RO130104B1

RO130104B1 - Active inclining mechanism for 3- or 4-wheeled electric vehicles

Info

Publication number: RO130104B1
Application number: ROA201400835A
Authority: RO
Inventors: Thomas Cocirta
Original assignee: Venqo Engineering S.R.L.
Priority date: 2014-11-07
Filing date: 2014-11-07
Publication date: 2017-12-29
Also published as: RO130104A0

Abstract

The invention relates to an active inclining mechanism for the three- or four-wheeled electric vehicles, provided with subassemblies of individual suspension on each wheel. According to the invention, the mechanism consists of two symmetrical longitudinal arm assemblies (B and C), mounted on a central bogie (A), and, for carrying out the inclination, it uses the action of an electric or hydraulic actuation system to allow the rotation of the two longitudinal arm subassemblies (B and C) in opposite directions about some radial axial articulations (2), having the axis perpendicular on the central plane of the bogie (A), each of the two longitudinal arm subassemblies (B and C), which carry out the inclination, including a suspension system consisting of a longitudinal suspension arm proper (3) and an intermediary suspension arm (7), rotary supported on the central bogie (A), into the same double articulation (2) having the axis perpendicular on the median plane of the vehicle, and between which there is a passive suspension system consisting of a spring (8) and a damper (9), the two longitudinal arm subassemblies (B and C) being connected to one another by means of a load equalizing system, consisting of some articulations (12 and 15), some pushing rods (13) and an equalizing lever (14), articulated on the bogie (A) into a radial-axial articulation (16) and which provides the transmission of the static forces taken over by the wheels directly into the chassis of the bogie (A) and not by means of the electric servomechanisms for the inclination actuation.

Description

Invenția se referă la un mecanism activ de înclinare în viraje a șasiului pentru vehicule electrice cu trei sau patru roți, prevăzut cu subansambluri de suspensie individuală pe fiecare roată.The invention relates to an active tilt mechanism of the chassis for three- or four-wheel electric vehicles, provided with individual suspension subassemblies on each wheel.

Se cunoaște documentul US 7665742 B2, care dezvăluie un sistem de control pentru îmbunătățirea stabilității unui autovehicul în viraje, prevăzut cu un sistem primar și unul auxiliar, cuplate la suspensia autovehiculului, formate dintr-o multitudine de elemente de acționare controlate de un sistem electronic, care permit o configurație dorită a autovehiculului când acesta abordează un viraj, și poate fi folosit la autovehicule cu trei sau patru roți, pe o singură punte sau pe ambele punți ale autovehiculului.US 7665742 B2 is disclosed, which discloses a control system for improving the stability of a motor vehicle in turns, provided with a primary and an auxiliary system, coupled to the suspension of the vehicle, consisting of a plurality of actuating elements controlled by an electronic system, which allow for a desired configuration of the vehicle when it approaches a turn, and can be used on three- or four-wheel vehicles, on one or both axles of the vehicle.

Se mai cunoaște și documentul US 4487429, care dezvăluie un sistem de suspensie pentru un vehicul, care include o unitate de suspensie independentă pentru fiecare roată, fixată pivotant pe șasiul vehiculului și interconectate între ele printr-o unitate de control a înclinării roților în momentul intrării vehiculului într-un viraj, astfel încât să ofere o stabilitate mărită a vehiculului.Also known is US 4487429, which discloses a suspension system for a vehicle, which includes an independent suspension unit for each wheel, pivotally fixed to the vehicle chassis and interconnected by a wheel tilt control unit at the time of entry. the vehicle in a turn, so as to provide increased vehicle stability.

De asemenea, se cunosc mecanisme de suspensie independentă pe fiecare roată, prevăzute cu dispozitive de înclinare în viraje (US 4088199, US 7665749, US 20070151780, US 20070262549), cu acționare mecanică sau hidraulică.Also known are independent suspension mechanisms on each wheel, provided with tilting devices in turns (US 4088199, US 7665749, US 20070151780, US 20070262549), with mechanical or hydraulic actuation.

