專利名稱：車輛傾翻的控制的制作方法
技術領域：
本公開涉及車輛傾翻的控制。
背景技術：
傾翻是其中車輛翻倒到其側面或車頂?shù)能囕v事故類型。

發(fā)明內容
機動車包括特征在于重心的車身、用于保持和路面接觸的多個車輪以及降低傾翻裝置。該裝置配置為阻止將發(fā)生的傾翻并經(jīng)由以下至少之一抵消車輛傾翻趨勢i)在車身和多個車輪中的至少一個之間施加力和ii)降低車輛的重心。該車輛還包括配置為檢測作用在車輛上且具有閾值大小的傾翻力矩的傳感裝置。該傳感裝置還產(chǎn)生標示具有閾值大小 的傾翻力矩的信號。車輛附加地包括控制器，該控制器配置為響應于信號觸發(fā)降低傾翻裝置，以在車身上產(chǎn)生和檢測到的閾值傾翻力矩相反的力矩。由控制器產(chǎn)生的力矩配置為在傾翻中降低車輛相對于路面的角度。車身和車輪之間的力可經(jīng)由安裝在車身每一側上的至少一個促動器施加。車輛可包括四個車輪，且可靠近每一個車輪安裝一個促動器。傳感裝置可包括靠近每一個車輪布置的傳感器。每一個傳感器都可配置為在相應的車輪處檢測具有閾值大小的傾翻力矩。而且，控制器可配置為響應于由相應的傳感器檢測到的閾值傾翻力矩而觸發(fā)每一個促動器。多個車輪中的每一個都可包括安裝在其上的可充氣車胎。這樣的車輛的重心可經(jīng)由對至少一個車胎放氣而降低。此外，傳感裝置可包括靠近每一個車輪布置的傳感器。每一個傳感器都可配置為在相應的車胎處檢測具有閾值大小的傾翻力矩。而且，控制器可配置為將不同于具有檢測到的閾值傾翻力矩的車胎的車胎放氣。傾翻降低裝置可配置為經(jīng)由在車身和多個車輪中的至少一個之間施加力以及降低車輛的重心而阻止車輛即將發(fā)生的傾翻。車輛可附加地包括車軸。在這樣的情形中，促動器可布置在車軸和車身之間。傳感裝置可配置為感知作用在所述車輛上的g力和所述車輛的傾翻速度中的至少一個。還公開了一種降低車身在傾翻中的角度的方法。當結合附圖時，本發(fā)明的上述特征和優(yōu)勢以及其他特征和優(yōu)勢從下文中用于實施本發(fā)明的最佳模式的詳盡描述中是顯而易見的。


圖I是裝備有傾翻降低裝置的機動車的示意性俯視圖；圖2是裝備有圖I中示出的傾翻降低裝置的第一實施例的車輛的懸掛裝置的一部分的放大透視圖3是在傾翻的初始階段中采用了傾翻降低裝置的第一實施例的圖I中示出的車輛的示意性后視圖；圖4是具有激活以降低車輛傾翻角度的傾翻降低裝置的第一實施例的圖I中示出的車輛的示意性后視圖；圖5是在傾翻的初始階段中采用了傾翻降低裝置的第二實施例的圖I中示出的車輛的示意性后視圖；圖6具有激活以降低車輛傾翻角度的傾翻降低裝置的第二實施例的圖I中示出的車輛的示意性后視圖；和圖7是在傾翻期間將車輛相對于路面的角度降低的方法的流程圖。
具體實施方式
參見附圖，其中相同的附圖標記指向相同的構件，圖I和3-6示出了相對于路面11布置的機動車10的示意圖。車輛10的特征在于由標記12標出的重心。重心12布置在距離路面11高度13處(圖3-6中示出)。車輛包括車身14。車輛14限定車頂16 (如圖3_6所示)和四個車身側部。四個車身側部包括前端18、后端20、左側部22、和右側部24。車身14還包括車輛框架(未示出)。車輛10還包括配置為推進車輛的動力傳動系26。如圖I所示，動力傳動系26可包括發(fā)動機28和變速器30。動力傳動系26可包括一個或多個馬達/發(fā)電機以及燃料電池，其都未示出，但采用這樣的裝置的動力傳動系構造是本領域技術人員所理解的。車輛10還包括多個車輪32和34。如所示，車輪32布置在前端18而車輪34布置在后端20。