技术领域

本发明属于车辆领域， 特别涉及一种车辆多功能侧翻判定系统及自动 防侧翻装置。 背景技术

车辆在行驶或运输过程中， 由于转弯时速度过快， 装载货物偏载等原因， 可导致车辆 侧翻， 而日常中这种事故时有发生， 一旦事故发生， 则会造成生命及财产的损失。

目前防止车辆侧翻是国内外车辆行业的一大课 题。 尤其是大型客车、 载重汽车、 工程 车辆， 这一难题尤为突出。 现在的车辆自动防侧翻装置， 如公开号为： CN01121520. 8 , 发 明名称为： 汽车自动防倾覆装置的发明专利， 公开了一种自动防倾覆装置， 该装置只是用 加速度传感器检测车辆在转弯时产生的离心加 速度， 通过离心加速度这一个指标来判断车 辆是否有侧翻倾向。 然而， 造成车辆发生侧翻的因素很多， 并非只有车辆转弯所产生的离 心力导致车辆侧翻这一个因素， 比如车辆所载货物偏向一侧、 侧向撞击力、 侧向风过大、 路面倾斜度过大等原因都可造成车辆侧翻。 况且车辆在转弯时， 在同一离心加速度下， 对 装载货物重心低的车辆是安全的， 但对装载货物重心高的车辆却会侧翻。 也就是说离心加 速度是由车辆的转弯速度和转弯半径这两个参 数决定的， 和转弯车辆的本身状况无关。 因 此， 利用加速度传感器检测车辆在转弯时产生的离 心加速度这一个指标来判断车辆是否有 侧翻倾向， 应用场景有局限， 而且也不准确。

目前防止车辆侧翻普遍采取的方法是对转弯车 辆外侧的车轮实施刹车， 由此产生的横 摆力矩抵消部分车辆转弯产生的离心力， 这就降低了车辆侧翻的概率， 这对于重心低的轿 车防侧翻很有效， 但对于重心高、 载重量大、 车速高的大型客车尤其是重心高、 载重量大 的货车， 工程车的防侧翻效果甚微。 因此， 利用对转弯车辆外侧的车轮实施刹车防止车辆 侧翻的效果有限。 发明内容

为了克服上述现有技术通过离心加速度来判断 车辆是否侧翻以及现有防侧翻方法， 所 存在的应用场景受局限， 准确度欠缺的问题， 本发明实施例提供了一种车辆多功能侧翻判 定系统及自动防侧翻装置。 所述技术方案如下：

一种车辆多功能侧翻判定系统， 所述系统包括至少两个位移传感器， 与所述位移传感 器分别相连的 ECU ( Electronic Control Unit , 电子控制单元， 又称 "行车电脑"、 "车载 电脑")， 以及与所述 ECU相连的输出装置， 所述位移传感器按照两个为一组的规律分布， 至少有一组所述位移传感器对称的设置在所述 车辆车架与所述车辆车桥之间。

具体地， 所述车辆为三轮运输车， 所述车桥为单车桥， 则所述位移传感器数量为两个， 所述的两个位移传感器分别对称安装在所述车 辆的车架两侧与所述车辆的车桥之间， 并垂 直于所述车桥和所述车架。

具体地， 所述车辆设有两个以上车桥， 则所述位移传感器的数量至少为四个， 包括至 少两组， 其中的一组所述位移传感器分别对称安装在所 述车辆的车架两侧与所述车辆的前 车桥之间并垂直于所述车辆的前车桥和所述车 架， 另外的一组所述位移传感器分别对称安 装在所述车辆的车架两侧与所述车辆的最末车 桥之间并垂直于所述车辆的最末车桥和所述 车架。

进一步地， 所述车辆包括多个前车桥或 /和后车桥， 每个所述前车桥与所述车架之间、 或每个所述后车桥与所述车架之间， 对称设置所述成组的位移传感器。

具体地， 所述输出装置包括显示模块和预报警模块。

进一步地， 所述系统还包括一个输入模块， 所述输入模块与所述 ECU相连。

进一步地， 所述系统还连接着一个执行机构， 所述执行机构用于防止所述车辆侧翻。 进一步地， 所述系统包括一个方向盘转角传感器和一个车 速传感器， 所述方向盘转角 传感器和所述车速传感器分别与所述 ECU相连。

本发明实施例还提供了一种含有所述的车辆多 功能侧翻判定系统的自动防侧翻装置， 所述装置包括所述车辆多功能侧翻判定系统和 执行机构， 所述执行机构与所述 ECU相连并 由其控制动作， 所述执行机构至少包括设于所述车辆车架上且 对称的左侧执行机构和右侧 执行机构， 所述左侧执行机构和所述右侧执行机构均包括 一个伸縮轴， 以及设于所述伸縮 轴外侧的支撑轮， 所述伸縮轴均通过动力元件提供动力， 并通过传动元件控制所述伸縮轴 执行伸縮动作， 初始状态， 所述支撑轮相对于所述车辆的车轮以及地面是 悬空的， 其轮距 与所述车辆的轮距相同。

