[发明专利]机动车辆的转向系统

说明书

技术领域

本发明涉及机动车辆，尤其涉及机动车辆底盘技术，具体地说涉及机动车辆的转向系统。

背景技术

四轮转向系统(Four-Wheel Steering-4WS)是汽车主动底盘技术的重要组成部分。传统的二轮转向汽车有低速时转向响应慢，转向不灵活，高速时方向稳定性差等缺点。上世纪90年代，美国的一些军用车辆和工程车辆上采用一种前、后轮逆相位偏转的简单机械式4WS系统，以适应恶劣的路况，改善汽车低速转向时的机动性能，由于在海湾战争中的表现，掀起了高机动性车辆研制的浪潮。

随着现代道路交通系统和先进汽车技术的发展，汽车的主动性能技术日益受到重视。国内对于高机动性车辆的研究还处于空白。

影响车辆机动性的因素很多，包括的因素有：汽车总体设计外形尺寸、动力驱动的影响、汽车悬架结构以及汽车的转向性能等问题。尤其是汽车的转向性能直接决定着车辆的机动性能。

现有的车辆转向系统大都是后轮驱动，前轮转向。因此，车辆的转向范围受到了很大的限制。需要用一定的地域进行转向。有时候，因为地域太小，车辆不能一次性转好，只能退后之后再转。

目前市场上较为常见的有两种转向系统，分别是传统转向系统和电子转向系统。前者多用于低档车，后者则更为普及，用于中、高档车。

传统转向系统，也称为机械转向。其转向传动比固定，使汽车转向响应特性随车速、侧向加速度等变化而变化，驾驶员必须提前针对汽车转向特性幅值和相位的变化进行一定的操作补偿，从而控制汽车按其意愿行驶。这就变相地增加了驾驶员的操纵负担，使汽车转向行驶存在很大的不安全隐患。也就是说，若驾驶员不预前控制的话，车子很容易出现转弯迟缓等问题，造成不必要的麻烦。

电子转向系统，英文简称EPS，它通过一系列的计算和补偿使驾驶员在转向时感到更容易，更方便，更安全。

但是，不论机械转向还是电子转向，都受到后轮驱动前轮转向这一车体结构的局限性的制约。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种机动车辆的转向系统，该转向系统能够使得机动车辆的转向更加灵活，并能最大限度的使机动车辆的转弯半径达到最小，从而极大地提高机动车辆的转向机动性。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种机动车辆的转向系统，包括底盘以及设于底盘下的四个车轮，其特征在于：

还包括两个转向驱动装置和四个车轮驱动马达，两个转向驱动装置分别用于控制一对前车轮和一对后车轮转向；四个车轮驱动马达分别用于控制四个车轮前进或后退。

所述转向驱动装置由方向驱动马达和连接在方向驱动马达和车轮之间的变速传动机构构成。

所述每个车轮连接在一根横向转动轴，横向转动轴的再连接一根竖向转动轴，竖向转动轴再与变速传动机构相连接。

所述车轮驱动马达内置在车轮中。

所述方向驱动马达和车轮驱动马达均连接在机动车辆的电脑控制器的输出端上，电脑控制器的输入端连接方向盘。

采用上述技术方案，由于机动车辆的的一对前车轮和一对后车轮的转向分别由一个转向驱动装置进行控制，四个车轮分别由四个车轮驱动马达进行驱动，这样就可以针对不同环境实现不同的转向模式，尤其是在转向空间狭小的情况，能够达到转弯半径的最小化，这极大地提高了机动车辆的转向机动性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明

图1为转向原理示意图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为本发明的方向驱动部分示意图；

图4为本发明的控制原理图；

图5为本发明实现的第一种转向模式；

图6为本发明实现的第二种转向模式；

图7为本发明实现的第三种转向模式；

图8为本发明实现的第四种转向模式；

图9为本发明实现的第五种转向模式。

具体实施方式

为了便于理解，先对四轮机动车辆的转向原理予以说明：

为了减少车辆转向时对汽车行驶的附加阻力和避免轮胎过快磨损，转向系应能保证在汽车转向时，车轮均做纯滚动。显然，这只有在所有车轮的轴线都相交于一点时才能实现。如图2所示，此交点便是转向中心，(图中O点)。转向中心O到外转向车轮与地面接触点的距离，称为转弯半径。

车辆转向时，内外转向车轮的转角之间应保持下列关系：

ctgα-ctgβ＝M/L

式中为α为外转向角，β为内转向角，L为轴距，M为轮距。

若车辆要以最小转弯半径进行转向，应符合下列关系：

Rmin＝L/sinα