专利名称：主动防滑集成控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及汽车主动安全行驶装置，具体涉及一种适用于中重型汽车的气压式主动防滑集成控制系统，是制动防抱死和驱动防滑转功能有机结合的集成控制系统。
背景技术：
防滑控制系统是一种能够防止车辆在制动、起步和加速时由于车轮和地面之间产生过度滑移或过度滑转而导致车辆丧失行驶方向稳定性、动力性和转向操纵能力，保证车辆在制动和驱动时处于可控状态以保证行车安全的装置。目前，国内外中重型汽车防滑控制系统都只安装有轮速传感器，用其来获取车轮转速信号计算出车轮的转速和车速，由车轮的转速和车速计算出车轮的滑移率或滑转率，通过一定的控制方法调整车轮上的力矩(制动力矩或驱动力矩)，使车轮的滑移率或滑转率控制在最佳滑移率或最佳滑转率范围内。但是，两后轮驱动的防滑控制系统在转弯工况下，实际的车速不能仅仅通过轮速传感器获得，这就使防滑控制系统在转弯工况下的控制精度降低，同时考虑汽车在转弯工况下的稳定性，要保证汽车在转弯过程中时刻保持不足转向，保证汽车具有良好的操纵稳定性，仅有车轮转速信号也是不够的。另外现有的气压式防滑控制系统多与有挂车的重型汽车相匹配，其结构复杂，成本较高。
发明内容
本实用新型的目的在于克服目前汽车防滑控制系统存在控制精度低、操纵稳定性差的上述缺点，提供一种可保证中重型汽车在转向工况下处于稳定状态，具有良好的操纵稳定性、结构简单、制造成本低、控制更精确的气压式主动防滑集成控制系统。
为实现上述目的，本实用新型是按如下技术方案实现的该系统包括设置在各车轮上的与电子控制装置信号联接的车轮转速传感器、车轮刹车鼓之制动气室、气泵和通过卸载阀与其气路连通的湿储气筒及通过四回路保护阀分别与湿储气筒气路连通的前储气筒和后储气筒、通过真空助力器固设在制动踏板上的制动阀、与电子控制装置控制联接的驱动防滑转压力调节器、设置在直接连通湿储气筒与两侧后车轮刹车鼓之制动气室之气路上的手动阀和快放阀，两侧前车轮刹车鼓之制动气室分别通过两个前制动防抱死压力调节器与前储气筒气路连通，两侧后车轮刹车鼓之制动气室分别通过两个后制动防抱死压力调节器与后储气筒气路连通，制动阀并联在前储气筒通往前制动防抱死压力调节器和后储气筒通往后制动防抱死压力调节器的气路上，在制动阀通往后制动防抱死压力调节器的气路上还串接一继动阀和三通阀，继动阀的另一进气口连通在后储气筒的出气口上，制动防抱死压力调节器分别与电子控制装置控制联接，其特点是还包括设置在发动机上的电子油门，设在汽车纵轴线中部车身上的侧向加速度传感器、纵向加速度传感器，设在后车轴中线处车身上的横摆角速度传感器，设在方向盘转向柱上的方向盘转角传感器，设置在制动踏板上的制动开关传感器。
所述驱动防滑转压力调节器，其一端与后储气筒的出气口相连接、另一端与三通阀进气口相连接；所述四回路保护阀，其进气口与湿储气筒相连接、出气口分别与前储气筒、后储气筒和手动阀相连接，所述手动阀之另一端与快放阀相连接。
所述电子油门位置传感器、踏板位置传感器和车轮转速传感器、侧向加速度传感器、横摆角速度传感器、纵向加速度传感器、方向盘转角传感器、制动开关传感器分别与所述电子控制装置信号联接，电子油门执行机构、驱动防滑转压力调节器分别与电子控制装置控制联接。
电子控制装置实时采集车轮转速传感器、侧向加速度传感器、横摆角速度传感器、纵向加速度传感器、方向盘转角传感器、电子油门位置传感器、踏板位置传感器、制动开关传感器产生的信号进行分析、处理生成控制指令发送到相应的执行机构—电子油门执行机构、制动防抱死压力调节器、驱动防滑转压力调节器以执行相应的动作。
