CN104476999A

CN104476999A - 一种基于空气悬架调节的运输车辆主动防侧翻控制系统

Info

Publication number: CN104476999A
Application number: CN201410748186.9A
Authority: CN
Inventors: 邱绪云; 刘永辉; 李爱娟; 曹凤萍; 徐传燕; 王慧君; 李建英; 高琦; 徐刚
Original assignee: Shandong Jiaotong University
Current assignee: Shandong Jiaotong University
Priority date: 2014-12-09
Filing date: 2014-12-09
Publication date: 2015-04-01
Anticipated expiration: 2034-12-09
Also published as: CN104476999B

Abstract

本发明提出一种基于空气悬架调节的运输车辆主动防侧翻控制系统，包括空气压缩机、车身高度传感器、空气悬架、车身高度控制电磁阀、空气处理装置等，属于运输车辆主动安全控制技术领域，尤其针对以客运、货运为主的道路运输车辆主动防侧翻控制技术；该控制系统预先判断行驶中的运输车辆是否存在侧翻的危险状况，能够防止行驶中的运输车辆突然发生侧翻；该控制系统通过各种传感器采集运输车辆的加速度信号、转向盘转角信号、车身高度信号、车速信号，将当前状态采集的信号转化、计算、分析、判断，通过控制空气压缩机、车身高度控制电磁阀、排气阀调节车架两侧的高度，防止运输车辆在行驶过程中突然发生侧翻，能够提高运输车辆的行驶安全性。

Description

一种基于空气悬架调节的运输车辆主动防侧翻控制系统

技术领域

本发明涉及运输车辆主动安全控制领域，尤其涉及一种基于空气悬架调节的运输车辆主动防侧翻控制系统。。

背景技术

近年来，我国交通运输业迅猛发展，以客运、货运为主的道路运输车辆主动安全控制技术相对欠缺，大多运输车辆仅安装ABS一套安全系统，并且运输车辆质心位置高、车身较长、高速行驶时更易发生侧翻，一旦发生侧翻事故将造成较为严重的人员伤亡和财产损失；高速行驶的运输车辆转弯时会产生离心力，离心力造成运输车辆的重心偏移，导致运输车辆的一侧压力升高，另一侧压力减小，一侧悬架承受压力增大导致变形量增大，另一侧悬架承受压力减小变形量减小，促使运输车辆一侧升高而另一侧降低，造成运输车辆侧翻的趋势；在运输车辆为躲避前方紧急状况急速转弯时，运输车辆发生侧翻的可能性增大，最容易造成人员伤亡和财产的损失；现有的运输车辆空气悬架系统主要用于车辆行驶过程中的减振，不具备防侧翻控制的功能。

