專利名稱：汽車轉(zhuǎn)向純滾動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，尤其涉及一種汽車轉(zhuǎn)向純滾動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)是基于阿克曼轉(zhuǎn)向理論發(fā)展起來(lái)的，但是該理論僅僅是車輛轉(zhuǎn)向時(shí)的理想狀態(tài)，實(shí)際車輛轉(zhuǎn)向時(shí)肯定存在邊滾邊滑的狀態(tài)，現(xiàn)有的技術(shù)通過(guò)調(diào)整轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)中轉(zhuǎn)向梯形的幾何參數(shù)，只能近似的滿足阿克曼轉(zhuǎn)角關(guān)系，無(wú)法保證轉(zhuǎn)向輪繞轉(zhuǎn)向中心做純滾動(dòng)轉(zhuǎn)向。這種由轉(zhuǎn)向梯形帶來(lái)的誤差會(huì)加劇轉(zhuǎn)向輪的磨損，增加轉(zhuǎn)向阻力，同時(shí)還會(huì)造成車輛的側(cè)滑，對(duì)行車穩(wěn)定性、駕駛舒適性都有影響。進(jìn)一步，授權(quán)公告號(hào)為CN201520330U的專利中公開(kāi)了一種汽車助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其采用的方案為包括轉(zhuǎn)向盤(pán)，轉(zhuǎn)向盤(pán)與轉(zhuǎn)向軸的一端連接，轉(zhuǎn)向器與轉(zhuǎn)向軸的另一端連接，轉(zhuǎn)向輪通過(guò)轉(zhuǎn)向橫拉桿與轉(zhuǎn)向 器連接，由轉(zhuǎn)向器，油泵，儲(chǔ)油罐構(gòu)成的液壓回路；其特征在于所述的油泵上設(shè)有伺服電機(jī)，所述的轉(zhuǎn)向軸上設(shè)有轉(zhuǎn)角位置傳感器，轉(zhuǎn)角位置傳感器與控制單元電連接，控制單元與伺服電機(jī)電連接，控制單元與車身CAN總線連接。該專利中提及的汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明提供一種確保汽車在轉(zhuǎn)向時(shí)車輪的偏轉(zhuǎn)滿足阿克曼轉(zhuǎn)角關(guān)系，同時(shí)還能保證行駛時(shí)所需的適當(dāng)車輪前束，使車輪不會(huì)發(fā)生橫向滑動(dòng)，減少輪胎磨損，進(jìn)而提高行車穩(wěn)定性和駕駛舒適性的汽車轉(zhuǎn)向純滾動(dòng)裝置。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種汽車轉(zhuǎn)向純滾動(dòng)裝置，其與底盤(pán)配合使用，包括轉(zhuǎn)向盤(pán)；轉(zhuǎn)向器；轉(zhuǎn)向軸，轉(zhuǎn)向軸一端與轉(zhuǎn)向盤(pán)連接，另一端與轉(zhuǎn)向器輸入端連接；其特征在于，還包括
帶動(dòng)車輛左輪轉(zhuǎn)動(dòng)的左轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其具有依次可轉(zhuǎn)動(dòng)連接的轉(zhuǎn)向左搖臂、轉(zhuǎn)向左拉桿、轉(zhuǎn)向左節(jié)臂、左轉(zhuǎn)向節(jié)，其中，轉(zhuǎn)向左搖臂輸入端與轉(zhuǎn)向器輸出端可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，左轉(zhuǎn)向節(jié)輸出端與車輛左輪連接并帶動(dòng)車輛左輪轉(zhuǎn)動(dòng)；
帶動(dòng)車輛右輪轉(zhuǎn)動(dòng)的右轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其具有布置有第一角度傳感器的左梯形臂，其一端固定于左轉(zhuǎn)向節(jié)且與轉(zhuǎn)向左節(jié)臂可轉(zhuǎn)動(dòng)連接；固定于底盤(pán)的封閉油路單元，其含有左轉(zhuǎn)向梯形推桿，其一端與左梯形臂的另一端可轉(zhuǎn)動(dòng)連連；第一液壓油缸，其活塞桿與左轉(zhuǎn)向梯形推桿另一端固接；第二液壓油缸，其缸體通過(guò)第一、第二油管與第一液壓油缸缸體連通；右轉(zhuǎn)向梯形推桿，其一端與第二液壓油缸活塞桿固接；布置有第二角度傳感器的右梯形臂，其一端與右轉(zhuǎn)向梯形推桿另一端可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，右梯形臂另一端與右轉(zhuǎn)向節(jié)輸入端可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，右轉(zhuǎn)向節(jié)輸出端與車輛右輪連接并帶動(dòng)車輛右輪轉(zhuǎn)動(dòng)；
