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CN103298688A - 包括用于调节车轮的平面的角位置的二元致动器的机动车的车轮安装设备 - Google Patents

包括用于调节车轮的平面的角位置的二元致动器的机动车的车轮安装设备 Download PDF

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CN103298688A
CN103298688A CN200880016978XA CN200880016978A CN103298688A CN 103298688 A CN103298688 A CN 103298688A CN 200880016978X A CN200880016978X A CN 200880016978XA CN 200880016978 A CN200880016978 A CN 200880016978A CN 103298688 A CN103298688 A CN 103298688A
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CN
China
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wheel
movable part
jiao
stabilized conditions
actuator
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CN200880016978XA
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Inventor
M·布隆代勒特
S·尼古拉
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Michelin Recherche et Technique SA Switzerland
Societe de Technologie Michelin SAS
Original Assignee
Michelin Recherche et Technique SA Switzerland
Societe de Technologie Michelin SAS
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Abstract

本发明涉及通过一车轮架的机动车的车轮安装设备，所述车轮架通过至少一个枢轴与所述机动车相联接，从而使车轮平面可以具有第一滚动角位置和第二滚动角位置，所述车轮安装设备还包括一二元致动器，所述二元致动器具有一固定构件(1)以及相对于所述固定构件平移的一活动构件(2)，所述活动构件与车轮架相连，且所述致动器包括两种稳定状态下的所述活动构件(2)的二元操控装置，所述稳定状态的每一个允许车轮架在车轮平面的一角位置所对应的一角位置内移动。

