[发明专利]一种通过差动制动和油气悬架综合调节的运输车辆主动防侧翻控制装置

摘要

本发明提出一种通过差动制动和油气悬架综合调节的运输车辆主动防侧翻控制装置，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；本发明的控制系统通过各种传感器采集运输车辆的行驶状态参数，将当前状态采集的信号转化、分析，经过逻辑运算，估算出运输车辆实际运动状态，推断出车辆下一状态是否存在侧翻的危险状况，并且通过控制制动压力控制电磁阀调节各个车轮的制动器，实现车轮的差动制动，降低运输车辆的侧向加速度，同还能够通过控制车身高度控制电磁阀调节车架两端的高度，防止运输车辆在行驶过程中发生侧翻。

主权项

一种通过差动制动和油气悬架综合调节的运输车辆主动防侧翻控制装置，包括前车桥[1]、液压泵[2]、液压油箱[3]、车架[4]、第一车身高度传感器[5]、第一油气悬架[6]、第一车轮[7]、第一轮速传感器[8]、第一制动器[9]、第一车身高度控制电磁阀[10]、第一制动压力控制电磁阀[11]、液压管路[12]、转向盘转角位置传感器[13]、陀螺仪[14]、三轴加速度传感器[15]、第二制动压力控制电磁阀[16]、第二制动器[17]、第二轮速传感器[18]、第二车轮[19]、第二车身高度传感器[20]、第二油气悬架[21]、第二车身高度控制电磁阀[22]、后车桥[23]、第三车身高度传感器[24]、第三油气悬架[25]、第三车轮[26]、第三轮速传感器[27]、第三制动器[28]、第三车身高度控制电磁阀[29]、第三制动压力控制电磁阀[30]、主动防侧翻控制器[31]、第四制动压力控制电磁阀[32]、第四车身高度控制电磁阀[33]、第四制动器[34]、第四轮速传感器[35]、第四车轮[36]、第四油气悬架[37]、第四车身高度传感器[38]、蓄能器[39]；其特征在于：车架[4]上固定安装有液压油箱[3]、液压泵[2]、蓄能器[39]、第一车身高度控制电磁阀[10]、第二车身高度控制电磁阀[22]、第三车身高度控制电磁阀[29]、第四车身高度控制电磁阀[33]、第一制动压力控制电磁阀[11]、第二制动压力控制电磁阀[16]、第三制动压力控制电磁阀[30]、第四制动压力控制电磁阀[32]；液压油箱[3]通过液压管路[12]与液压泵[2]相连接，液压泵[2]与蓄能器[39]通过液压管路[12]相连接，第一车身高度控制电磁阀[10]是一个三位三通阀，包括进油孔、出油孔、回油孔三个端孔，进油孔通过液压管路[12]与蓄能器[39]相连，回油孔通过液压管路[12]与液压油箱[3]相连接，出油孔通过液压管路[12]与第一油气悬架[6]相连接，第一油气悬架[6]上端与车架[4]固定相连接，第一油气悬架[6]下端与前车桥[1]固定相连接，前车桥[1]的左端固定安装有第一车轮[7]，第一车轮[7]上固定安装有第一制动器[9]，第一制动压力控制电磁阀[11]也是一个三位三通阀，包括进油孔、出油孔、回油孔三个端孔，进油孔通过液压管路[12]与蓄能器[39]相连，出油孔通过液压管路[12]与第一制动器[9]相连接，回油孔通过液压管路[12]与液压油箱[3]相连接；第二车身高度控制电磁阀[22]是一个三位三通阀，包括进油孔、出油孔、回油孔三个端孔，进油孔通过液压管路[12]与蓄能器[39]相连，回油孔通过液压管路[12]与液压油箱[3]相连接，出油孔通过液压管路[12]与第二油气悬架[21]相连接，第二油气悬架[21]上端与车架[4]固定相连接，第二油气悬架[21]下端