CN206812740U - 抗侧倾悬架系统 - Google Patents

Abstract

一种抗侧倾悬架系统，包括悬架横臂、分别设置在车身下端第一弹性件和第二弹性件，还包括ECU、与ECU电性连接的模式切换阀和蓄能器切换阀，第一弹性件包括第一液压缸和第一蓄能器，第一液压缸的上腔室和所述第一蓄能器分别与第一液压油路的两端连接，第二弹性件包括第二液压缸和第二蓄能器，第二蓄能器通过所述蓄能器切换阀与第三液压油路和第四液压油路的一端连接，第三液压油路和所述第四液压油路的另一端分别与所述第二液压缸的上腔室和下腔室连接，模式切换阀与所述第一液压油路、第三液压油路、第四液压油路、第一液压缸的下腔连接，ECU用于控制模式切换阀和蓄能器切换阀，使悬架系统在相互断开、交叉互联、平行互联三种状态之间切换。

Description

抗侧倾悬架系统

技术领域

本实用新型涉及汽车技术领域，特别是涉及一种抗侧倾悬架系统。

背景技术

汽车侧翻是影响汽车安全性的重要问题。高速转弯或紧急变道产生的侧向离心力、侧向风作用力、以及左右路面不平产生的垂向作用力会引起车辆载荷转移、车身倾斜，前者会影响汽车的操纵稳定性及附着安全性，后者会加剧载荷转移量，降低抗侧翻极限能力；同时，大幅车身侧倾还易造成驾驶员心理负担进而对车辆运动状况形成误判，导致不当操作引发事故，过大的侧向力甚至会引起汽车失稳侧翻，危害严重。

悬架是汽车上的重要总成之一，它把车身和车轮弹性地连接在一起，缓和由不平路面传给车身的冲击载荷、衰减由此引起的振动、保证乘员的舒适性、减小车辆本身的动载荷。

现有的汽车悬架包括弹性元件，减振器和传力装置等三部分，这三部分分别起缓冲，减振和力的传递作用。通过弹性元件和减振器可以缓和不平路面传给车身的冲击载荷，但无法改善因侧向力和垂向力引起车辆侧倾或侧翻的问题。

实用新型内容

鉴于上述状况，有必要提供一种抗侧倾悬架系统，改善侧向力和垂向作用力引起的侧倾。

一种抗侧倾悬架系统，连接在汽车的车身和车轮之间，包括悬架横臂、分别设置在所述车身下端两侧的第一弹性件和第二弹性件，还包括ECU、与所述 ECU电性连接的模式切换阀和蓄能器切换阀，所述第一弹性件包括第一液压缸和第一蓄能器，所述第一液压缸的上腔室和所述第一蓄能器分别与第一液压油路的两端连接，所述第二弹性件包括第二液压缸和第二蓄能器，所述第二蓄能器通过所述蓄能器切换阀与第三液压油路和第四液压油路的一端连接，所述第三液压油路和所述第四液压油路的另一端分别与所述第二液压缸的上腔室和下腔室连接，所述模式切换阀与所述第一液压油路、第三液压油路、第四液压油路、第一液压缸的下腔连接；

当所述汽车处于平衡状态时，所述ECU控制所述模式切换阀关闭且控制所述蓄能器切换阀导通所述第二蓄能器与所述第三液压油路的连接；当所述汽车处于第一侧倾状态时，所述ECU控制所述蓄能器切换阀导通所述第二蓄能器和所述第三液压油路的连接，且控制所述模式切换阀至交叉互联状态；当所述汽车处于第二侧倾状态时，所述蓄能器切换阀导通所述第二蓄能器与所述第二液压缸的下腔的连接，所述模式切换阀切换至平行互联状态，所述平衡状态为未侧倾时的状态，所述第一侧倾状态为所述汽车因侧向力引起侧倾时的状态，所述第二侧倾状态为所述汽车因垂向作用力而引起侧倾时的状态。

