主动侧倾车辆转向延时装置的制作方法

1.本发明涉及一种主动侧倾车辆转向延时装置，属于车辆底盘技术领域，特别涉及主动侧倾车辆的转向控制技术范畴，应用于主动侧倾车辆的侧倾控制系统。


背景技术：

2.主动侧倾车辆通过控制车辆在转弯时向弯道内侧倾斜程度，提高了车辆弯道行驶时的稳定性、通行速度和安全性，车辆的侧倾控制系统可以使车辆在过弯时自动倾斜一定角度，产生一个平衡力矩，来抵抗车辆受到的离心力，以保持轮距小的微型车辆或重心高的车辆稳定的行驶姿态。
3.车辆行驶进入弯道时离心力对人体瞬时冲击作用会产生身体不适及其它负面效果，在保障车辆行驶安全性基础上，为了提高驾驭平顺性和乘坐舒适性，发明专利“车辆转向主动侧倾控制方法”cn110341697，通过车辆行驶转弯时发出转向指令后先执行侧倾动作，延时设定时长后执行转向动作，实现车辆侧倾、延时转向方式驶入弯道，消除进入弯道时离心力对人体瞬时冲击作用所产生的负面效果，通过车辆侧倾复位回零、转向延时回正方式驶出弯道，在保障车辆行驶安全性基础上，提高了车辆的驾驭平顺性和乘坐舒适性，应用于主动侧倾车辆行驶控制技术。转向延时装置是侧倾控制系统中核心部件，对于线控转向系统采用电子延时技术，容易实现转向延时控制，且延时时长设定、调整方便；机械传动转向系统中通过串联一个机械延时装置，实现车辆侧倾、延时转向，因此需要研究具备车辆转向要求的匀速、持续、定时长延时的转向角传递机构，满足主动侧倾车辆的转向控制要求。