与后车桥[23]固定相连接，后车桥[23]的左端固定安装有第二车轮[19]，第二车轮[19]上固定安装有第二制动器[17]，第二制动压力控制电磁阀[16]也是一个三位三通阀，包括进油孔、出油孔、回油孔三个端孔，进油孔通过液压管路[12]与蓄能器[39]相连，出油孔通过液压管路[12]与第二制动器[17]相连接，回油孔通过液压管路[12]与液压油箱[3]相连接；第三车身高度控制电磁阀[29]是一个三位三通阀，包括进油孔、出油孔、回油孔三个端孔，进油孔通过液压管路[12]与蓄能器[39]相连，回油孔通过液压管路[12]与液压油箱[3]相连接，出油孔通过液压管路[12]与第三油气悬架[25]相连接，第三油气悬架[25]上端与车架[4]固定相连接，第三油气悬架[25]下端与后车桥[23]固定相连接，后车桥[23]的右端固定安装有第三车轮[26]，第三车轮[26]上固定安装有第三制动器[28]，第三制动压力控制电磁阀[30]也是一个三位三通阀，包括进油孔、出油孔、回油孔三个端孔，进油孔通过液压管路[12]与蓄能器[39]相连，出油孔通过液压管路[12]与第三制动器[28]相连接，回油孔通过液压管路[12]与液压油箱[3]相连接；第四车身高度控制电磁阀[33]是一个三位三通阀，包括进油孔、出油孔、回油孔三个端孔，进油孔通过液压管路[12]与蓄能器[39]相连，回油孔通过液压管路[12]与液压油箱[3]相连接，出油孔通过液压管路[12]与第四油气悬架[37]相连接，第四油气悬架[37]上端与车架[4]固定相连接，第四油气悬架[37]下端与前车桥[1]固定相连接，前车桥[1]的右端固定安装有第四车轮[36]，第四车轮[36]上固定安装有第四制动器[34]，第四制动压力控制电磁阀[32]也是一个三位三通阀，包括进油孔、出油孔、回油孔三个端孔，进油孔通过液压管路[12]与蓄能器[39]相连，出油孔通过液压管路[12]与第四制动器[34]相连接，回油孔通过液压管路[12]与液压油箱[3]相连接；陀螺仪[14]固定安装在车架[4]的质心位置，三轴加速度传感器[15]固定安装在陀螺仪[14]后方的车架[4]上，转向盘转角位置传感器[13]固定安装在转向轴上,第一车身高度传感器[5]固定安装在第一油气悬架[6]附近的车架[4]上，第二车身高度传感器[20]固定安装在第二油气悬架[21]附近的车架[4]上，第三车身高度传感器[24]固定安装在第三油气悬架[25]附近的车架[4]上，第四车身高度传感器[38]固定安装在第四油气悬架[37]附近的车架[4]上，第一轮速传感器[8]固定安装在第一车轮[7]上，第二轮速传感器[18]固定安装在第二车轮[19]上，第三轮速传感器[27]固定安装在第三车轮[26]上，第四轮速传感器[35]固定安装在第四车轮[36]上；主动防侧翻控制器[31]的信号输入端口分别与三轴加速度传感器[15]、转向盘转角位置传感器[13]、陀螺仪[14]、第一车身高度传感器[5]、第二车身高度传感器[20]、第三车身高度传感器[24]、第四车身高度传感器[38]、第一轮速传感器[8]、第二轮速传感器[18]、第三轮速传感器[27]、第四轮速传感器[35]电连接，主动防侧翻控制器[31]的信号输出端口分别与液压泵[2]、第一车身高度控制电磁阀[10]、第二车身高度控制电磁阀[22]、第三车身高度控制电磁阀[29]、第四车身高度控制电磁阀[33]、第一制动压力控制电磁阀[11]、第二制动压力控制电磁阀[16]、第三制动压力控制电磁阀[30]、第四制动压力控制电磁阀[32]电连接；主动防侧