CN115923427A - 主动稳定杆总成和具有其的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种主动稳定杆总成和具有其的车辆，主动稳定杆总成包括：两个稳定杆组件；执行机构，执行机构连接两个稳定杆组件的一端以控制两个稳定杆组件之间的连接刚度；位置传感器，位置传感器与稳定杆组件相连以检测稳定杆组件的转动位移；控制单元，控制单元与位置传感器和执行机构分别相连，控制单元根据稳定杆组件的转动位移控制执行机构调节两个稳定杆组件之间的连接刚度。根据本发明实施例的主动稳定杆总成，既能够提高汽车行驶平顺性，保证汽车悬架刚度，使车辆具有很好的行驶稳定性，又能够增加车轮的接地性能，提高车辆的通过性、越野性能。

Description

主动稳定杆总成和具有其的车辆

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，具体涉及一种主动稳定杆总成和具有其的车辆。

背景技术

汽车稳定杆装置，又称防倾杆、平衡杆，是一种利用杆体扭转变形起作用的弹性元件，常用于各类汽车的悬架系统。为了提高汽车行驶平顺性，通常把汽车悬架刚度设计较低，但其导致的结果是影响了汽车的行驶稳定性。

现有的稳定杆通常采用热成型转弯技术制造，结构简单，只能被动的根据自身的结构决定刚度，并且是整体式不能够断开，限制车轮的反跳，功能单一，对于车辆侧倾起到的作用不能够实时控制。过弯时弯内轮的悬挂伸长而弯外轮的悬挂被压缩，这时防倾杆就会产生扭转抑制这种情况，它会对弯外轮的悬挂施一个向下压的力量，而对弯内轮的悬挂施一个向上抬起的力量，施于左右悬挂的作用力是大小相等方向相反相互牵制的。采用太软的防倾杆在独立悬挂的车上会造成过弯时过多的外倾角，减少轮胎的接地面积，太硬则是会造成轮胎无法紧贴地面，影响操控性。对弯内轮来说，防倾杆对车轮施加的力和弹簧对车轮施加的力是方向相反的，弹簧产生的力可把车轮压回地面，而防倾杆却会使它离开地面。假如防倾杆太硬会减少把车轮压回地面的力，如果这种情况发生在驱动轮，可能会使得出弯加油时弯内轮的抓地力变小，造成轮胎的空转。这对拥有大马力的车来说是相当危险的，最理想的状态是把防倾杆所提供的防倾阻力控制在总防倾阻力的20％～50％之间。假如总防倾阻力太强的话可能会造成过弯时弯内轮的离地，如此会造成100％的重量转移，这种情况通常发生在弯内的非驱动轮。

如何在提高车辆行驶平顺性的同时保证车辆悬架刚度，使车辆具有很好的行驶稳定性，提高车辆的通过性和越野性能，成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施例要解决的技术问题是现有的稳定杆刚度固定、结构单一，不能适应平台车型、驾乘体验差。

