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用於改變車輪與車體之間間距的裝置和包括該裝置的系統的製作方法

2023-05-27 02:21:21 2

專利名稱:用於改變車輪與車體之間間距的裝置和包括該裝置的系統的製作方法
技術領域:
本發明涉及用於調整車輪與車體之間間距的調整裝置,還涉及包括該調整裝置的調整系統。
背景技術:
近年來,已經開始對車輪-車體間距調整系統進行研究,如JP-2001-63338A所揭示的,該系統包括為車輛的各個左右車輪設置的一對車輪-車體間距調整裝置,其中每個車輪-車體間距調整裝置都能夠合適地調整左右車輪中相應的一者與車體之間的間距(以下在合適處簡稱為「車輪-車體間距」)。在該調整系統中,通過增大左右車輪中的一者與車體之間的間距同時減小左右車輪中的另一者與車體之間的間距,能夠抑制或減小車體的側傾。

發明內容
待安裝在車輛上的懸架裝置被設置成在車輪-車體間距改變時改變車輪定位(例如車輪的前束角和外傾角)。在用於常規車輛的情況下,懸架裝置被設計成通過車輪定位的改變來增大車輛的轉向不足趨勢,並被設計成使得轉向不足趨勢的增大量取決於車輪定位的改變量。在上述日本未經審查的專利申請公開所揭示的車輪-車體間距調整系統的情況下可以與如上設計的懸架裝置一起使用。在此情況下,因為車輪-車體間距調整系統能夠有效地減小車體的側傾,即抑制車輪-車體間距的改變,所以在一定程度上限制了車輪的前束角和外傾角的改變,由此可能造成不能獲得所期望的車輛轉向特性。這僅是現有系統會遇到的問題中的一個示例。即,對於存在上述問題的車輪-車體間距調整系統和作為該調整系統的部件的車輪-車體間距調整裝置,為了提高實用性,依然存在改進的空間。
著眼於以上討論的背景技術完成了本發明。因此,本發明的目的在於提供在實際應用中具有極高適用性的車輪-車體間距調整裝置和車輪-車體間距調整系統。
根據本發明的原理可實現上述目的,本發明提供了一種調整裝置,所述調整裝置用於具有懸架裝置的車輛,所述懸架裝置包括(i)可旋轉地保持所述車輛的車輪的車軸支架以及(ii)將所述車軸支架與所述車輛的車體互連的至少一個懸架臂,所述調整裝置包括(a)軸,所述軸由所述車輛的所述車體保持,以相對於所述車輛的所述車體繞其軸線可旋轉,並相對於所述車輛的所述車體在其軸向上可移動;(b)臂,所述臂在其近端部處連接至所述軸,所述臂相對於所述軸繞所述軸的所述軸線不可旋轉,並在與所述軸的所述軸向相交的方向上從所述軸延伸;(c)致動器,所述致動器引起所述軸繞所述軸線的旋轉和所述軸在所述軸向上的軸向移動中的一者;和(d)運動轉換器,所述運動轉換器將所述軸的旋轉和所述軸的軸向移動中的所述一者轉換為所述軸的旋轉和所述軸的軸向移動中的另一者,其中,所述臂在其遠端部處連接至所述至少一個懸架臂中的一個,以能夠進行所述軸的旋轉,來引起所述車輪與所述車輛的所述車體之間的豎直間距的改變,並且其中,所述軸連接至所述至少一個懸架臂中的一個並/或連接至所述車軸支架,以能夠進行所述軸的軸向移動,來引起所述車輪的定位的改變。本發明的原理還提供了一種調整系統,包括一對右側和左側調整裝置,其每個均由上述調整裝置提供;和控制器,其控制所述一對右側和左側調整裝置。
在根據本發明的調整裝置中,可以增大和減小車輪與車體之間的豎直間距(即車輪-車體間距),並且可以根據車輪-車體間距的改變量來改變車輪定位。因此通過適當地改變車輪-車體間距和車輪定位,能夠調整車輛的行駛特性。此外,在包括一對調整裝置(其每個均由上述調整裝置提供)的調整系統中,分別為車輛的左右車輪設置一對調整裝置,控制該對調整裝置以不僅能夠控制車體的姿勢和車輛的高度,還能夠控制諸如轉向特性和直行穩定性之類的車輛行駛特性。
本發明的各種模式將描述本發明的包含要求保護特徵的各種模式。為了便於理解本說明書所揭示的技術特徵,本發明的這些模式中的每個均如同所附權利要求被編號,並在合適處從屬於其他一個或多個模式。應該理解的是,本發明並不限於將描述的技術特徵或其任意組合,而是應參考以下對本發明的各種模式和優選實施例的描述來構造。還應理解的是,並不需要一次性全部設置在本發明以下模式的任一個中包含的多個元件或特徵,本發明可利用描述相同模式時選擇的至少一個元件或特徵來實施。還將理解的是,根據以下描述的本發明的各種模式和優選實施例,包含在本發明以下模式的任一個中的多個元件或特徵可以與至少一個額外元件或特徵進行結合,本發明可利用與相同模式相關的上述可能結合來實施。
(1)一種調整裝置,所述調整裝置用於具有懸架裝置的車輛,所述懸架裝置包括(i)可旋轉地保持所述車輛的車輪的車軸支架以及(ii)將所述車軸支架與所述車輛的車體互連的至少一個懸架臂,所述調整裝置包括(a)軸,所述軸由所述車輛的所述車體保持,以相對於所述車輛的所述車體繞其軸線可旋轉,並相對於所述車輛的所述車體在其軸向上可移動;(b)臂,所述臂在其近端部處連接至所述軸,所述臂相對於所述軸繞所述軸的所述軸線不可旋轉,並在與所述軸的所述軸向相交的方向上從所述軸延伸;(c)致動器,所述致動器引起所述軸繞所述軸線的旋轉和所述軸在所述軸向上的軸向移動中的一者;和(d)運動轉換器,所述運動轉換器將所述軸的旋轉和所述軸的軸向移動中的所述一者轉換為所述軸的旋轉和所述軸的軸向移動中的另一者,其中,所述臂在其遠端部處連接至所述至少一個懸架臂中的一個,以能夠進行所述軸的旋轉,來引起所述車輪與所述車輛的所述車體之間的豎直間距的改變,並且其中,所述軸連接至所述至少一個懸架臂中的一個並/或連接至所述車軸支架,以能夠進行所述軸的軸向移動,來引起所述車輪的定位的改變。
在本調整裝置中,當臂與軸繞軸線的旋轉一起繞軸的軸線旋轉時,上述至少一個懸架臂中的一個(所述臂在其遠端部處直接或間接地連接到懸架臂)豎直地移動,以改變車輪與車體之間的豎直間距。換言之,迫使軸繞其軸線旋轉的旋轉力起到迫使上述至少一個懸架臂中的一個豎直樞轉的力的作用,從而選擇性地增大並減小車輪與車輛的車體之間的豎直間距。在分別為車輛的四個車輪布置分別由本調整裝置設置的四個調整裝置以分別調整四個車輪中相應的一個與車體之間的各個豎直間距的情況下,能夠抑制或減小車體姿態的改變(其可由作用在車輛上的外力引起,例如在車體側傾或縱傾的情況下)。此外,除了減小車體姿態的改變之外,還能夠調整車輛的高度。
在本調整裝置中,不僅可以改變車輪與車體之間的豎直間距(以下在合適處稱為「車輪-車體間距」),還可以改變車輪的定位。具體而言,伴隨引起車輪-車體間距改變的軸的旋轉,軸將軸向移動。因為軸連接至至少一個懸架臂中的一個和/或車軸支架,所以軸的軸向移動引起車輪的傾斜或傾側,即因為懸架裝置的靈活性(conmpliance),軸的軸向移動引起車輪定位的改變。可由致動器直接引起或由致動器通過運動轉換器間接引起軸的旋轉和軸的軸向移動中的每一者。在致動器被設置成引起軸的旋轉的情況下,運動轉換器被設置成將軸的旋轉轉換為軸的軸向移動。在該布置中,由致動器直接引起軸的旋轉,而由致動器通過運動轉換器引起軸的軸向移動。在致動器被設置成引起軸的軸向移動的情況下,運動轉換器被設置成將軸的軸向移動轉換為軸的旋轉。在該布置中,致動器通過運動轉換器由引起軸的旋轉,而由致動器直接引起軸的軸向移動。在這些布置的任一者中,軸向力以及上述旋轉力被施加至軸,且迫使軸在其軸向上移動的軸向力起到迫使車輪傾斜或傾側的力的作用,從而改變車輪定位。
術語「車輪定位」表示車輪與車體之間的幾何學關係,並可由諸如車輪的前束角、外傾角、後傾角和主銷內傾角等各種角度來表徵。因為車輪定位會顯著影響車輛的行駛特性,所以如下所述通過改變諸如前束角和外傾角之類的角度,能夠改變車輛的彎道或轉向特性以及直行特性。因此,在本調整裝置中,通過選擇性地增大和減小車輪-車體間距,能夠將車輪定位和車體姿態以及車輛高度合適地改變與車輪-車體間距改變量相對應的程度,從而能夠調整車輛的行駛特性。
模式(1)中界定的「運動轉換器」並不限於任何具體形式的運動轉換器。但是,例如如下所述,優選地可由螺紋機構來設置該運動轉換器。運動轉換器可以被構造成使得根據車輪定位改變量(程度)與車輪-車體間距改變量的期望比率來設定軸的軸向移動量與軸的旋轉量的比率。
「軸」可以由具有較高程度剛度從而基本不能扭轉的軸或具有較低程度的剛度從而作為扭杆的軸來提供。在採用起扭杆作用的軸作為所述軸的情況下,因為可以由作為扭杆的軸的扭轉來吸收施加的震動,所以能夠在一定程度上減輕當因施加至車輛的外力而引起車輪-車體間距改變時產生的、並施加至調整裝置的震動。「臂」可以由與所述軸一體形成的構件或獨立於所述軸形成但連接至所述軸的構件來設置。
「致動器」並不限於任何具體形式的致動器,只要其能夠引起上述軸的旋轉和軸向移動之一即可。例如,致動器可以由通過諸如工作油的加壓工作流體操作的缸式致動器或可以由通過電動機的驅動工作的電控致動器來提供。在採用電控致動器作為致動器的情況下,電動機可以是旋轉電動機或是直線電動機。
在為作為轉向輪的前輪設置預設的調整裝置的情況下,可由轉向節來設置「車軸支架」。在軸連接至至少一個懸架臂中的一個的情況下,在至少一個懸架臂中的軸所連接的一個懸架臂可以與至少一個懸架臂中的所述臂所連接的一個懸架臂相同或不同。
(2)根據模式1所述的調整裝置,其中,所述致動器引起所述軸的旋轉,並包括(d-1)由所述車輛的所述車體保持的殼體,(d-2)由所述殼體保持的電動機,和(d-3)減速器,其由所述殼體保持,並在將所述電動機的旋轉傳遞至所述軸的同時降低所述電動機的轉速。
在此模式(2)中,包含在致動器內的減速器並不限於任何具體形式的減速器,並可由諸如諧波齒輪組(也被稱為「諧波驅動器」或「應變波齒輪傳動」)和行星齒輪組之類的各種減速器中的任一種構成。為了使電動機的尺寸緊湊,減速器優選地具有相對較高的速比(相對較高的減速比),即電動機的工作量與致動器的工作量之間相對較高的比率。著眼於此,減速器優選地由此模式(2)的調整裝置中的諧波齒輪組構成。注意,通過其中由致動器的殼體來保持軸使得軸相對於致動器的殼體可旋轉並可軸向移動的配置,可由車體來保持軸。
(3)根據模式(1)或(2)所述的調整裝置,其中,所述運動轉換器包括彼此保持嚙合的外螺紋和內螺紋,並且其中,由包括在所述軸中的第一螺紋部和相對於所述車輛的所述車體不可移動且不可旋轉的第二螺紋部中的一個來提供所述外螺紋,而由所述第一螺紋部和所述第二螺紋部中的另一個來提供所述內螺紋。
在其中在運動轉換器中採用螺紋機構的此模式(3)中,軸的旋轉和軸向移動中的所述一者可被轉換為軸的旋轉和軸向移動中的另一者。此外,在軸沿預定方向旋轉期間軸的軸向移動的方向可以取決於提供第一和第二螺紋部中每個的是左旋螺紋和右旋螺紋中的哪個。可以通過適當地確定由第一和第二螺紋部中的一個和另一個提供的外螺紋和內螺紋的導距(螺距)來建立車輪定位的改變量(程度)與車輪-車體間距的改變量之間合適比率。為了最小化在螺紋機構工作期間外螺紋與內螺紋之間產生的摩擦,螺紋機構優選地由滾珠絲槓機構來提供。
(4)根據模式(1)至(3)中任一模式所述的調整裝置,其中,所述運動轉換器將所述軸在側傾減小方向上的旋轉和所述軸在轉向不足趨勢增大方向上的軸向移動中的所述一者轉換為所述軸在所述側傾減小方向上的旋轉和所述軸在所述轉向不足趨勢增大方向上的軸向移動中的另一者,其中,通過所述軸在所述側傾減小方向上的旋轉,來改變所述車輪與所述車輛的所述車體之間的豎直間距,使得所述車輛的所述車體的側傾減小,並且其中,通過所述軸在所述轉向不足趨勢增大方向上的軸向移動,來改變所述車輪的定位,使得所述車輛的轉向不足趨勢增大。
在車輛轉向期間,作用在車體上的側傾矩導致車體的側傾。即,在車輛轉向期間,左右車輪中作為內側車輪的一個位於車輛的轉向中心與左右車輪中作為外側車輪的另一個之間,在增大內側車輪與車體之間的豎直間距的同時,減小外側車輪與車體之間的豎直間距。調整裝置被設置成當相應車輪是內側車輪時減小相應車輪與車體之間的豎直間距,並當相應車輪是外側車輪時增大相應車輪與車體之間的豎直間距,由此抑制在車輛轉向期間車輪-車體間距的改變。此模式(4)的調整裝置被構造成使得當軸在側傾減小方向上旋轉引起車輪-車體間距以減小車體側傾的方式改變時,軸在轉向不足趨勢增大方向上軸向運動以使得車輪定位以增大車輛轉向不足趨勢的方式改變。因此,此模式(4)的調整裝置能夠在車輛轉向期間抑制車輪-車體間距的改變,並可確保期望程度的轉向不足趨勢。注意,術語「轉向不足趨勢增大」應當解釋為包含從轉向過度趨勢向轉向不足趨勢過渡的情況以及轉向過度趨勢減小的情況。
(5)根據模式(1)至(4)中任一模式所述的調整裝置,所述調整裝置設置成用於作為所述車輛的所述車輪的前輪,以改變所述前輪與所述車輛的所述車體之間的豎直間距以及所述前輪的定位,其中,所述運動轉換器將所述軸在豎直間距增大方向上的旋轉和所述軸在第一方向上的軸向移動中的所述一者轉換為所述軸在所述豎直間距增大方向上的旋轉和所述軸在所述第一方向上的軸向移動中的另一者,並將所述軸在豎直間距減小方向上的旋轉和所述軸在第二方向上的軸向移動中的所述一者轉換為所述軸在所述豎直間距減小方向上的旋轉和所述軸在所述第二方向上的軸向移動中的另一者,其中,通過所述軸在所述豎直間距增大方向上的旋轉來增大所述豎直間距,並通過所述軸在所述豎直間距減小方向上的旋轉來減小所述豎直間距,其中,通過所述軸在所述第一方向上的軸向移動來改變作為所述車輪的定位的、所述前輪的前束角和外傾角中的至少一個,使得在改變所述前束角的情況下,所述前輪的前部和後部在所述車輛的橫向上分別向外和向內位移,並且使得在改變所述外傾角的情況下,所述前輪的上部和下部在所述橫向上分別向外和向內位移,並且其中,通過所述軸在所述第二方向上的軸向移動來改變作為所述車輪的定位的、所述前輪的所述前束角和所述外傾角中的至少一個,使得在改變所述前束角的情況下,所述前輪的所述前部和所述後部在所述車輛的所述橫向上分別向內和向外位移,並且使得在改變所述外傾角的情況下,所述前輪的所述上部和所述下部在所述橫向上分別向內和向外位移。
(6)根據模式(1)至(4)中任一模式所述的調整裝置,所述調整裝置設置成用於作為所述車輛的所述車輪的後輪,以改變所述後輪與所述車輛的所述車體之間的豎直間距以及所述後輪的定位,其中,所述運動轉換器將所述軸在豎直間距增大方向上的旋轉和所述軸在第一方向上的軸向移動中的所述一者轉換為所述軸在所述豎直間距增大方向上的旋轉和所述軸在所述第一方向上的軸向移動中的另一者,並將所述軸在豎直間距減小方向上的旋轉和所述軸在第二方向上的軸向移動中的所述一者轉換為所述軸在所述豎直間距減小方向上的旋轉和所述軸在所述第二方向上的軸向移動中的另一者,其中,通過所述軸在所述豎直間距增大方向上的旋轉來增大所述豎直間距,並通過所述軸在所述豎直間距減小方向上的旋轉來減小所述豎直間距,其中,通過所述軸在所述第一方向上的軸向移動來改變作為所述車輪的定位的、所述後輪的前束角和外傾角中的至少一個,使得在改變所述前束角的情況下,所述後輪的前部和後部在所述車輛的橫向上分別向內和向外位移,並且使得在改變所述外傾角的情況下,所述後輪的上部和下部在所述橫向上分別向內和向外位移,並且其中,通過所述軸在所述第二方向上的軸向移動來改變作為所述車輪的定位的、所述後輪的所述前束角和所述外傾角中的至少一個,使得在改變所述前束角的情況下,所述後輪的所述前部和所述後部在所述車輛的所述橫向上分別向外和向內位移,並且使得在改變所述外傾角的情況下,所述後輪的所述上部和所述下部在所述橫向上分別向外和向內位移。