Dezavantajele acestor sisteme constau în aceea că acțiunea de înclinare a vehiculului în viraj se realizează preponderent prin deplasarea centrului de greutate a conducătorului, fiind astfel pretabile doar la vehicule foarte ușoare, unghiurile de înclinare sunt reduse, iar sistemele sunt complicate constructiv.The disadvantages of these systems are that the inclination action of the vehicle in the turn is mainly carried out by moving the center of gravity of the driver, thus being suitable only for very light vehicles, the inclination angles are reduced and the systems are complicated constructively.

Problema tehnică pe care și-a propus să o rezolve mecanismul conform invenției este îmbunătățirea stabilității vehiculelor cu acționare electrică în viraje.The technical problem that the mechanism according to the invention aims to solve is to improve the stability of the vehicles with electric drive in turns.

Mecanismul activ de înclinare pentru vehicule cu trei sau patru roți este alcătuit din două ansambluri braț longitudinal B și C simetrice, montate pe o punte A, iar pentru realizarea înclinării permite rotirea, prin acțiunea unui sistem de acționare electric sau hidraulic, a celor două subansambluri braț longitudinal, în sensuri opuse, în jurul unor articulații radial axiale 2 având axa perpendiculară pe planul central al punții A, cele două subansambluri braț longitudinal B și C, care realizează înclinarea, includ fiecare un sistem de suspensie, format dintr-un braț longitudinal propriu-zis de suspensie 3 și un braț intermediar de suspensie 7, lăgăruite pe puntea A într-o aceeași articulație dublă 2, cu axa perpendiculară pe planul median al vehiculului, și între care există un sistem de suspensie pasivă format dintr-un arc 8 și un amortizor 9, cele două subansambluri braț longitudinal B și C fiind conectate între ele printr-un sistem de egalizare a sarcinii, format din articulații 12 și 15, tijele împingătoare 13, și o pârghie de egalizare 14, articulată pe punte în articulația radial-axială 16, și care asigură transmiterea forțelor statice preluate de roți direct în șasiul punții și nu prin intermediul servomecanismelor electrice de acționare a înclinării.The active tilting mechanism for three or four-wheel vehicles consists of two symmetrical longitudinal arm assemblies B and C, mounted on an A-bridge, and for tilting allows the rotation of the two sub-assemblies by the action of an electric or hydraulic drive system. longitudinal arm, in opposite directions, about radial axial joints 2 having the axis perpendicular to the central plane of the axle A, the two sub-assemblies longitudinal arm B and C, which perform the inclination, each include a suspension system, formed by a longitudinal arm the suspension itself 3 and an intermediate suspension arm 7, extended on the A-deck in the same double joint 2, with the axis perpendicular to the median plane of the vehicle, and between which there is a passive suspension system formed by a spring 8 and a shock absorber 9, the two longitudinal arm subassemblies B and C being connected together by a system of equals load zone, consisting of joints 12 and 15, the push rods 13, and an equalization lever 14, articulated on the axle in the radial-axial joint 16, and which ensures the transmission of static forces taken by the wheels directly into the axle chassis and not through the servomechanisms. electric tilt actuators.

Mecanismul activ de înclinare pentru vehicule cu trei sau patru roți, conform invenției, prezintă următoarele avantaje:The active tilt mechanism for three or four-wheel vehicles, according to the invention, has the following advantages:

- simplitate constructivă;- constructive simplicity;

- acționare electrică sau hidraulică;- electric or hydraulic drive;

- decuplarea acțiunii de înclinare de acțiunea de virare (bracare) a roților;- decoupling the inclination action from the steering (braking) of the wheels;

- descărcarea elementelor de acționare electrice sau hidraulice de sarcina corespunzătoare greutății statice a vehiculului;- unloading the electric or hydraulic drive elements of the load corresponding to the static weight of the vehicle;

- permite înclinarea la unghiuri mari de înclinare, pretându-se la utilizarea ca sistem de stabilizare în viraje pentru vehicule înguste;- allows for inclination at wide angles of inclination, being suitable for use as a stabilization system in corners for narrow vehicles;

- posibilitatea eliminării sistemului de egalizare a sarcinii, ca un avantaj al sistemului cu acționare hidraulică.- the possibility of eliminating the load equalization system, as an advantage of the hydraulic drive system.

