一种适用于大学生方程式赛车的主动防侧倾控制系统

1.本发明涉及汽车防侧倾技术领域，具体为一种适用于大学生方程式赛车的主动防侧倾控制系统。


背景技术：

2.防倾杆也叫横向稳定杆，它位于两个同轴的车轮之间，主要是抑制两个车轮的相对运动，实现更好的车轮动态性能。
3.普通防倾杆的设定是固定的，无法根据路况来改变，所以工程师们搞出了主动防倾斜技术，通过车身传感器检测车辆的动态情况，在弯道中利用悬挂防倾杆中的作动机构抑制车身的倾斜，实现更快速通过弯道；或者在起伏路况下，抑制车轮跳动，实现更好的舒适性。
4.可控的防倾杆主动控制系统分成两种取向，也就是公路和越野，而根据作动机构的原理，也将控制(作动)方式分成液压和电动两种：
5.液压控制多数出现在较早的车型上，当然了，通常也是通过电路控制液压管理，通过液压元件实现防倾杆性能的变化。
6.这些主动防倾杆都有较高成本，较大的体积，需要48v电压驱动，不适合小型，轻量化的大学生方程式赛车，因此，亟待一种改进的技术来解决现有技术中所存在的这一问题。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种使用一个电动推杆，可实现伸缩，使得防倾杆扭曲，从而分配左右车轮的负荷，有效避免车辆在行使或者转弯过程车身发生明显侧倾的车辆主动防侧倾控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
8.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种适用于大学生方程式赛车的主动防侧倾控制系统，包括车辆主动防侧倾控制系统，所述车辆主动防侧倾控制系统上设有主车架，主车架上设有配合安装件b，所述配合安装件b的两侧对称设有避震器，避震器的一端与配合安装件b的一端采用轴承活动连接，避震器的另一端端头设有摇臂，摇臂与避震器的一端端头采用连接轴活动连接；
9.所述主车架的两侧侧壁上设有衔接头，衔接头与主车架为一体结构，衔接头上设有三角支架、拉杆，所述三角支架、拉杆与主车架上的衔接头采用螺栓配合安装，所述三角支架、拉杆设置在车辆主动防侧倾控制系统的上方；
10.所述主车架的外侧设有插头，插头与主车架固定安装，所述主车架的底部设有防倾杆，防倾杆的两端与主车架之间采用螺栓固定安装。
11.优选的，所述避震器上设有接头，避震器的两端端头均设有螺栓安装孔。
12.优选的，所述车辆主动防侧倾控制系统的上设有配合安装件a，配合安装件a的两端对称设有线位移传感器，线位移传感器设置于避震器的前方，所述线位移传感器的两端端头均设有螺栓安装孔，线位移传感器的一端与配合安装件a的一端采用螺栓配合安装，线
位移传感器的另一端端头与摇臂之间采用螺栓配合安装。
13.优选的，所述摇臂上设有连接立柱、电动推杆、线位移传感器、固定连接件，所述电动推杆、线位移传感器竖直方向安装，所述固定连接件的一端与主车架之间焊接连接。
14.优选的，所述车辆主动防侧倾控制系统的两侧对称设有车轮配合安装头，车轮配合安装头与三角支架、防倾杆配合安装，所述车轮配合安装头在水平方向转动的角度范围为0-120
°
，所述车辆主动防侧倾控制系统的一侧竖直方向设有防倾杆连接杆，防倾杆连接杆与摇臂、防倾杆配合安装。
15.优选的，所述车辆主动防侧倾控制系统上设有主控盒，主控盒上包括加速度传感器、stm32单片机、继电器，所述主控盒与避震器、线位移传感器、电动推杆配合连接，所述主控盒接入12v电源，12v电源安置在主环斜撑下部。
