起相应的制动压力施加于相应的车轮上，其随车辆的侧向加速度和车 轮与驱动表面之间的摩擦接触水平而变。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：G霍勒，
申请(专利权)人：奔迪士商业运输系统公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]