CN107697013B - 一种商用车气压主动调节后防护装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种商用车气压主动调节后防护装置，包括有后护板、第一传动杆、第二传动杆、第一气缸、第二气缸、第一滑动杆、第二滑动杆、保险杠、三位五通电磁阀、第一角度传感器、第二角度传感器、毫米波雷达和电子控制单元，其中第一气缸和第二气缸对称设置在后护板的内侧，第一气缸和第二气缸的尾端通过销轴枢接在后护板上，第一气缸前端的顶杆与第一传动杆的顶端相枢接，第二气缸前端的顶杆与第二传动杆的顶端相枢接，第一传动杆和第二传动杆在第一气缸和第二气缸的带动下能够进行相对或相向转动，有益效果：在满足防止后方小轿车钻入的同时可以对提高商用车在崎岖路面的通过性。

Description

一种商用车气压主动调节后防护装置

技术领域

本发明涉及一种车辆后防护装置，特别涉及一种商用车气压主动调节后防护装置。

背景技术

目前，在小轿车追尾商用车时，由于商用车的后悬过高，经常发生小轿车的钻入事故，因此商用车的后防护研究受到了广泛的关注。其中，由于能够主动调节的后防护装置可以主动调节后防护装置的高度，提高商用车的通过性并且可调节后防护的高度正对后方小轿车的保险杠的高度使碰撞相容性提高，因此可主动调节的后防护装置更是受到了广泛研究。目前的商用车后防护主动调节装置多采用电机驱动或者液压驱动的方式，在商用车上加装电机或者液压驱动装置会使商用车后防护装置更为复杂，使用气压驱动的方式可直接使用商用车储气罐作为气源，可简化结构。现有的专利号为201310654830.1的气压驱动的后防护调节装置在气缸的动作方面存在缺陷，并且没有气压驱动的气路连接方式。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有气压驱动的商用车后防护调节装置存在诸多问题而提供的一种商用车气压主动调节后防护装置。

本发明提供的商用车气压主动调节后防护装置包括有后护板、第一传动杆、第二传动杆、第一气缸、第二气缸、第一滑动杆、第二滑动杆、保险杠、三位五通电磁阀、第一角度传感器、第二角度传感器、毫米波雷达和电子控制单元，其中第一气缸和第二气缸对称设置在后护板的内侧，第一气缸和第二气缸的尾端通过销轴枢接在后护板上，第一气缸前端的顶杆与第一传动杆的顶端相枢接，第二气缸前端的顶杆与第二传动杆的顶端相枢接，第一传动杆和第二传动杆在第一气缸和第二气缸的带动下能够进行相对或相向转动，第一气缸和第二气缸通过管路与储气罐相连接，三位五通电磁阀设置在储气罐与第一气缸和第二气缸连接的管路上，第一传动杆、第二传动杆的上部分别通过两个销轴枢接在后护板的内侧，其中第一角度传感器装配在第一传动杆与后护板连接的销轴上，第二角度传感器装配在第二传动杆与后护板连接的销轴上，第一传动杆和第二传动杆的下端设置有滑轴，保险杠上开设有滑槽，第一传动杆和第二传动杆下端的滑轴插设在保险杠上的滑槽内，第一传动杆和第二传动杆的转动带动滑轴在滑槽内进行滑动，后护板的外侧对称设置有两个滑框，第一滑动杆和第二滑动杆插设在两个滑框内，第一滑动杆和第二滑动杆能够在滑框内进行上下滑动，第一滑动杆和第二滑动杆的下端固定在保险杠上，第一传动杆和第二传动杆转动的过程中带动保险杠沿第一滑动杆和第二滑动杆的滑行轨迹进行升降，毫米波雷达设在后护板的外侧，第一角度传感器、第二角度传感器、毫米波雷达和三位五通电磁阀通过数据线与电子控制单元相连接，电子控制单元根据第一角度传感器、第二角度传感器和毫米波雷达传输的信号指令三位五通电磁阀进行工作。

