專利名稱：基于電動輪助力的主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于汽車領(lǐng)域，適用于轉(zhuǎn)向車輪為電動輪驅(qū)動的汽車，特別涉及一種利用電動輪主動驅(qū)動車輪產(chǎn)生繞主銷旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)向力矩，來實(shí)現(xiàn)車輪轉(zhuǎn)向的技術(shù)，從而簡化目前汽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電動輪轉(zhuǎn)向助力。
背景技術(shù)：
電動輪是指將電動機(jī)連同減速系統(tǒng)一起放到汽車車輪的內(nèi)部，從而簡化電動汽車或者混合動力汽車整車動力傳動的系統(tǒng)，有時(shí)也稱為輪轂電機(jī)。對汽車而言，特別是重型載貨汽車，由于轉(zhuǎn)向車輪負(fù)荷較大，因而轉(zhuǎn)向時(shí)阻力較大，為實(shí)現(xiàn)較大的轉(zhuǎn)向助力，只能采用液壓助力轉(zhuǎn)向，但液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由于汽車工作時(shí)不論是否轉(zhuǎn)向，液壓泵始終都處于工作狀態(tài)，因而使汽車經(jīng)濟(jì)性變差，另外由于液壓系統(tǒng)對溫度比較敏感，導(dǎo)致液壓助力系統(tǒng)對溫度的適應(yīng)性變差。而采用電動助力轉(zhuǎn)向，會由于需要的轉(zhuǎn)向功率較大，而使助力電機(jī)體積較大，而難以在汽車上布置。為解決上述問題，設(shè)計(jì)基于電動輪的轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)，將汽車的轉(zhuǎn)向車輪改為能獨(dú)立驅(qū)動的電動輪，可以根據(jù)轉(zhuǎn)向盤的信號，分別單獨(dú)控制左右側(cè)的車輪主動繞主銷轉(zhuǎn)動，而無需另外的轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)驅(qū)動車輪繞主銷的轉(zhuǎn)動，從而簡化了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為解決目前電動汽車或者混合動力汽車轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)復(fù)雜、整車燃油經(jīng)濟(jì)性差的問題，提出一種用電動輪代替目前的普通轉(zhuǎn)向車輪實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向助力，去除傳統(tǒng)汽車的轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)。本發(fā)明提出的電動輪助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，對混合動力汽車而言，該系統(tǒng)保留發(fā)動機(jī)，去掉原來離合器、變速箱、傳動軸、主減速器、差速器等一系列系統(tǒng)，增加了與發(fā)動機(jī)匹配的發(fā)電機(jī)和蓄電池，將所有的驅(qū)動車輪和轉(zhuǎn)向車輪改為電動輪，并增加轉(zhuǎn)向電控單元系統(tǒng)。對電動車汽車而言，只需將所有的驅(qū)動車輪和轉(zhuǎn)向車輪改為電動輪，并增加轉(zhuǎn)向電控單元系統(tǒng)。本發(fā)明的特點(diǎn)及有益效果本發(fā)明用電動輪和轉(zhuǎn)向電控單元系統(tǒng)，代替了原來汽車上的液壓助力系統(tǒng)或者電動助力系統(tǒng)，通過控制左右兩側(cè)轉(zhuǎn)向電動輪的驅(qū)動力矩，主動產(chǎn)生轉(zhuǎn)向車輪繞轉(zhuǎn)向主銷的轉(zhuǎn)向力矩，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向助力。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)去掉了原來安裝在駕駛室前下部的液壓轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)或者安裝在轉(zhuǎn)向盤下部的轉(zhuǎn)向立柱附近的轉(zhuǎn)向助力電機(jī)，從而使汽車駕駛室的空間變大，便于布置。(2)用電動輪代替原來的普通車輪，由于電機(jī)內(nèi)置在車輪里面，所以整車的動力系統(tǒng)得以簡化，去掉了離合器、變速器、傳動軸、主減速器、差速器等， 特別對轎車而言整車的內(nèi)部空間更大，而對貨車或者客車而言，也有助于降低汽車的重心。 (3)由于電動輪的驅(qū)動力矩可調(diào)范圍較大，因而可得到較大范圍可調(diào)的左右側(cè)車輪的驅(qū)動力矩差——轉(zhuǎn)向助力力矩，因而可以滿足汽車低速行駛時(shí)較大的轉(zhuǎn)向助力，高速行駛時(shí)較小的助力轉(zhuǎn)向，甚至負(fù)助力轉(zhuǎn)向。(4)只在轉(zhuǎn)向需要時(shí)才會產(chǎn)生轉(zhuǎn)向助力，因而可以減小汽車額外能量消耗，提高汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性。