在模式(5)的設置成用於前輪的調整裝置以及模式(6)的設置成用於後輪的調整裝置的每個中,以上述具體方式來改變車輪的前束角和/或外傾角,這樣來減小由車輛轉向導致的車體側傾並增大在車輛轉向期間車輛的轉向不足趨勢。
(7)一種調整系統,包括一對右側和左側調整裝置,每個均由模式(1)所述的調整裝置提供;和控制所述一對右側和左側調整裝置的控制器,其中,所述右側調整裝置設置成用於作為所述車輛的所述車輪的右輪,以改變所述右輪與所述車輛的所述車體之間的豎直間距以及所述右輪的定位,其中,所述左側調整裝置設置成用於作為所述車輛的所述車輪的左輪,以改變所述左輪與所述車輛的所述車體之間的豎直間距以及所述左輪的定位,並且其中,所述控制器控制所述一對右側和左側調整裝置中每個的所述致動器,以由此改變所述右輪與所述車體之間的豎直間距、所述右輪的定位、所述左輪與所述車體之間的豎直間距、以及所述左輪的定位。
在包括每個均由模式(1)所述的調整裝置提供的一對右側和左側調整裝置的本調整系統中,能夠分別增大和減小右輪與車體之間的豎直間距以及左輪與車體之間的豎直間距中的一者和另一者,並能夠增大或減小右輪與車體之間的豎直間距以及左輪與車體之間的豎直間距兩者。換言之,可以控制右側和左側調整裝置使得左右輪相對於車體的位置可在各自相同或相反的方向上位移。因此,本調整裝置使得能夠控制車體的姿態和車輛的高度,並能夠改變車輪定位以調整車輛的行駛特性。
(8)根據模式(7)所述的調整系統,在所述車輛轉向期間,所述左右輪中的作為內側車輪的一者位於所述車輛的轉向中心與所述左右輪中的作為外側車輪的另一者之間,所述調整系統能夠執行用於減小所述車輛的所述車體的側傾的側傾減小控制,其中,在執行所述側傾減小控制期間由所述控制器來控制所述一對右側和左側調整裝置,使得抑制所述內側車輪與所述車輛的所述車體之間的豎直間距的增大,並使得抑制所述外側車輪與所述車輛的所述車體之間的豎直間距的減小。
模式(8)的調整系統能夠起設置成用於產生根據車輛行駛狀態可變的側傾減小效果的穩定系統的作用。在車輛轉向期間,可以分別適當地增大並減小右輪與車體之間的豎直間距以及左輪與車體之間的豎直間距中的一者和另一者,由此使得能夠適當地減小車體的側傾並調整車輛的轉向特性。
(9)根據模式(8)所述的調整系統,其中,在執行所述側傾減小控制期間,所述一對右側和左側調整裝置中每個的所述運動轉換器將所述調整裝置中每個的所述軸在側傾減小方向上的旋轉和所述調整裝置中每個的所述軸在轉向不足趨勢增大方向上的軸向移動中的所述一者轉換為在所述側傾減小方向上的旋轉和在所述轉向不足趨勢增大方向上的軸向移動中的另一者,其中,通過所述調整裝置中每個的所述軸在所述側傾減小方向上的旋轉,來改變所述右輪與所述車輛的所述車體之間的豎直間距和所述左輪與所述車輛的所述車體之間的豎直間距,使得所述車輛的所述車體的側傾減小,並且其中,通過所述調整裝置中每個的所述軸在所述轉向不足趨勢增大方向上的軸向移動,來改變所述右輪的定位和所述左側車輪的定位,使得所述車輛的轉向不足趨勢增大。
在該調整系統中,控制各個調整裝置使得當軸在側傾減小方向上旋轉引起車輪-車體間距以減小車體側傾的方式改變時,軸在轉向不足趨勢增大方向上軸向移動從而引起車輪定位以增大車輛轉向不足趨勢的方式改變。因此,此模式(9)的調整系統能夠在車輛轉向期間減小車體的側傾,並能夠確保期望程度的轉向不足趨勢。
(10)根據模式(8)或(9)所述的調整系統,其能夠執行用於調整所述車輛的高度的車輛高度調整控制,其中,在執行所述車輛高度調整控制期間,所述控制器控制所述一對右側和左側調整裝置,使得所述右輪與所述車輛的所述車體之間的豎直間距和所述左輪與所述車輛的所述車體之間的豎直間距兩者都選擇性地增大和減小。
在上述模式(10)的調整系統中,改變右輪與車體之間的豎直間距以及左輪與車體之間的豎直間距使兩者均增大或減小,由此使得例如能夠調整車輛高度變化以及車輛的行駛特性。具體而言,在右側和左側調整裝置的每個被構造成在增大相應車輪與車體之間間距的同時,使相應車輪的前部和後部在車輛的橫向上分別向內和向外位移,並/或使相應車輪的上部和下部在車輛的橫向上分別向內和向外位移的情況下,可以在增大右輪與車體之間的豎直間距以及左輪與車體之間的豎直間距兩者的同時,提高車輛的直行穩定性。配備有這樣構造的右側和左側調整裝置的調整系統可以有利地結合在被設置成自動調整車輛高度變化(該變化由車輛上負載的行李重量及車輛上乘坐的乘客重量的改變而引起)的車輛中。注意,可執行「車輛高度調整控制」以僅調整其中設置有右側和左側調整裝置的車輛的前輪側部分和後輪側部分中一者的高度,或者可執行「車輛高度調整控制」以調整車輛的整體的高度,該車輛的整體不僅包括前輪側部分和後輪側部分中的一者,還包括前輪側部分和後輪側部分中的另一者。
(11)根據模式(8)至(10)中任一模式所述的調整系統,除了包括作為所述右側和左側調整裝置的第一調整裝置之外,還包括第二調整裝置,其中,所述第一調整裝置分別設置成用於所述車輛的左右後輪,以改變所述右後輪與所述車輛的所述車體之間的豎直間距、所述左後輪與所述車輛的所述車體之間的豎直間距以及所述左右後輪的定位,其中,所述第二調整裝置設置成用於所述車輛的左右前輪,以改變作為所述右前輪與所述車輛的所述車體之間豎直間距的右前豎直間距和作為所述左前輪與所述車輛的所述車體之間豎直間距的左前豎直間距,使得在增大所述右前豎直間距和所述左前豎直間距中一個的同時,減小所述右前豎直間距和所述左前豎直間距中的另一個,並且其中,在執行所述側傾減小控制期間,所述控制器控制所述第二調整裝置,使得抑制所述左右前輪中的作為所述內側車輪的一個與所述車輛的所述車體之間的豎直間距的增大,並使得抑制所述左右前輪中的作為所述外側車輪的另一個與所述車輛的所述車體之間的所述豎直間距的減小。
在上述模式(11)的調整系統中,分別為車輛的右後輪和左後輪設置一對第一調整裝置,同時為車輛的右前輪和左前輪設置第二調整裝置,由此以實現根據車輛行駛狀態可變的側傾減小效果。在此調整系統中,在適當地減小車體側傾的同時,改變右後輪及左後輪中每個的定位,以使得可以調整車輛的轉向特性。因為在每個前輪因轉向操作被轉向的同時各個後輪不會因轉向操作轉向,所以如在本調整系統中通過改變各個後輪的定位,可以有效地調整轉向特性。
(12)根據模式(11)所述的調整系統,其中,在執行所述側傾減小控制期間,所述第一調整裝置中每個的所述運動轉換器將所述第一調整裝置中每個的所述軸在側傾減小方向上的旋轉和所述第一調整裝置中每個的所述軸在轉向不足趨勢增大方向上的軸向移動中的所述一者轉換為在所述側傾減小方向上的旋轉和在所述轉向不足趨勢增大方向上的軸向移動中的另一者,其中,通過所述第一調整裝置中每個的所述軸在所述側傾減小方向上的旋轉,來改變所述右後輪與所述車輛的所述車體之間的豎直間距和所述左後輪與所述車輛的所述車體之間的豎直間距,使得所述車輛的所述車體的側傾減小,並且其中,通過所述第一調整裝置中每個的所述軸在所述轉向不足趨勢增大方向上的軸向移動,來改變所述右後輪的定位和所述左後輪的定位,使得所述車輛的轉向不足趨勢增大,在所述車輛轉向期間,所述左右前輪中的作為內側前輪的一個位於所述車輛的所述轉向中心與所述左右前輪中的作為外側前輪的另一個之間,所述調整系統能夠執行用於輔助所述車輛轉向的轉向輔助控制,其中,在執行所述轉向輔助控制期間,通過所述控制器來控制所述第一調整裝置,以使所述第一調整裝置中每個的所述軸在與所述轉向不足趨勢增大方向相反的轉向過度趨勢增大方向上軸向移動,由此改變所述右後輪的定位和所述左後輪的定位,使得所述車輛的轉向過度趨勢增大,並且其中,在執行所述轉向輔助控制期間,通過所述控制器來控制所述第二調整裝置,以減小所述內側前輪與所述車輛的所述車體之間的豎直間距並增大所述外側前輪與所述車輛的所述車體之間的豎直間距,以用於減小在執行所述轉向輔助控制期間由所述第一調整裝置增大的所述車輛的所述車體的側傾。
此模式(12)的調整系統被構造用於通過在車輛轉向期間增大轉向過度趨勢來減小車輛的轉向半徑。因此,設置有該調整系統的車輛能夠以較小的轉向半徑轉向,而無需設置專用於減小轉向半徑的4WS(四輪轉向系統)或其他系統。注意,術語「轉向過度趨勢增大」還應被解釋為包含從轉向不足趨勢向轉向過度趨勢過渡的情況以及轉向不足趨勢減小的情況。
在此調整系統中,在執行轉向輔助控制期間,(為各個後輪設置的)一對第一調整裝置中每個的軸在與上述側傾減小方向相反的方向上旋轉。具體而言,控制該對第一調整裝置以增大左右後輪中作為內側後輪的一者與車體之間的豎直間距並減小左右後輪中作為外側後輪的另一者與車體之間的豎直間距。即,在執行轉向輔助控制期間,由第一調整裝置引起或增大車體的側傾。但是,在該調整系統中,控制(為前輪設置的)第二調整裝置以減小由如上所述控制的第一調整裝置所引起或增大的車體的側傾。例如,在預測到由第一調整裝置增大的轉向過度趨勢而導致車體側傾發生或增大時,可以減小左右前輪中作為內側前輪的一者與車體之間的豎直間距並增大左右前輪中作為外側前輪的另一者與車體之間的豎直間距,由此以利用車體自身的扭轉剛度有效地減小車體的側傾。注意,轉向輔助控制和上述側傾減小控制可以選擇性地執行一者或者一起執行兩者。
(13)根據模式(12)所述的調整系統,其中,所述控制器基於所述車輛的行駛速度和轉向操作構件的操作量中的至少一者,來使得所述轉向輔助控制執行。
在此模式(13)的調整系統中,例如可以通過考慮車輛的轉向狀態來減小車輛的轉向半徑,由此使得能夠適當地調整車輛的轉向特性。具體而言,如下所述,可以在車輛的行駛速度較低時執行轉向輔助控制。此外,可以在轉向操作構件的操作量較大時執行轉向輔助控制。
(14)根據模式(12)或(13)所述的調整系統,其中,僅當所述車輛的行駛速度低於低閾值時,所述控制器才允許所述轉向輔助控制執行。
此模式(14)的調整系統能夠在車輛處於車輛較低行駛速度期間減小轉向半徑,而在高速行駛期間確保車輛的穩定性。
(15)根據模式(12)至(14)任一模式所述的調整系統,其中,在執行所述轉向輔助控制期間,所述控制器控制所述第一調整裝置,使得所述右後輪的定位和所述左後輪的定位中的每個改變一定程度,該程度取決於所述車輛的行駛速度和轉向操作構件的操作量中的至少一者。
在此模式(15)的調整系統中,例如可以通過考慮車輛的轉向狀態來增大轉向過度趨勢的程度。具體而言,可以將車輪定位改變與轉向操作構件的操作量的增大量相對應的程度,由此使轉向過度趨勢增大與轉向操作構件的操作量的增大量相對應的程度。此外,可以使車輪定位改變與車輛行駛速度的減小量相對應的程度,由此使轉向過度趨勢增大與車輛行駛速度的減小量相對應的程度。
(16)根據模式(15)所述的調整系統,其中,所述控制器控制所述第一調整裝置,使得所述右後輪的定位和所述左後輪的定位中的每個改變一定程度,該程度對應於所述轉向操作構件的操作量的增加量。
此模式(16)的調整系統被構造成建立滿足車輛駕駛員(在轉向操作構件(例如,轉向盤)的操作角度或量較大時該駕駛員很可能是希望減小車輛的轉向半徑)的需求的車輛轉向特性。
(17)根據模式(11)至(16)中任一模式所述的調整系統,其中,所述第二調整裝置包括穩定杆,其在相對端部處分別連接至右前懸架裝置的所述至少一個懸架臂中的一個和左前懸架裝置的所述至少一個懸架臂中的一個,所述右前懸架裝置作為設置成用於所述右前輪的所述懸架裝置,所述左前懸架裝置作為設置成用於所述左前輪的所述懸架裝置;以及穩定致動器,其改變所述穩定杆的剛度以抵抗所述車輛的所述車體的側傾。
(18)根據模式(17)所述的調整系統,其中,通過一對穩定杆構件來提供所述穩定杆,其中,所述穩定杆構件包括各個扭杆部,其每個均在所述車輛的橫向上延伸;以及各個臂部,其每個均在與所述扭杆部中相應的一個相交的方向上從所述相應的扭杆部延伸,以連接至所述右前和左前懸架裝置中相應一個的所述至少一個懸架臂中的所述一個,並且其中,所述穩定致動器使所述各個穩定杆構件的所述扭杆部相對於彼此旋轉,來改變所述穩定杆的剛度以抵抗所述車輛的所述車體的側傾。
(19)根據模式(18)所述的調整系統,其中,所述第二調整裝置的所述穩定致動器包括殼體;由所述殼體保持的電動機;以及減速器,其由所述殼體保持,並在將所述電動機的旋轉經由所述減速器的輸出部傳遞至所述一對穩定杆構件的所述扭杆部中的一個的同時降低所述電動機的轉速,其中,所述扭杆部中的另一個相對於所述殼體不可旋轉地連接至所述殼體,並且其中,所述扭杆部中的所述一個相對於所述減速器的所述輸出部不可旋轉地連接至所述輸出部。
在模式(17)至(19)的每一個調整系統中,第二調整裝置由被設置成實現根據車輛的行駛狀態可變的側傾減小效果的穩定裝置來提供,即,由配備有單個致動器的裝置來提供,通過該單個致動器可以使右前輪與車體之間的豎直間距以及左前輪與車體之間的豎直間距相對於彼此改變。通過模式(17)至(19)的任意一個調整系統,均可有效地減小在車輛轉向期間車體的側傾。
(20)根據模式(11)至(16)中任一模式所述的調整系統,其中,所述第二調整裝置包括分別設置成用於所述右前輪和所述左前輪的一對右側和左側單元,以分別改變所述右前豎直間距和所述左前豎直間距,其中,所述右側和左側單元包括(α)各個軸,其每個均由所述車輛的所述車體保持,以相對於所述車輛的所述車體繞其軸線可旋轉;(β)各個臂,其每個均在其近端部處連接至所述軸中相應的一個,相對於所述軸中所述相應的一個繞所述相應軸的所述軸線不可旋轉,並在與所述相應軸的所述軸向相交的方向上從所述相應軸延伸;以及(γ)各個致動器,其每個均引起所述相應軸繞所述軸線旋轉,並且其中,由所述控制器來控制所述致動器,使得在增大所述右前豎直間距和所述左前豎直間距中的所述一個的同時,減小所述右前豎直間距和所述左前豎直間距中的所述另一個。
(21)根據模式(20)所述的調整系統,其中,所述致動器中的每個均包括(γ-1)由所述車輛的所述車體保持的殼體,(γ-2)由所述殼體保持的電動機,以及(γ-3)減速器,其由所述殼體保持,並在將所述電動機的旋轉傳遞至所述軸中相應的一個的同時減小所述電動機的轉速。
