专利名称：汽车后轮转向装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种汽车后轮转向装置，具体地，涉及对现有汽车后轮转向装置的改进。
众所周知，长期以来为保证汽车行驶方向和稳定性，普通汽车的后轮都是不能转向的。随着技术发展，在一些汽车上设置了后轮转向器，但其发明目的都是为了提高高速行车时目的路线的跟踪性、行车稳定性以及低速小转弯的灵活性，其后轮最大转向角约为1．5°至-5°，并且前轮的转向角总是大于后轮，而且后轮的转向动作总是滞后于前轮，所以它在移线行车时，车身纵向中心线总是与公路中心线相交成一斜角，其移线方向与前进方向不垂直，移线方向总在不断改变。故在高速行车时，当发现前方车辆发生故障时，总是不能及时避让，而发生撞车事故，如
图1(a)。
由于现有技术的车辆本身行驶安全性能都存在缺陷，为此人们不得已在车辆的方向盘部位上设置了安全气囊(SRS)，但气囊是在汽车相撞时起被动保护作用的。故现有技术中车辆安全气囊系统在撞车时只能从一定程度上减弱撞车所带来的伤害，而不能从根本上避免撞车。
为此，本实用新型的目的是提供一种汽车后轮转向装置，通过该后轮转向装置，可使汽车前、后轮在紧急情况下实现同相位、同角度的转向，而使汽车平行地移出行驶路线，以避开前方发生故障的车辆，当紧急情况过后又能自动解除移线功能而正常行车，以避让旁侧车辆。本实用新型的避撞功能是主动性的安全保护措施。
本实用新型的进一步目的是提供一种汽车后轮转向装置，可保持车辆现有的后轮一般相位转向功能，以提高其目的跟踪性、行车稳定性以及低速小转弯的灵活性。
本实用新型的另一个目的是提供一种汽车后轮转向装置，该装置具有一双方向盘操纵的四轮转向功能，以方便操纵平移转向及清楚地反映后轮的转向动态。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种汽车后轮转向装置，特点在于，具有一后轮同相位、同角度转向机构，所述机构包括在安装于前轮转向器上的齿条、齿轮扭矩输出传动轴上的齿轮，所述齿轮通过一转轴一端上的齿轮啮合，所述转轴另一端固定有一齿轮，所述齿轮与一固定于一横杆上的齿条啮合；一离合器，具有一离合器体，所述横杆可相对滑动地套装于一离合器体内，一连接汽车后轮转向节臂的横拉杆固定于所述离合器体上，一横杆也可相对滑动地套装于所述离合器体中；所述离合器还具有一联合销，一推力弹簧和复位弹簧连接于所述联合销上，联合销还位于所述离合器体上的一个槽中；其中，所述横杆和另一横杆上分别具有可与联合销配合的一缺口和另一缺口；所述离合器由一电磁开关控制；所述横杆与一后轮一般相位转向机构连接；所述横拉杆还与一后轮相位反映装置连接。
图1是现有技术中汽车前、后轮不能同相位、同角度转向所形成的行车轨迹和撞车示意图；
图1(a)是现有技术一般同相位、不同转向角的汽车行车轨迹；
图1(b)是现有技术一般同相位、不同转向角的汽车撞车示意图；图2是本实用新型后轮转向装置的部分立体图；图3是本实用新型装置中双方向盘机构的立体图；图4是表示采用本实用新型后轮转向装置的车辆避撞示意图；图5是表示本实用新型装置中双方向盘机构的软轴减速部分示意图；图6示出了在一般相位转向状态下的双方向盘状态；图7示出了在同相位、同角度转向状态下的双方向盘状态；以及图8示出了采用本实用新型后轮转向装置的车辆在狭小范围内泊车的情况。
请参见图2，该图中示出了本实用新型后轮转向装置的局部立体图。该后轮转向装置具有一后轮同相位、同角度转向机构，该机构包括在安装于前轮转向器齿条、齿轮啮合扭矩输出传动轴1上的齿轮2，该齿轮2与一齿轮3啮合，齿轮3安装于一转轴4一端上，该转轴4另一端固定有一圆柱齿轮5，该圆柱齿轮5与一齿条6啮合，将转动转换为直线平动。与前轮转向器一样，圆柱齿轮5与齿条6同在壳体D内，其中齿条6与一横杆7形成一体，该横杆7通过一离合器8而可与一横拉杆9实现连接，以使横拉杆9随其一起运动，该横拉杆9与后轮转向节臂(图中未示)连接而驱动后轮与前轮实现同相位、同角度的转向，其具体操作情况将在下文中描述。后轮转向执行机构与前轮转向执行机构一样，并属于现有技术内容，故在此亦不详述。该横拉杆9的一部分为制造成齿条9a，该齿条9a与一齿轮10啮合，该齿轮10固定于一软轴11上。该软轴11可将后轮转向状态传递到双方向盘机构上(该双方向盘的具体结构将在下文中描述)。
