【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于車輛，具體涉及一種麥弗遜懸架轉向輪主銷后傾角的調節機構和主動控制方法。
技術介紹
0、技術背景
1、汽車行駛操控和舒適性與懸架結構及各種相關參數息息相關，目前絕大多數轎車前懸架采用麥弗遜獨立懸架且主銷后傾角即為參數之一，所謂主銷后傾角即為主銷軸線在側視圖方向與輪胎z軸的夾角，麥弗遜獨立懸架的主銷后傾角初值在設計時被確定，在后期車輛使用工程中不能滿足不同工況、不同車速及轉向行駛時對主銷后傾角的需求，只能被動適應各種行駛工況。當主銷后傾角不被滿足時將導致車輪擺振，無法提供合適的轉向回正力矩，還可能引發振動和噪音，而且可能導致轉向和操縱性能的惡化。
2、隨著主動安全性的重要性逐年提高，對主動控制麥弗遜懸架后傾角的研究是必要的，具有研究發展的前瞻性，然而控制方法更加是控制系統的核心部分，算法的準確性和有限性很大程度上決定了主動控制后傾角的麥弗遜懸架的性能。
3、經過對乘用車麥弗遜懸架主銷后傾角的理論分析，我們可以知道乘用車的主銷后傾角大小和軸距、輪距、主銷內傾角、車輪外傾角等因素相關，當上述參數選定之后，懸架設計師通常直接通過理論計算來獲得預期的靜態主銷后傾角數值。但乘用車在行駛過程中，受車輛行駛姿態影響，轉向輪上的力發生變化，且受麥弗遜懸架結構影響，主銷后傾角大小也會隨車輪跳動而發生改變，主銷后傾角預定值不能滿足車輛動態需求，嚴重影響車輛行駛穩定性。目前對主銷后傾角的主動控制機構有一定研究，如采用蝸輪蝸桿對主銷上支點進行縱向水平位移控制，但是蝸輪蝸桿傳動的效率較低且蝸輪蝸桿傳動容易出現
技術實現思路
1、為了實現乘用車在行駛過程中，對車輛的懸架的主銷后傾角進行主動控制，從理論上解決因主銷后傾角與車輛狀態不匹配的現象，本專利技術提供一種麥弗遜獨立懸架主銷后傾角的調節機構，同時提供麥弗遜獨立懸架主銷后傾角的主動調節方法。
2、一種麥弗遜懸架轉向輪主銷后傾角的調節機構包括麥弗遜懸架，還包括一對以上的調節機構；
3、所述調節機構包括支座4、調節電機5、齒輪齒條機構和導向機構；
4、所述支座4為u型支座；所述調節電機5固定設于支座4內的底板上；
5、所述齒輪齒條機構包括齒輪6和齒條8；所述齒輪6通過花鍵配合固定設于調節電機5的輸出軸上；所述齒條8長度方向的兩端分別通過連接桿分別固定設于支座4內的兩側邊板上；
6、所述導向機構包括導向支架9和導向軸10，所述導向支架9為矩形塊狀，中部開設有導向孔，所述導向軸10配合設于導向支架9的導向孔內，導向軸10的兩端分別固定設于支座4內的兩側邊板上，且導向軸10平行于齒條8；
7、所述導向支架9通過頂部的一對上安裝孔固定連接著齒條8的背面；導向支架9通過底部固定連接著阻尼器12上支點。
8、進一步限定調節機構的技術方案如下：
9、所述導向支架9的頂部設有上凸塊，上凸塊上開設有一對上安裝孔，導向支架9的底部兩側分別設有下凸塊，下凸塊上開設有下安裝孔。
10、基于一種麥弗遜懸架轉向輪主銷后傾角的調節機構的主動控制操作步驟如下：
11、(1)建立車輪回正力矩計算模型
12、對于整車，以車輛前進方向為x軸正方向，車輛前進的右向為y軸正方向，向上為z軸正方向；車輪回正力矩由以下4部分組成：側偏力產生的回正力矩m1、主銷內傾角β產生的回正力矩m2、縱向力產生的回正力矩m3、車輛自身重力產生的回正力矩m4；
13、所述主銷軸線為阻尼器上支點中心與下擺臂外側球頭中心的連接線，本專利技術中由于調節機構存在，因此主銷軸線l應對移動齒條8的背面中心點與下擺臂3外側球頭中心的連接線；
14、設車輛前進方向為x軸正方向，車輛前進的右向為y軸正方向，向上為z軸正方向；l為主銷軸線；l1為主銷軸線l在xoz平面的投影；l2為主銷軸線在yoz面的投影；所述主銷后傾角α為l1與z軸的夾角即主銷后傾角；所述主銷內傾角β為l2與z軸的夾角即主銷內傾角；
15、車輪回正力矩計算模型公式如下：m＝m1+m2+m3+m4??(17)；
16、公式(17)中，m為回正力矩，m1為側偏力產生的回正力矩、m2為主銷內傾產生的回正力矩、m3為縱向力產生的回正力矩、m4為車輛自身重力產生的回正力矩；
