一种汽车防侧翻系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种汽车防侧翻系统，包括车架，所述车架上设有前桥和后桥；还包括分别设置在前桥和后桥上的横向稳定杆总成；所述横向稳定杆总成通过摇臂连接在前桥和后桥上；所述横向稳定杆总成上设有接近传感器和金属柱；所述接近传感器与报警装置相连。本实用新型的横向稳定杆总成非常经济成本，在转弯行驶时以及在任何情况下的拐弯机动性都足够有效，在其他情况下对汽车的弹性性能影响很小，保证了很高的行驶舒适性。
【专利说明】
一种汽车防侧翻系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种汽车防侧翻系统，属于汽车技术领域。
【背景技术】
[0002]据
【申请人】了解如今大型高级旅游大巴，重型车辆具有重量和尺寸大、质心高等特点，其侧翻稳定极限较低，容易诱发侧翻事故。如当车辆遇到极限工况时(如大半径转弯，躲避障碍物等)，驾驶员可通过制动、转向等操纵行为来矫正。但过量的动态载荷会横向转移，且驾驶员经常察觉不到即将发生的侧翻，从而造成驾驶员来不及采取适当措施，阻止即将发生的侧翻风险。另外则相对要求驾驶员经验丰富，并且增加驾驶员负担，使驾驶员精神紧张，容易产生错误操作，导致严重侧翻事故。为了使驾驶员能够提前感觉到车辆潜在侧翻风险，进而使驾驶员有足够的时间采取适当操作。为此我们开发出能够提前警示驾驶员即将发生的侧翻危险的预警系统和抗侧翻组成的防侧翻系统。
[0003]汽车的稳定杆通常用于使汽车一侧的一个车轮的悬挂与汽车另一侧同一轴线的对应的车轮的悬挂弹性的耦合。这种耦合通过在一个车轮压缩时也使另一个车轮的钢板簧向压缩方向加压。由此在汽车转弯行驶时避免汽车向曲线外侧倾斜，因为一方面在曲线较外面的车轮的悬挂相对于车架略微向压缩方向挤压。相反，在直线行驶时，横向稳定杆应尽可能不要影响汽车的弹性性能。
[0004]但是如果路面不平，在汽车一侧的车轮压缩，而另一侧的对应的车轮为了保持理想的地面接错，必须向伸展方向运动，因此行驶舒适性由于很想稳定杆收到不利影响，也就是，横向稳定杆倾向于抵消由横向稳定杆耦合的车轮悬架相对于汽车车型的相反运动。因此横向稳定杆在直线行驶时会不利的导致一个车轮的振动传递到同一轴线上的相对车轮上，从而影响了行驶舒适性。
[0005 ]这种对横向稳定杆的安全性和舒适性要求的矛盾可以通过变刚度横向稳定杆来解决，在直线行驶时变刚度横向稳以一个较小的刚度作用，而在转弯行驶时又以一个非常大的刚度作用。
[0006]例如从DE-AS 11 05 290中已知一个类似系统，DE-AS 11 05 290中描述了一个横向稳定杆具有分开的扭杆，其中各部分安装液力耦合的形式相互连接，这种液力离合器根据离心力或者汽车转向来控制。因此就可以使稳定杆在直线行驶时通过打开离合器而无效，仅在转弯行驶时接通。另外从该文献中可以得知，扭杆的各部分借助一个伺服马达在转弯行驶时相应调整，使得汽车车身向曲线外侧的倾斜小一些，也就是主动抵抗倾斜。
[0007]—种公知的横向稳定杆与分开的扭杆親合的制动器由DE199 50 244 C2中已知，其它制动器在DE 37 40 24 C2中披露。
[0008]上述已知的横向稳定杆的缺点是，横向稳定杆在转弯行驶时接通，出于安全考虑，通常必须自动快速的完成，否则汽车在转弯时可能会失控。对制动器的上述要求引起已知横向稳定杆的高成本导致可接通的横向稳定杆不能用于大批量生产车型。
[0009]此外还有种可以手动开关的横向稳定杆，尤其可以用于越野区域，但这种例如从DE 43 07 639 Cl中已知的横向稳定杆只适用于在通过山地缓慢行驶时改善牵引型。出于安全考虑，这种系统不适用于使横向稳定杆在正常公路上行驶时接通或者断开，因为存在横向稳定杆在转弯时不能接通或者不能及时接通的危险，从而汽车陷入不可控的状态。
