[發明專利]一種四輪轉向獨立輪轉向驅動裝置及其控制方法

有效

• 申請號: 202210583971.8
• 申請日: 2022-05-27
• 公開（公告）號: CN114701565B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 施國標;喬鵬飛;王帥;張洪泉;桑冬崗;宋銘昊
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: B62D5/04
• 分類號: B62D5/04;B62D15/02
• 代理公司: 北京力量專利代理事務所(特殊普通合伙) 11504
• 代理人: 李俊穎

本發明涉及汽車轉向技術領域，提供了一種四輪轉向獨立輪轉向驅動裝置及其控制方法。包括：轉角傳感器組件、蝸輪蝸桿減速器、電動輸出軸組件、集成設計的電機及其控制器；其中，電動輸出軸組件設置有電動輸出軸和轉向輸入軸；轉角傳感器組件的本體與轉向器殼體固接，轉角傳感器組件的轉子與電動輸出軸固接；蝸輪蝸桿減速器的蝸桿與電機輸出軸連接；蝸輪蝸桿減速器的蝸輪與電動輸出軸固接。本發明的有益效果在于：四個轉向輪可以獨立轉動，充分利用外側車輪的側向力，提高了車輛在高速行駛時車輛極限轉彎能力，轉向系統由線控四輪轉向系統代替傳統的機械轉向系統，使傳動比改變更為靈活，消除了路面沖擊，是滑板底盤轉向的有效解決方案。

技術領域

本發明涉及汽車轉向技術領域，具體涉及一種四輪轉向獨立輪轉向驅動裝置及其控制方法。

背景技術

隨著智能網聯和自動駕駛汽車技術的發展，更加智能化和共享化的高機動性車輛底盤平臺成為行業熱點，滑板底盤技術備受關注，特別是適用于滑板底盤的集成轉向、制動、懸架和驅動的輪轂電機獨立輪成為了理想的模塊化解決方案。獨立輪轉向可以輕松實現零半徑轉向、橫向行駛等傳統底盤難以實現的轉向功能。另外，相比于前輪轉向系統，基于線控技術的四輪轉向系統減小了轉向時的質心側偏角，提高了汽車低速轉向時的靈活性和高速轉向時的操縱穩定性和行駛安全性。

目前，針對四輪轉向系統的研究多集中于轉向系統與底盤其他子系統的集成控制器設計和變傳動比等方面，并沒考慮內、外側車輪側向力不同時飽和的差異特性；另外，傳統的四輪轉向汽車不具備小轉向半徑甚至零半徑轉向的能力，無法滿足特種車輛在復雜環境下對高機動性的要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種四輪轉向獨立輪轉向驅動裝置及其控制方法，以解決現有技術中存在的問題。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種四輪轉向獨立輪轉向驅動裝置，其特征在于，包括：轉角傳感器組件、蝸輪蝸桿減速器、電動輸出軸組件、電機及其控制器；其中，所述電動輸出軸組件設置有電動輸出軸和轉向輸入軸；所述轉角傳感器組件的本體與轉向器殼體固接，所述轉角傳感器組件的轉子與所述電動輸出軸固接；所述蝸輪蝸桿減速器的蝸桿與所述電機輸出軸連接；所述蝸輪蝸桿減速器的蝸輪與所述電動輸出軸固接；所述電動輸出軸組件由一對圓錐滾子軸承與法蘭支撐連接；所述電動輸出軸和轉向輸入軸通過內外花鍵聯接，所述電動輸出軸和轉向輸入軸均為中空結構。

可選實施例中，所述轉角傳感器組件設置有轉角傳感器和傳感器殼蓋；所述轉角傳感器組件設置在所述蝸輪蝸桿減速器的上方，所述轉角傳感器的轉子與所述電動輸出軸通過激光焊接，所述轉角傳感器的本體與所述傳感器殼蓋卡緊固連；所述傳感器殼蓋通過螺栓與轉向器殼體連接；其中，所述傳感器殼蓋和所述轉向器殼體之間設置有O型密封圈。

可選實施例中，所述蝸輪蝸桿減速器中設置有蝸桿和蝸輪；所述蝸輪的下端通過與其固接的所述電動輸出軸的軸肩進行軸向定位，所述蝸輪的上端對所述電動輸出軸組件中的角接觸球軸承進行支撐，通過鎖緊螺母將所述蝸輪與所述角接觸球軸承軸向定位；所述蝸輪 通過一對所述角接觸球軸承 與所述轉向器殼體進行連接，所述蝸桿通過四爪聯軸器與所述電機輸出軸連接，所述蝸桿和蝸輪通過嚙合傳動將所述電機的輸出扭矩傳遞到所述電動輸出軸上。

可選實施例中，所述電動輸出軸組件還設置有軸套、油封和卡簧；所述電動輸出軸上端通過所述角接觸球軸承支撐，所述電動輸出軸與所述轉角傳感器的轉子激光焊接，所述電動輸出軸與所述傳感器殼蓋之間設置有油封；所述轉向輸入軸與一對圓錐滾子軸承連接，所述轉向輸入軸與所述電動輸出軸之間有軸套，所述軸套通過所述卡簧軸向定位在所述轉向輸入軸內；所述角接觸球軸承與所述轉向器殼體的軸承座連接，所述一對圓錐滾子軸承與所述法蘭配合連接。