CN115195861A - 前束调节装置和车辆 - Google Patents

Abstract

本公开是关于一种前束调节装置和车辆。前束调节装置用于调节车辆的车轮偏转角度。车辆包括副车架。前束调节装置包括作动器、机械调节组件和控制器。作动器设置于副车架。机械调节组件包括拉杆。拉杆一端转动连接于作动器，且另一端活动连接于车轮。控制器用于控制作动器，以驱动拉杆移动，以使得车轮偏转。本公开中的前束调节装置通过增加一种控制器和作动器来实现车辆前束的动态可调，以适应车辆在行驶过程中的路况变化和驾驶需求。

Description

前束调节装置和车辆

技术领域

本公开涉及机械传动技术领域，尤其涉及一种前束调节装置和车辆。

背景技术

车辆前束，是车辆前轴或后轴左右两个轮胎的前端距离(R)和后端距离(A)的差值(A-R)，其中，当差值(A-R)为正时，则称之为前束(toe-in)，当差值(A-R)差值为负时，则称之为负前束或后束(toe-out)。

适当的前束可以保证车辆直线行驶性能，减少轮胎磨损，偏向不足转向趋势；适当的负前束降低转向不足，使车辆更灵敏，转向响应更迅速，路感更强；一般民用车偏向前束设定，让驾驶员更轻松驾驶，而赛事车辆上更偏向一定负前束设计提高转向响应。

目前车辆出厂或维护后的前束均维持在一个固定值，即车辆始终处于固定的前束状态或负前束状态；但从动态驾驶和用车场景出发，部分用户存在一种期望：一般路况为正前束，减少驾驶疲劳和轮胎磨损；当进入山路或赛道，希望为负前束，提高操控响应和驾驶乐趣。

发明内容

本公开提供一种前束调节装置和车辆，以解决相关技术中的至少部分问题。

根据本公开的第一方面提出一种前束调节装置，用于调节车辆的车轮偏转角度；所述车辆包括副车架；所述前束调节装置包括：

作动器，设置于所述副车架；

机械调节组件，包括拉杆；所述拉杆一端转动连接于所述作动器，且另一端活动连接于所述车轮；以及

控制器，用于控制所述作动器，以驱动所述拉杆移动，以使得所述车轮偏转。

可选的，所述作动器包括壳体；所述壳体与所述副车架滑动连接，且与所述拉杆转动连接；所述控制器用于控制所述壳体往靠近或远离所述车轮的方向移动。

可选的，所述壳体包括具有开口的容纳腔；所述容纳腔的开口朝向所述车轮；

所述拉杆包括球头部；所述球头部位于所述拉杆靠近所述作动器的一端，且位于所述容纳腔内。

可选的，所述壳体包括第一腔室和第二腔室；所述前束调节装置还包括第一管路、第二管路和用于存储高压介质的储液罐；所述第一管路的一端与所述储液罐连通，且另一端与所述第一腔室连通；所述第二管路的一端与所述储液罐连通，且另一端与所述第二腔室连通；所述控制器通过控制所述高压介质的流向，以使得所述第一腔室和第二腔室间产生压强差，进而推动所述壳体往靠近或远离所述车轮的方向移动。

可选的，所述作动器还包括活塞杆和活塞件；所述活塞杆固定连接于所述副车架；所述活塞件套设于所述活塞杆；所述活塞件位于所述壳体内以将所述壳体内的空间分为所述第一腔室和第二腔室；

其中，沿所述车轮指向副车架的方向，所述第一腔室和第二腔室依次分布。

可选的，所述作动器还包括设置于所述第一腔室内的调节块；所述调节块用于调节所述第一腔室的沿所述车轮指向副车架方向的长度。

可选的，所述调节块包括软性材质。

可选的，所述作动器还包括位于所述第二腔室内的调节弹簧；所述调节弹簧套设于活塞件上；所述调节弹簧的两端分别与所述活塞件和所述壳体相抵，以使得所述活塞件往副车架指向车轮的方向复位至初始位置。

