專利名稱：電子控制的多級剛度可調(diào)式橫向穩(wěn)定桿裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種車用穩(wěn)定裝置，特別涉及一種電子控制的多級剛度可調(diào)式橫 向穩(wěn)定桿裝置。
背景技術：
橫向穩(wěn)定桿是用在汽車轉向及行駛與不平路面時，抑制車身過度的側傾，以保證 汽車行駛的穩(wěn)定性與平順性?，F(xiàn)有技術中，汽車橫向穩(wěn)定桿為固定剛度，不能滿足汽車在不 同的負載條件及不同轉彎車速時對穩(wěn)定桿的剛度需求，從而不能同時滿足用戶對汽車行駛 穩(wěn)定性與平順性的要求。中國專利2885633Y公開了“一種電子控制的等級變剛度橫向穩(wěn)定 裝置”，它在橫向穩(wěn)定桿外設置有二級、三級左右穩(wěn)定半桿，其在二級、三級電磁閥的壓迫下 分別與穩(wěn)定桿通過花鍵滑動嚙合，因而可通過電子控制單元根據(jù)行車狀況發(fā)來的信號來控 制電磁閥，從而得到四級不同穩(wěn)定桿剛度。其存在的不足是首先存在裝配問題，根據(jù)專利 說明，二三級左右穩(wěn)定半桿無法套裝在包含左右橫臂的U形穩(wěn)定桿外；其次，電磁閥布置位 置與具體執(zhí)行方式不明確；再次，該專利結構復雜，需要四根輔助穩(wěn)定半桿，且不便于實際 應用。此外，中國專利201227950Y公開了“一種電子控制的變剛度橫向穩(wěn)定桿”，它在橫向 穩(wěn)定桿外平行布置有一根兩端帶有方向相反螺紋的螺桿和一根光滑導桿，它們在兩個連接 桿的輔助作用下通過花鍵與穩(wěn)定桿滑動嚙合，通過電子控制單元控制電機正轉或反轉，進 而調(diào)節(jié)螺桿和導桿的接入長度，以此來調(diào)節(jié)穩(wěn)定桿剛度。不過該專利方案也有明顯不足之 處首先，桿件的剛度取決于最下剛度截面的剛度，而該專利中接入的螺桿_導桿-連接桿 系統(tǒng)的剛度遠遠大于穩(wěn)定外部未接入部分的截面剛度，因此該專利方案實際上對剛度調(diào)節(jié) 作用很有限；其次，該專利方案也存在與專利2885633Y類似的裝配問題；再次，該專利方案 的輔助機構復雜，占用空間大，不便于實際應用中整車布置。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術問題是要提供一種結構簡單、易于操控，能實現(xiàn)穩(wěn)定 桿剛度等級可調(diào)電子控制的多級剛度可調(diào)式橫向穩(wěn)定桿裝置。為了解決以上的技術問題，本實用新型提供了如下的技術方案一種電子控制的多級剛度可調(diào)式橫向穩(wěn)定桿裝置，包括橫向穩(wěn)定桿及其附屬機 構、電控單元及其信號采集裝置與執(zhí)行機構，所述的橫向穩(wěn)定桿由左穩(wěn)定半桿、右穩(wěn)定半桿 和套筒組成；所述的左穩(wěn)定半桿右端設置有階梯狀的多級外花鍵，右穩(wěn)定半桿的左端設置 有小半徑內(nèi)花鍵和大半徑外花鍵，左、右穩(wěn)定半桿外套有套筒，該套筒的左端設置有階梯狀 多級內(nèi)花鍵，右端設置有大半徑內(nèi)花鍵，套筒與右穩(wěn)定半桿通過大半徑花鍵嚙合，與左穩(wěn)定 半桿通過階梯狀多級花鍵嚙合；其中左穩(wěn)定半桿與套筒之間的階梯狀多級內(nèi)、外花鍵的依 次嚙合實現(xiàn)了橫向穩(wěn)定桿的等級剛度調(diào)節(jié)；所述的橫向穩(wěn)定桿設置有與之平行的光滑導桿 和帶有螺紋的旋桿，以及左法蘭、套筒法蘭和右法蘭，并且，由導桿、旋桿、左法蘭、套筒法蘭 和右法蘭組成的輔助機構將左穩(wěn)定半桿、右穩(wěn)定半桿與套筒軸向位置固定，且該輔助機構與橫向穩(wěn)定桿之間能相對旋轉；所述執(zhí)行機構受電子控制單元ECU的控制，帶動套筒相對 橫向穩(wěn)定桿左移或右移，實現(xiàn)多級剛度可調(diào)。