CN110654448B - 轮毂电机分布式电驱动汽车多功能转向机构及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轮毂电机分布式电驱动汽车多功能转向机构及其方法，转向机构包含前转向模块、后转向模块、车速传感器、第一至第四车轮转角传感器、行驶模式切换模块和控制模块；控制模块根据车速传感器、第一车轮转角传感器、第二车轮转角传感器、行驶模式切换模块的数据控制前转向模块、后转向模块工作，使得车辆能够工作在五种行驶模式：两前轮转向模式、四轮转向模式、定点零半径转向模式、横向行驶模式、高速行驶后轮转向模式。

Description

轮毂电机分布式电驱动汽车多功能转向机构及其方法

技术领域

本发明涉及轮毂电机分布式电驱动汽车技术领域，尤其涉及一种轮毂电机分布式电驱动汽车多功能转向机构及其方法。

背景技术

由于能源和环保的压力越来越重，新能源汽车的发展已经成为各个国家汽车工业的研究热点，轮毂电机分布式电驱动汽车更是备受关注。现有轮毂电机分布式电驱动汽车多功能转向机构的功能比较单一，一般为两轮转向模式或四轮转向模式，不能多模式切换，且传统汽车转向机构因为转向横拉杆的原因，限制了前轮转向角在-35°到+35°之间。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种轮毂电机分布式电驱动汽车多功能转向机构及其方法，不仅能够实现纵向行驶的两前轮转向、四轮转向，还能够实现定点零半径转向和横向行驶，满足了在狭窄范围内汽车调头或停车入库等时转向灵活、操作简单的需求。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

轮毂电机分布式电驱动汽车多功能转向机构，包含前转向模块、后转向模块、车速传感器、第一至第四车轮转角传感器、行驶模式切换模块和控制模块；

所述前转向模块包含第一至第二轮毂电机、方向盘、转向柱、转向中间轴、转向轴、驱动锥齿轮、左锥齿轮、右锥齿轮、第一至第四前直齿轮、第一至第四啮合齿圈、第一至第四前转向齿轮、第一至第二前转向齿条、前左传导单元和前右传导单元；

所述第一至第二轮毂电机设置在汽车左前车轮、右前车轮处，转子分别和汽车左前车轮、右前车轮的轮辋固连，分别用于驱动汽车左前车轮、右前车轮转动；

所述转向柱一端和方向盘中心垂直固连，另一端通过万向节和所述转向中间轴的一端相连；所述转向中间轴的另一端通过万向节和所述转向轴的一端相连；所述转向轴的另一端和所述驱动锥齿轮的转轴同轴固连；

所述左锥齿轮、右锥齿轮分别设置在所述驱动锥齿轮的左右两侧，均和所述驱动锥齿轮啮合，且左锥齿轮、右锥齿轮的转轴均垂直于所述转向轴；

所述第一前转向齿条、第二前转向齿条分别设置在所述驱动锥齿轮左右两侧的车架上且均和所述转向轴平行；

所述第一前直齿轮和所述第二前直齿轮啮合，且第一前直齿轮的转轴通过第一啮合齿圈和所述第一前转向齿轮的转轴相连；所述第二前直齿轮转轴的一端通过所述第二啮合齿圈和所述第一前转向齿轮的转轴相连，另一端和所述左锥齿轮的转轴同轴固连；所述第一前转向齿轮、第二前转向齿轮均和所述第一前转向齿条啮合，且第一前转向齿轮、第二前转向齿轮之间不啮合；

所述第三前直齿轮和所述第四前直齿轮啮合，且第三前直齿轮的转轴通过第三啮合齿圈和所述第三前转向齿轮的转轴相连；所述第四前直齿轮转轴的一端通过所述第四啮合齿圈和所述第四前转向齿轮的转轴相连，另一端和所述右锥齿轮的转轴同轴固连；所述第三前转向齿轮、第四前转向齿轮均和所述第二前转向齿条啮合，且第三前转向齿轮、第四前转向齿轮之间不啮合；

所述第一前转向齿条、第二前转向齿条的输出端分别通过前左传导单元、前右传导单元和第一轮毂电机、第二轮毂电机相连；所述前左传导单元、前右传导单元分别用于将方向盘的转向力矩传递至汽车的左前车轮、右前车轮；

所述后转向模块包含第三至第四轮毂电机、第一至第二转向电机、第一至第二后转向齿轮、第一至第二后转向齿条、后左传导单元和后右传导单元；

所述第三轮毂电机、第四轮毂电机设置在汽车左后车轮、右后车轮处，转子分别和汽车左后车轮、右后车轮的轮辋固连，分别用于驱动汽车左后车轮、右后车轮转动；

所述第一后转向齿条、第二后转向齿条分别设置在汽车左后车轮、右后车轮内侧的车架上且均和所述转向轴垂直；所述第一转向电机、第二转向电机固定在汽车车架上，且第一转向电机、第二转向电机的输出轴分别和所述第一后转向齿轮、第二后转向齿轮的转轴同轴固连；

所述第一后转向齿轮、第二后转向齿轮分别与第一后转向齿条、第二后转向齿条啮合；第一后转向齿条、第二后转向齿条的输出端分别通过后左传导单元、后右传导单元和汽车左后车轮、右后车轮相连；

所述后左传导单元、后右传导单元分别用于将第一转向电机、第二转向电机的转向力矩传递至汽车的左后车轮、右后车轮；

所述车速传感器用于获得汽车的车速，并将其传递给所述控制模块；

所述第一至第四车轮转角传感器分别设置在汽车的左前车轮、右前车轮、左后车轮、右后车轮处，分别用于获得汽车左前车轮、右前车轮、左后车轮、右后车轮的车轮转角，并将其传递给所述控制模块；

所述行驶模式切换模块用于将用户选择的行驶模式发送给所述控制模块，所述行驶模式包含五种模式：两前轮转向模式、四轮转向模式、定点零半径转向模式、横向行驶模式、高速行驶后轮转向模式；

所述控制模块分别和车速传感器、第一至第四车轮转角传感器、行驶模式切换模块、第一转向电机、第二转向电机、第一至第四啮合齿圈、以及第一至第四轮毂电机电气相连，用于根据车速传感器、第一只第四车轮转角传感器、行驶模式切换模块的数据控制第一转向电机、第二转向电机、第一至第四啮合齿圈、第一至第四轮毂电机工作。

作为本发明轮毂电机分布式电驱动汽车多功能转向机构进一步的优化方案，所述前左传导单元、前右传导单元、后左传导单元、后右传导单元均包含转向横拉杆、转向节、控制臂，其中，控制臂一端通过球销和车架相连、另一端和转向节连接；转向横拉杆的一端和转向节连接；

前左传导单元、前右传导单元、后左传导单元、后右传导单元的转向节分别和第一至第四轮毂电机定子的中心固连；前左传导单元、前右传导单元、后左传导单元、后右传导单元的转向横拉杆的另一端分别和第一前转向齿条、第二前转向齿条、第一后转向齿条、第二后转向齿条的输出端相连。

本发明还公开了一种该轮毂电机分布式电驱动汽车多功能转向机构的两前轮转向方法，具体步骤如下：

步骤A.1），驾驶员通过行驶模式切换模块选择两前轮转向模式，行驶模式切换模块将该信息传递给控制模块；

步骤A.2），控制模块控制第二啮合齿圈、第四啮合齿圈处于啮合状态，并控制第一啮合齿圈、第三啮合齿圈处于分离状态，切断第二前转向齿轮、第四前转向齿轮的动力源；

步骤A.3），驾驶员转动方向盘时，方向盘力矩依次经过转向柱、转向中间轴、转向轴、驱动锥齿轮分别传递给左锥齿轮和右锥齿轮；左锥齿轮依次通过第二前直齿轮、第一前直齿轮、第一前转向齿轮带动第一前转向齿条运动；右锥齿轮依次通过第四前直齿轮、第三前直齿轮、第三前转向齿轮带动第二前转向齿条运动；第一前转向齿条、第二前转向齿条分别通过前左传导单元、前右传导单元将方向盘的转向力矩传递到左前车轮、右前车轮。

