CN100393561C - 混合动力车辆防滑设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种能够随时精确地防止车辆打滑的混合动力车辆防滑装置，包括多个通过不同机构增加其与路面摩擦阻力的装置，所述机构具有第一防滑装置(1)和第二防滑装置(4)，第一防滑装置(1)用来在轮胎和路面之间喷洒防滑材料，第二防滑装置(4)用来通过气缸(2)将制动板(3)压靠在路面上，其中这些防滑装置(1)和(4)由控制器(6)根据电视摄像机(5)拍摄的路面状态来选择性地操作，由此即使这些装置中的一个失效，另一个装置也能作这一个的备用装置，并且能根据路面状态选择性地操作更有效类型的防滑装置。

Description

混合动力车辆防滑设备
技术领域
本发明涉及一种用来避免车辆碰撞和打滑的车辆止滑设备。
背景技术
当车辆行驶于结冰道路、湿滑铺砌道路或有砂的干燥铺砌道路上时，它们的轮胎对这种路面的抓地能力有降低的趋势，以致轮胎容易打滑。因而，在这种路面上，即使以全力致动传统的制动系统来制动车轮，车辆也将在其完全停止之前行驶很长的距离。不管其行驶速度如何，这都增加了车辆碰撞到障碍物的可能性。
在这种低摩擦路面上，几个单独车轮通常不同程度地打滑，因而使车辆的行驶状态不稳定。在最坏的情况下，车辆可能偏离预期车道，导致事故发生。今天，各种设备可用来确保车辆的稳定行驶，例如防抱死制动系统(ABS)，其检测几个单独车轮的打滑程度，单独控制各个车轮的制动力，以及车辆稳定性控制(VSC)系统，其基于从横摆率传感器和横向加速度传感器供给的信息检测车辆的转向趋势，并控制发动机输出和几个单独车轮的制动力。然而，为了使这些设备充分地展现出其预期功能，必需至少保持一些轮胎的抓地力。
为了防止在低摩擦路面上的车辆事故，例如撞车，除了传统的制动系统之外，还建议在车辆上安装止滑装置，以通过增大车辆相对于路面的摩擦阻力来防止车辆打滑。这种止滑装置包括在单个轮胎和路面之间喷洒例如砂或冰粒等防滑材料的装置(如日本专利4-38204、7-309101和8-25905中披露的)，将液体粘合剂应用于轮胎表面上、然后将防滑材料喷洒到轮胎上以使其粘在轮胎表面上的装置(日本专利63-2706)，对轮胎吹冷空气以防止轮胎融化结冰路面的装置(日本专利50-100703)，包括适合于压靠在路面上的制动板或带齿制动环的装置(日本专利49-2228、54-122528、8-40222和8-156760)，和包括气囊的装置，该气囊可膨胀以便向外突出并压靠在路面上(日本专利6-286586)。
发明内容
仅仅一个这种传统的止滑装置安装在车辆上。因而，如果它失效，或如果诸如防滑材料或液体粘合剂等消耗性材料用完，而驾驶员没有意识到这个事实，则不可能防止车辆打滑。
上述止滑装置中的一些不能根据路面情况有效地防止车辆打滑。例如，散布诸如砂等止滑材料的那类止滑装置可以防止在结冰路面上打滑，但在干燥的铺砌道路上，它将增强而不是防止车轮打滑。但这类止滑装置具有其特有的优点，因为它能容易地恢复到其原始位置或状态，并能反复致动。
另一方面，包括制动板或适合于压靠在路面上的类似装置的那类止滑装置实际上在任何路面上都可以有效地工作，但其具有一个问题，即，在它致动之后，将它恢复到其原始状态是很麻烦的。
本发明的目的是提供一种止滑设备，其能在任何条件的路面上可靠地防止车辆打滑。
为了实现前述目前，本发明提供一种混合动力车辆止滑设备，包括：至少两个彼此不同的止滑装置，所述至少两个彼此不同的止滑装置包括第一止滑装置和第二止滑装置，所述第一止滑装置用来在轮胎和路面之间散布止滑材料或吹出气体；所述第二止滑装置包括制动板和用于将制动板压靠在路面上的气缸；用来检测路面条件的路面条件检测装置，和控制器，其中控制器根据由所述路面条件检测装置检测到的路面条件来选择和致动所述至少两个彼此不同的止滑装置中适当的一个。
