车高自动调整装置发明专利

专利名称：车高自动调整装置

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202111010630.3

专利申请（专利权）人：郑州日产汽车有限公司
权利人地址：河南省郑州市中牟县建设南路111号

专利发明（设计）人：周乾龙,李永波,刘永,张安霞,彭杰,王新辉,许晓丹,姚青山,孙利平,张全成,古晓科,胡灏,任龙辉,楚斌峰,饶立群

专利摘要：本发明公开了一种车高自动调整装置，包括设置在车架总成上的左侧车高调整单元和右侧车高调整单元，所述左侧车高调整单元和所述右侧车高调整单元的结构相同且对称设置；驱动机构，所述驱动机构用于同步驱动所述左侧车高调整单元和右侧车高调整单元进行车身高度调整；其中，所述驱动机构为双轴电机，所述双轴电机同步驱动所述左侧车高调整单元和右侧车高调整单元。本发明实现了两侧车高同步调整，操作方便，调整效率高，可满足不同驾驶者在不同路况下的驾驶需求，且车高数据能够实时监测和显示，方便与驾驶者进行信息交互，驾驶人员无需经过专业培训也可方便完成。

主权利要求：
1.一种车高自动调整装置，其特征是，包括设置在车架总成上的
左侧车高调整单元和右侧车高调整单元，所述左侧车高调整单元和所述右侧车高调整单元的结构相同且对称设置；
驱动机构，所述驱动机构用于同步驱动所述左侧车高调整单元和右侧车高调整单元进行车身高度调整；
其中，所述驱动机构为双轴电机，所述双轴电机同步驱动所述左侧车高调整单元和右侧车高调整单元；
所述左侧车高调整单元/右侧车高调整单元的结构包括：
下摆臂总成；扭杆弹簧；固定臂，所述扭杆弹簧前端通过所述固定臂与所述下摆臂总成相连接；调整臂，所述扭杆弹簧后端通过所述调整臂与所述车架总成相铰接；
伸缩节臂总成；
蜗轮减速机构，所述蜗轮减速机构具有相互啮合的直尺大齿轮和直尺小齿轮，在所述直尺小齿轮上设置有蜗轮；
蜗杆，所述蜗杆设置在所述双轴电机一侧的电机轴上；
其中，所述伸缩节臂总成外端与所述调整臂相铰接，伸缩节臂总成内端与所述直尺大齿轮刚性连接，所述蜗杆与所述蜗轮相啮合;还包括车高数据监测及控制机构，所述车高数据监测及控制机构具有传感器连接杆、带有传感器摇臂的车身高度传感器、安装支架、双轴电机控制器和控制面板；
伸缩节臂总成具有伸缩节臂外筒和叉臂；所述伸缩节臂外筒外端为连接板，所述连接板通过螺栓与所述直尺大齿轮固连，伸缩节臂外筒内端开设有安装孔，在所述安装孔内设置有滚动花键副，所述滚动花键副由花键套、花键轴和滚珠构成，所述花键套内端通过弹性卡簧固定在安装孔内，所述花键轴外端与所述叉臂端部连接，在伸缩节臂外筒与叉臂之间的花键轴上套装有回位弹簧，在所述回位弹簧外部的伸缩节臂外筒与叉臂之间设置有防尘罩；所述叉臂通过旋转销轴与所述调整臂相铰接;叉臂上端部开口处安装了圆柱轴承，轴承外圈压铆在叉臂上;其中，所述传感器连接杆一端与所述下摆臂总成相铰接，传感器连接杆另一端与所述车身高度传感器的所述传感器摇臂外端相铰接，车身高度传感器通过所述安装支架设置在所述车架总成上；当车身高度发生变化时，下摆臂总成上下摆动过程中通过传感器连接杆带动传感器摇臂进行旋转，车身高度传感器由此产生车高信号，车高信号通过线束发送至所述控制面板，并将车高信息显示在控制面板的屏幕上；同时，通过操作控制面板，发送控制信号至所述双轴电机控制器，双轴电机控制器控制所述双轴电机进行顺时针或逆时针旋转;基于人工触按按钮，控制双轴电机旋转，在两侧蜗轮减速机构作用下，左右伸缩节臂总成带动调整臂在±15°内进行顺时针和逆时针摆动,从而使左右两侧扭杆弹簧进行相反方向扭转实现高度调节。
2.根据权利要求1所述的车高自动调整装置，其特征是，所述滚动花键副为六沟道滚珠花键副。
3.根据权利要求2所述的车高自动调整装置，其特征是，在所述叉臂上设置有降噪护罩。
