本实用新型涉及汽车，尤其涉及一种四轮汽车闭环控制智能转向系统以及汽车。
背景技术：
在现有的四轮汽车中，一般前轮转向，后轮不转向。为了提高其机动性，减小汽车转弯半径，同时减小轮胎磨损，也有采用四轮转向的，不过一般都是将前后桥的左右车轮的转向节臂用转向横拉杆联结，通过横拉杆和转向节臂组成转向梯形来近似控制左右车轮转向角合理比例。转向桥的转向由转向机直接驱动，而后桥即从动转向桥的转向运动可以通过机械传动方式来实现，也可通过液压传动方式或电力传动方式实现，其中机械传动方式因其直观可靠而倍受青睐。然而最新研究表明，转向时随着车速的提高，后转向轮因受地面转向向心力增大而使轮胎侧偏角增大所产生的过度转向倾向会使汽车的操稳性变坏。这就希望前桥传输给后转向桥的转向运动的传输比例能随着车速的提高作相应的改变。但现有机械传动方式传输给后桥的转向比例均为固定不变，有的顶多做到在达到一定车速，可以使后桥不转向，而不能随着车速的提高逐步减小传输给后桥的转向比例，更不能使后转向轮作与前轮方向相同程度受控的转向，从而使采用通过机械传动方式实现四轮转向的车辆虽提高了低速行驶的机动性，却可能降低了高速行驶的操稳性。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种四轮汽车闭环控制智能转向系统，旨在用于解决现有的汽车转向时操稳性较低的问题。
本实用新型是这样实现的：
本实用新型实施例提供一种四轮汽车闭环控制智能转向系统，包括用于驱使汽车各车轮转向的转向机构以及用于控制所述转向机构工作的控制机构，所述控制机构包括转向盘、与所述转向盘传动连接的转向管柱以及控制所述转向机构工作的转向控制器，所述转向机构包括与汽车其中三轮一一对应驱动的三个从动转向组件以及与另外一轮对应驱动的主动转向组件；
每一所述从动转向组件均包括驱使对应车轮转向的从动转向节以及驱使所述从动转向节旋转的从动转向电机，各所述从动转向电机均电连接至所述转向控制器；
所述主动转向组件包括与所述转向管柱传动连接的转向机以及由所述转向机驱使旋转的主动转向节；
所述转向管柱上设置有管柱转角传感器，所述管柱转角传感器与所述转向控制器电连接。
进一步地，各所述从动转向组件与所述主动转向组件还均包括地面对车轮侧向力传感器以及车轮垂直载荷传感器，各所述地面对车轮侧向力传感器与各所述车轮垂直载荷传感器均电连接至所述转向控制器，所述转向控制器通过所述地面对车轮侧向力传感器的检测信息与所述车轮垂直载荷传感器的检测信息以获取每一对应车轮的侧偏角，且根据所述侧偏角修正该车轮的实际运动的方向角。
进一步地，所述地面对车轮侧向力传感器与所述车轮垂直载荷传感器均采用压电晶体检测地面对车轮侧向力与车轮垂直载荷，且以电位差传输至所述转向控制器。
进一步地，还包括四个安装支座，每一所述从动转向节或者所述主动转向节均通过安装支座安设于对应车轮的轮轴上。
进一步地，所述地面对车轮侧向力传感器安设于对应的所述安装支座内，且沿对应车轮的轮轴的长度方向设置，所述车轮垂直载荷传感器竖直安设于对应的所述安装支座内。
进一步地，还包括横摆角速度传感器，所述横摆角速度传感器电连接至所述转向控制器。
进一步地，还包括用于分别检测汽车各轮转速的四个车轮转速传感器，各所述车轮转速传感器均电连接至所述转向控制器。
本实用新型实施例还提供一种汽车，包括两个前车轮以及两个后车轮，还包括上述的四轮汽车闭环控制智能转向系统，所述转向机构与各所述前车轮以及各所述后车轮驱动连接。
进一步地，所述主动转向节驱动连接其中一所述前车轮。
进一步地，还包括电控中心，所述转向控制器集成至所述电控中心上。