技术实现要素：

4.本发明目的是要提供一种主动侧倾车辆转向延时装置，实现方向盘转向角的延时传递，同时满足匀速、持续、定时长延时的主动侧倾车辆转向控制要求。
5.为了达到本发明的目的所采取的技术方案如下：
6.主动侧倾车辆转向延时装置，包括：两个锥角相等的锥体(11)同轴线固连在主轴(10)上，两锥体反向、顶点向外，两个锥角相等的锥套(30)分别在主轴(10)的两个锥体(11)上转动配合，锥套(30)与锥体(11)的锥角相等、具有同一相对转动轴线l，缸筒(20)的内圆柱面由锥套(30)的外圆柱面定位于同一轴线l，缸筒(20)下端固连限位环(21)、对下侧锥套轴向限位，缸筒(20)上端螺纹联接压圈(40)、限定上侧锥套的轴向位置，缸筒与两个锥套之间的转动被限定，在主轴(10)和缸筒(20)之间形成双锥面定位的同轴线l转动副，双锥面形成主轴(10)和缸筒(20)之间的转动摩擦阻尼；在垂直于轴线l的同一平面内：主轴(10)上固连摆杆(12)，缸筒(20)的同一圆周上安装两个弹簧座(22)，两组相同弹簧(50)分别安装在摆杆(12)与两个弹簧座(22)之间，两组弹簧(50)和弹簧座(22)以摆杆(12)对称，构成主轴(10)与缸筒(20)绕轴线l转动的弹性复位系统；在垂直于轴线l的另一平面内：主轴(10)上固连限位杆(13)，缸筒(20)的同一圆周上安装两个限位块(23)，弹性复位系统克服阻尼回
中位时，两个限位块(23)以限位杆(13)对称，构成主轴(10)与缸筒(20)绕轴线l转动的限位系统；主轴(10)输入转向角θ，延时设定时长δt后，缸筒(20)输出同一转向角θ，正反向运动特性相同；
7.其中：弹簧(50)为压缩弹簧，改变弹簧刚度或者改变弹簧预压缩量，以适应不同的转向阻力；两个限位块(23)以限位杆对称，等量改变两个限位块与限位杆的距离s，以实现不同的延时设定时长δt；调整压圈(40)相对缸筒沿轴线l的位移量h，锥套与锥体表面接触压力变化，改变主轴与缸筒之间转动阻尼，实现输入、输出构件之间阻尼可调，以满足主动侧倾车辆转向延时装置匀速转向。
8.主动侧倾车辆转向延时装置工作过程中：主轴(10)输入转向扭矩m压缩弹簧、克服阻尼，迫使主轴的限位杆与缸筒的一个限位块接触，缸筒传递扭矩m克服转向阻力矩实现车辆转向，弹性复位系统回中位，同时且同步实现主轴(10)输入转向角θ，延时设定时长δt后，缸筒(20)输出同一转向角θ，正反向运动特性相同，满足匀速、持续、定时长延时的主动侧倾车辆转向控制要求。
9.上述的主动侧倾车辆转向延时装置中，所述的弹簧(50)选取拉伸弹簧，改变弹簧刚度或者改变弹簧预拉伸量，以适应不同的转向阻力，满足弹性复位系统克服阻尼回中位。
10.上述的主动侧倾车辆转向延时装置中，所述的锥套(30)为内圆锥面滑动轴承，由高分子材料成型，锥套与锥体之间形成摩擦阻尼，约束主轴与缸筒同轴线转动。
11.上述的主动侧倾车辆转向延时装置中，所述的限位环(21)选用孔用弹性挡圈替代，将孔用弹性挡圈安装在缸筒(20)内圆柱面的卡槽里，具备对下侧锥套的轴向限位功能；或者所述的限位环(21)选用另一个压圈(40)替代，压圈(40)与缸筒(20)螺纹联接，同样具备对下侧锥套的轴向限位功能。
12.主动侧倾车辆转向延时装置串联在车辆转向系统中，主动侧倾车辆转向延时装置接入在方向盘和转向器之间，由方向盘驱动主轴(10)输入转向角θ，延时设定时长δt后，缸筒(20)输出同一转向角θ、转向器的输入轴转动转向角θ，通过转向器驱动转向机构实现车辆转向，转向过程中正反向运动特性相同；主动侧倾车辆转向延时装置接入在转向器和转向机构之间，应用于角位移输出的转向器，由转向器输出轴驱动主轴(10)输入转向角θ，延时设定时长δt后，缸筒(20)输出同一转向角θ、驱动转向机构实现车辆转向，转向过程中正反向运动特性相同。
13.本发明的有益效果在于，所提出的一种主动侧倾车辆转向延时装置，实现方向盘转向角的延时传递，同时满足匀速、持续、定时长延时的主动侧倾车辆转向控制要求；实现车辆侧倾、延时转向，在保障车辆行驶安全性基础上，提高了车辆的驾驭平顺性和乘坐舒适性。
附图说明
14.图1为主动侧倾车辆转向延时装置简图；
15.图2为主动侧倾车辆转向延时装置俯视原理图；
16.图3为主动侧倾车辆转向延时装置三维原理图；
17.图4为主动侧倾车辆转向延时装置应用原理图；
18.图中：10
‑‑
主轴，11
‑‑
锥体，12
‑‑
摆杆，13
‑‑
限位杆，20
‑‑
缸筒，21
‑‑
限位环，22
‑‑
弹
簧座，23
‑‑
限位块，30
‑‑
锥套，40
‑‑
压圈，50
‑‑
弹簧。
具体实施方式
19.下面根据附图对本发明的实施例进行描述。