4.根据权利要求3所述的车高自动调整装置，其特征是，在所述叉臂与所述旋转销轴之间设置有降噪垫圈。 说明书 : 车高自动调整装置技术领域[0001] 本发明涉及汽车技术领域，尤其是涉及一种车高自动调整装置。背景技术[0002] 扭杆弹簧通常用于双叉臂独立悬架或单横臂独立悬架的车型中，扭杆弹簧一端通常与上控制臂或下控制臂通过内外花键固连，扭杆弹簧中心线与其固连的控制臂旋转中心重合，其另一端与调整臂通过内外花键配合，汽车在行驶过程中，车轮受到路面凸凹不平激励进行上下跳动，控制臂也随其进行摆动，从而使扭杆被动往复扭转变形，吸收路面冲击能量。由于扭杆弹簧较螺旋弹簧能够储备更大的能量，且结构简单，占用横向空间小，布置灵活，能够满足不同车高的调整，所以在皮卡车型和深度越野SUV等车型中得到广泛的应用。[0003] 目前常见的车高调整机构为以下两种：[0004] 第一种机构主要由扭杆弹簧、蜗杆、螺栓、扭转臂组成。扭杆弹簧前端与上控制臂进行连接，扭杆弹簧后端与扭转臂连接，同时也与蜗轮蜗杆结构连接，扭转臂通过螺栓与车架连接固定，当转动蜗杆时，调整臂进行相应方向摆动，从而实现上摆臂上下摆动，达到单侧车高单独调整的目的；螺栓将调整臂与车架进行锁止固定，使车高稳定在调整值内。此种车高调整机构在进行车高调整时，首先需要拆去螺栓，解除该机构的锁止功能，通过手工旋转蜗杆，并控制其旋转方向，带动扭转臂进行摆动，扭转臂通过扭杆弹簧带动悬架上控制臂上下摆动，实现两侧车高分别手动调整。该机构调整车高效率低，工作强度大，增加了工人或用户调整车高的作业难度，而且两侧车高分别进行手工调整，车辆高度值无法实时监测，需要多次反复调整、测量作业，才能将车高调整到位，非专业人士很难快速调整到理想车高值。[0005] 第二种机构主要为扭杆弹簧前端与上摆臂固连，另一端与扭转臂固连，液压缸活塞杆与车架进行旋转连接，液压缸体与扭转臂进行旋转连接，液压油液介质通过管路进入缸体内，推动活塞杆进行往复运动，带动扭转臂进行往复摆动，从而使扭杆弹簧进行正反扭转，达到单侧车高自动调整的目的。该车高调整机构在进行车高调整时，通过人为控制液压管路中的压力，工作介质推动活塞杆往复运动，缸体推动扭转臂进行顺时针和逆时针摆动，使扭杆弹簧正反向转动，带动上摆臂上下摆动，从而实现车高的自动调整。该调整机构在进行车高调整时，需要两侧分别调整，效率较低；另外，该调整机构没有车高监测装置，用户无法实时了解当前车高具体参数，使用不便。发明内容[0006] 本发明目的在于提供一种实现两侧车高同步调整、同时能够实时监测和显示车高数据的车高自动调整装置。[0007] 为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：[0008] 本发明所述的车高自动调整装置，包括设置在车架总成上的[0009] 左侧车高调整单元和右侧车高调整单元，所述左侧车高调整单元和所述右侧车高调整单元的结构相同且对称设置；[0010] 驱动机构，所述驱动机构用于同步驱动所述左侧车高调整单元和右侧车高调整单元进行车身高度调整；[0011] 其中，所述驱动机构为双轴电机，所述双轴电机同步驱动所述左侧车高调整单元和右侧车高调整单元。[0012] 所述左侧车高调整单元/右侧车高调整单元的结构包括[0013] 下摆臂总成；[0014] 扭杆弹簧；[0015] 固定臂，所述扭杆弹簧前端通过所述固定臂与所述下摆臂总成相连接；[0016] 调整臂，所述扭杆弹簧后端通过所述调整臂与所述车架总成相铰接；[0017] 伸缩节臂总成；[0018] 蜗轮减速机构，所述蜗轮减速机构具有相互啮合的直尺大齿轮和直尺小齿轮，在所述直尺小齿轮上设置有蜗轮；[0019] 蜗杆，所述蜗杆设置在所述双轴电机一侧的电机轴上；[0020] 其中，所述伸缩节臂总成外端与所述调整臂相铰接，伸缩节臂总成内端与所述直尺大齿轮刚性连接，所述蜗杆与所述蜗轮相啮合。[0021] 还包括车高数据监测及控制机构，所述车高数据监测及控制机构具有传感器连接杆、带有传感器摇臂的车身高度传感器、安装支架、双轴电机控制器和控制面板；[0022] 其中，所述传感器连接杆一端与所述下摆臂总成相铰接，传感器连接杆另一端与所述车身高度传感器的所述传感器摇臂外端相铰接，车身高度传感器通过所述安装支架设置在所述车架总成上；当车身高度发生变化时，下摆臂总成上下摆动过程中通过传感器连接杆带动传感器摇臂进行旋转，车身高度传感器由此产生车高信号，车高信号通过线束发送所述控制面板，并将车高信息显示在控制面板的屏幕上；同时，通过操作控制面板，发送控制信号至所述双轴电机控制器，双轴电机控制器控制所述双轴电机进行顺时针或逆时针旋转。