CN110001332A - 一种爆胎安全悬架***及控制方法与车辆 - Google Patents

一种爆胎安全悬架***及控制方法与车辆 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种爆胎安全悬架***及控制方法与车辆，包括空气弹簧、高压气体发生装置、轮胎气压检测装置和控制单元；所述高压气体发生装置与空气弹簧的气室连接；所述轮胎气压检测装置分别与轮胎和高压气体发生装置连接；所述控制单元与轮胎气压检测装置连接。本发明空气弹簧内设有高压气体发生装置，轮胎气压检测装置内设有气缸活塞，通过气缸活塞位移检测此刻是否发生爆胎，在车辆发生爆胎时活塞左移闭合开关触电从而使空气弹簧内部气体发生装置内的火花塞得电工作，高压气体发生装置快速反应产生高压气体，在爆胎瞬间给爆胎一侧的空气弹簧充入高压气体，从而短时间内迅速使两侧车身高度尽可能的平衡，同时增大空气弹簧的刚度，降低侧倾的风险。

Description

一种爆胎安全悬架***及控制方法与车辆
技术领域
本发明属于汽车悬架技术领域，具体涉及一种爆胎安全悬架***及控制方法与车辆。
背景技术
当车辆发生爆胎时，爆胎一侧的车身高度明显低于未发生爆胎一侧的车身高度，且爆胎一侧的车辆侧倾刚度明显下降，此时车辆存在发生侧倾甚至侧翻的危险。因而通过对爆胎时的悬架***的控制来提升车辆的安全性。
现有技术中一种汽车爆胎安全控制装置，当检测到车辆发生爆胎时，通过锁死转向装置并控制制动装置缓慢减速，确保车辆能够平稳停车。现有技术中一种汽车爆胎安全处理***，当车辆发生爆胎时，断开发动机动力，并进行主动制动，同时通过摄像头、雷达等对车辆的行驶路径进行规划，主动控制方向。上述发明都不对车辆的悬架***进行控制，无法保证发生爆胎时车身高度以及侧倾刚度的平衡。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种爆胎安全悬架***及控制方法与车辆，为了实现车辆爆胎时迅速给爆胎侧悬架充气来达到两侧车身高度的平衡，提升爆胎时的安全性。在本发明中当车辆发生爆胎时，轮胎的气压迅速降低导致的气缸内活塞的迅速移动，从而实现对爆胎的检测；通过气缸活塞的左移闭合开关，则高压气体发生装置内的火花塞得电，反应产生的高压气体经过冷却过滤装置后瞬间充入给爆胎侧的空气弹簧，使因爆胎而降低的车身高度上升；车辆爆胎同时会导致车辆的侧倾刚度降低，通过给空气弹簧冲入高压气体能够提升车辆的侧倾刚度，降低车辆发生侧倾甚至侧翻的可能性。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种爆胎安全悬架***，包括
空气弹簧；
高压气体发生装置，所述高压气体发生装置与空气弹簧的气室连接；
轮胎气压检测装置，所述轮胎气压检测装置分别与轮胎和高压气体发生装置连接；和
控制单元，所述控制单元与轮胎气压检测装置连接。
上述方案中，所述轮胎气压检测装置包括气缸、气缸活塞、开关触点、旋转密封气室、车轮阀、电磁阀b和电磁阀c；
所述气缸活塞安装在气缸内，将气缸分为左气室和右气室，左气室内设有开关触点，所述开关触点与气缸活塞位于左气室一侧的金属表面位置对应，开关触点与高压气体发生装置连接；
所述旋转密封气室一端与轮胎气室连接，另一端分别与大气和气缸左气室连接；旋转密封气室与大气连接的管路上设有电磁阀c，旋转密封气室与气缸左气室连接的管路上设有电磁阀b；所述电磁阀b和电磁阀c分别与控制单元连接。
进一步的，所述旋转密封气室一端通过车轮阀与轮胎气室相连。
进一步的，所述轮胎气压检测装置还包括阻尼管和阻尼阀；
所述阻尼管的一端与气缸的左气室连接，另一端与右气室连接；所述阻尼阀安装在阻尼管上。
