CN108688600B - 主动翻车保护 - Google Patents

Abstract

一种用于机动车辆的翻车减轻装置包括安装到车顶总成的框架，在框架内设置有横向安装的可展开翻车保护器轴。该框架包括安装到车顶总成的一对侧面安装导轨和在该一对侧面安装导轨之间延伸的管状横梁。当处于收起位置时，可展开翻车保护器轴大体上设置在管状横梁内，并通过设置在管状横梁内的弹簧从收起位置被致动到锁定展开位置。当传感器检测到机动车辆的侧倾角度超过预定值时，控制器致动释放锁以将可展开翻车保护器轴释放到展开位置。展开锁将可展开翻车保护器轴限制在展开位置。

Description

主动翻车保护

技术领域

本发明大体上涉及一种用于特别是在诸如运动型多用途车辆的具有相对较高重心的机动车辆的情况下减轻翻车事件的装置和方法，并且更具体地涉及当超过临界翻车角度θ时释放的弹簧加载的翻车保护器轴。

背景技术

机动车辆翻车事件对所有种类的轻型机动车辆(特别是轻型卡车(如皮卡)、运动型多用途车辆和箱式货车)的设计提出了挑战。特别是运动型多用途车辆的轻型卡车倾向于以比其他车辆更高的速率经历倾翻和未倾翻的翻车事件。为了避免这样的翻车事件，各种车辆稳定性控制系统和驾驶员辅助系统(例如车道偏离警告和轮胎压力警告)可以帮助驾驶员避免和/或克服这种事件。然而，除了这样的车辆稳定性控制系统和驾驶员辅助系统之外，在翻车事件的事件中将展开的实用的主动翻车保护系统将是有用的。

发明内容

根根据本发明的一个方面，主动翻车保护系统(ARPS)采用用于机动车辆的翻车减轻装置，其以高效和稳健的方式解决了上述问题，而对车辆体系结构没有重大改变。翻车减轻装置包括安装到车顶总成的框架，在该框架内设置有横向安装的保护器轴，其中保护器轴从锁定收起位置被致动到锁定展开位置；以及控制器，其中当传感器检测到机动车辆的侧倾角度超过预定值时，控制器致动释放锁以释放保护器轴。

本发明的第一方面的实施例可以包括以下特征中的任何一个或其组合：

·将保护器轴限制在展开位置的展开锁；

·安装到车顶总成的一对侧面安装导轨和在该一对侧面安装导轨之间延伸的管状横梁，其中当处于收起位置时，可展开翻车保护器轴大体上设置和隐藏在管状横梁内；

·包括中空管的管状横梁，其中可展开翻车保护器轴在收起位置和展开位置之间在该管内滑动；

·具有大体上圆形横截面的管状横梁；

·具有大体上矩形横截面的管状横梁；

·设置在管内的弹性元件，该弹性元件将保护器轴致动到展开位置；

·一对管状横梁和一对保护器轴，其中该一对保护器轴中的每一个都设置在该一对管状横梁中的每一个内，并且可在收起位置和展开位置之间滑动；

·邻接杆，该邻接杆平行于该一对侧面安装导轨中的一个并且靠近该一对侧面安装导轨中的一个设置，其中该邻接杆附接到从该一对管状横梁延伸的该一对保护器轴中的每一个的远端，并且当保护器轴处于展开位置时，从车辆横向移位预定距离；

·一对管状横梁，该一对管状横梁包括具有锁定状态的展开锁，该锁定状态将该一对保护器轴中的一个限制在展开位置；

·具有锁定状态和解锁状态的释放锁，该锁定状态将翻车保护器轴限制在收起位置，该解锁状态释放翻车保护器轴；

·一对释放锁，该一对释放锁包括与该一对管状横梁中的一个可操作地连接的电动致动的锁定螺栓以及在该一对可展开翻车保护器轴中的每一个的近端中的开口，当该一对可展开翻车保护器轴中的一个处于收起位置时，该电动致动的锁定螺栓被接收在开口内，以将该一对可展开翻车保护器轴中的一个保持在收起位置；

·该一对电动致动的螺栓锁中的每一个安装在该一对管状横梁中的每一个的近端处；

·控制器，该控制器同时将该一对释放锁中的每一个的电动致动的锁定螺栓从该一对可展开翻车保护器轴中的每一个的开口撤回，以使得一对弹簧将该一对翻车保护器轴致动到展开位置；

·一对展开锁，该一对展开锁包括与该一对管状横梁中的一个可操作地连接的弹簧加载的锁定螺栓和设置在该一对可展开翻车保护器轴中的每一个的近端上的撞销基部，该该一对展开锁将该一对可展开翻车保护器轴中的一个限制在展开位置；

·一对弹簧加载的锁定螺栓安装在该一对管状横梁中的每一个的远端处；和

·释放锁，该释放锁包括与管状横梁可操作地连接并且安装在该管状横梁的近端处的电动致动的锁定螺栓和在可展开翻车保护器轴的近端中的开口，当可展开翻车保护器轴处于收起位置时，电动致动的锁定螺栓被接收在开口内，以将可展开翻车保护器轴保持在收起位置，并且展开锁包括与管状横梁的远端处可操作地连接并安装在管状横梁的远端处的弹簧加载的锁定螺栓，该锁定螺栓接合设置在可展开翻车保护器轴的近端上的撞销基部，以将可展开翻车保护器轴限制在展开位置。

