車輛防側(cè)翻動態(tài)監(jiān)測預警及主動干預控制方法與控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】提供一種車輛防側(cè)翻動態(tài)監(jiān)測預警及主動干預控制方法與控制系統(tǒng)，包括電容式傳感器、防側(cè)翻預警控制器ECU、報警裝置、故障檢測裝置、CAN總線，電容式傳感器安裝在車橋上板簧中央，用于實時動態(tài)測量每個車輪上的載荷量；控制器ECU采集傳感器的值，用于監(jiān)測各輪胎上的載荷量，通過算法計算車輛在行駛的過程中是否處于偏載及側(cè)翻的危險，進行報警，同時根據(jù)車輛側(cè)翻的程度，執(zhí)行主動干預，主動干預裝置中的主動干預控制閥通過電磁調(diào)節(jié)閥連接制動氣室，進行減速制動，以降低側(cè)翻的危險。本發(fā)明可以避免重大、特大交通事故的發(fā)生，避免群死群傷事件，可為國家和人民挽回不可估量的經(jīng)濟損失，保障駕駛員和行人的生命安全以及道路的通暢。
【專利說明】
車輛防側(cè)翻動態(tài)監(jiān)測預警及主動干預控制方法與控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于車輛底盤穩(wěn)定控制領(lǐng)域，具體涉及一種用于車輛防側(cè)翻的控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著近年來電子商務(wù)和物流業(yè)的快速發(fā)展，以及車輛數(shù)量的增加和動力性能的日益增強，事故發(fā)生率也在高速上升。道路安全問題在當今社會已經(jīng)引起了高度關(guān)注。據(jù)統(tǒng)計，70%的道路安全事故是由于車輛超載、偏載引起，而且50%的群死群傷性重特大道路交通事故與超載、偏載有直接關(guān)系。車輛超載、偏載運輸給人民生命財產(chǎn)造成了巨大的損失，其間接經(jīng)濟損失更是難以估計。
[0003]目前，車輛防側(cè)翻預警系統(tǒng)方面的專利大都采用在車輛上加裝陀螺儀等傳感器來測量車輛在行駛過程中的側(cè)傾角，以此來判斷車輛的側(cè)翻預警。但是此種加裝陀螺儀傳感器的方法價格比較昂貴，同時不能及時獲得車輪是否離地的信息，不太準確，普適性比較差。同時有人提出實時計算車輛質(zhì)心高度的方法，但是這樣的方法另外加的傳感器比較多，同時車輛載貨高度等參數(shù)難以準確獲得，都給車輛的動態(tài)側(cè)翻預警帶來了一定的偏差。而車輛側(cè)翻情況大部分是由于車輛超載、偏載或高速轉(zhuǎn)彎的情況下發(fā)生，本發(fā)明專利采用電容式傳感器可實時測量各個輪胎的載荷，通過對車輛左右偏移的判別，進一步判別那個車輛離地，并給予適時的干預，提高車輛的穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對車輛、特別是商用車側(cè)翻事故頻發(fā)問題，本發(fā)明提供一種車輛防側(cè)翻動態(tài)監(jiān)測預警及主動干預控制方法與控制系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、可拓展性強，既能對車輛的側(cè)翻進行實時預警，又可實時適時地對離地的車輪進行干預，提高車輛行駛的穩(wěn)定性。
[0005]本發(fā)明涉及車輛底盤、傳感器技術(shù)、電子技術(shù)，特別是采用電容式傳感器技術(shù)和嵌入式微控制器技術(shù)，可實時動態(tài)監(jiān)測每個輪胎的載荷，以判斷車輛是否側(cè)翻，實現(xiàn)對車輛側(cè)翻時預警和主動干預，提高車輛行駛的平穩(wěn)性。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007]—種車輛防側(cè)翻控制系統(tǒng)，包括電容式傳感器、防側(cè)翻預警控制器ECU、報警裝置；電容式傳感器安裝在車輛的車橋和車架上，通過兩極板間距離的變化測量車輛各車輪上的載荷；防側(cè)翻預警控制器連接電容式傳感器、報警裝置、制動系統(tǒng)、發(fā)動機ECU，防側(cè)翻預警控制器接收電容式傳感器送來的信號，并根據(jù)傳感器信號計算出車輪上的載荷量，以此判斷車輛是否偏載、存在側(cè)翻危險，進行報警及控制，以防止側(cè)翻的發(fā)生；報警裝置通過聲、光或聲光組合的形式提示駕駛員，車輛有側(cè)翻的危險。
