专利名称：一种汽车紧急制动时的防偏方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及汽车技术，更具体地说，涉及一种用于汽车行驶在光滑路面紧急制动发生打滑而偏向的汽车紧急制动防偏方法及其装置。
汽车在滑溜的路面上紧急制动时，由于路面不平，装载不匀，制动不同步等原因，容易引起汽车滑动，方向盘失控，造成事故的发生。国内外许多专家与学者对此进行了大量的研究，取得了许多研究成果，研制出一些防滑装置。但由于汽车紧急制动时，惯性大，时间短，这些装置很难取得很好的效果，至今都没有得到广泛的应用。这些装置的出发点都是想阻止或减少汽车的滑动，其中有纯机械式的，有喷气、喷水、喷砂和喷一些增大摩擦力材料的方法，用这些方法虽对防滑起到了一定的作用，但也还存在一些问题1.汽车紧急制动造成事故的主要原因并非汽车滑动，而是方向盘失控，汽车偏向，这些方法都未能很好地解决这个问题。
2.用喷材料的方法使用不方便。
3.由于汽车紧急制动时惯性大，喷材料防滑效果不明显，若增大喷射量，必将给设备带来安装困难、使用不便、成本昂贵等不利因素，因此没有得到推广使用。
4.机械式防滑装置可分为两类，一类是同时使汽车4轮全部制动，一类是靠辅助装置另外增加摩擦力。前一类显然不能防止汽车偏向和解决方向盘失控现象，实际上往往是由于方向盘失控而引起事故的出现，后一类由于机械反应速度慢，若此装置事先安装离地太近，势必防碍汽车的正常行驶，若离地太高，则不能起到良好的防滑效果。
事实上，在滑溜的路面上汽车紧急制动时，引起事故的主要原因并非滑动，而是方向盘失控，因此日本最近研制了电子或防滑装置，从而保证方向盘不失控，其原理是保证制动力恒小于轮胎与路面的摩擦力，得到了一些应用，然而此种方法存在下面两个问题1.由于路面情况复杂，其与轮胎的摩擦力很难检测，否则必将增加成本。
2.此方法不允许汽车滑动，仅是滚动，然而滚动摩擦系数小于滑动摩擦系数，因而必然要增长紧急制动的行驶距离。
因此此种装置亦很难大力推行。
本发明的目的在于提供一种可避免或削弱汽车在光滑路面上紧急制动时方向盘失控的汽车紧急制动防偏方法，利用该方法可克服现有的防止汽车紧急制动时方向失控方法的缺点。
本发明的目的还在于提供一种汽车紧急制动防偏装置，这种汽车紧急制动防偏装置允许汽车滑动以使紧急制动时行驶距离最短及防止方向盘失控。
本发明的目的是这样实现的，构造一种汽车紧急制动防偏方法，包含以下步骤，包含以下步骤检测汽车前、后轮转角；判断前、后轮偏角是否相同，如果相同则重复检测汽车前、后轮偏角的步骤；判断前、后轮是左偏还是右偏；当判断前、后轮发生左偏时计算调整量及按左偏控制方法进行调整；当判断前、后轮发生右偏时计算调整量及按右偏控制方法进行调整。
本发明的目的是这样实现的，同时构造一种汽车紧急制动防偏装置，其中包括，前轮方向转角检测器1、后轮方向偏角检测器2、接收所述前轮方向偏角检测器1的输出信号的第一信号处理器3、接收所述后轮方向偏角检测器2的输出信号的第二信号处理器4，与所述第一、第二信号处理器3、4耦合的微处理机5，以及与所述微处理机5耦合的第一D/A转换器6和第二D/A转换器7，分别与所述第一、第二A/D转换器6、7输出端耦合的第一放大器8和第二放大器9，分别与所述第一、第二放大器8、9输出端耦合的第一执行机构和第二执行机构10、11。
本发明的汽车紧急制动防偏装置，其特征在于，所述前轮方向转角检测器1包含用于直接检测的码盘。
本发明的汽车紧急制动防偏装置，其特征在于，所述后轮方向偏角检测器2包含压力传感器108、09和惯性传动机构106、107、103、101。
本发明的汽车紧急制动防偏装置，其特征在于，所述第一信号处理器3包含放大器301、计数器302和缓冲器303，所述第二信号处理器4包含滤波器401、401’、放大器402、402’，与放大器402、402’并接的校正电路403、403’，A/D变换器404、404’以及缓冲器405、405’。
本发明的汽车紧急制动防偏装置，其特征在于，所述第一、第二执行机构10、11包含液压或气动电磁阀。
实施本发明的汽车紧急制动防偏方法及其装置，从根本上改变了怎样防止汽车在滑溜的路面上紧急制动造成事故的方法，变以前的防滑为防偏(允许汽车有一定的滑动)。以前的机械式、喷料式防滑装置并不能解决汽车偏向问题和方向盘失控问题。而本发明的装置可解决这一问题，其次，克服了它们的使用不便，安装困难，效果不明显的缺点，与最近日本的电子式防滑装置相比更有长足的进步，1).测量方便；2).成本不高；3).制动距离较短。实际上之所在本方法能取得较好效果，关键是认为1).汽车滑动引起汽车偏向和方向盘失控，但并非一定要防止汽车滑动才能防止汽车偏向；2).采用了直接防止汽车偏向的概念，并研制出相应的装置；3).允许汽车滑动，而不允许汽车偏向，这样就可缩短制动时的行驶距离；
4).采用了电脑控制，可实现复杂的控制。
结合附图，进一步说明本发明的实施例，附图中，
图1为本发明的汽车紧急制动防偏方法的框图表示；图2为本发明的汽车紧急制动防偏装置的结构图；图3为本发明的汽车紧急制动防偏装置的电原理图；图4为图2中用于间接检测的后轮偏角检测器2的结构示意图；图5为图2中微处理机5中控制程序的逻辑框图。
