汽车底盘抬升装置、独立悬架及汽车的制作方法

本发明涉及汽车技术领域，具体涉及一种汽车底盘抬升装置、独立悬架及汽车。

背景技术：

现有技术中，汽车的车轮和车身通过悬架系统连接。悬架系统的性能好坏直接影响汽车的主被动安全性、乘坐舒适性及操纵稳定性。减震器是悬架系统的重要组成部分，汽车底盘与地面之间的距离随着减震器的压缩或者伸长而发生变化，而这种变化，是由路面的凹凸性或者车辆转弯时的向心加速度来影响的，是一种被动变化。相当于，现有技术的悬架是被动悬架。

据侧面碰撞的交通事故统计显示，底盘较高的车辆在受到侧面碰撞时，车内乘员损伤较小，并且对侧碰工况的有限元分析显示，底盘较高的车辆在侧面碰撞时，其侧面车身应力分布较均匀，应力峰值较小。而底盘较低的车辆有助于改善行驶稳定性。

随着汽车技术的快速发展，人们对汽车的安全性、舒适性及操稳性的要求也越来越高，传统被动悬架已经不能满足人们的要求，主动悬架的使用将是未来汽车悬架系统发展的大趋势。主动悬架中高度调节机构是主动悬架的重要组成部分，通过高度调节机构能够实现汽车底盘与地面之间的距离发生主动变化。即，在正常行驶时，可使底盘较低，在侧面碰撞时可以抬升底盘高度，并且保持车辆的操纵稳定性及行驶舒适性。

技术实现要素：

本发明解决的问题是能够在车辆碰撞时抬升底盘高度。

为解决上述问题，本发明提供一种汽车底盘抬升装置，包括：电机，具有沿车高方向延伸的输出轴；轴向移动部，能够沿所述车高方向运动；底盘连接部，沿所述车高方向，一端用于和汽车底盘连接，另一端与所述轴向移动部连接；传动部，分别与所述轴向移动部、所述输出轴连接，能够将所述输出轴的周向运动转化为所述轴向移动部沿所述车高方向的直线运动。

可选的，所述轴向移动部包括：具有内腔的筒体，所述传动部设于所述内腔，所述传动部能够驱动所述筒体沿所述车高方向做直线运动。

可选的，所述传动部为滚珠丝杠，包括：滚珠座和丝杠；所述滚珠座设于所述内腔，且与所述筒体固定连接，所述丝杠与所述输出轴连接。

可选的，所述轴向移动部包括滚珠座，所述传动部包括丝杠，所述滚珠座套设于所述丝杠的外周面，所述丝杠与所述输出轴连接。

可选的，所述轴向移动部包括丝杠，所述传动部包括滚珠座，所述滚珠座套设于所述丝杠的外周面；所述滚珠座与所述输出轴连接，所述滚珠座能够随所述输出轴同步转动。

可选的，还包括相互啮合的蜗轮蜗杆，所述蜗杆与所述输出轴连接，能够随所述输出轴同步转动；所述轴向移动部包括：具有内腔的筒体，所述传动部设于所述内腔，所述传动部能够驱动所述筒体沿所述车高方向做直线运动；所述传动部为滚珠丝杠，包括：滚珠座和丝杠，所述蜗轮与所述丝杠连接，所述丝杠能够随所述蜗轮同步转动，所述滚珠座设于所述内腔，且与所述筒体固定连接。

可选的，还包括：转速传感器，设于所述电机上，用于检测所述电机的转速。

可选的，所述转速传感器为编码器。

可选的，所述底盘连接部为关节轴承。

可选的，所述底盘连接部为吊耳。

可选的，沿所述车高方向，所述丝杠的高度与所述滚珠座的高度的比值小于2。

可选的，所述丝杠与所述输出轴通过联轴器连接。

可选的，还包括：连接板，所述连接板位于所述电机和所述轴向移动部之间。

本发明还提供一种独立悬架,包括：上述所述的汽车底盘抬升装置；

减震器，设于所述连接板上，所述减震器和所述电机位于所述连接板的同一侧。

可选的，沿车高方向，所述连接板包括：第一部分、第二部分及第三部分，所述第一部分相比于所述第三部分更靠近汽车底盘，所述第二部分分别连接所述第一部分和第三部分；所述减震器设于所述第一部分，所述电机设于所述第三部分。