储气罐的出气口与三位五通电磁阀的进气口相连接，三位五通电磁阀的两个排气口分别通过气压管路连接在第一消声器和第二消声器上，三位五通电磁阀的两个气缸口分别通过气压管路连接在第一单向节流阀和第二单向节流阀上，第一单向节流阀通过气压管路连接在第一三通阀上，第二单向节流阀通过气压管路连接在第二三通阀上；第一三通阀的两个出口分别连接在第一气缸和第二气缸靠近顶杆端的气缸口，第二三通阀的两个出口分别连接在第一气缸和第二气缸远离顶杆端的气缸口。

储气罐取用重型车自有的储气罐。

第一气缸和第二气缸为SC标准气缸，气缸行程根据不同重型车的后防护长度进行选择，一般车型可选用SC100*400的型号。

电子控制单元为车载电脑ECU，该ECU为现有设备，因此具体型号没有进行赘述。

第一单向节流阀和第二单向节流阀采用FESTO系列的GRLA-1/4-QS-10-D的电磁阀。

第一三通阀和第二三通阀的型号为3140010010重型车气动系统中原有的三通阀型号。

三位五通电磁阀、第一角度传感器、第二角度传感器和毫米波雷达均为现有设备的组装，因此，具体型号和规格没有进行赘述。

本发明的工作原理：

正常情况下为了重型车的通过性，保险杠一直处于最上方的状态。当后护板外侧的毫米波雷达检测到后方小轿车距离过近与本车存在一定碰撞风险时，车辆的ECU根据毫米波雷达的信号发出控制信号，控制三位五通电磁阀进行变位到右侧位置，即三位五通电磁阀的右端开始工作，此时来自储气罐的压缩空气通过第一单向节流阀流向第一三通阀之后分别流向第一气缸和第二气缸靠近顶杆端的气孔，此时来自储气罐的压缩空气推动第一气缸和第二气缸的顶杆向内运动，此时第一气缸和第二气缸远离顶杆位置的空气通过气孔流向第二三通阀然后流向第二单向节流阀中，然后通过与第二单向节流阀连接的三位五通电磁阀流向第一消声器进入大气。当第一气缸和第二气缸的顶杆向内运动时，顶杆拉动第一传动杆和第二传动杆进行转动，此时第一气缸和第二气缸也绕着尾端的销轴进行转动，当顶杆向内拉动第一传动杆和第二传动杆转动时，带动保险杠不断的向下运动，此时第一角度传感器和第二角度传感器能够检测到第一传动杆和第二传动杆转过的角度，并发送给汽车的ECU，此时ECU能够计算出保险杠所在的高度，当保险杠的高度与后方车辆碰撞的高度相近时，ECU发出信号控制三位五通电磁阀变位到中间位置，三位五通电磁阀的进排气孔都关闭，此时气缸停止运动，第一传动杆和第二传动杆位置固定，此时保险杠的高度则固定。

当毫米波雷达检测到后方小轿车距离安全之后，车辆的ECU根据毫米波雷达发出的信息，控制三位五通电磁阀向左进行变位，即三位五通电磁阀的左端开始工作，此时储气罐发出的压缩空气通过三位五通电磁阀流向第二单向节流阀后进入第二三通阀中，然后第二三通阀中的压缩空气在分别流向第一气缸和第二气缸的远离顶杆的气孔，此时第一气缸和第二气缸靠近顶杆位置的空气通过气孔流向第一三通阀后流向第一单向节流阀中，然后通过与第一单向节流阀连接的三位五通电磁阀流向第二消声器后进入大气。当顶杆向外运动时，顶杆推动第一传动杆和第二传动杆进行转动，此时第一气缸和第二气缸也绕着尾端的销轴进行转动，当顶杆向外推动第一传动杆和第二传动杆转动时，带动保险杠不断的向上运动，当顶杆运动接触到第一气缸和第二气缸内壁时，顶杆停止运动，此时保险杠到达最上端位置，此时可很大程度上提高重型车在不平路面的通过性。

当在车辆后方安装摄像头可识别后方车辆防撞梁信息时，ECU可以根据后方车辆的防撞梁信息计算本车保险杠应该下降的高度，及计算第一传动杆和第二传动杆转动的角度大小，通过第一角度传感器和第二角度传感器对第一传动杆和第二传动杆角度的测量，从而精确控制三位五通电磁阀的开闭，从而对保险杠的高度精确控制，使本车保险杠正对后方车辆防撞梁，减轻碰撞损失。

