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自适应液压侧倾平衡系统

阅读：356发布：2021-02-03

专利汇可以提供自适应液压侧倾平衡系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且为了克服现有悬挂防侧倾系统性能的不足，本发明彻底打破常规，摈弃了传统悬挂的用防倾扭力杆把两侧车轮或下臂相连方式，以最科学的方式，通过改变受力点和力的方向，把有害的侧倾力转化为有用的，抵消侧倾力的反作用力。以大小相等，方向相反的侧倾力的反作用力来平衡侧倾力。在参数控制单元控制下：在车辆转弯时平衡侧倾力，并使车身降低，提高安全性和操控性；在车辆直行时车轮自由跳动，增强舒适性。通过参数控制单元实时分别控制前、后平衡装置的液压轴向力离合器的伸缩和锁止、改变车辆在制动时点头，起步加速时抬头的不良状态以提高平顺性。，下面是自适应液压侧倾平衡系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种车辆自适应液压侧倾平衡系统，其特征在于：所述自适应液压侧倾平衡系统，通过改变受力点和力的方向，把有害的侧倾力转化为有用的，抵消侧倾力的反作用力；以大小相等，方向相反的侧倾力的反作用力来平衡侧倾力；在参数控制单元控制下，在车辆转弯时平衡侧倾力，并使车身降低，提高安全性和操控性，在车辆直行时车轮自由跳动，增强舒适性；
通过参数控制单元实时分别控制前、后平衡装置的液压轴向力离合器的伸缩和锁止、改变车辆在制动时点头，起步加速时抬头的不良状态以提高平顺性；
以大小相等，方向相反的侧倾力的反作用力来平衡侧倾力，以提高安全性；在车辆直行时车轮自由跳动，增强舒适性；
通过实时分别控制前、后平衡装置的液压轴向力离合器的伸缩和锁止、改变车辆在制动时点头，起步加速时抬头的不良状态以提高平顺性。
2.根据权利要求1，所述自适应液压侧倾平衡系统，包括：轴向力离合器、连通管、可连续调节电磁阀、参数控制单元。
3.根据权利要求2，其特征在于，所述轴向力离合器是双向的，旁通管经旁通阀与液压缸上下两端连接，旁通阀是连续可调的，旁通管上有三通，连通管通过三通将双侧液压轴向力离合器互连，连通管上有连通阀用以开通或切断或调节双侧液压轴向力离合器之间的液压油的流动，连通阀是连续可调的，连接管的一端与同侧液压轴向力离合器的上端连接，连接管的另一端与另一侧液压轴向力离合器的下端连接，当旁通阀锁止时，液压油只能经连通管与双侧液压缸双向互补流通，两侧活塞杆互为推拉而同时升降；
旁通阀、连通阀可连续调节，控制液压油的流量，从而控制液压轴向力离合器的阻尼变化，扩展使用功能。进一步提高悬挂性能。
4.根据权利要求3，其特征在于，本发明的传递力的结构设置和液压传力的路径是特定的。
5.根据权利要求1，其特征在于，本发明以互相连接的液压油管取代了传统金属扭力杆，节省了大量空间，可与大部分车型配套使用，包括轨道车和其他需要防侧倾的设备上，实用性很强。可根据需要，进行简单组合，以适应不同用途、不同结构布局的车辆的不同需要。
6.根据权利要求3，其特征在于，所述倾斜力平衡装置为全液压倾斜力平衡装置；所述全液压倾斜力平衡装置包括：一对离心力控制轴向离合器、参数控制单元、以及互相连接的连通管；
该离心力控制轴向离合器包括：旁通阀、旁通管、活塞杆、液压缸、铰接于车身的第一安装孔，以及铰接于车轮支架的第二安装孔；
所述连通管的一端连接到一侧液压缸的下端，另一端连接到另一侧液压缸的上端；当所述参数控制单元检测到车辆直行时，控制所述旁通阀开通，液压油经所述旁通管、所述连通管流动，拉动双侧的活塞杆自由滑动；