发明内容

本发明针对现有技术中所存在的问题，提出一种基于空气悬架调节的运输车辆主动防侧翻控制系统，该控制系统结构简单、可靠性高，能够提高运输车辆安全性。

一种基于空气悬架调节的运输车辆主动防侧翻控制系统，包括空气压缩机、第一车身高度传感器、方向盘转角位置传感器、前车桥、第一空气悬架、车轮、车架、第一车身高度控制电磁阀、空气处理装置、第一排气阀、稳压阀、高压储气罐、第二排气阀、第二车身高度控制电磁阀、第二空气悬架、后车桥、第二车身高度传感器、驱动桥壳、车速传感器、第三车身高度传感器、第三空气悬架、第三车身高度控制电磁阀、第三排气阀、空气管路、主动防侧翻控制器、第四排气阀、第四车身高度控制电磁阀、第四空气悬架、加速度传感器、第四车身高度传感器；在车架上固定安装有空气压缩机、空气处理装置、稳压阀、高压储气罐；空气压缩机的出气孔与空气处理装置的进气孔通过空气管路相连接，空气处理装置的出气孔与稳压阀的进气孔通过空气管路相连接，稳压阀的出气孔与高压储气罐的进气孔通过空气管路相连接；在车架上固定安装有第一空气悬架、第一车身高度控制电磁阀、第一排气阀，第一空气悬架的一端与车架固定相连，另一端与前车桥固定相连，前车桥的两端分别固定安装有车轮；第一排气阀是一个三通阀，第一排气阀的进气孔经电磁开关与高压储气罐出气孔通过空气管路相连接，第一排气阀的排气孔经电磁开关与大气相通，第一排气阀的出气孔与第一车身高度控制电磁阀的进气孔通过空气管路相连接，第一车身高度控制电磁阀的出气孔与第一空气悬架的进气孔通过空气管路相连接；在车架上固定安装有第四空气悬架、第四车身高度控制电磁阀、第四排气阀，第四空气悬架的一端与车架固定相连，另一端与前车桥固定相连；第四排气阀是一个三通阀，第四排气阀的进气孔经电磁开关与高压储气罐出气孔通过空气管路相连接，第四排气阀的排气孔经电磁开关与大气相通，第四排气阀的出气孔与第四车身高度控制电磁阀的进气孔通过空气管路相连接，第四车身高度控制电磁阀的出气孔与第四空气悬架的进气孔通过空气管路相连接；在车架上固定安装有第二排气阀、第二车身高度控制电磁阀、第二空气悬架，第二空气悬架的一端与车架固定相连，另一端与后车桥固定相连，后车桥的两端分别固定安装有车轮；第二排气阀是一个三通阀，第二排气阀的进气孔经电磁开关与高压储气罐出气孔通过空气管路相连接，第二排气阀的排气孔经电磁开关与大气相通，第二排气阀的出气孔与第二车身高度控制电磁阀的进气孔通过空气管路相连接，第二车身高度控制电磁阀的出气孔与第二空气悬架的进气孔通过空气管路相连接；在车架上固定安装有第三排气阀、第三车身高度控制电磁阀、第三空气悬架，第三空气悬架的一端与车架固定相连，另一端与后车桥固定相连；第三排气阀是一个三通阀，第三排气阀的进气孔经电磁开关与高压储气罐出气孔通过空气管路相连接，第三排气阀的排气孔经电磁开关与大气相通，第三排气阀的出气孔与第三车身高度控制电磁阀的进气孔通过空气管路相连接，第三车身高度控制电磁阀的出气孔与第三空气悬架的进气孔通过空气管路相连接；加速度传感器固定安装在车架上，方向盘转角位置传感器固定安装在转向轴上，第一车身高度传感器固定安装在第一空气悬架附近的车架上，第二车身高度传感器固定安装在第二空气悬架附近的车架上，第三车身高度传感器固定安装在第三空气悬架附近的车架上，第四车身高度传感器固定安装在第四空气悬架附近的车架上；车速传感器固定安装在位于后车桥中间的驱动桥壳内；主动防侧翻控制器的信号输入端口分别与加速度传感器、方向盘转角位置传感器、第一车身高度传感器、第二车身高度传感器、第三车身高度传感器、第四车身高度传感器、车速传感器电连接，主动防侧翻控制器的信号输出端口分别与空气压缩机、第一车身高度控制电磁阀、第一排气阀、第二排气阀、第二车身高度控制电磁阀、第三车身高度控制电磁阀、第三排气阀、第四排气阀、第四车身高度控制电磁阀电连接。

本发明的有益效果：该控制系统能够预先判断运输车辆下一状态是否存在侧翻的危险状况，并通过控制空气悬架，防止行驶中运输车辆突然侧翻，能够提高运输车辆的行驶安全性，减少交通事故的发生，提高驾驶员的安全保障，减少经济损失。

