基于双质量飞轮的汽车防侧翻装置及其控制方法与流程

本发明涉及汽车主动安全技术领域，尤其涉及用于汽车防侧翻安全的一种基于双质量飞轮的汽车防侧翻装置及其控制方法。

背景技术：

近些年来运动型多功能汽车（suv）越来越受欢迎，加上大型客车、重型车的侧翻事故，使得汽车侧翻事故占汽车事故比重逐年上升。侧翻事故带来的人身财产损失往往要高于其他类型事故，这是由于汽车侧翻不仅会直接威胁车内乘客安全，同时侧翻带来的连续翻滚、货物散落等也会对道路上的其他行驶车辆和行人造成安全威胁。所以在汽车面临侧翻危险时，需要有良好的防侧翻装置进行抑制，保证汽车安全行驶。

为了解决上述问题，国内对于防侧翻装置的研究也很多，其中陈京垚发明的“一种汽车防侧翻装置”（专利申请号：201520199956.9），在汽车本体的车架下端设置有长方体的凹槽，在凹槽里面设置有和凹槽内壁相互配套的配重铅块，通过移动配重块的左右方向，达到抑制侧翻的效果。该结构较为复杂，并且机械结构反应时间较慢，应对紧急工况下的侧翻响应速度太慢。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对现有多数车辆防侧翻保护装置反应速度较慢，可调节性差等问题，提出了一种基于双质量飞轮的汽车防侧翻装置及其控制方法，反应迅速、过程平稳、可调节性强，提高了车辆主动防侧翻能力。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

基于双质量飞轮的汽车防侧翻装置，包括第一飞轮模块、第二飞轮模块和电子控制单元ecu；

所述第一飞轮模块、第二飞轮模块均包括转动电机、主动齿轮、从动齿轮、第一固定板、第一轴承、转动轴、质量飞轮、第二轴承和第二固定板，其中：

所述质量飞轮呈圆盘状、和所述转动轴同轴设置，所述从动齿轮和所述转动轴同轴设置，且所述质量飞轮、从动齿轮均和所述转动轴轴向固定；

所述第一轴承、第二轴承分别设置在第一固定板、第二固定板上；所述转动轴的两端分别和所述第一轴承、第二轴承相连；

所述第一固定板、第二固定板、转动电机均固定在汽车上；

所述转动电机的输出轴和所述主动齿轮的轴心固定相连，所述主动齿轮和所述从动齿轮啮合；

所述转动电机用于输出动能，依次带动主动齿轮、从动齿轮、转动轴、质量飞轮转动；

所述第一飞轮模块、第二飞轮模块中的转动轴均设置在汽车纵向的中轴线上；

所述电子控制单元ecu分别和所述第一飞轮模块中的转动电机、第二飞轮模块中的转动电机电气相连，用于根据接收到的汽车侧倾状态信号控制第一飞轮模块中的转动电机、第二飞轮模块中的转动电机工作。

所述汽车侧倾状态信号包含汽车向左侧侧翻信号、汽车向右侧侧翻信号和汽车稳定信号。

作为本发明基于双质量飞轮的汽车防侧翻装置进一步的优化方案，所述第一飞轮模块中的转动电机、第二飞轮模块中的转动电机均为无刷直流电机。

本发明还公开了一种该基于双质量飞轮的汽车防侧翻装置的控制方法，包含以下步骤：

当电子控制单元ecu接收到汽车稳定信号时：

电子控制单元ecu控制第一飞轮模块中的转动电机、第二飞轮模块中的转动电机工作，使得第一飞轮模块中的质量飞轮、第二飞轮模块中的质量飞轮以相反的方向按照预设的速度阈值匀速转动；

从汽车尾部往汽车头部看，当电子控制单元ecu接收到汽车向左侧侧翻时：

电子控制单元ecu控制第一飞轮模块、第二飞轮模块中顺时针转动的质量飞轮对应的转动电机工作，对顺时针转动的质量飞轮进行制动；

从汽车尾部往汽车头部看，当电子控制单元ecu接收到汽车向右侧侧翻时：

电子控制单元ecu控制第一飞轮模块、第二飞轮模块中逆时针转动的质量飞轮对应的转动电机工作，对逆时针转动的质量飞轮进行制动。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1.通用性好：本发明对原车结构和功能依赖较少，适合多种车型的防侧翻；