【实用新型内容】
[0010]本实用新型的目的在于:针对上述现有技术存在的问题，提出一种汽车防侧翻系统。
[0011]为了达到以上目的，本实用新型一种汽车防侧翻系统，包括车架，所述车架上设有前桥和后桥;还包括分别设置在前桥和后桥上的横向稳定杆总成;所述横向稳定杆总成通过摇臂连接在前桥和后桥上;所述横向稳定杆总成上设有接近传感器和金属柱;所述接近传感器与报警装置相连。
[0012]进一步地，所述横向稳定杆总成包括扭杆，所述扭杆外套接有扭管，所述扭管的一端通过花键与扭杆连接，另一端通过断面齿与设置在扭杆上的断面齿连接器连接。
[0013]进一步地，所述断面齿连接器焊接在扭杆上。
[0014]进一步地，所述扭管的端部和断面齿连接器相连，所述扭管上设有断面齿连接器的断面齿相同数量的连接齿，所述连接齿和断面齿之间设有变刚度侧隙。
[0015]进一步地，所述断面齿连接器上设有接近传感器，所述扭管上设有金属柱;所述接近传感器和金属柱的轴线在同一条直线上。
[0016]进一步地，所述报警装置为设置在汽车内部的声光报警器。
[0017]本实用新型一种横向稳定杆，所述横向稳定杆总成包括扭杆，所述扭杆外套接有扭管，所述扭管的一端通过花键与扭杆连接，另一端通过断面齿与设置在扭杆上的断面齿连接器连接;所述扭管的端部和断面齿连接器相连，所述扭管上设有断面齿连接器的断面齿相同数量的连接齿，所述连接齿和断面齿之间设有变刚度侧隙。
[0018]本实用新型的横向稳定杆总成非常经济成本，在转弯行驶时以及在任何情况下的拐弯机动性都足够有效，在其他情况下对汽车的弹性性能影响很小，保证了很高的行驶舒适性。本实用新型在车辆直线行驶，以及在小侧倾时，接近传感器与金属柱轴线几乎在同一线上，传感器没有信号输出，当车辆侧倾较大时，接近传感器与金属柱轴线发生了偏移，接近传感器发出信号通过信号线传到安装在驾驶室内的声光报警器发出报警信号，提示驾驶员，车辆将有侧翻的危险，此时驾驶员可以通过减速，调整方向盘来进一步控制车辆侧倾来防止车辆侧翻。通过横向稳定杆总成的侧倾控制和报警装置的信号提醒，再加上驾驶员对车辆姿态的调整，可以有效的控制车辆的侧翻。
【附图说明】
[0019]下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
[0020]图1带有本实用新型汽车防侧翻系统的车架示意结构图。
[0021 ]图2变刚度横向稳定杆总成示意结构图。
[0022]图3断面齿连接器断面示意图。
[0023]图4扭转角度与扭矩示意图。
[0024]图中:1-横向稳定杆总成；11-扭杆；12-扭管；13-断面齿连接器;2_车架;3_后桥；4-前桥;5-摇臂;6-接近传感器;7-金属柱;8-信号线;9-声光报警器;10-变刚度侧隙；14-连接齿;15-断面齿;16-柔性支撑。
【具体实施方式】
[0025]如图1-3所示，本实用新型一种汽车防侧翻系统，包括车架2，所述车架2上设有前桥4和后桥3;还包括分别设置在前桥4和后桥3上的横向稳定杆总成I;所述横向稳定杆总成I通过摇臂5连接在前桥4和后桥3上;所述横向稳定杆总成I上设有接近传感器6和金属柱7;所述接近传感器6与报警装置9相连。
[0026]本实用新型所述横向稳定杆总成I包括扭杆11，所述扭杆11外套接有扭管12，所述扭管12的一端通过花键与扭杆11连接，另一端通过断面齿15与设置在扭杆11上的断面齿连接器13连接。所述断面齿连接器13焊接在扭杆11上。所述扭管12的端部和断面齿连接器13相连，所述扭管12上设有断面齿连接器13的断面齿15相同数量的连接齿14，所述连接齿14和断面齿15之间设有变刚度侧隙10。所述断面齿连接器13上设有接近传感器6，所述扭管12上设有金属柱7;所述接近传感器6和金属柱7的轴线在同一条直线上。所述报警装置9为设置在汽车内部的声光报警器。