另外，还涉及一种混合动力车辆止滑设备，包括：多个不同类型的用于使车辆减速的止滑装置，以通过增加相对于车辆正在其上行驶的路面的摩擦阻力，来防止车辆打滑；还包括用来检测路面条件的路面条件检测装置，其中所述多个不同类型的止滑装置中的一个被构造成根据由所述路面条件检测装置检测到的路面条件来得以选择和致动。
另外，根据本发明，提供了一种混合动力车辆止滑设备，其包括多个不同类型的止滑装置，以通过增加相对于车辆正在其上行驶的路面的摩擦阻力，来防止车辆打滑。
通过提供多个不同类型的止滑装置，即使它们中的一个失效或止滑装置之一中的防滑材料用完，另一个止滑装置也能作为备用装置起动，因而，总是能可靠地防止车辆打滑。
在最简单的布置中，当驾驶员按下选择开关时，选择并致动多个不同类型的止滑装置中的一种。另外，这种选择可以由控制器自动作出。在任一种情况下，都可以设定致动的优先次序。如果由控制器自动作出选择，则控制器可以编程以连续检查各个止滑装置是否正在正常工作，并监测消耗性材料的剩余量，以便在选择和致动止滑装置中的一种时考虑检查和监测的结果。
车辆止滑设备还可以包括用来检测路面条件的路面条件检测装置，其中多个不同类型的止滑装置中的一种被构造成根据由路面条件检测装置检测到的路面条件来选择和致动。通过这种布置，可以选择和致动止滑装置中最合适的一种。
路面条件检测装置可以是这样的类型，其中从几个单独车轮的滑移量的和与车辆加速度之间的关系，或从传输特性的频率响应，来间接推断路面条件，其中传输特性的频率响应来自路面对车轮速度的干扰，如日本专利7-112659和2002-120709中披露的。按照另一方案，也可以根据从检测设备获得的入射和反射光束、色调、温度等等来直接检测路面条件，这些检测设备使用激光束、电视摄像机或温度传感器。
根据本发明，即使多个不同类型的止滑装置中的一种失效或这些止滑装置中的一种的防滑材料用完，另一个止滑装置也可以作为备用装置致动，因而，总是能可靠地防止车辆打滑。
对于车辆止滑设备还包括用来检测路面条件的路面条件检测装置的结构，其中多个不同类型的止滑装置中的一种构造成根据由路面条件检测装置检测到的路面条件来选择和致动，可以选择和致动止滑装置中最合适的一种。
附图说明
图1是一车辆的示意图，在该车辆上安装有第一实施例的混合动力车辆止滑设备；
图2是图1的第一止滑装置的示意图；和
图3是用来致动图1的混合动力车止滑设备的算法的流程图。
具体实施方式
现在参考图1-3描述本发明的实施例。首先参考图1，混合动力车辆止滑设备包括：第一止滑装置1，用来将防滑材料吹进各个轮胎和路面之间以增加轮胎与路面之间的摩擦阻力；第二止滑装置4，其包括制动板3和用来将制动板3压靠在路面上的气缸2，从而增加车辆和路面之间的摩擦阻力；用来捕捉车辆A前方路面的图像的电视摄像机5；以及用来选择性地致动第一止滑装置1和第二止滑装置4的控制器6。
传感器输出信号从踏板力传感器9和减速度传感器10进入控制器6，踏板力传感器9用来检测施加到制动踏板8以起动制动系统(未示出)来制动各个车轮7的踏板力F，减速度传感器10用来检测车辆A的减速度α。控制器6将这样检测到的踏板力F和这样检测到的减速度α分别与阈值FT和αT进行比较，以确定是否需要致动止滑设备。如果确定需要，则控制器6基于根据电视摄像机5捕捉到的路面图像确定的路面条件，确定应该致动第一和第二止滑装置中的哪一个。
如图2中所示，第一止滑装置1各自包括蓄能器12、用来在蓄能器12中蓄积气压的泵11、用于止滑材料的容器15和设置在车轮7前方的喷嘴16。控制器6打开电磁阀13和14，通过电磁阀13和14以及管路17将蓄积在蓄能器12中的高压气体供给到容器15中，从而通过喷嘴16吹出容器15中的止滑材料。尽管未示出，但提供了多个这种第一止滑装置1，每个对应车轮7中的一个。
