專利名稱：主動抗側傾穩定桿的制作方法
主動抗側傾穩定桿技術領域
本發明屬于車輛領域，尤其是涉及一種懸架系統的強化部件，具體地說是一種主動抗側傾穩定桿。
背景技術：
穩定桿通過穩定桿拉桿與懸架相連，在車輛運行過程中產生側傾時，通過穩定桿扭轉產生的扭矩，實現懸架系統剛度的調節。
現有穩定桿為一體式結構，穩定設計完成后，其剛度根據自身材料和設計形式確定，其扭轉剛度固定。在車輛產生側傾時，側傾力越大，橫向穩定桿的扭轉角度也越大，車輛側傾就越嚴重，可見現有橫向穩定桿不能實現車輛抗側傾的主動調節。發明內容
本發明要解決的技術問題，是提供一種主動抗側傾穩定桿，其剛度可調，通過車輛上安裝相關的車輛狀態傳感器，收集車輛狀態信息，經過控制單元的數據整理，通過相應的控制策略，再經過液壓系統的作用，可使穩定桿的剛度隨車輛行駛工況而調整，增強了車輛在各種路況上的穩定性表現，可適當提高車輛的行駛穩定性、行駛安全性及乘坐舒適性。
為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是一種主動抗側傾穩定桿，包括穩定桿本體，還包括擺動馬達、液壓油泵、液壓閥及控制機構；所述穩定桿分為左右兩段，分別于擺動馬達的兩側與擺動馬達的殼體、擺動馬達的軸心相連；擺動馬達的殼體處經液壓管路依次串接有液壓閥與控制機構；液壓油泵經液壓管路與液壓閥串接；所述控制機構包括相互串接的車身狀態傳感器總成與液壓閥控制單元。
以上為本發明的基本結構，通過判斷車身姿態及運行狀態后，再控制液壓閥，液壓閥輸送給擺動馬達對置腔不同的液壓，調節擺動馬達壓力，此壓力使馬達的殼體及軸心產生旋轉力矩及相對運動，通過擺動馬達的旋轉對穩定桿的扭轉角度進行調整。本發明通過穩定桿左右兩段的相對旋轉，提高穩定桿的扭轉力矩，從而抵消車輛轉彎產生的側傾力矩， 進而矯正車身姿態，防止車輛產生過大的側傾角度。如果車輛前進過程中左轉彎，由于離心力作用，車輛會產生一個向外側車輪(即右前輪側)的偏轉；此時，外側車輪及懸架受到的壓力大于內側，則外側車輪的懸架壓縮量較內側車輪壓縮量大，也就是右前輪相對于左前輪向上運動；而右前輪通過右下擺臂上的拉桿與穩定桿右段相連，左前輪通過左下擺臂與穩定桿左段相連。右車輪相對與左車輪向上運動，會帶動穩定桿右段相對于穩定桿左段產生扭轉。此時，穩定桿產生扭轉力矩來抵抗這種運動趨勢，從而使左右車輪高度差不至于過大，也就是抵抗車輛的側傾趨勢。從而，本發明具有主動抗側傾功能。
作為本發明的一種限定，所述車身狀態傳感器總成包括回路壓力傳感器、橫向加速度傳感器、液壓油油位傳感器及動力系統CAN總線，系統控制單元通過橫向加速度信號和由動力CAN發送來的車輛速度、轉向角度、偏轉率等信息確認車輛的行駛狀態，從而確定輸出信號。通過CAN網絡向ECU發送前后軸泵的泵壓負載請求信號，相應提高發動機輸出動力，以與車輛動態穩定系統相適應。
作為本發明的另一種限定，所述控制單元包括前穩定桿擺動馬達、后穩定桿擺動馬達、液壓閥體、串聯油泵、儲油罐，其中液壓閥體包括集成故障安全閥、方向閥、前橋壓力閥、后橋壓力閥。
主動抗側傾穩定桿工作原理通過各傳感器(回路壓力傳感器、橫向加速度傳感器、液壓油油位傳感器)及動力系統CAN總線提供的信息，判斷車身姿態及運行狀態，由控制單元來控制液壓閥，液壓閥與擺動馬達相連，通過輸送給擺動馬達對置腔不同的液壓，調節擺動馬達壓力，此壓力使馬達的殼體及軸心產生旋轉力矩及相對運動，通過擺動馬達的旋轉對穩定桿的扭轉角度進行調整。通過穩定桿左右兩段的相對旋轉，提高穩定桿的扭轉力矩，從而抵消車輛轉彎產生的側傾力矩，進而矯正車身姿態，防止車輛產生過大的側傾角度。
由于采用了上述的技術方案，本發明與現有技術相比，所取得技術進步在于本發明將穩定桿分為左右兩段，穩定桿左段同馬達殼體相連，穩定桿右段同馬達軸心相連，通過擺動馬達的旋轉，調節穩定桿在側傾時的扭轉角度，實現對車輛側傾角度的主動調節。轉彎工況時，能提高穩定桿剛度，防止或減輕轉彎時車輛的側傾傾向，提高車輛的安全性；直行工況時，可降低提高穩定桿剛度，減輕單個車輪的跳動對車身姿態的影響，提高整車舒適性。
本發明適用于各種車輛，通過穩定桿拉桿與懸架相連，作為穩定桿使用。
