专利名称：一种主动探测和控制汽车悬架的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及探测和控制技术领域，涉及到汽车悬架的控制，尤其涉及一种主动探测和控制汽车悬架的装置。
背景技术：
目前不少高级轿车或者越野车中，其悬架的弹性元件是空气弹簧。空气弹簧相比较与普通螺旋弹簧或者钢板弹簧，其优势在于弹簧高度、承载能力和弹簧刚度可调；固有振动频率较低；隔绝高频振动及隔噪音效果好；可利用空气的阻尼作用；使用寿命较长等。所以在平时乘坐时，空气弹簧非常柔软，会带来很高的乘坐舒适性。但是，当汽车在激烈驾驶时，由于汽车行驶速度较快，车辆侧倾较大，又由于空气弹簧充气和放气需要一个过程，所以会导致汽车的悬架反应会比汽车侧倾方向慢一些。而此时由于空气弹簧反应慢，又比较柔软，所以会大大影响汽车的操控性，也会影响驾驶员对车辆激烈驾驶的信心。
发明内容针对上述现有汽车悬架技术存在的不足，本实用新型的目的在于，提供一种主动探测和控制汽车悬架的装置，该装置能够探测汽车悬架的侧倾程度并及时预先地控制空气弹簧中气体的充放，缩短空气弹簧的反应时间。为了实现上述任务，本实用新型的技术方案是这样实现的一种主动探测和控制汽车悬架的装置，其特征在于，包括设置在四个车轮的半轴套上竖直安装的陀螺仪和加速度传感器，陀螺仪和加速度传感器分别与汽车上的行车电脑相连接。本实用新型的其它特点是所述的陀螺仪采用ENC-03陀螺仪；所述加速度传感器选择飞思卡尔公司的MMA7260加速度传感器。本实用新型的主动探测和控制汽车悬架的装置，通过陀螺仪和加速度传感器探测四个半轴套的倾斜角度，会使得误差比较小，将探测到的角度传输给汽车上安装的ECU通过分析处理，然后由ECU发出信号，提前给空气弹簧中的气体进行充放气。和现有技术相比，具有以下优点(I)用于同时了 ENC-03陀螺仪和飞思卡尔公司的MMA7260加速度传感器，并且更换费用低。且探测结果准确且误差较小。(2)安全，只是在半轴套上安装部件，不影响汽车整体结构和配重。
图1是本实用新型的汽车悬架探测控制装置结构框图；图2是汽车本身的运动所产生的加速度干扰信号和实际倾角变化的关系曲线图；图3是积分运算后变化形成的积累误差曲线图。[0016]
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
具体实施方式
参见图1，本实施例给出一种主动探测和控制汽车悬架的装置，包括设置在四个车轮的半轴套上竖直安装的陀螺仪和加速度传感器，陀螺仪和加速度传感器分别与汽车上的行车电脑相连接。本实施例中，陀螺仪采用ENC-03陀螺仪，加速度传感器选择MMA7260加速度传感器。设在四个车轮的半轴套上竖直安装陀螺仪和加速度传感器，并进行初始化归零设置。当汽车激烈驾驶时，随着汽车的侧倾，半轴套会随着半轴向下倾斜一个角度。加速度传感器只需使用Z轴方向上的加速度信号，当汽车静止或者匀速行驶时，固定加速度传感器在Z轴方向水平，此时输出信号为零的电压信号，当车轴套发生倾斜时，重力加速度g便会 在Z轴方向形成加速度分量，从而跟该轴一起输出电压变化信号。然而，在汽车行驶时由于汽车本身的运动所产生的加速度会产生很大的干扰信号加在上述测量信号上，使得输出信号无法准确反映半轴套的倾角，从而使得探测的半轴套倾角准确度下降(如图2所示)，为此还需要陀螺仪和加速度传感器同时工作。陀螺仪可以测量物体的旋转角速度，将角速度信号进行积分便可以得到半轴套的倾角。由于陀螺仪输出的是半轴套的角速度，不会受到车体振动影响。因此该信号中噪音很小。半轴套的角度又是通过对角速度积分而得，这可进一步平滑信号。但是由于从陀螺仪的角速度获得角度信息，需要经过行车电脑(ECU)进行积分运算。如果角速度信号存在微小的偏差，经过积分运算后，变化形成积累误差(如图3所示)。这个误差会随着时间延长逐步增加，导致最终误差较大。行车电脑(ECU)通过加速度传感器获得的角度信息对此进行校正，利用加速度器所获得的角度信息α与陀螺仪积分后的角度Θ进行比较，将比较的误差经过比例放大T之后与陀螺仪输出的角速度信号叠加之后再进行积分。对于加速度计给定的角度α，经过比例，积分环节之后产生的角度Θ必然最终等于α。由于加速度计获得的角速度信息不会存在积累误差，所以最终将输出角度中的积累误差消除了。然后将陀螺仪和加速度传感器综合分析的角度及角速度传送给汽车ECU，由ECU分析，根据角度及角速度的不同主动控制四个车轮的空气弹簧中气体的充气和放气，进而提高汽车的操控性能。
权利要求1.一种主动探测和控制汽车悬架的装置，其特征在于，包括设置在四个车轮的半轴套上竖直安装的陀螺仪和加速度传感器，陀螺仪和加速度传感器分别与汽车上的行车电脑相连接。
2.如权利要求1所述的主动探测和控制汽车悬架的装置，其特征在于，所述的陀螺仪采用ENC-03陀螺仪。
3.如权利要求1所述的主动探测和控制汽车悬架的装置，其特征在于，所述的加速度传感器选择MMA7260加速度传感器。
专利摘要本实用新型公开了一种主动探测和控制汽车悬架的装置，包括设置在四个车轮的半轴套上竖直安装的陀螺仪和加速度传感器，陀螺仪和加速度传感器分别与汽车上的行车电脑相连接。通过陀螺仪和加速度传感器探测四个半轴套的倾斜角度，会使得误差比较小，将探测到的角度传输给汽车上安装的ECU通过分析处理，然后由ECU发出信号，提前给空气弹簧中的气体进行充放气。
文档编号B60G17/015GK202847371SQ20122049729
公开日2013年4月3日 申请日期2012年9月26日 优先权日2012年9月26日
发明者容毅楠, 李贵龙, 陈雷 申请人:长安大学