翻控制器[31]通过三轴加速度传感器[15]、转向盘转角位置传感器[13]、陀螺仪[14]、第一车身高度传感器[5]、第二车身高度传感器[20]、第三车身高度传感器[24]、第四车身高度传感器[38]、第一轮速传感器[8]、第二轮速传感器[18]、第三轮速传感器[27]、第四轮速传感器[35]采集运输车辆的各种信息，经过运算，估算出运输车辆实际运动状态，预先判断运输车辆下一状态是否存在侧翻的危险，主动防侧翻控制器[31]通过控制液压泵[2]、第一车身高度控制电磁阀[10]、第二车身高度控制电磁阀[22]、第三车身高度控制电磁阀[29]、第四车身高度控制电磁阀[33]、第一制动压力控制电磁阀[11]、第二制动压力控制电磁阀[16]、第三制动压力控制电磁阀[30]、第四制动压力控制电磁阀[32]，防止运输车辆在行驶过程中发生侧翻，提高运输车辆的行驶安全；在运输车辆行驶过程中，主动防侧翻控制器[31]通过三轴加速度传感器[15]采集车辆的加速度信号，通过转向盘转角位置传感器[13]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，通过轮速传感器采集车轮速度信号，通过陀螺仪[14]采集横摆角速度信号，主动防侧翻控制器[31]通过将当前采集的信号转化、分析，经过逻辑运算，估算出运输车辆的实际运动状态，预测判断车辆下一状态是否存在侧翻危险；当运输车辆在直线行驶时有向右侧翻的倾向时，主动防侧翻控制器[31]分别向液压泵[2]、第一车身高度控制电磁阀[10]、第二车身高度控制电磁阀[22]、第三车身高度控制电磁阀[29]、第四车身高度控制电磁阀[33]输出指令；液压泵[2]通过液压管路[12]从液压油箱[3]抽取液压油，通过液压管路[12]将液压油输送到蓄能器[39]，蓄能器[39]通过液压管路[12]分别向第三车身高度控制电磁阀[29]、第四车身高度控制电磁阀[33]输送液压油，第三车身高度控制电磁阀[29]、第四车身高度控制电磁阀[33]通过液压管路[12]将液压油输送到第三油气悬架[25]、第四油气悬架[37]，第三油气悬架[25]、第四油气悬架[37]伸长促使车架[4]的右侧升高；与此同时，第一油气悬架[6]、第二油气悬架[21]通过液压管路[12]分别向第一车身高度控制电磁阀[10]、第二车身高度控制电磁阀[22]输送液压油，第一车身高度控制电磁阀[10]、第二车身高度控制电磁阀[22]通过液压管路[12]将液压油放回液压油箱[3]，第一油气悬架[6]、第二油气悬架[21]缩短促使车架[4]的左侧降低，防止运输车辆发生侧翻；当运输车辆在直线行驶时有向左侧翻的倾向时，主动防侧翻控制器[31]分别向液压泵[2]、第一车身高度控制电磁阀[10]、第二车身高度控制电磁阀[22]、第三车身高度控制电磁阀[29]、第四车身高度控制电磁阀[33]输出指令，液压泵[2]通过液压管路[12]从液压油箱[3]抽取液压油，通过液压管路[12]将液压油输送到蓄能器[39]，蓄能器[39]通过液压管路[12]分别向第一车身高度控制电磁阀[10]、第二车身高度控制电磁阀[22]输送液压油，第一车身高度控制电磁阀[10]、第二车身高度控制电磁阀[22]通过液压管路[12]将液压油输送到第一油气悬架[6]、第二油气悬架[21]，第一油气悬架[6]、第二油气悬架[21]伸长促使车架[4]的左侧升高；与此同时，第三油气悬架[25]、第四油气悬架[37]通过液压管路[12]分别向第三车身高度控制电磁阀[29]、第四车身高度控制电磁阀[33]输送液压油，第