一种车辆、可切换刚度的横向稳定杆系统及其切换方法与流程

本发明涉及汽车悬架技术领域，更具体地，涉及一种车辆、可切换刚度的横向稳定杆系统及其切换方法。

背景技术：

横向稳定杆是汽车悬架系统中的重要元件，横向稳定杆将左右两侧车轮柔性的连接在一起，当车辆发生侧倾时，左右两侧车轮相对于车身反向跳动，横向稳定杆给悬架提供一个恢复反力矩，以增强车辆的抗侧倾性能，改善车辆的操纵稳定性。

传统的横向稳定杆扭转刚度是一个固定的值，不能根据车辆的行驶状态而改变。而有越野需求的车主往往希望横向稳定杆系统能在不同路面条件下提供不同的侧倾刚度特性，在良好路面上行驶时，通常希望横向稳定杆提供适当的侧倾刚度，防止车辆在过弯时产生太大的侧倾角；在坑洼崎岖路面上行驶时，通常希望左右两侧车轮相对独立，自由跳动行程大一些，以使车轮与地面之间有更好的附着性能，而在左右侧车轮相对位移达到一定值后，又能提供适当的侧倾刚度，以降低车辆的侧翻风险，保障车辆的安全性。

技术实现要素：

为了至少部分地克服现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种车辆、可切换刚度的横向稳定杆系统及其切换方法。

根据本发明的一个方面，本发明提供一种可切换刚度的横向稳定杆系统，包括扭矩传递器、左稳定杆以及右稳定杆；其中，

所述扭矩传递器包括扭矩传递器外圈和扭矩传递器内芯；

所述扭矩传递器外圈与所述左稳定杆固定连接，所述扭矩传递器内芯与所述右稳定杆固定连接；

所述扭矩传递器外圈与所述扭矩传递器内芯之间构成第一空腔、第二空腔、第三空腔以及第四空腔，所述第一空腔通过第一液压管路与电磁换向阀相连，所述第二空腔通过第二液压管路与电磁换向阀相连，所述第三空腔通过第三液压管路与电磁换向阀相连，所述第四空腔通过第四液压管路与电磁换向阀相连，所述第一空腔、所述第二空腔、所述第三空腔以及所述第四空腔的体积可变；

所述第一液压管路通过第一液压单向阀与液压油箱相连，所述第四液压管路通过第二液压单向阀与液压油箱相连。

其中，所述左稳定杆通过第一衬套与车架固定，所述右稳定杆通过第二衬套与车架固定。

其中，所述扭矩传递器外圈与所述扭矩传递器内芯之间设置有第一密封件、第二密封件、第三密封件以及第四密封件，以构成所述第一空腔、所述第二空腔、所述第三空腔以及所述第四空腔。

根据本发明的另一个方面，本发明提供一种可切换刚度的横向稳定杆系统的切换方法，包括：

液压油箱中存储的液压油通过第一液压管路、第二液压管路、第三液压管路以及第四液压管路分别流向第一空腔、第二空腔、第三空腔以及第四空腔；

电磁换向阀未通电时，第一液压管路与第三液压管路连通，第二液压管路与第四液压管路连通，第一空腔与第三空腔连通，第二空腔与第四空腔连通，以完成刚度切换。

其中，还包括：电磁换向阀通电时，第一液压管路与第二液压管路连通，第三液压管路与第四液压管路相连通，第一空腔与第二空腔连通，第三空腔与第四空腔连通，以完成刚度切换。