进一步地， 所述车辆车架的前部和后部分别设有所述执行 机构。

具体地， 所述动力元件包括高压储气罐、 电磁阀及管路， 所述高压储气罐通过所述管 路经所述电磁阀和所述传动元件相连， 所述电磁阀与所述 ECU相连， 所述传动元件包括气 缸， 所述气缸通过所述管路经所述电磁阀与所述高 压储气罐相连， 所述气缸通过固定板与 所述伸縮轴相连。

具体地， 所述动力元件包括液压泵站、 电磁阀及管路， 所述液压泵站通过所述管路经 所述电磁阀和所述传动元件相连， 所述电磁阀与所述 ECU相连， 所述传动元件包括液压缸， 所述液压缸通过所述管路经所述电磁阀与所述 液压泵站相连， 所述液压缸通过固定板与所 述伸縮轴相连。

具体地， 所述动力元件包括驱动电机， 所述驱动电机与所述 ECU相连， 所述传动元件 包括相啮合的齿轮和齿条， 所述齿条设置在所述伸縮轴上， 所述齿轮与所述驱动电机相连 并通过其驱动。

本发明实施例还提供了另一种含有所述的车辆 多功能侧翻判定系统的自动防侧翻装 置， 所述装置包括所述车辆多功能侧翻判定系统和 执行机构， 所述执行机构与所述 ECU相 连并由其控制动作， 所述执行机构至少包括前左车轮制动控制装置 、 前右车轮制动控制装 置、 后左车轮制动控制装置及后右车轮制动控制装 置， 所述执行机构还包括设于所述车辆 车架上且对称的左侧执行机构和右侧执行机构 ， 所述左侧执行机构和所述右侧执行机构均 包括一个伸縮轴， 以及设于所述伸縮轴外侧的支撑轮， 所述伸縮轴均通过动力元件提供动 力， 并通过传动元件控制所述伸縮轴执行伸縮动作 ， 初始状态， 所述支撑轮相对于所述车 辆的车轮以及地面是悬空的， 其轮距与所述车辆的轮距相同； 所述前左车轮制动控制装置、 所述前右车轮制动控制装置、 所述后左车轮制动控制装置及所述后右车轮制 动控制装置， 在 ECU 的控制下对车辆转弯外侧的前左车轮和后左车 轮或前右车轮和后右车轮实施交替刹 车。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果 是：

本发明实施例所述车辆多功能侧翻判定系统， 通过设于车辆的车架与车桥之间的位移 传感器检测车辆载荷的偏移量， 传输给 ECU 并通过它测得车辆的载重量， 从而人为对装载 货物进行平衡调整， 或者通过 ECU启动偏载报警模块。

本发明实施例还提供了一种自动防侧翻装置， 包括上述车辆多功能侧翻判定系统及与 其相连的执行机构， 通过位移传感器检测车辆的车桥左侧车轮和右 侧车轮载荷的偏移量， 并传输给 ECU进行车辆侧翻判断， 通过 ECU根据判断结果启动执行机构， 阻止了侧翻的发 生。 由于任何一种原因致使车辆侧翻， 最终都体现在车轮承载向侧翻一侧车轮的偏移 ， 本 发明正是基于这一原理而研制， 故本发明相比现有技术， 具有使用范围广泛， 准确度高的 优点。 附图说明

图 1是本发明一实施例所述系统的逻辑控制图；

图 1A是本发明另一实施例所述系统的逻辑控制图� ��

图 2是本发明实施例所述系统的在车辆的安装位� �说明图；

图 3a是本发明一实施例所述装置中的所述执行机� ��的主视图；

图 3b是图 3a的仰视图；

图 4是本发明另一实施例所述装置中的所述执行� �构的仰视图；

图 5是本发明再一实施例所述装置中的所述执行� �构的仰视图；

图 6a是安装有本发明实施例所述装置防止车辆向� ��侧翻时的状态图；

图 6b是图 6a复位时的状态图；

图 6c是安装有本发明实施例所述装置防止车辆向� ��侧翻时的状态图；

图 6d是图 6c复位时的状态图；

图 6e是安装有本发明实施例所述装置的车辆所有� ��轮腾空时防侧翻与翻滚的状态图； 图 6f是图 6e复位时的状态图；

图 7是本发明实施例所述装置防止车辆向右侧翻� �的状态图。

图中： 1前左位移传感器， 2前右位移传感器， 3后左位移传感器， 4后右位移传感器， 5显示模块， 6ECU, 7左侧执行机构， 8右侧执行机构， 9预报警模块；

10车架， 11前左车轮， 12前右车轮， 13弹性元件， 14前车桥， 15后左车轮， 16后右 车轮， 17后车桥；

21支撑轮， 22伸縮轴， 23固定板， 24气缸， 25电磁阀， 26高压储气罐， 27液压缸， 28齿条， 29齿轮， 30液压泵站， 31车速传感器， 32方向盘转角传感器， 33前左车轮制动 控制装置， 34前右车轮制动控制装置， 35后左车轮制动控制装置， 36后右车轮制动控制装 置。 具体实施方式

