汽车底盘总成的制作方法

本发明涉及机电一体化技术领域，尤其涉及一种汽车底盘总成。

背景技术：

汽车底盘是汽车的核心部件之一，其本身的安全性要求很高，而且其是保护汽车底部的首个屏障。目前的行车安全装置多为前后接近检测，对于不平路况对汽车可能造成的伤害，目前的汽车仅仅限于直接的物理防御，而没有主动的检测功能。前轮转向系统除了保证汽车按照驾驶员的意图进行转向行驶外，还可以为驾驶员转向操作提供助力或都主动改转向系统传动比，即实现助力转向与主动转向等功能。

传统的两轮转向方式转向半径较大，汽车机动灵活性不高。而评价转向系统的指标中转向灵敏性需通过主动转向来提高，而转向轻便性、操纵稳定性和转向舒适性的改善均需要转向系统同时具有良好的助力转向和主动转向功能；在现有的转向系统中，机械转向系统既不能实现助力转向，也无法实现主动转向，因此为了得到更好的转向性能，很多人在开发将助力转向和主动前轮转向系统集成地同一部车上，进行集成助力转向功能和主动转向功能系统；但这种集成的转向系统结构复杂，对底盘影响大，因此还需要同时可以调整底盘的高度。

因此，现在有必要开发一种具有高效灵活的四轮转向系统且同时具有调节底盘高度的汽车底盘总成。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是，开发一种具有高效灵活的四轮转向系统且同时具有调节底盘高度的汽车底盘总成。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：该汽车底盘总成包括汽车底盘和四个车轮，还包括转向系统和升降系统，所述转向系统包括方向盘、转向管柱、转向器、转向摇臂和车轮；每两个所述车轮通过传动机构相连接，所述传动机构包括丝杆、转向集成电路控制电机、转向臂和转向节，所述丝杆的两端均连接有转向臂，所述转向臂连接有转向节，所述转向节与所述车轮的轮毂轴承相连接；所述丝杆的中间安装有集成电路控制电机，所述集成电路控制电机依次连接有转向摇臂、转向器、转向管柱和方向盘；所述转向节上设有车轮转角传感器，所述转向管柱上设有转矩传感器、方向盘转角传感器和转向控制器，所述车轮转角传感器、转矩传感器和方向盘转角传感器均与所述转向控制器电气连接；所述升降系统包括雷达距离传感器、升降控制器、液压泵、活塞杆，所述雷达距离传感器安装在所述汽车底盘的下表面，且所述雷达距离传感器的信号输出端与所述升降控制器相连接，所述控制器的信号输出端与所述液压泵的控制端相连接，所述活塞杆与所述液压泵相连接且所述活塞杆设置在所述汽车底盘与车轮轮毂之间。采用上述技术方案，通过转向控制器控制安装在不同位置的转角传感器、转矩传感器、方向盘转角传感器可以实现四个车轮的转向控制，这样可以更加精确的控制车轮的转向；升降系统通过雷达距离传感器感应汽车底盘与地面的距离，从而自动控制液压泵的活塞杆来调整轮毂与汽车底盘的距离，无需操作而自动控制汽车底盘的升降，使用方便，这样与转向系统相结合可以实现精确转向控制且对底盘没有影响。

本发明进一步改进在于，所述集成电路控制电机的一端通过输出轴齿轮与所述丝杆的中部的齿轮组成蜗轮蜗杆机构，另一端通过传动轴与所述转向摇臂相连接，所述转向摇臂通过横拉杆与所述转向器相连接；所述转向器通过万向节与所述转向管柱相连接，所述转向管柱通过转向轴与所述方向盘相连接。

本发明进一步改进在于，所述转向系统还包括安装在车身的质心处横摆角速度传感器，所述横摆角速度传感器与所述转向控制器电气相连，所述转向控制器包括mcu、信号处理电路、继电器驱动电路、通讯控制电路、稳压电路和诊断口电路组成，所述信号处理电路、继电器驱动电路、诊断口电路、串口电路、稳压电路和通信控制电路均与mcu相连接。

本发明进一步改进在于，所述丝杆的两端向内凹陷设有长度相等的外螺纹且两端的外螺纹的方向相反，相对应的使用的螺套为内螺纹。

本发明进一步改进在于，所述升降控制器为双继电器开关控制器。

本发明进一步改进在于，所述活塞杆包括前活塞杆和后活塞杆，所述前活塞杆设置在所述汽车底盘与前车轮轮毂之间；所述后活塞杆设置在所述汽车底盘与后车轮轮毂之间。

可选地，所述转向管柱内还设有助力电机，所述助力电机设置在所述转向管柱内，所述转向控制器安装在所述助力电机上。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：本发明的汽车底盘总成占用空间小、主要由电动机等构成的电控转向系统，充分考虑了各传感器之间的耦合关系，提高了该系统的集成程度，采用机械系统结构和成熟的集成电路控制电机驱动系统装置，机械系统制造工艺成熟稳定；通过转向控制器可实现转向系统的主动驾驶功能；同时有效改善了整车的动力学性能；具有很高的灵活性，尤其适合尺寸较小的微型车，同时结合底盘升降系统可以按距离自动调整底盘的升降，从而使转向系统控制更加精确，尤其适用于地面凹凸不平。

