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转向故障时制动系统的反应装置

背景介绍：

本发明特别适用于商用车辆制动系统。然而，本发明还可以应用在其它车辆安全系统或其它车辆制动系统中。

当车轮制动器故障时，为获得一定的总制动力，传统的系统和方法就是通过制动所有的车轮来获得。同时为了保持车辆稳定性，需要保障制动力的平衡。但是这种方法只能用于处理失效的制动器，并通过在良好的制动器上施加额外的压力进行制动力的补偿。

本发明为其提供了一个新的解决方法，有助于监测车辆转向故障并且可以抵消车轮抱死的制动力，从而克服以上问题以及其他问题。

概要：

一方面，有助于保持车辆横向控制的系统包括一个传感器（至少检测车辆的一个参数）、多个车辆终端（每个车轮都有制动部件）和一个有控制逻辑的处理器（接收传感器发来的相关参数信息）。同时，处理器会将把当前参数值与预定参数阈值进行比较。如果当前参数值超过阈值，并且至少有一个车辆终端受到了影响，那么处理器就会发送信号，使其他未受影响的终端增加制动力，以此来保持车辆稳定性。

一方面，维持车辆横向控制的方法就是通过监测具有多个装有制动部件的轮端的车辆的至少一个参数，接收与被监测车辆参数有关的信息，以及将当前参数值与预定参数阈值进行比较。该方法还包括，当确定当前参数值超过预定参数阈值并且至少有一个车轮终端受到影响时，处理器会给未受影响的部位发送一个信号，使其在相应的位置增加制动力，以保持稳定性。

一方面，有助于保持车辆横向控制的处理器被设计成监测具有多个装有制动部件的车轮终端的车辆的至少一个参数，接收与被监测车辆参数的相关信息，并将当前参数值与预定参数阈值进行比较。处理器还被设置成，当确定当前参数值超过预定参数阈值并且至少一个车轮终端受到影响，就会发送控制信号，使得对应未受影响的制动部件在相应位置增加制动力以保持稳定性。

另一方面，用于保持车辆横向控制的装置包括监测装置、接收装置、比较装置以及发送装置。监测装置用于监测具有多个车轮终端的车辆的至少一个参数。接收装置，用于接收与被监测车辆参数的相关信息。比较装置，用于将当前参数值与预定参数阈值进行比较。该装置还包括确定装置，用于确定当前参数值超过预定参数阈值，并且至少影响了一个车轮终端。发送装置，用于发送控制信号，该控制信号使得对应未受影响的制动部件在相应位置增加制动力以保持稳定性。

本装置的优点有提高了汽车稳定性、提高了车辆安全性。技术人员在阅读并理解以下详细介绍之后会发现该技术更多优点。

图纸简要说明：

创新的形式可以是各种成分和成分的排列，也可以是各种步骤和步骤的排列。附图仅用于说明各个方面，不应被解释为限制本发明。

图1说明了一个通过减少在不正确作用（例如抱死工况）的轮端处的横向抓地力来激活对应制动部件以稳定车辆的系统。

图2说明了使用方向盘位置信息来减少在不正确动作（例如抱死工况）的车轮终端的横向抓地力来激活对应制动器以稳定车辆的方法。

图3说明了通过在对应车轮终端激活制动器、使用横向加速度信息来减少在不正确动作（例如抱死工况）的车轮终端的横向抓地力的车辆稳定方法。

图4说明了通过在对应车轮终端激活制动器、使用偏航信息来减少在不正确动作（例如抱死工况）的车轮终端的横向抓地力来稳定车辆的方法。

详细内容：

本文介绍的系统和方法可以克服上述问题，这些系统和方法有助于识别车辆中的不稳定事件并启动制动响应来稳定车辆。所述系统和方法适用于车辆横向控制（如转向、差速制动）几种不希望发生的情况或事件。例如，如果某一车轮终端的调节器在自动制动事件中发生故障，那么车辆将强力拉向一侧。类似地，如果自动转向系统发生故障，转向系统在一个方向上的旋转不正确，就会导致车辆向一侧强力拉动。

因此，当系统检测到车辆不稳定时，系统会启动对应制动部件配合制动直至完全制动。试验包括转向轴上的两个车轮终端制动器被激活，还有车辆上的全部车轮的制动器都被激活。在道路上，我们在一个方向下错误地牵引车辆。通过大力踩刹车，另一车轮终端不会将车辆拉向一侧从而降低车速，以此增加车辆稳定性。此外，通过激活车轮终端上的制动抵消了由发生故障的车轮产生的偏航力矩。发生故障的车轮需要补偿额外的制动才能平衡，并且（如果尚未饱和）如果在制动下开始打滑，将产生不利的横向影响。所述系统和方法还可用于在转向系统故障期间通过制动从而锁定转向轴车轮，使转向轴车轮饱和，降低横向抓地力并稳定车辆。