上述抗侧倾悬架系统，其中，还包括传感器，所述传感器与所述ECU电性连接，所述ECU根据所述传感器检测的信息确定所述汽车的侧倾状态。

上述抗侧倾悬架系统，其中，所述传感器包括方向盘转角传感器、加速度传感器和陀螺仪，分别用于检测所述汽车的方向盘转角、侧向加速度和车身姿态。

上述抗侧倾悬架系统，其中，所述蓄能器切换阀的固定端与所述第二蓄能器连接，所述蓄能器切换阀的自由端在所述第三液压油路和第四液压油路之间切换。

上述抗侧倾悬架系统，其中，所述第一液压缸的下腔室和所述模式切换阀分别连接在第二液压油路的两端。

上述抗侧倾悬架系统，其中，所述第一弹性件和第二弹性件还分别包括弹簧和减振器。

上述抗侧倾悬架系统，其中，所述模式切换阀和蓄能器切换阀为滑阀或转阀。

上述抗侧倾悬架系统，其中，所述第一液压缸和所述第二液压缸均为非对称液压缸。

本实用新型中，ECU根据传感器检测的信息判断车辆是否侧倾以及是侧向力还是垂向作用力引起车辆侧倾，然后控制模式切换阀以及蓄能器切换阀，使悬架系统在相互断开、交叉互联、平行互联三种状态之间切换。悬架系统在交叉互联或平行互联状态下，液压缸产生与车身侧倾力矩相反的作用力矩，实现抗侧倾的目的。所述抗侧倾悬架具有结构简单、无能耗等优点，既达到抗侧倾目的，提高汽车行驶的安全性，又不牺牲车辆的舒适性。

附图说明

图1为本实用新型实施例提出的抗侧倾悬架系统的结构示意图；

图2为汽车处于第一侧倾状态时抗倾斜悬架系统的结构示意图；

图3为汽车左侧受到侧向力时抗倾斜悬架系统的结构示意图；

图4为汽车处于第二侧倾状态时抗倾斜悬架系统的结构示意图；

图5为右侧路面不平导致车身侧倾时抗倾斜悬架系统的结构示意图。

主要元件符号说明

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供该实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，为本实用新型实施例中的一种抗侧倾悬架系统，用于连接汽车的车身5和车轮，包括ECU 7、与所述ECU 7电性连接的传感器8、模式切换阀9和蓄能器切换阀10，以及第一弹性件和第二弹性件。所述第一弹性件和所述第二弹性件设置在所述车身5下端两侧，并与簧下质量6连接，用于抵抗汽车侧倾。所述模式切换阀9和蓄能器切换阀10为滑阀或转阀。

所述传感器8包括方向盘转角传感器、加速度传感器和陀螺仪，所述方向盘转角传感器用于检测反向盘的转向，所述加速度传感器用于检测汽车的侧向加速度，所述陀螺仪用于检测汽车的车身姿态。所述向盘传感器、加速度传感器和陀螺仪将检测的信息发送中ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元) 7，所述ECU 7根据传感器8检测的信息确定汽车的侧倾状态。当方向盘转角传感器检测到方向盘旋转或加速度传感器检测到汽车侧向加速度，且所述陀螺仪检测到所述汽车的车身侧倾时，所述ECU 7确定所述汽车处于第一侧倾状态，即由汽车转弯或侧向风力引起的侧向力导致的侧倾。当方向盘转角传感器未检测到方向盘旋转或加速度传感器未检测到汽车侧向加速度时，且所述陀螺仪检测到所述汽车的车身侧倾时，所述ECU 7确定所述汽车处于第二侧倾状态，即由路面不平产生垂向作用力产生的侧倾。当所述陀螺仪未检测到车身姿态侧倾时，则ECU 7确定汽车处于平衡状态。