上述方案中，还包括供气装置；
所述供气装置通过电磁阀d分别气缸的右气室和空气弹簧连接，所述供气装置与气缸右气室之间设有电磁阀a；
所述供气装置与空气弹簧之间设有电磁阀e；
所述电磁阀d、电磁阀a和电磁阀e分别与控制单元连接。
上述方案中，所述高压气体发生装置设有火花塞、气体发生剂、过滤装置和冷却装置；
所述火花塞与开关触点连接。
上述方案中，还包括检测装置；所述检测装置包括车速传感器、车身高度传感器和位移传感器；所述车速传感器、车身高度传感器和位移传感器分别与控制单元连接；
所述车速传感器用于检测当前车辆处于行驶状态还是静止状态；
所述车身高度传感器用于检测车身高度在初始位置时是否水平；
所述位移传感器用于校正气缸活塞的初始位置。
本发明还提供一种车辆，包括所述的爆胎安全悬架***。
本发明还提供一种所述的爆胎安全悬架***的控制方法，包括以下步骤：
当车辆发生爆胎的瞬间，爆胎的轮胎气压迅速降低，与爆胎轮相连的轮胎气压检测装置的气缸的左气室气压迅速降低，气缸的右气室气体压力大于左气室，气缸活塞左移闭合开关触点使火花塞得电从而点燃高压气体发生装置内的气体发生剂产生气体并充入空气弹簧的气室内。
上述方案中，还包括以下步骤：
所述控制单元根据车速传感器的输入判断车辆当前处于静止或运行状态；
当车辆处于静止状态时，所述控制单元根据车身高度传感器的信号调整各空气弹簧的充气或放气保证车身高度水平；
所述控制单元控制电磁阀c打开，电磁阀b关闭，此时旋转密封气室的一端与大气相通，车轮阀受大气压控制使轮胎保压；同时电磁阀a打开、电磁阀d得电A口打开，使气缸右气室与大气相通；
当检测到车辆处于运行状态时，控制单元控制电磁阀c关闭，电磁阀b打开，轮胎气室与轮胎气压检测装置的气缸左气室相通，此时位移传感器检测气缸内的气缸活塞是否处于理想初始位置，并控制供气装置对气缸充气校正气缸活塞的位置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明空气弹簧内设有高压气体发生装置，轮胎气压检测装置内设有气缸活塞，通过气缸活塞位移检测此刻是否发生爆胎，在车辆发生爆胎时活塞左移闭合开关触电从而使空气弹簧内部气体发生装置内的火花塞得电工作，高压气体发生装置快速反应产生高压气体，在爆胎瞬间给爆胎一侧的空气弹簧充入高压气体，从而短时间内迅速使两侧车身高度尽可能的平衡，同时增大空气弹簧的刚度，降低侧倾的风险。
2.本发明为避免当车轮发生缓慢漏气或手动放气时触发该装置，气缸左右两侧通过一个较细管路连接，其间设置阻尼阀，从而实现缓慢平衡气缸两侧气压，而当发生爆胎时，由于轮胎气压的迅速变化，气缸活塞能够迅速响应闭合开关。
3.本发明充分利用车辆自身的供气装置、车速传感器及车身高度传感器，降低了爆胎安全控制装置的成本。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明气缸右气室充气示意图。
图3为本发明空气弹簧充气示意图。
图4为本发明气缸右气室放气示意图。
图5为本发明空气弹簧放气示意图。
图6为本发明气缸活塞位置校正示意图。
图7为本发明气缸活塞位置校正后示意图。
图8为本发明高压气体发生器的结构示意图。
图9为本发明控制单元框图。
图1-7中标号具体说明如下：1、车速传感器；2、车身高度传感器；3、位移传感器；4、控制单元；5、空气弹簧；6、高压气体发生装置；7、火花塞；8、空气弹簧活塞；9、电磁阀a；10、气缸活塞；11、供电电源；12、气缸；13、开关触点；14、阻尼阀；15、电磁阀b；16、电磁阀c；17、旋转密封气室；18、车轮；19、车轮阀；20、空气干燥器；21、空气压缩机；22、高压储气罐；23、电磁阀d；24、电磁阀f；
