本發(fā)明屬于車輛穩(wěn)定桿技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低、維護(hù)安裝方便的電機(jī)式主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿裝置。

背景技術(shù)：

在汽車行駛中，側(cè)翻是其中一種最為嚴(yán)重并且威脅乘員安全的事故。據(jù)調(diào)查顯示，在世界范圍內(nèi)車輛側(cè)翻事故占所有交通事故的40％。引起汽車側(cè)翻的原因有兩種：一種是由于路面上的障礙物側(cè)向撞擊將其“絆倒”引起的絆倒側(cè)翻；另一種是曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)橫向加速度過大引起的側(cè)翻。為了提高車輛抗側(cè)傾性能，一般汽車上都安裝有被動(dòng)式橫向穩(wěn)定桿，來提高懸架系統(tǒng)的側(cè)傾剛度，能使車輛在發(fā)生側(cè)傾時(shí)，給車身施加一個(gè)反側(cè)傾力矩，從而抑制側(cè)傾。據(jù)調(diào)查，在路況差、急轉(zhuǎn)彎的情況下，車上若裝有橫向穩(wěn)定桿，它的側(cè)翻概率降低60％～80％。

現(xiàn)有橫向穩(wěn)定桿如中國發(fā)明專利申請“橫向穩(wěn)定桿”(申請?zhí)枺?01110248371.8，公開日：2013.3.6)所述，通常包括桿體，桿體上設(shè)有卡環(huán)，卡環(huán)外設(shè)有限位筒和卡箍。然而這種橫向穩(wěn)定桿結(jié)構(gòu)形式固定單一，剛度無法調(diào)節(jié)，不能很好的滿足汽車在不同工況下行駛的要求。

主動(dòng)式穩(wěn)定桿系統(tǒng)是在傳統(tǒng)橫向穩(wěn)定桿基礎(chǔ)上的改進(jìn)，它能實(shí)時(shí)地改變加在橫向穩(wěn)定桿兩端的扭矩，主動(dòng)、有效地實(shí)現(xiàn)對側(cè)傾剛度的調(diào)整。目前用到的主動(dòng)穩(wěn)定桿有液壓式和電機(jī)式兩類。液壓式主動(dòng)穩(wěn)定桿用液壓缸作為作動(dòng)器，雖能在一定程度內(nèi)改善車輛的側(cè)傾穩(wěn)定性，但因其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、響應(yīng)速度較慢，難以滿足變化較大工況的需求。且活塞機(jī)構(gòu)移動(dòng)的位移有限，所以該系統(tǒng)比較適用于大型車輛。

電機(jī)式主動(dòng)穩(wěn)定桿以電機(jī)作為作動(dòng)器，相對液壓式主動(dòng)穩(wěn)定桿而言，其執(zhí)行機(jī)構(gòu)相對簡單，易于控制，能根據(jù)不同的工況調(diào)整輸出扭矩值，且能耗較小。如中國發(fā)明專利申請“車用電機(jī)式主動(dòng)穩(wěn)定桿”(申請?zhí)枺?01510568444.x，公開日：2015.12.02)，其包括左穩(wěn)定桿、右穩(wěn)定桿、電機(jī)，還包括鎖止機(jī)構(gòu)和減速機(jī)構(gòu)，所述左穩(wěn)定桿與鎖止機(jī)構(gòu)相連，所述右穩(wěn)定桿與電機(jī)的機(jī)殼相連，所述減速機(jī)構(gòu)一端與電機(jī)相連，其另一端與鎖止機(jī)構(gòu)相連。通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定桿的旋轉(zhuǎn)方向與輸出轉(zhuǎn)矩，使穩(wěn)定桿產(chǎn)生反側(cè)傾力矩。

然而，上述主動(dòng)穩(wěn)定桿存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、維護(hù)安裝不便的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低、維護(hù)安裝方便的電機(jī)式主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：

一種電機(jī)式主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿，包括l型左桿、l型右桿、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和電機(jī)，電機(jī)通過聯(lián)軸器驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出軸運(yùn)動(dòng)，所述右桿左端固設(shè)有與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出軸活動(dòng)相連的下擺臂，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出軸運(yùn)動(dòng)時(shí)，下擺臂驅(qū)動(dòng)右桿的自由端擺動(dòng)提供平衡力。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為：

1、結(jié)構(gòu)簡單：電機(jī)作動(dòng)器和減速機(jī)構(gòu)作為獨(dú)立的機(jī)構(gòu)，通過軸相連，無復(fù)雜的配合。

2、成本低：無復(fù)雜精密機(jī)構(gòu)。

3、維護(hù)安裝方便：采用一對嚙合的錐齒輪減速器，錐齒輪能夠承受高的負(fù)載，有降噪和減震，易于后期的維護(hù)，最重要的是可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)垂直軸的傳動(dòng)，而且開式齒輪傳動(dòng)加工精度要求較低，安裝方便，潤滑要求較低。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

附圖說明

圖1為本發(fā)明電機(jī)式主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖2中左右桿及套筒部分的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖2中傳動(dòng)機(jī)構(gòu)筒狀外殼的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為圖2中傳動(dòng)機(jī)構(gòu)滾珠絲桿螺母的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為減速機(jī)構(gòu)與電機(jī)和聯(lián)軸器工作原理圖。

