一种车用主动横向稳定杆的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种车用主动横向稳定杆，主要涉及汽车主动安全领域，包括伺服电机，横向稳定杆，行星齿轮机构。所述伺服电机为动力源，为本发明装置提供动力，动力由伺服电机传递到行星齿轮机构，所述横向稳定杆由中间断开，分为左右两部分，所述行星齿轮机构左侧和右侧结构对称，并且均为两级减速增扭双行星齿轮机构，所述横向稳定杆的左右两部分分别于所述伺服电机左右两个输出端通过花键连接，本发明弥补了被动横向稳定杆对于阻抗车身大幅度侧倾能力不足的缺陷，该车用横向稳定杆具有结构简单实用、承载能力强、系统可靠性高、可减小汽车侧倾角和提高汽车操纵稳定性的主动横向稳定杆的优点。
【专利说明】一种车用主动横向稳定杆
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车横向稳定杆，尤其涉及汽车主动横向稳定杆。
【背景技术】
[0002]目前，国内汽车上用的横向稳定杆大多是被动横向稳定杆，而国内对于车用主动横向稳定杆的自主开发能力尚还有待提高。现如今，很多厂家对主动横向稳定杆的研究只停留在控制系统和控制规律研究的层面，很少有人对横向稳定杆的结构加以研究。
[0003]当汽车受到路面的冲击和在高速转向的情况下，汽车会发生侧倾，此时会给驾驶员带来不舒适感。横向稳定杆的主要作用是减小车身的侧倾角，提高驾驶员的操纵稳定性和舒适性。由于当前汽车上主要用的被动横向稳定杆对于阻抗车身侧倾的能力有限，尤其在汽车行驶在复杂路面的时候，很难满足汽车操纵稳定性和舒适性的要求。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单实用、承载能力强、系统可靠性高、可减小汽车侧倾角和提高汽车操纵稳定性的主动横向稳定杆。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案:
[0006]—种车用主动横向稳定杆，包括伺服电机，横向稳定杆，行星齿轮机构，所述伺服电机固定在承载式车身上，所述横向稳定杆由中间断开为左侧和右侧两部分，所述横向稳定杆左侧部分和横向稳定杆右侧部分的前端分别固定在悬架上，所述行星齿轮机构左侧第二行星架作为一个输出端，并且横向稳定杆的左侧部分作为行星齿轮机构左侧第二行星架的输出轴，所述行星齿轮机构的右侧第二行星架作为另一个输出端，并且横向稳定杆的右侧作为行星齿轮机构右侧第二行星架的输出轴，所述行星齿轮机构左侧第一齿圈和右侧第一齿圈均与伺服电机的输出端哨合传动。
[0007]所述横向稳定杆左侧部分与行星齿轮机构左侧第二行星架通过花键连接。
[0008]所述横向稳定杆右侧部分与行星齿轮机构右侧第二行星架通过花键连接。
[0009]所述行星齿轮机构左侧第一齿圈和右侧第一齿圈均与伺服电机输出端锥齿轮哨
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[0010]所述行星齿轮机构的左侧第二齿圈通过固定副与承载式车身固定连接。
[0011]所述行星齿轮机构的右侧第二齿圈通过固定副与承载式车身固定连接。
[0012]所述横向稳定杆左侧部分和右侧部分分别通过衬套与承载式车身连接。
[0013]与现有技术相比，本发明的优点在于:
[0014]与国内现在广泛使用的被动横向稳定杆相比，采用本发明在被动横向稳定杆的结构上做了一些改变，并通过伺服电机把被动稳定杆变成主动稳定杆，从而克服了被动横向稳定杆对于阻抗汽车车身大侧倾角能力较小的问题。本发明的优点主要体现在以下三方面:
[0015]对于传统的被动横向稳定杆，当汽车车身发生侧倾时，被动横向稳定杆会发生扭转，从而产生阻抗车身侧倾的扭转力矩，但是，被动横向稳定杆产生的抗侧倾扭转力矩的大小取决于车身侧倾角的大小，具有被动性，属于被动安全领域；而对于本发明，当汽车车身发生大幅度侧倾时，本发明通过伺服电机可以改变抗侧倾力矩的大小，使汽车车身的侧倾角保持在要求范围内，从而弥补了被动横向稳定杆对于阻抗车身大幅度侧倾能力不足的缺陷、增加了汽车安全性和使驾驶员保持一定的路感，进而使驾驶员不会因车身大幅度侧倾而感到不适和产生疲劳，增加驾驶员的舒适性。同时，通过增加主动横向稳定杆的抗侧倾扭转力矩，增加了左右悬架的抗侧倾刚度，从而改变了左右轮胎的载荷，进而提高了汽车的操纵稳定性。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本发明实施例中行星齿轮机构的结构示意图。