多個車輪32、34中的每一個都包括安裝在其上的可充氣車胎35。盡管圖I中示出了具有車胎35的四個車輪32、34，具有更多或更少的車輪和車胎的車輛也可被預見，例如在前端18具有兩個車輪32，而在后端20具有一個車輪34。如圖I所示，車輛懸掛系統(tǒng)36操作地將車身14連接至車輪32和34，用于保持車輪和路面之間的接觸，且用于維持車輛的操控。示例性地，懸掛系統(tǒng)36可包括連接至每一個車輪32、34的支架42、上控制臂38、和下控制臂40。盡管圖I中示出了懸掛系統(tǒng)36的具體的構造，可類似地預見其他車輛懸掛設計。由此懸掛時，車輪32建立前車軸44，而車輪34建立后車軸46。取決于動力傳動系的具體構造,發(fā)動機28的動力可通過前車軸44、后車軸46、或通過車軸44和46兩者傳輸?shù)铰访?1。車輪32、34、車胎35和懸掛系統(tǒng)36影響車輛重心12的高度13。如圖I所示，車輛轉向系統(tǒng)48操作地連接至前車輪32，用于將車輛10轉向。轉向系統(tǒng)48包括轉向盤50，其經(jīng)由轉向架52操作地連接至車輪32。轉向盤50布置在車輛10的乘客車廂之內，使得車輛的操作者可命令車輛采取相對于路面的特定方向。附加地，加速器踏板54布置在車輛10的乘客車廂內，其中加速器踏板操作地連接至動力傳動系26，用于命令車輛10的推進。如圖I附加地所示，車輛制動系統(tǒng)操作地連接至車輪32、34，用于將車輛10減速。制動系統(tǒng)包括在車輪32、34的每一個處的摩擦制動機構58。盡管未示出細節(jié)，將理解每一個制動機構58都可包括轉子、制動盤、和卡鉗?？ㄣQ可配置為相對于轉子保持制動盤，并施加力至制動盤，以擠壓轉子用于將車輛10減速。由制動系統(tǒng)施加的力由制動踏板60控制。制動踏板60布置在車輛10的乘客車廂內，且適于由車輛操作者控制以降低車輛速度并保持對車輛的控制。在車輛10運行期間，可能發(fā)生車輛發(fā)生動態(tài)重量轉移而仍以經(jīng)升高的速度行駛的情形，其允許車輛打滑。這樣失控的車輛10可碰上低高度的障礙物，例如路牙。失控車輛10可使用一個車輪32或34或沿一側22或24的兩個車輪32和34撞上諸如前述的路牙這樣的物體，而車輛10的剩余部分傾向于繼續(xù)保持運動。因此，低高度障礙物和一個車輪32和/或一個車輪34之間的接觸點可形成車輛10的傾翻樞軸。車輛10還可在穿過松散的路面表面(諸如碎石子地)時發(fā)生打滑。在這樣的替換情形中，車輛車胎35可逐漸地陷入松散路面表面中并積聚表面顆粒組成的坡臺(berm)。這樣的坡臺可繼而構成傾翻樞軸(和上述與低高度障礙物撞擊類似)，其可成為車輛10的傾翻樞軸。如圖1-6所示，為了處理這樣的潛在的傾翻情形，車輛10還包括傾翻降低裝置62。傾翻降低裝置62設置為通過降低車身14相對于路面11的角度63而阻止車輛10的即將發(fā)生的傾翻。傾翻降低裝置62意圖將車輛10保持在直立狀態(tài)或允許車輛傾轉至車身側部 22,24中的一個上。該傾翻降低裝置62配置為經(jīng)由以下至少之一阻止車輛10將發(fā)生的傾翻i)在車身14和多個車輪32、34中的至少一個之間施加力和ii)降低車輛的重心12。大致地，在一個或兩個車輪32、34撞擊或陷入后，大致有200-300毫秒可用以改變后果，即，影響車輛10的傾翻，且，如果車輛的傾翻不可扭轉，則使得車輛著陸在側部22、24的其中一個上。