当所述参数控制单元检测到车辆转弯时，控制所述旁通阀截止，液压油经所述连通管与双侧的液压缸双向互补流通，使得双侧活塞杆互为推拉而同时上升，导致双侧所述第一安装点和第二安装点之间的距离同步缩短从而平衡车身倾斜，并降低车身，并且只在车辆转弯时受离心力作用自动平衡侧倾力；
所述离心力控制轴向离合器传递或非传递轴向力：当离心力控制装置释放时，轴向离合器的轴在支架内做轴向滑动，起到滑动连接的作用，此时为非传递力状态；当所述离心力控制装置锁止时，轴向离合器的轴在支架内不能滑动，起到刚性连接的作用，此时为传递力状态；
所述离心力控制轴向离合器在车辆转弯时受离心力作用锁止离合器，逞刚性连接，为传递力状态，防倾杆装置介入，否则不介入。
7.根据权利要求3，其特征在于，旁通阀305开通，活塞杆302可自由滑动，为滑动连接，切断轴向力；旁通阀305截止，活塞杆302不能滑动，为刚性连接，传递轴向力；在实际应用中，所述离心力控制轴向离合器可以是上述实施例中示出液压式轴向离合器，也可以采用机械、电磁等其他形式的轴向离合器，能满足下述要求即可：轴向离合器传递或切断轴向力：当离心力控制装置释放时，轴向离合器的轴在支架内做轴向滑动，起到滑动连接的作用，此时为非传递力状态；当所述离心力控制装置锁止时，轴向离合器的轴在支架内不能滑动，起到刚性连接的作用，此时为传递力状态；轴向离合器受参数控制单元控制；当参数控制单元检测到车辆直行时，控制旁通阀开通，液压油经旁通管、连通管、流动，双侧活塞杆自由滑动，此时车轮自由跳动，增强舒适性；当参数控制单元检测到车辆转弯时，控制旁通阀截止，液压油只能经连通管与双侧液压缸双向互补流通，由于连通管一端连接到一侧液压缸的下端，另一端连接到另一侧液压缸的上端，这就导致两侧活塞杆互为推拉而同时升降；即当车辆右转时，受离心力作用车身左侧下降压迫左侧活塞杆上升，液压轴向离合器安装点之间距离缩短，活塞推动液压油沿连通管以实箭头方向向右侧液压缸下端流入，顶升右侧活塞杆上升，同时左侧活塞上升引起左侧液压缸下端产生负压，吸入右侧液压缸上部的液压油，共同顶升右侧活塞杆上升，右侧液压轴向离合器安装点之间距离亦同时缩短，从而平衡车身倾斜并降低车身；
参数控制单元包括：传感器、计算机和控制执行单元，具体地，采用传感器检测多个参数，并将检测到的数据提供给计算机进行信息处理，最后由控制执行单元根据信息处理结果控制离心力控制轴向离合器等其他部件。
8.根据权利要求1其特征在于：所述其中，所述离心力控制轴向离合器用于传递或切断轴向力。
9.根据权利要求11所述自补偿浮动摆臂独立悬挂系统，其特征在于：所述离心力控制剪刀式防倾杆装置进一步包括：参数控制单元；
当所述参数控制单元释放时，所述离心力控制轴向离合器的轴在支架内做轴向滑动，从而切断轴向力；
当所述参数控制单元锁止时，所述离心力控制轴向离合器的轴在支架内不能滑动，起到刚性连接的作用，从而传递轴向力。
10.根据权利要求1所述自补偿浮动摆臂独立悬挂系统，其特征在于，所述倾斜力平衡装置为全液压倾斜力平衡装置；
所述全液压倾斜力平衡装置包括：一对离心力控制轴向离合器、参数控制单元、以及互相连接的连通管；
该离心力控制轴向离合器包括：旁通阀、旁通管、活塞杆、液压缸、铰接于车身的第一安装孔，以及铰接于车轮支架的第二安装孔；
所述连通管的一端连接到一侧液压缸的下端，另一端连接到另一侧液压缸的上端；当所述参数控制单元检测到车辆直行时，控制所述旁通阀开通，液压油经所述旁通管、所述连通管流动，拉动双侧的活塞杆自由滑动。