20.图1所示的主动侧倾车辆转向延时装置简图，主动侧倾车辆转向延时装置，包括：主轴(10)、锥体(11)、摆杆(12)、限位杆(13)，缸筒(20)、限位环(21)、弹簧座(22)、限位块(23)、锥套(30)、压圈(40)、弹簧(50)，两个锥角相等的锥体(11)同轴线固连在主轴(10)上，两锥体反向、顶点向外，两个锥角相等的锥套(30)分别在主轴(10)的两个锥体(11)上转动配合，锥套(30)与锥体(11)的锥角相等、具有同一相对转动轴线l，各锥套(30)与其配合的锥体(11)锥顶点重合，缸筒(20)的内圆柱面由锥套(30)的外圆柱面定位于同一轴线l，缸筒(20)下端固连限位环(21)、对下侧锥套轴向限位，缸筒(20)上端螺纹联接压圈(40)、限定上侧锥套的轴向位置，缸筒与两个锥套之间的转动由两圆柱面的公差配合被限定，在主轴(10)和缸筒(20)之间形成双锥面定位的同轴线l转动副，双锥面形成主轴(10)和缸筒(20)之间的转动摩擦阻尼；在垂直于轴线l的同一平面内：主轴(10)上固连摆杆(12)，缸筒(20)的同一圆周上安装两个弹簧座(22)，两组相同弹簧(50)分别安装在摆杆(12)与两个弹簧座(22)之间，两组弹簧(50)和弹簧座(22)以摆杆(12)对称，构成主轴(10)与缸筒(20)绕轴线l转动的弹性复位系统(如图2所示)；在垂直于轴线l的另一平面内：主轴(10)上固连限位杆(13)，缸筒(20)的同一圆周上安装两个限位块(23)，弹性复位系统克服阻尼回中位时，两个限位块(23)以限位杆(13)对称，构成主轴(10)与缸筒(20)绕轴线l转动的限位系统(如图2所示)；主轴(10)输入转向角θ，延时设定时长δt后，缸筒(20)输出同一转向角θ，正反向运动特性相同；
21.其中：弹簧(50)为压缩弹簧，如图3(a)所示，改变弹簧刚度或者改变弹簧预压缩量，以适应不同的转向阻力；两个限位块(23)以限位杆对称，等量改变两个限位块与限位杆的距离s，以实现不同的延时设定时长δt，s变大时、δt变长，反之s变小时、δt变短，如图2所示；调整压圈(40)相对缸筒沿轴线l的位移量h，锥套与锥体表面接触压力变化，改变主轴与缸简之间转动阻尼，实现输入、输出构件之间阻尼可调，依据图1所示方向调整h时，锥套与锥体表面接触压力变小，主轴与缸筒之间转动阻尼变小；向下调整压圈的位移量h时，锥套压紧锥体，主轴与缸筒之间转动阻尼变大，以满足主动侧倾车辆转向延时装置匀速转向。
22.图3所示的主动侧倾车辆转向延时装置三维原理图，主动侧倾车辆转向延时装置工作过程中：主轴(10)输入转向扭矩m压缩弹簧、克服阻尼，迫使主轴的限位杆与缸筒的一个限位块接触，缸筒传递扭矩m克服转向阻力矩实现车辆转向，弹性复位系统回中位，同时且同步实现主轴(10)输入转向角θ，延时设定时长δt后，缸筒(20)输出同一转向角θ，正反向运动特性相同，满足匀速、持续、定时长延时的主动侧倾车辆转向控制要求。
23.图2所示的主动侧倾车辆转向延时装置俯视原理图中，弹簧(50)选取拉伸弹簧，改变弹簧刚度或者改变弹簧预拉伸量，以适应不同的转向阻力，满足弹性复位系统克服阻尼回中位，影响主动侧倾车辆转向延时装置动态力学特性。
24.图3(b)所示的主动侧倾车辆转向延时装置中，锥套(30)为内圆锥面滑动轴承，由高分子材料成型，材料选用聚四氟乙烯或者尼龙，锥套与锥体之间形成摩擦阻尼，约束主轴与缸筒同轴线转动，影响主动侧倾车辆转向延时装置动态响应特性。
25.上述的主动侧倾车辆转向延时装置中，限位环(21)选用孔用弹性挡圈gb/t 893.1
‑
1986或者gb/t 893.2
‑
1986替代，将孔用弹性挡圈安装在缸筒(20)内圆柱面的卡槽里，具备对下侧锥套的轴向限位功能；或者将限位环(21)由另一个压圈(40)替代，压圈(40)与缸筒(20)螺纹联接，同样具备对下侧锥套的轴向限位功能。
26.图4所示的主动侧倾车辆转向延时装置应用原理图，主动侧倾车辆转向延时装置串联在车辆转向系统中，图中：方向盘a、主动侧倾车辆转向延时装置b、转向器c、转向机构d；图4(a)为主动侧倾车辆转向延时装置b接入在方向盘a和转向器c之间，由方向盘驱动主轴(10)输入转向角θ，延时设定时长δt后，缸筒(20)输出同一转向角θ、转向器的输入轴转动转向角θ，通过转向器驱动转向机构d实现车辆转向，转向过程中正反向运动特性相同；图4(b)为主动侧倾车辆转向延时装置b接入在转向器c和转向机构d之间，应用于角位移输出的转向器，由转向器输出轴驱动主轴(10)输入转向角θ，延时设定时长δt后，缸筒(20)输出同一转向角θ、驱动转向机构d实现车辆转向，转向过程中正反向运动特性相同。
27.通过以上实施例，本发明所提出的一种主动侧倾车辆转向延时装置，实现方向盘转向角的延时传递，同时满足匀速、持续、定时长延时的主动侧倾车辆转向控制要求；实现车辆侧倾、延时转向，在保障车辆行驶安全性基础上，提高了车辆的驾驭平顺性和乘坐舒适性；应用于车辆转向时车身主动侧倾，以便车辆在过弯时或者驶过倾斜路面时车身主动倾斜一定角度来抵抗离心力或侧翻力，保持车辆稳定的行驶姿态。