根据本发明的另一方面，一种具有车顶总成的用于机动车辆的翻车减轻装置包括刚性地安装到车顶总成的框架总成，框架包括安装到车顶总成的一对侧面安装导轨和在该一对侧面安装导轨之间延伸的一对管状横梁。一对可展开翻车保护器轴的每一个可滑动地设置在该一对管状横梁中的一个内，可展开翻车保护器轴的每一个具有收起位置和展开位置，其中一对弹簧的每一个将该一对翻车保护器中的一个致动到展开位置。一对释放锁的每一个与该一对可展开翻车保护器轴中的一个可操作地连接，以将该一对翻车保护器轴中的一个保持在收起位置，该一对释放锁具有锁定状态和释放状态，该锁定状态将该一对翻车保护器轴中的一个限制在收起位置，该释放状态将该一对翻车保护器轴中的一个释放。一对展开锁的每一个与该一对可展开翻车保护器轴中的一个可操作地连接并且具有锁定状态，该锁定状态将该一对可展开翻车保护器轴中的一个限制在展开位置。传感器适于感测机动车辆相对于竖直平面的侧倾角度，并且控制器与传感器和释放锁可操作地连接，其中控制器在传感器检测到机动车辆相对于竖直平面的侧倾角度超过预定侧倾角度时同时致动该一对释放锁以将该一对释放锁置于释放状态并且允许一对弹簧致动该一对翻车保护器轴至展开位置。

根据本发明的另一方面，一种用于机动车辆的翻车减轻装置包括安装至车顶总成的框架，在框架内设置有横向安装的可展开翻车保护器轴。框架包括安装到车顶总成的一对侧面安装导轨和在该一对侧面安装导轨之间延伸的管状横梁。当处于收起位置时，保护器轴大体上设置在管状横梁内，并且通过设置在管状横梁内的弹簧从收起位置被致动至锁定展开位置。当传感器检测到机动车辆的侧倾角度超过预定值时，控制器致动释放锁以将可展开翻车保护器轴释放到展开位置。展开锁将可展开翻车保护器轴限制在展开位置。

根据本发明，提供一种用于机动车辆的翻车减轻装置，包括：

安装到车顶总成的框架总成，在框架总成内设置有横向安装的保护器轴，其中保护器轴从锁定收起位置被致动到锁定展开位置；和

控制器，其中当传感器检测到机动车辆的侧倾角度超过预定值时，控制器致动释放锁以释放保护器轴。

根据本发明的一个实施例，该装置还包括将保护器轴限制在展开位置的展开锁。

根据本发明的一个实施例，其中框架总成包括安装到车顶总成的一对侧面安装导轨和在该一对侧面安装导轨之间延伸的管状横梁，并且其中当处于收起位置时保护器轴大体上设置并隐藏在管状横梁内。

根据本发明的一个实施例，其中管状横梁包括中空管，并且保护器轴在收起位置和展开位置之间在中空管内滑动地往复运动。

根据本发明的一个实施例，其中中空管具有大体上圆形的横截面。

根据本发明的一个实施例，其中中空管具有大体上矩形的横截面。

根据本发明的一个实施例，该装置还包括设置在中空管内的弹性元件，弹性元件将保护器轴致动到展开位置。

根据本发明的一个实施例，该装置还包括一对管状横梁和一对保护器轴，其中该一对保护器轴中的每一个均设置在该一对管状横梁中的每一个内，并且可在收起位置和展开位置之间滑动。

根据本发明的一个实施例，该装置还包括邻接杆，该邻接杆平行于该一对侧面安装导轨中的一个并且靠近该一对侧面安装导轨中的一个设置，其中邻接杆附接到从该一对管状横梁延伸的该一对保护器轴中的每一个的远端，并且当保护器轴处于展开位置时，从车辆横向移位预定距离。

根据本发明的一个实施例，其中该一对管状横梁中的每一个包括展开锁，展开锁具有锁定状态，锁定状态将该一对保护器轴中的一个限制在展开位置。

根据本发明的一个实施例，其中释放锁具有锁定状态和解锁状态，锁定状态将保护器轴限制在收起位置，解锁状态释放保护器轴。

根据本发明，提供一种用于具有车顶总成的机动车辆的翻车减轻装置，该翻车减轻装置包括：

框架总成，框架总成刚性地安装到车顶总成，框架总成包括安装到车顶总成的一对侧面安装导轨和在该一对侧面安装导轨之间延伸的一对管状横梁；

一对可展开翻车保护器轴中的一个，每个可展开翻车保护器轴可滑动地设置在该一对管状横梁中的一个内，可展开翻车保护器轴的每一个具有收起位置和展开位置；

一对弹簧，该一对弹簧的每一个将该一对翻车保护器轴中的一个致动至展开位置；

一对释放锁，该一对释放锁的每一个与该一对可展开翻车保护器轴中的一个可操作地连接，以将该一对可展开翻车保护器轴中的一个保持在收起位置，该一对释放锁具有锁定状态和释放状态，锁定状态将该一对可展开翻车保护器轴中的一个限制在收起位置，释放状态释放该一对可展开翻车保护器轴中的一个；

一对展开锁，该一对展开锁的每一个与该一对可展开翻车保护器轴中的一个可操作地连接并且具有锁定状态，锁定状态将该一对可展开翻车保护器轴中的一个限制在展开位置；

传感器，该传感器适于感测机动车辆相对于竖直平面的侧倾角度；和

与传感器和释放锁可操作地连接的控制器，其中当传感器检测到机动车辆相对于竖直平面的侧倾角度超过预定侧倾角度时，控制器同时致动该一对释放锁以将该一对释放锁置于释放状态并且允许一对弹簧将该一对翻车保护器轴致动到展开位置。

根据本发明的一个实施例，该装置还包括邻接杆，邻接杆在该一对保护器轴处于展开位置时平行于该一对侧面安装导轨中的一个并且接近该一对侧面安装导轨中的一个设置，其中邻接杆附接到从该一对管状横梁延伸的该一对保护器轴中的每一个的远端并且当该一对可展开翻车保护器轴处于展开位置时从车辆横向移位预定距离。