在車輛傾翻中，作用在車輛的橫向加速度總體上超過由通常可在道路上行駛的乘用或商用車的道路-車胎摩擦界面能夠產(chǎn)生的加速度(總體在1.28之下)。當車輛車輪撞擊剛性障礙物時，從路面至車輛的主導力傳輸點不再取決于道路-車胎摩擦力，而是取決于障礙物和車輪之間的接觸。在這樣和障礙物的撞擊中，作用在車輛上的橫向加速度可沖高進入8_9g的范圍內。當車輛車胎陷入松散地面中時，產(chǎn)生的作用在車輛上的橫向加速度通常將沖高進入2-3g的范圍內。因此，可檢測出和使用傾翻的初始階段中的橫向力，以激活傾翻降低裝置62，用于降低傾翻速率和產(chǎn)生的傾翻角度63，從而對抗傾翻。為了檢測即將發(fā)生的傾翻，如圖I所示，車輛10附加地包括傳感裝置64。傳感裝置64配置為檢測作用在車身14上且具有閾值大小66的傾翻力矩?？筛鶕?jù)作用在車輛上的已知的橫向g力(g-force)以及車輛的重心12的高度13檢測出車輛10的傾翻力矩，并確定其實際大小。因此，傳感裝置64可包括傳感器65和67的組。如所不,一個傳感器65可靠近每一個車輪32、34安裝，且配置為檢測作用在車輛上的橫向g力。附加地，一個傳感器67靠近每一個車輪32、34安裝，并配置為確定車輛10的傾翻速度，即，當車輛10開始傾翻時角度63變化的速度。因此，傳感器65和67配置為感知標示車輛傾翻的車輛參數(shù)，并促進對具有閾值大小66的傾翻力矩的檢測。傳感器65可配置為加速度儀，以測量沿橫向以及沿垂直方向和前后方向作用在車身14上的加速度力。因此，一個傳感器65可感知靠近前端18作用在左側部22上的g力，第二傳感器65可感知靠近后端20作用在左側部22上的g力，而第三傳感器65可感知靠近前端18作用在右側部24上的g力，且第四傳感器65可感知靠近后端20作用在右側部24上的g力。繼續(xù)參照圖1，車輛10還包括控制器68?？刂破?8配置為從傳感器65和67接收標示作用在車輛10上的g力以及車輛的傾翻速度的數(shù)據(jù)。附加地，控制器68編程為在感知到的g力標示具有閾值大小66的傾翻力矩時作出識別，且作為響應觸發(fā)傾翻降低裝置62。這樣觸發(fā)后，傾翻降低裝置62產(chǎn)生作用在車身14上、和檢測到的具有閾值大小66的傾翻力矩相反的力矩。此外通過使得控制器68觸發(fā)傾翻降低裝置62而產(chǎn)生的作用在車身14上的力矩意圖降低傾翻期間車輛10相對于路面11的角度63?？刂破?8可為中央處理器單元，其也編程為調節(jié)動力傳動系26的運行、以及穩(wěn)定性控制和防抱死制動系統(tǒng)，這些都未示出但為本領域技術人員所知。如圖1-4所示，傾翻降低裝置62可包括促動器72、74、76和78。促動器72、74、76,78配置為在車身14和車輪32、34之間施加力80 (圖2和4中示出)。促動器72-78可由諸如空氣或氮氣的壓縮氣體或液壓流體促動。在這樣的情形中，控制器68可操作地連接至流體壓縮機82，并編程為控制壓縮機以裝填促動器。促動器72-78還可使用反應物裝填，其配置為經(jīng)由化學反應產(chǎn)生力，以抵消由傳感裝置64感知到的具有閾值大小66的傾翻力矩。這樣的化學反應可伴隨有在促動器(一個或多個)72、74、76、78內燃燒反應物，以產(chǎn)生更大的力80。在這樣的情形中，控制器68可編程為啟動相應的促動器72-78內的反應物的燃燒。總體地，任何在車身14和車輪32、24之間產(chǎn)生力的方式都被認為適于抵消作用在車 輛10上具有閾值大小66的感知到的傾翻力矩。