CN110949498A - 一种电动汽车和集成转向与悬架的轮毂结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电动汽车和一种集成转向与悬架的轮毂结构,该轮毂结构包括转向机构、悬架机构和驱动制动机构。转向机构由支架、转向电机、转向轴和转向轴座组成,悬架机构由悬架桥、摇臂、减震器、稳定杆和转向节组成。悬架机构分别与驱动制动机构、转向机构相连,支架与汽车底盘连接。将该轮毂结构应用于电动汽车,可实现电动汽车的每个车轮独立驱动、制动和通过转向电机实现360度转向,且驱动、制动和转向全部采用线控,通用性高。
Description
技术领域
本发明涉及运输机械技术领域,具体涉及一种电动汽车和一种集成转向与悬架的轮毂结构。
背景技术
随着汽车技术不断发展,汽车的电气化与智能化水平不断提高,为自动驾驶、智能交通等技术奠定了基础,而电动汽车以其效率高、噪音小、节能环保等优点得到了广泛关注。轮毂电机驱动电动汽车各车轮驱动力矩独立可控,具有控制灵活、操纵性强等优点,是电动汽车的一个重要发展方向。现有汽车普遍采用前轮转向方式,转向半径偏大,转向灵活性很低,而现有的四轮转向技术多采用后轮辅助转向方式,可一定程度减小汽车转向半径和提高汽车告诉下转向稳定性,但在交通日益拥挤的今天,仍无法满足某些拥挤路况下或狭窄区域内等环境下的使用需求。
发明内容
为解决上述已有技术的不足,本发明提出一种电动汽车和一种集成转向与悬架的轮毂结构,提高车辆的机动性与可操纵性。
为了达到上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种集成转向与悬架的轮毂结构,包括转向机构、悬架机构和驱动制动机构,转向机构固定在悬架机构上,悬架机构与驱动制动机构连接。
上述技术方案,所述悬架机构包括成对存在且对称布置在悬架机构轴线两侧的摇臂、减震器B和稳定杆,所述稳定杆一端铰接在转向节上,稳定杆另一端与摇臂一端铰接,摇臂另一端与减震器A一端铰接;摇臂中间与悬架桥两端、减震器B一端铰接在一起,减震器B另一端铰接在转向节上。
上述技术方案,所述转向节上加工有成对的减震器轴座和稳定杆轴座。
上述技术方案,所述减震器轴座用于安装减震器B,稳定杆轴座用于安装稳定杆。
上述技术方案,所述转向机构包括支架,支架上固定转向电机和转向轴座,转向轴座中嵌套有转向轴,转向轴与转向电机转子轴通过齿轮啮合,支架上还设置有转角传感器。
上述技术方案,所述转角传感器与转向电机控制器信号连接,电机控制器与转向电机信号连接。
上述技术方案,所述转向轴与悬架桥固定连接。
一种电动汽车,包括上述集成转向与悬架的轮毂结构。
本发明提出的一种电动汽车和一种集成转向与悬架的轮毂结构,带来的有益效果如下:
1、本发明的轮毂结构,通过转向电机及转角传感器精确控制单个车轮的转向角度,每个车轮均为转向轮,转向角度独立可控且可实现全方向旋转,可使车辆实现原地转向、蟹行等多种转向,提高车辆的机动性与灵活性。
2、本发明中,ECU根据行驶工况可分别调节各轮毂电机的输出转速与扭矩,进而实现电子差速辅助转向、整车横摆力矩的控制等,提升车辆的操纵稳定性。
3、本发明的悬架***包含三个并联的减震器,可使用不同类型的减震器配合实现减震器优势互补,优化悬架性能。
4、本发明的轮毂结构的转向与驱动***为电气化控制,控制精度与效率高,且集成驱动、制动转向、悬架***与一体,集成化水平高。
附图说明
图1是本发明轮毂结构的装配示意图;
图2是本发明悬架机构的结构示意图;
图3是本发明转向节的结构示意图;
图中:1、齿轮腔;2、转向电机;3、支架;4、转向轴座;5、转向轴;6、悬架桥;7、减震器A;8、摇臂;9、减震器B;10、稳定杆;11、转向节;12、制动钳;13、轮毂;14、轮毂电机;15、制动盘;16、转角传感器;17、制动器安装座;18、轮毂电机轴座;19、减震器轴座;20、稳定杆轴座。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的内容作进一步的说明,但是本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
参照图1,本发明所述轮毂结构包括转向机构、悬架机构和驱动制动机构,转向机构固定在悬架机构上,悬架机构与驱动制动机构连接。
如图1所示,所述转向机构由齿轮腔1、转向电机2、支架3、转向轴座4、转向轴5和转角传感器16组成,转向电机2的转子轴齿轮、转向轴5齿轮均设置于中空盒装的齿轮腔1 中,转向电机2固定在支架3上,转向电机2的转子轴与转向轴5通过齿轮啮合,转向轴5 嵌套于转向轴座4中,且转向轴座4与转向轴5同轴心,转向轴座4与支架3固定,支架3 与车辆的底盘连接。支架3上还设置有转角传感器16,转角传感器16与转向电机控制器信号连接,转向电机控制器与转向电机2信号连接。