根据本发明的再一个方面，本发明提供一种车辆，包括上述可切换刚度的横向稳定杆系统。

综上，本发明提供一种车辆、可切换刚度的横向稳定杆系统及其切换方法，该系统扭矩传递器外圈与左稳定杆固定连接，扭矩传递器内芯与右稳定杆固定连接；扭矩传递器外圈与扭矩传递器内芯之间构成第一空腔、第二空腔、第三空腔以及第四空腔，第一空腔通过第一液压管路与电磁换向阀相连，第二空腔通过第二液压管路与电磁换向阀相连，第三空腔通过第三液压管路与电磁换向阀相连，第四空腔通过第四液压管路与电磁换向阀相连，第一空腔、第二空腔、第三空腔以及第四空腔的体积可变；第一液压管路通过第一液压单向阀与液压油箱相连，第四液压管路通过第二液压单向阀与液压油箱相连。本发明利用电磁换向阀控制两种工作状态的切换，当电磁换向阀未通电时，该横向稳定杆系统提供适当的侧倾刚度，防止车辆在过弯时产生太大的侧倾角；当电磁换向阀通电时，左右两侧车轮独立跳动行程较大，以使车轮与地面之间有更好的附着性能，而在左右侧车轮相对位移达到一定值后，又能提供适当的侧倾刚度，以降低车辆的侧翻风险，保障车辆的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本发明实施例的一种可切换刚度的横向稳定杆系统的结构示意图；

图2为根据本发明实施例的一种可切换刚度的横向稳定杆系统的特性曲线图；

图3为根据本发明实施例的一种可切换刚度的横向稳定杆系统的液压回路图。

附图标记：

21-左稳定杆 22-右稳定杆 23-第一衬套 24-第二衬套

30-扭矩传递器 31-扭矩传递器外圈 32-扭矩传递器内芯 41-第一密封件

42-第二密封件 43-第三密封件 44-第四密封件 51-第一空腔

52-第二空腔 53-第三空腔 54-第四空腔 60-液压油箱

61-第一液压单向阀 62-第二液压单向阀 63-电磁换向阀 71-第一液压管路

72-第二液压管路 73-第三液压管路 74-第四液压管路

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为根据本发明实施例的一种可切换刚度的横向稳定杆系统的结构示意图，如图1所示，包括扭矩传递器30、左稳定杆21以及右稳定杆22；其中，

所述扭矩传递器30包括扭矩传递器外圈31和扭矩传递器内芯32；

所述扭矩传递器外圈31与所述左稳定杆21固定连接，所述扭矩传递器内芯32与所述右稳定杆22固定连接；

所述扭矩传递器外圈31与所述扭矩传递器内芯32之间构成第一空腔51、第二空腔52、第三空腔53以及第四空腔54，所述第一空腔51通过第一液压管路71与电磁换向阀63相连，所述第二空腔52通过第二液压管路72与电磁换向阀63相连，所述第三空腔53通过第三液压管路73与电磁换向阀63相连，所述第四空腔54通过第四液压管路74与电磁换向阀63相连，所述第一空腔51、所述第二空腔52、所述第三空腔53以及所述第四空腔54的体积可变；

所述第一液压管路71通过第一液压单向阀61与液压油箱60相连，所述第四液压管路74通过第二液压单向阀62与液压油箱60相连。

具体地，当电磁换向阀63处于未通电状态时，第一液压管路71与第三液压管路73相连通，第二液压管路72与第四液压管路74相连通，第一空腔51与第三空腔53连通，第二空腔52与第四空腔54连通。此时，如果车身发生侧倾，左右两侧车轮反向跳动，则扭矩传递器外圈31和扭矩传递器内芯32之间有相对转动趋势。如图3所示，若扭矩传递器内芯32相对于扭矩传递器外圈31有顺时针转动趋势，则第一空腔51、第三空腔53的体积有减小趋势，第二空腔52、第四空腔54的体积有增大趋势，由于第一单向阀61的作用，液压油无法由第一空腔51、第三空腔53流回液压油箱60，而液压油体积不可压缩，则第一空腔51、第三空腔53中的液压油产生高压，扭矩传递器外圈31和扭矩传递器内芯32之间可通过第一空腔51、第三空腔53内的液压油压力传递扭矩；若扭矩传递器内芯32相对于扭矩传递器外圈31有逆时针转动趋势，则第一空腔51、第三空腔53的体积有增大趋势，第二空腔52、第四空腔54的体积有减小趋势，由于第二单向阀62的作用，液压油无法由第二空腔52、第四空腔54流回液压油箱60，而液压油体积不可压缩，则第二空腔52、第四空腔54中的液压油产生高压，扭矩传递器外圈31和扭矩传递器内芯32之间可通过第二空腔52、第四空腔54内的液压油压力传递扭矩。在这种状态下，该横向稳定杆系统的特性曲线如图2中的曲线1所示，系统的侧倾角刚度为一定值，表现为线性特性，与普通传统横向稳定杆相同。

