[发明专利]一种全轮驱动全轮转向电动叉车底盘驱动系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电动汽车的设计与制造领域，尤其涉及一种全轮驱动全轮转向电动叉车底盘驱动系统及控制方法。 

背景技术

驱动系统是电动叉车的关键系统之一，现有电动叉车在驱动系统的结构上存在很大的差别，电机布置形式上也存在差别，如国内一些叉车，其电机轴与驱动桥为丁字型结构，而国外TOYOTA和BALKANCAR等叉车的驱动电机轴与驱动桥是一体化布置的，结构紧凑。LINDE的E20电动叉车和CARER的P50叉车的前轮驱动是由两个独立的电机来完成，电机与驱动轴平行放置，结构紧凑，加速和爬坡性能好，牵引力大，并采用了电子差速系统，替代原来的机械差速系统，使性能得到了很大的提高。 

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：总结现有电动叉车的驱动形式，无论是交流电机驱动系统还是直流电机驱动系统，其驱动系统布置都存在以下问题：(1)前桥作为驱动桥，叉车负载时轴荷容易超载；(2)采用一个或两个电机，电机输出轴直接安装于前桥上的减速器，减速器的应用增加了汽车的制造成本和整车自重；(3)后桥作为转向桥，采用横置液压缸式转向桥或拉杆式转向桥，这套转向系统增加了汽车的制造成本；(4)前后桥均与承载式车身固定连接，无悬架，减振缓冲能力差，舒适性不好。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种所有车轮都可以独立旋转、转向，叉车可以灵活地平移和原地转向，取消减速机构、简化驱动系统的全轮驱动全 轮转向电动叉车底盘驱动系统及控制方法。 

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种全轮驱动全轮转向电动叉车底盘驱动系统，包括车架，所述车架通过悬架系统连接轮毂，每个轮毂均设有一组轮毂驱动系统和转向系统；还包括为车辆提供电力的动力系统； 

所述轮毂驱动系统包括轮毂电机，所述轮毂电机与轮毂连接并能驱动轮毂转动； 

所述悬架系统包括转向节和转向横拉杆，所述转向横拉杆一端与转向节连接，另一端与轮毂电机连接； 

所述转向系统包括转向电机和转向主轴，所述转向主轴可转动地安装在车架上，转向电机与车架连接；转向主轴与转向节固定连接，转向主轴上设有推力调心滚子轴承，转向主轴通过推力调心滚子轴承与车架连接；所述转向电机的主轴上设有转向主动小齿轮，转向主轴上固定设有转向从动大齿轮，所述转向主动小齿轮与转向从动大齿轮相啮合。 

所述轮毂电机一端设有前连接板，另一端设有后连接板，所述前连接板通过连接螺栓与轮毂固定连接；所述后连接板上设有连接支座，所述连接支座与转向横拉杆连接。 

所述后连接板上设有减震连接座，所述悬架系统上还设有减震机构，所述减震机构包括减震器，所述减震器一端与转向节铰接，另一端与减震连接座固定连接，减震器上套装有螺旋弹簧；所述转向横拉杆一端与转向节铰接，另一端与连接支座固定连接。 

所述转向主轴下端通过推力调心滚子轴承与车架连接，上端通过推力球轴承与车架连接并通过紧固螺母压紧推力球轴承；还包括外套筒和内套筒，所述 外套筒固定在车架上，内套筒固定在转向主轴上，内套筒和外套筒之间通过轴承连接。 

所述动力系统为蓄电池组，所述蓄电池组包括电池模框和单体蓄电池，所述电池模框固定在车架上，所述单体蓄电池固定在电池模框内。 

一种上述的全轮驱动全轮转向电动叉车底盘驱动系统的控制方法： 

1)车辆启动后，系统工作，车内显示系统会提示驾驶人员选择启动四轮转向系统或者常用的前轮转向系统，系统根据选择，执行是否启动四轮转向系统； 

2)ECU实时采集转向盘转角信号和车速信号； 

3)车轮转角传感器实时将采集信号输送至ECU，ECU根据车轮应转角度和实转角度进行比较，并驱动转向电机修正车轮的转向角度； 

4)车辆转向时，转向盘转角传感器将转向盘的转向信号传入ECU，车速传感器将车辆的速度信号传入ECU，ECU进行分析运算之后，向转向电机输入信号，转向电机根据ECU传来的信号值做出相应的转动； 

5)当ECU发出转向信号后，转向电机直接驱动转向主动小齿轮旋转，带动与之啮合的转向从动大齿轮，进而使转向主轴转动，驱动转向节旋转，使车轮完成转向动作； 

6)ECU同时还通过横摆角速度传感器，前、后轮转角传感器对车辆的状态进行实时监测，将前、后轮转角的理想值与实际转角之间的差值，反馈给转向电机，以实时协调前、后轮转角，从而实现汽车的四轮转向。