用于产生正的后方阿克曼的车轮转向设备

文档序号:1701789 发布日期:2019-12-13 浏览:36次 >En<

阅读说明:本技术 用于产生正的后方阿克曼的车轮转向设备 (Wheel steering apparatus for generating positive rear ackermann ) 是由 乔·L·布赫维茨 詹姆斯·亚当·德罗兹多夫斯基 杰弗里·劳伦斯·戈登 约翰·韦斯利·史坦利 于 2019-06-05 设计创作,主要内容包括:本公开提供了“用于产生正的后方阿克曼的车轮转向设备”。本文描述了车辆悬架系统。示例性车轮转向设备包括:转向致动器,所述转向致动器联接到后桥;拉杆;以及传递连杆,所述传递连杆联接所述转向致动器和所述拉杆。所述转向致动器定位在所述后桥的第一纵轴线的第一侧上,并且所述拉杆定位在所述后桥的所述第一纵轴线的与所述第一侧相对的第二侧上。(the present disclosure provides a &#34;wheel steering apparatus for producing a positive rear ackermann&#34;. Vehicle suspension systems are described herein. An exemplary wheel steering apparatus includes: a steering actuator coupled to a rear axle; a pull rod; and a transfer link coupling the steering actuator and the tie rod. The steering actuator is positioned on a first side of a first longitudinal axis of the rear axle and the tie rod is positioned on a second side of the first longitudinal axis of the rear axle opposite the first side.)

用于产生正的后方阿克曼的车轮转向设备

技术领域

本公开总体涉及车辆悬架,且更具体来说,涉及用于产生正的后方阿克曼的后轮转向设备。

背景技术

阿克曼转向几何关系使得机械连结的可转向轮能够在转弯和转向移动期间一起同时移动。然而,在一些情况下,车辆悬架的空间约束条件妨碍了转向部件之间的期望的阿克曼几何关系,进而导致达不到期望的阿克曼(例如,负的阿克曼)并且降低了车辆机动性、操纵和/或性能。举例来说,具有后轮转向能力的实心桥常常由于干扰后轮转向部件的期望的安装位置的各种部件(例如,传动轴套装、制动器套装等)而产生负的后轮阿克曼。

发明内容

示例性车轮转向设备包括:转向致动器,所述转向致动器联接到后桥;拉杆;以及传递连杆,所述传递连杆联接所述转向致动器和所述拉杆。所述转向致动器定位在后桥的第一纵轴线的第一侧上,并且所述拉杆定位在所述后桥的所述第一纵轴线的与所述第一侧相对的第二侧上。

示例性车轮转向设备包括具有差速器的后桥,所述差速器定位在所述后桥的第一端与所述后桥的与所述第一端相对的第二端之间。第一转向节联接到所述后桥的所述第一端以使得第一车轮能够相对于所述后桥枢转。转向齿条定位在所述后桥的后面。第一拉杆定位在所述后桥的前面,所述第一拉杆联接到所述第一转向节。第一传递连杆联接所述第一拉杆和所述转向齿条,所述第一传递连杆枢转地联接到所述后桥。

一种示例性方法包括:将转向致动器附接到后桥的尾侧;将传递连杆联接到所述转向致动器;将拉杆定位在所述后桥的前侧上;将所述拉杆的第一端联接到所述传递连杆;以及将所述拉杆的第二端联接到在所述后桥的第一端处支撑的车轮组件的转向节,所述拉杆和所述转向节界定定位在所述后桥的前面的拉杆/转向节接口。

附图说明

图1表示可以与根据本公开的教导的示例性车轮转向设备一起实施的示例性车辆。

图2是与本文公开的示例性车轮转向设备一起实施的图1的示例性车辆的示例性车辆悬架的透视仰视图。

图3是图2的示例性车辆悬架的示例性车轮转向设备的示例性桥的组装后的透视仰视图。

图4是图3的示例性桥和车轮设备组件的分解视图。

图5是图2至图4的示例性车轮转向设备的部分透视前视图。

图6是图2至图5的示例性桥和车轮转向设备的透视图。

图7是图1至图6的示例性车辆的后轮和示例性车轮转向设备的俯视示意图,其示出处于笔直位置的后轮。

图8是图1至图6的示例性车辆的后轮和示例性车轮转向设备的俯视示意图,其示出处于第一转向角度的后轮。

图9是图1至图6的示例性车辆的后轮和示例性车轮转向设备的俯视示意图,其示出处于第二转向角度的后轮。

图10A和图10B说明表示由本文公开的示例性车轮转向设备和/或悬架设备产生的后方阿克曼的曲线图。

图11是将本文公开的示例性转向设备组装到车辆的示例性方法的流程图。

所述图未按比例绘制。而是,为了阐明多个层和区域,在图式中可能放大了层的厚度。只要有可能,将在所有图和伴随的书面描述中使用相同的参考数字来指代相同或相似的部分。如在此专利中所使用,描述任何部分(例如,层、膜、区域或板)以任何方式定位在另一部分上(例如,定位在另一部分上、位于另一部分上、设置在另一部分上或形成于另一部分上)指示所参考的部分接触另一部分或者所参考的部分处于另一部分上方,其中一个或多个中间部分位于其间。描述任何部分与另一部分接触是指在所述两个部分之间不存在中间部分。描述一部分联接或连接到另一部分指示直接接合所述部分或者通过一个或多个中介部分来接合所述部分。因此,将要联接或连接的两个部分不需要物理接触。

