[實用新型]電動車輪轂轉向懸架系統

有效

• 申請號: 201720014537.2
• 申請日: 2017-01-06
• 公開（公告）號: CN206606022U
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 徐穎;徐剛;池成;陳碧云;沈劍豪;魏波;賈文豪;單新;仇宇文;盧澤豐
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: B60G13/00
• 分類號: B60G13/00;B62D5/04;B60K7/00
• 代理公司: 深圳市恒申知識產權事務所(普通合伙)44312
• 代理人: 王利彬

技術領域

本實用新型屬于電動車技術領域，尤其涉及電動車輪轂轉向懸架系統。

背景技術

傳統燃油車對生態和環境帶來諸多負面影響，因此，清潔高效可持續的電能被寄予厚望。在此熱潮下，提升車輛電氣化水平，降低對傳統驅動技術的依賴成為汽車工業的共識，其中輪轂電機便成為實現該愿景提供了一個極具潛力途徑。輪轂電機技術一改傳統汽車發動機集中驅動的模式為分布式驅動，通過在車輪中加裝輪轂電機，來實現車輪獨立驅動及轉向，省略了龐大且復雜的發動機及傳動系統，在結構上有極大的簡化，可實現驅動、制動、轉向的協調控制，從而擁有更好的操控性能。然而，電機的橫向尺寸較大，輪內安裝會嚴重壓縮懸架及轉向節的布置空間，致使難以獲得理想的懸架定位參數，從而引發懸架與電動輪的適配問題，其中主要是因為主銷偏距過大導致的；同時電機致簧下質量過沉，輪胎在地面的附著效果也會變差。如果沿用傳統車輛的懸架結構，必然會導致整車操縱穩定性和行駛平順性的嚴重惡化，甚至引起底盤結構的運動學干涉，產生行車安全問題。因此，針對輪轂電機特點的懸架設計和開發就顯的緊迫和必要。

理想的汽車轉向控制是基于阿克曼轉向模型的，即汽車所有車輪同時圍繞著某一旋轉中心做純滾動，這樣就可以避免輪胎與地面之間的滑動磨耗，其事實也表明輪胎的磨損絕大部分是轉向時的滑動摩擦引起；同時使所有車輪同時繞一旋轉中心做純滾動，可以有效避免車輛的側翻、甩出道路等事故，從而提升操控穩定性和安全性。理想的阿克曼轉向模型要求四輪能獨立大幅度轉向，且若輪胎接地印跡中心之間的輪距時刻保持不變，則可以避免引入補償運算。中心轉向懸架可以確保輪胎接地印跡中心輪距為定值，但其主銷布置卻受制到輪內空間的限制，尤其在電動輪上電機橫向尺寸較大，通過主銷內置實現中心轉向代價過大且不現實，因此其應用受到較大限制；消除橫拉桿和轉向梯形雖然可以使車輪獨立大幅度偏轉，但由于車輪與車身之間缺乏可靠的機械硬連接，汽車轉向控制要面臨較大挑戰。

目前，四輪獨立轉向輪轂電動用轉向懸架裝置，較具有代表性的是米其林“主動輪胎”技術，其將輪轂電機、減震器、阻尼、轉向裝置、制動設備全部安裝在電動輪的輪轂內，輪胎主銷與地面保持垂直且經過車輪中性面，這樣就保證輪胎接地印跡中心輪距保持不變。該裝置看似非常緊湊，但有限空間卻給輪轂內的各種設備的布置安裝、散熱降溫、防塵防水等帶來了較大的挑戰；諸多構件輪內部布置對零部件的制造和安裝精度要求非常高，成本上不經濟。“主動輪胎”技術將減震器安裝在輪轂內，有一個非常明顯的缺陷就是減震彈簧動容量不足，為了避免因為彈簧的運動行程有限帶來的頻繁碰撞問題，彈簧剛度將被設計的很大，于是生硬的懸架就降低乘坐舒適性；為了改善平順性，輪內避震一般采用主動減震技術，利用液壓根據外界路況主動改變自身剛度。由于主動懸架技術尚不成熟，控制實現復雜，可靠性和安全性也存在較多問題；且在輪胎內部安裝復雜的液壓系統，耐噪、壽命等技術問題較為突出。與此同時，大量的器件安放在輪內，簧下質量過于集中，也會引發行車平順性問題。該裝置開發難度較高，目前仍處于試驗研發狀態。

實用新型內容

本實用新型實施例所要解決的技術問題在于提供一種電動車輪轂轉向懸架系統，旨在解決中心轉向懸架在電動輪上的應用問題，用于簡化基于阿克曼轉向模型的控制算法，以及現有技術中輪轂轉向懸架裝置的結構所存在的安裝精度要求高造成的成本高以及減震彈簧動容量不足所帶來的頻繁碰撞問題。

本實用新型實施例是這樣實現的，一種電動車輪轂轉向懸架系統，包括執行機構和控制所述執行機構工作的控制系統，所述執行機構包括電動輪部件、懸掛裝置、轉向裝置以及安裝于車架上的連接部件；所述懸掛裝置包括減震器，所述懸掛裝置的下端與所述電動輪部件的一側連接，所述減震器安裝于所述懸掛裝置上，所述轉向裝置安裝在所述懸掛裝置的上端，并位于所述電動輪部件的上方，所述連接部件與轉向裝置固定連接，所述轉向裝置驅動所述懸掛裝置和電動輪部件一起轉向。

進一步地，所述電動輪部件包括輪胎、電機殼、輪轂、輪轂電機、電磁制動器、霍爾傳感器碼盤、電磁制動片以及霍爾傳感器；

所述輪胎安裝在所述輪轂上，所述電機殼固定在所述輪轂內，所述輪轂電機安裝在所述電機殼內，所述輪轂電機的轉子與所述電機殼固定在一起相對于所述輪轂電機的定子做旋轉運動，所述電機殼安裝在所述輪轂內，所述輪轂電機的輸出軸固定安裝在所述懸掛裝置下端，所述電磁制動器及電磁制動片固定在所述輪轂電機的輸出軸上，所述霍爾傳感器碼盤穿過所述輪轂電機的輸出軸安裝在所述電機殼上，所述霍爾傳感器安放于所述懸掛裝置底部。