CN1076111C - 汽车防撞装置 - Google Patents

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Abstract

一种汽车防撞装置，包括：制动踏板；用于探测所述踏板下压角度的装置；用于根据下压角度计算第一制动力的装置；用于测量该汽车和其之前另一辆汽车之间的距离的装置；用于探测该汽车相对于另一辆汽车的速度的装置；用于从距离和相对速度计算避免该汽车与另一辆汽车碰撞所需的第二制动力的装置；以及用于在制动器上施加第一和第二制动力中较大的一个力的装置。最好，当制动力小于最小汽车制动力时能发出警报。

Description

汽车防撞装置
本发明涉及一种防止正在行进的汽车与其前面的汽车相撞的装置。
日本专利局1994年出版的平6—44500和平6—27238公开了一种通过根据汽车速度计算最小安全距离用于防止碰撞事故的装置，使用一测量与前面一辆汽车的距离的激光雷达以及用于探测汽车速度的速度传感器。当与前面一辆汽车的距离小于该最小距离时，该装置通过声音或振动警告汽车司机。
当司机意识到危险时，他必须减速以避免撞车。
然而，该装置仅仅发出警告，并不直接涉及司机响应警告所必须进行的制动操作。
因此，本发明的目的是根据车间距离，即该汽车与前面一辆汽车之间的距离控制汽车的制动，从而获得防撞所需的制动力。
本发明的再一个目的是当进行制动时使制动力在汽车车轮上的分布最佳。
为实现上述目的，本发明提供了一种用于装备有多个车轮和多个分别用于制动所述车轮的制动器的汽车的防撞装置。该装置包括一制动踏板；用于探测所述踏板下压角度的装置；用于根据所述下压角度计算第一制动力的装置；用于测量所述汽车和所述汽车之前的另一辆汽车之间的距离的装置；用于探测所述汽车相对于所述另一辆汽车的速度的装置；用于从所述距离和所述相对速度计算避免汽车碰撞所需的最小制动力的装置；用于探测作用在各所述车轮上的动载荷的装置；用于根据所述动载荷在车轮上分配所述第一和第二制动力中较大的一个力的装置；以及用于将各所述制动器的制动力控制到所述分配的制动力的装置。
最好上述装置还包括用于当所述第一制动力小于所述第二制动力时发出警报的装置。
本发明的细节以及其它特征和优点可从以下的详细说明和附图中看出。
图1为根据本发明的防撞装置的示意方框图；
图2为示出根据本发明的制动控制程序的一部分的流程图；
图3为示出制动控制程序的剩余部分的流程图；
图4为示出根据本发明的车间距离和制动空气压力之间的关系的曲线图；
图5为示出根据本发明的制动踏板操作和制动空气压力之间的关系的曲线图。
参见图1，汽车的各轮子上设有一制动缸11，用于接受液压以施加制动力。各制动缸11通过液压管路与一助推器10相连。助推器10通过一电磁阀8与一储气筒20相连，并与通过阀8输入的空气压力成比例地直接供应油压。这种压力在下面称为制动空气压力。
电磁阀8根据从控制单元7输入的控制电流控制从储气筒20供入各助推器10的制动空气压力。
将来自行程传感器3，加速传感器5和6，制动踏板压下传感器2，轮胎转动传感器4，制动空气传感器9以及激光雷达1的信号输入控制单元7。行程传感器3分别探测支承前—右，前—左，后—右和后—左轮的各悬架的行程长度。行程传感器3也用作探测从该行程长度作用在各轮上的静载荷的传感器。加速传感器6探测汽车的前/后加速。加速传感器5探测支承前后轮的前后轴的侧向加速。
制动踏板压下传感器2探测汽车装备的制动踏板的压下角度。轮胎转动传感器3探测各车轮的转动速度。制动空气压力传感器9探测电磁阀8和助推器10之间的制动空气压力。
激光雷达1用激光束测量一辆汽车与其前面的一辆汽车之间的距离。激光雷达的作用在现有技术中已知。
控制单元7是一个微处理器，包括一信号输入/输出电路，ROM，RAM和CPU。图4和5所示的制动空气压力图储存在ROM中。图4所示的图线表示根据车间距离避免碰撞所需的最小制动空气压力Pb1，以及汽车相对于其前面的用于计算的汽车的速度。图5所示的图线表示基于制动踏板下压角度和汽车重量的制动空气压力Pb2。
根据前述输入信号，控制单元7从图4和5所示的图线找到制动空气压力Pb1，Pb2，并将制动空气压力设定到其中一个较大的值。另外，如果从图5所示图线获得的制动空气压力Pb2小于从图4所示图线所获得的制动空气压力Pb1，就向安装在汽车上的警报器18发出警报信号。
