CN101428543A - 全浮式汽车自动平衡悬架 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种全浮式汽车自动平衡悬架。本悬架包括左右悬臂、缓冲器、升降调节油缸、油泵、控制器ECU，车速、方向盘转角和加速度传感器，左右悬臂对称轴接于一桥架，各悬臂端部之间设有使之作同步运动的传动机构，升降调节油缸分别对称设置压力传感器，其输出分别连接于控制器ECU输入端，各油缸液压回路分别设有比例伺服阀，ECU相应输出端连接于该阀电动控制端，该阀两控制油口分别连接油缸的推程和回程油口，其中推程油口与一控制油口之间连接有平衡阀。本发明的左右悬臂之间的传动机构，将使独立悬架之间具有有益的力的传递，即被动受力一侧悬架对主动传力一侧悬架在产生阻尼的同时也作相应改变，而这种改变将有利于车身姿态的稳定。
Description
技术领域
本发明属于车辆悬架装置的配置，特别是涉及一种全浮式汽车自动平衡悬架。
背景技术
在独立悬架的基础上配置以单个汽车车轮为基础的实时控制装置的弹性悬挂技术方案，存在着各独立配置之间不能协调的缺陷，不能有效消除汽车在弯道行驶或切向加速度时出现的车厢侧倾现象。该类技术方案中的实时控制装置包括传感器、液压分配阀和悬臂与车厢之间的液压减振器。
为解决上述独立配置的汽车弹性悬挂装置及其控制系统存在的不能有效消除车厢侧倾的实际问题，公知技术中具有以下技术方案：
其一，申请号200510020912.6的《汽车悬挂平衡侧力弹性浮动装置》，其特征是在车体上设置有可左右摆动的重锤，当汽车处于静态且水平时，重锤在该对应位置输出的开关信号为平衡状态信号；当汽车向左倾斜或向右转弯行驶时，导致重锤向左偏移而输出的开关信号为左倾状态信号；当汽车向右倾斜或向左转弯行驶时，导致重锤向右偏移而输出的开关信号为右倾状态信号。在车桥和底盘之间悬挂处设置有液压油缸，液压油缸经细油管与蓄能器相通连接。具有阻尼减震和压力弹性的液压油缸代替了原有悬挂的减震弹簧组件。汽车的车桥分为主动平衡桥和从动平衡桥。主动平衡桥两端的液压油缸之间有两个三通电磁液压换向阀和单向液压油泵及相应管段连接，三通电磁液压换向阀能实现油液相互补偿和截断油路。从动平衡桥两端的液压油缸之间有连通管道长期相通，使两边车轮保持浮动状态，在车体和路面的各种变化情况下可以平均承力。
上述技术方案是在独立悬架的基础上配置具有整体控制功能的实时控制装置，由于实时控制装置的液压执行部件固有的惰性，其液压执行部件存在动作滞后现象而不能令人满意。另外，保持车体两边车轮为浮动状态的从动桥及其液压油缸的设置，也使上述技术方案显得较复杂。
其二，专利号200620040893.3的《一种用于汽车悬挂系统的变高度变刚度变阻尼控制装置》，由传感器部件、控制器和执行部件构成，传感器部件、控制器和执行部件之间设置电气连接，传感器部件由车身速度与位置传感器单元和操纵行驶传感器单元组成，车身速度与位置传感器单元由车身加速度传感器、车身位移转角传感器、车身高度传感器和车速传感器组成，操纵行驶传感器单元由方向盘转角传感器、加速踏板传感器、制动踏板传感器和制动压力传感器组成，控制器采用ECU，执行部件由可变刚度可变高度油气减振器、可变阻尼电磁阀和可变刚度横向稳定杆组成，与ECU相连设置有节气门传感器和路面选择开关。可根据汽车工况参数闭环地调整汽车振动和稳定。
上述技术方案也是在独立悬架的基础上配置具有整体控制功能的实时控制装置，同样有可能出现本文例举的前一技术方案的整体控制效果，同时该技术方案设置路面选择开关，使得该技术方案还存在使用不便的缺陷。
发明内容
本发明是为了解决公知技术中在独立悬架的基础上配置具有整体控制功能的实时控制装置所存在的上述技术问题，而公开一种能够有效消除车厢侧倾现象的全浮式汽车自动平衡悬架。
本发明为解决公知技术中在独立悬架的基础上配置具有整体控制功能的实时控制装置所存在的上述技术问题采取以下技术方案：本自动平衡悬架包括前后车桥的左右悬臂、支撑于左右悬臂与车厢之间的缓冲器和升降调节油缸、油泵、控制器ECU、车速传感器、方向盘转角传感器和加速度传感器，所述车厢前后底部的纵轴线处设有轴支撑的桥架，轴两侧桥架对称，前后车桥的左右悬臂分别对称轴接于一相应桥架，左右悬臂的端部之间设有使之同步动作的传动机构，左右悬臂的升降调节油缸分别对称设置压力传感器，各压力传感器的输出分别连接于控制器ECU输入端，升降调节油缸的液压回路设有液压比例伺服阀，ECU相应输出端连接于该液压比例伺服阀电动控制端，液压比例伺服阀的两控制油口分别连接升降调节油缸的推程和回程油口，其中推程油口与液压比例伺服阀的一控制油口之间连接有平衡阀。
