[發明專利]基于空氣懸架的防側翻裝置

有效

• 申請號: 201410146778.3
• 申請日: 2014-04-12
• 公開（公告）號: CN103879256A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 劉金山;潘國強;田徑;許允;許闖力;胡智超;劉濱;彭成成
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B60G17/015
• 分類號: B60G17/015;B60G17/052;B60Q5/00;B60Q1/00
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 邵銘康;朱世林

技術領域

本發明屬于車輛的主動安全技術領域，具體涉及一種基于空氣懸架的防側翻裝置。

背景技術

隨著汽車工業的發展，汽車行駛的安全性越來越多地受到關注。安全氣囊技術、ABS系統等安全措施都得到了廣泛應用，對降低汽車碰撞及制動時事故率有顯著效果。但是側翻一直未被重視。根據美國公路安全局的統計數據表明,在所有交通事故中,汽車側翻事故的危害程度僅次于汽車碰撞事故。汽車側翻事故帶來的損失非常之大提醒我們：從事提高汽車的行駛穩定性來避免側翻事故的發生的相關研究勢在必行。

空氣彈簧具有優良的非線性硬特性，能夠有效限制振幅，避開共振，提高汽車行駛的平順性；由于空氣彈簧所采用的介質主要是空氣，因而容易實施主動控制；空氣彈簧的剛度具有可調性，可借助改變氣室的容積或內腔壓力來改變系統的剛度；另外空氣彈簧還有使用壽命長，質量小的優點。目前國外高檔客車、轎車及牽引車上幾乎都裝有空氣懸架系統，國內中高檔客車正在試制性使用或準備使用空氣懸架系統。

發明內容

本發明主要針對使用空氣彈簧的車輛，在此種車輛的原有機構的基礎上，增加預警系統和防側翻裝置。

本發明由控制單元1、左側車身高度控制閥2、右側車身高度控制閥3、左側空氣彈簧4、右側空氣彈簧5、左側空氣彈簧壓力傳感器6、右側空氣彈簧壓力傳感器7、側向加速度傳感器8、安全燈9、預警燈10、報警燈11、報警器12、顯示裝置13組成，其中控制單元1設有I/O模塊ⅠB、I/O模塊ⅡA和A/D轉換通道C；

左側車身高度控制閥2一端與控制單元1的I/O模塊ⅠB連接，左側車身高度控制閥2另一端經左側空氣彈簧4、左側空氣彈簧壓力傳感器6與控制單元1的A/D轉換通道C連接；

右側車身高度控制閥3一端與控制單元1的I/O模塊ⅠB連接，右側車身高度控制閥3另一端經右側空氣彈簧5、右側空氣彈簧壓力傳感器7與控制單元1的A/D轉換通道C連接；

側向加速度傳感器8與控制單元1的A/D轉換通道C連接；

安全燈9、預警燈10、報警燈11，報警器12和顯示裝置13均與控制單元1的I/O模塊ⅡA連接。

空氣彈簧的壓力是通過安裝在車輛兩側的空氣彈簧壓力傳感器來實時檢測，空氣彈簧的壓力變化率由傳感器測量值通過控制單元1內的控制算法計算得到。

側向加速度通過側向加速度傳感器8來實時檢測。

報警裝置包括安全燈9、預警燈10、報警燈11、報警器12。

空氣彈簧的充氣和排氣通過與之相連的車身高度控制閥控制調節。

本發明在針對實驗車型進行實驗研究的基礎上,根據車輛臨界側翻時車輛兩側空氣彈簧壓力變化情況和側向加速度特征,運用空氣彈簧壓力傳感器和側向加速度傳感器8并結合控制單元1對行駛中的車輛進行側翻檢測，當車輛有側翻趨勢時對駕駛員進行聲光報警，使駕駛員采取相應的措施以避免側翻事故的發生，或利用車輛防側翻裝置采取主動控制的方式來防止側翻事故的發生。

本發明主要利用空氣彈簧的壓力變化情況來判斷車輛側翻的趨勢。然而，汽車行駛過程中會遇到各種各樣的路況（沙地、陡坡等），汽車的空氣彈簧的壓力變化率會受到很大程度的影響，所以本系統在運用空氣彈簧壓力傳感器檢測的基礎上，還運用側向加速度傳感器8實時檢測車輛的側向加速度，以再次確認車輛是否有側翻趨勢。

本發明利用傳感器實時檢測車輛在行駛過程中的側向加速度和空氣彈簧的壓力變化情況，控制單元1通過獲取傳感器檢測的數據來判斷車輛的行駛狀態，傳感器將實時檢測的數據傳送到控制單元1，控制單元1將這些數據輸入預先設置好的控制程序中，計算得到空氣彈簧壓力變化率，并與實時檢測到的側向加速度值一起與各自預設在控制單元1中的預警閾值和側翻閾值進行比較，如果不同時大于各自的預警閾值，報警裝置不報警；如果同時大于各自的預警閾值，則表明車輛有側翻趨勢，報警裝置開始報警。如果報警裝置報警后司機沒有意識到緊急情況或者礙于當時的復雜路況司機無法做出正確反應，空氣彈簧壓力變化率與側向加速度值會繼續增加，當二者同時達到各自的側翻閾值時，車輛采取主動控制，控制單元1向空氣彈簧壓力值較大的一側的車身高度控制閥發出控制信號，使得車身高度控制閥控制該側空氣彈簧排出空氣，降低剛度，進而使與之相連的一側的車身和車架高度降低；控制單元1向空氣彈簧壓力值較小的一側的車身高度控制閥發出控制信號，使得車身高度控制閥控制該側空氣彈簧充入空氣，增加剛度，進而使與之相連的一側的車身和車架高度增高，阻止側翻事故的發生。