专利名称：主动侧倾控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于车辆的主动侧倾控制系统。更具体而言，本发明涉及一种主动侧倾控制系统(ARCS)，其可以主动地控制连接到通过稳定器连杆分别装配在车体两侧的一对上臂的稳定器杆的侧倾。
背景技术：
通常，车辆的悬架系统将车轴连接到车体以便在驱动时控制从道路传递到车轴的振动或冲击不直接传递到车体。因此，车辆的悬架系统防止车体和货物受到损坏，并且提高乘坐舒适性。该悬架系统包括减轻来自道路的冲击力的底盘弹簧、减少底盘弹簧的自由振动和改进乘坐舒适性的减震器以及抑制车辆侧倾的稳定器杆(其意指车辆参照车体的长度方向倾斜)。其中，稳定器杆包括直部和两个端部。直部的两侧安装在车体处，并且两个端部通过稳定器连杆安装在下臂或支撑杆处，该下臂或支撑杆是悬架臂。因此，在左车轮和右车轮向相同方向移动(向上方向或向下方向)的情况下，稳定器杆不起作用。相反，在左车轮和右车轮向相反方向移动(一个向上移动而另一个向下移动)的情况下，稳定器杆扭曲并且通过扭转回复力抑制车体的侧倾。即，当在转向或由于车辆的颠簸或回弹使得左车轮和右车轮的高度彼此不同的情况下，由于离心力使得车体朝向转向轴倾斜时，稳定器杆扭曲并且通过扭转回复力稳定车体的位置。然而，因为传统稳定器杆具有不变的扭转刚度，仅通过稳定器杆的扭转弹性力不足以在各种驱动条件下保证转向稳定。最近，已开发了具有包括液压缸并且连接到稳定器杆的端部以便主动地控制侧倾的致动器的主动侧倾控制系统。该主动侧倾控制系统应用液压缸替代稳定器连杆连接下臂和稳定器杆的端部，从而改变稳定器杆的端部与下臂之间的连接长度。因此，增强了由于稳定器杆的车辆总侧倾刚度。图1是车辆的传统悬架系统的局部立体图，而图2是根据传统技术的应用车辆主动侧倾控制系统的车辆悬架系统的示意图。参考图1，根据传统技术的主动侧倾控制系统可以主动增强由于稳定器杆I的车辆总侧倾刚度，从而主动提高防侧倾特性。
参考图1，主动侧倾控制系统包括稳定器杆1、稳定器连杆3、设置在下臂7上的滑动单元5以及驱动单元6,其中下臂7是悬架。其中，稳定器杆I包括直部和两个端部。并且直部的两侧通过装配衬套15安装在车体副框架11上的支架13处。稳定器连杆3的上端部通过球形接头BJ连接到稳定器杆I的端部。滑动单元5通过外壳21连接到下臂7的一侧，并且轨道板23设置在外壳21之内。连接到稳定器连杆3的下端部的连接件25可移动地设置到板23处。如果操作驱动单元6，连接器25沿着车辆宽度方向移动。驱动单元6包括电机27和作为电机27的旋转轴的丝杠39。形状为箱体形状的外壳21向上打开，并且连接到下臂7的侧面。在外壳21的端部形成突出部分33，并且突出部分33通过球形接头BJ连接到转向节17的下端部。轨道板23在外壳21之内沿着车辆宽度方向设置。丝杠39通过外壳21沿着轨道板23设置。连接件25设置在外壳21之内的轨道板23之间，并且与丝杠39接合。连接件25通过球形接头BJ与稳定器连杆3的下端部连接。罩29连接到外壳21的已打开的上面部分，槽形成在罩29上，对应于操作距离。主动侧倾控制系统可以根据驱动条件驱动电机27，以便改变在下臂7上的稳定器连杆3的连接位置。由于稳定器连杆3的连接位置的变化，由于稳定器杆I的车辆总侧倾刚度得以增强。然而，参考图2，根据传统技术的主动侧倾控制系统从连接下臂7的部分的平面连接点P1、P2和P3偏移。在转向或由于车辆的颠簸或回弹使得左车轮和右车轮的高度彼此不同的情况下，可能由于该偏移发生顺从效应。驱动单元6的电机27操作稳定器连杆3远离下臂7可能移动的移动区域，从而需要电机27输出高功率。如果下臂7颠簸或回弹，下臂7在颠簸或回弹期间沿着车辆宽度方向移动稳定器连杆3，从而可将高负载施加到电机27。特别地，尽管点Pl位于车轮中心附近，但是操作驱动单元6远离点Pl，因此横向力的特性可能会变差。此外，由于电机27位于振动和飞散石块可引起碎裂的位置，因此电机的耐久性可
