專利名稱：車輛后輪束角控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車輛姿態(tài)控制系統(tǒng)，其用于通過控制車輛姿態(tài)來改進操縱穩(wěn)定性；更確切地說，本發(fā)明涉及一種車輛后輪束角控制系統(tǒng)，其中通過單個減速齒輪來操作兩個后輪，這兩個后輪均具有可根據(jù)車輛駕駛狀態(tài)而改變的束角，借此，兩個后輪的束角可經(jīng)同步以始終不斷地變化，并且所述車輛的大小和重量可減少。
背景技術(shù)：
一般來說，安裝在車輛上的懸架位于車身與車輪之間，并且使用一個或一個以上連桿將兩個剛性體彼此連接。所述懸架包括牽引臂、轉(zhuǎn)向節(jié)、控制臂等。
懸架可有效地吸收車輛駕駛過程中出現(xiàn)的路面的不規(guī)則輸入，從而提供乘坐的舒適感。此外，懸架還適當(dāng)?shù)乜刂埔蝰{駛員轉(zhuǎn)向或路面不平所導(dǎo)致的車身的搖晃，從而為駕駛員提供了便利。此外，當(dāng)車輛在不規(guī)則的道路上行駛時，懸架還以合適的程度在輪胎的接觸表面上保持垂直負荷，從而在車輛轉(zhuǎn)彎或剎車時保證車輛的操縱穩(wěn)定性。
同時，當(dāng)車輛轉(zhuǎn)彎時，由于車輛速度或車輛與路面的摩擦的緣故，車輛可能會過度轉(zhuǎn)向或轉(zhuǎn)向不足，從而降低了車輛的操縱穩(wěn)定性。為了解決這一問題，授予本案申請人的第511742號韓國專利(2005年8月25日)揭示了一種后輪束角控制系統(tǒng)(AGCSActive Geometry ControlledSystem，主動式幾何形狀控制系統(tǒng))，用于在車輛轉(zhuǎn)彎時通過控制后控制臂的長度并進而控制后輪束角來改進車輛的姿態(tài)控制和操縱穩(wěn)定性。
圖1是繪示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的車輛后輪束角控制系統(tǒng)的視圖。參看圖1，后輪束角控制系統(tǒng)20包含一對致動器22和23，其分別安裝于后橫梁12的左端和右端；以及連桿26和27，用于將致動器22和23連接到左后輪14和右后輪15，并借助安裝到致動器22和23以進行平移的桿24和25來改變左后輪14和右后輪15的束角。
致動器22和23為液壓致動器。當(dāng)致動器22和23的桿24和25發(fā)生平移時，連桿26和27控制左后輪14和右后輪15的束角。
以上述方式配置的常規(guī)的車輛后輪束角控制系統(tǒng)20在車輛轉(zhuǎn)彎時操作致動器22和23，以防止車輛過度轉(zhuǎn)向或轉(zhuǎn)向不足。
然而，常規(guī)的車輛后輪束角控制系統(tǒng)20無法快速地控制后輪14和15的束角，因為致動器22和23是以液壓方式操作的，其具有較慢的響應(yīng)。此外，在現(xiàn)有技術(shù)中，提供兩個致動器22和23，用于控制左后輪14和右后輪15。因此，由于安裝空間狹窄，所以致動器22和23的安裝存在著限制，且這兩個致動器22和23增加了車輛的重量和制造成本。此外，由于現(xiàn)有技術(shù)中使用兩個致動器22和23，所以對左后輪14和右后輪15的束角的控制可能會有所不同，這導(dǎo)致了對車輛姿態(tài)的不穩(wěn)定控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明將提供一種后輪束角控制系統(tǒng)，其中將電動致動器用作控制車輛后輪的致動器以用于其快速操作，從而確保操縱穩(wěn)定性；通過單個致動器操作左后輪和右后輪以便減少車輛的重量和制造成本；且左后輪和右后輪的束角被一致地控制以改進車輛的操縱穩(wěn)定性。