[0023] 所述伸缩节臂总成具有伸缩节臂外筒和叉臂；所述伸缩节臂外筒外端为连接板，所述连接板通过螺栓与所述直尺大齿轮固连，伸缩节臂外筒内端开设有安装孔，在所述安装孔内设置有滚动花键副，所述滚动花键副由花键套、花键轴和滚珠构成，所述花键套内端通过弹性卡簧固定在安装孔内，所述花键轴外端与所述叉臂端部连接，在伸缩节臂外筒与叉臂之间的花键轴上套装有回位弹簧，在所述回位弹簧外部的伸缩节臂外筒与叉臂之间设置有防尘罩；所述叉臂通过旋转销轴与所述调整臂相铰接。[0024] 所述滚动花键副为六沟道滚珠花键副。[0025] 在所述叉臂上设置有降噪护罩。[0026] 在所述叉臂与所述旋转销轴之间设置有降噪垫圈。[0027] 本发明通过增设双轴电机作为车高调整的动力源，用于控制双轴电机正反驱动，在蜗杆蜗轮和直齿轮组减速结构作用下，带动伸缩臂总成在一定角度范围内进行上下摆动，从而使两侧扭杆弹簧调整臂上下同步旋转，实现两侧车高自动调整，满足不同用户在不同路况下的驾驶需求，解决了传统车高手动调整的弊端。蜗杆蜗轮组传动比大，结构紧凑，具有逆向自锁功能，可以实现不同车调整后的锁止要求。同时，车身高度传感器又能够实时监测当前车高参数，方便用户根据当前驾驶需求进行一定范围内车高的调整。[0028] 实现了两侧车高同步调整，操作方便，调整效率高，可满足不同驾驶者在不同路况下的驾驶需求，且车高数据能够实时监测和显示，方便与驾驶者进行信息交互，驾驶人员无需经过专业培训也可方便完成。附图说明[0029] 图1是本发明的结构示意图。[0030] 图2是本发明车高数据监测及控制机构的电路原理框图。[0031] 图3是本发明伸缩节臂总成的剖视图。[0032] 图4是本发明伸缩节臂总成的爆炸图。[0033] 图5是图1中A部的局部放大图。具体实施方式[0034] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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作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。需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。[0035] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。[0036] 如图1‑5所示，本发明所述的车高自动调整装置，包括设置在车架总成10上的双轴电机20、左侧车高调整单元和右侧车高调整单元，双轴电机20左端的电机轴上设置右旋蜗杆21，双轴电机20右端的电机轴上设置左旋蜗杆22，右旋蜗杆21和左旋蜗杆22分别通过平键与同侧的电机轴固连，从而保证蜗杆与电机转子同步旋转进行动力输入；双轴电机20同步驱动左侧车高调整单元和右侧车高调整单元进行车身高度调整；[0037] 左侧车高调整单元和右侧车高调整单元的结构相同且对称设置；以左侧车高调整单元为例，其结构包括下摆臂总成30；扭杆弹簧40；扭杆弹簧40前端通过固定臂41与下摆臂总成30相连接；扭杆弹簧40后端通过调整臂42与车架总成10相铰接，调整臂42包括与扭杆弹簧40底端相连接的扭杆弹簧连接件，在扭杆弹簧连接件上固连有叉臂连接板；叉臂连接板通过旋转销轴43与伸缩节臂总成50的叉臂501铰接，伸缩节臂总成50通过蜗轮减速机构与右旋蜗杆21驱动连接；[0038] 