在模式(20)和(21)的各個調整系統中,第二調整裝置包括分別為右前輪和左前輪設置的一對右側和左側單元,該對右側和左側單元能夠彼此獨立地調整右前輪與車體之間的間距以及左前輪與車體之間的間距。在控制器的控制下,右側和左側單元可工作以彼此配合。通過模式(20)和(21)的調整系統中的任一個均可有效地減小車輛轉向期間車體的側傾。注意,在模式(20)和(21)的各個調整系統中(其中可以彼此獨立地控制分別從四個車輪到車體的四個豎直間距),能以減小車體縱傾的方式並以增大或減小全部四個車輪由此改變車輛高度的方式來控制一對第一調整裝置以及第二調整裝置的一對右側和左側單元。


結合附圖,通過閱讀以下對本發明的當前優選實施例的詳細描述,將更好地理解本發明的上述及其他目的、特徵、優點以及技術和產業重要性,在附圖中圖1是示意性地示出根據本發明第一實施例的車輪-車體間距調整系統的整體結構的視圖;圖2是示意性地示出包括在圖1的調整系統中的車輪-車體間距調整裝置以及連接至該調整裝置的懸架裝置的視圖;圖3是局部剖視地示出圖2的車輪-車體間距調整裝置與懸架裝置的連接的設置的視圖;圖4是局部剖視地示出作為圖2的車輪-車體間距調整裝置的部件的致動器的視圖;圖5是示意性地示出包括在圖1的調整系統中的穩定裝置的視圖;圖6是局部剖視地示出作為圖5的穩定裝置的部件的致動器的視圖;圖7A是示出包括在圖1的調整系統中的右側車輪-車體間距調整裝置的視圖,並示出了作為調整裝置的部件的軸的旋轉方向與軸向移動方向之間的關係;圖7B是示出包括在圖1的調整系統中的左側車輪-車體間距調整裝置的視圖,並示出了施加至作為調整裝置的部件的軸的旋轉力方向與軸向力方向之間的關係;圖8是示出在車輛左轉期間當執行側傾減小控制時施加至左側和右側車輪-車體間距調整裝置中每個的軸的旋轉力方向與軸向力方向,以及各個後輪的前束角的改變方向的視圖;圖9是示出在車輛左轉期間執行側傾減小控制時施加至左側和右側車輪-車體間距調整裝置中每個的軸的旋轉力方向與軸向力方向,以及各個後輪的外傾角的改變方向的視圖;圖10是示出在車輛左轉期間執行轉向輔助控制時施加至左側和右側車輪-車體間距調整裝置中每個的軸的旋轉力方向與軸向力方向,以及各個後輪的前束角的改變方向的視圖。
圖11是示出在車輛左轉期間執行轉向輔助控制時施加至左側和右側車輪-車體間距調整裝置中每個的軸的旋轉力方向與軸向力方向,以及各個後輪的外傾角改變的方向的視圖;圖12是示出在車輛直行期間執行車輛高度調整控制時施加至左側和右側車輪-車體間距調整裝置中每個的軸的旋轉力方向與軸向力方向,以及各個後輪的前束角的改變方向的視圖;圖13是示出在車輛直行期間執行車輛高度調整控制時施加至左側和右側車輪-車體間距調整裝置中每個的軸的旋轉力方向與軸向力方向,以及各個後輪的外傾角的改變方向的視圖;
圖14A是數據圖,示出了橫向加速度參數值Gy*與車輪-車體間距調整裝置中電動機的目標角位置的側傾減小分量θ*AR之間的關係;圖14B是數據圖,示出了橫向加速度參數值Gy*與穩定裝置中電動機的目標角位置的側傾減小分量θ*SR之間的關係;圖15是數據圖,示出了車輪-車體間距偏差ΔL與車輪-車體間距調整裝置中電動機的目標角位置的車輛高度調整分量θ*AH之間的關係;圖16A是數據圖,示出了轉向盤的操作角δ與車輪-車體間距調整裝置中電動機的目標角位置的基本轉向輔助分量θCAS之間的關係;圖16B是數據圖,示出了轉向盤的操作角δ與穩定裝置中電動機的目標角位置的基本轉向輔助分量θCSS之間的關係;圖17是示出了車輛行駛速度V與取決於行駛速度V的增益KV之間的關係的視圖;圖18是示出在圖1的車輪-車體間距調整系統中執行的調整裝置控制例程程序的流程圖;圖19是示出在圖1的車輪-車體間距調整系統中執行的穩定裝置控制例程程序的流程圖;圖20是示出用於控制圖1的車輪-車體間距調整系統的控制器的各個功能部分的框圖;圖21是示意性地示出根據本發明第二實施例的車輪-車體間距調整系統的整體結構的視圖;圖22是示意性地示出包括在圖21的調整系統中的前側車輪-車體間距調整裝置以及連接至該調整裝置的懸架裝置的視圖;圖23是局部剖視地示出作為圖22的前側車輪-車體間距調整裝置的部件的致動器的視圖;圖24是數據圖,示出了實際縱向加速度值Gzg與電動機的目標角位置的縱傾減小分量θ*P之間的關係;圖25是示出在圖2的車輪-車體間距調整系統中執行的車輪-車體間距調整控制例程程序的流程圖;圖26是示出作為圖25的車輪-車體間距調整控制例程程序的子例程程序的車輛高度調整分量確定例程程序的流程圖;圖27是示出用於控制圖21的車輪-車體間距調整系統的控制器的各個功能部分的框圖;圖28是示意性地示出根據本發明第三實施例的車輪-車體間距調整系統的整體結構的視圖;圖29A是示出包括在圖28的調整系統中的右前側車輪-車體間距調整裝置的視圖,並示出了作為該調整裝置的部件的軸的旋轉方向與軸向移動方向之間的關係;圖29B是示出包括在圖28的調整系統中的左前側車輪-車體間距調整裝置的視圖,並示出了施加至作為該調整裝置的部件的軸的旋轉力方向與軸向力方向之間的關係;圖30是示出在車輛左轉期間執行側傾減小控制時施加至各個車輪-車體間距調整裝置的軸的旋轉力方向與軸向力方向,以及各個車輪的前束角的改變方向的視圖;圖31A和31B是示出在車輛左轉期間執行側傾減小控制時施加至各個車輪-車體間距調整裝置的軸的旋轉力方向與軸向力方向,以及各個車輪的外傾角的改變方向的視圖;圖32是示出在圖28的車輪-車體間距調整系統中執行的側傾減小控制例程程序的流程圖;圖33是示出用於控制圖28的車輪-車體間距調整系統的控制器的各個功能部分的框圖;並且圖34是局部剖視地示出車輪-車體間距調整裝置的部分剖視視圖,該車輪-車體間距調整裝置可作為修改方案用於本發明的第一至第三實施例中的車輪-車體間距調整系統中的每個。
具體實施例方式
以下將參考附圖描述本發明的實施例。需要理解的是,本發明並不限於以下實施例,而可以用本領域技術人員可想到的各種改變及變化(例如上述「本發明的各種模式」中所描述的)來實施。
(A)第一實施例[車輪-車體間距調整系統的結構](i)系統的整體結構圖1示意性地示出了根據本發明的第一實施例構造的車輪-車體間距調整系統10。調整系統10包括一對第一調整裝置和一個第二調整裝置,該對第一調整裝置採用為車輛的左右後輪12分別設置的兩個車輪-車體間距調整裝置20的形式,該第二調整裝置採用為車輛的左右前輪14設置的穩定裝置22的形式。如圖2所示,每個調整裝置20均包括軸24;連接至軸24並在與軸24的軸線方向相交的方向上從軸24延伸的臂26;以及可工作以使軸24繞其軸線致動或旋轉的致動器28。軸24在其軸向相對端部中的一個處被致動器28保持,並在軸向相對端部中的另一個處經由拉杆30連接至懸架臂(其保持左右後輪12中相應的一個)。此外,臂26在其端部處經由連杆32連接至懸架臂。另一方面,如圖5所示,穩定裝置22包括在其相對端部處經由各個連杆34連接至懸架臂(其分別保持左右前輪14)的穩定杆36。通過一對穩定杆構件38來設置穩定杆36,其中穩定杆構件38彼此獨立,並連接至致動器40,使得穩定杆構件38可彼此相對旋轉。如圖1所示,為車輛的左右後輪12L、12R中的每個或左右前輪14L、14R中的每個設置調整裝置20、軸24、臂26、致動器28、穩定杆構件38、拉杆30、連杆32和連杆34。在以下描述中,利用分別表明左右車輪的標號L、R中的一個來表示調整裝置20、軸24、臂26、致動器28、穩定杆構件38、拉杆30、連杆32和連杆34中的每個,由此可表明所表示的裝置或部件是為左車輪和右車輪中的哪一個所設置的。
(ii)懸架裝置的結構在配備有上述調整系統10的車輛中,分別為四個車輪12、14設置四個懸架裝置50。因為可以將為作為轉向輪的前輪14設置的前懸架裝置50與為作為非轉向輪的後輪12設置的後懸架裝置50視為在結構上大致相同,所以為了簡化描述將僅說明後懸架裝置50。每個獨立式的懸架裝置50均由多連杆懸架來提供,並配備有總共包括五個懸架臂(即,第一上臂52、第二上臂54、第一下臂56、第二下臂58以及前束控制臂(toe controlarm)60)的臂組件。五個懸架臂52、54、56、58、60中的每個均在其縱向端部之一處相對於車體可樞轉地連接至車體,並在另一個縱向端部處連接至車軸支架62。每個車輪12均由車軸支架62保持以繞其車軸可旋轉。當各個車輪12與車體彼此接近或遠離地豎直位移時,五個懸架臂52、54、56、58、60中的每個均繞上述端部(即,車體側端部)樞轉,由此五個懸架臂52、54、56、58、60中的每個的上述另一個端部(車輪側端部)相對於車體豎直位移。第二下臂58連接至車軸支架62的位於車軸支架62(其保持車輪12的車軸)的車軸保持部分的後下側上的部分處。此外,當相應車輪12與車體彼此接近或遠離地豎直位移時,各個車軸支架62均被連接至車軸支架62的前束控制臂60在其軸向方向上按壓或牽拉。懸架裝置50還配備有夾置在第二下臂58與輪胎殼體的安裝部之間的減震器66和懸架彈簧68。即,懸架裝置50被設置成產生用於吸收因車輪12與車體彼此接近或遠離位移所導致的振動的阻尼力,同時彈性地將車輪12與車體互連。注意,為車輛的四個車輪的每一個均設置懸架裝置50及五個懸架臂52、54、56、58、60。在以下描述中,利用分別表明左前輪、右前輪、左後輪、右後輪的標號FL、FR、RL、RR之一來分別表示懸架裝置50及五個懸架臂52、54、56、58、60中的每個,由此可表明所表示的裝置或臂是為四個車輪中的哪一個所設置的。
(iii)調整裝置的結構如圖2所示,調整裝置20的軸24大致在車輛的寬度(即橫向)方向上延伸,並由大致固定地設置在車體寬度中心部分的致動器28和固定至車體的保持器70保持,使得軸24相對於車體可旋轉並沿其軸向可移動。如圖3所示,臂26包括具有孔的近端部,軸24的車輪側端部引入到該孔中。軸24在其車輪側端部的外周表面上是鋸齒形的,由此被保持為與形成在臂26的近端部中的孔的同樣為鋸齒形的內周表面嚙合。由於該鋸齒嚙合,軸24與臂26彼此連接,使得臂26不能相對於軸24繞軸24的軸線旋轉並且不能相對於軸24在軸24的軸向上移動。臂26在其遠端部處通過在豎直方向上延伸的連杆32連接至第二下臂58。具體而言,連杆連接部72設置在第二下臂58中,且連杆32在其相對的端部處分別連接至連杆連接部72和臂26的遠端部。連杆32分別通過球節連接至連杆連接部72和臂26的遠端部,以相對於連杆連接部72和臂26可搖動。另一方面,軸24在其車輪側端部處(軸24在該處連接至臂26)經由大致在車輛的橫向上延伸的拉杆30連接至第二下臂58。具體而言,利用具有裝配孔的第一拉杆構件76以及裝配在第一拉杆構件76的裝配孔中的第二拉杆構件77來設置拉杆30。第一拉杆構件76在其端部處通過球節可搖動地連接至設置在第二下臂58的車輪側部分中的拉杆連接部74。如圖3所示,具有底壁且由橡膠製成的管狀減震構件78在其一個端部處固定地裝配在管狀減震構件78中,並在其另一個端部處通過球節連接至軸24的車輪側端部,以相對於軸24可旋轉。
如圖4所示,調整裝置20的致動器28包括作為驅動源的電動機82,以及被設置成在輸出電動機82的轉矩或旋轉力的同時減小電動機82的轉速的減速器84。電動機82和減速器84布置在作為致動器28的外殼構件的殼體86內。殼體86通過固定至殼體86端部的附裝構件88被固定地附裝至車體。軸24被設置成延伸通過殼體86並從殼體86的另一個端部突出。由殼體86支撐軸24使得軸24相對於殼體86可旋轉但相對於殼體86不可軸向移動。軸24在其位於殼體86內的部分處連接至減速器84。軸承襯套90被設置成支撐軸24的軸向中間部分,由此軸24通過軸承襯套90被殼體86可旋轉地保持。軸24還通過滾珠絲槓機構92被殼體86可旋轉地保持,通過外螺紋和內螺紋經由布置在其間的軸承滾珠而保持彼此嚙合來建立該滾珠絲槓機構92。由外螺紋部96(第一螺紋部)來提供上述外螺紋,外螺紋部96對應於軸24的位於殼體86內的端部。由螺母98(第二螺紋部)來提供內螺紋,螺母98固定在殼體86的內周表面的在軸24的徑向上與軸24的外螺紋部96相對的一部分中。
電動機82包括沿殼體86的周壁的內表面固定布置為圓周的多個線圈100、由殼體86可旋轉地保持的中空構件所提供的電動機軸102、以及固定至電動機軸102的外周表面並與線圈100徑向相對的永磁體104。由三相直流無刷電動機來提供電動機82,由此在永磁體104用作轉子的同時各個線圈100用作定子。角位置傳感器106設置在殼體86內,以檢測電動機軸102的角位置,即電動機82的角位置。角位置傳感器106主要由旋轉編碼器構成,並輸出用於控制致動器28(即,控制調整裝置20)的信號。
減速器84由諧波齒輪組(也被稱為「harmonic drive(商標)」或「應變波齒輪傳動」)來提供,並包括波發生器110、柔性齒輪(柔性齒槽(flexspline))112以及齒圈(圓形齒槽(circular spline))114。波發生器110包括橢圓形凸輪和裝配在橢圓形凸輪的外周表面上的滾珠軸承,並被固定至電動機軸102的端部。由具有可彈性形變的周壁部的杯狀構件以及形成在其外周表面上的多個齒來提供柔性齒輪112。齒位於柔性齒輪112的軸向相對端部中接近杯狀柔性齒輪112的開口端的一個端部。柔性齒輪112連接至軸24的齒輪連接部,從而被軸24保持。更具體而言,軸24被設置成延伸通過由中空構件提供的電動機軸102。軸24的上述齒輪連接部從電動機軸102突出,並延伸通過下述的孔,該孔形成為穿過用作減速器84的輸出部的杯狀柔性齒輪112的底壁。軸24的齒輪連接部在其外周表面上是鋸齒形的,以與穿過杯狀柔性齒輪112的底壁而形成的孔的、同樣為鋸齒形的內周表面保持嚙合。因為該鋸齒嚙合,軸24與柔性齒輪112彼此連接,並相對於彼此不可旋轉並不可軸向移動。齒圈114由固定至殼體86的圈構件來提供,並具有形成在其內周表面上的多個齒。在本實施例中,齒圈114的齒數為402,而柔性齒輪112的齒數為400。柔性齒輪112在其周壁部處裝配在波發生器110上,並彈性形變以具有橢圓形狀。柔性齒輪112在其大致位於橢圓形狀的長軸上的兩個部分處與齒圈114嚙合,而在其他部分處不與齒圈114嚙合。在這樣構造的減速器84中,當波發生器110旋轉一周時(旋轉360°),即當電動機82的電動機軸102旋轉一周時,柔性齒輪112與齒圈114彼此相對旋轉了與兩個齒相對應的量,即兩者之間齒數之差。
軸24通過電動機82而旋轉,臂26通過軸24的旋轉而繞其近端部樞轉。由於臂26的樞轉運動,臂26的遠端部在豎直方向上移動,由此相對於車體下壓或上拉第二下臂58,從而增大或減小車輪12與車體之間的間距(以下稱為「車輪-車體間距」)。即,施加至軸24的旋轉力用作使得第二下臂58豎直樞轉的力(即,引起車輪-車體間距改變的力)。在調整裝置20中,通過控制致動器28的致動來控制上述旋轉力,以合適地改變引起車輪-車體間距改變的力的大小。注意,軸24用作扭杆,使得當被旋轉以改變車輪-車體間距時,軸24在一定程度上被扭轉。
