[发明专利]一种自适应型车辆横向稳定控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种交通、车辆、运输领域中汽车的悬架横向稳定控制装置，特别是涉及一种自适应型车辆横向稳定控制装置。

背景技术

现有技术中，通常意义的悬架系统中的横向稳定杆的材质及结构等参数一旦确定以后，其性能特性在汽车的使用过程中不会随着道路环境及其工况等改变，随着半主动悬架和主动悬架的不断研发来改善车辆的操纵稳定性和乘坐舒适性，但是由于行驶工况差异性太大，加上诸多的传感器，悬架结构复杂，控制策略难以准确实时的做出响应。虽然国外少数高档品牌车辆装备了主动悬架，但是由于成本高问题难以形成规模严重束缚主动悬架系统的广泛发展。

影响汽车乘坐舒适性的首要因素是车辆的振动，降低悬架系统的刚度和阻尼可以减少车辆的振动，但是车身侧倾角会变大。车辆特别是质心较高的车辆在高速行驶时进行转向操作极易导致侧翻的发生，传统的横向稳定杆更多的倾向于操纵稳定性，主动防侧倾系统则可以兼顾两者，可以根据具体工况对横向稳定杆施加一个可连续变化的反侧倾力矩，让稳定杆的左右两端作垂直方向的相对位移来平衡车身的侧倾力矩，使车身的侧倾角接近于零，减小了车身侧倾运动，提高了舒适性和稳定性。

目前国内外对主动抗侧倾系统研究的不多，国内专利主要有专利申请号200480000394.5和200510130218.X，均描述了一种电动机和减速器集成的致动器及控制方法，该装置将第一横向稳定杆穿过减速器，由此带来了致动器结构复杂，加工精度要求高，加大制造加工工艺要求和装配难度，后续维护同样带来难度，减速器的润滑要求和电动机的工作要求，无形给增加密封难度。申请号200480000394.5稳定器控制装置的控制方法通过获取轮速、转向角度及其转向角速度、横摆角速度、横向加速度及侧向加速度等诸多传感器的信号采集，通过一系列的分析处理后输出一定的抗侧倾扭矩。该控制方法所需传感器角度，处理的实时性和控制精度要求难度较大，无论是控制前和控制后均为间接判断车辆的侧倾程度，存在精确性差，控制方法的研究时间长，控制效果的检验难度大，而且无法根据不同的行驶过程自动调整控制策略，无法适应快速的变化的行车环境的要求，并无法判断前、后稳定器输出抗侧倾扭矩的分配关系对汽车侧倾运动过程中的影响，降低了对车辆稳定控制的有效性。

发明内容

针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种自适应车辆横向稳定控制装置，本发明利用轮速传感器求出车速传感器，由转向盘转角传感器判断出车辆的处于转向状态，通过倾角传感器来分别测量车辆行驶过程中的倾斜程度，高度传感器测量车辆在行驶路面上车轮的跳动量，并根据车辆运行状态和车辆状态参数等输入电子控制单元，由无刷直流电机及减速机构组成的控制系统确定抗侧倾扭矩值，控制稳定杆的旋转角度，以达到全主动实时控制车辆侧倾的目的，实现自适应控制汽车行驶的操纵稳定和舒适性。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种自适应型车辆横向稳定控制装置，所述装置包括横向稳定杆左段、横向稳定控制装置壳体、第一圆柱滚子轴承、无刷直流电机定子、无刷直流电机转子、输入轴、第二圆柱滚子轴承、霍尔传感器及导线、第一级行星齿轮的行星齿轮、第一级行星齿轮的内齿圈，第一级行星齿轮的行星架及第二级行星齿轮的太阳轮，第二级行星齿轮的内齿圈，第二级行星齿轮的行星齿轮，第二级行星齿轮的行星架横向稳定杆右段、行星齿轮机构壳体和第一级行星齿轮的太阳轮，所述横向稳定杆左段和横向稳定控制装置壳体相连，并且和行星齿轮机构壳体连为一体，无刷直流电机的转子和输入轴及第一级行星齿轮的太阳轮相连，无刷直流电机定子与霍尔传感器组件及其导线,第一级行星齿轮的太阳轮作为第一级输入，第一级行星齿轮齿圈及第二级行星齿轮齿圈均与行星齿轮机构壳体相连，第一级行星齿轮的行星架及第二级行星齿轮的太阳轮相连，最终第二级行星齿轮的行星架横向稳定杆右段作为输出。

所述转向节系统还包括转向盘转角传感器、轮速传感器、倾角传感器和高度位置传感器，所述转向盘转角传感器和轮速传感器来判断车辆是否处于稳定状态，并且有车辆倾角传感器比较车辆左右两侧的倾角值，高度位置传感器判断车辆处于路面状态，具体控制步骤如下：

步骤1：判断车辆现有车速值是否超过阈值，如果超过为满足稳定性准则，进入抗侧倾控制模式；

步骤2：如果转向盘转角值低于转向盘转角阈值，为满足操纵性准则，进入监测模式，类似于将横向稳定杆左右两端处于断开连接状态；从无刷直流电机控制方式角度而言，使得电子控制单元处于待机状态，时刻监测车辆状态是否处于改变控制模式；