RO 130104 Β1RO 130104 Β1

Prezentarea pe scurt a figurilor din desene: 1Brief presentation of the figures in the drawings: 1

- fig. 1, vedere în elevație a mecanismului activ de înclinare a unei punți;FIG. 1, elevation view of the active tilting mechanism of a bridge;

- fig. 2, vedere laterală a unui subansamblu braț suspensie longitudinală; 3FIG. 2, side view of a longitudinal suspension arm subassembly; 3

- fig. 3, vedere generală în perspectivă a mecanismului activ de înclinare aplicat la un vehicul cu patru roți; 5FIG. 3, general perspective view of the active tilt mechanism applied to a four-wheel vehicle; 5

- fig. 4, schema hidraulică de acționare a subansamblurilor braț suspensie.FIG. 4, the hydraulic diagram of the suspension arm sub-assemblies.

Mecanismul activ de înclinare conform invenției se compune, în cazul vehiculelor cu 7 patru roți, din două punți A, fiecare fiind dotată cu două ansambluri braț suspensie longitudinale B și C articulate pe un șasiu 1 în două articulații radial-axiale 2. 9 în cazul vehiculelor cu trei roți, subansamblurile braț suspensie B și C vor fi montate doar pe puntea cu două roți, cealaltă punte fiind dotată cu o singură roată centrală. Sub- 11 ansamblurile braț B și C, cu simetrie în oglindă, se compun fiecare dintr-un braț de suspensie longitudinal 3, ce are prevăzut, la capătul exterior, un sistem de lăgăruire pentru o roată 4 13 și un sistem de prindere pentru un motor electric de tracțiune 5, care poate antrena roata 4 în mod direct sau prin intermediul unui reductor, în sine cunoscut. Fiecare braț 3 este lăgăruit 15 pe șasiul 1 în lagărul radial axial 2. Pentru realizarea înclinării în viraje, brațele 3 sunt acționate de către un sistem de acționare electric 6, prin intermediul unei piese intermediare 7, 17 care poate fi solidară cu brațul 3 sau poate fi montată articulat în aceeași articulație 2 care lăgăruiește brațul 3 pe șasiul 1. în acest caz, între piesa intermediară 7 și brațul 3 poate fi 19 montat un sistem de suspensie pasiv, format dintr-un arc 8 și un amortizor 9. Sistemul de acționare 6, în sine cunoscut, este articulat pe șasiul 1 într-o articulație sferică sau cilindrică 21 10, și pe piesa intermediară 7 într-o articulație sferică sau cilindrică 11. Prin acțiunea sistemului de acționare 6, piesa intermediară 7, împreună cu brațul de suspensie 3, este antre- 23 nată în mișcare de rotație în jurul articulației 2. Astfel, în cazul brațului stânga față (fig. 2), prin acțiunea sistemului 6 în sensul micșorării distanței dintre articulațiile 10 și 11, brațul 3 25 se va roti în jurul articulației 2 în sens anti-orar, lucru ce conduce la coborârea roții 4 față de șasiu. Dacă, în același timp, se acționează în senscontrarsistemului de acționare corespun- 27 zător brațului din dreapta de pe aceeași punte, roata din dreapta va urca, conducând la înclinarea vehiculului pe partea dreaptă (fig. 3). 29 în condiții statice, sarcina corespunzătoare fiecărei roți este preluată de brațul principal 3, care, prin intermediul arcului de suspensie 8, o transmite către piesa intermediară 7. 31The active tilt mechanism according to the invention consists of two four-wheel vehicles, with two axles A, each having two longitudinal suspension arm assemblies B and C articulated on a chassis 1 in two radial-axial joints 2. 9 in the case for three-wheel vehicles, the suspension arm assemblies B and C will be mounted only on the two-wheel axle, the other axle being fitted with a single central wheel. The sub-11 arm assemblies B and C, with mirror symmetry, each consist of a longitudinal suspension arm 3, which has, at the outer end, a widening system for a wheel 4 13 and a fastening system for a electric traction motor 5, which can drive the wheel 4 directly or through a gearbox, itself known. Each arm 3 is extended 15 on the chassis 1 in the radial axial bearing 2. In order to achieve the inclination in turns, the arms 3 are actuated by an electric drive system 6, via an intermediate part 7, 17 which can be integral with the arm 3 or can be mounted articulated in the same joint 2 which extends the arm 3 on the chassis 1. In this case, between the intermediate part 7 and the arm 3 can be mounted a passive suspension system, formed by a spring 8 and a shock absorber 9. The system of The drive 6, itself known, is articulated on the chassis 1 in a spherical or cylindrical joint 21 10, and on the intermediate part 7 in a spherical or cylindrical joint 11. By the action of the drive system 6, the intermediate part 7, together with the arm of suspension 3, 23 is engaged in rotational motion around the joint 2. Thus, in the case of the left front arm (fig. 2), by the action of the system 6 in sen to reduce the distance between the joints 10 and 11, the arm 3 25 will rotate around the joint 2 counterclockwise, which leads to the lowering of the wheel 4 relative to the chassis. If, at the same time, it is operated in the direction of the drive system corresponding to the right arm of the same axle, the right wheel will climb, leading to the inclination of the vehicle on the right side (fig. 3). 29 under static conditions, the load corresponding to each wheel is taken over by the main arm 3, which, through the suspension spring 8, transmits it to the intermediate part 7. 31

