[发明专利]车用转向方法、系统、行驶机构的转向方法及行驶机构

说明书

一种车用转向方法、系统、行驶机构的转向方法及行驶机构，其方法包括：转向轮被分布式驱动动力源直接或间接单独施加转向所需力矩，使得转向轮与接触面之间产生驱动力，驱动力对转向轮的转向轴产生旋转力矩T_旋，并且克服相关的阻力矩，如转向轮绕转向轴及转向轮与接触面的摩擦阻力矩等，引起所述转向轮绕车轮转向轴转动。并且，设置一个绕转向轮的转向轴的偏转力矩T_偏，此力矩在车轮偏转到期望位置时产生使车轮达到稳定状态的相应力矩，以形成稳定的转向。本发明转向轮直接接受驱动动力源产生要求转向的力矩，使得转向轮与接触面之间产生驱动力(向前或向后)，驱动力作为转向的动力来源从而达到转向的功效，结构简单且不占用大量的空间。

技术领域

本发明涉及车辆转向原理，具体地，特别涉及一种车用转向方法、车用转向系统及包含车用转向系统的行驶机构。

背景技术

目前常见车用转向系统主要有三类：一类为传统的汽车转向系统，其由转向操纵机构、转向器和转向传动机构三大部分组成。一般还需要液压或电动的转向助力或动力系统，以实现转向助力或自动控制。请参阅图1，当汽车转向时，驾驶员对转向操纵机构施加一个转向力矩，经转向器传递到转向传动机构，控制转向车轮偏转。第二类为差速转向，其车轮无法实现偏转，车辆通过分别控制左右两侧驱动轮的转速实现转向。常用在履带式车辆或其他轮式特种车辆上。第三类为舵机转向系统，各车轮配备独立的转向舵机，通过舵机控制车轮的偏转可以实现各个车轮相互独立的偏转角度。还有一些其他非常见的转向系统，如麦克纳姆轮转向系统等。

目前现有的转向形式存在着下述缺陷：

第一，第一类的行驶机构转向方法存在以下的缺陷。

首先，传统行驶机构(比如，汽车)由于需要将驱动和转向两种运动进行解耦控制，因此需要一套独立的、复杂的转向系统，包括转向操纵机构、转向器和转向传动机构；一般还需要液压或电动的转向助力或动力系统，以实现转向助力或自动控制。特别是，现有转向体系中包括复杂的转向传动机构，不仅精度要求高，而且结构极其复杂。由此导致整个研发难度大，成本较高。另外，由于独立的转向系统结构复杂，占用较大车辆内部空间，一般安装在车体下方，使得汽车离地高度受限，同时也影响在一些特殊车体的设计或应用场合的应用。比如，给老人或残疾人设计的行驶机构，由于车用转向系统安装在车体下方，结构复杂，占用空间大，其高度也无法做得小，很影响老人或残疾人的使用舒适度。

其次，随着汽车设计对空间要求的提高，目前已经有分布式驱动用于车辆设计以提高空间效率，比如四轮采用轮毂电机的汽车。但是此类车辆的转向系统仍然是传统的转向系统，需通过转向操纵机构施加一个转向力矩，经转向器传递到转向传动机构，控制转向车轮偏转。转向的动力源仍然为人类驾驶员或专门的转向电机。

第二类的行驶机构转向方法存在以下的缺陷是：差速转向系统通过控制两侧车轮的转速使得车身转向，这就导致车轮产生较大的侧向滑动，轮胎的磨损严重，阻力较大，对动力系统及车辆要求较高。

第三类的行驶机构转向方法存在以下的缺陷是：舵机转向系统由于每个车轮都配有专门的转向舵机，导致系统复杂，占用空间大，成本也较高。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的第一目的是提供一种车用转向方法和车用转向系统。

针对现有技术中的缺陷，本发明的第二目的是提供一种行驶机构的转向方法及行驶机构。

一种车用转向方法，用以车轮进行分布式驱动控制，包括：转向轮被分布式驱动动力源直接或间接单独施加转向所需力矩，转向轮与接触面之间产生反方向的驱动力，所述驱动力对转向轮的转向轴产生旋转力矩T_旋，并且克服转向轮绕转向轴的摩擦阻力矩后，如转向轮绕转向轴及转向轮与接触面的摩擦阻力矩等，引起所述转向轮绕车轮转向轴转动。并且，还可以计算车辆整体动力学平衡，包含驱动力、阻力、离心力在内的至少其中之一因素，使车辆达到期望的运动状态。