所述電子控制單元ECU連接有采集車輛車速、 轉彎及載重信號的傳感器。所述穩(wěn)定桿橫向部分截面直徑大于縱向橫臂部分截面直徑，且結合部通過平緩過 度將大直徑截面延伸至縱向橫臂部分。所述的執(zhí)行機構是電機和蝸輪蝸桿機構，或是由液壓泵、電磁閥、液壓缸組成的液 壓機構。所述套筒的外徑不小于等于左穩(wěn)定半桿三級截面直徑D3的1. 2倍。所述左穩(wěn)定半桿右端的多級外花鍵設有三個有效自由長度，為一級外花鍵有效自 由長度I1、二級外花鍵有效長度I2、三級外花鍵有效長度13，其中三個有效長度的關系為I2 > 2*l3，li > 12+13 ；套筒的右端三級內(nèi)花鍵G與右穩(wěn)定半桿的三級外花鍵I的長度足夠長。所述套筒的右端三級內(nèi)花鍵G與右穩(wěn)定半桿的三級外花鍵I的最佳長度為Iiq本實用新型多級剛度可調(diào)式橫向穩(wěn)定桿剛度的原理是電子控制單元ECU根據(jù)采 集的車輛車速、轉彎與載重信號，按照相應控制策略，發(fā)送控制信號給執(zhí)行機構，推動套筒 左移或右移，使多級花鍵相應嚙合，得到多個不同的截面主慣性矩I，從而得到多個不同等 級的剛度，實現(xiàn)穩(wěn)定桿剛度的多級可調(diào)。本實用新型的有益效果是，可以很方便的根據(jù)實際情況調(diào)節(jié)橫向穩(wěn)定桿剛度，改 善車輛穩(wěn)定性與平順性，系統(tǒng)結構簡單，易于實現(xiàn)。

[0013]圖1是本實用新型的結構原理示意圖 [0014]圖2是本實用新型三級剛度實現(xiàn)原理結構示意圖；[0015]圖中標號說明[0016]1-左穩(wěn)定半桿；2-右穩(wěn)定半桿；[0017]3_套筒；4-輔助光桿；[0018]5-輔助旋桿；6-蝸輪；[0019]7_蝸桿；8-電機；[0020]9-左法蘭； ο-套筒法蘭；[0021]11-右法蘭；A-左穩(wěn)定半桿--級外花鍵；[0022]B-左穩(wěn)定半桿二級外花鍵；C-左穩(wěn)定半桿三工級外花鍵；[0023]D-套筒一級內(nèi)花鍵；E-套筒二級內(nèi)花鍵；[0024]F-套筒左端三級內(nèi)花鍵；G-套筒右端三級內(nèi)花鍵；[0025]H-右穩(wěn)定半桿一級內(nèi)花鍵；I-右穩(wěn)定半桿三工級外花鍵；[0026]D1- 一級花鍵有效截面直徑；D2- 二級花鍵有效截面直徑；[0027]D3-三級花鍵有效截面直徑；1「左穩(wěn)定半桿一級外花鍵有效自由長度[0028]I2-左穩(wěn)定半桿二級外花鍵有效長度；I3-左穩(wěn)定半桿三級外花鍵有效長度。
具體實施方式請參閱附圖所示，對本實用新型作進一步的描述。[0030]如圖1所示，本實用新型提供了一種電子控制的多級剛度可調(diào)式橫向穩(wěn)定桿裝 置，包括橫向穩(wěn)定桿及其附屬機構、電控單元及其信號采集裝置與執(zhí)行機構，所述的橫向穩(wěn) 定桿由左穩(wěn)定半桿1、右穩(wěn)定半桿2和套筒3組成；所述的左穩(wěn)定半桿1右端設置有階梯狀 的多級外花鍵，右穩(wěn)定半桿2的左端設置有小半徑內(nèi)花鍵和大半徑外花鍵，左、右穩(wěn)定半桿 外套有套筒3，該套筒3的左端設置有階梯狀多級內(nèi)花鍵，右端設置有大半徑內(nèi)花鍵，左穩(wěn) 定半桿1與右穩(wěn)定半桿2通過外花鍵A與內(nèi)花鍵H嚙合，嚙合有效長度足以保證傳遞一級 穩(wěn)定桿剛度；套筒3套在左、右穩(wěn)定半桿外側，并通過內(nèi)花鍵G與外花鍵I與右穩(wěn)定半桿常 嚙合，通過內(nèi)花鍵D與外花鍵A滑動常嚙合；其中左穩(wěn)定半桿1與套筒3之間的階梯狀多級 