[0008]進一步地，所述的電容式傳感器安裝在車架和車橋之間的板簧中央位置，電容式傳感器的下極板固定在車橋上，沿車橋長度方向劇中，其上極板固定在車架上，并與下極板相對應(yīng)，利用兩極板間電容的變化，感知車輛各輪胎的載荷。
[0009]進一步地，防側(cè)翻預警控制器E⑶連接主動干預執(zhí)行裝置，主動干預執(zhí)行裝置連接制動系統(tǒng)，當電容式傳感器監(jiān)測到某一個輪上的負載過小，且防側(cè)翻預警控制器ECU監(jiān)測到某一側(cè)車輪達到側(cè)翻的條件時，此時ECU發(fā)出信號給主動干預執(zhí)行裝置，給無負載或達到側(cè)翻條件的輪胎進行主動地降低輪速，以增加和地面的摩擦力，使車輛處于平衡狀態(tài)。
[0010]進一步地，主動干預執(zhí)行裝置附加在原車制動的基礎(chǔ)上，包括主動干預控制閥、雙向單通閥、三通及電磁調(diào)節(jié)閥，主動干預控制閥連接儲氣筒、防側(cè)翻預警控制器ECU、雙向單通閥，雙向單通閥通過電磁調(diào)節(jié)閥連接制動氣室。
[0011]進一步地，防側(cè)翻預警控制器ECU包括傳感器信號采集電路、載荷計算模塊、防側(cè)翻動態(tài)預警模塊和主動干預控制模塊；電容式傳感器將容值的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷旱淖兓腿隕CU的傳感器信號采集電路，傳感器信號采集電路包括濾波、放大及整形電路，傳感器信號采集電路連接各個板簧下的電容式傳感器獲得各個車輪的載重信息，然后將整形后的傳感器信號送入MCU的A/D采樣端，獲得車輛的輪胎的載荷電壓采樣值；傳感器信號采集電路連接載荷計算模塊，載荷計算模塊將輪胎電壓采樣值計算為輪胎的實際載荷值，經(jīng)過稱重計算獲得各輪載重信息的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給防側(cè)翻動態(tài)預警模塊；防側(cè)翻動態(tài)預警模塊則根據(jù)輪胎載荷值，首先進行判斷超載，是否出現(xiàn)了超載，如超載進行報警；如各輪上的載重不一致，判斷車輛在行駛過程中是否出現(xiàn)了左右偏載；如果出現(xiàn)了偏載，再對同軸的兩個輪的輪胎載荷進行計算和判斷，判斷是否同軸一側(cè)的車輪出現(xiàn)了超載，同時對同軸兩個輪胎的載荷進行差值計算，獲得其閾值；如果其閾值過大，則說明車輛存在側(cè)翻危險，則連接主動干預執(zhí)行裝置，并通過總線向發(fā)動機發(fā)送指令，減低車輛速度，同時報警裝置急促告警，提示危險狀態(tài)。
[0012]進一步地，所述的防側(cè)翻動態(tài)預警模塊的超載的判斷依據(jù)為:在兩軸載貨時，如果電容式傳感器測取的輪胎載荷分別為Wl、W2、W3、W4 ;假定W前=W2+W3為前軸載荷，W后=W1+W4為后軸載荷，則輪胎的額定載荷為軸載荷的一半，如果輪胎的實際載荷超過了輪胎額定載荷的20%，則認為是輪胎超載，即Wl> (1+20 % )W后額、W2>(l+20% )W前額、W3>(l+20% )W前額、W4>(l+20% )W前額；所述的防側(cè)翻動態(tài)預警模塊的左右側(cè)偏的判斷過程為:首先防側(cè)翻預警控制器ECU根據(jù)電容式傳感器送來的信息計算出各個輪胎上的載荷，判斷各個輪胎是否超載；其次ECU根據(jù)計算的輪胎載重信息，通過((W1+W2)/W) >0.5-0.1 (B/M)，其中B為車寬，M為前后輪距，W為各輪胎總載荷，來判斷車輛是否左右偏載；所述的防側(cè)翻動態(tài)預警模塊的主動干預的判斷依據(jù)，如果車輛出現(xiàn)了左右偏載，接下來則再比較同軸上的另一輪胎的載荷進行差值比較，如果其差值超過閾值，則說明一側(cè)的輪胎已經(jīng)離地，此時控制器開啟主動干預控制閥，對離地的車輛進行制動減速，達到防止車輛側(cè)翻的目的。
[0013]進一步地，所述的防側(cè)翻動態(tài)預警模塊包括依次連接的輪胎超載判斷模塊、超載報警模塊、左右側(cè)偏判斷模塊、同軸各輪載重判斷模塊、主動干預控制模塊；輪胎超載判斷模塊根據(jù)輪胎載荷判斷各輪是否超載，如超載則連接超載報警模塊、左右側(cè)偏判斷模塊；超載報警模塊連接報警器，發(fā)出超載報警信號；左右側(cè)偏判斷模塊，計算同側(cè)各輪的載荷總和與總載荷的比值，再根據(jù)車寬與前后輪距的比值進行判斷，如果大于設(shè)定值，則判斷為左右偏載發(fā)生，連接報警裝置，并連接同軸各輪載重判斷模塊；同軸各輪載重判斷模塊，對出現(xiàn)輪胎超載的軸的同軸上另一側(cè)車輪的載重和超載輪的載重進行差值運算而判斷是否有側(cè)翻危險，如有則報警，并連接主動干預控制模塊，主動干預控制模塊連接主動干預控制裝置，啟動主動制動，降低車輪轉(zhuǎn)速。