为使本发明的目的、 技术方案和优点更加清楚， 下面将结合附图对本发明实施方式作 进一步地详细描述。

实施例 1

如图 1 所示， 本发明实施例所述的一种车辆多功能侧翻判定 系统， 包括至少两个位移 传感器， 与所述位移传感器分别相连的 ECU 6 ( Electronic Control Unit , 电子控制单元， 又称 "行车电脑"、 "车载电脑")， 以及与所述 ECU 6 相连的输出装置， 所述位移传感器按 照两个为一组的规律分布， 至少有一组所述位移传感器分别设置在所述车 辆车架 10与所述 车辆车桥之间。

其中， 车桥也称之为车轴。

参见图 2， 本例以单车桥的三轮车为例加以说明， 所述车桥为单车桥， 则所述位移传感 器数量为两个， 所述的两个位移传感器 1、 2分别对称安装在所述车辆车架 10两侧与所述 车辆车桥 14之间， 并垂直于所述车辆车桥 14和所述车架 10。

具体地， 参见图 2， 本例中， 以普通四轮车为例， 其包括一个前车桥 14和一个后车桥 17， 所述系统参见图 1， 所述位移传感器的数量为四个， 并分为两组， 包括对称设置的前左 位移传感器 1和前右位移传感器 2，以及对称设置的后左位移传感器 3和后右位移传感器 4。 参见图 2， 其中的一组所述位移传感器， 即前左位移传感器 1和前右位移传感器 2， 分别对 称安装在所述车辆车架 10两侧与所述车辆前车桥 14之间并垂直于所述车辆前车桥 14和所 述车架 10。 参见图 1， 另外的一组所述位移传感器， 即后左位移传感器 3和后右位移传感 器 4， 分别对称安装在所述车辆车架 10两侧 （参见图 2 ) 与所述车辆最末车桥 17之间并垂 直于所述车辆最末车桥 17和所述车架 10 (参见图 2)。 所有的位移传感器的两端分别固定 在车架 10外侧和车桥上， 所有位移传感器的输出端分别对应连接到 ECU 6输入端， 所有的 位移传感器均用于检测车架 10外侧和车桥之间的垂直位移量， 这一位移量等于安装位移传 感器那一侧车架 10相对应悬挂系统那一侧弹性元件 13的弹性变形量 X。通过导线将这一变 形量传送给 ECU 6， 通过 ECU 6中的 CPU (中央处理器） 处理变换， 计算出位移传感器相对 应的那一个车轮的承载量。 ECU 6通过位移传感器检测到车架 10外侧和车桥之间的垂直位 移量计算出车架相对于车桥的位移速度， 这一位移速度就是车架的翻转速度。

参见图 2， 承载量的计算如下， 根据胡克定律， 可计算出车辆车架 10左侧相对于车辆 前车桥之间弹性元件 13的弹力， 即？左=1¾左。 其中， F是弹性元件 13的弹力， K是弹性 元件 13的倔强系数， X是弹性元件 13的变形量， F左也等于车辆车架 10对弹性元件 13的 压力， 这个压力也就等于车辆前车桥 14左侧车轮的承重量。 据此可计算出车辆前车桥 14 右侧车轮、 车辆后车桥 17左侧和右侧车轮的承重量。

进一步地， 当所述车辆包括四个以上车轮且包括多个前车 桥和多个后车桥时， 还可以 根据需要， 在所述每个前车桥与车架之间、 或所述后车桥与所述车架之间分别对称设有所 述位移传感器。 本例中， 参见图 1， 所述输出装置包括显示模块 5和预报警模块 9。

进一步地， 参见图 1， 所述系统还包括一个输入模块 （图中未绘出）， 所述输入模块与 所述 ECU 6相连， 方便了系统的输入。

进一步地， 所述系统还连接着一个执行机构， 所述执行机构用于防止所述车辆侧翻。 其中， 所述执行机构可以是任何的现有防侧翻技术， 该执行机构均可与本发明所述车辆多 功能侧翻判定系统相匹配。

由此可见， 通过对本发明所述系统 ECU 6 的功能扩展， 使得系统同时具有： 车辆自动 防侧翻、 车辆翻转速度检测、 车辆的载重计量、 装载货物偏载指示及报警功能。 实施例 2

