三轮车电子稳定系统技术方案

本发明专利技术提供一种具有电子车辆稳定系统的三轮车和一种用于稳定三轮车的方法。该三轮车的特征在于侧向隔开的左前轮和右前轮以及单个居中后轮每个车轮都具有轮胎接地面积，所述轮胎接地面积共同限定轮胎接地面积的三角形图案，该三角形图案限定左倾翻轴线和右倾翻轴线。该电子车辆稳定系统适于根据所接收的来自传感器的输入计算该车辆的动态并输出信号给该制动系统，以在该计算出的车辆动态超出指示倾翻预示条件的预定阈值时产生绕该左倾翻轴线和该右倾翻轴线之一的特定力矩。本发明专利技术还提供一种设置有横摆传感器的三轮车，以提高提供给该电子车辆稳定系统的横摆测量值的准确性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有稳定控制系统，特别是涉及提高车辆驾驶稳定性的 电子稳定控制系统的车辆。具体而言，本专利技术涉及具有稳定控制系统的 三轮车。
技术介绍
机动三轮摩托车在现有技术中已为人熟知。已公知的有两种不同构 造的三轮车。第一种构造在车辆前部具有两个车轮并在车辆后部具有一 个车轮。第二种构造在前部具有一个车轮并在后部具有两个车轮。且不论三轮车的具体构造，所属领域的技术人员公认三轮车本质上 稳定性不如诸如汽车的四轮车。这种不稳定性由数种因素造成。对于相 当的轴距、轮距及重心(CG)位置来说，三轮车的倾翻轴线比四轮车 的倾翻轴线更靠近CG，从而缩窄三轮车的稳定包络线。然而， 一开始就应当指出的是，三轮车相对于四轮车的固有的不稳 定性不应该理解为三轮车不能保持稳定。相反，如所属领域的技术人员 会理解的，用于三轮车的某些设计本质上是非常稳定的并且甚至能够优于某些四轮车，诸如具有窄轮距和高重心的四轮车。影响车辆稳定性的另一因素是车辆的重心高度。车辆重心高度测量 为车辆静止时距离地面的距离。当驾驶员在车上时，重心位置基于驾驶 员的位置以及所设置的座位装置的类型变化。跨座型车辆的驾驶员位于离地面较高的位置，因而其重心位置通常 高于具有斜躺式座椅的车辆，具有斜躺式座椅的车辆可能更稳定，但是 由于驾驶员不能位于发动机上方，所以需要附加的空间，并且可能具有 不同的重量分布。斜躺型座椅包括常见于四轮车中的座椅类型凹背摺椅 等。斜躺座椅构造中的两个驾驶员通常并排分布。虽然跨座可能不利地升高车辆重心，但是它们也提供斜躺座椅所不 具有的优点。具体而言，跨座使得驾驶位置更紧凑，并由于司机的位置 较高而使视野变得开阔，还允许驾驶员倾斜弯曲以改善操作。跨座还使 道路上的其他人能够更清楚地看到司机。如果需要，跨座还可以在驾驶 座后面提供用于第二个乘座的空间。双座跨座式车辆的优点在于，不论车上有一个还是多个驾驶员，车 辆重心总是沿车辆的纵向中心线对称定位。相反，在轻重量斜卧式三轮 车上，只有一个司机时的车辆重心与有两个驾驶员时的车辆重心不在同 一位置。当具有斜卧式座椅的三轮车上只有一个司机时，其重心将在朝 向司机侧的方向上偏离该车辆的纵向中心线。如所属领域的技术人员所 理解的，这种偏离将影响斜卧式座椅车辆的操作性能。其他影响稳定性的因素包括轮胎之间的距离。在车辆上，轴距指前 车轴与后车轴之间的距离。另一方面，轮距指同一车轴上的两个轮胎之间的距离；在三轮车的特定情况下，轮距指同一车轴的两个轮胎之间的 距离。轮胎之间的较大的距离(不论是轴距还是轮距)能够提高车辆的 稳定性，但是会使车辆的整体长度和宽度变大，从而使车辆会因尺寸增 大而不容易操作。在任何车辆设计中，具体而言，在三轮车构造中，转弯稳定性是主 要考虑因素。在转过曲线时，车辆受到离心力作用，这一点是车辆设计 领域的普通技术人员很容易理解的。通常，重心较高的车辆在离心力作 用下比重心较低的车辆的倾翻阈值低。因为相对于典型的四轮车构造而言，三轮车的左倾翻轴线和右倾翻 轴线离车辆重心更近，所以三轮车的稳定性问题引起特别关注。车辆的 倾翻轴线定义为由前轮胎接地面积和后轮胎接地面积在重心一侧形成 的轴线，在极端情况下，车辆可能绕该轴线倾翻。三轮车通常比大小相 同的四轮车的质量更小，因此更容易受到装栽情况，尤其是司机、乘客 和货物重量变化的影响。而且，如果采用跨座，车辆重心比斜卧式三轮 车高。因为车辆重心相对倾翻轴线越高，车辆倾翻时所需的侧向力便越 小，所以相对较高的重心缩窄了所有车辆的倾翻稳定包络线。车辆重心 相对于其倾翻轴线的高度和车辆轮胎的摩擦系数决定使车辆倾翻所需 的最小侧向力，因此它们用来部分地确定车辆的倾翻稳定包络线的较低 极限。为了配置用于公路用途的三轮车，必须采用公路型轮胎。在高速行 驶或急转弯时，在路面上产生的离心力可能超过公路型轮胎与公路的附 着力阈值，这会导致一个或多个轮胎沿路面滑行，但能够防止潜在的倾 翻。在某些情况下该滑动可能导致车辆转向过度或转向不足。如所属领域的技术人员能够理解的，当代公路型轮胎能够提供相当 大的路面附着力。