[0014]進一步地，所述的報警裝置為動態(tài)實時報警裝置，包括輪胎超載報警模塊、左右偏載報警模塊、前后偏載報警模塊、電容傳感器故障報警模塊、主動干預電磁閥故障報警模塊及電磁閥報警模塊，各模塊實時接收來自防側(cè)翻控制器的控制指令，相應(yīng)地，動態(tài)地發(fā)出報警信號。
[0015]進一步地，還包括系統(tǒng)初始化模塊、故障監(jiān)測自檢模塊、CAN總線；故障監(jiān)測自檢模塊在系統(tǒng)初始化后實時檢測車輛的傳感器故障和電磁閥故障，以保證系統(tǒng)的正常運行；CAN總線用于防側(cè)翻預警控制器ECU向發(fā)動機控制器和其它控制器發(fā)送信息。
[0016]—種車輛防側(cè)翻動態(tài)監(jiān)測預警及主動干預控制方法，其特征在于，
[0017]將電容式傳感器安裝在車橋上板簧的正中央位置，用于實時動態(tài)測量每個車輪上的載荷量；
[0018]防側(cè)翻控制器ECU實時采集安裝在各個板簧位置上電容式傳感器的值，用于監(jiān)測各輪胎上的載荷量，然后將整形后的傳感器信號送入采樣端，獲得車輛的輪胎的載荷電壓采樣值，經(jīng)過稱重計算獲得各輪載重信息的數(shù)據(jù)，然后逐一判斷輪胎的載重狀況，包括:
[0019]SI將每個軸上的分輪的載荷，與額定載荷對比，以判斷是否超載，如果超載則向報警裝置發(fā)出報警信號；
[0020]S2判斷各輪載荷，如各輪上的載重不一致，判斷車輛在行駛過程中是否出現(xiàn)了左右偏載，滿足下列關(guān)系即為發(fā)生左右偏載:((W1+W2+….+Wn)/W)>0.5-0.1 (B/M)，其中B為車寬，M為前后輪距，W1+W2+….+Wn為同側(cè)的單個輪載荷相加，W為兩側(cè)的總載荷；如發(fā)生左右偏載，控制器給報警裝置發(fā)送報警信號；
[0021]S3如果某一車輪超載且同時出現(xiàn)了車輛左右偏載，再對同軸的各個輪的輪胎載荷進行計算和判斷，判斷是否同軸一側(cè)的各車輪載荷進行差值計算，獲得其閾值；如果其閾值過大，則說明車輛存在側(cè)翻危險，說明一側(cè)的輪胎已經(jīng)離地，此時控制器開啟主動干預控制閥，對離地的車輛進行制動減速，達到防止車輛側(cè)翻的目的；
[0022]S4主動干預控制閥連接電磁調(diào)節(jié)閥，每個電磁調(diào)節(jié)閥連接每個輪側(cè)的制動氣室，執(zhí)行上述的制動指令。
[0023]報警器安裝在駕駛室，當防側(cè)翻控制器ECU監(jiān)測到車輛處于側(cè)翻危險的時候，通過報警裝置對駕駛員進行提醒；
[0024]故障檢測裝置對該系統(tǒng)的各個部件如傳感器、執(zhí)行部件等進行實時檢測，看工作是否正常，如果有異常進行故障顯示；
[0025]防側(cè)翻控制器ECU通過CAN總線用來和發(fā)動機和其它控制單元進行通訊，以降低車速，與其他控制器協(xié)調(diào)動作。
[0026]本發(fā)明具有以下效果:它能夠利用安裝在車輛上的傳感器實時測量各個輪胎的載重，并根據(jù)相關(guān)算法計算車輛是否車輪超載、左右偏載以及潛在側(cè)翻，通過報警裝置對車輛出現(xiàn)偏載、超載情況進行告警提示，同時實時適時啟動主動干預控制閥以及電磁調(diào)節(jié)閥的相互協(xié)調(diào)工作，可以起到對離地車輪的減速，增加摩擦力，提高車輛的穩(wěn)定性，同時通過總線申請發(fā)動機降低轉(zhuǎn)速，以減低車輛的速度，提高行駛的安全性。本發(fā)明原理簡單，普適性強，通過控制器ECU內(nèi)置的算法可以實時的監(jiān)測出車輛偏載和潛在的側(cè)翻，并通過報警裝置提醒駕駛員，避免了重大交通事故的發(fā)生。通過主動干預控制協(xié)調(diào)對離地車輪的修正，增加其摩擦力，緩解了駕駛疲勞，主動地提高了車輛行駛時的穩(wěn)定性與安全性。此發(fā)明的實施，可以避免重大、特大交通事故的發(fā)生，避免群死群傷事件，可為國家和人民挽回不可估量的經(jīng)濟損失，保障駕駛員和行人的生命安全以及道路的通暢，將有很大的經(jīng)濟和社會效益。