可选的，所述作动器还包括油封；所述油封密封设置于所述活塞件和壳体之间。

可选的，所述机械调节组件还包括转向节臂、悬架控制臂和车轮臂；所述悬架控制臂固定安装于所述车辆；所述车轮通过车轮臂与悬架控制臂转动连接；所述转向节臂的一端与所述拉杆转动连接，且另一端和所述车轮臂转动连接。

根据本公开的第二方面提出一种车辆，包括副车架和位于所述副车架左右两侧的两个车轮；所述车辆还包括如上所述的前束调节装置；所述前束调节装置包括两个，分别设置在车辆的左右两侧；其中一个连接设置于所述副车架和一侧的车轮之间，另一个连接设置于所述副车架和另一侧的车轮之间。

可选的，所述车辆还包括设置于所述副车架的转向机；所述作动器中的活塞杆与所述转向机固定连接。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本公开中的前束调节装置通过增加一种控制器和作动器来实现车辆前束的动态可调，以适应车辆在行驶过程中的路况变化和驾驶需求。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是本公开一示例性实施例中一种前束调节装置的示意图一；

图2是本公开一示例性实施例中前束调节装置将车轮调节至前束状态的示意图；

图3是本公开一示例性实施例中前束调节装置将车轮调节至负前束状态的示意图；

图4是本公开一示例性实施例中作动器与拉杆配合的示意图。

附图标记说明：1、副车架；2、作动器；3、机械调节组件；30、拉杆；4、控制器；20、壳体；200、容纳腔；300、球头部；201、第一腔室；202、第二腔室；50、第一管路；51、第二管路；52、储液罐；21、活塞件；22、调节块；23、调节弹簧；24、油封；6、车轮；7、转向机。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。除非另作定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内设有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在个。“多个”或者“若干”表示两个及两个以上。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

如图1-3所示的一种前束调节装置，用于调节车辆的车轮6偏转角度，且设置于车辆的副车架1和车轮6之间。

前束调节装置包括设置于副车架1的作动器2、机械调节组件3和用于控制作动器2的控制器4。机械调节组件3包括拉杆30。拉杆30的一端活动连接于车轮6。控制器4通过控制作动器2来驱动拉杆30往靠近或远离车轮6的方向移动，以使得车轮6偏转。其中，当拉杆30往靠近车轮6的方向移动时，以推动车轮6的后端向外偏转，以使得车轮6处于前束状态。当拉杆30往远离车轮6的方向移动时，以拉动车轮6的后端向内偏转，以使得车轮6处于后束状态。

当车辆行驶在直线道路上时，驾驶员显然希望车轮6处于前束状态，此时驾驶员可通过按钮或拨杆发出信号，控制器4接收此信号后，通过控制作动器2驱动拉杆30往靠近车轮6的方向移动时，以推动车轮6的后端向外偏转，以使得车轮6处于前束状态。进而增加车辆行驶的稳定性以及降低轮胎磨损。

当车辆行驶在弯道或赛道中，驾驶员显然希望车轮6处于后束状态，此时驾驶员可通过按钮或拨杆发出信号，控制器4接收此信号后，通过控制作动器2驱动拉杆30往远离车轮6的方向移动时，以拉动车轮6的后端向内偏转，以使得车轮6处于后束状态。进而降低车辆转向不足的弊端，使车辆更灵敏，转向响应更迅速，路感更强。

因此，本公开中的前束调节装置通过增加一种控制器和作动器来实现车辆前束的动态可调，以适应车辆在行驶过程中的路况变化和驾驶需求。

在一些实施方案中，作动器2包括壳体20。壳体20与副车架1滑动连接，且与拉杆30转动连接。控制器4用于控制壳体20往靠近或远离车轮6的方向移动。通过控制壳体20驱动拉杆30移动，结构简单，方便实现。同时，可以使得作动器2体积小，作用力大，可以在现有的空间上实现集成和布置。作动器2可与转向机8结合，非转向桥上可与副车架1结合，实现前束可变。

