CN201066322Y - 一种基于汽车联合制动系统的制动稳定性检测装置 - Google Patents

Abstract

一种基于汽车联合制动系统的制动稳定性检测装置，主要由方向盘转角传感器1、横摆角速度传感器2、侧向加速度传感器3、车速传感器4、手动开关5、电源6、控制器ECU7、报警器8和工作指示灯9组成。其中方向盘转角传感器1、横摆角速度传感器2、侧向加速度传感器3、车速传感器4、手动开关5产生的信号与控制器ECU7相连，作为输入信号，报警器8和工作指示灯9也与控制器ECU7相连，为该装置的输出信号。其特点为用汽车质心侧偏角两个变量联合判断汽车联合制动系统的制动稳定性。

Description

一种基于汽车联合制动系统的制动稳定性检测装置

技术领域

本实用新型属于汽车制动稳定性判断领域，具体涉及的是一种基于汽车联合制动系统的制动稳定性检测装置。

背景技术

随着现代汽车运行速度越来越快，汽车的制动负荷也越来越大，频繁或长时间的使用行车制动器，会出现摩擦片过热、制动效能热衰退等现象。为了减轻主制动器(摩擦制动器)的负荷，越来越多的商用车加装了辅助制动器。汽车的联合制动系统就是这种由主制动器和辅助制动器组成的制动系统。其中辅助制动器主要有液力缓速器、电涡流缓速器、发动机制动器、发动机排气制动和发动机制动等。

汽车的制动稳定性是指汽车在制动过程中维持直线或按预定弯道行驶的能力。制动稳定性不好的汽车可能出现制动跑偏和车轮侧滑甩尾的现象。汽车的制动跑偏多数是由于汽车的技术状况不正常造成的，经过维修和调整是可以消除的；而汽车制动时发生的侧滑现象除与汽车本身结构性能有关外，还与道路条件等其它因素有关。汽车高速行车制动出现后轮侧滑现象是最危险的情况，因为这时汽车常发生不规则的回转运动，使汽车部分地或完全地失去控制。因此随着现代汽车车速的提高，汽车制动时后轮的侧滑成为影响交通安全的重要因素。

由于辅助制动器的制动力矩作用在汽车的驱动轮上，改变了原来的制动力的分配，汽车的制动稳定性随之发生了变化，特别是在低附着系数的路面或弯道等复杂路况下行驶时会加剧稳定性变化。汽车发生失稳大多是在轮胎的非线性区，即随着侧偏角的增加轮胎产生的侧向力逐渐饱和。当前轴发生饱和时前轴就容易发生侧滑，使车辆偏离驾驶员的预期轨迹；当后轴发生饱和而侧滑时容易产生甩尾等更加危险工况。

一般认为汽车的横摆角速度和汽车的质心侧偏角是描述汽车运动状态的重要参数，它们从不同的侧面表征了汽车的稳定性。在汽车的质心侧偏角很小的情况下汽车的横摆角速度与方向盘转角的增益可以表征汽车的稳定性，但当汽车的质心侧偏角很大时同样的增益对汽车稳定性的表征就失去了意义。汽车在发生甩尾等急转的情况下汽车的横摆角速度就不能体现汽车的轨迹，也就不能表征汽车的稳定性。汽车发生稳定性问题时汽车的质心侧偏角往往都比较大。汽车的横摆角速度和质心侧偏角又是相互耦合的，目前的方法大多是单一依靠横摆角速度或质心侧偏角来判断汽车的稳定性，这显然不能很准确地判断汽车的稳定性。

发明内容

为了检测加装了辅助制动器以后的汽车联合制动系统的制动稳定性和单一依靠横摆角速度或质心侧偏角来判断汽车稳定性的不足，本实用新型提供了一种基于汽车联合制动系统的制动稳定性检测装置。

本实用新型采用如下技术方案：其由方向盘转角传感器1、横摆角速度传感器2、侧向加速度传感器3、车速传感器4、手动开关5、电源6、控制器ECU7、报警器8和工作指示灯9组成。采取手动开关用来启动和关闭此装置，为了显示此装置工作状态设置了工作指示灯。方向盘转角传感器1、横摆角速度传感器2、侧向加速度传感器3、车速传感器4、手动开关5产生的信号与控制器ECU7相连，作为输入信号，报警器8和工作指示灯9也与控制器ECU7相连，为该装置的输出信号。

判断汽车制动稳定性的方法如下：

汽车的质心侧偏角β用由侧向加速度a_y、车速u和横摆角速度

进行积分计算出来的汽车侧向速度v和汽车纵向速度进行估算。

$\mathrm{\β}=\arctan \left|\frac{v}{u}\right|$

当β满足如下不等式时

$|c_1\mathrm{\β}+c_2\stackrel{g}{\mathrm{\β}}|\≤1---\left(1\right)$

认为汽车的状态是稳定的，否则是不稳定的。

c₁、c₂-常数。

通过比较由横摆角速度传感器测量出来的横摆角速度

和由线性二自由度模型计算出来的名义横摆角速度

的差值

满足如下条件

认为汽车的状态是稳定的，否则是不稳定的。

a-常数。

附图说明

图1本实用新型的系统框图。

1-方向盘转角传感器2-横摆角速度传感器3-侧向加速度传感器

4-车速传感器  5-手动开关6-电源7-控制器ECU 8-报警器

9-工作指示灯

图2本实用新型的制动稳定性判断的程序流程图。

具体实施形式

如图1所示，控制器ECU7实时采集方向盘转角传感器1、横摆角速度传感器2、侧向加速度传感器3、车速传感器4的信号。经过控制器ECU7的分析和判断，再有报警器8作为输出。用输出信号1(高电平)表示报警器工作即汽车的状态不稳定；用输出信号0(低电平)表示报警器不工作即汽车的状态是稳定的。控制器ECU7分析的方法：先判断横摆角速度和名义横摆角速度的差值是不是在要求的范围内，如果不是，则认为汽车状态是不稳定的，报警器8工作；如果是，再判断汽车的质心的侧偏角是不是满足式(1)，如果满足，则认为汽车的状态是稳定的，报警器8不工作；否则认为汽车的状态是不稳定的，报警器8发出警报。

Claims (1)

1.一种基于汽车联合制动系统的制动稳定性检测装置，其特征在于设置方向盘转角传感器(1)、横摆角速度传感器(2)、侧向加速度传感器(3)、车速传感器(4)、手动开关(5)产生的信号与控制器ECU(7)相连，作为输入信号，报警器(8)和工作指示灯(9)也与控制器ECU(7)相连，作为该装置的输出信号。

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