本发明还公开了一种该轮毂电机分布式电驱动汽车多功能转向机构的四轮转向方法，具体步骤如下：

步骤B.1），驾驶员通过行驶模式切换模块选择四轮转向模式，行驶模式切换模块将该信息传递给控制模块；

步骤B.2），控制模块控制第二啮合齿圈、第四啮合齿圈处于啮合状态，并控制第一啮合齿圈、第三啮合齿圈处于分离状态，切断第二前转向齿轮、第四前转向齿轮的动力源；

步骤B.3），驾驶员转动方向盘时，方向盘力矩依次经过转向柱、转向中间轴、转向轴、驱动锥齿轮分别传递给左锥齿轮和右锥齿轮；左锥齿轮依次通过第二前直齿轮、第一前直齿轮、第一前转向齿轮带动第一前转向齿条运动；右锥齿轮依次通过第四前直齿轮、第三前直齿轮、第三前转向齿轮带动第二前转向齿条运动；第一前转向齿条、第二前转向齿条分别通过前左传导单元、前右传导单元将方向盘的转向力矩传递到左前车轮、右前车轮，完成两前轮转向；

步骤B.4），所述控制模块接收车速传感器、第三车轮转角传感器、第四车轮转角传感器的信号，得到汽车的车速以及汽车左后车轮、右后车轮的转动角度；

步骤B.5），模块控制将车速与预设的第一速度阈值作比较；

步骤B.5.1），当车速小于预设的第一速度阈值时，控制模块控制第一转向电机、第二转向电机工作，使得左后车轮、右后车轮的转向方向和左前车轮、右前车轮的转向方向相反，且左后车轮、右后车轮的车轮转角和左前车轮、右前车轮的车轮转角的比值为预设的第一比例阈值；

步骤B.5.2），当车速大于预设的第一速度阈值时，控制模块控制第一转向电机、第二转向电机工作，使得左后车轮、右后车轮和与左前车轮、右前车轮的转向方向相同且左后车轮、右后车轮的车轮转角和左前车轮、右前车轮的车轮转角的比值为预设的第二比例阈值。

本发明还公开了一种该轮毂电机分布式电驱动汽车多功能转向机构的定点零半径转向方法，具体步骤如下：

步骤C.1），驾驶员通过行驶模式切换模块选择定点零半径转向模式，行驶模式切换模块将该信息传递给控制模块；

步骤C.2），控制模块控制第二啮合齿圈、第三啮合齿圈处于啮合状态，并控制第一啮合齿圈、四啮合齿圈处于分离状态，切断第二前转向齿轮、第三前转向齿轮的动力源；

步骤C.3），驾驶员转动方向盘时，方向盘力矩依次经过转向柱、转向中间轴、转向轴、驱动锥齿轮分别传递给左锥齿轮和右锥齿轮；左锥齿轮依次通过第二前直齿轮、第一前直齿轮、第一前转向齿轮带动第一前转向齿条运动；右锥齿轮依次通过第四前直齿轮、第四前转向齿轮带动第二前转向齿条运动；第一前转向齿条、第二前转向齿条分别通过前左传导单元、前右传导单元将方向盘的转向力矩传递到左前车轮、右前车轮；

步骤C.4），驾驶员通过方向盘控制左前车轮、右前车轮转动，使得左前车轮、右前车轮的转角arctan(L/d)，L表示汽车轴距，d表示轮距，完成两前轮转向；

步骤C.5），控制模块控制第一转向电机、第二转向电机工作，带动第一后转向齿轮、第二后转向齿轮旋转，使得汽车左后车轮、右后车轮转角为arctan(L/d)。

本发明还公开了一种该轮毂电机分布式电驱动汽车多功能转向机构的横向行驶方法，具体步骤如下：

步骤D.1），驾驶员通过行驶模式切换模块选择横向行驶模式，行驶模式切换模块将该信息传递给控制模块；

步骤D.2），控制模块控制第二啮合齿圈、第三啮合齿圈处于啮合状态，并控制第一啮合齿圈、第四啮合齿圈处于分离状态，切断第二前转向齿轮、第三前转向齿轮的动力源；

步骤D.3），驾驶员转动方向盘时，方向盘力矩依次经过转向柱、转向中间轴、转向轴、驱动锥齿轮分别传递给左锥齿轮和右锥齿轮；左锥齿轮依次通过第二前直齿轮、第一前直齿轮、第一前转向齿轮带动第一前转向齿条运动；右锥齿轮依次通过第四前直齿轮、第四前转向齿轮带动第二前转向齿条运动；第一前转向齿条、第二前转向齿条分别通过前左传导单元、前右传导单元将方向盘的转向力矩传递到左前车轮、右前车轮；

步骤D.4），驾驶员通过方向盘控制汽车的左前车轮、右前车轮转动，使得汽车左前车轮、右前车轮的转角为90°；

步骤D.5），所述控制模块接收前轮转角传感器信号，控制模块控制第一转向电机、第二转向电机工作，带动第一后转向齿轮、第二后转向齿轮旋转，第一后转向齿轮、第二后转向齿轮分别与第一后转向齿条、第二后转向齿条啮合运动，通过后左传导单元和后右传导单元传递到左后车轮、右后车轮，使得汽车的左后车轮、右后车轮转角为90°。

本发明还公开了一种该轮毂电机分布式电驱动汽车多功能转向机构的高速行驶后轮转向方法，具体步骤如下：

步骤E.1），驾驶员操纵车辆保持直线行驶；

步骤E.2），所述控制模块接收车速传感器、第三车轮转角传感器、第四车轮转角传感器的信号，得到汽车的车速以及汽车左后车轮、右后车轮的转动角度；

步骤E.3），模块控制将车速与预设的第二速度阈值作比较；

步骤E.4），当车速大于预设的第二速度阈值时，控制模块将左后车轮、右后车轮的转动角度分别和预设的后轮前束最小阈值、预设的后轮前束最大阈值作比较；

步骤E.4.1），当左后车轮、右后车轮的转动角度小于预设的后轮前束最小阈值，控制模块控制第一转向电机、第二转向电机工作，使得左后车轮、右后车轮的向内转向，直至左后车轮、右后车轮的转动角度大于等于预设的后轮前束最小阈值；

步骤E.2.2）当左后车轮、右后车轮的转动角度大于预设的后轮前束最大阈值，控制模块控制第一转向电机、第二转向电机工作，使得左后车轮、右后车轮的向外转向，直至左后车轮、右后车轮的转动角度小于等于预设的后轮前束最大阈值。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

本发明轮毂电机分布式电驱动汽车多功能转向机构既可以实现两前轮转向，也可以实现四轮转向；所述两前轮转向包括：正常行驶的两前轮常规转向，高速行驶的两后轮转向；高速行驶的两后轮转向向内转向，增加前束，增强车辆高速行驶的稳定性和制动时车身的稳定性；所述四轮转向主要包括，低速转向时，后轮的转向方向与前轮的转向方向相反；高速转向时，后轮的转向方向与前轮的转向方向相反；调头、出入车库、停车位紧张时，实现定点零半径转向和横向行驶；四轮转向技术，可以缩小汽车的转弯半径，狭小空间范围实现定点零半径转向和横向行驶，使车身操控变得灵活。