为了尽量减少汽车在滑溜的路面上紧急制动造成的事故率，首先是应解决此时的方向盘失控问题，在保证方向盘不失控的前题下，尽量减少汽车的制动距离。图1给出了一种在几乎不影响汽车的制动距离的条件下，防止方向盘失控的控制方法，即通过检测此时前后车轮的偏向角，比较两偏向角，在保证一轮滑动(制动时假设两后轮都在滑动)的条件下，或许可说，在保证一轮处于当前的制动力的条件下，用模糊控制方法或其它控制方法对另一轮制动力进行调整，使前后两轮的偏向角保持一致。
图2给出了实施图1方法的汽车紧急制动防偏装置，可见该装置由以下几个部分组成，1).由前轮方向转角检测器1和后轮方向偏角检测器2组成的检测部分；2).由第一信号处理器3和第二信号处理器4构成的信号处理部分；3).电脑部分5；以及由第一、第二D/A转换器6、7，第一、第二放大器8、9以及第一、第二执行机构10、11构成的控制执行部分。
检测部分用于完成前、后轮方向偏角的检测，有直接检测和间接测两种，直接检测就是直接检测车轮的偏向角，如可用码盘方式、电位器、电感、电容、光电码盘等方法。间接检测就是通过压力，加速度、速度等方法进行检测，再通过计算、算出车轮的偏向角，如可采用压力传感器，应变片等方法进行检测。
其次检测还可分为接触式检测与非接触式检测、接触式检测如电位器、码盘、压力传感器、应变电等方法。非接触检测如电感、电容、光电码盘等方法，以上这些方法都可用于对前后轮偏向角的检测。
所述前轮方向转角检测器1采用直接检测，所述后轮方向偏角检测器2采用间接检测方法对后轮检测偏角。图4给出了一种间接检测的实施结构图。其中，图4(a)为剖视图；图4(b)为俯视图。在图4(a)和图4(b)中，101为六角螺帽，102为圆垫片，103为轴承，104为弹簧垫圈、105为螺栓、106为转动臂，107为支承架、108和109为压力传感器。
信号处理部分主要完成对检测信号的滤波、整形、放大、校正、A/D转换等功能，使之信号转换为可为计算机接收的二进制形式。如图3所示，信号处理部分的第一信号处理器3分别包含放大器301、计数器302、缓冲器303，第二信号处理器4包含滤波器401、401’，放大器402、402’、校正电路403、403’，A/D变换器404、404’，以及缓冲器405、405’。带撇者“，”用于左后轮，不带撇者用于右后轮。
电脑5起着控制中枢作用，完成数据采集、计算和用现代控制原理进行控制的作用，其中的程序ROM中的控制流和框图如5所示。
执行机构担负对被控对象的控制任务，它包括D/A转换、信号放大和执行元件三部分，这里采用电磁阀作执行元件。
权利要求
1.一种汽车紧急制动时的防偏方法，其特征在于，包含以下步骤检测汽车前后轮转角；判断前、后轮偏角是否相同，如果相同则重复检测汽车前后轮偏角的步骤；判断前、后轮是左偏还是右偏；当判断前、后轮发生左偏时计算调整量及按左偏控制方法进行调整；当判断前、后轮发生右偏时计算调整量及按右偏控制方法进行调整。
2.一种汽车紧急制动时的防偏装置，其特征在于包括前轮方向转角检测器(1)、后轮方向偏角检测器(2)、接收所述前轮方向偏角检测器(1)的输出信号的第一信号处理器(3)、接收所述后轮方向偏角检测器(2)的输出信号的第二信号处理器(4)，与所述第一、第二信号处理器(3)、(4)耦合的微处理机(5)，以及与所述微处理机(5)耦合的第一D/A转换器(6)和第二D/A转换器(7)，分别与所述第一、第二A/D转换器(6)、(7)输出端耦合的第一放大器(8)和第二放大器(9)，分别与所述第一、第二放大器(8)、(9)输出端耦合的第一执行机构(10)和第二执行机构(11)。
3.如权利要求2所述的汽车紧急制动防偏装置，其特征在于，所述前轮方向转角检测器(1)包含用于直接检测的码盘。
4.如权利要求2所述的汽车紧急制动防偏装置，其特征在于，所述后轮方向偏角检测器(2)包含压力传感器(108、109)和惯性传动机构(106、107、103、101)。
5.如权利要求2所述的汽车紧急制动防偏装置，其特征在于，所述第一信号处理器(3)包含放大器(301)、计数器(302)和缓冲器(303)，所述第二信号处理器(4)包含滤波器(401、401’)、放大器(402、402’)，与放大器(402、402’)并接的校正电路(403、403’)，A/D变换器(404、404’)以及缓冲器(405、405’)。
6.如权利要求2所述的汽车紧急制动防偏装置，其特征在于，所述第一、第二执行机构(10)、(11)包含液压或气动电磁阀。
全文摘要
本发明提出了一种解决汽车在光滑路面上紧急制动引起汽车偏向和方向盘失控的全新方法和装置，这种方法和装置的基本思路是以直接防止汽车偏向来代替传统的防止汽车滑动，即通过检测制动时前后车轮的偏向角，然后在保证一轮处于当前的制动力的前提下，对另一轮制动力进行调整，使前后两轮的偏向角保持一致。本发明的方法及装置可在一定程度上降低事故率，保证财产和人身安全。
文档编号B60T8/88GK1101884SQ93119220
公开日1995年4月26日 申请日期1993年10月19日 优先权日1993年10月19日
发明者杨新胜 申请人:杨新胜