Description

包括用于调节车轮的平面的角位置的二元致动器的机动车的车轮安装设备
技术领域
本发明涉及机动车的车轮安装设备，其中，至少一个车轮可根据两角位置通过二元致动器移动，以及涉及用于这种安装设备的车轮平面的滚动角位置的调节方法。
背景技术
本发明尤其应用于机动车的非导向车轮的安装设备，特别是后车轴的车轮的安装设备。
已知在机动车的后车轴上，车轮平面的角位置通过一致动器伺服于滚动条件。因此，根据滚动动力状态，可以连续地调节所述车轮平面的角位置，从而尤其改进机动车的转弯性能。
然而，这些实施方式的实施具有很大的复杂性，尤其相对于致动器的性能。此外，当涉及机动车的动力性能所需的功能时，机动车运行的安全要求很严格。
此外，为了改进机动车的动力性能，已知尤其通过安装所述车轮，对车轴的车轮平面的滚动角位置进行静态调节，从而车轮具有一夹角(anglede pince)且可能具有一非零度的外倾角。
夹角被定义为在与地面平行的一水平面内，将车轮平面与机动车的中间平面分离的角。在车轮的前部分别向内或向外移动时，分别称之为夹角或开度角。外倾角是车轮平面与垂直轴线的角度，如果车轮向机动车的外部倾斜，则外倾角为正。
然而，在滚动时，车轮平面和机动车的底盘之间的角度偏移会带来轮胎的更大载荷，以及由于其产生的行驶阻力所带来的燃料超额消耗。
发明内容
本发明的目的在于提出机动车的车轮安装设备，该安装设备允许提高其滚动的能量效率以及机动车的动力性能的安全性，无论在致动器的规格方面，还是在针对参与所述机动车的动力性能的功能特定有效的工序方面，所述安装设计尤其简单。
为此，按照第一方面，本发明提出通过一车轮架的机动车的车轮安装设备，所述车轮架通过至少一个枢轴与所述机动车相联接，从而车轮平面可以具有第一滚动角位置和第二滚动角位置，所述车轮安装设备还包括一二元致动器，该二元致动器具有一固定构件以及相对于所述固定构件平移的一活动构件，所述活动构件与车轮架相连，且所述致动器包括两种稳定状态下的该活动构件的二元操控装置，所述稳定状态的每一个允许车轮架在与车轮平面的一角位置对应的一角位置内移动。
按照第二方面，本发明提出这种车轮安装设备的车轮平面的滚动角位置的调节方法，所述调节方法规定，在所述车轮滚动时，将车轮平面保持在第二角位置，并且规定，在检测到至少一个临界滚动参数的情况下，使操控装置工作，从而在所述车轮平面回位到第二角位置之前，在一预定的时间期间在第一角位置内移动车轮平面。
附图说明
本发明的其它目的和优点将在以下参考附图所作的描述中显现出来，其中：
-图1是示出车轮安装设备的悬挂臂的局部和剖面示意图，其中，按照第一实施方式的二元致动器分别被安置于第一稳定状态(图1a)、恢复位置(图1b)和第二稳定状态(图1c)；
-图2是示出车轮安装设备的悬挂臂的局部和剖面示意图，其中，按照第二实施方式的二元致动器分别被安置于第一稳定状态(图2a)、恢复位置(图2b)和第二稳定状态(图2c)。
具体实施方式
本发明涉及通过一车轮架的机动车的车轮安装设备。尤其是，在支承机动车的非导向车轮的车轴上实施所述安装设备，尤其，本发明应用于后车轴上。按照一实施方式，车轴可以是以下类型，所述车轴包括一横梁，按照本发明车轮安装在横梁的各端部上。按照另一实施方式，车轴可以是多连杆式(type multi-bras)。
至少一个车轮架，且特别是各车轮架均通过至少一个枢轴与机动车相联接，从而车轮平面可以具有第一滚动角位置和第二滚动角位置。车轮架可以与汽车的车身或底盘相连，用以方便机动车的装配且更好地过滤振动。
在一实施例中，滚动角位置在夹角、外倾角或所述两角度的结合之中选择。尤其是，第二角位置可以对应于基本为零的夹角和/或外倾角，第一角位置对应于非零的夹角和/或外倾角。
在多个实施例中，第二角位置对应于0°的夹角和外倾角，第一角位置对应于小于0.5°，特别是0.35°的夹角，且对应于零度的外倾角。在变型中，第一角位置的夹角可以约为1°，或更小的角度。
尤其对于各车轮，安装设备还包括一二元致动器，该二元致动器具有一固定构件1以及相对于所述固定构件平移的一活动构件2。二元致动器包括在两种稳定状态下的活动构件2的二元操控装置。因此，二元致动器仅具有两种稳定状态，从一种稳定状态向另一稳定状态的过渡，不可能在中间位置的接续中实施调节。尤其是，二元致动器由此与伺服致动器的区别在于，操控装置施加指令，用以在多个连续的位置中提供几乎连续的调节。
通过规定活动构件2与车轮架相连，活动构件2的各稳定状态允许车轮架在与车轮平面的一角位置对应的一角位置内移动。此外，稳定状态可以被调节，尤其用以改变车轮平面的两角位置之间的角度范围。
尤其是，第一稳定状态(图1a、2a)对应于第一角位置，其中，至少一个夹角为非零度，第二稳定状态(图1c、2c)对应于第二角位置，其中，至少一个夹角基本为零度。
参考附图，描述车轮安装设备的两实施方式，其中，致动器被安置于在多连杆车轴的一悬挂臂上，各构件1、2构成所述悬挂臂的一部分。在变型中，致动器可以被安置用以驱动一摇臂杆体或在车轮架内被接合悬挂臂的末端。
固定构件1包括一座槽，其中，活动构件2被滑动地安装在两轴向止推轴承(butée)3、4之间，所述止推轴承将活动构件2的位置分别限定在活动构件2的第一稳定状态和第二稳定状态中活动构件。此外，构件1、2的连接区域被一波纹管5密封。