图1表示10号系统，该系统在车轮终端发生故障（例如抱死工况）时，有助于激活对应制动部件。该系统主要部件时刹车控制器（12）。刹车控制器（12）包括执行处理器(14)和存储器(16)。存储器(16)存储了执行本文所述的各种方法、技术协议等的计算机可执行指令（例如，模块、例程、程序、应用等）。存储器(16)包括易失性存储器、非易失性存储器、固态存储器、闪存、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可编程只读存储器（PROM）、可擦除可编程只读存储器（EPROM）、电子可擦除可编程只读存储器（EEPROM）、上述存储器类型的变体、组合、任何其它类型的存储器以及适于提供所述功能的计算机，存储器(16)可执行指令以供处理器(14)执行。此外，本文所使用的“模块”表示持久地存储在计算机可读介质或存储器上以供处理器执行的一组计算机可执行指令（例如，例程、子例程、程序、应用程序等）。

该系统还包括方向盘传感器(18），其监测车辆中方向盘的转动。在一个实例中，方向盘事件是指方向盘的转动量大于给定车辆速度的预定阈值。方向盘转动的位置数据（20）存储在控制器存储器（16）中，并由比较器(22)与方向盘位置的移动阈值（24)进行比较。在实际工况下，方向盘阈值会随车辆的速度变化而变化。例如，当车辆以大于11英里/小时的速度行驶时或者方向盘转动超过一定数值（例如90°），那么控制器便会向制动系统（26）发送命令，使其增加对应车轮终端的制动力来稳定车辆。

为了进一步说明，如果方向盘在给定速度下向左（驾驶员侧）转动的角度大于方向盘转动阈值，那么车辆会向左倾斜。为了抵消车辆的向左移动，控制器会向制动系统(26）发送命令，使对应车轮终端的制动部件(28)（例如鼓式制动器、盘式制动器或任何其他类型的制动器）启动制动。例如，可以启用乘客侧（右侧）车轮终端制动器，以此抵消车辆的向左移动。同时，我们也做了转向轴上的两个车轮终端制动器被激活的试，还有车辆上的全部车轮的制动器被激活时的试验。试验中制动器的启动可以是部分或完全启动。当施加的制动力小于完全制动力或者制动力在激活的车轮终端达到100%时时，系统会开始监测车辆参数，如偏航、横向加速度以及方向盘位置，一直到车辆稳定。或者，也可以将对应制动部件置于锁定状态，以稳定车辆直到其停止。

每个车轮终端的制动部件（28）耦合到气流调制器（30）。在调节器故障模式下，调节器的打开会向制动部件提供不受限制的制动力，会导致制动部件锁定。当这种情况发生时，车辆会被拉向带有锁定制动器的车辆一侧。例如，如果前驾驶员侧车轮末端调节器发生故障，车辆将向左转向。为了在这种不稳定工况下稳定车辆，控制器被设计成接收或检测指示调制器发生故障的调制器故障警报。作为对调制器故障警报的响应，控制器向制动系统（26）发送命令，会使对应车轮终端的制动部件（28）启动制动。例如，可以启用乘客侧车轮终端制动器，以抵消车辆的向左移动。同时，我们也做了转向轴上的两个车轮终端制动器被激活的试，还有车辆上的全部车轮的制动器被激活时的试验。试验中制动器的启动可以是部分或完全启动。当施加的制动力小于完全制动力或者制动力在激活的车轮终端达到100%时时，系统会开始监测车辆参数，如偏航、横向加速度以及方向盘位置，一直到车辆稳定。或者，也可以将对应制动部件置于锁定状态，以稳定车辆直到其停止。

另外一个试验中，我们通过方向盘传感器来应对调制器故障的状况，也就是当方向盘突然转向调制器故障的车辆一侧。在这种情况下，控制器会发送一个命令，完全或部分应用上述对应制动部件，直到车辆稳定或停止。

另外一个试验中，比较器模块（22）被设计成将来自车辆加速计（34）的横向加速度信息（32）的稳定输入值与预定的横向加速度阈值（36）进行比较。在这个试验中，横向加速度阈值被设置为0.3G。当然，该阈值也可以设置为任何预定义值（例如，0.15G、0.2G、0.24G等）。如果参数超过横向加速度阈值（36），则控制器（12）马上向制动系统(26）发送命令,锁定对应车轮终端来稳定车辆。例如，如果横向加速度在车辆的右侧（乘客侧），那么可以启动转向轴上的驾驶员侧（左侧）车轮终端制动器，以抵消车辆的向左移动。同时，我们也做了转向轴上的两个车轮终端制动器被激活的试，还有车辆上的全部车轮的制动器被激活时的试验。试验中制动器的启动可以是部分或完全启动。当施加的制动力小于完全制动力或者制动力在激活的车轮终端达到100%时时，系统会开始监测车辆参数，如偏航、横向加速度以及方向盘位置，一直到车辆稳定。或者，也可以将对应制动部件置于锁定状态，以稳定车辆直到其停止。

