智能主销自适应控制系统的制作方法

本实用新型属于汽车车轮定位领域，涉及一种智能主销自适应控制系统。

背景技术：

汽车车轮定位参数分别有前轮倾角、主销倾角，一般有前轮外倾、前轮前束、主销内倾、主销后倾四种。前轮定位包括主销后倾角、主销内倾角、前轮外倾角和前轮前束四个内容。后轮定位包括车轮外倾角和逐个后轮前束。这样前轮定位和后轮定位总起来说叫车轮定位，也就是常说的四轮定位。车轮定位的作用是使汽车保持稳定的直线行驶和转向轻便，并减少汽车在行驶中轮胎和转向机件的磨损。

前轮外倾：一般情况下只会设置很小的负外倾角(负外倾角：从前后方看车辆车轮，呈“八”字形)以给予车轮轴承适当的横向压力使之结合更紧密减少轴承内部震动。外倾角也在一定程度上影响车辆的转向特性。

前轮前束：“内八字脚”，左右前轮分别向内。采用这种结构目的是修正前轮外倾角引起的车轮向外侧转动。由于有外倾，方向盘操作变得容易。另一方面，由于车轮倾斜，左右前轮分别向外侧转动，为了修正这个问题，如果左右两轮带有向内的角度，则正负为零，左右两轮可保持直线行进，减少轮胎磨损。

主销内倾：从车前后方向看轮胎时，主销轴向车身内侧倾斜，该角度称为主销内倾角。当车轮以主销为中心回转时，车轮的最低点将陷入路面以下，但实际上车轮下边缘不可能陷入路面以下，而是将转向车轮连同整个汽车前部向上抬起一个相应的高度，这样汽车本身的重力有使转向车轮回复到原来中间位置的效应，因而方向盘复位容易。此外，主销内倾角还使得主销轴线与路面交点到车轮中心平面与地面交线的距离减小，从而减小转向时驾驶员加在方向盘上的力，使转向操纵轻便，同时也可减少从转向轮传到方向盘上的冲击力。但主销内倾角也不宜过大，否则加速了轮胎的磨损。

主销后倾：从侧面看车轮，转向主销(车轮转向时的旋转中心)向后倾倒，称为主销后倾角。设置主销后倾角后，主销中心线的接地点与车轮中心的地面投影点之间产生距离(称作主销纵倾移距，与自行车的前轮叉梁向后倾斜的原理相同)，使车轮的接地点位于转向主销延长线的后端，车轮就靠行驶中的滚动阻力被向后拉，使车轮的方向自然朝向行驶方向。设定很大的主销后倾角可提高直线行驶性能，同时主销纵倾移距也增大。主销纵倾移距过大，会使转向盘沉重，而且由于路面干扰而加剧车轮的前后颠簸。

现有技术中的主销固定方式均为固定销、螺栓等固定方式，每次调节都需要将相应部分松动后进行调节，调节之后再进行紧固。

车轮外倾角单独调整：对于某些车型，转动减振器滑柱上的调整螺栓就可以改其车轮外倾角，这个车轮外倾调整螺栓其实是取代了原来的减振器滑柱安装螺栓。调整螺栓的一小段是没有螺纹的，而且直径是变化的，用于车轮外倾的调整，这种类型的调整通常在麦弗逊滑柱式前悬架上使用。

主销后倾单独调整：通过用支撑杆的螺母或间隔垫圈改变下臂与支撑杆之间的距离来调节主销后倾。这种类型的调整通常在柱式悬架上或者在双摇臂悬架上使用。

同时调整车轮外倾和主销后倾角：

1)偏心凸轮式安装螺栓位于下臂的内侧接头上，旋转该螺栓移动下球头节的中心，使其倾斜并调节车轮外倾和主销后倾。这种调整方法通常在滑柱式悬架上或在双摇臂悬架上使用。

2)前后下臂上的安装螺栓改变下臂安装角并且还改变下球头节的位置。这种调整方法通常在滑柱式悬架或双摇臂悬架上使用。

3)用增加或减少垫片数量或厚度来改变上臂安装角，也就是上球头节位置。这种调整方法通常在双摇臂悬架上使用。

随着车辆的使用，车轮的定位参数会发生改变。上述主销结构，需要调整车轮参数时，需要人工去单独调整车轮参数、主销参数，调整难度大，耗费工时，且精度有限；

上述传统主销在车辆行驶过程中的变化只能通过驾驶员观察油耗、是否跑偏，是否吃胎等进行判断，当驾驶员发现四轮定位参数异常的时候，车辆已经发生了油耗过高、方向跑偏、吃胎等现象，已然造成了一定的损失，被动发现车轮定位参数的异常，并不能根据车辆实际情况进行自适应校准。