[0027]本实用新型的横向稳定杆总成非常经济成本，在转弯行驶时以及在任何情况下的拐弯机动性都足够有效，在其他情况下对汽车的弹性性能影响很小，保证了很高的行驶舒适性。
[0028]本实用新型一种横向稳定杆总成，具有一个套筒式扭杆，该扭杆两端分别固定在车桥上与车架上，该扭杆包括一个扭转区域用于分角度地耦合相对于车桥的弹簧运动，横向稳定杆总成包括扭管，该扭管的一端抗扭地连接到整体式扭杆上，其另一端可以利用断面齿有选择地与整体式扭杆抗扭连接，使横向稳定杆总成的扭转刚度可以改变。
[0029]本实用新型相对的车轮悬架没有完全脱开，而是仅仅改变横向稳定杆总成的扭转刚度。所以也不要求断面齿离合装置设计到横向稳定杆的最大扭转刚度，而只是设计到扭管的扭转刚度，由此是断面齿装置更简单，从而成本更经济，即使在断面齿装置完全失效时，本实用新型的横向稳定杆总成也总能保证相对车轮悬挂的弹性运动的最小弹性耦合。
[0030]整体式扭杆具有扭转刚度不同的区域，整体式扭杆的扭转刚度在第一局部区域比第二局部区域小。(在图4中扭转力矩线前半段较平坦部分为第一局部区域，后半段较陡部分为第二局部区域)
[0031]由此可以使本实用新型横向稳定杆的扭管和断面齿装置适宜地设置在汽车上有利的安装位置中。
[0032]优选的是但扭管的另一端借助断面齿装置与整体式扭杆的扭转刚度是横向稳定杆的扭转刚度的30 %-55 %之间，扭管的扭转刚度是横向稳定杆扭转刚度的70 %-45 %之间。
[0033]为了尽可能可靠地实现本实用新型横向稳定杆目标，断面齿装置最好使扭管的另一端根据汽车横向减速度的实际值和/或期望值与扭杆抗扭连接。从而使横向稳定杆在汽车直线行驶时自动断开，而在转弯行驶时自动重新结合。
[0034]断面齿装置采用齿间侧隙，它们能保证断面齿的快速闭合，因此，为了闭合断面齿装置不要求输入能量，由此使系统可靠性大大提高。
[0035]在断面齿连接器上固定一个接近传感器，在扭管上固定一金属柱，当车辆在平直路面上行驶时，接近传感器与金属柱几乎同一轴线，当车辆侧倾时，断面齿侧隙消除，接近传感器与金属柱轴线偏移，接近传感器发出信号通过电缆传到驾驶室触动声光报警器，告警司机车辆将有发生侧翻的危险，需要立刻调整姿态。
[0036]从图1可以看出，根据本实用新型的汽车防侧翻系统变刚度横向稳定杆总成是如何安装到汽车上。声光预警总成组成信号发射器安装在横向稳定杆总成上，并通过电缆把信号传送到声光报警装置。在所示的示例中，给汽车前桥和后桥都安装了此防侧翻系统，当然也可以在其中一个车桥上安装本实用新型的防侧翻系统。
[0037]根据本实用新型的防侧翻系统变刚度横向稳定杆总成，具有一个可以旋转地固定在前桥或者后桥上，并与车架连接的扭杆，扭杆具有一个扭转区域用于弹性耦合的前桥或后桥的跳动。该扭转区域基本在各扭杆的两个摇臂之间延伸。
[0038]根据图2所示本实用新型的一种优选实施方式，一个整体式用变刚度横向稳定杆总成具有一个沿汽车横向布置的扭杆，它支撑在前桥或者后桥上的柔性支撑中旋转。在扭杆相互背离的端部上固定有摇臂，摇臂的自由端与车架连接，使每个摇臂在每个车桥的弹性跳动中绕扭杆的轴线摆动，因此，汽车车桥两边不同量的弹性跳动通过具有一个扭转区域的扭杆弹性耦合。扭管一端通过花键与扭杆连接，另外一端通过断面齿与断面齿连接器连接，断面齿连接器可以焊接到扭杆上。
[0039]在图2所示的实施形式中，整体式扭杆和扭管的扭转刚度通过适当选择扭杆和扭管的尺寸和材料来选择，从而当扭管的断面齿端利用存在的变刚度侧隙抗扭地与扭杆相连时，扭杆的扭转刚度是横向稳定杆总成整体刚度的35 %，扭管的扭转刚度是变刚度横向稳定杆整体刚度的65%。