具体实施方式

阿克曼几何关系阻止车辆的轮胎在车辆转弯事件期间围绕不同的点转弯。当车辆的轮胎相对于不同的点(例如,相对于车辆的转弯路径的曲率半径的不同的中心点)转弯时,车轮彼此抵制以迫使车辆围绕每个轮胎转弯所围绕的点转弯。因此,轮胎中的一者或多者在与操纵车辆的方向略微不同的方向上拖动,从而致使轮胎与地面相抵地刮擦和磨损。实心桥后悬架系统通常包括不可转向的车轮。对于不可转向的后轮悬架,阿克曼几何关系被配置成使得前轮和后轮中的每一者在转弯事件期间围绕共同的转弯点转弯。

为了提高操纵和/或车辆性能,一些车辆利用全轮转向功能性。后轮转向使得车辆的后轮能够提供转向以作为前轮的补充,从而提高了车辆操纵、车辆机动性和/或性能。实施四轮转向系统(例如,前轮和后轮可转向性)需要所有四个车轮适应阿克曼以提高车辆机动性(例如,避免或减少轮胎在转弯期间的刮擦)。

正的阿克曼防止或减少轮胎在转弯期间的刮擦,而负的阿克曼不减少(例如,增加)轮胎刮擦。因此,通常需要正的阿克曼。举例来说,正的阿克曼允许四轮转向车辆的前轮和后轮在转弯期间围绕共同中心点(例如,位于前桥与后桥之间)旋转,以减少(例如,最小化或消除)轮胎刮擦和/或轮胎磨损且/或提高车辆操纵和/或机动性。通常,不需要百分之100的阿克曼,这归因于与较高速度的操纵和/或转向相关的权衡。然而,需要适度水平的正的阿克曼以减少轮胎刮擦和/或轮胎磨损。举例来说,大致在百分之40与百分之60之间的正的阿克曼显著减少轮胎刮擦、轮胎磨损且/或显著提高车辆机动性、操纵和/或其他特性。

采用后轮转向的一些车辆由于阻碍转向部件的期望的阿克曼几何关系的空间约束条件而产生负的阿克曼(例如,负的阿克曼百分比)。换句话说,无法实现期望的正的阿克曼几何关系。举例来说,传动轴组件(例如,后方差速器壳体或外壳)、制动器套装、减震器和/或与实心后桥(例如,霍奇基斯实心后桥)相关联的其他车辆部件可能会干扰后轮转向设备(例如,转向致动器和拉杆/转向节接口)的期望的安装位置。因此,此类后悬架组件可能会展现负的阿克曼。负的阿克曼可能会导致过高的轮胎磨损或刮擦、转弯直径性能劣化、不合意的噪声状况和/或降低的车辆机动性和/或性能特性。举例来说,负的阿克曼可能会导致低速转弯事件期间的过高的轮胎刮擦和/或轮胎磨损,进而带来降低车辆乘客的舒适度和性能的不想要或非期望的转向影响。

举例来说,由于阿克曼几何关系约束条件,内后轮可能具有比外后轮小的转向角度的转向角度,进而在转弯事件期间给出负的阿克曼。例如,负的阿克曼可以导致在转弯事件(例如,左转)期间前方驾驶员侧车轮和后方驾驶员侧车轮围绕第一共同点旋转,并且可以导致前方乘客侧车轮和后方乘客侧车轮围绕不同于第一共同点的第二共同点旋转。

本文公开的示例性车轮转向设备产生全轮转向车辆的正的(例如,后方)阿克曼。具体来说,本文公开的示例性车轮转向设备可以与实心后桥(例如,霍奇基斯实心后桥)一起采用。举例来说,本文公开的示例性车轮转向设备在实现后轮转向能力的同时产生正的阿克曼。在一些示例中,本文公开的转向设备产生约正百分之40到正百分之60的阿克曼。在一些示例中,本文公开的示例性转向设备可以被配置成产生不到正百分之40的阿克曼(例如,在零与百分之40之间(例如,百分之30))或正百分之60以上的阿克曼(例如,在百分之60与百分之100之间(例如,百分之75))。另外,本文公开的示例性方向盘设备产生具有空间约束条件的车辆的正的或提高的阿克曼。

本文公开的示例性转向设备包括定位在桥(和/或差速器外壳)的后面的转向致动器(例如,转向齿条)和定位在所述桥的前面的拉杆/转向节接口。换句话说,所述转向设备的纵轴线定位在所述后桥的纵轴线的第一侧上(例如,在所述桥的后面),并且拉杆/转向节接口定位在所述后桥的所述纵轴线的与所述第一侧相对的第二侧上(例如,在所述桥的前面)。为此,所述后桥定位在所述转向致动器与所述拉杆/转向节接口之间。在一些示例中,所述拉杆定位成使得所述拉杆的纵轴线基本上平行于(例如,具有百分之10的公差)所述转向致动器的纵轴线和/或所述后桥的所述纵轴线。为了将转向致动器的平移运动传递到所述拉杆的平移运动,本文公开的示例性转向设备采用传递连杆组件(例如,双传递连杆)。所述连杆组件使得拉杆/转向节接口能够位于或定位在车轮中心的前方,而转向致动器定位在所述车轮中心的后方,从而产生正的阿克曼。本文公开的连杆组件采用双连杆以将转向致动器的平移移动传递到后轮中的相应者。

图1是可以实施本公开的教导的示例性车辆100。所说明的示例的车辆100包括由前悬架支撑的前轮102、104和由后悬架支撑的后轮106、108。与前轮102、104相关联的前悬架向前轮102、104提供可转向性。同样地,与后轮106、108相关联的后悬架向后轮106、108提供可转向性。车辆100可以是车身与框架分离型构造或一体成型构造。在一些示例中,车辆100可以是如图1中描绘的卡车。本公开的示例性教导可以与任何类型的悬架(例如,可转向悬架、不可转向悬架)和/或任何其他类型的车辆(例如,乘用车、军用车辆等)一起实施。