輔助轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其含有助力電機(jī)；依次可轉(zhuǎn)動(dòng)連接的轉(zhuǎn)向右搖臂、轉(zhuǎn)向右拉桿、轉(zhuǎn)向右節(jié)臂，其中，助力電機(jī)輸出軸與轉(zhuǎn)向右搖臂輸入端可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，轉(zhuǎn)向右節(jié)臂輸出端與右轉(zhuǎn)向節(jié)輸入端可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，同時(shí)，第一、第二角度傳感器、助力電機(jī)控制信號(hào)輸入/輸出端均與E⑶輸入/輸出端相連。優(yōu)選的是，轉(zhuǎn)向右拉桿長(zhǎng)度短于轉(zhuǎn)向左拉桿。優(yōu)選的是，還包括設(shè)有流量閥門的平衡油缸，其與第一、第二油管連通且流量閥門控制信號(hào)輸入/輸出端與E⑶輸入/輸出端相連。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明有益效果如下本發(fā)明對(duì)ECU的控制策略采取分段控制的方式，使其既在不同車輪轉(zhuǎn)角狀態(tài)下都能較好的近似滿足前輪前束和阿克曼轉(zhuǎn)角關(guān)系的要求，同時(shí)又能簡(jiǎn)化ECU的控制策略，提高轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的工作效率，從而實(shí)現(xiàn)汽車在轉(zhuǎn)向時(shí)實(shí)現(xiàn)純滾動(dòng)。


圖I是汽車轉(zhuǎn)向純滾動(dòng)裝置示意圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。本發(fā)明是一種汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，與汽車底盤(pán)配合使用，用于汽車前輪的轉(zhuǎn)向并滿足阿克曼原理。如圖I所示，該種汽車轉(zhuǎn)向純滾動(dòng)裝置包括轉(zhuǎn)向盤(pán)I，轉(zhuǎn)向器3，轉(zhuǎn)向軸2，轉(zhuǎn)向軸2一端與轉(zhuǎn)向盤(pán)I連接，另一端與轉(zhuǎn)向器3輸入端連接。還包括帶動(dòng)車輛左輪151轉(zhuǎn)動(dòng)的左轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，左轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)具有依次可轉(zhuǎn)動(dòng)連接的轉(zhuǎn)向左搖臂4、轉(zhuǎn)向左拉桿5、轉(zhuǎn)向左節(jié)臂6、左轉(zhuǎn)向節(jié)71，其中，轉(zhuǎn)向左搖臂4輸入端與轉(zhuǎn)向器3輸出端可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，左轉(zhuǎn)向節(jié)71輸出端與車輛左輪151連接并帶動(dòng)車輛左輪151轉(zhuǎn)動(dòng)。帶動(dòng)車輛右輪152轉(zhuǎn)動(dòng)的右轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，右轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)具有布置有第一角度傳感器141的左梯形臂81，其一端固定于左轉(zhuǎn)向節(jié)71且與轉(zhuǎn)向左節(jié)臂6可轉(zhuǎn)動(dòng)連接；固定于底盤(pán)的封閉油路單元，其含有左轉(zhuǎn)向梯形推桿91，其一端與左梯形臂81的另一端可轉(zhuǎn)動(dòng)連連；第一液壓油缸101，其活塞桿與左轉(zhuǎn)向梯形推桿91另一端固接；第二液壓油缸102，其缸體通過(guò)第一、第二油管111、112與第一液壓油缸101缸體連通；右轉(zhuǎn)向梯形推桿92，其一端與第二液壓油缸102活塞桿固接；布置有第二角度傳感器142的右梯形臂82，其一端與右轉(zhuǎn)向梯形推桿92另一端可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，右梯形臂82另一端與右轉(zhuǎn)向節(jié)72輸入端可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，右轉(zhuǎn)向節(jié)72輸出端與車輛右輪152連接并帶動(dòng)車輛右輪152轉(zhuǎn)動(dòng)。輔助轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，輔助轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)包括助力電機(jī)19 ;依次可轉(zhuǎn)動(dòng)連接的轉(zhuǎn)向右搖臂18、轉(zhuǎn)向右拉桿17、轉(zhuǎn)向右節(jié)臂16，其中，助力電機(jī)19輸出軸與轉(zhuǎn)向右搖臂18輸入端可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，轉(zhuǎn)向右節(jié)臂16輸出端與右轉(zhuǎn)向節(jié)72輸入端可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，同時(shí)，第一、第二角度傳感器141、142、助力電機(jī)19控制信號(hào)輸入/輸出端均與E⑶輸入/輸出端相連。為保證整個(gè)裝置的工作可行與穩(wěn)定，封閉油路單元應(yīng)與汽車底盤(pán)固定連接在一起。
