CN114425935A - 一种在横坡保持车身水平的主动侧倾系统 - Google Patents

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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G21/00—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces
    • B60G21/002—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces longitudinally

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Abstract

本发明公开了一种在横坡保持车身水平的主动侧倾系统，属于越野车领域。包括驱动单元、活动驱动臂、悬架、车轮、机架板及机架铰接轴；机架铰接轴通过前、后机架板固定安装于车架底部；车架铰接轴穿过活动驱动臂下部的铰接孔，驱动单元与活动驱动臂顶部铰接；悬架的两端分别铰接活动驱动臂和车轮的连接杆；在进行侧倾动作时，控制器VCU通过CAN总线发送指令控制驱动电机，进而控制伸缩杆的伸长与缩短，从而使得活动驱动臂绕着机架铰接轴进行顺时针或逆时针转动，使左右悬架呈现上下高度差，车身依旧保持一定程度的水平。本发明能够有效地提升驾驶的舒适性，同时还具有结构简单、制造成本低的优势。

Description

一种在横坡保持车身水平的主动侧倾系统
技术领域
本发明属于越野车领域，具体涉及一种在横坡保持车身水平的主动侧倾系统。
背景技术
目前，车辆悬架一般都采用被动悬架，无法主动的去适应道路起伏的变化，因此在不平路面上行驶时，由于地形的变化车身将发生一定角度的倾斜，影响驾驶员操作与舒适性，甚至产生侧倾运动导致车辆侧翻，因此为了保证车身能达到一定的水平，需要能主动适应道路变化的车身高度调节装置或者悬架高度调节装置。改变车身高度的设计涉及高度调节装置，即需要按照目标的要求能实时的进行高度的调节。从目前行业中比较成熟的应用看，基于空气悬架的车身能实现一定的车身高度的调节。
发明内容
本发明提供了一种在横坡保持车身水平的主动侧倾系统，能够实现左右车轮上下高度不同，保持车身水平，适用于横坡路面。
本发明采用的技术方案如下：
一种在横坡保持车身水平的主动侧倾系统，其特征在于，包括驱动单元、活动驱动臂、悬架、车轮、机架板及机架铰接轴。
所述机架板，包括固定安装于车架的前、后机架板。
所述机架铰接轴，通过前、后机架板固定安装于车辆左右对称中心面上。
所述驱动单元，包括伸缩杆和驱动电机；所述驱动单元的上端与车架铰接，伸缩杆的下端铰接活动驱动臂；所述驱动电机控制伸缩杆伸长或缩短动作。
所述活动驱动臂，设置于前、后机架板之间，其顶部与伸缩杆的下端铰接，下部中心位置设置有铰接孔；所述车架铰接轴穿过铰接孔，使活动驱动臂能够绕机架铰接轴左右转动。
所述车轮，包括轮胎、车轮安装轴；所述轮胎与所述车轮安装轴进行轴连接。
所述悬架，包括关于车辆左右对称中心面对称设置的左悬架和右悬架；所述左悬架包括左上叉臂和左下叉臂；所述右悬架包括右上叉臂和右下叉臂；所述左上叉臂和左下叉臂的远端分别与左侧连接杆的两端铰接；所述左上叉臂的近端与前、后机架板的左侧上部铰接，所述左下叉臂的近端与前、后机架板的左侧下部铰接；所述右上叉臂和右下叉臂的远端分别与右侧连接杆的两端铰接；所述右上叉臂的近端与前、后机架板的左侧上部铰接，所述右下叉臂的近端与前、后机架板的右侧下部铰接；所述连接杆垂直于水平面，与车轮安装轴固定连接。
所述减震器，包括左减震器和右减震器；所述左减震器的一端与活动驱动臂的左部铰接，另一端与左下叉臂的中部铰接；所述右减震器的一端与活动驱动臂的右部铰接，另一端与右下叉臂的中部铰接。
在进行侧倾动作时，控制器VCU通过CAN总线发送指令控制驱动电机，进而控制伸缩杆的伸长与缩短，从而使得活动驱动臂绕着机架铰接轴进行顺时针或逆时针转动，使左右悬架呈现上下高度差，车身依旧保持一定程度的水平。
优选地，所述活动驱动臂顶部为弧形凸起的形状。
优选地，所述减震器为液力减震器。
