CN206938376U - 防车身侧倾执行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种防车身侧倾执行器，包括执行器壳体、驱动电机、机械锁、电机齿轮、中间齿轮、蜗杆和执行齿轮；执行器壳体与驱动电机的输出端固定连接，驱动电机的输出轴穿入在执行器壳体内，其上沿输出轴端部的方向安装机械锁和电机齿轮；中间齿轮和蜗杆以平行输出轴的方向固定在执行器壳体内，蜗杆位于执行器壳体内的部分安装蜗杆输入齿轮，穿出执行器壳体的部分安装蜗杆输出齿轮；中间齿轮分别与电机齿轮和蜗杆输入齿轮啮合，执行齿轮与蜗杆输出齿轮啮合。本实用新型通过大传动比的齿轮配合设计，实现了大扭矩传递，有效降低蜗杆转速，提高蜗杆使用寿命；本实用新型占用空间小，控制精度高，是悬架系统主动抑制车身侧倾的有效动力保障。

Description

防车身侧倾执行器

技术领域

本实用新型涉及车辆主动安全控制领域，特别是涉及一种放车身侧倾执行器。

背景技术

传统汽车悬架主要由螺旋弹簧和减振器组成，直线行驶工况下能吸收或缓解大部分的路面冲击，但汽车转弯时，车身因离心力的作用，产生向转向外侧的侧倾，车身侧倾后悬架开始有逆向的抑制车身侧倾的支撑作用，从而使车身恢复平稳状态。这种车身侧倾后再抑制的方法，使乘坐舒适性差，侧翻阈值低。主动防车身侧倾悬架系统，不仅能够通过减振系统吸收和缓解路面冲击，而且在转向时主动的改变车身和悬架的相互位置关系，达到车身侧倾之前就抑制的效果。

但现有的悬架系统都无法主动控制，最多的是出现不可控的工况进行阻止，防侧翻效果差。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种防车身侧倾执行器，能够给悬架系统提供主动控制的动力，赋予悬架系统主动控制功能。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种防车身侧倾执行器，用于给主动防车身侧倾悬架系统提供旋转动力，包括：执行器壳体、驱动电机、机械锁、电机齿轮、中间齿轮、蜗杆和执行齿轮；所述执行器壳体与所述驱动电机的输出端固定连接，所述驱动电机的输出轴穿入在所述执行器壳体内，其上沿输出轴端部的方向依次安装有机械锁和电机齿轮；所述中间齿轮和蜗杆以平行于所述输出轴的方向固定在所述执行器壳体内，其中，所述蜗杆位于所述执行器壳体内的部分安装有蜗杆输入齿轮，穿出所述执行器壳体的部分安装有蜗杆输出齿轮；所述中间齿轮分别与所述电机齿轮和蜗杆输入齿轮啮合，所述执行齿轮与所述蜗杆输出齿轮啮合，并与主动防车身侧倾悬架系统的下平行杆固定连接。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述中间齿轮包括同轴固定连接的第一齿轮和第二齿轮，且第一齿轮的直径小于第二齿轮的直径，其中，所述第一齿轮与所述电机齿轮啮合，所述第二齿轮与所述蜗杆输入齿轮啮合。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述驱动电机的输出轴的末端、中间齿轮和蜗杆的两端均通过滚针轴承固定支撑在所述执行器壳体上。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述驱动电机上带有控制器。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述驱动电机为伺服电机或步进电机。

本实用新型的有益效果是：本实用新型一种防车身侧倾执行器，通过大传动比的齿轮配合方案设计，一方面可以实现大扭矩传递，另一方面可有效降低蜗杆转速，提高蜗杆使用寿命；本实用新型结构简单紧凑，占用空间小，控制精度高，是主动防车身侧倾悬架系统主动抑制车身侧倾的有效动力保障。

附图说明

图1是本实用新型一种防车身侧倾执行器一较佳实施例的立体结构示意图；

图2是图1中B-B方向的剖视示意图；

图3是图1中A-A方向的剖视示意图；

图4是所示中间齿轮的结构示意图；

图5是所示蜗杆的结构示意图；

图6是所示主动防车身侧倾悬架系统的正视示意图；

图7是图6中A-A方向的剖视示意图；

图8是主销的结构示意图；

附图中各部件的标记如下：1.转向管柱，2.上平行杆，3.下平行杆，4.主销座，5.主销，51.转向梯形臂，52.减震支撑臂，6.防车身侧倾执行器，61.执行器壳体，62.驱动电机，63.机械锁，64.电机齿轮，65.中间齿轮，66.蜗杆，67.执行齿轮，621.输出轴，651.第一齿轮，652.第二齿轮，661.蜗杆输入齿轮，662.蜗杆输出齿轮，7.转向轴，8.转向摇臂，9.转向拉杆，10.减震及弹簧总成，11.轮毂单元，12.轮胎总成，13.悬架锁,4.平行销轴。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1和图2，本实用新型实施例包括：

