[发明专利]基于推力矢量的悬架弹簧失效应急防护控制系统及方法

说明书

基于推力矢量的悬架弹簧失效应急防护控制系统及方法属于车辆安全领域，中央处理模块的输入接口与悬架状态监测模块相连，输出接口与控制模块和报警器相连。执行模块的核心机构：悬架弹簧失效应急防护装置，包括气囊组件、推力矢量组件和防撞块等，气囊组件包括气体发生器和防护气囊等，推力矢量组件包括储气罐、比例阀和矢量喷嘴等。在悬架弹簧突发失效等异常时，该发明能根据弹簧受力、车辆装载情况、悬架上摆臂相对于轮顶处车身的角度等信息报警或同时执行应急防护操作：以恰当方式引爆失效悬架弹簧处防护气囊，使之充气弹出，并在推力矢量组件的作用下，垂直嵌入防撞块凹坑内，起到类似空气弹簧的作用，缓和冲击并保持车身姿态平衡。

技术领域

本发明涉及车辆安全技术领域，更为具体地，涉及基于推力矢量的悬架弹簧失效应急防护控制系统及方法。

背景技术

悬架是车架(或承载式车身)与车桥(或车轮)之间一切传力连接装置的总称，一般由弹性元件、减振器和导向机构等三部分组成，分别起缓冲、减振和导向的作用，其中，弹性元件常采用各种弹簧。作为悬架的关键部件，弹簧对车辆的动力学性能和运行品质有着重要影响，尤其影响车辆的乘坐舒适性、高速行驶安全性、行驶过程中的操控性以及车辆对复杂路面的适应性，因此，良好的悬架弹簧是保障汽车运行性能的关键因素之一。

悬架弹簧种类较多，但均工作环境复杂且载荷不断变化，另外，螺旋弹簧在路试试验和上市车型的市场反馈中，多数都存在失效、干涉、提前并圈以及刚度衰减等问题，严重影响了车辆的正常使用性能和耐久可靠性；扭杆弹簧，因表面脱碳较多、非金属夹杂物多，样件表面存在磕碰、机加痕迹等缺陷，在使用过程中，若受到扭转应力产生裂纹，将最终导致弹簧发生失效；空气弹簧主要因受到大的水平位移和扭转角度而失效，当然，气囊的应力、应变工况复杂，生产工序多，若结构设计不当，或工艺参数使用不正确，也易造成使用过程中空气弹簧失效。可见，造成悬架弹簧失效的原因很多且不易避免。

在悬架弹簧使用的过程中，失效是最严重的一种损坏形式，因弹簧失效导致车辆偏航甚至侧翻的事故时有发生，严重危害驾乘人员的人身和财产安全。近年来，随着汽车行业的快速发展，同时，在汽车召回制度等法律、法规的不断健全及整车越来越严格的安全测试环境下，人们对汽车安全性的要求也越来越高。因此，研究一种基于推力矢量的悬架弹簧失效应急防护控制系统及方法，防止因弹簧失效引发的交通事故，保护车辆底盘系统，保证人、车行驶安全，迫在眉睫且意义重大。

中国发明专利ZL201510538080.0公开了一种带磨耗板的波浪形止挡及防止弹簧失效的方法，该方法通过调节垂向止挡的刚度、变刚度和限位的位置来减小钢弹簧承受的垂向载荷，降低机车运行过程中钢弹簧产生的金属疲劳，从而防止弹簧失效。该方法能够防止机车的弹簧失效，但并不适用于车辆悬架弹簧失效的情况。

中国发明专利ZL201410213604.4公开了一种安全气囊，包括气筒及安全气囊气垫，通过使气体从气筒流入安全气囊内部而展开，该专利能实现普通安全气囊的作用，但不能实现安全气囊弹出方向的随需速调。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供基于推力矢量的悬架弹簧失效应急防护控制系统及方法，以解决现有的悬架弹簧在失效后容易引发交通事故的问题。