專利名稱：基于電動輪助力的主動轉向系統的制作方法
技術領域：
本發明屬于汽車領域，適用于轉向車輪為電動輪驅動的汽車，特別涉及一種利用電動輪主動驅動車輪產生繞主銷旋轉的轉向力矩，來實現車輪轉向的技術，從而簡化目前汽車的轉向系統，實現電動輪轉向助力。
背景技術：
電動輪是指將電動機連同減速系統一起放到汽車車輪的內部，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，有時也稱為輪轂電機。對汽車而言，特別是重型載貨汽車，由于轉向車輪負荷較大，因而轉向時阻力較大，為實現較大的轉向助力，只能采用液壓助力轉向，但液壓助力轉向系統由于汽車工作時不論是否轉向，液壓泵始終都處于工作狀態，因而使汽車經濟性變差，另外由于液壓系統對溫度比較敏感，導致液壓助力系統對溫度的適應性變差。而采用電動助力轉向，會由于需要的轉向功率較大，而使助力電機體積較大，而難以在汽車上布置。為解決上述問題，設計基于電動輪的轉向助力系統，將汽車的轉向車輪改為能獨立驅動的電動輪，可以根據轉向盤的信號，分別單獨控制左右側的車輪主動繞主銷轉動，而無需另外的轉向助力系統驅動車輪繞主銷的轉動，從而簡化了轉向系統。
發明內容
本發明的目的是為解決目前電動汽車或者混合動力汽車轉向助力系統復雜、整車燃油經濟性差的問題，提出一種用電動輪代替目前的普通轉向車輪實現轉向助力，去除傳統汽車的轉向助力系統。本發明提出的電動輪助力轉向系統，其特征在于，對混合動力汽車而言，該系統保留發動機，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，增加了與發動機匹配的發電機和蓄電池，將所有的驅動車輪和轉向車輪改為電動輪，并增加轉向電控單元系統。對電動車汽車而言，只需將所有的驅動車輪和轉向車輪改為電動輪，并增加轉向電控單元系統。本發明的特點及有益效果本發明用電動輪和轉向電控單元系統，代替了原來汽車上的液壓助力系統或者電動助力系統，通過控制左右兩側轉向電動輪的驅動力矩，主動產生轉向車輪繞轉向主銷的轉向力矩，從而實現轉向助力。本發明具有以下優點(1)去掉了原來安裝在駕駛室前下部的液壓轉向助力系統或者安裝在轉向盤下部的轉向立柱附近的轉向助力電機，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，由于電機內置在車輪里面，所以整車的動力系統得以簡化，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)由于電動輪的驅動力矩可調范圍較大，因而可得到較大范圍可調的左右側車輪的驅動力矩差——轉向助力力矩，因而可以滿足汽車低速行駛時較大的轉向助力，高速行駛時較小的助力轉向，甚至負助力轉向。(4)只在轉向需要時才會產生轉向助力，因而可以減小汽車額外能量消耗，提高汽車的燃油經濟性。
圖1為本發明的基于電動輪助力的主動轉向系統布置示意圖；
具體實施例方式本發明結合附圖及實施例詳細說明如下本發明所述基于電動輪助力的主動轉向系統結構，如圖1所示，包括車軸1、轉向直拉桿2、轉向節臂3、左側主銷4、左電動輪5、左轉向節6、左轉向梯形7、轉向搖臂8、轉向盤9、轉向盤傳感器10、轉向器11、轉向橫拉桿12、右轉向梯形13、右電動輪14、右轉向節 15、右側主銷16、所述電動輪5、14通過汽車的懸架系統固定在汽車車身上。汽車蓄電池的電能通過電線傳遞給電動輪5、14，實現電動輪5、14的旋轉驅動，轉向盤9的轉動信號通過轉向盤傳感器10傳遞給轉向電控單元，轉向電控單元控制內外側電動輪5、14驅動力矩的大小，形成繞主銷4、16旋轉的轉向力矩差，使轉向車輪5、14繞主銷4、16主動轉向。