CN105984417A - 车辆防侧翻动态监测预警及主动干预控制方法与控制系统 - Google Patents

车辆防侧翻动态监测预警及主动干预控制方法与控制系统 Download PDF

Info

Publication number
CN105984417A
CN105984417A CN201510053229.6A CN201510053229A CN105984417A CN 105984417 A CN105984417 A CN 105984417A CN 201510053229 A CN201510053229 A CN 201510053229A CN 105984417 A CN105984417 A CN 105984417A
Authority
CN
China
Prior art keywords
rollover
vehicle
load
module
wheel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510053229.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105984417B (zh
Inventor
梁涛年
刘大鹏
陈柳
潘兵
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shaanxi Automobile Group Co Ltd
Original Assignee
Shaanxi Automobile Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shaanxi Automobile Group Co Ltd filed Critical Shaanxi Automobile Group Co Ltd
Priority to CN201510053229.6A priority Critical patent/CN105984417B/zh
Publication of CN105984417A publication Critical patent/CN105984417A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105984417B publication Critical patent/CN105984417B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/015Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
    • B60G17/019Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the type of sensor or the arrangement thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G11/00Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs
    • B60G11/02Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs having leaf springs only
    • B60G11/04Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs having leaf springs only arranged substantially parallel to the longitudinal axis of the vehicle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G5/00Resilient suspensions for a set of tandem wheels or axles having interrelated movements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2200/00Indexing codes relating to suspension types
    • B60G2200/30Rigid axle suspensions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2202/00Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
    • B60G2202/10Type of spring
    • B60G2202/11Leaf spring
    • B60G2202/112Leaf spring longitudinally arranged
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2204/00Indexing codes related to suspensions per se or to auxiliary parts
    • B60G2204/10Mounting of suspension elements
    • B60G2204/11Mounting of sensors thereon
    • B60G2204/116Sensors coupled to the suspension arm
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2400/00Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/60Load
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2401/00Indexing codes relating to the type of sensors based on the principle of their operation
    • B60G2401/25Capacitance type, e.g. as level indicator
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2800/00Indexing codes relating to the type of movement or to the condition of the vehicle and to the end result to be achieved by the control action
    • B60G2800/01Attitude or posture control
    • B60G2800/012Rolling condition
    • B60G2800/0124Roll-over conditions

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)

Abstract

提供一种车辆防侧翻动态监测预警及主动干预控制方法与控制系统,包括电容式传感器、防侧翻预警控制器ECU、报警装置、故障检测装置、CAN总线,电容式传感器安装在车桥上板簧中央,用于实时动态测量每个车轮上的载荷量;控制器ECU采集传感器的值,用于监测各轮胎上的载荷量,通过算法计算车辆在行驶的过程中是否处于偏载及侧翻的危险,进行报警,同时根据车辆侧翻的程度,执行主动干预,主动干预装置中的主动干预控制阀通过电磁调节阀连接制动气室,进行减速制动,以降低侧翻的危险。本发明可以避免重大、特大交通事故的发生,避免群死群伤事件,可为国家和人民挽回不可估量的经济损失,保障驾驶员和行人的生命安全以及道路的通畅。

