一种汽车电动四轮转向系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种汽车电动四轮转向系统，包括控制系统、控制前轮偏转的前轮转向机构、控制后轮偏转的后轮转向机构和与后轮转向机构连接的电动机，还包括为所述电动机供电的蓄电池组、为蓄电池组充电的发电机和发动机排气管道中设置的涡轮，涡轮与发电机连接。与现有技术相比，本电动四轮转向系统利用发动机排出的废气作用于涡轮，产生动力进行发电，给电动机供电，不用从外界充电获能，降低能耗，节能环保。
【专利说明】—种汽车电动四轮转向系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及汽车转向系统，具体地说，本实用新型涉及一种汽车电动四轮转向系统。
【背景技术】
[0002]目前，在成型的4WS汽车中主要采用电控液压式4WS系统。虽然电控电动式4WS系统发展较晚，相应的技术还不够成熟，且存在着动力小、ECU复杂、燃油经济性低、污染物排放多，成本高等不足之处。但随着现代电子技术、电机技术的飞速发展和应用，电控电动式4WS技术的不断完善，使其在转向控制性能、系统布置、节能等方面越来越显示其优越性。电控电动式4WS系统的应用前景广阔，但对于节能环保的要求也越来越高，环保节能型的电控电动式4WS系统，必将成为4WS系统发展的主流。
实用新型内容
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能耗低的汽车电动四轮转向系统。
[0004]为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是:一种汽车电动四轮转向系统，包括控制系统、控制前轮偏转的前轮转向机构、控制后轮偏转的后轮转向机构和与后轮转向机构连接的电动机，还包括为所述电动机供电的蓄电池组、为蓄电池组充电的发电机和发动机排气管道中设置的涡轮，涡轮与发电机连接。
[0005]所述涡轮的涡轮轴通过齿轮传动机构与所述发电机的主轴连接。
[0006]所述涡轮的涡轮轴和所述齿轮传动机构的输入轴之间设有与所述控制系统连接的单向离合器。
[0007]所述前轮转向机构和后轮转向机构为齿轮齿条式转向机构。
[0008]所述电动机与所述后轮转向机构之间设有减速器。
[0009]所述控制系统包括ECU、前轮转角传感器、后轮转角传感器、横摆角速度传感器和两个车速传感器，前轮转角传感器、后轮转角传感器、横摆角速度传感器和车速传感器与ECU连接，两个车速传感器分别设在汽车车速表的输入轴处和变速器的输出轴处，前轮转角传感器设在所述前轮转向机构上靠近前轮的一侧，后轮转角传感器设在所述后轮转向机构上靠近后轮的一侧，横摆角速度传感器设在汽车质心处的车身上。
[0010]本实用新型采用上述技术方案，与现有技术相比，本电动四轮转向系统利用发动机排出的废气作用于涡轮，产生动力进行发电，给电动机供电，不用从外界充电获能，降低能耗，节能环保。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为实施例一的电动四轮转向系统的结构简图；
[0012]图2为实施例二的电动四轮转向系统的结构简图；
[0013]上述图中的标记均为:1、方向盘；2、转向轴；3、前轮；4、前轮转角传感器；5、前拉杆；6、齿条；7、齿轮；8、涡轮轴；9、发动机曲轴；10、行星架；11、行星轮；12、太阳轮；13、齿圈；14、动力输出轴；15、发电机；16、蓄电池组；17、后轮转角传感器；18、后拉杆；19、后轮；20、传动杆；21、内齿轮；22、外齿轮；23、输入轴；24、减速器；25、电动机；26、横摆角速度传感器；27、E⑶；28、车速传感器。
【具体实施方式】
[0014]实施例一
[0015]如图1所示为本实施例的一种汽车电动四轮转向系统，包括方向盘1、转向轴2、前轮转角传感器4、前拉杆5、齿条6、齿轮7、润轮、发电机15、蓄电池组16、后轮转角传感器17、后拉杆18、后轮19、传动杆20、内齿轮21、外齿轮22、输入轴23、减速器24、电动机25、横摆角速度传感器26、ECU27、车速传感器28和前轮3。齿轮7和齿条8构成控制前轮3偏转的前轮转向机构，与现有技术的相同，齿条8在两端通过前拉杆5与两侧前轮3连接。蓄电池组16为电动机25供电,发电机15为蓄电池组16充电,润轮安装在发动机的排气管道中，在发动机排气管道中的废气作用下，涡轮能够转动，涡轮与发电机15连接，将动力传递至发电机15，驱动发电机15运转，从而为电动机25提供电力。
