转向电机位于麦弗逊悬架转向节的线控四轮独立转向系统的制作方法

本发明涉及电动汽车底盘与转向领域，尤其是涉及一种转向电机位于麦弗逊悬架转向节的线控四轮独立转向系统。

背景技术：

传统车辆转向系统通过转向梯形机构保证转向时内外车轮转角之间有一定的函数关系，近似地满足阿克曼转向规律。但是由于转向梯形的存在，必然会导致在车轮上下跳动时产生悬架导向机构和转向杆系的运动干涉，也无法实现大角度的转向。而线控四轮独立转向技术取消了传统的梯形转向机构，从根本上解决了该问题。线控四轮独立转向技术通过四套独立可控的伺服电机传动系统驱动车轮转动，在结构允许的情况下转角可以达到±90°，使车辆可以实现原地转向、蟹行等多种模式。但现有的线控独立转向技术往往采用烛式悬架等简单的悬架形式，难以在实现独立转向的同时兼顾到悬架的运动性能。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述问题提供一种转向电机位于麦弗逊悬架转向节的线控四轮独立转向系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种转向电机位于麦弗逊悬架转向节的线控四轮独立转向系统，包括车架、车轮、悬架和转向电机总成，所述悬架分别与车轮和车架连接，所述悬架为包括下摆臂、转向节和弹簧减振器的麦弗逊悬架，所述下摆臂和弹簧减振器均分别与车架和转向节连接，所述转向节与车轮连接，所述转向电机总成与转向节连接，通过驱动转向节带动车轮转向。

所述麦弗逊悬架上还设有肘形连接件，所述弹簧减振器与转向电机总成通过肘形连接件连接，所述肘形连接件与转向节连接。

所述肘形连接件内部设有与转向电机总成的输出轴同轴的推力轴承，所述推力轴承与转向节连接。

所述转向电机总成包括电机壳体和转向电机，所述转向电机位于电机壳体内部，通过转向电机的输出轴与转向节连接。

所述转向电机的输出轴与转向节通过键联连接。

所述下摆臂通过球铰与转向节连接。

所述转向电机总成的输出轴通过球铰中心。

所述弹簧减振器通过弹性橡胶铰与车架连接。

所述转向电机总成还包括带有自锁功能的减速机。

所述减速机包括涡轮蜗杆减速机。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)将麦弗逊独立悬架与线控四轮转向系统进行了结合，实现了良好的悬架运动学特性的同时将转向电机总成布置于轮边，实现了悬架和转向系统的一体化，集成程度高。

(2)转向电机总成布置于轮边，转向运动的传动链短，转向响应更加灵敏，效率更高。

(3)剔除了传统转向系统的转向杆系，彻底避免了转向杆系与悬架导向杆系之间的干涉，通过合理的布置可以增加车轮的极限转向角。

(4)转向电机总成还包括带有自锁功能的减速机，当回正力矩较大时，可以实现转向电机总成的减速传动。

附图说明

图1为本发明的结构原理图；

图2为本发明的结构示意图；

其中，1为弹性橡胶铰支座，2为弹性橡胶铰总成，3为上弹簧支座，4为防尘罩，5为弹簧，6为阻尼器，7为下弹簧支座，8为减震器下支座，9为下摆臂，10为下摆臂球铰，11为转向节，12为轮毂轴承压紧螺母，13为制动盘，14为轮毂轴承，15为肘形连接件，16为转向电机总成。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示为本实施例中提供的一种转向电机位于麦弗逊悬架转向节的线控四轮独立转向系统，包括车架、车轮、悬架和转向电机总成，悬架分别与车轮和车架连接，悬架为包括下摆臂、转向节和弹簧减振器的麦弗逊悬架，下摆臂和弹簧减振器均分别与车架和转向节连接，转向节与车轮连接，转向电机总成与转向节连接，通过驱动转向节带动车轮转向。

该系统的实现原理是在传统的麦弗逊悬架结构的基础上，运用运动副拆分原理，将原先结构中联接弹簧减振器总成与车身的球铰运动副拆分为一个转动副(为实现转向运动)和虎克铰运动副，拆分出的转动副的轴线必须通过麦弗逊悬架的下球铰中心，该转动副通过可控的转向电机(或包含减速器)进行控制。不难从理论上证明，该运动副的拆分不影响机构自由度，该悬架结构成立。

具体的结构如图2所示，本转向电机布置于麦弗逊悬架转向节上的线控四轮独立转向系统主要由弹性橡胶铰支座1、弹性橡胶铰总成2、上弹簧支座3、防尘罩4、弹簧5、阻尼器6、下弹簧支座7、减震器下支座8、下摆臂9、下摆臂球铰10、转向节11、轮毂轴承压紧螺母12、制动盘13、轮毂轴承14、肘形连接件15、转向电机总成16组成。

转向电机总成16中的电机壳体固联在肘形连接件15上，肘形连接件15通过螺栓与减震器下支座8固联。减震器下支座8与下弹簧支座7焊接为一体，弹簧5安装于上弹簧支座3和下弹簧支座7之间，上弹簧支座3与橡胶铰支座1通过橡胶铰2固定，上弹簧支座3与橡胶铰支座1之间的运动关系可等效为虎克铰。支座1通过螺栓与车身(或者副车架)连接。转向伺服电机总成16的输出轴通过键与转向节11连接，可传递扭矩。肘形连接件15内装有推力轴承(未画出)，肘形连接件15与转向节11通过推力轴承连接。当转向伺服电机总成16输出力矩时，驱动转向节11和轮毂轴承14，使得车轮在沿主销发生偏转从而实现转向。和一般麦弗逊悬架一致，下摆臂9外侧通过球铰10与转向节11连接，内侧则通过转动副与车架连接。

转向电机总成设有减速机，可采用涡轮蜗杆或其他形式的减速机，当回正力矩较大时，转向电机与减速机总成自身无法保持车轮方向稳定时建议采用涡轮蜗杆或其他可以实现自锁的减速传动形式。弹簧减震器总成与车身连接处的运动副关系为虎克副，但实现方式不唯一，比如可采用十字销或具有虎克铰运动特征的橡胶衬套。