[0040]为此，断面齿最好设计成如图3所示的形式，断面齿侧留有侧隙，侧隙的大小根据车辆的侧倾需要开始进行反侧倾保护的侧倾角度大小进行选择，另外还需要和扭杆和扭管的扭转刚度大小分配比例相结合。这样在车辆直线行驶时，以及在小侧倾时，利用断面齿侧隙，扭管不参与扭转，只有扭杆参与扭转，作用刚度为整体刚度的30%_55%之间，整车平顺性好，整车的舒适性不受影响。在车辆侧倾角度大时，断面齿侧隙消除后，扭杆和扭管同时参与扭转，作用扭转刚度达到100 %，对车辆的侧倾起到抑制作用。
[0041]此外从车辆侧倾引起的变刚度横向稳定杆的扭转，从图4中可以看出变刚度横向稳定杆扭转角度和刚度的关系。
[0042]另外在车辆直线行驶，以及在小侧倾时，接近传感器与金属柱7轴线几乎在同一线上，传感器没有信号输出，当车辆侧倾较大时，接近传感器与金属柱轴线发生了偏移，接近传感器发出信号通过信号线传到安装在驾驶室内的声光报警器发出报警信号，提示驾驶员，车辆将有侧翻的危险，此时驾驶员可以通过减速，调整方向盘来进一步控制车辆侧倾来防止车辆侧翻。
[0043 ]通过以上变刚度横向稳定杆总成的侧倾控制和报警装置的信号提醒，再加上驾驶员对车辆姿态的调整，可以有效的控制车辆的侧翻。
[0044]而且此套车辆防侧翻系统可以在新设计车辆时整体安装，也可以在已经在使用的车辆上对原有的横向稳定杆进行加装升级，而且没有主动电气控制系统的加入，可靠性高，成本低。适合于当前所有大型客车，重型货车的安装，升级。
[0045]尽管以上结合附图对本实用新型的优选实施例进行了描述，但本实用新型不限于上述【具体实施方式】，上述【具体实施方式】仅仅是示意性的，而不是局限性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的提示下，在不违背实用新型宗旨及权利要求的前提下，可以作出多种类型的表示，如将接近传感器与金属柱安装位置发生变换等，这样的变换均落入本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种汽车防侧翻系统，包括车架(2)，所述车架(2)上设有前桥(4)和后桥(3);其特征在于:还包括分别设置在前桥(4)和后桥(3)上的横向稳定杆总成(I);所述横向稳定杆总成(I)通过摇臂(5)连接在前桥(4)和后桥(3)上;所述横向稳定杆总成(I)上设有接近传感器(6)和金属柱(7);所述接近传感器(6)与报警装置(9)相连。2.根据权利要求1所述的一种汽车防侧翻系统，其特征在于:所述横向稳定杆总成(I)包括扭杆(11)，所述扭杆(11)外套接有扭管(12)，所述扭管(12)的一端通过花键与扭杆(II)连接，另一端通过断面齿(15)与设置在扭杆(11)上的断面齿连接器(13)连接。3.根据权利要求2所述的一种汽车防侧翻系统，其特征在于:所述断面齿连接器(13)焊接在扭杆(I I)上。4.根据权利要求2所述的一种汽车防侧翻系统，其特征在于:所述扭管(12)的端部和断面齿连接器(13)相连，所述扭管(12)上设有断面齿连接器(13)的断面齿(15)相同数量的连接齿(14)，所述连接齿(14)和断面齿(15)之间设有变刚度侧隙(10)。5.根据权利要求2所述的一种汽车防侧翻系统，其特征在于:所述断面齿连接器(13)上设有接近传感器(6)，所述扭管(I2)上设有金属柱(7);所述接近传感器(6)和金属柱(7)的轴线在同一条直线上。6.根据权利要求1所述的一种汽车防侧翻系统，其特征在于:所述报警装置(9)为设置在汽车内部的声光报警器。
【文档编号】B60G21/055GK205615298SQ201620095555
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年1月29日
【发明人】陈秀娟, 于宏亮
【申请人】南京南汽专用车有限公司