说明书全文

自适应液压侧倾平衡系统

一、技术领域：

[0001] 本发明涉及车辆底盘技术，特别涉及一种车辆自适应液压侧倾平衡系统。

[0002] 二、发明背景：

[0003] 通过参考《汽车技术》、《汽车构造》、《详解各种悬挂形式的优缺点》等资料，与国内外现有技术对比分析，发现现有的车辆悬挂系统为防止车辆转弯时发生侧翻，都在车辆左右悬架的下臂，连接一根防倾扭力杆，利用杆身被扭转产生的反弹力来抑制车身侧倾防止翻车如图一。这些技术能减少一部分车辆过弯时离心力作用在车身的侧倾。但同时，因提高了整个悬挂的刚性，也导致车辆直行时整体舒适性的降低。是以牺牲舒适性而换来有限的防侧倾能力。即使车辆不转弯时，一侧车轮跳动时，扭力杆也会带动另一侧车轮一起跳动。为改善这一不足，德尔福的ASBS技术则利用中心交叉控制将防倾扭力杆从中问分开，通过电脑控制的驱动器为防倾扭力杆两端施加不同程度的转矩。当车辆直线行驶时，系统会将稳定杆与车辆脱离，从而很大地改善了驾驶的舒适性，如图二。然而就连当前最先进的德尔福的ASBS技术也只是在传统技术上做了一些改进，相比传统技术性能有所提高，它的主要优点在于消除了直线行驶时防倾扭力杆对舒适性的破坏。但仍不能理想的解决侧倾问题，这是因为，虽然电脑控制的驱动器将防倾扭力杆从中间分开了，但是防倾扭力杆两端仍然连接到左右悬架的下臂。也就是防倾扭力杆的作用力只对悬挂弹簧以下部件起作用，对车身没有直接作用，只有一部分力起到防倾作用，另一部分力仍然破坏舒适性。由此可见，不摆脱这种方式，就不会产生理想的防侧倾悬挂装置，就难以使车辆的操控性、稳定性、舒适性和安全性理想化。三、发明内容

[0004] 为了克服现有悬挂防侧倾系统性能的不足，本发明彻底打破常规，摈弃了传统悬挂的用防倾扭力杆把两侧车轮或下臂相连方式，以最科学的方式，通过改变受力点和力的方向，把有害的侧倾力转化为有用的，抵消侧倾力的反作用力。以大小相等，方向相反的侧倾力的反作用力来平衡侧倾力。在参数控制单元控制下：在车辆转弯时平衡侧倾力，并使车身降低，提高安全性和操控性；在车辆直行时车轮自由跳动，增强舒适性。

[0005] 通过参数控制单元实时分别控制前、后平衡装置的液压轴向力离合器的伸缩和锁止、改变车辆在制动时点头，起步加速时抬头的不良状态以提高平顺性；

[0006] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案由参数控制单元、双侧液压轴向离合器，输送液压油的连通管以及相互连接的管接头，三通、连通阀。

[0007] 参数控制单元包括：多个传感器、计算机和控制执行单元。具体地，采用传感器检测状态，并将检测到的数据提供给计算机进行信息处理，最后由控制执行单元根据信息处理结果控制离心力控制轴向离合器等其他部件。

[0008] 所需传感器有：方向盘转角、正、反向加速度、角速度、离心力、位移、速度等传感器。专用计算机。

[0009] 参数控制单元要满足至少4个状态的参数检测和状态控制，4个状态：常态、转弯、起步、制动。能够执行：常态：正常行驶时，开通所有旁通电磁阀，联通电磁阀(轴向离合器滑动连接，自由跳动，即车轮自由跳动，满足舒适性)转弯：关闭前后轮双侧旁通电磁阀、开通联通电磁阀，(两侧轴向离合器不能单独跳动，只能同时伸缩，此时受离心力作用的车身外侧向下压，使同侧轴向离合器缩短，在液压油的推拉作用下内侧轴向离合器同步缩短，导致两侧车身同时降低，防止了车身侧倾。并进一步降低车身。)本状态下其它指令不得起作用，或说本状态未解除时不得切换指令。起步：关闭后轮旁通电磁阀，联通电磁阀，开通前轮旁通电磁阀，联通电磁阀。(后轮轴向离合器为刚性连接，不能缩短，以克服起步时车身抬头的不利现象)

[0010] 制动：关闭前轮旁通电磁阀，联通电磁阀，开通后轮旁通电磁阀，联通电磁阀(前轮轴向离合器为刚性连接，不能缩短，以克服制动时车身点头的不利现象)

[0011] 本发明一个实施例中液压式轴向离合器的结构示意图如图3，包括：液压缸301、活塞杆302、活塞303、旁通管304、旁通阀305、液压油308、安装孔306、307。