本發明下面將結合說明書附圖與具體實施例作進一步詳細說明。
圖1為本發明實施例的整體結構原理圖；圖2為圖1所示實施例中擺動馬達的立體圖的局剖圖； 圖3為圖1所示實施例中擺動馬達的徑向截面圖； 圖4為本發明電路控制部分的原理圖； 圖5為本實施例液壓控制部分的原理圖。
圖中101—穩定桿本體的左段，102—穩定桿本體的右段，2—擺動馬達，201—殼體，202—軸心，3—液壓油泵，4一液壓閥，5—控制機構，6—車身狀態傳感受器總成，7—液壓閥控制單元，8—前穩定桿擺動馬達，9 一后穩定桿擺動馬達，10—液壓閥體，11 一串聯油泵，12—儲油罐，13—故障安全閥，14一方向閥，15—前橋壓力閥，16—后橋壓力閥，17—開關位置識別傳感器，20—車速傳感器，21—轉向角傳感器，22—橫向加速度傳感器，23—動力CAN總線，24—前軸回路壓力傳感器，25—后軸回路壓力傳感器，選擇器位置識別傳感器，27—液壓油油位傳感器二8—前軸壓力控制閥，四一后軸壓力控制閥，30—方向閥， 31—安全閥，32—通過CAN網絡控制發動機輸出功率；33—前橋壓力傳感器，34—后橋壓力傳感器，35—前橋第一液壓回路，36—前橋第二液壓回路，37—后橋第一液壓回路，38—后橋第二液壓回路。
具體實施例方式實施例1
圖ι所示為一種主動抗側傾穩定桿，包括分為左、右兩段101與102的穩定桿本體，還包括擺動馬達2、液壓油泵3、液壓閥4及控制機構5。穩定桿本體的左、右兩段101與102，分別設于擺動馬達2的兩側，并分別與擺動馬達2的殼體201、擺動馬達2的軸心202相連。擺動馬達2的殼體處經液壓管路依次串接有液壓閥4與控制機構5。液壓油泵3經液壓管路與液壓閥4串接。控制機構5包括相互串接的車身狀態傳感器總成6與液壓閥控制單元7。車身狀態傳感器總成6包括回路壓力傳感器、橫向加速度傳感器22、液壓油油位傳感器27及動力系統CAN總線。系統控制單元通過橫向加速度信號和由動力CAN發送來的車輛速度、轉向角度、 偏轉率等信息確認車輛的行駛狀態，從而確定輸出信號。通過CAN網絡向ECU發送前后軸泵的泵壓負載請求信號，相應提高發動機輸出動力，以與車輛動態穩定系統相適應。液壓閥控制單元7包括前穩定桿擺動馬達8、后穩定桿擺動馬達9、液壓閥體10、串聯油泵11、儲油罐12，其中液壓閥體包括集成故障安全閥13、方向閥14、前橋壓力閥15、后橋壓力閥16。擺動馬達2的工作原理擺動馬達2的整體結構如圖2所示。其內兩對對置腔彼此相連，如圖3所示。各對置腔內的壓力相同，相鄰的兩個腔產生壓力差。作用力ra(高)或 FL (低)通過不同的壓力產生，因為ra大于FL，所以擺動馬達會產生一個扭轉力矩MS。其結果是使擺動馬達2的軸心202相對擺動馬達2的殼體201產生向壓力低的方向的扭轉， 而擺動馬達2的軸心202和殼體201分別與穩定桿的左右兩段101與102相連，這樣就能實現穩定桿左段101相對于穩定桿右段102的旋轉。本實施例工作原理通過各傳感器(回路壓力傳感器、橫向加速度傳感器、液壓油油位傳感器)及動力系統CAN總線提供的信息，判斷車身姿態及運行狀態，由控制單元7來控制液壓閥4，液壓閥4與擺動馬達2相連，通過輸送給擺動馬達2對置腔不同的液壓，調節擺動馬達2壓力，此壓力使殼體201及軸心202產生旋轉力矩及相對運動，通過擺動馬達2 的旋轉對穩定桿的扭轉角度進行調整。通過穩定桿左右兩段101與102的相對旋轉，提高穩定桿的扭轉力矩，從而抵消車輛轉彎產生的側傾力矩，進而矯正車身姿態，防止車輛產生過大的側傾角度。圖4為本發明電路控制部分的原理圖E⑶通過車速傳感器20、轉向角傳感器21、 橫向加速度傳感器22收集車輛運行狀態；
通過動力CAN總線23的動力系統信號、前軸回路壓力傳感器M、后軸回路壓力傳感器 25、選擇器位置識別傳感器沈、液壓油油位傳感器27信號判斷液壓回路運行狀態； 結合ECU系統設定的程序，對執行單元進行控制；
A.ECU通過CAN網絡控制發動機輸出功率，發動機輸出功率可調節串聯油泵內液壓油壓力；