內(nèi)、外花鍵的依次嚙合實現(xiàn)了橫向穩(wěn)定桿的等級剛度調(diào)節(jié)；所述的橫向穩(wěn)定桿設置有與之 平行的光滑導桿4和帶有螺紋的旋桿5，以及左法蘭9、套筒法蘭10和右法蘭11，并且，由導 桿4、旋桿5、左法蘭9、套筒法蘭10和右法蘭11組成的輔助機構將左穩(wěn)定半桿1、右穩(wěn)定半 桿2與套筒3軸向位置固定，且該輔助機構與橫向穩(wěn)定桿之間能相對旋轉；所述執(zhí)行機構受 電子控制單元ECU的控制，帶動套筒3相對橫向穩(wěn)定桿左移或右移，實現(xiàn)多級剛度可調(diào)。所 述電子控制單元E⑶連接有采集車輛車速、轉彎及載重信號的傳感器。所述穩(wěn)定桿橫向部分截面直徑大于縱向橫臂部分截面直徑，且結合部通過平緩過 度將大直徑截面延伸至縱向橫臂部分。所述的執(zhí)行機構是電機8和蝸輪6蝸桿7機構，或是由液壓泵、電磁閥、液壓缸組 成的液壓機構。本實用新型多級剛度可調(diào)式橫向穩(wěn)定桿剛度的原理是電子控制單元ECU根據(jù)采 集的車輛車速、轉彎與載重信號，按照相應控制策略，發(fā)送控制信號給執(zhí)行機構，推動套筒 左移或右移，使多級花鍵相應嚙合，得到多個不同的截面主慣性矩I，從而得到多個不同等 級的剛度，實現(xiàn)穩(wěn)定桿剛度的多級可調(diào)。如圖2所示，穩(wěn)定桿有效截面直徑為一級截面直SD1，穩(wěn)定桿有效剛度為一級剛 度；如果電機8在電子控制單元ECU控制下，通過蝸桿7與蝸輪6的動力傳遞帶動旋桿5旋 轉而縮短，從而拉動套筒法蘭10和套筒3沿導桿4左移，直至二級內(nèi)花鍵E與二級外花鍵 B嚙合，此時有效截面直徑為二級截面直徑D2,穩(wěn)定桿有效剛度為二級剛度；如果電機8繼 續(xù)動作，使套筒3繼續(xù)左移，直至三級內(nèi)花鍵F與三級外花鍵C嚙合，此時有效截面直徑為 三級直徑D3，穩(wěn)定桿有效剛度為三級剛度。這樣就實現(xiàn)了穩(wěn)定桿的三級剛度調(diào)節(jié)。為了保證本實用新型有效實現(xiàn)三級剛度調(diào)節(jié)，特作以下說明1)根據(jù)材料力學相關理論可知，當相同材料的環(huán)形截面套筒與圓形截面圓柱嚙合 時，要保證整體具有圓截面圓柱的剛度，則要求套筒3外徑大于圓柱直徑的1.2倍。因弓丨， 套筒3的外徑不小于等于左穩(wěn)定半桿1三級截面直徑D3的1. 2倍。2)為了實現(xiàn)三個等級花鍵的依次嚙合，要求一級外花鍵有效自由長度I1、二級外 花鍵有效長度I2、三級外花鍵有效長度I3之間滿足以下關系=I1 > I2 > 13。因此，為了保 證有效嚙合，本實用新型要求I2 > 2*l3，li > 12+13。同時，要求套筒3的右端三級內(nèi)花鍵G 與右穩(wěn)定半桿2的三級外花鍵I的長度足夠長，本實用新型最佳長度為I。3)為了排除光桿4、旋桿5、左法蘭9、套筒法蘭10與右法蘭11組成的輔助系統(tǒng)對 穩(wěn)定桿剛度調(diào)節(jié)的干擾，需要進行如下設計套筒法蘭10與套筒3通過相應結構，如軸承、 擋圈卡簧、螺母等進行軸向位置固定，但可相對旋轉；左法蘭9和右法蘭11與車架固定在一起，同時通過相應結構將其與穩(wěn)定桿的軸向相對位置固定，并使其可分別與左穩(wěn)定半桿1 和右穩(wěn)定半桿2自由相對旋轉。同時，電機、蝸桿、渦輪、旋桿等通過相應的結構與車架相 連。 但是，上述的具體實施方式
只是示例性的，是為了更好的使本領域技術人員能夠 理解本實用新型，不能理解為是對本專利包括范圍的限制；只要是根據(jù)本專利所揭示精神 的所作的任何等同變更或修飾，均落入本專利包括的范圍。
