[发明专利]一种转向及悬架系统

说明书

本发明公开了一种转向及悬架系统，包括：弹簧支柱、车轮托架、转向机、轮边转向机，其中，弹簧支柱的上支点与下导向球铰的中心的连线形成第一主销轴线，由上导向元件与下导向球铰形成第二主销轴线，或者以与第一主销轴线重合的销轴轴线为第二主销轴线，转向机用于驱动弹簧支柱绕第一主销轴线转动，轮边转向机用于驱动车轮托架绕第二主销轴线转动。采用本发明的转向及悬架系统，车辆行驶时由转向机驱动车轮转向，泊车时由轮边转向机驱动车轮转向，在显著降低对转向控制系统要求的条件下，保证了车辆行驶时的转向性能，也简化了泊车过程。此外，还可通过取消转向机，简化本发明转向及悬架系统，并用于实现汽车的非转向后桥。

技术领域

本发明涉及机动车领域，具体涉及一种转向及悬架系统，尤其是一种汽车底盘的转向及悬架系统。

背景技术

常规汽车的车轮转向角范围通常为±35°，部分特殊用途车辆的则可以达到±45°。显然，车轮最大转向角越大，车辆最小转向半径越小，其低速转向性能(也包括泊车性能)越好。在现有技术中，4WD/4WS(即四轮独立驱动/四轮独立转向)车辆的转向轮向内侧或外侧的最大转向角可达到90°，实现了原位转向、定点转向和横向行驶等功能，大大提高了车辆机动性，特别是在狭小空间里的泊车性能，显著简化了泊车过程。

现有技术中，基于线控转向技术的四轮独立转向系统具有以下缺点：线控转向技术并未成熟，其可靠性还有待验证，尚未达到可以放心在车辆上大规模推广应用的程度；线控转向技术除了显见的高可靠性要求外，左右两侧车轮的运动学和动力学协调控制也要求极高，而这却是车辆正常行驶所必须保证的，而低速转向只不过是车辆使用中极短暂的一个过程，即为了实现更高的但并不常用的低速转向性能却显著提高了转向系统的技术难度，虽然已公开的技术方案表现出了引人入胜的独特性能，但其技术难度之高却也是显著的，因此难以在近期或未来一段时期内投入实际使用。

发明内容

为了克服上述现有技术中的缺点，本发明的目的在于提供一种转向及悬架系统，在显著降低对转向控制系统要求的条件下，保证了车辆行驶时的转向性能，也简化了泊车过程。

为了实现以上技术目的，本发明采取以下技术方案：

一种转向及悬架系统，包括：弹簧支柱、销轴、下导向球铰、横摆臂、车轮托架、第一转向节臂、转向横拉杆、转向机、轮边转向机；其中，

所述弹簧支柱的下端与所述销轴的上端相固接，所述销轴的下端通过所述下导向球铰与所述横摆臂相连接；所述弹簧支柱的上支点与所述下导向球铰的中心的连线形成第一主销轴线；所述销轴的销轴轴线为第二主销轴线，所述第二主销轴线与所述第一主销轴线重合；

所述车轮托架，支撑在所述销轴上，所述车轮托架相对于所述销轴可转动；

所述第一转向节臂，固接在所述销轴或所述弹簧支柱上，并通过所述转向横拉杆与所述转向机相连接；所述转向机安设在车身上，用于驱动所述弹簧支柱绕所述第一主销轴线转动；

所述轮边转向机，安设在所述销轴或所述弹簧支柱上，用于驱动所述车轮托架绕所述第二主销轴线转动。

根据本发明的转向及悬架系统，所述转向机具有直驶模式和转向模式；所述轮边转向机具有锁止模式和转向模式；车辆行驶中转向时，所述轮边转向机工作在锁止模式，所述转向机工作在转向模式，所述转向机驱动所述弹簧支柱和所述车轮托架绕所述第一主销轴线转动；车辆泊车时，所述转向机工作在直驶模式，所述轮边转向机工作在转向模式，所述轮边转向机驱动所述车轮托架绕所述第二主销轴线(即销轴轴线)转动。

根据本发明的转向及悬架系统，所述轮边转向机工作在锁止模式，所述转向机工作在转向模式，可实现的车轮转向角范围至少为±35°；所述转向机工作在直驶模式，所述轮边转向机工作在转向模式，可实现的车轮转向角范围至少为0～90°。

根据本发明的转向及悬架系统，所述横摆臂的形状呈“7”字形，其横向长度大于车轮半径，有利于改善车辆的动力学特性。