有鉴于此，本发明提供一种主动稳定杆总成。

本发明还提供一种具有上述主动稳定杆总成的车辆。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

根据本发明第一方面实施例的主动稳定杆总成包括：

两个稳定杆组件；

执行机构，所述执行机构连接两个所述稳定杆组件的一端以控制两个所述稳定杆组件之间的连接刚度；

位置传感器，所述位置传感器与所述稳定杆组件相连以检测所述稳定杆组件的转动位移；

控制单元，所述控制单元与所述位置传感器和所述执行机构分别相连，所述控制单元根据所述稳定杆组件的转动位移控制所述执行机构调节两个所述稳定杆组件之间的连接刚度。

根据本发明实施例的主动稳定杆总成还可以包括以下技术特征：

进一步地，所述稳定杆组件包括：

纵臂，所述纵臂的一端用于连接车轮；

稳定杆本体，所述稳定杆本体的一端与所述纵臂的另一端相连，另一端与所述执行机构相连；

连接组件，所述连接组件用于将所述稳定杆本体固定在车架上。

进一步地，所述连接组件包括：

衬套，所述衬套套设在所述稳定杆本体上；

固定支架，所述固定支架固定在所述衬套外侧，所述固定支架的两侧分别与车架螺栓连接。

进一步地，所述纵臂的另一端设有内花键，所述稳定杆本体的一端设有与所述内花键配合的外花键。

进一步地，所述稳定杆本体的一端还设有螺栓孔。

进一步地，所述稳定杆本体为热成型折弯件。

进一步地，所述执行机构包括：

执行器，所述执行器内部限定有密封腔，所述密封腔内容纳有液体，所述执行器沿其长度方向的两端分别与两个所述稳定杆本体的另一端可枢转地相连；

叶片，所述叶片设在所述密封腔内且与一个所述稳定杆的本体的另一端相连；

蜗杆阻尼片，所述蜗杆阻尼片设在所述密封腔内且可沿所述密封腔长度方向运动以改变所述液体的阻尼；

电机，所述电机通过蜗轮与蜗杆阻尼片相连以用于驱动所述蜗杆阻尼片运动。

进一步地，所述稳定杆本体的另一端与所述执行器连接处设有花键和盲齿，所述位置传感器用于检测所述花键相对于所述盲齿转动的位移。

进一步地，所述位置传感器通过螺栓固定在所述执行器的壳体上。

根据本发明第二方面实施例的车辆包括上述实施例所述的主动稳定杆总成。

本发明的上述技术方案至少具有以下技术效果：

根据本发明实施例的主动稳定杆总成，该主动稳定杆总成通过执行机构连接稳定杆组件，并通过控制单元控制执行机构调节稳定杆连接组件之间的连接刚度，既能够提高汽车行驶平顺性，保证汽车悬架刚度，使车辆具有很好的行驶稳定性，又能够增加车轮的接地性能，提高车辆的通过性、越野性能。

附图说明

图1为根据现有技术中稳定杆的结构示意图；

图2为根据本发明实施例的主动稳定杆总成的结构示意图；

图3为根据本发明实施例的主动稳定杆总成的结构简图；

图4为根据本发明实施例的主动稳定杆总成安装在车架上的一个结构示意图；

图5为根据本发明实施例的主动稳定杆总成安装在车架上的又一个结构示意图；

图6为根据本发明实施例的主动稳定杆总成安装在车架上的再一个结构示意图；

图7为根据本发明实施例的主动稳定杆总成安装对车辆影响的前后对比图；

图8为根据本发明实施例的主动稳定杆总成中稳定杆组件的结构示意图；

图9为根据本发明实施例的主动稳定杆总成中一个纵臂的结构示意图；

图10为根据本发明实施例的主动稳定杆总成中另一个纵臂的结构示意图；

图11为根据本发明实施例的主动稳定杆总成中纵臂内花键的结构示意图；

图12为根据本发明实施例的主动稳定杆总成中稳定杆本体的结构示意图；

图13为根据本发明实施例的主动稳定杆总成中稳定杆本体的外花键和螺栓孔结构示意图；

图14为根据本发明实施例的主动稳定杆总成中连接组件的结构示意图；

图15为根据本发明实施例的动稳定杆总成中执行机构的一个结构示意图；

图16为根据本发明实施例的动稳定杆总成中执行机构的又一个结构示意图；

图17为根据本发明实施例的动稳定杆总成中执行机构的一个内部剖面图；

图18为根据本发明实施例的动稳定杆总成中盲齿的机构示意图；

图19为根据本发明实施例的位置传感器的安装结构示意图。

附图标记

主动稳定杆总成100；稳定杆组件10；纵臂11；内花键111；稳定杆本体12；外花键121；盲齿122；螺栓孔123；连接组件13；衬套131；固定支架132；执行机构20；执行器21；安装孔211；叶片22；蜗杆阻尼片23；电机24；电源线25；信号线26；位置传感器30；控制单元40；螺栓50。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，现有的稳定杆通常采用热成型折弯技术制造，结构简单，只能被动的根据自身的结构决定刚度，并且是整体式，不能够断开，限制车轮的反跳，功能单一，不能够实时控制车辆的侧倾。针对现有稳定杆存在的不足，本发明提出一种主动稳定杆总成100。

