CN105564185B - 交联消扭主动横向稳定杆系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种交联消扭主动横向稳定杆系统，该系统由前、后横向稳定杆，换向臂，垂臂，推杆延长臂，拉杆，电动推杆，控制装置等组成，其特点在于通过换向臂可以将电动推杆的水平运动转换到横向稳定杆一侧的上下运动，实现通过电动推杆来控制横向稳定杆的变形。本发明系统能够控制汽车在不平路面行驶或者转向工况时的车身侧倾角和车身所受的扭转力矩，改善车轮与地面的附着性，提高车辆的操作稳定性和行驶平顺性。
Description
技术领域
本发明涉及汽车悬架领域，特别是涉及一种适用于各种车辆的可以控制车身侧倾角和车身扭转负荷的交联消扭主动横向稳定杆系统。
背景技术
为获得良好的行驶平顺性，车辆的悬架刚度通常设计得较小，在高速行驶中转向时，车身会产生很大的横向侧倾和横向角振动。为减少这种横向倾斜，往往在悬架中加设横向稳定杆，其中用得最多的是杆式横向稳定杆。
目前，大多车辆上安装的还是被动的上置式（见图1）或下置式（见图2）的前、后横向稳定杆悬架，其结构就是将前、后横向稳定杆的两侧（上置式）或两侧端上铰连的连杆（下置式）直接独立地铰连在汽车车身上，前后横向稳定杆是互相独立的。在车辆两侧悬架变形不等而在车身相对于路面横向倾斜时，横向稳定杆会被扭转从而妨碍悬架弹簧的变形，因而在一定程度上减小了车身的横向倾斜和横向角振动。
但是，由于汽车运动的惯性，这种被动的横向稳定杆对悬架的抗侧倾作用是滞后的、且是有限的。当汽车在倾斜路面行驶或者转向时，该种悬架结构不能消除车身产生的侧倾角，车辆乘坐舒适性与操作稳定性两者难以兼顾。当汽车行驶在不平路面上时，较强的横向稳定杆结构，虽有较强的抗侧倾作用，但是却会增加路面对车身所产生的扭转负荷，使得车轮与地面的附着情况变差，增加路面传递的冲击，车辆行驶平顺性变差。
目前，在个别轿车上有所应用的断开式主动横向稳定杆，是将横向稳定杆在横向部分处断开为两部分，并通过液压马达或电机使两部分产生相对运动。通过控制液压马达或电机的转动来改变横向稳定杆的变形。但是此种机构中连接横向稳定杆的作动器结构相对复杂，安装作动器后使得横向稳定杆横向部分中间尺寸较大，布置不方便。
发明内容
本发明的目的是提供一种交联消扭主动横向稳定杆系统，使其能够控制汽车在不平路面行驶或者转向工况时的车身侧倾角和车身所受的扭转力矩，改善车轮与地面的附着性，提高车辆的操作稳定性和行驶平顺性。
本发明交联消扭主动横向稳定杆系统可以适用于独立悬架和非独立悬架结构。本发明交联消扭主动横向稳定杆系统中所包含的横向稳定杆可用于上置式的横向稳定杆，也可用于下置式的横向稳定杆。
本发明的目的是这样实现的：
①、该交联消扭主动横向稳定杆系统包括前横向稳定杆、后横向稳定杆、前吊杆、后吊杆、车身和车桥，其特征在于：它还包括前换向臂、后换向臂、电动推杆、推杆延长臂和控制装置，所述前横向稳定杆的纵向部分通过前吊杆与车桥或车轮铰接，前横向稳定杆的横向部分的一侧通过前换向臂与车身铰连，以及与电动推杆的推杆铰连；即前换向臂的一端与前横向稳定杆铰连，另一端与电动推杆的推杆铰连，中间端与车身铰连；后横向稳定杆的纵向部分通过后吊杆与车桥或车轮铰接；后横向稳定杆的横向部分的一侧通过后换向臂与车身铰连，以及与推杆延长臂铰连；即后换向臂的一端与后横向稳定杆铰连，另一端与推杆延长臂铰连，中间端与车身铰连；推杆延长臂的一端与电动推杆的机体固连，另一端与后横向稳定杆铰连，控制装置通过信号传输线与电动推杆相连。
所述前横向稳定杆和后横向稳定杆包括上置式和下置式两种结构形式。
②、该交联消扭主动横向稳定杆系统包括前横向稳定杆、后横向稳定杆、前吊杆、后吊杆、车身和车桥，其特征在于：它还包括前换向臂、后换向臂、电动推杆、垂臂、拉杆和控制装置，所述前横向稳定杆的纵向部分通过前吊杆与车桥或车轮铰接，前横向稳定杆的横向部分的一侧通过前换向臂与车身铰连，以及与电动推杆的推杆铰连；即前换向臂的一端与前横向稳定杆铰连，另一端与电动推杆的推杆铰连，中间端与车身铰连；后横向稳定杆的纵向部分通过后吊杆与车桥或车轮铰接；后横向稳定杆的横向部分的一侧通过后换向臂与车身铰连，以及与拉杆铰连；即后换向臂的一端与后横向稳定杆铰连，另一端与拉杆铰连，中间端与车身铰连；拉杆的一端与垂臂铰连，另一端与后横向稳定杆铰连；垂臂既与电动推杆铰连，又与拉杆铰连。控制装置通过信号传输线与电动推杆相连。