本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型的转向系统中，三个从动转向组件与一个主动转向组件分别对应四个车轮，当转向盘工作后，转向管柱绕自身轴线旋转，此时管柱转角传感器获取转向管柱的转动角度，进而将该转动角度信息传输至转向控制器，转向控制器控制各从动转向电机工作驱使各从动转向节转动相应角度，从而可以实现其中三个车轮的转向动作，而在另一方面转向管柱直接传动转向机，由转向机控制主动转向节转动相应角度，从而实现另一车轮的转向动作。在上述工作过程中，各部分车轮均单独完成转向动作，且没有使用转向横拉杆，减少了簧下质量，同时由于转向盘直接控制了其中一车轮，因而该转向轮所受地面阻力和干扰可直接反馈传给驾驶员，使驾驶员能获得合适的路感，保证转向时的操稳性，更有利于驾驶员操控汽车。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本实用新型实施例提供的四轮汽车闭环控制智能转向系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
参见图1，本实用新型实施例提供一种四轮汽车闭环控制智能转向系统，包括转向机构1以及控制机构2，转向机构1用于驱使汽车的各车轮转向，其为车轮转向的执行部件，而控制机构2为控制部件，其能够控制转向机构1工作，细化控制机构2的结构，其包括转向盘21、转向管柱22以及转向控制器23，转向盘21为驾驶员的操作部件，当需要转向时，驾驶员直接旋转转向盘21，转向盘21与转向管柱22之间为传动连接，转向盘21可以驱使转向管柱22绕自身轴线旋转，转向控制器23为软件控制中心，在转向管柱22上设置有管柱转角传感器221，其与转向控制器23之间为电性连接，管柱转角传感器221为检测部件，其能够检测转向管柱22的转动角度，且将该转动角度信息传递至转向控制器23，细化转向机构1的结构，其包括三个从动转向组件11以及一个主动转向组件12，三个从动转向组件11与汽车的其中三个车轮对应，主动转向组件12对应另一个车轮，每一从动转向组件11均包括从动转向节111以及从动转向电机112，从动转向节111与对应车轮连接，可以驱使对应车轮转向，而从动转向电机112则是可以控制对应的从动转向节111旋转，且各从动转向电机112均电连接至转向控制器23，当管柱转角传感器221将转动角度信息传递转向控制器23后，转向控制器23根据该信息控制从动转向电机112工作，进而使得各从动转向节111均转动相应的角度，而主动转向组件12则包括转向机121与主动转向节122，转向机121与转向管柱22之间通过转向传动轴222连接，而转向机121与主动转向节122之间也为传动连接，即由转向管柱22可以控制主动转向节122转动相应的角度。本实施例中，当转向盘21旋转后，直接驱动转向管柱22绕自身轴线旋转，管柱转角传感器221测定转向管柱22的转动角度，此时分两路控制，其中一路为转向管柱22直接驱动主动转向节122转动相应的角度，另一路中管柱转角传感器221将转动角度信息传递至转向控制器23，进而由转向控制器23控制各从动转向电机112工作，分别驱使对应的从动转向节111转动相应的角度。在上述工作过程中，三个从动转向节111与主动转向节122均为单独工作，且没有采用转向横拉杆，减少了簧下质量，同时由于转向盘21直接控制了其中一车轮，因而该车轮转向时所受地面阻力和干扰可直接反馈传给驾驶员，使驾驶员能获得合适的路感，保证转向时的操稳性，更有利于驾驶员操控汽车。
