CN108609072A - 车辆辅助支撑系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆辅助支撑系统及其控制方法。该车辆辅助支撑系统包括驱动机构、联轴器、电磁离合器、减震器、摇臂、弹簧及辅助支撑件。弹簧缠绕在减震器上。乘客上车或下车时，辅助支撑系统感应重力变化通过摇臂将重力施加在减震器外围的弹簧上，从而能使减震器上的弹簧随着受力情况的不同进行自动伸缩。本发明解决了两轮车辆停车时车身发生倾斜的问题。

Description

车辆辅助支撑系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及两轮车辆领域，具体而言涉及一种两轮车辆领域的辅助支撑系统及其控制方法。

背景技术

近年来，由于四轮汽车数量的不断增加，城市交通压力变得越来越大，小型化的交通工具成为人们出行的一种选择。在拥堵的都市，自行车、摩托车以及近年出现的两轮自平衡车占用道路空间小，道路利用率高，是一种小型、便捷、高效的出行方式，但现有自行车、摩托车等两轮车没有车厢，不能为人们的出行遮风挡雨，限制了两轮车更广泛的应用。

如图1所示，现今，普通的两轮行驶的车辆不可能装像四轮汽车那样的全封闭车厢，带辅助支撑轮的四轮摩托车虽然可以装全封闭车厢，但现有两轮行驶的带辅助支撑轮的车辆停车乘客下车后，悬架弹簧长度会变化，而辅助支撑件为刚性连接，因此，此时车身会发生倾斜，对驾驶员的舒适性产生一定影响，对停驶车辆的视觉整齐性产生一定影响。

发明内容

本发明实施例提供了一种车辆辅助支撑系统及其控制方法，解决了至少车辆停止时整车重力变化后车身容易倾斜的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，一种车辆辅助支撑系统，包括驱动机构、联轴器、电磁离合器、减震器、摇臂、弹簧及辅助支撑件；其中：电磁离合器的第一端与联轴器连接，电磁离合器的第二端与摇臂的第一端连接，摇臂的第二端与减震器第一端连接，减震器的第二端连接在辅助支撑件上，减震器包括活塞杆和缸筒，活塞杆套在缸筒中上下运动，弹簧缠绕在减震器上。

进一步地，所述弹簧两端各有一个弹簧座，其中第一弹簧座连接在所述缸筒上，

第二弹簧座连接在所述活塞杆上。

进一步地，所述弹簧的压缩长度为4mm-50mm。

进一步地，所述弹簧最小压缩长度计算方法为

其中，m为乘客体重，g为重力加速度，k1为前后悬架刚度，k2为所述弹簧刚度。

进一步地，所述车辆辅助支撑系统还包括连杆，该连杆第一端铰接在摇臂本体上，

第二端铰接在辅助支撑件上。

进一步地，所述驱动机构为电机或电机和减速机组合件。

进一步地，所述驱动机构为气缸。

根据本发明实施例的另一方面提供了一种车辆辅助支撑系统控制方法，包括：

车辆初始状态，即车辆停止，车上无乘客，辅助支撑件保持落下状态；

车辆停止，辅助支撑件升起状态，即乘客上车后启动车辆，待车辆姿态调整完毕，

辅助支撑件升起；

车辆停止，辅助支撑件保持升起状态，即当进行停车操作时，车速降为0；

车辆停止，辅助支撑件落下状态，即车辆停止，辅助支撑件落下，乘客在车上。

进一步地，还包括：车辆行驶，辅助支撑件保持升起状态，即在车辆行驶过程中，

辅助支撑件根据车身姿态进行升降调节。

进一步地，所述的车辆初始状态或车辆停止，辅助支撑件落下状态乘客上车后，弹簧压紧，摇臂下降；所述的车辆停止，辅助支撑件落下状态乘客下车后，弹簧松开，摇臂上升。

在本发明实施例中，采用减震器加弹簧的方式，通过将弹簧套在减震器上，在整车不同重力情况下自动调节弹簧长度，从而实现了车辆静止整车重量变化时，两个或多个辅助支撑件作为辅助机构的车辆车身平衡的技术效果，进而解决了车辆静止整车重量变化时车身倾斜的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据现有技术的带辅助支撑件的两轮车辆结构框图；

图2是根据本发明实施例的一种带辅助支撑的两轮车辆结构框图；

图3是根据本发明实施例的一种可选的辅助支撑系统的结构图；

图4是根据本发明实施例的一种带弹簧的减震器结构图；

图5是根据本发明实施例的一种辅助支撑系统控制方法流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本发明中的说明书和权利要求书中的“乘客”可以是驾驶员也可以是除驾驶员以外的车辆搭乘人员，为了方便描述，将使用车辆作为交通工具的所有人员统称为“乘客”。

