[发明专利]一种气压制动重型车的防侧翻装置及控制方法

权利要求书

1.一种气压制动重型车的防侧翻装置，其特征在于，包括抗横摆模块、抗侧倾模块、电子控制单元ECU、横摆角速度传感器和车身侧倾角传感器；

所述抗横摆模块包括主储气筒、制动阀、电动推杆、继动阀、空气压缩机、以及第一至第四制动单元；

所述第一至第四制动单元分别设置在重型车的左前、右前、左后、右后车轮处，均包含开关电磁阀和制动气室，其中，所述制动气室用于对其所在处的车轮进行制动；

所述第一、第二制动单元的制动气室通过管道和所述制动阀下腔的输出端相连；所述第一、第二制动单元的开关电磁阀分别设置在第一、第二制动单元的制动气室和制动阀下腔输出端之间的管道中，用于控制第一、第二制动单元的制动气室和制动阀下腔之间管道的开断；

所述制动阀上腔、下腔的输入端均通过管道和所述主储气筒的输出端相连，制动阀上腔的输出端通过管道和所述继动阀的输入端相连；

所述继动阀的输出端通过管道分别和所述第三、第四制动单元的制动气室相连；所述第三、第四制动单元的开关电磁阀分别设置在第三、第四制动单元的制动气室和继动阀输出端之间的管道中，分别用于控制第三、第四制动单元的制动气室和继动阀之间管道的开断；

所述电动推杆的输出轴和所述制动阀顶杆座相抵，用于在伸长时推动制动阀的顶杆座打开制动阀，电动推杆的输出轴缩回时所述制动阀的顶杆座在其回位弹簧的作用下复位、自动关闭；

所述空气压缩机的输出端通过管道和所述主储气筒的输入端相连，用于将空气压缩后输入至主储气筒、使得主储气筒的压强等于预设的工作压强阈值；

所述抗侧倾模块包含第一至第五压力传感器、副储气筒、三位二通电磁阀、放气嘴、第一至第二开关阀、以及第一至第二喷气嘴；

所述第一至第五压力传感器分别设置在所述第一至第四制动单元的制动气室、副储气筒内，用于感应其所在处的压力值并将其传递给所述电子控制单元ECU；

所述副储气筒的输入端和所述三位二通电磁阀的一个输出端通过管道相连，副储气筒的输出端通过管道分别和所述第一、第二喷气嘴相连；所述第一、第二开关阀分别设置在所述副储气筒和所述第一、第二喷气嘴之间的管道内，分别用于控制副储气筒和所述第一、第二喷气嘴之间管道的开断；

所述三位二通电磁阀的输入端通过管道分别和第一至第四制动单元的制动气室相连，三位二通电磁阀的另一个输出端通过管道和所述放气嘴相连；

所述第一、第二喷气嘴分别设置在重型车第一、第二制动单元所在侧车架的中部，用于朝重型车的外侧进行喷气；所述放气嘴用于将进入其内的气体排放至空气中；

所述横摆角速度传感器用于检测重型车的车身横摆角速度，并将其传递给所述电子控制单元ECU；

所述车身侧倾角传感器用于检测重型车的侧倾角大小，并将其传递给所述电子控制单元ECU；

所述电子控制单元ECU分别和所述第一至第五压力传感器、第一至第四制动单元的开关电磁阀、电动推杆、三位二通电磁阀、以及第一至第二开关阀电气相连，用于根据第一至第五压力传感器的感应值控制第一至第四制动单元的开关电磁阀、电动推杆、三位二通电磁阀、第一至第二开关阀工作；

所述气压制动重型车的防侧翻装置在抗横摆时包含以下步骤：

步骤A.1），令ω₁、ω₂、ω₃、ω₄分别为预设的第一、第二、第三、第四横摆角速度阈值，ω₁、ω₂为负值，ω₃=-ω₂、ω₄=-ω₁，ω₄＞ω₃；电子控制单元ECU采集横摆角速度传感器的信号ω，并将其分别和ω₁、ω₂、ω₃、ω₄比较；

步骤A.2.1），若ω为正并且其值大于ω₃、小于ω₄；

步骤A.2.1.1），电子控制单元ECU控制电动推杆推动制动阀；

步骤A.2.1.2），电子控制单元ECU控制第二制动单元的开关电磁阀打开，第一、第三、第四制动单元的开关电磁阀关闭；高压气体进入第二制动单元的制动气室，右前轮受到制动力，产生抗横摆力矩，提高重型车的横摆稳定性；

步骤A.2.2），若ω为正并且其值大于ω₄；

步骤A.2.2.1），电子控制单元ECU控制电动推杆推动制动阀；

步骤A.2.2.2），电子控制单元ECU控制第二、第四制动单元的开关电磁阀打开，第一、第三制动单元的开关电磁阀关闭；高压气体进入第二、第四制动单元的制动气室，右前轮以及右后轮受到制动力，产生抗横摆力矩，提高重型车的横摆稳定性；

步骤A.2.3），若ω为负并且其值小于ω₂、大于ω₁；

步骤A.2.3.1），电子控制单元ECU控制电动推杆推动制动阀；

步骤A.2.3.2），电子控制单元ECU控制第一制动单元的开关电磁阀打开，第二、第三、第四制动单元的开关电磁阀关闭；高压气体进入第一制动单元的制动气室，左前轮受到制动力，产生抗横摆力矩，提高重型车的横摆稳定性；

