CN107985428A - 驾驶室稳定系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种驾驶室稳定系统，包括：陀螺仪、控制器、调整器、储气筒和电磁阀，其中，调整器具有气囊，在气囊两端分别形成抵压头；电磁阀具有三个开口，分别为进气口、送气口和排气口；储气筒通过气管连通进气口，送气口通过气管连通气囊；控制器连通陀螺仪，获取姿态信号，控制器还连通电磁阀，控制进气口、送气口和排气口的连通关系。控制器通过陀螺仪获取的姿态信号向电磁阀发送控制信号，调整电磁阀中各个口的连接关系，以及连接程度，以实现对调整器的调节范围的控制，这种控制方式具有陀螺仪，因此对姿态判断准确，通过电信号的反馈控制灵敏度也较高，从整体上对车辆的调节跟精准顺畅，提高了车辆的舒适性。

Description

驾驶室稳定系统

技术领域

本发明涉及一种驾驶室稳定系统。

背景技术

现有卡车常采用简单机械结构进行驾驶室的稳定控制，而且目前常用的驾驶室控制方法的控制基准为卡车车架，即控制的是驾驶室相对与卡车车架的跳动量。这种控制技术一般是在驾驶室和车架上安装减震弹簧等结构，这种对驾驶室稳定性的控制灵敏度差，控制工况单一，驾驶室整体舒适性差。

发明内容

本发明的目的是提供一种驾驶室稳定系统，具有较高的灵敏度和可靠性，能够提高车辆的舒适度。

本发明的驾驶室稳定系统，包括：陀螺仪、控制器、调整器、储气筒和电磁阀，其中，所述调整器具有气囊，在所述气囊两端分别形成抵压头；所述电磁阀具有三个开口，分别为进气口、送气口和排气口；所述储气筒通过气管连通所述进气口，所述送气口通过气管连通所述气囊；所述控制器连通所述陀螺仪，获取姿态信号，所述控制器还连通所述电磁阀，控制所述进气口、送气口和排气口的连通关系。

如上所述的驾驶室稳定系统，其中，所述调整器上设置有压力传感器，所述控制器与所述压力传感器与连通，获取所述气囊内的压力数据。

如上所述的驾驶室稳定系统，其中，以一个所述调整器和一个所述电磁阀为一个调整组，所述驾驶室稳定系统具有四个所述调整组，每个所述调整组并联设置；每个所述电磁阀的所述进气口分别与所述储气筒连通；所述控制器连通分别连通每个所述电磁阀。

如上所述的驾驶室稳定系统，其中，每个所述调整器上设置有压力传感器，所述控制器分别与每个所述压力传感器与连通，获取每个所述气囊内的压力数据。

如上所述的驾驶室稳定系统，其中，所述调整器分为第一调整器、第二调整器、第三调整器和第四调整器，其中，所述第一调整器竖直设置在驾驶室底部，位于车头左前侧；所述第二调整器竖直设置在驾驶室底部，位于车头右前侧；所述第三调整器竖直设置在驾驶室底部，位于车头左后侧；所述第四调整器竖直设置在驾驶室底部，位于车头右后侧。

如上所述的驾驶室稳定系统，其中，所述控制器上设置有灵敏度调节系统。

本发明的驾驶室稳定系统，控制器通过陀螺仪获取的姿态信号向电磁阀发送控制信号，调整电磁阀中各个口的连接关系，以及连接程度，以实现对调整器的调节范围的控制，这种控制方式具有陀螺仪，因此对姿态判断准确，通过电信号的反馈控制灵敏度也较高，从整体上对车辆的调节跟精准顺畅，提高了车辆的舒适性。