附图说明

图1是本发明控制系统的结构示意图。

图中：1-空气压缩机，2-第一车身高度传感器，3-方向盘转角位置传感器，4-前车桥，5-第一空气悬架，6-车轮，7-车架，8-第一车身高度控制电磁阀，9-空气处理装置，10-第一排气阀，11-稳压阀，12-高压储气罐，13-第二排气阀，14-第二车身高度控制电磁阀，15-第二空气悬架，16-后车桥，17-第二车身高度传感器，18-驱动桥壳，19-车速传感器，20-第三车身高度传感器，21-第三空气悬架，22-第三车身高度控制电磁阀，23-第三排气阀，24-空气管路，25-主动防侧翻控制器，26-第四排气阀，27-第四车身高度控制电磁阀，28-第四空气悬架，29-加速度传感器，30-第四车身高度传感器。

具体实施方式

如图1所示，一种基于空气悬架调节的运输车辆主动防侧翻控制系统，包括空气压缩机1、第一车身高度传感器2、方向盘转角位置传感器3、前车桥4、第一空气悬架5、车轮6、车架7、第一车身高度控制电磁阀8、空气处理装置9、第一排气阀10、稳压阀11、高压储气罐12、第二排气阀13、第二车身高度控制电磁阀14、第二空气悬架15、后车桥16、第二车身高度传感器17、驱动桥壳18、车速传感器19、第三车身高度传感器20、第三空气悬架21、第三车身高度控制电磁阀22、第三排气阀23、空气管路24、主动防侧翻控制器25、第四排气阀26、第四车身高度控制电磁阀27、第四空气悬架28、加速度传感器29、第四车身高度传感器30；在车架7上固定安装有空气压缩机1、空气处理装置9、稳压阀11、高压储气罐12；空气压缩机1的出气孔与空气处理装置9的进气孔通过空气管路24相连接，空气处理装置9的出气孔与稳压阀11的进气孔通过空气管路24相连接，稳压阀11的出气孔与高压储气罐12的进气孔通过空气管路24相连接；在车架7上固定安装有第一空气悬架5、第一车身高度控制电磁阀8、第一排气阀10，第一空气悬架5的一端与车架7固定相连，另一端与前车桥4固定相连，前车桥4的两端分别固定安装有车轮6；第一排气阀10是一个三通阀，第一排气阀10的进气孔经电磁开关与高压储气罐12出气孔通过空气管路24相连接，第一排气阀10的排气孔经电磁开关与大气相通，第一排气阀10的出气孔与第一车身高度控制电磁阀8的进气孔通过空气管路24相连接，第一车身高度控制电磁阀8的出气孔与第一空气悬架5的进气孔通过空气管路24相连接；在车架7上固定安装有第四空气悬架28、第四车身高度控制电磁阀27、第四排气阀26，第四空气悬架28的一端与车架7固定相连，另一端与前车桥4固定相连；第四排气阀26是一个三通阀，第四排气阀26的进气孔经电磁开关与高压储气罐12出气孔通过空气管路24相连接，第四排气阀26的排气孔经电磁开关与大气相通，第四排气阀26的出气孔与第四车身高度控制电磁阀27的进气孔通过空气管路24相连接，第四车身高度控制电磁阀27的出气孔与第四空气悬架28的进气孔通过空气管路24相连接；在车架7上固定安装有第二排气阀13、第二车身高度控制电磁阀14、第二空气悬架15，第二空气悬架15的一端与车架7固定相连，另一端与后车桥16固定相连，后车桥16的两端分别固定安装有车轮6；第二排气阀13是一个三通阀，第二排气阀13的进气孔经电磁开关与高压储气罐12出气孔通过空气管路24相连接，第二排气阀13的排气孔经电磁开关与大气相通，第二排气阀13的出气孔与第二车身高度控制电磁阀14的进气孔通过空气管路24相连接，第二车身高度控制电磁阀14的出气孔与第二空气悬架15的进气孔通过空气管路24相连接；在车架7上固定安装有第三排气阀23、第三车身高度控制电磁阀22、第三空气悬架21，第三空气悬架21的一端与车架7固定相连，另一端与后车桥16固定相连；第三排气阀23是一个三通阀，第三排气阀23的进气孔经电磁开关与高压储气罐12出气孔通过空气管路24相连接，第三排气阀23的排气孔经电磁开关与大气相通，第三排气阀23的出气孔与第三车身高度控制电磁阀22的进气孔通过空气管路24相连接，第三车身高度控制电磁阀22的出气孔与第三空气悬架21的进气孔通过空气管路24相连接；加速度传感器29固定安装在车架7上，方向盘转角位置传感器3固定安装在转向轴上，第一车身高度传感器2固定安装在第一空气悬架5附近的车架7上，第二车身高度传感器17固定安装在第二空气悬架15附近的车架7上，第三车身高度传感器20固定安装在第三空气悬架21附近的车架7上，第四车身高度传感器30固定安装在第四空气悬架28附近的车架7上；车速传感器19固定安装在位于后车桥16中间的驱动桥壳18内；主动防侧翻控制器25的信号输入端口分别与加速度传感器29、方向盘转角位置传感器3、第一车身高度传感器2、第二车身高度传感器17、第三车身高度传感器20、第四车身高度传感器30、车速传感器19电连接，主动防侧翻控制器25的信号输出端口分别与空气压缩机1、第一车身高度控制电磁阀8、第一排气阀10、第二排气阀13、第二车身高度控制电磁阀14、第三车身高度控制电磁阀22、第三排气阀23、第四排气阀26、第四车身高度控制电磁阀27电连接。