[0012] 旁通阀305开通，活塞杆302可自由滑动，为滑动连接，切断轴向力；旁通阀305截止，活塞杆302不能滑动，为刚性连接，传递轴向力。旁通阀、连通阀可连续调节，控制液压油的流量，从而控制液压轴向力离合器的阻尼变化，扩展使用功能。进一步提高悬挂性能。

[0013] 在实际应用中，所述离心力控制轴向离合器可以是上述实施例中示出液压式轴向离合器，也可以采用机械、电磁等其他形式的轴向离合器，能满足下述要求即可：轴向离合器传递或切断轴向力：当离心力控制装置释放时，轴向离合器的轴在支架内做轴向滑动，起到滑动连接的作用，此时为非传递力状态；当所述离心力控制装置锁止时，轴向离合器的轴在支架内不能滑动，起到刚性连接的作用，此时为传递力状态；轴向离合器受参数控制单元控制

[0014] 具体地，如图4所示，该全液压倾斜力平衡系统的工作过程是：当参数控制单元检测到车辆直行时，控制旁通阀305开通，液压油经旁通管304、连通管404、405流动，双侧活塞杆302自由滑动，此时车轮自由跳动，增强舒适性。当参数控制单元检测到车辆转弯时，控制旁通阀05截止，液压油308只能经连通管404、405与双侧液压缸301双向互补流通，由于连通管一端连接到一侧液压缸的下端，另一端连接到另一侧液压缸的上端，这就导致两侧活塞杆302互为推拉而同时上升。即当车辆右转时，受离心力作用车身左侧下降压迫左侧活塞杆上升，液压轴向离合器安装点306、307之间距离缩短，活塞推动液压油沿连通管404以实箭头方向向右侧液压缸下端流入，顶升右侧活塞杆上升，同时左侧活塞上升引起左侧液压缸下端产生负压，吸入右侧液压缸上部的液压油，共同顶升右侧活塞杆上升，右侧液压轴向离合器安装点306、307之间距离亦同时缩短，从而平衡车身倾斜并降低车身。

[0015] 除前述对直行、转弯的控制外，根据前述原理，通过参数控制单元对前、后两组液压装置的电磁阀305、403分别进行相应控制，同样能够对起步加速抬头，制动时点头的不良状况有效控制。

[0016] 本发明以互相连接的液压油管取代了传统金属扭力杆，节省了大量空间，可与大部分车型配套使用，包括轨道车和其他需要防侧倾的设备上，。实用性很强。可根据需要，进行简单组合，以适应不同用途、不同结构布局的车辆的不同需要。四、附图说明

[0017] 图1、所示为当前多数车辆采用的技术，防倾扭力杆把双侧车轮连在一起。

[0018] 图2、所示为当前最先进的技术，用在少数高端车上，扭杆两端点1依然以传统方式连接在车轮上，驱动器2固定在车桥上。

[0019] 图3、为本发明一个实施例中液压式轴向离合器的结构示意图，包括：液压缸301、活塞杆302、活塞303、旁通管304、旁通阀305、液压油308、安装孔306、307。旁通阀305开通，活塞杆302可自由滑动，为滑动连接，切断轴向力；旁通阀305截止，活塞杆302不能滑动，为刚性连接，传递轴向力。旁通阀还可连续调节，控制液压油的流量，从而控制液压轴向力离合器的阻尼变化，扩展使用功能。进一步提高悬挂性能。本例中的离合器，还可以在活塞上加设控制阀，以取代旁通管和旁通阀。结构更紧凑。

[0020] 图4、所示为本发明的系统原理图。图4示出本发明一个具体实现中包括参数控制轴向离合器的全液压倾斜力平衡装置，以互相连接的连通管替代了传统的扭力平衡杆。离心力控制轴向离合器的第一安装孔306铰接于车身，第二安装孔307铰接于车轮支架。该离心力控制轴向离合器在参数控制单元的控制下实现在车辆直行时车轮自由跳动，增强舒适性。车辆转弯时平衡倾斜力，并使车身降低，提高安全性和操控性。

[0021] 图5、所示为采用剪刀式防倾杆与液压式轴向离合器配套的又一实施例，液压缸501，活塞杆502，活塞503，旁通管504，旁通阀505，上安装点506，下安装点507，液压油
508，三通509，储液罐510，浮动活塞511，防倾杆512、513，车体514，安装点515，车轮516.是采用剪刀式防倾杆与液压式轴向离合器配套，用一对防倾杆替代了前一实施例中的连通管，传递力的方式与图4中的实施例大同小异，效果也基本相同。