图2是与根据本公开的教导的示例性转向设备202(例如,转向组件)一起实施的图1的车辆100的示例性车辆悬架200。所说明的示例的车辆悬架200可以实施与车辆100的后轮106、108(图1)相关联的后悬架(例如,可转向实心桥、板簧悬架)。为了向车辆100提供横向稳定性并且提供防倾稳定器,所说明的示例的车辆悬架200包括偏置元件或板簧系统204。举例来说,所说明的示例的车辆悬架200是通常称为霍奇基斯悬架的可转向的实心桥悬架。虽然车辆悬架200是结合后悬架或后实心桥、板簧悬架(例如,霍奇基斯悬架)进行描述,但本公开的教导还可以应用于前悬架(例如,与前轮102、104(图1)相关联的车辆100的前悬架、线控转向悬架)和/或任何其他类型的悬架(例如,具有螺旋弹簧、带多连杆的空气弹簧和/或任何其他偏置元件的实心桥悬架、车辆的支撑可转向车轮组件和/或不可转向的车轮组件的悬架等)。

参看图2,所说明的示例的车辆悬架200包括后桥206(例如,可转向的后桥)以将车辆100的后轮106、108(图1)联接到车辆100的底盘或框架。具体来说,所说明的示例的后桥206包括用于支撑后轮106(图1)的车轮组件208(例如,第一或左侧车轮组件)和用于支撑后轮108(图1)的车轮组件210(例如,第二或右侧车轮组件)。所说明的示例的后桥206包括可旋转地联接在实心桥壳体或桥管404(图4)内的桥轴402(图4)。桥轴402在桥管404内旋转以向车轮组件208和车轮组件210提供旋转移动。差速器212(例如,差速齿轮)联接到动力传动系统(例如,经由传动轴),并且经由桥轴402(图4)和相应的车轮组件208和车轮组件210将驱动转矩分布到车辆100的后轮106、108(图1)。

所说明的示例的转向设备202向车轮组件208和车轮组件210提供转向能力。为了允许车轮组件208、210和因此车辆100的后轮106、108(图1)的可转向性(图2),所说明的示例的车辆悬架200包括左侧转向节和右侧转向节214、216。具体来说,左侧车轮组件208经由左侧转向节214相对于后桥206围绕枢轴218(例如,枢转轴)枢转或旋转,并且右侧车轮组件210经由右侧转向节216相对于后桥206围绕枢轴220(例如,枢转轴)枢转或旋转。以此方式,所说明的示例的转向节214将来自转向设备202的转向致动传递到安装好的车轮组件208,且所说明的示例的转向节216将来自转向设备202的转向致动传递到安装好的车轮组件210。

图3是图2的后桥206的透视图。所说明的示例的转向设备202包括通过电机304操作的转向致动器302(例如,齿条与小齿轮致动器)、外部拉杆306、308、传递连杆310、312(例如,双传递连杆)和内部拉杆314、316。外部拉杆306、内部拉杆314和传递连杆310与左侧车轮组件208相关联且/或使所述左侧车轮组件转向,并且外部拉杆308、内部拉杆316和传递连杆312与右侧车轮组件210相关联且/或使所述右侧车轮组件转向。所说明的示例的转向致动器302是齿条与小齿轮致动器。在一些示例中,转向致动器302可以是线性致动器、液压致动器,和/或用于产生线性或平移运动的任何其他致动器。

外部拉杆306联接到转向节214且外部拉杆308联接到转向节216。传递连杆310经由内部拉杆314将外部拉杆306联接到转向致动器302,且传递连杆312经由内部拉杆316将外部拉杆308联接到转向致动器302。因此,转向设备202的外部拉杆306、传递连杆310和内部拉杆314使转向节214围绕枢轴218移动或枢转,这在转向事件期间使车轮组件208转弯且因此使后轮106转弯。转向设备202的外部拉杆308、传递连杆312和内部拉杆316使转向节216围绕枢轴220移动或枢转,这在转向事件期间使车轮组件210转弯且因此使后轮108转弯。

所说明的示例的转向致动器302联接或安装到后桥206。具体来说,转向致动器302联接(例如,安装)到后桥206和/或差速器212。在一些示例中,转向致动器302联接或安装到差速器212(例如,差速器212的壳体)的后表面318(例如,后盖)。所说明的示例的转向致动器302具有基本上平行于后桥206的纵轴线322的纵轴线320。如本文所使用,术语“基本上”暗示大致而不是完全。因此,纵轴线320可以大致平行于纵轴线322(例如,在5%的公差内)或完全平行于纵轴线322。所说明的示例的转向致动器302定位在后桥206的纵轴线322的第一侧324上。举例来说,所说明的示例的转向致动器302定位在车辆悬架200的纵轴线322和/或后桥206的后面。

所说明的示例的外部拉杆306、308中的每一者包括基本上平行于后桥206的纵轴线322和/或转向致动器302的纵轴线320的纵轴线326。因此,每个纵轴线326可以大致平行于纵轴线322(例如,在5%的公差内)和/或纵轴线320,或完全平行于纵轴线322和/或纵轴线320。所说明的示例的外部拉杆306、308定位在纵轴线322和/或后桥206的与第一侧324相对的第二侧328上。举例来说,所说明的示例的外部拉杆306、308定位在后桥206的前面(例如,朝向图1的车辆100的前轮102、104)。因此,外部拉杆306在拉杆/转向节接口330处联接到转向节214,且外部拉杆308在定位在纵轴线322和/或后桥206的第二侧328(例如,在前面)上的拉杆/转向节接口332处联接到转向节216。