与现有技术相比，本使用新型可使中重型汽车在转向工况下处于稳定状态，具有良好的操纵稳定性，同时它具有制造成本低、结构简单、控制更精确等特点。
图1为本实用新型中重型汽车主动防滑集成控制系统的结构示意图。
图中1.左前制动气室，2.制动防抱死压力调节器，3.三通，4.制动防抱死压力调节器，5.右前制动气室，6.车轮转速传感器，7.气泵，8.手动阀，9.侧向加速度传感器，10.横摆角速度传感器，11.纵向加速度传感器，12.方向盘角速度传感器，13.电子控制装置，14.电子油门执行机构，15.踏板位置传感器，16.油门位置传感器，17.发动机，18.车轮转速传感器，19.右后制动气室，20.快放阀，21.制动防抱死压力调节器，22.三通，23.制动防抱死压力调节器，24.左后制动气室，25.车轮转速传感器，26.三通阀，27.继动阀，28.驱动防滑转压力调节器，29.后储气筒，30.前储气筒，31.四回路保护阀，32.湿储气筒，33.制动踏板，34.制动开关传感器，35.真空助力器，36.制动阀，37.卸载阀，38.车轮转速传感器。
具体实施方式
以下结合附图给出的实施例对本实用新型之结构作进一步详细说明。
参照图1，本实用新型主动防滑集成控制系统，包括设置在各车轮上的与电子控制装置13信号联接的车轮转速传感器6、18、25、38、车轮刹车鼓之制动气室1、5、19、24、、气泵7和通过卸载阀37与其气路连通的湿储气筒32及通过四回路保护阀31分别与湿储气筒32气路连通的前储气筒30和后储气筒29、通过真空助力器35固设在制动踏板33上的制动阀36、与电子控制装置13控制联接的驱动防滑转压力调节器28、设置在直接连通湿储气筒32与两侧后车轮刹车鼓之制动气室19、24之气路上的手动阀(8)和快放阀20，两侧前车轮刹车鼓之制动气室1、5分别通过两个前制动防抱死压力调节器2、4与前储气筒30气路连通，两侧后车轮刹车鼓之制动气室19、24分别通过两个后制动防抱死压力调节器21、23与后储气筒29气路连通，制动阀36并联在前储气筒30通往前制动防抱死压力调节器2、4和后储气筒29通往后制动防抱死压力调节器21、23的气路上，在制动阀36通往后制动防抱死压力调节器21、23的气路上还串接一继动阀27和三通阀26，继动阀27的另一进气口连通在后储气筒29的出气口上，制动防抱死压力调节器2、4、21、23分别与电子控制装置13控制联接，其特点是还包括设置在发动机上的电子油门，设在汽车纵轴线中部车身上的侧向加速度传感器9、纵向加速度传感器11，设在后车轴中线处车身上的横摆角速度传感器10，设在方向盘转向柱上的方向盘转角传感器12，设置在制动踏板33上的制动开关传感器34；所述驱动防滑转压力调节器28，其一端与后储气筒29的出气口相连接、另一端与三通阀26进气口相连接；所述四回路保护阀31，其进气口与湿储气筒32相连接、出气口分别与前储气筒30、后储气筒29和手动阀8相连接，所述手动阀8之另一端与快放阀20相连接；所述电子油门位置传感器16、踏板位置传感器15和车轮转速传感器6、18、25、38、侧向加速度传感器9、横摆角速度传感器10、纵向加速度传感器11、方向盘转角传感器12、制动开关传感器34分别与所述电子控制装置13信号联接，电子油门执行机构14、驱动防滑转压力调节器28分别与电子控制装置13控制联接。