如所示，促動器72和74可靠近每一個車輪32安裝，使得促動器72配置為在靠近前端18的左側部22上施加力80至車身14，且促動器74能夠在靠近前端18的右側部24上施加力80至車身14。如所示，促動器76和78可靠近每一個車輪34安裝，使得促動器76配置為在靠近前端20的左側部22上施加力80至車身14，且促動器78能夠在靠近前端20的右側部24上施加力80至車身14。此外，為了以高效的方式施加力80，每一個促動器72,74可布置在車身14和車軸44之間，而每一個促動器76、78可布置在車身和車軸46之間。如圖3-4所示，每一個促動器72、74、76和78可布置在車身14和相應的上控制臂38之間。盡管一個促動器72-78示出為靠近每一個車輪32或34，每一個側部18、20、22、24僅可使用僅一個促動器，或可在左側部22上使用僅一個促動器且在車身14的右側部24上使用僅一個促動器?？刂破?8可配置為響應于由相應的傳感器65和67檢測到的閾值傾翻力矩而選擇性地觸發(fā)每一個促動器72、74、76、78。大致地，控制器68選擇且促動位于車身14的檢測到具有閾值大小66的傾翻力矩的側部上的促動器72-78中的至少一個。例如，如果在左側部22上的車輪32處檢測到具有閾值大小66的傾翻力矩，則將觸發(fā)促動器72。此外，取決于這樣的情形中的車輛10的預定的動態(tài)表現(xiàn)，也可觸發(fā)促動器76。在其中促動器72-78能夠產(chǎn)生可變力的情形中，控制器68還可配置為控制由促動器產(chǎn)生的力。如圖6所示，傾翻降低裝置62還可配置為當在特定的車輪32或34處檢測到具有閾值大小66的傾翻力矩時選擇性地對車胎35放氣。相應地，控制器68可配置為觸發(fā)對和經(jīng)歷具有閾值大小66的傾翻力矩的車胎不同的至少一個車胎35的放氣。用于放氣的車胎35的選擇將取決于在這樣的情形中車輛10的預定的動態(tài)表現(xiàn)。大致地，選定用于放氣的車胎將位于和檢測到具有閾值大小66的傾翻力矩的側部相反的車身14的側部上。例如，如果在左側部22上前端18處檢測到具有閾值大小66的傾翻力矩，則在右側部24上前端18處的車胎35和/或在右側部24上后端20處的車胎將被放氣，以抵消傾翻。具體地，圖6示出了當車輛10試圖朝向右側部24傾翻時在左側部22的車輪34上被放氣的一個車胎35，由此降低傾翻角度63。盡管上文中描述了多個示例性情形和使用，然而大致地，傾翻降低裝置62可包括在感知到的車輛10的傾斜和其即將發(fā)生的傾翻期間促動器72-78以及對恰當?shù)能囂?5放氣兩者的使用。可以任意組合使用傾翻降低裝置62，以輔助保持車輛10直立，或如果傾翻不能停止，則降低傾翻角度63并允許車輛傾轉至車身側部22、24中的一個之上。圖7示出了在傾翻期間降低車輛10的車身14相對于路面11的角度63的方法或過程90，如結合圖1-6所述。該方法在框92中開始，此時車輛10沿路面11行駛。從框92，該方法行進至框94，其中該方法包括經(jīng)由傳感裝置64檢測到具有閾值大小66的傾翻力矩。在框94后，方法前進至框96。在框96中，方法包括將檢測到的具有閾值大小66的傾翻力矩通信至控制器68。從框96起，該方法行進至框98，其中該方法包括經(jīng)由控制器68觸發(fā)傾翻降低裝置 62以在車身14上產(chǎn)生和檢測到的具有閾值大小的傾翻力矩相反的力矩。如關于圖1-6所描述的，傾翻降低裝置62配置為經(jīng)由i)在車身14和多個車輪32、34中的至少一個之間施加力和ii)降低車輛的重心12兩者中的至少之一對抗車輛10的即將發(fā)生的傾翻。