CN110696817A - 一种用于汽车爆胎后行驶方向稳定控制的方法 - Google Patents

一种用于汽车爆胎后行驶方向稳定控制的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于汽车爆胎后行驶方向稳定控制的***，包括爆胎检测模块、方向盘转角检测模块、车辆转向控制模块和车身稳定***，所述爆胎检测模块包括胎压传感器和压力判断单元，所述方向盘转角检测模块包括角度换算单元和设置于转向输入轴上的方向盘角度传感器，所述车辆转向控制模块包括电机控制器和转向稳定控制装置，在汽车行驶过程中通过压力传感器实时监测胎压，爆胎瞬间读取车辆方向盘角度传感器数据后，转换成电机控制数据量，启动伺服电机和减速器，减速机提供大扭力阻尼与减速输入控制杆连接，提供反向扭矩，减速输入控制杆通过齿轮啮合对汽车转向主杆作用，稳定汽车转向主杆，保证驾驶员和乘客的安全，可广泛运用于各种车型。

Description

一种用于汽车爆胎后行驶方向稳定控制的方法
技术领域
本发明涉及汽车领域，尤其涉及一种用于汽车爆胎后行驶方向稳定控制的方法。
背景技术
目前汽车转向操控***在针对爆胎行驶这一问题上不能完全解决，并没有真正的安全防护***，在车辆行驶中出现爆胎后，车辆容易发生侧偏，撞向其他车道上的车辆，甚至驶出道路发生危险，需驾驶员保持冷静且手紧握着方向盘保持车辆当前行驶方向，缓慢制动最终将车辆停止。对驾驶员要求高，且方向盘受到爆胎后的经由转向***带来的较大冲击力需驾驶员有足够的力度来控制方向盘，对驾驶员心理素质和身体力量要求较高，存在危险性。
针对这一问题，本发明设计了一种用于汽车爆胎后行驶方向稳定控制的转向器，在传统齿轮齿条转向器的基础上，新增一个齿轮输入轴，由一个大扭力带电磁离合器电机减速机连接控制，在车辆未出现爆胎正常行驶时，电磁离合器减速电机终断与齿轮齿条转向器输入轴齿轮的动力连接；当出现爆胎时，胎压传感器检测胎压瞬时大幅变化，胎压传感器与车身控制器无线通信，车身控制器捕捉到车辆爆胎信息后经过高速CAN网将爆胎信息转发给电磁离合器减速电机控制器，电磁离合器减速电机控制器控制电磁离合器吸合，将减速机的大扭力阻尼与齿轮齿条转向器输入轴齿轮连接，转向器齿轮输入轴电机由驾驶员方向盘转角传感器的角度为输入依据，保持驾驶员方向盘在爆胎前和爆胎瞬间本来的转向角状态，将爆胎后外界对驾驶员方向盘的冲击受力影响阻隔，保证在爆胎时整个转向***的有效控制仍在驾驶员手中，配合制动ESC车身稳定***将车辆安全停止。
车身控制器英语：body control module，简称BCM，又称为车身电脑bodycomputer，在汽车工程中是指用于控制车身电器***的电子控制单元ECU，是汽车的重要组成部分之一，它具备的功能如下：1.接收传感器或其他装置输入的信息，将输入的信息转变为微处理器所能接收的信号；2.存储、计算、分析处理信息，分析输出值所用的程序，存储该车型的特点参数、运算中的数据(随存随取)、存储故障信息；3.运算分析。根据信息参数求出执行命令数据，将输入的信息与标准值对比，查处故障；4.输出执行命令。将弱信号转变为执行命令，输出故障信息，自我修正。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中的不足之处，提供了一种在汽车行驶过程中通过压力传感器实时监测胎压，爆胎瞬间读取车辆方向盘角度传感器数据后，转换成电机控制数据量，启动齿轮减速电机驱动减速输入控制杆，提供反向扭矩，防止车辆侧偏，并保持车身转向维持爆胎前状态，提高车辆在轮胎***后整体稳定性的用于汽车爆胎后行驶方向稳定控制的方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种用于汽车爆胎后行驶方向稳定控制的方法，包括如下步骤：
a.胎压传感器将压力数据发送到车身控制器存储单元中，压力判断单元根据压力数据判断爆胎与否；
b.判断爆胎后，车身控制器读取方向盘角度传感器实时数据，并将角度数据输入角度换算单元，同时根据车辆具体参数，换算成输入电压和输入功率，生成电机控制信息，由高速CAN网将电机控制信息传送到电机控制器；