当电磁换向阀63处于通电状态时，第一液压管路71与第二液压管路72相连通，第三液压管路73与第四液压管路74相连通，第一空腔51与第二空腔52连通，第三空腔53与第四空腔54连通。此时，如果车身发生侧倾，左右两侧车轮反向跳动，则扭矩传递器外圈31和扭矩传递器内芯32之间有相对转动趋势。如图3所示，若扭矩传递器内芯32相对于扭矩传递器外圈31有顺时针转动趋势，则第一空腔51、第三空腔53的体积有减小趋势，第二空腔52、第四空腔54的体积有增大趋势，第一空腔51中的液压油可以顺利流入第二空腔52，第三空腔53中的液压油也可以顺利流入第四空腔54，四个空腔中的液压油均不会产生高压，则扭矩传递器内芯32可以相对于扭矩传递器外圈31发生顺时针转动，而转过一定角度后，扭矩传递器内芯32在第一空腔51、第三空腔53处的侧壁，分别与扭矩传递器外圈31在第一空腔51、第三空腔53处的侧壁相接触，则扭矩传递器外圈31和扭矩传递器内芯32之间可通过第一空腔51、第三空腔53的侧壁上的接触压力传递扭矩；若扭矩传递器内芯32相对于扭矩传递器外圈31有逆时针转动趋势，则第一空腔51、第三空腔53的体积有增大趋势，第二空腔52、第四空腔54的体积有减小趋势，第二空腔52中的液压油可以顺利流入第一空腔51，第四空腔54中的液压油也可以顺利流入第三空腔53，四个空腔中的液压油均不会产生高压，则扭矩传递器内芯32可以相对于扭矩传递器外圈31发生顺时针转动，而转过一定角度后，扭矩传递器内芯32在第二空腔52、第四空腔54处的侧壁，分别与扭矩传递器外圈31在第二空腔52、第四空腔54处的侧壁相接触，则扭矩传递器外圈31和扭矩传递器内芯32之间可通过第二空腔52、第四空腔54的侧壁上的接触压力传递扭矩。在这种状态下，该横向稳定杆系统的特性曲线如图2中的曲线2所示，当车身侧倾角较小时，该横向稳定杆系统不提供侧倾刚度，可以改善车辆的平顺性，当车身侧倾角大于一定角度时，该横向稳定杆系统可提供适当的侧倾刚度，以保证车辆的安全性和操纵稳定性。

在上述实施例的基础上，所述左稳定杆21通过第一衬套23与车架固定，所述右稳定杆22通过第二衬套24与车架固定。

优选地，第一衬套23和第二衬套24为橡胶衬套。

在上述实施例的基础上，所述扭矩传递器外圈31与所述扭矩传递器内芯32之间设置有第一密封件41、第二密封件42、第三密封件43以及第四密封件44，以构成所述第一空腔51、所述第二空腔52、所述第三空腔53以及所述第四空腔54。

在本发明实施例中，通过设置第一密封件、第二密封件、第三密封件以及第四密封件，防止液压油在第一空腔、第二空腔、第三空腔以及第四空腔之间流动，影响扭矩传递器的工作效率。

在上述实施例的基础上，一种利用上述可切换刚度的横向稳定杆系统的切换方法，包括：

液压油箱60中存储的液压油通过第一液压管路71、第二液压管路72、第三液压管路73以及第四液压管路74分别流向第一空腔51、第二空腔52、第三空腔53以及第四空腔54；

电磁换向阀63未通电时，第一液压管路71与第三液压管路73连通，第二液压管路72与第四液压管路74连通，第一空腔51与第三空腔53连通，第二空腔52与第四空腔54连通，以完成刚度切换。