传递连杆310、312经由定位在后桥206的前面的相应的拉杆/转向节接口330、332将在后桥206的后面的转向致动器302(例如,沿着纵轴线320引导)的平移运动(例如,线性移动)传递到转向节214、216的旋转运动。所说明的示例的传递连杆310、312在转向致动器302与外部拉杆306、308之间跨越后桥206延伸。换句话说,所说明的示例的传递连杆310、312相对于转向致动器302的纵轴线320、外部拉杆306、308的纵轴线326和/或后桥206的纵轴线322是不平行的或基本上垂直的。

为了将转向致动器302的平移运动传递到外部拉杆306的平移运动且因此传递到转向节214的旋转运动,传递连杆310经由枢轴334枢转地联接到后桥206。类似地,为了将转向致动器302的平移运动传递到外部拉杆308的平移运动且因此传递到转向节216的旋转运动,传递连杆312经由枢轴336枢转地联接到后桥206。传递连杆310、312围绕相应的枢轴334、336枢转或旋转,以将转向致动器302的平移运动传递到相应的外部拉杆306、308的平移运动。枢轴334和/或传递连杆定位在车辆100的驱动轴的中心线340的第一侧338上,且枢轴336和/或传递连杆312定位在车辆100的所述驱动轴的中心线340的第二侧342上。如在下文更详细地描述,定位在后桥206的后面的转向致动器302以及定位在后桥206的前面且经由相应的传递连杆310、312联接的拉杆/转向节接口330、332产生正的阿克曼。在一些示例中,转向致动器302可以位于后桥206的前面,且拉杆/转向节接口330、332和/或外部拉杆306、308可以位于后桥206的后面。在一些示例中,转向致动器302可以位于后桥206的顶侧或底侧上,且拉杆/转向节接口330、332和/或外部拉杆306、308可以位于顶侧或底侧中的另一者上。

图4是图2的后桥206的分解视图。所说明的示例的转向节214联接(例如,安装)到后桥206的第一端406以使得后轮106能够相对于后桥206枢转。所说明的示例的转向节216联接(例如,安装)到后桥206的第二端408以使得后轮108能够相对于后桥206枢转。具体来说,轭410将转向节214联接到后桥206(例如,桥管404)的第一端406,且轭412将转向节216联接到后桥206(例如,桥管404)的第二端408。所说明的示例的转向节214附接到轭410的转向节接收部分414,且所说明的示例的转向节216附接到轭412的转向节接收部分416。举例来说,所说明的示例的轭410、412中的每一者接收球形接头418(例如,球头螺栓或紧固件)和球形接头420(例如,滚珠或紧固件)以将转向节214、216枢转地联接到相应的轭410、412。

所说明的示例的外部拉杆306、308将转向节214、216联接到相应的传递连杆310、312。所说明的示例的外部拉杆306、308中的每一者包括第一拉杆端422和与第一拉杆端422相对的第二拉杆端424。外部拉杆306的第一拉杆端422联接到传递连杆310,且外部拉杆306的第二拉杆端424联接到转向节214。外部拉杆308的第一拉杆端422联接到传递连杆312,且外部拉杆308的第二拉杆端424联接到转向节216。

外部拉杆306、308中的每一者的第一拉杆端422是由第一拉杆部分426界定,且外部拉杆306、308中的每一者的第二拉杆端424是由第二拉杆部分428界定。具体来说,所说明的示例的第一拉杆部分426可以相对于第二拉杆部分428移动以调整(例如,增加或减小)外部拉杆306、308的长度430。因此,所说明的外部拉杆306、308是可调整的。在一些示例中,外部拉杆306、308可以是单件或不可调整的主体。所说明的示例的第一拉杆端和第二拉杆端422、424中的每一者包括拉杆端套管432和拉杆端紧固件434(例如,带螺纹的紧固件、螺丝、螺栓、柄等)。转向节214、216中的每一者包括臂436,所述臂具有孔口以接收外部拉杆306、308的第二拉杆端424的相应的拉杆端紧固件434。紧固件438联接(例如,可旋拧地联接)到相应的第二拉杆端紧固件434中的拉杆端紧固件434,以将外部拉杆306、308联接(例如,附接)到相应的转向节214、216。

所说明的示例的传递连杆310、312中的每一者包括第一端440和与所述第一端440相对的第二端442。传递连杆310的第一端440联接到外部拉杆306的第一拉杆端422,且传递连杆312的第二端442联接到内部拉杆314。类似地,传递连杆312的第一端440联接到外部拉杆308的第一拉杆端422,且传递连杆312的第二端442联接到内部拉杆316。

相应的传递连杆310、312的第一端440中的每一者界定开口444,且相应的传递连杆310、312的第二端442中的每一者界定开口446。具体来说,传递连杆310的开口444接收外部拉杆306的拉杆端紧固件434,且传递连杆312的开口444接收外部拉杆308的拉杆端紧固件434。紧固件438(例如,螺母)将第一拉杆端422联接(例如,附接或安装)到外部拉杆306、308的相应的第一端440、传递连杆310、312的第一端440。开口446中的每一者包括或接收轴承448以实现传递连杆310、312的第二端442与相应的内部拉杆314、316之间的旋转或枢转运动。另外,所说明的示例的传递连杆310、312中的每一者包括开口450,所述开口定位在第一端440与第二端442之间以接收紧固件452。紧固件452将相应的传递连杆310、312联接到后桥206和/或桥管404。为了使得传递连杆310、312能够围绕相应的枢轴334、336(图3)相对于后桥206枢转,传递连杆310、312的开口450包括轴承454。