实施例1

一种防车身侧倾执行器，用于给主动防车身侧倾悬架系统提供旋转动力，包括：执行器壳体61、驱动电机62、机械锁63、电机齿轮64、中间齿轮65、蜗杆66和执行齿轮67。所述执行器壳体61与驱动电机62的输出端固定连接。

所述驱动电机62的输出轴621穿入在执行器壳体61内，为了受力均匀，输出轴621的末端还安装有滚针轴承，并使滚针轴承固定在执行器壳体61上。驱动电机62的输出轴621上沿输出轴端部的方向依次安装有机械锁63和电机齿轮64。其中，机械锁63能在不通电的情况下完成对电机输出轴的锁定和解锁；电机齿轮64用于输出输出轴的扭矩。驱动电机能够精确的控制输出轴旋转的速度和角度，并且具备电制动和锁止功能，输出轴能够停在发出指定旋转角度的位置，并且能够防止外力的作用使输出轴偏离指定的角度。另外，驱动电机上还带有控制器（未显示），能够根据整车控制器提供的一些关于整车工况的数据，例如车速、方向盘转角、车身姿态等等，对驱动电机发出旋转、停止等各方面的控制指令。驱动电机62可以为伺服电机、步进电机或其他电机，只是伺服电机的控制精度更高，优选使用。另外，驱动电机61上还带有电控锁（未显示）

所述中间齿轮65和蜗杆66以平行于输出轴621的方向固定在执行器壳体61内，其两端分别通过固定在执行器壳体内的滚针轴承提供支撑力。其中，所述中间齿轮65包括同轴固定连接的第一齿轮651和第二齿轮652，且第一齿轮651的直径小于第二齿轮652的直径。所述蜗杆66位于执行器壳体61内的部分安装有蜗杆输入齿轮661，穿出执行器壳体的部分安装有蜗杆输出齿轮662。

所述执行齿轮67固定在主动防车身侧倾悬架系统的下平行杆上。

上述各齿轮的啮合关系为：电机齿轮与中间齿轮的第一齿轮（小齿轮）啮合，中间齿轮的第二齿轮（大齿轮）与蜗杆输入齿轮啮合，蜗杆输出齿轮与执行齿轮啮合。

上述齿轮配合的意义：

其一：电机输出轴的力矩通过电机齿轮和中间齿轮的啮合及中间齿轮与蜗杆齿轮（蜗杆输入齿轮）的啮合转化为蜗杆的旋转，蜗杆的旋转通过蜗杆输出齿轮与执行齿轮的啮合转化为执行齿轮的转动力矩，再通过执行齿轮与下平行杆的固定关系带动主动防车身侧倾悬架系统的旋转，以主动适应车辆运行中的各种状况。

其二：本齿轮配合采用了蜗杆齿轮传动的大传动比的设计，可以实现大扭矩传递。具体为，其先通过电机齿轮和中间齿轮的配合把蜗杆的转速降低，再通过蜗杆齿轮配合大传动比降低执行齿轮的转速，利用蜗杆齿轮大传动比的特点先降低蜗杆转速，有助于提高蜗杆的使用寿命。

利用本实用新型的主动防车身侧倾的悬架系统还包括：转向管柱1、上平行杆2、下平行杆3、主销座4、主销5、转向轴7、转向摇臂8、转向拉杆9、减震及弹簧总成10、轮毂单元11、轮胎总成12。

其中，所述转向管柱1固定在车身骨架上，其上带有两个沿车身纵向的平行销轴14，上平行杆2和下平行杆3以垂直于转向管柱1的方向，其中部通过滚针轴承连接在平行销轴12上，其两端各连接一个主销座4。上平行杆和下平行杆在滚针轴承的作用下，能绕着转向管柱的平行销轴旋转。其中，上、下平行杆均是由前后对称的两个片状结构组成，前后片状结构通过四个螺栓螺母及左右两边的主销座的螺母夹紧固定。平行杆片状结构的设计大大降低了其自身重量，使悬架系统轻量化。

所述主销5通过2个滚针轴承插入连接在主销座4上，其下端与固定在轮胎总成12上的轮毂单元11连接。该主销5为“S”形结构，包括转向梯形臂51和2个减震支撑臂52，所述转向梯形臂51安装在2个减震支撑臂52之间。