[0016]涡轮的涡轮轴8可以通过齿轮传动机构与发电机15的主轴连接，齿轮传动机构可以起到增速的效果。在涡轮的涡轮轴8和齿轮传动机构的输入轴之间设有与控制系统连接的单向离合器。单向离合器在控制系统的作用下，控制齿轮传动机构和涡轮轴8的结合与分离，从而控制动力的传递和中断。发电机15安装在与发动机紧邻的车架上，蓄电池组16紧靠发电机15安装在车架或车身上。
[0017]传动杆20和内齿轮21构成控制后轮19偏转的后轮转向机构，为齿轮齿条式转向机构，传动杆20在两端通过后拉杆18与两侧后轮19连接。内齿轮21与外齿轮22啮合，外齿轮22安装在输入轴23的一端，输入轴23的另一端通过减速器24与电动机25的主轴连接。电动机25为步进电机，减速器24可以增加电动机25传递至输入轴23的转矩，带动输入轴23转动，通过齿轮机构控制传动杆20，最终控制驱动后轮19偏转，使用步进电机用来输出准确的旋转速度，控制精度高，定位功能强。
[0018]本电动四轮转向系统的控制系统包括E⑶27 (控制器)、前轮转角传感器4、后轮转角传感器17、横摆角速度传感器26和两个车速传感器28，前轮转角传感器4、后轮转角传感器17、横摆角速度传感器26和车速传感器28与E⑶27连接，电动机25和减速器24也与ECU27连接，各个传感器以电信号的形式将检测信息输入ECU27，ECU27根据制定的控制方案，对各传感器的输入信号进行分析、计算、处理，输出一定的控制信号指令至电动机25，控制电动机25正转或反转。两个车速传感器28分别设在汽车车速表的输入轴处和变速器的输出轴处，前轮转角传感器4设在前轮转向机构上靠近前轮3的一侧，后轮转角传感器17设在后轮转向机构上靠近后轮19的一侧，前轮转角传感器4与后轮转角传感器17分别用于检测前轮3和后轮19的瞬时偏转角，横摆角速度传感器26设在汽车质心处的车身上，用于检测汽车转向时的车身横摆角速度。
[0019]实施例二
[0020]作为对实施例一的四轮转向系统的进一步改进，本实施例的四轮转向系统引入了发动机的动力来驱动发电机15,如图1所示,涡轮通过行星轮机构与发电机15连接,涡轮轴8与太阳轮12连接，太阳轮12与行星轮11相啮合，发动机曲轴9通过锥齿轮机构与行星架10的一端连接，齿圈13上的动力输出轴14与发电机15的主轴连接。汽车在行驶过程中，通过尾气涡轮和发动机曲轴9传递动力带动太阳轮12旋转，由于太阳轮12与行星轮11相啮合，行星轮11开始旋转，行星轮11与齿圈13相啮合，齿圈13开始旋转，最后经动力输出轴14将动力输入发电机15,发电机15将电力储存在蓄电池组16,发动机在一定转速η、发出一定功率P时有最低燃油消耗率，通过有发动机曲轴9将多余动力传递给动力装置用于供给电动机25工作，使发动机始终处于最经济转速，通过混合动力的两个动力源，保证汽车在各种工况下，最大限度地降低能量消耗，燃油消耗量最低，改善了发动机经济性，使的污染物的排放也大大减少。
[0021 ] 本实施例的其余结构与实施例一的相同。
[0022]上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种汽车电动四轮转向系统，包括控制系统、控制前轮偏转的前轮转向机构、控制后轮偏转的后轮转向机构和与后轮转向机构连接的电动机，其特征在于:还包括为所述电动机供电的蓄电池组、为蓄电池组充电的发电机和发动机排气管道中设置的涡轮，涡轮与发电机连接。
2.根据权利要求1所述的汽车电动四轮转向系统，其特征在于:所述涡轮的涡轮轴通过齿轮传动机构与所述发电机的主轴连接。
3.根据权利要求2所述的汽车电动四轮转向系统，其特征在于:所述涡轮的涡轮轴和所述齿轮传动机构的输入轴之间设有与所述控制系统连接的单向离合器。
4.根据权利要求2或3所述的汽车电动四轮转向系统，其特征在于:所述前轮转向机构和后轮转向机构为齿轮齿条式转向机构。
5.根据权利要求4所述的汽车电动四轮转向系统，其特征在于:所述电动机与所述后轮转向机构之间设有减速器。
6.根据权利要求5所述的汽车电动四轮转向系统，其特征在于:所述控制系统包括ECU27、前轮转角传感器、后轮转角传感器、横摆角速度传感器和两个车速传感器，前轮转角传感器、后轮转角传感器、横摆角速度传感器和车速传感器与ECU27连接，两个车速传感器分别设在汽车车速表的输入轴处和变速器的输出轴处，前轮转角传感器设在所述前轮转向机构上靠近前轮的一侧，后轮转角传感器设在所述后轮转向机构上靠近后轮的一侧，横摆角速度传感器设在汽车质心处的车身上。
【文档编号】B62D5/04GK203544104SQ201320703650
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年11月8日 优先权日:2013年11月8日
【发明者】肖平, 陈宇, 张弛, 田丽, 高洪, 夏晓逸 申请人:安徽工程大学