如上文附加地所述的，傾翻降低裝置62可包括在感知到的即將發(fā)生的傾翻期間促動器72-78的使用和對恰當?shù)能囂?5放氣。在框98后，方法可回到框92。通過對抗即將發(fā)生的傾翻，方法90意圖降低傾翻角度63以抵消車輛10傾翻的趨勢。如果不能通過觸發(fā)傾翻降低裝置62完全避免傾翻，則經(jīng)降低的角度63將傾向于使得車輛10著陸在其側部22、24中的一個上。盡管已經(jīng)對用于實施本發(fā)明的最佳模式進行了詳盡的描述，對本發(fā)明所涉及的領域熟悉的技術人員將辨識出在所附的權利要求內用于實施本發(fā)明的各種可替換設計和實施例。
權利要求
1.一種特征在于重心的機動車輛，包括 車身； 多個車輪，用于保持和路面的接觸； 傾翻降低裝置，配置為經(jīng)由以下至少之一阻止車輛將發(fā)生的傾翻i)在車身和多個車輪中的至少一個之間施加力和ii)降低車輛的重心； 傳感裝置，配置為檢測作用在車輛上且具有閾值大小的傾翻力矩；和 控制器，配置為觸發(fā)傾翻降低裝置以在車身上產(chǎn)生和檢測到的具有閾值大小的力矩相反的力矩，使得傾翻期間車輛相對于路面的角度降低。
2.如權利要求I所述的車輛，還包括多個促動器，其中所述傾翻降低裝置配置為經(jīng)由施加力來對抗即將發(fā)生的傾翻，且其中在車身和車輪之間的力經(jīng)由安裝至車身的每一側的多個促動器中的至少一個施加。
3.如權利要求2所述的車輛，其中所述多個車輪為四個，且其中靠近每一個車輪安裝所述多個促動器中的一個。
4.如權利要求3所述的車輛，其中所述傳感裝置包括布置為靠近每個車輪的傳感器，其中傳感器都配置為在相應的車輪處檢測具有閾值大小的傾翻力矩，且其中所述控制器配置為將響應于由相應的傳感器檢測到的閾值傾翻力矩而觸發(fā)多個促動器中的每一個。
5.如權利要求I所述的車輛，其中所述多個車輪中的每一個都包括安裝在其上的可充氣車胎，且其中所述車輛的重心經(jīng)由對至少一個車胎放氣而降低。
6.如權利要求5所述的車輛，其中所述傳感裝置包括布置為靠近每個車胎的傳感器，其中每一個傳感器都配置為在相應的車胎處檢測具有閾值大小的傾翻力矩，且其中所述控制器配置為將不同于具有檢測到的閾值傾翻力矩的車胎的車胎放氣。
7.如權利要求I所述的車輛，其中所述傾翻降低裝置配置為經(jīng)由在車身和多個車輪中的至少一個之間施加力以及降低車輛的重心而阻止車輛即將發(fā)生的傾翻。
8.如權利要求I所述的車輛，還包括車軸，其中所述促動器布置在車軸和車身之間。
9.如權利要求I所述的車輛，其中所述傳感裝置配置為感知作用在所述車輛上的g力和所述車輛的傾翻速度中的至少一個。
全文摘要
機動車輛包括特征在于重心的車身、用于保持和路面接觸的多個車輪以及降低傾翻裝置。該裝置配置為經(jīng)由以下至少之一阻止車輛將發(fā)生的傾翻i)在車身和多個車輪中的至少一個之間施加力和ii)降低車輛的重心。該車輛還包括配置為檢測作用在車輛上且具有閾值大小的傾翻力矩的傳感裝置。該車輛附加地包括控制器，該控制器配置為觸發(fā)傾翻降低裝置以在車身上產(chǎn)生和感知到的閾值力矩相反的力矩，使得傾翻期間車輛相對于路面的角度降低。還公開了一種在傾翻期間降低車身角度的方法。
文檔編號B60R21/01GK102862538SQ20121023677
公開日2013年1月9日 申請日期2012年7月9日 優(yōu)先權日2011年7月7日
發(fā)明者P.R.馬魯 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責任公司