本發(fā)明涉及一種汽車主動(dòng)橫向穩(wěn)定裝置，具體涉及一種諧波齒輪式主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿裝置。

背景技術(shù)：

橫向穩(wěn)定桿的作用是在汽車轉(zhuǎn)向或者行駛在顛簸路面時(shí)，車輛兩側(cè)懸架的變形不同，造成橫向穩(wěn)定桿的桿身扭轉(zhuǎn)變形，被扭轉(zhuǎn)的桿身產(chǎn)生的反力矩起到阻止車輛側(cè)傾的效果。但當(dāng)汽車行駛在不同的顛簸路面或者在轉(zhuǎn)向時(shí)的車速、轉(zhuǎn)向盤角速度、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角、載荷等參數(shù)不同時(shí)，傳統(tǒng)橫向穩(wěn)定桿無法根據(jù)需要主動(dòng)產(chǎn)生大小與方向可調(diào)的反側(cè)傾力矩，一旦當(dāng)內(nèi)側(cè)車輪離開地面時(shí)就會(huì)發(fā)生側(cè)翻現(xiàn)象。所以，傳統(tǒng)橫向穩(wěn)定桿只能通過被動(dòng)扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生減小車輛側(cè)傾的反側(cè)傾力矩，不能有效避免高速行駛的車輛在急轉(zhuǎn)向或者路面顛簸角較大時(shí)的車輛側(cè)翻控制。

中國(guó)專利號(hào)為：200820098610X公開了“ 一種電子控制的變剛度橫向穩(wěn)定桿”是在中國(guó)專利號(hào)為：2006200408929 “一種電子控制的等級(jí)變剛度橫向穩(wěn)定桿裝置”的基礎(chǔ)上優(yōu)化了結(jié)構(gòu)，但兩者的功能實(shí)現(xiàn)只是針對(duì)部分工況，簡(jiǎn)單改變穩(wěn)定桿的接入長(zhǎng)度來得到幾個(gè)不同的穩(wěn)定桿剛度值，同時(shí)兩者均沒有考慮汽車的側(cè)向加速度、側(cè)傾角、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角與角速度等多種因素的影響，不能保證汽車在急轉(zhuǎn)向工況下具有很好的安全性。當(dāng)車輛由轉(zhuǎn)向時(shí)引起的側(cè)傾變?yōu)闊o側(cè)傾的直線行駛時(shí)，由于穩(wěn)定桿本身剛度的變化引起乘坐舒適性與平順性大大降低。中國(guó)專利號(hào)為：CN103818211A公開了“ 一種車用主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿”該專利描述了一種由控制器控制集成減速機(jī)構(gòu)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)型橫向穩(wěn)定桿裝置。由于該專利的減速機(jī)構(gòu)采用的是兩級(jí)行星齒輪傳動(dòng)，存在結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，傳動(dòng)比相比諧波齒輪較小、傳動(dòng)效率低等問題。當(dāng)車輛側(cè)傾角較大時(shí)，不能產(chǎn)生較大的反側(cè)傾力矩來控制車輛的側(cè)翻。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于為了克服由于傳統(tǒng)汽車穩(wěn)定桿無法根據(jù)車輛行駛狀況主動(dòng)控制反側(cè)傾力矩的大小與方向，使汽車在急轉(zhuǎn)向或者行駛在顛簸路面時(shí)產(chǎn)生過大側(cè)傾而側(cè)翻，導(dǎo)致行駛安全性降低的技術(shù)缺陷，提供一種諧波齒輪式主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿裝置。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：一種諧波齒輪式主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿裝置，包括左、右穩(wěn)定半桿，其特征在于，所述左穩(wěn)定半桿與左諧波齒輪機(jī)構(gòu)中的剛輪相連；所述右穩(wěn)定半桿與右諧波齒輪機(jī)構(gòu)中的柔輪相連；所述左穩(wěn)定半桿和所述右穩(wěn)定半桿之間連接有動(dòng)力執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述動(dòng)力執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括殼體和位于所述殼體內(nèi)的直流電機(jī)與左、右兩套諧波齒輪機(jī)構(gòu)；所述直流電機(jī)的輸出軸兩端分別與所述左、右諧波齒輪機(jī)構(gòu)的波發(fā)生器相連；所述左諧波齒輪機(jī)構(gòu)中的柔輪與殼體固連，所述右諧波齒輪機(jī)構(gòu)中的剛輪與殼體固連；