下面首先结合附图具体描述根据本发明实施例的主动稳定杆总成100。

根据发明实施例的主动稳定杆总成100包括两个稳定杆组件10、执行机构20、位置传感器30和控制单元40。

具体而言，如图2和图3所示，执行机构20连接两个稳定杆组件10的一端以控制两个稳定杆组件10之间的连接刚度，位置传感器30与稳定杆组件10相连以检测稳定杆组件10的转动位移，控制单元40与位置传感器30和执行机构20分别相连，控制单元40根据稳定杆组件10的转动位移控制执行机构20调节两个稳定杆组件10之间的连接刚度。

换言之，根据本发明实施例的主动稳定杆总成100，如图4至图6所示，两个稳定杆组件10分别连接在左右车轮总成上，且两个稳定杆组件10之间通过执行机构20相连，位置传感器30通过读取稳定杆组件10的转动位移，确定轮边左右车轮上下跳行程，控制单元40根据位置传感器30的检测信息，确定两个稳定杆组件10应该输入的刚度，并控制执行机构20对两个稳定杆组件10的连接刚度进行调整，保证车辆侧倾在控制范围内，车轮不会出现离地的情况。

主动稳定杆总成100是抑制车身在转弯时产生侧倾的重要部件，如图7所示，左右两幅图分别表示安装主动稳定杆总成100之前和之后车身在转弯时状态，在没安装主动稳定杆总成100之前，车身容易侧倾，在安装主动稳定杆总成100之后，稳定杆组件10的两端与悬架控制臂相连，当车身发生侧倾时，两侧车轮出现相对运动，稳定杆会顺势产生扭转变形，同时产生相反方向的回馈力矩使车身的侧倾得到控制，保证车辆在转弯、不平路面、越野路面上不会发生侧倾或者侧翻，正常行驶。

该主动稳定杆总成100可以根据驾驶员的主观判断选择越野模式，主动的取消稳定杆组件10之间的刚性连接，让两侧的车轮上下跳的行程更大，增加两侧车轮反跳时的接地性能，以能够通过起伏较大的非铺装路面，提高车辆的通过性能和越野性能。也就是说，如果选择以舒适为主的驾驶风格，两个稳定杆组件10将相互分离，从而提供良好的乘坐舒适性；如果选择更富有运动激情的驾驶风格，则稳定杆组件10刚性连接在一起。在激烈驾驶条件下，测量进弯角度减小，转向不足倾向降低，同时横向加速度增加。稳定杆组件10可以相互独立调节，控制单元40能根据需要让操控更趋运动化。

由此，根据本发明实施例的主动稳定杆总成100，该主动稳定杆总成100通过执行机构20连接稳定杆组件10，并通过控制单元40控制执行机构20调节稳定杆连接组件10之间的连接刚度，既能够提高汽车行驶平顺性，保证汽车悬架刚度，使车辆具有很好的行驶稳定性，又能够增加车轮的接地性能，提高车辆的通过性、越野性能。

根据本发明的一个实施例，如图8至图14所示，稳定杆组件10包括纵臂11、稳定杆本体12和连接组件13。

具体地，图9和图10分别表示左右两个纵臂11，纵臂11的一端用于连接车轮，图12为稳定杆本体12，稳定杆本体12的一端与纵臂11的另一端相连，另一端与执行机构20相连，连接组件13用于将稳定杆本体12固定在车架上。

换言之，稳定杆本体12与纵臂11采用分体式，便于拆卸和组装，纵臂11为平台化通用产品，稳定杆本体12的长度可以根据整车的车距进行调整，通过改变纵臂11或稳定杆本体12的长度可以适用于不同的车型底盘，极大地提高产品的通用性，降低了产品平台化开发和生产成本。

优选地，如图14所示，连接组件13包括衬套131和固定支架132。

具体而言，衬套131套设在稳定杆本体12上，固定支架132固定在衬套131外侧，固定支架132的两侧分别与车架通过螺栓50连接。

换言之，衬套131抱紧在稳定杆本体12上，固定支架132抱紧在衬套131外部，并通过两个M10的螺栓50把稳定杆本体12装置固定在车架总成上。其中，衬套131采用天然橡胶材质，这种材料既能够有效地隔绝稳定杆本体12和车架总成之间的振动，又可以让稳定杆本体12在橡胶内径转动，满足其稳定杆本体12的功能需求。