致动器包括用于将活动构件2从其第二稳定状态向第一稳定状态平移的一弹性约束部件(moyen de contrainte élastique)6，以及在第二稳定状态下锁止所述平移的一锁止装置。而且，致动器包括一马达装置，用以使活动构件2从其第一稳定状态回位到其第二稳定状态。
因此，可以将活动构件2锁止在其第二稳定状态，且在弹性约束部件6的作用下，经由解锁，将活动构件2快速设置在其第一稳定状态下。随后，在等待之后的解锁时，马达装置可以保证活动构件2回位到其第二稳定状态。
在所描述的实施方式中，锁止装置包括与活动构件2相连的一电磁铁7，所述电磁铁的杆体8可以移动，用以相应地接合或脱离构件1、2，从而分别使所述构件的平移被锁止或解锁。更精确地，电磁铁7被设置在一保护罩9下方，杆体8相对于接合杆体8的端部穿过所述活动构件的镗孔10被径向安装。此外，杆体8通过一弹簧11相对于活动构件2弹性约束地安装，从而在使所述磁铁不工作的情况下脱离所述杆体。在变型中，可以通过旋转安装设备的一销键进行解锁，所述旋转通过电磁铁的杆体起动。
该实施方式使得一旦杆体8到达镗孔10电磁铁便贴近，从而能够减小其端子处的电压到最低限度，由此使电磁铁不会脱开。因此，可以以最小耗电量将活动构件2保持在其第二状态下。
按照图1的实施方式，马达装置包括，与固定构件1相连、移动螺杆13的一马达减速器12，螺母14被安装在所述螺杆上。螺母14通过与活动构件2相连的一键销15被中止旋转，且所述螺母构成杆体8的接合止推轴承。在变型中，杆体8可以构成螺母14的旋转中止键销。
从第一稳定状态(图1a)开始，由减速电机12相对于杆体8在离开螺母14的方向上的旋转，保证所述活动构件回位，从而允许杆体8在所述螺母上实施止推(图1b)。随后，通过减速电机12在另一方向上的旋转，通过造成弹性约束部件6的压缩(图1c)活动构件2返回其第二稳定状态，。
按照图2的实施方式，马达装置包括支承一组两锥形的滚珠止推轴承17a、17b的一滑架16，所述两锥形的滚珠止推轴承通过压电变形结构18彼此连接，以及与该结构平行的一牵引弹簧部件19。马达装置还包括滚珠止推轴承17a、17b的解锁电磁铁20，滚珠止推轴承17a包括杆体8的端部的接合凹口21。
因此，滑架16在压电结构18的振动作用下可朝向固定构件1移动。通过扩张，压电结构18支靠在第二锥形的滚珠止推轴承17b上，该止推轴承通过其滚珠相对于固定构件1固定就位。压电结构18因此将第一锥形的滚珠止推轴承17a推向固定构件1，并通过其滚珠保持相对于所述固定构件的移动。当压电结构18缩进时，牵引弹簧19使第二锥形的滚珠止推轴承17b复位，该第二锥形的滚珠止推轴承17a因此保持在新的位置上。通过多次重复所述循环，滑架16渐渐从活动构件2向固定构件1移动。
所述致动器的运行因此如下。从第一稳定状态(图2a)开始，为两电磁铁7、20供电，从而使滑架16在弹簧22的作用下，位于抵靠活动构件2上的止推轴承中。电磁铁7的杆体8因此可自由伸出接合凹口21的后部且电磁铁7贴近(图2b)。因而切断解锁滚珠的电磁铁20，随后使压电结构18振动，用以借助杆体8通过驱动活动构件2带回滑架16。当滑架16到达对应于第二稳定状态的止推轴承4时，切断压电结构18的电源且致动器准备好被启动。(图2c)。
这两种实施方式允许缓慢回位，且因此能节约使活动构件2在其第二状态下的能量。此外，在回位时，致动器能立即被操控，从而将活动构件2向第一稳定状态设置。
包括如上所述的致动器的车轮安装设备，尤其适于实施车轮平面的角位置的调节方法，所述调节方法规定，在所述车轮滚动时，将车轮平面保持在第二角位置，且在检测到至少一个临界滚动参数的情况下，所述调节方法规定使操控装置工作，从而在车轮平面回位到第二角位置之前，在一预定的时间期间内在第一角位置中移动车轮平面。尤其是，这种调节方法可以在车轴的各个车轮上实施。
为了实施所述方法，操控装置连接至用于检测至少一个滚动参数的检测系统上。尤其是，检测系统可以使用机动车中的现有的传感器。
因此，可以以基本为零的一夹角保持滚动，这对轮胎的磨损和由此引起的能耗方面是有利的。而且，在需要夹角的情况下滚动时，需快速提供所述夹角和在一预定的时间期间提供它，从而按时改进机动车的动力性能。此外，夹角未根据机动车运转条件被导向，这方便特别是相对于机动车的安全功能的有效限制条件的实施。
此外，在发生故障的情况下，致动器将车轮平面移动至具有一夹角的第一角位置，这对应于机动车的动力性能的安全位置。
而且，致动器可以被设置成，设置就位于安全角位置的时间约为十分之一秒，这允许动力性能的迅速稳定。而且，回位到第二角位置的时间可以大于设置就位于安全角位置的时间，例如约为一秒，甚至十多秒。因此，可以以简单且低能耗的致动器来实施调节方法。而且，尤其毫米级的活动构件2的平移行程较小，致动器的安装的限制条件是有限的。
按照一实施方式，安全位置被保持的时间期间可以小于10秒，特别是约5秒。事实上，在大部分情况下，所述时间足够用于稳定机动车的动力性能。
在实施例中，临界滚动参数可以对应于超过机动车的滚动参数的一阈值，所述临界滚动参数可以在横向加速度、制动压力、方向盘的转速之中选择。
在实施例中，横向加速度的阈值为0.7g，制动压力的阈值为38巴而方向盘的转速的阈值为500°/秒。此外，临界滚动参数可以根据机动车的前进速度和/或机动车的动力性能的安全系统——例如ABS或ESP——的参与被确定。