当第一气缸和第二气缸产生泄漏失灵时，顶杆不能对第一传动杆和第二传动杆产生力的作用，此时第一传动杆和第二传动杆在保险杠重力的作用下不断向下转动，使保险杠不断向下运动到最低位置，当达到最低位置时，顶杆与第一气缸和第二气缸内壁接触，对第一传动杆和第二传动杆位置卡死，第一传动杆和第二传动杆停止转动，保险杠位置固定。此时虽然降低了重型车在不平路面的通过性，但起到了重型车后防护装置对小轿车的防钻入作用，整个装置的可靠性较好。

本发明的有益效果：

本发明提供的一种商用车的后防护调节装置能够对后防护保险杠的高度进行测量并进行精确的控制，在满足防止后方小轿车钻入的同时可以对提高商用车在崎岖路面的通过性。使用商用车自带的储气罐作为气缸的驱动气源，简化驱动装置并节约成本。使用三位五通电磁阀可以对气缸的进排气进行精确控制，从而控制气缸的行程，进而精确控制后防护保险杠的高度。使用的角度传感器能够精确测量传动杆转动的角度从而计算后防护保险杠的高度并对其进行控制。使用的滑动杆既可以控制保险杠的动作自由度又可以加强整个后防护调节装置的刚度。

附图说明

图1为本发明所述装置整体结构主视图。

图2为本发明所述装置整体结构后视图。

图3为本发明所述装置气路连接示意图。

图4为本发明所述装置控制系统结构示意图。

1、后护板 2、第一传动杆 3、第二传动杆 4、第一气缸 5、第二气缸

6、第一滑动杆 7、第二滑动杆 8、保险杠 9、三位五通电磁阀

10、第一角度传感器 11、第二角度传感器 12、毫米波雷达

13、电子控制单元 14、储气罐 15、滑轴 16、滑槽 17、滑框

20、第一消声器 21、第二消声器 22、第一单向节流阀

23、第二单向节流阀 24、第一三通阀 25、第二三通阀。

具体实施方式

请参阅图1至图4所示：

本发明提供的商用车气压主动调节后防护装置包括有后护板1、第一传动杆2、第二传动杆3、第一气缸4、第二气缸5、第一滑动杆6、第二滑动杆7、保险杠8、三位五通电磁阀9、第一角度传感器10、第二角度传感器11、毫米波雷达12和电子控制单元13，其中第一气缸4和第二气缸5对称设置在后护板1的内侧，第一气缸4和第二气缸5的尾端通过销轴枢接在后护板1上，第一气缸4前端的顶杆与第一传动杆2的顶端相枢接，第二气缸5前端的顶杆与第二传动杆3的顶端相枢接，第一传动杆2和第二传动杆3在第一气缸4和第二气缸5的带动下能够进行相对或相向转动，第一气缸4和第二气缸5通过管路与储气罐14相连接，三位五通电磁阀9设置在储气罐14与第一气缸4和第二气缸5连接的管路上，第一传动杆2、第二传动杆3的上部分别通过两个销轴枢接在后护板1的内侧，其中第一角度传感器10装配在第一传动杆2与后护板1连接的销轴上，第二角度传感器11装配在第二传动杆3与后护板1连接的销轴上，第一传动杆2和第二传动杆3的下端设置有滑轴15，保险杠8上开设有滑槽16，第一传动杆2和第二传动杆3下端的滑轴15插设在保险杠8上的滑槽16内，第一传动杆2和第二传动杆3的转动带动滑轴15在滑槽16内进行滑动，后护板1的外侧对称设置有两个滑框17，第一滑动杆6和第二滑动杆7插设在两个滑框17内，第一滑动杆6和第二滑动杆7能够在滑框17内进行上下滑动，第一滑动杆6和第二滑动杆7的下端固定在保险杠8上，第一传动杆2和第二传动杆3转动的过程中带动保险杠8沿第一滑动杆6和第二滑动杆7的滑行轨迹进行升降，毫米波雷达12设在后护板1的外侧，第一角度传感器10、第二角度传感器11、毫米波雷达12和三位五通电磁阀9通过数据线与电子控制单元13相连接，电子控制单元13根据第一角度传感器10、第二角度传感器11和毫米波雷达12传输的信号指令三位五通电磁阀9进行工作。