c.电机控制器根据输入电压和输入功率，首先启动电磁离合器吸合，再启动电机和减速机，减速机提供大扭力阻尼与减速输入控制杆连接，提供反向扭矩，保持车身转向角度维持在爆胎瞬间状态。
作为优选，所述胎压传感器为左胎压传感器和右胎压传感器，左胎压传感器和右胎压传感器与车身控制器之间通过无线网络进行通信。
作为优选，所述车辆具体参数包括车辆实时速度、车辆横摆力矩、车辆负载等。
作为优选，所述电磁离合器通电后，电磁离合器主动盘和电磁离合器从动盘吸合，再由电磁离合器从动盘转矩输出转盘将减速机提供大扭力阻尼与减速输入控制杆连接。
作为优选，车身控制器在检测到判断到爆胎事件后，车身控制器在检测到判断到爆胎事件后，车辆控制器同时启动车辆ESC***和ABS防抱死***，共同稳定车辆减速至停止。
一种用于汽车爆胎后行驶方向稳定控制的装置，包括爆胎检测模块、方向盘转角检测模块、车辆转向控制模块和车身控制器，所述爆胎检测模块包括胎压传感器和压力判断单元，所述方向盘转角检测模块包括角度换算单元和设置于转向输入轴上的方向盘角度传感器，所述车辆转向控制模块包括电机控制器和转向稳定控制装置。
本发明具备的有益技术效果是：在汽车行驶过程中通过压力传感器实时监测胎压，爆胎瞬间读取车辆方向盘角度传感器数据后，转换成电机控制数据量，启动伺服电机和减速器，减速机提供大扭力阻尼与减速输入控制杆连接，提供反向扭矩，减速输入控制杆通过齿轮啮合对汽车转向主杆作用，稳定汽车转向主杆，转向主杆与左转向横拉杆、右转向横拉杆保持爆胎前状态，避免汽车转向主杆在爆胎状态下，车身发生大幅度偏转，保持车身转向角度维持在爆胎瞬间状态；提高车辆在轮胎***后整体稳定性，保证驾驶员和乘客的安全，可广泛运用于各种车型。
附图说明
图1是本发明的控制流程示意图；
图2是本发明的原理示意图；
图3是本发明的整体结构示意图；
图4是本发明的转向稳定控制装置结构放大图；
图5是本发明的车辆转向主杆部分结构示意图；
图6是本发明的部分结构示意图；
图中：汽车转向主杆1、齿条带10、防尘罩11、车身转向管柱输入轴2、方向盘角度传感器20，转向稳定控制装置3，电机31、减速机32、电磁离合器33、电磁离合器主动盘330、电磁离合器从动盘331、电磁离合器从动盘转矩输出转盘332、减速输入控制杆34、减速控制齿轮341、万象节35、左转向横拉杆4和右转向横拉杆5、左胎压传感器61和右胎压传感器62、压紧机构7、安装支架8。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述，通过下面对实施例的描述，将更加有助于公众理解本发明，但不能也不应当将申请人所给出的具体的实施例视为对本发明技术方案的限制，任何对部件或技术特征的定义进行改变或对整体结构作形式的而非实质的变换都应视为本发明的技术方案所限定的保护范围。
一种用于汽车爆胎后行驶方向稳定控制的方法，如图1-2所示，包括如下步骤：
a.左胎压传感器和右胎压传感器与车身控制器之间通过无线网络进行通信，当左侧车胎***后，左胎压传感器时将压力数据发送到车身控制器存储单元中，压力判断单元根据压力数据判断爆胎与否；
b.判断爆胎后，车身控制器读取方向盘角度传感器实时数据，并将角度数据输入角度换算单元，同时根据车辆具体参数包括车辆实时速度、车辆横摆力矩、车辆负载等，换算成输入电压和输入功率，生成电机控制信息，由高速CAN网将电机控制信息传送到电机控制器；
c.电机控制器根据输入电压和输入功率，首先启动电磁离合器吸合，再启动电机和减速机，减速机提供大扭力阻尼与减速输入控制杆连接，提供反向扭矩，保持车身转向角度维持在爆胎瞬间状态。
所述电磁离合器通电后，电磁离合器主动盘和电磁离合器从动盘吸合，再由电磁离合器从动盘转矩输出转盘将减速机提供大扭力阻尼与减速输入控制杆连接，车身控制器同时启动车辆ESC***和ABS防抱死***，同时稳定车辆减速至停止。
如图3-6所示，一种用于汽车爆胎后行驶方向稳定控制的装置，包括爆胎检测模块、方向盘转角检测模块、车辆转向控制模块和车身稳定***，所述爆胎检测模块包括胎压传感器和压力判断单元，所述方向盘转角检测模块包括角度换算单元和设置于转向输入轴上的方向盘角度传感器20，所述车辆转向控制模块包括电机控制器310和转向稳定控制装置3，所述转向稳定控制装置包括减速输入控制杆34、电磁离合器33、减速机32和电机31，所述减速输入控制杆34和汽车转向主杆1齿轮连接。