Claims (13)

1.通过一车轮架的机动车的车轮安装设备，所述车轮架通过至少一个枢轴与所述机动车相联接，从而车轮平面可以具有一第一滚动角位置和一第二滚动角位置，
所述车轮安装设备的特征在于，所述车轮安装设备还包括一二元致动器，所述二元致动器具有一固定构件(1)以及相对于所述固定构件平移的一活动构件(2)，所述活动构件与所述车轮架相连，且所述致动器包括两种稳定状态下的所述活动构件(2)的二元操控装置，所述稳定状态的每一个允许所述车轮架在与所述车轮平面的一角位置对应的一角位置内移动。
2.按照权利要求1所述的车轮安装设备，其特征在于，所述致动器被置于一悬挂臂上，各构件(1、2)构成所述悬挂臂的一部分。
3.按照权利要求1或2所述的车轮安装设备，其特征在于，所述滚动角位置在夹角、外倾角或所述两角度的结合之中选择。
4.按照权利要求1至3中任一项所述的车轮安装设备，其特征在于，所述致动器包括：
-用于将所述活动构件(2)从其第二稳定状态向其第一稳定状态平移的一弹性约束部件(6)；
-用于将平移锁止在所述第二稳定状态的一锁止装置，以及将所述活动构件(2)的位置限定在所述第一稳定状态的一止推轴承(3)；
-用于使所述活动构件(2)从其第一稳定状态回位到其第二稳定状态的一马达装置。
5.按照权利要求4所述的车轮安装设备，其特征在于，所述第一稳定状态对应于至少一个夹角为非零度的一角位置；所述第二稳定状态对应于至少一个夹角基本为零度的一角位置。
6.按照权利要求4或5所述的车轮安装设备，其特征在于，所述致动器还包括用于将所述活动构件(2)的位置限定在所述第二稳定状态的一止推轴承(4)。
7.按照权利要求4至6中任一项所述的车轮安装设备，其特征在于，所述锁止装置包括与活动构件(2)之一相连的一电磁铁(7)，所述电磁铁的杆体(8)可以移动，用以相应地接合在所述构件(1、2)中从而锁定所述平移，相应地从所述构件中脱离从而解锁所述平移。
8.按照权利要求7所述的车轮安装设备，其特征在于，所述杆体(8)相对于支承所述电磁铁(7)的所述活动构件(2)弹性约束地被安装，从而在使所述磁铁不工作的情况下脱离所述杆体。
9.按照权利要求7或8所述的车轮安装设备，其特征在于，所述马达装置包括移动螺杆(13)的一马达减速器(12)，螺母(14)被安装在所述螺杆上，所述螺母(14)通过一键销(15)被中止旋转，并构成所述杆体(8)的接合止推轴承。
10.按照权利要求7或8所述的车轮安装设备，其特征在于，所述马达装置包括支承一组两锥形的滚珠止推轴承(17a、17b)的一滑架(16)，所述两锥形的滚珠止推轴承通过压电变形结构(18)彼此连接，以及与所述压电变形结构平行的一牵引弹簧部件(19)，所述马达装置还包括用于解锁所述滚珠止推轴承(17a、17b)的滚珠的解锁电磁铁(20)，所述滚珠止推轴承中的一个(17a)包括所述杆体(8)的接合凹口(21)。
11.按照权利要求1至10中任一项所述的车轮安装设备的车轮平面的滚动角位置的调节方法，所述调节方法规定，在所述车轮滚动时，将所述车轮平面保持在第二角位置上，并且规定，在检测到至少一个临界滚动参数的情况下，使所述操控装置工作，从而在所述车轮平面回位到所述第二角位置之前，在一预定的时间期间内在所述第一角位置内移动所述车轮平面。
12.照权利要求11所述的调节方法，其特征在于，所述临界滚动参数对应于超出机动车的滚动参数的一阈值，所述临界滚动参数可以在横向加速度、制动压力、方向盘的转速之中选择。
13.按照权利要求11或12所述的调节方法，其特征在于，所述车轮平面回位到所述第二角位置的时间大于设置就位于所述第一角位置的时间。
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