根据本发明的一个实施例，其中该一对释放锁中的每一个包括电动致动的锁定螺栓和在该一对可展开翻车保护器轴中的每一个的近端中的开口，电动致动的锁定螺栓与该一对管状横梁中的一个可操作地连接，当该一对可展开翻车保护器轴中的一个处于收起位置时，一对电动致动的锁定螺栓中的一个被接收在开口中，以将该一对可展开翻车保护器轴中的一个保持在收起位置。

根据本发明的一个实施例，其中该一对电动致动的锁定螺栓中的每一个安装在该一对管状横梁中的每一个的近端处。

根据本发明的一个实施例，其中控制器的致动同时将该一对释放锁中的每一个的电动致动的锁定螺栓从该一对可展开翻车保护器轴中的每一个的开口撤回，以使得一对弹簧将该一对可展开翻车保护器轴致动到展开位置。

根据本发明的一个实施例，其中该一对展开锁中的每一个包括与该一对管状横梁中的一个可操作地连接的弹簧加载的锁定螺栓和设置在该一对可展开翻车保护器轴中的每一个的近端上的撞销基部，该一对展开锁中的每一个将该一对可展开翻车保护器轴中的一个限制在展开位置。

根据本发明的一个实施例，其中该一对展开锁的弹簧加载的锁定螺栓中的每一个安装在该一对管状横梁中的每一个的远端处。

根据本发明，提供一种用于机动车辆的翻车减轻装置，包括：

框架总成，该框架总成安装到车顶总成，在框架总成内设置有横向安装的可展开翻车保护器轴，其中框架总成包括安装到车顶总成的一对侧面安装导轨和在该一对侧面安装导轨之间延伸的管状横梁，并且其中当处于收起位置时，可展开翻车保护器轴大体上设置在管状横梁内并且通过设置在管状横梁内的弹簧从收起位置被致动到锁定展开位置；

控制器，该控制器在传感器检测到机动车辆的侧倾角度超过预定值时致动释放锁以将可展开翻车保护器轴释放到展开位置；和

展开锁，该展开锁将可展开翻车保护器轴限制在展开位置中。

根据本发明的一个实施例，其中释放锁包括电动致动的锁定螺栓和在可展开翻车保护器轴的近端中的开口，电动致动的锁定螺栓与管状横梁可操作地连接并且安装在管状横梁的近端处，当可展开翻车保护器轴处于收起位置时，电动致动的锁定螺栓被接收在开口中，以将可展开翻车保护器轴限制在收起位置中；和

展开锁包括与管状横梁的远端可操作地连接并且安装在管状横梁的远端处的弹簧加载的锁定螺栓，该锁定螺栓接合设置在可展开翻车保护器轴的近端上的撞销基部，以将可展开翻车保护器轴限制在展开位置中。

根据本发明，提供一种用于机动车辆的翻车减轻装置，包括：

框架总成，该框架总成完全安装到车顶总成，在车顶总成内设置有横向安装的保护器轴，其中保护器轴从锁定收起位置被致动到锁定展开位置；和

控制器，其中当传感器检测到机动车辆的侧倾角度超过预定值时，控制器致动释放锁以释放保护器轴。

根据本发明的一个实施例，该装置还包括将保护器轴限制在展开位置的展开锁。

根据本发明的一个实施例，其中框架总成包括安装到车顶总成的一对侧面安装导轨和在该一对侧面安装导轨之间延伸的管状横梁，并且其中当处于收起位置时保护器轴大体上设置并隐藏在管状横梁内。

根据本发明的一个实施例，其中管状横梁包括中空管，并且保护器轴在收起位置和展开位置之间在中空管内滑动地往复运动。

根据本发明的一个实施例，其中中空管具有大体上圆形的横截面。

根据本发明的一个实施例，其中中空管具有大体上矩形的横截面。

根据本发明的一个实施例，该装置还包括设置在中空管内的弹性元件，弹性元件将保护器轴致动到展开位置。

根据本发明的一个实施例，该装置还包括一对管状横梁和一对保护器轴，其中该一对保护器轴中的每一个均设置在该一对管状横梁中的每一个内，并且可在收起位置和展开位置之间滑动。

根据本发明的一个实施例，该装置还包括邻接杆，该邻接杆平行于该一对侧面安装导轨中的一个并且靠近该一对侧面安装导轨中的一个设置，其中邻接杆附接到从该一对管状横梁延伸的该一对保护器轴中的每一个的远端，并且当保护器轴处于展开位置时，从车辆横向移位预定距离。

根据本发明的一个实施例，其中该一对管状横梁中的每一个包括展开锁，展开锁具有锁定状态，锁定状态将该一对保护器轴中的一个限制在展开位置。

根据本发明的一个实施例，其中释放锁具有锁定状态和解锁状态，锁定状态将保护器轴限制在收起位置，解锁状态释放保护器轴。

根据本发明，提供一种用于具有车顶总成的机动车辆的翻车减轻装置，该翻车减轻装置包括：

框架总成，框架总成完全并且刚性地安装到车顶总成，框架总成包括安装到车顶总成的一对侧面安装导轨和在该一对侧面安装导轨之间延伸的一对管状横梁；

一对可展开翻车保护器轴中的一个，每个可展开翻车保护器轴可滑动地设置在该一对管状横梁中的一个内，可展开翻车保护器轴的每一个具有收起位置和展开位置；

一对弹簧，该一对弹簧的每一个将该一对翻车保护器轴中的一个致动至展开位置；

一对释放锁，该一对释放锁的每一个与该一对可展开翻车保护器轴中的一个可操作地连接，以将该一对可展开翻车保护器轴中的一个保持在收起位置，该一对释放锁具有锁定状态和释放状态，锁定状态将该一对可展开翻车保护器轴中的一个限制在收起位置，释放状态释放该一对可展开翻车保护器轴中的一个；

