一種雙電機驅動汽車主動橫向穩定杆的製作方法
2023-05-03 14:40:41
一種雙電機驅動汽車主動橫向穩定杆的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種雙電機驅動汽車主動橫向穩定杆，包括集成電機和穩定杆，所述集成電機包括無刷直流電機定子、無刷直流電機轉子、位置傳感器、傳感器組件和減速機構，所述位置傳感器和傳感器組件與ARS處理器相連，所述減速機構位於所述集成電機內部，其特徵在於，所述集成電機分為第一集成電機和第二集成電機，所述第一集成電機和所述第二集成電機對稱分布在所述穩定杆的兩端。相比較類似的液壓驅動的橫向穩定杆，本實用新型能夠通過左右電機協同作用實現快速響應，並能更為精準的控制反側傾力矩，改善汽車乘坐舒適性和降低汽車側傾角。
【專利說明】一種雙電機驅動汽車主動橫向穩定杆
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種雙電機驅動式主動橫向穩定杆裝置，可以產生克服汽車側傾運動的反側傾力矩，改善汽車乘坐舒適性和降低汽車側傾角的可能性。
【背景技術】
[0002]在汽車工業的快速發展的過程中，汽車的安全性和舒適性一直是該領域所關心的重點。根據美國公路安全局(NHTSA)的數據統計，儘管車輛側翻只佔交通事故的8%，但由於側翻事故所引起的乘員嚴重受傷和死亡的概率卻高達31%，其危害程度僅次於汽車碰撞事故，居第二位。側翻事故正是車輛工程研究領域不得不關注的焦點之一。
[0003]為解決上訴問題，已有一些國內外學者和各大汽車廠商對此進行研究，在國內已申請的專利主要有申請號為:CN201010589149, CN200280000394 以及 CN200510130218，該專利均描述了一種由控制器控制集成減速機構的驅動電機的穩定杆裝置。申請號CN201010589149 一種自適應車輛橫向穩定控制裝置，其控制理論為:轉向盤轉角傳感器、車速傳感器、側傾角傳感器、車身高度傳感器信號進過A/D轉換輸入中央處理器，並將當前轉子位置輸入中央處理器後輸出調速和轉向信號給無刷直流電機集成晶片並對無刷直流電機進行控制。前兩種專利的減速機構採用的是行星齒輪傳動，因而其結構較為複雜，集成度相對較低且不利於維修維護。申請號CN200280000394車輛穩定器控制裝置，其第一橫向穩定杆穿過減速器使得該裝置在結構上變得複雜並給維護和密封帶來一定的困難。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的是為克服上述現有常規橫向穩定杆難以兼顧汽車舒適性與操縱穩定性、無法根據不同的路況實時調整懸架的側傾剛度等缺點而提供一種具有主動改變側傾剛度的反側傾裝置。
[0005]本發明米用的技術方案是:一種雙電機驅動汽車主動橫向穩定杆，包括集成電機和穩定杆，所述集成電機包括無刷直流電機定子、無刷直流電機轉子、位置傳感器、傳感器組件和減速機構，所述位置傳感器和傳感器組件與ARS處理器相連，所述減速機構位於所述集成電機內部，其特徵在於，所述集成電機分為第一集成電機和第二集成電機，所述第一集成電機和所述第二集成電機對稱分布在所述穩定杆的兩端。
[0006]上述方案中，所述減速機構為諧波齒輪減速機構，所述諧波齒輪減速機構包括鋼性圓柱齒輪、柔性圓柱齒輪和位於所述柔性圓柱齒輪內的波發生器，所述鋼性圓柱齒輪固定在所述集成電機的內壁上，所述波發生器與所述無刷直流電機轉子帶動的電機軸連接，所述柔性圓柱齒輪的輸出軸與所述穩定杆的端部連接。
[0007]上述方案中，所述第一集成電機和所述第二集成電機焊接在所述穩定杆的兩端。
[0008]本發明的有益效果是:1、本發明利用電機驅動並由控制器控制，相比較類似的液壓驅動的橫向穩定杆，使得該裝置能夠通過左右電機協同作用實現快速響應，並能更為精準的控制反側傾力矩。2、驅動電機和諧波齒輪集成於橫向穩定杆的兩端，具有結構簡單、集成度高的優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1是本實用新型的穩定杆結構示意圖。
[0010]圖2是集成電機的內部結構構造圖。
[0011]圖3是本實用新型的工作原理圖。
