CN107444059A - 一种电控横向稳定杆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车用电控横向稳定杆，具体为一种可断开、刚度可以主动调整的电子控制横向稳定杆。包括稳定杆，电机，蜗轮蜗杆减速装置，电磁离合器，扭矩传感器，电子控制单元。通过电子控制单元控制电机和电磁离合器的工作，实现横向稳定杆断开和锁止，横向稳定杆主动调节刚度等功能。本发明可以有效解决横向稳定杆的安全性、舒适性、通过性的设计难题，同时结构紧凑，成本适中，具备一定的推广应用价值。

Description

一种电控横向稳定杆

技术领域

本发明涉及一种汽车用横向稳定杆，具体涉及一种可断开、刚度可以主动调整的电子控制横向稳定杆。

背景技术

横向稳定杆是汽车悬架中的一种辅助弹性元件。它的功用是防止车身在转弯时发生过大的横向侧倾，尽量使车身保持平衡。目的是减少汽车横向侧倾程度和改善平顺性。它的工作原理是当车身只作垂直运动时，两侧悬架变形相同，横向稳定杆不起作用。当两侧悬架跳动不一致，稳定杆就会发生扭曲，杆身的弹力会阻止车轮抬起，从而使车身尽量保持平衡，起到横向稳定的作用。当汽车转弯时，车身侧倾，两侧轮胎一侧抬起，一侧压缩。此时横向稳定杆发挥作用，防止车辆侧倾。

然而横向稳定杆会影响车辆的越野性能，在恶劣的非铺装路面上直线行驶时，经常会遇到同轴的两个车轮分别处于不同高度的情况，这时横向稳定杆会妨碍轮胎接地，甚至使单侧轮胎悬空，这极大的削弱了车辆的驱动能力。此外，如果设计的横向稳定杆刚度小，则直线行驶舒适性好，转弯行驶侧倾大；反之设计的横向稳定杆刚度大，则直线行驶舒适性差，遇到单侧车轮碰到坑洼时，另外一侧车轮就会一起跟着跳动，但转向行驶侧倾则得到较好的抑制。因此乘坐舒适性和安全性的矛盾很难兼顾，使得汽车的性能下降。

发明专利：CN103625238A 公开了一种电控刚度可调式主动横向稳定装置，但是它使用了行星齿轮机构，导致结构较为笨重，且不具备断开横向稳定杆的功能，因此无论是成本还是性能上都有不足之处。发明：CN203211052U 公开了一种可断开与可调刚度的主动横向稳定杆装置，但是它采用的液压执行机构需要布置液压管路和液压泵导致布置不够紧凑，实际应用时需要专门为其设计底盘，且液压系统无论是在液压泵建立压力时还是在液体流经管路时，都会产生一定的机械损失。液压的建立也需要一定的时间。这些导致它性能上也有不足。

发明内容

本发明提供一种汽车用横向稳定杆，具体为一种可断开、刚度可以主动调整的电子控制横向稳定杆。目的在于提供一个汽车悬架在直线行驶舒适性、转弯侧倾安全性、越野行驶通过性等方面的一个相对完善且实用的解决方案。

本发明为解决上述技术问题，采用以下技术方案来实现：

一种电控横向稳定杆，其特征在于：包括稳定杆，电机，蜗轮蜗杆减速装置，电磁离合器，扭矩传感器，电子控制单元；所述稳定杆包括两段独立的稳定杆组件，所述稳定杆组件一端与悬架的摆臂连接，另一端通过橡胶衬套固定在车架或副车架上；

所述两段稳定杆组件，在两段相对的部分，一段与所述的蜗轮蜗杆减速装置连接，另一段与所述的电磁离合器连接；

所述的电磁离合器包含两个部分，一个部分与所述的稳定杆组件连接，另一个部分与所述的蜗轮蜗杆减速装置连接；

所述的蜗轮蜗杆减速装置通过一个内置的电磁离合器与所述的电机连接；所述的扭矩传感器固定在所述稳定杆组件的任意一个组件上。

作为优选，所述电磁离合器的两个部分，使用法兰盘与稳定杆组件的左侧部分连接，使用内花键与蜗轮蜗杆减速器装置连接。

作为优选，所述的扭矩传感器使用非接触式固定在稳定杆组件的右侧部分；

作为优选，所述电子控制单元从车辆的蓄电池处获取电能，从车辆的其他系统的控制器或传感器发送至CAN总线上信号中获取汽车侧倾角、侧向加速度、方向盘转角、越野模式开关的信号，从所述的扭矩传感器上获取稳定杆的扭矩输出大小，通过控制电动机进而实现输出扭矩大小和方向的控制，通过控制电磁离合器控制横向稳定杆装置的锁止和断开，通过蜗轮蜗杆减速装置实现电机动力的接入与断开以及增大扭矩的作用。

本发明的有益效果是依据本发明的技术方案，可以通过电磁离合器控制横向稳定杆装置的断开。从而可以使得车辆越野时同轴的车轮不受横向稳定杆影响，增强了车辆的越野性能。同时，可以通过电磁离合器控制横向稳定杆装置结合，通过控制电机输出不同方向的扭矩，通过蜗轮蜗杆减速装置放大电机输出扭矩，可以使两侧车轮一侧获得较大的扭转力矩，另一侧或得较小的扭转力矩，具体来说，可以使转弯时内侧车轮或得较小力矩，减轻转向时对轮胎的压力，使外侧车轮获得加大力矩，防止轮胎脱离地面造成驱动力损失；也可以增加车辆的侧倾刚度，减少车辆在转弯时的倾侧角。提高了车辆转弯行驶的稳定性和舒适性。

