CN207942900U - 车辆及横向稳定杆驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及车辆安全技术领域，提供了一种车辆及横向稳定杆驱动装置。车辆包括车身和悬架，悬架上设有用于抵抗车身侧倾的横向稳定杆及横向稳定杆驱动装置，所述驱动装置包括驱动缸和与驱动缸中活塞杆连接的传动组件，所述驱动缸上设有将活塞杆锁定在驱动缸内的限位装置。在驱动缸中设置有锁定活塞杆位置的限位装置，能够对活塞杆的行程进行限定，保证了活塞杆处于一个能够稳定工作的范围内，从而保证了横向稳定杆能够在为车身提供抗侧倾力矩的同时，还能够使其自身的传动结构不会被破坏，保证了工作的稳定性和安全性；限位装置能够将活塞杆的位置锁定，增加了横向稳定杆的抗侧倾刚度。

Description

车辆及横向稳定杆驱动装置

技术领域

本实用新型涉及车辆安全技术领域，具体涉及一种车辆及横向稳定杆驱动装置。

背景技术

统计数据表明，在欧洲和北美造成人员伤亡的车辆事故中，侧翻事故占20%以上。侧翻事故仅占重型卡车事故的8%至12%，但是造成的损失却占全部重型货车事故损失的60%左右。各种汽车事故调查显示，在轻型车辆单车碰撞事故中，54%的致命事故与侧翻有关，侧翻事故尤其是大型客车的侧翻事故对道路交通安全构成了严重威胁。为抑制车辆的侧倾，提高车辆的横向稳定性，横向稳定杆系统开始受到重视和研究。

授权公告号为CN204278990U，授权公告日为2015.04.22的中国实用新型专利公开了一种车辆及其主动横向稳定装置，其中主动横向稳定装置包括设置在相应悬架上的横向稳定杆以设置于横向稳定杆至少一端的驱动装置，驱动装置包括用于设置在相应车身上的动力输出件，驱动装置具有与所述横向稳定杆的对应端传动链接以驱动所述横向稳定杆扭转的动力输出端，所述驱动装置还包括转动轴线也沿横向延伸的动力输出拐臂，驱动装置的动力输出端还包括连接与所述动力输出拐臂与横向稳定杆之间的传动连杆，由拐臂与传动连杆组成了驱动装置中的传动组件。

但其中存在的问题是，当车辆转弯而产生较大角度的侧倾时，其动力输出端驱动横向稳定杆扭转使横向稳定杆获得较大的扭转角度，增加横向稳定杆对车身提供的抗侧倾力矩，但是动力输出端没有受到限位装置的限制会在车辆侧翻的过程中带动横向稳定杆一直扭转而是横向稳定杆对车身的抗侧倾作用失效，从而影响行车安全，并且仅靠动力输出端驱动横向稳定杆动作，动力输出端的输出功率有限，能够对车身侧倾角度的调节范围较小，效果不佳。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种横向稳定杆驱动装置，能够解决现有技术中的问题横向稳定杆调节效果不佳且稳定性差的问题；本实用新型另外的目的在于提供一种使用该驱动装置的车辆。

为实现上述目的，本实用新型中的车辆采用如下技术方案：

技术方案1：车辆，包括车身和悬架，悬架上设有用于抵抗车身侧倾的横向稳定杆及横向稳定杆驱动装置，所述驱动装置包括驱动缸和与驱动缸中活塞杆连接的传动组件，所述驱动缸上设有将活塞杆锁定在驱动缸内的限位装置。

其有益效果在于：在驱动缸中设置有锁定活塞杆位置的限位装置，能够对活塞杆的行程进行限定，保证了活塞杆处于一个能够稳定工作的范围内，从而保证了横向稳定杆能够在为车身提供抗侧倾力矩的同时，还能够使其自身的传动结构不会被破坏，保证了工作的稳定性和安全性；当驱动缸所提供的输出功率不足以带动横向稳定杆来抵抗车身侧翻时，限位装置能够将活塞杆的位置锁定，从而使与活塞杆连接的横向稳定杆及传动组件处于刚性连接的状态，增加了横向稳定杆的抗侧倾刚度，减小了车辆的侧倾角度，保证了横向稳定杆对车身侧翻情况的调节效果。