一对展开锁，该一对展开锁的每一个与该一对可展开翻车保护器轴中的一个可操作地连接并且具有锁定状态，锁定状态将该一对可展开翻车保护器轴中的一个限制在展开位置；

传感器，该传感器适于感测机动车辆相对于竖直平面的侧倾角度；和

与传感器和释放锁可操作地连接的控制器，其中当传感器检测到机动车辆相对于竖直平面的侧倾角度超过预定侧倾角度时，控制器同时致动该一对释放锁以将该一对释放锁置于释放状态并且允许一对弹簧将该一对翻车保护器轴致动到展开位置。

根据本发明的一个实施例，该装置还包括邻接杆，邻接杆在该一对保护器轴处于展开位置时平行于该一对侧面安装导轨中的一个并且接近该一对侧面安装导轨中的一个设置，其中邻接杆附接到从该一对管状横梁延伸的该一对保护器轴中的每一个的远端并且当该一对可展开翻车保护器轴处于展开位置时从车辆横向移位预定距离。

根据本发明的一个实施例，其中该一对释放锁中的每一个包括一对电动致动的锁定螺栓中的一个和在该一对可展开翻车保护器轴中的每一个的近端中的开口，电动致动的锁定螺栓与该一对管状横梁中的一个可操作地连接，并且当该一对可展开翻车保护器轴中的一个处于收起位置时，该一对电动致动的锁定螺栓中的一个被接收，以将该一对可展开翻车保护器轴中的一个保持在收起位置。

根据本发明的一个实施例，其中该一对电动致动的锁定螺栓中的每一个安装在该一对管状横梁中的每一个的近端处。

根据本发明的一个实施例，其中控制器的致动同时将该一对释放锁中的每一个的电动致动的锁定螺栓从该一对可展开翻车保护器轴中的每一个的开口撤回，以使得一对弹簧将该一对可展开翻车保护器轴致动到展开位置。

根据本发明的一个实施例，其中该一对展开锁中的每一个包括与该一对管状横梁中的一个可操作地连接的弹簧加载的锁定螺栓和设置在该一对可展开翻车保护器轴中的每一个的近端上的撞销基部，该一对展开锁中的每一个将该一对可展开翻车保护器轴中的一个限制在展开位置。

根据本发明的一个实施例，其中该一对展开锁的弹簧加载的锁定螺栓中的每一个安装在该一对管状横梁中的每一个的远端处。

根据本发明，提供一种用于机动车辆的翻车减轻装置，包括：

框架总成，该框架总成完全安装到车顶总成，在框架总成内设置有横向安装的可展开翻车保护器轴，其中框架总成包括安装到车顶总成的一对侧面安装导轨和在该一对侧面安装导轨之间延伸的管状横梁，并且其中当处于收起位置时，可展开翻车保护器轴大体上设置在管状横梁内并且通过设置在管状横梁内的弹簧从收起位置被致动到锁定展开位置；

控制器，该控制器在传感器检测到机动车辆的侧倾角度超过预定值时致动释放锁以将可展开翻车保护器轴释放到展开位置；和

展开锁，该展开锁将可展开翻车保护器轴限制在展开位置中。

根据本发明的一个实施例，其中释放锁包括电动致动的锁定螺栓和在可展开翻车保护器轴的近端中的开口，电动致动的锁定螺栓与管状横梁可操作地连接并且安装在管状横梁的近端处，当可展开翻车保护器轴处于收起位置时，电动致动的锁定螺栓被接收在开口中，以将可展开翻车保护器轴限制在收起位置中；和

展开锁包括与管状横梁的远端可操作地连接并且安装在管状横梁的远端处的弹簧加载的锁定螺栓，该锁定螺栓接合设置在可展开翻车保护器轴的近端上的撞销基部，以将可展开翻车保护器轴限制在展开位置中。

本领域技术人员在研究以下说明书、权利要求书和附图时将理解和领会本发明的这些和其他方面、目的和特征。

附图说明

在附图中：

图1是经历翻车事件的机动车辆的主视图；

图2是描绘侧倾旋转轴的机动车辆的前侧透视图；

图3是机动车辆的主视图，其中翻车减轻装置的横向安装的可展开翻车保护器轴处于其展开位置；

图4是机动车辆的俯视图，其中图3的翻车减轻装置的横向安装的可展开翻车保护器轴处于其展开位置；

图5是图3的翻车减轻装置的框架总成的主视透视图，其中横向安装的可展开翻车保护器轴处于其收起位置；

图6是沿图5中所示的线VI-VI截取的图3的翻车减轻装置的释放锁的侧剖视图；

图7是图3的翻车减轻装置的框架总成的主透视图，其中横向安装的可展开翻车保护器轴处于其展开位置；

图8A是经历翻车事件并且恰好在图3的翻车减轻装置与地面接触之前的机动车辆的主视图，其中图3的翻车减轻装置的横向安装的可展开翻车保护器轴处于其展开位置；

图8B是经历翻车事件并且恰好在图3的翻车减轻装置与地面接触之后的机动车辆的主视图，其中图3的翻车减轻装置的横向安装的可展开翻车保护器轴保持处于其展开位置；

图9是图3的翻车减轻装置的框架总成的管状横梁的横截面图，其中横向安装的可展开翻车保护器轴处于其收起位置；和

图10是图3的翻车减轻装置的框架总成的管状横梁的横截面图，其中横向安装的可展开翻车保护器轴处于其展开位置。

具体实施方式

为了本文的描述，术语“上”、“下”、“右”、“左”、“后”、“前”、“垂直”、“水平”、“内部”、“外部”及其派生应涉及如图1所示的本发明。然而，应当理解，本发明可以采取各种替代方向，除非明确地指定相反。还应当理解，在附图中示出并且在下面的说明书中描述的具体装置和过程是在所附权利要求中限定的发明构思的简单示例性实施例。因此，与本文公开的实施例相关的特定尺寸和其他物理特性不被认为是限制性的，除非权利要求明确地另有说明。