根据本发明实施例，提供了一种车辆辅助支撑系统，该车辆辅助支撑系统可以用于执行本发明实施例的辅助支撑系统控制方法。

图3是根据本发明实施例的一种车辆辅助支撑系统的结构图，如图3所示，该系统包括：

驱动机构、联轴器、电磁离合器、减震器、摇臂、弹簧及辅助支撑件；

其中：电磁离合器的第一端与联轴器连接，电磁离合器的第二端与摇臂的第一端连接，摇臂的第二端与减震器第一端连接，减震器的第二端连接在辅助支撑件上，减震器包括活塞杆和缸筒，活塞杆套在缸筒中上下运动，弹簧缠绕在减震器上。

本发明实施例所提供的辅助支撑系统包括驱动机构、联轴器、电磁离合器、减震器、摇臂、弹簧及辅助支撑件7个部分。驱动机构为整个辅助支撑件的升起或降落提供动力源，使得车辆在行驶过程中实现辅助支撑件升起状态，使车辆在停止时实现辅助支撑件降落状态。联轴器用于连接驱动机构和电磁离合器。电磁离合器最终通过驱动机构的动力源驱动带动摇臂运动，摇臂带动辅助支撑件上升或下降。减震器与摇臂连接用于感应整车重力变化，包括人上车和下车后整车重力变化，也包括车中物件数量变更后的重量变化。当重量增大时，减震器的缸筒承受力增加，该力作用在活塞杆外围的弹簧上，弹簧压缩；反之，当重量减小时，减震器的缸筒承受力减少，该力作用在活塞杆外围的弹簧上，弹簧伸长。从而能够与悬架弹簧同步升缩，保持车身的稳定性。

可选地，所述弹簧两端各有一个弹簧座，其中第一弹簧座连接在所述缸筒上，

第二弹簧座连接在所述活塞杆上。

在本发明实施例所提供的辅助支撑系统中，弹簧的固定方式有多种，可以是两端各有一个弹簧座，一个弹簧座连接在缸筒上，另一个弹簧座连接在活塞杆上，如图4所示；也可以是只有一个弹簧座，该弹簧座连接在缸筒上，没有弹簧座的一端与活塞杆底部平齐；还可以是两端都没有弹簧座，弹簧顶部被限制在缸筒底部，弹簧底部与活塞杆底部平齐。

可选地，所述弹簧压缩长度为4mm-50mm。

在本发明实施例所提供的辅助支撑系统中，弹簧压缩长度优选4mm-50mm。

可选地，所述弹簧最小压缩长度计算方法为

其中，m为乘客体重，g为重力加速度，k1为前后悬架刚度，k2为所述弹簧刚度。

根据本发明实施例的提供了一种车辆辅助支撑系统中弹簧最小压缩长度计算方法

假设整车满载簧上质量600kg，驾驶员体重75kg，前、后悬架刚度均为66N/mm，重力加速度为9.8N/kg，左右两侧辅助支撑弹簧刚度均为20N/mm，人上、下车时整车重心均位于前、后悬架中间位置，满载时前、后悬架弹簧均被压缩600×9.8÷66÷2=44.5mm。车辆停稳，落下辅助支撑人下车后，车身抬高75×9.8÷（66×2+20×2）=4.3mm，所以该辅助支撑件结构要保证弹簧的长度大于4.3mm。

因此，该辅助支撑件弹簧长度大于4.3mm时，可以阻止人下车后车身发生倾斜；倘若该辅助支撑件弹簧长度小于4.3mm，乘客下车后车身会发生倾斜。

可选地，所述车辆辅助支撑系统还包括连杆，该连杆第一端铰接在摇臂本体上，第二端铰接在辅助支撑件上。

在本发明实施例所提供的辅助支撑系统中，为了增加辅助支撑系统机械强度，辅助系统中可设置连杆，该连杆连接在摇臂本体和辅助支撑件上。

可选地，所述驱动机构为电机或电机和减速机组合件。

在本发明实施例所提供的辅助支撑系统中，可以使用电机为辅助支撑件提供动力源。可根据需要选择减速机实现高扭矩输出的目的。

可选地，所述驱动机构为气缸。

在本发明实施例所提供的辅助支撑系统中，可以使用气缸为辅助支撑件提供动力源。

图5是根据本发明实施例的一种辅助支撑系统控制方法流程图。如图5所示，包

括以下几种状态：

车辆初始状态，即车辆停止，车上无乘客，辅助支撑件保持落下状态；

车辆停止，辅助支撑件升起状态，即乘客上车后启动车辆，待车辆姿态调整完毕，辅助支撑件升起；

车辆停止，辅助支撑件保持升起状态，即当进行停车操作时，车速降为0；

车辆停止，辅助支撑件落下状态，即车辆停止，辅助支撑件落下，乘客在车上。

在本发明实施例提供的辅助支撑系统的控制方法中，假定车辆停止时，辅助支撑件保持落下,车上无乘客状态为车辆初始状态；乘客上车后，当车辆姿态调整完毕，车辆初始状态保持落下状态的辅助支撑件升起，车辆行驶，当进行停车操作时，车速降为0之前，辅助支撑件保持升起状态，车速为0后，辅助支撑件落下，乘客在车上。