转向轴7通过两个滚针轴承插入连接在转向管柱1内，其上端与车把或方向盘连接，其下端连接并驱动转向摇臂8。所述转向拉杆9的一端与转向摇臂8连接，其另一端与主销5的转向梯形臂51连接。转向摇臂的拉点最大程度的减少了主销上下跳动对行驶方向的影响。

所述减震及弹簧总成10的上端与所述主销5连接，其下端与所述轮毂单元11固定连接，该减震及弹簧总成的两端焊接有悬架锁13，在需要时用于锁死减震和弹簧总成。

所述上平行杆2、下平行杆3及其两端的主销座4构成一个平行四边形，该平行四边形由防车身侧倾执行器6提供旋转动力，绕着转向管柱1的平行销轴14旋转，从而带动主销上下移动，使悬架系统适应车辆运行的各种工况。

上述主销5具有两种运动状态，其一是转向轴7驱动转向摇臂8，转向摇臂通过转向拉杆拉动主销5的转向梯形臂51，从而使主销绕自身旋转，实现前轮转向；其二是防车身侧倾执行器6驱动平行四边形绕转向管柱的平行销轴旋转，从而带动主销上下移动，以适应车辆运行中的各种工况。

本实用新型的防车身侧倾执行器的工作原理为：

车辆启动时，防车身侧倾执行器关闭机械锁，启动其自带的电控锁，保证车身不摇晃甚至倾倒；车辆启动后，防车身侧倾执行器的电控锁和机械锁均解锁。

当车辆转弯时，防车身侧倾执行器的控制器接收到整车控制器提供的转向信号，并结合整车控制器提供的关于整车工况的数据，如车速、侧倾角速度、方向盘转角、车身姿态等，对防车身侧倾执行器的驱动电机发出旋转的指控命令，驱动电机按其指令通过电机齿轮、中间齿轮和蜗杆齿轮的啮合，将驱动电机的力矩转化为蜗杆的旋转，蜗杆的旋转再通过执行齿轮的配合转化为执行齿轮的转动力矩，执行齿轮固定在下平行杆上，从而带动平行四边形绕着转向管柱的沿整车纵向的平行销轴作相应的旋转，以适应转弯的状态。

例如，向左转弯时，防车身侧倾执行器主动驱动上述平行四边形沿转向管柱的平行销轴逆时针旋转，使得悬架系统的右侧悬架拉伸、左侧悬架压缩，从而抵抗车身质量在惯性作用下向右侧转移，使车身保持水平状态，车身质心位置不变；另外，由于车身对悬架的反作用，使转弯内侧车轮对地面的压力损失减小，能提供的向心力增加，有效提高过弯的车速。车身侧倾大幅减少及车身质量转移减少，提高整车乘坐舒适性、操纵稳定性和行驶安全性。

当车辆停车时，防车身侧倾执行器的电控锁关闭，机械锁开启，悬架锁锁定悬架，使车辆在停止状态稳定。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种防车身侧倾执行器，用于给主动防车身侧倾悬架系统提供旋转动力，其特征在于，包括：执行器壳体、驱动电机、机械锁、电机齿轮、中间齿轮、蜗杆和执行齿轮；所述执行器壳体与所述驱动电机的输出端固定连接，所述驱动电机的输出轴穿入在所述执行器壳体内，其上沿输出轴端部的方向依次安装有机械锁和电机齿轮；所述中间齿轮和蜗杆以平行于所述输出轴的方向固定在所述执行器壳体内，其中，所述蜗杆位于所述执行器壳体内的部分安装有蜗杆输入齿轮，穿出所述执行器壳体的部分安装有蜗杆输出齿轮；所述中间齿轮分别与所述电机齿轮和蜗杆输入齿轮啮合，所述执行齿轮与所述蜗杆输出齿轮啮合，并与主动防车身侧倾悬架系统的下平行杆固定连接。

2.根据权利要求1所述的防车身侧倾执行器，其特征在于，所述中间齿轮包括同轴固定连接的第一齿轮和第二齿轮，且第一齿轮的直径小于第二齿轮的直径，其中，所述第一齿轮与所述电机齿轮啮合，所述第二齿轮与所述蜗杆输入齿轮啮合。

3.根据权利要求1所述的防车身侧倾执行器，其特征在于，所述驱动电机的输出轴的末端、中间齿轮和蜗杆的两端均通过滚针轴承固定支撑在所述执行器壳体上。

4.根据权利要求1至3任一项所述的防车身侧倾执行器，其特征在于，所述驱动电机上带有控制器。

5.根据权利要求4所述的防车身侧倾执行器，其特征在于，所述驱动电机为伺服电机或步进电机。