参考图1至4，附图标记10大体上表示机动车辆。机动车辆10包括车身总成12，多个乘客车门14、发动机罩16、后挡板18和挡风玻璃20组装在车身总成12上，以封闭乘员舱22。车身总成12还具有整体式车顶总成24，如已知的，其包括底部结构支撑件(未示出)，外部车身顶板26将被附接至底部结构支撑件。机动车辆还可以可选地包括安装到车顶总成24上的行李导轨28。机动车辆10还包括多个车轮30，机动车辆10支撑在该多个车轮30上。如已知的，车轮30经由悬架和传动系部件(未示出)与机动车辆10可操作地连接。

如图1所示，机动车辆10可以通过其外部物理尺寸以及其在垂直于机动车辆10的纵向轴线的竖直平面中的质量重心CG来描述。也就是说，机动车辆10可以由车轮30之间的轮距T和地面上的重心CG的高度或Hcg限定。利用该信息，可以确定车辆10的静态稳定系数(SSF)，并且可以将其表示为：

SSF＝(轮距的0.5)/(CG的高度)＝T/(2*Hcg)，

其中Θ＝机动车辆10将侧倾到其侧面而不是返回到其车轮30上的角度。表达式进一步减化并且可以表示为：

Tan(Θ)＝T/(2*Hcg)

因此，根据上述表达式，可以预测将发生翻车事件的角度阈值。过去，包括侧倾稳定性控制(RSC)的车辆稳定性控制已经被用于避免超过翻车角度Θ或预定侧倾角度，超过其将发生翻车事件。这种RSC系统经由使用控制器32和可操作地连接的翻车传感器34直接地监控机动车辆10的侧倾运动，翻车传感器能够感测机动车辆10的翻车角度Θ，这种RSC系统对机动车辆10稳定性敏感并且有助于响应于机动车辆10的过度侧倾运动而动态地增强机动车辆10的稳定性。这种系统的挑战在于，它们对于极端的客户使用是稳健的，并且难以校准以在不太敏感的情况下预期。因此，尽管这样的RSC系统可以响应于道路诱导的侧倾时刻以试图辅助驾驶员并避免进一步的侧倾角度位移，但是这样的系统在实际发生翻车事件的情况下不提供保护。

根据本公开，经由翻车减轻装置40提供主动翻车保护。翻车减轻装置40包括安装到车顶总成24的框架总成42。框架总成42大体上由安装到车顶总成24的一对侧面安装导轨44以及在一对侧面安装导轨44之间横向延伸并安装到一对侧面安装导轨44上的一个或多个横梁46构成。优选地，框架总成42是与上述的行李导轨28集成。也就是说，现有的行李导轨28可以被修改并且配备有本文公开的翻车减轻装置40的主动部件。

翻车减轻装置40还包括至少一个横向安装的可展开翻车保护器轴50。可展开翻车保护器轴50优选为刚性高强度金属管。如可能在图9和10中最好地示出的，可展开翻车保护器轴50安装在横梁46内并且具有锁定收起位置和锁定展开位置。优选地，横梁46包括高强度中空金属管，并且可展开翻车保护器轴50被接收在管状横梁46内并且在收起位置和展开位置之间在管状横梁46内滑动。管状横梁46优选地具有大体上圆形的横截面，但是可以具有大体上矩形、三角形、六边形或其他几何横截面构造。如图5所示，当处于收起位置时，可展开翻车保护器轴50通常并且大体上设置并隐藏在管状横梁46内。因此，当处于收起位置时，翻车减轻装置40看起来非常像普通行李导轨28。

如在普通行李导轨28中常见的，优选地，框架总成42包括在一对侧面安装导轨44之间延伸的至少一对管状横梁46，每个横梁46中包含可展开翻车保护器轴50，可展开翻车保护器轴50可以在横梁46中在收起位置和展开位置之间滑动地往复运动。尽管本文描述的优选实施例中公开了一对可展开翻车保护器轴50，在下文中参考这样的一对可展开翻车保护器轴50，但是可以设想具有足够坚固性和强度的单一可展开翻车保护器轴50可以安装在单个管状横梁46内，并且仍然有利地利用了本文描述的翻车减轻装置40的益处。

如此设置的一对管状横梁46中的每一个还优选地包括设置在管状横梁46的近端54内并且靠近近端54的弹性元件52，该弹性元件52将可展开翻车保护器轴50从收起位置致动到展开位置。尽管弹性元件52优选地包括机械卷曲的压缩弹簧，如图9和10中最好的示出，可以设想，可以采用其他弹性元件52，例如充气管。此外，可以设想，与安全气囊技术中使用的那些类似的烟火技术可以用于将可展开翻车保护器轴50致动到展开位置，如下面进一步描述的。

为了抵抗将一对可展开翻车保护器轴50致动到展开位置的弹性元件52，翻车减轻装置40进一步优选地包括一对释放锁56，每个释放锁56与一对管状横梁46中的一个可操作地连接。一对释放锁56中的每一个包括电动致动的锁定螺栓58和在一对可展开翻车保护器轴50中的每一个的近端62处的开口60，该电动致动的锁定螺栓58与一对管状横梁46中的一个可操作地连接，当可展开翻车保护器轴50处于收起位置时，电动致动的锁定螺栓58被接收在开口内。通过将电动致动的锁定螺栓58捕获在可展开翻车保护器轴50的近端62处的开口60内，可展开翻车保护器轴50保持在收起位置。一对电动致动的锁定螺栓58中的每一个优选地安装在一对管状横梁46中的每一个的近端54处。

随着可能的翻车事件出现并继续演变，翻车传感器34向控制器32发送指示机动车辆10的瞬时侧倾角度Θ的信号。当控制器32确定机动车辆10的瞬时侧倾角度Θ超过对应于预定侧倾角度Θ的预定值，超过该预定侧倾角度Θ将会发生翻车事件，控制器32经由线路68致动释放锁56以释放一对可展开翻车保护器轴50。特别是在存在一对可展开翻车保护器轴50的情况下，控制器32的致动优选地同时将一对释放锁56中的每一个的电动致动的锁定螺栓58从一对可展开翻车保护器轴50中的每一个的开口60中撤回，以使得一对弹簧52同时致动一对可展开翻车保护器轴50至展开位置。