根據(jù)用于實現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的一方面，提供一種車輛后輪束角控制系統(tǒng)，其包括齒條，其收納在一殼體中，所述殼體與支撐左后輪與右后輪的橫梁平行安裝；左連桿部件和右連桿部件，其一端分別連接到左后輪和右后輪，且另一端分別連接到齒條末端；以及致動器，其安裝到齒條上與其協(xié)作，所述致動器移動齒條，使得左連桿部件和右連桿部件同時改變左后輪和右后輪的束角。
所述致動器可包含馬達，其用作驅(qū)動源；減速齒輪，其具有安裝到馬達的旋轉(zhuǎn)軸的蝸桿齒輪(worm gear)和與蝸桿齒輪嚙合以旋轉(zhuǎn)的蝸桿輪(worm wheel)；以及小齒輪(pinion gear)，其安裝在蝸桿輪的旋轉(zhuǎn)軸上，以與齒條的齒部(rack teeth)嚙合來移動齒條。此處，小齒輪可按壓配合并固定到蝸桿輪的中間部分。此外，后輪束角控制系統(tǒng)可進一步包括限位開關(guān)(limit switch)，其安裝在齒條的移動路線上以在齒條過度移動時檢測齒條末端，進而控制齒條的初始位置和致動器的操作。此外，后輪束角控制系統(tǒng)可進一步包括安裝在蝸桿齒輪上的磁環(huán)以及經(jīng)安裝來感測磁環(huán)磁力的磁傳感器，其中根據(jù)磁環(huán)的旋轉(zhuǎn)量、減速齒輪的齒輪速比和齒條的齒部的齒距比，來測量齒條的線性位移。


根據(jù)下文中結(jié)合附圖對優(yōu)選實施例進行的描述，將容易了解本發(fā)明的以上和其它目的、特征和優(yōu)點，附圖中圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的車輛后輪束角控制系統(tǒng)的視圖。
圖2是繪示根據(jù)本發(fā)明的車輛后輪束角控制系統(tǒng)的視圖。
圖3是示意性繪示根據(jù)本發(fā)明的車輛后輪束角控制系統(tǒng)的立體圖。
具體實施例方式
下文中，將參看附圖詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
圖2是繪示根據(jù)本發(fā)明的車輛后輪束角控制系統(tǒng)的視圖，且圖3是示意性繪示根據(jù)本發(fā)明的車輛后輪束角控制系統(tǒng)的立體圖。
參看圖2和圖3，車輛的左后輪54和右后輪55由后橫梁52懸置。此時，后輪54和55耦合到轉(zhuǎn)向節(jié)56，而轉(zhuǎn)向節(jié)56在車輛的橫向上受到控制臂57的支撐，且在車輛的縱向上受到牽引臂(未圖示)的支撐。此外，轉(zhuǎn)向節(jié)56中的每一者在垂直方向上受到彈簧58和減震器59的支撐。
同時，后輪束角控制系統(tǒng)60安裝到左后輪54和右后輪55上，以便在車輛轉(zhuǎn)彎時改變后輪54和55的束角。
后輪束角控制系統(tǒng)60包含與橫梁52平行安裝的殼體66以及收納在殼體66中的齒條67。齒條67可移動地支撐在殼體66中，且多個齒部67a形成在齒條67的表面上。
此外，連接到左后輪54和右后輪55的一對連桿部件64和65分別連接到齒條67的兩端。連桿部件64和65可移動地安裝著，且其每一者均由一個或一個以上部件組成，并且其旋轉(zhuǎn)中心可固定到橫梁52一側(cè)。
同時，連桿部件64和65通過齒條67的平移來控制后輪54和55的束角。為此，安裝致動器62以便平移齒條67。
相應(yīng)地，當(dāng)致動器62操作時，齒條67發(fā)生移動以便移動連桿部件64和65，借此同時改變左后輪54和右后輪55的束角。也就是說，當(dāng)車輛轉(zhuǎn)彎時，根據(jù)轉(zhuǎn)彎方向，左后輪54和右后輪55中有一者內(nèi)束(toed in)，另一者外束(toed out)，從而可控制轉(zhuǎn)彎車輛的姿態(tài)。
致動器62包含外殼、安裝在外殼中的馬達63和連接到馬達63的旋轉(zhuǎn)軸的減速齒輪68。減速齒輪68包含耦合到馬達63的旋轉(zhuǎn)軸63a的蝸桿齒輪68a，以及與蝸桿齒輪68a嚙合的蝸桿輪68b，使得根據(jù)蝸桿齒輪68a與蝸桿輪68b的齒輪速比來降低蝸桿輪68b的轉(zhuǎn)速。