附图说明

图1为驾驶室稳定系统的连接的示意图；

图2为驾驶室稳定系统的安装的示意图；

图3为驾驶室右倾示意图；

图4为驾驶室左倾示意图；

图5为驾驶室前倾示意图；

图6为驾驶室后倾示意图。

附图标记：

陀螺仪1、控制器2、调整器3、储气筒4、电磁阀5、气囊6、抵压头7、驾驶室8、单向阀9、灵敏度调节系统10、第一气囊61、第二气囊62、第三气囊63、第四气囊64、第一电磁阀51、第二电磁阀52、第三电磁阀53、第四电磁阀54。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本发明公开一种驾驶室稳定系统，包括：陀螺仪1、控制器2、调整器3、储气筒4和电磁阀5这五个主要的零部件，陀螺仪1的功能是获取车辆姿态的信号，该陀螺仪1可以使用两个单自由度的陀螺仪1，也可以是一个多自由度的陀螺仪1，这些本申请不做限制，只要能够获取车辆的姿态信息即可以用于本申请。陀螺仪1还与控制器2连通，主要是电连接，以便能够将车辆的姿态信息以点信号的方式发送给控制器2，使控制器2能够获取车辆的姿态信号，进一步，控制器2会根据该姿态信号控制调整器3对车辆的姿态进行调节。

下面说明调整器3的结构，以及如何由控制器2控制动作。

调整器3具有气囊6，在气囊6两端分别形成抵压头7，气囊6内充气后，两端抵压头7会伸长，排气后两端的抵压头7会缩短。气囊6的充气是通过储气筒4和电磁阀5实现的，电磁阀5可以具有三个接口，分别为进气口、送气口和排气口(以下可能简称为三个接口)，进气口连通储气筒4，送气口连通气囊6，送气口和进气口连通，实现储气筒4和气囊6的连通，并向气囊6充气。排气口与外界连通，在排气口和送气口连通时，可以将气囊6内的气从排气口排出。当然，在气囊6稳定时，例如不需要进行调节，或者调节完成，并保持姿态时，三个接口都不互相连通。

当然，实现上述储气筒4对气囊6的充放气，除了需要电磁阀5，还需要连接在各零部件之间的气管。储气筒4外还设置单向阀9，限制气流方向。

控制器2除了连通陀螺仪1，获取姿态信号外，控制器2还连通电磁阀5，控制进气口、送气口和排气口的连通关系。当然具体的控制方式，还需要根据调整器3设置的位置进行调整，主要是在车辆倾斜时，通过控制对应位置的调整器3的气囊6充放气，来调整驾驶室的姿态。

更进一步，调整器3上设置有压力传感器，控制器2与压力传感器与连通，获取气囊6内的压力数据。控制器3能够获取气囊6内的压力数据，这样在控制器2对电磁阀5进行控制时，能够结合从陀螺仪1获取的姿态信号，以及从气囊6处获取的压力信号(也可以说是气压信号)，控制器2经过这两个信号的互相反馈，实现对车辆尤其是对车辆驾驶室的姿态调整。

经过上述，可以知晓，控制器2分别和气囊6、陀螺仪1、电磁阀5之间由信号传递，结合图1，为了示出个连接关系，各连接线路以不同线型示出，控制器2与电磁阀5之间通过电磁阀控制线连接，控制器2与气囊6之间通过气囊压力信号线连接，控制器2与陀螺仪1之间通过陀螺仪角度信号线连接。

为了进一步调高调节的稳定，调整器3和电磁阀5分别具有四个，为了方便说明，以一个调整器3和一个电磁阀5为一个调整组，一共具有四个调整组，各组之间并联设置。

在调整组中，每个电磁阀5的进气口分别与储气筒4连通，控制器2连通分别连通每个电磁阀5。控制器2对每个电磁阀5的控制是独立进行的。同样的，对每个气囊6的压力信号的获取也是独立的，因此也就可以理解，每个调整器3上设置有压力传感器，控制器3分别与每个压力传感器与连通，获取每个气囊6内的压力数据。