如图8A至8B所示，当一对可展开翻车保护器轴50处于展开位置时，一对可展开翻车保护器轴50各自从机动车辆10横向延伸预定距离。预定距离将从机动车辆10到机动车辆10变化并且应该至少为Hcg/cosΘ。当机动车辆10翻车时，可展开翻车保护器轴50的远端64与地面接触。然而，由于机动车辆10与地面的第一次接触是通过可展开翻车保护器轴50的远端64而不是机动车辆10的侧面，所以机动车辆的横向角动量突然终止并且机动车辆10不太可能继续侧倾。在翻车减轻装置40模拟时，机动车辆10最终移动离开地面。因此，防止了翻车事件并且机动车辆10最终静止支撑在一对可展开翻车保护器轴50上。

优选地，翻车减轻装置40还包括邻接杆66，同样优选地由高强度金属制成，设置成当一对可展开翻车保护器轴50处于展开位置时，平行于并接近一对侧面安装导轨44中的一个，其中邻接杆66附接到从一对管状横梁46延伸的一对可展开翻车保护器轴50中的每一个的远端64。与一对可展开翻车保护器轴50的远端64类似，当一对可展开翻车保护器轴50处于展开位置时，邻接杆66从机动车辆10横向地移位预定距离。

为了在可展开翻车保护器轴50已经被释放和展开之后将可展开翻车保护器轴50保持在展开位置，采用展开锁70以将可展开翻车保护器轴50限制在管状横梁46内。根据优选实施例，一对展开锁70中的每一个包括弹簧加载的锁定螺栓72和撞销基部74，该锁定螺栓72与一对管状横梁46中的一个可操作地连接，撞销基部74设置在一对可展开翻车保护器轴50中的每一个的近端上，如图6和10所示。当可展开翻车保护器轴50移动到展开位置时，弹簧加载的锁定螺栓72移动经过撞销基部74并且径向延伸到管状横梁46中并且与设置在一对可展开翻车保护器轴50中的每一个的近端62上的撞销基部74成抵接关系以将一对可展开翻车保护器轴50中的每一个限制在展开位置。优选地，一对展开锁70的弹簧加载的锁定螺栓72中的每一个安装在一对管状横梁46中的每一个的远端76处。

如上所述，行李导轨28可以配备有本公开的主动翻车减轻装置40。在锁定状态下，主动翻车减轻装置40看起来与普通行李导轨28非常相似。当超过临界翻车角度Θ时，随着可展开翻车保护器轴50被弹簧加载，可展开翻车保护器轴50将被释放。基于由翻车传感器34提供的信号的临界翻车角度Θ由控制器32利用以启动翻车减轻装置40的展开。可展开翻车保护器轴50然后在其释放后被置于锁定状态。由于机动车辆10的车身总成12不接触地面，翻车减轻装置40因此试图停止翻车事件并且保护乘员(未示出)以及机动车辆10。应该进一步认识到，控制器32和传感器34可以与机动车辆10的辅助约束系统(未示出)组合，由此用于减轻翻车事件的侧安全气囊也可以同时展开。

此外，尽管如在优选实施例中所示，机动车辆10的仅一侧(即，乘客侧)已经设置有本文公开的翻车减轻装置40，但是可以设想，可以设置镜像系统以在驾驶员侧提供翻车减轻。在这种情况下，可以设想，用于乘客和驾驶员侧的每一个的管状横梁46和可展开翻车保护器轴50可以简单地以交替顺序设置在框架总成42中并且指向乘客或驾驶员侧的任一侧，在翻车减轻装置40的框架总成42的每一侧上设置邻接杆66。因此，根据本文公开的优选实施例的翻车减轻装置40将表现为具有四个管状横梁46的行李导轨28。

本文公开的翻车减轻装置40因此相对易于安装，并且实际上可以以与行李导轨28当前附接的方式几乎相同的方式附接到机动车辆10的车顶总成24，其中翻车减轻装置40实际上与行李导轨28集成。本文公开的翻车减轻装置40进一步提供了用于翻车保护的有效且轻质而坚固的解决方案。本文公开的翻车减轻装置40实际上也可应用于任何机动车辆10，并特别适用应用于运动型多功能车辆。

本领域普通技术人员将理解，本公开和其他部件的构造不限于任何特定材料。本文公开的本公开的其他示例性实施例可以由多种材料形成，除非本文另有描述。

上面描述的方法、设备和系统可以以许多不同的硬件、软件或硬件和软件两者的不同组合来实现。例如，系统的全部或部分可以包括在控制器32、处理器、微处理器或专用集成电路(ASIC)中的电路，或者可以用离散逻辑或部件、或模拟或数字电路的其他类型的组合、组合在单个集成电路上或分布在多个集成电路中实现。上面描述的全部或部分逻辑可以被实现为由处理器、控制器或其他处理设备执行的指令，并且可以被存储在有形或非暂时性机器可读或计算机可读介质中，诸如闪速存储器、随机存储器(RAM)或只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)或其它机器可读介质，诸如光盘只读存储器(CDROM)或磁盘或光盘。因此，诸如计算机程序产品的产品可以包括存储介质和存储在介质上的计算机可读指令，该指令在端点、计算机系统或其他设备中执行时使得设备根据以上说明书的任一个执行操作。

