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CN115179707A - 一种实现汽车轮胎陷落脱困的主动悬架控制系统及方法 - Google Patents

一种实现汽车轮胎陷落脱困的主动悬架控制系统及方法 Download PDF

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CN115179707A CN202210904484.7A CN202210904484A CN115179707A CN 115179707 A CN115179707 A CN 115179707A CN 202210904484 A CN202210904484 A CN 202210904484A CN 115179707 A CN115179707 A CN 115179707A
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Abstract

一种实现汽车轮胎陷落脱困的主动悬架控制系统，包括检测单元、底盘控制器以及执行单元；所述检测单元包括车身倾斜角度传感器，车轮偏角检测仪，转角传感器，所述执行单元包括转向控制模块，主动悬架模块以及动力模块；同时所述转向控制模块；本方案设计的一种实现汽车轮胎陷落脱困的主动悬架控制系统，可在汽车陷入凹槽时，先通过检测单元各检测组件对车辆情况进行检测，然后通过车辆情况对车辆两侧的悬架进行高度调整，校正车辆的重心，增大未陷入侧轮胎的抓地力，从而使汽车能够快速脱离凹槽，实现正常行驶。

Description

一种实现汽车轮胎陷落脱困的主动悬架控制系统及方法
技术领域
本发明属于汽车悬架控制系统技术领域，具体涉及一种实现汽车轮胎陷落脱困的主动悬架控制系统及方法。
背景技术
汽车在路况复杂的道路上行驶时，会出现轮胎陷入凹坑的情况，当汽车一侧的轮胎陷入凹槽后，车辆整体会向被陷入一侧倾斜，从而使车辆的重心出现失衡，所以此时在发动机提供动力时，轮胎的抓地力会受到很大的影响，车辆也无法快速从凹坑内快速脱离，给驾驶者带来不必要的麻烦。
因此，有必要设计一种实现汽车轮胎陷落脱困的主动悬架控制系统及方法来解决上述技术问题。
应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
发明内容
为克服上述现有技术中的不足，本发明目的在于提供一种实现汽车轮胎陷落脱困的主动悬架控制系统及方法。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供的技术方案是：一种实现汽车轮胎陷落脱困的主动悬架控制系统，包括检测单元、底盘控制器以及执行单元；
所述检测单元包括：车身倾斜角度传感器，所述车身倾斜角度传感器用于检测车辆侧倾角度；车轮偏角检测仪，所述车轮偏角检测仪用于检测各车轮旋转的角度；转角传感器，所述转角传感器用于检测转向系统当前的方向；同时所述车身倾斜角度传感器、车轮偏角检测仪以及转角传感器都与底盘控制器连接；
所述执行单元包括转向控制模块，主动悬架模块以及动力模块；同时所述转向控制模块，主动悬架模块以及动力模块都与底盘控制器连接。
优选的，所述检测单元还包括TOF摄像头，所述TOF摄像头用于检测车身周围环境情况，同时所述TOF摄像头与所述底盘控制器连接。
优选的，所述检测单元还包括车速传感器，所述车速传感器用于判断车身倾斜时，车速是否为零，车辆停止，判断车身陷落且启动主动脱困功能；同时所述车速传感器连接所述底盘控制器。
优选的，所述底盘控制器连接中控显示屏。
一种汽车轮胎陷落脱困的主动悬架控制方法，包括如下步骤：
步骤1：当汽车陷入凹坑时，检测单元中的车身倾斜角度传感器、车轮偏角检测仪和转角传感器开始工作，车身倾斜角度传感器检测车辆的侧倾角度并将信息发送至底盘控制器，车轮偏角检测仪检测各车轮旋转的角度并将信息发送至底盘控制器，所述转角传感器检测转向系统当前的方向，并将信息发送至底盘控制器；
