一种辅助的车辆侧翻判定及万向轮自动防侧翻装置的制作方法

本发明涉及一种车辆结构，具体涉及一种辅助的车辆侧翻判定及万向轮自动防侧翻装置。

背景技术：

车辆在行驶过程中由于载荷分布不均匀、转弯时速度过快、路面倾斜或受到风力等自然因素的影响下，容易发生侧滑甚至侧翻等危险状况，而大、中型货车由于自身体积大，重心偏高，在高速行驶时发生侧翻危险的概率更高。为了减少汽车在行驶过程中发生侧翻引起事故，现有的车辆自动防侧翻装置，如“车辆多功能侧翻判定系统及自动防侧翻装置”(公开号为CN 102092374 A)公开了一种左右伸缩轴式的防侧翻装置，该装置在控制车辆侧翻时会将伸缩轴向左侧或右侧分别伸出，这种防侧翻装置应用时占用的行驶道路面积较大，而且可能会妨碍到过往的车辆，容易引发交通事故，因此应用范围有一定的局限性。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种辅助的车辆侧翻判定及万向轮自动防侧翻装置，能够自动检测车辆是否会出现侧翻危险并及时进行修正。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

包括能够实时采集车辆重心位置的重心检测装置，重心检测装置将检测信号发送至ECU电子控制单元，ECU电子控制单元的信号输出端连接能够调整车身左右两侧高度的执行机构；所述的执行机构包括对称设置在车架左右两侧由液压缸驱动的伸缩轴，伸缩轴的底部安装万向轮；所述的液压缸连接液压泵，且连接管路上设有与ECU电子控制单元相连的电磁阀。

所述的重心检测装置设置于车桥与车架之间，且位于车身纵向垂直对称平面内。

所述的重心检测装置包括重心偏移指针以及传感器。

所述的车架底部通过支架与车身方向平行安装有固定轴，由液压缸驱动的伸缩轴套接在固定轴上并能够绕固定轴进行转动，在重力作用下伸缩轴相对于地面始终保持垂直。

所述的万向轮通过万向轮轴固定在旋转轴上，旋转轴与轴承过盈配合固定在伸缩轴下方的固定轴承板内。所述的ECU电子控制单元还分别连接液晶显示模块以及语音提示模块。

所述的ECU电子控制单元连接系统设置电路。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：通过重心检测装置实时采集车辆的重心位置，ECU电子控制单元将采集到的信号与设定阈值范围进行比较，当车辆发生侧翻危险时，控制倾斜侧的伸缩轴伸长，进而使重心恢复到正常状态，反应灵敏。本发明装置的检测与控制过程能够自动完成，无需人工进行操作，当侧翻危险消除时，伸缩轴自动回缩复位，智能可靠。由于本装置的伸缩轴仅在车辆的纵向垂直平面内伸缩，因此不会妨碍过往车辆的行驶，提高了车辆行驶的安全性。此外，当车辆出现故障，如换胎时，通过该装置能够调节相应侧的伸缩轴伸缩而不必使用千斤顶，便于车辆的维修。本发明能够在车辆驶入较大弯道时辅助调整车辆重心，防止车辆因离心力过大而驶离弯道，通过将其安装在接近车辆中前部的位置，在发生危险事故时，能够给司机及乘客逃生争取一定的时间，挽救生命财产，实用性较强。

进一步的，本发明在伸缩轴的底部安装万向轮，且车架底部通过支架与车身方向平行安装有固定轴，由液压缸驱动的伸缩轴套接在固定轴上并能够绕固定轴进行转动，万向轮能够进行360°旋转，在重力作用下伸缩轴相对于地面始终保持垂直，当车辆遇到紧急情况发生跑偏时，也能够防止车辆发生侧翻，减少人员伤亡以及一些不必要的损失。