[0017]图2是本发明实施例中伺服电机的结构示意图。
[0018]图中各标号表不:
[0019]1、伺服电机输出端锥齿轮；2、行星齿轮机构右侧第一齿圈；3、行星齿轮机构右侧第二齿圈；4、行星齿轮机构右侧第二行星齿轮；5、行星齿轮机构右侧第二行星架；6、行星齿轮机构右侧第二太阳轮；7、行星齿轮机构右侧第一行星架；8、行星齿轮机构右侧第一行星齿轮；9、行星齿轮机构右侧第一太阳轮；10、行星齿轮机构左侧第一太阳轮；11、行星齿轮机构左侧第一齿圈；12、行星齿轮机构左侧第二行星齿轮；13、行星齿轮机构左侧第二行星架；14、行星齿轮机构左侧第二太阳轮；15、行星齿轮机构左侧第一行星架；16、行星齿轮机构左侧第一行星齿轮；17、伺服电机；18、行星齿轮机构左侧第二齿圈；19、承载式车身；20、横向稳定杆右侧部分；21、横向稳定杆左侧部分。
【具体实施方式】
[0020]图1和图2不出了本发明的一种车用主动横向稳定杆的实施例，该主动横向稳定杆包括伺服电机输出端锥齿轮I ;行星齿轮机构右侧第一齿圈2 ;行星齿轮机构右侧第二齿圈3 ;星齿轮机构右侧第二行星齿轮4 ;行星齿轮机构右侧第二行星架5 ;行星齿轮机构右侧第二太阳轮6 ;行星齿轮机构右侧第一行星架7 ;行星齿轮机构右侧第一行星齿轮8 ;行星齿轮机构右侧第一太阳轮9 ;行星齿轮机构左侧第一太阳轮10 ;行星齿轮机构左侧第一齿圈11 ;行星齿轮机构左侧第二行星齿轮12 ;行星齿轮机构左侧第二行星架13 ;行星齿轮机构左侧第二太阳轮14 ;行星齿轮机构左侧第一行星架15 ;行星齿轮机构左侧第一行星齿轮16 ;伺服电机17 ;行星齿轮机构左侧第二齿圈18 ;承载式车身19 ;横向稳定杆右侧部分20 ;横向稳定杆左侧部分21。
[0021]本实施例中，伺服电机17固定在承载式车身19上，行星齿轮机构左侧第二齿圈18和行星齿轮机构右侧第二齿圈3均固定在承载式车身19上，伺服电机17通过伺服电机输出端锥齿轮I驱动行星齿轮机构左侧第一齿圈11和行星齿轮机构右侧第一齿圈2,伺服电机输出端锥齿轮I和行星齿轮机构左侧第一齿圈11和行星齿轮机构右侧第一齿圈2通过锥齿外啮合传动，此时，伺服电机17的转速进行一级减速，扭矩一级增加，并且，行星齿轮机构左侧第一齿圈11和行星齿轮机构右侧第一齿圈2的转动方向相反，行星齿轮机构左侧第一齿圈11和行星齿轮机构右侧第一齿圈2分别带动行星齿轮机构左右两侧的行星齿轮机构转动，且两侧对应齿轮和行星架的力矩大小相等和转动方向时刻相反。现以右侧为例说明动力传递过程如下:
[0022]行星齿轮机构右侧第一齿圈2与伺服电机输出端锥齿轮I外啮合，动力由伺服电机17传递到行星齿轮机构右侧第一齿圈2，此时伺服电机17的转速进行一级减速，并且扭矩一次增加，从而行星齿轮机构右侧第一齿圈带动行星齿轮机构右侧第一行星齿轮8转动，同时，行星齿轮机构右侧第一行星架7做公转转动，行星齿轮机构右侧第一行星齿轮8带动行星齿轮机构右侧第一太阳轮9转动，进而带动行星齿轮机构右侧第二太阳轮6转动，并将动力传递到行星齿轮机构右侧第二行星齿轮4，此时伺服电机17的转速进行二级减速，并且扭矩二次增加，进而带动行星齿轮机构右侧第二行星架5转动，由于行星齿轮机构右侧第二行星架5作为行星齿轮机构右侧的输出，并且通过花键与横向稳定杆右侧部分20连接，此时，动力由伺服电机17通过二次减速增扭传递到横向稳定杆右侧部分20，而横向稳定杆右侧部分20与承载式车身19通过衬套连接，从而可以控制承载式车身19的侧倾角的大小。
[0023]行星齿轮机构左侧的动力传递和行星齿轮机构右侧的动力传递路径相同。
[0024]本实施例中，主动横向稳定杆不同于被动横向稳定杆，本发明中，将横向稳定杆从中间断开，分为横向稳定杆左侧部分21和横向稳定杆右侧部分20两个部分，分别通过花键与行星齿轮机构左侧第二行星架13和行星齿轮机构右侧第二行星架5连接，横向稳定杆左侧部分21和横向稳定杆右侧部分20的前端均与悬架摆臂通过转动副连接，并且横向稳定杆左侧部分21和横向稳定杆右侧部分20的另一端分别与承载式车身19通过衬套连接，行星齿轮机构左侧第二齿圈18和行星齿轮机构右侧第二齿圈3均固定在承载式车身19上。
[0025]本实施例中，通过行星机构对伺服电机17的转速进行两次减速增扭，并且使得主动横向稳定杆左侧部分21和主动横向稳定杆右侧部分20扭转角度相等，扭转方向相反，从而达到了主动横向稳定杆的作用。