作为一种可选的实施方式，如图4所示，壳体20包括具有开口的容纳腔200。容纳腔200的开口朝向车轮6。拉杆30包括球头部300。球头部300位于拉杆30靠近作动器2的一端，且位于容纳腔200内。通过如此设置，既可以实现壳体20推动拉杆30往靠近车轮6的方向移动以及拉动拉杆30往远离车轮6的方向移动。又可以实现壳体20与拉杆30之间的相对转动。

需要说明的是，由于拉杆30的运动既包括横向的移动又包括其自身的转动，因此拉杆30本身的运动是不规则的，而通过球头与容纳腔200的配合可以支持拉杆30完成上述运动。另外，由于拉杆30自身的运动轨迹，也使得拉杆30不能与作动器2内的活塞件21连接。

在一些实施方式中，如图1-3所示，壳体20包括第一腔室201和第二腔室202。前束调节装置还包括第一管路50、第二管路51和用于存储高压介质的储液罐52。第一管路50的一端与储液罐52连通，且另一端与第一腔室201连通。第二管路51的一端与储液罐52连通，且另一端与第二腔室202连通。控制器4通过控制高压介质的流向，以使得第一腔室201和第二腔室202间产生压强差，进而推动壳体20往靠近或远离车轮6的方向移动。通过第一腔室201和第二腔室202之间的压力差来推动壳体20移动，空间占用小，集成度高。

其中，高压介质可以是液体，比如油、水或其他液体。高压介质还可以是气体。本公开并不对此进行限制。

作为一种可选的实施方式，作动器2还包括活塞杆和活塞件21。活塞杆固定连接于副车架1。活塞件21套设固定于活塞杆。活塞件21位于壳体20内以将壳体20内的空间分为第一腔室201和第二腔室202。通过如此设置，相当于活塞件21与壳体20之间滑动连接。沿车轮6指向副车架1的方向，第一腔室201和第二腔室202依次分布。其中，当第一腔室201的压强大于第二腔室202的压强时，壳体20往靠近车轮6的方向移动。当第一腔室201的压强大于第二腔室202的压强时，壳体20往远离车轮6的方向移动。

作为可选的一种实施方式，控制器4采用ECU控制逻辑实现不同高压介质流向，从而实现作动器2内第一腔室201和第二腔室202之间的压强差，进而实现壳体20往复运动带动拉杆30实现车轮6前束调节。具体地，当控制器4采用ECU控制逻辑使得高压介质由第一管路50进入第一腔室201，且第二腔室202内的高压介质由第二管路51流入储蓄罐时，第一腔室201和第二腔室202之间的压强差推动作动器2的壳体20向靠近车轮6的方向运动，拉杆30的球头部300跟随壳体20向靠近车轮6的方向运动，从而推动车轮6的后端向外偏转形成前束。当控制器4采用ECU控制逻辑使得高压介质由第二管路51进入第二腔室202，且第一腔室201内的高压介质由第一管路50流入储蓄罐时，第一腔室201和第二腔室202之间的压强差推动作动器2的壳体20向远离车轮6的方向运动，拉杆30的球头部300跟随壳体20向靠近车轮6的方向运动，从而拉动车轮6的后端向内偏转形成负前束。

在一些实施方式中，如图4所示，作动器2还包括设置于第一腔室201内的调节块22。调节块22用于调节第一腔室201的沿车轮6指向副车架1方向的长度。本公开中的前束调节装置考虑到高压介质控制的不稳定性，本公开的前束调节装置只能分别将车轮6调节至一个前束状态和一个负前束状态，其中，当第一腔室201充满高压介质且第二腔室202排出所有高压介质时，车轮6处于前束状态。当第二腔室202充满高压介质且第一腔室201排出所有高压介质时，车轮6处于负前束状态。因此，为了适应不同的需求，在装配或维修时，通过在第一腔室201内放置不同厚度的调节块22，可以改变壳体20的运动行程，实现对拉杆30向靠近车轮6方向移动的软限位，进而达到改变车轮6前束值的目的。

作为一种可选的实施方式，调节块22包括软性材质。本公开中的壳体20和活塞件21均为金属件，因此，当第一腔室201内的高压介质都被排出后，活塞件21向靠近车轮6的方向移动直至与壳体20撞击并发出声响。因此，通过在第一腔室201内放置软性材质的调节块22，保证作动器2的工作过程具有良好的NVH性能。