隨著軸24旋轉,因為滾珠絲槓機構92的作用,軸24在其軸向上移動。換言之,施加至軸24的旋轉力被轉換為施加至軸24的軸向力,其迫使軸24在軸向上移動。即,滾珠絲槓機構92起運動轉換器的作用。
在調整裝置20中,當外力作用於車輪而使得車輪-車體間距增大或減小時,例如在車輛在狀況較差的道路上行駛期間,用作扭杆的軸24被扭轉,由此其能夠減輕施加至致動器28的震動。當後輪12接收到在左或右方向上(即在車輛的橫向上)作用的外力時,例如,在車輪12接觸路緣的情況下,第二下臂58在其縱向上移動。在此情況下,在拉杆30中所包含的管狀減震構件78用於減輕施加至致動器28的振動。
(iv)穩定裝置的結構穩定裝置22由多個元件構成,其中很多元件都與上述調整裝置20中的那些元件大致相同。在以下對穩定裝置22的描述中,使用在描述調整裝置20時所使用的相同參考標號來表示相同或相似元件,且不再對這些元件重複描述。如圖5所示,該對穩定杆構件38中的每個均包括大致在車輛的橫向上延伸的扭杆部120以及與扭杆部120延續並在與扭杆部120相交的方向上(例如,大致在車輛的向前方向上)延伸的臂部122。各個穩定杆構件38的扭杆部120在其接近臂部122的部分處被固定至車體的保持器124所保持,使得各個穩定杆構件38的扭杆部120可旋轉但不能在軸向上移動,並大致彼此共軸。各個穩定杆構件38的扭杆部120在其相對端部中的一個端部(其遠離臂部122)處連接至致動器40。同時,各個穩定杆構件38的臂部122在其相對端部中的一個端部(其遠離扭杆部120)處經由連杆34連接至第二下臂46。
如圖6所示,穩定裝置22的致動器40包括大致圓筒形的殼體130,以及與上述電動機82和減速器84在結構上相同並布置在殼體130內的電動機132和減速器134。該對穩定杆構件38中的一個固定地連接至殼體130的相對端部中相應的一個端部。另一個穩定杆構件38通過殼體130的另一端被引入殼體130,並相對於殼體130可旋轉但不可軸向移動地被殼體130保持。具體而言,被引入殼體130中的所述另一個穩定杆構件38延伸通過電動機132的中空電動機軸102。所述另一個穩定杆構件38的軸向端部位於殼體130內,並在其外周表面上是鋸齒形的,以與形成為穿過減速器134的杯狀柔性齒輪112的底壁的孔的、同樣為鋸齒形的內周表面保持嚙合,從而該另一個穩定杆構件38與柔性齒輪112相對於彼此不可旋轉且不可軸向移動地彼此連接。另一個穩定杆構件38在其軸向中間部分處由殼體130通過軸承襯套136可旋轉地保持。
該對穩定杆構件38通過電動機132彼此相對旋轉,且臂部122彼此相對樞轉,同時扭杆部120在一定程度上被扭轉。由於各個穩定杆構件38的臂部122的樞轉運動,右前輪-車體間距(即右前輪14與車體之間的間距)和左前輪-車體間距(即左前輪14與車體之間的間距)中的一個增大,而右前輪-車體間距和左前輪-車體間距中的另一個減小。換言之,因為各個穩定杆構件38的扭杆部120的扭轉或扭曲而產生的反作用力的原因,右前輪-車體間距和左前輪-車體間距中的一個增大而右前輪-車體間距和左前輪-車體間距中的另一個減小。即,穩定裝置22起車輪-車體間距相反調整裝置的作用,其能夠以分別相反的方式來調整右前輪-車體間距及左前輪-車體間距,即,相對於車體在彼此相反的各個方向上移動右前輪和左前輪14的位置。
(v)控制器的結構如圖1所示,在本調整系統10中,設置調整裝置電子控制單元(調整裝置ECU)140用於控制兩個調整裝置20,同時設置穩定裝置電子控制單元(穩定裝置ECU)142用於控制穩定裝置22。具體而言,調整裝置ECU140可工作以控制各個調整裝置20的致動器28的工作,並包括起用於各個致動器28的電動機82的驅動電路作用的兩個逆變器144,以及主要由包括CPU、ROM和RAM的計算機構成的後輪控制器146。同時,穩定裝置ECU142可工作以控制穩定裝置22的致動器40的工作,並包括起用於致動器40的電動機132的驅動電路作用的逆變器148以及主要由包括CPU、ROM和RAM的計算機構成的前輪控制器150(參見圖20)。逆變器144、148經由變壓器152連接至電池154。逆變器144連接至各個調整裝置20的電動機82,同時逆變器148連接至穩定裝置22的電動機132。變壓器152能夠增大從電池154供應的電能的電壓,且上述電能從電池154經由各個逆變器144、148供應至電動機82、132。因為通過恆定電壓來驅動各個電動機82、132,所以可通過改變供應至各個電動機82、132的電流大小來改變供應至各個電動機82,132的電功率的量。即,由各個電動機82,132產生的力取決於供應的電流大小,例如可通過由逆變器144、148中相應的一個進行的PWM(脈衝寬度調製)控制來改變該電流大小。在PWM控制中,各個逆變器144、148被設置成合適地控制佔空比,即脈衝接通時間佔脈衝接通時間和脈衝中斷時間之和的比率。
如圖20所示,除了上述角位置傳感器106之外,操作角傳感器160、橫向加速度傳感器162以及制動電子控制單元(制動ECU)164也連接至穩定裝置ECU142的前輪控制器150。操作角傳感器160被設置成檢測作為轉向操作構件的轉向盤的操作角,即轉向盤的操作量(作為一種轉向量)。橫向加速度傳感器162被設置成檢測在車輛的橫向方向上測量的車輛的實際加速度。四個車輪速度傳感器166(每個均被設置成用於檢測四個車輪12、14中相應一個的轉速)連接至作為車輛的制動系統的控制器的制動ECU164,由此制動ECU164具有基於由四個車輪速度傳感器166檢測的值來估計車輛的行駛速度的功能。前輪控制器150連接至制動ECU164,以根據需要從制動ECU164獲得行駛速度的估計值。此外,前輪控制器150還連接至逆變器148,以通過控制逆變器148來控制穩定裝置22。注意,包括在前輪控制器150的計算機中的ROM在其中存儲了用於控制穩定裝置22的程序和各種數據。
除了上述角位置傳感器106、操作角傳感器160、橫向加速度傳感器162和制動ECU164之外,調整裝置ECU140的後輪控制器146還連接有四個行程傳感器170。四個行程傳感器170中的每個都被設置成檢測車輪12、14中相應的一個與車體之間的間距。此外,後輪控制器146連接至逆變器144,以通過控制各個逆變器144來控制調整裝置20。包括在後輪控制器146的計算機中的ROM在其中存儲了用於控制調整裝置20的程序和各種數據。注意,後輪控制器146和前輪控制器150可彼此進行通信。調整裝置ECU140與穩定裝置ECU142彼此配合以構成本調整系統10的控制器。
(i)側傾減小控制在本調整系統10中,可以控制兩個調整裝置20進行工作以增大右後輪12與車體之間的間距(以下在合適處稱為「右後輪-車體間距」)以及左後輪12與車體之間的間距(以下在合適處稱為「左後輪-車體間距」)中的一個並減小右後輪-車體間距和左後輪-車體間距中的另一個。即,該對調整裝置20可產生力,用於使各個右後輪和左後輪12相對於車體的位置在各自相反的方向上發生位移。另一方面,使穩定裝置22工作以增大右前輪14與車體之間的間距(以下在合適處稱為「右前輪-車體間距」)以及左前輪12與車體之間的間距(以下在合適處稱為「左前輪-車體間距」)中的一個並減小右前輪-車體間距以及左前輪-車體間距中的另一個。即,穩定裝置22可以產生力,用於使各個右前輪和左前輪14相對於車體的位置在各個相反方向上發生位移。在本調整系統10中,在車輛轉向期間,通過兩個調整裝置20以及穩定裝置22的上述工作的配合來執行側傾減小控制以抑制或減小車體的側傾。具體而言,在執行以抑制或減小因車輛轉向引起的車體側傾的側傾減小控制中,控制為內側後輪12(即,後輪12中一個,該後輪位於車輛的轉向中心與後輪12中的另一個之間)設置的調整裝置20以產生用於減小內側後輪12與車體之間的間距(以下在合適處稱為「內側後輪-車體間距」)的力,同時控制為外側後輪12設置的調整裝置20以產生用於增大外側後輪12與車體之間的間距(以下在合適處稱為「外側後輪-車體間距」)的力,使得產生的力的大小取決於因車輛轉向引起的側傾矩(roll moment)的大小。同時,控制穩定裝置22以產生用於減小內側前輪14與車體之間的間距(以下在合適處稱為「內側前輪-車體間距」)並用於增大外側前輪14與車體之間的間距(以下在合適處稱為「外側前輪-車體間距」)的力,使得產生的力的大小取決於因車輛轉向引起的側傾矩的大小。
(ii)懸架幾何結構對車輪定位的改變如上所述構造的各個懸架裝置50使得車輪12、14中相應的一個車輪的車輪定位(例如前束角和外傾角)由於五個臂52、54、56、58和60各自的運動(其由車體與相應車輪彼此接近或遠離地發生位移而引起)而改變。具體而言,當車輪-車體間距增大時,各個前輪14的前束角在其向內的方向上改變(其引起車輪的前部和後部將在車輛的橫向上分別向內和向外發生位移),各個前輪14的外傾角在其負方向上改變(其引起車輪的上部和下部將在車輛的橫向上分別向內和向外發生位移),各個後輪12的前束角在其向外的方向上改變(其引起車輪的前部和後部將在車輛的橫向上分別向外和向內發生位移),且各個後輪12的外傾角在其正方向上改變(其引起車輪的上部和下部將在車輛的橫向上分別向外和向內發生位移)。另一方面,當車輪-車體間距減小時,各個前輪14的前束角在其向外方向上改變,各個前輪14的外傾角在其正方向上改變,各個後輪12的前束角在其向內方向上改變,各個後輪12的外傾角在其負方向上改變。因為各個懸架裝置50均具有如上所述的懸架幾何結構,所以當車輛右轉或左轉時,內側前輪14的前束角和外傾角分別在向內方向和負方向上改變,內側後輪12的前束角和外傾角分別在向外方向和正方向上改變,外側前輪14的前束角和外傾角分別在向外方向和正方向上改變,而外側後輪12的前束角和外傾角分別在向內方向和負方向上改變。因為各個車輪的前束角和外傾角的改變,會使得車輛的轉向特性存在轉向不足趨勢。
(iii)調整裝置對車輪定位的改變但是,在配備有上述調整系統10的車輛中,因為如上所述執行了側傾減小控制以用於在車輛轉向期間穩定車體的姿態,所以抑制了各個車輪12、14與車體之間的間距改變。側傾減小控制的執行使得減小了取決於上述懸架幾何結構的作為轉向特性的轉向不足趨勢。著眼於此,本調整系統10被設置成以抑制轉向不足趨勢的減小的方式來改變各個後輪12的車輪定位,同時抑制各個後輪12與車體之間間距的改變。具體而言,如上所述,通過調整裝置20的滾珠絲槓機構92來將施加至各個調整裝置20的軸24的旋轉力轉換為施加至軸24的軸向力,使得該軸向力作用在懸架裝置50中相應的一個上。
圖7A示出了為右後輪12R設置的右側調整裝置20R,而圖7B示出了為左後輪12L設置的左側調整裝置20L。如圖7A清楚可見,由右旋螺紋來提供右側調整裝置20R的滾珠絲槓機構92的外螺紋部96。同時,如圖7B清楚可見,由左旋螺紋來提供左側調整裝置20L的滾珠絲槓機構92的外螺紋部96。當臂26的遠端部向下位移以產生在增大車輪-車體間距的方向上(如圖7A及圖7B中實線箭頭所示)作用在軸24上的旋轉力時,軸向力在朝向車輪12的方向上(如圖7A及圖7B中實線箭頭所示)作用在軸24上。另一方面,當臂26的遠端部向上位移以產生在減小車輪-車體間距的方向上(如圖7A及圖7B中虛線箭頭所示)作用在軸24上的旋轉力時,軸向力在遠離車輪12的方向上(如圖7A及圖7B中虛線箭頭所示)作用在軸24上。第二下臂58在其中軸向力在軸24上所作用的方向上移動,從而改變車輪12的前束角和外傾角。即,懸架裝置50具有靈活性(compliance),通過該靈活性,取決於作用在懸架裝置50的第二下臂58上的軸向力的方向來改變車輪12的前束角和外傾角。
圖8示出了在車輛左轉期間執行側傾減小控制時施加至各個軸24R、24L的旋轉力和軸向力的方向以及左右後輪12L、12R中每個的前束角的改變方向。圖9示出了在車輛左轉期間執行側傾減小控制時施加至各個軸24R、24L的旋轉力和軸向力的方向以及左右後輪12L、12R中每個的外傾角的改變方向。如圖8和圖9清楚所示,在車輛左轉期間,在軸向力沿箭頭所示的方向作用到軸24R的情況下,右後輪12R的前束角和外傾角分別在向內方向和負方向上改變,同時在軸向力沿箭頭所示的方向作用在軸24L上的情況下,左後輪12L的前束角和外傾角分別在向外方向和正方向上改變。在車輛右轉期間,右後輪12R的前束角和外傾角以及左後輪12L的前束角和外傾角分別在與在車輛左轉期間相反的方向上改變。即,各個調整裝置20被設置成以增大車輛轉向不足趨勢的方式來改變後輪12中相應一個的車輪定位。
如上所述,在配備有上述調整系統10的車輛中,通過為了穩定車體姿態的目的而執行的側傾減小控制來減小基於懸架幾何結構的轉向不足趨勢。但是,如上述說明清楚可見,通過上述對各個後輪12的車輪定位的改變(通過上述軸向力而引起該改變)對轉向不足趨勢的減小進行了充分的補償。因此,通過採用本調整系統10,能夠在有效地減小車體側傾的同時維持作為車輛轉向特性的轉向不足趨勢。即使在懸架幾何結構本身沒有建立作為轉向特性的轉向不足趨勢的情況下,也可以通過本調整系統10來建立轉向不足趨勢。
(iv)轉向輔助控制還存在這樣的情況,需要車輛具有較小的轉向半徑以增大車輛轉向能力,特別在車輛以較低行駛速度轉向期間。在這種特別情況下,通常在車輛調頭期間,本調整系統10執行轉向輔助控制以通過增大車輛的轉向過度趨勢來輔助車輛的轉向。在執行轉向輔助控制時,各個調整裝置20在與執行側傾減小控制時的工作方向相反的方向上工作。即,控制調整裝置20使得軸向力在與執行側傾減小控制時的軸向力的方向相反的方向上作用在各個軸24R、24L上。
但是,當控制作為第一調整裝置的調整裝置20以在與執行側傾減小的工作方向相反的方向上工作時,各個調整裝置20以引起或增大車體側傾的方式來產生改變右車輪-車體間距和左車輪-車體間距的力。但是,在本調整系統10中,控制作為第二調整裝置的穩定裝置22(為前輪14設置)以減小由如上所述控制的調整裝置20所引起或增大的車體的側傾。具體而言,控制穩定裝置22以產生減小內側前輪與車體之間的豎直間距並增大外側前輪與車體之間豎直間距的力。即,在執行轉向輔助控制時,控制該對調整裝置20以產生增大內側後輪與車體之間的豎直間距的力以及減小外側後輪與車體之間的豎直間距的力,由此增大轉向過度趨勢,同時控制穩定裝置22以產生減小內側前輪與車體之間的豎直間距並增大外側前輪與車體之間的豎直間距的力。基於由調整裝置20產生的各個力的大小來確定由穩定裝置22產生的力的大小。
