汽車電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種左右側(cè)前輪轉(zhuǎn)向半徑可控的汽車電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，包括：左側(cè)前車輪、右側(cè)前車輪、方向盤(pán)和電控單元ECU，所述的左側(cè)前車輪與左橫拉桿的左端相連接，所述的右側(cè)前車輪與右橫拉桿的右端相連接，所述的左橫拉桿和右橫拉桿之間通過(guò)油缸連接。優(yōu)點(diǎn)是：可以根據(jù)車輛轉(zhuǎn)彎程度控制左右側(cè)前輪轉(zhuǎn)向半徑，減少車輪轉(zhuǎn)向時(shí)的行駛阻力和輪胎磨損，提高了汽車的操縱穩(wěn)定性，是一種理想的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【專利說(shuō)明】汽車電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于一種機(jī)動(dòng)車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu),尤其涉及一種汽車電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]車輛行駛時(shí)，駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)，方向盤(pán)通過(guò)一套轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)車輪轉(zhuǎn)向，完成車輛按駕駛員駕駛意圖的方向行駛。理想的車輪轉(zhuǎn)向應(yīng)該是車輛轉(zhuǎn)向行駛時(shí)車輪為純滾動(dòng)，左右前輪的轉(zhuǎn)向半徑不同并符合理想轉(zhuǎn)向半徑值，即所有車輪的軸線相交于同一點(diǎn)，才能防止車輛轉(zhuǎn)向時(shí)路面對(duì)汽車行駛的附加阻力以及造成輪胎的過(guò)快磨損。但現(xiàn)有的車輛的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)通過(guò)橫拉桿傳遞，橫拉桿為一剛性材料，需通過(guò)改變汽車轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中轉(zhuǎn)向梯形的幾何參數(shù)，使得轉(zhuǎn)向梯形在一定的車輪偏轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)，兩側(cè)車輪偏轉(zhuǎn)角的關(guān)系才大體上接近于理想關(guān)系。由于橫拉桿的不可伸縮性，現(xiàn)有的這種轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)仍然無(wú)法改變其自身的缺陷實(shí)現(xiàn)所有車輪的軸線相交于同一點(diǎn)，即無(wú)法滿足理想的轉(zhuǎn)彎半徑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:提供一種左右側(cè)前輪轉(zhuǎn)向半徑可控的汽車電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。
[0004]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:汽車電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，包括:左側(cè)前車輪、右側(cè)前車輪、方向盤(pán)和電控單元ECU，所述的左側(cè)前車輪與左橫拉桿的左端相連接，所述的右側(cè)前車輪與右橫拉桿的右端相連接，所述的左橫拉桿和右橫拉桿之間通過(guò)油缸連接，在所述油缸內(nèi)分別設(shè)置有左活塞和右活塞，所述的左活塞和右活塞將油缸分隔成A腔、B腔和C腔，在