Description

车辆防侧翻动态监测预警及主动干预控制方法与控制系统
技术领域
本发明属于车辆底盘稳定控制领域,具体涉及一种用于车辆防侧翻的控制系统。
背景技术
随着近年来电子商务和物流业的快速发展,以及车辆数量的增加和动力性能的日益增强,事故发生率也在高速上升。道路安全问题在当今社会已经引起了高度关注。据统计,70%的道路安全事故是由于车辆超载、偏载引起,而且50%的群死群伤性重特大道路交通事故与超载、偏载有直接关系。车辆超载、偏载运输给人民生命财产造成了巨大的损失,其间接经济损失更是难以估计。
目前,车辆防侧翻预警系统方面的专利大都采用在车辆上加装陀螺仪等传感器来测量车辆在行驶过程中的侧倾角,以此来判断车辆的侧翻预警。但是此种加装陀螺仪传感器的方法价格比较昂贵,同时不能及时获得车轮是否离地的信息,不太准确,普适性比较差。同时有人提出实时计算车辆质心高度的方法,但是这样的方法另外加的传感器比较多,同时车辆载货高度等参数难以准确获得,都给车辆的动态侧翻预警带来了一定的偏差。而车辆侧翻情况大部分是由于车辆超载、偏载或高速转弯的情况下发生,本发明专利采用电容式传感器可实时测量各个轮胎的载荷,通过对车辆左右偏移的判别,进一步判别那个车辆离地,并给予适时的干预,提高车辆的稳定性。
发明内容
针对车辆、特别是商用车侧翻事故频发问题,本发明提供一种车辆防侧翻动态监测预警及主动干预控制方法与控制系统,其结构简单、安装方便、可拓展性强,既能对车辆的侧翻进行实时预警,又可实时适时地对离地的车轮进行干预,提高车辆行驶的稳定性。
本发明涉及车辆底盘、传感器技术、电子技术,特别是采用电容式传感器技术和嵌入式微控制器技术,可实时动态监测每个轮胎的载荷,以判断车辆是否侧翻,实现对车辆侧翻时预警和主动干预,提高车辆行驶的平稳性。
本发明的技术方案如下:
一种车辆防侧翻控制系统,包括电容式传感器、防侧翻预警控制器ECU、报警装置;电容式传感器安装在车辆的车桥和车架上,通过两极板间距离的变化测量车辆各车轮上的载荷;防侧翻预警控制器连接电容式传感器、报警装置、制动系统、发动机ECU,防侧翻预警控制器接收电容式传感器送来的信号,并根据传感器信号计算出车轮上的载荷量,以此判断车辆是否偏载、存在侧翻危险,进行报警及控制,以防止侧翻的发生;报警装置通过声、光或声光组合的形式提示驾驶员,车辆有侧翻的危险。
进一步地,所述的电容式传感器安装在车架和车桥之间的板簧中央位置,电容式传感器的下极板固定在车桥上,沿车桥长度方向剧中,其上极板固定在车架上,并与下极板相对应,利用两极板间电容的变化,感知车辆各轮胎的载荷。
进一步地,防侧翻预警控制器ECU连接主动干预执行装置,主动干预执行装置连接制动系统,当电容式传感器监测到某一个轮上的负载过小,且防侧翻预警控制器ECU监测到某一侧车轮达到侧翻的条件时,此时ECU发出信号给主动干预执行装置,给无负载或达到侧翻条件的轮胎进行主动地降低轮速,以增加和地面的摩擦力,使车辆处于平衡状态。
进一步地,主动干预执行装置附加在原车制动的基础上,包括主动干预控制阀、双向单通阀、三通及电磁调节阀,主动干预控制阀连接储气筒、防侧翻预警控制器ECU、双向单通阀,双向单通阀通过电磁调节阀连接制动气室。
进一步地,防侧翻预警控制器ECU包括传感器信号采集电路、载荷计算模块、防侧翻动态预警模块和主动干预控制模块;电容式传感器将容值的变化转变为电压的变化送入ECU的传感器信号采集电路,传感器信号采集电路包括滤波、放大及整形电路,传感器信号采集电路连接各个板簧下的电容式传感器获得各个车轮的载重信息,然后将整形后的传感器信号送入MCU的A/D采样端,获得车辆的轮胎的载荷电压采样值;传感器信号采集电路连接载荷计算模块,载荷计算模块将轮胎电压采样值计算为轮胎的实际载荷值,经过称重计算获得各轮载重信息的数据,并将数据发送给防侧翻动态预警模块;防侧翻动态预警模块则根据轮胎载荷值,首先进行判断超载,是否出现了超载,如超载进行报警;如各轮上的载重不一致,判断车辆在行驶过程中是否出现了左右偏载;如果出现了偏载,再对同轴的两个轮的轮胎载荷进行计算和判断,判断是否同轴一侧的车轮出现了超载,同时对同轴两个轮胎的载荷进行差值计算,获得其阈值;如果其阈值过大,则说明车辆存在侧翻危险,则连接主动干预执行装置,并通过总线向发动机发送指令,减低车辆速度,同时报警装置急促告警,提示危险状态。
进一步地,所述的防侧翻动态预警模块的超载的判断依据为:在两轴载货时,如果电容式传感器测取的轮胎载荷分别为W1、W2、W3、W4;假定W前=W2+W3为前轴载荷,W后=W1+W4为后轴载荷,则轮胎的额定载荷为轴载荷的一半,如果轮胎的实际载荷超过了轮胎额定载荷的20%,则认为是轮胎超载,即W1>(1+20%)W后额、W2>(1+20%)W前额、W3>(1+20%)W前额、W4>(1+20%)W前额;所述的防侧翻动态预警模块的左右侧偏的判断过程为:首先防侧翻预警控制器ECU根据电容式传感器送来的信息计算出各个轮胎上的载荷,判断各个轮胎是否超载;其次ECU根据计算的轮胎载重信息,通过((W1+W2)/W)>0.5-0.1(B/M),其中B为车宽,M为前后轮距,W为各轮胎总载荷,来判断车辆是否左右偏载;所述的防侧翻动态预警模块的主动干预的判断依据,如果车辆出现了左右偏载,接下来则再比较同轴上的另一轮胎的载荷进行差值比较,如果其差值超过阈值,则说明一侧的轮胎已经离地,此时控制器开启主动干预控制阀,对离地的车辆进行制动减速,达到防止车辆侧翻的目的。
