[發(fā)明專利]一種線控四輪獨立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010632990.6
• 申請日: 2020-07-02
• 公開（公告）號: CN111746631B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梁為何;趙萬忠;欒眾楷;周小川;張子俊
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B62D5/04
• 分類號: B62D5/04;B60G15/02
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 賀翔

本發(fā)明公開了一種線控四輪獨立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及其控制方法，包括車架、懸架、車輪和套筒轉(zhuǎn)向電機總成；其中，所述懸架分別與車輪和車架連接，所述懸架包括：下擺臂、轉(zhuǎn)向節(jié)、彈簧上支座、彈簧下支座、彈簧和減震器，所述彈簧分別與彈簧上支座、彈簧下支座連接，并設(shè)于二者之間；所述下擺臂和減震器均與轉(zhuǎn)向節(jié)連接，所述轉(zhuǎn)向節(jié)與車輪連接；所述下擺臂還與車架連接，所述彈簧上支座通過球鉸與車架連接，所述套筒轉(zhuǎn)向電機總成與彈簧下支座固定連接，所述套筒轉(zhuǎn)向電機驅(qū)動減震器繞其軸線轉(zhuǎn)動輸出力矩，使轉(zhuǎn)向節(jié)帶動車輪偏轉(zhuǎn)實現(xiàn)轉(zhuǎn)向。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)占用空間大、驅(qū)動能力小的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電動汽車線控底盤集成與轉(zhuǎn)向領(lǐng)域，具體指代一種集成麥弗遜懸架減震器的線控四輪獨立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)通過轉(zhuǎn)向梯形機構(gòu)保證轉(zhuǎn)向時內(nèi)外車輪轉(zhuǎn)角之間有一定的函數(shù)關(guān)系，近似地滿足阿克曼轉(zhuǎn)向規(guī)律。但是由于轉(zhuǎn)向梯形的存在，必然會導致在車輪上下跳動時產(chǎn)生懸架導向機構(gòu)和轉(zhuǎn)向桿系的運動干涉，也無法實現(xiàn)大角度的轉(zhuǎn)向。而線控四輪獨立轉(zhuǎn)向技術(shù)取消了傳統(tǒng)的梯形轉(zhuǎn)向機構(gòu)，從根本上解決了該問題。線控四輪獨立轉(zhuǎn)向技術(shù)通過四套獨立可控的伺服電機傳動系統(tǒng)驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)動，在結(jié)構(gòu)允許的情況下轉(zhuǎn)角可以達到90°，使車輛可以實現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向、蟹行等多種模式。

但現(xiàn)有的線控獨立轉(zhuǎn)向技術(shù)往往采用燭式懸架等簡單的懸架形式，難以在實現(xiàn)獨立轉(zhuǎn)向的同時兼顧到懸架的運動性能和經(jīng)濟性。中國發(fā)明專利CN201611205328.2提出了一種轉(zhuǎn)向電機布置在雙橫臂懸架擺臂的線控四輪獨立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，該系統(tǒng)同時兼顧到懸架的運動性能和獨立轉(zhuǎn)向的特點，但由于轉(zhuǎn)向電機安裝在雙橫臂懸架下擺臂處，占用了原傳動軸的空間，抬高了傳動軸的位置，進而占用了發(fā)動機艙的空間。中國發(fā)明專利申請?zhí)枮镃N201611204776.0名稱為轉(zhuǎn)向電機位于麥弗遜懸架下擺臂的線控四輪獨立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中公開了該系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向電機布置在麥弗遜懸架下擺臂處，具有集成度高、模塊化等優(yōu)勢，但是由于下擺臂處空間有限，無法布置大型的轉(zhuǎn)向電機，這對其在重型車上的推廣應用造成了一定的困難。中國發(fā)明專利申請?zhí)枮镃N201611205215.2名稱為“轉(zhuǎn)向電機位于麥弗遜懸架硬點處的線控四輪獨立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)”中公開了該系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向電機分別與減震器和車架相連，驅(qū)動減震器繞電機軸線轉(zhuǎn)動，具有集成度高等優(yōu)點，但由于轉(zhuǎn)向電機安裝在減震器軸端，增加了麥弗遜懸架的高度，抬高了引擎蓋的高度。中國發(fā)明專利申請?zhí)枮镃N200510040235.4名稱為“車輛四輪獨立轉(zhuǎn)向機構(gòu)及其控制方法”中公開了采用液壓傳動方式實現(xiàn)四輪獨立轉(zhuǎn)向，具有大扭矩、高精度的優(yōu)勢，但是液壓系統(tǒng)需要增加額外液壓泵、高壓蓄能器等器件，增加了成本。

發(fā)明內(nèi)容

針對于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種線控四輪獨立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及其控制方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)占用空間大、驅(qū)動能力小的問題。

為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明的一種線控四輪獨立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括車架、懸架、車輪和套筒轉(zhuǎn)向電機總成；其中，所述懸架分別與車輪和車架連接，所述懸架包括：下擺臂、轉(zhuǎn)向節(jié)、彈簧上支座、彈簧下支座、彈簧和減震器，所述彈簧分別與彈簧上支座、彈簧下支座連接，并設(shè)于二者之間；所述下擺臂和減震器均與轉(zhuǎn)向節(jié)連接，所述轉(zhuǎn)向節(jié)與車輪連接；所述下擺臂還與車架連接，所述彈簧上支座通過球鉸與車架連接，所述套筒轉(zhuǎn)向電機總成與彈簧下支座固定連接，所述套筒轉(zhuǎn)向電機驅(qū)動減震器繞其軸線轉(zhuǎn)動輸出力矩，使轉(zhuǎn)向節(jié)帶動車輪偏轉(zhuǎn)實現(xiàn)轉(zhuǎn)向。

進一步地，所述球鉸為虎克鉸或其他等效形式。

進一步地，所述套筒轉(zhuǎn)向電機總成包括：套筒電機、減震器外殼和由若干齒輪滾柱組成的行星輪系；所述套筒電機的定子線圈套接在其轉(zhuǎn)子外，且轉(zhuǎn)子的內(nèi)壁上設(shè)有內(nèi)齒圈；所述轉(zhuǎn)子的內(nèi)齒圈與所述行星輪系嚙合；所述減震器外殼設(shè)有外齒圈，其與行星輪系嚙合。

進一步地，所述下擺臂外側(cè)通過球鉸與轉(zhuǎn)向節(jié)連接，內(nèi)側(cè)通過旋轉(zhuǎn)副與車架鉸接，所述轉(zhuǎn)向節(jié)上裝有轉(zhuǎn)角傳感器。