系统的处理能力可以分布在多个系统部件之间，例如多个处理器和存储器之间，可选地包括多个分布式处理系统。参数、数据库和其他数据结构可以分开存储和管理，可以合并到单个存储器或数据库中，可以以许多不同的方式在逻辑和物理上组织，并且可以以多种方式实现，包括数据结构，诸如链接列表、哈希表或隐式存储机制。程序可以是单个程序的部分(例如子程序)、单独的程序、分布在多个存储器和处理器中，或者以许多不同的方式实现，诸如在库中，诸如共享库(例如动态链接库(DLL))。例如，DLL可以存储执行上述任何系统处理的代码。

为了本公开的目的，术语“连接”(其全部形式：连接(couple)、正在连接(coupling)、被连接(coupled)等)通常是指两个部件(电的或机械的)直接或间接地彼此连接。这种连接可能是在本质上静止的或在本质上可移动的。这种连接可以通过两个部件(电的或机械的)和与彼此或该两个部件一体地形成为单个整体的任何附加的中间元件来实现。这种连接本质上可以是永久性的，或者除非另有说明，否则可以是可去除的或可释放的。

为了本公开的目的，术语“可操作地连接”大体上意味着一个部件相对于另一个部件起作用，即使在第一和第二部件之间存在其他部件，并且术语“可操作”定义了部件之间的功能关系。

同样重要的是注意到，示例性实施例中所示的本公开的元件的构造和设置仅是说明性的。虽然在本公开中仅详细描述了本发明的几个实施例，但是阅读本公开内容本领域技术人员将容易理解，除非另有描述，许多修改是可能的(例如各种元件的尺寸、大小、结构、形状和比例、参数值、安装设置、材料的使用、颜色、取向等)，而不脱离所述主题的新颖性教导和优点。例如，示为整体形成的元件可以由多个部件构成，或示为多个部件的元件可以整体形成，接口的操作可以颠倒或改变，结构和/或元件或连接器的长度或宽度或系统的其他元件可以变化，和在元件之间提供的调节位置的性质或数量可以变化。应当注意，系统的元件和/或总成可以由任意各种各样的颜色、纹理和组合的提供足够的强度或耐久性的各种材料中的任何一种构成。因此，所有这些修改旨在包括在本发明的范围内。在不脱离本发明的精神的情况下，可以在期望的和其他示例性实施例的设计、操作位置和设置中进行其他的替换、修改、改变和省略。

应该理解，所描述的过程中的任何所描述的过程或步骤可以与其他公开的过程或步骤组合以形成在本公开的范围内的结构。本文公开的示例性结构和过程是用于说明的目的，而不是解释为限制。

还应该理解，在不脱离本发明的构思的情况下，可以对上述结构和方法进行变化和修改，并且还应该理解，这样的构思旨在由以下权利要求覆盖，除非这些权利要求通过他们的文字明确另有说明。

Claims (16)

1.一种用于机动车辆的翻车减轻装置，包括：

框架总成，所述框架总成刚性地安装到车顶总成，在所述框架总成内设置有横向安装的可展开翻车保护器轴，其中所述可展开翻车保护器轴从锁定收起位置被致动到锁定展开位置；

传感器，所述传感器适于感测所述机动车辆相对于竖直平面的侧倾角度；和

控制器，其中当所述传感器检测到所述机动车辆的侧倾角度超过预定值时，所述控制器致动释放锁以释放所述可展开翻车保护器轴；

其中所述框架总成包括安装到所述车顶总成的一对侧面安装导轨和在所述一对侧面安装导轨之间延伸的管状横梁以及将所述可展开翻车保护器轴限制在所述锁定展开位置中的展开锁，并且其中所述可展开翻车保护器轴当处于收起位置时大体上设置并隐藏在所述管状横梁内，所述展开锁包括可操作地连接并安装在所述管状横梁的远端处的弹簧加载的锁定螺栓，所述锁定螺栓接合设置在所述可展开翻车保护器轴的近端上的撞销基部以将所述可展开翻车保护器轴限制在所述锁定展开位置。

2.根据权利要求1所述的翻车减轻装置，其中所述释放锁具有将所述可展开翻车保护器轴限制在所述锁定收起位置的锁定状态和释放所述可展开翻车保护器轴的解锁状态。

3.根据权利要求1所述的翻车减轻装置，其中所述管状横梁包括中空管，并且所述可展开翻车保护器轴在所述中空管内在所述锁定收起位置与所述锁定展开位置之间滑动地往复运动。

4.根据权利要求3所述的翻车减轻装置，其中所述中空管具有大体上圆形的横截面。

5.根据权利要求3所述的翻车减轻装置，其中所述中空管具有大体上矩形的横截面。

6.根据权利要求3所述的翻车减轻装置，进一步包括设置在所述中空管内的弹性元件，所述弹性元件将所述可展开翻车保护器轴致动到所述锁定展开位置。

7.根据权利要求6所述的翻车减轻装置，其中所述弹性元件包括将所述可展开翻车保护器轴致动到所述锁定展开位置的弹簧。

8.根据权利要求7所述的翻车减轻装置，进一步包括一对管状横梁、一对可展开翻车保护器轴、一对释放锁、一对展开锁和一对弹性元件，其中所述一对可展开翻车保护器轴中的每一个设置在所述一对管状横梁中的每一个内，并且可在所述锁定收起位置和所述锁定展开位置之间滑动。

9.根据权利要求8所述的翻车减轻装置，进一步包括邻接杆，所述邻接杆在所述一对可展开翻车保护器轴处于所述锁定展开位置时平行于所述一对侧面安装导轨中的一个并且接近所述一对侧面安装导轨中的一个设置，其中所述邻接杆附接到从所述一对管状横梁延伸的所述一对可展开翻车保护器轴中的每一个的远端，并且所述邻接杆当可展开翻车保护器轴处于所述锁定展开位置时，从所述车辆横向地移位预定距离。