【附圖說明】
[0027]圖1本發(fā)明的車輛防側(cè)翻控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖；
[0028]圖2本發(fā)明的電容式傳感器的安裝局部圖；
[0029]圖3本發(fā)明的電容式傳感器的安裝俯視圖；
[0030]圖4本發(fā)明的電容式傳感器的安裝位置立體圖；
[0031]圖5本發(fā)明的車輛防側(cè)翻控制系統(tǒng)的工作流程圖；
[0032]圖6本發(fā)明的防側(cè)翻預警控制器E⑶的架構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0033]現(xiàn)結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明作進一步地說明:
[0034]參照圖1中，I右前輪；2氣栗；3手動閥；4卸載閥；5濕儲氣筒；6四回路保護閥；7前儲氣筒；8后儲氣筒；9主動干預控制閥；10右后輪；11電容式傳感器；12制動氣室；13三通；14快放閥；15、16電磁調(diào)節(jié)閥；17左后輪；18左前輪；19防側(cè)翻預警控制器；20報警裝置；21制動踏板；22制動閥；23繼動閥；24雙向單通閥。本發(fā)明主要由電容式傳感器、防側(cè)翻預警控制器、總線、報警裝置、主動干預控制閥、雙向單通閥、三通和電磁調(diào)節(jié)閥組成。防側(cè)翻預警控制器接收傳感器的信號，并經(jīng)過算法計算車輪超載、左右偏載以及潛在側(cè)翻等危險，同時提供故障檢測報警及危險報警提示，當出現(xiàn)潛在側(cè)翻時，給主動干預執(zhí)行模塊發(fā)送控制指令。主動干預執(zhí)行模塊主要由主動干預控制閥、雙向單通閥和電磁調(diào)節(jié)閥組成，它附加在原車制動系統(tǒng)上，但接收到防側(cè)翻預警控制器發(fā)送的控制指令的時候，啟動主動干預控制閥，制動氣壓沿氣路通過雙向單通閥到制動氣室，通過對電磁閥的組合調(diào)節(jié)，可以實現(xiàn)對離地車輛的減低輪速，增加地面附著力，提高車輛行駛穩(wěn)定性。
[0035]參照圖2、3、4，其中，100車架；101電容上極板；102電容下極板；103板簧；104車橋。本發(fā)明采用電容式傳感器安裝在板簧懸架位置處的車橋和車架上，其下極板固定在車橋上，沿車橋長度方向劇中；上極板固定在車架上，與下極板上下相對。當車輛處于空載狀態(tài)，電容傳感器上、下極板內(nèi)表面之間的距離為一定值。當車輪上有載荷的時候，電容兩極板之間的距離縮小，引起電容量的變化，將電容量轉(zhuǎn)化為電壓值送入到防側(cè)翻預警控制器，為車輪超載、左右偏載和潛在側(cè)翻判斷提供依據(jù)。
[0036]參照圖5，本發(fā)明的技術(shù)方案為:安裝于車輛板簧懸架處的電容式傳感器根據(jù)上下極板間距離的變化，引起電容的變化，將容值轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷褐邓腿敕纻?cè)翻預警控制器；防側(cè)翻預警控制器將接收到的傳感器電壓信息號進行放大、濾波及整形后送入控制器CPU的A/D端口，進行數(shù)字采樣；A/D端口將采樣的傳感器數(shù)字值送入CPU的內(nèi)核進行運算，根據(jù)稱重算法計算各個車輪上的載重量W1、W2、W3、W4(以兩軸車為例)；計算各個車輪是否超載，其計算依據(jù)為W前=W2+W3為前軸載荷，W后=W1+W4為后軸載荷，如果Wl> (1+20% )W后額、W2>(l+20% )W前額、W3>(l+20% )W前額、W4>(l+20% ) W前額，則認為輪胎超載。如果某一個車輪已經(jīng)超載，則控制器向報警裝置發(fā)送車輪超載報警提示；在已經(jīng)判斷某個車輪已經(jīng)超載的情況下，再判斷車輛是否已經(jīng)發(fā)生了左右偏載情況，其判斷依據(jù)是((W1+W2)/W) >0.5-0.1 (B/M)，其中B為車寬，M為前后輪距，W為總載荷，來判斷車輛是否左右偏載。