进一步地,所述的防侧翻动态预警模块包括依次连接的轮胎超载判断模块、超载报警模块、左右侧偏判断模块、同轴各轮载重判断模块、主动干预控制模块;轮胎超载判断模块根据轮胎载荷判断各轮是否超载,如超载则连接超载报警模块、左右侧偏判断模块;超载报警模块连接报警器,发出超载报警信号;左右侧偏判断模块,计算同侧各轮的载荷总和与总载荷的比值,再根据车宽与前后轮距的比值进行判断,如果大于设定值,则判断为左右偏载发生,连接报警装置,并连接同轴各轮载重判断模块;同轴各轮载重判断模块,对出现轮胎超载的轴的同轴上另一侧车轮的载重和超载轮的载重进行差值运算而判断是否有侧翻危险,如有则报警,并连接主动干预控制模块,主动干预控制模块连接主动干预控制装置,启动主动制动,降低车轮转速。
进一步地,所述的报警装置为动态实时报警装置,包括轮胎超载报警模块、左右偏载报警模块、前后偏载报警模块、电容传感器故障报警模块、主动干预电磁阀故障报警模块及电磁阀报警模块,各模块实时接收来自防侧翻控制器的控制指令,相应地,动态地发出报警信号。
进一步地,还包括系统初始化模块、故障监测自检模块、CAN总线;故障监测自检模块在系统初始化后实时检测车辆的传感器故障和电磁阀故障,以保证系统的正常运行;CAN总线用于防侧翻预警控制器ECU向发动机控制器和其它控制器发送信息。
一种车辆防侧翻动态监测预警及主动干预控制方法,其特征在于,
将电容式传感器安装在车桥上板簧的正中央位置,用于实时动态测量每个车轮上的载荷量;
防侧翻控制器ECU实时采集安装在各个板簧位置上电容式传感器的值,用于监测各轮胎上的载荷量,然后将整形后的传感器信号送入采样端,获得车辆的轮胎的载荷电压采样值,经过称重计算获得各轮载重信息的数据,然后逐一判断轮胎的载重状况,包括:
S1将每个轴上的分轮的载荷,与额定载荷对比,以判断是否超载,如果超载则向报警装置发出报警信号;
S2判断各轮载荷,如各轮上的载重不一致,判断车辆在行驶过程中是否出现了左右偏载,满足下列关系即为发生左右偏载:((W1+W2+….+Wn)/W)>0.5-0.1(B/M),其中B为车宽,M为前后轮距,W1+W2+….+Wn为同侧的单个轮载荷相加,W为两侧的总载荷;如发生左右偏载,控制器给报警装置发送报警信号;
S3如果某一车轮超载且同时出现了车辆左右偏载,再对同轴的各个轮的轮胎载荷进行计算和判断,判断是否同轴一侧的各车轮载荷进行差值计算,获得其阈值;如果其阈值过大,则说明车辆存在侧翻危险,说明一侧的轮胎已经离地,此时控制器开启主动干预控制阀,对离地的车辆进行制动减速,达到防止车辆侧翻的目的;
S4主动干预控制阀连接电磁调节阀,每个电磁调节阀连接每个轮侧的制动气室,执行上述的制动指令。
报警器安装在驾驶室,当防侧翻控制器ECU监测到车辆处于侧翻危险的时候,通过报警装置对驾驶员进行提醒;
故障检测装置对该系统的各个部件如传感器、执行部件等进行实时检测,看工作是否正常,如果有异常进行故障显示;
防侧翻控制器ECU通过CAN总线用来和发动机和其它控制单元进行通讯,以降低车速,与其他控制器协调动作。
本发明具有以下效果:它能够利用安装在车辆上的传感器实时测量各个轮胎的载重,并根据相关算法计算车辆是否车轮超载、左右偏载以及潜在侧翻,通过报警装置对车辆出现偏载、超载情况进行告警提示,同时实时适时启动主动干预控制阀以及电磁调节阀的相互协调工作,可以起到对离地车轮的减速,增加摩擦力,提高车辆的稳定性,同时通过总线申请发动机降低转速,以减低车辆的速度,提高行驶的安全性。本发明原理简单,普适性强,通过控制器ECU内置的算法可以实时的监测出车辆偏载和潜在的侧翻,并通过报警装置提醒驾驶员,避免了重大交通事故的发生。通过主动干预控制协调对离地车轮的修正,增加其摩擦力,缓解了驾驶疲劳,主动地提高了车辆行驶时的稳定性与安全性。此发明的实施,可以避免重大、特大交通事故的发生,避免群死群伤事件,可为国家和人民挽回不可估量的经济损失,保障驾驶员和行人的生命安全以及道路的通畅,将有很大的经济和社会效益。
附图说明
图1本发明的车辆防侧翻控制系统结构原理图;
图2本发明的电容式传感器的安装局部图;
图3本发明的电容式传感器的安装俯视图;
图4本发明的电容式传感器的安装位置立体图;
图5本发明的车辆防侧翻控制系统的工作流程图;
图6本发明的防侧翻预警控制器ECU的架构图。
具体实施方式
现结合附图及具体实施例对本发明作进一步地说明:
参照图1中,1右前轮;2气泵;3手动阀;4卸载阀;5湿储气筒;6四回路保护阀;7前储气筒;8后储气筒;9主动干预控制阀;10右后轮;11电容式传感器;12制动气室;13三通;14快放阀;15、16电磁调节阀;17左后轮;18左前轮;19防侧翻预警控制器;20报警装置;21制动踏板;22制动阀;23继动阀;24双向单通阀。本发明主要由电容式传感器、防侧翻预警控制器、总线、报警装置、主动干预控制阀、双向单通阀、三通和电磁调节阀组成。防侧翻预警控制器接收传感器的信号,并经过算法计算车轮超载、左右偏载以及潜在侧翻等危险,同时提供故障检测报警及危险报警提示,当出现潜在侧翻时,给主动干预执行模块发送控制指令。主动干预执行模块主要由主动干预控制阀、双向单通阀和电磁调节阀组成,它附加在原车制动系统上,但接收到防侧翻预警控制器发送的控制指令的时候,启动主动干预控制阀,制动气压沿气路通过双向单通阀到制动气室,通过对电磁阀的组合调节,可以实现对离地车辆的减低轮速,增加地面附着力,提高车辆行驶稳定性。