下面参照图2和3的流程图描述上述控制过程。在步骤S1，当通过汽车装备的点火开关钥匙打开动力时，进行预定的初始化。在步骤S2，从由制动踏板下压传感器2输出的探测信号读入制动踏板下压角度Ba，并从由轮胎转动传感器4输出的探测信号读入轮胎转动速度Vw1—Vw4。在步骤S3，当确定制动踏板下压角度Ba为0并且所有轮胎转动速度Vw1—Vw4为0时，从由形成传感器3输出的探测信号读入作用在车轮上的静载荷Ws1—Ws4。
当在步骤S3制动踏板下压角度Ba不等于0或当制动踏板下压角度为0而任何一个轮胎傲转动速度Vw1—Vw4不为0时，则进行步骤S4及以下步骤。
在步骤S4，从由前/后加速传感器6输出的探测信号读入前/后加速度Gx，并从由侧向加速传感器5输出的探测信号读入前轴的侧向加速度Gyf和后轴的侧向加速度Gyr。然后从这些值Gx，Gyf，Gyr以及作用在各车轮上的静载荷Ws1—Ws4计算出作用在各车轮上的动载荷W1—W4。
在步骤S5，从激光雷达1输出的信号读入与前面的汽车之间的距离Lvh，并由车间距离Lvh的变化和测量时间间隔计算出一辆汽车和其前面一辆汽车之间的相对速度Vvh。
在步骤S6，根据车间距离Lvh和相对速度Vvh从图4的图线中找到所需的避免碰撞的最小制动空气压力Pb1。
在步骤S7，根据制动踏板下压角度Ba和汽车重量Wvh＝(Ws1＋Ws2＋Ws3＋Ws4)从图5的图线中找到驾驶员所需的制动空气压力Pb2。
在步骤S8，对制动空气压力Pb1和Pb2进行比较，当Pb2≥Pb1时，在步骤S9计算制动空气压力P1—P4，从而根据作用在各车轮上的动载荷W1—W4分配Pb2。
另一方面，当Pb2＜Pb1时，在步骤S10，向警报器18输出一警报信号，并且也计算制动空气压力P1—P4，从而根据动载荷W1—W4分配Pb2。
在两种情形中，流程前进到步骤S11，对相应于制动空气压力P1—P4的电流的控制值D1—D4进行计算并输出至电磁阀8。
当进行制动并且至少一个车轮锁住时，发出一个操作防抱死制动系统(ABS)的指令。在步骤S12确定车轮锁住的出现。换句话说，当作用在车轮上的静载荷和动载荷之间的任何差值超出一预定范围，任何制动空气压力P1—P4不为0以及任何轮胎转动速度Vw1—VW4之间的差值超出一预定范围于，就可确定一个或多个车轮锁住了。在这种情况下，在步骤S13启动防抱死制动系统的操作。这种防抱死制动系统在现有技术中是已知的，在此略去对它的描述。
下列参考文件公开了动载荷W1—W4的计算(步骤S4)和与动载荷线性成比例地设置制动空气压力P1—P4(步骤S9和S10)：
由日本汽车工业协会于1994年9月1日出版的技术会议预印本No.946上发表的作者为Nakazawa等的″用于中型商业汽车的电子制动分配控制的研究″。
根据上述防撞装置，即使当驾驶员没有进行制动操作时，也可自动获得防撞所需的最小制动力Pb1，因此能可靠地防止与前面的汽车相撞。
汽车制动力根据动载荷分配给车轮，因此即使在汽车倒转时制动也不易发生车轮锁住。
另外，即使当驾驶员的制动踏板下压角度Ba不够时，他被报警器警告撞车的危险。由于这种警报，驾驶员根据车速确定安全车间距离，这将帮助他根据载荷和运转条件确定适当的制动踏板下压角度。
根据上述实施例，使用了一种气控液压系统(AOH)型的制动装置，当然本发明也可应用于全空气型或液压型制动装置。
如果行程传感器使用具有高探测精度和良好响应性的传感器，并且如果从传感器探测信号读出车轮上的动载荷，则可省略汽车的前/后加速度传感器6和侧向加速度传感器5。

Claims (2)

1.一种用于装备有多个车轮和多个分别用于制动所述车轮的制动器的汽车的防撞装置，包括：
一制动踏板；
用于探测所述踏板下压角度的装置；
用于根据所述下压角度计算第一制动力的装置；
用于测量所述汽车和所述汽车之前的另一辆汽车之间的距离的装置；
用于探测所述汽车相对于所述另一辆汽车的速度的装置；
用于从所述距离和所述相对速度计算避免汽车碰撞所需的最小制动力的装置；
用于探测作用在各所述车轮上的动载荷的装置；
用于根据所述动载荷在车轮上分配所述第一和第二制动力中较大的一个力的装置；以及
用于将各所述制动器的制动力控制到所述分配的制动力的装置。
2.如权利要求所述的汽车防撞装置，其特征在于还包括用于当所述第一制动力小于所述第二制动力时发出警报的装置。
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