CN204110139U

CN204110139U - 四轮转向装置

Info

Publication number: CN204110139U
Application number: CN201420552404.7U
Authority: CN
Inventors: 夏承钢; 孙江明
Original assignee: Shanghai Zhongke Shenjiang Electric Vehicle Co Ltd
Current assignee: Shanghai Zhongke Shenjiang Electric Vehicle Co Ltd
Priority date: 2014-09-24
Filing date: 2014-09-24
Publication date: 2015-01-21
Anticipated expiration: 2024-09-24

Abstract

本实用新型提供了一种四轮转向装置，包括：前轮转向机构，其中包括：与方向盘相连接的第一转向齿轮；第一转向齿条；固接在第一转向齿条中间位置的中间件；长度均可变的左前转向横拉杆和右前转向横拉杆，且两者的一端均与中间件相连接，另一端分别与左前转向节臂和右前转向节臂相连接；后轮转向机构，其中包括：后转向器；长度均可变的左后转向横拉杆和右后转向横拉杆，且两者的一端均与后转向器相连接，另一端分别与左后转向节臂和右后转向节臂相连接。本实用新型的四轮转向装置，采用了长度可变的转向横拉杆，在显著降低对转向控制系统要求的前提下，保证了车辆正常行驶时的转向性能，泊车时可实现原位转向，简化了泊车过程。

Description

四轮转向装置

技术领域

本实用新型涉及电动汽车底盘技术领域，具体是指一种四轮转向装置。

背景技术

现有四轮汽车的泊车过程是个复杂的运动学过程，依靠驾驶员的观察和经验小心翼翼地把车停入狭小的空间内。在部分汽车上也陆续配备了泊车辅助系统，减轻了驾驶员负担。但受限于现有汽车的转向装置，自动泊车系统只是减轻了驾驶员的操作负担，并没有简化泊车过程，自动泊车过程仍较复杂。

电动汽车带来了简化泊车过程的可能性。中国专利CN201484168U提供了一种独立驱动、转向、悬挂和制动的一体化车轮总成，采用四台转向电机通过传动轴、减速机构驱动双横臂悬架的上横臂的可转向球铰来实现四轮独立转向，车轮最大转向角接近于90°，可实现横行、原位转向等模式，大大简化了泊车过程。

但是，线传独立转向装置不可避免地对转向控制系统提出了极高的要求，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。已公开的技术方案虽然表现出了各种独特的性能，但其技术难度之高却也是显著的，因此难以投入实际使用。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服上述现有技术中的缺点，提供一种四轮转向装置，在显著降低对转向控制系统要求的前提下，保证车辆正常行驶时的转向性能，并可实现原位转向，简化泊车过程。

本实用新型提供了一种四轮转向装置，包括：前轮转向机构，其包括：与方向盘相连接的第一转向齿轮；与所述第一转向齿轮相啮合的第一转向齿条；固接在所述第一转向齿条中间位置的中间件；长度可变的左前转向横拉杆，其一端与所述中间件相连接，另一端与左前转向节臂相连接；长度可变的右前转向横拉杆，其一端与所述中间件相连接，另一端与右前转向节臂相连接；以及后轮转向机构，其包括：后转向器；长度可变的左后转向横拉杆，其一端与所述后转向器的左输出端相连接，另一端与左后转向节臂相连接；长度可变的右后转向横拉杆，其一端与所述后转向器的右输出端相连接，另一端与右后转向节臂相连接。

根据本实用新型的四轮转向装置，所述的左前转向横拉杆的一端通过球铰与所述中间件相连接，另一端通过球铰与左前转向节臂相连接；所述的右前转向横拉杆的一端通过球铰与所述中间件相连接，另一端通过球铰与右前转向节臂相连接；所述的左后转向横拉杆的一端通过球铰与所述后转向器的左输出端相连接，另一端通过球铰与左后转向节臂相连接；所述的右后转向横拉杆的一端通过球铰与所述后转向器的右输出端相连接，另一端通过球铰与右后转向节臂相连接。