参见图 1，本发明实施例还提供了一种含有实施例 1中所述的车辆多功能侧翻判定系统 的自动防侧翻装置， 所述装置包括所述车辆多功能侧翻判定系统和 执行机构， 所述执行机 构与所述 ECU 6 相连并由其控制动作， 所述防侧翻装置至少包括一个所述执行机构， 根据 所述车架的长度和车辆的核定载荷设置所述执 行机构的数量， 每个所述执行机构均包括设 于所述车辆车架上并且对称的左侧执行机 7和右侧执行机构 8， 参见图 3b， 所述左侧执行 机构 Ί (参见图 1 ) 和所述右侧执行机构 8 (参见图 1 ) 均包括一个伸縮轴 22， 以及设于所 述伸縮轴 22外侧的支撑轮 21， 所述伸縮轴 22均通过动力元件提供动力， 并通过传动元件 控制所述伸縮轴 22执行伸縮动作， 初始状态， 所述支撑轮相对于所述车辆的车轮以及地面 是悬空的， 其轮距和车辆的轮距相同。

具体地， 本实施例中， 左侧执行机 7和右侧执行机构 8横向设于所述车辆车架上， 用 以防止所述车辆左右侧翻。

当然， 本领域技术人员可以理解， 左侧执行机 7和右侧执行机构 8纵向设于所述车辆 车架上， 用以防止所述车辆前后侧翻。 其中， 动力元件可用气压驱动、 液压驱动、 机械驱 动三种方式。

如图 1所示， 前左位移传感器 1和前右位移传感器 2， 以及后左位移传感器 3和后右位 移传感器 4的电路的输出端分别连接到 ECU 6的输入端， 该 ECU 6的输出端分别连接左、 右执行机构； 上述 ECU 6的输出端还分别接液晶显示器、 预报警模块 9、 系统设置电路接入 上述 ECU 6； 稳压电源连接控制器的各个部分。

上述 ECU 6的左侧执行机构 7及右侧执行机构 8的输出电路是对称的。

具体地， 参见图 2， 本例中， 所述系统参见图 2， 所述位移传感器的数量为四个， 并分 为两组， 包括对称设置的前左位移传感器 1和前右位移传感器 2， 以及对称设置的后左位移 传感器 3和后右位移传感器 4。其中的一组所述位移传感器， 即前左位移传感器 1和前右位 移传感器 2，分别对称安装在所述车辆车架 10与所述车辆前车桥 14之间并垂直于所述车辆 前车桥 14和所述车架 10。另外的一组所述位移传感器， 即后左位移传感器 3和后右位移传 感器 4，分别对称安装在所述车辆车架 10与所述车辆最末车桥 17之间并垂直于所述车辆最 末车桥 17和所述车架 10。 所有的位移传感器的两端分别固定在车架 10外侧和车桥上， 所 有位移传感器的输出端分别对应连接到 ECU 6 输入端， 所有的位移传感器均用于检测车架 10外侧和车桥之间的垂直位移量，这一位移量� ��于安装位移传感器那一侧车架 10相对应车 桥的悬挂系统那一侧弹性元件 13的弹性变形量。 通过导线将这一变形量传送给 ECU 6， 通 过 ECU 6中的 CPU (中央处理器） 处理变换， 计算出位移传感器相对应的那一个车轮的承载 量。 ECU 6通过位移传感器检测到车架 10外侧和车桥之间的垂直位移量计算出位移速� ��， 这一位移速度就是车架的翻转速度。 车架的翻转速度也可通过计算车辆载荷的偏移 速度而 求得。 参见图 1， ECU 6分别接收前左位移传感器 1和前右位移传感器 2、 以及后左位移传感 器 3和后右位移传感器 4的位移量， ECU 6中的 CPU进行如下三部计算：

第一步计算： 计算出安装在车辆前车桥 14和后车桥 17的前左位移传感器 1和前右位 移传感器 2、 以及后左位移传感器 3和后右移传感器 4相对应车辆左前轮和左后轮、车辆右 前轮和右后轮的承载量；

第二步计算： 车辆左前轮和左后轮的承载量相加等于 G左， 车辆右前轮和右后轮的承 载量相加等于 G右；

第三步计算： 第三部计算就是将车辆左侧与右侧车轮的承载 量进行比对， 当 G左大于 G 右时， G右 /6左=¥左； 当 G右大于 G左时， G左 /6右=¥右。 其中， Y左是车辆载荷向左侧 车轮偏移的偏移率， Y右是车辆载荷向右侧车轮偏移的偏移率。偏� �率 Y左或 Y右计算数值 越大车辆的侧翻趋势越小， 反之则车辆的侧翻趋势越大。

当偏移率 Y左或者 Y右值达到第一个给定峰值 （偏载设定值） 时， ECU 6经延时并向报 警模块发出车辆偏载报警。应用上述计算方法 即车辆（前左车轮载荷 +前右车轮载荷） / (后 左车轮载荷 +后右车轮载荷） 计算出车辆载荷的前或后偏移率， 当达到给定峰值时进行前翻 或者后翻报警。 并同样可计算出车辆的前或后翻转速度。