内部拉杆314、316中的每一者包括杆456,所述杆的第一端联接到转向致动器302(例如,转向致动器302的齿条齿轮)且所述杆的第二端联接到联接器458(例如,U形夹轭)。内部拉杆314、316的联接器458接收传递连杆310、312的相应的第二端442。紧固件460(例如,螺丝、销等)将联接器458附接到定位在传递连杆310、312的第二端442的开口446中的轴承448。

所说明的示例的转向致动器联接到后桥。具体来说,所述转向致动器定位在后桥的第一侧上。转向致动器定位在后桥206的后面。举例来说,所说明的示例的转向致动器联接(例如,安装或附接)到桥管204a(例如,桥206的外部结构)和/或差速器的盖子或壳体。转向致动器的纵轴线相对于所述后桥的纵轴线偏移(例如,位于所述后桥的后面)。

图5是图2至图3的转向设备202的放大的局部透视图。图5示出图2的图2至图4的转向设备202的左侧(例如,后方驾驶员侧)的部件,但将了解,将提供针对转向设备202的右侧配置的类似部件以形成如(例如)在图2至图4中所示的整个悬架。出于清楚起见,在图5中未示出后桥206。内部拉杆314的杆456可以相对于转向致动器302的壳体502移动(例如,可以可滑动地移动)。因此,当杆456经由转向致动器302在直线方向504上移动时,传递连杆310围绕枢轴334相对于后桥206枢转或旋转,以致使外部拉杆306在直线方向504上移动,这继而致使转向节214围绕枢轴218旋转。

由于在车辆悬架200联接到车辆100时的车辆100下的空间约束条件,所说明的示例的传递连杆310包括具有弓形或弯曲形状或轮廓的主体506。然而,在一些示例中,主体506和/或传递连杆310、312可以具有基本上笔直(例如,非弯曲)的轮廓和/或适合于将来自转向致动器302的运动传递到外部拉杆306、308的任何其他几何轮廓。所说明的示例的主体506具有界定开口444和/或第一端440之间的第一长度510的第一部分508,和界定开口446和/或第二端442之间的第二长度514的第二部分512。所说明的示例的开口450定位在开口444和446之间。开口450和因此所说明的示例的枢轴334定位在或位于第一端440与第二端442之间的中点处。在一些示例中,开口450和/或枢轴334可以定位成更接近开口444和/或第一端440,或更接近开口446和/或第二端442。所说明的示例的主体506具有拱形几何关系。

在一些示例中,主体506的曲率和/或枢轴334的在第一端440与第二端442之间的位置可以放大或增加相对于内部拉杆314的平移距离的外部拉杆306的平移距离。举例来说,当转向致动器302致使内部拉杆314在第一直线方向504a上移动第一距离(例如,一英寸)时,传递连杆310可以致使外部拉杆306在第二直线方向504b上移动大于所述第一距离的第二距离(例如,一点五英寸),并且反之亦然。传递连杆310的此类配置使得内部拉杆314能够更小(例如,在纵向方向上的长度更短),原本就需要此类配置以移动外部拉杆306以将转向节214枢转或旋转到期望的旋转位置。

图6是图2至图5的示例性车辆悬架200的仰视透视图。参看图6,所说明的示例的转向设备202产生正的阿克曼。具体来说,转向设备202形成通过虚线说明的近似平行四边形602,所述平行四边形当后轮106、108(图1)在转弯事件期间转弯时歪向一侧。因此,内侧车轮(例如,后轮106和/或车轮组件208)可以在转弯事件期间定位在比外侧车轮(例如,后轮108和/或车轮组件210)的转向角度(例如,围绕枢轴220的前束角)大的转向角度(例如,围绕枢轴218的前束角)下,从而允许内侧车轮在更紧密的半径下转向。可以通过调整(例如,增加或减小)外部拉杆306、308、内部拉杆314、316、传递连杆310、312、转向节214、216的臂436和/或转向设备202的任何其他尺寸封套的尺寸特性(例如,长度、轮廓、形状等)来改变(例如,增加或减小)由转向设备202产生的正的后方阿克曼。在一些示例中,可以改变传递连杆310、312的尺寸特性(例如,形状、曲率、长度等)以实现不同量的正的后方阿克曼。举例来说,传递连杆310、312可以具有基本上笔直(例如,非弯曲)的轮廓。举例来说,可以采用具有比外部拉杆306的长度大的长度的拉杆以改变(例如,增加或减小)后方阿克曼。举例来说,可以采用具有比相应的内部拉杆314和/或传递连杆312的长度大的长度的内部拉杆和/或传递连杆以改变(例如,增加或减小)后方阿克曼。换句话说,调整或修改平行四边形602的尺寸特性会改变(例如,增加或减小)由转向设备202和/或车辆100提供的正的后方阿克曼性能的量。

如上文所述,所说明的示例的转向设备202通过将转向致动器302放置在后桥206的第一侧(例如,在后面)上并且将拉杆/转向节接口330、332放置在后桥206的第二侧(例如,在前面)上而产生正的后方阿克曼。具体来说,传递连杆310、312实现此类配置。与已知的后轮转向设备不同,所说明的示例的转向设备202使得能够在转弯事件(例如,左转事件)期间内侧车轮(例如,后轮106)在比外侧车轮(例如,后轮108)的前束角更大的后束角下移动(例如,切割更多),从而产生正的后方阿克曼(例如,百分之40的后方阿克曼)。

图7至图9是图2至图6的车辆悬架200的后轮106的俯视示意性说明。图7说明定位在笔直位置700的后轮106。为了将后轮106定位在笔直位置700,转向致动器302处于第一位置702(例如,初始位置)。