進(jìn)一步的，

上述方案中，所述左穩(wěn)定半桿通過左支承構(gòu)件支撐在車架的左側(cè)，所述右穩(wěn)定半桿通過右支承構(gòu)件支撐在車架的右側(cè)，所述左穩(wěn)定半桿通過左扭桿連接臂與懸架的下橫臂相連，所述右穩(wěn)定半桿通過右扭桿連接臂與懸架的下橫臂相連。

進(jìn)一步的，所述殼體內(nèi)部設(shè)有齒輪潤(rùn)滑油。

本發(fā)明的有益效果： 依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案根據(jù)車輛的行駛狀況，通過控制直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)矩大小，使左、右穩(wěn)定半桿產(chǎn)生不同程度的相對(duì)扭轉(zhuǎn)，產(chǎn)生不同的反側(cè)傾力矩，控制汽車側(cè)傾角的大小，避免車輛側(cè)翻情況的出現(xiàn)，提高了車輛行駛的安全性與平順性；同時(shí)當(dāng)汽車直線行駛在較平坦路面上時(shí)或者當(dāng)ECU出現(xiàn)故障時(shí),ECU對(duì)直流電機(jī)不供電，根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種諧波齒輪式主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿裝置在功能上相當(dāng)于被動(dòng)橫向穩(wěn)定桿，增加了裝置的可靠性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的工作原理圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本發(fā)明的一種諧波齒輪式主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿裝置包括左穩(wěn)定半桿1和右穩(wěn)定半桿1’組成，所述左穩(wěn)定半桿1通過左支承構(gòu)件9支撐在車架的左側(cè)，所述右穩(wěn)定半桿1’通過右支承構(gòu)件9’支撐在車架的右側(cè)，所述左穩(wěn)定半桿1通過左扭桿連接臂10與懸架的下橫臂相連，所述右穩(wěn)定半桿1’通過右扭桿連接臂10’與懸架的下橫臂相連。所述左穩(wěn)定半桿1和所述右穩(wěn)定半桿1’之間連接有動(dòng)力執(zhí)行機(jī)構(gòu)。所述動(dòng)力執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括殼體（8）和位于所述殼體（8）內(nèi)的兩套諧波齒輪機(jī)構(gòu)與直流電機(jī)；所述左、右兩套諧波齒輪機(jī)構(gòu)的波發(fā)生器分別與直流電機(jī)的輸出軸兩端相連；ECU用于控制直流電機(jī)與左、右諧波齒輪中波發(fā)生器的動(dòng)力聯(lián)系。所述左側(cè)諧波齒輪機(jī)構(gòu)中的柔輪固定于殼體，剛輪與左側(cè)的穩(wěn)定半桿連接；所述右側(cè)的諧波齒輪機(jī)構(gòu)的中剛輪固定于殼體，柔輪與右側(cè)的穩(wěn)定半桿連接；當(dāng)電機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，左、右兩側(cè)的諧波齒輪傳動(dòng)中，波發(fā)生器均為主動(dòng)件，其中左側(cè)的柔輪為固定件，剛輪為從動(dòng)件；右側(cè)的剛輪為固定件，柔輪為從動(dòng)件；

設(shè)分別為左、右剛輪與柔輪齒數(shù)，且取（n為剛輪與柔輪的齒數(shù)差，取值為任意自然數(shù)）。

則左側(cè)的諧波齒輪傳動(dòng)比；

右側(cè)的諧波齒輪傳動(dòng)比。

為使左、右穩(wěn)定半桿經(jīng)諧波傳動(dòng)后輸出的力矩大小相等，方向相反，選取，此時(shí)，即左、右諧波齒輪的傳動(dòng)比大小相等，傳動(dòng)方向相反。

所述殼體8內(nèi)部設(shè)有齒輪潤(rùn)滑油，用來給所述齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)提供潤(rùn)滑。所述汽車ECU控制系統(tǒng)根據(jù)采集到的汽車側(cè)向加速度傳感器、車速傳感器、車身側(cè)傾角傳感器、轉(zhuǎn)向盤角速度傳感器、車輪負(fù)荷傳感器的信號(hào)來控制所述直流電機(jī)輸出電流；