参照图2、3、4,其中,100车架;101电容上极板;102电容下极板;103板簧;104车桥。本发明采用电容式传感器安装在板簧悬架位置处的车桥和车架上,其下极板固定在车桥上,沿车桥长度方向剧中;上极板固定在车架上,与下极板上下相对。当车辆处于空载状态,电容传感器上、下极板内表面之间的距离为一定值。当车轮上有载荷的时候,电容两极板之间的距离缩小,引起电容量的变化,将电容量转化为电压值送入到防侧翻预警控制器,为车轮超载、左右偏载和潜在侧翻判断提供依据。
参照图5,本发明的技术方案为:安装于车辆板簧悬架处的电容式传感器根据上下极板间距离的变化,引起电容的变化,将容值转变为电压值送入防侧翻预警控制器;防侧翻预警控制器将接收到的传感器电压信息号进行放大、滤波及整形后送入控制器CPU的A/D端口,进行数字采样;A/D端口将采样的传感器数字值送入CPU的内核进行运算,根据称重算法计算各个车轮上的载重量W1、W2、W3、W4(以两轴车为例);计算各个车轮是否超载,其计算依据为W前=W2+W3为前轴载荷,W后=W1+W4为后轴载荷,如果W1>(1+20%)W后额、W2>(1+20%)W前额、W3>(1+20%)W前额、W4>(1+20%)W前额,则认为轮胎超载。如果某一个车轮已经超载,则控制器向报警装置发送车轮超载报警提示;在已经判断某个车轮已经超载的情况下,再判断车辆是否已经发生了左右偏载情况,其判断依据是((W1+W2)/W)>0.5-0.1(B/M),其中B为车宽,M为前后轮距,W为总载荷,来判断车辆是否左右偏载。如果控制器已经通过算法判断出了车辆出现了左右偏载,则控制器给报警装置发指令,报警提示此状况;如果车辆同时出现了某一车轮超载且同时出现了车辆左右偏载情况时,此时则对出现轮胎超载的轴的同轴上另一侧车轮的载重和超载轮的载重进行差值运算,获得阈值K,该阈值由技术人员通过后续的大量实验数据而设定;如果其阈值K<M1,则说明车辆处于安全运行状态;如果其阈值K>M1,则说明车辆具有潜在的侧翻危险,此时有必要及时提醒驾驶员注意驾驶行为和车速,控制器给报警装置发送指令,报警此时车辆具有侧翻危险,提示驾驶员注意行车安全;同时,防侧翻预警控制器给主动干预模块发送主动干预指令,打开主动干预控制阀,同时电磁调节阀也协调动作,制动气流则通过主动干预控制阀流过双向单通阀,再经电磁调节阀到达制动气室;通过对电磁调节阀精确的控制,可以实现减低车轮转速,增加附着力,提高车辆的稳定性。
车辆防侧翻系统的防侧翻预警控制器ECU包括传感器信号采集电路、载荷计算模块、防侧翻动态预警模块和主动干预控制模块;电容式传感器将容值的变化转变为电压的变化送入ECU的传感器信号采集电路,传感器信号采集电路包括滤波、放大及整形电路,传感器信号采集电路连接各个板簧下的电容式传感器获得各个车轮的载重信息,然后将整形后的传感器信号送入MCU的A/D采样端,获得车辆的轮胎的载荷电压采样值;传感器信号采集电路连接载荷计算模块,载荷计算模块将轮胎电压采样值计算为轮胎的实际载荷值,经过称重计算获得各轮载重信息的数据,并将数据发送给防侧翻动态预警模块;防侧翻动态预警模块则根据轮胎载荷值,首先进行判断超载,是否出现了超载,如超载进行报警;如各轮上的载重不一致,判断车辆在行驶过程中是否出现了左右偏载;如果出现了偏载,再对同轴的两个轮的轮胎载荷进行计算和判断,判断是否同轴一侧的车轮出现了超载,同时对同轴两个轮胎的载荷进行差值计算,获得其阈值;如果其阈值过大,则说明车辆存在侧翻危险,则连接主动干预执行装置,并通过总线向发动机发送指令,减低车辆速度,同时报警装置急促告警,提示危险状态。
防侧翻动态预警模块包括依次连接的轮胎超载判断模块、超载报警模块、左右侧偏判断模块、同轴各轮载重判断模块、主动干预控制模块;轮胎超载判断模块根据轮胎载荷判断各轮是否超载,如超载则连接超载报警模块、左右侧偏判断模块;超载报警模块连接报警器,发出超载报警信号;左右侧偏判断模块,计算同侧各轮的载荷总和与总载荷的比值,再根据车宽与前后轮距的比值进行判断,如果大于设定值,则判断为左右偏载发生,连接报警装置,并连接同轴各轮载重判断模块;同轴各轮载重判断模块,对出现轮胎超载的轴的同轴上另一侧车轮的载重和超载轮的载重进行差值运算而判断是否有侧翻危险,如有则报警,并连接主动干预控制模块,主动干预控制模块连接主动干预控制装置,启动主动制动,降低车轮转速。
报警装置为动态实时报警装置,包括轮胎超载报警模块、左右偏载报警模块、前后偏载报警模块、电容传感器故障报警模块、主动干预电磁阀故障报警模块及电磁阀报警模块,各模块实时接收来自防侧翻控制器的控制指令,相应地,动态地发出报警信号。
系统还包括系统初始化模块、故障监测自检模块、CAN总线;故障监测自检模块在系统初始化后实时检测车辆的传感器故障和电磁阀故障,以保证系统的正常运行;CAN总线用于防侧翻预警控制器ECU向发动机控制器和其它控制器发送信息。
车辆防侧翻动态监测预警及主动干预控制方法,包括:将电容式传感器安装在车桥上板簧的正中央位置,用于实时动态测量每个车轮上的载荷量;在ECU监测到车辆发生侧翻危险时,
防侧翻控制器ECU实时采集安装在各个板簧位置上电容式传感器的值,用于监测各轮胎上的载荷量,然后将整形后的传感器信号送入采样端,获得车辆的轮胎的载荷电压采样值,经过称重计算获得各轮载重信息的数据,然后逐一判断轮胎的载重状况,包括:
S1将每个轴上的分轮的载荷,与额定载荷对比,以判断是否超载,如果超载则向报警装置发出报警信号;
