CN111186486A - 一种三轴汽车全轮转向***及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种三轴汽车全轮转向***，包括第一轴、第二轴及第三轴，所述第一轴、第二轴及第三轴均包括两个车轮、两转向拉杆及一转向机构，每个转向拉杆的一端连接转向机构，另一端连接一个车轮，第一轴的转向机构与方向盘机械连接，第二轴及第三轴的转向机构电气连接主动转向控制器，主动转向控制器与整车控制器通信连接，第一轴、第二轴及第三轴至少有一个轴的两个车轮配设有驱动机构。该全轮转向控制方法包括三种模式，整车平移模式方便车辆实现侧方停车功能，有利于车辆停靠站点；全轮转向模式与前轮转向模式是基于高速行车临界车速进行选择，全轮转向模式的车轮转弯半径小，提高低速行车的通过性；前轮转向模式的转弯半径更大，提高高速行车的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及汽车转向***技术领域，更为具体地说是指一种三轴汽车全轮转向驱动***及其控制方法。
背景技术
目前中国市场上的三轴车辆大多为前轮转向或者前轮转向加后轮转向构型，并无全轮转向构型。其中，前轮转向构型转弯半径最大，通过性最差；而前轮转向加后轮转向构型，此构型中间轴无法转向，很大程度上限制了转弯半径的优化，无法实现转弯半径最优，不利于整车通过性。
而且，现有的三轴车辆大都采用中间轴中央直驱构型，不利于整车经济性和动力性最优匹配，也不利于整车低地板布置。
发明内容
本发明提供一种三轴汽车全轮转向***及其控制方法，以解决现有三轴车辆无法实现转弯半径最小化，不利于整车通过性，且大都采用中间轴中央直驱构型，不利于整车经济性和动力性最优匹配，也不利于整车低地板布置等缺点。
本发明采用如下技术方案：
一种三轴汽车全轮转向***，包括第一轴、第二轴及第三轴，所述第一轴、第二轴及第三轴均包括两个车轮、两转向拉杆以及一转向机构，每个所述转向拉杆的一端连接所述转向机构，另一端连接一个所述车轮，第一轴上的转向机构与方向盘机械连接，第二轴及第三轴上的转向机构电气连接有主动转向控制器，所述主动转向控制器与整车控制器通信连接，第一轴、第二轴及第三轴至少有一个轴的两个车轮配设有驱动机构。
第一种优选的方案，所述第一轴、第二轴及第三轴中任意一个轴的两个车轮配设有驱动机构。
第二种优选的方案，所述第一轴、第二轴及第三轴中任意两个轴的所有车轮均设有所述驱动机构。
第三种优选的方案，所述第一轴、第二轴及第三轴上的所有车轮均设有所述驱动机构。
具体地，上述驱动机构包括驱动电机和变速器，所述驱动电机的输出端通过所述变速器与所述车轮机械连接，所述驱动电机电气连接至一个电机控制器，所述电机控制器与整车控制器通信连接。
进一步地，上述变速器包括变速机构和减速机构中的一种或多项组合，通过变速机构和减速机构的合理匹配，可以更好地实现整车动力性与经济性的最佳匹配。
本发明还提供一种三轴汽车全轮转向***的控制方法，包括三种转弯模式，分别为整车平移模式、全轮转弯模式和前轮转弯模式，所述整车平移模式中，所有转向轮朝向一致；所述全轮转弯模式中，所有车轮都发生转动且转动中心交于一点；所述前轮转弯模式中，只有前轴车轮进行转向，后两轴车轮保持直线行驶；所述整车平移模式通过驾驶室按钮操控，根据司机意愿决定开启与否，所述全轮转弯模式和前轮转弯模式由整车控制器的指令操控，整车控制器判断当前车速是否大于所设高速行车临界车速，若是则自动进入前轮转弯模式，整车控制器发送前轮转弯模式指令给主动转向控制器，控制后两轴车轮保持直线行驶；否则自动进入全轮转弯模式，整车控制器发送全轮转弯模式指令给主动转向控制器，控制后两轴车轮主动跟随前轮进行转向。
进一步地，所述高速行车临界车速通过驾驶室按钮手动调节，根据不同驾驶员驾驶习惯自行设定。
进一步地，所述高速行车临界车速为80km/h。
