汽车转弯调平系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种汽车转弯调平系统，它由控制电路和液压系统组成，控制电路包括加速度传感器，位移传感器，单片机和可编程逻辑控制器，位移传感器成对置于汽车悬架机构上；液压系统由液压站，电液伺服阀和液压缸构成，液压缸安装于车桥与车架之间。加速度传感器用于监测车身离心加速度，位移传感器用于反馈车身相对路面的侧倾信息，控制电路综合传感器信息对汽车转弯侧倾趋势作出明确判断并控制动力元件使车身相对路面侧倾得到实时消除。采用本调平系统可提高汽车转弯过程中的行驶安全性、装载稳定性和乘坐舒适感。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种汽车转弯自动调平系统，尤其适用于高级轿车、高速车和高重心汽车的转弯调平。
技术介绍
随着汽车行驶速度和人们对汽车行驶安全性、舒适度要求的提高，设计界对汽车转弯行驶问题花了不少心思，对于座椅弹性和减震器的研究、安全带的改良、扶手的利用等可增加乘坐舒适度，但无法从根本上降低转弯离心力产生的外甩和翻车的危险性。已有的设想尚不具有投资投产价值，如CN 2451382Y所述一种汽车转弯平衡装置，将车体置于升降装置上，不但破坏了十分成熟的车体结构，一旦实施必定增加车体摇摆感，在左右连续转向时适得其反，反而在一定条件下增加了转弯危险性。再如CN 1590152A所述一种汽车煞车缓冲器及转弯平衡器装置，其动量转移至重锤的说法就存在原理性错误，相反，重锤是人为加于车身，能量不会消失，最终会在转弯时增大车轮与地面的摩擦，没有增加转弯安全性反而增加行车能耗，故开发一套有效实用的汽车转弯调平系统很符合市场需求。 提高汽车的行驶稳定性和附着性是汽车永远的话题，目前汽车悬挂系统仅起缓冲、传力、和减震作用，缺少主动件，但生产厂家更容易将注意力放在产品的潮流和时尚性上，不断引导消费者追求所谓的"高配置"标准，现在涌现的多连杆悬挂系统需要占用较多的空间，而且研发成本和制造成本都是最高的，这导致了高档轿车不断向加重车体、增加排量从而加大成本的极端方向发展。而当汽车悬挂系统加入了转弯调平系统后，必然有助于汽车悬挂系统回归简化。
技术实现思路
本技术针对当前技术空白和市场实际需求，设计一种基于单片机，PLC和液压控制技术的转弯调平系统，为主动悬挂系统，所用技术成熟可靠，系统不会破坏既有车身设计架构，调平系统工作时会适当使整车重心降低，故不存在安全副作用，在汽车连续左右转向时整车重心会进一步降低，转弯调平除增加行驶安全性，还可以通过稳定车身来减轻司机驾驶疲劳感，延长轮胎使用寿命。 为实现上述目的，本技术的汽车转弯调平系统由控制电路和液压系统组成，控制电路包括加速度传感器、位移传感器、单片机和可编程逻辑控制器，位移传感器成对置于汽车悬架机构上，液压系统由液压站、电液伺服阀、液压缸构成，液压缸连接车桥与车架。 液压缸铰接于车桥与车架间，安装后从属于悬架系统，与汽车原阻尼器所处工作环境相同。当所述液压缸独立存在时置于阻尼器附近，仅工作时起拉力作用，此时液压缸无需单独设计，适于加装在悬架宽松的汽车上，系统造价相对低廉；当所述液压缸同时具有单向阻尼作用并可代替原汽车阻尼器时，适于加装在悬架紧凑尤其是高档轿车上，此时对液压动力元件要求较高故系统造价相对较高。 有益效果 最初汽车均采用非独立悬挂结构，当时无法克服的问题是，当一边车轮上升时，必然导致另一边车轮下降，所以车身不能造的很低，必须给车身以左摇右摆的空间。但底盘高，汽车转向时侧倾必然就比较严重，尤其当转向轮也采用非独立悬挂时，很容易发生侧翻的意外。当加入本技术的转弯调平系统后，转向时车身侧倾严重的问题就不存在了，非独立悬挂系统可以进一步发挥自身的优势，扩大应用范围。 目前独立悬挂结构最常见的有双横臂式和麦佛逊式，后者悬架结构相对比较简单，只有下横臂和减震器_弹簧组两个机构连接车轮与车身，它的优点是结构简单，重量轻，占用空间小，上下行程长等。缺点之一是当急转弯时，由于车身侧倾，左右两车轮也随之向外侧倾斜，出现不足转向，且弹簧越软这种倾向越大，这就限制了造价低廉的麦佛逊式悬挂系统的应用场所。当加入本技术的转弯调平系统后，车身侧倾的问题就会自然得到解决，于是麦佛逊式悬挂系统可以进一步发挥成本低廉的优势，扩展适用场合。 