[0012]圖中:1.第一集成電機,2.第二集成電機,3.穩定杆,4.無刷直流電機定子,5.無刷直流電機轉子，6.無刷直流電機轉子帶動的電機軸，7.傳感器組件，8.位置傳感器，9.鋼性圓柱齒輪，10.柔性圓柱齒輪，11波發生器，12.柔性圓柱齒輪的輸出軸，13.ARS處理器，14.存儲單元，15.轉角傳感器，16.車速傳感器，17.負荷傳感器，18.信號處理部
分；擇^、輝^、ITf1、W?分別為前左、前右輪以及後左、後右輪的輪重；Lf和Lr分別為
前後軸至質心的距離；％分別為第一集成電機和第二集成電機的電機轉速J力方向
盤轉角；v為車輛速度。
[0013]【具體實施方式】Wfl
[0014]如圖1所述，一種雙電機驅動汽車主動橫向穩定杆，包括集成電機和穩定杆，其中，集成電機分為第一集成電機I和第二集成電機2,第一集成電機I和第二集成電機2對稱分布在穩定杆3的兩端，優選的，第一集成電機I和第二集成電機2焊接在所述穩定杆3的兩端。
[0015]如圖2所示，集成電機主要包括無刷直流電機定子4、無刷直流電機轉子5、傳感器組件7、位置傳感器8和減速機構，所述減速機構為諧波齒輪減速機構，所述諧波齒輪減速機構包括鋼性圓柱齒輪9、柔性圓柱齒輪10和位於所述柔性圓柱齒輪內的波發生器11，所述鋼性圓柱齒輪8固定在所述集成電機的內壁上，所述波發生器11與所述無刷直流電機轉子帶動的電機軸6連接，所述柔性圓柱齒輪的輸出軸12與所述穩定杆的端部連接。
[0016]使用過程中，橫向穩定杆3安裝於汽車底盤的前後兩端，ARS處理器13通過位置傳感器8和傳感器組件7與第一集成電機I和第二集成電機2連接。位置傳感器8用於檢測無刷直流電機轉子5的位置信號，使定子磁場隨著轉子的位置在不斷地變化從而保證電機能夠連續轉動。傳感器組件7用作控制電機的轉速、轉向、電流(或轉矩)以及保護電機的過流、過壓、過熱等。系統的工作過程如圖3所示:在汽車轉彎行駛過程中，駕駛員轉動方向盤，方向盤下的轉角傳感器15將轉動的角度5輸入到ARS處理器13中；安裝在驅動輪下的車速傳感器16將轉彎時的車速輸入給ARS處理器13 ;負荷傳感器17測出此時汽車四個
車輪上的負荷、Wf1-、Wr1、Wtr，並通過信號處理單元18的處理，計算出汽車前後軸
距離質心的距離Lf和Lr輸入到ARS處理器13中；ARS處理器13調出存儲單元14中的數
據計算出轉彎時的側向加速度，再將側向加速度輸入到車輛模型中計算出為達到期望的側傾角所需的反側傾力矩，並計算出第一集成電機1、第二集成電機2的轉速和轉向；驅動電機在ARS控制器的指令 下工作，通過諧波齒輪傳動實現減速、增扭使得橫向穩定杆3的兩端產生扭轉，從而抑制汽車側傾的反側傾力矩。
[0017]本實用新型是在現有的被動橫向穩定杆的基礎上加以延伸和功能上的完善。橫向穩定杆是汽車懸架中的重要零件，當車身側傾時，橫向穩定杆就產生一彈性恢復力偶矩作用於車身。本實用新型則是在橫向穩定杆的兩端簡集成驅動電機施加可變的反側傾力矩，從而針對不同的工況下實現側傾係數可變的可能，達到改善汽車乘坐舒適性和降低汽車側傾角的可能性。
【權利要求】
1.一種雙電機驅動汽車主動橫向穩定杆，包括集成電機和穩定杆，所述集成電機包括無刷直流電機定子、無刷直流電機轉子、位置傳感器、傳感器組件和減速機構，所述位置傳感器和傳感器組件與ARS處理器相連，所述減速機構位於所述集成電機內部，其特徵在於，所述集成電機分為第一集成電機和第二集成電機，所述第一集成電機和所述第二集成電機對稱分布在所述穩定杆的兩端。
2.根據權利要求1所述的一種雙電機驅動汽車主動橫向穩定杆，其特徵在於，所述減速機構為諧波齒輪減速機構，所述諧波齒輪減速機構包括鋼性圓柱齒輪、柔性圓柱齒輪和位於所述柔性圓柱齒輪內的波發生器，所述鋼性圓柱齒輪固定在所述集成電機的內壁上，所述波發生器與所述無刷直流電機轉子帶動的電機軸連接，所述柔性圓柱齒輪的輸出軸與所述穩定杆的端部連接。
3.根據權利要求1或2所述的一種雙電機驅動汽車主動橫向穩定杆，其特徵在於，所述第一集成電機和所述第二集成電機焊接在所述穩定杆的兩端。
【文檔編號】B60G17/016GK203780253SQ201320693980
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年4月28日 優先權日:2014年4月28日
【發明者】任英文, 夏長高, 王廣義, 李傲雪 申請人:江蘇大學