附图说明

图1本发明装置的执行原理框图；

图2本发明装置的装配结构示意图；

图3a本发明安装于四轮车辆的侧视图；

图3b本发明安装于四轮车辆的仰视图；

图4a本发明执行机构的装配正视图；

图4b本发明执行机构的装配侧视图；

图5a本发明防止车辆向左侧翻时的状态示意图；

图5b本发明防止车辆向右侧翻时的状态示意图；

图5c本发明处于伺服状态示意图；

附图中：1-前重心偏移指针及传感器；2-后重心偏移指针及传感器；3-液晶显示模块；4-ECU电子控制单元；5-左侧执行机构；6-右侧执行机构；7-语音提示模块；8-车架；9-左前轮；10-右前轮；11-弹性元件；12-前车桥；13-左后轮；14-右后轮；15-后车桥；16-固定轴；17-液压缸；18-左侧伸缩轴；19-右侧伸缩轴；20-固定轴承板；21-旋转轴；22-万向轮轴；23-左万向轮；24-右万向轮；25-电磁阀；26-液压泵。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。

参见图1，本发明自动防侧翻装置包括能够实时采集车辆重心位置的重心检测装置，重心检测装置将检测信号发送至ECU电子控制单元4，ECU电子控制单元4的信号输出端连接能够调整车身左右两侧高度的执行机构；重心检测装置包括重心偏移指针以及传感器。ECU电子控制单元4连接系统设置电路，其输出端还分别连接液晶显示模块3及语音提示模块7。

参见图2，以普通四轮车辆为例，包括一个前车桥和一个后车桥。

针对车辆设有两个车桥，将重心偏移指针及传感器的数量设置为两个，重心偏移指针及传感器均位于车辆纵向垂直对称平面内，前重心偏移指针及传感器1安装在车辆车架8与车辆前车桥12之间并垂直于车辆的前车桥12和所述车架8，后重心偏移指针及传感器2安装在车辆的车架8与所述车辆后车桥15之间并垂直于车辆的后车桥15和车架8。传感器的输出端分别对应连接到ECU电子控制单元4输入端，重心偏移指针均用于检测车辆的左右重心偏移量，通过传感器将这一偏移信号传给ECU电子控制单元4，通过ECU电子控制单元4中的CPU(中央处理器)处理变换，给出车辆偏移程度的参考值。

系统连接执行机构，所述执行机构用于防止车辆侧翻。执行机构与ECU电子控制单元4相连并由其控制动作，防侧翻装置至少包括一个执行机构，根据车架的长度和车辆的核定载荷设置执行机构的数量，每个执行机构均包括设于车辆车架上并对称布置的左侧执行机构5和右侧执行机构6。参见图3b，所述的左侧执行机构5和右侧执行机构6均包括一个液压缸17，液压缸17下方分别设有左侧伸缩轴18和右侧伸缩轴19，以及设于左侧伸缩轴18和右侧伸缩轴19下方的旋转轴21，旋转轴21上固定有左侧万向轮23和右侧万向轮24，每一侧伸缩轴下方万向轮的数量为两个，伸缩轴均通过动力元件提供动力，并通过动力及传动元件控制伸缩轴执行伸缩动作，初始状态，万向轮与地面接触，并随车辆一起向前运动。

具体的，参见图4a及4b所示，所述伸缩轴上终端通过固定轴16固定在车架上，并可绕所述固定轴16左右摆动，受重力因素影响，所述伸缩轴相对于地面始终保持垂直。所述伸缩轴下方有固定轴承板20，所述固定轴承板20内装有轴承，所述伸缩轴下方的旋转轴21与固定轴承板20内的轴承通过过盈配合连接，所述旋转轴21上还装有万向轮轴22，所述万向轮通过万向轮轴22装在旋转轴21上，能够进行360°旋转。

ECU电子控制单元4分别接收前重心偏移指针及传感器1和后重心偏移指针及传感器2的重心偏移量，ECU电子控制单元4中的CPU进行如下计算：

第一步：将安装在车辆前车桥的前重心偏移指针1的指针偏移量θ1和安装在后车桥上后重心偏移指针2的指针偏移量θ2与车辆设定的峰值θ进行比较(其中-θ1、-θ2分别表示重心偏移指针1、2向左侧的偏移量；+θ1、+θ2分别表示重心偏移指针1、2向右侧的偏移量)。