图8中标号具体说明如下：601、冷却装置；602、过滤装置；603、气体发生剂。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
如图1所示是一种爆胎安全悬架***，包括空气弹簧5、供气装置、轮胎气压检测装置、高压气体发生装置、检测装置及控制单元14。所述高压气体发生装置与空气弹簧5的气室连接；所述轮胎气压检测装置分别与轮胎和高压气体发生装置连接；所述控制单元4与轮胎气压检测装置等连接。
所述空气弹簧5优选为囊式空气弹簧；内部包括活塞8及高压气体发生装置6；空气弹簧下方可安装于车辆的悬架，上方可安装于车架上。所述高压气体发生装置6安装在活塞8上方，用于爆胎时产生高压气体，从而增大爆胎一侧的车身高度，提升车辆爆胎时的安全性；高压气体发生装置6包括火花塞7、供电电源11、气体发生剂603、过滤装置602及冷却装置601。所述火花塞7用于得电时点燃气体发生剂603；所述供电电源11用于给火花塞7供电；所述气体发生剂603用于火花塞得电时反应产生高压气体；所述过滤装置602用于过滤产生的高压气体，除去杂质；所述冷却装置601用于冷却反应产生的高温高压气体，冷却后的高压气体经气体发生装置表面的孔充入空气弹簧5气室内。
所述供气装置包括空气干燥器20、空气压缩机21、高压储气罐22及电磁阀a9、电磁阀d23、电磁阀e24。所述空气压缩机21用于对空气进行升压，同时用于将空气弹簧5及气缸12内放出的气体升压后存入高压储气罐22。所述空气干燥器20用于干燥空气。所述高压储气罐22用于存储高压气体。如图2所示，所述电磁阀d23失电B口打开，电磁阀e24关闭，电磁阀a9开启，则控制气缸12的右气室充气；如图3所示，电磁阀d23失电，B口打开，电磁阀a9关闭，电磁阀e24开启则控制空气弹簧5充气；如图4所示，电磁阀d23得电A口打开，电磁阀e24关闭，电磁阀a9开启则控制气缸12右气室放气；如图5所示，电磁阀d23得电A口打开，电磁阀a9关闭，电磁阀e24开启则控制空气弹簧5放气。
所述轮胎气压检测装置包括旋转密封气室17、车轮阀19、气缸12、气缸活塞10、电磁阀b15、电磁阀c16及开关触点13；所述旋转密封气室17一端通过车轮阀19与轮胎气室相连，另一端分别与大气和气缸12左气室连接；旋转密封气室17与大气连接的管路上设有电磁阀c16，旋转密封气室17与气缸12左气室连接的管路上设有电磁阀b15；所述车轮阀19安装在旋转密封气室17与车轮气室之间的气路上，根据控制气压的不同将轮胎18与气缸12的气室相连或隔断；所述气缸12左右气室由气缸活塞10隔开，气缸12右气室与供气装置相连，从而调节气缸活塞10的初始位置；所述气缸活塞10左侧为金属表面，用于闭合开关触点13，从而使高压气体发生装置6中的火花塞7得电；所述阻尼阀14安装于均衡管路的阻尼管中，用于在轮胎气压缓慢降低或主动放气过程中均衡气缸12左右两侧的气压，防止误触发防爆胎装置；所述开关触点13用于在气缸活塞10左移时闭合整个电路。
所述检测装置包括车速传感器1、车身高度传感器2及位移传感器3。所述车速传感器1检测当前车辆处于行驶状态还是静止状态，从而确定当前爆胎安全悬架***的工作模式；所述车身高度传感器2检测车身高度在初始位置时是否水平；所述位移传感器3用于校正气缸活塞10的初始位置。
