[發明專利]一種車輛胎壓速降應急防護控制系統及其控制方法

有效

• 申請號: 201910842180.0
• 申請日: 2019-09-06
• 公開（公告）號: CN112238723B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 李紅艷;馬芳武;郭孔輝;劉福志;沈亮;張玉新
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B60G17/015
• 分類號: B60G17/015
• 代理公司: 吉林省長春市新時代專利商標代理有限公司 22204
• 代理人: 高一明

本發明公開了一種車輛胎壓速降應急防護控制系統及其控制方法，中央處理模塊的輸入接口與胎壓及車輛狀態監測模塊相連，輸出接口與控制模塊和報警器相連。執行模塊的核心執行機構：胎壓速降應急防護裝置，包括平行四邊機構、氣囊組件和防撞塊等，氣囊組件包括氣體發生器和防護氣囊等。在車輛發生胎壓速降等異常時，本發明能根據胎壓下降速率、車速、路況等信息報警或同時執行應急防護操作：以合適的方式引爆各懸架處的防護氣囊，并在平行四邊機構的作用下，垂直嵌入固定在各車輪頂處車身上的防撞塊凹坑內，起到類似主動懸架調節車身姿態和車輪定位參數等作用，重新分配作用在各車輪上的垂直載荷，從而調節各車輪受力，使車輛迅速趨于理想運動狀態。

技術領域

本發明涉及汽車安全技術領域，更為具體地，涉及一種車輛胎壓速降應急防護控制系統及其控制方法。

背景技術

胎壓速降是殺傷力最大且最難預防的事故隱患，是突發性交通事故發生的重要成因。胎壓速降以爆胎事故最為嚴重，據不完全統計，在高速公路發生的意外交通事故中，42％是由爆胎造成的，爆胎被列為高速公路意外事故榜首，占高速意外事故死亡人數的49.81％，受傷人數占63.94％，直接財產損失占43.38％。

胎壓速降是一個瞬態非線性變化過程，隨著胎內氣體很快散盡，輪胎的力學特征參數如有效滾動半徑、徑向剛度、縱向剛度、側偏剛度等，會發生很大變化，進而引起車身高度和姿態的變化，并導致汽車各車輪垂直載荷的重新分布。胎壓速降的突發性及其引起的車輛固有特性的改變，尤其是輪胎垂直載荷的重新分配，影響了車輛的動力學響應，使得駕駛員很難及時做出有效反應，且極易出現過度甚至是錯誤操作，造成車毀人亡。為了減輕或消除車輛發生胎壓速降尤其是爆胎帶來的嚴重危害，研究一種車輛胎壓速降應急防護控制系統及其控制方法，迫在眉睫且意義重大。

中國專利ZL97107850.5公開了一種汽車爆胎安全胎壓顯示可調懸架系統，該發明是一種爆胎安全、胎壓顯示、可調懸架系統，在爆胎時，啟動升力懸架或升力機構及制動力平衡裝置，使下傾的車身上升，恢復汽車的正常行駛。該發明能實現車身高度的調節，但要求車輛或者配備主動或半主動懸架，或者配備升力機構，升力機構設置在減振器內，結構復雜且成本較高，亦未考慮響應速度問題。

中國專利ZL201410854991.X公開了一種車輛爆胎裝置及控制方式，包括主控制器和設于靠近每個輪胎的車輛底盤下表面上的氣囊組和報警處理裝置。其中，每個氣囊組均包括與輪胎側面相平行并間隔排列的若干個氣囊，爆胎后，通過氣囊補充爆胎輪胎的支撐力，以保持車身平衡，但氣囊組承受側向力容易彎折甚至撕裂，氣囊組作支撐也會大大加大爆胎輪處的阻力，使車輛的動力學響應難以預測。

論文《爆胎車輛的動力學響應及控制》仿真分析了車輛爆胎后輪胎垂直載荷的重新分配，并指出垂直載荷的重新分配將直接影響每個輪胎輸出的力與力矩，而四個車輪的輸出力與力矩綜合在一起，嚴重影響了車輛的運動響應。論文提出通過主動懸架提供主動控制力的方式來控制爆胎后各車輪胎的垂直載荷，并采用PID控制器調節車輛的動態響應特性，該方法要求車輛必須配備主動懸架系統，亦未考慮駕駛員由于慌亂而進行的誤操作及主動懸架調節車身高度的響應速度問題。

論文《爆胎汽車差動制動研究》也研究了爆胎后輪胎垂直載荷的變化問題，并提出了基于電子穩定性控制原理的爆胎汽車差動制動控制策略，但未解決爆胎后輪胎垂直載荷的重新分配問題。

發明內容

為解決以上現有技術的不足，本發明提供一種車輛胎壓速降應急防護控制系統及其控制方法。為實現以上目的，提供以下技術方案：