附图说明

图1是本发明中前转向模块的结构示意图；

图2是本发明中前转向模块中各个传导机构相配合的结构示意图；

图3是本发明中后转向模块的结构示意图；

图4是本发明中两前轮转向模式的原理示意图；

图5是本发明中车速小于预设的第一速度阈值时四轮转向模式的原理示意图；

图6是本发明中车速大于预设的第一速度阈值时四轮转向模式的原理示意图；

图7是本发明中定点零半径转向模式的原理示意图；

图8是本发明中横向行驶模式的原理示意图；

图9是本发明中高速两后轮转向模式的原理示意图。

图中，1-方向盘，2-转向柱，3-转向中间轴，4-转向轴，5-万向节，6-驱动锥齿轮，7-左锥齿轮，8-右锥齿轮，9A-左锥齿轮的转轴，9B-右锥齿轮的转轴，9C-第三前直齿轮的转轴，9D-第四前直齿轮的转轴，10A-第一前直齿轮，10B-第二前直齿轮，10C-第三前直齿轮，10D-第四前直齿轮，11A-第一啮合齿圈，11B-第二啮合齿圈，11C-第三啮合齿圈，11D-第四啮合齿圈，12A-第一前转向齿轮，12B-第二前转向齿轮，12C-第三前转向齿轮，12D-第四前转向齿轮，13A-第一前转向齿条，13B-第二前转向齿条，14A-前左传导单元的转向横拉杆，14B-前右传导单元的转向横拉杆，15A-前左传导单元的转向节，15B-前右传导单元的转向节，16A-前左传导单元的控制臂, 16B-前右传导单元的控制臂，17-轮毂电机，18A-前左车轮，18B-前右车轮，19-车架前部，20-车架后部，21A-第一转向电机，21B-第二转向电机，22A-第一后转向齿轮，22B-第二后转向齿轮，23A-第一后转向齿条，23B-第二后转向齿条，24A-后左传导单元的转向横拉杆，24B-后右传导单元的转向横拉杆，25A-后左传导单元的转向节，25B-后右传导单元的转向节，26A-后左传导单元的控制臂，26B-后右传导单元的控制臂，27A-左后车轮，27B-右后车轮。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

本发明可以以许多不同的形式实现，而不应当认为限于这里所述实施例。相反，提供这些实施例以便使本公开透彻且完整，并且将向本领域技术人员充分表达本发明的范围。在附图中，为了清楚起见放大了组件。

本发明公开了一种轮毂电机分布式电驱动汽车多功能转向机构，包含前转向模块、后转向模块、车速传感器、第一至第四车轮转角传感器、行驶模式切换模块和控制模块；

如图1、图2所示，所述前转向模块包含第一至第二轮毂电机、方向盘、转向柱、转向中间轴、转向轴、驱动锥齿轮、左锥齿轮、右锥齿轮、第一至第四前直齿轮、第一至第四啮合齿圈、第一至第四前转向齿轮、第一至第二前转向齿条、前左传导单元和前右传导单元；

所述第一至第二轮毂电机设置在汽车左前车轮、右前车轮处，转子分别和汽车左前车轮、右前车轮的轮辋固连，分别用于驱动汽车左前车轮、右前车轮转动；

所述转向柱一端和方向盘中心垂直固连，另一端通过万向节和所述转向中间轴的一端相连；所述转向中间轴的另一端通过万向节和所述转向轴的一端相连；所述转向轴的另一端和所述驱动锥齿轮的转轴同轴固连；

所述左锥齿轮、右锥齿轮分别设置在所述驱动锥齿轮的左右两侧，均和所述驱动锥齿轮啮合，且左锥齿轮、右锥齿轮的转轴均垂直于所述转向轴；

所述第一前转向齿条、第二前转向齿条分别设置在所述驱动锥齿轮左右两侧的车架上且均和所述转向轴平行；

所述第一前直齿轮和所述第二前直齿轮啮合，且第一前直齿轮的转轴通过第一啮合齿圈和所述第一前转向齿轮的转轴相连；所述第二前直齿轮转轴的一端通过所述第二啮合齿圈和所述第一前转向齿轮的转轴相连，另一端和所述左锥齿轮的转轴同轴固连；所述第一前转向齿轮、第二前转向齿轮均和所述第一前转向齿条啮合，且第一前转向齿轮、第二前转向齿轮之间不啮合；

所述第三前直齿轮和所述第四前直齿轮啮合，且第三前直齿轮的转轴通过第三啮合齿圈和所述第三前转向齿轮的转轴相连；所述第四前直齿轮转轴的一端通过所述第四啮合齿圈和所述第四前转向齿轮的转轴相连，另一端和所述右锥齿轮的转轴同轴固连；所述第三前转向齿轮、第四前转向齿轮均和所述第二前转向齿条啮合，且第三前转向齿轮、第四前转向齿轮之间不啮合；

所述第一前转向齿条、第二前转向齿条的输出端分别通过前左传导单元、前右传导单元和第一轮毂电机、第二轮毂电机相连；所述前左传导单元、前右传导单元分别用于将方向盘的转向力矩传递至汽车的左前车轮、右前车轮；

如图3所示，所述后转向模块包含第三至第四轮毂电机、第一至第二转向电机、第一至第二后转向齿轮、第一至第二后转向齿条、后左传导单元和后右传导单元；

所述第三轮毂电机、第四轮毂电机设置在汽车左后车轮、右后车轮处，转子分别和汽车左后车轮、右后车轮的轮辋固连，分别用于驱动汽车左后车轮、右后车轮转动；

所述第一后转向齿条、第二后转向齿条分别设置在汽车左后车轮、右后车轮内侧的车架上且均和所述转向轴平行；所述第一转向电机、第二转向电机固定在汽车车架上，且第一转向电机、第二转向电机的输出轴分别和所述第一后转向齿轮、第二后转向齿轮的转轴同轴固连；

所述第一后转向齿轮、第二后转向齿轮分别与第一后转向齿条、第二后转向齿条啮合；第一后转向齿条、第二后转向齿条的输出端分别通过后左传导单元、后右传导单元和汽车左后车轮、右后车轮相连；

所述后左传导单元、后右传导单元分别用于将第一转向电机、第二转向电机的转向力矩传递至汽车的左后车轮、右后车轮；

所述车速传感器用于获得汽车的车速，并将其传递给所述控制模块；

所述第一至第四车轮转角传感器分别设置在汽车的左前车轮、右前车轮、左后车轮、右后车轮处，分别用于获得汽车左前车轮、右前车轮、左后车轮、右后车轮的车轮转角，并将其传递给所述控制模块；

所述行驶模式切换模块用于将用户选择的行驶模式发送给所述控制模块，所述行驶模式包含五种模式：两前轮转向模式、四轮转向模式、定点零半径转向模式、横向行驶模式、高速行驶后轮转向模式；

所述控制模块分别和车速传感器、第一至第四车轮转角传感器、行驶模式切换模块、第一转向电机、第二转向电机、第一至第四啮合齿圈、以及第一至第四轮毂电机电气相连，用于根据车速传感器、第一至第四车轮转角传感器、行驶模式切换模块的数据控制第一转向电机、第二转向电机、第一至第四啮合齿圈、第一至第四轮毂电机工作。

如图1、图3所示，所述前左传导单元、前右传导单元、后左传导单元、后右传导单元均包含转向横拉杆、转向节、控制臂，其中，控制臂一端通过球销和车架相连、另一端和转向节连接；转向横拉杆的一端和转向节连接；

前左传导单元、前右传导单元、后左传导单元、后右传导单元的转向节分别和第一至第四轮毂电机定子的中心固连；前左传导单元、前右传导单元、后左传导单元、后右传导单元的转向横拉杆的另一端分别和第一前转向齿条、第二前转向齿条、第一后转向齿条、第二后转向齿条的输出端相连。

