基于电动马达的双轮悬挂结构控制平台的制作方法

专利2024-10-17  42


本发明涉及汽车悬挂结构领域,尤其涉及一种基于电动马达的双轮悬挂结构控制平台。



背景技术:

简单来说,汽车悬挂系统就是指由车身与轮胎间的弹簧和避震器组成整个支持系统。悬挂系统应有的功能是支持车身,改善乘坐的感觉,不同的悬挂设置会使驾驶者有不同的驾驶感受。外表看似简单的悬挂系统综合多种作用力,决定着轿车的稳定性、舒适性和安全性,是现代轿车十分关键的部件之一。

悬挂系统是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称,其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力扭,并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力,并衰减由此引起的震动,以保证汽车能平顺地行驶。典型的悬挂系统结构由弹性元件、导向机构以及减震器等组成,个别结构则还有缓冲块、横向稳定杆等。弹性元件又有钢板弹簧、空气弹簧、螺旋弹簧以及扭杆弹簧等形式,而现代轿车悬挂系统多采用螺旋弹簧和扭杆弹簧,个别高级轿车则使用空气弹簧。悬挂系统是汽车中的一个重要总成,它把车架与车轮弹性地联系起来,关系到汽车的多种使用性能。从外表上看,轿车悬挂系统仅是由一些杆、筒以及弹簧组成,但千万不要以为它很简单,相反轿车悬架是一个较难达到完美要求的汽车总成,这是因为悬挂系统既要满足汽车的舒适性要求,又要满足其操纵稳定性的要求,而这两方面又是互相对立的。比如,为了取得良好的舒适性,需要大大缓冲汽车的震动,这样弹簧就要设计得软些,但弹簧软了却容易使汽车发生刹车“点头”、加速“抬头”以及左右侧倾严重的不良倾向,不利于汽车的转向,容易导致汽车操纵不稳定等。

目前,针对汽车悬挂结构的缓冲弹簧,普遍采用机械控制模式而不是电控模式,这样,在实际行驶过程中,汽车悬挂结构的工作性能,例如避震性能,基本上依赖于缓冲弹簧本身的物理特性,而无法放大缓冲弹簧的物理特性,自然无法提升汽车悬挂结构的工作性能。



技术实现要素:

为了解决相关领域的技术问题,本发明提供了一种基于电动马达的双轮悬挂结构控制平台,能够替换原有的机械弹簧,使用更为灵活的电控弹簧,对汽车悬挂机构左右两侧弹簧的挤压拉伸动作提供辅助动力,从而提升了汽车设计的智能化程度。

为此,本发明至少需要具备以下两处重要的发明点:

(1)采用针对性的视觉识别机制对汽车前方贴地场景中左右两侧的最高对象进行识别和高度分析,为后续汽车悬挂机构的控制提供基础数据;

(2)引入包括信号接收单元、数据转换单元、电动马达、液压泵和缓冲弹簧的电控结构对汽车悬挂机构左右两侧弹簧的挤压拉伸动作供应基于左右两侧最高对象高度的辅助动力。

根据本发明的一方面,提供了一种基于电动马达的双轮悬挂结构控制平台,所述平台包括:

双轮悬挂结构,设置在汽车的左侧车轮和汽车的右侧车轮之间;

其中,所述双轮悬挂结构包括左侧转向节、右侧转向节、第一电控收缩机构、第二电控收缩机构、第一减振器、第二减振器、左侧上支点、右侧上支点和连接轴,所述左侧车轮和所述右侧车轮都为汽车前轮。

更具体地,在所述基于电动马达的双轮悬挂结构控制平台中:

所述左侧转向节设置在所述左侧车轮中央位置且位于所述连接轴的左端,所述右侧转向节设置在所述右侧车轮中央位置且位于所述连接轴的右端,所述连接轴设置在左侧车轮和右侧车轮之间。

更具体地,在所述基于电动马达的双轮悬挂结构控制平台中,所述平台还包括:

所述第一减振器的一端与所述左侧转向节连接,所述第一减振器的另一端与所述第一电控收缩机构的一端连接,所述第二减振器的一端与所述右侧转向节连接,所述第一减振器的另一端与所述第二电控收缩机构的一端连接;

所述左侧上支点的底部与所述第一电控收缩机构的另一端连接,所述右侧上支点的底部与所述第二电控收缩机构的另一端连接;

所述第一电控收缩机构包括第一信号接收单元、第一数据转换单元、第一电动马达、第一液压泵和第一缓冲弹簧;

