[发明专利]基于制动能量回收的客车防侧翻装置及方法

权利要求书

1.基于制动能量回收的客车防侧翻装置，其特征在于，包括电子控制单元、左侧防翻机构、右侧防翻机构、制动能量回收模块、制动踏板位移传感器和车身侧倾角传感器；

所述左侧防翻机构、右侧防翻机构分别设置在客车车架的左右两侧，均包括气缸、活塞、连杆、锥形支撑罩和若干万向轮；

所述气缸固定在客车车架上，所述活塞和所述气缸相配合，且活塞上的活塞杆朝下伸出气缸；

所述锥形支撑罩的尖端朝上、通过连杆和所述活塞杆固连，下端面呈圆环状；

所述若干万向轮均匀的设置在所述锥形支撑罩的下端面上；

所述气缸远离活塞杆的一端设有排气阀；所述排气阀采用电磁阀、和所述电子控制单元电气相连，用于根据电子控制单元的信号打开或关闭；

所述气缸靠近活塞杆的一端和活塞之间设有若干复位弹簧；

所述制动能量回收模块包括主动齿轮、从动齿轮、输入轴、电磁离合器、输出轴、空气压缩机、单向阀、储气室、压力传感器和三位两通电磁阀；所述电磁离合器、空气压缩机、储气室均固定在客车的车架上；

所述主动齿轮和客车的传动轴同轴固连；

所述从动齿轮和所述输入轴同轴固连， 且从动齿轮与主动齿轮啮合；

所述电磁离合器的输入端和所述输入轴固连，电磁离合器的输出端和所述输出轴的一端固连；

所述空气压缩机的传动齿轮的转轴和所述输出轴的另一端同轴固连，空气压缩机的气体出口通过单向阀和所述储气室的气体入口管道相连；其中，所述单向阀用于防止储气室中气体流向空气压缩机；

所述三位二通电磁阀的进气口与储气室相连，两个出气口通过管道分别和左侧防翻机构、右侧防翻机构的气缸的气体入口相连；

所述储气室中设有压力传感器；所述压力传感器用于检测储气室的气体压力，并将其传递给所述电子控制单元；

所述制动踏板位移传感器用于检测客车制动踏板的位移大小，并将其传递给所述电子控制单元；

所述车身侧倾角传感器用于检测客车侧倾角的大小，并将其传递给所述电子控制单元；

所述电子控制单元分别和所述左侧防翻机构的排气阀、右侧防翻机构的排气阀、电磁离合器、制动踏板位移传感器、车身侧倾角传感器、压力传感器、三位二通电磁阀电气相连，用于根据制动踏板位移传感器、车身侧倾角传感器、压力传感器的感应数据控制左侧防翻机构的排气阀、右侧防翻机构的排气阀、电磁离合器、三位二通电磁阀工作。

2.根据权利要求1所述的基于制动能量回收的客车防侧翻装置，其特征在于，所述左侧防翻机构、右侧防翻机构中万向轮的个数均为3个，复位弹簧的数量均为2根。

3.根据权利要求1所述的基于制动能量回收的客车防侧翻装置的防侧翻方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤1），电子控制单元采集制动踏板位移传感器信号，若制动踏板位移大于预设的制动踏板位移阈值，电子控制单元控制电磁离合器接合，带动空气压缩机工作，将产生的高压气体储存在储气室内；

步骤2），电子控制单元采集压力传感器信号，若储气室内气体压力高于预设的气体压力阈值，控制电磁离合器断开；

步骤3），电子控制单元采集车身侧倾角传感器信号，令车身侧倾角传感器感应到的车身侧倾角为正时客车向左侧倾斜、车身侧倾角为负时客车向右侧倾斜，预设的正侧倾角阈值和预设的负侧倾角阈值的绝对值相等：

步骤3.1），如果车身侧倾角为正且大于预设的正侧倾角阈值：

步骤3.1.1），电子控制单元控制三位二通电磁阀进口与左出口连通，使得储气室内的高压气体通过管道进入左侧防翻机构的气缸内；同时控制电磁离合器接合，带动空气压缩机工作，产生高压气体储存到储气室；此时，左侧防翻机构气缸内的高压气体推动左侧防翻机构的活塞克服左侧防翻机构的各个复位弹簧下移，进而通过左侧防翻机构的连杆使得左侧防翻机构的各个万向轮与地面接触，左侧防翻机构气缸内高压气体的反作用力作用于左侧车身，减小客车向左的车身侧倾角；

步骤3.1.2），当电子控制单元采集到车身侧倾角小于正侧倾角阈值一半时，电子控制单元控制三位二通电磁阀关闭，同时断开电磁离合器、打开左侧防翻机构的排气阀，此时，左侧防翻机构气缸内的高压气体从左排气阀排出，左侧防翻机构的活塞在左侧防翻机构的各个复位弹簧的作用下上移，左侧防翻机构的各个万向轮回到原位；

步骤3.2），如果车身侧倾角为负且小于预设的负侧倾角阈值：

步骤3.2.1），电子控制单元控制三位二通电磁阀进口与右出口连通，使得储气室内的高压气体通过管道进入右侧防翻机构的气缸内；同时控制电磁离合器接合，带动空气压缩机工作，产生高压气体储存到储气室；此时，右侧防翻机构气缸内的高压气体推动右侧防翻机构的活塞克服右侧防翻机构的各个复位弹簧下移，进而通过右侧防翻机构的连杆使得右侧防翻机构的各个万向轮与地面接触，右侧防翻机构气缸内高压气体的反作用力作用于右侧车身，减小客车向右的车身侧倾角；

步骤3.2.3），当电子控制单元采集到车身侧倾角大于负侧倾角阈值一半时，电子控制单元控制三位二通电磁阀关闭，同时断开电磁离合器、打开右侧防翻机构的排气阀，右侧防翻机构气缸内的高压气体从右侧防翻机构的排气阀排出，右侧防翻机构的活塞在右侧防翻机构的各个复位弹簧的作用下上移，右侧防翻机构的各个万向轮回到原位面；

步骤4），如果车身侧倾角大于等于预设的负侧倾角阈值且小于等于预设的正侧倾角阈值，电子控制单元控制电磁离合器断开。