本实用新型主动防滑集成控制系统的工作原理是当驾驶员判断需要对车进行减速时，驾驶员踩下制动踏板33，制动踏板力经真空助力器35后，将制动阀36内的活塞顶起，这样前储气筒30与前轮制动管路相通，后储气筒29与后制动管路相通。在前制动管路中，高压气体经制动阀36进入三通3，然后进入制动防抱死压力调节器2、4，此时制动防抱死压力调节器2、4中的进气阀处于开启状态，出气阀处于关闭状态，高压气体分别进入左前制动气室1和右前制动气室5，利用前制动气室内的制动压力对车轮制动。在后制动管路中，高压气体经制动阀36进入继动阀27，推动继动阀27内的活塞运动，这样后储气筒29内的高压气体经继动阀27进入三通阀26，三通阀26内的阀体向上移动，封闭了通向驱动防滑转压力调节器28的管路，高压气体进入三通22，通向制动防抱死压力调节器21、23，分别进入右后制动气室19和左后制动气室24，此时制动防抱死压力调节器21、23的进气阀开启，出气阀关闭，即进气阀与出气阀都不通电，利用后制动气室19、24的制动压力对车轮制动。当汽车制动时，分别安装在四个车轮上的车轮转速传感器6、18、25、38及纵向加速度传感器11实时获取车轮转速信号及纵向加速度信号，这些车轮转速信号及纵向加速度信号传送至中重型汽车主动防滑集成控制系统的电子控制装置(ECU)13进行处理与计算，处理与计算的主要内容是根据四个车轮的转速信号及汽车纵向加速度信号生成四个车轮的角减速度/角加速度，汽车的参考车速及四个车轮的滑移率；电子控制装置(ECU)13采用逻辑门限值控制方式，当电子控制装置13判定某一车轮如右前轮的滑移率或车轮角减速度达到保压门限值，需要保持制动力矩时，电子控制装置13将会对制动防抱死压力调节器4发出制动压力保持信号，制动防抱死压力调节器4的进气阀通电，而出气阀不通电，这样就使制动防抱死压力调节器4的进气阀与出气阀均处于关闭状态，能够使右前制动气室内制动压力保持不变，实现保压功能。当电子控制装置13判定某一车轮如右前轮的滑移率或车轮角减速度达到减压门限值，需要减少制动力矩时，电子控制装置13将会对制动防抱死压力调节器4发出制动压力降低控制信号，制动防抱死压力调节器4的进气阀和出阀气均电通，使这样就制动防抱死压力调节器4的进气阀处于关闭状态，出气阀处于开启状态，这样右前制动气室5内的制动压力通过制动防抱死压力调节器4的出气阀实现减压功能。当电子控制装置13判定某一车轮如右前轮的滑移率或车轮角减速度达到增压门限值，需要增加制动力矩时，电子控制装置13将会对制动防抱死压力调节器4发出制动压力增压控制信号，制动防抱死压力调节器4的进气阀、出气阀均不通电，这样就使制动防抱死压力调节器4的进气阀处于开启状态，出气阀处于关闭状态，这样就使前储气筒30的高压气体通过制动防抱死压力调节器4的进气阀进入右前制动气室5实现增压功能。当制动防抱死工作时，制动防抱死指示灯被点亮，指示制动防抱死模块正在工作。当驾驶员松开制动踏板33时，右前制动气室5和左前制动气室1的压缩空气通过制动阀36的排气口进行排气，而右后制动气室19和左后制动气室24的压缩空气则通过靠近制动气室的快放阀20的排气口进行排气，这可以保证解除制动时制动气室迅速排气。
当汽车在附着系数分离路面上低速行驶时，一侧驱动车轮如右后轮行驶在低附着路面上，由右后轮速传感器18及纵向加速度传感器11检测到该车轮过分滑转，达到滑转率门限值，汽车不能够顺利起步或加速时，应用驱动防滑转制动力矩控制模式；当中重型主动防滑集成系统的电子控制装置(ECU)13给驱动防滑转压力调节器28驱动信号时，即驱动防滑转压力调节器19电磁线圈充电，进气口的高压气体就能流向出气口，进入三通阀26，三通阀26内的阀体向下移动，封闭了通向继动阀27的管路，高压气体通向制动防抱死压力调节器21，通过制动防抱死压力调节器21的调节来改变右后制动气室19的制动压力，从而改变制动力矩。驱动防滑转压力调节器28与制动防抱死压力调节器21进行联合控制可以实现保压、增压与减压。