電控分離式主動(dòng)防傾桿及防側(cè)傾方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及車輛控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電控分離式主動(dòng)防傾桿及防側(cè)傾方法。
【背景技術(shù)】
[0002]防傾桿作為一種車輛行駛安全輔助裝置正在被越來越多的運(yùn)用，其為汽車提供的防側(cè)傾能力已經(jīng)很好的被人們所發(fā)掘。但是傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的防傾桿僅僅是利用自身的抗扭能力給懸架提供一個(gè)反向力矩來防止側(cè)傾，防傾桿的抗扭能力一旦被安裝于車體上便成為一個(gè)相對(duì)固定的大小，不能根據(jù)車輛的行駛狀態(tài)來合理的調(diào)整其自身的防側(cè)傾能力?？古偠忍〉姆纼A桿在獨(dú)立懸架的汽車上會(huì)造成過彎時(shí)過多的外傾角，減少輪胎的接地面積;抗扭剛度太大的防傾桿是會(huì)造成輪胎無法緊貼地面，影響汽車的操控性。所以一種能夠主動(dòng)的調(diào)節(jié)其防側(cè)傾能力的防傾桿顯得更為符合市場(chǎng)的需求。
[0003]為了解決上述問題，德國寶馬公司已經(jīng)將一種基于液壓控制的主動(dòng)防傾桿用于其高端車型上，汽車零配件公司舍弗勒也擁有自己的機(jī)電式主動(dòng)防傾桿。雖然倆家公司的產(chǎn)品都已投入量產(chǎn)，但是由于其復(fù)雜而精密的機(jī)械結(jié)構(gòu)，其可維護(hù)性和性價(jià)比都相對(duì)較低。
[0004]國內(nèi)對(duì)于主動(dòng)防傾桿的研究也很多，湖南大學(xué)的周兵發(fā)明的“一種車用主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿”(專利申請(qǐng)?zhí)?201410066521.7)以伺服電機(jī)為動(dòng)力源并采用多級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行減速增矩，雖然能夠主動(dòng)的提供較大的反向扭矩以防側(cè)傾，但是其行星齒輪組結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可維護(hù)性差，制造成本大，難以實(shí)現(xiàn)通用化。
[0005]合肥工業(yè)大學(xué)的趙韓發(fā)明的“一種防側(cè)傾的車輛主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿”(專利申請(qǐng)?zhí)?201510305669.6)以一個(gè)磁流變旋轉(zhuǎn)阻尼器為主要功能部件，通過電磁線圈控制磁流變阻尼器內(nèi)的反向阻尼力來提供防側(cè)傾力矩。該發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小重量輕，但是阻尼器轉(zhuǎn)子形狀復(fù)雜，部件成本高，通用性差，且兩側(cè)扭桿工作狀態(tài)同步，無法適應(yīng)單側(cè)凹凸路面，對(duì)于舒適性考慮欠佳。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工成本高、零部件通用性差、舒適性考慮不足的問題，提供了一種電控分離式主動(dòng)防傾桿及防側(cè)傾方法，通過控制力矩電機(jī)的電壓以及電磁離合器的狀態(tài)來改變防傾桿左右扭桿的反扭轉(zhuǎn)力矩，以此來適時(shí)的改變防傾桿的防側(cè)傾能力，大大提高了汽車的操縱性、穩(wěn)定性以及舒適性。
[0007]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案:
電控分離式主動(dòng)防傾桿，包含左扭桿、右扭桿、左支撐臂、右支撐臂、主動(dòng)控制模塊、方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、左懸架位移傳感器和右懸架位移傳感器；
所述左扭桿、右扭桿均呈L型，其中一條邊均通過襯套固定在汽車車架上；
所述左扭桿另一條邊的端部與所述左支撐臂的一端鉸接，右扭桿另一條邊的端部與所述右支撐臂的一端鉸接；
所述左支撐臂、右支撐臂的另一端分別和汽車的左懸掛、右懸掛固定相連；
所述左懸架位移傳感器、右懸架位移傳感器分別設(shè)置在汽車的左懸掛、右懸掛上，分別用于測(cè)量汽車的左懸掛、右懸掛和汽車車架之間的垂直位移；
所述主動(dòng)控制模塊固定在汽車車架上，包含ECU、力矩電機(jī)、左主動(dòng)直齒輪、右主動(dòng)直齒輪、左主動(dòng)錐齒輪、右主動(dòng)錐齒輪、左從動(dòng)錐齒輪、右從動(dòng)錐齒輪、左扭桿齒輪、右扭桿齒輪、行星齒輪、左電磁離合器、行星齒輪電磁離合器和右電磁離合器；
所述力矩電機(jī)的輸出端同時(shí)與左主動(dòng)直齒輪、右主動(dòng)直齒輪嚙合，左主動(dòng)錐齒輪、右主動(dòng)錐齒輪分別與左從動(dòng)錐齒輪、右從動(dòng)錐齒輪嚙合；
所述左電磁離合器、右電磁離合器的外圈分別與左從動(dòng)錐齒輪、右從動(dòng)錐齒輪的軸孔剛性連接，內(nèi)圈分別與左扭桿、右扭桿鍵連接；
所述行星齒輪電磁離合器的外圈與行星齒輪輪架的軸孔剛性連接，內(nèi)圈與右扭桿鍵連接；
所述左扭桿齒輪、右扭桿齒輪分別和左扭桿、右扭桿固定在汽車車架上的端部固定相連，且同時(shí)與行星齒輪嚙合；
所述ECU分別和方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、左懸架位移傳感器、右懸架位移傳感器、力矩電機(jī)、左電磁離合器、行星齒輪電磁離合器、右電磁離合器相連，用于根據(jù)方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、左懸架位移傳感器、右懸架位移傳感器的測(cè)量數(shù)據(jù)控制力矩電機(jī)、左電磁離合器、行星齒輪電磁離合器、右電磁離合器工作。
[0008]本發(fā)明還公開了一種基于所述電控分離式主動(dòng)防傾桿的防側(cè)傾方法，包含以下步驟:
步驟I)，通過方向盤轉(zhuǎn)角傳感器獲取汽車的方向盤轉(zhuǎn)角；
步驟2)，分別通過左懸架位移傳感器、右懸架位移傳感器獲取汽車左懸架、右懸架的位移;
步驟3)，當(dāng)方向盤轉(zhuǎn)角為零，汽車左懸架、右懸架的位移接近時(shí)；
步驟3.1)，控制力矩電機(jī)不工作；
步驟3.2)，控制左電磁離合器、行星齒輪電磁離合器、右電磁離合器均處于分離狀態(tài)； 步驟4)，當(dāng)方向盤轉(zhuǎn)角為零，汽車左懸架、右懸架的位移差值較大且波動(dòng)時(shí)；
步驟4.1)，控制力矩電機(jī)不工作；
步驟4.2)，控制左電磁離合器、右電磁離合器處于分離狀態(tài)；
步驟4.3)，控制行星齒輪電磁離合器處于接合狀態(tài)；
步驟5)，當(dāng)方向盤轉(zhuǎn)角不為零，汽車左懸架、右懸架的位移差值較大但穩(wěn)定時(shí)；
步驟5.1)，根據(jù)汽車左懸架、右懸架的位移差值大小計(jì)算力矩電機(jī)電壓，并根據(jù)該電壓控制力矩電機(jī)輸出力矩；
步驟5.2)，控制行星齒輪電磁離合器處于分離狀態(tài)；
步驟5.3)，根據(jù)汽車左懸架、右懸架的位移差值的符號(hào)確定汽車的側(cè)傾方向；
步驟5.4)，根據(jù)汽車的側(cè)傾方向控制左電磁離合器、右電磁離合器的離合狀態(tài)，使其在相應(yīng)一側(cè)提供主動(dòng)防側(cè)傾力矩；
步驟6)，當(dāng)方向盤轉(zhuǎn)角不為零，汽車左懸架、右懸架的位移差值較大且波動(dòng)時(shí)； 步驟6.1)，根據(jù)汽車左懸架、右懸架的位移差值大小計(jì)算力矩電機(jī)電壓，并根據(jù)該電壓控制力矩電機(jī)輸出力矩；