圖10和圖11示出了在車輛左轉期間執行轉向輔助控制時車輛的各個車輪的改變。圖10示出了施加至各個調整裝置20的軸24的旋轉力和軸向力的方向以及各個後輪12的前束角的改變的方向,同時圖11示出了施加至各個調整裝置20的軸24的旋轉力和軸向力的方向以及各個後輪12的外傾角的改變方向。如圖10和圖11所示,在車輛左轉期間,通過施加至調整裝置20的軸24的軸向力,右後輪12R的前束角在其向外方向上改變(這引起該車輪的前部和後部將分別在車輛的橫向上向外和向內發生位移),左後輪12L的前束角在其向內方向上改變(這引起該車輪的前部和後部將分別在車輛的橫向上向內和向外發生位移),右後輪12R的外傾角在其正方向上改變(這引起該車輪的上部及下部將分別在車輛的橫向上向外和向內發生位移),並且左後輪12L的外傾角在其負方向上改變(這引起車輪的上部和下部將分別在車輛的橫向上向內和向外位移)。注意,在車輛右轉期間,各個後輪12的前束角和外傾角分別在與車輛左轉期間相反的方向上改變,從而在車輛右轉期間也增大了轉向過度趨勢。
(v)車輛高度調整控制在調整裝置ECU140的控制下,該對調整裝置20可工作以選擇性地增大或減小右後輪-車體間距和左後輪-車體間距兩者。即,調整裝置20能夠產生力,通過該力,左右後輪12相對於車體的位置在彼此相同的各個方向上發生位移。在其上安裝有本調整系統10的車輛中,前排座椅大致位於前輪14與後輪12之間的中間位置的上側上,後排座椅大致位於後輪12的上側上,而行李廂大致位於後輪12的後上側上。由於前排座椅、後排座椅、行李廂以及前輪14和後輪12之間的這種位置關係,當乘客乘坐或離開車輛的前排座椅中的任一個時,車體在縱傾方向或車輛的縱向上大致沒有傾斜。但是,當乘客乘坐或離開車輛的後排座椅中的任一個時或當將行李放入行李廂或從行李廂取出時,車體在縱向上向前或向後傾斜,導致右後輪-車體間距和/或左後輪-車體間距的顯著改變。著眼於此,為了解決車體在縱向上傾斜的問題,通過控制調整裝置20使得右後輪和左後輪相對於車體的位置在相同方向上發生位移,上述調整系統10執行車輛高度調整控制以調整車輛後部的高度。具體而言,在車輛上裝載的行李和乘客的重量改變時,控制調整裝置20以產生用於增大或減小右後輪-車體間距和左後輪-車體間距兩者的各個力,從而抑制或減小車體向前或向後的傾斜。在此情況下,由調整裝置20產生的各個力的大小取決於車輛的後部高度(以下在合適處稱為「後輪-車體間距」)與車輛的前部高度(以下在合適處稱為「前輪-車體間距」)之間的差。
在執行車輛高度調整控制時,通過使得(由調整裝置20產生的)力迫使後輪12與車體彼此遠離來從基準狀態(其中假設行李重量和乘客重量為最小)調整後輪-車體間距,使得後輪-車體間距變得大於基準狀態時的後輪-車體間距。即,在執行車輛高度調整控制時,由調整裝置20產生的各個力在使得後輪-車體間距增大的回彈方向上取向。如圖12和圖13所示,在執行車輛高度調整控制當後輪-車體間距變的大於基準狀態時的後輪-車體間距時,各個後輪12的定位被改變。具體而言,在軸向力施加至各個軸24R、24L的情況下,各個左右後輪12L、12R的前束角和外傾角分別在向內方向和負方向上改變,由此可提高車輛的直行穩定性。
(i)控制概述如上所述,在本調整系統10中,控制該對調整裝置20和穩定裝置22以執行側傾減小控制、車輛高度調整控制以及轉向輔助控制。因此能夠執行結合這三種控制的總體調整控制。在執行總體調整控制的情況下的各個調整裝置20中,基於諸如作用在車體上的側傾矩、後輪-車體間距與前輪-車體間距之間的差以及轉向操作構件的操作量之類的各種因素來控制致動器28,使得軸24旋轉合適的量,以從而合適地產生使右後輪-車體間距和左後輪-車體間距中相應的一個改變的力。另一方面,在執行總體調整控制的情況下的穩定裝置22中,基於諸如作用在車體上的側傾矩以及轉向操作構件的操作量之類的各種因素來控制致動器40,使得穩定杆構件38相對於彼此旋轉合適的量,以從而合適地產生使右前輪-車體間距和左前輪-車體間距改變的力。因為各個調整裝置20的軸24的旋轉量取決於電動機82的角位置,所以在執行調整控制時控制電動機82,使得電動機82的實際角位置大致等於根據產生的力的期望大小所預定的目標角位置。類似地,因為穩定裝置22的穩定杆構件38的相對旋轉量取決於電動機132的角位置,所以在執行調整控制時控制電動機132,使得電動機132的實際角位置大致等於根據產生的力的期望大小所預定的目標角位置。用於改變右後輪、左後輪、右前輪及左前輪-車體間距的力取決於由電動機82、132產生的旋轉力的方向和大小,即供應至電動機82、132的電功率的量。因此,在供應合適量電功率的情況下來控制各個電動機82、132。
在本調整控制中,基於目標角位置的側傾減小分量θ*R、目標角位置的轉向輔助分量θ*S以及目標角位置的車輛高度調整分量θ*H(三者分別是針對側傾減小控制、轉向輔助控制以及車輛高度調整控制的目標角位置分量)來確定各個電動機82、132的上述目標角位置θ*。即,彼此獨立地確定目標角位置分量,然後基於確定的目標角位置分量來確定各個電動機82、132的目標角位置θ*。
在以下描述中,各個電動機82、132的角位置θ表示各個電動機82、132從其在基準狀態下(其中車輛在平整道路上靜止)的基準角位置(θ=0°)偏離的角度大小(其是累積值,並因此可以超過360°)。在各個調整裝置20的電動機82中,角位置θA的正(+)值表示電動機82在增大車輪-車體間距的方向上從基準角位置旋轉,而角位置θA的負(-)值表示電動機82在減小車輪-車體間距的方向上從基準角位置旋轉。在穩定裝置22的電動機132中,角位置θS的正(+)值表示電動機132在減小右前輪-車體間距並增大左前輪-車體間距的方向上從基準角位置旋轉,而角位置θS的負(一)值表示電動機132在增大右前輪-車體間距並減小左前輪-車體間距的方向上從基準角位置旋轉。
(ii)對側傾減小分量的確定在側傾減小控制中,基於橫向加速度(其作為作用在車體上的側傾矩的指標)來確定兩個調整裝置20和穩定裝置22的各個電動機82、132的目標角位置的側傾減小分量θ*R。具體而言,基於根據轉向盤的操作角δ和車輛的行駛速度V估計的橫向加速度的估計值Gyc以及橫向加速度的測量值Gyr,並根據以下表達式來確定橫向加速度的參數值Gy*(其用作控制中的參數)Gy*=KA·Gyc+KB·Gyr.....................(1),其中「KA」,「KB」表示增益。
基於如上所述確定的橫向加速度參數值Gy*來確定目標角位置的側傾減小分量θ*R。調整裝置ECU140存儲表示各個調整裝置20的電動機82的目標角位置的側傾減小分量θ*AR與橫向加速度參數值Gy*之間關係的數據圖,由此可以參考在圖14A中概念性地示出的數據圖來確定側傾減小分量θ*AR。在圖14A中,實線對應於設置在左後輪12L中的調整裝置20L,而虛線對應於設置在右後輪12R中的調整裝置20R。穩定裝置ECU142存儲表示穩定裝置22的電動機132的目標角位置的側傾減小分量θ*SR與橫向加速度參數值Gy*之間關係的數據圖,由此可以參考在圖14B中概念性地示出的數據圖來確定側傾減小分量θ*SR。注意,橫向加速度參數值Gy*在車輛右轉時為正,而在車輛左轉時為負。
(iii)對車輛高度調整分量的確定在車輛高度調整控制中,基於後輪-車體間距與前輪-車體間距之間的差來確定各個調整裝置20的電動機82的目標角位置的車輛高度調整分量θ*AH。具體而言,通過各個行程傳感器170來檢測作為實際間距L的右後輪、左後輪、右前輪和左前輪-車體間距,並計算各個實際右後輪和左後輪-車體間距L與實際右前輪和左前輪-車體間距L的平均值L*的偏差ΔL。基於實際右後輪和左後輪-車體間距L中相應的一個的偏差ΔL來確定各個調整裝置20的電動機82的目標角位置的車輛高度調整分量θ*AH。調整裝置ECU140存儲表示目標角位置的車輛高度調整分量θ*AH與間距偏差ΔL之間關係的數據圖,其在圖15中概念性地示出,由此可以參考數據圖確定車輛高度調整分量θ*AH。
例如因車體側傾或縱傾導致車體姿態正在發生改變時,難以準確地檢測因行李重量和乘客重量的改變所導致的車體姿態的改變。因此,在本調整系統10中,執行車輛高度調整控制使得僅在車體姿態沒有發生改變時才允許通過車輛高度調整控制來改變後輪-車體間距。具體而言,在持續預定時長內上述間距偏差ΔL並未改變(即,間距偏差ΔL維持了預定時長)的條件下執行車輛高度調整控制。如果條件滿足,則改變車輛高度調整分量θ*AH。如果條件未滿足,則保持在該時刻的車輛高度調整分量θ*AH不變。
(iv)對目標角位置的轉向輔助分量的確定在車輛高度調整控制中,基於轉向操作構件的操作量以及車輛的行駛速度來確定兩個調整裝置20及穩定裝置22的各個電動機82、132的目標角位置的轉向輔助分量θ*S。具體而言,首先基於轉向盤的操作角δ來確定兩個調整裝置20及穩定裝置22的各個電動機82、132的目標角位置的基本轉向輔助分量θCS。具體而言,調整裝置ECU140存儲表示各個調整裝置20的電動機82的目標角位置的基本轉向輔助分量θCAS與轉向盤的操作角δ之間關係的數據圖,由此可以參考該數據圖來確定基本轉向軸助分量θCAS,該數據體在圖16A中概念性地示出。穩定裝置ECU142存儲表示穩定裝置22的電動機132的目標角位置的基本轉向輔助分量θCSS與轉向盤的操作角δ之間關係的數據圖,由此可參考該數據圖來確定基本轉向輔助分量θCSS,該數據圖在圖16B中概念性地示出。
在圖16A中,實線對應於設置在左後輪12L中的調整裝置20L,而虛線對應於設置在右後輪12R中的調整裝置20R。通常,轉向盤的操作角δ在車輛右轉時為正,而在車輛左轉時為負。例如,在車輛左轉期間,為了增大轉向過度趨勢,基於轉向盤的操作角δ來確定調整裝置20L(為左後輪12L設置)的電動機82的目標角位置的基本轉向輔助分量θCAS,使得由調整裝置20L產生的力在增大作為內側車輪的左後輪12L與車體之間的豎直間距的方向上取向,同時基於轉向盤的操作角δ來確定調整裝置20R(為右後輪12R設置)的電動機82的目標角位置的基本轉向輔助分量θCAS,使得由調整裝置20R產生的力在減小作為外側車輪的右後輪12R與車體之間的豎直間距的方向上取向。
當該對調整裝置20分別產生改變各個車輪-車體間距的力時,如圖16B所示,基於轉向盤的操作角δ來確定穩定裝置22(為前輪14設置)的電動機132的目標角位置的基本轉向輔助分量θCSS,使得由穩定裝置22產生的力在減小作為內側車輪的左前輪14L與車體之間的豎直間距並增大作為外側車輪的右前輪14R與車體之間的豎直間距的方向上取向,用於抵抗由調整裝置20R、20L產生的力。
在如上所述已經確定了調整裝置20的各個電動機82的目標角位置的基本轉向輔助分量θCAS之後,基於所確定的基本轉向輔助分量θCAS並根據以下給出的表達式(2)來確定兩個調整裝置20的各個電動機82的目標角位置的轉向輔助分量θ*AS。在如上所述已經確定了穩定裝置22的電動機132的目標角位置的基本轉向輔助分量θCSS之後,基於所確定的基本轉向輔助分量θCSS並根據以下給出的表達式(3)來確定穩定裝置22的電動機132的目標角位置的轉向輔助分量θ*SS。
θ*AS=KV·θCAS.........(2)θ*SS=KV·θCSS.........(3)在上述表達式(2)和(3)中,KV表示取決於車輛行駛速度V的增益。如圖17所示,增益KV在車輛行駛速度的絕對值不低於0(零)並低於V0時以較高速率增大,在車輛行駛速度的絕對值不低於V0並低於V1時保持恆定,在車輛行駛速度的絕對值不低於V1並低於V2時以較高速率減小,並在車輛行駛速度的絕對值不低於V2時為0(零)。即,在本穩定系統10中,僅在如上所述的其中車輛大致以相對低速行駛的特別情況下執行轉向輔助控制。
(v)對電動機的目標角位置的確定基於如上確定的目標角位置的側傾減小分量θ*R、轉向輔助分量θ*S以及車輛高度調整分量θ*H來確定調整裝置20及穩定裝置22的各個電動機82、132的目標角位置θ*。具體而言,根據以下給出的表達式(4)來確定調整裝置20的每個電動機82的目標角位置θ*A,同時根據以下給出的表達式(5)來確定穩定裝置22的電動機132的目標角位置θ*S。
θ*A=θ*AR+θ*AS+θ*AH......(4)θ*S=θ*SR+θ*SS.................(5)(iv)對供應至電動機的電功率的確定在大致基於電動機的目標角位置θ*來控制各個電動機82、132時,如下所述來確定供應至電動機的電功率。因為大致上以相同的方式來確定待供應至調整裝置20的各個電動機82的目標電流i*A以及待供應至穩定裝置22的電動機132的目標電流i*S,所以以下針對目標電流i*的描述也適用於目標電流i*A和目標電流i*S。
基於電動機的目標角位置θ*並基於電動機的實際角位置θ與電動機的目標角位置θ*的偏差Δθ(=θ*-θ)來確定目標電流i*。基於通過對比目標角位置θ*與實際角位置θ(從設置在電動機內的角位置傳感器106反饋得到)獲得的角位置偏差Δθ來進行對供應電流的確定。具體而言,根據以下給出的表達式(6)來確定目標電流i*。
i*=K1·Δθ+K2·Int(Δθ).........(6)根據PI控制規則,上述表達式(6)右側包括兩項,即,分別為比例項和積分項的第一項和第二項。「K1」,「K2」分別表示第一和第二增益。「Int(Δθ)」表示角位置偏差Δθ的積分值。
由後輪控制器146和前輪控制器150根據分別在圖18和圖19中示出的調整裝置控制例程程序和穩定裝置控制例程程序來執行上述總體調整控制。在車輛的點火開關處於打開狀態期間,由後輪控制器146以較短的時間間隔(例如,數十毫秒)重複執行調整裝置控制例程程序。同時,在車輛的點火開關處於打開狀態期間,由前輪控制器150以較短的時間間隔(例如,數十毫秒)重複執行穩定裝置控制例程程序。以下將參考圖18及圖19的各個流程圖來詳細描述調整裝置控制例程程序及穩定裝置控制例程程序。
(i)調整裝置控制例程程序對兩個調整裝置20各自的致動器28中的每個執行調整裝置控制例程程序。在以下對調整裝置控制例程程序的描述中,為了簡化描述,將描述在執行該例程程序中為致動者28之一進行的處理。
圖18的調整裝置控制例程程序開始於步驟S1,在該步驟基於橫向加速度來確定致動器28的電動機82的目標角位置θ*A的側傾減小分量θ*AR,以用於執行側傾減小控制。步驟S1之後是步驟S2,執行該步驟以基於轉向盤的操作角及車輛行駛速度來確定電動機82的目標角位置θ*A的轉向輔助分量θ*AS,以用於執行轉向輔助控制。然後,執行步驟S3以確定是否滿足上述條件(用於允許通過車輛高度調整控制來改變後輪-車體間距)。如果滿足上述條件,即,如果在持續預定時長內上述車輪-車體間距偏差ΔL並未改變,則在步驟S3獲得肯定的判斷(「是」),從而控制流程進行至步驟S4,在該步驟基於車輪-車體間距偏差ΔL確定電動機82的目標角位置θ*A的車輛高度調整分量θ*AH。如果不滿足上述條件,則略過步驟S4,由此保持在該時刻的車輛高度調整分量θ*AH不作改變。
