[发明专利]基于空气悬架的防侧翻装置

说明书

技术领域

本发明属于车辆的主动安全技术领域，具体涉及一种基于空气悬架的防侧翻装置。

背景技术

随着汽车工业的发展，汽车行驶的安全性越来越多地受到关注。安全气囊技术、ABS系统等安全措施都得到了广泛应用，对降低汽车碰撞及制动时事故率有显著效果。但是侧翻一直未被重视。根据美国公路安全局的统计数据表明,在所有交通事故中,汽车侧翻事故的危害程度仅次于汽车碰撞事故。汽车侧翻事故带来的损失非常之大提醒我们：从事提高汽车的行驶稳定性来避免侧翻事故的发生的相关研究势在必行。

空气弹簧具有优良的非线性硬特性，能够有效限制振幅，避开共振，提高汽车行驶的平顺性；由于空气弹簧所采用的介质主要是空气，因而容易实施主动控制；空气弹簧的刚度具有可调性，可借助改变气室的容积或内腔压力来改变系统的刚度；另外空气弹簧还有使用寿命长，质量小的优点。目前国外高档客车、轿车及牵引车上几乎都装有空气悬架系统，国内中高档客车正在试制性使用或准备使用空气悬架系统。

发明内容

本发明主要针对使用空气弹簧的车辆，在此种车辆的原有机构的基础上，增加预警系统和防侧翻装置。

本发明由控制单元1、左侧车身高度控制阀2、右侧车身高度控制阀3、左侧空气弹簧4、右侧空气弹簧5、左侧空气弹簧压力传感器6、右侧空气弹簧压力传感器7、侧向加速度传感器8、安全灯9、预警灯10、报警灯11、报警器12、显示装置13组成，其中控制单元1设有I/O模块ⅠB、I/O模块ⅡA和A/D转换通道C；

左侧车身高度控制阀2一端与控制单元1的I/O模块ⅠB连接，左侧车身高度控制阀2另一端经左侧空气弹簧4、左侧空气弹簧压力传感器6与控制单元1的A/D转换通道C连接；

右侧车身高度控制阀3一端与控制单元1的I/O模块ⅠB连接，右侧车身高度控制阀3另一端经右侧空气弹簧5、右侧空气弹簧压力传感器7与控制单元1的A/D转换通道C连接；

侧向加速度传感器8与控制单元1的A/D转换通道C连接；

安全灯9、预警灯10、报警灯11，报警器12和显示装置13均与控制单元1的I/O模块ⅡA连接。

空气弹簧的压力是通过安装在车辆两侧的空气弹簧压力传感器来实时检测，空气弹簧的压力变化率由传感器测量值通过控制单元1内的控制算法计算得到。

侧向加速度通过侧向加速度传感器8来实时检测。

报警装置包括安全灯9、预警灯10、报警灯11、报警器12。

空气弹簧的充气和排气通过与之相连的车身高度控制阀控制调节。

本发明在针对实验车型进行实验研究的基础上,根据车辆临界侧翻时车辆两侧空气弹簧压力变化情况和侧向加速度特征,运用空气弹簧压力传感器和侧向加速度传感器8并结合控制单元1对行驶中的车辆进行侧翻检测，当车辆有侧翻趋势时对驾驶员进行声光报警，使驾驶员采取相应的措施以避免侧翻事故的发生，或利用车辆防侧翻装置采取主动控制的方式来防止侧翻事故的发生。

本发明主要利用空气弹簧的压力变化情况来判断车辆侧翻的趋势。然而，汽车行驶过程中会遇到各种各样的路况（沙地、陡坡等），汽车的空气弹簧的压力变化率会受到很大程度的影响，所以本系统在运用空气弹簧压力传感器检测的基础上，还运用侧向加速度传感器8实时检测车辆的侧向加速度，以再次确认车辆是否有侧翻趋势。

本发明利用传感器实时检测车辆在行驶过程中的侧向加速度和空气弹簧的压力变化情况，控制单元1通过获取传感器检测的数据来判断车辆的行驶状态，传感器将实时检测的数据传送到控制单元1，控制单元1将这些数据输入预先设置好的控制程序中，计算得到空气弹簧压力变化率，并与实时检测到的侧向加速度值一起与各自预设在控制单元1中的预警阈值和侧翻阈值进行比较，如果不同时大于各自的预警阈值，报警装置不报警；如果同时大于各自的预警阈值，则表明车辆有侧翻趋势，报警装置开始报警。如果报警装置报警后司机没有意识到紧急情况或者碍于当时的复杂路况司机无法做出正确反应，空气弹簧压力变化率与侧向加速度值会继续增加，当二者同时达到各自的侧翻阈值时，车辆采取主动控制，控制单元1向空气弹簧压力值较大的一侧的车身高度控制阀发出控制信号，使得车身高度控制阀控制该侧空气弹簧排出空气，降低刚度，进而使与之相连的一侧的车身和车架高度降低；控制单元1向空气弹簧压力值较小的一侧的车身高度控制阀发出控制信号，使得车身高度控制阀控制该侧空气弹簧充入空气，增加刚度，进而使与之相连的一侧的车身和车架高度增高，阻止侧翻事故的发生。