当偏移率 Y左或者 Y右达到第二个给定峰值 （车辆侧翻设定值即侧翻临界值） 时， ECU 6向报警模块发出车辆侧翻报警的同时， ECU 6的输出端还向车辆车轮承载最大并急剧增加 的那一侧的执行机构发出防侧翻指令， 执行机构动作。 车辆侧翻设定值 （即侧翻临界值） 根据 ECU检测到车架的翻转速度而调整， 当车架的翻转速度大时车辆侧翻设定值 （即车辆 载荷偏移率 Y左或者 Y右第二个给定峰值） 适当加大， 反之则减小。 当偏移率 Y左或者 Y 右恢复到系统设定安全值范围内时， ECU 6发出终止防侧翻指令， 使装置处于伺服状态。

进一步地， 所述车辆车架 10的前部和后部分别设有所述执行机构。

如图 3a及 3b所示， 具体地参见图 3b， 本例中， 所述动力元件包括高压储气罐 26、 左 侧的和右侧的电磁阀 25及各自的管路， 所述高压储气罐 26通过所述管路经各自的电磁阀 25与所述各自的传动元件相连， 每个所述传动元件均包括气缸 24， 所述气缸 24活塞杆伸 縮管路接口通过所述管路经各自的电磁阀 25与所述高压储气罐 26相连， 所述气缸 24活塞 杆的终端通过固定板 23与所述伸縮轴 22相连。 其中， ECU 6输出端中的左、 右执行机构的 输出的电源信号线对应连接所述左侧的和右侧 的电磁阀 25的电源信号线。

如图 3b所示， 初始状态， 伸縮轴 22的支撑轮 21是悬空的且横向于车架， 回縮复位后 和车辆的其他车轮的轮距相同。 本例中， 左侧的驱动气缸 24和右侧的驱动气缸 24的缸体 分别横向垂直固定在车架 10的左内侧和右内侧， 其各自的活塞杆的终端在车架 10的外侧 通过各自的固定板 23与各自的伸縮轴 22连接固定， 各自的活塞杆带动各自的伸縮轴 22伸 縮。 各自的电磁阀 25的电源信号线分别对应连接 ECU 6输出端中的左、 右执行机构的输出 的电源信号线， 通过 ECU 6控制各自的电磁阀 25， 进而控制高压储气罐 26向左、 右的驱动 气缸 24供气管路的启闭。 高压储气罐 26的输出管路经各自的电磁阀 25连接和控制着各自 的活塞杆带动各自的伸縮轴 22的伸縮。

如图 4所示， 本例中， 所述动力元件包括液压泵站 30、 左侧的和右侧的电磁阀及各自 的管路， 所述液压泵站 30通过所述管路经各自的电磁阀 25与所述各自的传动元件相连， 每个所述传动元件均包括液压缸 27，所述液压缸 27活塞杆的伸縮管路接口通过所述管路经 各自的电磁阀 25与所述液压泵站 30相连， 所述液压缸活塞杆 27的终端通过固定板 23与 所述伸縮轴 22相连。 其中， ECU输出端中的执行机构的输出的电源信号线对 应连接所述电 磁阀的电源信号线。 液压驱动原理同气压驱动原理， 本例不再赘述。

如图 5 所示， 本例中， 所述动力元件包括左侧的和右侧的驱动电机， 所述各自的驱动 电机分别与所述 ECU 6相连， 每个所述传动元件均包括相啮合的齿轮 29和齿条 28， 所述齿 条 28设置在所述伸縮轴 22上， 所述齿轮 29与所述驱动电机相连并通过其驱动。

如图 5所示， 驱动电动机带动齿轮 29与伸縮轴 22上的齿条 28啮合， 通过电机正转或 反转驱动伸縮轴 22作伸縮动作。 由 ECU 6的输出端引出的左、 右执行机构的电源及控制信 号， 经导线对应连接到左侧驱动电机和右侧驱动电 机电源的输入端。

装有本发明实施例所述装置的车辆， 在静止或运行过程中， 有可能存在以下几种侧翻 的可能， 本例以气压驱动为例加以说明：

如图 6a所示， 当车辆承载偏移率 Y左达到车辆侧翻设定峰值时， 本装置的多功能侧翻 判定系统判定车辆向左侧侧翻， ECU 6输出端向左侧执行机构的电磁阀 25发出打开左侧的 气缸 24活塞杆伸出气阀的指令， 左侧的气缸 24的活塞杆带动车辆左侧的伸縮轴 22快速向 车辆左侧伸出， 当伸縮轴 22外端的支撑轮接触地面时， 伸縮轴 22外端的支撑轮在车辆的 左侧产生一个支撑， 阻止了车辆向左侧的侧翻。 如图 7 所示， 此图是在车辆发生侧翻时， 本装置阻止车辆侧翻的示意图， 此图依车辆向右侧翻为例。 本装置的执行机构在车辆载荷 偏移率 Y右达到侧翻设定峰值时， 本装置右侧的伸縮轴 22在驱动装置的驱动下快速伸向车 体右侧， 伸出后伸縮轴 22外端的支撑轮与地面接触， 此时伸縮轴 22在车体右侧产生了一 个支撑， 阻止了车辆侧翻的发生。