然後,執行步驟S5以確定調整裝置20的致動器28的電動機82的目標角位置θ*A,其被界定為側傾減小分量θ*AR、轉向輔助分量θ*AS以及車輛高度調整分量θ*AH的和。然後,在步驟S6,基於電動機82的目標角位置θ*A和實際角位置θA來計算電動機82的角位置偏差ΔθA。步驟S6之後是步驟S7,在該步驟根據上述表達式(6)確定目標電流i*A。在步驟S8完成圖18的調整裝置控制例程程序一個執行周期,在該步驟向逆變器144提供基於所確定的目標電流i*A形成的指令。
(ii)穩定裝置控制例程程序圖19的穩定裝置控制例程程序開始於步驟S11,在該步驟基於橫向加速度來確定致動器40的電動機132的目標角位置θ*S的側傾減小分量θ*SR,以用於執行側傾減小控制。步驟S11之後是步驟S12,執行該步驟以基於轉向盤的操作角及車輛行駛速度來確定電動機132的目標角位置θ*S的轉向輔助分量θ*SS,以用於執行轉向輔助控制。然後,執行步驟S13以確定穩定裝置22的致動器40的電動機132的目標角位置θ*S,其被界定為側傾減小分量θ*SR與轉向輔助分量θ*SS的和。然後,在步驟S14,基於電動機132的目標角位置θ*S及實際角位置θS來計算電動機132的角位置偏差ΔθS。步驟S14之後是步驟S15,在該步驟根據上述表達式(6)確定目標電流i*S。在步驟S16完成圖19的穩定裝置控制例程程序的一個執行周期,在該步驟中向逆變器148提供基於所確定的目標電流i*S形成的指令。
著眼於執行控制例程程序的過程,可以考慮使本調整系統10的、執行調整裝置控制例程程序和穩定裝置控制例程程序的後輪控制器146和前輪控制器150包括圖20所示的功能部分。具體而言,後輪控制器146包括作為執行步驟S1的功能部分的調整裝置側傾減小分量確定器180,其可工作以確定側傾減小分量θ*AR;作為執行步驟S2的功能部分的調整裝置轉向輔助分量確定器182,其可工作以確定轉向輔助分量θ*AS;作為執行步驟S4的功能部分的調整裝置車輛高度調整分量確定器184,其可工作以確定車輛高度調整分量θ*AH;以及作為執行步驟S7的功能部分的調整裝置目標電流確定器186,其可工作以確定目標電流i*A。前輪控制器150包括作為執行步驟S11的功能部分的穩定裝置側傾減小分量確定器190,其可工作以確定側傾減小分量θ*SR;作為執行步驟S12的功能部分的穩定裝置轉向輔助分量確定器192,其可工作以確定轉向輔助分量θ*SS;以及作為執行步驟S15的功能部分的穩定裝置目標電流確定器196,其可工作以確定目標電流i*S。
在本調整系統10中,基於分別由調整裝置側傾減小分量確定器180和穩定裝置側傾減小分量確定器190所確定的側傾減小分量θ*AR、θ*SR,通過控制該對調整裝置20及穩定裝置22以執行側傾減小控制。基於分別由調整裝置轉向輔助分量確定器182和穩定裝置轉向輔助分量確定器192所確定的轉向輔助分量θ*AS、θ*SS,通過控制該對調整裝置20及穩定裝置22以執行轉向輔助控制。基於由調整裝置車輛高度調整分量確定器184所確定的車輛高度調整分量θ*AH來控制該對調整裝置20以執行車輛高度調整控制。
(B)第二實施例[車輪-車體間距調整系統的結構]下面參考圖21-27,將描述根據本發明的第二實施例構造的車輪-車體間距調整系統200。調整系統200與上述調整系統10的差別在於,除了可以執行上述側傾減小控制、轉向輔助控制以及車輛高度調整控制之外,還可以執行縱傾減小控制(以減小例如因車輛的制動和加速操作導致的車體的縱傾),差別還在於在執行車輛高度調整控制時,不僅可以改變後輪-車體間距,還可以改變前輪-車體間距。在以下描述中,將使用在第一實施中所使用的相同標號來表示功能上相應的元件,且不再提供對這些元件的重複描述。
本調整系統200包括為各個後輪12設置的一對後輪-車體間距調整裝置208(以下在合適處稱為「後調整裝置」)以及為各個前輪14設置的一對前輪-車體間距調整裝置210(以下在合適處稱為「前調整裝置」)。後調整裝置208就結構而言與上述調整系統10的調整裝置20相同,由此各個後調整裝置208經由連杆32和拉杆30連接至第二下臂58。注意,在該第二實施例中,後調整裝置208對應於第一調整裝置,而前調整裝置210對應於第二調整裝置的一對右側和左側單元。
如圖22所示,每個前調整裝置210均包括軸212;連接至軸212並在與軸212的軸向相交的方向上從軸212延伸的臂214;以及在車輛的橫向上附裝至車體的大致中間部分並可工作以使軸212繞其軸線致動或旋轉的致動器216。軸212由固定至車體的致動器216和保持器218保持,從而相對於車體繞其軸線可旋轉但相對於車體在其軸向上不能移動。軸212在其車輪側端部的外周表面上是鋸齒形的,以與在臂214的近端部中形成的孔的、也是鋸齒形的內周表面保持嚙合。因為該鋸齒嚙合,軸212與臂214彼此連接,使得臂214相對於軸212不可繞軸212的軸線旋轉,並相對於軸212在軸212的軸向上不可移動。臂214在其遠端部處通過連杆32連接至第二下臂58。
如圖23所示,類似於後調整裝置208的致動器28,前調整裝置210的致動器216包括電動機82和減速器84。電動機82和減速器84布置在大致圓筒形的殼體220內,該殼體也包含在致動器216中。殼體220通過固定至殼體220的端部的附裝元件222被固定地附裝至車體。軸212被設置成延伸通過電動機82的中空電動機軸102和殼體220,並從殼體220的另一個端部突出。在延伸通過電動機82的中空電動機軸102的同時,軸212在其位於殼體220內的端部處連接至減速器84。軸212的端部在其外周表面上是鋸齒形的,以與穿過杯狀柔性齒輪112的底壁而形成的孔的、同樣為鋸齒形的內周表面保持鋸齒嚙合,從而軸212與作為減速器84的輸出部分的柔性齒輪112彼此連接,相對於彼此不可旋轉且不可軸向移動。因為軸212相對於車體不可軸向移動,所以不同於各個後調整裝置208,各個前調整裝置210並不具有改變相應前輪14的車輪定位的功能。
在本調整系統200中,通過控制該對前調整裝置210,能夠分別增大和減小右前輪14R與車體之間的豎直間距以及左前輪14L與車體之間的豎直間距中的一個和另一個,並還可以增大或減小右前輪14R與車體之間的豎直間距以及左前輪14L與車體之間的豎直間距兩者。即,類似於上述調整系統10的穩定裝置22,前調整裝置210相互協作以起車輪-車體間距相反調整裝置的作用,該調整裝置能夠使左右前輪14相對於車體的位置在各自相反的方向上發生位移。此外,不同於穩定裝置22,前調整裝置210能夠使左右前輪14相對於車體的位置在相同方向上發生位移。
在本調整系統200中,控制該對後調整裝置208和該對前調整裝置210以調整右後輪、左後輪、右前輪和左前輪-車體間距。換言之,各個調整裝置208、210均能夠產生用於改變車輪-車體間距相應一個的力,並通過控制調整裝置208、210中相應一個的電動機82來改變所產生的力的大小。因此,在本調整系統200中,除了執行上述側傾減小控制及轉向輔助控制(如在上述調整系統10中所執行的)之外,還執行車輛高度調整控制以將車輛的高度調整至由車輛操控者選擇的水平,並執行轉向輔助控制以減小例如因車輛加速和減速引起的車體的縱傾。即,在本調整系統200中,能夠執行包含這四種控制的整體調整控制。但是,在該整體調整控制中,基於車輛行駛速度來選擇性地執行側傾減小控制和轉向輔助控制。具體而言,僅在行駛速度不低於低閾值時執行側傾減小控制,並且在低於低閥值時執行轉向輔助控制,由此在車輛以較高行駛速度轉向期間分別維持和減小作為轉向特性的轉向不足趨勢和車體的側傾,並由此在車輛以較低行駛速度轉向期間減小車輛的轉向半徑。
調整系統200設置有車輛高度改變開關226,其可由車輛操控者操作以選擇低水平模式和高水平模式之一。在選擇了低水平模式時,車輛高度被保持在預定標準水平。在選擇了高水平模式時,車輛高度被保持在較高水平(高於標準水平),例如在車輛行駛在較差狀況的道路上時。在調整系統200中執行的車輛高度調整控制中,根據由車輛高度改變開關226的操作而建立的模式來調整或改變車輛高度。
因為後輪-車體間距調整裝置208與前輪-車體間距調整裝置210之間在結構上的不同,車輪之間在作用於其上的負載的不同,以及(為各個車輪設置的)懸架裝置50的懸架彈簧68之間在剛度上的不同,所以就電動機的目標角位置而言,各個後輪-車體間距調整裝置208與各個前輪-車體間距調整裝置210彼此不同。但是,為了簡化描述,在不考慮上述差異的情況下進行以下描述。
在本調整控制中,基於目標角位置的側傾減小分量θ*R、目標角位置的轉向輔助分量θ*S、目標角位置的車輛高度調整分量θ*C以及目標角位置的縱傾減小分量θ*P(分別是針對側傾減小、轉向輔助、車輛高度調整及縱傾減小控制的目標角位置分量)來確定各個電動機82的目標角位置θ*。大致以與上述第一實施例相同的方式來確定目標角位置的側傾減小分量θ*R和轉向輔助分量θ*S中的每個,所以省去對確定這些分量的過程的描述。在以下描述中,將描述確定目標角位置的車輛高度調整分量θ*C和縱傾減小分量θ*P的過程。此外,還簡單地存在確定待供應至各個調整裝置208、210的電動機82的電功率的過程。
(i)對車輛高度調整分量的確定在車輛高度調整控制中,根據由對車輛高度改變開關226的操作所建立的模式來確定各個調整裝置208、210的電動機82的目標角位置的車輛高度調整分量θ*C。具體而言,在本調整系統200中,當選擇低水平模式時,車輛高度調整分量θ*C被設定為0(零),由此車輛高度被保持在預定標準水平,即,在上述基準狀態(其中假設行李重量和乘客重量最小)下建立的水平。當選擇高水平模式時,車輛高度調整分量θ*C被設定為預定值θCH,由此使得各個調整裝置208、210產生用於增大車輪12、14中相應的一個與車體之間豎直間距的力。此外,在選擇了高水平模式的情況下,通過分別在向內方向和負方向上作用在後調整裝置208中相應一個的軸24上的軸向力,來改變各個左右後輪12L、12R的前束角和外傾角。因此,本調整系統200在選擇了高水平模式時提高了車輛的直行穩定性。
(ii)對縱傾減小分量的確定在車輛的制動(減速)時執行縱傾減小控制,以抑制或減小車體的前端俯衝(dive),並在車輛的加速時執行縱傾減小控制,以抑制或減小車體的後端下坐(squat)。具體而言,當引起車體的前端俯衝時,控制該對前調整裝置210以產生在增大從右前輪14R和左前輪14L至車體的豎直間距的方向上作用的各個力,同時控制該對後調整裝置208以產生在減小從右後輪12R和左後輪12L至車體的豎直間距的方向上作用的各個力,以從而減小車體的前端俯衝。在此情況下,由各個調整裝置210、208產生的各個力的大小取決於縱傾矩(其引起車體的前端俯衝)的大小。另一方面,當引起車體後端下坐時,控制該對前調整裝置210以產生在減小從右前輪14R和左前輪14L至車體的豎直間距的方向上作用的各個力,同時控制該對後調整裝置208以產生在增大從右後輪12R和左後輪12L至車體的豎直間距的方向上作用的各個力,以從而減小車體後端下坐。在此情況下,由各個調整裝置210、208產生的各個力的大小取決於縱傾矩(其引起車體後端下坐)的大小。具體而言,基於實際縱向加速度值Gzg(由設置在調整系統200中的縱向加速度傳感器208檢測得到)並根據以下給出的表達式(7)來確定各個調整裝置208、210的電動機82的目標角位置的縱傾減小分量θ*P。
θ*P=Kc·Gzg.................(7)其中「Kc」表示增益。
圖24是表示實際縱向加速度值Gzg與縱傾減小分量θ*P之間關係的數據圖。如圖24所示,在實際縱向加速度值Gzg的絕對值小於閾值時,縱傾減小分量θ*P基本保持為0(零)。在圖24中,實線表示設置在各個前輪14中的各個前調整裝置210,而虛線表示設置在各個後輪12中的各個後調整裝置208。通常,當引起車體前端俯衝時(即,例如在車輛制動的情況下當車輛減速時)實際縱向加速度值Gzg為正。另一方面,當引起車體後端下坐時(即,例如在車輛起動的情況下當車輛加速時)實際縱向加速度值Gzg為負。
(iii)對目標角位置和電功率的確定在其中選擇性地執行側傾減小控制和轉向輔助控制的本調整系統200中,當執行側傾減小控制時根據以下給出的表達式(8),而當執行轉向輔助控制時根據以下給出的表達式(9),來確定各個調整裝置208、210的電動機82的目標角位置θ*。注意,表達式(9)中的轉向輔助分量θ*S對應於上述調整系統10中的基本轉向輔助分量θCS。
θ*=θ*R+θ*C+θ*P.......................(8)θ*=θ*S+θ*C+θ*P.......................(9)在大致基於電動機的目標角位置θ*來進行對各個電動機82的控制中,基於電動機82的實際角位置θ與電動機82的目標角位置θ*的偏差Δθ(=θ*-θ)來確定作為待供應至電動機82的電功率的目標電流i*。
通過後輪控制器146和前輪控制器150根據圖25和圖26的流程圖中示出的車輪-車體間距調整控制例程程序來執行上述整體調整控制。在車輛的點火開關處於打開狀態期間,通過各個後輪控制器146和前輪控制器150以較短的時間間隔(例如,數十毫秒)重複地執行車輪-車體間距調整控制例程程序。以下,將參考圖25和圖26詳細描述車輪-車體間距調整控制例程程序。注意,通過後輪控制器146為各個後調整裝置208的致動器28執行車輪-車體間距調整控制例程程序,並通過前輪控制器150為各個前調整裝置210的致動器216執行車輪-車體間距調整控制例程程序。在以下針對車輪-車體間距調整控制例程程序的描述中,為了簡化描述,將描述在執行該例程程序中為致動器28、216之一進行的處理。
車輪-車體間距調整控制例程程序開始於步驟S21,在該步驟基於縱向加速度來確定致動器的電動機的目標角位置θ*的縱傾減小分量θ*P,以用於執行縱傾減小控制。步驟S21之後是步驟S22,如圖26所示,在該步驟執行作為車輪-車體間距調整控制例程程序的子例程程序的車輛高度調整分量確定例程程序。該車輛高度調整分量確定例程程序開始於步驟S31,執行該步驟S31以判定是否滿足預定條件(以允許通過車輛高度調整控制來改變車輪-車體間距)。在本實施例中,該預定條件是在持續預定時長內從四個車輪12、14各自到車體的豎直間距中的任一者的車輪-車體間距偏差ΔL未改變。如果該條件滿足,則執行步驟S32以確定由車輛高度改變開關226當前所選擇的模式。如果由開關226選擇了低水平模式,則在步驟S32之後跟著的步驟S33中將車輛高度調整分量θ*C設定為0(零)。如果由開關226選擇了高水平模式,則在步驟S32之後跟著的步驟S34中將車輛高度調整分量θ*C設定為上述預定值θCH。如果在步驟S31中判定不滿足上述條件,則略過步驟S32、S33和S34,由此保持在該時刻的車輛高度調整分量θ*C不作改變。