S2判断各轮载荷,如各轮上的载重不一致,判断车辆在行驶过程中是否出现了左右偏载,满足下列关系即为发生左右偏载:((W1+W2+….+Wn)/W)>0.5-0.1(B/M),其中B为车宽,M为前后轮距,W1+W2+….+Wn为同侧的单个轮载荷相加,W为两侧的总载荷;如发生左右偏载,控制器给报警装置发送报警信号;
S3如果某一车轮超载且同时出现了车辆左右偏载,再对同轴的各个轮的轮胎载荷进行计算和判断,判断是否同轴一侧的各车轮载荷进行差值计算,获得其阈值;如果其阈值过大,则说明车辆存在侧翻危险,说明一侧的轮胎已经离地,此时控制器开启主动干预控制阀,对离地的车辆进行制动减速,达到防止车辆侧翻的目的;
S4主动干预控制阀连接电磁调节阀,每个电磁调节阀连接每个轮侧的制动气室,执行上述的制动指令。
报警器安装在驾驶室,当防侧翻控制器ECU监测到车辆处于侧翻危险的时候,通过报警装置对驾驶员进行提醒;
故障检测装置对该系统的各个部件如传感器、执行部件等进行实时检测,看工作是否正常,如果有异常进行故障显示;
防侧翻控制器ECU通过CAN总线用来和发动机和其它控制单元进行通讯,以降低车速,与其他控制器协调动作。
本发明是通过安装在板簧悬架处车桥和车架上的电容式传感器,实时监测处各个轮胎的载荷,并通过内置于防侧翻预警控制器ECU内的算法,首选判断车辆的超载、左右偏载情况,其次再判别车辆轮胎的载荷来判断是否有轮胎离地,并对离地的轮胎进行实时适时的干预,从而提高车辆在行驶过程中的稳定性。
对车辆侧翻的动态监测预警,有利于防止车辆侧翻造成的恶性交通事故和群死群伤事故的发生,保护了司机和广大公民的安全,保证了道路的通畅性。通过对潜在侧翻轮胎的判别,进行主动干预,减低了驾驶疲劳,提高了车辆行驶的稳定性,能有效防止侧翻事故的发生。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本案的技术方案而非对其限制;尽管参照较佳实施例对本案进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本案的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换;而不脱离本案技术方案的精神,其均应涵盖在本案请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种车辆防侧翻控制系统,其特征在于,包括电容式传感器、防侧翻预警控制器ECU、报警装置;电容式传感器安装在车辆的车桥和车架上,通过两极板间距离的变化测量车辆各车轮上的载荷;防侧翻预警控制器连接电容式传感器、报警装置、制动系统、发动机ECU,防侧翻预警控制器接收电容式传感器送来的信号,并根据传感器信号计算出车轮上的载荷量,以此判断车辆是否偏载、存在侧翻危险,进行报警及控制,以防止侧翻的发生;报警装置通过声、光或声光组合的形式提示驾驶员,车辆有侧翻的危险。
2.根据权利要求1所述的一种车辆防侧翻控制系统,其特征在于,所述的电容式传感器安装在车架和车桥之间的板簧中央位置,电容式传感器的下极板固定在车桥上,沿车桥长度方向剧中,其上极板固定在车架上,并与下极板相对应,利用两极板间电容的变化,感知车辆各轮胎的载荷。
3.根据权利要求1或2所述的一种车辆防侧翻控制系统,其特征在于,防侧翻预警控制器ECU连接主动干预执行装置,主动干预执行装置连接制动系统,当电容式传感器监测到某一个轮上的负载过小,且防侧翻预警控制器ECU监测到某一侧车轮达到侧翻的条件时,此时ECU发出信号给主动干预执行装置,给无负载或达到侧翻条件的轮胎进行主动地降低轮速,以增加和地面的摩擦力,使车辆处于平衡状态。
4.根据权利要求1至3任一所述的一种车辆防侧翻控制系统,其特征在于,主动干预执行装置附加在原车制动的基础上,包括主动干预控制阀、双向单通阀、三通及电磁调节阀,主动干预控制阀连接储气筒、防侧翻预警控制器ECU、双向单通阀,双向单通阀通过电磁调节阀连接制动气室。
5.根据权利要求1至4任一所述的一种车辆防侧翻系统,其特征在于,防侧翻预警控制器ECU包括传感器信号采集电路、载荷计算模块、防侧翻动态预警模块和主动干预控制模块;电容式传感器将容值的变化转变为电压的变化送入ECU的传感器信号采集电路,传感器信号采集电路包括滤波、放大及整形电路,传感器信号采集电路连接各个板簧下的电容式传感器获得各个车轮的载重信息,然后将整形后的传感器信号送入MCU的A/D采样端,获得车辆的轮胎的载荷电压采样值;传感器信号采集电路连接载荷计算模块,载荷计算模块将轮胎电压采样值计算为轮胎的实际载荷值,经过称重计算获得各轮载重信息的数据,并将数据发送给防侧翻动态预警模块;防侧翻动态预警模块则根据轮胎载荷值,首先进行判断超载,是否出现了超载,如超载进行报警;如各轮上的载重不一致,判断车辆在行驶过程中是否出现了左右偏载;如果出现了偏载,再对同轴的两个轮的轮胎载荷进行计算和判断,判断是否同轴一侧的车轮出现了超载,同时对同轴两个轮胎的载荷进行差值计算,获得其阈值;如果其阈值过大,则说明车辆存在侧翻危险,则连接主动干预执行装置,并通过总线向发动机发送指令,减低车辆速度,同时报警装置急促告警,提示危险状态。