可选的，所述第二部分沿车高方向延伸，且分别垂直于所述第一部分和所述第三部分。

本发明还提供一种汽车，包括：汽车底盘；副车架；上述任一项所述的独立悬架，所述底盘连接部与所述汽车底盘连接，所述减震器与所述副车架连接。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明提供一种汽车底盘抬升装置，包括电机、轴向移动部、底盘连接部和传动部。其中，电机具有沿车高方向延伸的输出轴，轴向移动部沿车高方向延伸，传动部分别与输出轴和轴向移动部连接。当汽车检测到将要发生侧面碰撞(简称侧碰)时，电机工作，电机的输出轴沿周向运动，传动部将电机的输出轴的周向运动转化为轴向移动部沿车高方向的直线运动，轴向移动部朝向汽车底盘运动以驱动底盘连接部提升汽车底盘的高度，减小车内乘员的损伤。

当汽车在正常行驶时，传动部会驱动轴向移动部沿车高方向背向汽车底盘运动以降低汽车底盘的高度，保持车辆的操纵稳定性及行驶舒适性。从而，本发明通过电机、轴向移动部、底盘连接部和传动部实现了汽车底盘高度的主动控制。

附图说明

图1是本发明实施例一汽车的结构示意图，图中示出了副车架、车轮及底盘抬升装置；

图2是本发明实施例一汽车底盘抬升装置的立体图；

图3是本发明实施例一汽车底盘抬升装置沿车高方向的剖视图。

具体实施方式

现有技术中，汽车底盘与地面之间的距离可以通过减震器的压缩或者伸长变化，而这种变化，是由路面的凹凸性或者车辆转弯时向心加速度来影响的，是一种被动变化。汽车底盘较高的车辆在侧面碰撞时，侧面车身应力分布均匀，有利于保护车内乘员；而汽车底盘较低的车辆在行驶过程中行驶稳定性好。本发明通过主动控制汽车底盘与地面之间的距离，既能使得车辆在侧面碰撞时抬升底盘，又能在正常行驶时保持较低的底盘。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

实施例一

参考图1，本发明提供一种汽车，包括：汽车底盘(图未示出)、独立悬架及副车架10。其中，副车架10在车宽方向(图1中x方向所示)的两端分别通过左控制臂20与左车轮40连接、右控制臂30与右车轮50连接。在车高方向(图1中y方向所示)，独立悬架一端与汽车底盘连接，另一端与副车架10连接。

需说明的是：汽车的“左侧”和“右侧”理解为汽车车长方向(图1中x方向所示)的“左侧”和“右侧”，也可以理解为汽车前进方向的“左侧”和“右侧”。

本发明实施例中，独立悬架包括汽车底盘抬升装置60，参考图2和图3并结合图1所示，汽车底盘抬升装置60包括：电机63、轴向移动部62、底盘连接部61及传动部65。其中，沿车高方向，底盘连接部61一端用于和汽车底盘连接，另一端与轴向移动部62连接。本实施例中，底盘连接部61为关节轴承，关节轴承与车身支座70通过螺栓连接，车身支座70再与汽车底盘连接。在其它实施例中，底盘连接部61为吊耳，吊耳可直接通过螺栓与汽车底盘相连接。

参考图3，电机63具有沿车高方向延伸的输出轴68，传动部65分别和轴向移动部62、输出轴68连接；传动部65用于将输出轴68的周向运动转化为轴向移动部62沿车高方向的直线运动。

汽车底盘较低时，受到侧面碰撞(简称侧碰)时，汽车的撞击位置一般在汽车b柱处，对乘员的损伤比较严重。使用了本发明的汽车底盘抬升装置60后，当汽车检测到将要发生侧碰时，电机63正转，电机63的输出轴68做周向运动，传动部65将电机63的输出轴68的扭矩转化为轴向移动部62沿车高方向的运动，轴向移动部62朝向汽车底盘运动，通过底盘连接部61顶压汽车底盘，以提升汽车底盘的高度。使得撞击位置由汽车b柱转变为强度更高的车门门槛处，有利于减小车内乘员的损伤。