步骤2：底盘控制器在接收到信息后进行系统分析，并向执行单元的转向控制模块，主动悬架模块以及动力模块发送指令；
步骤3：转向控制模块在接收到指令后开始控制车辆的转向；主动悬架模块在接收到指令后开始调整车辆的悬架，对车辆陷入的一侧通过悬架控制进行抬升，而车辆另一侧的悬架适当降低，校正车辆的重心；动力模块在接收到指令后开始给车辆提供脱离凹槽的动力；转向控制模块、主动悬架模块与动力模块同时运行。
优选的，在上述步骤1中，检测单元中TOF摄像头开始工作，检测车身周围环境情况，并将信息发送至底盘控制器。
优选的，在上述步骤1中，检测单元中的车速传感器开始工作，判断车身倾斜时，车速是否为零，车辆停止，判断车身陷落且启动主动脱困功能，并将信息发送至底盘控制器。
优选的，在步骤1中的检测单元开始工作之前，用户可通过车内的中控显示屏来控制系统开始执行和实施。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有的优点如下：
本方案设计的一种实现汽车轮胎陷落脱困的主动悬架控制系统，可在汽车陷入凹槽时，先通过检测单元各检测组件对车辆情况进行检测，然后通过车辆情况对车辆两侧的悬架进行高度调整，校正车辆的重心，增大未陷入侧轮胎的抓地力，从而使汽车能够快速脱离凹槽，实现正常行驶。
附图说明
图1为控制系统原理图。
以上附图中，车身倾斜角度传感器1、车轮偏角检测仪2、转角传感器3、TOF摄像头4、车速传感器5、底盘控制器6、转向控制模块7、主动悬架模块8、动力模块9、中控显示屏10。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1。须知，在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：如图1所示，一种实现汽车轮胎陷落脱困的主动悬架控制系统，包括检测单元、底盘控制器6以及执行单元；所述检测单元包括：车身倾斜角度传感器1，所述车身倾斜角度传感器1用于检测车辆侧倾角度；车轮偏角检测仪2，所述车轮偏角检测仪2用于检测各车轮旋转的角度；转角传感器3，所述转角传感器3用于检测转向系统当前的方向；TOF摄像头4，所述TOF摄像头4用于检测车身周围环境情况，车速传感器5，所述车速传感器5用于判断车身倾斜时，车速是否为零，车辆停止，判断车身陷落且启动主动脱困功能；同时所述车速传感器5连接所述底盘控制器6，上述检测组件都与底盘控制器6连接；所述执行单元包括转向控制模块7，主动悬架模块8以及动力模块9；同时上述执行模块都与底盘控制器6连接；所述主动悬架包括但不限于可靠稳定杆、可变阻尼减震器、主动液压减震器和空气弹簧；所述悬架的升降功能包括但不限于通过稳定杆主动施加力矩、调整阻尼和空气弹簧的充放气实现；所述抬升陷入侧车身功能为对于陷入轮胎的悬架通过空气弹簧的放气、减小阻尼等方式来减小其悬架的刚度，同侧另一个悬架通过空气弹簧的充气、施加力矩等方式来抬升车身；另一侧的两个悬架适当降低车身来校正车辆的重心，增大未陷入侧轮胎的抓地力，驱动汽车，使车辆脱困。
上述控制系统的具体控制方法为：
步骤1：当汽车陷入凹坑时，用户通过中控显示屏10来控制系统开始执行，检测单元中的车身倾斜角度传感器1、车轮偏角检测仪2和转角传感器3开始工作，车身倾斜角度传感器1检测车辆的侧倾角度并将信息发送至底盘控制器6，车轮偏角检测仪2检测各车轮旋转的角度并将信息发送至底盘控制器6，所述转角传感器3检测转向系统当前的方向，并将信息发送至底盘控制器6；检测单元中TOF摄像头4开始工作，检测车身周围环境情况，并将信息发送至底盘控制器6；在上述步骤1中，检测单元中的车速传感器5开始工作，判断车身倾斜时，车速是否为零，车辆停止，判断车身陷落且启动主动脱困功能，并将信息发送至底盘控制器6。
步骤2：底盘控制器6在接收到信息后进行系统分析，并向执行单元的转向控制模块7，主动悬架模块8以及动力模块9发送指令；