6.根据权利要求5所述的一种车辆防侧翻动态监测预警及主动干预控制系统,其特征在于,所述的防侧翻动态预警模块的超载的判断依据为:在两轴载货时,如果电容式传感器测取的轮胎载荷分别为W1、W2、W3、W4,;假定W前=W2+W3为前轴载荷,W后=W1+W4为后轴载荷,则轮胎的额定载荷为轴载荷的一半,如果轮胎的实际载荷超过了轮胎额定载荷的20%,则认为是轮胎超载,即W1>(1+20%)W后额、W2>(1+20%)W前额、W3>(1+20%)W前额、W4>(1+20%)W前额;所述的防侧翻动态预警模块的左右侧偏的判断过程为:首先防侧翻预警控制器ECU根据电容式传感器送来的信息计算出各个轮胎上的载荷,判断各个轮胎是否超载;其次ECU根据计算的轮胎载重信息,通过((W1+W2)/W)>0.5-0.1(B/M),其中B为车宽,M为前后轮距,W为各轮胎总载荷,来判断车辆是否左右偏载;所述的防侧翻动态预警模块的主动干预的判断依据,如果车辆出现了左右偏载,接下来则再比较同轴上的另一轮胎的载荷进行差值比较,如果其差值超过阈值,则说明一侧的轮胎已经离地,此时控制器开启主动干预控制阀,对离地的车辆进行制动减速,达到防止车辆侧翻的目的。
7.根据权利要求5或6所述的一种车辆防侧翻控制系统,其特征在于,所述的防侧翻动态预警模块包括依次连接的轮胎超载判断模块、超载报警模块、左右侧偏判断模块、同轴各轮载重判断模块、主动干预控制模块;轮胎超载判断模块根据轮胎载荷判断各轮是否超载,如超载则连接超载报警模块、左右侧偏判断模块;超载报警模块连接报警器,发出超载报警信号;左右侧偏判断模块,计算同侧各轮的载荷总和与总载荷的比值,再根据车宽与前后轮距的比值进行判断,如果大于设定值,则判断为左右偏载发生,连接报警装置,并连接同轴各轮载重判断模块;同轴各轮载重判断模块,对出现轮胎超载的轴的同轴上另一侧车轮的载重和超载轮的载重进行差值运算而判断是否有侧翻危险,如有则报警,并连接主动干预控制模块,主动干预控制模块连接主动干预控制装置,启动主动制动,降低车轮转速。
8.根据权利要求7所述的一种车辆防侧翻控制系统,其特征在于,所述的报警装置为动态实时报警装置,包括轮胎超载报警模块、左右偏载报警模块、前后偏载报警模块、电容传感器故障报警模块、主动干预电磁阀故障报警模块及电磁阀报警模块,各模块实时接收来自防侧翻控制器的控制指令,相应地,动态地发出报警信号。
9.根据权利要求1至8任一所述的一种车辆防侧翻控制系统,其特征在于,还包括系统初始化模块、故障监测自检模块、CAN总线;故障监测自检模块在系统初始化后实时检测车辆的传感器故障和电磁阀故障,以保证系统的正常运行;CAN总线用于防侧翻预警控制器ECU向发动机控制器和其它控制器发送信息。
10.一种车辆防侧翻动态监测预警及主动干预控制方法,其特征在于,
将电容式传感器安装在车桥上板簧的正中央位置,用于实时动态测量每个车轮上的载荷量;
防侧翻控制器ECU实时采集安装在各个板簧位置上电容式传感器的值,用于监测各轮胎上的载荷量,然后将整形后的传感器信号送入采样端,获得车辆的轮胎的载荷电压采样值,经过称重计算获得各轮载重信息的数据,然后逐一判断轮胎的载重状况,包括:
S1将每个轴上的分轮的载荷,与额定载荷对比,以判断是否超载,如果超载则向报警装置发出报警信号;
S2判断各轮载荷,如各轮上的载重不一致,判断车辆在行驶过程中是否出现了左右偏载,满足下列关系即为发生左右偏载:((W1+W2+....+Wn)/W)>0.5-0.1(B/M),其中B为车宽,M为前后轮距,W1+W2+....+Wn为同侧的单个轮载荷相加,W为两侧的总载荷;如发生左右偏载,控制器给报警装置发送报警信号;
S3如果某一车轮超载且同时出现了车辆左右偏载,再对同轴的各个轮的轮胎载荷进行计算和判断,判断是否同轴一侧的各车轮载荷进行差值计算,获得其阈值;如果其阈值过大,则说明车辆存在侧翻危险,说明一侧的轮胎已经离地,此时控制器开启主动干预控制阀,对离地的车辆进行制动减速,达到防止车辆侧翻的目的;
S4主动干预控制阀连接电磁调节阀,每个电磁调节阀连接每个轮侧的制动气室,执行上述的制动指令。
报警器安装在驾驶室,当防侧翻控制器ECU监测到车辆处于侧翻危险的时候,通过报警装置对驾驶员进行提醒;
故障检测装置对该系统的各个部件如传感器、执行部件等进行实时检测,看工作是否正常,如果有异常进行故障显示;
防侧翻控制器ECU通过CAN总线用来和发动机和其它控制单元进行通讯,以降低车速,与其他控制器协调动作。
CN201510053229.6A 2015-02-02 2015-02-02 车辆防侧翻动态监测预警及主动干预控制方法与控制系统 Active CN105984417B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510053229.6A CN105984417B (zh) 2015-02-02 2015-02-02 车辆防侧翻动态监测预警及主动干预控制方法与控制系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510053229.6A CN105984417B (zh) 2015-02-02 2015-02-02 车辆防侧翻动态监测预警及主动干预控制方法与控制系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105984417A true CN105984417A (zh) 2016-10-05
CN105984417B CN105984417B (zh) 2019-04-23