图8说明定位在外侧车轮切割位置800的具有第一转向角度802(例如,前束角或后束配置)的后轮106。为了将后轮106定位在第一转向角度802,转向致动器302致使内部拉杆314(例如,杆456)沿着纵轴线320在第一直线方向804上移动。继而,传递连杆310围绕枢轴334在第一旋转方向806(例如,图8的定向中的逆时针方向)上枢转,且致使外部拉杆306在与第一直线方向804相反的第二直线方向808上移动。继而,外部拉杆306致使车轮组件208和因此后轮106围绕枢轴218在图8的定向中的第一旋转方向806上旋转到第一转向角度802。

图9说明定位在内侧车轮切割位置900的具有第二转向角度902(例如,前束角或前束配置)的后轮106。为了将后轮106定位在第二转向角度902,转向致动器302致使内部拉杆314(例如,杆456)沿着纵轴线320在第二直线方向808上移动。继而,传递连杆310围绕枢轴334在第二旋转方向904(例如,图9的定向中的顺时针方向)上枢转,且致使外部拉杆306在与第二直线方向808相反的第一直线方向804上移动。继而,外部拉杆306致使车轮组件208和因此后轮106围绕枢轴218在图9的定向中的第二旋转方向904上旋转到第二转向角度902。

常常在20度的前轮切割角度(例如,20度的前束角)下跟踪前轮阿克曼。在一些示例中,于在20度的前轮切割角度下跟踪前方阿克曼的情况下,当后轮转向角度(例如,第一转向角度802和/或第二转向角度902)大致大于2度到5度时,所说明的示例的转向设备202可以产生正的后方阿克曼。另外,在一些此类示例中,由转向设备202产生的正的后方阿克曼随着后轮转向角度增加(例如,转向角度802和/或902增加)而增加(例如,线性地、非线性地等)。举例来说,在20度的前轮切割角度下,当后轮转向角度(例如,第一转向角度802和/或第二转向角度902)增加约5度到9度时,所说明的示例的转向设备202可以产生在约百分之20与百分之50之间的正的后方阿克曼。因此,在此示例中,正的后方阿克曼随着后轮转向角度增加而增加。在一些示例中,当前轮102、104处于全车轮向外位置(例如,前轮102、104处于全车轮切割角度或全锁定位置)时,当后轮转向角度(例如,第一转向角度802或第二转向角度902)在约9度与12度之间时,转向设备202可以产生或生成约百分之35与百分之60之间的正的后方阿克曼。

与后轮的已知的转向组件(例如,外部拉杆、内部拉杆、转向致动器等)相比,定位在后桥的一侧上(例如,在后面)的实心桥上的转向设备针对在20度下跟踪的前轮阿克曼产生约百分之40的负的后方阿克曼。另外,此类已知系统在车轮切割角度增加的情况下产生减小的后方阿克曼。举例来说,对于在20度的前轮切割角度下跟踪的前轮阿克曼,由定位在实心桥上的已知的转向组件产生的后方阿克曼针对约5度与9度之间的后轮转向角度产生约负百分之40到负百分之60。类似地,在前轮处于全锁定的情况下,定位在实心桥上的已知的后方转向组件针对约3度与12度之间的后轮转向角度产生约负百分之20与负百分之40之间的负的后方阿克曼。当实心桥上的后轮转向设备(例如,转向致动器和拉杆/转向节接口)定位在所述后桥的后面时产生此类负的后方阿克曼。相反,所说明的示例的转向设备202显著提高了车辆操纵和性能。

图10A和图10B说明表示由本文公开的示例性转向设备202和/或悬架设备200产生的后方阿克曼的曲线图1000和1001。图10A说明基于第一前轮阿克曼(例如,在20度的前轮切割角度下跟踪的前轮阿克曼、在40度的前轮切割角度下跟踪的前轮阿克曼等)的后方阿克曼百分比的曲线图1000。具体来说,曲线图1000包括表示由本文公开的双传递连杆310、312提供的后方阿克曼的第一条线1002,和表示由常规的后方转向组件(例如,其不采用双传递连杆310、312)提供的后方阿克曼的第二条线1004。后方阿克曼的百分比1006由y轴表示,且后轮转向的程度1008(例如,切割角度)由x轴表示。如图10A中所示,通过第一条线1002表示的由转向设备202提供的后方阿克曼的百分比1006随着后轮转向程度1008的增加而增加(例如,非线性地)。相反,通过第二条线1004表示的由常规的转向系统和/或悬架系统提供的后方阿克曼的百分比1006随着后轮转向程度1008的增加而减小。

图10B说明基于第二前轮阿克曼(例如,处于全锁的前轮等)的后方阿克曼百分比的曲线图1001。具体来说,曲线图1001包括表示由本文公开的双传递连杆310、312提供的后方阿克曼的第一条线1003,和表示由常规的后方转向组件(例如,其不采用双传递连杆310、312)提供的后方阿克曼的第二条线1005。后方阿克曼的百分比1007由y轴表示,且后轮转向的程度1009(例如,切割角度)由x轴表示。如图10B中所示,通过第一条线1003表示的由转向设备202提供的后方阿克曼的百分比1007随着后轮转向程度1009的增加而增加(例如,非线性地)。相反,通过第二条线1005表示的由常规的转向系统和/或悬架系统提供的后方阿克曼的百分比1007随着后轮转向程度1009的增加而减小。