如果控制器已經(jīng)通過算法判斷出了車輛出現(xiàn)了左右偏載，則控制器給報警裝置發(fā)指令，報警提示此狀況；如果車輛同時出現(xiàn)了某一車輪超載且同時出現(xiàn)了車輛左右偏載情況時，此時則對出現(xiàn)輪胎超載的軸的同軸上另一側(cè)車輪的載重和超載輪的載重進行差值運算，獲得閾值K，該閾值由技術(shù)人員通過后續(xù)的大量實驗數(shù)據(jù)而設(shè)定；如果其閾值K〈M1，則說明車輛處于安全運行狀態(tài)；如果其閾值K>M1，則說明車輛具有潛在的側(cè)翻危險，此時有必要及時提醒駕駛員注意駕駛行為和車速，控制器給報警裝置發(fā)送指令，報警此時車輛具有側(cè)翻危險，提示駕駛員注意行車安全；同時，防側(cè)翻預警控制器給主動干預模塊發(fā)送主動干預指令，打開主動干預控制閥，同時電磁調(diào)節(jié)閥也協(xié)調(diào)動作，制動氣流則通過主動干預控制閥流過雙向單通閥，再經(jīng)電磁調(diào)節(jié)閥到達制動氣室；通過對電磁調(diào)節(jié)閥精確的控制，可以實現(xiàn)減低車輪轉(zhuǎn)速，增加附著力，提高車輛的穩(wěn)定性。
[0037]車輛防側(cè)翻系統(tǒng)的防側(cè)翻預警控制器ECU包括傳感器信號采集電路、載荷計算模塊、防側(cè)翻動態(tài)預警模塊和主動干預控制模塊；電容式傳感器將容值的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷旱淖兓腿隕CU的傳感器信號采集電路，傳感器信號采集電路包括濾波、放大及整形電路，傳感器信號采集電路連接各個板簧下的電容式傳感器獲得各個車輪的載重信息，然后將整形后的傳感器信號送入MCU的A/D采樣端，獲得車輛的輪胎的載荷電壓采樣值；傳感器信號采集電路連接載荷計算模塊，載荷計算模塊將輪胎電壓采樣值計算為輪胎的實際載荷值，經(jīng)過稱重計算獲得各輪載重信息的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給防側(cè)翻動態(tài)預警模塊；防側(cè)翻動態(tài)預警模塊則根據(jù)輪胎載荷值，首先進行判斷超載，是否出現(xiàn)了超載，如超載進行報警；如各輪上的載重不一致，判斷車輛在行駛過程中是否出現(xiàn)了左右偏載；如果出現(xiàn)了偏載，再對同軸的兩個輪的輪胎載荷進行計算和判斷，判斷是否同軸一側(cè)的車輪出現(xiàn)了超載，同時對同軸兩個輪胎的載荷進行差值計算，獲得其閾值；如果其閾值過大，則說明車輛存在側(cè)翻危險，則連接主動干預執(zhí)行裝置，并通過總線向發(fā)動機發(fā)送指令，減低車輛速度，同時報警裝置急促告警，提示危險狀態(tài)。
[0038]防側(cè)翻動態(tài)預警模塊包括依次連接的輪胎超載判斷模塊、超載報警模塊、左右側(cè)偏判斷模塊、同軸各輪載重判斷模塊、主動干預控制模塊；輪胎超載判斷模塊根據(jù)輪胎載荷判斷各輪是否超載，如超載則連接超載報警模塊、左右側(cè)偏判斷模塊；超載報警模塊連接報警器，發(fā)出超載報警信號；左右側(cè)偏判斷模塊，計算同側(cè)各輪的載荷總和與總載荷的比值，再根據(jù)車寬與前后輪距的比值進行判斷，如果大于設(shè)定值，則判斷為左右偏載發(fā)生，連接報警裝置，并連接同軸各輪載重判斷模塊；同軸各輪載重判斷模塊，對出現(xiàn)輪胎超載的軸的同軸上另一側(cè)車輪的載重和超載輪的載重進行差值運算而判斷是否有側(cè)翻危險，如有則報警，并連接主動干預控制模塊，主動干預控制模塊連接主動干預控制裝置，啟動主動制動，降低車輪轉(zhuǎn)速。
[0039]報警裝置為動態(tài)實時報警裝置，包括輪胎超載報警模塊、左右偏載報警模塊、前后偏載報警模塊、電容傳感器故障報警模塊、主動干預電磁閥故障報警模塊及電磁閥報警模塊，各模塊實時接收來自防側(cè)翻控制器的控制指令，相應(yīng)地，動態(tài)地發(fā)出報警信號。
[0040]系統(tǒng)還包括系統(tǒng)初始化模塊、故障監(jiān)測自檢模塊、CAN總線；故障監(jiān)測自檢模塊在系統(tǒng)初始化后實時檢測車輛的傳感器故障和電磁閥故障，以保證系統(tǒng)的正常運行；CAN總線用于防側(cè)翻預警控制器ECU向發(fā)動機控制器和其它控制器發(fā)送信息。
[0041]車輛防側(cè)翻動態(tài)監(jiān)測預警及主動干預控制方法，包括:將電容式傳感器安裝在車橋上板簧的正中央位置，用于實時動態(tài)測量每個車輪上的載荷量；在ECU監(jiān)測到車輛發(fā)生側(cè)翻危險時，
[0042]防側(cè)翻控制器ECU實時采集安裝在各個板簧位置上電容式傳感器的值，用于監(jiān)測各輪胎上的載荷量，然后將整形后的傳感器信號送入采樣端，獲得車輛的輪胎的載荷電壓采樣值，經(jīng)過稱重計算獲得各輪載重信息的數(shù)據(jù)，然后逐一判斷輪胎的載重狀況，包括:
[0043]SI將每個軸上的分輪的載荷，與額定載荷對比，以判斷是否超載，如果超載則向報警裝置發(fā)出報警信號；
[0044]S2判斷各輪載荷，如各輪上的載重不一致，判斷車輛在行駛過程中是否出現(xiàn)了左右偏載，滿足下列關(guān)系即為發(fā)生左右偏載:((W1+W2+….+Wn)/W)>0.5-0.1 (B/M)，其中B為車寬，M為前后輪距，W1+W2+….+Wn為同側(cè)的單個輪載荷相加，W為兩側(cè)的總載荷；如發(fā)生左右偏載，控制器給報警裝置發(fā)送報警信號；
[0045]S3如果某一車輪超載且同時出現(xiàn)了車輛左右偏載，再對同軸的各個輪的輪胎載荷進行計算和判斷，判斷是否同軸一側(cè)的各車輪載荷進行差值計算，獲得其閾值；如果其閾值過大，則說明車輛存在側(cè)翻危險，說明一側(cè)的輪胎已經(jīng)離地，此時控制器開啟主動干預控制閥，對離地的車輛進行制動減速，達到防止車輛側(cè)翻的目的；
[0046]S4主動干預控制閥連接電磁調(diào)節(jié)閥，每個電磁調(diào)節(jié)閥連接每個輪側(cè)的制動氣室，執(zhí)行上述的制動指令。
[0047]報警器安裝在駕駛室，當防側(cè)翻控制器ECU監(jiān)測到車輛處于側(cè)翻危險的時候，通過報警裝置對駕駛員進行提醒；
[0048]故障檢測裝置對該系統(tǒng)的各個部件如傳感器、執(zhí)行部件等進行實時檢測，看工作是否正常，如果有異常進行故障顯示；
[0049]防側(cè)翻控制器ECU通過CAN總線用來和發(fā)動機和其它控制單元進行通訊，以降低車速，與其他控制器協(xié)調(diào)動作。
[0050]本發(fā)明是通過安裝在板簧懸架處車橋和車架上的電容式傳感器，實時監(jiān)測處各個輪胎的載荷，并通過內(nèi)置于防側(cè)翻預警控制器E⑶內(nèi)的算法，首選判斷車輛的超載、左右偏載情況，其次再判別車輛輪胎的載荷來判斷是否有輪胎離地，并對離地的輪胎進行實時適時的干預，從而提高車輛在行駛過程中的穩(wěn)定性。
[0051]對車輛側(cè)翻的動態(tài)監(jiān)測預警，有利于防止車輛側(cè)翻造成的惡性交通事故和群死群傷事故的發(fā)生，保護了司機和廣大公民的安全，保證了道路的通暢性。通過對潛在側(cè)翻輪胎的判別，進行主動干預，減低了駕駛疲勞，提高了車輛行駛的穩(wěn)定性，能有效防止側(cè)翻事故的發(fā)生。
[0052]最后應(yīng)當說明的是:以上實施例僅用以說明本案的技術(shù)方案而非對其限制；盡管參照較佳實施例對本案進行了詳細的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解:依然可以對本案的【具體實施方式】進行修改或者對部分技術(shù)特征進行等同替換；而不脫離本案技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本案請求保護的技術(shù)方案范圍當中。
【主權(quán)項】
1.一種車輛防側(cè)翻控制系統(tǒng)，其特征在于，包括電容式傳感器、防側(cè)翻預警控制器ECU、報警裝置；電容式傳感器安裝在車輛的車橋和車架上，通過兩極板間距離的變化測量車輛各車輪上的載荷；防側(cè)翻預警控制器連接電容式傳感器、報警裝置、制動系統(tǒng)、發(fā)動機ECU，防側(cè)翻預警控制器接收電容式傳感器送來的信號，并根據(jù)傳感器信號計算出車輪上的載荷量，以此判斷車輛是否偏載、存在側(cè)翻危險，進行報警及控制，以防止側(cè)翻的發(fā)生；報警裝置通過聲、光或聲光組合的形式提示駕駛員，車輛有側(cè)翻的危險。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車輛防側(cè)翻控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的電容式傳感器安裝在車架和車橋之間的板簧中央位置，電容式傳感器的下極板固定在車橋上，沿車橋長度方向劇中，其上極板固定在車架上，并與下極板相對應(yīng)，利用兩極板間電容的變化，感知車輛各輪胎的載荷。