Family

ID=57036770

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510053229.6A Active CN105984417B (zh) 2015-02-02 2015-02-02 车辆防侧翻动态监测预警及主动干预控制方法与控制系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105984417B (zh)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106777838A (zh) * 2017-03-01 2017-05-31 江铃汽车股份有限公司 一种强度载荷数据的处理方法及装置
CN106945659A (zh) * 2017-03-24 2017-07-14 南京航空航天大学 基于轮胎侧偏变形的汽车防侧翻预警装置及方法
CN107499271A (zh) * 2017-09-01 2017-12-22 浙江万安科技股份有限公司 一种基于电控空气悬架和电控制动系统的客车防侧翻控制系统及方法
CN108995674A (zh) * 2017-06-06 2018-12-14 中车唐山机车车辆有限公司 超载偏载检测方法及装置
CN109552143A (zh) * 2018-12-29 2019-04-02 中国重汽集团青岛重工有限公司 一种自卸车防车箱后翻的控制方法及控制系统
CN110027633A (zh) * 2019-04-29 2019-07-19 南京航空航天大学 一种气压制动重型车的防侧翻装置及控制方法
CN110789523A (zh) * 2018-08-01 2020-02-14 上海汽车集团股份有限公司 一种轨迹规划方法及装置
CN110980532A (zh) * 2019-12-17 2020-04-10 徐州重型机械有限公司 一种吊具对中控制方法及装置
CN111452784A (zh) * 2019-01-03 2020-07-28 易维特科技股份有限公司 车辆行进控制方法及车辆行进控制系统
CN111976580A (zh) * 2020-08-31 2020-11-24 南京交通职业技术学院 一种危化品车防侧翻控制及报警系统
CN113183949A (zh) * 2021-06-11 2021-07-30 湖北广福水泥制品有限公司 一种混泥土搅拌车防侧翻系统
CN114290866A (zh) * 2022-01-12 2022-04-08 太原科技大学 一种油气悬挂式自卸车超载监测与偏载调节系统及方法
CN115489627A (zh) * 2022-10-31 2022-12-20 成都赛力斯科技有限公司 一种车辆的平衡系统及平衡方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006306223A (ja) * 2005-04-27 2006-11-09 Toyota Motor Corp ロールオーバ判定装置
CN101362454A (zh) * 2008-06-05 2009-02-11 曾灵参 车辆倾覆安全监控方法
CN102092374A (zh) * 2011-03-24 2011-06-15 孙玉亮 车辆多功能侧翻判定系统及自动防侧翻装置
CN102390340A (zh) * 2011-09-30 2012-03-28 王斌 防止汽车倾翻的控制装置
CN203093868U (zh) * 2012-12-19 2013-07-31 长安大学 一种坡弯路段汽车侧翻与侧滑的预警装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006306223A (ja) * 2005-04-27 2006-11-09 Toyota Motor Corp ロールオーバ判定装置
CN101362454A (zh) * 2008-06-05 2009-02-11 曾灵参 车辆倾覆安全监控方法
CN102092374A (zh) * 2011-03-24 2011-06-15 孙玉亮 车辆多功能侧翻判定系统及自动防侧翻装置
CN102390340A (zh) * 2011-09-30 2012-03-28 王斌 防止汽车倾翻的控制装置
CN203093868U (zh) * 2012-12-19 2013-07-31 长安大学 一种坡弯路段汽车侧翻与侧滑的预警装置