所述左活塞和右活塞之間的B腔內(nèi)設(shè)置有彈簧，所述彈簧的兩端分別與左活塞和右活塞相連接，所述的A腔和C腔的油壓分別由A腔開(kāi)關(guān)閥和C腔開(kāi)關(guān)閥控制，在所述左橫拉桿上設(shè)置有齒條，所述的齒條與設(shè)置在轉(zhuǎn)向桿下端的齒輪相互配合，所述的方向盤(pán)通過(guò)轉(zhuǎn)向減速裝置與轉(zhuǎn)向桿的上端相連接，在所述左橫拉桿和右橫拉桿的旁邊分別設(shè)置有與其相互配合的左橫拉桿位移傳感器和右橫拉桿位移傳感器，所述的左橫拉桿位移傳感器信號(hào)、右橫拉桿位移傳感器信號(hào)、方向盤(pán)轉(zhuǎn)角信號(hào)、方向盤(pán)扭矩信號(hào)、側(cè)向角加速度信號(hào)、車速信號(hào)、A腔開(kāi)關(guān)閥以及C腔開(kāi)關(guān)閥都與所述的電控單元ECU相連接。
[0005]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:上述汽車電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，可以根據(jù)車輛轉(zhuǎn)彎程度控制左右側(cè)前輪轉(zhuǎn)向半徑，減少車輪轉(zhuǎn)向時(shí)的行駛阻力和輪胎磨損，提高了汽車的操縱穩(wěn)定性，是一種理想的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0006]圖1為本發(fā)明汽車電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0007]圖中:1、左側(cè)前車輪，2、右側(cè)前車輪，3、方向盤(pán)，4、電控單元ECU，5、左橫拉桿，6、右橫拉桿，7、油缸，8、左活塞，9、右活塞，10、A腔，11、B腔，12、C腔，13、彈簧，14、A腔開(kāi)關(guān)閥，15、C腔開(kāi)關(guān)閥，16、齒條，17、轉(zhuǎn)向桿，18、齒輪，19、轉(zhuǎn)向減速裝置，20、左橫拉桿位移傳感器，21、右橫拉桿位移傳感器。
【具體實(shí)施方式】
[0008]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例詳細(xì)描述一下本發(fā)明的具體內(nèi)容。
[0009]如圖1所示，汽車電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，包括:左側(cè)前車輪1、右側(cè)前車輪2、方向盤(pán)3和電控單元ECU4，所述的左側(cè)前車輪I與左橫拉桿5的左端相連接，所述的右側(cè)前車輪2與右橫拉桿6的右端相連接，所述的左橫拉桿5和右橫拉桿6之間通過(guò)油缸7連接，在所述油缸7內(nèi)分別設(shè)置有左活塞8和右活塞9，所述的左活塞8和右活塞9將油缸7分隔成A腔10、B腔11和C腔12，在所述左活塞8和右活塞9之間的B腔11內(nèi)設(shè)置有彈簧13，所述彈簧13的兩端分別與左活塞8和右活塞9相連接，所述的A腔10和C腔12的油壓分別由A腔開(kāi)關(guān)閥14和C腔開(kāi)關(guān)閥15控制，在所述左橫拉桿5上設(shè)置有齒條16，所述的齒條16與設(shè)置在轉(zhuǎn)向桿17下端的齒輪18相互配合，所述的方向盤(pán)3通過(guò)轉(zhuǎn)向減速裝置19與轉(zhuǎn)向桿17的上端相連接，在所述左橫拉桿5和右橫拉桿6的旁邊分別設(shè)置有與其相互配合的左橫拉桿位移傳感器20和右橫拉桿位移傳感器21,所述的左橫拉桿位移傳感器信號(hào)、右橫拉桿位移傳感器信號(hào)、方向盤(pán)轉(zhuǎn)角信號(hào)、方向盤(pán)扭矩信號(hào)、側(cè)向角加速度信號(hào)、車速信號(hào)、A腔開(kāi)關(guān)閥14以及C腔開(kāi)關(guān)閥15都與所述的電控單元ECU4相連接。