本发明还可以采取以下技术措施：
所述的桥架与车厢之间对称设有限位减振器和车厢平衡传感器，各车厢平衡传感器的输出分别连接于控制器ECU输入端。
所述的左右悬臂端部之间使之同步运动的传动机构，是桥架设有导柱及与其滑动接合的导套，左右悬臂分别设有拨叉及其接合于拨叉的滚轮，两滚轮轴对称固定于导套。
所述的左右悬臂端部之间使之同步运动的传动机构，是桥架支撑有相啮合的两相同齿轮，各齿轮分别啮合有往复运动于导轨的相平行的齿条，左右悬臂分别设有拨叉及其接合于拨叉的滚轮，两滚轮轴对称固定于相应的齿条。
所述的左右悬臂端部之间使之同步运动的传动机构，是桥架支撑有相啮合的两相同齿轮，左右悬臂端部分别设有扇形齿轮，各扇形齿轮分别与两相啮合的齿轮对应啮合。
本发明的有益效果和优点在于：本自动平衡悬架的桥架和左右悬臂端部之间设置的使之作同步运动的传动机构，将使独立悬架之间具有有益的力的传递，即在急转弯、加速度和紧急制动情况下或一侧车轮出现跳动时，车身姿态出现的侧倾、俯仰或振动，使相关悬臂发生上下摆动，所产生的力矩通过传动机构传递于另一侧悬臂作方向、频率相同的摆动，此时被动受力一侧的悬架对主动传力一侧的悬架在产生阻尼的同时也被迫作相应改变，而这种改变将有利于车身姿态的稳定。与此同时，各升降调节油缸设置的压力传感器将检出的压力变化值由控制器ECU转换为相应升降调节油缸的调整值，该调整值经由各液压比例伺服阀迅速调整相应升降调节油缸的升降高度，其综合控制可以取得最好的抑制车身姿态变化和减震的效果。本发明的桥架其轴接处是左右悬臂的间接中间支点，与左右悬臂端部之间设置的使之作同步运动的传动机构一起使左右悬臂成为互有有益影响的整体，该连接方式配合各升降调节油缸的液压比例伺服阀不仅克服了独立悬架配置的控制系统存在的不能综合控制的缺陷，也能明显消除液压执行部件因惰性造成的执行滞后。本发明具有结构新颖、机电结合、控制效果显著的突出优点。
附图说明
附图1是悬架实施例1结构示意图。
附图2是悬架实施例2结构示意图。
附图3是悬架实施例3结构示意图。
附图4是实施例升降调节油缸液压控制结构图。
附图5是实施例控制原理框图。
图中标号：1 车厢，2 限位减振器，3 撑轴，4 桥架，5 车厢平衡传感器，6 缓冲器，7 升降调节油缸，8 悬臂，8-1 拨叉，8-2 扇形齿轮，9 导柱，9-1 导套，10 滚轮，11 齿轮箱，12 齿轮，13 齿条，14导轨，15 液压比例伺服阀，16 平衡阀，17 压力传感器，18 蓄能器，19 油泵，20 安全阀。
具体实施方式
下面结合实施例及附图进一步说明本发明。
如图1所示实施例1，前车桥的左、右悬臂8与车厢1之间分别设置缓冲器6和升降调节油缸7。车厢1底部的纵轴线处设有撑轴3支撑的桥架4，撑轴两侧桥架对称，桥架4与车厢1之间对称设有限位减振器2，该限位减振器由分别固定于桥架和车厢的上下两部分构成，两部分之间可以留有间隙或不留间隙，两部分的接合面是橡胶棒。
前车桥的左右悬臂8分别对称轴接于一桥架，桥架4对称的中间设置导柱9及与其滑动接合的导套9-1，左、右悬臂8的端部分别设有拨叉8-1，滚轮10的滚轮轴对称固定于导套9-1，滚轮10与拨叉8-1相接合。本实施例1左、右悬臂的拨叉8-1、两滚轮10、导柱9及导套9-1构成了左右悬臂之间使之作同步运动的传动机构，左右悬臂可以作方向、频率相同的摆动。
图1中，桥架4两侧对称设有车厢平衡传感器5，该平衡传感器采用现有弹簧/触点式普通传感器，适当调整触点间隙，使车厢倾斜一定角度时例如8°触点接触，其信号连接于控制器ECU相应输入端，其输出控制升降调节油缸7。车厢平衡传感器5在本发明中具有辅助作用，主要是在停车时保持车厢平衡。
实施例1后车桥各悬臂结构与图1所示相同，不再赘述。
