CN102556044A - 一种车辆快速泄气平稳制动方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆快速泄气平稳制动方法及系统，用于在车辆轮胎发生快速泄气时对车辆进行平稳降速。本发明方法包括：启动发动机制动，使得发动机对车辆做负功，以平缓降低车速；调整车辆悬架，使得车辆保持平稳。本发明的系统包括：轮胎压力监测单元；主电子控制单元，其接收所述胎压异常信号并输出发动机制动控制信号和悬架控制信号；发动机制动控制装置，其启动发动机制动，以平缓降低车速；车辆悬架电子控制单元，其调整车辆悬架，使得车辆保持平稳。本发明可以在车辆轮胎发生快速泄气时极大地延迟甚至避免轮胎与轮辋的剥离，降低车辆事故发生的概率，并适合于全天候和全路况。

Description

一种车辆快速泄气平稳制动方法及系统

技术领域

本发明总体上涉及汽车安全技术领域，更具体地，涉及一种车辆快速泄气平稳制动方法及系统。

背景技术

据2002年美国汽车工程师学会调查，全美平均每年有26万起交通事故是由于轮胎气压低或渗漏造成的；而在高速公路上发生的交通事故有70％是由于爆胎引起的；此外，每年75％的轮胎故障是由于轮胎渗漏或充气不足引起的。统计表明：交通意外增加的主要原因是高速行驶中因轮胎故障如爆胎等引起的轮胎快速泄气。

目前，轮胎气压监测技术取得了很多创新性成果，特别是轮胎压力监测系统(TPMS)在许多车型上已得到批量应用。但是该系统仅仅把检测信号转换成提醒驾驶员的预警信号，未对车辆的运行状态进行直接的控制。由于驾驶员从发现胎压异常到采取安全措施需要一定的反应时间，因此往往不能有效避免相关事故的发生。

吉利集团在其爆胎监测与制动系统(BMBS)中对爆胎后的车辆自动控制作了一定的尝试，其将TPMS检测到的爆胎信号转化成车辆制动信号，驱动制动机构动作，用制动器对车辆进行急刹车来实现车辆爆胎后减速运行。然而，在胎压为零时采取急刹车易导致过度转向和陡然增加横向力的极差，加快了轮胎与轮辋的剥离，从而加快了汽车的横向不稳定。而且，如果汽车是在高速公路上行车，用制动器进行急刹车易造成高速追尾，并且急刹车易造成驾驶员前后俯仰，容易发生误操作。

此外，诸如爆胎之类的轮胎故障引起的快速泄气可能发生在直道、弯道、湿滑地面、泥泞地面、高速公路等各种路况中。例如在弯道或湿滑路面发生爆胎，如果用制动器进行急刹车，则车辆可能会冲出弯道或侧翻而发生事故，反而起不到安全作用。又例如，如前所述，如果车辆在高速公路上进行急刹车，还容易造成高速追尾的事故。

现有技术中也提出了一些其它针对爆胎后的安全措施，例如锁定转向轴等等，但是这些措施也不是适合于各种路况。如果在不适当的路况中采取这些安全措施，反而更容易造成事故。

因此，有必要寻求一种更加安全且适合于全天候全路况的车辆快速泄气平稳制动技术。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种新的车辆快速泄气平稳制动方法及系统。本发明的另一个目的在于提供一种适合车辆在全天候和全路况发生轮胎快速泄气后的平稳制动方法及系统。