能会变差。公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面致力于提供一种主动侧倾控制系统(ARCS)，其可以在悬架臂的移动范围之内主动控制悬架臂上的稳定器连杆的装配位置，以便使实际操作状态下的顺从效应最小化。根据本发明的另一方面，主动侧倾控制系统的电机装配在副框架之内，以便降低由于振动和飞散石块引起的碎裂并且提高电机的耐久性。根据本发明的其他方面，主动侧倾控制系统具有滑动单元的简单设计，该主动侧倾控制系统可以提高电机的功率输出效率和稳定器杆与稳定器连杆的操作效率。在本发明的一个方面中，主动侧倾控制系统可以包括滑动单元和驱动单元，该主动侧倾控制系统适应于根据车辆的驱动条件通过调整用在悬架臂上的车辆稳定器杆连接到悬架臂的稳定器连杆的装配位置以主动控制车辆的侧倾刚度，所述滑动单元可以包括设置在悬架上的外壳、在外壳之内沿着车辆宽度方向设置的滑轨，和可移动地设置在滑轨上的连接件，其中所述连接件与稳定器连杆的下端部枢转地连接，根据车辆的驱动条件沿着车辆宽度方向引导该连接件，所述驱动单元与连接件相连接以便驱动连接件，其中悬架臂可以包括连接点，其中第一连接点与转向节连接，第二连接点与副框架的向外侧部分连接，第三连接点与副框架的向内侧部分连接，其中所述连接件在连接与转向节连接的第一连接点和与副框架的向外侧部分连接的第二连接点的假想线的向内侧可移动。悬架臂是与车辆的副框架和转向节连接的下臂。滑动单元的外壳装配在下臂上。 下臂通过球形接头连接到转向节并且通过衬套连接到副框架。驱动单元可以包括驱动轴和电机，该驱动轴与连接件枢转地连接，该电机驱动该驱动轴以使连接件得以驱动。驱动轴设置在从滑动单元的滑动线延伸的假想线上，其中推杆靠近滑动单元的初始操作位置。当稳定器连杆的下端部设置在滑轨上的中间行程处时，稳定器杆基本上垂直于稳定器连杆。在本发明的示例性实施方案中，主动侧倾控制系统(ARCS)可以在悬架臂的移动范围之内主动控制悬架臂上的稳定器连杆的装配位置，以便使实际操作状态下的顺从效应最小化。另外，主动侧倾控制系统可以改变稳定器杆的装配位置以便可以提高车辆的总侧倾刚度，因此可以提高车辆的转向稳定性。另外，主动侧倾控制系统的电机装配在副框架之内，以便降低由于振动和飞散石块引起的碎裂并且提高电机的耐久性。并且，考虑到悬架臂的移动，主动侧倾控制系统可以提高电机的功率输出效率和稳定器杆与稳定器连杆的操作效率。本发明的方法和装置具有其他的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式
中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式
中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式
共同用于解释本发明的特定原理。
图1是车辆的传统悬架系统的局部立体图。图2是根据传统技术的应用车辆主动侧倾控制系统的车辆悬架系统的示意图。
图3是根据本发明的示例性实施方案的应用车辆主动侧倾控制系统的车辆悬架系统的局部立体图。图4是根据本发明的示例性实施方案的应用车辆主动侧倾控制系统的车辆悬架系统的俯视平面图。图5是根据本发明的示例性实施方案的应用车辆主动侧倾控制系统的车辆悬架系统的侧视图。图6A、图6B和图6C是显示根据本发明的示例性实施方案的主动侧倾控制系统的操作的示意图。应当了解，附图并不必须是按比例绘制的，其示出了某种程度上经过简化了的本发明的基本原理的各个特征。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。在这些图形中，贯穿附图的多幅图形，附图标记指代本发明的同样的或等同的部件。