在本实用新型中，离合器8为一由电磁开关13(为便于操作及防止误动，电磁开关13的按钮13a和13b设置在方向盘上，并且必须同时按下这两个按钮才可启动电磁开关13)操纵的离合器，该离合器8具有推力弹簧81和复位弹簧82，在电磁开关13及推力弹簧81上连接一联合销83，在推力弹簧81的作用下该联合销83可在一离合器体85上的一个槽86内移动。离合器8的离合器体85同时套住三根轴，除了横拉杆9是与该离合器体连成一体之外(见图2a)，横杆7是可相对离合器体85移动的，但横杆7上对应于槽86的位置处设一个缺口7a(如图2a所示)，联合销83可嵌入该缺口7a而使横杆7与离合器体形成一体，从而使横杆7带动横拉杆9运动。离合器8所套住的另一根轴是横杆12，该横杆12也是可相对离合器体85滑动的，与横杆7一样的，在横杆12上对应于槽86的位置处也设有一个缺口12a，在常规或具有一般相位转向功能的行驶过程中，电磁开关13关闭，推力弹簧81不工作，复位弹簧82始终使联合销83嵌入缺口12a而销住横杆12，而使横拉杆9随横杆12运动。横杆12与现有的后轮转向装置(此装置将在下文中描述)连接。当横拉杆9通过离合器8实现与横杆7脱离并与横杆12连接时，横拉杆9可随横杆12运动，可使后轮与前轮实现如现有技术一样的同相位不同角度转向(最大转角为约1．5°)或反相位转向(最大转角约-5°)，而提高车辆的目的跟踪性、行车稳定性和低速小转弯的灵活性；此外当横杆12不运动时，可将后轮转向锁定。(上述作用将在下文中详细描述)在本实用新型中，如图2所示，后轮同相位、同角度转向机构的操作情况如下当前轮转向时，前轮转向转动器上的齿条、齿轮扭矩输出传动轴1转动，带动其上的齿轮2以及与该齿轮啮合的齿轮3，从而驱动转轴4转动。转轴4带动圆柱齿轮5转动，而驱动与其啮合的齿条6直线平动。此时，当车辆常规行驶时，由于离合器8上的联合销83是始终销住横杆12的，所以横拉杆9不会随横杆7运动。当发生紧急状态时，将如图3所示的位于方向盘上的一电磁开关13的按钮13a和13b都按动，按钮13a和13b上的红色指示灯亮。同时离合器8上的推力弹簧81压缩而对联合销83施以推力，克服复位弹簧82的作用而使联合销83产生向横杆7方向移动的趋势；当方向盘处于零位、即前轮处于零位时，联合销83即与横杆7联合，这样横杆7可带动横拉杆9运动，而使后轮与前轮同相位、同角度转向。此时，与联合销83接触的一微动开关14工作，将按钮13a和13b上的红色指示灯切换成绿灯，向驾驶员表明即可操作方向盘使车辆作横向平行移动直行运动而移出其行驶路线以避开其前方发生故障的车辆，只需横向移出略大于车体宽度的距离就可避免撞车，如图4所示。另外，该微动开关14将按钮13a和13b上的红色指示灯切换成绿灯的同时，操纵电磁开关13延时失电，推力弹簧81伸张，在复位弹簧82的作用下，联合销83产生向横杆12联合的趋势。当方向盘转回到零位时，联合销83即可与横杆12联合，而使横拉杆9再次随横杆12一起运动，从而自动解除横向平行移动直行功能，使车辆恢复到常规行驶状态。
若要连续实现横向平行移动直行功能，可连续按住电磁开关13的两个按钮13a和13b，这时汽车可继续作横向平行移动直行。
上述后轮同相位、同角度转向功能，还可以应用于在狭小范围内进行平行泊车，如图8所示。