根据本发明的一个方面，一种车辆快速泄气平稳制动方法，用于在车辆轮胎发生快速泄气时对车辆进行平稳降速，所述方法包括：

发动机制动步骤：启动发动机制动，使得发动机对车辆做负功，以平缓降低车速；和

悬架调整步骤：调整车辆悬架，使得车辆保持平稳。

在一种实施方式中，所述的车辆快速泄气平稳制动方法还包括转向控制步骤，由车辆驾驶员操纵转向盘控制车辆的转向。

在一种实施方式中，所述的车辆快速泄气平稳制动方法还包括：

制动器制动步骤：用车辆的制动器对车辆进行制动；

其中，所述制动器制动步骤在执行发动机制动步骤之后，当车辆的车速降低到预定安全车速之下时进行。

在一种实施方式中，在所述发动机制动步骤中，所述发动机制动包括如下操作中的一种或多种：调节点火时间、减小气门开度、减小油门、降挡、发动机怠速运转、启动发动机辅助制动系统。

在一种实施方式中，在所述发动机制动步骤中，使得所述发动机转速小于其对应车辆当前速度的匹配转速。

在一种实施方式中，在所述悬架调整步骤中，调整车辆悬架包括：升高车辆快速泄气侧的悬架高度。可以在所述悬架调整步骤中，调整车辆悬架使得同轴车轮的载荷达到平衡。

在一种实施方式中，所述发动机制动步骤与所述车辆悬架调整步骤同时启动。也可以令所述发动机制动步骤的启动时间延后于车辆悬架调整步骤的启动时间；可以令所述发动机制动步骤的启动时间延后于车辆悬架调整步骤的启动时间0.3秒-0.8秒。

在一种实施方式中，所述的车辆快速泄气平稳制动方法还包括：

监测步骤：监测轮胎状态，以判断轮胎是否发生快速泄气；和/或

报警步骤：在车辆轮胎发生快速泄气时启动报警装置。

在一种实施方式中，当在所述监测步骤中监测到轮胎发生快速泄气时，由车辆自动执行所述发动机制动步骤和所述悬架调整步骤。

根据本发明的另一个方面，一种车辆快速泄气平稳制动系统，用于在车辆轮胎发生快速泄气时对车辆进行平稳降速，所述系统包括：

轮胎压力监测单元，其监测轮胎压力，并在轮胎发生快速泄气时输出胎压异常信号；

主电子控制单元，其接收所述胎压异常信号并输出发动机制动控制信号和悬架控制信号；

发动机制动控制装置，其接收所述发动机制动控制信号，启动发动机制动，使得发动机对车辆做负功，以平缓降低车速；

车辆悬架电子控制单元，其接收所述悬架控制信号，调整车辆悬架，使得车辆保持平稳。

在一种实施方式中，所述发动机制动控制装置构造成实施如下操作中的一种或多种：调节点火时间、减小气门开度、减小油门、降挡、发动机怠速运转、启动发动机辅助制动系统。

在一种实施方式中，所述发动机制动控制装置构造成使得所述发动机转速小于其对应车辆当前速度的匹配转速。

在一种实施方式中，所述发动机制动控制装置包括发动机电子控制单元；所述发动机制动控制装置可以包括变速器电子控制单元；所述发动机制动控制装置还可以包括发动机辅助制动系统。

在一种实施方式中，所述车辆悬架电子控制单元设置成接收所述悬架控制信号后升高车辆快速泄气侧的悬架高度，和/或所述车辆悬架电子控制单元设置成接收所述悬架控制信号后调整车辆悬架使得同轴车轮的载荷达到平衡。

在一种实施方式中，可以将所述主电子控制单元设置成同时输出发动机制动控制信号和悬架控制信号。也可以将所述主电子控制单元设置成使得发动机制动控制信号比悬架控制信号延迟一预定延迟时间后输出。可以将所述预定延迟时间设置为为0.3秒～0.8秒。

在一种实施方式中，所述车辆快速泄气平稳制动系统还包括报警装置；

所述主电子控制单元设置成接收所述胎压异常信号并输出报警信号至所述报警装置。

本发明的车辆快速泄气平稳制动方法和系统具有如下有益效果：

1)在本发明中，通过组合发动机制动和车辆悬架调整，在车辆发生爆胎等快速泄气情况时，可以完美地实现：延长轮胎与轮毂之间的同步转动和滑动转动运动关系存在的时间，极大地延迟甚至避免轮胎与轮辋的剥离，从而大大降低车辆事故发生的概率。