根据本实用新型的四轮转向装置，所述左前转向横拉杆、所述右前转向横拉杆、所述左后转向横拉杆和所述右后转向横拉杆为电动线性执行器或液压线性执行器。

根据本实用新型的四轮转向装置，所述后转向器为电动线性执行器或液压线性执行器。

附图说明

图1是本实用新型具体实施例所涉及的四轮转向装置在转向横拉杆处于最短长度状态时的结构示意图。

图2是本实用新型具体实施例所涉及的四轮转向装置在转向横拉杆处于最长长度状态时的结构示意图。

图3(a)是本实用新型具体实施例所涉及的四轮转向装置进入垂直停车位的过程示意图。

图3(b)是本实用新型具体实施例所涉及的四轮转向装置进入侧向停车位的过程示意图。

图3(c)是本实用新型具体实施例所涉及的四轮转向装置进入斜向停车位的过程示意图。

图中：100车辆；1方向盘；2第一转向齿轮；3第一转向齿条；4中间件；5lf、5rf、5lr和5rr分别是左前转向横拉杆、右前转向横拉杆、左后转向横拉杆和右后转向横拉杆；6lf、6rf、6lr和6rr分别是左前转向节臂、右前转向节臂、左后转向节臂和右后转向节臂；7后转向器；8lf、8rf、8lr和8rr分别是左前轮、右前轮、左后轮和右后轮；O转向瞬心。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的技术内容，特举以下实施例详细说明。应理解，实施例仅是用于说明本实用新型，而不是对本实用新型的限制。

图1是本实用新型具体实施例所涉及的四轮转向装置在转向横拉杆处于最短长度状态时的结构示意图，图2是本实用新型具体实施例所涉及的四轮转向装置在转向横拉杆处于最长长度状态时的结构示意图。

参照图1和图2，四轮转向装置，包括：前轮转向机构，其包括：与方向盘1相连接的第一转向齿轮2；与第一转向齿轮2相啮合的第一转向齿条3；固接在第一转向齿条3中间位置的中间件4；左前转向横拉杆5lf，其长度可变，一端通过球铰与中间件4相连接，另一端通过球铰与左前转向节臂6lf相连接；右前转向横拉杆5rf，其长度可变，一端通过球铰与中间件4相连接，另一端通过球铰与右前转向节臂6rf相连接；以及后轮转向机构，其包括：后转向器7；左后转向横拉杆5lr，其长度可变，一端通过球铰与后转向器7的左输出端相连接，另一端通过球铰与左后转向节臂6lr相连接；右后转向横拉杆5rr，其长度可变，一端通过球铰与后转向器7的右输出端相连接，另一端通过球铰与右后转向节臂6rr相连接。

参照图1所示，左前转向横拉杆5lf、右前转向横拉杆5rf，左后转向横拉杆5lr和右后转向横拉杆5rr具有最短长度状态和最长长度状态，其中，在车辆100行驶时，左前转向横拉杆5lf、右前转向横拉杆5rf，左后转向横拉杆5lr和右后转向横拉杆5rr被锁止在最短长度状态；以及参照图2所示，泊车原位转向时，方向盘1摆正，左前转向横拉杆5lf、右前转向横拉杆5rf，左后转向横拉杆5lr和右后转向横拉杆5rr工作在最长长度状态，左前轮8lf和右前轮8rf同时向内转向呈内八字状，左后轮8lr和右后轮8rr同时向外转向呈外八字状，当左前轮8lf和右前轮8rf的前轮转向角为左后轮8lr和右后轮8rr的后轮转向角为时，车辆100可绕位于轴距中点的转向瞬心O进行原位转向，其中，L为轴距，B_f为前轮距，B_r为后轮距。L为轴距，具体是指通过车辆同一侧相邻两车轮的中点，并垂直于车辆纵向对称平面的二垂线之间的距离，简单地说，就是汽车前轴中心到后轴中心的距离，B_f为前轮距，具体是指两前轮中心线之间的距离，B_r为后轮距，具体是指两后轮中心线之间的距离，车轮的中心线是指经过车轮中心并且和车轴垂直的平面所在的直线。

现有常规车辆，例如最常见的经济型轿车，轴距典型数值为2600mm，前轮距典型数值为1470mm，后轮距典型数值为1460mm，简要的计算忽略数值不超过20mm主销偏距，计算得到前轮转向角为60.52°，后轮转向角为60.68°，可保证转向瞬心O在轮距的中点处。

在车辆100正常行驶过程中，前轮转向机构和后轮转向机构按照常规四轮转向装置进行动作，例如在高速时为了提高稳定性而进行四轮同向转向，在低速时为了减小转向半径而进行四轮异向转向。

常规四轮转向装置的后轮转向角范围很小，不超过5°，其主要用于保证高速稳定性。因此，后转向器7的输出端的行程也较小。出于减小转向机构所占的体积考虑，在后转向机构中不采用前轮转向机构中的中间件4也可以保证左后转向横拉杆5lr和右后转向横拉杆5rr布置所需的轴向长度。