圖1為本發(fā)明的基于電動輪助力的主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)布置示意圖；
具體實(shí)施例方式本發(fā)明結(jié)合附圖及實(shí)施例詳細(xì)說明如下本發(fā)明所述基于電動輪助力的主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，如圖1所示，包括車軸1、轉(zhuǎn)向直拉桿2、轉(zhuǎn)向節(jié)臂3、左側(cè)主銷4、左電動輪5、左轉(zhuǎn)向節(jié)6、左轉(zhuǎn)向梯形7、轉(zhuǎn)向搖臂8、轉(zhuǎn)向盤9、轉(zhuǎn)向盤傳感器10、轉(zhuǎn)向器11、轉(zhuǎn)向橫拉桿12、右轉(zhuǎn)向梯形13、右電動輪14、右轉(zhuǎn)向節(jié) 15、右側(cè)主銷16、所述電動輪5、14通過汽車的懸架系統(tǒng)固定在汽車車身上。汽車蓄電池的電能通過電線傳遞給電動輪5、14，實(shí)現(xiàn)電動輪5、14的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，轉(zhuǎn)向盤9的轉(zhuǎn)動信號通過轉(zhuǎn)向盤傳感器10傳遞給轉(zhuǎn)向電控單元，轉(zhuǎn)向電控單元控制內(nèi)外側(cè)電動輪5、14驅(qū)動力矩的大小，形成繞主銷4、16旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)向力矩差，使轉(zhuǎn)向車輪5、14繞主銷4、16主動轉(zhuǎn)向。本發(fā)明所述基于電動輪助力的主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作過程如下汽車向左轉(zhuǎn)向時(shí)駕駛員轉(zhuǎn)向力矩傳遞過程轉(zhuǎn)向盤9逆時(shí)針向左轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)向力矩通過轉(zhuǎn)向器11，傳遞到轉(zhuǎn)向搖臂8，向前推動轉(zhuǎn)向直拉桿2，通過轉(zhuǎn)向直拉桿2帶動轉(zhuǎn)向節(jié)臂3繞主銷4逆時(shí)針轉(zhuǎn)動，由于轉(zhuǎn)向節(jié)臂3與左轉(zhuǎn)向節(jié)6、左轉(zhuǎn)向梯形7固定在一起，所以轉(zhuǎn)向節(jié)臂3帶動左轉(zhuǎn)向節(jié)6、左轉(zhuǎn)向梯形7 —起繞主銷4逆時(shí)針轉(zhuǎn)動，左轉(zhuǎn)向節(jié)6帶動左側(cè)電動車輪5繞主銷4 逆時(shí)針轉(zhuǎn)動。左轉(zhuǎn)向梯形7通過轉(zhuǎn)向橫拉桿12，帶動右轉(zhuǎn)向梯形13繞右側(cè)主銷16逆時(shí)針轉(zhuǎn)動；右轉(zhuǎn)向梯形13帶動右轉(zhuǎn)向節(jié)15連同右電動輪14繞右側(cè)主銷16逆時(shí)針轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)車輪轉(zhuǎn)向。但此時(shí)傳遞的力矩較小，需要轉(zhuǎn)向助力。轉(zhuǎn)向助力的工作過程為轉(zhuǎn)向盤9逆時(shí)針向左轉(zhuǎn)動，通過轉(zhuǎn)向盤傳感器10，將轉(zhuǎn)向信號變?yōu)殡娦盘?，傳遞給轉(zhuǎn)向控制單元，轉(zhuǎn)向控制單元根據(jù)車速、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動狀況等信號， 計(jì)算出左右兩側(cè)電動輪5、14的驅(qū)動力矩的差值和方向，即汽車向左轉(zhuǎn)向時(shí)左側(cè)電動輪5的驅(qū)動力矩小于右側(cè)電動輪14的驅(qū)動力矩，從而形成分別繞主銷4和16逆時(shí)針轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)向助力力矩，使電動車輪5和14主動向左轉(zhuǎn)向，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向助力。汽車向右轉(zhuǎn)向時(shí)駕駛員轉(zhuǎn)向力矩傳遞過程轉(zhuǎn)向盤9順時(shí)針向右轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)向力矩通過轉(zhuǎn)向器11，傳遞到轉(zhuǎn)向搖臂8，向后拉動轉(zhuǎn)向直拉桿2，通過轉(zhuǎn)向直拉桿2帶動轉(zhuǎn)向節(jié)臂3繞主銷4順時(shí)針轉(zhuǎn)動，由于轉(zhuǎn)向節(jié)臂3與左轉(zhuǎn)向節(jié)6、左轉(zhuǎn)向梯形7固定在一起，所以轉(zhuǎn)向節(jié)臂3帶動左轉(zhuǎn)向節(jié)6、左轉(zhuǎn)向梯形7 —起繞主銷4順時(shí)針轉(zhuǎn)動，左轉(zhuǎn)向節(jié)6帶動左側(cè)電動車輪5繞主銷4 順時(shí)針轉(zhuǎn)動。