2)此外，由于本发明延长了轮胎与轮毂之间的同步转动和滑动转动运动关系存在的时间，因此可以使得驾驶员有更充分的时间采取其它各种安全措施，如根据路况进行转向操作、在车辆降速到安全速度范围内时再进行制动器制动操作等。这样，结合驾驶员所采取的安全措施，可以使得本发明适合于直道、弯道、湿滑地面、泥泞地面、高速公路等各种路况中，从而实现适合车辆在全天候和全路况发生轮胎快速泄气后的平稳制动。

3)本发明配合安全轮胎或其他爆胎续行装置一起使用效果更佳。

附图说明

图1为本发明的车辆快速泄气平稳制动系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。

在车辆轮胎发生诸如爆胎等快速泄气时，轮胎和其所附着的轮辋之间通常会顺序出现三种运动关系：1、轮胎与轮辋同步转动；2、轮胎与轮辋存在滑转转动；3、轮胎与轮辋剥离。而第3种运动关系(轮胎与轮辋剥离)的出现才是容易发生车辆事故的时间。车速越高或制动越粗暴，则越容易发生轮胎与轮辋的剥离，即，从轮胎发生快速泄气到可能发生事故的时间越短。

本发明的车辆快速泄气平稳制动方法用于在车辆轮胎发生快速泄气时对车辆进行平稳降速。在一个实施例中，该方法包括：发动机制动步骤：启动发动机制动，使得发动机对车辆做负功，以平缓降低车速；悬架调整步骤：调整车辆悬架，使得车辆保持平稳。

在这里，发动机制动是指利用发动机运行时产生的阻力来有效控制车速。此时，发动机不仅不能驱动车辆前行，反而消耗车辆动能，使得发动机对车辆做负功，进而达到车辆减速的目的。相比于采用制动器的刹车制动系统来降低车速，采用发动机制动控制车速会是一个更为“平缓”的过程。

在本发明中，当轮胎发生快速泄气时，首先采用的是发动机制动，而非制动器制动。相比于制动器制动，发动机制动这种“平缓”的制动降速过程可以极大地延迟或避免轮胎与轮辋的剥离。

在进行发动机制动的过程中，还可以进行车辆悬架的调整，使得车辆保持平稳。在一种实施方式中，悬架调整步骤可以包括升高车辆快速泄气侧的悬架高度。在悬架调整步骤中，可以调整车辆悬架使得同轴车轮的载荷达到平衡。对于装配有电子控制悬架(ESC)的车辆来说，这样的调整是很容易实现的。通过调整车辆悬架，一方面可以减小由于一侧轮胎泄气造成的汽车反转力矩，降低翻车风险，另一方面也有助于延迟或避免轮胎与轮辋的剥离。

这样，在本发明中，通过组合发动机制动和车辆悬架调整，在车辆发生爆胎等快速泄气情况时，可以完美地实现：延长前述的轮胎与轮毂之间的第1和第2种运动关系存在的时间，极大地延迟甚至避免第3种运动关系(即轮胎与轮辋的剥离)，从而大大降低车辆事故发生的概率。

此外，由于本发明延长了前述第1和第2种运动关系存在的时间，因此可以使得驾驶员有更充分地时间采取其它各种安全措施，如根据路况进行转向操作、在车辆降速到安全速度范围内时再进行制动器制动操作等。这样，结合驾驶员所采取的安全措施，可以使得本发明适合于直道、弯道、湿滑地面、泥泞地面、高速公路等各种路况中，从而实现适合车辆在全天候和全路况发生轮胎快速泄气后的平稳制动。