左前转向横拉杆5lf、右前转向横拉杆5rf，左后转向横拉杆5lr和右后转向横拉杆5rr为电动线性执行器或液压线性执行器。后转向器7为电动线性执行器或液压线性执行器。其中，液压线性执行器为但不限于动力油缸，电动线性执行器为但不限于电动推杆。

应该指出，本申请具体实施例在车辆100正常行驶时并不涉及线传独立转向技术，在从停车场出来到道路时，左前转向横拉杆5lf、右前转向横拉杆5rf、左后转向横拉杆5lr和右后转向横拉杆5rr即被锁止在最短长度状态，在行驶过程中并不进行动态调整，因此，在显著降低对转向控制系统要求的前提下，保证了车辆正常行驶时的转向性能。

本申请具体实施例放弃了并不实用的车辆横行的要求，也降低了对悬架的要求，不会对悬架横臂提出过多的空间布置要求，特别是后悬架仍然有多种类型可以选用，而不一定非得采用双横臂悬架。

可变长度转向横拉杆的采用，也带来了其它有益的效果，例如，可以实现自动的四轮定位参数调整，车辆100开到四轮定位仪上，测出的前轮前束和后轮前束参数发送给车辆100的控制系统，对转向横拉杆的长度进行调整，得到理想的定位参数，而这一过程可以实现全自动化，无须人工调整。

图3是车辆泊车过程示意图，其中，图3(a)是进入垂直停车位的过程示意图；图3(b)是进入侧向停车位的过程示意图；图3(c)是进入斜向停车位的过程示意图。驾驶员将车移动到合适的位置，即感觉其轴距中点(一般就在车辆的B柱处，B柱是指前车门和后车门之间的那根从车顶延伸到车底部的柱子)基本对应其停车位的中间位置时，进行原位中心转向调整车辆方位以顺利泊入停车位。驾驶员可根据经验确定轴距中点，也可以将轴距中点处可视化，例如在车身上安装激光指示仪，可在地面上打出过轴距中点且垂直于车辆纵向对称平面的指示线，驾驶员看到该指示线和泊车位之间的相对位置，即可确定将车停在何处，然后进行原位中心转向。

显然，如果配置了自动泊车系统，则更易于实现这种简化了的泊车过程。如果车辆还配备了遥控泊车装置，则驾驶员和乘客均可以下车到合适的位置，通过钥匙或手机遥控整个泊车过程。由于站在车外可以更好地查看泊车位和车辆的相对位置，因此可以更好地控制整个泊车过程。

本实用新型具体实施例的四轮转向装置，采用了可变长度的转向横拉杆，在显著降低对转向控制系统要求的前提下，保证了车辆正常行驶时的转向性能，泊车时可实现原位转向，简化了泊车过程。

本实用新型并不局限于上述实施例，而是覆盖在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下所进行的所有改变和修改。这些改变和修改不应被认为是脱离了本实用新型的精神和范围，并且所有诸如对于本领域技术人员来说显而易见的修改均应被包括在所附权利要求的范围内。

Claims

1.一种四轮转向装置，其特征在于，包括：

前轮转向机构，其包括：与方向盘相连接的第一转向齿轮；与所述第一转向齿轮相啮合的第一转向齿条；固接在所述第一转向齿条中间位置的中间件；长度可变的左前转向横拉杆，其一端与所述中间件相连接，另一端与左前转向节臂相连接；长度可变的右前转向横拉杆，其一端与所述中间件相连接，另一端与右前转向节臂相连接；以及

后轮转向机构，其包括：后转向器；长度可变的左后转向横拉杆，其一端与所述后转向器的左输出端相连接，另一端与左后转向节臂相连接；长度可变的右后转向横拉杆，其一端与所述后转向器的右输出端相连接，另一端与右后转向节臂相连接。

2.根据权利要求1所述的四轮转向装置，其特征在于，所述的左前转向横拉杆的一端通过球铰与所述中间件相连接，另一端通过球铰与左前转向节臂相连接；所述的右前转向横拉杆的一端通过球铰与所述中间件相连接，另一端通过球铰与右前转向节臂相连接；所述的左后转向横拉杆的一端通过球铰与所述后转向器的左输出端相连接，另一端通过球铰与左后转向节臂相连接；所述的右后转向横拉杆的一端通过球铰与所述后转向器的右输出端相连接，另一端通过球铰与右后转向节臂相连接。

3.根据权利要求1所述的四轮转向装置，其特征在于，

所述左前转向横拉杆、所述右前转向横拉杆、所述左后转向横拉杆和所述右后转向横拉杆均为电动线性执行器或液压线性执行器。

4.根据权利要求1所述的四轮转向装置，其特征在于，

所述后转向器为电动线性执行器或液压线性执行器。