此外，在直线行驶时，可以通过电磁离合器断开横向稳定杆装置，已避免一侧车辆对另一侧车辆的影响。最后当电机出现故障时，可以通过蜗轮蜗杆减速装置内置的电磁离合器断开电动机动力输出，切断电机的扭矩输出以避免对车辆悬架造成影响，并通过电子控制单元向车辆发出报警信号，防止车辆因电机故障导致的交通事故。稳定杆上的电磁离合器兼有检测稳定杆组件相对转角的作用。当该电磁离合器断开后，需要当上述相对转角为零时，电子控制单元才能控制需电磁离合器结合，这就保证了悬架的特性不发生改变。

附图说明

图1为本发明的方案结构示意图。

图2为本发明的控制原理图。

图中：1、稳定杆组件左侧部分；2、橡胶衬托组件；3、电磁离合器B；4、蜗轮；5、扭矩传感器；6、稳定杆组件右侧部分；7；蜗杆组件；8、电磁离合器A；9、电机；10、电子控制单元。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。

下面结合附图描述本发明的具体实施例。

如图1、2所示，本发明的一个具体实施方案如下：

一种电控横向稳定杆，稳定杆组件左侧部分1一端与悬架摆臂相连接，另一端通过橡胶衬套2固定在副车架上，并且通过法兰盘与电磁离合器B 3相连接。

电磁离合器B 3另一端与蜗轮4通过花键连接，并且受电子控制单元10的控制其切断或锁止。此电磁离合器主要在越野模式开关打开以及在平直路面行驶时切断连接，其余工况下均处于结合状态。电磁离合器B 3兼有检测稳定杆组件左侧部分与蜗轮相对转角的作用。当电磁离合器B 3断开后，再结合时，需要当上述相对转角为零时，电子控制单元10才能控制需电磁离合器B 3结合。 具体来说，可以通过电磁离合器两个可以相对转动的组件上设置霍尔传感器和磁钢的方式来检测相对转角。当相对转角为零时，霍尔传感器与磁钢的距离最近，此时信号最强。只有检测到最强信号时，电子控制单元才输出信号控制电磁离合器结合。

电机9通过花键与电磁离合器A 8相连接，再通过花键与蜗杆7相连接，蜗杆7与蜗轮4通过齿轮副连接，并实现减速增扭的效果。上述所有零件被安装在一个壳体内部，固定在副车架上。电机9和电磁离合器A 8受到电子控制器10的控制，进而实现在转弯工况增大稳定杆扭矩的作用。当电机控制出现故障或不需要电机输出增大扭矩时，电子控制器10控制电磁离合器A 8切断电机9与蜗杆7之间的连接。

蜗轮4通过花键与稳定杆组件右侧部分6相连接，稳定杆组件右侧部分6的一端通过橡胶衬套2固定在副车架上，另一端与悬架摆臂相连接。 非接触式扭矩传感器5固定在稳定杆组件右侧部分6，用于检测稳定杆输出扭矩，并反馈给电子控制单元10。

电子控制单元10从CAN总线上读取整车其他传感器或系统提供的车速信号、方向盘转角信号、侧向角速度信号、侧倾角信号、越野模式开关信号结合电磁离合器B 3提供的稳定杆相对转角信号、扭矩传感器5提供的稳定杆输出扭矩信号，并依据内部程序，对电机9、电磁离合器A 8以及电磁离合器B 3进行控制。当电机控制出现故障时，电子控制器10可以通过CAN总线向整车报警。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种电控横向稳定杆，其特征在于：包括稳定杆，电机，蜗轮蜗杆减速装置，电磁离合器，扭矩传感器，电子控制单元；所述稳定杆包括两段独立的稳定杆组件，所述稳定杆组件一端与悬架的摆臂连接，另一端通过橡胶衬套固定在车架或副车架上；

所述两段稳定杆组件，在两段相对的部分，一段与所述的蜗轮蜗杆减速装置连接，另一段与所述的电磁离合器连接；

所述的电磁离合器包含两个部分，一个部分与所述的稳定杆组件连接，另一个部分与所述的蜗轮蜗杆减速装置连接；

所述的蜗轮蜗杆减速装置通过一个内置的电磁离合器与所述的电机连接；所述的扭矩传感器固定在所述稳定杆组件的任意一个组件上。

2.根据权利要求1所述的电控横向稳定杆，其特征在于：所述电磁离合器的两个部分，使用法兰盘与稳定杆组件的左侧部分连接，使用内花键与蜗轮蜗杆减速器装置连接。

3.根据权利要求1所述的电控横向稳定杆，其特征在于：所述的扭矩传感器使用非接触式固定在稳定杆组件的右侧部分。

4.根据权利要求1所述的电控横向稳定杆，其特征在于：所述电子控制单元从车辆的蓄电池处获取电能，从车辆的其他系统的控制器或传感器发送至CAN总线上信号中获取汽车侧倾角、侧向加速度、方向盘转角、越野模式开关的信号，从所述的扭矩传感器上获取稳定杆的扭矩输出大小，通过控制电动机进而实现输出扭矩大小和方向的控制，通过控制电磁离合器控制横向稳定杆装置的锁止和断开，通过蜗轮蜗杆减速装置实现电机动力的接入与断开以及增大扭矩的作用。