如图4所示，本发明还公开了一种该轮毂电机分布式电驱动汽车多功能转向机构的两前轮转向方法，具体步骤如下：

步骤A.1），驾驶员通过行驶模式切换模块选择两前轮转向模式，行驶模式切换模块将该信息传递给控制模块；

步骤A.2），控制模块控制第二啮合齿圈、第四啮合齿圈处于啮合状态，并控制第一啮合齿圈、第三啮合齿圈处于分离状态，切断第二前转向齿轮、第四前转向齿轮的动力源；

步骤A.3），驾驶员转动方向盘时，方向盘力矩依次经过转向柱、转向中间轴、转向轴、驱动锥齿轮分别传递给左锥齿轮和右锥齿轮；左锥齿轮依次通过第二前直齿轮、第一前直齿轮、第一前转向齿轮带动第一前转向齿条运动；右锥齿轮依次通过第四前直齿轮、第三前直齿轮、第三前转向齿轮带动第二前转向齿条运动；第一前转向齿条、第二前转向齿条分别通过前左传导单元、前右传导单元将方向盘的转向力矩传递到左前车轮、右前车轮。

如图5、图6所示，本发明还公开了一种该轮毂电机分布式电驱动汽车多功能转向机构的四轮转向方法，具体步骤如下：

步骤B.1），驾驶员通过行驶模式切换模块选择四轮转向模式，行驶模式切换模块将该信息传递给控制模块；

步骤B.2），控制模块控制第二啮合齿圈、第四啮合齿圈处于啮合状态，并控制第一啮合齿圈、第三啮合齿圈处于分离状态，切断第二前转向齿轮、第四前转向齿轮的动力源；

步骤B.3），驾驶员转动方向盘时，方向盘力矩依次经过转向柱、转向中间轴、转向轴、驱动锥齿轮分别传递给左锥齿轮和右锥齿轮；左锥齿轮依次通过第二前直齿轮、第一前直齿轮、第一前转向齿轮带动第一前转向齿条运动；右锥齿轮依次通过第四前直齿轮、第三前直齿轮、第三前转向齿轮带动第二前转向齿条运动；第一前转向齿条、第二前转向齿条分别通过前左传导单元、前右传导单元将方向盘的转向力矩传递到左前车轮、右前车轮，完成两前轮转向；

步骤B.4），所述控制模块接收车速传感器、第三车轮转角传感器、第四车轮转角传感器的信号，得到汽车的车速以及汽车左后车轮、右后车轮的转动角度；

步骤B.5），模块控制将车速与预设的第一速度阈值作比较；

步骤B.5.1），当车速小于预设的第一速度阈值时，控制模块控制第一转向电机、第二转向电机工作，使得左后车轮、右后车轮的转向方向和左前车轮、右前车轮的转向方向相反，且左后车轮、右后车轮的车轮转角和左前车轮、右前车轮的车轮转角的比值为预设的第一比例阈值；

步骤B.5.2），当车速大于预设的第一速度阈值时，控制模块控制第一转向电机、第二转向电机工作，使得左后车轮、右后车轮和与左前车轮、右前车轮的转向方向相同且左后车轮、右后车轮的车轮转角和左前车轮、右前车轮的车轮转角的比值为预设的第二比例阈值。

如图7所示，本发明还公开了一种该轮毂电机分布式电驱动汽车多功能转向机构的定点零半径转向方法，具体步骤如下：

步骤C.1），驾驶员通过行驶模式切换模块选择定点零半径转向模式，行驶模式切换模块将该信息传递给控制模块；

步骤C.2），控制模块控制第二啮合齿圈、第三啮合齿圈处于啮合状态，并控制第一啮合齿圈、四啮合齿圈处于分离状态，切断第二前转向齿轮、第三前转向齿轮的动力源；

步骤C.3），驾驶员转动方向盘时，方向盘力矩依次经过转向柱、转向中间轴、转向轴、驱动锥齿轮分别传递给左锥齿轮和右锥齿轮；左锥齿轮依次通过第二前直齿轮、第一前直齿轮、第一前转向齿轮带动第一前转向齿条运动；右锥齿轮依次通过第四前直齿轮、第四前转向齿轮带动第二前转向齿条运动；第一前转向齿条、第二前转向齿条分别通过前左传导单元、前右传导单元将方向盘的转向力矩传递到左前车轮、右前车轮；

步骤C.4），驾驶员通过方向盘控制左前车轮、右前车轮转动，使得左前车轮、右前车轮的转角arctan(L/d)，L表示汽车轴距，d表示轮距，完成两前轮转向；

步骤C.5），控制模块控制第一转向电机、第二转向电机工作，带动第一后转向齿轮、第二后转向齿轮旋转，使得汽车左后车轮、右后车轮转角为arctan(L/d)。

如图8所示，本发明还公开了一种该轮毂电机分布式电驱动汽车多功能转向机构的横向行驶方法，具体步骤如下：

步骤D.1），驾驶员通过行驶模式切换模块选择横向行驶模式，行驶模式切换模块将该信息传递给控制模块；

步骤D.2），控制模块控制第二啮合齿圈、第三啮合齿圈处于啮合状态，并控制第一啮合齿圈、第四啮合齿圈处于分离状态，切断第二前转向齿轮、第三前转向齿轮的动力源；

步骤D.3），驾驶员转动方向盘时，方向盘力矩依次经过转向柱、转向中间轴、转向轴、驱动锥齿轮分别传递给左锥齿轮和右锥齿轮；左锥齿轮依次通过第二前直齿轮、第一前直齿轮、第一前转向齿轮带动第一前转向齿条运动；右锥齿轮依次通过第四前直齿轮、第四前转向齿轮带动第二前转向齿条运动；第一前转向齿条、第二前转向齿条分别通过前左传导单元、前右传导单元将方向盘的转向力矩传递到左前车轮、右前车轮；

步骤D.4），驾驶员通过方向盘控制汽车的左前车轮、右前车轮转动，使得汽车左前车轮、右前车轮的转角为90°；

步骤D.5），所述控制模块接收前轮转角传感器信号，控制模块控制第一转向电机、第二转向电机工作，带动第一后转向齿轮、第二后转向齿轮旋转，第一后转向齿轮、第二后转向齿轮分别与第一后转向齿条、第二后转向齿条啮合运动，通过后左传导单元和后右传导单元传递到左后车轮、右后车轮，使得汽车的左后车轮、右后车轮转角为90°。

如图9所示，本发明还公开了一种该轮毂电机分布式电驱动汽车多功能转向机构的高速行驶后轮转向方法，具体步骤如下：

步骤E.1），驾驶员操纵车辆保持直线行驶；

步骤E.2），所述控制模块接收车速传感器、第三车轮转角传感器、第四车轮转角传感器的信号，得到汽车的车速以及汽车左后车轮、右后车轮的转动角度；

步骤E.3），模块控制将车速与预设的第二速度阈值作比较；

步骤E.4），当车速大于预设的第二速度阈值时，控制模块将左后车轮、右后车轮的转动角度分别和预设的后轮前束最小阈值、预设的后轮前束最大阈值作比较；

步骤E.4.1），当左后车轮、右后车轮的转动角度小于预设的后轮前束最小阈值，控制模块控制第一转向电机、第二转向电机工作，使得左后车轮、右后车轮的向内转向，直至左后车轮、右后车轮的转动角度大于等于预设的后轮前束最小阈值；

步骤E.2.2）当左后车轮、右后车轮的转动角度大于预设的后轮前束最大阈值，控制模块控制第一转向电机、第二转向电机工作，使得左后车轮、右后车轮的向外转向，直至左后车轮、右后车轮的转动角度小于等于预设的后轮前束最大阈值。

本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

以上所述具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.轮毂电机分布式电驱动汽车多功能转向机构的两前轮转向方法，所述轮毂电机分布式电驱动汽车多功能转向机构包含前转向模块、后转向模块、车速传感器、第一至第四车轮转角传感器、行驶模式切换模块和控制模块；

所述前转向模块包含第一至第二轮毂电机、方向盘、转向柱、转向中间轴、转向轴、驱动锥齿轮、左锥齿轮、右锥齿轮、第一至第四前直齿轮、第一至第四啮合齿圈、第一至第四前转向齿轮、第一至第二前转向齿条、前左传导单元和前右传导单元；