所述第一弹性件包括第一蓄能器13和并列设置的第一液压缸14、第一弹簧15和第一减振器16。所述第一液压缸14为非对称液压缸，包括上腔室和下腔室。所述第一液压缸14的上腔室和所述第一蓄能器13分别与第一液压油路1 的两端连接，所述模式切换阀9与第一液压油路1连接。所述第一液压缸14的下腔室连接了第二液压油路2的一端，所述第二液压油路2的另一端与所述模式切换阀9连接。

所述第二弹性件包括第二蓄能器17和并列设置的第二液压缸19、第二弹簧 11和第二减振器12。所述第二液压缸18为非对称液压缸，包括上腔室和下腔室。所述第二蓄能器17通过蓄能器切换阀10与第三液压油路3和第四液压油路4的一端连接，所述第三液压油路3和所述第四液压油路4的另一端分别与所述第二液压缸18的上腔室和下腔室连接。所述模式切换阀9与所述第三液压油路3和所述第四液压油路4连接。所述蓄能器切换阀10的固定端与所述第二蓄能器17连接，所述第二蓄能器17切换阀的自由端在所述第三液压油路3和第四液压油路4之间切换。

第一液压油路1、第二液压油路2、第三液压油路3和第四液压油路4同时与模式切换阀9相连。所述模式切换阀9具有关闭、交叉导通、平行导通三种工作模式，当汽车在平面上行驶时，所述ECU 7确定所述汽车处于平衡状态，所述ECU 7控制所述模式切换关闭，且所述蓄能器切换阀10导通所述第二蓄能器17和所述第三液压油路3的连接。此时所述第一蓄能器14和第二蓄能器17 分别与所述第一液压缸14的上腔室和第二液压缸18的上腔室连接。

第一蓄能器13和第二蓄能器17的内部分别用膜隔开分为上下两个腔室，上腔室为气体腔，下腔室为液体腔。

如图2所示，当汽车因转向或侧向风等侧向力引起侧倾时，所述汽车处于第一侧倾状态，所述ECU 7控制所述蓄能器切换阀9导通所述第二蓄能器17和所述第三液压油路3的连接，且控制所述模式切换阀9至交叉互联状态。即所述第一蓄能器13连接所述第一液压缸14的上腔室和所述第二液压缸18的下腔室，所述第二蓄能器17连接所述第一液压缸14的下腔室和所述第二液压缸18 的上腔室，所述抗侧倾悬架系统处于交叉互联状态，以抵抗侧向力引起的侧倾。例如，汽车左侧受到侧向力，使车身质心位置受到图3所示侧倾力矩M，第一液压缸14的上腔室1l及第二液压缸18的下腔室2r均被压缩，这两腔室内的液体将流入第一蓄能器13下腔迫使第一蓄能器13内气体压力快速增大，进而使第一液压缸14的上腔室压力p1l及第二液压缸18的下腔室压力p2r增大；同时，第一液压缸14的下腔室2l及第二液压缸18的上腔室1r体积增大，第二蓄能器 17下腔内的液压油及时补充进入第一液压缸14的下腔室2l及第二液压缸18的上腔室1r。显然p1l>p2l，p2r>p1r，从而使车身受到与侧倾力矩M相反的作用力矩，抵抗车身的侧倾，提升车辆抗侧倾能力。通过第一液压缸内的上腔室、第二液压缸的下腔室的压力增大和第一液压缸内的下腔室、第二液压缸的上腔室的压力减小，作用在液压缸上下腔的压力差将增大，提供更大的抗侧倾力矩。

