汽车电子抗倾覆装置的制作方法

本实用新型涉及汽车行驶安全防护设备技术领域，尤其涉及一种汽车电子抗倾覆装置。

背景技术：

汽车在行驶过程中，如果行驶半径过小、速度过快、遇侧向风力作用或躲避障碍物时，会导致汽车侧向离心力增大，使汽车处于难以控制的不稳定状态，进而容易发生倾覆或侧滑，还可能因汽车外轮的荷载急剧增加而爆胎，汽车行驶因此导致的事故多有发生。

此外，汽车在正常制动时，人的反应速度较慢，往往是还没有制动，事故已经发生；另一方面，通常汽车在制动时是所有车轮都同时刹车，操作稳定性不强，也不能产生一个横摆力矩来“扶正”车身，易造成汽车倾覆，现有技术中的自动防倾覆装置仍存在以下几个缺点：

1、微处理器运算速度慢，精度低，信号采集为模拟方式，不方便提取多个参数，不适宜进行条件判断、策略调度；2、控制策略单一，制动力自动调节效果较差；3、引入的控制参考量过少，不能精准地判定出车辆曲线运动时的危险程度；4、没有直接引入车辆本身的气压报警信号作为控制量，无法保证实际报警气压与原车需求一致；5、在执行机构中没有设置气源保护开关，当执行机构发生故障时不能保障正常行驶；6、电磁阀的制动效能较差，气路原理较落后，对车辆姿态纠正速度较慢；7、电控单元无左右水平校准功能，不能对电控单元总成进行左右水平对称校准。

因此，亟需提供一种克服上述不足的新型汽车电子抗倾覆装置。

技术实现要素：

本实用新型针对上述现有技术的不足，提供了一种汽车电子抗倾覆装置，能够自动快速控制车辆在紧急躲避障碍物、换道、转弯过程中侧倾的趋势并纠正其不安全姿势，能适时自动地对汽车的后轮进行制动力调节，提高操作汽车的稳定性。

本实用新型的上述目的是通过以下技术方案予以实现的。

一种汽车电子抗倾覆装置，包含电控单元和电磁阀，所述汽车设有汽车主储气罐、汽车辅助储气罐，所述电控单元包括：检测汽车三个轴向的加速度、角速度、角度参数的微机电传感器，微处理器；所述微机电传感器与微处理器相连，所述微处理器与所述电磁阀控制、反馈相连，所述电磁阀的进气口与汽车辅助储气罐连通，所述进气口与汽车辅助储气罐 之间设有气路开关；所述电磁阀的出气口有两个，分别通过两双向阀与两汽车后轮制动气室连通。

当货、客车在弯道行驶，有侧向风力作用，或躲避障碍物时，会产生离心力和倾斜；车速过高、离心力过大的时候会使汽车出现难以控制的不稳定状态，造成汽车侧滑甚至翻车。本实用新型装置能够实时自动地对汽车的后轮进行制动力调节，自动选择单轮制动或双轮制动，使车辆在行驶过程中尽量保持平衡状态，从而使车辆在上述情况下减小驾驶的危险性，也能减小车辆行驶中的横向力和侧倾角，提高车辆部件寿命，提高司乘人员的舒适性。

优选的，所述电控单元还设置有档位调节按键、档位数码显示器，所述档位调节按键的输出端与微处理器的输入端连接，所述档位数码显示器的输入端与微处理器的输出端连接。

优选的，所述电控单元中还设置有抗倾覆装置零输出电路，包含电阻和三极管，所述抗倾覆装置零输出电路的信号输出端与微处理器的输入端连接。

优选的，所述微处理器通过两控制输出端分别与电磁阀的左、右路控制电路的电子开关输入端相连。

优选的，所述电磁阀的左、右路控制电路中还设置有电磁阀的断路、短路报警保护电路，所述断路、短路报警保护电路的信号输出端分别与微处理器的输入端连接。

优选的，所述电磁阀控制的刹车周期为200ms，一次最长刹车时间小于200ms×80％。

优选的，所述电控单元中还包含校准模块，所述校准模块利用微机电传感器在汽车静止状态下测得的横向加速度、侧倾角速度和侧倾角的输出偏差作为校正值，对汽车运行状态下所述微机电传感器的测量值进行偏差纠正，左右水平对称校准。