此外，與齒條67嚙合的小齒輪69安裝到減速齒輪68的蝸桿輪68b。小齒輪69可安裝在蝸桿輪68b的旋轉(zhuǎn)軸63a上，且優(yōu)選地按壓配合并固定到蝸桿輪68b的中間孔。此外，軸承(未圖示)安裝在蝸桿輪68b的旋轉(zhuǎn)軸的上部，且所述軸承固定地安裝到外殼上。
此處，馬達63是電動馬達，優(yōu)選為DC馬達。在此實施例中，馬達63以10V到16V的DC輸入電壓和13.5V的額定輸入電壓來操作，此外，為了測量馬達63的旋轉(zhuǎn)量，將磁環(huán)安裝在蝸桿齒輪68a上，并將磁傳感器安裝在磁環(huán)附近的位置處以便檢測磁環(huán)的磁力。從磁傳感器檢測到的磁信號被發(fā)送到車輛的中央處理單元，且由中央處理單元測量蝸桿齒輪68b的旋轉(zhuǎn)量。
同時，根據(jù)利用磁環(huán)的旋轉(zhuǎn)量測量出的蝸桿齒輪68a的旋轉(zhuǎn)量、減速齒輪68的齒輪速比以及齒條67的齒部67a的齒距比，來測量齒條67的線性位移。接著，根據(jù)齒條67的線性位移來控制左后輪54和右后輪55的束角。
在齒條67的移動路線上安裝著限位開關(guān)，以限制齒條67的行程范圍。所述限位開關(guān)感測齒條67的初始位置以設(shè)定齒條67的參考位置，且接著在齒條67過度移動時感測齒條67的末端，從而控制致動器62的操作使其停止。
根據(jù)如上述配置的車輛后輪束角控制系統(tǒng)60，單個致動器62導(dǎo)致左后輪54和右后輪55一起改變，從而改進姿態(tài)控制的可靠性。
以下將描述如此配置的車輛的后輪束角控制系統(tǒng)的操作。
當(dāng)車輛行駛時，特別是轉(zhuǎn)彎時，其可能會因為車身重力或與路面的摩擦而轉(zhuǎn)向不足或過度轉(zhuǎn)向。此時，后輪束角控制系統(tǒng)60的致動器62經(jīng)操作以防止車輛轉(zhuǎn)向不足或過度轉(zhuǎn)向。更具體地說，如果向致動器62的馬達63供應(yīng)了電力，馬達63便會旋轉(zhuǎn)，并將旋轉(zhuǎn)力傳遞給減速齒輪68。
減速齒輪包含安裝到馬達63的旋轉(zhuǎn)軸63a的蝸桿齒輪68a，以及與蝸桿齒輪68a嚙合的蝸桿輪68b，并且根據(jù)蝸桿齒輪68a與蝸桿輪68b的齒輪速比來降低蝸桿輪68b的轉(zhuǎn)速。
如上所述，轉(zhuǎn)速受到減速齒輪68的控制的蝸桿輪68b旋轉(zhuǎn)按壓配合到蝸桿輪68b的中間部分的小齒輪69，并且小齒輪69相應(yīng)地旋轉(zhuǎn)以移動齒條67。
齒條67在左側(cè)方向和右側(cè)方向中的一個方向上移動，進而移動連接到左后輪54和右后輪55的連桿部件64和65。相應(yīng)地，連桿部件64和65同時控制左后輪54和右后輪55的束角，并導(dǎo)致二者中的一者內(nèi)束、另一者外束，從而防止車輛轉(zhuǎn)向不足或過度轉(zhuǎn)向。
也就是說，后輪束角控制系統(tǒng)60通過借助致動器62來控制外輪使其內(nèi)束并控制內(nèi)輪使其外束，借此控制車輛轉(zhuǎn)彎時所產(chǎn)生的懸架外束而導(dǎo)致的車輛的不穩(wěn)定姿態(tài)，從而通過輪胎與路面之間的摩擦力來保證穩(wěn)定的姿態(tài)控制，并因此保證車輛的操縱穩(wěn)定性。
此時，可根據(jù)齒條67的線性位移來控制后輪54和55的束角。為此，由磁傳感器測量安裝到蝸桿齒輪68a的磁環(huán)的磁力，以便根據(jù)磁環(huán)的旋轉(zhuǎn)量來確定馬達63的旋轉(zhuǎn)量，且可根據(jù)減速齒輪68的齒輪速比以及齒條67的齒部67a的齒距比來測量齒條67的線性位移。
同時，通過限位開關(guān)來設(shè)定齒條67的初始開始位置，以便精確地控制齒條67的行程范圍。此外，限位開關(guān)感測齒條67的末端，并控制致動器62的操作，以使得齒條67不會過度移動。