第一、第二角度傳感器141、142用于檢測(cè)左、右梯形臂81、82的轉(zhuǎn)向角度，并反饋給E⑶(車載電腦)，同時(shí)E⑶比較左、右梯形臂81、82轉(zhuǎn)向角度是否相同，如果相同則不進(jìn)行下一步動(dòng)作，如果存在偏差，ECU將通過(guò)控制流量閥門13和助力電機(jī)19，從而實(shí)現(xiàn)兩轉(zhuǎn)向輪151、152的偏轉(zhuǎn)角度滿足阿克曼轉(zhuǎn)角關(guān)系?？紤]到轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在汽車中的空間位置，轉(zhuǎn)向右拉桿17長(zhǎng)度短于轉(zhuǎn)向左拉桿5，以方便轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的安放和布置。封閉油路單元為了更好的工作，本實(shí)施例可以設(shè)置一帶有流量閥門13的平衡油缸12，其與第一、第二油管111、112連通且流量閥門13控制信號(hào)輸入/輸出端與E⑶輸入/輸出端相連。流量閥門13通過(guò)控制進(jìn)入平衡油缸油液的流速來(lái)控制進(jìn)入平衡油缸油液的量，當(dāng)從第一液壓油缸101推送過(guò)來(lái)的油液過(guò)多或者過(guò)少時(shí)，通過(guò)流量閥門13調(diào)節(jié)進(jìn)入平衡油缸12的油液量，進(jìn)而可以控制進(jìn)入第二液壓油缸102的油液量，最后使得第二液壓油缸102活塞桿的活動(dòng)量最大限度滿足轉(zhuǎn)向所需的活動(dòng)量。
本發(fā)明過(guò)程過(guò)程如下當(dāng)汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，駕駛員對(duì)方向盤(pán)I施加一個(gè)轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩通過(guò)轉(zhuǎn)向軸2輸入給轉(zhuǎn)向器3，經(jīng)轉(zhuǎn)向器3減速增矩后傳到轉(zhuǎn)向左搖臂4，再經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)向左拉桿5傳給固定于左轉(zhuǎn)向節(jié)71上的轉(zhuǎn)向左節(jié)臂6，使左轉(zhuǎn)向節(jié)71和它所支承的左轉(zhuǎn)向輪151偏轉(zhuǎn)，同時(shí)帶動(dòng)同樣固結(jié)在左轉(zhuǎn)向節(jié)71上的左梯形臂81偏轉(zhuǎn)相同的角度。左梯形臂81偏轉(zhuǎn)使左轉(zhuǎn)向梯形推桿91推動(dòng)第一液壓油缸101中的油液流動(dòng)，油液經(jīng)鋼制油管111、112流向平衡缸12和另一端的第二液壓缸102并推動(dòng)其中右轉(zhuǎn)向梯形推桿92移動(dòng)，從而帶動(dòng)另一側(cè)右梯形臂82偏轉(zhuǎn)。安裝在第一、第二梯形臂81，82上的第一、第二角度傳感器141、142把其偏轉(zhuǎn)的角度信息發(fā)送給ECU，ECU通過(guò)調(diào)整流過(guò)流量閥13中油液的流速來(lái)改變進(jìn)入右側(cè)第二液壓缸102內(nèi)的油液量多少，同時(shí)ECU還控制助力電機(jī)19輸出助力轉(zhuǎn)矩的大小，來(lái)帶動(dòng)轉(zhuǎn)向右搖臂18作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，再經(jīng)轉(zhuǎn)向右拉桿17傳給轉(zhuǎn)向右節(jié)臂16，對(duì)相應(yīng)的右梯形臂82的偏轉(zhuǎn)起到助力作用，從而達(dá)到控制右轉(zhuǎn)向梯形推桿92位移的目的，最終也就使兩轉(zhuǎn)向輪151、152的偏轉(zhuǎn)角度滿足阿克曼轉(zhuǎn)角關(guān)系。最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種汽車轉(zhuǎn)向純滾動(dòng)裝置，其與底盤(pán)配合使用，包括轉(zhuǎn)向盤(pán)(I);轉(zhuǎn)向器(3);轉(zhuǎn)向軸(2)，轉(zhuǎn)向軸(2)—端與轉(zhuǎn)向盤(pán)(I)連接，另一端與轉(zhuǎn)向器(3)輸入端連接；其特征在于，還包括 帶動(dòng)車輛左輪(151)轉(zhuǎn)動(dòng)的左轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其具有依次可轉(zhuǎn)動(dòng)連接的轉(zhuǎn)向左搖臂(4 )、轉(zhuǎn)向左拉桿(5)、轉(zhuǎn)向左節(jié)臂(6)、左轉(zhuǎn)向節(jié)(71)，其中，轉(zhuǎn)向左搖臂(4)輸入端與轉(zhuǎn)向器(3)輸出端可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，左轉(zhuǎn)向節(jié)(71)輸出端與車輛左輪(151)連接并帶動(dòng)車輛左輪(151)轉(zhuǎn)動(dòng)； 