所述第一至第二轮毂电机设置在汽车左前车轮、右前车轮处，转子分别和汽车左前车轮、右前车轮的轮辋固连，分别用于驱动汽车左前车轮、右前车轮转动；

所述转向柱一端和方向盘中心垂直固连，另一端通过万向节和所述转向中间轴的一端相连；所述转向中间轴的另一端通过万向节和所述转向轴的一端相连；所述转向轴的另一端和所述驱动锥齿轮的转轴同轴固连；

所述左锥齿轮、右锥齿轮分别设置在所述驱动锥齿轮的左右两侧，均和所述驱动锥齿轮啮合，且左锥齿轮、右锥齿轮的转轴均垂直于所述转向轴；

所述第一前转向齿条、第二前转向齿条分别设置在所述驱动锥齿轮左右两侧的车架上且均和所述转向轴平行；

所述第一前直齿轮和所述第二前直齿轮啮合，且第一前直齿轮的转轴通过第一啮合齿圈和所述第一前转向齿轮的转轴相连；所述第二前直齿轮转轴的一端通过所述第二啮合齿圈和所述第一前转向齿轮的转轴相连，另一端和所述左锥齿轮的转轴同轴固连；所述第一前转向齿轮、第二前转向齿轮均和所述第一前转向齿条啮合，且第一前转向齿轮、第二前转向齿轮之间不啮合；

所述第三前直齿轮和所述第四前直齿轮啮合，且第三前直齿轮的转轴通过第三啮合齿圈和所述第三前转向齿轮的转轴相连；所述第四前直齿轮转轴的一端通过所述第四啮合齿圈和所述第四前转向齿轮的转轴相连，另一端和所述右锥齿轮的转轴同轴固连；所述第三前转向齿轮、第四前转向齿轮均和所述第二前转向齿条啮合，且第三前转向齿轮、第四前转向齿轮之间不啮合；

所述第一前转向齿条、第二前转向齿条的输出端分别通过前左传导单元、前右传导单元和第一轮毂电机、第二轮毂电机相连；所述前左传导单元、前右传导单元分别用于将方向盘的转向力矩传递至汽车的左前车轮、右前车轮；

所述后转向模块包含第三至第四轮毂电机、第一至第二转向电机、第一至第二后转向齿轮、第一至第二后转向齿条、后左传导单元和后右传导单元；

所述第三轮毂电机、第四轮毂电机设置在汽车左后车轮、右后车轮处，转子分别和汽车左后车轮、右后车轮的轮辋固连，分别用于驱动汽车左后车轮、右后车轮转动；

所述第一后转向齿条、第二后转向齿条分别设置在汽车左后车轮、右后车轮内侧的车架上且均和所述转向轴垂直；所述第一转向电机、第二转向电机固定在汽车车架上，且第一转向电机、第二转向电机的输出轴分别和所述第一后转向齿轮、第二后转向齿轮的转轴同轴固连；

所述第一后转向齿轮、第二后转向齿轮分别与第一后转向齿条、第二后转向齿条啮合；第一后转向齿条、第二后转向齿条的输出端分别通过后左传导单元、后右传导单元和汽车左后车轮、右后车轮相连；

所述后左传导单元、后右传导单元分别用于将第一转向电机、第二转向电机的转向力矩传递至汽车的左后车轮、右后车轮；

所述车速传感器用于获得汽车的车速，并将其传递给所述控制模块；

所述第一至第四车轮转角传感器分别设置在汽车的左前车轮、右前车轮、左后车轮、右后车轮处，分别用于获得汽车左前车轮、右前车轮、左后车轮、右后车轮的车轮转角，并将其传递给所述控制模块；

所述行驶模式切换模块用于将用户选择的行驶模式发送给所述控制模块，所述行驶模式包含五种模式：两前轮转向模式、四轮转向模式、定点零半径转向模式、横向行驶模式、高速行驶后轮转向模式；

所述控制模块分别和车速传感器、第一至第四车轮转角传感器、行驶模式切换模块、第一转向电机、第二转向电机、第一至第四啮合齿圈、以及第一至第四轮毂电机电气相连，用于根据车速传感器、第一至第四车轮转角传感器、行驶模式切换模块的数据控制第一转向电机、第二转向电机、第一至第四啮合齿圈、第一至第四轮毂电机工作；

其特征在于， 所述轮毂电机分布式电驱动汽车多功能转向机构的两前轮转向方法的具体步骤如下：

步骤A.1），驾驶员通过行驶模式切换模块选择两前轮转向模式，行驶模式切换模块将该信息传递给控制模块；

步骤A.2），控制模块控制第二啮合齿圈、第四啮合齿圈处于啮合状态，并控制第一啮合齿圈、第三啮合齿圈处于分离状态，切断第二前转向齿轮、第四前转向齿轮的动力源；

步骤A.3），驾驶员转动方向盘时，方向盘力矩依次经过转向柱、转向中间轴、转向轴、驱动锥齿轮分别传递给左锥齿轮和右锥齿轮；左锥齿轮依次通过第二前直齿轮、第一前直齿轮、第一前转向齿轮带动第一前转向齿条运动；右锥齿轮依次通过第四前直齿轮、第三前直齿轮、第三前转向齿轮带动第二前转向齿条运动；第一前转向齿条、第二前转向齿条分别通过前左传导单元、前右传导单元将方向盘的转向力矩传递到左前车轮、右前车轮。

2.轮毂电机分布式电驱动汽车多功能转向机构的四轮转向方法，所述轮毂电机分布式电驱动汽车多功能转向机构包含前转向模块、后转向模块、车速传感器、第一至第四车轮转角传感器、行驶模式切换模块和控制模块；

所述前转向模块包含第一至第二轮毂电机、方向盘、转向柱、转向中间轴、转向轴、驱动锥齿轮、左锥齿轮、右锥齿轮、第一至第四前直齿轮、第一至第四啮合齿圈、第一至第四前转向齿轮、第一至第二前转向齿条、前左传导单元和前右传导单元；

所述第一至第二轮毂电机设置在汽车左前车轮、右前车轮处，转子分别和汽车左前车轮、右前车轮的轮辋固连，分别用于驱动汽车左前车轮、右前车轮转动；

所述转向柱一端和方向盘中心垂直固连，另一端通过万向节和所述转向中间轴的一端相连；所述转向中间轴的另一端通过万向节和所述转向轴的一端相连；所述转向轴的另一端和所述驱动锥齿轮的转轴同轴固连；

所述左锥齿轮、右锥齿轮分别设置在所述驱动锥齿轮的左右两侧，均和所述驱动锥齿轮啮合，且左锥齿轮、右锥齿轮的转轴均垂直于所述转向轴；

所述第一前转向齿条、第二前转向齿条分别设置在所述驱动锥齿轮左右两侧的车架上且均和所述转向轴平行；

所述第一前直齿轮和所述第二前直齿轮啮合，且第一前直齿轮的转轴通过第一啮合齿圈和所述第一前转向齿轮的转轴相连；所述第二前直齿轮转轴的一端通过所述第二啮合齿圈和所述第一前转向齿轮的转轴相连，另一端和所述左锥齿轮的转轴同轴固连；所述第一前转向齿轮、第二前转向齿轮均和所述第一前转向齿条啮合，且第一前转向齿轮、第二前转向齿轮之间不啮合；

所述第三前直齿轮和所述第四前直齿轮啮合，且第三前直齿轮的转轴通过第三啮合齿圈和所述第三前转向齿轮的转轴相连；所述第四前直齿轮转轴的一端通过所述第四啮合齿圈和所述第四前转向齿轮的转轴相连，另一端和所述右锥齿轮的转轴同轴固连；所述第三前转向齿轮、第四前转向齿轮均和所述第二前转向齿条啮合，且第三前转向齿轮、第四前转向齿轮之间不啮合；