如图1、2所示,所述悬架机构由悬架桥6、减震器A7、摇臂8、减震器B9、稳定杆10、转向节11组成,摇臂8、减震器B9和稳定杆10成对存在且对称布置在悬架轴5的轴线的两侧,摇臂8和稳定杆10的横截面为“匚”形。如图3所示,转向节11上加工有制动器安装座17、轮毂电机轴座18以及成对的减震器轴座19和稳定杆轴座20,左右两侧的减震器轴座 19和稳定杆轴座20沿旋转轴5的轴线对称。悬架桥6桥面固定转向轴5,悬架桥6与转向轴 5加工为一个整体;悬架桥6两端加工有铰支座,摇臂8的两端与中间各加工有铰支座;悬架桥6两端分别与左右两侧的摇臂8中间铰支座以及左右两侧的减震器B9一端铰接在一起,减震器B9的另一端与转向节11上的减震器轴座19铰接;左右两侧的摇臂8一端分别与减震器A7的左右两端铰接,摇臂8的另一端与同侧的稳定杆10一端铰接,稳定杆10的另一端与同侧的稳定杆轴座20铰接。
如图1所示,所述驱动制动机构由制动钳12、轮毂13、轮毂电机14和制动盘15组成,轮毂电机14通过螺栓固定在轮毂13上,轮毂电机14的转子上固定有制动盘15,轮毂电机 14的定子轴通过键和螺栓固定在转向节11的轮毂电机轴座18中,制动钳12固定在转向节 11的制动器安装座17上。制动钳12与制动盘15配合,实现轮毂结构的制动。轮毂电机14 与轮毂电机控制器信号连接。
参照上述图示中的结构及布置,本实施例具体工作过程如下:
转向电机控制器控制转向电机2工作,转向电机2与转向轴5通过齿轮啮合的方式传输动力,通过控制转向电机2向转向***提供转向扭矩,并通过转角传感器16实时采集转向轴 5的转角位置信息,并反馈给转向电机控制器,转向电机控制器控制转向电机2工作,实现轮毂结构的线性闭环转向控制。在车轮上下跳动时,左右两侧的减震器B9两端受到转向节 11和悬架桥6的压力与拉力,从而实现减震器B9的压缩与回弹;通过转向节11、稳定杆10 和摇臂8的铰接关系将转向节11的上下移动转换为摇臂8与减震器A7铰接的一端的左右移动,即转向节11上移时减震器A7压缩,转向节11下移时减震器A7回弹,从而实现减震器A7的压缩与回弹。由于本发明轮毂结构的悬架机构为四边形结构,转向节11可沿减震器A7的轴线方向进行一定幅度的位移;当转向节11向图2所示左侧方向移动时,左侧减震器B9压缩,右侧减震器B9回弹;当转向节11向图2所示右侧方向移动时,左侧减震器B9回弹,右侧减震器B9压缩,因此可以消除部分轮毂电机14的转矩脉动及其它道路因素引起的车身行进方向的抖振。
本发明轮毂结构适应于各种车型,四个车轮皆为驱动轮,ECU向轮毂电机控制器发送指令,轮毂电机控制器根据指令使各轮毂电机14输出相应驱动力,驱动轮工作;四个车轮皆为转向车轮,每个轮毂结构由转向电机2驱动完成独立360度转向。四个车轮配合可实现蟹行、原地转向等功能,具有结构简单、动力传递效率高、控制精确等特点。
实施例2
一种电动汽车,包括实施例1中的集成转向与悬架的轮毂结构,其结构和有益效果已在实施例1中阐述,在此不再赘述。
以上说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种集成转向与悬架的轮毂结构,其特征在于:包括转向机构、悬架机构和驱动制动机构,转向机构固定在悬架机构上,悬架机构与驱动制动机构连接。
2.根据权利要求1所述的集成转向与悬架的轮毂结构,其特征在于:所述悬架机构包括成对存在且对称布置在悬架机构轴线两侧的摇臂(8)、减震器B(9)和稳定杆(10),所述稳定杆(10)一端铰接在转向节(11)上,稳定杆(10)另一端与摇臂(8)一端铰接,摇臂(8)另一端与减震器A(7)一端铰接;摇臂(8)中间与悬架桥(6)两端、减震器B(9)一端铰接在一起,减震器B(9)另一端铰接在转向节(11)上。
3.根据权利要求2所述的集成转向与悬架的轮毂结构,其特征在于:所述转向节(11)上加工有成对的减震器轴座(19)和稳定杆轴座(20)。
4.根据权利要求3所述的集成转向与悬架的轮毂结构,其特征在于:所述减震器轴座(19)用于安装减震器B(9),稳定杆轴座(20)用于安装稳定杆(10)。
5.根据权利要求1所述的集成转向与悬架的轮毂结构,其特征在于:所述转向机构包括支架(3),支架(3)上固定转向电机(2)和转向轴座(4),转向轴座(4)中嵌套有转向轴(5),转向轴(5)与转向电机(2)转子轴通过齿轮啮合,支架(3)上还设置有转角传感器(16)。
6.根据权利要求5所述的集成转向与悬架的轮毂结构,其特征在于:所述转角传感器(16)与转向电机控制器信号连接,电机控制器与转向电机(2)信号连接。
7.根据权利要求3所述的集成转向与悬架的轮毂结构,其特征在于:所述转向轴(5)与悬架桥(6)固定连接。
8.一种电动汽车,其特征在于:包括权利要求1-7任意一项权利要求所述的集成转向与悬架的轮毂结构。
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