汽车转向主杆1和车身转向管柱输入轴2连接，汽车转向主杆两端分别连接左转向横拉杆4和右转向横拉杆5，还包括方向盘角度传感器20，转向稳定控制装置3，
所述电机31为伺服电机，所述电磁离合器33包括电磁离合器主动盘330、电磁离合器从动盘331、电磁离合器从动盘转矩输出转盘332，所述伺服电机主轴连接减速机32输入端，所述减速机输出端连接电磁离合器主动盘，电磁离合器33和减速输入控制杆34之间设有万象节输入花键轴和万象节35。
所述减速输入控制杆34下端设有下减速控制齿轮341，所述汽车转向主杆1上设有与减速控制齿轮相对应的齿条带10。
所述减速控制齿轮和齿轮带连接处设有压紧机构7，所述压紧机构上设有安装支架8，所述汽车转向主杆1两端套设有防尘罩11。
左胎压传感器61和右胎压传感器62，所述转向稳定控制装置包括电机31、减速机32，电磁离合器33和减速输入控制杆34，所述减速输入控制杆下端与汽车转向主杆1齿轮连接，所述电机、电磁离合器、左胎压传感器、右胎压传感器和方向盘角度传感器与车载控制器连接。
在正常行驶的过程中，左车胎突然发生***，左胎压传感器31压力骤降，数据剧烈变化，压力数据发送到车身控制器存储单元时，压力判断单元根据压力数据判断爆胎事件，此时车身控制器立刻读取方向盘角度传感器实时数据，并将角度数据输入角度换算单元，同时根据车辆具体参数，换算成输入电压和输入功率，生成电机控制信息，由高速CAN网将电机控制信息传送到电机控制器；电机控制器根据输入电压和输入功率，启动电磁离合器吸合，启动电机和减速机，减速机提供大扭力阻尼与减速输入控制杆连接，提供反向扭矩，减速输入控制杆通过齿轮啮合对汽车转向主杆作用，稳定汽车转向主杆，转向主杆与左转向横拉杆、右转向横拉杆保持爆胎前状态，避免汽车转向主杆在爆胎状态下，车身发生大幅度偏转，保持车身转向角度维持在爆胎瞬间状态。
当然，本发明还可以有其他多种实施例，例如在某些外国的车型中，驾驶员位置在右侧的情况下，将本方法和装置中的转向稳定控制装置安装在汽车转向主杆上，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可以根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于汽车爆胎后行驶方向稳定控制的方法，其特征在于，包括如下步骤：
a.胎压传感器将压力数据发送到车身控制器存储单元中，压力判断单元根据压力数据判断爆胎与否；
b.判断爆胎后，车身控制器读取方向盘角度传感器实时数据，并将角度数据输入角度换算单元，同时根据车辆具体参数，换算成输入电压和输入功率，生成电机控制信息，由高速CAN网将电机控制信息传送到电机控制器；
c.电机控制器根据输入电压和输入功率，首先启动电磁离合器吸合，再启动电机和减速机，减速机提供大扭力阻尼与减速输入控制杆连接，提供反向扭矩，保持车身转向角度维持在爆胎瞬间状态。
2.根据权利要求1所述的一种用于汽车爆胎后行驶方向稳定控制的方法，其特征在于：所述胎压传感器为左胎压传感器和右胎压传感器，左胎压传感器和右胎压传感器与车身控制器之间通过无线网络进行通信。
3.根据权利要求1所述的一种用于汽车爆胎后行驶方向稳定控制的方法，其特征在于，所述车辆具体参数包括车辆实时速度、车辆横摆力矩、车辆负载等。
4.根据权利要求1所述的一种用于汽车爆胎后行驶方向稳定控制的方法，其特征在于，所述电磁离合器通电后，电磁离合器主动盘和电磁离合器从动盘吸合，再由电磁离合器从动盘转矩输出转盘将减速机提供大扭力阻尼与减速输入控制杆连接。
5.根据权利要求1所述的一种用于汽车爆胎后行驶方向稳定控制的方法，其特征在于，车身控制器在检测到判断到爆胎事件后，车辆控制器同时启动车辆ESC***和ABS防抱死***，共同稳定车辆减速至停止。
6.一种用于汽车爆胎后行驶方向稳定控制的装置，其特征在于，包括爆胎检测模块、方向盘转角检测模块、车辆转向控制模块和车身控制器，所述爆胎检测模块包括胎压传感器和压力判断单元，所述方向盘转角检测模块包括角度换算单元和设置于转向输入轴上的方向盘角度传感器，所述车辆转向控制模块包括电机控制器和转向稳定控制装置。
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