为了方便说明，将调整器3分为第一调整器31、第二调整器32、第三调整器33和第四调整器34，对应的，各组内的气囊6，也分为第一气囊61、第二气囊62、第三气囊63和第四气囊64。对应的，电磁阀5也分为第一电磁阀51、第二电磁阀52、第三电磁阀53和第四电磁阀54。

四个调整器均数值设置在驾驶室8底部，分别位于车头左前侧、车头右前侧、车头左后侧和车头右后侧。

这种设置方式能够保前倾、后倾、左倾和右倾都能进行调节。

控制器2上设置有灵敏度调节系统10。可以设置由四个挡，每个挡的灵敏度不同，例如在灵敏度较高时，陀螺仪1获取车辆姿态的倾角为3°时，就会判断发生倾斜需要调整，而灵敏度较低时，车辆姿态的倾角为10°时才会判断需要进行调整。当然，灵敏度调节系统10可以集成在控制器2内，也可以接在其它位置，他与控制器2通过灵敏度调节信号线连接。

灵敏度调节系统10其功能可以通过控制接入电阻阻值实现，例如一共分为四挡，由一挡到四挡灵敏度逐渐增高，对应的，每挡对应的接入电路的电阻值不同，可以是电阻值越大灵敏度越高，这些都是通过电信号实现的控制，本说明书不多赘述。

一般的，当开关从一档四档逐渐提升时，控制器2对陀螺仪1和气囊6的电信号(姿态信号和压力信号)进行选择判断，在进行调节动作，例如(各挡以罗马数字标记)，当Ⅰ档时，陀螺仪1输出转角达到10°，控制器2才进行调节，当Ⅱ档时，陀螺仪输出转角7°时，进行调节，当Ⅲ档时，陀螺仪1输出转角5°时，就进行调节，当Ⅳ档时，陀螺仪1只输出3°时，就立即进行调节，即对驾驶室8摆角范围的控制越来越小，从而达到灵敏度逐渐提升的效果。

当车辆处于路况非常好的情况下，如非常平稳的高速公路路面，驾驶室8摆动很小，可以将调节灵敏度选择在高档位；当车辆处于路况较差的情况时，如石子路面，驾驶室8始终处于大角度摆动范围，可以将调节灵敏度选择在低档位，以提升驾驶员对所处路况的感知。

参见图3和图4，示出了陀螺仪1感应驾驶室8姿态的状态，如陀螺仪1感应驾驶室8左右倾角，右倾角用ω-表示，左倾角用ω+表示，即左右方向上驾驶室8中线与铅垂线之间的夹角变化。以上左右倾斜以驾驶员坐在驾驶室的视角为基准。如图5和图6，陀螺仪1感应驾驶室8前后倾角，前倾角以θ+表示，后倾角为θ-表示，即前后方向上驾驶室8中线与铅垂线之间的夹角变化。

结合以上四种倾斜状况，设定：左倾时陀螺仪1输出的电压信号为正电压信号U_ω+；右倾时陀螺仪1输出的电压信号为负电压信号U_ω-；前倾时陀螺仪2输出的电压信号为正电压信号U_θ+；后倾时陀螺仪2输出的电压信号为负电压信号U_θ-。

在接合电磁阀5的三个接口，控制器2对电磁阀5的控制时间为毫秒级，即在极短的时间内即可完成对驾驶室8状态的控制操作，并且两次操作的时间间隔也为毫秒级。

调整器3上设置的压力传感器获取气囊6内的压力值，并向控制器2发送压力信号，气囊6处于平衡状态时，可以不向控制器输出压力信号(当然也可以是对应平衡状态时的信号内容，这不做限定)，也无充放气动作；当气囊6处于压缩状态时，向控制器2输出正电压信号U_P+，控制器2将根据四个气囊6的压力信号和两个陀螺仪的角度信号进行工况判断后，再决定对该气囊6进行充放气动作；