三车身高度控制电磁阀[29]、第四车身高度控制电磁阀[33]通过液压管路[12]将液压油放回液压油箱[3]，第三油气悬架[25]、第四油气悬架[37]缩短促使车架[4]的右侧降低，防止运输车辆发生侧翻；当运输车辆左转时有向右侧翻的倾向时，主动防侧翻控制器[31]分别向液压泵[2]、第一车身高度控制电磁阀[10]、第二车身高度控制电磁阀[22]、第三车身高度控制电磁阀[29]、第四车身高度控制电磁阀[33]、第三制动压力控制电磁阀[30]、第四制动压力控制电磁阀[32]输出指令；液压泵[2]通过液压管路[12]从液压油箱[3]抽取液压油，通过液压管路[12]将液压油输送到蓄能器[39]，蓄能器[39]通过液压管路[12]分别向第三车身高度控制电磁阀[29]、第四车身高度控制电磁阀[33]、第三制动压力控制电磁阀[30]、第四制动压力控制电磁阀[32]输送液压油，第三车身高度控制电磁阀[29]、第四车身高度控制电磁阀[33]通过液压管路[12]将液压油输送到第三油气悬架[25]、第四油气悬架[37]，第三油气悬架[25]、第四油气悬架[37]伸长促使车架[4]的右侧升高，第三制动压力控制电磁阀[30]、第四制动压力控制电磁阀[32]通过液压管路[12]分别向第三制动器[28]、第四制动器[34]输送液压油，使第三车轮[26]、第四车轮[36]开始制动，从而降低运输车辆的侧向加速度；与此同时，第一油气悬架[6]、第二油气悬架[21]通过液压管路[12]分别向第一车身高度控制电磁阀[10]、第二车身高度控制电磁阀[22]输送液压油，第一车身高度控制电磁阀[10]、第二车身高度控制电磁阀[22]通过液压管路[12]将液压油放回液压油箱[3]，第一油气悬架[6]、第二油气悬架[21]缩短促使车架[4]的左侧降低，防止运输车辆发生侧翻；当运输车辆右转时有向左侧翻的倾向时，主动防侧翻控制器[31]分别向液压泵[2]、第一车身高度控制电磁阀[10]、第二车身高度控制电磁阀[22]、第三车身高度控制电磁阀[29]、第四车身高度控制电磁阀[33]、第一制动压力控制电磁阀[11]、第二制动压力控制电磁阀[16]输出指令，液压泵[2]通过液压管路[12]从液压油箱[3]抽取液压油，通过液压管路[12]将液压油输送到蓄能器[39]，蓄能器[39]通过液压管路[12]分别向第一车身高度控制电磁阀[10]、第二车身高度控制电磁阀[22]输送液压油，第一车身高度控制电磁阀[10]、第二车身高度控制电磁阀[22]通过液压管路[12]将液压油输送到第一油气悬架[6]、第二油气悬架[21]，第一油气悬架[6]、第二油气悬架[21]伸长促使车架[4]的左侧升高；第一制动压力控制电磁阀[11]、第二制动压力控制电磁阀[16]通过液压管路[12]分别向第一制动器[9]、第二制动器[17]输送液压油，使第一车轮[7]、第二车轮[19]开始制动，从而降低运输车辆的侧向加速度；与此同时，第三油气悬架[25]、第四油气悬架[37]通过液压管路[12]分别向第三车身高度控制电磁阀[29]、第四车身高度控制电磁阀[33]输送液压油，第三车身高度控制电磁阀[29]、第四车身高度控制电磁阀[33]通过液压管路[12]将液压油放回液压油箱[3]，第三油气悬架[25]、第四油气悬架[37]缩短促使车架[4]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危险，主动防侧翻控制器31将不会输出指令，同时，主动防侧翻控制器31将采集车辆下一状态各种信息，预测车辆是否存在侧翻危险。