[发明专利]一种分布式驱动汽车四轮多模式转向系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种分布式驱动汽车四轮多模式转向系统及控制方法，转向系统由转向机构和转向操纵装置组成，转向机构包括转向车轮、转向节臂、转向直拉杆、转向横拉杆、梯形臂、转向器和转向摇臂，转向操纵装置包括齿条杆、活动齿轮一、活动齿轮二、固定齿轮一、固定齿轮二、位置传感器、固定齿轮轴、活动齿轮轴、拨叉槽、电磁拨叉和壳体。转向系统具体为对称分布的前轮转向系统与后轮转向系统，通过转向器和转向操纵装置可分别控制前转向车轮与后转向车轮的转角，实现正常转向、高速四轮转向、低速四轮转向、蟹行转向以及原地转向等若干种特殊转向模式。本发明的转向系统可根据需求自由切换转向模式，极大地提高车辆的灵活性。

技术领域

本发明涉及车辆转向技术领域，具体涉及一种分布式驱动汽车四轮多模式转向系统及控制方法。

背景技术

普通四轮车辆的转向均为两轮转向，虽然能够满足正常的行驶需求，但如今交通日易拥堵、道路状况愈加复杂，两轮转向的转向半径较大，在某些应用场合如停车库、狭窄路段等存在许多不便。

目前存在的四轮独立转向结构，通过四个独立的转向电机实现，且车轮与悬架的结构设计与布置方式较为复杂，不易实现。

发明内容

为解决上述已有技术的不足，本发明提出一种分布式驱动汽车四轮多模式转向系统及控制方法，保留了原有悬架结构与转向系统，仅增添前、后转向操纵装置，实现分布式驱动汽车的四轮多模式转向控制。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种分布式驱动汽车四轮多模式转向系统，包括结构相同且对称布置前轮转向系统与后轮转向系统，转向系统包括转向机构和转向操纵装置，转向操纵装置与转向机构中的左、右转向横拉杆铰接；所述转向操纵装置包括前转向操纵装置和后转向操纵装置，分别控制前轮转向系统和后轮转向系统。

上述技术方案中，所述前转向操纵装置包括左齿条杆和右齿条杆，左齿条杆与左转向横拉杆铰接，右齿条杆与右转向横拉杆铰接；所述左齿条杆和右齿条杆的齿条部分固定于齿条限位结构中，且可沿齿条限位结构轴向移动，齿条限位结构位于壳体内部，壳体内部固定有固定齿轮轴和活动齿轮轴；固定齿轮轴同轴心设有加工为一个整体的固定齿轮一和固定齿轮二，且可沿固定齿轮轴旋转但不能进行轴向运动，固定齿轮一与左齿条杆常啮合；活动齿轮轴同轴心设有加工为一个整体的活动齿轮一、活动齿轮二和拨叉槽，且可沿活动齿轮轴旋转和轴向移动，壳体上固定有与拨叉槽啮合的电磁拨叉，壳体上还设有位置传感器。

上述技术方案中，所述活动齿轮二的半径大于活动齿轮一的半径。

上述技术方案中，所述活动齿轮一与固定齿轮一半径相同，活动齿轮二和固定齿轮二半径相同。

上述技术方案中，所述后转向操纵装置还在壳体上设有锁止齿，且后转向操纵装置的活动齿轮一的轴向长度大于前转向操纵装置中的活动齿轮一。

一种分布式驱动汽车四轮多模式转向系统的控制方法，转向系统的转向动作从转向器发出，通过与转向器同侧的转向机构部分传递给转向操纵装置，由转向操纵装置中的齿轮组合传递到另一侧的转向机构部分，根据位置传感器反馈的转角信号构成闭环转向控制。

进一步，所述转向控制包括正常转向、高速四轮转向、低速四轮转向、蟹行转向以及原地转向模式。

更进一步，所述转向控制具体为：电磁拨叉带动拨叉槽运动，实现活动齿轮与齿条、固定齿轮、锁止齿的啮合与脱离。

本发明提出的一种分布式驱动汽车四轮多模式转向系统及控制方法带来的有益效果如下：

1、本发明设计所述转向系统在现有的转向结构基础上仅增加一个转向操纵装置，无需改变底盘与悬架结构，结构简单、布置方便。

2、本发明设计的转向操纵装置具有结构简单、制作成本低、使用安全可靠、体积较小、维护方便等优点，普遍适用于多种车型的分布式驱动汽车之上。