所述第二电控收缩机构包括第二信号接收单元、第二数据转换单元、第二电动马达、第二液压泵和第二缓冲弹簧;

所述第一电控收缩机构中,所述第一信号接收单元用于接收左侧对象高度,所述第一数据转换单元与所述第一信号接收单元连接,用于将所述左侧对象高度转换为对应的第一马达转速;

所述第二电控收缩机构中,所述第二信号接收单元用于接收左侧对象高度,所述第二数据转换单元与所述第二信号接收单元连接,用于将所述左侧对象高度转换为对应的第二马达转速;

数据监测机构,设置在汽车机盖前端的底部的中央位置,用于对汽车前方的贴地行驶场景执行图像监测动作,以获得实时监测图像;

现场滤波设备,与所述数据监测机构连接,用于对接收到的实时监测图像先执行陷阱滤波处理后执行双边滤波处理,以获得双层滤波图像;

高度分析机构,与所述现场滤波设备连接,用于识别所述双层滤波图像中左侧最高对象和右侧最高对象,基于左侧最高对象占据的最多像素行数确定与最多像素行数呈正比的左侧对象高度,并基于右侧最高对象占据的最多像素行数确定与最多像素行数呈正比的右侧对象高度;

其中,识别所述双层滤波图像中左侧最高对象和右侧最高对象包括:识别所述双侧滤波图像中左侧的各个对象,将占据的最多像素行数的对象作为左侧最高对象,以及识别所述双侧滤波图像中右侧的各个对象,将占据的最多像素行数的对象作为右侧最高对象;

其中,所述双侧滤波图像中的每一个对象为去除背景后的每一个图像区域对应的实体目标;

其中,所述第一电动马达根据自身转速快慢驱动所述第一液压泵执行对第一缓冲弹簧的挤压/拉伸力度;

其中,所述第二电动马达根据自身转速快慢驱动所述第二液压泵执行对第二缓冲弹簧的挤压/拉伸力度。

根据本发明的另一方面,还提供了一种基于电动马达的双轮悬挂结构控制方法,所述方法包括使用一种如上述的基于电动马达的双轮悬挂结构控制平台,用于采用电控机制基于汽车前方对象的高度对汽车悬挂机构左右两侧弹簧的挤压拉伸动作执行针对性控制。

本发明的基于电动马达的双轮悬挂结构控制平台设计紧凑、应用广泛。由于能够在对汽车前方贴地行驶场景的对象参数分析的基础上,使用更为灵活的电控弹簧对汽车悬挂机构左右两侧弹簧的挤压拉伸动作提供辅助动力,从而提升了汽车悬挂结构的工作性能。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述,其中:

图1为根据本发明实施方案示出的基于电动马达的双轮悬挂结构控制平台的第一液压泵/第二液压泵的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的基于电动马达的双轮悬挂结构控制平台的实施方案进行详细说明。

电动马达(electricmotor),又称为马达或电动机,是一种将电能转化成机械能,并可再使用机械能产生动能,用来驱动其他装置的电气设备。电动机种类非常繁多,但可大致分为交流电动机及直流电动机以用于不同的场合。

直流电动机(dcmotor)的好处为在控速方面比较简单,只须控制电压大小即可控制转速,但此类电动机不宜在高温、易燃等环境下操作,而且由于电动机中需要以碳刷作为电流变换器(commutator)的部件(有刷马达),所以需要定期清理炭刷磨擦所产生的污物。无碳刷之马达称为无刷马达,相对于有刷,无刷马达因为少了碳刷与轴的摩擦因此较省电也比较安静。制作难度较高、价格也较高。交流电动机(acmotor)则可以在高温、易燃等环境下操作,而且不用定期清理碳刷的污物,但在控速上比较困难,因为控制交流电动机转速须要控制交流电的频率(或使用感应马达,用增加内部阻力的方式,在相同交流电的频率下降低电动机转速),控制其电压只会影响电动机的扭力。一般民用马达之电压有110v和220v等两种,在工业应用还有380v或440v等型态。

目前,针对汽车悬挂结构的缓冲弹簧,普遍采用机械控制模式而不是电控模式,这样,在实际行驶过程中,汽车悬挂结构的工作性能,例如避震性能,基本上依赖于缓冲弹簧本身的物理特性,而无法放大缓冲弹簧的物理特性,自然无法提升汽车悬挂结构的工作性能。