根据本发明的一个实施例，如图11所示，纵臂11的另一端设有内花键111，如图13所示，稳定杆本体12的一端设有与内花键111配合的外花键121。花键的连接方式不仅保证了纵臂11和稳定杆本体12不会相对滑动，而且插接方便。

进一步地，稳定杆本体12的一端还设有螺栓孔123。

也就是说，如图13所示，在稳定杆本体12的端头增加螺纹结构，把纵臂11和稳定杆本体12采用螺栓50锁紧，此结构二次增加了连接强度，保证了稳定杆本体12和纵臂11的连接强度能够适用于各种非铺装路面。

可选地，稳定杆本体12为热成型折弯件。

具体地，稳定杆本体12为热成型工艺形成的折弯结构，稳定杆本体12结构简单，制造成本低。需要说明的是，纵臂11采用锻造工艺制造，其结构复杂各个折弯的特征都是为了在车轮上下跳的动态过程中避让半轴、横拉杆、减振器、螺簧等零件。

在本发明的一个实施例中，如图15至图17所示，执行机构20包括执行器21、叶片22、蜗杆阻尼片23和电机24以及连接电源的电源线25和用于信号传输的信号线26。

具体地，如图17所示，执行器21内部限定有密封腔，密封腔内容纳有液体，执行器21沿其长度方向的两端分别与两个稳定杆本体12的另一端可枢转地相连，叶片22设在密封腔内且与一个稳定杆本体12的另一端相连，蜗杆阻尼片23设在密封腔内且可沿密封腔长度方向运动以改变液体的阻尼，电机24通过蜗轮与蜗杆阻尼片23相连以用于驱动蜗杆阻尼片23运动。

也就是说，执行器21由电机24驱动，执行器21通过蜗杆阻尼片23压缩密封腔内的液体，让一侧稳定杆本体12在密封腔内部转动的阻力增大，从而改变稳定杆本体12的扭转刚度，使车辆侧倾减小。

具体地，电机24通过蜗轮带动蜗杆阻尼片23运动，蜗杆阻尼片23在密封腔内左右移动，挤压密封腔内的液体，液体被挤压密度增加从而阻尼增加，改变叶片22的转动惯量，调整稳定杆本体12的连接刚度。当蜗杆阻尼片23向左移动时，右侧液体密度降低，右侧稳定杆本体12连接刚度降低；当蜗杆阻尼片23向右移动时，右侧液体密度增加，右侧稳定杆本体12连接刚度提高。该种驱动方式无需添加机油，这意味着它可以免于维护，且对环境无害。

进一步地，当车辆的两侧车轮反跳时(转弯工况、过颠簸路面工况)，控制单元40收到信号后判断执行器21内的蜗杆阻尼片23的位置，挤压或者释放稳定杆执行器21内油液的空间，调整叶片22旋转阻尼，从而改变稳定杆组件10的扭转刚度。

当驾驶员选择越野模式时，控制单元40发出信号，使蜗杆阻尼片23运动到最左侧，油液空间变大，旋转阻力变小，刚度为“零”，右侧稳定杆组件10下移的行程变大，车轮的接地性更好，车辆能通过更加复杂的高低不平路面。当取消越野模式时，位置传感器30可以根据稳定杆组件10的转动位移给控制单元40发送位置信号，控制单元40控制执行器21调整稳定杆组件10的刚度，恢复正常状态。

在本发明的一个实施例中，如图18所示，稳定杆本体12的另一端与执行器21连接处设有花键和盲齿122，位置传感器30用于检测花键相对于盲齿122转动的位移。

具体而言，控制单元40通过位置传感器30获取稳定杆上的花键和盲齿122相对位移，以判断左右车轮的跳动行程，并输出信号给执行机构20，电机24通过蜗轮驱动蜗杆阻尼片23改变密封腔内的阻尼，从而根据车辆行驶状态调整稳定杆组件10的连接刚度，保证车辆的行驶状态。

