[實用新型]基于輪轂電機的電動車多模式轉向裝置

有效

• 申請號: 201420263524.5
• 申請日: 2014-05-22
• 公開（公告）號: CN203996409U
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 張祖濤;李校培;徐宜河;沈睿;范天文;董道建;劉昱崗
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: B62D5/04
• 分類號: B62D5/04;B62D3/12;B62D15/00
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 張澎

技術領域

本實用新型涉及一種基于輪轂電機的電動汽車全方位轉向系統。

背景技術

截止2013年底，我國汽車保有量已超過1.37億輛，石油需求大幅增加，石油對外依存度逐漸升高，國家面臨的能源安全挑戰越來越嚴峻；同時中國汽車能源系統的效率平均比于國際先進水平低10％以上，而快速的工業化導致了污染加重，全國多個主要大中城市連續出現霧霾天氣，對人民群眾的生產生活造成了嚴重的影響。為了解決面臨的能源和環境問題，國家確立了發展新能源汽車的中長期發展規劃。同時汽車擁有量的增長，導致道路行駛擁堵，停車泊車位置緊張，而傳統汽車由于轉向橫桿的存在，前輪的轉向角被限制在-35°—+35°之間，轉向靈活性較差，移庫式泊車操作較困難，完成泊車需要的空間較大，時間較長，造成一定的能源浪費和城市車位空間的浪費。

實用新型的內容

本實用新型的目的就是提供一種基于輪轂電機的電動汽車全方位轉向系統，采用該轉向系統的電動車不但能夠完成正常行駛運動和轉向，還可以根據需要在狹窄空間泊車或轉彎時能夠完成零半徑轉向運動和橫向行駛運動，提高了車輛的轉向靈活性，使泊車等的操作更加簡單，節約了能源和城市車位空間。

本實用新型實現其實用新型目的所采用的技術方案是：一種基于輪轂電機的電動車多模式轉向裝置:包括中央控制系統1，車架2、方向盤6、車架左前、右前、左后、右后的車輪14，車架2通過固定在輪轂電機19定子上的懸架座5與輪轂電機19相連接，輪轂電機19的轉子與車輪14的輪轂固定連接,輪轂電機19的轉子上安裝有帶制動卡鉗19B的剎車片19C；所述的車輪14均通過與懸架座5相連的獨立轉向機構和聯動轉向機構配合完成轉向運動；

所述的獨立轉向機構的組成為：安裝在車架2上的帶減速器的轉向電機10，轉向電機10輸出軸上安裝有轉向驅動齒輪9；所述的驅動齒輪9與車架2導槽內的驅動齒條7相嚙合，驅動齒條7的外端通過球頭銷18與轉向橫桿8一端相連接；所述的轉向橫桿8的另一端通過球頭銷18與懸架座5外側上方的轉向臂相連。

所述的聯動轉向結構的組成為：轉向軸11安裝在方向盤6中心孔上，扭矩傳感器21安裝在轉向軸11的頂端，轉向小齒輪12安裝在轉向軸11的末端，與轉向小齒輪12嚙合的轉向齒條3，二轉向橫拉桿均通過球頭銷18與轉向齒條3中部相連，轉向橫拉桿二16套裝在轉向橫拉桿一17上；二轉向橫拉桿均通過球頭銷與懸架座外側下方的轉向臂相連；轉向橫拉桿一17為空心套筒，套筒末端內設置有卡槽，轉向橫拉桿二16末端外部均固定有電磁鎖20，電磁鎖20的張開后卡合在轉向橫拉桿一17卡槽內，將轉向橫拉桿一17與轉向橫拉二16鎖定為一個整體，所述的電磁鎖20的控制端、扭矩傳感器21均與中央控制系統1相連。

所述的四個輪轂電機19、四個轉向電機10、均通過各自的電機驅動器19A、10A與中央控制系統1電連接。

電磁鎖20將轉向橫拉桿一17與轉向橫拉桿二16鎖定為一個整體和解除鎖定的具體結構是：楔形鎖止塊20A在壓簧20B的推動下向外運動卡合在轉向橫拉桿一17的卡槽內，楔形鐵塊20C在楔形鎖止塊20A的推動下向右運動，將轉向橫拉桿一17與轉向橫拉桿二16鎖定為一個整體；硅鋼片20D通電產生磁力，楔形鐵塊20C在磁力的吸附作用下向左移動，楔形鎖止塊20A在楔形鐵塊20C的推動下克服壓簧20B的彈力向下運動，轉向橫拉桿一17與轉向橫拉桿二16解除鎖定。

本實用新型的工作過程和原理是：

當駕駛員駕駛配有本實用新型的轉向系統的車輛時，駕駛員可以根據實際的路況選擇相應的駕駛模式，包括常規轉向模式、零半徑轉向模式、橫向移動模式。

在常規轉向模式下，中央控制系統控制電磁鎖不帶電，左、右轉向橫拉桿一、二鎖定為一個整體，駕駛員轉動方向盤帶動轉向小齒輪旋轉，轉向齒條與轉向小齒輪相互嚙合，將轉向小齒輪的旋轉運動轉化為轉向齒條的直線運動，轉向齒條帶動左右轉向橫桿運動，從而完成兩前輪的轉向控制；同時中央控制系統接收并分析轉矩傳感器的信號，控制前輪兩個獨立轉向電機驅動器通過相應的獨立轉向機構推動兩前輪轉向，實現轉向助力功能，減輕駕駛員的操作力；此時后輪兩個獨立轉向電機處于鎖定狀態。同時中央控制系統通過轉角傳感器獲取轉向角度，中央控制系統根據獲取的轉向角信號給四個輪轂電機的驅動控制器發送相應控制信號來控制各個輪轂電機的轉速，各輪轂電機帶動車輪以給定的速度旋轉實現車輪的差速運動，從而保證車輛的平穩轉向。