另一试验中，比较器模块（22）被设计成将来自偏航率传感器（38）的偏航信息（36）之类的稳定输入值与预定偏航阈值（40）进行比较。偏航是根据车辆的现有行驶方向计算的。该系统还可以检测来自方向盘传感器（18）的预计行驶方向与来自横摆率传感器（38）的车辆实际横摆之间的横摆误差。如果计算出的偏航误差大于偏航阈值，则控制器（12）向制动系统（26）发送制动启动信号，以抵消偏航并稳定车辆。例如，如果车辆向右偏航（乘客侧），则可以启动驾驶员侧（左侧）车轮终端制动器来抵消车辆的向左移动。同时，我们也做了转向轴上的两个车轮终端制动器被激活的试，还有车辆上的全部车轮的制动器被激活时的试验。试验中制动器的启动可以是部分或完全启动。当施加的制动力小于完全制动力或者制动力在激活的车轮终端达到100%时时，系统会开始监测车辆参数，如偏航、横向加速度以及方向盘位置，一直到车辆稳定。或者，也可以对应制动部件置于锁定状态，以稳定车辆直到其停止。

如前所述，对应制动部件可根据检测到的不稳定事件（方向盘移动过大、调节器故障、偏航或横向加速度过大等）锁定。在另一试验中，控制器向制动系统发送信号，以在对应选定的制动部件处制动。通过这种方式，在相应的选定车轮终端应用制动器来稳定车辆。然后在应用制动器时，实时监测不稳定参数（方向盘移动、横向加速度、偏航等），并连续地或间隔将不稳定参数值大小与适当的阈值进行比较。如果状况没有改善，那么控制器会向制动系统发送信号，进一步增加对应车轮终端的制动力。一直重复这流程，直到不稳定性得到解决（即，不稳定性参数值大小低于临界值）或车辆停止。

图2说明了使用方向盘位置信息来减少在不正确动作（例如抱死工况）的车轮终端的横向抓地力来激活制动器以稳定车辆的方法。步骤100，方向盘位置或转动受到监控。步骤102，将方向盘位置或转动信息与预定的方向盘阈值进行比较，以识别车辆速度和行驶方向的异常方向盘位置或转动。突然的方向盘移动可能是由驾驶员错误操作、调制器故障等引起的。在试验中，方向盘阈值随车辆速度变化而变化。例如，当车辆以大于16英里/小时的速度行驶时，如果方向盘转动超过70°，那么控制器会向制动系统发送一个命令，以增加制动力或锁定对应终端，以此来稳定车辆。如果方向盘输入值不大于方向盘阈值，那么恢复到步骤100以继续监视方向盘转向。

如果方向盘输入值大于方向盘阈值，转到步骤104，对应车轮终端的对应制动部件被确定为制动应用的候选部件来稳定车辆。同时系统会通过将方向盘位置信息与校正制动动作关联起来的表格来进行制动部件识别。步骤106，在确定的车轮终端开始制动。步骤108中，确定方向盘位置或转动是否已低于方向盘阈值。如果没有，步骤110中，相应车轮终端的制动力增加，并且转到步骤108，继续评估方向盘。如果方向盘位置或转动值已降至方向盘阈值以下，就到达步骤112，相应车轮终端的制动终止。

图3说明了通过在对应其他车轮终端激活制动器、使用横向加速度信息来减少在不正确动作（例如抱死工况）的车轮终端的横向抓地力的车辆稳定方法。步骤150，监测车辆的横向加速度。步骤152，将当前横向加速度值与预定横向加速度阈值进行比较。如果输入值不大于阈值，则恢复到步骤150，继续监测车辆的横向加速度。

如果当前横向加速度输入值大于横向加速度阈值，转到步骤154，对应车轮终端的制动部件会被确定为制动应用的候选部件，以稳定车辆。同时系统会通过将横向加速度与校正制动动作关联起来的表格来进行制动部件识别。在步骤156，确定的车轮终端开始制动。步骤158，系统确定横向加速度是否已恢复到低于横向加速度阈值。如果没有，就到步骤160，对应车轮终端的制动力增加，并且转到步骤158，继续评估横向加速度。如果横向加速度值已降至横向加速度阈值以下，则转到步骤162，相应车轮终端的制动终止。

图4说明了通过在对应车轮终端激活制动器、使用偏航信息来减少在不正确动作（例如抱死工况）的车轮终端的横向抓地力来稳定车辆的方法。步骤200中，监测车辆偏航并且得到相关信息（可由车辆上的偏航传感器和方向盘传感器得到相关信息）。步骤202中，将当前偏航值与预定偏航阈值进行比较。如果偏航输入值不大于偏航阈值，则转到步骤200

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