B.ECU判斷車身狀態需進行調整時，控制前軸壓力控制閥觀、后軸壓力控制閥四的開啟；液壓油泵中的的高壓油經前軸壓力控制閥觀、后軸壓力控制閥到方向閥四；ECU控制方向閥30，調節輸出到擺動馬達對置腔的液壓油壓力差，進而實現擺動馬達的旋轉。
C. ECU判斷車輛處于故障安全模式時，故障安全閥31關閉前軸穩定桿裝置的液壓回路，確保前軸懸架系統的常規底盤功能。
E⑶通過車速傳感器20、轉向角傳感器21、橫向加速度傳感器22收集車輛運行狀態；通過動力CAN總線的動力系統信號23、前軸回路壓力傳感器M、后軸回路壓力傳感器 25、選擇器位置識別傳感器沈、液壓油油位傳感器信號27判斷液壓回路運行狀態； 結合ECU系統設定的程序，對執行單元進行控制；I.ECU通過CAN網絡控制發動機輸出功率32，發動機輸出功率可調節串聯油泵內液壓油壓力；II.ECU判斷車身狀態需進行調整時，控制前軸壓力控制閥觀、后軸壓力控制閥四的開啟；液壓油泵中的的高壓油經前軸壓力控制閥觀、后軸壓力控制閥四到方向閥30 ；ECU 控制方向閥30，調節輸出到擺動馬達對置腔的液壓油壓力差，進而實現擺動馬達的旋轉。
III. E⑶判斷車輛處于故障安全模式時，故障安全閥關閉前軸穩定桿裝置的液壓回路，確保前軸懸架系統的常規底盤功能。
圖5為本實施例液壓控制部分的原理圖 串聯油泵油液壓力由發動機提供；ECU通過收集的車輛狀態信號，判斷車輛運行狀態；再通過前橋壓力傳感器33、后橋壓力傳感器34收集的前、后懸架狀態，控制前橋壓力閥15、后橋壓力閥16的開啟；串聯油泵中的液壓油經前、后橋壓力閥15與16到液壓閥體的方向閥； E⑶通過開關位置識別傳感器17識別方向閥開啟狀態，方向閥14根據E⑶的指示，控制輸送給前橋擺動馬達8、后橋擺動馬達9對置腔不同的液壓油壓力，實現前、后橋擺動馬達軸心相對于殼體的相對旋轉；直線運行時，液壓壓力不作用在穩定桿裝置的回路中，通過方向閥14流回儲液灌； 故障安全模式時，故障安全閥13關閉前軸穩定桿裝置的液壓回路，確保前軸懸架系統的常規底盤功能。
前橋壓力傳感器33、后橋壓力傳感器34、前橋第一液壓回路35、前橋第二液壓回路36、后橋第一液壓回路37、后橋第二液壓回路38的聯接位置如圖5所示。
權利要求
1.一種主動抗側傾穩定桿，包括穩定桿本體，其特征在于它還包括擺動馬達、液壓油泵、液壓閥及控制機構；所述穩定桿分為左右兩段，分別于擺動馬達的兩側與擺動馬達的殼體、擺動馬達的軸心相連；擺動馬達的殼體處經液壓管路依次串接有液壓閥與控制機構；液壓油泵經液壓管路與液壓閥串接；所述控制機構包括相互串接的車身狀態傳感器總成與液壓閥控制單元。
2.根據權利要求1所述的主動抗側傾穩定桿，其特征在于所述車身狀態傳感器總成包括回路壓力傳感器、橫向加速度傳感器、液壓油油位傳感器及動力系統CAN總線；系統控制單元根據通過橫向加速度信號和由動力CAN發送來的車輛速度、轉向角度、 偏轉率等信息確認車輛的行駛狀態，確定輸出信號，通過CAN網絡向ECU發送前后軸泵的泵壓負載請求信號，相應提高發動機輸出動力，以與車輛動態穩定系統相適應。
3.根據權利要求1或2所述的主動抗側傾穩定桿，其特征在于所述控制單元包括前穩定桿擺動馬達、后穩定桿擺動馬達、液壓閥體、串聯油泵、儲油罐，其中液壓閥體包括集成故障安全閥、方向閥、前橋壓力閥、后橋壓力閥。
全文摘要
本發明公開了一種主動抗側傾穩定桿，包括穩定桿本體，還包括擺動馬達、液壓油泵、液壓閥及控制機構；所述穩定桿分為左右兩段，分別于擺動馬達的兩側與擺動馬達的殼體、擺動馬達的軸心相連；擺動馬達的殼體處經液壓管路依次串接有液壓閥與控制機構；液壓油泵經液壓管路與液壓閥串接；所述控制機構包括相互串接的車身狀態傳感器總成與液壓閥控制單元。本發明的剛度可調，可使穩定桿的剛度隨車輛行駛工況而調整，增強了車輛在各種路況上的穩定性表現，可適當提高車輛的行駛穩定性、行駛安全性及乘坐舒適性。本發明適用于各種車輛，通過穩定桿拉桿與懸架相連，作為穩定桿使用。
文檔編號B60G21/055GK102490566SQ20111039003
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月30日 優先權日2011年11月30日
發明者李明光, 穆峰 申請人:長城汽車股份有限公司