本实用新型为用户提供校准功能，可以对所述电子抗倾覆装置的微机电传感器的水平位置进行校准，以消除水平方向的偏差，达到实际左右阈值对称的目的。由于微机电传感器制造的离散性、焊接安装的水平偏差、在车辆中安装的水平偏差以及车辆本身的水平方向偏差，如果对这些因素引起的综合总偏差不校准，就会造成本实用新型电子抗倾覆装置工作时的左右阈值不对称。本实用新型装置以在车辆静止状态下测得微机电传感器横向加速度、侧倾角速度和侧倾角的输出偏差作为校正值，对车辆运行状态下的微机电传感器测量值进行偏差纠正，达到校准的目的。

优选的，本实用新型汽车电子抗倾覆装置的气压报警功能直接采用原车的车辆气压 报警信号；当所述汽车辅助储气罐的气压低于预设值时，采用原车的车辆气压报警信号对所述汽车电子抗倾覆装置的进行气压报警。

优选的，本实用新型汽车电子抗倾覆装置通过继动阀与原车制动系统相连；所述继动阀与两双向阀分别相连。

使用本实用新型：在车辆行驶过程中，实时监控车辆的车速，横、纵向加速度，侧倾角速度，侧倾角等信号数据，经数字滤波、条件判断和策略计算后控制电磁阀制动，纠正汽车侧倾程度，消除汽车行驶的危险状态，提高操作稳定性。

与现有技术相比，本实用新型有益效果在于：

1、微处理器运算速度快，精度高。信号采集为数字方式，方便提取多个参数，适宜进行条件判断、策略调度。

2、制动模式：当检测到车辆有侧倾趋势时，控制汽车后轮进行单边制动，若单轮制动效果未纠正侧倾趋势时，控制后轮进行双轮制动，快速降低车速，提高汽车稳定性。

3、在车辆行驶过程中，实时监控车辆的车速，横、纵向加速度，侧倾角速度，侧倾角等信号数据，经数字滤波、条件判断和策略计算后控制电磁阀制动，减小汽车侧倾危险，提高车辆稳定性。

4、直接引入车辆气压报警信号作为控制量，使实际报警气压和原车需求一致。

5、在所述电磁阀的进气口与汽车辅助储气罐之间设有气路开关，本装置发生故障时，可关闭气路开关以保障原车正常的制动功能。

6、增加电控单元左右水平校准功能，可以对电控单元总成进行左右水平对称校准。

7、安装结构：引入原车气压报警信号作为控制量代替单管路保护阀的功能，对电磁阀结构进行改进，加强电磁阀自身排气功能，因此在安装上不必另外安装单管路保护阀和快放阀，简化了安装结构，节约了安装成本。

本实用新型操作可靠，实用安全，可自动快速纠正汽车侧倾趋势，提高操作稳定性，适用于气制动的载货汽、客车。

附图说明

图1为本实用新型控制原理框图。

图2为本实用新型所述微机电传感器的电路原理图。

图3为本实用新型所述微处理器的电路原理图。

图4为本实用新型所述电控单元的电路原理图。

图5为本实用新型的气路安装结构示意图。

图中：A1、微处理器；A2、微机电传感器；A3、档位数码显示器；A4、电磁阀左、右路控制电路；A5、抗倾覆装置零输出电路；A6、短路自保护的开关电路；A7、车速信号处理电路；

B1、电磁阀；B2、气路开关；B3、B4、双向阀；B5、汽车辅助储气罐；B6、B7、汽车后轮制动气室；B8、继动阀；B9、汽车主储气罐。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本实用新型所保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