步驟6.2)，控制左電磁離合器、行星齒輪電磁離合器處于結(jié)合狀態(tài)，控制右電磁離合器處于分離狀態(tài)，同時(shí)給倆側(cè)提供主動(dòng)防側(cè)傾力矩。
[0009]本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:
1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于實(shí)現(xiàn)，零部件具有通用性、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，與市場(chǎng)上同類主動(dòng)防側(cè)傾裝置相比結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，且大部分零件都為標(biāo)準(zhǔn)件，成本低，購買和加工方便易于維護(hù)；
2.具有工況自適應(yīng)性，車輛在不同路面不同工況下行駛時(shí)，通過傳感器采集相應(yīng)車輛行駛狀態(tài)，ECU合理分配控制任務(wù)，能使該裝置起到單側(cè)主動(dòng)防側(cè)傾、雙側(cè)主動(dòng)防側(cè)傾，及被動(dòng)防側(cè)傾的作用；
3.將車內(nèi)乘客的舒適性考慮在內(nèi)，保證行駛安全性的前提下盡可能的提高的駕駛員及乘客的駕駛與乘坐感受。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明提供的電控分離式主動(dòng)防傾桿的控制單元結(jié)構(gòu)圖；
圖2為本發(fā)明提供的電控分離式主動(dòng)防傾桿整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011 ]圖中，1-右位移傳感器，2-左位移傳感器，3-左懸架，4-右懸架，5-右支撐桿，6-左支撐桿，7-右扭桿，8-左扭桿，9-右襯套，10-左襯套，11-控制單元，12-E⑶，13-力矩電機(jī)，14-左主動(dòng)直齒輪，15-右主動(dòng)直齒輪，16-左主動(dòng)錐齒輪，17-右主動(dòng)錐齒輪，18-左從動(dòng)錐齒輪，19-右從動(dòng)錐齒輪，20-左扭桿齒輪，21-右扭桿齒輪，22-行星齒輪，23-左電磁離合器，24-行星齒輪電磁離合器，25-右電磁離合器。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明:
如圖1和圖2所不，本發(fā)明公開了一種電控分尚式主動(dòng)防傾桿，包含左扭桿7、右扭桿8、左支撐臂5、右支撐臂6、主動(dòng)控制模塊11、方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、左懸架位移傳感器I和右懸架位移傳感器2 ；
所述左扭桿7、右扭桿8均呈L型，其中一條邊均通過襯套固定在汽車車架上；
所述左扭桿7另一條邊的端部與所述左支撐臂5的一端鉸接，右扭桿8另一條邊的端部與所述右支撐臂6的一端鉸接；
所述左支撐臂5、右支撐臂6的另一端分別和汽車的左懸掛3、右懸掛4固定相連；
所述左懸架位移傳感器1、右懸架位移傳感器2分別設(shè)置在汽車的左懸掛3、右懸掛4上，分別用于測(cè)量汽車的左懸掛3、右懸掛4和汽車車架之間的垂直位移；
所述主動(dòng)控制模塊11固定在汽車車架上，包含ECU12、力矩電機(jī)13、左主動(dòng)直齒輪14、右主動(dòng)直齒輪15、左主動(dòng)錐齒輪16、右主動(dòng)錐齒輪17、左從動(dòng)錐齒輪18、右從動(dòng)錐齒輪19、左扭桿齒輪20、右扭桿齒輪21、行星齒輪22、左電磁離合器23、行星齒輪電磁離合器24和右電磁離合器25;
所述力矩電機(jī)13的輸出端同時(shí)與左主動(dòng)直齒輪14、右主動(dòng)直齒輪15嚙合，左主動(dòng)錐齒輪16、右主動(dòng)錐齒輪17分別與左從動(dòng)錐齒輪18、右從動(dòng)錐齒輪19嚙合； 所述左電磁離合器23、右電磁離合器25的外圈分別與左從動(dòng)錐齒輪18、右從動(dòng)錐齒輪19的軸孔剛性連接，內(nèi)