技术实现要素：

为了解决人工调整车轮参数、主销参数时，调整难度大，耗费工时，且精度有限的问题，本发明提出了如下技术方案：

一种智能主销自适应控制系统，包括

控制单元，其分别连接于主销驱动电机总成和转向电机总成；

所述主销驱动电机总成，包括主销位置传感器、主销、主销下固定杆、可伸缩主销上固定点拉杆、主销驱动电机，主销下固定杆连接主销，主销连接可伸缩主销上固定点拉杆，可伸缩主销上固定点拉杆连接主销驱动电机；主销位置传感器将主销位置信息传递给控制单元，主销驱动电机执行控制单元指令以驱动主销倾角；

所述转向电机总成，包括车轮位置传感器、左转向动力电机、右转向动力电机，左转向动力电机集成在车辆左悬挂系统附近车架，右转向动力电机集成在右悬挂系统附近车架，且车辆位置传感器采集车轮角度信息，并传输至控制单元，左、右转向电机连接于控制单元，并执行其指令驱动其对应侧转向轮绕主销转动。

进一步的，所述的左、右转向动力电机，分别连接对应侧的转向横拉杆，转向横拉杆连接对应侧的转向节臂，转向节臂连接对应侧的转向轮。

进一步的，各侧的转向节臂连接于其对应的悬挂系统附近车架。

进一步的，智能主销自适应控制系统还包括用于显示当前车辆四轮信息、车轮定位状态的上位机，该上位机连接于控制器。

进一步的，所述上位机具有用于输入车辆车轮定位参数的参数输入模块。

有益效果：本实用新型优化了机械结构，改由电子信号控制，基于位置的自动采集和调节，调整智能性高，省时且精度高。

附图说明

图1.主销驱动电机总成；

图2转向电机总成。

其中：1.转向轮，2.转向节臂，3.转向横拉杆，4.悬挂系统附近车架，5.转向动力电机，6.主销下固定杆,7.主销，8.可伸缩主销上固定点拉杆，9.主销驱动电机。

具体实施方式

实施例1：一种智能主销自适应控制系统，包括

控制单元，其分别连接于主销驱动电机总成和转向电机总成；

所述主销驱动电机总成，包括主销位置传感器、主销7、主销下固定杆6、可伸缩主销上固定点拉杆8、主销驱动电机9，主销下固定杆6连接主销7，主销7连接可伸缩主销上固定点拉杆8，可伸缩主销上固定点拉杆8连接主销驱动电机9；主销位置传感器将主销位置信息传递给控制单元，主销驱动电机9执行控制单元指令以驱动主销倾角；

所述转向电机总成，包括车轮位置传感器、左转向动力电机、右转向动力电机，左转向动力电机集成在车辆左悬挂系统附近车架，右转向动力电机集成在右悬挂系统附近车架，且车辆位置传感器采集车轮角度信息，并传输至控制单元，左、右转向电机连接于控制单元，并执行其指令驱动其对应侧转向轮绕主销转动。所述的左、右转向动力电机分别连接对应侧的转向横拉杆3，转向横拉杆3连接对应侧的转向节臂2，转向节臂2连接对应侧的转向轮1。各侧的转向节臂2连接于其对应的悬挂系统附近车架4。

智能主销自适应控制系统还包括用于显示当前车辆四轮信息、车轮定位状态的上位机，该上位机连接于控制器。所述上位机具有用于输入车辆车轮定位参数的参数输入模块。

实施例2：作为实施例1技术方案的补充，本实施例中的智能主销自适应控制系统，主要由以下部分组成：

控制单元：根据车辆初始设置，将当前车轮、主销位置与初始设置参数进行比对，当实际参数与初始设置参数误差大于等于5％时，控制单元通过转向驱动电机总成智能恢复车轮前束参数，通过主销驱动电机总成智能恢复主销参数；

主销驱动电机总成：包含主销位置传感器、主销、主销下固定杆(点)、可伸缩主销上固定点拉杆、主销驱动电机。安装位置与传统汽车一致。主销位置传感器将主销位置信息按照一定频次传递给控制单元，用于控制单元的计算比对，主销驱动电机能够通过控制单元指令驱动主销倾角；

转向电机总成：转向电机总成共两个，分别包含各自的车轮位置传感器、驱动电机、转向横拉杆，其中车轮位置传感器将车轮角度信息按照一定频次传递给控制单元，用于控制单元的计算比对。转向电机能够通过控制单元的指令，驱动本侧车轮的绕主销转动；

人机界面：用于显示当前车辆四轮信息，反馈车轮定位状态，状态异常时，提示驾驶员进行维护；另一方面，当车辆车轮定位参数需要重新设定时，可以通过人工设置，自动调节车轮和主销位置。