本发明的在横坡保持车身水平的主动侧倾系统，由车载电脑自动控制，能主动精确的调整左右车轮的高度，适应横坡地面进行侧倾动作。在进行侧倾动作时，驱动单元推动活动驱动臂绕着机架铰接轴转动，并带动左右悬架和车轮上下动作，而车身保持一定的水平，能够有效地提升驾驶的舒适性。本发明还具有结构简单、制造成本低的优势。
附图说明
图1为本实施例的侧倾系统爆炸示意图。
图2为本实施例的侧倾系统结构示意图。
图3为机构正常状态示意图。
图4为机构右侧倾示意图。
图5为机构左侧倾示意图。
图6为本发明的工作原理图。
附图标号说明：1-机架板，2-活动驱动臂，3-驱动单元，4-悬架，5-车轮，1-1前车架板，1-2后车架板，1-3机架铰接轴，2-1活动驱动臂铰接孔，3-1伸缩杆，3-2驱动电机，4-1上叉臂，4-2下叉臂，4-3减震器，4-4连接杆，5.1-车轮安装轴。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行进一步的说明。
如图1所示，一种在横坡保持车身水平的主动侧倾系统，包括活动驱动臂、悬架、车轮、减震器、驱动单元、机架板及机架铰接轴。
所述机架板，包括固定安装于车架的前、后机架板。
所述机架铰接轴，通过前、后机架板固定安装于车辆左右对称中心面上。
所述驱动单元是一种将电机旋转运动转变为推杆直线往复运动的辅助驱动装置，包括伸缩杆和驱动电机；所述驱动单元的上端与底盘车架铰接，升缩杆下端铰接活动驱动臂。利用驱动电机正反转控制伸缩杆伸长或缩短动作，从而带动活动驱动臂进行顺时针或逆时针转动，使左右悬架呈现上下高度差。
所述活动驱动臂，设置于前、后机架板之间，顶部设置为弧形凸起的形状，且顶部与伸缩杆的下端铰接，下部中心位置设置有铰接孔；所述车架铰接轴穿过铰接孔，使活动驱动臂能够绕机架铰接轴左右转动。为了保持伸缩杆的活动顺畅以及减小驱动力，因此，伸缩杆的上端与车架的连接点位于整车左侧，而伸缩杆与活动驱动臂的连接点位于活动驱动臂右侧。
所述车轮，包括轮胎、车轮安装轴；所述轮胎与所述车轮安装轴进行轴连接。
所述悬架，包括关于车辆左右对称中心面对称设置的左悬架和右悬架；所述左悬架包括左上叉臂和左下叉臂；所述右悬架包括右上叉臂和右下叉臂；所述左上叉臂和左下叉臂的远端分别与左侧连接杆的两端铰接；所述左上叉臂的近端与前、后机架板的左侧上部铰接，所述左下叉臂的近端与前、后机架板的左侧下部铰接；所述右上叉臂和右下叉臂的远端分别与右侧连接杆的两端铰接；所述右上叉臂的近端与前、后机架板的左侧上部铰接，所述右下叉臂的近端与前、后机架板的右侧下部铰接；所述连接杆垂直于水平面，与车轮安装轴固定连接。
所述减震器，为液力减震器，包括左减震器和右减震器；所述左减震器的一端与活动驱动臂的左部铰接，另一端与左下叉臂的中部铰接；所述右减震器的一端与活动驱动臂的右部铰接，另一端与右下叉臂的中部铰接。
如图3-图5所示，在进行侧倾动作时，控制器VCU通过CAN总线发送指令控制驱动电机，进而控制伸缩杆的伸长与缩短，从而使得活动驱动臂绕着机架铰接轴进行顺时针或逆时针转动，使左右悬架呈现上下高度差，车身依旧保持一定程度的水平。
如图2所示，本实施例中悬架设计采用双叉臂独立悬架，拥有上下两个叉臂，横向力由两个叉臂同时吸收，支柱只承载车身重量，因此横向刚度大、抗侧倾性能优异，操控性与抓地性能较好。整个悬架包含左右两个悬架，左右悬架镜像对称。以右悬架为例，上、下叉臂与车架在A1、A2、D1、D2处铰接(即前、后机架板的上侧和下侧)，上、下叉臂与连接杆在B1、B2、C1、C2处铰接；减震器上端与活动驱动臂在F处铰接，减震器下端与下叉臂在E处铰接；驱动单元上端与车架在K处铰接，下端伸缩杆与活动驱动臂在G处铰接。
本发明工作原理如图6所示，O、P、Q分别为伸缩杆初始状态、极限伸长和极限缩短状态下与活动驱动臂的连接点。L0为推杆初始长度，L1为推杆极限压缩长度，L2为推杆极限伸长长度，R为伸缩杆与活动驱动臂的连接点绕机架铰接轴的旋转半径，设α为初始角度，β为伸缩杆变化后的角度，由此可以计算出侧倾最大偏角△θ：
Figure BDA0003446687130000031
Figure BDA0003446687130000041
△θ＝β-α再根据悬架长度H，可得单侧车轮变化高度：
△h＝H*sin△θ。