所述第一前转向齿条、第二前转向齿条的输出端分别通过前左传导单元、前右传导单元和第一轮毂电机、第二轮毂电机相连；所述前左传导单元、前右传导单元分别用于将方向盘的转向力矩传递至汽车的左前车轮、右前车轮；

所述后转向模块包含第三至第四轮毂电机、第一至第二转向电机、第一至第二后转向齿轮、第一至第二后转向齿条、后左传导单元和后右传导单元；

所述第三轮毂电机、第四轮毂电机设置在汽车左后车轮、右后车轮处，转子分别和汽车左后车轮、右后车轮的轮辋固连，分别用于驱动汽车左后车轮、右后车轮转动；

所述第一后转向齿条、第二后转向齿条分别设置在汽车左后车轮、右后车轮内侧的车架上且均和所述转向轴垂直；所述第一转向电机、第二转向电机固定在汽车车架上，且第一转向电机、第二转向电机的输出轴分别和所述第一后转向齿轮、第二后转向齿轮的转轴同轴固连；

所述第一后转向齿轮、第二后转向齿轮分别与第一后转向齿条、第二后转向齿条啮合；第一后转向齿条、第二后转向齿条的输出端分别通过后左传导单元、后右传导单元和汽车左后车轮、右后车轮相连；

所述后左传导单元、后右传导单元分别用于将第一转向电机、第二转向电机的转向力矩传递至汽车的左后车轮、右后车轮；

所述车速传感器用于获得汽车的车速，并将其传递给所述控制模块；

所述第一至第四车轮转角传感器分别设置在汽车的左前车轮、右前车轮、左后车轮、右后车轮处，分别用于获得汽车左前车轮、右前车轮、左后车轮、右后车轮的车轮转角，并将其传递给所述控制模块；

所述行驶模式切换模块用于将用户选择的行驶模式发送给所述控制模块，所述行驶模式包含五种模式：两前轮转向模式、四轮转向模式、定点零半径转向模式、横向行驶模式、高速行驶后轮转向模式；

所述控制模块分别和车速传感器、第一至第四车轮转角传感器、行驶模式切换模块、第一转向电机、第二转向电机、第一至第四啮合齿圈、以及第一至第四轮毂电机电气相连，用于根据车速传感器、第一至第四车轮转角传感器、行驶模式切换模块的数据控制第一转向电机、第二转向电机、第一至第四啮合齿圈、第一至第四轮毂电机工作；

其特征在于，所述轮毂电机分布式电驱动汽车多功能转向机构的四轮转向方法的具体步骤如下：

步骤B.1），驾驶员通过行驶模式切换模块选择四轮转向模式，行驶模式切换模块将该信息传递给控制模块；

步骤B.2），控制模块控制第二啮合齿圈、第四啮合齿圈处于啮合状态，并控制第一啮合齿圈、第三啮合齿圈处于分离状态，切断第二前转向齿轮、第四前转向齿轮的动力源；

步骤B.3），驾驶员转动方向盘时，方向盘力矩依次经过转向柱、转向中间轴、转向轴、驱动锥齿轮分别传递给左锥齿轮和右锥齿轮；左锥齿轮依次通过第二前直齿轮、第一前直齿轮、第一前转向齿轮带动第一前转向齿条运动；右锥齿轮依次通过第四前直齿轮、第三前直齿轮、第三前转向齿轮带动第二前转向齿条运动；第一前转向齿条、第二前转向齿条分别通过前左传导单元、前右传导单元将方向盘的转向力矩传递到左前车轮、右前车轮，完成两前轮转向；

步骤B.4），所述控制模块接收车速传感器、第三车轮转角传感器、第四车轮转角传感器的信号，得到汽车的车速以及汽车左后车轮、右后车轮的转动角度；

步骤B.5），模块控制将车速与预设的第一速度阈值作比较；

步骤B.5.1），当车速小于预设的第一速度阈值时，控制模块控制第一转向电机、第二转向电机工作，使得左后车轮、右后车轮的转向方向和左前车轮、右前车轮的转向方向相反，且左后车轮、右后车轮的车轮转角和左前车轮、右前车轮的车轮转角的比值为预设的第一比例阈值；

步骤B.5.2），当车速大于预设的第一速度阈值时，控制模块控制第一转向电机、第二转向电机工作，使得左后车轮、右后车轮和与左前车轮、右前车轮的转向方向相同且左后车轮、右后车轮的车轮转角和左前车轮、右前车轮的车轮转角的比值为预设的第二比例阈值。

3.轮毂电机分布式电驱动汽车多功能转向机构的定点零半径转向方法，所述轮毂电机分布式电驱动汽车多功能转向机构包含前转向模块、后转向模块、车速传感器、第一至第四车轮转角传感器、行驶模式切换模块和控制模块；

所述前转向模块包含第一至第二轮毂电机、方向盘、转向柱、转向中间轴、转向轴、驱动锥齿轮、左锥齿轮、右锥齿轮、第一至第四前直齿轮、第一至第四啮合齿圈、第一至第四前转向齿轮、第一至第二前转向齿条、前左传导单元和前右传导单元；

所述第一至第二轮毂电机设置在汽车左前车轮、右前车轮处，转子分别和汽车左前车轮、右前车轮的轮辋固连，分别用于驱动汽车左前车轮、右前车轮转动；

所述转向柱一端和方向盘中心垂直固连，另一端通过万向节和所述转向中间轴的一端相连；所述转向中间轴的另一端通过万向节和所述转向轴的一端相连；所述转向轴的另一端和所述驱动锥齿轮的转轴同轴固连；

所述左锥齿轮、右锥齿轮分别设置在所述驱动锥齿轮的左右两侧，均和所述驱动锥齿轮啮合，且左锥齿轮、右锥齿轮的转轴均垂直于所述转向轴；

所述第一前转向齿条、第二前转向齿条分别设置在所述驱动锥齿轮左右两侧的车架上且均和所述转向轴平行；

所述第一前直齿轮和所述第二前直齿轮啮合，且第一前直齿轮的转轴通过第一啮合齿圈和所述第一前转向齿轮的转轴相连；所述第二前直齿轮转轴的一端通过所述第二啮合齿圈和所述第一前转向齿轮的转轴相连，另一端和所述左锥齿轮的转轴同轴固连；所述第一前转向齿轮、第二前转向齿轮均和所述第一前转向齿条啮合，且第一前转向齿轮、第二前转向齿轮之间不啮合；

所述第三前直齿轮和所述第四前直齿轮啮合，且第三前直齿轮的转轴通过第三啮合齿圈和所述第三前转向齿轮的转轴相连；所述第四前直齿轮转轴的一端通过所述第四啮合齿圈和所述第四前转向齿轮的转轴相连，另一端和所述右锥齿轮的转轴同轴固连；所述第三前转向齿轮、第四前转向齿轮均和所述第二前转向齿条啮合，且第三前转向齿轮、第四前转向齿轮之间不啮合；

所述第一前转向齿条、第二前转向齿条的输出端分别通过前左传导单元、前右传导单元和第一轮毂电机、第二轮毂电机相连；所述前左传导单元、前右传导单元分别用于将方向盘的转向力矩传递至汽车的左前车轮、右前车轮；

所述后转向模块包含第三至第四轮毂电机、第一至第二转向电机、第一至第二后转向齿轮、第一至第二后转向齿条、后左传导单元和后右传导单元；

所述第三轮毂电机、第四轮毂电机设置在汽车左后车轮、右后车轮处，转子分别和汽车左后车轮、右后车轮的轮辋固连，分别用于驱动汽车左后车轮、右后车轮转动；

所述第一后转向齿条、第二后转向齿条分别设置在汽车左后车轮、右后车轮内侧的车架上且均和所述转向轴垂直；所述第一转向电机、第二转向电机固定在汽车车架上，且第一转向电机、第二转向电机的输出轴分别和所述第一后转向齿轮、第二后转向齿轮的转轴同轴固连；

