[发明专利]低非簧载质量近轮IPASS系统

说明书

本发明涉及车轮系统领域，具体地说是一种低非簧载质量近轮IPASS系统，包括：轮轴调节系统，其设有一个独立电动机控制车轮与车身的距离实现调节轮距；转向系统，其设有一个由独立电动机驱动的小齿轮沿着安装在装置顶部的转向内齿轮滚动实现转向，且电动机和齿轮隐藏在转向空心轴中减少垂直高度；近轮推进系统，独立的推进电动机通过花键组件、锥齿轮减速器和行星齿轮减速器传递转矩控制车轮前进和后退；独立的悬架系统，其采用液压减震和支撑系统，在不平坦的路面上行驶时，弹簧吸收垂直运动产生的冲击。本发明在车辆运动期间为每个车轮提供了独立的推进/制动、轴距控制、转向和悬架系统，可用于自适应优化牵引控制，实现多种转弯运动功能。

技术领域

本发明涉及车轮系统领域，具体地说是一种低非簧载质量近轮IPASS系统。

背景技术

近年来，技术发展使得以前不可能的事情成为可能。比如汽车工业正在考虑使用具有独立推进力的轮内和/或近轮机构或系统来制造更简单、更有效和更容易控制的车辆。

轮内和近轮系统具有独立的推进电动机，并且其作为电动机系统通常并入或靠近轮毂以用于直接驱动轮旋转。该电动机也称为轮毂电动机、近轮电动机、轮边电动机或轮内电动机。(本发明中所有进行的描述将同等地应用于轮内和近轮系统两者，为了保持简单性和通用性，近轮系统一词将与轮内系统互换使用，将在本发明上下文中单独提及的术语“近轮”在下文中将隐含地包括“轮侧”和“轮内”)。

仅出于机械简单性考虑，将电动机直接附接到车轮上似乎是显而易见的选择。尽管使用多个电动机比使用一个中央电动机要贵得多，但是近轮系统效率会更高，因为它具有较低的质量，并且相对于传统的复杂变速箱，这种方式也具有更少的摩擦损失。对于没有任何变速箱和机械传动装置的每个动力车轮，电动机可产生的扭矩可与传统车辆相媲美，甚至更好，在许多情况下，车辆制造商可以交付行驶更快或更远(或两者都有)的车辆，而成本却不比竞争对手高。此外，为汽车的每个车轮提供动力的能力也大大改善了汽车的操纵性能。

除了推进之外，每个车轮的转向、制动、悬架和轴长也可以完全独立控制。也就是说，车轮单元可以具有独立的控制机构分别用于控制驱动、轴长度调节、转向、制动和悬架。这种设计称为I.P.A.S.S.或IPASS(独立推进/制动、车轴调节、转向和悬架)(IndependentPropulsion/braking,Axle adjustment,Steering,and Suspension)系统(为了本发明描述方便起见，该名称还将适用于可能没有独立调节的车轴、制动和/或悬架的IPASS系统)。

自适应优化牵引(TAO)(Traction adaptively optimized)控制是一种现有机构，它可以使车辆的中央控制器根据每个车轮的潜在道路和交通状况分别向车轮发送命令。这些命令控制包括推进、制动、轴调节、转向和悬架控制，从而可以动态地、协调地和协作地实现反馈。这些操作的组合实现了性能和功能的优化。

电动机在汽车工业中的广泛应用使其用于IPASS系统设计更加可行(在本发明中，近轮驱动动力主要是电动机，尽管它也可以是任何其它类型的发动机)。近年来，公众已经意识到由化石燃料驱动的车辆对环境的不利影响。这些车辆的废气将诸如二氧化碳、二氧化硫、颗粒物、挥发性有机化合物等污染物排放到大气中，结果造成全球变暖加剧、农业生产减少以及其它环境问题。此外，化石燃料是不可再生的能源。为了更加环保，车辆制造商逐渐过渡到使用电动机的车辆。尽管以前的设计包括使用电动和内燃机的混合动力汽车，它们作为临时解决方案一起工作，但最终目标是完全过渡到仅使用电动机(EM)的电动汽车(EV)。