优化上述实施例，各从动转向组件11与主动转向组件12还均包括有地面对车轮侧向力传感器231以及车轮垂直载荷传感器232，地面对车轮侧向力传感器231用于检测车轮行驶过程中地面对车轮的侧向力，而车轮垂直载荷传感器232则是用于检测车轮沿竖直方向的载荷，各地面对车轮侧向力传感器231以及车轮垂直载荷传感器232还均电连接至转向控制器23，可以将各自检测的侧向力以及载荷信息均传输至转向控制器23。一般地，该转向系统还具有车速传感器233，用于检测汽车在行驶过程中的速度，该车速传感器233也可以将其检测的车速信息传递至转向控制器23，根据该车速同时结合每一车轮地面对其的侧向力以及竖直方向的载荷，转向控制器23内的处理芯片可以根据上述的信息计算出该车轮在当前速度的侧偏角，由于转向时，驾驶员需要控制转向盘21旋转，即通过转向盘21向主动转向节122以及各从动转向节111施以一转向角，对此结合各车轮的侧偏角与转向角，进而可以计算出各车轮的实际转向角，故能通过调整各轮的转向角来调整各车轮轮胎的侧偏角，从而随时闭环控制调整各轮实际运动的方向角始终符合沿着理想的轨迹行驶，大大提高高速行驶转向的操稳性。各地面对车轮侧向力传感器231与车轮垂直载荷传感器232均采用压电晶体检测地面对车轮侧向力与车轮垂直载荷，并以电位差信号经桥式电路得出电信号传输给转向控制器23，此电信号反映了各轮转向节所受到的沿各轮车轮平面的力矩，通过此力矩即可算出地面对各车轮侧向力，采用这种检测方式可以精确获取所需的数据信息，进而可以计算出准确地侧偏角。
进一步地，转向系统还包括四个安装支座，分别对应汽车的四个车轮，通过该安装支座可以将相应的转向节安设于对应的车轮的轮轴上。通过四个安装支座将四个转向节对应安装，同时还可以将地面对车轮侧向力传感器231与车轮垂直载荷传感器232对应安装，具体为将地面对车轮侧向力传感器231安设于对应的安装支座内，且沿对应车轮的轮轴的长度方向设置，车轮侧向力传感器自身相对车轮侧向设置，地面对车轮的侧向力检测比较准确，对应地将车轮垂直载荷传感器232竖直安设于对应的所述安装支座内，非常利于对车轮竖向载荷的检测。
优化上述实施例，转向系统还包括横摆角速度传感器234，该横摆角速度传感器234也电连接至转向控制器23。通过横摆角速度传感器234可以检测当前状况下汽车沿垂直轴的偏转，而由该偏转的大小则可以反映汽车的稳定程度。转向系统还包括有四个车轮转速传感器235，四个车轮转速传感器235与汽车的四个车轮一一对应，用于实时监测对应车轮的转速，各车轮转速传感器235均电连接至转向控制器23。本实施例中，车轮转速传感器235可以反映当前情况下对应车轮的转速，转向时转向控制器23通过该车轮转速且结合地面对车轮侧向力以及车轮垂直载荷，从而可以更加准确计算出该转速下车轮的侧偏角，进而得出该车轮的实际转角，使其符合对应车轮的更理想轨迹，进一步优化了行驶时的稳操性。
再次参见图1，本实用新型实施例还提供一种汽车，包括两个前车轮3、两个后车轮4以及上述的转向系统，转向机构1与各前车轮3以及各后车轮4驱动连接。本实施例中，将上述的转向系统以用于汽车上，可以大大提高汽车行驶过程中转向时的稳操性，减少对车轮轮胎的磨损。而一般地，将转向系统中的主动转向节122与其中一个前车轮3驱动连接，从而可以使得驾驶员在转向过程中获得前车轮3所受地面阻力和干扰，这比较符合驾驶员的操控习惯。当然汽车还应该包括有电控中心，将上述的转向控制器23集成至该电控中心上，不但简化结构以及控制方式，还可将转向控制器23的部分信息以电控中心显示，更加方便驾驶员操控。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。