具体地，当电磁换向阀63处于未通电状态时，第一液压管路71与第三液压管路73相连通，第二液压管路72与第四液压管路74相连通，第一空腔51与第三空腔53连通，第二空腔52与第四空腔54连通。此时，如果车身发生侧倾，左右两侧车轮反向跳动，则扭矩传递器外圈31和扭矩传递器内芯32之间有相对转动趋势。如图3所示，若扭矩传递器内芯32相对于扭矩传递器外圈31有顺时针转动趋势，则第一空腔51、第三空腔53的体积有减小趋势，第二空腔52、第四空腔54的体积有增大趋势，由于第一单向阀61的作用，液压油无法由第一空腔51、第三空腔53流回液压油箱60，而液压油体积不可压缩，则第一空腔51、第三空腔53中的液压油产生高压，扭矩传递器外圈31和扭矩传递器内芯32之间可通过第一空腔51、第三空腔53内的液压油压力传递扭矩；若扭矩传递器内芯32相对于扭矩传递器外圈31有逆时针转动趋势，则第一空腔51、第三空腔53的体积有增大趋势，第二空腔52、第四空腔54的体积有减小趋势，由于第二单向阀62的作用，液压油无法由第二空腔52、第四空腔54流回液压油箱60，而液压油体积不可压缩，则第二空腔52、第四空腔54中的液压油产生高压，扭矩传递器外圈31和扭矩传递器内芯32之间可通过第二空腔52、第四空腔54内的液压油压力传递扭矩。在这种状态下，该横向稳定杆系统的特性曲线如图2中的曲线1所示，横向稳定杆系统的侧倾角刚度为一定值，表现为线性特性，与普通传统横向稳定杆相同。

在上述实施例的基础上，还包括：电磁换向阀63通电时，第一液压管路71与第二液压管路72连通，第三液压管路73与第四液压管路74相连通，第一空腔51与第二空腔52连通，第三空腔53与第四空腔54连通，以完成刚度切换。

具体地，当电磁换向阀63处于通电状态时，第一液压管路71与第二液压管路72相连通，第三液压管路73与第四液压管路74相连通，第一空腔51与第二空腔52连通，第三空腔53与第四空腔54连通。此时，如果车身发生侧倾，左右两侧车轮反向跳动，则扭矩传递器外圈31和扭矩传递器内芯32之间有相对转动趋势。如图3所示，若扭矩传递器内芯32相对于扭矩传递器外圈31有顺时针转动趋势，则第一空腔51、第三空腔53的体积有减小趋势，第二空腔52、第四空腔54的体积有增大趋势，第一空腔51中的液压油可以顺利流入第二空腔52，第三空腔53中的液压油也可以顺利流入第四空腔54，四个空腔中的液压油均不会产生高压，则扭矩传递器内芯32可以相对于扭矩传递器外圈31发生顺时针转动，而转过一定角度后，扭矩传递器内芯32在第一空腔51、第三空腔53处的侧壁，分别与扭矩传递器外圈31在第一空腔51、第三空腔53处的侧壁相接触，则扭矩传递器外圈31和扭矩传递器内芯32之间可通过第一空腔51、第三空腔53的侧壁上的接触压力传递扭矩；若扭矩传递器内芯32相对于扭矩传递器外圈31有逆时针转动趋势，则第一空腔51、第三空腔53的体积有增大趋势，第二空腔52、第四空腔54的体积有减小趋势，第二空腔52中的液压油可以顺利流入第一空腔51，第四空腔54中的液压油也可以顺利流入第三空腔53，四个空腔中的液压油均不会产生高压，则扭矩传递器内芯32可以相对于扭矩传递器外圈31发生顺时针转动，而转过一定角度后，扭矩传递器内芯32在第二空腔52、第四空腔54处的侧壁，分别与扭矩传递器外圈31在第二空腔52、第四空腔54处的侧壁相接触，则扭矩传递器外圈31和扭矩传递器内芯32之间可通过第二空腔52、第四空腔54的侧壁上的接触压力传递扭矩。在这种状态下，该横向稳定杆系统的特性曲线如图2中的曲线2所示，当车身侧倾角较小时，该横向稳定杆系统不提供侧倾刚度，可以改善车辆的平顺性，当车身侧倾角大于一定角度时，该横向稳定杆系统可提供适当的侧倾刚度，以保证车辆的安全性和操纵稳定性。