具体实施例方式下面将详细提及本发明的各个实施方案，这些实施方案的实例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种替换、修改、等效形式以及其它实施方案。下面将参考所附附图对本发明的示例性实施方案进行具体描述。对于清楚地解释本发明并不必要的部件的描述将被略去。此外，为了更好地进行理解并且为了便于描述，在附图中显示的部件的尺寸和厚度可能不同于部件的实际尺寸和实际厚度。因此，本发明并不受附图所显示的内容限制。为了方便解释本发明的示例性实施方案，在图3中，左侧将称为向外侧并且右侧将称为向内侧。图3是根据本发明的示例性实施方案的应用车辆主动侧倾控制系统的车辆悬架系统的局部立体图，图4是根据本发明的示例性实施方案的应用车辆主动侧倾控制系统的车辆悬架系统的俯视图，而图5是根据本发明的示例性实施方案的应用车辆主动侧倾控制系统的车辆悬架系统的侧视图。参考图3和图4，根据本发明的示例性实施方案的主动侧倾控制系统包括稳定器杆1、稳定器连杆3、设置在悬架臂上的滑动单元5以及驱动单元6。在本发明的示例性实施方案中，例如，与副框架11和车辆的转向节17连接的下臂7将被描述为悬架臂。下臂7通过球形接头BJ连接到转向节17并且通过衬套B连接到副框架11。其中，稳定器杆I包括直部和两个端部。稳定器杆I的直部的两侧通过装配衬套15装配在副框架11上的支架13处。稳定器连杆3的上端部通过球形接头BJ分别连接到稳定器杆I的端部。滑动单元5包括外壳21、滑轨23和连接件25。
外壳21以中间比例向上打开并设置在下臂7上。参考图4，悬架臂包括连接点，其中连接点Pl与悬架臂的转向节连接，连接点P2与副框架11的向外侧部分连接，并且连接点P3与副框架11的向内侧部分连接。滑动线L2设置在假想线LI之内，该假想线LI连接了与转向节17连接的连接点Pl和与副框架11的向外侧部分连接的连接点P2。作为一对的滑轨23在外壳21之内沿着车辆宽度方向设置，并且空间S形成在一对滑轨23之间。连接件25可移动地设置在滑轨23之间。连接件25与稳定器连杆3的下端部和推杆35的端部连接。包括电机27的驱动单元6设置在副框架11上。驱动单元6包括可向前和向后移动的驱动轴37，而驱动轴37铰接地连接到推杆35，并且驱动轴37通过推杆35向前和向后驱动连接件25。参考图4，驱动轴37设置在从滑动单元的滑动线L2延伸的假想线L3上，其中推杆35在一个平面上靠近滑动单元的初始操作位置。并参考附图5，如果稳定器连杆3的下端部设置在滑轨23上的中间行程PlO处，稳定器杆I基本上垂直于稳定器连杆3。主动侧倾控制系统根据驱动条件驱动电机27从而改变在下臂7上的稳定器连杆3的装配位置。当稳定器连杆3的装配位置改变时，由于稳定器杆I的车辆总侧倾刚度得以增强。将参考图6A、图6B和图6C来描述主动侧倾控制系统的操作。在车辆直行的情况下，确定在下臂7上的稳定器连杆3的装配位置的连接件25定位于初始位置Pll,如图6A中所示。如果车辆在该状态下转向，基于来自加速度传感器、高度传感器和方向传感器的信号输出，控制器控制驱动电机27在一个方向上旋转。然后，如图6B中所示，从侧视图，在驱动轴37的初始操作位置Pll附近的位置Plla处，电机27的驱动轴37和推杆35设置在假想线L4上，以便电机27的最大驱动扭矩通过推杆35传递到连接件25。S卩，由于车体的颠簸，下臂7的移动的角度可以引起驱动轴37和推杆35设置在线L4上，因此可以提高电机27的功率输出效率。在该情况下，初始位置Pll和附近位置Plla可能是相同的。如上所述，由于提高了电机27的功率输出效率，因此不需要增加电机27的容量。与此同时，如图6C中所示，完全地驱动电机27，确定在下臂7上的稳定器连杆3的装配位置的连接件定位在P12处，因此提高了由于稳定器杆I的车辆总侧倾刚度。即，由于增加了针对侧倾的阻力特性，因此可以提高车辆的转向稳定性。如上所述，在本发明的示例性实施方案中，主动侧倾控制系统可以通过根据车辆的驱动条件驱动驱动电机27以主动调整在下臂7上的稳定器连杆3的装配位置，因此可提高车辆的侧倾刚度。当车辆转向时，改变在下臂7上的稳定器连杆3的装配位置，因此针对侧倾的更多阻力特性可以主动地抑制车体的侧倾。
