[發明專利]一種后輪主動轉向裝置及其控制系統

有效

• 申請號: 201410380781.1
• 申請日: 2014-08-04
• 公開（公告）號: CN104097688A
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發明（設計）人: 殷國棟;劉江華
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: B62D7/20
• 分類號: B62D7/20;B62D5/04
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本發明涉及電動汽車領域，特別是一種電動汽車的后輪主動轉向裝置及其控制系統。

背景技術

隨著汽車工業對石油資源需求的急劇增加和對環境嚴重的負面影響，具有節能、環保、低噪等優點的電動汽車的研究成為了當今汽車工業的內在要求和發展趨勢。其中，輪轂電機獨立驅動電動汽車是將電機與輪轂合為一體，輪轂電機直接驅動車輪轉動，省去了傳統的傳動系統，取消了離合器、變速器等部件，提高了傳動效率，同時節省汽車空間、提高了汽車設計的靈活性。

同時，隨著經濟的發展和汽車科技的進步，公路交通呈現出行駛高速化、車流密集化和駕駛員非職業化的趨勢。汽車交通事故也給人們的生命財產帶來了極大的威脅，它直接關系到人民生命和財產的安全。如何改善汽車安全性、減少交通事故中的傷亡人數，日益成為汽車研究和設計領域的熱點問題。

作為一種新的提高車輛動態性能的方法，四輪轉向技術已經得到了越來越多的重視和應用。研究表明，汽車在行駛中轉向時，由于受側向力的作用，前輪有不足轉向的特性，后輪有過度轉向的傾向。后者會引起汽車失去轉向行駛的穩定性，車速越高問題越明顯，甚至出現側滑翻車。解決措施一般是通過使后輪在與前輪相同的方向轉動1°～2°來進行補償。

目前的汽車后輪主動轉向裝置，主要是采用直線步進電機，在控制系統的調節下直接驅動后輪轉向系統總成上的齒輪齒條式轉向機構，進而通過牽引轉向拉桿來實現后輪的小角度轉動。但是對于目前的后輪主動轉向裝置，僅僅依靠直線步進電機帶動轉向拉桿橫向移動，在一些需要較大轉向力矩的場合，比如泥濘路面或者需要較大角度轉向時，往往具有一定的局限性。

發明內容

要解決的技術問題：針對現有技術的不足，本發明提出一種后輪主動轉向裝置，解決現有的汽車后輪主動轉向裝置僅通過執行步進電機帶動轉向拉桿橫向位移的方式無法提供較大的轉向力矩的技術問題。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種后輪主動轉向裝置，用于采用輪轂電機獨立驅動的電動汽車，包括直線步進電機、力矩放大裝置總成、后輪轉向系統總成、轉向節和后輪車輪系統總成；

所述轉向節固定在后輪車輪系統總成上，所述后輪轉向系統總成上設有轉向傳動軸，所述直線步進電機通過力矩放大裝置總成將力矩放大后傳遞到后輪轉向系統總成的轉向傳動軸上，后輪轉向系統總成進而傳遞到轉向節上。

在現有技術中，采用輪轂電機獨立驅動的電動汽車的后輪轉向系統總成包括轉向傳動軸、與轉向傳動軸固定連接的齒輪齒條式轉向機構和通過轉向球頭與所述齒輪齒條式轉向機構相連的轉向拉桿，轉向拉桿進而與轉向節的轉向梯形臂相連從而作用到車輪系統總成上。但是，現有技術中，是直接利用直線步進電機驅動后輪轉向系統總成，本發明與現有技術的區別在于，增加一個力矩放大裝置總成作為直線步進電機和后輪轉向系統總成之間的連接件，將直線步進電機的直線運動轉化為后輪轉向系統總成上轉向傳動軸的旋轉運動，力矩放大裝置總成通過其上的轉向機構連接桿增加作用力臂來進行力矩放大，最終作用到轉向節上帶動車輪進行轉向。

進一步的，在本發明中，所述力矩放大裝置總成包括電機連接桿、中間連接件以及轉向機構連接桿，所述轉向系統連接桿一端連接有萬向節，并且中間連接件套在轉向系統連接桿上形成導軌滑塊機構，所述電機連接桿一端固定有電機連接套，電機連接桿的另一端固連在中間連接件上。

進一步的，在本發明中，所述轉向傳動軸上設有后輪轉角傳感器。采用輪轂電機獨立驅動的電動汽車，在車身的4個車輪上都設有輪轂電機實現獨立驅動；并且現有一般的汽車都會設有方向盤轉向傳感器，用于檢測方向盤也即前輪的轉角，針對汽車轉彎時會出現后輪轉角過度易側翻的情況，現在新增了用于檢測后輪轉角的后輪轉角傳感器，可以實時向控制系統反饋后輪轉角情況進而通過控制系統來調整后輪上輪轂電機的轉速進而調整后輪轉角進行輔助轉向。

進一步的，在本發明中，所述電機連接套與電機連接桿通過銷釘固定。通過電機連接套將電機連接桿與直線步進電機連接起來。

進一步的，在本發明中，所述電機連接桿與中間連接件通過連接銷釘鉸接。電機連接桿與中間連接件成為整體，二者之間不存在相對運動。

進一步的，在本發明中，所述轉向系統連接桿的另一端上設有螺母擋圈。轉向系統連接桿跟隨可以防止轉向系統連接桿在運動過程中從中間連接件上脫落。