CN102198842A - 车辆的转向操纵装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车辆的转向操纵装置，其以简单的结构，不使驾驶员的感觉恶化，并可以实现相对于转向操纵的优良的响应性。分别在转向横拉杆的中途对称地安装相对于压缩方向的轴向力的弹性特性、和相对于拉伸方向的轴向力的弹性特性为非对称的伸缩部。这样，可以不采用使用电动机等的复杂机构，以简单的结构使相对于左右的转向操纵的有效的转向传动比根据车速适当地变化。此时，主要在一个车轮上实现转向传动比的变化，同时在另外的车轮上实现相对于转向操纵的直线的横向力。而且，因为不操作电动机而实现机械的转向传动比的变化，所以可以防止控制延迟等，可以准确地防止驾驶员的感觉恶化等。

Description

车辆的转向操纵装置

技术领域

本发明涉及一种车辆的转向操纵装置，其向连杆机构部输入转向操纵力而对左右轮进行转向。

背景技术

一般地，在车辆的转向操纵装置中，如果将转向传动比设定得小(将转向传动比设定为所谓迅速状态，即相对于方向盘的转向操纵而车轮进行比较快速的转向)，则低速行驶时的灵活性提高，可以减轻驾驶员的驾驶负担。另一方面，在将转向传动比设定为迅速状态的情况下，相对于高速行驶时的转向的车辆响应性过于敏感，存在向驾驶员施加驾驶负担的担忧。

相反，如果将转向传动比设定得大(即，将转向传动比设定为所谓迟钝的状态下)，则相对于高速行驶时的转向的车辆响应性变慢，可以减轻驾驶员的驾驶负担。另一方面，在将转向传动比设定为慢速状态的情况下，低速行驶时的灵活性恶化，存在向驾驶员施加驾驶负担的担忧。

对于这些情况，例如，在专利文献1、2中公开了一种技术，其通过使用电动机使转向传动比发生变化，同时实现高速行驶时对转向操纵装置所要求的特性、和低速行驶时对转向操纵装置所要求的特性。

专利文献1：日本特开平6-227423号公报

专利文献2：日本专利第3994780号公报

发明内容

但是，在上述的各专利文献中所公开的技术，因为在转向传动比的变更中使用电动机，所以构造复杂化，存在导致制造成本大幅上升的担忧。而且，在上述的各专利文献中所公开的技术，因为存在用于使转向传动比发生变化的控制，所以会发生微小的控制响应延迟，存在使驾驶员的驾驶感觉恶化的担忧。

本发明鉴于上述情况，其目的在于提供一种车辆的转向操纵装置，其以简单的构造，不使驾驶员的感觉发生恶化，可以实现相对于转向操纵的良好响应性。

本发明是一种车辆的转向操纵装置，其向左右的连杆机构部输入相对于转向操纵的转向力，使左右的车轮进行转向，其特征在于，分别在所述左右的连杆机构部上对称地安装相对于压缩方向的力的弹性特性、和相对于拉伸方向的力的弹性特性为非对称的弹性要素。

发明的效果

根据本发明的车辆的转向操纵装置，可以以简单的结构，不使驾驶员的感觉发生恶化，并可以实现相对于转向操纵的优良的响应性。

附图说明

图1是车辆的转向操纵装置的概略构造图。

图2是伸缩部的要部剖面图。

图3是表示转向横拉杆轴向力和转向横拉杆伸缩量之间的关系的特性图。

图4是表示转向的转向操纵角和车轮的转向角之间关系的特性图。

图5是表示与车速对应而驾驶员感受到的转向传动比的特性图。

图6是表示车辆的转弯方向和侧倾方向之间关系的说明图。

图7是表示伸缩部的变形例的要部剖面图。

图8是表示车辆的转向操纵装置的变形例的概略结构图。

图9是表示伸缩部的变形例的要部剖面图。

图10是衬套的要部剖面图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。附图涉及本发明的一个实施方式，图1是车辆的转向操纵装置的概略结构图，图2是伸缩部的要部剖面图，图3是表示转向横拉杆轴向力和转向横拉杆伸缩量之间的关系的特性图，图4是表示转向的转向操纵角和车轮的转向角之间的关系的特性图，图5是表示与车速对应而驾驶员感受到的转向传动比的特性图，图6是表示车辆的转弯方向和侧倾方向之间关系的说明图，图7是表示伸缩部的变形例的要部剖面图，图8是表示车辆的转向操纵装置的变形例的概略结构图，图9是表示伸缩部的变形例的要部剖面图，图10是衬套的要部剖面图。