本發(fā)明的工作原理如圖2所述。

當(dāng)汽車右轉(zhuǎn)向行駛時(shí)， 由于離心力的作用，簧載質(zhì)量發(fā)生由內(nèi)輪向外輪的轉(zhuǎn)移，使汽車向左側(cè)傾。汽車ECU控制系統(tǒng)計(jì)算出轉(zhuǎn)彎時(shí)的側(cè)向加速度，再將側(cè)向加速度輸入到車輛模型中根據(jù)側(cè)向加速度與理想側(cè)傾角的關(guān)系計(jì)算出得到理想側(cè)傾角所需的反側(cè)傾力矩，從而確定直流電機(jī)的基本輸出電流；同時(shí)根據(jù)車輛的行駛速度、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角速度與四個(gè)車輪上的負(fù)荷確定電機(jī)的修正電流，根據(jù)基本電流與修正電流值之和確定電機(jī)電流輸出值，驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。通過電機(jī)輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)左、右諧波齒輪實(shí)現(xiàn)減速增扭運(yùn)動(dòng)，從而使左、右穩(wěn)定半桿兩端產(chǎn)生如圖1箭頭方向所示的扭矩，該扭矩對(duì)于右轉(zhuǎn)向行駛的汽車產(chǎn)生抑制汽車側(cè)傾的反側(cè)傾力矩。當(dāng)汽車左轉(zhuǎn)或行駛在顛簸路面產(chǎn)生較大側(cè)傾時(shí)，其工作原理與右轉(zhuǎn)相同，在此不再?gòu)?fù)述。

當(dāng)汽車直線行駛在較平坦路面上時(shí)，車輛產(chǎn)生的側(cè)傾角較小，ECU對(duì)直流電機(jī)不供電，直流電機(jī)不工作以減少能耗及延長(zhǎng)直流電機(jī)的使用壽命。當(dāng)一側(cè)路面有較小顛簸或兩側(cè)均有較小顛簸但一側(cè)顛簸程度大于另外一側(cè)時(shí)，不妨以左側(cè)為例進(jìn)行分析。左側(cè)路面的較小顛簸會(huì)使得左側(cè)的橫向穩(wěn)定半桿產(chǎn)生較小的扭矩T₁帶動(dòng)左側(cè)諧波齒輪機(jī)構(gòu)的剛輪產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，由于左側(cè)的柔輪固定，此時(shí)左側(cè)波發(fā)生器變成了從動(dòng)件，電機(jī)輸出軸被拖動(dòng)。

此時(shí)，電機(jī)輸出軸得到的扭矩：

由于電機(jī)輸出軸同時(shí)與左、右諧波齒輪機(jī)構(gòu)的波發(fā)生器固連，故電機(jī)輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)使得右側(cè)諧波齒輪機(jī)構(gòu)中的波發(fā)生器轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)而帶動(dòng)右側(cè)穩(wěn)定半桿的轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)，右側(cè)的波發(fā)生器仍為主動(dòng)件，右側(cè)的剛輪為固定件，柔輪為從動(dòng)件。

此時(shí)，右側(cè)穩(wěn)定半桿得到的扭矩：,由于前面已經(jīng)得出，則可得出。即，左、右兩側(cè)的穩(wěn)定半桿產(chǎn)生大小相等，方向相反的扭矩。故當(dāng)左側(cè)路面有較小顛簸或兩側(cè)均有較小顛簸但左側(cè)顛簸程度大于右側(cè)時(shí)，ECU對(duì)直流電機(jī)不供電，此時(shí)主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿在功能上相當(dāng)于被動(dòng)橫向穩(wěn)定桿。而當(dāng)右側(cè)路面有較小顛簸或兩側(cè)均有較小顛簸但右側(cè)顛簸程度大于左側(cè)時(shí)，工作原理與左側(cè)相同，在此不再?gòu)?fù)述。同樣，當(dāng)ECU出現(xiàn)故障時(shí)，ECU對(duì)直流電機(jī)采用不供電的方式，由于此時(shí)的主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿在功能上相當(dāng)于被動(dòng)橫向穩(wěn)定桿，故增加了主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿裝置的可靠性。