在一些实施方式中，如图4所示，作动器2还包括位于第二腔室202内的调节弹簧23。调节弹簧23套设于活塞件21上。调节弹簧23的两端分别与活塞件21和壳体20相抵。本公开中的调节弹簧23的作用与调节块22作用类似，主要是为了防止第二腔室202的高压介质都被排出后，活塞件21向远离车轮6的方向移动直至与壳体20撞击并发出声响，保证作动器2的工作过程具有良好的NVH性能。同时还能实现对拉杆30向远离车轮6方向移动的软限位。

在一些实施方式中，如图4所示，作动器2还包括油封24。油封24密封设置于活塞件21和壳体20之间，以将第二腔室202密封。

继续参考图2和图3，机械调节组件3还包括转向节臂、悬架控制臂和车轮6臂。悬架控制臂固定安装于车辆主体上，且车轮6通过车轮6臂与悬架控制臂转动连接。转向节臂的A端与拉杆30转动连接，转向节臂的B端和车轮6臂转动连接，且转向节臂与车轮6臂的转动点和车轮6臂与悬架控制臂的转动点位于不同位置。

图2展现了前束调节装置将车轮6调至前束状态的具体过程，其中，图2中的实线部分表示前束调节装置和车轮6的初始状态，虚线部分表示前束调节装置和车轮6经调节后的状态，箭头表示作动器2的壳体20运动方向。具体地，当操作员通过拉杆30或按钮发出车轮6进入前束状态的信号至控制器4，控制器4采用ECU控制逻辑使得高压介质由第一管路50进入第一腔室201，且第二腔室202内的高压介质由第二管路51流入储蓄罐，进而推动壳体20以驱动拉杆30往靠近车轮6的方向移动，拉杆30自身发生转动，且推动转向节臂的A端往靠近车轮6的方向移动，在该过程中，转向节臂自身发生转动，且转向节臂的A端会更靠近转向节臂的B端所处的位置，进而推动车轮6臂转动，且使得车轮6的后端向外偏转和车轮6的前端向内偏转，进而车轮6进入前束状态。

图3展现了前束调节装置将车轮6调至负前束状态的具体过程，其中，图3中的实线部分表示前束调节装置和车轮6的初始状态，虚线部分表示前束调节装置和车轮6经调节后的状态，箭头表示作动器2的壳体20运动方向。具体地，当操作员通过拉杆30或按钮发出车轮6进入负前束状态的信号至控制器4，控制器4采用ECU控制逻辑使得高压介质由第二管路51进入第二腔室202，且第一腔室201内的高压介质由第一管路50流入储蓄罐，进而推动壳体20以驱动拉杆30往远离车轮6的方向移动，拉杆30自身发生转动，且拉动转向节臂的A端往靠近车轮6的方向移动，在该过程中，转向节臂自身发生转动，且转向节臂的A端会远离转向节臂的B端所处的位置，进而拉动车轮6臂转动，且使得车轮6的后端向内偏转和车轮6的前端向外偏转，进而车轮6进入负前束状态。

本公开还提出了一种车辆，包括副车架1和位于所述副车架1左右两侧的两个车轮6；所述车辆还包括如上所述的前束调节装置；所述前束调节装置包括两个，分别设置在车辆的左右两侧；其中一个连接设置于所述副车架1和一侧的车轮6之间，另一个连接设置于所述副车架1和另一侧的车轮6之间。

需要说明的是，副车架1可以看成是前后车桥的骨架,是前后车桥的组成部分。副车架1并非完整的车架，只是支承前后车桥和悬挂的支架，使车桥和悬挂通过它再与“正车架”相连。副车架1的作用是阻隔振动和噪声，避免振动和噪直接进入车厢，所以副车架1主要应用于轿车和越野车上。特别地，前后悬挂可以先组装在副车架1上，构成一个车桥总成，然后再将这个总成一同安装到车身上。