[0010]上述汽車電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，油缸7連接左橫拉桿5和右橫拉桿6，油缸7內(nèi)的左活塞8和右活塞9之間通過(guò)彈簧13連接，左側(cè)前車輪1、右側(cè)前車輪2在直線行駛狀態(tài)時(shí)彈簧處于自由狀態(tài)。在左橫拉桿5和右橫拉桿6上分別安置有左橫拉桿位移傳感器20、右橫拉桿位移傳感器21,檢測(cè)左橫拉桿5和右橫拉桿6的位移量。電控單兀CEU4檢測(cè)各傳感器信號(hào)并進(jìn)行運(yùn)算處理控制A腔開(kāi)關(guān)閥14和C腔開(kāi)關(guān)閥15的占空比，實(shí)現(xiàn)油缸7內(nèi)各腔內(nèi)油壓不同，推動(dòng)左橫拉桿5和右橫拉桿6的位移，完成左右轉(zhuǎn)向車輪不同的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，實(shí)現(xiàn)左右兩側(cè)轉(zhuǎn)向輪能夠按照理論的轉(zhuǎn)向半徑進(jìn)行轉(zhuǎn)向，同時(shí)通過(guò)油缸7的推力，為轉(zhuǎn)向提供助力。
[0011]一、方向盤(pán)3向左轉(zhuǎn)動(dòng)
方向盤(pán)3通過(guò)轉(zhuǎn)向減速裝置19帶動(dòng)轉(zhuǎn)向桿17轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)向桿17下端的齒輪齒條機(jī)構(gòu)帶動(dòng)左橫拉桿5向右移動(dòng)。同時(shí)電控單兀ECU4檢測(cè)方向盤(pán)3的轉(zhuǎn)矩信號(hào)和轉(zhuǎn)角信號(hào)。
[0012]當(dāng)方向盤(pán)3的轉(zhuǎn)向力矩不為零時(shí)，電控單元ECU4根據(jù)方向盤(pán)3的轉(zhuǎn)角信號(hào)、方向盤(pán)3的轉(zhuǎn)矩信號(hào)、車速信號(hào)以及側(cè)向角加速度信號(hào)，通過(guò)電控單元ECU4的
內(nèi)部運(yùn)算，電控單元E⑶4輸出占空比給A腔開(kāi)關(guān)閥14給油缸7的A腔10供油，為轉(zhuǎn)向提供助力。當(dāng)油缸7提供的轉(zhuǎn)向助力小于預(yù)定值時(shí)，增大電控單元ECU4輸出給A腔開(kāi)關(guān)閥14的占空比，即增大油缸7的A腔10的油壓；當(dāng)油缸7提供的轉(zhuǎn)向助力大于預(yù)定值時(shí)，減小電控單元E⑶4輸出給A腔開(kāi)關(guān)閥14的占空比，即減小油缸7的A腔10的油壓。
[0013]左橫拉桿位移傳感器20、右橫拉桿位移傳感器21分別檢測(cè)左橫拉桿5、右橫拉桿6的位移量，左橫拉桿位移傳感器20、右橫拉桿位移傳感器21的數(shù)值傳遞給電控單兀ECU4,并通過(guò)運(yùn)算得出左側(cè)前車輪1、右側(cè)前車輪2的轉(zhuǎn)向角度。當(dāng)右側(cè)前車輪2轉(zhuǎn)向角度大于左側(cè)前車輪I轉(zhuǎn)向角度計(jì)算得出的預(yù)定右側(cè)前車輪2轉(zhuǎn)向角度時(shí)，即右側(cè)前車輪2轉(zhuǎn)向過(guò)快，增大電控單元E⑶4輸出的占空比給C腔開(kāi)關(guān)閥15，增大油缸7的C腔12的油壓，減小右側(cè)前車輪2轉(zhuǎn)向角度；當(dāng)右側(cè)前車輪2轉(zhuǎn)向角度小于左側(cè)前車輪I轉(zhuǎn)向角度計(jì)算得出的預(yù)定右側(cè)前車輪2轉(zhuǎn)向角度時(shí)，即右側(cè)前車輪2轉(zhuǎn)向過(guò)慢，減小電控單元ECU4輸出的占空比給C腔開(kāi)關(guān)閥15，減少油缸7的C腔12的油壓，增大右側(cè)前車輪2的轉(zhuǎn)向角度。