步骤3：转向控制模块7在接收到指令后开始控制车辆的转向；主动悬架模块8在接收到指令后开始调整车辆的悬架，主动悬架包括但不限于可靠稳定杆、可变阻尼减震器、主动液压减震器和空气弹簧；悬架的升降功能包括但不限于通过稳定杆主动施加力矩、调整阻尼和空气弹簧的充放气实现；抬升陷入侧车身功能为对于陷入轮胎的悬架通过空气弹簧的放气、减小阻尼等方式来减小其悬架的刚度，同侧另一个悬架通过空气弹簧的充气、施加力矩等方式来抬升车身；另一侧的两个悬架适当降低车身来校正车辆的重心，增大未陷入侧轮胎的抓地力，然后动力模块9驱动汽车，使汽车快速脱困。
本申请所涉及到的主动悬架可以为空气悬架、电磁悬架、液压悬架以及能实现车身上下移动的其他结构形式的悬架，主动悬架有作为直接力发生器的动作器，动作器可根据输入的信号调整车辆的悬架，对车辆陷入的一侧通过悬架控制进行抬升，而车辆另一侧的悬架适当降低，校正车辆的重心。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种实现汽车轮胎陷落脱困的主动悬架控制系统，其特征在于：包括检测单元、底盘控制器以及执行单元；
所述检测单元包括：车身倾斜角度传感器，所述车身倾斜角度传感器用于用于检测车辆侧倾角度；车轮偏角检测仪，所述车轮偏角检测仪用于检测各车轮旋转的角度；转角传感器，所述转角传感器用于检测转向系统当前的方向；同时所述车身倾斜角度传感器、车轮偏角检测仪以及转角传感器都与底盘控制器连接；
所述执行单元包括转向控制模块，主动悬架模块以及动力模块；同时所述转向控制模块，主动悬架模块以及动力模块都与底盘控制器连接。
2.根据权利要求1所述的一种实现汽车轮胎陷落脱困的主动悬架控制系统，其特征在于：所述检测单元还包括TOF摄像头，所述TOF摄像头用于检测车身周围环境情况，同时所述TOF摄像头与所述底盘控制器连接。
3.根据权利要求1所述的一种实现汽车轮胎陷落脱困的主动悬架控制系统，其特征在于：所述检测单元还包括车速传感器，所述车速传感器用于判断车身倾斜时，车速是否为零，车辆停止，判断车身陷落且启动主动脱困功能；同时所述车速传感器连接所述底盘控制器。
4.根据权利要求1所述的一种实现汽车轮胎陷落脱困的主动悬架控制系统，其特征在于：所述底盘控制器连接中控显示屏。
5.一种采用权利要求1~4中的任意一项主动悬架控制系统来实现汽车轮胎陷落脱困的主动悬架控制方法，其特征在于：其包括如下步骤：
步骤1：当汽车陷入凹坑时，检测单元中的车身倾斜角度传感器、车轮偏角检测仪和转角传感器开始工作，车身倾斜角度传感器检测车辆的侧倾角度并将信息发送至底盘控制器，车轮偏角检测仪检测各车轮旋转的角度并将信息发送至底盘控制器，所述转角传感器检测转向系统当前的方向，并将信息发送至底盘控制器；
步骤2：底盘控制器在接收到信息后进行系统分析，并向执行单元的转向控制模块，主动悬架模块以及动力模块发送指令；
步骤3：转向控制模块在接收到指令后开始控制车辆的转向；主动悬架模块在接收到指令后开始调整车辆的悬架，对车辆陷入的一侧通过悬架控制进行抬升，而车辆另一侧的悬架适当降低，校正车辆的重心；动力模块在接收到指令后开始给车辆提供脱离凹槽的动力；转向控制模块、主动悬架模块与动力模块同时运行。
6.根据权利要求5所述的一种实现汽车轮胎陷落脱困的主动悬架控制方法，其特征在于：在上述步骤1中，检测单元中TOF摄像头开始工作，检测车身周围环境情况，并将信息发送至底盘控制器。
7.根据权利要求5所述的一种实现汽车轮胎陷落脱困的主动悬架控制方法，其特征在于：在上述步骤1中，检测单元中的车速传感器开始工作，判断车身倾斜时，车速是否为零，车辆停止，判断车身陷落且启动主动脱困功能，并将信息发送至底盘控制器。
8.根据权利要求5所述的一种实现汽车轮胎陷落脱困的主动悬架控制方法，其特征在于：在步骤1中的检测单元开始工作之前，用户可通过车内的中控显示屏来控制系统开始执行和实施。
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