如图1～5所示，一汽车设有汽车主储气罐B9、汽车辅助储气罐B5，所述汽车上安装有本实用新型的汽车电子抗倾覆装置，本实用新型包含电控单元、电磁阀B1和两个双向阀(B3、B4)，所述电控单元内置有：具有检测汽车三个轴向的加速度、角速度、角度和速度等参数的高精度微机电传感器A2，短路自保护的开关电路A6，电磁阀左、右路控制电路A4，微处理器A1，车速信号处理电路A7；所述微机电传感器A2与微处理器A1相连，所述微处理器A1与所述电磁阀B1控制、反馈相连，所述电磁阀B1的进气口与汽车辅助储气罐B5连通，所述进气口与汽车辅助储气罐B5之间设有气路开关B2；所述电磁阀B1的出气口有两个，分别通过两双向阀(B3、B4)与两汽车后轮制动气室(B6、B7)连通。

所述电控单元中还包含校准模块，所述校准模块利用微机电传感器在汽车静止状态下测得的横向加速度、侧倾角速度和侧倾角的输出偏差作为校正值对汽车运行状态下所述微机电传感器A2的测量值进行偏差纠正，左右水平对称校准。

具体的，所述微处理器A1的控制输出端BRK_LEFT、BRK_RIGHT分别与电磁阀左、右控制电路A4的电子开关输入端连接。在电磁阀左、右路控制电路A4中还设置有电磁阀的断路、短路报警保护电路。具体的，本实施例中电磁阀的断路、短路报警保护电路包括断路检测电路、短路保护电路。所述断路检测电路是由左路R1、D1、R3、Z1、C1和右路R2、D2、R4、Z2、C2组成的电路，实时检测电磁阀B1的控制线路是否断路路，并通过输出至微处理器A1的LINE_IN_LEFT、LINE_IN_RIGHT输入端，由微处理器A1分析判断并灯光报警。所述短路保护电路由F1和F2自恢复保险管组成，实现在电磁阀B1线路短路的情况下进行保护，以避免烧毁器件和装置。

所述电控单元还设置有档位调节按键、档位数码显示器A3，所述档位调节按键的左键、右键的输出信号KEY_LEFT、KEY_RIGHT，该信号与微处理器的输入端连接，所述档位数码显示器A3的输入端与微处理器A1的输出端连接。

所述电控单元中还设置有抗倾覆装置零输出电路A5，抗倾覆装置零输出电路A5由电阻R5、R6、R20和三极管Q7、Q8以及稳压管Z0组成，车辆刹车信号和经过处理的气压信号作为本电路的控制输入，以实现汽车在驾驶员主动刹车和气压欠压时，本装置无输出的功能。

本实用新型的气压报警功能直接采用原车的气压报警信号。

本实用新型的工作过程是：当汽车在静止状态下，将微机电传感器A2横向加速度、侧倾角速度和侧倾角的输出偏差作为校正值，对车辆运行状态下的微机电传感器A2测量值进行偏差纠正，达到校准的目的；车辆正常运行时，所述微机电传感器A2将检测到的车辆三个轴向的加速度、角速度、角度、速度等参数的数字信号传递给微处理器A1，微处理器A1接收到加速度、角速度、角度、车速等数字信号后，先对其进行一定的滤波算法后，得出三个方向的无杂波干扰的加速度、角速度和角度，并对其变化趋势进行分析；通过分析，采用策略判断算法，输出控制脉冲到相应的控制端(BRK_LEFT或/和BRK_RIGHT)，执行单、双轮制动。制动力的控制调节是通过改变在一个周期(200ms)内相应的电磁阀左右线圈的导通时间比来实现的，制动时间比不超过80％，以保证汽车单、双轮制动无抱死现象。

电控单元能够通过档位调节按键实现制动力的档位调节，校准利用档位数码显示器 A3进行档位显示，同时还具有故障报警，左、右制动显示等功能。

本实用新型可通过微机电传感器A1的输出参数来判断汽车是否处于爬坡状态，若是，则所述电控单元无输出，反之则正常工作。

电磁阀B1出现短路、断路时本装置不工作。此外，本实用新型装置与汽车气路相连接，电磁阀B1的进气口的前端加装气路开关B2，并采用原车气压报警信号，当原车气压报警灯亮时本装置不工作；在本装置发生故障时可以将本装置气路关闭，不影响原车正常行驶。

本实用新型操作可靠，实用安全，可自动快速纠正汽车侧倾趋势，提高操作稳定性，适用于气制动的载货汽、客车。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案。