10.根据权利要求8所述的翻车减轻装置，其中所述一对管状横梁中的每一个包含所述一对展开锁，所述一对展开锁的每一个与所述一对可展开翻车保护器轴中的一个可操作地连接，所述一对展开锁包括与所述一对管状横梁中的一个可操作地连接的弹簧加载的锁定螺栓以及设置在所述一对可展开翻车保护器轴中的每一个的近端上的撞销基部，所述一对展开锁具有锁定状态，所述锁定状态将所述一对可展开翻车保护器轴中的所述一个限制在所述锁定展开位置。

11.根据权利要求8所述的翻车减轻装置，其中所述一对释放锁中的每一个包括电动致动的锁定螺栓和在可展开翻车保护器轴中的开口，所述电动致动的锁定螺栓中的每一个安装在所述一对管状横梁中的每一个的远端处并且与所述管状横梁可操作地连接，以将所述一对可展开翻车保护器轴中的一个保持在所述锁定收起位置，所述电动致动的锁定螺栓当可展开翻车保护器轴处于所述锁定收起位置时，被接收在所述开口中，所述一对释放锁具有锁定状态和释放状态，所述锁定状态将所述一对可展开翻车保护器轴中的一个限制在所述锁定收起位置，所述释放状态将所述一对可展开翻车保护器轴中的一个释放。

12.根据权利要求11所述的翻车减轻装置，其中所述控制器与所述传感器和所述一对释放锁可操作地连接，其中所述控制器在所述传感器检测到所述机动车辆相对于垂直平面的侧倾角度超过预定侧倾角度时的致动同时将所述一对释放锁中的每一个的所述电动致动的锁定螺栓从所述一对可展开翻车保护器轴中的每一个的所述开口撤回，以将所述一对释放锁置于所述释放状态，并且允许一对弹簧致动所述一对可展开翻车保护器轴到所述锁定展开位置。

13.根据权利要求8所述的翻车减轻装置，其中所述一对释放锁中的每一个包括电动致动的锁定螺栓和在所述一对可展开翻车保护器轴的每一个的近端中的开口，所述电动致动的锁定螺栓中的每一个安装在所述一对管状横梁中的每一个的近端处并且与所述一对管状横梁中的一个可操作地连接，所述一对电动致动的锁定螺栓中的一个当所述一对可展开翻车保护器轴中的一个处于所述锁定收起位置时，被接收在所述开口中，以将所述一对可展开翻车保护器轴中的一个保持在所述锁定收起位置。

14.一种用于机动车辆的翻车减轻装置，包括：

框架总成，所述框架总成安装到车顶总成，在所述框架总成内设置有横向安装的可展开翻车保护器轴，其中可展开翻车保护器轴从锁定收起位置被致动到锁定展开位置；和

控制器，其中当传感器检测到所述机动车辆的侧倾角度超过预定值时，所述控制器致动释放锁以释放可展开翻车保护器轴；

其中所述框架总成包括安装到所述车顶总成的一对侧面安装导轨和在所述一对侧面安装导轨之间延伸的管状横梁以及将可展开翻车保护器轴限制在所述锁定展开位置中的展开锁，并且其中可展开翻车保护器轴当处于收起位置时大体上设置并隐藏在所述管状横梁内，所述展开锁包括可操作地连接并安装在所述管状横梁的远端处的弹簧加载的锁定螺栓，所述锁定螺栓接合设置在可展开翻车保护器轴的近端上的撞销基部以将可展开翻车保护器轴限制在所述锁定展开位置。

15.一种用于具有车顶总成的机动车辆的翻车减轻装置，所述翻车减轻装置包括：

框架总成，所述框架总成刚性地安装到所述车顶总成，所述框架总成包括安装到所述车顶总成的一对侧面安装导轨和在所述一对侧面安装导轨之间延伸的一对管状横梁；

一对可展开翻车保护器轴中的一个，每个可展开翻车保护器轴可滑动地设置在所述一对管状横梁中的一个内，可展开翻车保护器轴中的每一个具有收起位置和展开位置；

一对弹簧，所述一对弹簧中的每一个将所述一对可展开翻车保护器轴中的一个致动到所述锁定展开位置；

一对释放锁，所述一对释放锁中的每一个与所述一对可展开翻车保护器轴中的一个可操作地连接，以将所述一对可展开翻车保护器轴中的一个保持在所述锁定收起位置，所述一对释放锁具有锁定状态和释放状态，所述锁定状态将所述一对可展开翻车保护器轴中的一个限制在所述锁定收起位置，所述释放状态释放所述一对可展开翻车保护器轴中的一个；

一对展开锁，所述一对展开锁中的每一个与所述一对可展开翻车保护器轴中的一个可操作地连接并且具有锁定状态，所述锁定状态将所述一对可展开翻车保护器轴中的一个限制在所述锁定展开位置；

传感器，所述传感器适于感测所述机动车辆相对于竖直平面的侧倾角度；和

与所述传感器和所述释放锁可操作地连接的控制器，其中所述控制器在所述传感器检测到所述机动车辆相对于竖直平面的侧倾角度超过预定侧倾角度时同时致动所述一对释放锁以将所述一对释放锁置于所述释放状态并且允许所述一对弹簧将所述一对可展开翻车保护器轴致动到所述锁定展开位置。

16.一种用于机动车辆的翻车减轻装置，包括：

框架总成，所述框架总成安装到车顶总成，在所述框架总成内设置有横向安装的可展开翻车保护器轴，其中所述框架总成包括安装到所述车顶总成的一对侧面安装导轨和在所述一对侧面安装导轨之间延伸的管状横梁，并且其中可展开翻车保护器轴当处于收起位置时，大体上设置在所述管状横梁内并且通过设置在所述管状横梁内的弹簧从收起位置被致动到锁定展开位置；

控制器，所述控制器在传感器检测到所述机动车辆的侧倾角度超过预定值时致动释放锁以将可展开翻车保护器轴释放到所述锁定展开位置；和

展开锁，所述展开锁将可展开翻车保护器轴限制在所述锁定展开位置中。

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