储气罐14的出气口与三位五通电磁阀9的进气口相连接，三位五通电磁阀9的两个排气口分别通过气压管路连接在第一消声器20和第二消声器21上，三位五通电磁阀9的两个气缸口分别通过气压管路连接在第一单向节流阀22和第二单向节流阀23上，第一单向节流阀22通过气压管路连接在第一三通阀24上，第二单向节流阀23通过气压管路连接在第二三通阀25上；第一三通阀24的两个出口分别连接在第一气缸4和第二气缸5靠近顶杆端的气缸口，第二三通阀25的两个出口分别连接在第一气缸4和第二气缸5远离顶杆端的气缸口。

储气罐14取用重型车自有的储气罐。

第一气缸4和第二气缸5为SC标准气缸，气缸行程根据不同重型车的后防护长度进行选择，一般车型可选用SC100*400的型号。

电子控制单元13为车载电脑ECU，该ECU为现有设备，因此具体型号没有进行赘述。

第一单向节流阀22和第二单向节流阀23采用FESTO系列的GRLA-1/4-QS-10-D的电磁阀。

第一三通阀24和第二三通阀25的型号为3140010010重型车气动系统中原有的三通阀型号。

三位五通电磁阀9、第一角度传感器10、第二角度传感器11和毫米波雷达12均为现有设备的组装，因此，具体型号和规格没有进行赘述。

本发明的工作原理：

正常情况下为了重型车的通过性，保险杠8一直处于最上方的状态。当后护板1外侧的毫米波雷达12检测到后方小轿车距离过近与本车存在一定碰撞风险时，车辆的ECU根据毫米波雷达12的信号发出控制信号，控制三位五通电磁阀9进行变位到右侧位置，即三位五通电磁阀9的右端开始工作，此时来自储气罐14的压缩空气通过第一单向节流阀22流向第一三通阀24之后分别流向第一气缸4和第二气缸5靠近顶杆端的气孔，此时来自储气罐14的压缩空气推动第一气缸4和第二气缸5的顶杆向内运动，此时第一气缸4和第二气缸5远离顶杆位置的空气通过气孔流向第二三通阀25然后流向第二单向节流阀23中，通过与第二单向节流阀23连接的三位五通电磁阀9流向第一消声器20进入大气。当第一气缸4和第二气缸5的顶杆向内运动时，顶杆拉动第一传动杆2和第二传动杆3进行转动，此时第一气缸4和第二气缸5也绕着尾端的销轴进行转动，当顶杆向内拉动第一传动杆2和第二传动杆3转动时，带动保险杠8不断的向下运动，此时第一角度传感器10和第二角度传感器11能够检测到第一传动杆2和第二传动杆3转过的角度，并发送给汽车的ECU，此时ECU能够计算出保险杠8所在的高度，当保险杠8的高度与后方车辆碰撞的高度相近时，ECU发出信号控制三位五通电磁阀9变位到中间位置，三位五通电磁阀9的进排气孔都关闭，此时第一气缸4和第二气缸5停止运动，第一传动杆2和第二传动杆3位置固定，此时保险杠8的高度则固定。

当毫米波雷达12检测到后方小轿车距离安全之后，车辆的ECU根据毫米波雷达12发出的信息，控制三位五通电磁阀9向左进行变位，即三位五通电磁阀9的左端开始工作，此时储气罐14发出的压缩空气通过三位五通电磁阀9流向第二单向节流阀23后进入第二三通阀25中，然后第二三通阀25中的压缩空气在分别流向第一气缸4和第二气缸5的远离顶杆的气孔，此时第一气缸4和第二气缸5靠近顶杆位置的空气通过气孔流向第一三通阀24后流向第一单向节流阀22中，然后通过与第一单向节流阀22连接的三位五通电磁阀9流向第二消声器21后进入大气。当第一气缸4和第二气缸5的顶杆向外运动时，顶杆推动第一传动杆2和第二传动杆3进行转动，此时第一气缸4和第二气缸5也绕着尾端的销轴进行转动，当顶杆向外推动第一传动杆2和第二传动杆3转动时，带动保险杠8不断的向上运动，当顶杆运动接触到第一气缸4和第二气缸5内壁时，顶杆停止运动，此时保险杠8到达最上端位置，此时可很大程度上提高重型车在不平路面的通过性。