技术方案2：在技术方案1的基础上，所述驱动缸为液压缸，所述限位装置为设置在驱动缸外侧的磁流变控制阀。

其有益效果在于：使用液压缸作为执行元件，能够将液体的压力转换为机械能，驱动活塞杆沿直线往复运动，由于液压油具有不可压缩性，所以对活塞杆的控制灵敏，并且能够承受较大的载荷；使用磁流变控制阀来作为限位装置，磁流变控制阀能够利用电磁反应，产生反应迅速，可控性强的阻尼力，并且能够实现计算机对控制阀的实时控制，能够以百万分之一的频率连续不断地调节，能够控制车身来实现驾驶平顺性，减少“前冲”和“后仰”，改善了负荷转移特性，在车辆高速行驶中变向时，可提供较好的防侧翻控制。

技术方案3：在技术方案2的基础上，所述驱动装置内设有采集车速、车轮转角和车身侧倾角的传感器。

其有益效果在于：传感器将车辆行驶中的车速、车轮转角和车身侧倾角的信息反馈给控制器，能够使驾驶员使用控制器来对悬架上的各个横向稳定杆进行控制，根据不同的工况来适时调节反侧倾力矩的大小，使得车辆具有相应的可变的侧倾角刚度使得侧倾角更能够贴近理想标准值，使车辆有更好的稳定性能，并且在车辆具有小幅的侧倾时，控制器控制横向稳定杆不动作，能够有效地降低车辆的侧倾角振动，提高车辆的舒适性。并且在有较大的侧倾趋势时，控制器能够直接控制横向稳定杆来增加反侧倾力矩，能够减小侧倾角度，保证了驾驶员的侧倾路感。

技术方案4：在技术方案1-3中任一项的基础上，所述驱动装置中设有驱动活塞杆动作的电机。

其有益效果在于：在车辆行驶过程中，使用电机驱动活塞杆运动，调节时间短，效率高，保证了车辆防侧倾的安全性。

技术方案5：在技术方案1的基础上，所述横向稳定杆包括前稳定杆和后稳定杆。

其有益效果在于：在悬架前侧和后侧的横向稳定杆上都设置有驱动装置，增加了调节过程的灵活性，提高了效率。

技术方案6：在技术方案5的基础上，在同一时刻内，前稳定杆的抗侧倾力矩大于后稳定杆的抗侧倾力矩。

其有益效果在于：根据传感器反馈的信息，由控制器控制悬架前后两个横向稳定杆的侧倾角刚度，使前倾角大于后倾角，优化车辆的转向特性，保证了车辆的不足转向特性，驾驶员能够容易修正转向不足，不至于在转弯时过多转向，发生甩尾而失去控制，保证了车辆的操作稳定性。

