[发明专利]四轮汽车闭环控制智能转向系统以及汽车

说明书

技术领域

本发明涉及汽车，尤其涉及一种四轮汽车闭环控制智能转向系统以及汽车。

背景技术

在现有的四轮汽车中，一般前轮转向，后轮不转向。为了提高其机动性，减小汽车转弯半径，同时减小轮胎磨损，也有采用四轮转向的，不过一般都是将前后桥的左右车轮的转向节臂用转向横拉杆联结，通过横拉杆和转向节臂组成转向梯形来近似控制左右车轮转向角合理比例。转向桥的转向由转向机直接驱动，而后桥即从动转向桥的转向运动可以通过机械传动方式来实现，也可通过液压传动方式或电力传动方式实现，其中机械传动方式因其直观可靠而倍受青睐。然而最新研究表明，转向时随着车速的提高，后转向轮因受地面转向向心力增大而使轮胎侧偏角增大所产生的过度转向倾向会使汽车的操稳性变坏。这就希望前桥传输给后转向桥的转向运动的传输比例能随着车速的提高作相应的改变。但现有机械传动方式传输给后桥的转向比例均为固定不变，有的顶多做到在达到一定车速，可以使后桥不转向，而不能随着车速的提高逐步减小传输给后桥的转向比例，更不能使后转向轮作与前轮方向相同程度受控的转向，从而使采用通过机械传动方式实现四轮转向的车辆虽提高了低速行驶的机动性，却可能降低了高速行驶的操稳性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种四轮汽车闭环控制智能转向系统，旨在用于解决现有的汽车转向时操稳性较低的问题。

本发明是这样实现的：

本发明实施例提供一种四轮汽车闭环控制智能转向系统，包括用于驱使汽车各车轮转向的转向机构以及用于控制所述转向机构工作的控制机构，所述控制机构包括转向盘、与所述转向盘传动连接的转向管柱以及控制所述转向机构工作的转向控制器，所述转向机构包括与汽车其中三轮一一对应驱动的三个从动转向组件以及与另外一轮对应驱动的主动转向组件；

每一所述从动转向组件均包括驱使对应车轮转向的从动转向节以及驱使所述从动转向节旋转的从动转向电机，各所述从动转向电机均电连接至所述转向控制器；

所述主动转向组件包括与所述转向管柱传动连接的转向机以及由所述转向机驱使旋转的主动转向节；

所述转向管柱上设置有管柱转角传感器，所述管柱转角传感器与所述转向控制器电连接。

进一步地，各所述从动转向组件与所述主动转向组件还均包括地面对车轮侧向力传感器以及车轮垂直载荷传感器，各所述地面对车轮侧向力传感器与各所述车轮垂直载荷传感器均电连接至所述转向控制器，所述转向控制器通过所述地面对车轮侧向力传感器的检测信息与所述车轮垂直载荷传感器的检测信息以获取每一对应车轮的侧偏角，且根据所述侧偏角修正该车轮的实际运动的方向角。

进一步地，所述地面对车轮侧向力传感器与所述车轮垂直载荷传感器均采用压电晶体检测地面对车轮侧向力与车轮垂直载荷，且以电位差传输至所述转向控制器。

进一步地，还包括四个安装支座，每一所述从动转向节或者所述主动转向节均通过安装支座安设于对应车轮的轮轴上。

进一步地，所述地面对车轮侧向力传感器安设于对应的所述安装支座内，且沿对应车轮的轮轴的长度方向设置，所述车轮垂直载荷传感器竖直安设于对应的所述安装支座内。

进一步地，还包括横摆角速度传感器，所述横摆角速度传感器电连接至所述转向控制器。

进一步地，还包括用于分别检测汽车各轮转速的四个车轮转速传感器，各所述车轮转速传感器均电连接至所述转向控制器。

本发明实施例还提供一种汽车，包括两个前车轮以及两个后车轮，还包括上述的四轮汽车闭环控制智能转向系统，所述转向机构与各所述前车轮以及各所述后车轮驱动连接。

进一步地，所述主动转向节驱动连接其中一所述前车轮。

进一步地，还包括电控中心，所述转向控制器集成至所述电控中心上。

本发明具有以下有益效果：

本发明的转向系统中，三个从动转向组件与一个主动转向组件分别对应四个车轮，当转向盘工作后，转向管柱绕自身轴线旋转，此时管柱转角传感器获取转向管柱的转动角度，进而将该转动角度信息传输至转向控制器，转向控制器控制各从动转向电机工作驱使各从动转向节转动相应角度，从而可以实现其中三个车轮的转向动作，而在另一方面转向管柱直接传动转向机，由转向机控制主动转向节转动相应角度，从而实现另一车轮的转向动作。在上述工作过程中，各部分车轮均单独完成转向动作，且没有使用转向横拉杆，减少了簧下质量，同时由于转向盘直接控制了其中一车轮，因而该转向轮所受地面阻力和干扰可直接反馈传给驾驶员，使驾驶员能获得合适的路感，保证转向时的操稳性，更有利于驾驶员操控汽车。