当汽车在正常行驶时，电机63反转，传动部65会驱动轴向移动部62沿车高方向背向汽车底盘运动，相应地，底盘连接部61也会背向汽车底盘运动，以降低汽车底盘的高度，保持车辆的操纵稳定性及行驶舒适性。综上，本发明通过电机63、底盘连接部61、轴向移动部62及传动部65实现了汽车底盘高度的主动控制。相当于，本发明的独立悬架具有抬升汽车底盘的功能。

需说明的是，参考图1，本发明的左车轮40和右车轮50处均设有汽车底盘抬升装置60。汽车底盘抬升装置60不仅在汽车即将受到侧碰时抬升汽车底盘的高度，当汽车行驶在不平路面上，两侧车轮跳动不相等，汽车的电子控制单元(ecu，electroniccontrolunit)判断出车身两边高度差，两侧电机63抬升不同高度，能够弥补两边车身的高度差，使车身保持水平状态，提高乘坐舒适性。

此外，当汽车底部碰到障碍物时，可控制左右两侧电机63等速旋转等高抬升，可抬升底盘高度，提高汽车的通过性。另外，当汽车快速转弯时，也可控制左右两侧电机63不等速旋转不等高抬升；例如，汽车右转弯时，可控制右侧电机63不旋转，左侧电机63反转，降低转弯时车身左侧的高度，使得车身左右两侧基本保持水平，提高汽车快速转弯时的乘坐舒适性，抵消由于快速转弯时汽车离心力的作用使得汽车向右侧倾甩出的危险，降低汽车快速转弯时的底盘高度，提高汽车快速转弯时的操纵稳定性。

具体而言，参考图3，本实施例中，轴向移动部62包括：具有内腔的筒体62a，底盘连接部61与筒体62a连接；底盘连接部61与筒体62a连接方式不做限制，本实施例中，底盘连接部61与筒体62a通过螺栓61a连接。另外，传动部65设于筒体62a的内腔中，传动部65能够驱动筒体62a沿车高方向做直线运动。本实施例中，传动部65为滚珠丝杠，包括：滚珠座65b和丝杠65a。滚珠座65b设于内腔，且与筒体62a的内腔固定连接，筒体62a能够随滚珠座65b同步运动。

滚珠座65b套设于丝杠65a的外周面，沿车高方向，丝杠65a的高度与滚珠座65b的高度的比值小于2；这样可保证丝杠65a在整个运动过程中有足够的刚度。同时，丝杠65a与输出轴68通过联轴器69连接，丝杠65a能够随电机63的输出轴68同步运动，使用联轴器69后，可提升丝杠65a与输出轴68连接后的整体刚度。在其它实施例中，丝杠和输出轴可以通过其它方式连接在一起。

当电机63正转或反转时，输出轴68做周向运动，由于联轴器69的存在，丝杠65a随输出轴68同步运动，也做周向运动。从而，滚珠座65b沿车高方向做直线运动，继而，与滚珠座65b固定连接的筒体62a也沿车高方向做直线运动。最终，筒体62a驱动底盘连接部61抬升汽车底盘的高度或降低汽车底盘的高度。

需说明的是，本实施例中，汽车底盘抬升装置60还包括：转速传感器64，设于电机63上，用于检测电机63的转速。由于电机63的转速大小决定了丝杠65a的转速，从而决定了滚珠座65b在车高方向上的直线运动距离。那么，可通过检测电机63的转速，并根据检测到的电机63转速实现对电机63转速的控制，并可控制滚珠座65b在车高方向上的直线运动距离；从而实现了对底盘抬升高度或降低高度的控制，有利于根据实际工况控制汽车底盘抬升高度或降低高度。

本实施例中，转速传感器64为编码器。结合图3所示，在电机63的输出轴68上套设第一齿轮67，在编码器的轴上套设第二齿轮66。第一齿轮67的齿数大于第二齿轮66的齿数，例如第一齿轮67的齿数为170，第二齿轮66的齿数为17，第一齿轮67和第二齿轮66的齿数比为10。第一齿轮67的转速即为输出轴68的转速，第一齿轮67和第二齿轮66啮合后，第一齿轮67的转速和第二齿轮66的转速之比即为第一齿轮67和第二齿轮66的齿数比的反比。