16.优选的，所述车辆主动防侧倾控制系统上电动推杆的最大推力为1000n，电动推杆的推送速度为10mm/s，所述车辆主动防侧倾控制系统上线位移传感器的行程范围为0-50mm，所述车辆主动防侧倾控制系统的前悬传递比为：
[0017][0018]
其中mr为传递比。
[0019]
优选的，所述防倾杆的两端设有多级孔位可调装置的实心钢棒。
[0020]
优选的，一种适用于大学生方程式赛车的主动防侧倾控制系统的控制方法包括以下步骤：
[0021]
s1、选取电动调解防倾杆，连杆一侧保持不变，另一侧使用一个电动推杆进行伸缩调节，使得防倾杆扭曲来分配左右车轮负荷；
[0022]
s2、车辆主动防侧倾控制系统上的2个线位移传感器实时测量左右两个避震器的压缩量，另一个1个线位移传感器测量电动推杆位置，一个加速度传感器感应车辆横向加速度；
[0023]
s3、避震器两端线位移传感器读出车身侧倾量，减去电动推杆的补偿量，计算出防倾杆两端的旋转角度，从而计算出防倾杆对车身的回正力；
[0024]
s4、加速度传感器测量车辆横向加速度，对比实际回正力和最优回正力的数值
[0025]
得出实际回正力和最优回正力的差值，根据扭杆的k值算出扭杆的扭转角度，换算成电推杆需要伸长或缩短的量，最终主控盒根据数值控制电动推杆调节。
[0026]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0027]
(1)车辆主动防侧倾控制系统的一侧竖直方向设有防倾杆连接杆，防倾杆连接杆与摇臂、防倾杆配合安装，电动调解防倾杆连接杆，一侧保持不变，另一侧使用一个电动推杆可伸缩，使得防倾杆扭曲，从而可以分配左右车轮负荷；
[0028]
(2)线位移传感器设置于避震器的前方，线位移传感器的两端端头均设有螺栓安装孔，线位移传感器的一端与配合安装件a的一端采用螺栓配合安装，线位移传感器的另一端端头与摇臂之间采用螺栓配合安装，避震器两端线位移传感器读出车身侧倾量，减去电动推杆的补偿量，从而可得防倾杆两端的旋转角度，计算可得防倾杆对车身的回正力；
[0029]
(3)该车辆主动防侧倾控制系统使用一个电动推杆，可实现伸缩，使得防倾杆扭
曲，从而分配左右车轮的负荷，有效避免车辆在行使或者转弯过程车身发生明显侧倾，而且，该中防侧倾系统的结构简单，成本低。
附图说明
[0030]
图1为本发明的车辆主动防侧倾控制系统结构示意图；
[0031]
图2为本发明的车辆主动防侧倾控制系统俯视图。
[0032]
图中：1、车辆主动防侧倾控制系统；2、避震器；3、线位移传感器；4、主控盒；5、摇臂；6、连接立柱；7、电动推杆；8、线位移传感器；9、防倾杆；10、防倾杆连接杆；11、固定连接件；12、插头；13、配合安装件a；14、拉杆；15、三角支架；16、主车架；17、接头；18、配合安装件b；19、车轮配合安装头。
具体实施方式
[0033]
下面将结合本发明的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0034]
请参阅图1-2，本发明提供一种适用于大学生方程式赛车的主动防侧倾控制系统，包括车辆主动防侧倾控制系统1，车辆主动防侧倾控制系统1上设有主车架16，主车架16上设有配合安装件b18，配合安装件b18的两侧对称设有避震器2，避震器2上设有接头，避震器2的两端端头均设有螺栓安装孔，避震器2的一端与配合安装件b18的一端采用轴承活动连接。
[0035]
避震器2的另一端端头设有摇臂5，摇臂5上设有连接立柱6、电动推杆7、线位移传感器8、固定连接件11，电动推杆7、线位移传感器8竖直方向安装，固定连接件11的一端与主车架16之间焊接连接，摇臂5与避震器2的一端端头采用连接轴活动连接。