图11说明可以用于将本文公开的示例性转向设备(例如,图1至图9的转向设备202)组装到车辆(例如,图1的车辆100)的示例性方法1100。虽然已经在图11中说明了组装转向设备202的示例性方式,但可以通过任何其他方式来组合、分割、重新布置、省略、消除、修改和/或实施在图11中说明的步骤和/或过程中的一者或多者。此外,图11的示例性方法可以包括一个或多个过程和/或步骤以作为在图11中说明的那些过程和/或步骤的补充或替代,且/或可以包括所说明的过程和/或步骤中的任一者中的一者以上或全部。此外,虽然参考在图11中说明的流程图来描述示例性方法,但可以替代地使用组装转向设备202的许多其他方法。

参看图11,本文公开的示例性方法1100可以开始于将转向致动器302附接到后桥206的尾侧(框1102)。举例来说,转向致动器302可以经由紧固件(例如,螺栓、螺丝等)联接到差速器212的后表面318和/或桥管404。在一些示例中,可以将转向致动器302焊接到所述桥管404和/或所述后表面318。

传递连杆310联接到转向致动器302(框1104)。举例来说,传递连杆310的第二端442联接到内部拉杆314,所述内部拉杆附接到转向致动器302。传递连杆310的第二端442可以经由紧固件460附接到内部拉杆314的联接器458。联接器458经由杆456附接(例如,焊接)到转向致动器302。

随后使外部拉杆306定位在后桥206的前侧上(框1006)。外部拉杆306联接到传递连杆310(框1108)。举例来说,外部拉杆306的第一拉杆端422经由拉杆端紧固件434和紧固(例如,旋拧)到拉杆端紧固件434的螺母而联接到传递连杆310的第一端440。外部拉杆306联接到车轮组件208的转向节214(框1110)。举例来说,外部拉杆306的第二拉杆端424定位在转向节214的臂436的孔口中,并且紧固件438在外部拉杆306的第二拉杆端424处固定(例如,旋拧)到拉杆端紧固件434。可以应用在框1102至框1110中示出的方法1100来联接内部拉杆316、传递连杆312、外部拉杆308和转向节216。

以下段落提供本文所公开的示例的各种示例。

示例1可以是联接到后桥的转向致动器、拉杆,以及联接所述转向致动器和所述拉杆的传递连杆。所述转向致动器定位在后桥的第一纵轴线的第一侧上,并且所述拉杆定位在所述后桥的所述第一纵轴线的与所述第一侧相对的第二侧上。

示例2包括示例1的转向设备,其中所述拉杆包括第一端和与所述第一端相对的第二端,所述第一端联接到所述传递连杆的第一端且所述第二端联接到车辆的转向节。

示例3包括示例1至示例2中的任一者的转向设备,其中拉杆-转向节接口定位在第一纵轴线的第二侧上。

示例4包括示例1至示例3中的任一者的转向设备,其中所述传递连杆包括与所述第一端相对的第二端,所述传递连杆的所述第二端联接到所述转向致动器。

示例5包括示例1至示例4中的任一者的转向设备,其中所述传递连杆包括第二纵轴线,当所述传递连杆联接到所述转向致动器和所述拉杆时,所述第二纵轴线不平行于所述第一纵轴线。

示例6包括示例1至示例5中的任一者的转向设备,其中所述第二纵轴线垂直于所述第一纵轴线。

示例7包括示例1至示例6中的任一者的转向设备,其中所述传递连杆在所述第一端与所述第二端之间具有弯曲轮廓。

示例8包括示例1至示例7中的任一者的转向设备,其中所述第一侧在所述后桥的后面且所述第二侧在所述后桥的前面。

示例9包括示例1至示例8中的任一者的转向设备,其中所述传递连杆枢转地联接到所述后桥的壳体。

示例10可以是包括具有差速器的后桥的转向设备,所述差速器定位在所述后桥的第一端与所述后桥的与所述第一端相对的第二端之间。第一转向节联接到所述后桥的所述第一端以使得第一车轮能够相对于所述后桥枢转。转向齿条定位在所述后桥的后面。第一拉杆定位在所述后桥的前面,所述第一拉杆联接到所述第一转向节。第一传递连杆联接所述第一拉杆和所述转向齿条,所述第一传递连杆枢转地联接到所述后桥。

示例11包括示例10的转向设备,其中所述第一拉杆包括联接到所述第一转向节的第一端,和与所述第一端相对的第二端,所述第二端联接到所述第一传递连杆的第一端。

示例12包括示例10至示例11中的任一者的转向设备,其中所述第一传递连杆包括与所述第一端相对的第二端,所述第一传递连杆的所述第二端联接到所述转向齿条的第一端。

示例13包括示例10至示例12中的任一者的转向设备,其中所述第一传递连杆的所述第一端定位在所述后桥的前面,且所述第一传递连杆的所述第二端定位在所述后桥的后面。

示例14包括示例10至示例13中的任一者的转向设备,还包括第二转向节,所述第二转向节联接到所述后桥的所述第二端以使得第二车轮能够相对于所述后桥枢转。第二拉杆定位在所述后桥的前面,所述第二拉杆联接到所述第二转向节。第二传递连杆联接所述第二拉杆和所述转向齿条,所述第二传递连杆枢转地联接到所述后桥。

示例15包括示例10至示例14中的任一者的转向设备,其中所述第二拉杆包括联接到所述第二转向节的第一端,和与所述第一端相对的第二端,所述第二端联接到所述第二传递连杆的第一端。

示例16包括示例10至示例15中的任一者的转向设备,其中所述第二传递连杆包括与所述第一端相对的第二端,所述第二传递连杆的所述第二端联接到与所述转向齿条的所述第一端相对的所述转向齿条的第二端。