当气囊6处于伸长状态时，向控制器2输出负电压信号U_P-，控制器将根据四个气囊6的压力信号和两个陀螺仪的角度信号进行工况判断后，再决定对该气囊进行充放气动作。

上述正电压信号U_P+和负电压信号U_P-针对四个不同的气囊，分别用编号1-4加以区分，例如第一气囊61输出的正电压信号写为U_P1+，第二气囊62输出的负电压信号写为U_P2-。

结合上述电压信号，当车辆行驶在上坡路面时：驾驶室8相对水平面后倾，检测驾驶室8前后倾角的陀螺仪输出U_θ-角度信号，同时驾驶室8后方的第一气囊61和第二气囊62检测U_P1-、U_P2-压力减小信号，第三气囊63和第四气囊64检测到U_P3+、U_P4+压力增大信号，相关信号输入控制器2后，控制器2控制第一电磁阀51和第二电磁阀52，实现对第一气囊61和第二气囊62进行排气，第三电磁阀53和第四电磁阀54对第三气囊63和第四气囊64进行充气操作，从而调整驾驶室8回归水平状态。

当车辆行驶在高环斜坡路面时：驾驶室8相对水平面可能左倾或右倾。此处设定左倾，检测驾驶室8前后倾角的陀螺仪1输出U_ω+角度信号，同时车身第一气囊61和第三气囊63检测U_P1+、U_P3+压力增加信号，第二气囊62和第四气囊64检测到U_P2-、U_P4-压力减小信号，相关信号输入控制器2后，控制器2控制第一电磁阀51和第三电磁阀53，对第一气囊61和第三气囊63进行充气，第二电磁阀52和第四电磁阀54对第二气囊62和第四气囊64进行排气操作，从而调整车身回归水平状态。

由于车辆行驶时所遇工况很多，在此不再逐一列举。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种驾驶室稳定系统，其特征在于，包括：

陀螺仪(1)、控制器(2)、调整器(3)、储气筒(4)和电磁阀(5)，其中，

所述调整器(3)具有气囊(6)，在所述气囊(6)两端分别形成抵压头(7)；

所述电磁阀(5)具有三个开口，分别为进气口、送气口和排气口；

所述储气筒(4)通过气管连通所述进气口，所述送气口通过气管连通所述气囊(6)；

所述控制器(2)连通所述陀螺仪(1)，获取姿态信号，所述控制器(2)还连通所述电磁阀(5)，控制所述进气口、送气口和排气口的连通关系。

2.根据权利要求1所述的驾驶室稳定系统，其特征在于，

所述调整器(3)上设置有压力传感器，所述控制器(2)与所述压力传感器与连通，获取所述气囊(6)内的压力数据。

3.根据权利要求1所述的驾驶室稳定系统，其特征在于，

以一个所述调整器(3)和一个所述电磁阀(5)为一个调整组，所述驾驶室稳定系统具有四个所述调整组，每个所述调整组并联设置；

每个所述电磁阀(5)的所述进气口分别与所述储气筒(4)连通；

所述控制器(2)连通分别连通每个所述电磁阀(5)。

4.根据权利要求3所述的驾驶室稳定系统，其特征在于，

每个所述调整器(3)上设置有压力传感器，所述控制器(2)分别与每个所述压力传感器与连通，获取每个所述气囊(6)内的压力数据。

5.根据权利要求3或4所述的驾驶室稳定系统，其特征在于，

所述调整器(3)分为第一调整器、第二调整器、第三调整器和第四调整器，其中，

所述第一调整器竖直设置在驾驶室(8)底部，位于车头左前侧；

所述第二调整器竖直设置在驾驶室(8)底部，位于车头右前侧；

所述第三调整器竖直设置在驾驶室(8)底部，位于车头左后侧；

所述第四调整器竖直设置在驾驶室(8)底部，位于车头右后侧。

6.根据权利要求1所述的驾驶室稳定系统，其特征在于，

所述控制器(2)上设置有灵敏度调节系统(10)。