在图1中，标号1表示车辆的转向操纵装置，该转向操纵装置1，具有分别将左右的车轮(前轮)5l、5r与车体连结的左右一对的连杆机构部10l、10r、和向这些连杆机构部10l、10r传递转向力的转向齿轮箱20。

各连杆机构部10l、10r具有经由轮毂轴承而轴支撑车轮5l、5r的桥壳11l、11r，在这些桥壳11l、11r的下部，经由俯视大致L字状的前臂12l、12r与车体的车架横梁6连结。

具体地进行说明，前臂12l、12r的固定端侧沿车体的大致前后方向延伸，经由前衬套13l、13r及后衬套14l、14r分别与车架横梁6连接。另一方面，前臂12l、12r的自由端侧向车宽方向外侧延伸，其前端部经由球关节15l、15r与桥壳11l、11r的下部连接。这样，前臂12l、12r经由桥壳11l、11r，将车轮5l、5r可自由摆动地支撑在车体的车架横梁6上。

另外，在桥壳11l、11r上，例如，设置向车体前方延伸的转向臂16l、16r，大致沿车辆宽度方向延伸的转向横拉杆17l、17r的前端部，经由转向横拉杆球头联轴器18l、18r与转向臂16l、16r连结。

转向齿轮箱20，在内部具有沿车宽方向延伸的齿条21，在该齿条21的左右端部，连结转向横拉杆17l、17r的基端部。

另外，齿条21与小齿轮22啮合。在从该小齿轮22突出的齿轮轴23上，经由由万向联轴器24a、24a及联轴器轴24b组成的联轴器部24连结转向轴25，并且，在转向轴25上固定设置方向盘(转向盘)26。

在这里，在本实施方式中，为了良好地实现低速行驶时的灵活性，小齿轮22和齿条21之间的传动比(转向传动比)，设定为比较小的传动比(相对于驾驶员对方向盘26的转向操纵，车轮5l、5r的转向比较迅速的传动比，例如传动比＝13)。

在具有这种基本结构的本实施方式的转向操纵装置1中，分别在左右的转向横拉杆17l、17r的中途对称地安装作为弹性要素的伸缩部30l、30r。此外，在以下的说明中，为了使说明简略化，对于在车体的左右相当的构造等，适当省略下标“l”及“r”。

如图2所示，伸缩部30具有一个端部形成筒状的凹状轴部31。在该凹状轴部31的内部，固定设置圆筒状的引导部件33，在该引导部件33的内周，可自由滑动地插入大致圆柱状的凸状轴部32的另一端侧。

另外，在凸状轴部32的另一端部上形成外向凸缘32a，该外向凸缘32a可移动地收容在凹状轴部31的内部端面和引导部件33的另一端面之间的空隙中。此外，在凹状轴部31的内部端面和外向凸缘32a之间安装第1弹簧部件34，在引导部件33的另一端面和外向凸缘32a之间安装第2弹簧部件35。

在本实施方式中，第1弹簧部件34在向伸缩部30施加压缩方向的力时起作用，第2弹簧部件35在向伸缩部30施加拉伸方向的力时起作用。在这里，第1弹簧部件34与第2弹簧部件35相比，弹簧常数大且尺寸短地构成，由此，伸缩部30设定为，相对于压缩方向的力的特性(收缩特性)、和相对于拉伸方向的力的特性(伸长特性)非对称。更具体地说，例如如图3所示，伸缩部30设定为，在向转向横拉杆17作用伸长方向(正方向)的轴向力时，以约0.8[mm]的伸长量为限度，在约0～1000[N]的轴向力范围内，以大致线性伸长。另一方面，伸缩部30设定为，在向转向横拉杆17作用压缩方向(负方向)的轴向力时，以约0.2[mm]的收缩量为限度，在约0～-1000[N]的轴向力范围内，以大致线性收缩。