[0026]具体工作过程分为两种路况:
[0027]I)汽车做直线运动时，汽车车身只会在垂直方向上发生位移，这时，伺服电机17不工作，主动横向稳定杆的左侧部分21和主动横向稳定杆右侧部分20的作用分别和被动横向稳定杆的作用相同；
[0028]2)汽车在做转向运动时，汽车车身在垂直方向上发生位移的同时，汽车车身还会发生侧倾运动，此时，汽车通过速度传感器、侧倾加速度传感器、侧倾角传感器和前轮转角传感器收集到的汽车的运动数据，通过控制算法得到伺服电机17工作的电流大小和工作的时间等参数，控制伺服电机17通过伺服电机输出端锥齿轮I驱动行星机构左侧第一齿圈11和右侧第一齿圈2转动。动力分为两路传递:一路为，伺服电机输出端锥齿轮I——行星齿轮机构右侧第一齿圈2——行星齿轮机构右侧第一行星齿轮8——行星机构右侧第一太阳轮9——行星齿轮机构右侧第二太阳轮6——行星齿轮机构右侧第二行星齿轮4——行星齿轮机构右侧第二行星架5——横向稳定杆右侧部分20 ;另一路为:伺服电机输出端锥
齿轮1-行星齿轮机构左侧第一齿圈11-行星齿轮机构左侧第一行星齿轮16-行
星机构左侧第一太阳轮10——行星齿轮机构左侧第二太阳轮14——行星齿轮机构左侧第二行星齿轮12——行星齿轮机构左侧第二行星架13——横向稳定杆左侧部分21。此时，横向稳定杆左侧部分21和横向稳定杆右侧部分20的抗侧倾力矩大小相等，方向相反，并且经过对伺服电机17的转速进行了两次减速增扭，足以在保证本发明机构较小的前提下满足
工作要求。
[0029] 虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。
【权利要求】
1.一种车用主动横向稳定杆,其特征在于:包括伺服电机，横向稳定杆和行星齿轮机构。
2.根据权利要求1所述的一种车用主动横向稳定杆，其特征在于:所述伺服电机通过固定副与承载式车身固定连接，所述伺服电机输出端为伺服电机输出端锥齿轮。
3.根据权利要求1所述的一种车用主动横向稳定杆，其特征在于:所述横向稳定杆包括横向稳定杆左侧部分和横向稳定杆右侧部分。
4.根据权利要求1所述的一种车用主动横向稳定杆，其特征在于:所述行星齿轮机构包括行星齿轮机构右侧第一齿圈、行星齿轮机构右侧第二齿圈、行星齿轮机构右侧第二行星齿轮、行星齿轮机构右侧第二行星架、行星齿轮机构右侧第二太阳轮、行星齿轮机构右侧第一行星架、行星齿轮机构右侧第一行星齿轮、行星齿轮机构右侧第一太阳轮、行星齿轮机构左侧第一太阳轮、行星齿轮机构左侧第一齿圈、行星齿轮机构左侧第二行星齿轮、行星齿轮机构左侧第二行星架、行星齿轮机构左侧第二太阳轮、行星齿轮机构左侧第一行星架、行星齿轮机构左侧第一行星齿轮、行星齿轮机构左侧第二齿圈。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的一种车用主动横向稳定杆，其特征在于:所述伺服电机输出端锥齿轮与行星齿轮机构左侧第一齿圈和行星齿轮机构右侧第一齿圈均通过锥齿轮外啮合。
6.根据权利要求3所述的一种车用主动横向稳定杆,其特征在于:所述横向稳定杆左侧部分的前端固定在悬架上，所述横向稳定杆左侧部分的另一端与承载式车身通过衬套连接，所述横向稳定杆右侧部分的前端固定在悬架上，所述横向稳定杆右侧部分的另一端与承载式车身通过衬套连接。
7.根据权利要求4所述的一种车用主动横向稳定杆，其特征在于:所述行星齿轮机构左侧第二行星架作为左侧的动力输出端，所述行星齿轮机构右侧第二行星架作为右侧的动力输出端。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的一种车用主动横向稳定杆，其特征在于:所述横向稳定杆左侧部分与行星齿轮机构左侧第二行星架通过花键连接，所述横向稳定杆右侧部分与行星齿轮机构右侧第二行星架通过花键连接，所述行星齿轮机构左侧第一齿圈和行星齿轮机构右侧第一齿圈均与伺服电机输出端锥齿轮通过锥齿轮外啮合，所述行星齿轮机构左侧第二齿圈通过固定副与承载式车身固定连接，所述行星齿轮机构右侧第二齿圈通过固定副与承载式车身固定连接。
【文档编号】B60G21/055GK103818211SQ201410066521
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年2月26日 优先权日:2014年2月26日
【发明者】周兵, 宋义彤 申请人:湖南大学