17、(2)建立轉向輪回正阻力矩計算模型
18、轉向輪回正阻力矩計算模型公式如下：
19、
20、公式(20)中，k表示車橋動載荷系數，無量綱；f1表示上支點主銷軸承摩擦因數，無量綱；r1表示上支點主銷軸承半徑，單位為m；f2表示轉向節與下控制臂之間軸承摩擦因數，無量綱；r2表示轉向節與下控制臂之間軸承半徑，單位為m；φ表示路面附著系數，無量綱；β表示主銷內傾角，單位為°；r表示車輪滾動半徑，單位為m；
21、(3)建立車輛行駛中的主銷后傾角主動控制計算公式
22、車輛行駛，當前輪總回正力矩與總回正阻力矩相平衡時，轉向輪停止回正，總回正力矩與總回正阻力矩平衡公式(21)如下：
23、m＝mf??(21)
24、根據公式(17)、(20)和(21)得到主銷后傾角主動控制計算公式如下：
25、
26、公式(22)中，mf1為車輪回轉時主銷在上支點軸承和下控制臂與轉向節軸承出受到的摩擦阻力距，單位為n·m；mf2為轉向傳動機構的摩擦阻力矩和轉向器反轉時的阻力矩之和，單位為n·m；mf3為路面與輪胎之間的摩擦力矩，單位為n·m；fy為輪胎所受側偏力，單位為n；r表示車輪滾動半徑，單位為m；l表示車橋間距，單位為m；
27、根據式(22)得到理想主銷后傾角數值，控制調節機構中的調節電機5的轉動方向和轉角大小，通過齒輪齒條機構帶動調節支架9進行水平位移調節，實現主銷軸線l相應的調整，最終實現主銷后傾角α的主動調節；
28、對于兩輪轉向的車輛，按照上述步驟以兩個轉向輪為一個整體計算出理想主銷后傾角數值，實現對主銷后傾角的主動調節；
29、對于四輪轉向的車輛，按照上述步驟以兩個前轉向輪為一個整體計算出前理想主銷后傾角數值，以兩個后轉向輪為一個整體計算出后理想主銷后傾角數值，根據前理想主銷后傾角數值和后理想主銷后傾角數值，分別對前輪主銷后傾角和后輪主銷后傾角實現主動調節。
30、進一步限定的主動控制方法的技術方案如下：
31、步驟(1)中，以車輛前進方向為x軸正方向，車輛前進的右向為y軸正方向，向上為z軸正方向；
32、(1.1)計算側偏力產生的回正力矩m1
33、回正力矩m1由側偏力fy與輪胎總拖距ξ乘積計算而來；
34、(1.1.1)計算側偏力fy
35、側偏力本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種麥弗遜懸架轉向輪主銷后傾角的調節機構，包括麥弗遜懸架，其特征在于：還包括一對以上的調節機構；
2.根據權利要求1所述的一種麥弗遜懸架轉向輪主銷后傾角的調節機構，其特征在于：所述導向支架(9)的頂部設有上凸塊，上凸塊上開設有一對上安裝孔，導向支架(9)的底部兩側分別設有下凸塊，下凸塊上開設有下安裝孔。
3.基于權利要求1所述的一種麥弗遜懸架轉向輪主銷后傾角的調節機構的主動控制方法，其特征在于，主動控制操作步驟如下：
4.根據權利要求3所述的主動控制方法，其特征在于：步驟(1)中，以車輛前進方向為x軸正方向，車輛前進的右向為y軸正方向，向上為z軸正方向；
5.根據權利要求3所述的主動控制方法，其特征在于：步驟(2)中，回正阻力矩Mf由三部分組成：回轉時主銷在上支點軸承和下控制臂與轉向節軸承出受到的摩擦力矩Mf1、轉向傳動機構的摩擦阻力矩和轉向器反轉時的阻力矩之和Mf2和路面與輪胎之間的摩擦力矩Mf3；
6.根據權利要求3所述的主動控制方法，其特征在于：步驟(3)中，
【技術特征摘要】
1.一種麥弗遜懸架轉向輪主銷后傾角的調節機構，包括麥弗遜懸架，其特征在于：還包括一對以上的調節機構；
2.根據權利要求1所述的一種麥弗遜懸架轉向輪主銷后傾角的調節機構，其特征在于：所述導向支架(9)的頂部設有上凸塊，上凸塊上開設有一對上安裝孔，導向支架(9)的底部兩側分別設有下凸塊，下凸塊上開設有下安裝孔。
3.基于權利要求1所述的一種麥弗遜懸架轉向輪主銷后傾角的調節機構的主動控制方法，其特征在于，主動控制操作步驟如下：
4.根據權...
【專利技術屬性】
技術研發人員：魏道高，杜升剛，杜姍姍，尹最，李文龍，方兆鑫，王偉，
申請(專利權)人：合肥工業大學，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。