步骤A.2.4），若ω为负并且其值小于ω₁；

步骤A.2.4.1），电子控制单元ECU控制电动推杆推动制动阀；

步骤A.2.4.2），电子控制单元ECU控制第一、第三制动单元的开关电磁阀打开，第二、第四制动单元的开关电磁阀关闭；高压气体进入第一、第三年制动单元的制动气室，左前轮以及左后轮受到制动力，产生抗横摆力矩，提高重型车的横摆稳定性。

2.一种气压制动重型车的防侧翻装置，其特征在于，包括抗横摆模块、抗侧倾模块、电子控制单元ECU、横摆角速度传感器和车身侧倾角传感器；

所述抗横摆模块包括主储气筒、制动阀、电动推杆、继动阀、空气压缩机、以及第一至第四制动单元；

所述第一至第四制动单元分别设置在重型车的左前、右前、左后、右后车轮处，均包含开关电磁阀和制动气室，其中，所述制动气室用于对其所在处的车轮进行制动；

所述第一、第二制动单元的制动气室通过管道和所述制动阀下腔的输出端相连；所述第一、第二制动单元的开关电磁阀分别设置在第一、第二制动单元的制动气室和制动阀下腔输出端之间的管道中，用于控制第一、第二制动单元的制动气室和制动阀下腔之间管道的开断；

所述制动阀上腔、下腔的输入端均通过管道和所述主储气筒的输出端相连，制动阀上腔的输出端通过管道和所述继动阀的输入端相连；

所述继动阀的输出端通过管道分别和所述第三、第四制动单元的制动气室相连；所述第三、第四制动单元的开关电磁阀分别设置在第三、第四制动单元的制动气室和继动阀输出端之间的管道中，分别用于控制第三、第四制动单元的制动气室和继动阀之间管道的开断；

所述电动推杆的输出轴和所述制动阀顶杆座相抵，用于在伸长时推动制动阀的顶杆座打开制动阀，电动推杆的输出轴缩回时所述制动阀的顶杆座在其回位弹簧的作用下复位、自动关闭；

所述空气压缩机的输出端通过管道和所述主储气筒的输入端相连，用于将空气压缩后输入至主储气筒、使得主储气筒的压强等于预设的工作压强阈值；

所述抗侧倾模块包含第一至第五压力传感器、副储气筒、三位二通电磁阀、放气嘴、第一至第二开关阀、以及第一至第二喷气嘴；

所述第一至第五压力传感器分别设置在所述第一至第四制动单元的制动气室、副储气筒内，用于感应其所在处的压力值并将其传递给所述电子控制单元ECU；

所述副储气筒的输入端和所述三位二通电磁阀的一个输出端通过管道相连，副储气筒的输出端通过管道分别和所述第一、第二喷气嘴相连；所述第一、第二开关阀分别设置在所述副储气筒和所述第一、第二喷气嘴之间的管道内，分别用于控制副储气筒和所述第一、第二喷气嘴之间管道的开断；

所述三位二通电磁阀的输入端通过管道分别和第一至第四制动单元的制动气室相连，三位二通电磁阀的另一个输出端通过管道和所述放气嘴相连；

所述第一、第二喷气嘴分别设置在重型车第一、第二制动单元所在侧车架的中部，用于朝重型车的外侧进行喷气；所述放气嘴用于将进入其内的气体排放至空气中；

所述横摆角速度传感器用于检测重型车的车身横摆角速度，并将其传递给所述电子控制单元ECU；

所述车身侧倾角传感器用于检测重型车的侧倾角大小，并将其传递给所述电子控制单元ECU；

所述电子控制单元ECU分别和所述第一至第五压力传感器、第一至第四制动单元的开关电磁阀、电动推杆、三位二通电磁阀、以及第一至第二开关阀电气相连，用于根据第一至第五压力传感器的感应值控制第一至第四制动单元的开关电磁阀、电动推杆、三位二通电磁阀、第一至第二开关阀工作；

气压制动重型车的防侧翻装置在抗侧倾时包含以下步骤：

步骤B.1），当重型车行驶过程中解除制动后，电子控制单元ECU采集第一至第五压力传感器的压力值p₁、p₂、p₃、p₄、p₅，并将p₅分别和p₁、p₂、p₃、p₄进行比较；

步骤B.1.1），若p₅小于p₁、p₂、p₃、p₄中的任意一个，电子控制单元ECU控制三位二通电磁阀工作，使得第一至第四制动单元的制动气室和副储气筒联通，第一至第四制动单元制动气室中的高压气体经三位二通电磁阀进入副储气筒中；

步骤B.1.2），若p₁、p₂、p₃、p₄均大于等于p₅，电子控制单元ECU控制三位二通电磁阀工作，使得第一至第四制动单元的制动气室和放气嘴联通，第一至第四制动单元制动气室中的高压气体经放气嘴排出；

步骤B.2），令θ₁、θ₂分别为预设的第一、第二侧倾角阈值，θ₁为负值，θ₂=-θ₁；电子控制单元ECU采集侧倾角传感器的信号θ，并将其分别和θ₁、θ₂进行比较；

步骤B.3.1），若θ为正并且其值大于θ₂；

步骤B.3.1.1），电子控制单元ECU控制第二开关阀打开、第一开关阀关闭，副储气筒中的高压气体由第二喷气嘴喷出，减小车身侧倾角；

步骤B.3.1.2），当θ小于θ₂时，电子控制单元ECU控制第二开关阀关闭，停止喷气；

步骤B.3.2），若θ₂为负并且其值小于θ₁；

步骤B.3.1.1），电子控制单元ECU控制第一开关阀打开，第二开关阀关闭，副储气筒中的高压气体由第一喷气嘴喷出，减小车身侧倾角；

步骤B.3.1.2），当θ₂大于θ₂时，电子控制单元ECU控制第二开关阀关闭，停止喷气。