[實用新型]一種主動探測和控制汽車懸架的裝置

有效

• 申請號: 201220497291.6
• 申請日: 2012-09-26
• 公開（公告）號: CN202847371U
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 容毅楠;李貴龍;陳雷
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: B60G17/015
• 分類號: B60G17/015;B60G17/04
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李鄭建

技術領域

本實用新型涉及探測和控制技術領域，涉及到汽車懸架的控制，尤其涉及一種主動探測和控制汽車懸架的裝置。

背景技術

目前不少高級轎車或者越野車中，其懸架的彈性元件是空氣彈簧。空氣彈簧相比較與普通螺旋彈簧或者鋼板彈簧，其優勢在于彈簧高度、承載能力和彈簧剛度可調；固有振動頻率較低；隔絕高頻振動及隔噪音效果好；可利用空氣的阻尼作用；使用壽命較長等。所以在平時乘坐時，空氣彈簧非常柔軟，會帶來很高的乘坐舒適性。但是，當汽車在激烈駕駛時，由于汽車行駛速度較快，車輛側傾較大，又由于空氣彈簧充氣和放氣需要一個過程，所以會導致汽車的懸架反應會比汽車側傾方向慢一些。而此時由于空氣彈簧反應慢，又比較柔軟，所以會大大影響汽車的操控性，也會影響駕駛員對車輛激烈駕駛的信心。

發明內容

針對上述現有汽車懸架技術存在的不足，本實用新型的目的在于，提供一種主動探測和控制汽車懸架的裝置，該裝置能夠探測汽車懸架的側傾程度并及時預先地控制空氣彈簧中氣體的充放，縮短空氣彈簧的反應時間。

為了實現上述任務，本實用新型的技術方案是這樣實現的：

一種主動探測和控制汽車懸架的裝置，其特征在于，包括設置在四個車輪的半軸套上豎直安裝的陀螺儀和加速度傳感器，陀螺儀和加速度傳感器分別與汽車上的行車電腦相連接。

本實用新型的其它特點是：

所述的陀螺儀采用ENC-03陀螺儀；

所述加速度傳感器選擇飛思卡爾公司的MMA7260加速度傳感器。

本實用新型的主動探測和控制汽車懸架的裝置，通過陀螺儀和加速度傳感器探測四個半軸套的傾斜角度，會使得誤差比較小，將探測到的角度傳輸給汽車上安裝的ECU通過分析處理，然后由ECU發出信號，提前給空氣彈簧中的氣體進行充放氣。

和現有技術相比，具有以下優點：

（1）用于同時了ENC-03陀螺儀和飛思卡爾公司的MMA7260加速度傳感器，并且更換費用低。且探測結果準確且誤差較小。

（2）安全，只是在半軸套上安裝部件，不影響汽車整體結構和配重。

附圖說明

圖1是本實用新型的汽車懸架探測控制裝置結構框圖；

圖2是汽車本身的運動所產生的加速度干擾信號和實際傾角變化的關系曲線圖；

圖3是積分運算后變化形成的積累誤差曲線圖。

以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。

具體實施方式

參見圖1，本實施例給出一種主動探測和控制汽車懸架的裝置，包括設置在四個車輪的半軸套上豎直安裝的陀螺儀和加速度傳感器，陀螺儀和加速度傳感器分別與汽車上的行車電腦相連接。

本實施例中，陀螺儀采用ENC-03陀螺儀，加速度傳感器選擇MMA7260加速度傳感器。

設在四個車輪的半軸套上豎直安裝陀螺儀和加速度傳感器，并進行初始化歸零設置。當汽車激烈駕駛時，隨著汽車的側傾，半軸套會隨著半軸向下傾斜一個角度。加速度傳感器只需使用Z軸方向上的加速度信號，當汽車靜止或者勻速行駛時，固定加速度傳感器在Z軸方向水平，此時輸出信號為零的電壓信號，當車軸套發生傾斜時，重力加速度g便會在Z軸方向形成加速度分量，從而跟該軸一起輸出電壓變化信號。然而，在汽車行駛時由于汽車本身的運動所產生的加速度會產生很大的干擾信號加在上述測量信號上，使得輸出信號無法準確反映半軸套的傾角，從而使得探測的半軸套傾角準確度下降（如圖2所示），為此還需要陀螺儀和加速度傳感器同時工作。陀螺儀可以測量物體的旋轉角速度，將角速度信號進行積分便可以得到半軸套的傾角。

由于陀螺儀輸出的是半軸套的角速度，不會受到車體振動影響。因此該信號中噪音很小。半軸套的角度又是通過對角速度積分而得，這可進一步平滑信號。但是由于從陀螺儀的角速度獲得角度信息，需要經過行車電腦（ECU）進行積分運算。如果角速度信號存在微小的偏差，經過積分運算后，變化形成積累誤差（如圖3所示）。這個誤差會隨著時間延長逐步增加，導致最終誤差較大。

行車電腦（ECU）通過加速度傳感器獲得的角度信息對此進行校正，利用加速度器所獲得的角度信息α與陀螺儀積分后的角度θ進行比較，將比較的誤差經過比例放大T之后與陀螺儀輸出的角速度信號疊加之后再進行積分。對于加速度計給定的角度α，經過比例，積分環節之后產生的角度θ必然最終等于α。由于加速度計獲得的角速度信息不會存在積累誤差，所以最終將輸出角度中的積累誤差消除了。

然后將陀螺儀和加速度傳感器綜合分析的角度及角速度傳送給汽車ECU，由ECU分析，根據角度及角速度的不同主動控制四個車輪的空氣彈簧中氣體的充氣和放氣，進而提高汽車的操控性能。