从而，编码器根据第二齿轮66的转速检测到了第一齿轮67的转速，相当于也检测到了电机63的转速。需说明的是，第一齿轮67和第二齿轮66的齿数比越大，编码器的测量精度越高。

此外，继续参考图3，独立悬架还包括减震器90，减震器90一端通过关节轴承91与副车架10连接。由于设置了汽车底盘抬升装置60，轴向移动部62沿车高方向延伸，减震器90也是沿车高方向延伸；这就使得轴向移动部62在车高方向的尺寸与减震器90在车高方向的尺寸之和很有可能大于汽车底盘至副车架10之间的距离，相当于减震器90和轴向移动部62若沿车高方向布置在同一直线上，会受到汽车底盘与副车架10之间的距离的限制。

为此，参考图3，本实施例中，汽车底盘抬升装置60还包括连接板80，连接板80位于电机63和轴向移动部62之间。减震器90设于连接板80上，且减震器90和电机63位于连接板80的同一侧。具体而言，沿车高方向，连接板80包括：第一部分80a、第二部分80b及第三部分80c，第一部分80a相比于第三部分80c更靠近汽车底盘，第二部分80b分别连接第一部分80a和第三部分80c；第二部分80b沿车高方向延伸，且分别垂直于第一部分80a和第三部分80c，相当于连接板80呈z型。

减震器90设于第一部分80a，电机63设于第三部分80c。使用连接板80后，减震器90和电机63并排设置，在车高方向不会影响轴向移动部62的布置。从而，本发明的独立悬架在保证减震器90发挥减震功能的同时，还具有底盘抬升的功能。

此外，电机63安装在连接板80上，使得电机63背向连接板80的一侧自由，电机63在工作时只承受径向力和扭矩而不受轴向力的影响，避免轴向力对电机63的破坏，保证电机63的正常工作。

实施例二

实施例一中，轴向移动部62包括筒体62a，传动部65为滚珠丝杠。本实施例中，轴向移动部包括滚珠座，传动部包括丝杠，滚珠座套设于丝杠的外周面。其中，丝杠与输出轴连接，滚珠座与底盘连接部连接。丝杠随输出轴同步转动，从而滚珠座沿车高方向做直线运动，并驱动底盘连接部抬升汽车底盘。相当于本实施例中滚珠座替代了实施例一中的筒体62a，同样也能够实现汽车底盘抬升的功能。

实施例三

实施例一中，轴向移动部62包括筒体62a，传动部65为滚珠丝杠。本实施例中，轴向移动部包括丝杠，传动部包括滚珠座，滚珠座套设于丝杠的外周面。其中，滚珠座与输出轴连接，丝杠与底盘连接部连接。滚珠座能够随输出轴同步转动，从而，丝杠沿车高方向做直线运动，并驱动底盘连接部抬升汽车底盘。

实施例四

实施例一中，轴向移动部62包括筒体62a，传动部65为滚珠丝杠。本实施例中，汽车底盘抬升装置包括相互啮合的蜗轮蜗杆，蜗杆与输出轴连接，能够随输出轴同步转动。本实施例的轴向移动部包括：具有内腔的筒体，传动部设于内腔，传动部能够驱动筒体沿车高方向做直线运动。传动部为滚珠丝杠，包括：滚珠座和丝杠，蜗轮与丝杠连接，丝杠能够随蜗轮同步转动，滚珠座设于内腔，且与筒体固定连接。

这样设置后，输出轴的周向运动转化为蜗杆的周向运动，并转化为与蜗杆啮合的蜗轮的周向运动。从而丝杠随蜗轮同步转动，继而丝杠的周向运动转化为滚珠座沿车高方向的直线运动。最终，与滚珠座固定连接的筒体也沿车高方向做直线运动，并驱动底盘连接部抬升汽车底盘。

综上，本发明的汽车底盘抬升装置中的轴向移动部及传动部的具体结构不做限制，不限于实施例一至实施例四的任一结构。只要：传动部分别与轴向移动部、输出轴连接，能够将输出轴的周向运动转化为轴向移动部沿车高方向的直线运动即可。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。