本發明所述基于電動輪助力的主動轉向系統的工作過程如下汽車向左轉向時駕駛員轉向力矩傳遞過程轉向盤9逆時針向左轉動，轉向力矩通過轉向器11，傳遞到轉向搖臂8，向前推動轉向直拉桿2，通過轉向直拉桿2帶動轉向節臂3繞主銷4逆時針轉動，由于轉向節臂3與左轉向節6、左轉向梯形7固定在一起，所以轉向節臂3帶動左轉向節6、左轉向梯形7 —起繞主銷4逆時針轉動，左轉向節6帶動左側電動車輪5繞主銷4 逆時針轉動。左轉向梯形7通過轉向橫拉桿12，帶動右轉向梯形13繞右側主銷16逆時針轉動；右轉向梯形13帶動右轉向節15連同右電動輪14繞右側主銷16逆時針轉動，實現車輪轉向。但此時傳遞的力矩較小，需要轉向助力。轉向助力的工作過程為轉向盤9逆時針向左轉動，通過轉向盤傳感器10，將轉向信號變為電信號，傳遞給轉向控制單元，轉向控制單元根據車速、轉向盤轉動狀況等信號， 計算出左右兩側電動輪5、14的驅動力矩的差值和方向，即汽車向左轉向時左側電動輪5的驅動力矩小于右側電動輪14的驅動力矩，從而形成分別繞主銷4和16逆時針轉動的轉向助力力矩，使電動車輪5和14主動向左轉向，從而實現轉向助力。汽車向右轉向時駕駛員轉向力矩傳遞過程轉向盤9順時針向右轉動，轉向力矩通過轉向器11，傳遞到轉向搖臂8，向后拉動轉向直拉桿2，通過轉向直拉桿2帶動轉向節臂3繞主銷4順時針轉動，由于轉向節臂3與左轉向節6、左轉向梯形7固定在一起，所以轉向節臂3帶動左轉向節6、左轉向梯形7 —起繞主銷4順時針轉動，左轉向節6帶動左側電動車輪5繞主銷4 順時針轉動。左轉向梯形7通過轉向橫拉桿12，帶動右轉向梯形13繞右側主銷16順時針轉動；右轉向梯形13帶動右轉向節15連同右電動輪14繞右側主銷16順時針轉動，實現車輪轉向。但此時傳遞的力矩較小，需要轉向助力。轉向助力的工作過程為轉向盤9順時針向右轉動，通過轉向盤傳感器10，將轉向
4信號變為電信號，傳遞給轉向控制單元，轉向控制單元根據車速、轉向盤轉動狀況等信號， 計算出左右兩側電動輪5、14的驅動力矩的差值和方向，即汽車向右轉向時左側電動輪5的驅動力矩大于右側電動輪14的驅動力矩，從而形成分別繞主銷4和16順時針轉動的轉向助力力矩，使電動車輪5和14主動向右轉向，從而實現轉向助力。
權利要求
1.一種通過電動輪進行轉向助力的汽車主動轉向系統，其特征在于該轉向助力系統去除了原來傳統汽車駕駛室前下部的液壓轉向助力系統或者安裝在轉向盤下部的轉向立柱附近的轉向助力電機，從而使汽車駕駛室的空間變大，便于布置。
2.如權利要求1所述的汽車主動轉向系統，其特征在于根據車速和轉向盤轉動狀況， 通過轉向電控單元，控制左右兩側電動車輪的驅動力矩差值大小，形成轉向助力力矩。
3.如權利要求2所述的汽車轉向系統，其特征在于所述的電動車輪本身就是汽車的轉向車輪，從而可以使電動車輪驅動時，產生轉向車輪繞主銷主動轉向的趨勢。
4.如權利要求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和車輪。
5.如權利要求4所述的電動輪，其特征在于所述的電動輪驅動是由每個車輪上的電機來提供動力，驅動車輪工作，其驅動力矩單獨可控。
全文摘要
本發明屬于汽車領域，特別涉及一種電動輪驅動的多軸汽車。該電動輪驅動的多軸汽車的特點基于電動輪驅動的轉向助力系統。該轉向助力系統是將汽車的轉向車輪改為能獨立驅動的電動輪，可以根據轉向盤的信號，分別單獨控制左右側的車輪主動繞主銷轉動，而無需另外的轉向助力系統驅動車輪繞主銷的轉動，從而簡化了轉向系統。本發明可根據汽車燃油經濟性的需要，只在轉向需要時才會產生轉向助力，因而可以減小汽車額外能量消耗，提高汽車的燃油經濟性，同時，單獨控制每個電動輪的驅動力矩，提高汽車行駛的穩定性。
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 優先權日2011年11月4日
發明者張平霞, 張海源, 朱永強 申請人:青島理工大學