如图 6b所示，当车辆伸縮轴 22外端的支撑轮在车辆的左侧产生一个支撑（� ��见图 6a)， 阻止了车辆向左侧的侧翻， 使偏移率 Y左恢复到安全值时， ECU 6的输出端向左侧执行机构 的电磁阀 25发出关闭左侧的气缸 24活塞杆伸出气阀的指令， 同时发出打开左侧的气缸 24 活塞杆回縮气阀的指令， 左侧的气缸 24的活塞杆带动伸縮轴 22快速縮回， 使本装置处于 防侧翻伺服状态。

如图 6c所示， 还可参见图 7， 当偏移率 Y右达到车辆侧翻设定值时， 本装置的多功能 侧翻判定系统判定车辆向右侧侧翻， ECU 6输出端向右侧执行机构的电磁阀 25发出打开右 侧的气缸 24活塞杆伸出气阀的指令， 右侧的气缸 24的活塞杆带动车辆右侧的伸縮轴 22快 速向车辆右侧伸出， 当伸縮轴 22外端的支撑轮接触地面时， 伸縮轴 22在车辆的右侧产生 一个支撑， 阻止了车辆向右侧的侧翻。

如图 6d所示， 当伸縮轴 22在车辆的右侧产生一个支撑（参见图 6c)， 阻止了车辆向右 侧的侧翻， 使偏移率 Y右恢复到安全值时， ECU 6的输出端向右侧执行机构的电磁阀 25发 出关闭右侧的气缸 24活塞杆伸出气阀的指令， 同时发出打开右侧的气缸 24活塞杆回縮气 阀的指令， 右侧的气缸 24的活塞杆带动其伸縮轴 22快速縮回， 使本装置处于防侧翻伺服 状态。

如图 6e所示， 当前述的前左位移传感器 1和前右位移传感器 2， 以及后左位移传感器 3和后右位移传感器 4的位移量均为零时（即车辆前左车轮 11、前右车轮 12、后左车轮 15、 后右车轮 16， 这四个车轮的承载均为零）， 本装置多功能侧翻判定系统的 ECU 6判定车辆处 于悬空状态， 此时车辆落地处于不确定状态， 为了防止车辆落地侧翻或者翻滚， 此时 ECU 6 的输出端同时向本装置左侧执行机构的和右侧 执行机构的电磁阀 25发出打开左侧的和右侧 的气缸 24活塞杆伸出气阀的指令， 左侧的和右侧的气缸 24的活塞杆带动车辆左侧和右侧 的伸縮轴 22同时快速向车辆左侧和右侧伸出， 在车辆落地时阻止车辆向左或右侧翻。 当车 辆落地时处于翻滚状态时， 由于车体两侧伸出的轮轴， 也同样阻止车辆的翻滚。

如图 6f所示， 当车辆落地 Y左或者 Y右恢复到设定的安全值时， ECU 6输出端同时向 左侧执行机构和右侧执行机构的电磁阀 25发出关闭左侧和右侧气缸 24活塞杆伸出气阀的 指令， 同时发出打开左侧和右侧气缸 24活塞杆回縮气阀的指令， 左侧和右侧气缸 24的活 塞杆带动伸縮轴 22快速縮回， 使本装置处于防侧翻伺服状态。

本发明的优点总结在于：

1、 所述系统采用位移传感器及智能化的电子控制 单元 ECU, 反应灵敏， 控制可靠， 使 车辆在发生侧翻危险时， 控制所述装置向侧翻的那一侧伸出一个轮轴， 伸縮轴外端的支撑 轮给车辆产生一个侧向支撑， 阻止了侧翻的发生。

2、 所述装置防止任何因素造成的车辆侧翻。 所述装置判断车辆是否发生侧翻的方案是 基于： ECU通过对车辆左侧车轮和右侧车轮承载量的偏 移率进行判断的， 而任何一种原因致 使车辆侧翻， 最终都体现在车轮承载向侧翻一侧车轮的偏移 ， 因此所述装置能够防止任何 因素造成的车辆侧翻，

3、 所述装置独立于车辆的任何系统， 不影响车辆的其它任何功能。

4、 所述装置在车辆发生侧翻危险时自动向侧翻那 一侧伸出一个轮轴， 伸縮轴外端的支 撑轮给车辆产生一个侧向支撑， 当车辆侧翻危险消除时， 伸縮轴自动回縮复位， 不用驾驶 员操作。

5、 所述系统的多功能性体现在， 通过对 ECU的功能扩展， 所述装置可同时具有： 车辆 自动防侧翻、 车辆的载重计量、 装载货物偏载指示及报警功能。

6、 所述装置安装方便。 实施例 3

如图 1A所示， 本实施例与实施例 1的区别在于： 所述系统包括一个方向盘转角传感器 32和一个车速传感器 31，所述方向盘转角传感器 32和所述车速传感器 31分别与所述 ECU 6 相连， 其余相同之处， 本实施例不再赘述。 具体地， 所述方向盘转角传感器 32检测驾驶员操作方向盘的转角角度和转角速� ��， 车 速传感器 31检测车辆的运行速度， 方向盘转角传感器 32和车速传感器 31的输出端分别对 应连接到 ECU6的输入端。