当两轮车辆乘客为两名或多名时，如所有乘客同时上下车，则控制方法与上述描述相同。假使初始状态后有一名乘客上车，之后途中有另一乘客需要上车，则增加一个车辆停止，辅助支撑件保持升起状态及一个车辆停止，辅助支撑件落下状态，然后乘客上车，再增加一个车辆停止，辅助支撑件升起状态，每增加一个上车地点，增加一次该上车过程；当增加一个下车地点，则增加一个车辆停止，辅助支撑件保持升起状态及车辆停止，辅助支撑件落下状态，然后乘客下车，再增加一个车辆停止，辅助支撑件升起状态，每增加一个下车地点，增加一次该下车过程。

在本发明实施例提供的辅助支撑系统的控制方法中，包括辅助支撑件升起和降落的功能,以满足车辆停止时车身的总体稳定性,从另一个方面也保证了安全性.

可选地，所述的车辆辅助支撑系统控制方法，还包括：

车辆行驶，辅助支撑件保持升起状态，即在车辆行驶过程中，辅助支撑件根据车身姿态进行升降调节。

在本发明实施例提供的辅助支撑系统的控制方法中，当车辆在行驶过程中，辅助支撑件还可以起到辅助调整车身姿态的作用，比如，当车身偏离运行预设角度范围后，辅助支撑件上升或下降使车身姿态回归到预设倾斜角度范围。

可选地，所述的车辆辅助支撑系统控制方法，还包括：

所述的车辆初始状态或车辆停止，辅助支撑件落下状态乘客上车后，弹簧压紧，摇臂下降。

所述的车辆停止，辅助支撑件落下状态乘客下车后，弹簧松开，摇臂上升。

在本发明实施例提供的辅助支撑系统的控制方法中，车辆初始状态或车辆停止，辅助支撑件落下状态乘客上车，整车重量增加，悬架弹簧压缩，辅助支撑件摇臂受力增加，并将该力通过减震器施加到减震器外围的弹簧上，从而使得套在减震器上的弹簧压缩。

车辆停止，辅助支撑件落下状态中，乘客下车后，整车重量减少，悬架弹簧松开，辅助支撑件摇臂受力减少，并将该力通过减震器施加到减震器外围的弹簧上，从而使得套在减震器上的弹簧压缩。

乘客下车后，因所述悬架弹簧上重力减少，车身会升起一定高度，同时该辅助系统也升起同样高度，所以车身不倾斜。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可为个人计算机、服务器或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种车辆辅助支撑系统，包括驱动机构、联轴器、电磁离合器、减震器、摇臂、弹簧及辅助支撑件；

其中：电磁离合器的第一端与联轴器连接，电磁离合器的第二端与摇臂的第一端连接，摇臂的第二端与减震器第一端连接，减震器的第二端连接在辅助支撑件上，减震器包括活塞杆和缸筒，活塞杆套在缸筒中上下运动，弹簧缠绕在减震器上。

2.根据权利要求1所述的车辆辅助支撑系统，其特征在于，所述弹簧两端各有一个弹簧座，其中第一弹簧座连接在所述缸筒上，第二弹簧座连接在所述活塞杆 上。

3.根据权利要求1所述的车辆辅助支撑系统，其特征在于，所述弹簧压缩长度为

4mm-50mm。

4.根据权利要求1所述的车辆辅助支撑系统，其特征在于，所述弹簧最小压缩长

度计算方法为：

其中，m为乘客体重，g为重力加速度，k1为前后悬架刚度，k2为所述弹簧刚

度。

5.根据权利要求1所述的车辆辅助支撑系统，其特征在于：所述车辆辅助支撑系

统还包括连杆，该连杆第一端铰接在摇臂本体上，第二端铰接在辅助支撑件上。

6.根据权利要求1所述的车辆辅助支撑系统，其特征在于，所述驱动机构为电机

或电机和减速机组合件。

7.根据权利要求1所述的车辆辅助支撑系统，其特征在于，所述驱动机构为气缸。

8.一种车辆辅助支撑系统控制方法，其特征在于，包括：

车辆初始状态，即车辆停止，车上无乘客，辅助支撑件保持落下状态；

车辆停止，辅助支撑件升起状态，即乘客上车后启动车辆，待车辆姿态调整完毕，辅助支撑件升起；

车辆停止，辅助支撑件保持升起状态，即当进行停车操作时，车速降为0；

车辆停止，辅助支撑件落下状态，即车辆停止，辅助支撑件落下，乘客在车上。

9.根据权利要求8所述的车辆辅助支撑系统使用方法，其特征在于，包括：

车辆行驶，辅助支撑件保持升起状态，即在车辆行驶过程中，辅助支撑件根据

车身姿态进行升降调节。

10.根据权利要求8所述的车辆辅助支撑系统控制方法，其特征在于，

所述的车辆初始状态或车辆停止，辅助支撑件落下状态乘客上车后，弹簧压紧，摇臂下降； 所述的车辆停止，辅助支撑件落下状态乘客下车后，弹簧松开，摇臂上升。