进一步地，所述第一轴、第二轴及第三轴根据需要确定是否带有驱动功能，整车驱动***分为6*4驱动构型、6*2驱动构型、6*6全轮驱动构型，6*4驱动构型可根据需要在三轴中任选两轴，6*2驱动构型可根据需要在三轴中任选一轴，6*6驱动构型为三轴都带有驱动。
由上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、本发明的三个车轴均带有转向功能，可实现全轮转向，能够减小转弯半径，有效提高整车通过性。本发明为分布式驱动***构型，可解决中央直驱无法实现低地板布置的问题；通过三个车轴驱动机构的灵活选配，可满足不同客户的需求，适用于多种路况，有效提高整车操稳性。
2、本发明的控制方法包括三种模式，整车平移模式可方便车辆实现侧方停车功能，有利于车辆停靠站点；而全轮转弯模式与前轮转弯模式是由整车控制器基于高速行车临界车速进行控制，其中，全轮转弯模式的车轮转弯半径小且通道宽度小，机动性高，即转弯灵敏度高，提高了低速行车的通过性；前轮转弯模式的转弯半径更大，即转弯灵敏度更低，提高了高速行车的安全性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图一。
图2为本发明的结构示意图二。
图3为本发明的结构示意图三。
图4为本发明转弯模式示意图一。
图5为本发明转弯模式示意图二。
图6为本发明转弯模式示意图三。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的具体实施方式。为了全面理解本发明，下面描述到许多细节，但对于本领域技术人员来说，无需这些细节也可实现本发明。对于公知的组件、方法及过程，以下不再详细描述。
本发明提供一种三轴汽车全轮转向***，参照图1，包括第一轴10、第二轴20及第三轴30。第一轴10、第二轴20及第三轴30均包括两个车轮11、一转向机构12以及两转向拉杆13。每个转向拉杆13一端连接转向机构12，另一端连接一个车轮11。第一轴10上的转向机构12与方向盘1机械连接，第二轴20及第三轴30上的转向机构12电气连接有主动转向控制器14，所述主动转向控制器14与整车控制器2通信连接，第一轴10、第二轴20及第三轴30至少有一个轴的两个车轮配设有驱动机构。
如图1所示，第二轴20及第三轴30的所有车轮11均设有驱动机构，当然，也可以是第一轴10、第二轴20的四个车轮11设有驱动机构，或者是第一轴10、第三轴30的四个车轮11设有驱动机构。
如图2所示，第二轴20的两个车轮11配设有驱动机构。当然，也可以是第一轴10的两个车轮11设有驱动机构，或者是第三轴30的两个车轮11设有驱动机构。
如图3所示，第一轴10、第二轴20及第三轴30上的所有车轮11均设有所述驱动机构。
参照图1，上述驱动机构包括驱动电机41和变速器42，所述驱动电机41的输出端通过变速器与车轮11机械连接，所述驱动电机41电气连接至一个电机控制器411，所述电机控制器411与整车控制器2通信连接。
上述变速器42包括变速机构和减速机构中的一种或多项组合，通过变速机构和减速机构的合理匹配，可以更好地实现整车动力性与经济性的最佳匹配。
上述一种三轴汽车全轮转向***的控制方法，包括三种转弯模式，分别为整车平移模式、全轮转弯模式和前轮转弯模式。参照图4，整车平移模式中，所有转向轮朝向一致，方便车辆实现侧方停车功能，有利于车辆停靠站点。参照图5，所述全轮转弯模式中，所有车轮11都发生转动且转动中心交于一点，此模式转弯半径小，即转弯灵敏度高，提高了低速行车的通过性。参照图6，所述前轮转弯模式中，只有前轴车轮进行转向，后两轴车轮保持直线行驶，此模式转弯半径更大，即转弯灵敏度更低，提高了高速行车的安全性。
上述整车平移模式通过驾驶室按钮操控，根据司机意愿决定开启与否。而全轮转弯模式和前轮转弯模式由整车控制器的指令操控，整车控制器判断当前车速是否大于所设高速行车临界车速，若是则自动进入前轮转弯模式，整车控制器发送前轮转弯模式指令给主动转向控制器，控制后两轴车轮保持直线行驶；否则自动进入全轮转弯模式，整车控制器发送全轮转弯模式指令给主动转向控制器，控制后两轴车轮主动跟随前轮进行转向。