在一种实施方式中，本发明的方法还可以包括转向控制步骤，由车辆驾驶员操纵转向盘控制车辆的转向。这样，驾驶员可以根据当前路况选择适当的转向操作。

在一种实施方式中，本发明的方法还可以包括制动器制动步骤，用车辆的制动器对车辆进行制动。其中，这里的制动器制动步骤是在执行发动机制动步骤之后，当车辆的车速降低到预定安全车速之下时进行的。例如，该预定安全车速可以在20km/h-40km/h之间选择。当采用发动机制动将车速降低到该安全车速之下时，驾驶员可以根据当前路况有选择性地压下制动踏板进行制动器制动。

在一种实施方式中，为了使得车辆进入发动机制动状态，可以选择的操作包括：调节点火时间、减小气门开度、减小油门、降挡、发动机怠速运转，等等。当车辆本身已配有发动机辅助制动系统，可选择的操作也还可以包括启动发动机辅助制动系统。当车辆轮胎发生如爆胎等快速泄气时，车辆控制装置可以自动进行前述可选操作中的一种或多种，以启动发动机制动。本领域技术人员熟知如何选择这些操作来进行发动机制动。

在一种实施方式中，可以通过发动机制动，使得发动机转速小于其对应车辆当前速度的匹配转速。在这里，发动机的匹配转速是指在给定的功率和档位或者说传动比下，为保持车辆的当前速度所需的发动机转速。在这样的情况下，发动机将通过传动系统对车辆产生反向牵引力，从而降低车速。例如，降低档位可以提高发动机的匹配转速，使得发动机的当前转速小于该匹配转速。

在一种实施方式中，发动机制动步骤可以与车辆悬架调整步骤同时启动。在另一种实施方式中，发动机制动步骤的启动时间可以延后于车辆悬架调整步骤的启动时间，例如延后0.3秒-0.8秒，这样，可以在车辆悬架调整了至少一部分之后再启动发动机制动。这可以避免在轮胎发生快速泄气导致车辆瞬间失衡时立即降速对轮胎与轮辋之间的运动关系产生负面影响，从而有助于进一步延迟或避免轮胎与轮辋的剥离。

在一种实施方式中，本发明的方法还可以包括监测步骤，用于监测轮胎状态，以判断轮胎是否发生快速泄气。这可以利用车辆现有的轮胎压力监测系统(TPMS)来实现。在一种实施方式中，当监测到轮胎发生快速泄气时，由车辆自动执行发动机制动步骤和悬架调整步骤。

在一种实施方式中，本发明的方法还可以包括报警步骤，用于在车辆轮胎发生快速泄气时启动报警灯和/或报警喇叭等报警装置，以提醒驾驶员以及周围车辆和行人。

图1示出了本发明的车辆快速泄气平稳制动系统的一个实施例。如图1所示，该系统可以包括轮胎压力监测单元1，其监测轮胎压力，并在轮胎发生快速泄气时向主电子控制单元2输出胎压异常信号。

该系统还可以包括主电子控制单元2，其接收由轮胎压力监测单元1输出的胎压异常信号并输出发动机制动控制信号和悬架控制信号。在一种实施方式中，主电子控制单元2可以同时输出发动机制动控制信号和悬架控制信号；在另一种实施方式中，发动机制动控制信号可以延后于悬架控制信号输出，例如延后0.3秒-0.8秒。

该系统还可以包括发动机制动控制装置8，其接收主电子控制单元2发出的发动机制动控制信号，启动发动机制动，使得发动机对车辆做负功，以平缓降低车速。图1所示的发动机制动控制装置8可以包括发动机电子控制单元3、发动机辅助制动系统4和变速器电子控制单元5。利用发动机电子控制单元3，可以实现调节点火时间、减小气门开度、减小油门、启动发动机辅助制动系统4等针对发动机的操作。利用变速器电子控制单元5，可以控制变速器进行降档操作。在其它实施方式中，根据预先选定的发动机制动的操作，发动机辅助制动系统4和/或变速器电子控制单元5是任选的。