实际上当代公路型轮胎的附着力非常强，以至于当车辆轮胎与路面保持完全附着(full traction )而非滑动时，诸如跨座式车 辆之类的具有高重心的车辆可能受到会导致该车辆超过其倾翻阁值的 力的作用。倾翻阈值是车辆倾翻稳定包络线的极限，达到该极限时一个 或多个车辆轮胎离开路面。例如，如果在转弯操作中超过倾翻阈值，则 曲线内侧的一个或多个车轮会离开公路表面。在这种情况下，如果跨座 式车辆的驾驶员继续给车辆施加侧向加速度，可能会使车辆倾翻。如果 轮胎突然恢复与路面的附着力或撞到侧边的障碍物，则在严重转向过度 的情况下也可能发生倾翻。因而，开发电子稳定系统(ESS)以提高四 轮车的稳定性。电子稳定系统(ESS)或车辆稳定系统(VSS)被i殳计用来对机动 车辆上的不同系统进行电子管理以影响并控制车辆的行动。ESS能够同 时管理大量参数。这提供了没有配置ESS的车辆所不具有的优点，因为 司机仅能够同时管理有限的参数。典型的ESS从车辆获得若千输入并将 不同的输出施加到该车辆以影响车辆的行动。输入示例包括转向管柱旋 度、车辆的纵向加速度和横向加速度、发动机速度和扭矩输出、对于是否有驾驶员或乘客的检测、四个车轮的转速以及制动管路的油压。传统ESS使用来自所有四个车轮的输入。 一些低成本系统使用的输入减少， 但是这不能得到理想的车辆行动。还能够将来自悬架位移以及制动器与 油门踏板位移的输入提供给ESS。来自ESS的输出通常通过独立管理每个车轮上的制动器、悬架、以 及发动机的动力输出来影响机动车的行为，以便在某些情况下提高机动 车的稳定性。如所属领域的技术人员能够理解的，可以通过多种方式改变悬架行 为。例如，可通过机械方式或电子方式改变一个或多个减振器中的内部 阀装置。或者，可调整弹簧预载。另外，可通过将磁流变流体置于磁场 中来调整减振器中的流体粘度。用于四轮车的动态控制系统通常通过控制车辆各轮的制动效果来 控制车辆的横摆。横摆控制系统将基于方向盘转角的期望车辆方向与侧 向加速度进行比较。尤其通过控制每个车轮上的制动量来维持期望的行 驶方向。然而，这种控制不直接解决车辆倾翻问题，如上所述，倾翻是 高重心车辆的一个问题。其通过防止转向过度及侧滑并在快速操作过程 中略微减速，间接解决倾翻问题，从而减小倾翻和倾翻的危险。用于四 轮车的动态控制系统通过校正车辆的某些增加倾翻可能性的动态条件 使倾翻倾向最小化。在转弯操作中，轮胎相对于地面旋转一定角度，从而在轮胎组件和路面之间形成侧向导向力(转弯方向应力)。该角度称为侧偏角。在侧向加速度增加的情况下，当前端的侧偏角比后侧偏角增加得更快时，这 时车辆转向不足。后侧偏较大时称为转向过度。任何车辆转弯都会在车辆上形成离心力。如果离心力超过车辆前轮 组件或后轮组件上产生的侧向导向力，则不再能保持该车辆的导引方 向，从而使得该车辆转向不足或转向过度，并因而处于不稳定状况。如 果车辆在稳定状况下行驶过快，当转弯并进入转向不足或转向过度的不 稳定状况时，车辆必须减速和/或恢复其稳定性条件。设计电子稳定系 统以给不同车轮施加分级本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三轮车，包括：车架，其具有前部和后部；发动机，其由所述车架支撑；左前轮和右前轮，每个轮借助悬架连接到所述车架的所述前部；后悬架，其连接到所述车架的所述后部；单个居中后轮，其连接到所述后悬架；所述车 轮中至少一个操作地连接到所述发动机；每个所述车轮具有带接地面积的轮胎，每个轮胎接地面积具有中心；连接所述轮胎接地面积中心的线条限定一个三角形；连接所述左前轮接地面积中心和所述单个居中后轮接地面积中心的第一线条限定左倾翻轴线；连接所述 右前轮接地面积中心和所述单个居中后轮接地面积中心的第二线条限定右倾翻轴线；跨座，其设置在所述车架的所述上部上；制动系统，其操作性地连接到每个车轮；转向组件，其由所述车架支撑并操作性地连接到所述左前轮和所述右前轮； 速度传感器、侧向加速度传感器、转向角传感器、以及横摆传感器，其都安装在所述车辆上；电子车辆稳定系统，其电子联接到所述速度传感器、所述侧向加速度传感器、所述转向角传感器以及所述横摆传感器，并操作性地连接到所述制动系统；所述电子车辆 稳定系统包括存储器和处理器，适于根据所接收的来自所述传感器的输入计算至少一个指示所述车辆状态的值并输出信号给所述制动系统，以在所述计算出的至少一个指示所述车辆状态的值超过一个阈值时，使所述制动系统作用而产生绕所述左倾翻轴线和所述右倾翻轴线之一的特定力矩，其中该阈值表示绕所述左倾翻轴线和所述右倾翻轴线之一倾翻的预示条件。...

【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：丹尼尔默西埃，罗兰德约纳施，
申请(专利权)人：庞巴迪动力产品公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]