第二步：当前、后重心偏移指针的指针偏移量∣θ1∣、∣θ2∣达到车辆侧翻设定值θ时，ECU电子控制单元4经延时发出语音提示，同时输出端还向指针偏移量θ大且急剧增加的那一侧执行机构发出防侧翻指令，执行机构动作。当前、后指针偏移量∣θ1∣、∣θ2∣恢复到系统设定的安全范围内时，ECU电子控制单元4发出终止防侧翻指令，使装置处于伺服状态。

如图3a及3b所示，本例中所述动力元件包括液压泵26、左侧和右侧的电磁阀25及各自的管路，所述液压泵26通过所述管路经各自的电磁阀25与各自所述的传动元件相连，每个所述传动元件均包括液压缸17，所述液压缸17通过管路与各自伸缩轴相连，所述伸缩轴的上终端通过固定轴16固定在车架8上。其中，ECU电子控制单元4输出端中的左、右执行机构的输出电源信号线对应连接所述左侧和右侧电磁阀25的电源信号线。

如图3b所示，初始状态伸缩轴的万向轮是随着车轮一起滚动的，其轮距小于车辆的轮距。本例中，左侧的伸缩轴18与右侧的伸缩轴19上终端分别通过固定轴16固定在车架8的左内侧和右内侧，通过液压管路与各自的液压缸17相连，液压泵26通过电磁阀25调动液压缸17带动各自的伸缩轴伸缩。各自的电磁阀25的电源信号线分别对应连接ECU电子控制单元4输出中的左、右执行机构的电源信号线，通过ECU电子控制单元4控制各自的电磁阀25，进而控制液压泵26向左、右伸缩轴输出液体的量来调整左、右伸缩轴的伸缩。

如图4a及4b所示，伸缩轴上终端通过固定轴16固定在车架上，并可绕固定轴16左右摆动，受重力因素影响，伸缩轴相对于地面始终保持垂直。伸缩轴下方有固定轴承板20，固定轴承板20内装有轴承，伸缩轴下方的旋转轴21与固定轴承板20内的轴承过盈配合连接，旋转轴21上还装有万向轮轴22，所述万向轮通过所述万向轮轴22装在旋转轴21上，可做360°旋转。在车辆遇到紧急情况下发生跑偏时，也可以防止车辆发生侧翻。

装有本发明实施例所述装置的车辆，在静止或运行的过程中，有可能存在以下几种侧翻的可能，具体的加以说明：

如图5a所示，当车辆重心偏移指针的偏移量向左偏移到车辆设定的峰值θ且急剧增加时，即：|-θ1|≧θ或|-θ2|≧θ，车辆侧翻判定系统判定车辆向左侧翻，ECU电子控制单元4输出端向左侧执行机构的电磁阀25发出向左侧伸缩轴18液力增压的指令，液压泵26将液压缸17中的液体通过液压管道压入左侧伸缩轴18内，左侧伸缩轴18伸长防止车辆向左侧翻。

当重心偏移指针的偏移量恢复到系统设定的安全范围内时，即：|-θ1|<θ且|-θ2|<θ，ECU电子控制单元4输出端向左侧执行机构5的电磁阀25发出指令，液压泵26停止工作，左侧伸缩轴18内的液体由于受车架的压力通过液压管路回流到左侧液压缸17里，左侧伸缩轴18处于如图5c防侧翻伺服状态。

如图5b所示，当车辆重心偏移指针的偏移量向右偏移到车辆设定的峰值θ且急剧增加时，即|+θ1|≥θ或|+θ2|≥θ，车辆侧翻判定系统判定车辆向右侧翻，ECU电子控制单元4输出端向右侧执行机构的电磁阀25发出向右侧伸缩轴19液力增压的指令，液压泵26将液压缸17中的液体通过液压管道压入右侧伸缩轴19内，右侧伸缩轴19伸长防止车辆向右侧翻。

当重心偏移指针的偏移量恢复到系统设定的安全范围内时，即|+θ1|<θ且|+θ2|<θ，ECU电子控制单元4输出端向右侧执行机构6的电磁阀25发出指令，液压泵26停止工作，右侧伸缩轴19内的液体由于受车架8的压力通过液压管路回流到右侧液压缸17里，右侧伸缩轴19处于如图5c所示的防侧翻伺服状态。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。