圖6為本發(fā)明電機(jī)式主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿的控制流程圖。

圖中，左桿1、右桿2、下擺臂21、連接孔22、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3、筒狀外殼31、滾珠絲桿螺母32、連接柱33、軸向槽34、聯(lián)軸器4、電機(jī)5、套筒7、固定臂71、減速機(jī)構(gòu)6。

具體實(shí)施方式

如圖2所示，本發(fā)明電機(jī)式主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿，包括l型左桿1、l型右桿2、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3和電機(jī)5，電機(jī)5通過聯(lián)軸器4驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3輸出軸運(yùn)動(dòng)，所述右桿2左端固設(shè)有與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3輸出軸活動(dòng)相連的下擺臂21，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3輸出軸運(yùn)動(dòng)時(shí)，下擺臂21驅(qū)動(dòng)右桿2的自由端擺動(dòng)提供平衡力。

如圖2、3所示，還包括套筒7，所述左桿1插入套筒7右端，與套筒7固定相連，所述右桿2左端間隙配合地插入套筒7左端，其下擺臂21從套筒7下端的周向槽伸出，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3包括與套筒7固定連接的筒狀外殼31和可沿筒狀外殼31內(nèi)壁軸向運(yùn)動(dòng)的滾珠絲桿螺母32，所述滾珠絲桿螺母32的前端與右桿2下擺臂21活動(dòng)端鉸接，滾珠絲桿螺母32的后端與聯(lián)軸器4相連。

當(dāng)聯(lián)軸器4與滾珠絲桿螺母32輸出時(shí)，滾珠絲桿螺母32在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3的筒狀外殼31內(nèi)前后移動(dòng)，與之鉸接下擺臂21則帶動(dòng)右桿2以套筒7軸線為軸擺動(dòng)，從而提供平衡力。

如圖3所示，作為優(yōu)選方案，所述下擺臂21為相互平行的兩個(gè)懸臂，懸臂頭部開有連接孔22，如圖4、5所示，所述滾珠絲桿螺母32前部左右兩側(cè)各有一連接柱33伸出筒狀外殼31，所述連接孔22分別套裝在靠近的連接柱33上形成鉸接，所述筒狀外殼31兩側(cè)開有供連接柱33前后運(yùn)動(dòng)的軸向槽34。

如圖3所示，所述套筒7下部靠近兩端的位置各固連一l型固定臂71，所述l型固定臂71的另一端與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3的筒狀外殼31固定連接。

如圖5所示，在電機(jī)5與聯(lián)軸器4之間設(shè)有減速機(jī)構(gòu)6，所述減速機(jī)構(gòu)6的輸入端與電機(jī)5輸出端相連，其輸出端與聯(lián)軸器4的輸入端相連。

本發(fā)明的工作原理為:

電機(jī)通過輸入軸將動(dòng)力提供給減速機(jī)構(gòu)的主動(dòng)輪，主動(dòng)輪帶動(dòng)從動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。選定電機(jī)傳動(dòng)比為

在動(dòng)力傳遞過程中，減速機(jī)構(gòu)輸出軸的動(dòng)力為旋轉(zhuǎn)動(dòng)力，旋轉(zhuǎn)動(dòng)力通過聯(lián)軸器傳遞給滾珠絲桿螺母，滾珠絲桿螺母將旋轉(zhuǎn)動(dòng)力轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，伸出臂在殼體的滑槽中作直線運(yùn)動(dòng)，由于下擺臂嵌套在滾珠絲桿螺母的伸出臂上，滾珠絲桿螺母的直線運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)下擺臂擺動(dòng)。

由于下擺臂與右穩(wěn)定桿固定連接，左穩(wěn)定桿右端機(jī)構(gòu)下端的通孔與滾珠絲桿殼體的伸出臂固連。當(dāng)滾珠絲桿螺母作直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，下擺臂前后擺動(dòng)，而左穩(wěn)定桿固定不動(dòng)，左右穩(wěn)定桿反方向扭轉(zhuǎn)，產(chǎn)生方向相反的扭矩，提供給車身，抑制車身側(cè)傾。

本發(fā)明的工作過程如圖6所示，為：

通過傳感器采集車速、轉(zhuǎn)向角、側(cè)傾角速度、橫向加速度等信號，并輸入電子控制系統(tǒng)ecu中，ecu對這些信號進(jìn)行分析與處理，計(jì)算出前后軸所需的反側(cè)傾力矩大小marc，

假設(shè)電機(jī)減速增扭后傳遞給穩(wěn)定桿的扭矩為mt，則

marc/mt＝l/b(1)

其中，l為半桿長，b為穩(wěn)定桿伸出臂長度。

電機(jī)提供的扭矩為m電機(jī)，整理可得

假設(shè)扭轉(zhuǎn)剛度為kφ，則給定的電機(jī)轉(zhuǎn)角應(yīng)為

根據(jù)計(jì)算，輸出相應(yīng)的控制量以控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩傳遞給前后軸穩(wěn)定桿，使穩(wěn)定桿產(chǎn)生相應(yīng)的反側(cè)傾力矩，從而抑制車身的側(cè)傾。