在上述①中，前横向稳定杆与后横向稳定杆通过电动推杆和推杆延长臂进行藕连。
在上述②中，前横向稳定杆与后横向稳定杆通过电动推杆、垂臂和拉杆进行藕连；垂臂可通过与电动推杆和拉杆链接的位置的不同来设定传动比，使得在前横向稳定杆和后横向稳定杆刚度不同时，可以改变扭转中心的位置并增加稳定杆的稳定性。
根据上述连接关系，在控制装置的控制下，电动推杆运动时，前横向稳定杆和后横向稳定杆的一侧的高度会被相应的改变。在电动推杆不运动时，其相当于一个刚性杆，使得前横向稳定杆和后横向稳定杆仍然保持藕连状态。
本发明具有以下优点和积极效果：
（1）本发明上述两种方案中前后横向稳定杆通过电动推杆和推杆延长臂时刻保持着藕连状态，并且不管控制系统是否工作，都能实现良好地消扭作用。
（2）本发明产品的结构件都比较简单，通用型强，效果明显，具有很好的应用前景。
（3）本发明产品中电动推杆的运动通过换向臂后改变运动方向，因而作动器可以水平布置，不受车辆高度方向尺寸的影响，便于布置，易于实施。
（4）本发明的有益效果是，当车辆行驶转弯时，电动推杆在控制装置的控制下进行相应的运动，使得横向稳定杆产生相应的扭转力矩，来控制了车身的侧倾和前后端的垂向运动，也即影响到车身的纵倾及垂向振动；当车辆在不平的扭曲或崎岖路面上行驶时，根据各种传感器信号，以最小侧倾角、最小纵倾角、最小垂向加速度以及最小车身扭转载荷的综合加权指标来确定电动推杆进行动作，以达到提高车辆操控性和平顺性的目的。
附图说明
图1是传统的上置式横向稳定杆结构示意图。
图2是传统的下置式横向稳定杆结构示意图。
图3是本发明前后横向稳定杆采用上置式形式时的一个实施例结构示意图。
图4是本发明前后横向稳定杆采用下置式结构时的一个实施例结构示意图。
图5是本发明前后横向稳定杆采用上置式形式时的另一个实施例结构示意图。
图6是本发明前后横向稳定杆采用下置式结构时的另一个实施例结构示意图。
图中，1、前横向稳定杆；2、后横向稳定杆； 3、前吊杆；4、后吊杆；5、前换向臂；6、后换向臂；7、电动推杆（作动器）；10—推杆延长臂；11—垂臂；12—拉杆；13—控制装置；14—车身；15—车桥。
具体实施方式
下面结合附图给出的实施例对本发明进行详细介绍。
图3、4是本发明前、后横向稳定杆采用上置式或下置式形式时的一个实施例结构示意图。包括前横向稳定杆1、后横向稳定杆2、前吊杆3、后吊杆4、前换向臂5、后换向臂6、电动推杆7、推杆延长臂10、控制装置13、车身14和车桥15。所述前横向稳定杆1的纵向部分通过前吊杆3与车桥15或车轮铰接，前横向稳定杆1的横向部分的一侧通过前换向臂5与车身14铰连，以及与电动推杆7的推杆铰连，即前换向臂5的一端与前横向稳定杆1铰连，另一端与电动推杆7的推杆铰连，中间端与车身14铰连；后横向稳定杆2的纵向部分通过后吊杆4与车桥15或车轮铰接，后横向稳定杆2的横向部分的一侧通过后换向臂6与车身14铰连，以及与推杆延长臂10铰连，即后换向臂6的一端与后横向稳定杆2铰连，另一端与推杆延长臂10铰连，中间端与车身14铰连；推杆延长臂10的一端与电动推杆7的机体固连，另一端与后横向稳定杆2铰连，控制装置13通过信号传输线与电动推杆7相连。
所述前横向稳定杆1与后横向稳定杆2通过电动推杆7和推杆延长臂10进行藕连。