为了克服上述不足,本发明搭建了一种基于电动马达的双轮悬挂结构控制平台,能够有效解决相应的技术问题。

图1为根据本发明实施方案示出的基于电动马达的双轮悬挂结构控制平台的第一液压泵/第二液压泵的结构示意图,在图1中,1为偏心轮,2为柱塞,3为泵体,4为弹簧,5和6都为单向阀。

根据本发明实施方案示出的基于电动马达的双轮悬挂结构控制平台包括:

双轮悬挂结构,设置在汽车的左侧车轮和汽车的右侧车轮之间;

其中,所述双轮悬挂结构包括左侧转向节、右侧转向节、第一电控收缩机构、第二电控收缩机构、第一减振器、第二减振器、左侧上支点、右侧上支点和连接轴,所述左侧车轮和所述右侧车轮都为汽车前轮。

接着,继续对本发明的基于电动马达的双轮悬挂结构控制平台的具体结构进行进一步的说明。

所述基于电动马达的双轮悬挂结构控制平台中:

所述左侧转向节设置在所述左侧车轮中央位置且位于所述连接轴的左端,所述右侧转向节设置在所述右侧车轮中央位置且位于所述连接轴的右端,所述连接轴设置在左侧车轮和右侧车轮之间。

所述基于电动马达的双轮悬挂结构控制平台中还可以包括:

所述第一减振器的一端与所述左侧转向节连接,所述第一减振器的另一端与所述第一电控收缩机构的一端连接,所述第二减振器的一端与所述右侧转向节连接,所述第一减振器的另一端与所述第二电控收缩机构的一端连接;

所述左侧上支点的底部与所述第一电控收缩机构的另一端连接,所述右侧上支点的底部与所述第二电控收缩机构的另一端连接;

所述第一电控收缩机构包括第一信号接收单元、第一数据转换单元、第一电动马达、第一液压泵和第一缓冲弹簧,其中,第一液压泵的内部结构如图1所示;

所述第二电控收缩机构包括第二信号接收单元、第二数据转换单元、第二电动马达、第二液压泵和第二缓冲弹簧,其中,第二液压泵的内部结构如图1所示;

所述第一电控收缩机构中,所述第一信号接收单元用于接收左侧对象高度,所述第一数据转换单元与所述第一信号接收单元连接,用于将所述左侧对象高度转换为对应的第一马达转速;

所述第二电控收缩机构中,所述第二信号接收单元用于接收左侧对象高度,所述第二数据转换单元与所述第二信号接收单元连接,用于将所述左侧对象高度转换为对应的第二马达转速;

数据监测机构,设置在汽车机盖前端的底部的中央位置,用于对汽车前方的贴地行驶场景执行图像监测动作,以获得实时监测图像;

现场滤波设备,与所述数据监测机构连接,用于对接收到的实时监测图像先执行陷阱滤波处理后执行双边滤波处理,以获得双层滤波图像;

高度分析机构,与所述现场滤波设备连接,用于识别所述双层滤波图像中左侧最高对象和右侧最高对象,基于左侧最高对象占据的最多像素行数确定与最多像素行数呈正比的左侧对象高度,并基于右侧最高对象占据的最多像素行数确定与最多像素行数呈正比的右侧对象高度;

其中,识别所述双层滤波图像中左侧最高对象和右侧最高对象包括:识别所述双侧滤波图像中左侧的各个对象,将占据的最多像素行数的对象作为左侧最高对象,以及识别所述双侧滤波图像中右侧的各个对象,将占据的最多像素行数的对象作为右侧最高对象;

其中,所述双侧滤波图像中的每一个对象为去除背景后的每一个图像区域对应的实体目标;

其中,所述第一电动马达根据自身转速快慢驱动所述第一液压泵执行对第一缓冲弹簧的挤压/拉伸力度;

其中,所述第二电动马达根据自身转速快慢驱动所述第二液压泵执行对第二缓冲弹簧的挤压/拉伸力度。

所述基于电动马达的双轮悬挂结构控制平台中:

所述高度分析机构分别与所述第一信号接收单元和所述第二信号接收单元连接;

其中,所述高度分析机构还用于将所述左侧对象高度发送给所述第一信号接收单元,将所述右侧对象高度发送给所述第二信号接收单元。

所述基于电动马达的双轮悬挂结构控制平台中:

将所述左侧对象高度转换为对应的第一马达转速包括:所述左侧对象高度越高,对应的第一马达转速越快。

所述基于电动马达的双轮悬挂结构控制平台中:

将所述右侧对象高度转换为对应的第二马达转速包括:所述右侧对象高度越高,对应的第二马达转速越快。

所述基于电动马达的双轮悬挂结构控制平台中:

所述第一电动马达根据自身转速快慢驱动所述第一液压泵执行对第一缓冲弹簧的挤压/拉伸力度包括:所述第一电动马达的自身转速越快,驱动所述第一液压泵执行对第一缓冲弹簧的挤压/拉伸力度越大。

所述基于电动马达的双轮悬挂结构控制平台中:

所述第二电动马达根据自身转速快慢驱动所述第二液压泵执行对第二缓冲弹簧的挤压/拉伸力度包括:所述第二电动马达的自身转速越快,驱动所述第二液压泵执行对第二缓冲弹簧的挤压/拉伸力度越大。

同时,为了克服上述不足,本发明还搭建了一种基于电动马达的双轮悬挂结构控制方法,所述方法包括使用一种如上述的基于电动马达的双轮悬挂结构控制平台,用于采用电控机制基于汽车前方对象的高度对汽车悬挂机构左右两侧弹簧的挤压拉伸动作执行针对性控制。

另外,在所述基于电动马达的双轮悬挂结构控制平台中,所述现场滤波设备中的图像滤波,即在尽量保留图像细节特征的条件下对目标图像的噪声进行抑制,是图像预处理中不可缺少的操作,其处理效果的好坏将直接影响到后续图像处理和分析的有效性和可靠性。由于成像系统、传输介质和记录设备等的不完善,数字图像在其形成、传输记录过程中往往会受到多种噪声的污染。另外,在图像处理的某些环节当输入的像对象并不如预想时也会在结果图像中引入噪声。这些噪声在图像上常表现为一引起较强视觉效果的孤立像素点或像素块。一般,噪声信号与要研究的对象不相关它以无用的信息形式出现,扰乱图像的可观测信息。对于数字图像信号,噪声表为或大或小的极值,这些极值通过加减作用于图像像素的真实灰度值上,对图像造成亮、暗点干扰,极大降低了图像质量,影响图像复原、分割、特征提取、图像识别等后继工作的进行。要构造一种有效抑制噪声的滤波器必须考虑两个基本问题:能有效地去除目标和背景中的噪声;同时,能很好地保护图像目标的形状、大小及特定的几何和拓扑结构特征。

以上所述仅为本发明的优选实施例,凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰,都应属本发明的涵盖范围。


技术特征:

1.一种基于电动马达的双轮悬挂结构控制平台,其特征在于,所述平台包括:

双轮悬挂结构,设置在汽车的左侧车轮和汽车的右侧车轮之间;

其中,所述双轮悬挂结构包括左侧转向节、右侧转向节、第一电控收缩机构、第二电控收缩机构、第一减振器、第二减振器、左侧上支点、右侧上支点和连接轴,所述左侧车轮和所述右侧车轮都为汽车前轮。

2.如权利要求1所述的基于电动马达的双轮悬挂结构控制平台,其特征在于:

所述左侧转向节设置在所述左侧车轮中央位置且位于所述连接轴的左端,所述右侧转向节设置在所述右侧车轮中央位置且位于所述连接轴的右端,所述连接轴设置在左侧车轮和右侧车轮之间。

3.如权利要求2所述的基于电动马达的双轮悬挂结构控制平台,其特征在于,所述平台还包括:

所述第一减振器的一端与所述左侧转向节连接,所述第一减振器的另一端与所述第一电控收缩机构的一端连接,所述第二减振器的一端与所述右侧转向节连接,所述第一减振器的另一端与所述第二电控收缩机构的一端连接;

所述左侧上支点的底部与所述第一电控收缩机构的另一端连接,所述右侧上支点的底部与所述第二电控收缩机构的另一端连接;

所述第一电控收缩机构包括第一信号接收单元、第一数据转换单元、第一电动马达、第一液压泵和第一缓冲弹簧;

所述第二电控收缩机构包括第二信号接收单元、第二数据转换单元、第二电动马达、第二液压泵和第二缓冲弹簧;

所述第一电控收缩机构中,所述第一信号接收单元用于接收左侧对象高度,所述第一数据转换单元与所述第一信号接收单元连接,用于将所述左侧对象高度转换为对应的第一马达转速;