在运输车辆行驶过程中，主动防侧翻控制器25通过加速度传感器29采集车辆的加速度信号，通过方向盘转角位置传感器3采集转向盘转角信号，通过车身高度传感器采集车身高度信号，通过车速传感器19采集车速信号，主动防侧翻控制器25将当前采集的信号转化、计算、判断，预测车辆下一状态是否存在侧翻危险；如果运输车辆有向右侧翻的倾向，主动防侧翻控制器25分别向空气压缩机1、第一车身高度控制电磁阀8、第一排气阀10、第二排气阀13、第二车身高度控制电磁阀14、第三车身高度控制电磁阀22、第三排气阀23、第四排气阀26、第四车身高度控制电磁阀27输出指令，空气压缩机1将空气通过空气管路24输送到空气处理装置9，空气处理装置9通过空气管路24将空气输送到稳压阀11，通过稳压阀11空气被输送到高压储气罐12中，高压储气罐12中的气体经出气孔通过空气管路24分别向第三排气阀23、第四排气阀26输送气体，第三排气阀23、第四排气阀26的进气孔打开而排气孔关闭，空气经过第三排气阀23、第四排气阀26分别输送到第三车身高度控制电磁阀22、第四车身高度控制电磁阀27，第三车身高度控制电磁阀22、第四车身高度控制电磁阀27分别向第三空气悬架21、第四空气悬架28输送气体，通过第三空气悬架21、第四空气悬架28伸长使车架7的右侧升高；与此同时，第一排气阀10、第二排气阀13的进气孔关闭而排气孔打开，第一空气悬架5、第二空气悬架15的气体分别经过第一车身高度控制电磁阀8、第二车身高度控制电磁阀14输送到第一排气阀10与第二排气阀13，通过第一排气阀10、第二排气阀13的排气孔排放到大气中，使第一空气悬架5、第二空气悬架15缩短，通过第一空气悬架5、第二空气悬架15缩短使车架7的左侧降低，防止运输车辆发生侧翻；如果运输车辆有向左侧翻的倾向，主动防侧翻控制器25分别向空气压缩机1、第一车身高度控制电磁阀8、第一排气阀10、第二排气阀13、第二车身高度控制电磁阀14、第三车身高度控制电磁阀22、第三排气阀23、第四排气阀26、第四车身高度控制电磁阀27输出指令，空气压缩机1将空气通过空气管路24输送到空气处理装置9，空气处理装置9通过空气管路24将空气输送到稳压阀11，通过稳压阀11空气被输送到高压储气罐12中，高压储气罐12中的气体经出气孔通过空气管路24分别向第一排气阀10、第二排气阀13输送气体，第一排气阀10、第二排气阀13的进气孔打开而排气孔关闭，空气经过第一排气阀10、第二排气阀13分别输送到第一车身高度控制电磁阀8、第二车身高度控制电磁阀14，第一车身高度控制电磁阀8、第二车身高度控制电磁阀14分别向第一空气悬架5、第二空气悬架15输送气体，通过第一空气悬架5、第二空气悬架15伸长使车架7的左侧升高；与此同时，第三排气阀23、第四排气阀26的进气孔关闭而排气孔打开，第三空气悬架21、第四空气悬架28的气体分别经过第三车身高度控制电磁阀22、第四车身高度控制电磁阀27输送到第三排气阀23与第四排气阀26，通过第三排气阀23、第四排气阀26的排气孔排放到大气中，通过第三空气悬架21、第四空气悬架28缩短使车架7的右侧降低，防止运输车辆发生侧翻；如果运输车辆没有侧翻的倾向，主动防侧翻控制器25将不会输出指令，同时，主动防侧翻控制器25采集运输车辆下一状态各种信息，预测运输车辆是否存在侧翻危险。

