CN115027560B - 基于线控底盘的车身悬置系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于线控底盘的车身悬置系统，包括车身端支架、弹性悬置、上滑轨、下滑轨、制动卡钳和驱动机构；初始状态下，制动卡钳夹紧；预测到碰撞即将发生时，进入驱动状态，制动卡钳松开，驱动机构工作使上滑轨沿下滑轨移动；到达止口位置后，系统进入碰撞准备状态，制动卡钳夹紧，准备应对碰撞冲击；碰撞开始后，系统进入碰撞过程状态，制动卡钳半夹紧并根据碰撞初始速度调节夹紧力大小。本发明采用主被动安全相结合，控制车身和底盘发生相对运动，增大了碰撞缓冲空间和悬置制动吸能过程，让底盘尽量吸收碰撞能量，减少了碰撞过程中的乘员伤害、车身损伤、维修费用。

Description

基于线控底盘的车身悬置系统

技术领域

本发明属于汽车悬置领域，具体涉及一种基于线控底盘的车身悬置系统。

背景技术

目前，为了减少碰撞时的乘员伤害和维修费用，主要有两种方法：

1)采用传统的非承载式车身的车身悬置，通常使用悬置支架包裹橡胶、液压弹簧、空气弹簧等弹性元件，其作用是减缓由底盘传递到车身的Z向冲击，同时传递在转向、制动以及加速时产生的X和Y方向的力；但是，采用该方法，车身完全固定在底盘车架上，在发生前后碰撞时，车身受到直接冲击，车身极易受损变形，同时产生很大的加速度，导致乘员伤害较大。

2)随着主动安全技术的发展，在预测到碰撞即将发生后，针对碰撞事故的特征，可以通过主动调整座椅的前后位置、座椅靠背的角度、气囊展开的方向、乘客的姿态等减轻碰撞后乘客受到的伤害；但是，采用该方法，在低速碰撞中，无法避免车身附件如机罩、大灯、后背门等以及车身本体受到损伤，在高速碰撞中，因为乘员舱内部内饰的调整空间有限，所以乘员伤害的优化空间也非常有限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于线控底盘的车身悬置系统，采用主被动安全相结合，能够控制车身和底盘发生相对运动，增大了碰撞缓冲空间，增加了悬置制动吸能过程，让底盘尽量吸收碰撞能量，减少了碰撞过程中的乘员伤害、车身损伤、维修费用。

本发明所采用的技术方案是：

一种基于线控底盘的车身悬置系统，包括安装在车身纵梁上的车身端支架和安装在底盘车架上的下滑轨，下滑轨上可移动地配合有上滑轨且移动路径的前后两端设有止口，车身端支架通过弹性悬置与上滑轨连接形成减震结构，上滑轨和下滑轨之间设有制动卡钳和驱动机构，制动卡钳能根据制动需要控制上滑轨与下滑轨之间的夹紧力，驱动机构能驱动上滑轨沿下滑轨移动；初始状态下，驱动机构不工作，制动卡钳夹紧，上滑轨与下滑轨无相对运动；预测到碰撞即将发生时，车身悬置系统进入驱动状态，制动卡钳松开，驱动机构工作，使上滑轨沿下滑轨向前或者向后移动；到达止口位置后，车身悬置系统进入碰撞准备状态，驱动机构不工作，制动卡钳夹紧，准备应对碰撞冲击；碰撞开始后，车身悬置系统进入碰撞过程状态，驱动机构不工作，制动卡钳半夹紧并根据碰撞初始速度调节夹紧力大小。

进一步地，初始状态下，上滑轨所在位置距前后止口距离分别为L1和L2，L1和L2的大小根据整车尺寸和车身底盘重量调节，保证车身在到达前后止口时整车的平衡性。

进一步地，初始状态下，制动卡钳的夹紧力能保证在紧急制动和加速时上滑轨与下滑轨无相对运动。

进一步地，驱动机构能控制上滑轨的移动速度，保证碰撞发生前车身滑动至止口位置。

进一步地，碰撞开始后，车身悬置系统进入碰撞过程状态时，制动卡钳的夹紧力与碰撞初速度和结构吸能效率、整车质量有关，通过仿真和试验进行匹配，要求为：对于中低速碰撞，制动卡钳保持锁止状态，上滑轨与下滑轨无相对位移，保证车身不受直接碰撞；对于高速碰撞，上滑轨与下滑轨开始发生相对滑动，制动卡钳的夹紧力保证制动摩擦力F＝ma，m为车身质量，a为车身加速度限值，根据安全性能目标以及约束系统配置调节。

进一步地，碰撞完成后，若车身未被直接撞击、车身悬置系统未损坏，则车身悬置系统自动回位并锁止。

进一步地，车身悬置系统作用在汽车的X和/或Y向。

进一步地，上滑轨的上部朝上敞开、下部为“几”字形结构，下滑轨朝上敞开且上部两端分别与“几”字形结构的下部两端配合，弹性悬置位于上滑轨的上部内侧，驱动机构位于“几”字形结构的内侧和下滑轨的内侧区域，制动卡钳位于下滑轨上部两端上侧，安装在上滑轨或下滑轨上。