本发明实施例所述车辆多功能侧翻判定系统， 通过设于车辆的车桥与车桥之间的位移 传感器检测车辆载荷的偏移量， 传输给 ECU 并通过它测得车辆的载重量， 从而人为对装载 货物进行平衡调整， 或者通过 ECU启动偏载报警模块。 实施例 4

参见图 1A所示， 本发明实施例还提供了另一种含有所述的车辆 多功能侧翻判定系统的 自动防侧翻装置， 所述装置包括实施例 3 中所述的车辆多功能侧翻判定系统和执行机构 ， 所述执行机构与所述 ECU 6 相连并由其控制动作， 所述执行机构至少包括前左车轮制动控 制装置 33、 前右车轮制动控制装置 34、 后左车轮制动控制装置 35及后右车轮制动控制装 置 36， 对单个车轮实施刹车的制动控制装置是公知技 术本实施例不再赘述， 所述执行机构 还包括设于所述车辆车架上且对称的左侧执行 机构 7和右侧执行机构 8，所述左侧执行机构 7和所述右侧执行机构 8均包括一个伸縮轴 22 (参见图 3b)， 以及设于所述伸縮轴 22 (参 见图 3b )外侧的支撑轮 21 (参见图 3b)， 所述伸縮轴 22 (参见图 3b )均通过动力元件提供 动力， 并通过传动元件控制所述伸縮轴 22 (参见图 3b ) 执行伸縮动作， 初始状态， 所述伸 縮轴 22横向于车架 10， 所述支撑轮 21 (参见图 3b ) 相对于所述车辆的车轮以及地面是悬 空的， 其轮距与所述车辆的轮距相同； 所述前左车轮制动控制装置 33、 所述前右车轮制动 控制装置 34、 所述后左车轮制动控制装置 35及所述后右车轮制动控制装置 36， 在 ECU的 控制下对车辆转弯外侧的前左车轮和后左车轮 或前右车轮和后右车轮实施交替刹车。

其中， 实施例 4与实施例 2的区别在于： 实施例 4中所述的系统还包括一个方向盘转 角传感器 32和一个车速传感器 31， 实施例 4中所述装置还包括前左车轮制动控制装置、� � 右车轮制动控制装置、 后左车轮制动控制装置及后右车轮制动控制装 置， 其余结构相同， 相同之处本实施例不再赘述。

参见图 1A， 本发明实施例还提供的自动防侧翻装置， 包括上述车辆多功能侧翻判定系 统及与其相连的执行机构， 通过位移传感器 1、 2、 3、 4检测车辆的车桥左侧车轮和右侧车 轮载荷的偏移量和车架的偏转速度， 方向盘转角传感器 32和车速传感器 31检测车辆的运 行状态， 并传输给 ECU 6进行车辆侧翻判断， 通过 ECU 6根据判断结果启动执行机构， 阻 止车辆侧翻的发生。 由于任何一种原因致使车辆侧翻， 最终都体现在车轮承载向侧翻一侧 车轮的偏移， 本发明正是基于这一原理而研制， 故本发明相比现有技术， 具有使用范围广 泛， 准确度高防侧翻效果更好的优点。

参见图 1A， 本实施例中， ECU 6分别接收前左位移传感器 1和前右位移传感器 2、 以及 后左位移传感器 3和后右位移传感器 4的位移量， ECU 6中的 CPU进行如下三部计算： 第一步计算： 计算出安装在车辆前车桥 14和后车桥 17的前左位移传感器 1和前右位 移传感器 2、 以及后左位移传感器 3和后右移传感器 4相对应车辆左前轮和左后轮、车辆右 前轮和右后轮的承载量；

第二步计算： 车辆左前轮和左后轮的承载量相加等于 G左， 车辆右前轮和右后轮的承 载量相加等于 G右；

第三步计算： 第三部计算就是将车辆左侧与右侧车轮的承载 量进行比对， 当 G左大于 G 右时， G右 /6左=¥左； 当 G右大于 G左时， G左 /6右=¥右。 其中， Y左是车辆载荷向左侧 车轮偏移的偏移率， Y右是车辆载荷向右侧车轮偏移的偏移率。偏� �率 Y左或 Y右计算数值 越大车辆的侧翻趋势越小， 反之则车辆的侧翻趋势越大。 车辆载荷的偏移率也可由前左位 移传感器 1和后左位移传感器 3、以及前右位移传感器 2和后右位移传感器 4的位移量直接 求得， 同时还可求得车架的翻转速度。