在这种结构中，例如，在由驾驶员通过方向盘26输入向右转弯方向的转向操纵的情况下，向右侧的转向横拉杆17r作用压缩方向的轴向力，右侧的伸缩部30r收缩。另一方面，向左侧的转向横拉杆17l作用伸长方向的轴向力，左侧的伸缩部30l伸长。通过这些伸缩部30l、30r的作用，与未安装伸缩部30l、30r的情况相比转向横拉杆17l、17r整体向转弯方向外侧位移。

另外，例如，在由驾驶员通过方向盘26输入向左转弯方向的转向操纵的情况下，向右侧的转向横拉杆17r作用拉伸方向的轴向力，右侧的伸缩部30r伸长。另一方面，向左侧的转向横拉杆17r作用压缩方向的轴向力，左侧的伸缩部30l收缩。通过这些伸缩部30l、30r的作用，与未安装伸缩部30l、30r的情况相比，转向横拉杆17l、17r整体向转弯方向外侧位移。

这种伸缩部30l、30r的位移，对应于转向横拉杆17l、17r的轴向力而发生变化，与此相伴，轮胎的转向角δ相对于转向盘转角θ的比例(响应性)发生变化。具体地说，例如如图4所示，在转弯时，伸缩部30l、30r产生作用，使得转向齿轮箱20与转向操纵角(转向盘转角)θ对应而机械地产生的转向角(轮胎转向角)δ，与转向横拉杆17l、17r的轴向力对应而抑制转向角的增加率。但是，因为各伸缩部30l、30r的伸缩量受到限制，所以在转向横拉杆17l、17r的轴向力大于或等于规定的情况下(即，转向盘转角θ的绝对值大于或等于规定量的情况下)，转向角的增加率被限制而成为恒定。

众所周知，一般地，在低速行驶时的转弯中使用转向盘转角θ(轮胎转向角δ)的绝对值比较大的区域，在高速行驶时的转弯中使用转向盘转角θ(轮胎转向角δ)的绝对值比较小的区域。因此，如图4的特性可以看出，在轮胎转向角δ大的低速转弯中，轮胎的转向角δ受伸缩部30l、30r的影响(轮胎的增加率)微小。因此，利用原本迅速的转向齿轮箱20的传动比，确保低速区域中的灵活性。另一方面，在轮胎的转向角δ小的高速转弯中，轮胎的转向角δ受伸缩部30l、30r的影响(轮胎的增加率)大。因此，作为实际的转向传动比的变化来说，可以获得与使转向齿轮箱20的传动比迟钝的情况等同的效果。

由此，可以同时实现低速转弯时的灵活性、和高速回转时的稳定的车辆响应性，可以在整个速度区域中减轻驾驶员的驾驶负担。即，根据上述的效果，例如，即使在将转向齿轮箱20的传动比迅速化的情况下，也可以通过伸缩部30l、30r的作用，使驾驶员感受到的实际的传动比对应于车速的上升而变得迟钝(参照图5)。

根据该实施方式，通过分别在转向横拉杆17l、17r的中途对称地安装相对于压缩方向的轴向力的弹性特性、和相对于拉伸方向的轴向力的弹性特性为非对称的伸缩部30l、30r，可以以简单的结构不使驾驶员的感觉恶化，实现相对于转向操纵的良好响应性。即，通过在左右的转向横拉杆17l、17r的中途配置伸缩部30l、30r，可以不采用使用电动机等的复杂机构，可以以简单的结构，使相对于左右的转向操纵的实际转向传动比，对应于车速而适当地变化。此时，将各伸缩部30l、30r的弹性特性设定为，在压缩方向和拉伸方向上的特性为非对称的，通过将它们在转向横拉杆17l、17r的中途左右对称地进行配置，可以主要在一个车轮上实现转向传动比的变化，并可以在另外的车轮上实现相对于转向操纵的线性横向力。而且，因为不进行电动机控制等而机械地实现转向传动比的变化，所以可以防止发生控制延迟等，可以实现优良的驾驶员的感觉等。