在上述实施例的基础上，本实施例提供一种车辆，包括上述可切换刚度的横向稳定杆系统。

具体地，当电磁换向阀63处于未通电状态时，第一液压管路71与第三液压管路73相连通，第二液压管路72与第四液压管路74相连通，第一空腔51与第三空腔53连通，第二空腔52与第四空腔54连通。此时，如果车身发生侧倾，左右两侧车轮反向跳动，则扭矩传递器外圈31和扭矩传递器内芯32之间有相对转动趋势。如图3所示，若扭矩传递器内芯32相对于扭矩传递器外圈31有顺时针转动趋势，则第一空腔51、第三空腔53的体积有减小趋势，第二空腔52、第四空腔54的体积有增大趋势，由于第一单向阀61的作用，液压油无法由第一空腔51、第三空腔53流回液压油箱60，而液压油体积不可压缩，则第一空腔51、第三空腔53中的液压油产生高压，扭矩传递器外圈31和扭矩传递器内芯32之间可通过第一空腔51、第三空腔53内的液压油压力传递扭矩；若扭矩传递器内芯32相对于扭矩传递器外圈31有逆时针转动趋势，则第一空腔51、第三空腔53的体积有增大趋势，第二空腔52、第四空腔54的体积有减小趋势，由于第二单向阀62的作用，液压油无法由第二空腔52、第四空腔54流回液压油箱60，而液压油体积不可压缩，则第二空腔52、第四空腔54中的液压油产生高压，扭矩传递器外圈31和扭矩传递器内芯32之间可通过第二空腔52、第四空腔54内的液压油压力传递扭矩。在这种状态下，该横向稳定杆系统的特性曲线如图2中的曲线1所示，横向稳定杆系统的侧倾角刚度为一定值，表现为线性特性，与普通传统横向稳定杆相同。

当电磁换向阀63处于通电状态时，第一液压管路71与第二液压管路72相连通，第三液压管路73与第四液压管路74相连通，第一空腔51与第二空腔52连通，第三空腔53与第四空腔54连通。此时，如果车身发生侧倾，左右两侧车轮反向跳动，则扭矩传递器外圈31和扭矩传递器内芯32之间有相对转动趋势。如图3所示，若扭矩传递器内芯32相对于扭矩传递器外圈31有顺时针转动趋势，则第一空腔51、第三空腔53的体积有减小趋势，第二空腔52、第四空腔54的体积有增大趋势，第一空腔51中的液压油可以顺利流入第二空腔52，第三空腔53中的液压油也可以顺利流入第四空腔54，四个空腔中的液压油均不会产生高压，则扭矩传递器内芯32可以相对于扭矩传递器外圈31发生顺时针转动，而转过一定角度后，扭矩传递器内芯32在第一空腔51、第三空腔53处的侧壁，分别与扭矩传递器外圈31在第一空腔51、第三空腔53处的侧壁相接触，则扭矩传递器外圈31和扭矩传递器内芯32之间可通过第一空腔51、第三空腔53的侧壁上的接触压力传递扭矩；若扭矩传递器内芯32相对于扭矩传递器外圈31有逆时针转动趋势，则第一空腔51、第三空腔53的体积有增大趋势，第二空腔52、第四空腔54的体积有减小趋势，第二空腔52中的液压油可以顺利流入第一空腔51，第四空腔54中的液压油也可以顺利流入第三空腔53，四个空腔中的液压油均不会产生高压，则扭矩传递器内芯32可以相对于扭矩传递器外圈31发生顺时针转动，而转过一定角度后，扭矩传递器内芯32在第二空腔52、第四空腔54处的侧壁，分别与扭矩传递器外圈31在第二空腔52、第四空腔54处的侧壁相接触，则扭矩传递器外圈31和扭矩传递器内芯32之间可通过第二空腔52、第四空腔54的侧壁上的接触压力传递扭矩。在这种状态下，该横向稳定杆系统的特性曲线如图2中的曲线2所示，当车身侧倾角较小时，该横向稳定杆系统不提供侧倾刚度，可以改善车辆的平顺性，当车身侧倾角大于一定角度时，该横向稳定杆系统可提供适当的侧倾刚度，以保证车辆的安全性和操纵稳定性。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。