当偏移率 Y左或者 Y右值逐渐减小到第一个给定峰值 （偏载设定值）， 此时方向盘转角 传感器 32和车速传感器检 31测到车辆正在以一定的方向盘转角和车速下� ��弯， 则 ECU 6 判定偏移率 Y左或者 Y右值的减小是由车辆转弯的离心力造成的， 此时 ECU6向报警模块 9 发出车辆偏载报警， 并同时向车辆转弯外侧 （即车辆车轮承载最大并急剧增加的那一侧） 前左车轮制动控制装置 33和后左车轮制动控制装置 35或前右车轮制动控制装置 34和后右 车轮制动控制装置 36发出刹车信号， 使前左车轮和后左车轮或前右车轮和后右车轮 交替刹 车， 当偏移率 Y左或者 Y右值恢复到第一个给定峰值 （偏载设定值） 以上时上述刹车停止， 报警解除。当方向盘转角传感器 32和车速传感器 31检测到车辆正在以一定的速度直线（或 方向盘转角传感器小于一定的转角） 行驶时， 偏移率 Y左或者 Y右值逐渐减小到第一个给 定峰值 （偏载设定值）， 则 ECU判定偏移率 Y左或者 Y右值的增加是由车辆载荷的偏载或道 路倾斜、 侧向力的原因造成的， ECU 6向报警模块发出车辆偏载报警。 当车速传感器 31检 测速度为零时， 偏移率 Y左或者 Y右值逐渐减小， 则 ECU判定车辆在停车状态下载荷正在 向一侧滑移， 偏移率 Y左或者 Y右值逐渐减小到第一个给定峰值 （偏载设定值） 时， ECU 6 向报警模块发出车辆偏载报警。

所述的车辆多功能侧翻判定系统依据上述同样 的方法对车辆前轮和后轮的载荷的对 比， 做出车辆前翻或后翻做出判断和预警。

当偏移率 Y左或者 Y右超越第一个给定峰值 （偏载设定值） 达到第二个给定峰值 （车 辆侧翻设定值即侧翻临界值） 时， ECU 6向报警模块发出车辆侧翻报警的同时， ECU 6的输 出端还向车辆车轮承载最大并急剧增加的那一 侧的左侧执行机构或右侧执行机构发出防侧 翻指令， 左侧执行机构或右侧执行机构动作。 车辆侧翻设定值 （即侧翻临界值） 根据 ECU 检测到车架的翻转速度而调整， 当车架翻转速度大时车辆侧翻设定值（即车辆 载荷偏移率 Y 左或者 Y右第二个给定峰值） 适当加大， 反之则减小。 当偏移率 Y左或者 Y右恢复到系统 设定安全范围内时， ECU 6发出终止防侧翻指令， 使装置处于伺服状态。

本发明实施例的优点总结在于：

1、 所述系统采用位移传感器、 方向盘转角传感器、 车速传感器及智能化的电子控制单 元 ECU, 反应灵敏， 控制可靠， 当车辆发生侧翻危险时， 本系统执行机构具有两道防侧翻措 施， 在第一道防侧翻措施 （即 ECU对转弯车辆外侧车轮刹车） 仍不能阻止车辆侧翻趋势继 续加大时， 则本系统执行机构第二道防侧翻措施即左侧执 行机构 7或右侧执行机构 8所述 装置向侧翻的那一侧伸出一个轮轴， 伸縮轴外端的支撑轮给车辆产生一个侧向支撑 ， 阻止 了侧翻的发生。 在车辆转弯发生侧翻危险时， 由于第一道防侧翻措施的作用， 减少了第二 道防侧翻措施的伸縮轮轴向转弯车体外侧的伸 出机率。

2、 所述装置防止任何因素造成的车辆侧翻。 所述装置判断车辆是否发生侧翻的方案是 基于： ECU通过对车辆左侧车轮和右侧车轮承载量的偏 移率进行判断的， 而任何一种原因致 使车辆侧翻， 最终都体现在车轮承载向侧翻一侧车轮的偏移 ， 因此所述装置能够精准的判 断车辆侧翻， 并防止任何因素造成的车辆侧翻，

3、 所述装置执行机构的两道防止车辆侧翻措施， 即第一道在车辆转弯时对车辆转弯外 侧的前后车轮交替刹车防侧翻和第二道左侧执 行机构或右侧执行机构的伸縮轮轴向侧翻一 侧伸出防侧翻， 也可在一辆车上与所述的车辆多功能侧翻判定 系统单独组成防侧翻机构使 用。

4、 所述装置独立于车辆的任何系统， 不影响车辆的其它任何功能。

5、 所述装置在车辆发生侧翻危险时， ECU 自动启动防侧翻执行机构阻止车辆侧翻， 当 侧翻危险消除时防侧翻执行机构自动复位。 系统是智能的， 不用驾驶员操作。

6、 所述系统的多功能性体现在， 通过对 ECU的功能扩展， 所述装置可同时具有： 车辆 自动防侧翻、 车辆前翻或者后翻预警、 车身翻转速度的检测、 车辆的载重计量、 装载货物 偏载指示及报警功能。 7、 所述装置安装方便。

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。