CN111660744A - 一种车轮的调整方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种车轮的调整方法及系统，涉及车辆底盘领域。本发明先采集车辆的运行参数信息和用于表示地面平整度的车轮接触地面信息，然后根据运行参数信息在预先存储的车辆硬点表中查找出与运行参数信息相对应的车辆硬点，之后根据车辆硬点和车轮接触地面信息计算得出与车轮可枢转连接且可伸缩的控制臂的位移参数，最后控制控制臂按照位移参数伸缩，以改变控制臂的长度，从而调节车轮与地面的角度。本发明能够在车辆运行过程中实时改善车轮与地面的接触角度，从而使车轮与地面的接触面保持在最佳状态，使地面能够提供最大的抓地力，改善车辆行驶操稳性能，同时能够提高车轮的使用寿命。

Description

一种车轮的调整方法及系统
技术领域
本发明涉及车辆底盘领域，特别是涉及一种车轮的调整方法及系统。
背景技术
车辆由于车轮的跳动会使得轮胎与地面无法保持最佳的接触状态，即轮胎接地部分的表面与地面产生一定的夹角，从而减小了车轮的抓地力，造成车辆侧滑、甩尾等危险工况。
现有技术中的双横臂或多连杆独立悬架，为优化车轮跳动过程中的轮胎抓地性能，大多采用优化各控制臂的长度或多连杆的长度匹配，保证在全跳动范围内车轮的姿态角变化尽量接近理想状态。一些高级别车型通过对控制臂或连杆的连接点衬套各向刚度进行特殊设计，进一步优化轮胎运动过程中的抓地性能。但由于独立悬架尺寸链非常复杂，对制造、装配精度要求较高，在用户使用过程中，各安装点老化和变形等，需要每间隔一定里程进行四轮参数的调整，部分车型上增加了偏心螺栓和调整垫片等来弥补调整量不足，增加了可调整的空间，但各控制臂或连杆本身长度均不可调整，故调整空间仍受到限制，且无法在车辆运行过程中实现实时动态调整。
发明内容
本发明的一个目的是要提供一种车轮的调整方法，解决现有技术中在车辆运行过程中无法对车轮与地面的夹角进行实时调整，从而造成车辆侧滑、甩尾等情况发生的技术问题。
本发明的另一个目的是要提供一种车轮的调整系统。
本发明的又一个目的是要提高车轮的调整系统的安全性。
特别地，本发明提供了一种车轮的调整方法，包括：
采集车辆的运行参数信息和用于表示地面平整度的车轮接触地面信息；
根据所述运行参数信息在预先存储的车辆硬点表中查找出与所述运行参数信息相对应的车辆硬点；
根据所述车辆硬点和所述车轮接触地面信息计算得出与车轮可枢转连接且可伸缩的控制臂的位移参数；
控制所述控制臂按照所述位移参数伸缩，以改变所述控制臂的长度，从而调节所述车轮与地面的角度。
可选地，所述运行参数信息包括速度信息、加速度信息、车轮转角信息、制动信息以及胎压信息。
可选地，还包括：
检测所述控制臂是否存在故障；
若是，则控制报警单元进行报警。
进一步地，本发明还提供了一种车轮的调整系统，包括相互连接的采集模块、控制臂以及控制单元；其中，
采集模块，用于采集车辆的运行参数信息和用于表示地面平整度的车轮接触地面信息，并发送给所述控制单元；
所述控制单元，用于根据所述运行参数信息在预先存储的车辆硬点表中查找出与所述运行参数信息相对应的车辆硬点；然后根据所述车辆硬点和所述车轮接触地面信息计算得出与车轮可枢转连接且可伸缩的控制臂的位移参数；最后控制所述控制臂按照所述位移参数伸缩，以改变所述控制臂的长度，从而调节所述车轮与地面的角度。
可选地，所述控制臂包括沿车辆高度方向设置的上控制臂和下控制臂，所述上控制臂为可伸缩的。
可选地，所述上控制臂包括：
至少一个与所述车轮可枢转连接的拉杆，所述拉杆包括缸体以及至少部分处于所述缸体内部的活塞，以在所述缸体内部压力改变时所述活塞可沿所述缸体轴向移动，从而改变所述拉杆的长度；以及
与所述拉杆连接的纵杆，所述纵杆沿车辆的纵向布置。