在实用新型中，该后轮转向装置还具有一后轮一般相位转向机构，该一般相位转向机构包括如现有技术一样的齿轮减速箱15，该齿轮减速箱15连接一偏心行星齿轮组件16，该偏心行星齿轮组件16通过其上的输出轴与一滑块17连接，该滑块17位于一滑块架18中，滑块架18固定于一离合器19的离合器体19a上，该离合器体19a在横杆12上可滑动，并且该离合器体19a还与相对汽车本体为静止的一个固定块20可横向滑动地连接。
离合器19还包括一联合销19b，该联合销19b可在其两侧弹簧19c和19d的作用下在横杆12上所设的一个横向槽12b中移动。在与离合器体19a呈可横向滑动连接的固定块20上设有一个缺口20a，离合器体19a上也设有一个缺口19e(如图2b所示)。
如图2所示，该后轮一般相位转向机构的工作情况如下当前轮转向时，前轮转向器上的齿条、齿轮扭矩输出传动轴1转动，通过齿轮减速箱15带偏心轮E转动，偏心轴F绕偏心轮E中心转动，行星齿轮H绕偏心轮E中心公转，与此同时还与固定的内齿轮G啮合而自转，偏心轴I带动滑块17运动，滑块17水平运动通过滑块架18传给横杆12。当方向盘转角很大时，后轮相对前轮作反相位转向，当方向盘转角很小时，后轮与前轮作同相位转向。(这一运动传递过程与现有技术相同)。在常规行车或倒车时，双向电磁开关21工作趋向于固定块20，在弹簧19d作用下，位于横杆12的横向槽12b中的联合销19b嵌入固定块20上的缺口20a中(如图2b所示)，而使横杆12固定，使后轮转向锁定。
当要实现一般相位转向功能时，按下方向盘上的双向电磁开关21的按钮21a，双向电磁开关工作趋向于离合器体19a，按钮21a上的红色指示灯点亮，表明电磁开关21工作。当方向盘处于零位、即离合器体19a处于零位时，在弹簧19c作用下位于横杆12横向槽12b中的联合销19b嵌入离合器体19a的缺口19e，此时横杆12即随离合器体19a作直线平动，从而实现象现有技术一样的一般后轮相位转向功能。此时，微动开关22在联合销19b作用下工作，将红色指示灯切为绿灯，表明此时后轮作一般相位转向行车，提高了车辆的目的跟踪性、行车稳定性和低速小转弯的灵活性。当需要解除这功能时，再按下方向盘上的按钮21a，此时绿灯熄、红灯亮，当方向盘处于零位时，联合销再次嵌入固定块20上的缺口20a，红灯熄，后轮恢复到锁定状态，表明汽车作一般性行车(尤其是倒车时)。
由于在实用新型中后轮的转向状态较多，为便于直观操控，在现有技术的主方向盘上本实用新型还采用了一个副方向盘，从而构成一个双方向盘机构。
该双方向盘机构包括如图2所示的设于横拉杆9上的齿条9a，该齿条9a与一齿轮10啮合，该齿轮10带动软轴11转动。由于齿条9a带动齿轮10的转角很大，所以如图5所示的，软轴11还连接到一涡轮、涡杆装置A上，以对该软轴11的转动减速。经减速后，如图3所示，软轴11从主方向盘23中心轴C内部通过，而连接到主方向盘23中心的一个中央齿轮24上，该齿轮24通过与其啮合的过桥齿轮25而将转动传递到与主方向盘偏心设置的副方向盘26的中央齿轮27上，当主方向盘转动时，齿轮25、27都是齿轮24的行星齿轮。该副方向盘26设有一个副方向盘盖28，该盖设计成一定的图案以示后轮的相位转向动态。另外，在副方向盘26内可设置现有技术的气囊，气囊作用时副方向盘盖28即破裂，气囊胀出。参见图6，图中示出了在一般相位转向状态下的双方向盘动态；参见图7，图中示出了在同相位、同角度转向状态下的双方向盘动态。从中可见，通过此双方向盘机构，后轮的相位转向动态完全一致地反映到该副方向盘盖28上。
由于软轴11需要从主方向盘中心轴C内部通过，所以需要将中心轴C的转矩通过一组过桥齿轮B移到另一轴29上，该轴29可驱动前轮转向器，并由前轮转向器通过前轮转向器上齿条、齿轮扭矩输出传动轴1向后轮转向器输出扭矩。
本实用新型还可以实现电脑自动启动避撞功能。用雷达测得路前方的障碍信息，通过电脑分析确定是故障车辆(而非移动或开动车辆)，即令方向盘上按钮13a、13b开通，红指示灯转绿指示灯平行移动直行功能启动。手控式电脑计算平行移动的距离以手动或自动地避开故障车辆。