当在车辆后方安装摄像头可识别后方车辆防撞梁信息时，ECU可以根据后方车辆的防撞梁信息计算本车保险杠8应该下降的高度，及计算第一传动杆2和第二传动杆3转动的角度大小，通过第一角度传感器10和第二角度传感器11对第一传动杆2和第二传动杆3角度的测量，从而精确控制三位五通电磁阀9的开闭，从而对保险杠8的高度精确控制，使本车保险杠8正对后方车辆防撞梁，减轻碰撞损失。当第一气缸4和第二气缸5产生泄漏失灵时，顶杆不能对第一传动杆2和第二传动杆3产生力的作用，此时第一传动杆2和第二传动杆3在保险杠8重力的作用下不断向下转动，使保险杠8不断向下运动到最低位置，当达到最低位置时，顶杆与第一气缸4和第二气缸5内壁接触，对第一传动杆2和第二传动杆3位置卡死，第一传动杆2和第二传动杆3停止转动，保险杠8位置固定。此时虽然降低了重型车在不平路面的通过性，但起到了重型车后防护装置对小轿车的防钻入作用，整个装置的可靠性较好。

Claims (3)

1.一种商用车气压主动调节后防护装置，包括有后护板、第一传动杆、第二传动杆、第一气缸、第二气缸、第一滑动杆、第二滑动杆、保险杠、三位五通电磁阀、第一角度传感器、第二角度传感器、毫米波雷达和电子控制单元，其中第一气缸和第二气缸对称设置在后护板的内侧，第一气缸和第二气缸的尾端通过销轴枢接在后护板上，第一气缸前端的顶杆与第一传动杆的顶端相枢接，第二气缸前端的顶杆与第二传动杆的顶端相枢接，第一传动杆和第二传动杆在第一气缸和第二气缸的带动下能够进行相对或相向转动，第一气缸和第二气缸通过管路与储气罐相连接，三位五通电磁阀设置在储气罐与第一气缸和第二气缸连接的管路上，第一传动杆、第二传动杆的上部分别通过两个销轴枢接在后护板的内侧，其中第一角度传感器装配在第一传动杆与后护板连接的销轴上，第二角度传感器装配在第二传动杆与后护板连接的销轴上，第一传动杆和第二传动杆的下端设置有滑轴，保险杠上开设有滑槽，第一传动杆和第二传动杆下端的滑轴插设在保险杠上的滑槽内，第一传动杆和第二传动杆的转动带动滑轴在滑槽内进行滑动，后护板的外侧对称设置有两个滑框，第一滑动杆和第二滑动杆插设在两个滑框内，第一滑动杆和第二滑动杆能够在滑框内进行上下滑动，第一滑动杆和第二滑动杆的下端固定在保险杠上，第一传动杆和第二传动杆转动的过程中带动保险杠沿第一滑动杆和第二滑动杆的滑行轨迹进行升降，毫米波雷达设在后护板的外侧，第一角度传感器、第二角度传感器、毫米波雷达和三位五通电磁阀通过数据线与电子控制单元相连接，电子控制单元根据第一角度传感器、第二角度传感器和毫米波雷达传输的信号指令三位五通电磁阀进行工作，其特征在于：所述的储气罐的出气口与三位五通电磁阀的进气口相连接，三位五通电磁阀的两个排气口分别通过气压管路连接在第一消声器和第二消声器上，三位五通电磁阀的两个气缸口分别通过气压管路连接在第一单向节流阀和第二单向节流阀上，第一单向节流阀通过气压管路连接在第一三通阀上，第二单向节流阀通过气压管路连接在第二三通阀上；第一三通阀的两个出口分别连接在第一气缸和第二气缸靠近顶杆端的气缸口，第二三通阀的两个出口分别连接在第一气缸和第二气缸远离顶杆端的气缸口，第一气缸和第二气缸为SC标准气缸。

2.根据权利要求1所述的一种商用车气压主动调节后防护装置，其特征在于：所述的电子控制单元为车载电脑ECU。

3.根据权利要求1所述的一种商用车气压主动调节后防护装置，其特征在于：所述的第一单向节流阀和第二单向节流阀采用FESTO系列的GRLA-1/4-QS-10-D的电磁阀。