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種車輛防側(cè)翻控制系統(tǒng)，其特征在于，防側(cè)翻預警控制器ECU連接主動干預執(zhí)行裝置，主動干預執(zhí)行裝置連接制動系統(tǒng)，當電容式傳感器監(jiān)測到某一個輪上的負載過小，且防側(cè)翻預警控制器E⑶監(jiān)測到某一側(cè)車輪達到側(cè)翻的條件時，此時ECU發(fā)出信號給主動干預執(zhí)行裝置，給無負載或達到側(cè)翻條件的輪胎進行主動地降低輪速，以增加和地面的摩擦力，使車輛處于平衡狀態(tài)。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的一種車輛防側(cè)翻控制系統(tǒng)，其特征在于，主動干預執(zhí)行裝置附加在原車制動的基礎(chǔ)上，包括主動干預控制閥、雙向單通閥、三通及電磁調(diào)節(jié)閥，主動干預控制閥連接儲氣筒、防側(cè)翻預警控制器ECU、雙向單通閥，雙向單通閥通過電磁調(diào)節(jié)閥連接制動氣室。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的一種車輛防側(cè)翻系統(tǒng)，其特征在于，防側(cè)翻預警控制器ECU包括傳感器信號采集電路、載荷計算模塊、防側(cè)翻動態(tài)預警模塊和主動干預控制模塊；電容式傳感器將容值的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷旱淖兓腿隕CU的傳感器信號采集電路，傳感器信號采集電路包括濾波、放大及整形電路，傳感器信號采集電路連接各個板簧下的電容式傳感器獲得各個車輪的載重信息，然后將整形后的傳感器信號送入MCU的A/D采樣端，獲得車輛的輪胎的載荷電壓采樣值；傳感器信號采集電路連接載荷計算模塊，載荷計算模塊將輪胎電壓采樣值計算為輪胎的實際載荷值，經(jīng)過稱重計算獲得各輪載重信息的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給防側(cè)翻動態(tài)預警模塊；防側(cè)翻動態(tài)預警模塊則根據(jù)輪胎載荷值，首先進行判斷超載，是否出現(xiàn)了超載，如超載進行報警；如各輪上的載重不一致，判斷車輛在行駛過程中是否出現(xiàn)了左右偏載；如果出現(xiàn)了偏載，再對同軸的兩個輪的輪胎載荷進行計算和判斷，判斷是否同軸一側(cè)的車輪出現(xiàn)了超載，同時對同軸兩個輪胎的載荷進行差值計算，獲得其閾值；如果其閾值過大，則說明車輛存在側(cè)翻危險，則連接主動干預執(zhí)行裝置，并通過總線向發(fā)動機發(fā)送指令，減低車輛速度，同時報警裝置急促告警，提示危險狀態(tài)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種車輛防側(cè)翻動態(tài)監(jiān)測預警及主動干預控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的防側(cè)翻動態(tài)預警模塊的超載的判斷依據(jù)為:在兩軸載貨時，如果電容式傳感器測取的輪胎載荷分別為Wl、W2、W3、W4，；假定W前=W2+W3為前軸載荷，W后=W1+W4為后軸載荷，則輪胎的額定載荷為軸載荷的一半，如果輪胎的實際載荷超過了輪胎額定載荷的20%，則認為是輪胎超載，即ffl> (1+20% )W后額、W2>(l+20% )W前額、W3>(l+20% )W前額、W4>(l+20% )W前額；所述的防側(cè)翻動態(tài)預警模塊的左右側(cè)偏的判斷過程為:首先防側(cè)翻預警控制器ECU根據(jù)電容式傳感器送來的信息計算出各個輪胎上的載荷，判斷各個輪胎是否超載；其次E⑶根據(jù)計算的輪胎載重信息，通過((W1+W2) /ff) >0.5-0.1 (B/M)，其中B為車寬，M為前后輪距，W為各輪胎總載荷，來判斷車輛是否左右偏載；所述的防側(cè)翻動態(tài)預警模塊的主動干預的判斷依據(jù)，如果車輛出現(xiàn)了左右偏載，接下來則再比較同軸上的另一輪胎的載荷進行差值比較，如果其差值超過閾值，則說明一側(cè)的輪胎已經(jīng)離地，此時控制器開啟主動干預控制閥，對離地的車輛進行制動減速，達到防止車輛側(cè)翻的目的。