以上已结合附图对本实用新型的一个较佳实施例进行了描述，以便对本实用新型的目的、特点和效果有进一步的了解。然而，该实施例仅是用于说明本实用新型，而对本实用新型的技术方案没有限定作用。本技术领域的普通技术人员可以理解，在本实用新型的实质精神范围内，还可对其做出多种变化和变型，显然这些变化和变型仍属于本实用新型的范围。
权利要求1．一种汽车后轮转向装置，其特征在于，具有一后轮同相位、同角度转向机构，所述机构包括在安装于前轮转向器上的齿条、齿轮扭矩输出传动轴(1)上的齿轮(2)，所述齿轮(2)通过一转轴(4)一端上的齿轮(3)啮合，所述转轴(4)另一端固定有一齿轮(5)，所述齿轮(5)与一固定于一横杆(7)上的齿条(6)啮合；一离合器(8)，具有一离合器体(85)，所述横杆(7)可相对滑动地套装于一离合器体(85)内，一连接汽车后轮转向节臂的横拉杆(9)固定于所述离合器体(85)上，一横杆(12)也可相对滑动地套装于所述离合器体(85)中；所述离合器(8)还具有一联合销(83)，一推力弹簧(81)和复位弹簧(82)连接于所述联合销上，联合销(83)还位于所述离合器体(85)上的一个槽(86)中；其中，所述横杆(12)和横杆(7)上分别具有可与联合销配合的一缺(12a)和(7a)；所述离合器(8)由一电磁开关(13)控制；所述横杆(12)与一后轮一般相位转向机构连接；所述横拉杆(9)还与一后轮相位反映装置连接。
2．如权利要求1所述的汽车后轮转向装置，其特征在于，所述后轮一般相位转向机构包括齿轮减速箱(15)，所述齿轮减速箱(15)连接一偏心行星齿轮组件(16)，所述偏心行星齿轮组件(16)通过其上的输出轴与一滑块(17)连接，所述滑块(17)位于一滑块架(18)中，滑块架(18)固定于一离合器(19)的离合器体(19a)上，所述离合器由一双向电磁开关(21)控制；所述离合器体(19a)在横杆(12)上可滑动，并且所述离合器体(19a)还与相对汽车本体为静止的一个固定块(20)呈横向可滑动地连接；所述离合器(19)还包括一联合销(19b)，所述联合销(19b)可在其两侧弹簧(19c)和(19d)的作用下在横杆(12)上所设的一个横向槽(12b)中移动；在与离合器体(19a)呈横向可滑动连接的固定块(20)上设有一个缺口(20a)，离合器体(19a)上设有一个缺口(19e)；所述联合销(19b)可嵌入固定块缺口(20a)或离合器体缺(19e)。
3．如权利要求1或2所述的汽车后轮转向装置，其特征在于，所述后轮相位反映装置设于横拉杆(9)上的齿条(9a)，该齿条(9a)与一齿轮(10)啮合，该齿轮(10)与一软轴(11)连接；所述软轴(11)从主方向盘(23)中心轴内部通过，而连接到主方向盘(23)中心的一个中央齿轮(24)上，该齿轮(24)通过与其啮合的过桥齿轮(25)而将转动传递到与主方向盘偏心设置的副方向盘(26)的中央齿轮(27)上；该副方向盘(26)设有一个副方向盘盖(28)，该盖设计成一定的图案以示后轮的相位转向状态。
4．如权利要求3所述的汽车后轮转向装置，其特征在于，所述副方向盘内可放置气囊装置，所述副方向盘盖可随气囊胀开而破裂。
5．如权利要求4所述的汽车后轮转向装置，其特征在于，所述电磁开关(13)由两个按钮(13a、13b)控制，电磁开关(21)由按钮(21a)控制。
专利摘要一种汽车后轮转向装置,具有一后轮同相位、同角度转向机构,一离合器,转向机构通过一横杆而与离合器连接,一连接汽车后轮相位反映装置的横拉杆固定于离合器体上,另一连接后轮一般相位转向机构的横杆也套装于离合器体中;离合器具有一联合销,离合器由一电磁开关控制。藉由这一汽车后轮转向装置,可实现紧急状态下,汽车前、后轮的同相位、同角度转向而使汽车横向平行移动以避撞,过后又可自动解除该功能。
文档编号B60R21/04GK2418060SQ99251940
公开日2001年2月7日 申请日期1999年12月2日 优先权日1999年12月2日
发明者邬林楚 申请人:邬林楚