所述第一后转向齿轮、第二后转向齿轮分别与第一后转向齿条、第二后转向齿条啮合；第一后转向齿条、第二后转向齿条的输出端分别通过后左传导单元、后右传导单元和汽车左后车轮、右后车轮相连；

所述后左传导单元、后右传导单元分别用于将第一转向电机、第二转向电机的转向力矩传递至汽车的左后车轮、右后车轮；

所述车速传感器用于获得汽车的车速，并将其传递给所述控制模块；

所述第一至第四车轮转角传感器分别设置在汽车的左前车轮、右前车轮、左后车轮、右后车轮处，分别用于获得汽车左前车轮、右前车轮、左后车轮、右后车轮的车轮转角，并将其传递给所述控制模块；

所述行驶模式切换模块用于将用户选择的行驶模式发送给所述控制模块，所述行驶模式包含五种模式：两前轮转向模式、四轮转向模式、定点零半径转向模式、横向行驶模式、高速行驶后轮转向模式；

所述控制模块分别和车速传感器、第一至第四车轮转角传感器、行驶模式切换模块、第一转向电机、第二转向电机、第一至第四啮合齿圈、以及第一至第四轮毂电机电气相连，用于根据车速传感器、第一至第四车轮转角传感器、行驶模式切换模块的数据控制第一转向电机、第二转向电机、第一至第四啮合齿圈、第一至第四轮毂电机工作；

其特征在于，所述轮毂电机分布式电驱动汽车多功能转向机构的定点零半径转向方法的具体步骤如下：

步骤C.1），驾驶员通过行驶模式切换模块选择定点零半径转向模式，行驶模式切换模块将该信息传递给控制模块；

步骤C.2），控制模块控制第二啮合齿圈、第三啮合齿圈处于啮合状态，并控制第一啮合齿圈、四啮合齿圈处于分离状态，切断第二前转向齿轮、第三前转向齿轮的动力源；

步骤C.3），驾驶员转动方向盘时，方向盘力矩依次经过转向柱、转向中间轴、转向轴、驱动锥齿轮分别传递给左锥齿轮和右锥齿轮；左锥齿轮依次通过第二前直齿轮、第一前直齿轮、第一前转向齿轮带动第一前转向齿条运动；右锥齿轮依次通过第四前直齿轮、第四前转向齿轮带动第二前转向齿条运动；第一前转向齿条、第二前转向齿条分别通过前左传导单元、前右传导单元将方向盘的转向力矩传递到左前车轮、右前车轮；

步骤C.4），驾驶员通过方向盘控制左前车轮、右前车轮转动，使得左前车轮、右前车轮的转角arctan(L/d)，L表示汽车轴距，d表示轮距，完成两前轮转向；

步骤C.5），控制模块控制第一转向电机、第二转向电机工作，带动第一后转向齿轮、第二后转向齿轮旋转，使得汽车左后车轮、右后车轮转角为arctan(L/d)。

4.轮毂电机分布式电驱动汽车多功能转向机构的横向行驶方法，所述轮毂电机分布式电驱动汽车多功能转向机构包含前转向模块、后转向模块、车速传感器、第一至第四车轮转角传感器、行驶模式切换模块和控制模块；

所述前转向模块包含第一至第二轮毂电机、方向盘、转向柱、转向中间轴、转向轴、驱动锥齿轮、左锥齿轮、右锥齿轮、第一至第四前直齿轮、第一至第四啮合齿圈、第一至第四前转向齿轮、第一至第二前转向齿条、前左传导单元和前右传导单元；

所述第一至第二轮毂电机设置在汽车左前车轮、右前车轮处，转子分别和汽车左前车轮、右前车轮的轮辋固连，分别用于驱动汽车左前车轮、右前车轮转动；

所述转向柱一端和方向盘中心垂直固连，另一端通过万向节和所述转向中间轴的一端相连；所述转向中间轴的另一端通过万向节和所述转向轴的一端相连；所述转向轴的另一端和所述驱动锥齿轮的转轴同轴固连；

所述左锥齿轮、右锥齿轮分别设置在所述驱动锥齿轮的左右两侧，均和所述驱动锥齿轮啮合，且左锥齿轮、右锥齿轮的转轴均垂直于所述转向轴；

所述第一前转向齿条、第二前转向齿条分别设置在所述驱动锥齿轮左右两侧的车架上且均和所述转向轴平行；

所述第一前直齿轮和所述第二前直齿轮啮合，且第一前直齿轮的转轴通过第一啮合齿圈和所述第一前转向齿轮的转轴相连；所述第二前直齿轮转轴的一端通过所述第二啮合齿圈和所述第一前转向齿轮的转轴相连，另一端和所述左锥齿轮的转轴同轴固连；所述第一前转向齿轮、第二前转向齿轮均和所述第一前转向齿条啮合，且第一前转向齿轮、第二前转向齿轮之间不啮合；

所述第三前直齿轮和所述第四前直齿轮啮合，且第三前直齿轮的转轴通过第三啮合齿圈和所述第三前转向齿轮的转轴相连；所述第四前直齿轮转轴的一端通过所述第四啮合齿圈和所述第四前转向齿轮的转轴相连，另一端和所述右锥齿轮的转轴同轴固连；所述第三前转向齿轮、第四前转向齿轮均和所述第二前转向齿条啮合，且第三前转向齿轮、第四前转向齿轮之间不啮合；

所述第一前转向齿条、第二前转向齿条的输出端分别通过前左传导单元、前右传导单元和第一轮毂电机、第二轮毂电机相连；所述前左传导单元、前右传导单元分别用于将方向盘的转向力矩传递至汽车的左前车轮、右前车轮；

所述后转向模块包含第三至第四轮毂电机、第一至第二转向电机、第一至第二后转向齿轮、第一至第二后转向齿条、后左传导单元和后右传导单元；

所述第三轮毂电机、第四轮毂电机设置在汽车左后车轮、右后车轮处，转子分别和汽车左后车轮、右后车轮的轮辋固连，分别用于驱动汽车左后车轮、右后车轮转动；

所述第一后转向齿条、第二后转向齿条分别设置在汽车左后车轮、右后车轮内侧的车架上且均和所述转向轴垂直；所述第一转向电机、第二转向电机固定在汽车车架上，且第一转向电机、第二转向电机的输出轴分别和所述第一后转向齿轮、第二后转向齿轮的转轴同轴固连；

所述第一后转向齿轮、第二后转向齿轮分别与第一后转向齿条、第二后转向齿条啮合；第一后转向齿条、第二后转向齿条的输出端分别通过后左传导单元、后右传导单元和汽车左后车轮、右后车轮相连；

所述后左传导单元、后右传导单元分别用于将第一转向电机、第二转向电机的转向力矩传递至汽车的左后车轮、右后车轮；

所述车速传感器用于获得汽车的车速，并将其传递给所述控制模块；

所述第一至第四车轮转角传感器分别设置在汽车的左前车轮、右前车轮、左后车轮、右后车轮处，分别用于获得汽车左前车轮、右前车轮、左后车轮、右后车轮的车轮转角，并将其传递给所述控制模块；

所述行驶模式切换模块用于将用户选择的行驶模式发送给所述控制模块，所述行驶模式包含五种模式：两前轮转向模式、四轮转向模式、定点零半径转向模式、横向行驶模式、高速行驶后轮转向模式；

所述控制模块分别和车速传感器、第一至第四车轮转角传感器、行驶模式切换模块、第一转向电机、第二转向电机、第一至第四啮合齿圈、以及第一至第四轮毂电机电气相连，用于根据车速传感器、第一至第四车轮转角传感器、行驶模式切换模块的数据控制第一转向电机、第二转向电机、第一至第四啮合齿圈、第一至第四轮毂电机工作；