在執行了車輛高度調整分量確定例程程序(作為車輪-車體間距調整控制例程程序的子例程程序)之後,控制流程進行至步驟S23,執行該步驟以判定車輛行駛速度的絕對值是否等於或高於閾值V2,以選擇側傾減小控制和轉向輔助控制之一來執行。如果在步驟S23判定車輛行駛速度的絕對值等於或高於閾值V2,則執行步驟S24,以基於橫向加速度來確定側傾減小分量θ*R,以用於執行側傾減小控制。步驟S24之後是步驟S25,執行該步驟以確定電動機82的目標角位置θ*,在此情況下,該目標角位置θ*被界定為縱傾減小分量θ*P、車輛高度調整分量θ*C以及側傾減小分量θ*R的和。如果在步驟S23判定車輛行駛速度的絕對值低於閾值V2,則執行步驟S26以基於轉向盤的操作角以及車輛行駛速度來確定轉向輔助分量θ*S,以用於執行轉向輔助控制。步驟S26之後是步驟S27,執行該步驟以確定電動機82的目標角位置θ*,在此情況下,該目標角位置θ*被界定為縱傾減小分量θ*P、車輛高度調整分量θ*C以及轉向輔助分量θ*S的和。
在步驟S25或S27中確定了電動機82的目標角位置θ*之後,控制流程進行至步驟S28,在該步驟基於電動機82的目標角位置θ*以及實際角位置θ來計算電動機82的角位置偏差Δθ。步驟S28之後是步驟S29,在該步驟根據上述表達式(6)來確定目標電流i*。利用步驟S30來完成圖25的調整裝置控制例程的一個執行周期,在該步驟向逆變器144、148中相應的一個提供基於所確定的目標電流i*而形成的指令。
在第二實施例的本調整系統200中,車輛高度在分別通過選擇低水平模式和選擇高水平模式所建立的標準水平與高水平之間進行調整。但是,該系統200可以被修改為使得還可將車輛高度調整至與標準水平更低的低水平。在具有該修改設置的車輛高度調整控制中,例如當車輛行駛速度高於閾值時可以將車輛高度從標準水平自動地改變為低水平,由此可使車輛的行駛穩定。此外,如同第一實施例的上述調整系統10,可以通過附加的設置來執行車輛高度調整控制,其中當車體姿態因車體側傾或縱傾而改變時不允許後輪-車體間距的改變,由此執行車輛高度調整控制來應對因行李重量和乘客重量的改變所導致的車體姿態的改變。
著眼於控制例程程序執行的過程,可以考慮使本調整系統200的執行車輪-車體間距調整控制例程程序的後輪控制器146和前輪控制器150包括如圖27所示的功能部分。具體而言,各個後輪控制器146和前輪控制器150均包括作為執行步驟S21的功能部分的縱傾減小分量確定器230,其可工作以確定縱傾減小分量θ*P;作為執行步驟S22的功能部分的車輛高度調整分量確定器232,其可工作以確定車輛高度調整分量θ*C;作為執行步驟S23的功能部分的轉向特性確定器234,其可工作以判定將執行側傾減小控制和轉向輔助控制中的哪一個,由此通過執行側傾減小控制來增大作為車輛轉向特性的轉向不足趨勢,或由此通過執行轉向輔助控制來增大作為車輛轉向特性的轉向過度趨勢;作為執行步驟S24的功能部分的側傾減小分量確定器236,其可工作以確定側傾減小分量θ*R;作為執行步驟S26的功能部分的轉向輔助分量確定器238,其可工作以確定轉向軸助分量θ*S;以及作為執行步驟S25和S27的功能部分的目標電流確定器240,其可工作以確定目標電流i*。
(C)第三實施例[車輪-車體間距調整系統的結構]下面參考圖28-33,將描述根據本發明第三實施例設置的車輪-車體間距調整系統250。調整系統250與上述第一實施例的調整系統100的差別在於,不僅可改變各個後輪12的車輪定位,還可以改變各個前輪14的車輪定位。在以下描述中,將使用在第一實施中所使用的相同標號來表示功能上對應的元件,且不再重複對這些元件的描述。注意,在本調整系統250中,僅執行側傾減小控制而不執行車輛高度調整控制和轉向輔助控制。
本調整系統250包括為各個後輪12設置的一對後輪-車體間距調整裝置256(以下在合適處稱為「後調整裝置」)以及為各個前輪14設置的一對前輪-車體間距調整裝置258(以下在合適處稱為「前調整裝置」)。後調整裝置256就結構而言與上述調整系統10的調整裝置20相同。同時,除了包含在各個前調整裝置258內的滾珠絲槓機構260之外,前調整裝置258就結構而言與上述調整系統10的調整裝置20相同。類似於調整系統10的各個調整裝置20,各個調整裝置256、258經由連杆32和拉杆30連接至第二下臂58。注意,在該第三實施例中,後調整裝置256對應於第一調整裝置,而前調整裝置258對應於第二調整裝置的一對(或右側和左側)單元。
在如上所述構造的本調整系統250中,控制該對後調整裝置256和該對前調整裝置258以調整右後輪、左後輪、右前輪和左前輪-車體間距。換言之,各個調整裝置256、258均能夠產生用於改變車輪-車體間距中相應一個的力,並通過控制調整裝置256、258中相應一個的電動機82來改變所產生的力的大小,以由此執行側傾減小控制。
圖29A示出了為右前輪14R設置的一對前間距調整裝置258中的一個,而圖29B示出了為左前輪14L設置的一對前間距調整裝置258中的另一個。如圖29A所示,不同於由右旋螺紋設置的右側調整裝置20R的滾珠絲槓機構92的外螺紋部96(參見圖7A),由左旋螺紋來設置右側調整裝置258R的滾珠絲槓機構260的外螺紋部262。同時,如圖29B所示,不同於由左旋螺紋設置的左側調整裝置20L的滾珠絲槓機構92的外螺紋部96(參見圖7B),由右旋螺紋來設置左側調整裝置258L的滾珠絲槓機構260的外螺紋部262。因此,當臂26的遠端部向下位移以產生在引起車輪-車體間距增大的方向上(如圖29A和圖29B中實線箭頭所示)作用在軸24上的旋轉力時,軸向力在遠離車輪14的方向上(如圖29A和圖29B中實線箭頭所示)作用在軸24上。另一方面,當臂26的遠端部向上位移以產生在引起車輪-車體間距減小的方向上(如圖29A和圖29B中虛線箭頭所示)作用在軸24上的旋轉力時,軸向力在朝向車輪14的方向上(如圖29A和圖29B中虛線箭頭所示)作用在軸24上。
在本調整系統250中,當後和前調整裝置256、258以減小車體側傾的方式工作時,如同調整系統10的各個調整裝置20,由施加至各個後調整裝置256的軸24的軸向力而改變各個後輪12的前束角和外傾角。此外,在使調整裝置256、258以此方式工作的情況下,由施加至如下構造的各個前調整裝置258的軸24的軸向力而改變各個前輪14的前束角和外傾角。
圖30示出了當在車輛左轉期間執行側傾減小控制時,施加至各個調整裝置256、258的各個軸24的旋轉力和軸向力的方向以及各個車輪12、14的前束角的改變方向。圖31A示出了當在車輛左轉期間執行側傾減小控制時,施加至各個前調整裝置258的各個軸24的旋轉力和軸向力的方向以及各個前輪14的外傾角的改變方向。圖31B示出了當在車輛左轉期間執行側傾減小控制時施加至各個後調整裝置256的各個軸24的旋轉力和軸向力的方向以及各個後輪12的外傾角的改變方向。如圖30、圖31A及圖31B所示,在車輛左轉期間,在軸向力沿箭頭所示的方向施加至相應軸24的情況下,左前輪14L和右後輪12R每個的前束角和外傾角分別在向內方向和負方向上改變,同時在軸向力沿箭頭所示的方向施加至相應軸24的情況下,右前輪14R和左後輪12L每個的前束角和外傾角分別在向外方向和正方向上改變。因此,以增大車輛轉向不足趨勢的方式來改變全部車輪12、14的車輪定位。在車輛右轉期間,各個車輪12、14的前束角和外傾角分別在與車輛右轉的情況相反的各個方向上改變,由此在車輛右轉期間也以增大轉向不足趨勢的方式來改變全部車輪12、14的定位。即,在配備有調整系統250的車輛中,通過在執行側傾減小控制期間前和後調整裝置258、256兩者的工作來增大轉向不足趨勢。
通過後輪控制器146和前輪控制器150根據圖32的流程圖中示出的側傾減小控制例程程序來執行上述側傾減小控制。在車輛的點火開關處於打開狀態期間,通過後輪控制器146以較短時間間隔(例如,數十毫秒)重複地執行側傾減小控制例程程序。因為側傾減小控制過程包括與在上述調整系統10中的側傾減小控制過程所執行的步驟大體相同的方式執行的步驟,所以將簡要描述側傾減小控制的過程。注意,為各個後調整裝置256的致動器28由後輪控制器146來執行側傾減小控制例程程序,並為各個前調整裝置258的致動器28由前輪控制器150來執行側傾減小控制例程程序。在以下針對側傾減小控制例程程序的描述中,為了簡化描述,將描述在執行該例程程序時為致動器28之一進行的過程。
圖32的側傾減小控制例程程序開始於步驟S41,在該步驟基於橫向加速度確定致動器28的電動機82的目標角位置θ*的側傾減小分量θ*R,以用於執行側傾減小控制。在本調整系統250中,因為側傾減小分量θ*R是目標角位置θ*,所以在步驟42基於側傾減小分量θ*R和電動機82的實際角位置θ來計算電動機82的角位置偏差ΔθA。然後,在步驟S43,根據上述表達式(6)來確定目標電流i*。在步驟S44完成圖32的側傾減小控制例程程序的一個執行周期,在該步驟向逆變器144、148中相應的一個提供基於所確定的目標電流i*A而形成的指令。
(D)車輪-車體間距調整系統的修改方案圖34示出了可替代本發明第一至第三實施例的調整系統10、200、250的上述調整裝置20、208、256、258中每個的車輪-車體間距調整裝置270。就作為運動轉換機構的滾珠絲槓機構而言,調整裝置270不同於上述各個調整裝置20、208、256、258。具體而言,調整裝置270的滾珠絲槓機構276被布置在調整裝置270的致動器274的外部,而各個調整裝置20、208、256、258的滾珠絲槓機構被布置在致動器28內部。除了滾珠絲槓機構276之外,調整裝置270在結構上大致與上述調整裝置20相同。以下對調整裝置270的描述將主要集中於滾珠絲槓機構276,使用與在調整裝置20的描述中所使用的相同標號來表示相同或相似的元件,且將不再提供對這些元件的重複描述。
類似於調整裝置20的軸24,調整裝置270具有軸278,其由作為致動器274的外殼構件的殼體280保持,由此以相對於殼體280可旋轉並可軸向移動。此外,軸278包括從殼體280的端部突出的突出部,並在突出部處由固定至車體的保持器282保持。即,軸278由車體通過殼體280和保持器282保持。軸278的突出部由保持器282通過滾珠絲槓機構276保持,該滾珠絲槓機構276由經由夾置在兩者之間的軸承滾珠而彼此進行嚙合的外螺紋和內螺紋建立。由上述突出部的一部分所設置的外螺紋部284(第一螺紋部)來提供外螺紋。通過經由橡膠材料製成的緩衝襯套288而固定至保持器282的螺母(第二螺紋部)來提供內螺紋。布置在致動器274外部的、如上構造的滾珠絲槓機構276起運動轉換器的作用,用於軸278的旋轉與軸278的軸向移動之間的轉換。
具有上述結構的調整裝置270能夠改變車輪-車體間距並能夠改變車輪定位。注意,因為其中滾珠絲槓機構276被布置在致動器274外部的上述設置的原因,調整裝置270的致動器274的結構相較於各個調整裝置20、208、256、258的致動器28更為簡單。
本申請基於2006年6月14日遞交的日本專利申請號2006-164373,通過引用將其內容包含於此。
權利要求
1.一種調整裝置(20;208;256;258;270),所述調整裝置用於具有懸架裝置(50)的車輛,所述懸架裝置包括(i)可旋轉地保持所述車輛的車輪(12,14)的車軸支架(62)以及(ii)將所述車軸支架與所述車輛的車體互連的至少一個懸架臂(52,54,56,68,60),所述調整裝置包括(a)軸(24;278),所述軸由所述車輛的所述車體保持,以相對於所述車輛的所述車體繞其軸線可旋轉,並相對於所述車輛的所述車體在其軸向上可移動;(b)臂(26),所述臂在其近端部處連接至所述軸,所述臂相對於所述軸繞所述軸的所述軸線不可旋轉,並在與所述軸的所述軸向相交的方向上從所述軸延伸;(c)致動器(28;274),所述致動器引起所述軸繞所述軸線的旋轉和所述軸在所述軸向上的軸向移動中的一者;和(d)運動轉換器(92;260;276),所述運動轉換器將所述軸的旋轉和所述軸的軸向移動中的所述一者轉換為所述軸的旋轉和所述軸的軸向移動中的另一者,其中,所述臂在其遠端部處連接至所述至少一個懸架臂中的一個,以能夠進行所述軸的旋轉,來引起所述車輪與所述車輛的所述車體之間的豎直間距的改變,並且其中,所述軸連接至所述至少一個懸架臂中的一個並/或連接至所述車軸支架,以能夠進行所述軸的軸向移動,來引起所述車輪的定位的改變。
2.根據權利要求1所述的調整裝置(20;208;256;258;270),其中,所述致動器(28;274)引起所述軸(24;278)的旋轉,並包括(d-1)由所述車輛的所述車體保持的殼體(86;280),(d-2)由所述殼體保持的電動機(82),和(d-3)減速器(84),其由所述殼體保持,並在將所述電動機的旋轉傳遞至所述軸(24;278)的同時降低所述電動機的轉速。
3.根據權利要求1或2所述的調整裝置(20;208;256;258;270),其中,所述運動轉換器(92;260;276)包括彼此保持嚙合的外螺紋(96;262;284)和內螺紋(98;286),並且其中,由包括在所述軸(24;278)中的第一螺紋部(96;262;284)和相對於所述車輛的所述車體不可移動且不可旋轉的第二螺紋部(98;286)中的一個來提供所述外螺紋,而由所述第一螺紋部和所述第二螺紋部中的另一個來提供所述內螺紋。
4.根據權利要求1或2所述的調整裝置(20;208;256;258;270),其中,所述運動轉換器(92;260;276)將所述軸(24;278)在側傾減小方向上的旋轉和所述軸在轉向不足趨勢增大方向上的軸向移動中的所述一者轉換為所述軸在所述側傾減小方向上的旋轉和所述軸在所述轉向不足趨勢增大方向上的軸向移動中的另一者,其中,通過所述軸在所述側傾減小方向上的旋轉,來改變所述車輪(12,14)與所述車輛的所述車體之間的豎直間距,使得所述車輛的所述車體的側傾減小,並且其中,通過所述軸在所述轉向不足趨勢增大方向上的軸向移動,來改變所述車輪的定位,使得所述車輛的轉向不足趨勢增大。