旁通管17a在电磁阀14和喷嘴16之间延伸，同时旁路管路17。如将在后面描述的，如果控制器6确定必需设法停止打滑，并由于检查电视摄像机5拍摄的图像而进一步确定路面是湿的，它就控制电磁阀13、14以使得通过喷嘴16仅仅吹出气体，以立即吹走车轮7前方的道路洼地中的任何水分。为了检查喷嘴16是否没有堵塞，从而检查第一止滑装置1是否正常起作用，也通过旁通管17a供给气体。
图3是流程图，表示用来选择性地起动混合动力车辆止滑设备的控制器6的算法。首先，控制器6将踏板力F和减速度α分别与阈值FT和αT进行比较(步骤1)，其中踏板力F和减速度α是从踏板力传感器9和减速度传感器10连续供给的，如果踏板力F大于阈值FT，并且减速度α小于阈值αT，这意味着由于车轮7中的至少一个正在打滑，所以尽管驾驶员正猛烈地压下制动踏板8，但车辆A没有被充分减速，控制器6就确定必需致动止滑设备(步骤2)。
然后，控制器6基于电视摄像机5捕捉的图像检查路面的条件(步骤3)，如果确定路面是结冰的或由雪覆盖，它就致动第一止滑装置1以散布防滑材料(步骤4)。如果确定路面是湿的，控制器6就致动第一止滑装置1以通过每个装置1的旁通管17a仅仅吹出气体(步骤5)。如果路面条件是另外的情况，它就致动第二止滑装置4(步骤6)。
上述实施例的止滑设备包括用来在轮胎和路面之间散布止滑材料的第一类止滑装置，和包括压靠在路面上的制动板的第二类止滑装置，但第一和第二类止滑装置中的一个或两者都可以用其它类型替换。当然，止滑设备可以包括三个或更多不同类型的止滑装置。
此外，可以提供选择开关，以便驾驶员能通过操作这个开关来选择止滑装置中的任一种。
在本实施例中，控制器6基于电视摄像机捕捉的路面图像来确定路面条件，但可代替的是，可以基于来自温度传感器或这样一种设备的信息来确定路面条件，其中温度传感器用来测量路面温度，所述设备用来将激光束发射到路面上，并根据从路面反射的激光束的亮度分布来检测路面条件。按照另一方案，可以从几个单独车轮的滑移量的和与车辆加速度之间的关系，或从传输特性的频率响应，来间接推断路面条件，其中传输特性的频率响应来自路面对车轮速度的干扰，如日本专利7-112659和2002-120709中披露的。
在本实施例中，当猛烈压下制动踏板并且车轮中的至少一个开始打滑时致动止滑设备，但如果车轮中的至少一个在车辆启动时打滑，或如果各车轮不同程度地打滑从而使车辆不稳定，也可以致动止滑设备。

Claims (4)

1.一种混合动力车辆止滑设备，包括：
至少两个彼此不同的止滑装置，所述至少两个彼此不同的止滑装置包括第一止滑装置和第二止滑装置，所述第一止滑装置用来在轮胎和路面之间散布止滑材料或吹出气体；所述第二止滑装置包括制动板和用于将制动板压靠在路面上的气缸；
用来检测路面条件的路面条件检测装置，和
控制器，其中控制器根据由所述路面条件检测装置检测到的路面条件来选择和致动所述至少两个彼此不同的止滑装置中适当的一个。
2.如权利要求1所述的混合动力车辆止滑设备，其中分别为每个车轮设置一个所述第一止滑装置。
3.如权利要求2所述的混合动力车辆止滑设备，其中每个第一止滑装置可通过两个方式被控制器致动，在第一方式下，第一止滑装置散布防滑材料，在第二方式下，第一止滑装置仅吹出空气；
如果确定路面是结冰的或由雪覆盖，控制器就以第一方式致动第一止滑装置以散布防滑材料；如果确定路面是湿的，控制器就以第二方式致动第一止滑装置以仅吹出气体；如果路面条件是另外的情况，控制器就致动第二止滑装置(4)。
4.如权利要求3所述的混合动力车辆止滑设备，其中每个第一止滑装置包括蓄能器，用来在蓄能器中蓄积气压的泵，用于止滑材料的容器，设置在车轮前方的喷嘴，连接在蓄能器与容器之间的管路，设置在管路上的第一电磁阀和设置在管路上、位于第一电磁阀和容器之间的第二电磁阀，以及设置在第二电磁阀和喷嘴之间的旁路管，控制器通过控制第一电磁阀和第二电磁阀来以第一方式或第二方式致动第一止滑装置。
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