根據(jù)以上述方式配置的本發(fā)明的車輛的后輪束角控制系統(tǒng)，通過具有良好響應(yīng)和快速操作的電動致動器來操作后輪的束角，借此可改進操縱穩(wěn)定性。此外，由于左后輪和右后輪是通過單個致動器來操作的，所以可通過控制左后輪和右后輪的束角來進一步改進操縱穩(wěn)定性。此外，所述后輪束角控制系統(tǒng)具有小的尺寸，從而保證簡易的安裝，并減少了車輛的重量和制造成本。
如上所述，已參看

根據(jù)本發(fā)明的車輛的后輪束角控制系統(tǒng)，但本發(fā)明并不限于上述實施例和圖式。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，在由權(quán)利要求書界定的本發(fā)明的范圍內(nèi)，可對本發(fā)明作各種修改和變化。
例如，雖然減速齒輪被配置為具有單個螺桿齒輪與螺桿輪的齒輪速比，但也可能通過安裝多級的多個螺桿齒輪和螺桿輪以及離合構(gòu)件而使減速齒輪具有多個齒輪速比。然而，在本發(fā)明的實施例中，考慮到減速齒輪的安裝空間和大小，將減速齒輪說明為具有單個減速比。
權(quán)利要求
1.一種車輛后輪束角控制系，其特征在于其包括齒條，其收納在與支撐左后輪和右后輪的橫梁平行安裝的殼體中；左連桿部件和右連桿部件，其一端分別連接到所述左后輪和右后輪，且另一端分別連接到所述齒條的末端；以及致動器，其安裝到所述齒條上以與其協(xié)作，所述致動器移動所述齒條，以使得所述左連桿部件和右連桿部件同時改變所述左后輪和右后輪的束角。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛后輪束角控制系，其特征在于其中所述致動器包含馬達，其用作驅(qū)動源；減速齒輪，其具有安裝到所述馬達的旋轉(zhuǎn)軸的蝸桿齒輪和與所述蝸桿齒輪嚙合以進行旋轉(zhuǎn)的蝸桿輪；以及小齒輪，其安裝在所述蝸桿輪的旋轉(zhuǎn)軸上，與所述齒條的齒部嚙合以移動所述齒條。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車輛后輪束角控制系，其特征在于其中所述小齒輪按壓配合并固定到蝸桿輪的中間部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一權(quán)利要求所述的車輛后輪束角控制系，其特征在于其進一步包括限位開關(guān)，其安裝在所述齒條的移動路線上以在所述齒條過度移動時檢測所述齒條的末端，從而控制所述齒條的初始位置和所述致動器的操作。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一權(quán)利要求所述的車輛后輪束角控制系，其特征在于其進一步包括安裝到所述蝸桿齒輪的磁環(huán)和經(jīng)安裝以感測所述磁環(huán)的磁力的磁傳感器，其中由所述磁環(huán)的旋轉(zhuǎn)量、所述減速齒輪的齒輪速比以及所述齒條的齒部的齒距比來測量所述齒條的線性位移。
全文摘要
一種用于通過控制車輛姿態(tài)來改進操縱穩(wěn)定性的車輛后輪束角控制系。該系統(tǒng)包括齒條，其收納在殼體中，所述殼體與支撐左后輪與右后輪的橫梁平行安裝；左連桿部件和右連桿部件，其一端分別連接到所述左后輪和右后輪，且另一端分別連接到所述齒條的末端；以及致動器，其安裝到齒條上與其協(xié)作，所述致動器移動齒條(rack bar)，使得左連桿部件和右連桿部件同時改變左后輪和右后輪的束角。本發(fā)明的車輛的后輪束角控制系統(tǒng)，通過具有良好響應(yīng)和快速操作的電動致動器來操作后輪的束角，借此改進操縱穩(wěn)定性。
文檔編號B62D17/00GK101077715SQ200710005700
公開日2007年11月28日 申請日期2007年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月25日
發(fā)明者權(quán)炳秀 申請人:株式會社萬都