为实现上述目的，本实用新型中的横向稳定杆驱动装置采用如下技术方案：

技术方案1：横向稳定杆驱动装置，包括驱动缸和与驱动缸中活塞杆连接的传动组件，所述驱动缸上设有将活塞杆锁定在驱动缸内的限位装置。

技术方案2：在技术方案1的基础上，所述驱动缸为液压缸，所述限位装置为设置在驱动缸外侧的磁流变控制阀。

技术方案3：在技术方案1或2的基础上，所述驱动装置包括驱动活塞杆动作的电机。

附图说明

图1为本实用新型中具有横向稳定杆驱动装置的车辆的局部装配图；

图2为本实用新型中具有横向稳定杆驱动装置的车辆的安装轴侧图；

图3为本实用新型中具有横向稳定杆驱动装置的车辆的控制逻辑图；

图4为本实用新型中具有横向稳定杆驱动装置的车辆的控制原理图。

图中：1.传感器；2.电机；3.液压缸；4.磁流变控制阀；5.换向臂；6.横向稳定杆；7.横向稳定杆吊杆；8.活塞杆；9.悬架；10.ECU。

具体实施方式

如图1-4所示，为本实用新型中具有横向稳定杆驱动装置的车辆的一种实施例：其中，车辆包括车身和悬架9，并且在悬架9上与前后左右四个车轮处对应设置有与悬架9连接的横向稳定杆6，横向稳定杆6为U形，水平布置在两侧车轮之间，并且在横向稳定杆6上连接有横向稳定杆吊杆7用来推动横向稳定杆6位移，横向稳定杆的另一侧铰接有换向臂5，换向臂5为V形，能够将传动方向发生转换，由换向臂5和横向稳定杆吊杆7组成了传动组件，换向臂5通过轴承转动装配在悬架9上，并且换向臂5的另一端连接有驱动横向稳定杆6转动的液压缸3，并且液压缸3的活塞杆8与换向臂5一端铰接，使活塞杆8推动换向臂5带动横向稳定杆6转动，以实现增加车辆抗侧倾角刚度。

在液压缸3的下侧安装有驱动液压缸3内活塞杆8水平运动的电机2，电机2连接有减速器，以形成与活塞杆8连接，并驱动活塞杆8动作的电动推杆形式。并且在电机2处设有收集车辆行驶信息的传感器1，车身其他位置也设有收集车辆车速、车轮转角和车轮侧倾角的传感器，上述的传感器1将所收集的到信息反馈给车辆控制中心的ECU10，由ECU10来控制整车横向稳定杆的转动情况。

液压缸3的有杆腔和无杆腔同时与进油管路连接，形成了差动连接形式，在液压缸3内充满了状态变化能够受磁流变控制阀4控制的液压油，磁流变控制阀4设置在有杆腔和无杆腔之间，能够分别改变在液压缸3的有杆腔和无杆腔内的液压油的状态，使液压缸3内的活塞杆8两端压力不同，为活塞杆8的运动提供推力。

磁流变控制阀4受到ECU10的控制，ECU10通过线束来控制磁流变控制阀4中的电流，磁流变控制阀4通过电流大小来控制液压油的状态，当电流达到最大值时，液压缸3内的液压油会完全形成固态，活塞杆8不能在液压缸3内运动，实现了磁流变控制阀4对活塞杆8的限位。

在车辆的横向稳定杆驱动装置来对车辆侧倾角刚度进行调节时，ECU10能够根据车辆的行驶信息来对信号进行识别及处理，同时驱动电机工作来控制活塞杆8动作从而控制横向稳定杆6扭转以实现车辆平稳行驶。因为车辆悬架上每个车轮处都配置有液压缸3，且工作方式、原理相同，现仅对悬架的一侧的控制过程进行分析：当车辆行驶在坑洼路面上，此时车辆的侧倾角度很小，传感器1将行驶过程中所采集到的信息传递给ECU10，并且ECU10经过对信息识别及处理，若此时车身侧倾角度不大于1.9°，则ECU10控制液压缸3处于卸荷状态，活塞杆8能够自由活动，横向稳定杆6不工作，使车身不会产生侧倾角振动，且活塞杆8在行车过程中能够起到阻尼作用，提高行驶的平顺性。

在车辆快速想做转弯时，车身会有向右侧倾倒的趋势，此时悬架9的右侧受到车身侧倾所带来的压力，并且此时传感器1接收到车身侧倾角度大于1.9°的信号，并将信息传递给ECU10，ECU10驱动电机1工作，使其带动液压缸3中的活塞杆8进行收缩，同时带动了换向臂5转动，换向臂5带动横向稳定杆吊杆7往上提，同时带动了横向稳定杆1反向扭转，横向稳定杆吊杆7往上移动后额外增加了30%的横向稳定杆侧倾角刚度，产生了一个抵抗车身往右侧倾斜的力矩，使车身姿态保持平衡，此时侧倾角要求不大于4°，提升了车辆行驶的安全性以及舒适性。在车辆右转时与上述调节过程相同。另外，在车辆行驶的过程中，设置在液压缸3上的磁流变控制阀4能够对液压缸3中的活塞杆8进行限制，此时活塞杆8与换向臂5之间实现了刚性连接，间接增加了横向稳定杆6的侧倾角刚度，减小了车辆的侧倾角，提升了车辆行驶安全性。