另外，在本发明的示例性实施方案中，在连接下臂7的连接点P1、P2和P3的平面上，滑动单元5不偏移(OS)。在车辆的颠簸回弹中，该平面上下移动。然而，滑动单元5的滑动线L2设置在该平面内，因此可以最小化顺从效应。S卩，滑动单元5在下臂7的移动范围之内驱动稳定器连杆3，因此有效地传递电机27的驱动扭矩，其中下臂7为悬架臂。为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上”、“下”、“内”和“外”被用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方案的特征。前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。这些描述并不旨在为毫无遗漏的或将本发明限制为所公开的精确形式，并且显然，根据上述教导，很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围旨在由所附权利要求书及其等同方案加以限定。
权利要求
1.一种主动侧倾控制系统，所述主动侧倾控制系统适应于根据车辆的驱动条件通过调整用在悬架臂上的车辆稳定器杆连接到悬架臂的稳定器连杆的装配位置以主动控制车辆的侧倾刚度，所述主动侧倾控制系统包括: 滑动单元，所述滑动单元包括设置在悬架上的外壳、在所述外壳之内沿着车辆宽度方向设置的滑轨，和能够移动地设置在所述滑轨上的连接件，其中所述连接件与所述稳定器连杆的下端部枢转地连接，根据车辆的驱动条件沿着所述车辆宽度方向引导所述连接件；以及 驱动单元，所述驱动单元与所述连接件相连接以便驱动所述连接件， 其中所述悬架臂包括连接点，其中第一连接点与转向节连接，第二连接点与副框架的向外侧部分连接，并且第三连接点与所述副框架的向内侧部分连接，以及 其中所述连接件在连接与所述转向节连接的所述第一连接点和与所述副框架的所述向外侧部分连接的所述第二连接点的假想线的向内侧能够移动。
2.根据权利要求1所述的主动侧倾控制系统，其中所述悬架臂是与所述车辆的所述副框架和所述转向节连接的下臂。
3.根据权利要求2所述的主动侧倾控制系统，其中所述滑动单元的所述外壳装配在所述下臂上。
4.根据权利要求2所述的主动侧倾控制系统，其中所述下臂通过球形接头连接到所述转向节并且通过衬套连接到所述副框架。
5.根据权利要求1所述的主动侧倾控制系统，其中所述驱动单元包括: 驱动轴，所述驱动轴与所述连接件枢转地连接；以及 电机，所述电机驱动所述驱动轴以使所述连接件得以驱动。
6.根据权利要求5所述的主动侧倾控制系统，其中所述驱动轴设置在从所述滑动单元的滑动线延伸的假想线上，其中推杆靠近滑动单元的初始操作位置。
7.根据权利要求6所述的主动侧倾控制系统，其中当所述稳定器连杆的所述下端部设置在所述滑轨上的中间行程处时，所述稳定器杆基本上垂直于所述稳定器连杆。
全文摘要
本发明提供一种主动侧倾控制系统。该主动侧倾控制系统可以包括滑动单元和驱动单元，该滑动单元包括设置在悬架上的外壳、在外壳之内沿着车辆宽度方向设置的滑轨和可移动地设置在滑轨上的连接件，其中该连接件可以与稳定器连杆的下端部枢转地连接，根据车辆的驱动条件沿着车辆宽度方向引导该连接件，该驱动单元与连接件相连接以便驱动该连接件，其中该连接件可以在连接与转向节连接的第一连接点和与副框架的向外侧部分连接的第二连接点的假想线的向内侧可移动。
文档编号B60G21/055GK103158484SQ20121050886
公开日2013年6月19日 申请日期2012年12月3日 优先权日2011年12月12日
发明者李彦求, 张成培, 郑弼永 申请人:现代自动车株式会社