本發(fā)明涉及一種汽車主動橫向穩(wěn)定裝置，具體涉及一種諧波齒輪式主動橫向穩(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，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。但當汽車行駛在不同的顛簸路面或者在轉(zhuǎn)向時的車速、轉(zhuǎn)向盤角速度、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角、載荷等參數(shù)不同時，傳統(tǒng)橫向穩(wěn)定桿無法根據(jù)需要主動產(chǎn)生大小與方向可調(diào)的反側(cè)傾力矩，一旦當內(nèi)側(cè)車輪離開地面時就會發(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的車輛側(cè)翻控制。

中國專利號為：200820098610X公開了“ 一種電子控制的變剛度橫向穩(wěn)定桿”是在中國專利號為：2006200408929 “一種電子控制的等級變剛度橫向穩(wěn)定桿裝置”的基礎(chǔ)上優(yōu)化了結(jié)構(gòu)，但兩者的功能實現(xiàn)只是針對部分工況，簡單改變穩(wěn)定桿的接入長度來得到幾個不同的穩(wěn)定桿剛度值，同時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。當車輛由轉(zhuǎn)向時引起的側(cè)傾變?yōu)闊o側(cè)傾的直線行駛時，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。中國專利號為：CN103818211A公開了“ 一種車用主動橫向穩(wěn)定桿”該專利描述了一種由控制器控制集成減速機構(gòu)的電機驅(qū)動型橫向穩(wěn)定桿裝置。由于該專利的減速機構(gòu)采用的是兩級行星齒輪傳動，存在結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，傳動比相比諧波齒輪較小、傳動效率低等問題。當車輛側(cè)傾角較大時，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構(gòu)中的剛輪相連；所述右穩(wěn)定半桿與右諧波齒輪機構(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力執(zhí)行機構(gòu)，所述動力執(zhí)行機構(gòu)包括殼體和位于所述殼體內(nèi)的直流電機與左、右兩套諧波齒輪機構(gòu)；所述直流電機的輸出軸兩端分別與所述左、右諧波齒輪機構(gòu)的波發(fā)生器相連；所述左諧波齒輪機構(gòu)中的柔輪與殼體固連，所述右諧波齒輪機構(gòu)中的剛輪與殼體固連；

進一步的，

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。

進一步的，所述殼體內(nèi)部設(shè)有齒輪潤滑油。

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；同時當汽車直線行駛在較平坦路面上時或者當ECU出現(xiàn)故障時,ECU對直流電機不供電，根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種諧波齒輪式主動橫向穩(wěn)定桿裝置在功能上相當于被動橫向穩(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。

具體實施方式

如圖1所示，本發(fā)明的一種諧波齒輪式主動橫向穩(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’之間連接有動力執(zhí)行機構(gòu)。所述動力執(zhí)行機構(gòu)包括殼體（8）和位于所述殼體（8）內(nèi)的兩套諧波齒輪機構(gòu)與直流電機；所述左、右兩套諧波齒輪機構(gòu)的波發(fā)生器分別與直流電機的輸出軸兩端相連；ECU用于控制直流電機與左、右諧波齒輪中波發(fā)生器的動力聯(lián)系。所述左側(cè)諧波齒輪機構(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；當電機輸出軸轉(zhuǎn)動時，左、右兩側(cè)的諧波齒輪傳動中，波發(fā)生器均為主動件，其中左側(cè)的柔輪為固定件，剛輪為從動件；右側(cè)的剛輪為固定件，柔輪為從動件；

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)的諧波齒輪傳動比；

右側(cè)的諧波齒輪傳動比。

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

所述殼體8內(nèi)部設(shè)有齒輪潤滑油，用來給所述齒輪傳動機構(gòu)提供潤滑。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、車輪負荷傳感器的信號來控制所述直流電機輸出電流；

本發(fā)明的工作原理如圖2所述。

當汽車右轉(zhuǎn)向行駛時， 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)計算出轉(zhuǎn)彎時的側(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，從而確定直流電機的基本輸出電流；同時根據(jù)車輛的行駛速度、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角速度與四個車輪上的負荷確定電機的修正電流，根據(jù)基本電流與修正電流值之和確定電機電流輸出值，驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動。通過電機輸出軸的轉(zhuǎn)動帶動左、右諧波齒輪實現(xiàn)減速增扭運動，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。當汽車左轉(zhuǎn)或行駛在顛簸路面產(chǎn)生較大側(cè)傾時，其工作原理與右轉(zhuǎn)相同，在此不再復(fù)述。

當汽車直線行駛在較平坦路面上時，車輛產(chǎn)生的側(cè)傾角較小，ECU對直流電機不供電，直流電機不工作以減少能耗及延長直流電機的使用壽命。當一側(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，不妨以左側(cè)為例進行分析。左側(cè)路面的較小顛簸會使得左側(cè)的橫向穩(wěn)定半桿產(chǎn)生較小的扭矩T₁帶動左側(cè)諧波齒輪機構(gòu)的剛輪產(chǎn)生轉(zhuǎn)動，由于左側(cè)的柔輪固定，此時左側(cè)波發(fā)生器變成了從動件，電機輸出軸被拖動。

此時，電機輸出軸得到的扭矩：

由于電機輸出軸同時與左、右諧波齒輪機構(gòu)的波發(fā)生器固連，故電機輸出軸的轉(zhuǎn)動會使得右側(cè)諧波齒輪機構(gòu)中的波發(fā)生器轉(zhuǎn)動進而帶動右側(cè)穩(wěn)定半桿的轉(zhuǎn)動。此時，右側(cè)的波發(fā)生器仍為主動件，右側(cè)的剛輪為固定件，柔輪為從動件。

此時，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，ECU對直流電機不供電，此時主動橫向穩(wěn)定桿在功能上相當于被動橫向穩(wěn)定桿。而當右側(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，工作原理與左側(cè)相同，在此不再復(fù)述。同樣，當ECU出現(xiàn)故障時，ECU對直流電機采用不供電的方式，由于此時的主動橫向穩(wěn)定桿在功能上相當于被動橫向穩(wěn)定桿，故增加了主動橫向穩(wěn)定桿裝置的可靠性。