[发明专利]一体化线控独立转向悬架导向机构系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型一体化线控独立转向-悬架导向机构，具体涉及一种采用齿轮传动的，适用于各种独立悬架的线控独立转向悬架导向机构系统。

背景技术

传统转向系统通过转向机构将驾驶员操纵方向盘的转向动作传给转向车轮，同时转向梯形机构保证转向时内外轮转角之间一定的函数关系，由于转向梯形的存在，必然会导致在车轮上下跳动时，产生悬架导向机构和转向杆系系统的干涉，对汽车平顺性和操作稳定性带来一定的影响。而线控独立转向系统用控制信号代替方向盘与转向车轮之间原有的机械连接，由各自的控制信号独立地控制内外轮的转向动作。线控独立转向系统的优势在于：通过计算机控制，可以实现各个转向轮独立转向，进而改善汽车的机动性和操纵稳定性；通过对转向电机到车轮之间的机构设计，可以实现无转向系干涉功能。该系统主要由方向盘总成、转向执行总成和主控制器组成。方向盘总成将驾驶员的转向意图转换成数字信号，传递给主控制器；同时接受主控制器送来的力矩信号，产生方向盘回正力矩，以提供路感信息；转向执行机构接受主控制器的命令，控制转向车轮转动，实现驾驶员的转向意图。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是要提供一种一体化线控独立转向悬架导向机构系统，可适用于各种独立悬架线控独立转向情况，能够使车轮上下跳动时所引起的附加转向足够微小，甚至消除这种附加转向。

为了解决以上的技术问题，本发明提供了一种一体化线控独立转向悬架导向机构系统，包括车架、车轮及车轴、主销、悬架连杆导向机构和转向电机及减速器，该系统适用于多种独立悬架，即齿轮传动的线控独立转向机构安装在麦弗逊独立悬架上、或双横臂独立悬架上、或双纵臂独立悬架上、或三连杆独立悬架上、或四连杆独立悬架上、或五连杆独立悬架上；所述主销为双主销结构，即主主销和副主销；转向电机及减速器固定在双主销上，通过齿轮减速器将转向力矩放大实现车轮转向。

所述双主销结构，是主主销两端与转动铰固联，转动铰的外壳与悬架连杆导向机构的副主销固联，其中悬架连杆导向机构的自由度为1，即车轮上下跳动自由度，主要包括导向杆、副主销、球铰、虎克铰和转动铰，不同的悬架连杆导向机构导向杆根数不同，球铰、虎克铰和转动铰个数不同，但是副主销只为一根。

所述转向电机及减速器为转向电机和蜗杆蜗轮减速器组成，或由转向电机和其他类型齿轮组成，如锥齿轮对、定轴齿轮对、行星轮系。

所述蜗杆蜗轮减速器的扇形不完全蜗轮固联在主主销上，转向电机与副主销固联，蜗杆与转向电机轴固联，蜗杆与蜗轮啮合，转向电机经蜗杆蜗轮减速，驱动主主销转动，带动车轮实现转向。

以蜗杆蜗轮齿轮减速器为例，其中，车轮与车轴联接，车轴与主主销固联，主主销两端分别各与一个转动铰的销轴固联，转动铰的外壳与悬架连杆机构中的副主销固联，悬架导向机构的副主销通过球铰或虎克铰或转动铰与导向杆的一端铰接，导向杆的另一端通过球铰或虎克铰或转动铰与车架铰接，此时，机构系统具有两个自由度，一个是沿主主销轴线的转动，即车轮转向；另一个是悬架导向机构上下跳动，即车轮的上下跳动。扇形不完全蜗轮固联在主主销上，转向电机壳体通过转向电机安装座与副主销固联，蜗杆与转向电机轴固联，其中，保证蜗杆与蜗轮啮合，转向电机经蜗杆蜗轮减速，驱动主主销转动，实现转向。由于主主销和副主销是通过转动铰铰接的，两者之间在车轮上下跳动时，无相对位移，因而，车轮上下跳动时所引起的附加转向足够微小，甚至消除这种附加转向。驾驶员输出转向指令至主控制器，主控制器控制转向电机旋转，与之固联的蜗杆带动蜗轮，使车轮产生绕主销旋转的动作，实现转向。

本发明的有益效果是：

1）使车轮上下跳动时所引起的附加转向足够微小，甚至消除这种附加转向，且机构设计、制作与装配简便；

2）采用双主销结构，转向电机与副主销固联，将动力经过不同类型齿轮减速器输出至主主销，实现转向；

3）应用于四轮转向汽车，便于使前后轮采用完全相同的独立悬架-转向轮模块化结构，从而大幅度减少关键零部件种类，降低批量化制造成本；

4）车轮独立转向角度范围大、结构紧凑、工作可靠、装配方便、成本低廉；

5）适用于多种独立悬架。

附图说明

图1是本发明用于麦弗逊悬架的系统原理图；

图2是图1中A部放大图；

图3是本发明用于双横臂悬架的系统原理图；

图4是图3中A部放大图；

图5是本发明用于双纵臂悬架的系统原理图；

图6是图5中A部放大图；

图7是本发明用于三连杆悬架的系统原理图；