当电子控制装置13判定某一车轮如右后轮的滑移率达到保压门限值，需要保持制动力矩时，电子控制装置13将会对制动防抱死压力调节器21发出制动压力保持信号，制动防抱死压力调节器21的进气阀通电，而出气阀不通电，这样就使制动防抱死压力调节器21的进气阀与出气阀均处于关闭状态，能够使制动压力保持不变，实现保压功能。当电子控制装置13判定某一车轮如右后轮的滑移率达到减压门限值，需要减少制动力矩时，电子控制装置13将会对制动防抱死压力调节器21发出制动压力降低控制信号，制动防抱死压力调节器21的进气阀和出气阀均通电，这样就使制动防抱死压力调节器21的进气阀处于关闭状态，出气阀处于开启状态，这样右后制动气室19内的制动压力通过制动防抱死压力调节器21的出气阀实现减压功能。当电子控制装置13判定某一车轮如右后轮的滑移率达到增压门限值，需要增加制动力矩时，电子控制装置13将会对制动防抱死压力调节器21发出制动压力增压控制信号，制动防抱死压力调节器21的进气阀、出气阀均不通电，这样就使制动防抱死压力调节器21的进气阀处于开启状态，出气阀处于关闭状态，这样就使后储气筒29的高压气体通过制动防抱死压力调节器21的进气阀进入右后制动气室19实现增压功能。每个车轮都能实现独立控制，完成控制系统所需的保压、增压与减压。出于安全的原因，制动控制器在超过80km/h时不再起作用。
当两侧车轮在附着条件相同的路面行驶时，滑转率超过滑转率门限值时，需进行油门控制。当主动防滑集成控制系统电子控制单元ECU13判定发动机扭矩输出过大时，电子油门开始工作不接受来自踏板位置传感器15的信号，根据主动防滑集成控制系统电子控制单元ECU13的控制指令对电子油门执行机构14进行控制，放松节气门拉线，使节气门开度小于油门踏板给定的开度，使发动机输出的扭矩和车轮的附着力相符合。当主动防滑集成控制系统控制单元ECU13判定发动机扭矩输出正常时，电子油门同样可以工作根据踏板位置传感器15的信号，对电子油门执行机构进行控制，放松或者拉紧节气门拉绳，从而根据驾驶员的意愿控制发动机的输出扭矩。驱动防滑转模块工作时，驱动防滑转指示灯点亮，指示驱动防滑转模块工作。当驱动防滑转模块处于防滑转调节过程时，驾驶员踩下制动踏板进行制动，则驱动防滑转模块将会自动退出驱动防滑转调节过程，而不会影响制动过程的进行。
当驾驶员驻车时进行手刹车，湿储气筒32内的高压气体经四回路保护阀31进入手动阀8，高压气体通过快放阀20进入制动气室19、24，实现手刹制动。快放阀20还设计了排气口，有利于取消手制动时将快放阀20与制动气室19、24之间的气体排尽。手动阀8也设置了排气口，这样有利于将手动阀8与快放阀20之间管路内的气体排尽，保护了手动阀8。
电子控制装置(ECU)13实时采集方向盘转角传感器12生成的方向盘转角信号、纵向加速度传感器11生成的纵向加速度信号、横摆角速度传感器10生成的横摆角速度信号、侧向加速度传感器9生成的侧向加速度信号、踏板位置传感器15生成的踏板位置信号、油门位置传感器16生成的油门位置信号、制动开关传感器34生成的制动开关信号、车轮转速传感器6、18、25、38生成的车轮转速信号进行分析和处理，电子控制装置(ECU)13把分析和处理的控制指令发送给相应的执行机构—电子油门执行机构14、制动防抱死压力调节器2、4，21、23、驱动防滑转压力调节器28以执行相应的动作，改变车辆与车轮的运动状态。同时当汽车在直线行驶过程中，通过采集的侧向加速度信号了解汽车的行驶姿态和行驶轨迹，保证汽车一直处于稳定状态，具有良好的操纵稳定性。当汽车在转向工况下，通过采集的侧向加速度信号，横摆角速度信号，方向盘转角信号保证汽车在转向工况下时刻保持不足转向，保证汽车具有良好的操纵稳定性。制动防抱死指示灯、驱动防滑转指示灯分别显示相应的控制模式。