当车辆在非铺装路面行驶时，可以在驾驶室内选择越野模式，这时蜗杆阻尼片23就会运动到最左侧，密封腔的右侧体积变到最大，液体的阻尼最小，主动稳定杆的刚度值最低，这样左右车轮的下跳行程就更大。

优选地，如图19所示，位置传感器30通过螺栓50固定在执行器21的壳体安装孔211上，结构简单，便于拆卸。

总而言之，根据本发明实施例的主动稳定杆总成100，通过执行机构20连接稳定杆组件10，并通过控制单元40控制执行机构20调节稳定杆连接组件13之间的连接刚度，既能够提高汽车行驶平顺性，保证汽车悬架刚度，使车辆具有很好的行驶稳定性，又能够增加车轮的接地性能，提高车辆的通过性、越野性能。

根据本发明第二方面实施例的车辆包括根据上述实施例的主动稳定杆总成100，由于根据本发明上述实施例的主动稳定杆总成100具有上述技术效果，因此，根据本发明实施例的车辆也具有相应的技术效果，即不仅能够提高汽车行驶平顺性，保证汽车悬架刚度，使车辆具有很好的行驶稳定性，而且能够增加车轮的接地性能，提高车辆的通过性、越野性能，同时零件通化程度高，易于安装。

根据本发明实施例的车辆的其他结构和操作对于本领域技术人员而言都是可以理解并且容易实现的，因此不再详细描述。

除非另作定义，本发明中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

以上所述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，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种主动稳定杆总成，其特征在于，包括：

两个稳定杆组件；

执行机构，所述执行机构连接两个所述稳定杆组件的一端以控制两个所述稳定杆组件之间的连接刚度；

位置传感器，所述位置传感器与所述稳定杆组件相连以检测所述稳定杆组件的转动位移；

控制单元，所述控制单元与所述位置传感器和所述执行机构分别相连，所述控制单元根据所述稳定杆组件的转动位移控制所述执行机构调节两个所述稳定杆组件之间的连接刚度。

2.根据权利要求1所述的主动稳定杆总成，其特征在于，所述稳定杆组件包括：

纵臂，所述纵臂的一端用于连接车轮；

稳定杆本体，所述稳定杆本体的一端与所述纵臂的另一端相连，另一端与所述执行机构相连；

连接组件，所述连接组件用于将所述稳定杆本体固定在车架上。

3.根据权利要求2所述的主动稳定杆总成，其特征在于，所述连接组件包括：

衬套，所述衬套套设在所述稳定杆本体上；

固定支架，所述固定支架固定在所述衬套外侧，所述固定支架的两侧分别与车架螺栓连接。

4.根据权利要求2所述的主动稳定杆总成，其特征在于，所述纵臂的另一端设有内花键，所述稳定杆本体的一端设有与所述内花键配合的外花键。

5.根据权利要求4所述的主动稳定杆总成，其特征在于，所述稳定杆本体的一端还设有螺栓孔。

6.根据权利要求2所述的主动稳定杆总成，其特征在于，所述稳定杆本体为热成型折弯件。

7.根据权利要求2所述的主动稳定杆总成，其特征在于，所述执行机构包括：

执行器，所述执行器内部限定有密封腔，所述密封腔内容纳有液体，所述执行器沿其长度方向的两端分别与两个所述稳定杆本体的另一端可枢转地相连；

叶片，所述叶片设在所述密封腔内且与一个所述稳定杆的本体的另一端相连；

蜗杆阻尼片，所述蜗杆阻尼片设在所述密封腔内且可沿所述密封腔长度方向运动以改变所述液体的阻尼；

电机，所述电机通过蜗轮与蜗杆阻尼片相连以用于驱动所述蜗杆阻尼片运动。

8.根据权利要求7所述的主动稳定杆总成，其特征在于，所述稳定杆本体的另一端与所述执行器连接处设有花键和盲齿，所述位置传感器用于检测所述花键相对于所述盲齿转动的位移。

9.根据权利要求7所述的主动稳定杆总成，其特征在于，所述位置传感器通过螺栓固定在所述执行器的壳体上。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的主动稳定杆总成。

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