示例17包括示例10至示例16中的任一者的转向设备,其中所述第二传递连杆的所述第一端定位在所述后桥的前面,且所述第二传递连杆的所述第二端定位在所述后桥的后面。

示例18可以是一种方法,所述方法包括:将转向致动器附接到后桥的尾侧;将传递连杆联接到所述转向致动器;将拉杆定位在所述后桥的前侧上;将所述拉杆的第一端联接到所述传递连杆;以及将所述拉杆的第二端联接到在所述后桥的第一端处支撑的车轮组件的转向节,所述拉杆和所述转向节界定定位在所述后桥的前面的拉杆/转向节接口。

示例19包括示例18的方法,还包括将所述传递连杆枢转地附接到所述后桥以使得所述传递连杆能够围绕枢轴点相对于所述后桥枢转。

示例20包括示例18至示例19中的任一者的方法,还包括将所述传递连杆的第一端附接到所述拉杆的所述第一端且将所述传递连杆的与所述第一端相对的第二端附接到所述转向致动器,其中所述枢轴点定位在所述传递连杆的所述第一端与所述传递连杆的所述第二端之间。

虽然本文已经公开了特定示例性方法、设备和制品,但此专利的覆盖范围不受此限制。相反,此专利合理地涵盖属于此专利的权利要求的范围的所有方法、设备和制品。

根据本发明,提供一种转向设备,所述转向设备具有:转向致动器,所述转向致动器联接到车辆的后桥;拉杆;以及传递连杆,所述传递连杆联接所述转向致动器和所述拉杆,所述转向致动器定位在所述后桥的第一纵轴线的第一侧上,并且所述拉杆定位在所述后桥的所述第一纵轴线的与所述第一侧相对的第二侧上。

根据实施方案,所述拉杆包括第一端和与所述第一端相对的第二端,所述第一端联接到所述传递连杆的第一端且所述第二端联接到车辆的转向节。

根据实施方案,拉杆-转向节接口定位在所述第一纵轴线的所述第二侧上。

根据实施方案,所述传递连杆包括与所述第一端相对的第二端,所述传递连杆的所述第二端联接到所述转向致动器。

根据实施方案,所述传递连杆包括第二纵轴线,当所述传递连杆联接到所述转向致动器和所述拉杆时,所述第二纵轴线不平行于所述第一纵轴线。

根据实施方案,所述第二纵轴线垂直于所述第一纵轴线。

根据实施方案,所述传递连杆在所述第一端与所述第二端之间具有弯曲轮廓。

根据实施方案,所述第一侧在所述后桥的后面且所述第二侧在所述后桥的前面。

根据实施方案,所述传递连杆枢转地联接到所述后桥的壳体。

根据本发明,提供一种转向设备,所述转向设备具有:后桥,所述后桥具有差速器,所述差速器定位在所述后桥的第一端与所述后桥的与所述第一端相对的第二端之间;第一转向节,所述第一转向节联接到所述后桥的所述第一端以使得第一车轮能够相对于所述后桥枢转;转向齿条,所述转向齿条定位在所述后桥的后面;第一拉杆,所述第一拉杆定位在所述后桥的前面,所述第一拉杆联接到所述第一转向节;以及第一传递连杆,所述第一传递连杆联接所述第一拉杆和所述转向齿条,所述第一传递连杆枢转地联接到所述后桥。

根据实施方案,所述第一拉杆包括联接到所述第一转向节的第一端,和与所述第一端相对的第二端,所述第二端联接到所述第一传递连杆的第一端。

根据实施方案,所述第一传递连杆包括与所述第一端相对的第二端,所述第一传递连杆的所述第二端联接到所述转向齿条的第一端。

根据实施方案,所述第一传递连杆的所述第一端定位在所述后桥的前面,且所述第一传递连杆的所述第二端定位在所述后桥的后面。

根据实施方案,本发明的特征还在于:第二转向节,所述第二转向节联接到所述后桥的所述第二端以使得第二车轮能够相对于所述后桥枢转;第二拉杆,所述第二拉杆定位在所述后桥的前面,所述第二拉杆联接到所述第二转向节;以及第二传递连杆,所述第二传递连杆联接所述第二拉杆和所述转向齿条,所述第二传递连杆枢转地联接到所述后桥。

根据实施方案,所述第二拉杆包括联接到所述第二转向节的第一端,和与所述第一端相对的第二端,所述第二端联接到所述第二传递连杆的第一端。

根据实施方案,所述第二传递连杆包括与所述第一端相对的第二端,所述第二传递连杆的所述第二端联接到与所述转向齿条的第一端相对的所述转向齿条的第二端。

根据实施方案,所述第二传递连杆的所述第一端定位在所述后桥的前面,且所述第二传递连杆的所述第二端定位在所述后桥的后面。

根据本发明,一种方法包括:将转向致动器附接到后桥的尾侧;将传递连杆联接到所述转向致动器;将拉杆定位在所述后桥的前侧上;将所述拉杆的第一端联接到所述传递连杆;以及将所述拉杆的第二端联接到在所述后桥的第一端处支撑的车轮组件的转向节,所述拉杆和所述转向节界定定位在所述后桥的前面的拉杆/转向节接口。

根据实施方案,本发明的特征还在于将所述传递连杆枢转地附接到所述后桥以使得所述传递连杆能够围绕枢轴点相对于所述后桥枢转。

根据实施方案,本发明的特征还在于将所述传递连杆的第一端附接到所述拉杆的所述第一端且将所述传递连杆的与所述第一端相对的第二端附接到所述转向致动器,其中所述枢轴点定位在所述传递连杆的所述第一端与所述传递连杆的所述第二端之间。

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