使轻型轿车消除摇摆感，提高高重心车辆转弯平稳性和湿滑路面附着性。附图说明图1为本技术结构示意图 图2为液压系统的一种结构(部分)示意图 图中1_车轮，2-液压管路，3-加速度传感器，4-电路线路，5-液压缸，6-控制电路板(包括MCU和PLC单元)，7-液压站(包括液压泵，换向阀和各种辅助元件)，8-位移传感器。具体实施方式以下结合附图中的实施例对本技术作进一步的描述 附图所示，本技术的汽车转弯调平系统，主要由控制电路和液压系统组成。控制电路主要包括加速度传感器(3)、位移传感器(8)、单片机和可编程逻辑控制器单元。液压系统主要包括液压站(7)、管路(2)、液压缸(5)，图中液压站(7)包含伺服阀，液压缸(5)为独立元件即不可取代原阻尼器。加速度传感器(3)用来获取汽车转弯时的向心加速度信息，采用单轴加速度传感器即可满足使用要求，位移传感器(8)用来获取汽车转弯时车身相对路面的横向倾斜度信息，控制电路分析传感信号后给出针对液压系统的实时控制信号，液压系统按照控制信号实施对车体的横向调平。液压缸(5)的上端与车身或者车架铰接，下端与车桥铰接。在汽车不发生转弯或调平系统关闭时液压缸(5)不起作用，阻尼系数很小；在液压缸(5)主动动作时按照控制信号在车桥和车架间产生拉力。 当汽车行驶中发生右转弯时，控制电路通过加速度传感器(3)检测到向左的离心加速度，单片机开始读取各轮组位移传感器信号，比如读取前轮(图示独立悬挂轮组)上位移传感器(8)信号，通过分析左右传感器信号得知前桥处车身相对地面侧倾度信息，基于此信息控制电路控制液压系统对前轮组处车身倾角进行实时调节，使右轮车桥和车架距离跟踪左轮车桥和车架距离，具体过程为，前轮组右轮液压缸(5)在车桥和车架间产生拉力，此拉力压縮弹簧和阻尼器，当控制电路通过位移传感器(8)检测到右轮车桥和车架距离等于或小于左轮车桥和车架距离时控制液压系统使拉力减小或解除，当检测到右轮车桥和车架距离大于左轮车桥和车架距离时控制液压系统使拉力产生或增加。系统工作时为液压系统闭环伺服过程，会产生闭环震动，由于悬架系统阻尼器的作用，调平系统并不会产生有所察觉的震动感，相反只会感觉到车体重心降低和侧倾消除带来附着力增加的稳重感。 左转弯或非独立悬挂的后轮组同理调节，直至加速度传感器(3)发出离心加速度消失信号。权利要求一种汽车转弯调平系统，其特征在于它由控制电路和液压系统组成；控制电路包括加速度传感器(3)、位移传感器(8)、单片机和可编程逻辑控制器，位移传感器(8)成对置于汽车悬架机构上；液压系统由液压站、电液伺服阀、液压缸(5)构成，液压缸(5)连接车桥与车架。专利摘要本技术公开了一种汽车转弯调平系统，它由控制电路和液压系统组成，控制电路包括加速度传感器，位移传感器，单片机和可编程逻辑控制器，位移传感器成对置于汽车悬架机构上；液压系统由液压站，电液伺服阀和液压缸构成，液压缸安装于车桥与车架之间。加速度传感器用于监测车身离心加速度，位移传感器用于反馈车身相对路面的侧倾信息，控制电路综合传感器信息对汽车转弯侧倾趋势作出明确判断并控制动力元件使车身相对路面侧倾得到实时消除。采用本调平系统可提高汽车转弯过程中的行驶安全性、装载稳定性和乘坐舒适感。文档编号B60G21/073GK201472104SQ200920155729公开日2010年5月19日 申请日期2009年6月6日 优先权日2009年6月6日专利技术者刘学龙, 王成锋, 王振兵, 王蒙, 郭军 申请人:刘学龙本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽车转弯调平系统，其特征在于：它由控制电路和液压系统组成；控制电路包括加速度传感器（３）、位移传感器（８）、单片机和可编程逻辑控制器，位移传感器（８）成对置于汽车悬架机构上；液压系统由液压站、电液伺服阀、液压缸（５）构成，液压缸（５）连接车桥与车架。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘学龙，王振兵，王成锋，王蒙，郭军，
申请(专利权)人：刘学龙，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]