[0022] 图6、所示为液压式轴向离合器的另一种结构，性能与图3所示离合器相同，与图3相比，区别在于：增加了储液罐510，浮动活塞511，缩短了活塞杆，减少了整个部件的高度，能够节省安装空间。五、具体实施方式

[0023] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图并举实施例，对本发明的技术方案进行详细说明。

[0024] 图4示出本发明一个具体实现中包括参数控制轴向离合器的全液压倾斜力平衡装置，以互相连接的连通管替代了传统的扭力平衡杆。离心力控制轴向离合器的第一安装孔306铰接于车身406安装点407，第二安装孔307铰接于车轮支架408。该离心力控制轴向离合器在参数控制单元的控制下实现在车辆直行时车轮自由跳动，增强舒适性。车辆转弯时平衡倾斜力，并使车身降低，提高安全性和操控性。

[0025] 具体地，该全液压倾斜力平衡装置的工作过程是：当参数控制单元检测到车辆直行时，控制旁通阀305开通，液压油经旁通管304、连通管404、405流动，双侧活塞杆302自由滑动，此时车轮自由跳动，增强舒适性。当参数控制单元检测到车辆转弯时，控制旁通阀05截止，液压油308只能经连通管404、405与双侧液压缸301双向互补流通，由于连通管一端连接到一侧液压缸的下端，另一端连接到另一侧液压缸的上端，这就导致两侧活塞杆302互为推拉而同时升降。即当车辆右转时，受离心力作用车身左侧下降压迫左侧活塞杆上升，液压轴向离合器安装点306、307之间距离缩短，活塞推动液压油沿连通管404以实箭头方向向右侧液压缸下端流入，顶升右侧活塞杆上升，同时左侧活塞上升引起左侧液压缸下端产生负压，吸入右侧液压缸上部的液压油，共同顶升右侧活塞杆上升，右侧液压轴向离合器安装点306、307之间距离亦同时缩短，从而平衡车身倾斜并降低车身。

[0026] 在一个示例中，参数控制单元包括：传感器、计算机和控制执行单元。具体地，采用传感器检测状态，并将检测到的数据提供给计算机进行信息处理，最后由控制执行单元根据信息处理结果控制离心力控制轴向离合器等其他部件。

[0027] 本发明的又一实施例如图5所示，图中液压缸501，活塞杆502，活塞503，旁通管504，旁通阀505，上安装点506，下安装点507，液压油508，三通509，储液罐510，浮动活塞
511，防倾杆512、513，车体514，安装点515，车轮516.是采用剪刀式防倾杆与液压式轴向离合器配套，用一对防倾杆替代了前一实施例中的连通管，传递力的方式与图4中的实施例大同小异，效果也基本相同。

[0028] 本发明的另一实施例如图6所示为液压式轴向离合器的另一种结构，性能与图3所示离合器相同，与图3相比，区别在于：为了平衡液压缸501上、下腔的容量差而增加了储液罐510，浮动活塞511，缩短了活塞杆，减少了整个部件的高度，能够节省安装空间。实际应用中，可根据实际情况选用。

[0029] 除前述对直行、转弯的控制外，根据前述原理，通过参数控制单元对前、后两组液压装置的电磁阀305、403分别进行相应控制，同样能够对起步加速抬头，制动时点头的不良状况有效控制。

[0030] 本发明可根据需要，进行简单组合，以适应不同用途、不同结构布局的车辆的不同需要。

[0031] 本发明的有益效果是：

[0032] 主要的，提高防侧倾能力，增强了主动安全性。同时还能大幅提高舒适性。节省了安装空间，节省原材料，用很低的成本，实现卓越的性能。

[0033] 对车辆其他悬挂系统没有干扰，有利提高运动性能。

[0034] 受力合理，有效降低轮胎磨损。有助于改善相关运动机构的受力。

[0035] 适配性强，可以和大多数大小车辆配套使用，利于推广和市场化。

[0036] 在此原理基础上，可以延伸开发很多功能，可以发展为防侧倾平台。

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锁止离合器的控制装置	2020-05-16	401
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