[0036]
主车架16的两侧侧壁上设有衔接头，衔接头与主车架16为一体结构，衔接头上设有三角支架15、拉杆14，三角支架15、拉杆14与主车架16上的衔接头采用螺栓配合安装，三角支架15、拉杆14设置在车辆主动防侧倾控制系统1的上方。
[0037]
主车架16的外侧设有插头12，插头12与主车架16固定安装，主车架16的底部设有防倾杆9，防倾杆9的两端设有多级孔位可调装置的实心钢棒，防倾杆9的两端与主车架16之间采用螺栓固定安装。
[0038]
车辆主动防侧倾控制系统1的上设有配合安装件a13，配合安装件a13的两端对称设有线位移传感器8，线位移传感器8设置于避震器2的前方，线位移传感器8的两端端头均设有螺栓安装孔，线位移传感器8的一端与配合安装件a13的一端采用螺栓配合安装，线位移传感器8的另一端端头与摇臂5之间采用螺栓配合安装，避震器2两端线位移传感器8读出车身侧倾量，减去电动推杆7的补偿量，从而可得防倾杆9两端的旋转角度，计算可得防倾杆9对车身的回正力。
[0039]
车辆主动防侧倾控制系统1的两侧对称设有车轮配合安装头19，车轮配合安装头19与三角支架15、防倾杆9配合安装，车轮配合安装头19在水平方向转动的角度范围为0-120
°
，车辆主动防侧倾控制系统1的一侧竖直方向设有防倾杆连接杆10，防倾杆连接杆10与
摇臂5、防倾杆9配合安装，电动调解防倾杆连接杆10，一侧保持不变，另一侧使用一个电动推杆7可伸缩，使得防倾杆扭曲，从而可以分配左右车轮负荷。
[0040]
车辆主动防侧倾控制系统1上设有主控盒4，主控盒4上包括加速度传感器、stm32单片机、继电器，主控盒4与避震器2、线位移传感器8、电动推杆7配合连接，主控盒4接入12v电源，12v电源安置在主环斜撑下部。
[0041]
车辆主动防侧倾控制系统1上电动推杆的最大推力为1000n，电动推杆的推送速度为10mm/s，车辆主动防侧倾控制系统1上线位移传感器8的行程范围为0-50mm，车辆主动防侧倾控制系统1的前悬传递比为：
[0042][0043]
其中mr为传递比。
[0044]
该种车辆的前轮距离为1220mm，该车辆的后轮距离为1180mm，汽车的轴距为1550mm，该车的前悬主销内倾角为-3.5，前悬车轮外倾角2
°
，前悬主销后倾角为2
°
，前悬的束角为-1.5，所述该车的后悬主销内倾角为-10
°
，后悬车轮外倾角为1
°
，后悬的主销后倾角为0
°
，后悬的束角为0
°
。
[0045]
主动防侧倾控制系统的控制方法包括以下步骤：选取电动调解防倾杆，连杆一侧保持不变，另一侧使用一个电动推杆7进行伸缩调节，使得防倾杆扭曲来分配左右车轮负荷，车辆主动防侧倾控制系统1上的2个线位移传感器实时测量左右两个避震器的压缩量，另一个1个线位移传感器测量电动推杆7位置，一个加速度传感器感应车辆横向加速度。
[0046]
避震器2两端线位移传感器8读出车身侧倾量，减去电动推杆7的补偿量，计算出防倾杆9两端的旋转角度，从而计算出防倾杆9对车身的回正力。
[0047]
加速度传感器测量车辆横向加速度，对比实际回正力和最优回正力的数值得出实际回正力和最优回正力的差值，根据扭杆的k值算出扭杆的扭转角度，换算成电推杆需要伸长或缩短的量，最终主控盒2根据数值控制电动推杆7调节。
[0048]
该车辆主动防侧倾控制系统使用一个电动推杆，可实现伸缩，使得防倾杆扭曲，从而分配左右车轮的负荷，有效避免车辆在行使或者转弯过程车身发生明显侧倾，而且，该中防侧倾系统的结构简单，成本低。
[0049]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。