左轉(zhuǎn)向梯形7通過轉(zhuǎn)向橫拉桿12，帶動右轉(zhuǎn)向梯形13繞右側(cè)主銷16順時(shí)針轉(zhuǎn)動；右轉(zhuǎn)向梯形13帶動右轉(zhuǎn)向節(jié)15連同右電動輪14繞右側(cè)主銷16順時(shí)針轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)車輪轉(zhuǎn)向。但此時(shí)傳遞的力矩較小，需要轉(zhuǎn)向助力。轉(zhuǎn)向助力的工作過程為轉(zhuǎn)向盤9順時(shí)針向右轉(zhuǎn)動，通過轉(zhuǎn)向盤傳感器10，將轉(zhuǎn)向
4信號變?yōu)殡娦盘枺瑐鬟f給轉(zhuǎn)向控制單元，轉(zhuǎn)向控制單元根據(jù)車速、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動狀況等信號， 計(jì)算出左右兩側(cè)電動輪5、14的驅(qū)動力矩的差值和方向，即汽車向右轉(zhuǎn)向時(shí)左側(cè)電動輪5的驅(qū)動力矩大于右側(cè)電動輪14的驅(qū)動力矩，從而形成分別繞主銷4和16順時(shí)針轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)向助力力矩，使電動車輪5和14主動向右轉(zhuǎn)向，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向助力。
權(quán)利要求
1.一種通過電動輪進(jìn)行轉(zhuǎn)向助力的汽車主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于該轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)去除了原來傳統(tǒng)汽車駕駛室前下部的液壓轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)或者安裝在轉(zhuǎn)向盤下部的轉(zhuǎn)向立柱附近的轉(zhuǎn)向助力電機(jī)，從而使汽車駕駛室的空間變大，便于布置。
2.如權(quán)利要求1所述的汽車主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于根據(jù)車速和轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動狀況， 通過轉(zhuǎn)向電控單元，控制左右兩側(cè)電動車輪的驅(qū)動力矩差值大小，形成轉(zhuǎn)向助力力矩。
3.如權(quán)利要求2所述的汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于所述的電動車輪本身就是汽車的轉(zhuǎn)向車輪，從而可以使電動車輪驅(qū)動時(shí)，產(chǎn)生轉(zhuǎn)向車輪繞主銷主動轉(zhuǎn)向的趨勢。
4.如權(quán)利要求3所述的電動車輪或者電動輪，其特征在于所述的電動輪，是該電動輪包括電機(jī)和車輪。
5.如權(quán)利要求4所述的電動輪，其特征在于所述的電動輪驅(qū)動是由每個(gè)車輪上的電機(jī)來提供動力，驅(qū)動車輪工作，其驅(qū)動力矩單獨(dú)可控。
全文摘要
本發(fā)明屬于汽車領(lǐng)域，特別涉及一種電動輪驅(qū)動的多軸汽車。該電動輪驅(qū)動的多軸汽車的特點(diǎn)基于電動輪驅(qū)動的轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)。該轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)是將汽車的轉(zhuǎn)向車輪改為能獨(dú)立驅(qū)動的電動輪，可以根據(jù)轉(zhuǎn)向盤的信號，分別單獨(dú)控制左右側(cè)的車輪主動繞主銷轉(zhuǎn)動，而無需另外的轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)驅(qū)動車輪繞主銷的轉(zhuǎn)動，從而簡化了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。本發(fā)明可根據(jù)汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的需要，只在轉(zhuǎn)向需要時(shí)才會產(chǎn)生轉(zhuǎn)向助力，因而可以減小汽車額外能量消耗，提高汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)，單獨(dú)控制每個(gè)電動輪的驅(qū)動力矩，提高汽車行駛的穩(wěn)定性。
文檔編號B60K7/00GK102416978SQ20111034451
公開日2012年4月18日 申請日期2011年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月4日
發(fā)明者張平霞, 張海源, 朱永強(qiáng) 申請人:青島理工大學(xué)