Claims

1. 一种基于空气悬架调节的运输车辆主动防侧翻控制系统，包括空气压缩机[1]、第一车身高度传感器[2]、方向盘转角位置传感器[3]、前车桥[4]、第一空气悬架[5]、车轮[6]、车架[7]、第一车身高度控制电磁阀[8]、空气处理装置[9]、第一排气阀[10]、稳压阀[11]、高压储气罐[12]、第二排气阀[13]、第二车身高度控制电磁阀[14]、第二空气悬架[15]、后车桥[16]、第二车身高度传感器[17]、驱动桥壳[18]、车速传感器[19]、第三车身高度传感器[20]、第三空气悬架[21]、第三车身高度控制电磁阀[22]、第三排气阀[23]、空气管路[24]、主动防侧翻控制器[25]、第四排气阀[26]、第四车身高度控制电磁阀[27]、第四空气悬架[28]、加速度传感器[29]、第四车身高度传感器[30]；其特征在于：在车架[7]上固定安装有空气压缩机[1]、空气处理装置[9]、稳压阀[11]、高压储气罐[12]；空气压缩机[1]的出气孔与空气处理装置[9]的进气孔通过空气管路[24]相连接，空气处理装置[9]的出气孔与稳压阀[11]的进气孔通过空气管路[24]相连接，稳压阀[11]的出气孔与高压储气罐[12]的进气孔通过空气管路[24]相连接；在车架[7]上固定安装有第一空气悬架[5]、第一车身高度控制电磁阀[8]、第一排气阀[10]，第一空气悬架[5]的一端与车架[7]固定相连，另一端与前车桥[4]固定相连，前车桥[4]的两端分别固定安装有一个车轮[6]；第一排气阀[10]是一个三通阀，第一排气阀[10]的进气孔经电磁开关与高压储气罐[12]出气孔通过空气管路[24]相连接，第一排气阀[10]的排气孔经电磁开关与大气相通，第一排气阀[10]的出气孔与第一车身高度控制电磁阀[8]的进气孔通过空气管路[24]相连接，第一车身高度控制电磁阀[8]的出气孔与第一空气悬架[5]的进气孔通过空气管路[24]相连接；在车架[7]上固定安装有第四空气悬架[28]、第四车身高度控制电磁阀[27]、第四排气阀[26]，第四空气悬架[28]的一端与车架[7]固定相连，另一端与前车桥[4]固定相连；第四排气阀[26]是一个三通阀，第四排气阀[26]的进气孔经电磁开关与高压储气罐[12]出气孔通过空气管路[24]相连接，第四排气阀[26]的排气孔经电磁开关与大气相通，第四排气阀[26]的出气孔与第四车身高度控制电磁阀[27]的进气孔通过空气管路[24]相连接，第四车身高度控制电磁阀[27]的出气孔与第四空气悬架[28]的进气孔通过空气管路[24]相连接；在车架[7]上固定安装有第二排气阀[13]、第二车身高度控制电磁阀[14]、第二空气悬架[15]，第二空气悬架[15]的一端与车架[7]固定相连，另一端与后车桥[16]固定相连，后车桥[16]的两端分别固定安装有两个车轮[6]；第二排气阀[13]是一个三通阀，第二排气阀[13]的进气孔经电磁开关与高压储气罐[12