5.根據權利要求1或2所述的調整裝置(258;270),所述調整裝置設置成用於作為所述車輛的所述車輪的前輪(14),以改變所述前輪與所述車輛的所述車體之間的豎直間距以及所述前輪的定位,其中,所述運動轉換器(260;276)將所述軸(24;278)在豎直間距增大方向上的旋轉和所述軸在第一方向上的軸向移動中的所述一者轉換為所述軸在所述豎直間距增大方向上的旋轉和所述軸在所述第一方向上的軸向移動中的另一者,並將所述軸在豎直間距減小方向上的旋轉和所述軸在第二方向上的軸向移動中的所述一者轉換為所述軸在所述豎直間距減小方向上的旋轉和所述軸在所述第二方向上的軸向移動中的另一者,其中,通過所述軸在所述豎直間距增大方向上的旋轉來增大所述豎直間距,並通過所述軸在所述豎直間距減小方向上的旋轉來減小所述豎直間距,其中,通過所述軸在所述第一方向上的軸向移動來改變作為所述車輪的定位的、所述前輪的前束角和外傾角中的至少一個,使得在改變所述前束角的情況下,所述前輪的前部和後部在所述車輛的橫向上分別向外和向內位移,並且使得在改變所述外傾角的情況下,所述前輪的上部和下部在所述橫向上分別向外和向內位移,並且其中,通過所述軸在所述第二方向上的軸向移動來改變作為所述車輪的定位的、所述前輪的所述前束角和所述外傾角中的至少一個,使得在改變所述前束角的情況下,所述前輪的所述前部和所述後部在所述車輛的所述橫向上分別向內和向外位移,並且使得在改變所述外傾角的情況下,所述前輪的所述上部和所述下部在所述橫向上分別向內和向外位移。
6.根據權利要求1或2所述的調整裝置(20;208;256;270),所述調整裝置設置成用於作為所述車輛的所述車輪的後輪(12),以改變所述後輪與所述車輛的所述車體之間的豎直間距以及所述後輪的定位,其中,所述運動轉換器(260;276)將所述軸(24;278)在豎直間距增大方向上的旋轉和所述軸在第一方向上的軸向移動中的所述一者轉換為所述軸在所述豎直間距增大方向上的旋轉和所述軸在所述第一方向上的軸向移動中的另一者,並將所述軸在豎直間距減小方向上的旋轉和所述軸在第二方向上的軸向移動中的所述一者轉換為所述軸在所述豎直間距減小方向上的旋轉和所述軸在所述第二方向上的軸向移動中的另一者,其中,通過所述軸在所述豎直間距增大方向上的旋轉來增大所述豎直間距,並通過所述軸在所述豎直間距減小方向上的旋轉來減小所述豎直間距,其中,通過所述軸在所述第一方向上的軸向移動來改變作為所述車輪的定位的、所述後輪的前束角和外傾角中的至少一個,使得在改變所述前束角的情況下,所述後輪的前部和後部在所述車輛的橫向上分別向內和向外位移,並且使得在改變所述外傾角的情況下,所述後輪的上部和下部在所述橫向上分別向內和向外位移,並且其中,通過所述軸在所述第二方向上的軸向移動來改變作為所述車輪的定位的、所述後輪的所述前束角和所述外傾角中的至少一個,使得在改變所述前束角的情況下,所述後輪的所述前部和所述後部在所述車輛的所述橫向上分別向外和向內位移,並且使得在改變所述外傾角的情況下,所述後輪的所述上部和所述下部在所述橫向上分別向外和向內位移。
7.一種調整系統(10;200;250),包括一對右側和左側調整裝置(20R,20L;208R,208L;256R,256L,258R,258L;270),每個均由權利要求1所述的調整裝置提供;和控制所述一對右側和左側調整裝置的控制器(140,142),其中,所述右側調整裝置設置成用於作為所述車輛的所述車輪的右輪(12R,14R),以改變所述右輪與所述車輛的所述車體之間的豎直間距以及所述右輪的定位,其中,所述左側調整裝置設置成用於作為所述車輛的所述車輪的左輪(12L,14L),以改變所述左輪與所述車輛的所述車體之間的豎直間距以及所述左輪的定位,並且其中,所述控制器控制所述一對右側和左側調整裝置中每個的所述致動器(28R,28L;274),以由此改變所述右輪與所述車體之間的豎直間距、所述右輪的定位、所述左輪與所述車體之間的豎直間距、以及所述左輪的定位。
8.根據權利要求7所述的調整系統(10;200;250),在所述車輛轉向期間,所述左右輪(12R,12L,14R,14L)中的作為內側車輪的一者位於所述車輛的轉向中心與所述左右輪中的作為外側車輪的另一者之間,所述調整系統能夠執行用於減小所述車輛的所述車體的側傾的側傾減小控制,其中,在執行所述側傾減小控制期間由所述控制器(140,142)來控制所述一對右側和左側調整裝置(20R,20L;208R,208L;256R,256L,258R,258L;270),使得抑制所述內側車輪與所述車輛的所述車體之間的豎直間距的增大,並使得抑制所述外側車輪與所述車輛的所述車體之間的豎直間距的減小。
9.根據權利要求8所述的調整系統(10;200;250),其中,在執行所述側傾減小控制期間,所述一對右側和左側調整裝置(20R,20L;208R,208L;256R,256L,258R,258L;270)中每個的所述運動轉換器(92;260;276)將所述調整裝置中每個的所述軸(24R,24L;278)在側傾減小方向上的旋轉和所述調整裝置中每個的所述軸在轉向不足趨勢增大方向上的軸向移動中的所述一者轉換為在所述側傾減小方向上的旋轉和在所述轉向不足趨勢增大方向上的軸向移動中的另一者,其中,通過所述調整裝置中每個的所述軸在所述側傾減小方向上的旋轉,來改變所述右輪(12R,14R)與所述車輛的所述車體之間的豎直間距和所述左輪(12L,14L)與所述車輛的所述車體之間的豎直間距,使得所述車輛的所述車體的側傾減小,並且其中,通過所述調整裝置中每個的所述軸在所述轉向不足趨勢增大方向上的軸向移動,來改變所述右輪的定位和所述左側車輪的定位,使得所述車輛的轉向不足趨勢增大。
10.根據權利要求8或9所述的調整系統(10;200),所述調整系統能夠執行用於調整所述車輛的高度的車輛高度調整控制,其中,在執行所述車輛高度調整控制期間,所述控制器(140,142)控制所述一對右側和左側調整裝置(20R,20L;208R,208L;270),使得所述右側車輪(12R,14R)與所述車輛的所述車體之間的豎直間距和所述左側車輪(12L,14L)與所述車輛的所述車體之間的豎直間距兩者都選擇性地增大和減小。
11.根據權利要求8或9所述的調整系統(10;200;250),除了包括作為所述右側和左側調整裝置的第一調整裝置(20R,20L;208R,208L;256R,256L;270)之外,還包括第二調整裝置(22;210;258;270),其中,所述第一調整裝置分別設置成用於所述車輛的左右後輪(12L,12R),以改變所述右後輪與所述車輛的所述車體之間的豎直間距、所述左後輪與所述車輛的所述車體之間的豎直間距以及所述左右後輪的定位,其中,所述第二調整裝置設置成用於所述車輛的左右前輪(14L,14R),以改變作為所述右前輪與所述車輛的所述車體之間豎直間距的右前豎直間距和作為所述左前輪與所述車輛的所述車體之間豎直間距的左前豎直間距,使得在增大所述右前豎直間距和所述左前豎直間距中一個的同時,減小所述右前豎直間距和所述左前豎直間距中的另一個,並且其中,在執行所述側傾減小控制期間,所述控制器(140,142)控制所述第二調整裝置,使得抑制所述左右前輪中的作為所述內側車輪的一個與所述車輛的所述車體之間的豎直間距的增大,並使得抑制所述左右前輪中的作為所述外側車輪的另一個與所述車輛的所述車體之間的所述豎直間距的減小。
12.根據權利要求11所述的調整系統(10;200),其中,在執行所述側傾減小控制期間,所述第一調整裝置(20R,20L;208R,208L;270)中每個的所述運動轉換器(92;276)將所述第一調整裝置中每個的所述軸(24R,24L;278)在側傾減小方向上的旋轉和所述第一調整裝置中每個的所述軸在轉向不足趨勢增大方向上的軸向移動中的所述一者轉換為在所述側傾減小方向上的旋轉和在所述轉向不足趨勢增大方向上的軸向移動中的另一者,其中,通過所述第一調整裝置中每個的所述軸在所述側傾減小方向上的旋轉,來改變所述右後輪(12R)與所述車輛的所述車體之間的豎直間距和所述左後輪(12L)與所述車輛的所述車體之間的豎直間距,使得所述車輛的所述車體的側傾減小,並且其中,通過所述第一調整裝置中每個的所述軸在所述轉向不足趨勢增大方向上的軸向移動,來改變所述右後輪的定位和所述左後輪的定位,使得所述車輛的轉向不足趨勢增大,在所述車輛轉向期間,所述左右前輪(14L,14R)中的作為內側前輪的一個位於所述車輛的所述轉向中心與所述左右前輪中的作為外側前輪的另一個之間,所述調整系統能夠執行用於輔助所述車輛轉向的轉向輔助控制,其中,在執行所述轉向輔助控制期間,通過所述控制器(140,142)來控制所述第一調整裝置,以使所述第一調整裝置中每個的所述軸在與所述轉向不足趨勢增大方向相反的轉向過度趨勢增大方向上軸向移動,由此改變所述右後輪的定位和所述左後輪的定位,使得所述車輛的轉向過度趨勢增大,並且其中,在執行所述轉向輔助控制期間,通過所述控制器來控制所述第二調整裝置(22;210;258;270),以減小所述內側前輪與所述車輛的所述車體之間的豎直間距並增大所述外側前輪與所述車輛的所述車體之間的豎直間距,以用於減小在執行所述轉向輔助控制期間由所述第一調整裝置增大的所述車輛的所述車體的側傾。
13.根據權利要求12所述的調整系統(10;200),其中,所述控制器(140,142)基於所述車輛的行駛速度和轉向操作構件的操作量中的至少一者,來使得所述轉向輔助控制執行。
14.根據權利要求12所述的調整系統(10;200),其中,僅當所述車輛的行駛速度低於低閾值時,所述控制器(140,142)才允許所述轉向輔助控制執行。
15.根據權利要求12所述的調整系統(10;200),其中,在執行所述轉向輔助控制期間,所述控制器(140,142)控制所述第一調整裝置(20R,20L;208R,208L;270),使得所述右後輪(12R)的定位和所述左後輪(12L)的定位中的每個改變一定程度,該程度取決於所述車輛的行駛速度和轉向操作構件的操作量中的至少一者。
16.根據權利要求15所述的調整系統(10;200),其中,所述控制器(140,142)控制所述第一調整裝置(20R,20L;208R,208L;270),使得所述右後輪(12R)的定位和所述左後輪(12L)的定位中的每個改變一定程度,該程度對應於所述轉向操作構件的操作量的增加量。
17.根據權利要求11所述的調整系統(10),其中,所述第二調整裝置(22)包括穩定杆(36),其在相對端部處分別連接至右前懸架裝置(50FR)的所述至少一個懸架臂(52,54,56,58,60)中的一個和左前懸架裝置(50FL)的所述至少一個懸架臂(52,54,56,58,60)中的一個,所述右前懸架裝置作為設置成用於所述右前輪(14R)的所述懸架裝置,所述左前懸架裝置作為設置成用於所述左前輪(14L)的所述懸架裝置;以及穩定致動器(40),其改變所述穩定杆的剛度以抵抗所述車輛的所述車體的側傾。
18.根據權利要求17所述的調整系統(10),其中,通過一對穩定杆構件(38)來提供所述穩定杆(36),其中,所述穩定杆構件包括各個扭杆部(120),其每個均在所述車輛的橫向上延伸;以及各個臂部(122),其每個均在與所述扭杆部中相應的一個相交的方向上從所述相應的扭杆部延伸,以連接至所述右前和左前懸架裝置(50FR,50FL)中相應一個的所述至少一個懸架臂(52,54,56,58,60)中的所述一個,並且其中,所述穩定致動器(40)使所述各個穩定杆構件的所述扭杆部相對於彼此旋轉,來改變所述穩定杆的剛度以抵抗所述車輛的所述車體的側傾。
19.根據權利要求18所述的調整系統(10),其中,所述第二調整裝置(22)的所述穩定致動器(40)包括殼體(130);由所述殼體保持的電動機(132);以及減速器(134),其由所述殼體保持,並在將所述電動機的旋轉經由所述減速器的輸出部(112)傳遞至所述一對穩定杆構件(38)的所述扭杆部(120)中的一個的同時降低所述電動機的轉速,其中,所述扭杆部中的另一個相對於所述殼體不可旋轉地連接至所述殼體,並且其中,所述扭杆部中的所述一個相對於所述減速器的所述輸出部不可旋轉地連接至所述輸出部。
20.根據權利要求11所述的調整系統(200;250),其中,所述第二調整裝置(210;258;270)包括分別設置成用於所述右前輪和所述左前輪(14R,14L)的一對右側和左側單元(210R,210L;258R,258L;270),以分別改變所述右前豎直間距和所述左前豎直間距,其中,所述右側和左側單元包括(α)各個軸(212R,212L;24R,24L;278),其每個均由所述車輛的所述車體保持,以相對於所述車輛的所述車體繞其軸線可旋轉;(β)各個臂(214R,214L;26R,26L),其每個均在其近端部處連接至所述軸中相應的一個,相對於所述軸中所述相應的一個繞所述相應軸的所述軸線不可旋轉,並在與所述相應軸的所述軸向相交的方向上從所述相應軸延伸;以及(γ)各個致動器(216;28;274),其每個均引起所述相應軸繞所述軸線旋轉,並且其中,由所述控制器(140,142)來控制所述致動器,使得在增大所述右前豎直間距和所述左前豎直間距中的所述一個的同時,減小所述右前豎直間距和所述左前豎直間距中的所述另一個。
21.根據權利要求20所述的調整系統(200;250),其中,所述致動器(216;28;274)中的每個均包括(γ-1)由所述車輛的所述車體保持的殼體(220;86;280),(γ-2)由所述殼體保持的電動機(82),以及(γ-3)減速器(84),其由所述殼體保持,並在將所述電動機的旋轉傳遞至所述軸(212;24;278)中相應的一個的同時減小所述電動機的轉速。
全文摘要
本發明提供了一種調整裝置(20;208;256;258;270),包括(a)由車體保持的軸(24;278);(b)在與軸的軸向相交的方向上從軸伸出的臂(26);(c)致動器(28;274),其引起軸的旋轉和軸在軸向上的軸向移動中的一者;以及(d)運動轉換器(92;260;276),其將軸的旋轉和軸的軸向移動中的所述一者轉換為軸的旋轉和軸的軸向移動中的另一者。所述臂在其遠端部處連接至至少一個懸架臂(52,54,56,68,60)中的一個,以能夠進行所述軸的旋轉,來引起車輪與車體之間豎直間距的改變。軸連接至至少一個懸架臂中的一者並/或連接至車軸支架,以能夠進行軸的軸向移動,來引起車輪的定位的改變。還解釋了一種包括上述調整裝置的調整系統(10;200;250)。
文檔編號B62D17/00GK101088787SQ200710111179
公開日2007年12月19日 申請日期2007年6月14日 優先權日2006年6月14日
發明者武馬修一 申請人:豐田自動車株式會社

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