两个车轮6可以包括两个后车轮。对于车辆的后车轮来说，其一般不具备转向功能，因此本公开中的前束调节装置直接固定安装于副车架1上。

两个车轮6还可以包括两个前车轮。对于车辆的前车轮来说，其一般还需具备转向功能；因此本公开中的车辆还包括固定设置于副车架1的转向机7。作动器2中的活塞杆与转向机7的齿轮齿条固定连接。本公开中的转向机7可以是电动机电力助力转向机、齿轮齿条式液压助力转向机或电力液压助力转向机。本公开并不对此进行限制。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的技术方案后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (12)

1.一种前束调节装置，用于调节车辆的车轮偏转角度；所述车辆包括副车架；其特征在于，所述前束调节装置包括：

作动器，设置于所述副车架；

机械调节组件，包括拉杆；所述拉杆一端转动连接于所述作动器，且另一端活动连接于所述车轮；以及

控制器，用于控制所述作动器，以驱动所述拉杆移动，以使得所述车轮偏转。

2.根据权利要求1所述的前束调节装置，其特征在于，所述作动器包括壳体；所述壳体与所述副车架滑动连接，且与所述拉杆转动连接；所述控制器用于控制所述壳体往靠近或远离所述车轮的方向移动。

3.根据权利要求2所述的前束调节装置，其特征在于，所述壳体包括具有开口的容纳腔；所述容纳腔的开口朝向所述车轮；

所述拉杆包括球头部；所述球头部位于所述拉杆靠近所述作动器的一端，且位于所述容纳腔内。

4.根据权利要求2所述的前束调节装置，其特征在于，所述壳体包括第一腔室和第二腔室；所述前束调节装置还包括第一管路、第二管路和用于存储高压介质的储液罐；所述第一管路的一端与所述储液罐连通，且另一端与所述第一腔室连通；所述第二管路的一端与所述储液罐连通，且另一端与所述第二腔室连通；所述控制器通过控制所述高压介质的流向，以使得所述第一腔室和第二腔室间产生压强差，进而推动所述壳体往靠近或远离所述车轮的方向移动。

5.根据权利要求4所述的前束调节装置，其特征在于，所述作动器还包括活塞杆和活塞件；所述活塞杆固定连接于所述副车架；所述活塞件套设于所述活塞杆；所述活塞件位于所述壳体内以将所述壳体内的空间分为所述第一腔室和第二腔室；

其中，沿所述车轮指向副车架的方向，所述第一腔室和第二腔室依次分布。

6.根据权利要求5所述的前束调节装置，其特征在于，所述作动器还包括设置于所述第一腔室内的调节块；所述调节块用于调节所述第一腔室的沿所述车轮指向副车架方向的长度。

7.根据权利要求6所述的前束调节装置，其特征在于，所述调节块包括软性材质。

8.根据权利要求5所述的前束调节装置，其特征在于，所述作动器还包括位于所述第二腔室内的调节弹簧；所述调节弹簧套设于活塞件上；所述调节弹簧的两端分别与所述活塞件和所述壳体相抵。

9.根据权利要求5所述的前束调节装置，其特征在于，所述作动器还包括油封；所述油封密封设置于所述活塞件和壳体之间。

10.根据权利要求1所述的前束调节装置，其特征在于，所述机械调节组件还包括转向节臂、悬架控制臂和车轮臂；所述悬架控制臂固定安装于所述车辆；所述车轮通过车轮臂与悬架控制臂转动连接；所述转向节臂的一端与所述拉杆转动连接，且另一端和所述车轮臂转动连接。

11.一种车辆，包括副车架和位于所述副车架左右两侧的两个车轮；其特征在于，所述车辆还包括如权利要求1-10中任一项所述的前束调节装置；所述前束调节装置包括两个，分别设置在车辆的左右两侧；其中一个连接设置于所述副车架和一侧的车轮之间，另一个连接设置于所述副车架和另一侧的车轮之间。

12.根据权利要求11所述的车辆，其特征在于，所述车辆还包括设置于所述副车架的转向机；所述作动器中的活塞杆与所述转向机固定连接。

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