车辆用执行机构的制作方法_3

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并以此改变稳定杆的角,从而控制车辆姿势。
[0089]图6为车辆转弯时侧倾角变化的曲线图。图6显示ARS与一般稳定杆的试验结果,由此可知ARS相比于稳定杆确保更小的侧倾角,从而能够提高车辆的转弯稳定性。
[0090]图7为安装于车辆的ARS系统的功能图。
[0091]ARS系统包括第一稳定杆、第二稳定杆、执行机构、第一电子控制装置及第二电子控制装置。
[0092]第一稳定杆是连接于车辆一侧车轮的稳定杆。第二稳定杆是连接于车辆另一侧车轮的稳定杆。可以使第一稳定杆与第二稳定杆中一个为固定型稳定杆,另一个为旋转型稳定杆。第一稳定杆与第二稳定杆均为旋转型稳定杆也无妨。
[0093]执行机构450用于连接第一稳定杆与第二稳定杆并控制车辆姿势。
[0094]第一电子控制装置430在行驶410时根据从车辆上安装的传感器420获取的感测信息421?424检测车辆的侧倾角。第一电子控制装置430为感测侧倾角而利用的感测信息是从轮速传感器获取的车辆的轮速422、含X轴加速度与Y轴加速度的车辆的加速度424、车辆的横摆角速度(Yaw rate)423及从转向角传感器421等获取的车辆的转向角。并且第一电子控制装置430检测的侧倾角是车辆转弯时产生的扭转角。第一电子控制装置430例如可以是图3所示的制动(Act.)E⑶240、转向轮E⑶250等。
[0095]第二电子控制装置440根据第一电子控制装置430生成的扭矩算出用于补偿车辆侧倾角的扭矩,并根据该扭矩控制执行机构450。第二电子控制装置440可以是图3所示的执行机构E⑶220。
[0096]为降低车辆向左右转弯时因离心力而侧倾的问题,通常会安装一般稳定杆。
[0097]本发明是从中间切断分开该一般稳定杆,并在该位置适用前轮ARS211与后轮ARS212等旋转执行机构,在转弯过程中离心力引起车辆左右侧倾时使旋转执行机构旋转生成相应的扭力,通过两侧稳定杆主动地控制车辆姿势使得与正常直行时的状态相近。
[0098]进入行使状态410时获取有关车辆行驶的信息(轮速422、左右侧倾(横摆角速度423、加速度424)、转向轮的角度421等),上述信息汇总到各动作判断E⑶430,通过用于启动旋转执行机构的ECU440向旋转执行机构传送工作命令450。
[0099]连接于执行机构两个末端的稳定杆通过稳定杆连接部连接于左右悬架。在这种结构中当通过分析传感器421?424收集的数据得出与情况相符的扭矩,则通过旋转执行机构输出该扭矩以启动主动型执行机构,减少车辆的侧倾运动、提高乘车舒适性。
[0100]图8a至图8c为说明未适用本发明的车辆的驱动的示意图。图8a显示停止的车辆,图8b显示正在向右侧转弯的车辆,图8c显示正在向左侧转弯的车辆。
[0101]如图Sb所示,从正面观察正在向右侧转弯的车辆可知当车辆转弯时产生的离心力使得连接于右侧车轮的车体部件全部从之前位置上升,而连接于左侧车轮的车体部件从之前位置下降,即车辆内的右侧部分上升、左侧部分下沉,从而乘客会向左侧侧倾。
[0102]图Sc所示情况下全部向与图Sb所示情况相反的方向起作用。
[0103]图9a至图9c为说明适用本发明的车辆的驱动的示意图。图9a显示停止的车辆,图9b显示正在向右侧转弯的车辆,图9c显示正在向左侧转弯的车辆。
[0104]图9a至图9c显示用本发明替代一般车辆稳定杆的例子。本发明设计思想是使得能够旋转,具体来讲根据情况利用稳定杆中间的执行机构扭转旋转型稳定杆,使其与固定型稳定杆产生预定角度差。
[0105]当一般车辆向右侧转弯时如图8b所示,车辆姿势向一侧倾斜,而当适用本发明时如图9b所示,通过向车顶方向旋转处于高度上升状态的车辆右侧部分的稳定杆来下拉右侧的下摆臂,以防止车辆的右侧部分上升,车辆左侧部分的稳定杆通过执行机构的相对旋转,以提高向相反侧下降的高度,防止车辆左侧部分下沉,以此能够防止车辆向左侧侧倾。
[0106]另外,在与上述情况相反的情况下如图9c所示,当车辆向左侧转弯时通过扭转处于高度上升状态的车辆左侧部分的稳定杆拉动左侧的下摆臂,以降低车辆的高度,防止车辆左侧上升,此外通过相对运动向车底方向扭转车辆右侧部分的稳定杆,以推动下摆臂使得下沉部分的高度上升,防止车辆右侧下沉,以此防止车辆向右侧侧倾。
[0107]本发明通过以上动作可提高车辆转弯稳定性,还可以提高乘客的乘车舒适性。
[0108]图10为显示本发明优选第一实施例的执行机构的内部构成的剖视图。
[0109]主动控制侧倾装置可通过改变稳定杆的刚度改善行驶稳定性及乘车舒适性。上述装置为电动装置时由电动机、减速器等构成,其与液压装置相比具有结构简单、低成本等优点。但是减速器齿侧间隙引起稳定杆游移时会弓丨发噪音。