帶動(dòng)車輛右輪(152)轉(zhuǎn)動(dòng)的右轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其具有布置有第一角度傳感器(141)的左梯形臂(81),其一端固定于左轉(zhuǎn)向節(jié)(71)且與轉(zhuǎn)向左節(jié)臂(6)可轉(zhuǎn)動(dòng)連接；固定于底盤(pán)的封閉油路單元，其含有左轉(zhuǎn)向梯形推桿(91)，其一端與左梯形臂(81)的另一端可轉(zhuǎn)動(dòng)連連；第一液壓油缸(101)，其活塞桿與左轉(zhuǎn)向梯形推桿(91)另一端固接；第二液壓油缸(102)，其缸體通過(guò)第一、第二油管(111、112)與第一液壓油缸(101)缸體連通；右轉(zhuǎn)向梯形推桿(92)，其一端與第二液壓油缸(102)活塞桿固接；布置有第二角度傳感器(142)的右梯形臂(82)，其一端與右轉(zhuǎn)向梯形推桿(92)另一端可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，右梯形臂(82)另一端與右轉(zhuǎn)向節(jié)(72)輸入端可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，右轉(zhuǎn)向節(jié)(72)輸出端與車輛右輪(152)連接并帶動(dòng)車輛右輪(152)轉(zhuǎn)動(dòng)； 輔助轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其含有助力電機(jī)(19);依次可轉(zhuǎn)動(dòng)連接的轉(zhuǎn)向右搖臂(18)、轉(zhuǎn)向右拉桿(17)、轉(zhuǎn)向右節(jié)臂(16)，其中，助力電機(jī)(19)輸出軸與轉(zhuǎn)向右搖臂(18)輸入端可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，轉(zhuǎn)向右節(jié)臂(16)輸出端與右轉(zhuǎn)向節(jié)(72)輸入端可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，同時(shí)，第一、第二角度傳感器(141、142)、助力電機(jī)(19)控制信號(hào)輸入/輸出端均與E⑶輸入/輸出端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的汽車轉(zhuǎn)向純滾動(dòng)裝置，其特征在于，轉(zhuǎn)向右拉桿(17)長(zhǎng)度短于轉(zhuǎn)向左拉桿(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的汽車轉(zhuǎn)向純滾動(dòng)裝置，其特征在于，還包括設(shè)有流量閥門(13)的平衡油缸(12)，其與第一、第二油管(111、112)連通且流量閥門(13)控制信號(hào)輸入/輸出端與E⑶輸入/輸出端相連。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種汽車轉(zhuǎn)向純滾動(dòng)裝置，其與底盤(pán)配合使用，包括轉(zhuǎn)向盤(pán)；轉(zhuǎn)向器；轉(zhuǎn)向軸；帶動(dòng)車輛左輪轉(zhuǎn)動(dòng)的左轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)；帶動(dòng)車輛右輪轉(zhuǎn)動(dòng)的右轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其具有布置有第一角度傳感器的左梯形臂；固定于底盤(pán)的封閉油路單元，其含有左轉(zhuǎn)向梯形推桿；第一液壓油缸；第二液壓油缸；右轉(zhuǎn)向梯形推桿；布置有第二角度傳感器的右梯形臂；輔助轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其含有助力電機(jī)；依次可轉(zhuǎn)動(dòng)連接的轉(zhuǎn)向右搖臂、轉(zhuǎn)向右拉桿、轉(zhuǎn)向右節(jié)臂，轉(zhuǎn)向右節(jié)臂輸出端與右轉(zhuǎn)向節(jié)輸入端可轉(zhuǎn)動(dòng)連接。本發(fā)明對(duì)ECU的控制策略采取分段控制的方式，使其既在不同車輪轉(zhuǎn)角狀態(tài)下都能較好的近似滿足前輪前束和阿克曼轉(zhuǎn)角關(guān)系，同時(shí)又簡(jiǎn)化ECU控制策略，提高轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)工作效率。
文檔編號(hào)B62D5/06GK102874306SQ20121042348
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月30日
發(fā)明者張君, 李恩科, 李常鑫, 胡飛, 蘇道齊, 王杰 申請(qǐng)人:重慶理工大學(xué)