[0014]當(dāng)方向盤(pán)3轉(zhuǎn)向力矩為零時(shí)，并且轉(zhuǎn)向角度不為零時(shí)，此時(shí)車輛為回正狀態(tài)，電控單元E⑶4關(guān)閉A腔開(kāi)關(guān)閥14、C腔開(kāi)關(guān)閥15的占空比，使得油缸7內(nèi)A腔10、C腔12的油壓為常壓，利用油缸7內(nèi)B腔11的彈簧13彈力恢復(fù)左側(cè)前車輪1、右側(cè)前車輪2的回正角度。左橫拉桿位移傳感器20、右橫拉桿位
移傳感器21分別檢測(cè)左橫拉桿5、右橫拉桿6的位移量,左橫拉桿位移傳感器20、右橫拉桿位移傳感器21的數(shù)值傳遞給電控單元ECU4，并通過(guò)運(yùn)算得出左側(cè)前車輪1、右側(cè)前車輪2的轉(zhuǎn)向角度。當(dāng)右側(cè)前車輪2轉(zhuǎn)向角度大于左側(cè)前車輪I轉(zhuǎn)向角度計(jì)算得出的預(yù)定右側(cè)前車輪2轉(zhuǎn)向角度時(shí)，即左側(cè)前車輪I回正過(guò)快，增大電控單元ECU4輸出給A腔開(kāi)關(guān)閥14的占空比，即增大油缸7內(nèi)A腔10的油壓，減小左側(cè)前車輪I轉(zhuǎn)向角度；當(dāng)右側(cè)前車輪2轉(zhuǎn)向角度小于左側(cè)前車輪I轉(zhuǎn)向角度計(jì)算得出的預(yù)定右側(cè)前車輪2轉(zhuǎn)向角度時(shí)，即右側(cè)前車輪2轉(zhuǎn)向過(guò)慢，增大電控單元ECU4輸出給C腔開(kāi)關(guān)閥15的占空比，即增大油缸7內(nèi)C腔12的油壓，減小右側(cè)前車輪2的轉(zhuǎn)向角度。
[0015]二、方向盤(pán)3向右轉(zhuǎn)動(dòng)
方向盤(pán)3通過(guò)轉(zhuǎn)向減速裝置19帶動(dòng)轉(zhuǎn)向桿17轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)向桿17下端的齒輪齒條機(jī)構(gòu)帶動(dòng)左橫拉桿5向左移動(dòng)。同時(shí)電控單兀ECU4檢測(cè)方向盤(pán)3的轉(zhuǎn)矩信號(hào)和轉(zhuǎn)角信號(hào)。
[0016]當(dāng)方向盤(pán)3轉(zhuǎn)向力矩不為零時(shí)，電控單元ECU4根據(jù)方向盤(pán)3轉(zhuǎn)角信號(hào)、方向盤(pán)3轉(zhuǎn)矩信號(hào)、車速信號(hào)以及側(cè)向角加速度信號(hào)，通過(guò)電控單元ECU4的內(nèi)部運(yùn)算，電控單元ECU4輸出占空比給C腔開(kāi)關(guān)閥15給油缸7的C腔12供油，為轉(zhuǎn)向提供助力。當(dāng)油缸7提供的轉(zhuǎn)向助力小于預(yù)定值時(shí)，增大電控單元ECU4輸出給C腔開(kāi)關(guān)閥15的占空比，即增大油缸7的C腔12的油壓；當(dāng)油缸7提供
的轉(zhuǎn)向助力大于預(yù)定值時(shí)，減小電控單元ECU4輸出給C腔開(kāi)關(guān)閥15的占空比，即減小油缸7的C腔12的油壓。
[0017]左橫拉桿位移傳感器20、右橫拉桿位移傳感器21分別檢測(cè)左橫拉桿5、右橫拉桿6的位移量，左橫拉桿位移傳感器20、右橫拉桿位移傳感器21的數(shù)值傳遞給電控單兀ECU4,并通過(guò)運(yùn)算得出左側(cè)前車輪1、右側(cè)前車輪2的轉(zhuǎn)向角度。當(dāng)右側(cè)前車輪2轉(zhuǎn)向角度大于左側(cè)前車輪I轉(zhuǎn)向角度計(jì)算得出的預(yù)定右側(cè)前車輪2轉(zhuǎn)向角度時(shí)，即右側(cè)前車輪2轉(zhuǎn)向過(guò)快，增大電控單元E⑶4輸出的占空比給A腔開(kāi)關(guān)閥14，增大油缸7內(nèi)A腔10的油壓，減小右側(cè)前車輪2轉(zhuǎn)向角度；當(dāng)右側(cè)前車輪2轉(zhuǎn)向角度小于左側(cè)前車輪I轉(zhuǎn)向角度計(jì)算得出的預(yù)定右側(cè)前車輪2轉(zhuǎn)向角度時(shí)，即右側(cè)前車輪2轉(zhuǎn)向過(guò)慢，減小電控單元ECU4輸出的占空比給A腔開(kāi)關(guān)閥14，減少油缸7內(nèi)A腔10的油壓，增大右側(cè)前車輪2的轉(zhuǎn)向角度。
