[发明专利]车辆转向侧倾联动装置及应用该装置的车辆

说明书

本发明涉及车辆底盘技术领域，公开了一种车辆转向侧倾联动装置及应用该装置的车辆，车辆转向侧倾联动装置由侧倾机构和转向机构联动组成，侧倾机构包括车身、下拉杆、转向节主轴、上拉杆、减震器、驱动杆、转向节及车轮，转向机构由连杆和左、右转向臂及车身形成转向梯形，侧倾机构和转向机构共用同一车身，由左、右平衡杆经球铰链联动，通过车辆转向和车身侧倾双自由度运动，实现了车辆转向与车身侧倾独立控制，车辆行驶过程中可以实现转向侧倾、独立侧倾或独立转向三种工况；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自动倾斜一定角度来抵抗离心力或侧翻力，以保持稳定的行驶姿态。

技术领域

本发明涉及一种车辆转向侧倾联动装置及应用该装置的车辆，属于车辆底盘技术领域，特别涉及车身侧倾条件下的车辆转向技术范畴。

背景技术

主动侧倾控制系统通过控制车辆在转弯时向转弯内侧倾斜程度，提高了车辆转弯时的操纵稳定性、平顺性、通行速度和安全性；车身侧倾技术可以使车辆在过弯时或者驶过倾斜路面时自动倾斜一定角度来抵抗离心力，以保持稳定的行驶姿态，车身侧倾通常由车身独立侧倾、车身和车轮联动侧倾两种方式实施，前者车身独立侧倾方式，车身侧倾与车辆转向运动独立进行、互不干涉，可以采用任意的转向机构，但车辆转弯时的操纵稳定性、平顺性稍差；后者车身和车轮联动侧倾方式，车身侧倾与车辆转向运动相互影响，车辆转弯时的操纵稳定性、平顺性和安全性较好，但需要采用两轮独立转向或四轮独立转向技术，采用液压驱动、伺服控制转向车轮或者伺服电机驱动、控制转向车轮满足阿克曼转向条件；而结构简单、工作可靠的等腰梯形转向机构，不满足车辆转向、侧倾条件下的转向技术要求，不能直接应用。申请号为201310395533.X，名称为“轮距调整转向联动机构”的发明专利，提供了在同一运动平面内轮距调整机构与等腰梯形转向机构联动技术方案，实现了轮距调整与车辆转向独立控制，应用于可调整轮距车辆的转向系统；对于车辆转向侧倾技术，由于转向机构运动平面为车身水平面，车辆梯形转向机构布置于车身水平面内，而车身侧倾机构运动平面为车身横垂面或纵垂面，通常车身侧倾机构布置于车身纵垂面内，探索非同一平面内车身侧倾机构和车辆转向机构联动、独立控制原理具有理论意义和实用价值。

发明内容

本发明目的是要提供一种车辆转向侧倾联动装置及应用该装置的车辆，实现车辆转向与车身侧倾独立控制，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自动倾斜一定角度来抵抗离心力或侧翻力，以保持稳定的行驶姿态。

为了达到本发明的目的所采取的技术方案包括：车辆转向侧倾联动装置由侧倾机构和转向机构联动组成；

上述的侧倾机构包括：车身1、下拉杆2、转向节主轴3、上拉杆4依次顺序转动连接，连接点ABCD为平行四边形，下拉杆2两连接点A、B转动轴线与下拉杆2夹角δ，上拉杆4两连接点C、D转动轴线与上拉杆4夹角等于δ，连接点A、B、C、D转动轴线平行，转向节7与转向节主轴3绕其轴线BC转动连接，转向节7联接车轮8并控制其方向、车轮8绕转向节7轴线转动，由车身1、下拉杆2、转向节主轴3、上拉杆4、转向节7、车轮8按以上方式联接形成一组车轮控制机构；两组几何参数、性能参数相同的车轮控制机构ABCD和A′B′C′D′依据给定的轮距d以车身中央纵垂面左右对称布置、共用同一车身，车身中央纵垂面与平面ABCD夹角为90°-δ，驱动杆6中点与车身1在车身横垂面转动连接、转动轴线位于车身中央纵垂面内，减震器5一端与驱动杆6左端球铰链连接、另一端与左侧下拉杆的E点球铰链连接，另一减震器5一端与驱动杆6右端球铰链连接、另一端与右侧下拉杆的E′点球铰链连接，两减震器与左、右侧下拉杆连接点位置相同，左、右侧两减震器长度相等、性能相同，构成侧倾机构；侧倾机构中，驱动杆6与车身1夹角为致动角α，当致动角α＝90°时、两侧下拉杆共面，此时车身侧倾角β＝0，侧倾机构关于车身中央纵垂面对称；当α≠90°时两车轮相对车身反向运动、沿AD方向移动距离h，车身水平面相对地面夹角为车身侧倾角β，tanβ＝h/d，致动角α改变时车身侧倾角β变化，获得侧倾机构的车身侧倾角β与致动角α关系的侧倾函数β＝f(α)；