在车辆紧急转弯时，悬架上前后设置的横向稳定杆对车身产生一个抗侧倾力矩，车身上设置的传感器将信号传递给整车的控制器ECU10，ECU10来控制前侧的横向稳定杆来产生一个较大的额外侧倾角度刚度，并经过ECU10的计算来对后侧横向稳定杆的侧倾角刚度进行优化，使前侧的侧倾角刚度小于后侧的侧倾角刚度，来保证车辆的不足转向特性，当车辆发生转向不足时，车辆的转弯半径会增大，从而使得离心力减小，随着离心力减小，地面附着力将有可能提供所需要的驱动力和离心力，从而使车辆趋于稳定转向，便于驾驶员进行方向修正，提高了车辆的行车安全性。

在其他实施例中，磁流变控制阀与液压缸的连接形式还可以替换为其他形式，例如将磁流变控制阀设置在液压缸上有杆腔和无杆腔共同连接的进油管路上。

在其他实施例中，驱动装置与横向稳定杆之间的连接形式还有可以替换为其他形式，例如直接将液压缸的活塞杆与横向稳定杆之间连接。液压缸的布置形式发生变化，直接竖直布置在悬架上。

在其他实施例中，驱动装置中的限位装置还可以替换为其他形式，例如可以在液压缸的底部增加缓冲装置，通过缓冲装置的限位来限制活塞杆运动。

在其他实施例中，驱动装置的布置还可以替换为其他形式，例如仅在悬架的左右两侧中其中一侧上。

在其他实施例中，电机与活塞杆的连接形式还可以替换为其他形式，例如通过电机向液压缸内输送液压油，液压油推动活塞杆动作。

在其他实施例中，电机与活塞杆的连接形式还可以替换为其他形式，例如电机连接有控制液压缸的伺服阀，伺服阀能够通过控制液压缸的进油情况来驱动活塞杆动作，从而实现电机驱动活塞杆动作。

横向稳定杆驱动装置的实施例与上述车辆实施例中的横向稳定杆驱动装置结构和工作过程相同，因此不再重复说明。

Claims (9)

1.车辆，包括车身和悬架，悬架上设有用于抵抗车身侧倾的横向稳定杆及横向稳定杆驱动装置，所述驱动装置包括驱动缸和与驱动缸中活塞杆连接的传动组件，其特征在于：所述驱动缸上设有将活塞杆锁定在驱动缸内的限位装置。

2.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于：所述驱动缸为液压缸，所述限位装置为设置在驱动缸外侧的磁流变控制阀。

3.根据权利要求2所述的车辆，其特征在于：所述驱动装置内设有采集车速、车轮转角和车身侧倾角的传感器。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的车辆，其特征在于：所述车辆包括驱动活塞杆动作的电机。

5.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于：所述横向稳定杆包括前稳定杆和后稳定杆，前稳定杆和后稳定杆上均设有驱动装置。

6.根据权利要求5所述的车辆，其特征在于：在同一时刻内，前稳定杆的抗侧倾力矩大于后稳定杆的抗侧倾力矩。

7.横向稳定杆驱动装置，包括驱动缸和与驱动缸中活塞杆连接的传动组件，其特征在于：所述驱动缸上设有将活塞杆锁定在驱动缸内的限位装置。

8.根据权利要求7所述的驱动装置，其特征在于：所述驱动缸为液压缸，所述限位装置为设置在驱动缸外侧的磁流变控制阀。

9.根据权利要求7或8所述的驱动装置，其特征在于：所述驱动装置包括驱动活塞杆动作的电机。