[实用新型]一种具有多转向模式的四轮独立线控转向系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种应用于电动汽车上的线控转向系统，更具体地说，它涉及一种具有多种转向模式的四轮独立线控转向系统。

背景技术

传统的转向系统(机械式、液压助力或电动助力转向系统)已经发展比较成熟，也广泛应用于现代车辆系统。但是，由于其转向传动比固定，汽车的转向响应特性随车速和方向盘转角而变化。因此驾驶员必须针对汽车的转向特性的幅值和相位变化做出相应的操作补偿，这在很大程度上影响了汽车操纵稳定性和驾驶舒适性。因此随着汽车技术和电子技术的飞速发展，线控技术应运而生。而目前的线控转向技术多数是单一转向模式的，或者四轮转向，或者前轮转向，或者后轮转向，随着城市车辆保有量的增加，车辆行驶、泊车空间变得越来越有限，停车倒车等操作都将受空间限制而变得复杂，也更加困难，这限制了车辆在复杂环境下的机动性能。另外随着对汽车动力学理论和车辆安全性的深入研究，针对不同的转向系统需要不同的试验验证平台，需要对转向系统进行重新设计和安装。即使通过复杂的机械结构实现了在同一试验平台拥有两种或者两种以上的转向模式，也会有机构过于复杂，系统本身惯性和阻尼都会很大，影响实验效果。而且都存在成本高的弊端。所以迫切需要一款具有多种转向模式切换功能的四轮独立线控转向系统作为理论研究和理论验证的平台，而且结构简单，研发成本合理。本实用新型正是针对上述两个需求而研发的。本实用新型通过软硬件结合的方式实现了多种转向模式的简单切换。目前还没有这个先例。

实用新型内容

本实用新型所要解决的是目前转向系统的理论研究和验证平台与实车应用存在的技术、功能问题，提供一种具有多转向模式的四轮独立线控转向系统。使其保证具有多种转向模式，并且结构简单。在实车应用方面，提高了车辆在复杂路况下的机动性能，尤其是倒车和泊车到有限空间的停车位上。同时为研究车辆在多种转向模式下的操纵动力学特性提供了理想的平台。

参阅图1，为了解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案予以实现。本实用新型包括转向操纵机构、四个转向电机控制器、一个车辆中央控制器、模式切换装置、转向执行机构。在现有的线控技术基础上，转向执行机构采用相互独立的四个转向车轮，每个车轮有一个转向电机，每个转向电机有一个转向控制器，四个转向控制器通过各自的CAN收发器从CAN总线接收来自车辆中央控制控制器的分配的四个转向电机的目标转角，并且也会向CAN总线发送自身和转向电机的工作状态信息，车辆中央控制器会通过CAN收发器向CAN总线发送四个转向电机的目标转角，并从CAN总线接收四个控制器和转向电机的工作状态信息。转向模式切换按钮的接线端通过电线连接到车辆中央控制器的接线端。

本实用新型所述的转向系统包括各个车轮的转向电机控制器、转向电机、转角传感器、行星齿轮式减速器、转向支架、车轮总成；原地转向按钮、四轮转向按钮、前两轮转向按钮、斜行按钮、车辆中央控制器、转向操纵机构；CAN总线。

技术方案中所述的转向操纵机构的转角传感器的信号输出端与车辆中央控制器的模拟信号输入端(控制器上的A/D输入口)连接，同时车辆中央控制器的CAN收发器接收CAN线上的车速信号，原地转向按钮的接线端与车辆中央控制器的信号接线端I/O口连接，四轮转向按钮的接线端与车辆中央控制器的信号接线端I/O口连接，前两轮转向按钮的接线端与车辆中央控制器的信号接线端I/O口连接，斜行按钮的接线端与车辆中央控制器的信号接线端I/O口连接。四个车轮转向总成可以相互独立的绕主销轴(主销轴与地面垂直)转动，在机械结构上允许在-180度到+180度范围内转动。

技术方案中所述的各转向电机控制器的CAN收发器连接到CAN总线，各转向电机的接线端与相对应的转向电机控制器的接线端口电线连接，各转向电机的转子轴与相对应的转角传感器的芯轴是同一根轴，各转角传感器的信号输出端与相对应的转向电机控制器的数字信号输入端连接，各转向电机的转子轴下端与相对应的行星齿轮式减速器的输入轴采用花键连接，各行星齿轮式减速器的输出轴与相对应的转向支架的上端的主销轴采用键槽连接，各车轮总成安装在相对应的转向支架的车轮轴上。各转角传感器壳体、相对应的转向电机壳体、相对应的行星齿轮式减速器壳体用螺栓固定连接，各行星齿轮式减速器壳体用螺栓固定到车架上。

技术方案中所述的车辆中央控制通过CAN收发器与CAN总线连接，CAN总线采用双绞线传输信号。

技术方案中所述的四个行星齿轮式减速器的壳体下端固定连接在车架上，四个转向支架的主销轴与固定在车架上的主销壳体采用两对圆锥滚子轴承配合。四个转向电机类型均为直流力矩电机，具有低转速大转矩的特点。

本实用新型的有益效果是：