La partea superioară a fiecărui piese intermediare 7 este montată, printr-o articulație sferică 12, o tijă împingătoare 13, care transmite sarcina preluată de la roată către o pârghie de 33 egalizare 14, unică pe fiecare punte, prin intermediul unei articulații sferice 15. Pârghia de egalizare 14, care este lăgăruită pe structura centrală a șasiului 1 într-un un lagăr radial-axial 35 16, preia astfel sarcinile egale corespunzătoare ambelor roți ale fiecărei punți și le transmite către șasiul 1, descărcând în acest mod servomotoarele de acționare 6, care nu trebuie să 37 susțină întreaga greutate a vehiculului, ci doar să furnizeze forțele necesare vehiculului, pentru mișcarea de înclinare. 39At the top of each intermediate piece 7 is mounted, by means of a spherical joint 12, a pusher rod 13, which transmits the load taken from the wheel to a lever of 33 equalization 14, unique on each bridge, by means of a spherical joint 15. The equalization lever 14, which is extended on the central structure of the chassis 1 in a radial-axial bearing 35 16, thus takes the equal loads corresponding to both wheels of each axle and transmits them to the chassis 1, thus discharging the actuating actuators 6 , which should not support the full weight of the vehicle, but only provide the forces required for the vehicle to tilt. 39

Sistemul de acționare electric 6 poate fi înlocuit și de un servomecanism hidraulic 17, ca în fig. 4. în acest caz, sistemul de acționare este un cilindru hidraulic 18, în care se depla- 41 sează un piston 19 sub acțiunea presiunii create de un sistem hidraulic acționat de o electropompă în sine cunoscută 20 și comandat de o unitate electronică de control. 43The electric drive system 6 can also be replaced by a hydraulic servomechanism 17, as in FIG. 4. In this case, the drive system is a hydraulic cylinder 18, in which 41 a piston 19 moves under the action of pressure created by a hydraulic system operated by an electropump itself known 20 and controlled by an electronic control unit. 43

Servomecanismul hidraulic 17 va fi montat similar cu sistemul de acționare electric 6, între o articulație sferică sau cilindrică 10 aflată pe șasiu și o articulație sferică sau cilin- 45 drică 11 aflată pe piesa intermediară 7. Funcționarea sistemului în scopul înclinării vehiculului va fi identică cu cea descrisă în cazul acționării electrice, cu diferența că, în acest caz, 47The hydraulic servomechanism 17 will be mounted similar to the electric drive system 6, between a spherical or cylindrical joint 10 on the chassis and a spherical or cylindrical joint 45 on the intermediate part 7. The operation of the system for the purpose of tilting the vehicle will be identical with the one described in the case of the electric drive, with the difference that, in this case, 47