可选地，所述拉杆的数量为两个，两个所述拉杆以及所述纵杆呈三角形布置。
可选地，所述拉杆上设有与控制阀相连接的气压接口或液压接口，所述控制阀上设有压力传感器，所述压力传感器用于检测所述缸体内的压力，并发送给所述控制单元；
所述控制单元，还用于在判定所述压力不在预设压力范围内时控制车辆的报警单元进行报警。
可选地，所述拉杆还包括：
机械锁止机构，设置在所述拉杆的缸体内，以在所述活塞的行程超过预设行程范围时将所述活塞锁止。
可选地，所述上控制臂和所述下控制臂之间设有减振器。
本发明先采集车辆的运行参数信息和用于表示地面平整度的车轮接触地面信息，然后根据运行参数信息在预先存储的车辆硬点表中查找出与运行参数信息相对应的车辆硬点，之后根据车辆硬点和车轮接触地面信息计算得出与车轮可枢转连接且可伸缩的控制臂的位移参数，最后控制控制臂按照位移参数伸缩，以改变控制臂的长度，从而调节车轮与地面的角度。本发明能够在车辆运行过程中实时改善车轮与地面的接触角度，从而使车轮与地面的接触面保持在最佳状态，使地面能够提供最大的抓地力，改善车辆行驶操稳性能，同时能够提高车轮的使用寿命。
进一步地，本发明还包括机械锁止机构，设置在拉杆的缸体内，以在活塞的行程超过预设行程范围时将活塞锁止。本发明中当拉杆的缸体内的压力失控导致活塞超出行程范围时，可以通过机械锁止机构将活塞锁止，从而可以提高车轮的调整系统的安全性。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是根据本发明一个实施例的车轮的调整方法的示意性流程图；
图2是根据本发明一个实施例的车轮的调整系统的示意性结构图；
图3是根据本发明另一个实施例的车轮的调整系统的示意性结构图；
图4是图3中A部分的示意性放大图；
图5是根据本发明另一个实施例的车轮的调整系统的示意性俯视图；
图6是根据本发明又一个实施例的车轮的调整系统的示意性结构图；
图7是根据本发明再一个实施例的车轮的调整系统的示意性结构图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
图1是根据本发明一个实施例的车轮的调整方法的示意性流程图。如图1所示，在一个具体地实施例中，车轮的调整方法一般性地可包括以下步骤：
S100，采集车辆的运行参数信息和用于表示地面平整度的车轮接触地面信息；
S200，根据运行参数信息在预先存储的车辆硬点表中查找出与运行参数信息相对应的车辆硬点；
S300，根据车辆硬点和车轮接触地面信息计算得出与车轮可枢转连接且可伸缩的控制臂的位移参数；
S400，控制控制臂按照位移参数伸缩，以改变控制臂的长度，从而调节车轮与地面的角度。
本发明能够在车辆运行过程中实时改善车轮与地面的接触角度，从而使车轮与地面的接触面保持在最佳状态，使地面能够提供最大的抓地力，改善车辆行驶操稳性能，同时能够提高车轮的使用寿命。
具体地，运行参数信息包括速度信息、加速度信息、车轮转角信息、制动信息以及胎压信息。也就是说，车辆硬点表中包含速度信息、加速度信息、车轮转角信息、制动信息、胎压信息以及车辆硬点的对应关系。
本发明还考虑到了车轮接触地面信息，在车辆处于水平地面或是颠簸地面时计算得出的控制臂的位移参数均不相同，能够根据车辆的行驶环境计算得出符合车辆行驶环境的控制臂的位移参数。
进一步地，车轮的调整方法，还包括以下步骤：
步骤一：检测控制臂是否存在故障；若是，则进行下一步；
步骤二：控制报警单元进行报警。
本发明可以实时对控制臂进行检测，在控制臂出现故障时能够及时发现，从而避免引起车辆的安全性问题。