[0110]本发明提供一种能够利用弹簧弹力消减减速器齿侧间隙的结构。可通过向最末端太阳齿轮施加弹簧弹力生成法向力(Normal Force)。此时通过法向力,太阳齿轮与行星齿轮间通过螺旋角产生旋转力,从而能够得到齿侧间隙消减效果与稳定杆游移消减效果。
[0111]本发明中弹簧弹力并非作用于多级行星齿轮整体,而是只作用于最末端齿轮。因此能够在确保效率不大幅下降的同时消减齿侧间隙。
[0112]以下参照图10对此进行详细说明。
[0113]第一实施例的执行机构500包括固定型稳定杆522、旋转型稳定杆521、多级行星齿轮组530、电动机540及齿侧间隙消减机构550。
[0114]严格来讲,固定型稳定杆522与旋转型稳定杆521并不是执行机构的构成要素,但在本实施例中为便于说明使固定型稳定杆522与旋转型稳定杆521包括在执行机构中。
[0115]固定型稳定杆522是固定于壳体一侧的杆状(bar)部件。
[0116]旋转型稳定杆521可旋转地安装于壳体的另一侧。
[0117]旋转型稳定杆521是连接在多级行星齿轮组530的最终输出部,通过电动机540与减速器传递旋转力的部件。旋转型稳定杆521通过轴承510组装到固定型稳定杆522的轴上的内部。
[0118]轴承510通过减少旋转部件之间的阻力,以提高寿命并减少噪音和振动。
[0119]多级行星齿轮组530包括太阳齿轮、行星齿轮及托架(carrier),并且位于壳体的内部。这种多级行星齿轮组530在壳体的内部连接于旋转型稳定杆521。多级行星齿轮组530包括传动比随级数的增加而增大的减速器。
[0120]电动机540包括当被接通电源时产生磁力的定子(stator) 541与依靠定子541产生的磁力旋转的转子(rotor) 542,并且位于壳体的内部。电动机540在壳体的内部设置于固定型稳定杆522与多级行星齿轮组530之间。
[0121]齿侧间隙消减机构550的功能是通过对太阳齿轮施加荷重来控制减速器的齿侧间隙,以消减固定型稳定杆522与旋转型稳定杆521的游移。
[0122]另外执行机构还可包括编码器与位置传感器。
[0123]编码器用于控制电动机540的驱动,在壳体的内部位于电动机540与固定型稳定杆522之间。
[0124]位置传感器是用于检测位置的传感器,其设置于旋转型稳定杆521上。
[0125]图11为显示设置于第一实施例的执行机构的齿侧间隙消减机构的分解立体图。
[0126]齿侧间隙消减机构550的功能是控制设置于多级行星齿轮组530的减速器的齿侧间隙,以消减ARS执行机构的游移。本实施例中该齿侧间隙消减机构550包括顶杆551、弹簧552、滚珠553及锁紧螺母554。
[0127]顶杆(Push Rod) 551贯通电动机540并密接于太阳齿轮的一端。该顶杆551利用弹簧552的力向太阳齿轮施加荷重。
[0128]弹簧(Spring) 552的一端接触锁紧螺母554,另一端接触顶杆551,其作用是将弹力所产生的荷重施加给锁紧螺母554与顶杆551。弹簧552利用压缩力向太阳齿轮施加预定荷重。
[0129]滚珠(Ball) 553设置于锁紧螺母554与弹簧552之间,以辅助顶杆551的旋转。即,滚珠553的功能是在弹簧552与锁紧螺母554之间促使顶杆551正常旋转。
[0130]锁紧螺母(Lock Nut) 554是安装于固定型稳定杆522 —端的构件。该锁紧螺母554通过弹簧552向第3太阳齿轮施加预定荷重,以防止游移消减机构脱落。
[0131]图12至图14为显示第一实施例中消减齿轮齿侧间隙的原理的示意图。
[0132]首先说明ARS执行机构的工作原理。
[0133]电动机产生的扭矩通过轴承从两端受轴承支撑的转子以啮合方式连接于第I行星齿轮的太阳齿轮。该太阳齿轮的旋转力根据行星齿轮的一般原理输出到第I托架,第I托架连接于第2太阳齿轮。根据如上原理,向受轴承支撑的第3托架输出由于减速而增大的旋转力,连接于第3托架的左侧第二稳定杆与连接于ARS执行机构壳体的右侧第一稳定杆相对旋转。
[0134]从而齿轮齿侧间隙消减原理如下:
[0135]如图12的(b)所示,弹簧552在受锁紧螺母554支撑的滚珠553与顶杆551之间向第3太阳齿轮531方向产生荷重。
[0136]然后如图12的(a)所示,通过顶杆551受到荷重的第3太阳齿轮531以平行于第3行星齿轮532的方式向轴方向移动。
[0137]如图13所示,由于第3太阳齿轮531与第3行星齿轮532设定有螺旋角,因此如图14的(b)所示,当两个齿轮531、532以啮合状态向轴方向彼此做相对运动时产生旋转力。
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