权利要求1.一种用于中重型汽车上的主动防滑集成控制系统，包括设置在各车轮上的与电子控制装置(13)信号联接的车轮转速传感器(6、18、25、38)、车轮刹车鼓之制动气室(1、5、19、24、)、气泵(7)和通过卸载阀(37)与其气路连通的湿储气筒(32)及通过四回路保护阀(31)分别与湿储气筒(32)气路连通的前储气筒(30)和后储气筒(29)、通过真空助力器(35)固设在制动踏板(33)上的制动阀(36)、与电子控制装置(13)控制联接的驱动防滑转压力调节器(28)、设置在直接连通湿储气筒(32)与两侧后车轮刹车鼓之制动气室(19、24)之气路上的手动阀(8)和快放阀(20)，两侧前车轮刹车鼓之制动气室(1、5)分别通过两个前制动防抱死压力调节器(2、4)与前储气筒(30)气路连通，两侧后车轮刹车鼓之制动气室(19、24)分别通过两个后制动防抱死压力调节器(21、23)与后储气筒(29)气路连通，制动阀(36)并联在前储气筒(30)通往前制动防抱死压力调节器(2、4)和后储气筒(29)通往后制动防抱死压力调节器(21、23)的气路上，在制动阀(36)通往后制动防抱死压力调节器(21、23)的气路上还串接一继动阀(27)和三通阀(26)，继动阀(27)的另一进气口连通在后储气筒(29)的出气口上，制动防抱死压力调节器(2、4、21、23)分别与电子控制装置(13)控制联接，其特征在于还包括设置在发动机上的电子油门，设在汽车纵轴线中部车身上的侧向加速度传感器(9)、纵向加速度传感器(11)，设在后车轴中线处车身上的横摆角速度传感器(10)，设在方向盘转向柱上的方向盘转角传感器(12)，设置在制动踏板(33)上的制动开关传感器(34)；所述驱动防滑转压力调节器(28)，其一端与后储气筒(29)的出气口相连接、另一端与三通阀(26)进气口相连接；所述四回路保护阀(31)，其进气口与湿储气筒(32)相连接、出气口分别与前储气筒(30)、后储气筒(29)和手动阀(8)相连接，所述手动阀(8)之另一端与快放阀(20)相连接；所述电子油门位置传感器(16)、踏板位置传感器(15)和车轮转速传感器(6、18、25、38)、侧向加速度传感器(9)、横摆角速度传感器(10)、纵向加速度传感器(11)、方向盘转角传感器(12)、制动开关传感器(34)分别与所述电子控制装置(13)信号联接，电子油门执行机构(14)、驱动防滑转压力调节器(28)分别与电子控制装置(13)控制联接。
专利摘要本实用新型涉及一种汽车气压式主动防滑集成控制系统，包括车轮转速传感器、制动气室、与气泵连通的湿储气筒、四回路保护阀、前后储气筒、制动阀、制动防抱死压力调节器、驱动防滑转压力调节器、直接连通湿储气筒与制动气室之气路上的手动阀和快放阀，还包括电子油门、侧向加速度传感器、纵向加速度传感器、横摆角速度传感器、方向盘转角传感器、制动开关传感器；驱动防滑转压力调节器之一端与后储气筒相连接、另一端与三通阀相连接；四回路保护阀之进气口与湿储气筒相连接、出气口分别与前储气筒、后储气筒、手动阀相连接，各传感器分别与电子控制装置信号联接，各执行机构分别与电子控制装置控制联接。其结构简单、制造成本低、控制精确高。
文档编号B60T8/1755GK2801570SQ200520028490
公开日2006年8月2日 申请日期2005年4月11日 优先权日2005年4月11日
发明者初亮, 陈箭, 杨晓辉, 侯召鹏, 孙万峰, 刘维, 陈宇, 裴剑 申请人:吉林大学