图2是根据本发明一个实施例的车轮的调整系统100的示意性结构图。如图2所示，在一个具体地实施例中，车轮的调整系统100包括相互连接的采集模块1、控制臂3以及控制单元2。其中，采集模块1用于采集车辆的运行参数信息和用于表示地面平整度的车轮5接触地面信息，并发送给控制单元2。控制单元2用于根据运行参数信息在预先存储的车辆硬点表中查找出与运行参数信息相对应的车辆硬点，然后根据车辆硬点和车轮5接触地面信息计算得出与车轮5可枢转连接且可伸缩的控制臂3的位移参数，最后控制控制臂3按照位移参数伸缩，以改变控制臂3的长度，从而调节车轮5与地面的角度。这里，主要是调节车轮5的外倾角、主销内倾角和和后倾角，从而使得车轮5与地面的接触面保持在最佳状态。这里，可枢转连接可以是控制臂与车轮通过转向节连接，还可以是控制臂与车轮以铰接方式连接。
进一步地，运行参数信息包括速度信息、加速度信息、车轮转角信息、制动信息以及胎压信息。也就是说，车辆硬点表中包含速度信息、加速度信息、车轮转角信息、制动信息、胎压信息以及车辆硬点的对应关系。
本发明能够优化车轮5在跳动过程中轮胎接地姿态，提高轮胎的抓地性能，改善车辆行驶操控性能，同时提高轮胎的使用寿命。
图3是根据本发明另一个实施例的车轮的调整系统100的示意性结构图，图4是图3中A部分的示意性放大图，图5是根据本发明另一个实施例的车轮的调整系统100的示意性俯视图。在一个具体地实施例中，控制臂3包括沿车辆高度方向设置的上控制臂31和下控制臂32，上控制臂31为可伸缩的。其中，下控制臂32与上控制臂31相比更接近地面。本发明将上控制臂31设置成可伸缩的，与将下控制臂32设置成可伸缩的相比，可以节省很多拉动车轮5以改变与地面角度的力。
具体地，上控制臂31包括至少一个与车轮5可枢转连接的拉杆311、以及与拉杆311连接并沿车辆的纵向布置的纵杆312，拉杆311包括缸体3111以及至少部分处于缸体3111内部的活塞3112，以在缸体3111内部压力改变时活塞3112可沿缸体3111轴向移动，从而改变拉杆311的长度。进一步地，拉杆311通过球形连接件314与车轮5上的杆件连接，从而可以实现拉杆311与车轮5的可枢转连接。
在一个实施例中，拉杆311的数量为两个，两个拉杆311以及纵杆312呈三角形布置。本发明将拉杆311设置成两个可以将拉动车轮5转向的力平均分配，减小每个拉杆311的负担。
图6是根据本发明又一个实施例的车轮的调整系统100的示意性结构图。在另一个实施例中，拉杆311的数量为一个，一个拉杆311沿车辆横向布置并与纵杆312连接。本发明可以根据车辆的安装空间、成本、承载等限制因素来选择拉杆311的数量，其功能原理与上述两个拉杆311的相似，即通过控制单元2调整拉杆311缸体内部的压力，从而调整拉杆311的长度。拉杆311的数量为一个时的方案受限于其结构、强度等因素的影响，其对球形连接件314的调整功能比较小。
图7是根据本发明再一个实施例的车轮的调整系统100的示意性结构图。如图7所示，并参见图3、图4以及图5，车轮的调整系统100还包括报警单元4，拉杆311上设有与控制阀相连接的气压或液压接口313，控制阀上设有压力传感器，压力传感器用于检测缸体3111内的压力，并发送给控制单元2。控制单元2还用于在判定压力不在预设压力范围内时控制车辆的报警单元4进行报警。本发明在拉杆311的缸体3111内部压力处于异常的情况时能够通过报警的方式尽快通知用户。这里，压力不在预设压力范围内可能是拉杆311缸体3111出现气体或液体渗漏的情况，还可以是其他情况导致的。
在一个优选地实施例中，拉杆311还包括机械锁止机构(图中未示出)，其设置在拉杆311的缸体3111内，以在活塞3112的行程超过预设行程范围时将活塞3112锁止。具体地，机械锁止机构的数量为两个，其中一个设置在活塞3112处于缸体3111内的最小行程处，另外一个设置在活塞3112处于缸体3111内的最大行程处。也就是说，机械锁止机构起到对活塞3112的限位作用，当活塞3112超过预设的行程时，机械锁止结构可以将活塞3112锁止，从而使得拉杆311变为固定长度的拉杆311，以确保导向、传递力和扭矩的功能可靠性。