图5、6是本发明前、后横向稳定杆采用上置式或下置式形式时的另一个实施例结构示意图。包括前横向稳定杆1、后横向稳定杆2、前吊杆3、后吊杆4、前换向臂5、后换向臂6、电动推杆7、垂臂11、拉杆12、控制装置13、车身14、车桥15。所述前横向稳定杆1的纵向部分通过前吊杆3与车桥15或车轮铰接，前横向稳定杆1的横向部分的一侧通过前换向臂5与车身14铰连，以及与电动推杆7的推杆铰连，即前换向臂5的一端与上置式前横向稳定杆1铰连，另一端与电动推杆7的推杆铰连，中间端与车身14铰连；后横向稳定杆2的纵向部分通过后吊杆4与车桥15或车轮铰接，后横向稳定杆2的横向部分的一侧通过后换向臂6与车身14铰连，以及与拉杆12铰连，即后换向臂6的一端与后横向稳定杆2铰连，另一端与拉杆12铰连，中间端与车身14铰连，所述拉杆12的一端与垂臂11铰连，另一端与后横向稳定杆2铰连，所述垂臂11的上端与车身14铰连，下端与电动推杆7铰连，中间端拉杆12铰连，所述控制装置13通过信号传输线与电动推杆7相连。
所述前横向稳定杆1与后横向稳定杆2通过电动推杆7、垂臂11和拉杆12进行藕连，垂臂11可通过与电动推杆7和拉杆12链接的位置的不同来设定传动比，使得在前横向稳定杆1和后横向稳定杆2刚度不同时，可以改变扭转中心的位置并增加稳定杆的稳定性。
根据上述二种实施例的连接关系，在控制装置13的控制下，电动推杆7运动时，前横向稳定杆1和后横向稳定杆2的一侧的高度会被相应的改变。在电动推杆7不运动时，其相当于一个刚性杆，使得前横向稳定杆1和后横向稳定杆2仍然保持藕连状态。
本发明的工作过程：
当车辆行驶转弯时，控制装置13根据输入的各种传感器信号所提供的车辆的运动状态参数计算出相应的控制量，并将控制量输出并促动电动推杆7进行伸长或收缩动作，电动推杆7的运动通过前换向臂5和后换向臂6转换运动方向，从而带动了前横向稳定杆1和后横向稳定杆2的一侧上下运动，使得前横向稳定杆1和后横向稳定杆2产生相应的扭转力矩，从而控制了车身的侧倾、各车轮负荷和车身所受的扭转力矩。
当车辆在不平的扭曲或崎岖路面上行驶时，根据车辆产生的侧向加速度、车身侧倾角以及车身前后部的垂直加速度信号，以最小侧倾角、最小纵倾角、最小垂向加速度以及最小车身扭转载荷的综合加权指标来确定电动推杆7进行伸长或收缩动作，以达到提高车辆操控性和平顺性的目的。
上述实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种交联消扭主动横向稳定杆系统，该交联消扭主动横向稳定杆系统包括前横向稳定杆(1)、后横向稳定杆(2)、前吊杆(3)、后吊杆(4)、车身(14)和车桥(15)，其特征在于：它还包括前换向臂(5)、后换向臂(6)、电动推杆(7)、垂臂(11)、拉杆(12)和控制装置(13)，所述前横向稳定杆(1)的纵向部分通过前吊杆(3)与车桥(15)或车轮铰接，前横向稳定杆(1)的横向部分的一侧通过前换向臂(5)与车身(14)铰连，以及与电动推杆(7)的推杆铰连；后横向稳定杆(2)的纵向部分通过后吊杆(4)与车桥(15)或车轮铰接；后横向稳定杆(2)的横向部分的一侧通过后换向臂(6)与车身(14)铰连，以及与拉杆(12)铰连；垂臂(11)既与电动推杆(7)铰连，又与拉杆(12)铰连，所述控制装置(13)通过信号传输线与电动推杆(7)相连。
2.根据权利要求1所述的一种交联消扭主动横向稳定杆系统，其特征在于：所述前换向臂(5)的一端与前横向稳定杆(1)铰连，另一端与电动推杆(7)的推杆铰连，中间端与车身(14)铰连；所述后换向臂(6)的一端与后横向稳定杆(2)铰连，另一端与拉杆(12)铰连，中间端与车身(14)铰连，拉杆(12)的一端与垂臂(11)铰连，另一端与后横向稳定杆(2)铰连。
3.根据权利要求1所述的一种交联消扭主动横向稳定杆系统，其特征在于：所述前横向稳定杆(1)和后横向稳定杆(2)包括上置式和下置式两种结构形式。
4.根据权利要求1所述的一种交联消扭主动横向稳定杆系统，其特征在于：所述前横向稳定杆(1)与后横向稳定杆(2)通过电动推杆(7)、垂臂(11)和拉杆(12)进行藕连；垂臂(11)可通过与电动推杆(7)和拉杆(12)链接的位置的不同来设定传动比，使得在前横向稳定杆(1)和后横向稳定杆(2)刚度不同时，可以改变扭转中心的位置并增加稳定杆的稳定性。
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