[實用新型]一種主動懸架與主動轉向集成系統

有效

• 申請號: 201721484785.X
• 申請日: 2017-11-08
• 公開（公告）號: CN207523688U
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發明（設計）人: 高琪;王春燕;趙萬忠;樊密麗;李艷;王云琦;章雨祺
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B60W30/02
• 分類號: B60W30/02;B60W10/20;B60W10/22;B60W50/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

本實用新型公開了一種主動懸架與主動轉向集成系統，主動懸架與主動轉向集成系統包含傳感器模塊、主動懸架模塊、主動前輪轉向模塊、主控制器、主動轉向子控制器；傳感器模塊包括車速傳感器、方向盤轉角傳感器、車身側傾角傳感器、橫擺角速度傳感器和垂直加速度傳感器。本實用新型通過主動懸架模塊控制車身側傾角與車身垂直加速度，并通過主動轉向模塊保持駕駛員的駕駛意圖，改善了車輛的操作穩定性和行駛平順性。

技術領域

本實用新型涉及車輛工程設備控制技術領域，尤其涉及一種主動懸架與主動轉向集成系統。

背景技術

近年來，伴隨著以集成電路為主導的新型電控設備產業的不斷發展擴大，衍生出很多應用在汽車上的各種電控制新技術，如電動助力轉向系統、主動轉向系統、電子穩定系統、主動懸架系統等相繼地應用到汽車上。這些不同子系統控制技術的應用使得汽車某些方面的性能得到了極大的提升，但同時也使汽車底盤系統變得越來越復雜，因此底盤集成控制成為了當今汽車動力學研究的重難點。

主動懸架系統通過對汽車垂向動力學實施主動控制可綜合改善汽車的行駛平順性，并且通過控制作用在車輪上的垂直載荷分布也可間接提高汽車的操縱穩定性。在輪胎的線性工作區域范圍內，汽車主動前輪轉向系統能將駕駛員的轉向輸入角和實際的前輪轉角分離開來，并在駕駛員轉向角輸入的基礎上疊加一個附加轉向角，可用于優化汽車對駕駛員輸入的響應或在緊急情況下提高汽車的操縱穩定性。然而，汽車的主動轉向和主動懸架系統之間存在著輪胎力、動態載荷分布、運動關系以及結構參數和控制參數的相互耦合作用，兩子系統之間必然存在著相互干擾。因此，為避免各子系統之間的相互沖突，有必要對主動懸架系統與主動轉向系統進行集成控制以實現汽車綜合性能最優。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是針對背景技術中所涉及到的缺陷，提供一種主動懸架與主動轉向集成系統及其基于H_∞控制理論的魯棒控制方法，以降低汽車各子系統間的相互干擾，改善汽車的操作穩定性與行駛平順性。

本實用新型為解決上述技術問題采用以下技術方案：

一種主動懸架與主動轉向集成系統，包含傳感器模塊、主動懸架模塊、主動前輪轉向模塊、主控制器、主動轉向子控制器；

所述傳感器模塊包括車速傳感器、方向盤轉角傳感器、車身側傾角傳感器、橫擺角速度傳感器和垂直加速度傳感器，分別用于測量車輛的車速、駕駛員輸入的方向盤轉角、車身側傾角、橫擺角速度以及車身垂直加速度，并將其傳遞給所述主控制器；

所述主控制器分別和傳感器模塊、主動懸架模塊、主動轉向子控制器相連，用于根據接收到的傳感器信號求解得到車輛的各懸架作動力信號、理想橫擺角速度信號與理想前輪轉角信號，并將車輛的各懸架作動力信號傳遞給主動懸架模塊、將理想橫擺角速度信號與理想前輪轉角信號傳遞給主動轉向子控制器；

所述主動懸架模塊與主控制器相連，用于根據接收到的車輛的各懸架作動力信號控制車輛四個車輪處的懸架作動力；

所述主動轉向子控制器一端與主控制器相連、另一端與主動前輪轉向模塊相連，用于根據主控制器傳遞的理想橫擺角速度信號與理想轉角信號計算出目標前輪附加轉角，并將目標前輪附加轉角傳遞給所述主動前輪轉向模塊；

所述主動前輪轉向模塊，包括轉向輸入軸、雙排行星齒輪機構、轉向電機、減速機構、轉向輸出軸與齒輪齒條式轉向器，用于根據接收到的目標前輪附加轉角控制車輛的前輪轉角；

所述雙排行星齒輪機構包含兩個輸入端和一個輸出端，其中，一個輸入端通過所述方向盤轉角傳感器和所述轉向輸入軸的一端相連，另一個輸入端和所述轉向電機的輸出端相連，輸出端和所述減速機構的輸入端相連；

所述轉向電機和所述主動轉向子控制器電氣相連，用于根據接收到的目標前輪附加轉角輸出扭矩至所述雙排行星齒輪機構；

所述轉向輸入軸的另一端和方向盤相連；