7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的一種車輛防側(cè)翻控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的防側(cè)翻動態(tài)預警模塊包括依次連接的輪胎超載判斷模塊、超載報警模塊、左右側(cè)偏判斷模塊、同軸各輪載重判斷模塊、主動干預控制模塊；輪胎超載判斷模塊根據(jù)輪胎載荷判斷各輪是否超載，如超載則連接超載報警模塊、左右側(cè)偏判斷模塊；超載報警模塊連接報警器，發(fā)出超載報警信號；左右側(cè)偏判斷模塊，計算同側(cè)各輪的載荷總和與總載荷的比值，再根據(jù)車寬與前后輪距的比值進行判斷，如果大于設(shè)定值，則判斷為左右偏載發(fā)生，連接報警裝置，并連接同軸各輪載重判斷模塊；同軸各輪載重判斷模塊，對出現(xiàn)輪胎超載的軸的同軸上另一側(cè)車輪的載重和超載輪的載重進行差值運算而判斷是否有側(cè)翻危險，如有則報警，并連接主動干預控制模塊，主動干預控制模塊連接主動干預控制裝置，啟動主動制動，降低車輪轉(zhuǎn)速。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種車輛防側(cè)翻控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的報警裝置為動態(tài)實時報警裝置，包括輪胎超載報警模塊、左右偏載報警模塊、前后偏載報警模塊、電容傳感器故障報警模塊、主動干預電磁閥故障報警模塊及電磁閥報警模塊，各模塊實時接收來自防側(cè)翻控制器的控制指令，相應(yīng)地，動態(tài)地發(fā)出報警信號。9.根據(jù)權(quán)利要求1至8任一所述的一種車輛防側(cè)翻控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括系統(tǒng)初始化模塊、故障監(jiān)測自檢模塊、CAN總線；故障監(jiān)測自檢模塊在系統(tǒng)初始化后實時檢測車輛的傳感器故障和電磁閥故障，以保證系統(tǒng)的正常運行；CAN總線用于防側(cè)翻預警控制器ECU向發(fā)動機控制器和其它控制器發(fā)送信息。10.一種車輛防側(cè)翻動態(tài)監(jiān)測預警及主動干預控制方法，其特征在于， 將電容式傳感器安裝在車橋上板簧的正中央位置，用于實時動態(tài)測量每個車輪上的載荷量; 防側(cè)翻控制器ECU實時采集安裝在各個板簧位置上電容式傳感器的值，用于監(jiān)測各輪胎上的載荷量，然后將整形后的傳感器信號送入采樣端，獲得車輛的輪胎的載荷電壓采樣值，經(jīng)過稱重計算獲得各輪載重信息的數(shù)據(jù)，然后逐一判斷輪胎的載重狀況，包括: SI將每個軸上的分輪的載荷，與額定載荷對比，以判斷是否超載，如果超載則向報警裝置發(fā)出報警信號； S2判斷各輪載荷，如各輪上的載重不一致，判斷車輛在行駛過程中是否出現(xiàn)了左右偏載，滿足下列關(guān)系即為發(fā)生左右偏載:((W1+W2+....+Wn) /ff) >0.5-0.1 (B/M)，其中B為車寬，M為前后輪距，W1+W2+....+Wn為同側(cè)的單個輪載荷相加，W為兩側(cè)的總載荷；如發(fā)生左右偏載，控制器給報警裝置發(fā)送報警信號； S3如果某一車輪超載且同時出現(xiàn)了車輛左右偏載，再對同軸的各個輪的輪胎載荷進行計算和判斷，判斷是否同軸一側(cè)的各車輪載荷進行差值計算，獲得其閾值；如果其閾值過大，則說明車輛存在側(cè)翻危險，說明一側(cè)的輪胎已經(jīng)離地，此時控制器開啟主動干預控制閥，對離地的車輛進行制動減速，達到防止車輛側(cè)翻的目的； S4主動干預控制閥連接電磁調(diào)節(jié)閥，每個電磁調(diào)節(jié)閥連接每個輪側(cè)的制動氣室，執(zhí)行上述的制動指令。 報警器安裝在駕駛室，當防側(cè)翻控制器ECU監(jiān)測到車輛處于側(cè)翻危險的時候，通過報警裝置對駕駛員進行提醒； 故障檢測裝置對該系統(tǒng)的各個部件如傳感器、執(zhí)行部件等進行實時檢測，看工作是否正常，如果有異常進行故障顯示； 防側(cè)翻控制器ECU通過CAN總線用來和發(fā)動機和其它控制單元進行通訊，以降低車速，與其他控制器協(xié)調(diào)動作。
【文檔編號】B60R21/01GK105984417SQ201510053229
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年2月2日
【發(fā)明人】梁濤年, 劉大鵬, 陳柳, 潘兵
【申請人】陜西汽車集團有限責任公司