一种基于重力球装置的车辆侧翻预警装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111038382A(43)申请公布日2020.04.21(21)申请号201911422640.0(22)申请日2019.12.30(71)申请人山东理工大学地址255086山东省淄博市高新技术开发区高创园A座313室(72)发明人刘灿昌苏红建张鑫越栾军超周英超周长城(51)Int.Cl.B60Q9/00(2006.01)B60R21/01(2006.01)B60R16/023(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种基于重力球装置的车辆侧翻预警装置及方法(57)摘要本发明公开了一种汽车绊倒性侧翻的预警装置以及方法。重力球装置用球铰固定在汽车重心处，球铰支撑座起固定支撑作用。当汽车单个车轮碰到障碍物致使汽车发生侧偏时，重力球带动连杆和电阻器滑杆转动使滑线电阻阻值发生变化，此时电压信号采集装置采集产生变化的电压信号，当这个电压信号超过设计的电压阈值时，侧翻预警装置中的控制单元把信号输出给控制电路，点亮发光二极管，蜂鸣器发出警报，提醒驾驶员安全操作，降低汽车侧翻风险，从而实现侧翻预警功能。CN111038382ACN111038382A权利要求书1/1页1.基于重力垂向原理的重力球装置的车辆侧翻预警装置由重力球装置，电压信号采集装置和侧翻预警装置组成；重力球装置包括滑线电阻(1)、电阻器滑杆(2)、球铰(3)、球铰支撑座(4)、连杆(5)和重力球(6)；重力球(6)与连杆(5)固结，连杆(5)与球铰(3)固结，球铰(3)与电阻器滑杆(2)固结，电阻器滑杆(2)与连杆(5)在一条直线上，重力球(6)的质心和球铰(3)的中心均在该直线上；球铰(3)通过与连杆(5)垂直的销钉与球铰支撑座(4)铰接，重力球(6)能带动电阻器滑杆(2)在滑线电阻(1)和电阻器滑杆(2)确定的平面内左右摆动。滑线电阻(1)为圆弧形状，电阻器滑杆(2)绕球铰(3)转动时与滑线电阻(1)保持良好接触；滑线电阻(1)与车辆车身固定，当车辆侧偏时，电阻器滑杆(2)在重力球(6)重力作用下，导致电阻器滑杆(2)在滑线电阻(1)上滑动，改变滑线电阻(1)接入采样电路的电阻值。2.根据权利要求1所述装置，其特征在于，汽车的最大侧偏角也是重力球装置的最大侧偏角，重力球(6)的偏转引起滑线电阻(1)阻值的变化。以汽车向左侧偏为例，滑线电阻(1)的阻值变为最大值，此时电路中的电流达到最小值，由于分压电阻(11)不变，可根据分压公式计算出分压电阻(11)的电压：其中，V0是分压电阻(11)的电压，R0是滑线电阻(1)的阻值，R是分压电阻(11)的阻值，V是电池组(7)的电压，L是电阻器滑杆(2)的长度，K是滑线电阻(1)的长度，θ为侧翻临界角，OB的距离为汽车轮距的一半，AB的距离为汽车的重心高。2CN111038382A说明书1/3页一种基于重力球装置的车辆侧翻预警装置及方法技术领域[0001]本发明属于车辆主动安全预警技术领域，涉及一种车辆侧翻预警方法。背景技术[0002]汽车侧翻是重大交通安全事故之一，汽车侧翻所引起的交通事故占整个交通事故的30％左右。汽车侧翻造成严重的经济损失和严重的人员伤亡，因此研究侧翻事故发生的原因，采取有效预防措施成为人们十分关注和重视的课题。为了解决汽车侧翻问题，需要安装汽车安全侧翻预警装置，例如汽车ABS车轮防抱死系统，倒车雷达和倒车影像，安全气囊等。国外的一些高端车开始在车身底盘各种有效位置安装传感器，比如，后轴倾斜角传感器、车架倾斜角传感器、车厢倾斜角传感器等，用来检测车轴的倾斜角重心转移，汽车横向加速度等。但是，报警系统造价过高，在一些低端车中无法普及，另外，报警系统传感器容易老化，且存在信号误报、错报现象。发明内容[0003]本发明基于一种重力球装置的车辆侧翻预警装置由重力球装置、电压信号采集装置和侧翻预警装置组成。[0004]重力球装置包括滑线电阻、电阻器滑杆、球铰、球铰支撑座、连杆和重力球；重力球与连杆固结，连杆与球铰固结，球铰与电阻器滑杆固结，电阻器滑杆与连杆在一条直线上，重力球的质心和球铰的中心均在该直线上；球铰通过与连杆垂直的销钉与球铰支撑座铰接，重力球能带动电阻器滑杆在滑线电阻和电阻器滑杆确定的平面内左右摆动。滑线电阻为圆弧形状，电阻器滑杆绕球铰转动时与滑线电阻保持良好接触；滑线电阻与车辆车身固定，当车辆侧偏时，电阻器滑杆在重力球重力作用下，导致电阻器滑杆在滑线电阻上滑动，改变滑线电阻接入采样电路的电阻值。[0005]电压信号采集装置由电源、开关、输出端子、.滑线电阻、分压电阻和输入端子组成。电源、开关、滑线电阻和分压电阻组成闭合回路。滑线电阻为滑动变阻器，当滑线电阻阻值变化时，分压电阻两端电压发生变化，由输入端子和输