进一步地，驱动机构包括设在上滑轨和下滑轨之间的机械传动组件以及驱动机械传动组件的驱动电机。

进一步地，机械传动组件为安装在下滑轨上的齿条和与齿条啮合的齿轮，齿轮由驱动电机驱动，驱动电机安装在上滑轨上。

本发明的有益效果是：

本发明采用主被动安全相结合的方式，能够控制车身和底盘车架发生相对运动，通过控制车身和底盘车架的相对滑动，获得更大的碰撞缓冲空间，同时增加悬置制动吸能过程，让底盘车架尽量吸收碰撞能量，以获得更小的车身减速度和侵入量，延缓或者避免车身受到直接撞击，减少碰撞过程中的乘员伤害、车身损伤、维修费用。

附图说明

图1是本发明实施例中基于线控底盘的车身悬置系统的剖面示意图。

图2是本发明实施例中基于线控底盘的车身悬置系统的安装示意图。

图3是本发明实施例中基于线控底盘的车身悬置系统的控制原理图。

图中：1-车身端支架；2-弹性悬置；3-上滑轨；4-下滑轨；5-机械传动组件；6-驱动电机；7-制动卡钳；8-车身；9-底盘车架。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1和图2所示，一种基于线控底盘的车身悬置系统，包括安装在车身8纵梁上的车身端支架1和安装在底盘车架9上的下滑轨4，下滑轨4上可移动地配合有上滑轨3且移动路径的前后两端设有止口，车身端支架1通过弹性悬置2与上滑轨3连接形成减震结构，上滑轨3和下滑轨4之间设有制动卡钳7和驱动机构，制动卡钳7能根据制动需要控制上滑轨3与下滑轨4之间的夹紧力，驱动机构能驱动上滑轨3沿下滑轨4移动。

如图3所示，本发明的控制原理是：初始状态下(即，正常行车或者驻车时)，驱动机构不工作(即，驱动电机6处于断电状态)，制动卡钳7夹紧，上滑轨3与下滑轨4无相对运动；预测到碰撞即将发生时(汽车预测碰撞技术属于现有技术，可以基于激光雷达测距、摄像头图像识别等技术实现，如专利CN202110954430.7，因此不作赘述)，车身悬置系统进入驱动状态，制动卡钳7松开，驱动机构工作，使上滑轨3沿下滑轨4向前或者向后移动；到达止口位置后，车身悬置系统进入碰撞准备状态，驱动机构不工作(即，驱动电机6处于断电状态)，制动卡钳7夹紧，准备应对碰撞冲击；碰撞开始后，车身悬置系统进入碰撞过程状态，驱动机构不工作(即，驱动电机6处于断电状态)，制动卡钳7半夹紧并根据碰撞初始速度调节夹紧力大小。

本发明采用主被动安全相结合的方式，能够控制车身8和底盘车架9发生相对运动，通过控制车身8和底盘车架9的相对滑动，获得更大的碰撞缓冲空间，同时增加悬置制动吸能过程，让底盘车架9尽量吸收碰撞能量，以获得更小的车身8减速度和侵入量，延缓或者避免车身8受到直接撞击，减少碰撞过程中的乘员伤害、车身损伤、维修费用。

如图2所示，在本实施例中，初始状态下，上滑轨3所在位置距前后止口距离分别为L1和L2，L1和L2的大小根据整车尺寸和车身底盘重量调节，保证车身8在到达前后止口时整车的平衡性。

在本实施例中，初始状态下，制动卡钳7的夹紧力能保证在紧急制动和加速时上滑轨3与下滑轨4无相对运动。

在本实施例中，驱动机构能控制上滑轨3的移动速度，保证碰撞发生前车身1滑动至止口位置。

在本实施例中，碰撞开始后，车身悬置系统进入碰撞过程状态时，制动卡钳7的夹紧力与碰撞初速度和结构吸能效率、整车质量有关，通过仿真和试验进行匹配，要求为：对于中低速碰撞，制动卡钳7保持锁止状态，上滑轨3与下滑轨4无相对位移，保证车身8不受直接碰撞；对于高速碰撞，上滑轨3与下滑轨4开始发生相对滑动，制动卡钳7的夹紧力保证制动摩擦力F＝ma，m为车身质量，a为车身加速度限值，根据安全性能目标以及约束系统配置调节。