如图9所示，所述控制单元4包括输入模块、控制模块及输出模块。所述输入模块主要接收车速传感器1、车身高度传感器2及位移传感器3的输入信号；所述控制模块根据车速传感器1的输入判断车辆当前是否处于静止状态，若处于静止状态则控制电磁阀c16打开，电磁阀b15关闭使车轮阀19由大气压力控制，此时车轮阀19断开轮胎18与外界回路的气路连接，旋转密封气室17与大气相通，从而减少了密封圈的磨损，延长了密封圈的使用寿命；为避免初始状态下由于气缸12右气室压力大于车轮压力造成爆胎装置误触发，处于静止状态时控制电磁阀a9、电磁阀d23将气缸12右气室内的气体释放；静止状态下所述控制模块根据车身高度传感器2的信号调整车身高度至平衡状态；若车辆处于运行状态则控制电磁阀b15开启，电磁阀c16关闭使车轮阀19由气缸压力控制，此时轮胎气室与气缸气室相通，气缸气室指示轮胎当前的气体压力。根据位移传感器3输入的气缸活塞10位置信号，控制电磁阀a9、电磁阀d23对气缸12右气室进行充气至气缸活塞10运动至理想初始位置。所述输出模块与电磁阀a9、电磁阀b15、电磁阀c16、电磁阀d23、电磁阀e24相连，根据控制模块的输出控制电磁阀的开启与关闭。
一种根据所述的爆胎安全悬架***的控制方法，包括以下步骤：
所述控制单元4根据车速传感器1的输入判断车辆当前处于静止或运行状态；
当车辆处于静止状态时，如图3、图5所示首先根据车身高度传感器2的信号调整各空气弹簧5的充气或放气保证车身高度水平；控制单元4控制电磁阀c16打开，电磁阀b15关闭，此时旋转密封气室17的一端与大气相通，车轮阀19受大气压控制使轮胎18保压，减少了密封圈的磨损，延长了密封圈的使用寿命；同时电磁阀a9打开、电磁阀d23得电A口打开，使气缸12右气室与大气相通，避免初始状态下误触发爆胎装置，如图4所示；
当检测到车辆处于运行状态时，控制单元14控制电磁阀b15打开，电磁阀c16关闭使旋转密封气室17一端与气缸12左气压相通，此时位移传感器3检测气缸活塞10是否处于理想初始位置，并控制电磁阀对气缸12充气来校正气缸活塞10位置，如图6所示；完成气缸活塞10的位置校正后关闭电磁阀a9，气缸右气室的气压为定值，如图7所示；当车辆发生爆胎的瞬间，爆胎的轮胎气压迅速降低，此时与爆胎轮相连的气缸12左气室气压迅速降低，气缸12的右气室气体压力大于左气室，气缸活塞10左移闭合开关触点13使火花塞7得电从而点燃高压气体发生器6内的气体发生剂603，气体发生剂603发生反应产生的高温高压气体经过过滤装置602及冷却装置601，充入空气弹簧5气室内，使因爆胎降低的车身高度重新升高，使车身高度尽可能的平衡；同时增大爆胎一侧空气弹簧5的刚度，提升爆胎时车辆的安全性，降低了车辆爆胎时侧倾的可能性。当车辆轮胎气压缓慢降低或手动放气时，通过阻尼阀14及阻尼管能够均衡气缸左、右气室的气压，从而避免爆胎装置的误触发。
实施例2
一种车辆，包括实施例1所述的爆胎安全悬架***。因此具有实施例1的有益效果，此处不再赘述。
应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种爆胎安全悬架***，其特征在于，包括
空气弹簧(5)；
高压气体发生装置，所述高压气体发生装置与空气弹簧(5)的气室连接；
轮胎气压检测装置，所述轮胎气压检测装置分别与轮胎和高压气体发生装置连接；和
控制单元(4)，所述控制单元(4)与轮胎气压检测装置连接。
2.根据权利要求1所述的爆胎安全悬架***，其特征在于，所述轮胎气压检测装置包括气缸(12)、气缸活塞(10)、开关触点(13)、旋转密封气室(17)、车轮阀(19)、电磁阀b(15)和电磁阀c(16)；
所述气缸活塞(10)安装在气缸(12)内，将气缸(12)分为左气室和右气室，左气室内设有开关触点(13)，所述开关触点(13)与气缸活塞(10)位于左气室一侧的金属表面位置对应，开关触点(13)与高压气体发生装置连接；