]出气孔通过空气管路[24]相连接，第二排气阀[13]的排气孔经电磁开关与大气相通，第二排气阀[13]的出气孔与第二车身高度控制电磁阀[14]的进气孔通过空气管路[24]相连接，第二车身高度控制电磁阀[14]的出气孔与第二空气悬架[15]的进气孔通过空气管路[24]相连接；在车架[7]上固定安装有第三排气阀[23]、第三车身高度控制电磁阀[22]、第三空气悬架[21]，第三空气悬架[21]的一端与车架[7]固定相连，另一端与后车桥[16]固定相连；第三排气阀[23]是一个三通阀，第三排气阀[23]的进气孔经电磁开关与高压储气罐[12]出气孔通过空气管路[24]相连接，第三排气阀[23]的排气孔经电磁开关与大气相通，第三排气阀[23]的出气孔与第三车身高度控制电磁阀[22]的进气孔通过空气管路[24]相连接，第三车身高度控制电磁阀[22]的出气孔与第三空气悬架[21]的进气孔通过空气管路[24]相连接；加速度传感器[29]固定安装在车架[7]上，方向盘转角位置传感器[3]固定安装在转向轴上，第一车身高度传感器[2]固定安装在第一空气悬架[5]附近的车架[7]上，第二车身高度传感器[17]固定安装在第二空气悬架[15]附近的车架[7]上，第三车身高度传感器[20]固定安装在第三空气悬架[21]附近的车架[7]上，第四车身高度传感器[30]固定安装在第四空气悬架[28]附近的车架[7]上；车速传感器[19]固定安装在位于后车桥[16]中间的驱动桥壳[18]内；主动防侧翻控制器[25]的信号输入端口分别与加速度传感器[29]、方向盘转角位置传感器[3]、第一车身高度传感器[2]、第二车身高度传感器[17]、第三车身高度传感器[20]、第四车身高度传感器[30]、车速传感器[19]电连接，主动防侧翻控制器[25]的信号输出端口分别与空气压缩机[1]、第一车身高度控制电磁阀[8]、第一排气阀[10]、第二排气阀[13]、第二车身高度控制电磁阀[14]、第三车身高度控制电磁阀[22]、第三排气阀[23]、第四排气阀[26]、第四车身高度控制电磁阀[27]电连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于空气悬架调节的运输车辆主动防侧翻控制系统，其特征在于：主动防侧翻控制器[25]通过加速度传感器[29]、方向盘转角位置传感器[3]、第一车身高度传感器[2]、第二车身高度传感器[17]、第三车身高度传感器[20]、第四车身高度传感器[30]、车速传感器[19]采集运输车辆的各种信号，经计算与判断，主动防侧翻控制器[25]通过控制空气压缩机[1]、第一车身高度控制电磁阀[8]、第一排气阀[10]、第二排气阀[13]、第二车身高度控制电磁阀[14]、第三车身高度控制电磁阀[22]、第三排气阀[23]、第四排气阀[26]、第四车身高度控制电磁阀[27]，防止运输车辆在行驶过程中发生侧翻，能够提高运输车辆的行驶安全性。