控制器中固化参数后就有了一组四轮定位参数，以此参数作为标准数值。在车辆行驶过程中，一旦车轮前束值偏离标准数值超过5％并持续超过一定时间段时，控制单元驱动转向电机总成，改变转向节臂长度，进而调整前轮角度，达到调整前轮前束的目的。同理，当车辆行驶过程中，不论是车辆载重质量的变化还是行驶路况发生变化，一旦主销倾角偏离标准数值超过5％并持续超过一定时间段时，控制单元驱动主销驱动电机总成，改变可伸缩主销上固定点拉杆长度，进而调整主销倾角。

本实施例优化了传统的机械结构，改由电子信号控制，反应速度快；本实施例能够对车轮、主销参数进行监测，一旦出现异常，能够第一时间反馈给驾驶员，大大提高行车舒适性、安全性、燃油经济性；本实施例中增加了对四轮定位监测的时效性，有效保证车辆行驶不跑偏、转向后自动回正性能、驾驶安全性、驾驶舒适性、驾驶控制感，减少燃油消耗，降低悬挂部件耗损，减少轮胎磨损；本实施例中四轮定位参数可以做一个初始设置，一旦车轮参数有变，该系统能够自动修正；本实施例转向系统在可以对不同驾驶感受增加不同模式，满足不同驾驶员和不同情况下的驾驶需求；本实施例实现了四轮定位的电气化，大大降低维修人工成本，大大降低车辆因四轮定位问题产生的故障，为后续的智能控制提供硬件基础；本实施例结构易于实现，具备通用性。

实施例3：作为实施例1或2技术方案的补充，所述的转向电机总成，来自于一种汽车线控转向系统，该转向系统包括：方向盘、控制器；所述方向盘安装有方向盘转角传感器，所述控制器与方向盘转角传感器连接，所述控制器分别连接左、右转向动力电机和车轮位置传感器，左转向动力电机集成在车辆左悬挂系统附近车架，右转向动力电机集成在右悬挂系统附近车架，左、右转向动力电机分别驱动其对应侧转向轮。所述的左、右转向动力电机，分别连接对应侧的转向横拉杆，转向横拉杆连接对应侧的转向节臂，转向节臂连接对应侧的转向轮。各侧的转向节臂连接于其对应的悬挂系统附近车架。

作为技术方案的补充，汽车线控转向系统还包括路感模拟器。其中的所述方向盘转角传感器为用于采集方向盘转角信息的传感器。所述控制器是用于将方向盘转角信息匹配左、右车轮的转动角度的控制器。

更为具体的：

本汽车线控转向系统主要由方向盘、控制器、转向电机总成、路感模拟器组成，转向电机总成包括了转向轮、转向节臂、转向横拉杆、悬挂系统附近车架、转向动力电机，驾驶员通过方向盘输入的转向信息经过控制器处理，转化为转向动力电机的驱动力，转向动力电机通过推或拉转向横拉杆的动作，通过转向节臂控制转向轮的转角，路感模拟器用来模拟传统转向系统的手感，以提高驾驶质感。

其中的：

方向盘：方向盘中包含方向盘转角传感器，能够实时将方向盘角度信息、角速度信息、角加速度信息传递给控制器。

控制器：根据方向盘的转角信息计算得出左右转向轮最佳转动角度，控制左右转向动力电机对转向轮的驱动；在车辆行驶时，可以通过对转向动力电机的控制和系统初始设定值的对比，自动进行转向动力电机车轮前束的修正。控制器可以对转向轮前束有几个不同模式的设定，例如舒适、运动和赛道模式，针对不同模式，前束值不同。舒适时偏向轻便，运动是偏向驾驶乐趣，赛道时偏向性能。

转向电机总成：转向电机总成共两个，分别包含各自的车轮位置传感器、转向动力电机、转向横拉杆，车轮位置传感器实时反馈给控制器当前转向轮角度；转向电机总成分别集成在车辆左右悬挂系统附近车架上，不会横跨整个车辆前部。转向电机总成能够通过控制器的指令，驱动本侧转向轮的转角。

路感模拟器：通过车速和电机驱动力的反馈，模拟方向盘阻尼和反馈力，提高驾驶质感。路感模拟器可以分为舒适、运动和赛道选项，在不同的模式下对车辆转向系统的反馈阻尼和力度不同，满足不同模式的驾驶需求。

本实施例摒弃了传统的机械结构，改由电子信号控制，反应速度快；本实用新型没有了机械连接的“负担”，所以这套系统将过滤掉多数不必要的振动，舒适性好；本实用新型中转向系统没有转向器和转向传动轴，所以在车辆发生碰撞时，转向柱侵入的可能性为零，车辆安全性得以提高。本实用新型结构简单，易于加工、安装，具备通用性。

以上所述，仅为本发明创造较佳的具体实施方式，但本发明创造的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明创造披露的技术范围内，根据本发明创造的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明创造的保护范围之内。