所述第二电控收缩机构中,所述第二信号接收单元用于接收左侧对象高度,所述第二数据转换单元与所述第二信号接收单元连接,用于将所述左侧对象高度转换为对应的第二马达转速;

数据监测机构,设置在汽车机盖前端的底部的中央位置,用于对汽车前方的贴地行驶场景执行图像监测动作,以获得实时监测图像;

现场滤波设备,与所述数据监测机构连接,用于对接收到的实时监测图像先执行陷阱滤波处理后执行双边滤波处理,以获得双层滤波图像;

高度分析机构,与所述现场滤波设备连接,用于识别所述双层滤波图像中左侧最高对象和右侧最高对象,基于左侧最高对象占据的最多像素行数确定与最多像素行数呈正比的左侧对象高度,并基于右侧最高对象占据的最多像素行数确定与最多像素行数呈正比的右侧对象高度;

其中,识别所述双层滤波图像中左侧最高对象和右侧最高对象包括:识别所述双侧滤波图像中左侧的各个对象,将占据的最多像素行数的对象作为左侧最高对象,以及识别所述双侧滤波图像中右侧的各个对象,将占据的最多像素行数的对象作为右侧最高对象;

其中,所述双侧滤波图像中的每一个对象为去除背景后的每一个图像区域对应的实体目标;

其中,所述第一电动马达根据自身转速快慢驱动所述第一液压泵执行对第一缓冲弹簧的挤压/拉伸力度;

其中,所述第二电动马达根据自身转速快慢驱动所述第二液压泵执行对第二缓冲弹簧的挤压/拉伸力度。

4.如权利要求3所述的基于电动马达的双轮悬挂结构控制平台,其特征在于:

所述高度分析机构分别与所述第一信号接收单元和所述第二信号接收单元连接;

其中,所述高度分析机构还用于将所述左侧对象高度发送给所述第一信号接收单元,将所述右侧对象高度发送给所述第二信号接收单元。

5.如权利要求4所述的基于电动马达的双轮悬挂结构控制平台,其特征在于:

将所述左侧对象高度转换为对应的第一马达转速包括:所述左侧对象高度越高,对应的第一马达转速越快。

6.如权利要求5所述的基于电动马达的双轮悬挂结构控制平台,其特征在于:

将所述右侧对象高度转换为对应的第二马达转速包括:所述右侧对象高度越高,对应的第二马达转速越快。

7.如权利要求6所述的基于电动马达的双轮悬挂结构控制平台,其特征在于:

所述第一电动马达根据自身转速快慢驱动所述第一液压泵执行对第一缓冲弹簧的挤压/拉伸力度包括:所述第一电动马达的自身转速越快,驱动所述第一液压泵执行对第一缓冲弹簧的挤压/拉伸力度越大。

8.如权利要求7所述的基于电动马达的双轮悬挂结构控制平台,其特征在于:

所述第二电动马达根据自身转速快慢驱动所述第二液压泵执行对第二缓冲弹簧的挤压/拉伸力度包括:所述第二电动马达的自身转速越快,驱动所述第二液压泵执行对第二缓冲弹簧的挤压/拉伸力度越大。

9.一种基于电动马达的双轮悬挂结构控制方法,所述方法包括提供一种如权利要求3-8任一所述的基于电动马达的双轮悬挂结构控制平台,用于采用电控机制基于汽车前方对象的高度对汽车悬挂机构左右两侧弹簧的挤压拉伸动作执行针对性控制。

技术总结
本发明涉及一种基于电动马达的双轮悬挂结构控制平台,包括:双轮悬挂结构,包括左侧转向节、右侧转向节、第一电控收缩机构、第二电控收缩机构、第一减振器、第二减振器、左侧上支点、右侧上支点和连接轴,左侧车轮和右侧车轮都为汽车前轮;第一电控收缩机构包括第一信号接收单元、第一数据转换单元、第一电动马达、第一液压泵和第一缓冲弹簧;第二电控收缩机构与第一电控收缩机构结构相同。本发明的基于电动马达的双轮悬挂结构控制平台设计紧凑、应用广泛。由于能够在对汽车前方贴地行驶场景的对象参数分析的基础上,使用更为灵活的电控弹簧对汽车悬挂机构左右两侧弹簧的挤压拉伸动作提供辅助动力,从而提升了汽车悬挂结构的工作性能。

技术研发人员:朱荷芳
受保护的技术使用者:宁波汇纳机械有限公司
技术研发日:2020.12.08
技术公布日:2021.04.06

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