其特征在于，所述轮毂电机分布式电驱动汽车多功能转向机构的横向行驶方法的具体步骤如下：

步骤D.1），驾驶员通过行驶模式切换模块选择横向行驶模式，行驶模式切换模块将该信息传递给控制模块；

步骤D.2），控制模块控制第二啮合齿圈、第三啮合齿圈处于啮合状态，并控制第一啮合齿圈、第四啮合齿圈处于分离状态，切断第二前转向齿轮、第三前转向齿轮的动力源；

步骤D.3），驾驶员转动方向盘时，方向盘力矩依次经过转向柱、转向中间轴、转向轴、驱动锥齿轮分别传递给左锥齿轮和右锥齿轮；左锥齿轮依次通过第二前直齿轮、第一前直齿轮、第一前转向齿轮带动第一前转向齿条运动；右锥齿轮依次通过第四前直齿轮、第四前转向齿轮带动第二前转向齿条运动；第一前转向齿条、第二前转向齿条分别通过前左传导单元、前右传导单元将方向盘的转向力矩传递到左前车轮、右前车轮；

步骤D.4），驾驶员通过方向盘控制汽车的左前车轮、右前车轮转动，使得汽车左前车轮、右前车轮的转角为90°；

步骤D.5），所述控制模块接收前轮转角传感器信号，控制模块控制第一转向电机、第二转向电机工作，带动第一后转向齿轮、第二后转向齿轮旋转，第一后转向齿轮、第二后转向齿轮分别与第一后转向齿条、第二后转向齿条啮合运动，通过后左传导单元和后右传导单元传递到左后车轮、右后车轮，使得汽车的左后车轮、右后车轮转角为90°。

5.轮毂电机分布式电驱动汽车多功能转向机构的高速行驶后轮转向方法，所述轮毂电机分布式电驱动汽车多功能转向机构包含前转向模块、后转向模块、车速传感器、第一至第四车轮转角传感器、行驶模式切换模块和控制模块；

所述前转向模块包含第一至第二轮毂电机、方向盘、转向柱、转向中间轴、转向轴、驱动锥齿轮、左锥齿轮、右锥齿轮、第一至第四前直齿轮、第一至第四啮合齿圈、第一至第四前转向齿轮、第一至第二前转向齿条、前左传导单元和前右传导单元；

所述第一至第二轮毂电机设置在汽车左前车轮、右前车轮处，转子分别和汽车左前车轮、右前车轮的轮辋固连，分别用于驱动汽车左前车轮、右前车轮转动；

所述转向柱一端和方向盘中心垂直固连，另一端通过万向节和所述转向中间轴的一端相连；所述转向中间轴的另一端通过万向节和所述转向轴的一端相连；所述转向轴的另一端和所述驱动锥齿轮的转轴同轴固连；

所述左锥齿轮、右锥齿轮分别设置在所述驱动锥齿轮的左右两侧，均和所述驱动锥齿轮啮合，且左锥齿轮、右锥齿轮的转轴均垂直于所述转向轴；

所述第一前转向齿条、第二前转向齿条分别设置在所述驱动锥齿轮左右两侧的车架上且均和所述转向轴平行；

所述第一前直齿轮和所述第二前直齿轮啮合，且第一前直齿轮的转轴通过第一啮合齿圈和所述第一前转向齿轮的转轴相连；所述第二前直齿轮转轴的一端通过所述第二啮合齿圈和所述第一前转向齿轮的转轴相连，另一端和所述左锥齿轮的转轴同轴固连；所述第一前转向齿轮、第二前转向齿轮均和所述第一前转向齿条啮合，且第一前转向齿轮、第二前转向齿轮之间不啮合；

所述第三前直齿轮和所述第四前直齿轮啮合，且第三前直齿轮的转轴通过第三啮合齿圈和所述第三前转向齿轮的转轴相连；所述第四前直齿轮转轴的一端通过所述第四啮合齿圈和所述第四前转向齿轮的转轴相连，另一端和所述右锥齿轮的转轴同轴固连；所述第三前转向齿轮、第四前转向齿轮均和所述第二前转向齿条啮合，且第三前转向齿轮、第四前转向齿轮之间不啮合；

所述第一前转向齿条、第二前转向齿条的输出端分别通过前左传导单元、前右传导单元和第一轮毂电机、第二轮毂电机相连；所述前左传导单元、前右传导单元分别用于将方向盘的转向力矩传递至汽车的左前车轮、右前车轮；

所述后转向模块包含第三至第四轮毂电机、第一至第二转向电机、第一至第二后转向齿轮、第一至第二后转向齿条、后左传导单元和后右传导单元；

所述第三轮毂电机、第四轮毂电机设置在汽车左后车轮、右后车轮处，转子分别和汽车左后车轮、右后车轮的轮辋固连，分别用于驱动汽车左后车轮、右后车轮转动；

所述第一后转向齿条、第二后转向齿条分别设置在汽车左后车轮、右后车轮内侧的车架上且均和所述转向轴垂直；所述第一转向电机、第二转向电机固定在汽车车架上，且第一转向电机、第二转向电机的输出轴分别和所述第一后转向齿轮、第二后转向齿轮的转轴同轴固连；

所述第一后转向齿轮、第二后转向齿轮分别与第一后转向齿条、第二后转向齿条啮合；第一后转向齿条、第二后转向齿条的输出端分别通过后左传导单元、后右传导单元和汽车左后车轮、右后车轮相连；

所述后左传导单元、后右传导单元分别用于将第一转向电机、第二转向电机的转向力矩传递至汽车的左后车轮、右后车轮；

所述车速传感器用于获得汽车的车速，并将其传递给所述控制模块；

所述第一至第四车轮转角传感器分别设置在汽车的左前车轮、右前车轮、左后车轮、右后车轮处，分别用于获得汽车左前车轮、右前车轮、左后车轮、右后车轮的车轮转角，并将其传递给所述控制模块；

所述行驶模式切换模块用于将用户选择的行驶模式发送给所述控制模块，所述行驶模式包含五种模式：两前轮转向模式、四轮转向模式、定点零半径转向模式、横向行驶模式、高速行驶后轮转向模式；

所述控制模块分别和车速传感器、第一至第四车轮转角传感器、行驶模式切换模块、第一转向电机、第二转向电机、第一至第四啮合齿圈、以及第一至第四轮毂电机电气相连，用于根据车速传感器、第一至第四车轮转角传感器、行驶模式切换模块的数据控制第一转向电机、第二转向电机、第一至第四啮合齿圈、第一至第四轮毂电机工作；

其特征在于，所述轮毂电机分布式电驱动汽车多功能转向机构的高速行驶后轮转向方法的具体步骤如下：

步骤E.1），驾驶员操纵车辆保持直线行驶；

步骤E.2），所述控制模块接收车速传感器、第三车轮转角传感器、第四车轮转角传感器的信号，得到汽车的车速以及汽车左后车轮、右后车轮的转动角度；

步骤E.3），模块控制将车速与预设的第二速度阈值作比较；

步骤E.4），当车速大于预设的第二速度阈值时，控制模块将左后车轮、右后车轮的转动角度分别和预设的后轮前束最小阈值、预设的后轮前束最大阈值作比较；

步骤E.4.1），当左后车轮、右后车轮的转动角度小于预设的后轮前束最小阈值，控制模块控制第一转向电机、第二转向电机工作，使得左后车轮、右后车轮的向内转向，直至左后车轮、右后车轮的转动角度大于等于预设的后轮前束最小阈值；

步骤E.2.2）当左后车轮、右后车轮的转动角度大于预设的后轮前束最大阈值，控制模块控制第一转向电机、第二转向电机工作，使得左后车轮、右后车轮的向外转向，直至左后车轮、右后车轮的转动角度小于等于预设的后轮前束最大阈值。