權利要求一種電子控制的多級剛度可調(diào)式橫向穩(wěn)定桿裝置，包括橫向穩(wěn)定桿及其附屬機構、電控單元及其信號采集裝置與執(zhí)行機構，其特征在于所述的橫向穩(wěn)定桿由左穩(wěn)定半桿(1)、右穩(wěn)定半桿(2)和套筒(3)組成；所述的左穩(wěn)定半桿(1)右端設置有階梯狀的多級外花鍵，右穩(wěn)定半桿(2)的左端設置有小半徑內(nèi)花鍵和大半徑外花鍵，套筒(3)的左端設置有階梯狀多級內(nèi)花鍵，右端設置有大半徑內(nèi)花鍵，左穩(wěn)定半桿(1)、右穩(wěn)定半桿(2)以及套筒(3)之間通過相對應的花鍵嚙合，其中左穩(wěn)定半桿(1)與套筒(3)之間的階梯狀多級內(nèi)、外花鍵的依次嚙合實現(xiàn)了橫向穩(wěn)定桿的等級剛度調(diào)節(jié)；所述的橫向穩(wěn)定桿設置有與之平行的光滑導桿(4)和帶有螺紋的旋桿(5)，以及左法蘭(9)、套筒法蘭(10)和右法蘭(11)，并且，由導桿(4)、旋桿(5)、左法蘭(9)、套筒法蘭(10)和右法蘭(11)組成的輔助機構將左穩(wěn)定半桿(1)、右穩(wěn)定半桿(2)與套筒(3)軸向位置固定，且該輔助機構與橫向穩(wěn)定桿之間能相對旋轉；所述執(zhí)行機構受電子控制單元的控制，帶動套筒相對橫向穩(wěn)定桿左移或右移，實現(xiàn)多級剛度可調(diào)。
2.按權利要求1所述的電子控制的多級剛度可調(diào)式橫向穩(wěn)定桿裝置，其特征在于所述穩(wěn)定桿橫向部分截面直徑大于縱向橫臂部分截面直徑，且結合部通過平緩過度將 大直徑截面延伸至縱向橫臂部分。
3.按權利要求1所述的電子控制的多級剛度可調(diào)式橫向穩(wěn)定桿裝置，其特征在于所述的執(zhí)行機構是電機和蝸輪蝸桿機構，或是由液壓泵、電磁閥、液壓缸組成的液壓機構。
4.按權利要求1所述的電子控制的多級剛度可調(diào)式橫向穩(wěn)定桿裝置，其特征在于 所述套筒(3)的外徑不小于等于左穩(wěn)定半桿(1)三級截面直徑D3的1. 2倍。
5.按權利要求1所述的電子控制的多級剛度可調(diào)式橫向穩(wěn)定桿裝置，其特征在于 所述左穩(wěn)定半桿(1)右端的多級外花鍵設有三個有效自由長度，為一級外花鍵有效自由長度I1、二級外花鍵有效長度I2、三級外花鍵有效長度13，其中三個有效長度的關系為I2 > 2*13，I1 > 12+13 ；套筒(3)的右端三級內(nèi)花鍵G與右穩(wěn)定半桿(2)的三級外花鍵I的長 度足夠長。
6.按權利要求5所述的電子控制的多級剛度可調(diào)式橫向穩(wěn)定桿裝置，其特征在于 所述套筒(3)的右端三級內(nèi)花鍵G與右穩(wěn)定半桿(2)的三級外花鍵I的最佳長度為Ip
專利摘要本實用新型公開一種電子控制的多級剛度可調(diào)式橫向穩(wěn)定桿裝置，由橫向穩(wěn)定桿及其附屬機構、電控單元及其信號采集系統(tǒng)與執(zhí)行機構組成，橫向穩(wěn)定桿由左、右穩(wěn)定半桿組成，二者通過花鍵嚙合，并有附屬機構固定軸向相對位置，左、右穩(wěn)定半桿外套有套筒，左穩(wěn)定半桿通過階梯狀外花鍵與設置有階梯狀內(nèi)花鍵的套筒相嚙合，右穩(wěn)定半桿通過大半徑外花鍵與套筒常嚙合，套筒可沿花鍵與左、右穩(wěn)定半桿相對滑動，電子控制單元根據(jù)車速、轉彎角度、負載情況等發(fā)出相應控制信號給執(zhí)行機構，帶動套筒左右滑動，從而實現(xiàn)多級剛度可調(diào)，改善車輛穩(wěn)定性與平順性。本實用新型的優(yōu)點是很方便的根據(jù)實際情況調(diào)節(jié)橫向穩(wěn)定桿剛度，改善車輛穩(wěn)定性與平順性，系統(tǒng)結構簡單，易于實現(xiàn)。
文檔編號B60G21/055GK201756045SQ201020262618
公開日2011年3月9日 申請日期2010年7月19日 優(yōu)先權日2010年7月19日
發(fā)明者衛(wèi)鐿周, 陳辛波 申請人:同濟大學