所述旋转密封气室(17)一端与轮胎气室连接，另一端分别与大气和气缸(12)左气室连接；旋转密封气室(17)与大气连接的管路上设有电磁阀c(16)，旋转密封气室(17)与气缸(12)左气室连接的管路上设有电磁阀b(15)；所述电磁阀b(15)和电磁阀c(16)分别与控制单元(4)连接。
3.根据权利要求2所述的爆胎安全悬架***，其特征在于，所述旋转密封气室(17)一端通过车轮阀(19)与轮胎气室相连。
4.根据权利要求2所述的爆胎安全悬架***，其特征在于，所述轮胎气压检测装置还包括阻尼管和阻尼阀(14)；
所述阻尼管的一端与气缸(12)的左气室连接，另一端与右气室连接；所述阻尼阀(14)安装在阻尼管上。
5.根据权利要求2所述的爆胎安全悬架***，其特征在于，还包括供气装置；
所述供气装置通过电磁阀d(23)分别气缸(12)的右气室和空气弹簧(5)连接，所述供气装置与气缸(12)右气室之间设有电磁阀a(9)；
所述供气装置与空气弹簧(5)之间设有电磁阀e(24)；
所述电磁阀d(23)、电磁阀a(9)和电磁阀e(24)分别与控制单元(4)连接。
6.根据权利要求2所述的爆胎安全悬架***，其特征在于，所述高压气体发生装置(6)由里向外依次设有火花塞(7)、气体发生剂(603)、过滤装置(602)和冷却装置(601)；
所述火花塞(7)与开关触点(13)连接。
7.根据权利要求1所述的爆胎安全悬架***，其特征在于，还包括检测装置；所述检测装置包括车速传感器(1)、车身高度传感器(2)和位移传感器(3)；所述车速传感器(1)、车身高度传感器(2)和位移传感器(3)分别与控制单元(4)连接；
所述车速传感器(1)用于检测当前车辆处于行驶状态还是静止状态；
所述车身高度传感器(2)用于检测车身高度在初始位置时是否水平；
所述位移传感器(3)用于校正气缸活塞(10)的初始位置。
8.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-7任意一项所述的爆胎安全悬架***。
9.一种根据权利要求1-7任意一项所述的爆胎安全悬架***的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
当车辆发生爆胎的瞬间，爆胎的轮胎气压迅速降低，与爆胎轮相连的轮胎气压检测装置的气缸(12)的左气室气压迅速降低，气缸(12)的右气室气体压力大于左气室，气缸活塞(10)左移闭合开关触点(13)使火花塞(7)得电从而点燃高压气体发生装置(6)内的气体发生剂(603)产生气体并充入空气弹簧(5)的气室内。
10.根据权利要求9所述的爆胎安全悬架***的控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：
所述控制单元(4)根据车速传感器(1)的输入判断车辆当前处于静止或运行状态；
当车辆处于静止状态时，所述控制单元(4)根据车身高度传感器(2)的信号调整各空气弹簧(5)的充气或放气保证车身高度水平，完成车身高度调节后电磁阀e(24)关闭，空气弹簧保压；
所述控制单元(4)控制电磁阀c(16)打开，电磁阀b(15)关闭，此时旋转密封气室(17)的一端与大气相通，车轮阀(19)受大气压控制使轮胎(18)保压；同时电磁阀a(9)打开、电磁阀d(23)得电A口打开，使气缸(12)右气室与大气相通；
当检测到车辆处于运行状态时，控制单元(4)控制电磁阀c(16)关闭，电磁阀b(15)打开，轮胎气室与轮胎气压检测装置的气缸(12)左气室相通，此时位移传感器(3)检测气缸(12)内的气缸活塞(10)是否处于理想初始位置，并控制供气装置对气缸(12)充气校正气缸活塞(10)的位置。
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