可以理解的，当汽车因转弯右侧受到侧向力时，所述抗侧倾悬架系统的作用原理与左侧受到侧倾力相同，在此不予赘述。

如图4所示，当汽车因路面不平受到垂向作用力而产生侧倾时，所述汽车处于第二侧倾状态。所述ECU 7控制所述蓄能器切换阀9导通所述第二蓄能器 17和所述第四液压油路4的连接，且控制所述模式切换阀9至平行互联状态。即所述第一蓄能器13连接所述第一液压缸14的上腔室和所述第二液压缸18 的上腔室，第二蓄能器17连接所述第一液压缸14的下腔室和所述第二液压缸 18的下腔室，所述抗侧倾悬架系统处于平行互联状态，以抵抗垂向力引起的侧倾。例如，如图5所示，当右侧路面不平导致车身5侧倾时，第一液压缸14 的上腔室1l和第二液压缸18的上腔1r室均被压缩，由于所述抗侧倾悬架系统处于平行互联状态，第一液压缸14和第二液压缸18的上腔室的液压油流向第一蓄能器13；同时，第一液压缸14的下腔室2l和第二液压缸18的下腔室2r 容积增大，第二蓄能器17向第一液压缸的下腔室和第二液压缸的下腔室补充油液。此时，p1l>p2l，由右侧路面不平产生的冲击力，其绕车身质心的力矩将会被第一液压缸作用力抵消，从而提高车辆的抗侧倾能力。

可以理解的，当汽车因左侧路面不平受到垂向作用力而产生侧倾时，所述抗侧倾悬架系统的作用原理与汽车左侧受到垂向作用力而产生侧倾时的原理相同，在此不予赘述。

本实施例中，ECU根据传感器检测的信息判断车辆是否侧倾以及是侧向力还是垂向作用力引起车辆侧倾，然后控制模式切换阀以及蓄能器切换阀，使悬架系统在相互断开、交叉互联、平行互联三种状态之间切换。悬架系统在交叉互联或平行互联状态下，液压缸产生与车身侧倾力矩相反的作用力矩，实现抗侧倾的目的。所述抗侧倾悬架具有结构简单、无能耗等优点，既达到抗侧倾目的，提高汽车行驶的安全性，又不牺牲车辆的舒适性。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种抗侧倾悬架系统，连接在汽车的车身和车轮之间，包括悬架横臂、分别设置在所述车身下端两侧的第一弹性件和第二弹性件，其特征在于，还包括ECU、与所述ECU电性连接的模式切换阀和蓄能器切换阀，所述第一弹性件包括第一液压缸和第一蓄能器，所述第一液压缸的上腔室和所述第一蓄能器分别与第一液压油路的两端连接，所述第二弹性件包括第二液压缸和第二蓄能器，所述第二蓄能器通过所述蓄能器切换阀与第三液压油路和第四液压油路的一端连接，所述第三液压油路和所述第四液压油路的另一端分别与所述第二液压缸的上腔室和下腔室连接，所述模式切换阀与所述第一液压油路、第三液压油路、第四液压油路、第一液压缸的下腔连接。

2.如权利要求1所述的抗侧倾悬架系统，其特征在于，还包括传感器，所述传感器与所述ECU电性连接，所述ECU根据所述传感器检测的信息确定所述汽车的侧倾状态。

3.如权利要求2所述的抗侧倾悬架系统，其特征在于，所述传感器包括方向盘转角传感器、加速度传感器和陀螺仪，分别用于检测所述汽车的方向盘转角、侧向加速度和车身姿态。

4.如权利要求1所述的抗侧倾悬架系统，其特征在于，所述蓄能器切换阀的固定端与所述第二蓄能器连接，所述蓄能器切换阀的自由端在所述第三液压油路和第四液压油路之间切换。

5.如权利要求1所述的抗侧倾悬架系统，其特征在于，所述第一液压缸的下腔室和所述模式切换阀分别连接在第二液压油路的两端。

6.如权利要求1所述的抗侧倾悬架系统，其特征在于，所述第一弹性件和第二弹性件还分别包括弹簧和减振器。

7.如权利要求1所述的抗侧倾悬架系统，其特征在于，所述模式切换阀和蓄能器切换阀为滑阀或转阀。

8.如权利要求1所述的抗侧倾悬架系统，其特征在于，所述第一液压缸和所述第二液压缸均为非对称液压缸。