在本实施例中，碰撞完成后，若车身8未被直接撞击、车身悬置系统未损坏，则车身悬置系统自动回位并锁止。

如图2所示，在本实施例中，车身悬置系统作用在汽车的X向，当然，也可以只作用在汽车的Y向，也可以同时作用在汽车的X向和Y向。

如图1所示，在本实施例中，上滑轨3的上部朝上敞开、下部为“几”字形结构，下滑轨4朝上敞开且上部两端分别与“几”字形结构的下部两端配合，弹性悬置2位于上滑轨3的上部内侧，驱动机构位于“几”字形结构的内侧和下滑轨4的内侧区域，制动卡钳7位于下滑轨4上部两端上侧，安装在上滑轨3或下滑轨4上(安装在上滑轨3上时对下滑轨4夹紧，安装在下滑轨4上时对上滑轨3夹紧)。

如图1所示，在本实施例中，驱动机构包括设在上滑轨3和下滑轨4之间的机械传动组件5以及驱动机械传动组件5的驱动电机6。机械传动组件5可以是安装在下滑轨4上的齿条和与齿条啮合的齿轮，齿轮由驱动电机6驱动，驱动电机6安装在上滑轨3上，机械传动组件5也可以是蜗轮蜗杆等其它方式。

在本实施例中，制动卡钳7采用液压制动或电制动，当然也可以采用其他方式；在本实施例中，弹性悬置2采用橡胶软垫、液压弹簧或空气弹簧，当然也可以采用其他方式；在本实施例中，上滑轨3与下滑轨4滑动配合或滚动配合；在本实施例中，车身端支架1通过螺栓安装在车身8纵梁上，下滑轨4通过螺栓安装在底盘车架9上。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于线控底盘的车身悬置系统，其特征在于：包括安装在车身纵梁上的车身端支架和安装在底盘车架上的下滑轨，下滑轨上可移动地配合有上滑轨且移动路径的前后两端设有止口，车身端支架通过弹性悬置与上滑轨连接形成减震结构，上滑轨和下滑轨之间设有制动卡钳和驱动机构，制动卡钳能根据制动需要控制上滑轨与下滑轨之间的夹紧力，驱动机构能驱动上滑轨沿下滑轨移动；初始状态下，驱动机构不工作，制动卡钳夹紧，上滑轨与下滑轨无相对运动；预测到碰撞即将发生时，车身悬置系统进入驱动状态，制动卡钳松开，驱动机构工作，使上滑轨沿下滑轨向前或者向后移动；到达止口位置后，车身悬置系统进入碰撞准备状态，驱动机构不工作，制动卡钳夹紧，准备应对碰撞冲击；碰撞开始后，车身悬置系统进入碰撞过程状态，驱动机构不工作，制动卡钳半夹紧并根据碰撞初始速度调节夹紧力大小；

碰撞开始后，车身悬置系统进入碰撞过程状态时，制动卡钳的夹紧力与碰撞初速度和结构吸能效率、整车质量有关，通过仿真和试验进行匹配，要求为：对于中低速碰撞，制动卡钳保持锁止状态，上滑轨与下滑轨无相对位移，保证车身不受直接碰撞；对于高速碰撞，上滑轨与下滑轨开始发生相对滑动，制动卡钳的夹紧力保证制动摩擦力F=ma，m为车身质量，a为车身加速度限值，根据安全性能目标以及约束系统配置调节；

上滑轨的上部朝上敞开、下部为“几”字形结构，下滑轨朝上敞开且上部两端分别与“几”字形结构的下部两端配合，弹性悬置位于上滑轨的上部内侧，驱动机构位于“几”字形结构的内侧和下滑轨的内侧区域，制动卡钳位于下滑轨上部两端上侧，安装在上滑轨或下滑轨上。

2.如权利要求1所述的基于线控底盘的车身悬置系统，其特征在于：初始状态下，上滑轨所在位置距前后止口距离分别为L1和L2，L1和L2的大小根据整车尺寸和车身底盘重量调节，保证车身在到达前后止口时整车的平衡性。

3.如权利要求1所述的基于线控底盘的车身悬置系统，其特征在于：初始状态下，制动卡钳的夹紧力能保证在紧急制动和加速时上滑轨与下滑轨无相对运动。

4.如权利要求1所述的基于线控底盘的车身悬置系统，其特征在于：驱动机构能控制上滑轨的移动速度，保证碰撞发生前车身滑动至止口位置。

5.如权利要求1所述的基于线控底盘的车身悬置系统，其特征在于：碰撞完成后，若车身未被直接撞击、车身悬置系统未损坏，则车身悬置系统自动回位并锁止。

6.如权利要求1所述的基于线控底盘的车身悬置系统，其特征在于：车身悬置系统作用在汽车的X和/或Y向。

7.如权利要求1所述的基于线控底盘的车身悬置系统，其特征在于：驱动机构包括设在上滑轨和下滑轨之间的机械传动组件以及驱动机械传动组件的驱动电机。

8.如权利要求7所述的基于线控底盘的车身悬置系统，其特征在于：机械传动组件为安装在下滑轨上的齿条和与齿条啮合的齿轮，齿轮由驱动电机驱动，驱动电机安装在上滑轨上。

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