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106777838A (zh) * 2017-03-01 2017-05-31 江铃汽车股份有限公司 一种强度载荷数据的处理方法及装置
CN106945659A (zh) * 2017-03-24 2017-07-14 南京航空航天大学 基于轮胎侧偏变形的汽车防侧翻预警装置及方法
CN108995674A (zh) * 2017-06-06 2018-12-14 中车唐山机车车辆有限公司 超载偏载检测方法及装置
CN107499271A (zh) * 2017-09-01 2017-12-22 浙江万安科技股份有限公司 一种基于电控空气悬架和电控制动系统的客车防侧翻控制系统及方法
CN107499271B (zh) * 2017-09-01 2024-03-08 浙江万安科技股份有限公司 一种基于电控空气悬架的客车防侧翻控制方法
CN110789523A (zh) * 2018-08-01 2020-02-14 上海汽车集团股份有限公司 一种轨迹规划方法及装置
CN109552143A (zh) * 2018-12-29 2019-04-02 中国重汽集团青岛重工有限公司 一种自卸车防车箱后翻的控制方法及控制系统
CN109552143B (zh) * 2018-12-29 2021-06-18 中国重汽集团青岛重工有限公司 一种自卸车防车箱后翻的控制方法及控制系统
CN111452784A (zh) * 2019-01-03 2020-07-28 易维特科技股份有限公司 车辆行进控制方法及车辆行进控制系统
CN111452784B (zh) * 2019-01-03 2021-07-16 易维特科技股份有限公司 车辆行进控制方法及车辆行进控制系统
CN110027633B (zh) * 2019-04-29 2023-07-11 南京航空航天大学 一种气压制动重型车的防侧翻装置及控制方法
CN110027633A (zh) * 2019-04-29 2019-07-19 南京航空航天大学 一种气压制动重型车的防侧翻装置及控制方法
CN110980532A (zh) * 2019-12-17 2020-04-10 徐州重型机械有限公司 一种吊具对中控制方法及装置
CN111976580A (zh) * 2020-08-31 2020-11-24 南京交通职业技术学院 一种危化品车防侧翻控制及报警系统
CN113183949A (zh) * 2021-06-11 2021-07-30 湖北广福水泥制品有限公司 一种混泥土搅拌车防侧翻系统
CN114290866A (zh) * 2022-01-12 2022-04-08 太原科技大学 一种油气悬挂式自卸车超载监测与偏载调节系统及方法
CN115489627A (zh) * 2022-10-31 2022-12-20 成都赛力斯科技有限公司 一种车辆的平衡系统及平衡方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105984417B (zh) 2019-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105984417A (zh) 车辆防侧翻动态监测预警及主动干预控制方法与控制系统
CN110775046B (zh) 一种车辆防侧翻控制系统和防侧翻控制方法
CN104999865B (zh) 一种基于obd接口的间接式胎压监测方法
CN108099919A (zh) 车辆防侧翻预警方法、装置、存储介质及车辆
CN207594866U (zh) 一种车辆载重的车载测量系统
CN203020082U (zh) 一种车载酒精监控装置
CN107933218A (zh) 一种汽车胎压异常自动减速系统及其控制方法
CN203093756U (zh) 一种汽车超载控制系统
CN101554830A (zh) 一种爆胎监测采样方法
CN107672580A (zh) 一种汽车长下坡制动效能动态监测、报警系统及方法
CN104185781A (zh) 用于进行轮胎压力检查的方法和装置
CN202138330U (zh) 基于can总线的大型客车安全性能预警系统
CN203698103U (zh) 工程机械的防倾翻预警系统及工程机械
CN110154654A (zh) 一种大数据与云计算轮胎自动检测系统
CN206231346U (zh) 一种车辆防侧翻报警装置
CN114136362B (zh) 一种轮胎载重智能监控方法与装置
CN107507420A (zh) 车辆超载监控方法、系统及车辆
CN103625360A (zh) 汽车侧翻稳定性能动态监测及报警系统
CN112309125B (zh) 一种弯道路段车辆侧翻侧滑风险远程防控系统和方法
WO2013091427A1 (zh) 车辆的悬挂分组控制系统及悬挂分组控制方法
CN206124637U (zh) 一种新型轮胎防爆系统
CN112248738A (zh) 一种商用车电控空气悬架载荷监控系统及方法
CN204567441U (zh) 一种汽车及其载荷监测预警系统
CN203391574U (zh) 一种基于胎压监测的行车安全控制系统
CN212289806U (zh) 一种纯电动客车行车制动气压监测故障报警系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP03 Change of name, title or address
CP03 Change of name, title or address

Address after: 710200 Jingwei Industrial Park, economic development zone, Xi'an City, Shaanxi Province

Patentee after: Shaanxi Automobile Group Co.,Ltd.

Address before: No.39 Xingfu North Road, Xi'an, Shaanxi 710201

Patentee before: SHAANXI AUTOMOBILE GROUP Co.,Ltd.