附图说明

下面结合附图进一步描述本发明的技术方案：

图1为汽车底盘总成总体结构图；

图2为汽车底盘总成的升降系统信号流向图；

其中：1-方向盘；2-转向管柱；3-转向器；4-转向摇臂；5-传动机构；501-丝杆；502-转向集成电路控制电机；503-转向臂；504-转向节；6-车轮；601-车轮转角传感器。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。

实施例1：汽车底盘总成，包括汽车底盘、四个车轮6、转向系统和升降系统，所述转向系统包括方向盘1、转向管柱2、转向器3、转向摇臂4和车轮6；每两个所述车轮6通过传动机构5相连接，所述传动机构5包括丝杆501、转向集成电路控制电机502、转向臂503和转向节504，所述丝杆501的两端均通过回转连接有转向臂503，所述转向臂503通过回转连接有转向节504，所述转向节504与所述车轮6的轮毂轴承相连接；所述丝杆501的中间安装有集成电路控制电机502，所述集成电路控制电机502依次连接有转向摇臂4、转向器3、转向管柱2和方向盘1；所述转向节501上设有车轮转角传感器601，所述转向管柱2上设有转矩传感器、方向盘转角传感器、转向控制器和助力电机，所述车轮转角传感器601、转矩传感器和方向盘转角传感器均与所述转向控制器电气连接，所述助力电机设置在所述转向管柱2内，所述转向控制器安装在所述助力电机上；所述升降系统包括雷达距离传感器、升降控制器、液压泵、活塞杆，所述雷达距离传感器安装在所述汽车底盘的下表面，且所述雷达距离传感器的信号输出端与所述升降控制器相连接，所述控制器的信号输出端与所述液压泵的控制端相连接，所述活塞杆与所述液压泵相连接且所述活塞杆设置在所述汽车底盘与车轮轮毂之间；所述集成电路控制电机的一端通过输出轴齿轮与所述丝杆501的中部的齿轮组成蜗轮蜗杆机构，另一端通过传动轴与所述转向摇臂4相连接，所述转向摇臂4通过横拉杆与所述转向器3相连接；所述转向器3通过万向节与所述转向管柱2相连接，所述转向管柱2通过转向轴与所述方向盘1相连接；所述转向系统还包括安装在车身的质心处横摆角速度传感器，所述横摆角速度传感器与所述转向控制器电气相连，所述转向控制器包括mcu、信号处理电路、继电器驱动电路、通讯控制电路、稳压电路和诊断口电路组成，所述信号处理电路、继电器驱动电路、诊断口电路、串口电路、稳压电路和通信控制电路均与mcu相连接；所述丝杆501的两端向内凹陷设有长度相等的外螺纹且两端的外螺纹的方向相反，相对应的使用的螺套为内螺纹；所述升降控制器为双继电器开关控制器；所述活塞杆包括前活塞杆和后活塞杆，所述前活塞杆设置在所述汽车底盘与前车轮轮毂之间；所述后活塞杆设置在所述汽车底盘与后车轮轮毂之间。

该汽车底盘总成的控制原理：转向控制器将控制指令分为助力控制和功能控制，其中助力控制将控制指令传输给助力集成电路控制电机，再传输给位于方向盘和方向盘转角之间的方向盘转角传感器，方向盘转角传感器处理后将信号数据传输回助力控制；即助力控制的信号经由助力集成电路控制电机502、方向盘1和方向盘转角传感器再回到助力控制，从而形成一个回路；功能控制将执行信号分成两股，一股传输给前轮，一股传输给后轮，传输给前轮的前左轮和前右轮的车轮转角传感器601，传输给后轮的后左轮和后右轮的车轮转角传感器601；车轮转角传感器处理后将信号数据传输回功能控制；即功能控制的信号前左右车轮、前车轮转角、车轮转角传感器601、转向集成电路控制电机502再回到功能控制，从而形成第一个回路；功能控制的信号经由后左右车轮、后左右的车轮转角传感器601、转向集成电路控制电机502再回到功能控制，从而形成第二个回路。驾驶员操纵方向盘1，通过转向管柱总成2，一方面驱动转向器3的机齿条横向运动，再由与转向器3连接的转向横拉杆驱动由转向摇臂4，驱动转向集成电路控制电机502，另一方面直接驱动助力电机，最终实现将方向盘的主动转向和电动助力转向，在驾驶员和转向集成电路控制电机502、助力电机的共同作用下，使得驱动丝杆沿轴线左右移动，然后带动转向臂带着转向节转动，实现车轮的偏移。

对于本领域的普通技术人员而言，具体实施例只是对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。