[發明專利]用于車輛的防滑與防翻保護系統與方法

無效

• 申請號: 200680017117.4
• 申請日: 2006-05-18
• 公開（公告）號: CN101175647A
• 公開（公告）日: 2008-05-07
• 發明（設計）人: 斯越肯斯·舒若勾體
• 申請（專利權）人: 迪克銳普特顧問服務有限公司
• 主分類號: B60B39/00
• 分類號: B60B39/00;B60T7/12
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司
• 代理人: 劉宇峰

技術領域與背景技術

本發明涉及車輛安全性，尤其是涉及用于幫助避免陸路車輛打滑和翻車的系統。隨著汽車技術的發展，車輛的速度是不斷增加的，而速度是導致發生撞車事故的大多數普遍因素之一。根據(美國)國家高速公路交通安全管理局(NHTSA)計算，每年僅在美國，與速度有關的撞車導致的社會經濟損失達到402億美元。在2004年，在所有致命撞車事故中，有30％的原因被認為是由速度引起的，并有13,192人因此而喪生。當一輛汽車在常規條件下開得太快時，會因加速發生撞車事故，而且在冬天和在濕/積雪/結冰的路面狀況下會發生更多的撞車事故。

翻車是人們關注的另一個問題，更多的原因是由于運動型多功能車(sport-utilityvehicles，SUVs)在客車部門的快速增長。根據(美國)國家高速公路交通安全管理局于2005年11月發布的研究報告，在2004年間僅在美國所發生的10,553起車禍的發生是由于客車翻車引起的。SUVs，一種在客車中快速增長的部門，具有最高的翻車率。在某些車輛中，即使當他們裝備了ABS和穩定性控制系統，翻車的幾率仍高達17％。

已被廣泛采用以試圖改進車輛可控性的兩項技術是“防鎖死剎車系統”(anti-lockingbraking?system，ABS)與“電子穩定性控制”(electronic?stability?control，ESC)系統。

ABS(防鎖死剎車系統)是一個可使車輪在硬剎車操作后避免鎖死的計算機化系統。ABS不會減弱或增強常規的剎車能力。它也不需要更短的停車距離，但它有助于在硬剎車過程中使汽車仍保持受控制的狀態。

ESC(電子穩定性控制系統)通過側面加速度，旋轉(偏轉)和個別車輪的加速，將駕駛者試圖操縱行駛方向和剎車意圖與車輛的反應進行比較。接著，ESC對個別的前輪或后輪實施剎車制動，和/或減少過多的發動機動力，因此有助于矯正轉向不足(費力前進)或轉向過多(擺尾行駛)。ESC還整合了全速度牽引控制和/或減少了過多的發動機驅動力，直到恢復控制狀態。在加速和剎住個別打滑的車輪的情況下，可感知驅動輪的全速度牽引力控制。ESC不能阻礙該車的物理限制。如果駕駛者推動車底盤的可能性與ESC過快時，ESC不能避免撞車。它是有助于駕駛者保持控制的工具。

ESC結合ABS，牽引控制和偏轉控制(偏轉是圍繞垂直軸的旋轉)。為了掌握它是怎樣工作的，想起操縱獨木舟的情形。如果你想讓獨木舟轉到右邊或向右旋轉，你在右邊的水中安置短槳以提供在右側的制動力矩。該獨木舟在樞軸上轉動或者旋轉到右邊。ESC做同樣的基礎性事務以協助駕駛者。

許多國際研究已經證明，ESC的效果有助于駕駛者保持對車的控制，有助于挽救生命和減少撞車的嚴重性。2004年秋，美國NHTSA確認了國際上的研究，發布了在美國對ESC效果這一領域的研究成果。NHTSA總結認為，ESC減少了35％的撞車事故。

盡管裝備了ABS、ESC和牽引控制系統，由于駕駛者驅動汽車太快以致超過了極限點，仍可能有難以接受的大量超速事故發生。這個極限點是動態的，因為它取決于所駕駛的車輛、天氣和路面狀況，且只有極少的有經驗的駕駛者才能準確地判斷該極限點。有人建議在開動車輛過程中測量車輪的振動，以便提供診斷信息。例如，在車輪轉速上的振動可提示該車輪的不平衡。兩次振動的頻率可提示等速接頭(CV?joint)的磨損。在其他頻率的振動可提示發動機汽缸的不能發動或類似問題。振動的突然降低可提示失去控制并向前滑動。

雖然在理論上，測量振動的想法是可行的，但是，如前所述的過分簡單化的分析方法是不足以給駕駛者提供關于陸路行駛車輛的相互作用的可靠信息。許多不同因素會引起在車輪振動的頻率和振幅上的變動，包括在公路表面的變化、車輛載重的變化、在加速或剎車過程中重心偏移的變化。簡單的一維振動測量是不能區分這些不同原因的。

在矢量微積分學領域，多個參數會被用于量化運動的特性。與本發明特別相關的是曲率矢量和扭矩矢量。將某點的三維運動以速度v和加速度a來表示，所述的曲率矢量由下式定義：