[0018]當(dāng)方向盤(pán)3轉(zhuǎn)向力矩為零時(shí)，并且轉(zhuǎn)向角度不為零時(shí)，此時(shí)車輛為回正狀態(tài)，電控單元E⑶4關(guān)閉A腔開(kāi)關(guān)閥14、C腔開(kāi)關(guān)閥15的占空比，使得油缸7內(nèi)A腔10、C腔12的油壓為常壓，利用油缸7內(nèi)B腔11的彈簧13彈力恢復(fù)左側(cè)前車輪1、右側(cè)前車輪2的回正角度。橫拉桿位移傳感器5、8分別檢測(cè)左、右兩側(cè)橫拉桿6的位移量,左橫拉桿位移傳感器20、右橫拉桿位移傳感器21的數(shù)值傳遞給電控單元ECU4，并通過(guò)運(yùn)算得出左側(cè)前車輪1、右側(cè)前車輪2的轉(zhuǎn)向角度。當(dāng)右側(cè)前車輪2轉(zhuǎn)向角度大于左側(cè)前車輪I轉(zhuǎn)向角度計(jì)算得出的預(yù)定 右側(cè)前車輪2轉(zhuǎn)向角度時(shí)，即左側(cè)前車輪I回正過(guò)快，增大電控單元ECU4輸出給C腔開(kāi)關(guān)閥15的占空比，即增大油缸7內(nèi)C腔12的油壓，增大右側(cè)前車輪2轉(zhuǎn)向角度；當(dāng)右側(cè)前車輪2轉(zhuǎn)向角度小于左側(cè)前車輪I轉(zhuǎn)向角度計(jì)算得出的預(yù)定右側(cè)前車輪2轉(zhuǎn)向角度時(shí)，即右側(cè)前車輪2轉(zhuǎn)向過(guò)慢，增大電控單元ECU4輸出給A腔開(kāi)關(guān)閥14的占空比，即增大油缸7內(nèi)A腔10的油壓，增大左側(cè)前車輪I的轉(zhuǎn)向角度。
【權(quán)利要求】
1.汽車電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其特征在于:包括:左側(cè)前車輪(I)、右側(cè)前車輪(2)、方向盤(pán)(3)和電控單元E⑶(4)，所述的左側(cè)前車輪(I)與左橫拉桿(5)的左端相連接，所述的右側(cè)前車輪(2)與右橫拉桿(6)的右端相連接，所述的左橫拉桿(5)和右橫拉桿(6)之間通過(guò)油缸(7)連接，在所述油缸(7)內(nèi)分別設(shè)置有左活塞(8)和右活塞(9)，所述的左活塞(8)和右活塞(9)將油缸(7)分隔成A腔(10)、B腔(11)和C腔(12)，在所述左活塞(8)和右活塞(9)之間的B腔(11)內(nèi)設(shè)置有彈簧(13)，所述彈簧(13)的兩端分別與左活塞(8)和右活塞(9)相連接，所述的A腔(10)和C腔(12)的油壓分別由A腔開(kāi)關(guān)閥(14)和C腔開(kāi)關(guān)閥(15)控制，在所述左橫拉桿(5)上設(shè)置有齒條(16)，所述的齒條(16)與設(shè)置在轉(zhuǎn)向桿(17)下端的齒輪(18)相互配合，所述的方向盤(pán)(3)通過(guò)轉(zhuǎn)向減速裝置(18)與轉(zhuǎn)向桿(17)的上端相連接，在所述左橫拉桿(5)和右橫拉桿(6)的旁邊分別設(shè)置有與其相互配合的左橫拉桿位移傳感器(20)和右橫拉桿位移傳感器(21),所述的左橫拉桿位移傳感器信號(hào)、右橫拉桿位移傳感器信號(hào)、方向盤(pán)轉(zhuǎn)角信號(hào)、方向盤(pán)扭矩信號(hào)、側(cè)向角加速度信號(hào)、車速信號(hào)、A腔開(kāi)關(guān)閥(14)以及C腔開(kāi)關(guān)閥(15)都與所述的電控單元E⑶(4)相連接。
【文檔編號(hào)】B62D5/04GK103963834SQ201410212653
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年5月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月20日
【發(fā)明者】劉文光, 陳步高, 何仁, 曹福順 申請(qǐng)人:鹽城振宇科技發(fā)展有限公司