进一步地，上控制臂31和下控制臂32之间设有减振器，可以起到对车辆进行减振的作用。
本发明先采集整车姿态、承载、胎压、行驶速度、加速度、方向盘转角、制动以及油门踏板行程等整车实时信息，以及扫描轮胎接触路面信息，分析得出车轮5能够实现最佳接触地面姿态时控制臂31需要调整的伸缩长度，从而调节控制臂31的长度，以使得球头连接件314处于最佳坐标位置，也可以说是使得车轮5处于与地面接触的最佳状态。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种车轮的调整方法，其特征在于，
采集车辆的运行参数信息和用于表示地面平整度的车轮接触地面信息；
根据所述运行参数信息在预先存储的车辆硬点表中查找出与所述运行参数信息相对应的车辆硬点；
根据所述车辆硬点和所述车轮接触地面信息计算得出与车轮可枢转连接且可伸缩的控制臂的位移参数；
控制所述控制臂按照所述位移参数伸缩，以改变所述控制臂的长度，从而调节所述车轮与地面的角度。
2.根据权利要求1所述的调整方法，其特征在于，
所述运行参数信息包括速度信息、加速度信息、车轮转角信息、制动信息以及胎压信息。
3.根据权利要求1所述的调整方法，其特征在于，还包括：
检测所述控制臂是否存在故障；
若是，则控制报警单元进行报警。
4.一种车轮的调整系统，其特征在于，包括相互连接的采集模块(1)、控制臂(3)以及控制单元(2)；其中，
采集模块(1)，用于采集车辆的运行参数信息和用于表示地面平整度的车轮接触地面信息，并发送给所述控制单元(2)；
所述控制单元(2)，用于根据所述运行参数信息在预先存储的车辆硬点表中查找出与所述运行参数信息相对应的车辆硬点；然后根据所述车辆硬点和所述车轮接触地面信息计算得出与车轮可枢转连接且可伸缩的控制臂(3)的位移参数；最后控制所述控制臂(3)按照所述位移参数伸缩，以改变所述控制臂(3)的长度，从而调节所述车轮(5)与地面的角度。
5.根据权利要求4所述的调整系统，其特征在于，
所述控制臂(3)包括沿车辆高度方向设置的上控制臂(31)和下控制臂(32)，所述上控制臂(31)为可伸缩的。
6.根据权利要求5所述的调整系统，其特征在于，所述上控制臂(31)包括：
至少一个与所述车轮(5)可枢转连接的拉杆(311)，所述拉杆(311)包括缸体(3111)以及至少部分处于所述缸体(3111)内部的活塞(3112)，以在所述缸体(3111)内部压力改变时所述活塞(3112)可沿所述缸体(3111)轴向移动，从而改变所述拉杆(311)的长度；以及
与所述拉杆(311)连接的纵杆(312)，所述纵杆(312)沿车辆的纵向布置。
7.根据权利要求6所述的调整系统，其特征在于，
所述拉杆(311)的数量为两个，两个所述拉杆(311)以及所述纵杆(312)呈三角形布置。
8.根据权利要求6所述的调整系统，其特征在于，
所述拉杆(311)上设有与控制阀相连接的气压接口或液压接口(313)，所述控制阀上设有压力传感器，所述压力传感器用于检测所述缸体(3111)内的压力，并发送给所述控制单元(2)；
所述控制单元(2)，还用于在判定所述压力不在预设压力范围内时控制车辆的报警单元(4)进行报警。
9.根据权利要求6所述的调整系统，其特征在于，所述拉杆(311)还包括：
机械锁止机构，设置在所述拉杆(311)的缸体(3111)内，以在所述活塞(3112)的行程超过预设行程范围时将所述活塞(3112)锁止。
10.根据权利要求5所述的调整系统，其特征在于，
所述上控制臂(31)和所述下控制臂(32)之间设有减振器。
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