RO 130104 Β1 forțele necesare rotirii brațelor B și C în jurul articulațiilor 2 vor fi produse de presiunea hidraulică generată de pompa 20. Avantajul sistemului cu acționare hidraulică este posibilitatea eliminării sistemului de egalizare a sarcinii, format din tijele împingătoare 13 și pârghia de egalizare 14. Cei doi cilindri hidraulici vor fi conectați printr-o conductă de egalizare 21, astfel încât, în condiții statice, presiunea pe fețele corespunzătoare ale pistoanelor hidraulice să fie egală în cei doi cilindri. Preluarea sarcinii statice corespunzătoare celor două roți ale punții va fi astfel realizată de presiunea hidraulică din interiorul cilindrilor, care va putea fi reglată prin intermediul unei supape de reducere 22.EN 130104 Β1 the forces required to rotate the arms B and C around the joints 2 will be produced by the hydraulic pressure generated by the pump 20. The advantage of the hydraulic drive system is the possibility of eliminating the load equalization system, consisting of the push rods 13 and the equalization lever 14. The two hydraulic cylinders will be connected by an equalizing pipe 21 so that, under static conditions, the pressure on the corresponding faces of the hydraulic pistons is equal in the two cylinders. The static load corresponding to the two wheels of the axle will thus be achieved by the hydraulic pressure inside the cylinders, which can be adjusted by means of a reduction valve 22.

Pentru realizarea înclinării spre stânga, lichidul hidraulic, sub presiunea generată de pompa 20, asistată de un acumulator de presiune 23 și un presostat 24, este direcționat, prin intermediul unui distribuitor 25, spre fața inferioară a pistonului hidraulic 19 corespunzător roții din dreapta, care se va deplasa înainte, transferând lichidul hidraulic din spațiul de deasupra pistonului 19 din dreapta în spațiul de deasupra pistonului 19 din stânga, prin intermediul conductei de egalizare 21. în același timp, presiunea de pe fața interioară a pistonuluiIn order to achieve the inclination to the left, the hydraulic fluid, under the pressure generated by the pump 20, assisted by a pressure accumulator 23 and a pressure switch 24, is directed, through a distributor 25, towards the lower face of the hydraulic piston 19 corresponding to the right wheel, which will move forward, transferring the hydraulic fluid from the space above the right piston 19 to the space above the left piston 19, via the equalization pipe 21. at the same time, the pressure on the inner face of the piston

19 din stânga este eliberată prin intermediul aceluiași distribuitor 25, lichidul hidraulic fiind trimis către un rezervor26. Presiunea maximă cumulată în acumulatorul de presiune 23 este reglată prin intermediul unei supape de descărcare 27.19 from the left is delivered via the same distributor 25, the hydraulic fluid being sent to a tank26. The maximum accumulated pressure in the pressure accumulator 23 is regulated by means of a discharge valve 27.

Claims

Claims 1

1. Active tilt mechanism for vehicles with three or four wheels, comprising two 3 symmetrical longitudinal arm assemblies (B, C), mounted on a bridge (A) of a chassis (1), each assembly consisting of an arm longitudinal suspension (3) connected to an arm of 5 intermediate suspension (7), characterized in that each intermediate suspension arm (7) is actuated by an electric drive device, which performs the inclination of the vehicle 7 by rotating the assemblies longitudinal arm (B, C) in opposite directions, around radial axial joints (2), having the axis perpendicular to the central plane of the axle (A). 9

An active vehicle tilting mechanism according to claim 1, characterized in that a spring (8) and a shock absorber (9) are mounted between each intermediate suspension arm (7) and each suspension arm 11 longitudinally (3). ) which forms an element of passive suspension. 13

The active vehicle tilting mechanism according to claim 1, characterized in that the two longitudinal arm subassemblies (B, C) are connected to each other by means of joints (12), push rods (13), other joints (15) and an equalizing lever (14), articulated on the axle (A) in a radial-axial joint (16), 17 ensuring the transmission of static forces taken by the wheels directly to the chassis (1).

4. Active vehicle tilting mechanism according to claim 1, characterized in that each intermediate suspension arm (7) is actuated by a hydraulic actuator (17), each connected by an equalizing pipe. 21 (21), which equals the static forces taken by the wheels by means of the hydraulic pressure inside the hydraulic cylinders (18), which acts on the corresponding faces of the pistons (19), eliminating the need for energy consumption to keep the vehicle in a static position. at a certain height above the ground. 25