上述高速行车临界车速通过驾驶室按钮手动调节，根据不同驾驶员驾驶习惯自行设定，优选设定为80km/h。
第一轴、第二轴及第三轴根据需要确定是否带有驱动功能，整车驱动***分为6*4驱动构型、6*2驱动构型、6*6全轮驱动构型，6*4驱动构型可根据需要在三轴中任选两轴，6*2驱动构型可根据需要在三轴中任选一轴，6*6驱动构型为三轴都带有驱动。
上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。
Claims (10)
1.一种三轴汽车全轮转向***，其特征在于：包括第一轴、第二轴及第三轴，所述第一轴、第二轴及第三轴均包括两个车轮、两转向拉杆以及一转向机构，每个所述转向拉杆的一端连接所述转向机构，另一端连接一个所述车轮，第一轴上的转向机构与方向盘机械连接，第二轴及第三轴上的转向机构电气连接有主动转向控制器，所述主动转向控制器与整车控制器通信连接，第一轴、第二轴及第三轴至少有一个轴的两个车轮配设有驱动机构。
2.如权利要求1所述的一种三轴汽车全轮转向***，其特征在于：所述第一轴、第二轴及第三轴中任意一个轴的两个车轮配设有驱动机构。
3.如权利要求1所述的一种三轴汽车全轮转向***，其特征在于：所述第一轴、第二轴及第三轴中任意两个轴的所有车轮均设有所述驱动机构。
4.如权利要求1所述的一种三轴汽车全轮转向***，其特征在于：所述第一轴、第二轴及第三轴上的所有车轮均设有所述驱动机构。
5.如权利要求1至4任一所述的一种三轴汽车全轮转向***，其特征在于：所述驱动机构包括驱动电机和变速器，所述驱动电机的输出端通过所述变速器与所述车轮机械连接，所述驱动电机电气连接至一个电机控制器，所述电机控制器与整车控制器通信连接。
6.如权利要求5所述的一种三轴汽车全轮转向***，其特征在于：所述变速器包括变速机构和减速机构中的一种或多项组合。
7.如权利要求1所述的一种三轴汽车全轮转向***的控制方法，其特征在于，包括三种转弯模式，分别为整车平移模式、全轮转弯模式和前轮转弯模式，所述整车平移模式中，所有转向轮朝向一致；所述全轮转弯模式中，所有车轮都发生转动且转动中心交于一点；所述前轮转弯模式中，只有前轴车轮进行转向，后两轴车轮保持直线行驶；所述整车平移模式通过驾驶室按钮操控，根据司机意愿决定开启与否，所述全轮转弯模式和前轮转弯模式由整车控制器的指令操控，整车控制器判断当前车速是否大于所设高速行车临界车速，若是则自动进入前轮转弯模式，整车控制器发送前轮转弯模式指令给主动转向控制器，控制后两轴车轮保持直线行驶；否则自动进入全轮转弯模式，整车控制器发送全轮转弯模式指令给主动转向控制器，控制后两轴车轮主动跟随前轮进行转向。
8.如权利要求7所述的一种三轴汽车全轮转向***的控制方法，其特征在于：所述高速行车临界车速通过驾驶室按钮手动调节，根据不同驾驶员驾驶习惯自行设定。
9.如权利要求7所述的一种三轴汽车全轮转向***的控制方法，其特征在于：所述高速行车临界车速为80km/h。
10.如权利要求7所述的一种三轴汽车全轮转向***的控制方法，其特征在于：所述第一轴、第二轴及第三轴根据需要确定是否带有驱动功能，整车驱动***分为6*4驱动构型、6*2驱动构型、6*6全轮驱动构型，6*4驱动构型可根据需要在三轴中任选两轴，6*2驱动构型可根据需要在三轴中任选一轴，6*6驱动构型为三轴都带有驱动。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN112319602A (zh) * | 2020-11-16 | 2021-02-05 | 吉林大学 | 一种可实现全轮转向的6×4电动汽车底盘***及转向控制方法 |
| CN114954656A (zh) * | 2022-06-15 | 2022-08-30 | 厦门金龙联合汽车工业有限公司 | 可拓展的模块化滑板底盘以及车辆 |
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