Claims (3)

1.一种在横坡保持车身水平的主动侧倾系统，其特征在于，包括驱动单元、活动驱动臂、悬架、车轮、机架板及机架铰接轴；
所述机架板，包括固定安装于车架的前、后机架板；
所述机架铰接轴，通过前、后机架板固定安装于车辆左右对称中心面上；
所述驱动单元，包括伸缩杆和驱动电机；所述驱动单元的上端与车架铰接，伸缩杆的下端铰接活动驱动臂；所述驱动电机控制伸缩杆伸长或缩短动作；
所述活动驱动臂，设置于前、后机架板之间，其顶部与伸缩杆的下端铰接，下部中心位置设置有铰接孔；所述车架铰接轴穿过铰接孔，使活动驱动臂能够绕机架铰接轴左右转动；
所述车轮，包括轮胎、车轮安装轴；所述轮胎与所述车轮安装轴进行轴连接；
所述悬架，包括关于车辆左右对称中心面对称设置的左悬架和右悬架；所述左悬架包括左上叉臂和左下叉臂；所述右悬架包括右上叉臂和右下叉臂；所述左上叉臂和左下叉臂的远端分别与左侧连接杆的两端铰接；所述左上叉臂的近端与前、后机架板的左侧上部铰接，所述左下叉臂的近端与前、后机架板的左侧下部铰接；所述右上叉臂和右下叉臂的远端分别与右侧连接杆的两端铰接；所述右上叉臂的近端与前、后机架板的左侧上部铰接，所述右下叉臂的近端与前、后机架板的右侧下部铰接；所述连接杆垂直于水平面，与车轮安装轴固定连接；
所述减震器，包括左减震器和右减震器；所述左减震器的一端与活动驱动臂的左部铰接，另一端与左下叉臂的中部铰接；所述右减震器的一端与活动驱动臂的右部铰接，另一端与右下叉臂的中部铰接；
在进行侧倾动作时，控制器VCU通过CAN总线发送指令控制驱动电机，进而控制伸缩杆的伸长与缩短，从而使得活动驱动臂绕着机架铰接轴进行顺时针或逆时针转动，使左右悬架呈现上下高度差，车身依旧保持一定程度的水平。
2.如权利要求1所述的一种在横坡保持车身水平的主动侧倾系统，其特征在于，所述活动驱动臂顶部为弧形凸起的形状。
3.如权利要求1所述的一种在横坡保持车身水平的主动侧倾系统，其特征在于，所述减震器为液力减震器。
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