本发明的系统还可以包括车辆悬架电子控制单元6，其接收主电子控制单元2发出的悬架控制信号，调整车辆悬架，使得车辆保持平稳。利用车辆悬架电子控制单元6，可以调节悬架刚度，阻尼参数，抬高快速泄气侧轮胎的悬架，重新匹配各轮对地面的压力从而减小各轮地面附着力以及摩擦阻力的极差。

本发明的系统还可以包括报警装置7，其接收主电子控制单元2发送的胎压异常信号并输出报警信号，用来提醒其他车辆、行人避让，以及提醒驾驶员采取正确的操作措施。该报警装置可以包括报警喇叭和/或报警信号灯。

本发明的的系统还可以包括显示单元(未示出)，用以显示当前的胎压信息和快速泄气后车辆的工作状态及故障状态，使驾驶员能够及时了解车辆当前信息，以便于后续的正确操作，增加了行车安全性和系统的可靠性。

本发明并不局限于上述实施例，所属领域的技术人员在本发明的精神和范围内可对其作出各种修改和变化。

Claims (10)

1.一种车辆快速泄气平稳制动方法，用于在车辆轮胎发生快速泄气时对车辆进行平稳降速，所述方法包括：

发动机制动步骤：启动发动机制动，使得发动机对车辆做负功，以平缓降低车速；和

悬架调整步骤：调整车辆悬架，使得车辆保持平稳。

2.根据权利要求1所述的车辆快速泄气平稳制动方法，其特征在于，还包括：

转向控制步骤：由车辆驾驶员操纵转向盘控制车辆的转向。

3.根据权利要求1或2所述的车辆快速泄气平稳制动方法，其特征在于，还包括：

制动器制动步骤：用车辆的制动器对车辆进行制动；

其中，所述制动器制动步骤在执行发动机制动步骤之后，当车辆的车速降低到预定安全车速之下时进行。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的车辆快速泄气平稳制动方法，其特征在于，在所述发动机制动步骤中，所述发动机制动包括如下操作中的一种或多种：调节点火时间、减小气门开度、减小油门、降挡、发动机怠速运转、启动发动机辅助制动系统。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的车辆快速泄气平稳制动方法，其特征在于，在所述发动机制动步骤中，所述发动机转速小于其对应车辆当前速度的匹配转速。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的车辆快速泄气平稳制动方法，其特征在于，还包括：

监测步骤：监测轮胎状态，以判断轮胎是否发生快速泄气；

其中，当在所述监测步骤中监测到轮胎发生快速泄气时，由车辆自动执行所述发动机制动步骤和所述悬架调整步骤。

7.一种车辆快速泄气平稳制动系统，用于在车辆轮胎发生快速泄气时对车辆进行平稳降速，所述系统包括：

轮胎压力监测单元(1)，其监测轮胎压力，并在轮胎发生快速泄气时输出胎压异常信号；

主电子控制单元(2)，其接收所述胎压异常信号并输出发动机制动控制信号和悬架控制信号；

发动机制动控制装置(8)，其接收所述发动机制动控制信号，启动发动机制动，使得发动机对车辆做负功，以平缓降低车速；

车辆悬架电子控制单元(6)，其接收所述悬架控制信号，调整车辆悬架，使得车辆保持平稳。

8.根据权利要求7所述的车辆快速泄气平稳制动系统，其特征在于，所述发动机制动控制装置(8)构造成实施如下操作中的一种或多种：调节点火时间、减小气门开度、减小油门、降挡、发动机怠速运转、启动发动机辅助制动系统。

9.根据权利要求7或8所述的车辆快速泄气平稳制动系统，其特征在于，所述发动机制动控制装置(8)包括发动机电子控制单元(3)，还包括变速器电子控制单元(5)和/或发动机辅助制动系统(4)。

10.根据权利要求7中任一项所述的车辆快速泄气平稳制动系统，其特征在于，还包括报警装置(7)；

所述主电子控制单元(2)设置成接收所述胎压异常信号并输出报警信号至所述报警装置(7)。

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