如图4所示，实施例1左右悬臂的各升降调节油缸7采用现有技术的由双作用油缸和弹簧构成的部件，各升降调节油缸7的液压控制回路相同，各升降调节油缸7在其对称的油路上设置压力传感器17。
图4中，升降调节油缸7的液压回路设有液压比例伺服阀15，ECU相应输出端连接于该液压比例伺服阀15的电动控制端。液压比例伺服阀的两控制油口分别连接升降调节油缸7的推程和回程油口，其中推程油口与液压比例伺服阀的一控制油口之间连接有平衡阀16。平衡阀的作用是在液压比例伺服阀所调整的油压基础上使升降调节油缸7的活塞两面压力相等，使之处于稳定支撑状态。液压比例伺服阀的压力油口经过滤器与单向变量泵19出口相接，过滤器出口还连接有安全阀20和蓄能器18。
如图5所示，控制器ECU接收车速传感器、方向盘转角传感器、加速度传感器、各压力传感器(1-4)及歌车厢平衡传感器(1-4)的信号，依照其算法程序输出控制信号控制前左、前右、后左和后右各升降调节油缸作相应调整。图5所示的压力传感器1-4及车厢平衡传感器1-4是表示前后车桥左右悬臂的各压力传感器及车厢平衡传感器。
如图2所示实施例2，车厢1底部的撑轴3、桥架4、限位减振器2、缓冲器和升降调节油缸以及左、右悬臂8对称轴接于一桥架的结构与实施例1相同，区别在于：桥架4设有齿轮箱11，齿轮箱支撑有相啮合的两相同齿轮12，各齿轮12分别设有与其相啮合的齿条13，各齿条13滑动接合于相平行的导轨14。左右悬臂8分别设有拨叉8-1及其接合于拨叉的滚轮10，两滚轮轴对称固定于相应的齿条13。
本实施例2左、右悬臂的拨叉8-1、两滚轮10、两相同齿轮12和两齿条13构成了左右悬臂之间使之作同步运动的传动机构，当一侧悬臂发生上下摆动，所产生的力矩通过传动机构传递于另一侧悬臂使该悬臂作方向、频率相同的摆动。
实施例2的控制机构与实施例1相同。
如图3所示实施例3，车厢1底部的撑轴3、桥架4、限位减振器2、缓冲器和升降调节油缸以及左、右悬臂8对称轴接于一桥架4的结构与实施例1相同，区别在于：桥架4设有齿轮箱11，齿轮箱支撑有相啮合的两相同齿轮12。左右悬臂8的端部分别设有扇形齿轮8-2，各扇形齿轮分别与两同相啮合的齿轮12对应啮合。本实施例3左、右悬臂的扇形齿轮8-2和两相啮合的齿轮12构成了左右悬臂之间使之作同步运动的传动机构，当一侧悬臂发生上下摆动，所产生的力矩通过传动机构传递于另一侧悬臂使该悬臂作方向、频率相同的摆动。
实施例3的控制机构与实施例1相同。
Claims (5)
1、全浮式汽车自动平衡悬架，包括前后车桥的左右悬臂、支撑于左右悬臂与车厢之间的缓冲器和升降调节油缸、油泵、控制器ECU、车速传感器、方向盘转角传感器和加速度传感器，其特征在于：所述车厢前后底部的纵轴线处设有轴支撑的桥架，轴两侧桥架对称，前后车桥的左右悬臂分别对称轴接于一相应桥架，左右悬臂的端部之间设有使之同步动作的传动机构，左右悬臂的升降调节油缸分别对称设置压力传感器，各压力传感器的输出分别连接于控制器ECU输入端，升降调节油缸的液压回路设有液压比例伺服阀，ECU相应输出端连接于该液压比例伺服阀电动控制端，液压比例伺服阀的两控制油口分别连接升降调节油缸的推程和回程油口，其中推程油口与液压比例伺服阀的一控制油口之间连接有平衡阀。
2、根据权利要求1所述的自动平衡悬架，其特征在于：所述的桥架与车厢之间对称设有限位减振器和车厢平衡传感器，各车厢平衡传感器的输出分别连接于控制器ECU输入端。
3、根据权利要求1所述的自动平衡悬架，其特征在于：所述的左右悬臂端部之间使之同步运动的传动机构，是桥架设有导柱及与其滑动接合的导套，左右悬臂分别设有拨叉及其接合于拨叉的滚轮，两滚轮轴对称固定于导套。
4、根据权利要求1所述的自动平衡悬架，其特征在于：所述的左右悬臂端部之间使之同步运动的传动机构，是桥架支撑有相啮合的两相同齿轮，各齿轮分别啮合有往复运动于导轨的相平行的齿条，左右悬臂分别设有拨叉及其接合于拨叉的滚轮，两滚轮轴对称固定于相应的齿条。
5、根据权利要求1所述的自动平衡悬架，其特征在于：所述的左右悬臂端部之间使之同步运动的传动机构，是桥架支撑有相啮合的两相同齿轮，左右悬臂端部分别设有扇形齿轮，各扇形齿轮分别与两相啮合的齿轮对应啮合。
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