2.不影响驾驶意图：本发明在工作时不会改变驾驶员驾驶意图，提高车辆的行驶稳定性；

3.性能稳定高效：本发明通过转动飞轮转角抑制车辆侧翻，反应迅速且平稳可靠；

4.可调性强：本发明根据侧翻倾向大小可自动调节防侧翻所需角动量，适应不同工况。

附图说明

图1是本发明中基于双质量飞轮的汽车防侧翻装置的结构示意图；

图2是本发明中基于双质量飞轮的汽车防侧翻装置的控制方法的流程示意图；

图3是本发明被装备在汽车上时工作状态的示意图。

图中1-电子控制单元ecu，2-转动电机，3-主动齿轮，4-从动齿轮，5-第一固定板，6-第一轴承，7-转动轴，8-质量飞轮，9-第二轴承，10-中固定板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

如图1所示，本发明公开了一种基于双质量飞轮的汽车防侧翻装置，包括第一飞轮模块、第二飞轮模块和电子控制单元ecu；

所述第一飞轮模块、第二飞轮模块均包括转动电机、主动齿轮、从动齿轮、第一固定板、第一轴承、转动轴、质量飞轮、第二轴承和第二固定板，其中：

所述质量飞轮呈圆盘状、和所述转动轴同轴设置，所述从动齿轮和所述转动轴同轴设置，且所述质量飞轮、从动齿轮均和所述转动轴轴向固定；

所述第一轴承、第二轴承分别设置在第一固定板、第二固定板上；所述转动轴的两端分别和所述第一轴承、第二轴承相连；

所述第一固定板、第二固定板、转动电机均固定在汽车上；

所述转动电机的输出轴和所述主动齿轮的轴心固定相连，所述主动齿轮和所述从动齿轮啮合；

所述转动电机用于输出动能，依次带动主动齿轮、从动齿轮、转动轴、质量飞轮转动；

所述第一飞轮模块、第二飞轮模块中的转动轴均设置在汽车纵向的中轴线上；

所述电子控制单元ecu分别和所述第一飞轮模块中的转动电机、第二飞轮模块中的转动电机电气相连，用于根据接收到的汽车侧倾状态信号控制第一飞轮模块中的转动电机、第二飞轮模块中的转动电机工作。

所述汽车侧倾状态信号包含汽车向左侧侧翻信号、汽车向右侧侧翻信号和汽车稳定信号。

所述第一飞轮模块中的转动电机、第二飞轮模块中的转动电机均为无刷直流电机。

如图2所示，本发明还公开了一种该基于双质量飞轮的汽车防侧翻装置的控制方法，包含以下步骤：

当电子控制单元ecu接收到汽车稳定信号时：

电子控制单元ecu控制第一飞轮模块中的转动电机、第二飞轮模块中的转动电机工作，使得第一飞轮模块中的质量飞轮、第二飞轮模块中的质量飞轮以相反的方向按照预设的速度阈值匀速转动；

从汽车尾部往汽车头部看，当电子控制单元ecu接收到汽车向左侧侧翻时：

电子控制单元ecu控制第一飞轮模块、第二飞轮模块中顺时针转动的质量飞轮对应的转动电机工作，对顺时针转动的质量飞轮进行制动；

从汽车尾部往汽车头部看，当电子控制单元ecu接收到汽车向右侧侧翻时：

电子控制单元ecu控制第一飞轮模块、第二飞轮模块中逆时针转动的质量飞轮对应的转动电机工作，对逆时针转动的质量飞轮进行制动。

图3为本发明被装备在汽车上时工作状态的示意图。

本发明将两个质量飞轮均设置在汽车纵向的中轴线上，汽车平稳行驶时，两个质量飞轮旋转方向相反，并保持在预设的速度阈值。当汽车发生侧翻时，对与侧翻方向相反的质量飞轮被进行制动，该质量飞轮的角动量通过制动力矩传递给汽车使其受到一个与侧翻方向相反的回拉力矩作用，从而有效地控制汽车的侧翻。

本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。