在此基础上，通过将各伸缩部30l、30r的特性设定为，位于转弯方向外侧时的变形量比位于转弯方向内侧时的变形量相对更大，例如，如图6(a)、(b)所示，可以利用由左右的车轮5l、5r的转向量的差异所造成的下压效果，抑制转弯时发生的侧倾，可以更进一步提高驾驶员的感觉。

在这里，作为伸缩部的结构，并不限于上述所述，例如，也可以采用如图7所示的结构。即，图7所示的伸缩部30，具有紧固在凸状轴部32的外周和引导部件33的内周之间的大致呈圆筒形状的橡胶部件36。另外，伸缩部30例如仅在凸状轴部32的外向凸缘32a、和凹状轴部31的内部端面之间具有弹簧部件34。而且，伸缩部30通过这些橡胶部件36、及弹簧部件34的弹性变形，将相对于压缩方向的轴向力的弹性特性、和相对于拉伸方向的轴向力的弹性特性设定为非对称。即，伸缩部30设定为，在向转向横拉杆17作用伸长方向(正方向)的轴向力时，以约0.8[mm]的伸长量为限度，在约0～1000[N]的轴向力范围内，大致线性地伸长。另一方面，伸缩部30设定为，在向转向横拉杆17作用压缩方向(负方向)的轴向力时，以约0.2[mm]的收缩量为限度，在约0～-1000[N]的轴向力范围内，大致线性地收缩。

另外，在上述的实施方式中，对将伸缩部30l、30r配置在连杆机构部10l、10r的转向横拉杆17l、17r上的一个例子进行了说明，但本发明并不限定于此，例如，如图8所示，也可以配置在前臂12l、12r上。在这种情况下，各伸缩部30l、30r的特性优选与在转向横拉杆17l、17r上安装的情况相反。即，例如，如图9所示，通过使第1弹簧部件34和第2弹簧部件35的弹簧常数及长度的关系逆转，可以获得期望的特性。另外，在前臂12l、12r上，也可以取代伸缩部301、30r，例如利用前衬套13l、13r或后衬套14l、14r等作为弹性要素。例如，如图10所示，在利用后衬套14作为弹性要素的情况下，通过在衬套主体14a的车辆宽度方向的一侧设置缠丝状的空隙14b，可以作为相对于压缩方向的轴向力的弹性特性、和相对于拉伸方向的轴向力的弹性特性为非对称的弹性要素起作用。

Claims (4)

1.一种车辆的转向操纵装置，其向左右的连杆机构部输入相对于转向操纵的转向力，使左右的车轮进行转向，

其特征在于，

分别在所述左右的连杆机构部上对称地安装相对于压缩方向的力的弹性特性、和相对于拉伸方向的力的弹性特性为非对称的弹性要素。

2.根据权利要求1所述的车辆的转向操纵装置，其特征在于，

所述连杆机构部具有将所述车轮可摆动地支撑在车体上的臂部、和将所述转向力向所述车轮传递的转向横拉杆，

所述弹性要素安装在所述转向横拉杆上。

3.根据权利要求1所述的车辆的转向操纵装置，其特征在于，

所述连杆机构部具有将所述车轮可摆动地支撑在车体上的臂部、和将所述转向力向所述车轮传递的转向横拉杆，

所述弹性要素被安装在所述臂部上。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的车辆的转向操纵装置，其特征在于，

对所述弹性要素的相对于压缩方向的力的弹性特性、和相对于拉伸方向的力的弹性特性进行设定，使得位于转弯方向外侧时的变形量比位于转弯方向内侧时的变形量相对更大。

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