具体的，如图3、4所示，伸缩节臂总成50具有叉臂501和伸缩节臂外筒502；伸缩节臂外筒502外端为连接板503，连接板503上开设三个与蜗轮减速机构螺接的螺栓连接孔504，伸缩节臂外筒502内端开设有安装孔505，在安装孔505内设置有滚动花键副，滚动花键副由花键套506、花键轴507和滚珠508构成，花键轴507上开设六沟道槽，滚珠508通过花键套506在伸缩节臂外筒502和花键轴507的沟槽内表面上纯滚动；花键套506内端通过弹性卡簧509固定在安装孔505内，弹性卡簧509对花键套506进行轴向限位，防止花键套506滑脱；花键轴507外端与叉臂501端部连接，在伸缩节臂外筒502与叉臂501之间的花键轴507上套装有回位弹簧510，回位弹簧510可以保证花键轴507和伸缩节臂外筒502的啮合长度；在回位弹簧510外部的伸缩节臂外筒502与叉臂501之间设置有防尘罩511，防尘罩511通过两端的两个卡箍512固定在伸缩节臂外筒502和叉臂501上，且内部充满润滑油，同时能防止花键轴507滑出伸缩节臂外筒502；[0039] 叉臂连接板通过旋转销轴43与伸缩节臂总成50的叉臂501铰接，叉臂201上端部开口处安装了圆柱轴承，轴承外圈513压铆在叉臂201上，叉臂201开口处装有降噪护罩514，旋转销轴43与叉臂501之间设置降噪垫圈515，防止在工作时摩擦异响产生；该机构采用了六沟道滚珠进行力值传递，具有阻力小，耐久强度高，不易出现滑动噪音；调整臂42在扭杆弹簧40扭转力矩作用下，始终能够保证与旋转销轴43紧密贴合。[0040] 具体的，蜗轮减速机构具有相互啮合的直尺大齿轮60和直尺小齿轮61，在直尺小齿轮61上设置有蜗轮62；直尺大齿轮60和直尺小齿轮61的轴两端分别通过轴承设置在减速箱体上，蜗轮62与右旋蜗杆21相啮合，直尺大齿轮60通过三个连接螺栓与连接板503刚性连接，蜗轮蜗杆结构除了能减速增扭外，还具备逆向自锁功能，保证调整后的车高稳定在理想值内。[0041] 具体的，车高数据监测及控制机构具有传感器连接杆70、带有传感器摇臂71的车身高度传感器72、安装支架73、双轴电机控制器和控制面板；其中，传感器连接杆70一端与下摆臂总成30相铰接，传感器连接杆70另一端与车身高度传感器72的传感器摇臂71外端相铰接，车身高度传感器72通过安装支架73设置在车架总成10上；当车身高度发生变化时，下摆臂总成30上下摆动过程中通过传感器连接杆70带动传感器摇臂71进行旋转，车身高度传感器72由此产生车高信号，车高信号通过线束发送至控制面板，并将车高信息显示在控制面板的屏幕上；同时，通过操作控制面板，发送控制信号至双轴电机控制器，双轴电机控制器控制双轴电机20进行顺时针或逆时针旋转。[0042] 功能实现：[0043] 当用户需要对车高进行调整时，可以人工触按车高控制面板上调整按钮“UP”或“DOWN”，通过双轴电机控制器MCU控制双轴电机20进行顺时针和逆时针旋转。由于双轴电机20两侧右旋蜗杆21和左旋蜗杆22的旋向是相反的，由此可以带动蜗轮62进行相反方向旋转，在两侧蜗轮减速机构作用下，左右伸缩节臂总成50带动调整臂42在±15°内进行顺时针和逆时针摆动,从而使左右两侧扭杆弹簧40进行相反方向扭转，扭杆弹簧40通过固定臂41带动左右下摆臂总成30实现上下同步摆动，最终实现车高在一定范围内自由调整。车高调整行程控制通过车高数据监测及控制机构完成。为保证左右的花键轴507不能从伸缩节臂外筒502内滑出，该车高调整装置会提前设定好车高调整范围，使左右伸缩节臂总成50摆动始终在设定范围值以内。由于左右伸缩节臂总成50的存在，可以保证左右调整臂42在上下旋转过程中不会出现卡滞现象。当车高超过该调整范围时，控制面板上警示灯闪烁，同时双轴电机20停止工作，确保车辆具备安全的适用环境。[0044] 本发明可以对扭杆弹簧独立悬架车型车高在一定范围内进行自动调整，具有结构简单、成本低廉、调整效率高、操作方便和安全可靠的特点。该发明能够自动调整车辆的离地间隙，大大改善了车辆的越野性能，满足不同用户对车辆的适用要求，同时，降低车辆离地间隙又优化了车辆行驶阻力，达到节能减排的目的。

专利地区：河南

专利申请日期：2021-08-31

专利公开日期：2024-07-26

专利公告号：CN113650466B