一种四轮汽车的智能转向系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及四轮汽车的转向系统，尤其涉及一种四轮汽车的智能转向系统。
【背景技术】
[0002]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，一般是将前桥称其为主动转向桥，主动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。
[0003]因此有必要设计一种四轮汽车的智能转向系统，以克服上述问题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种四轮汽车的智能转向系统，在各种车速下，实现汽车的稳定性、灵活性和机动性。
[0005]本发明是这样实现的:
[0006]本发明提供一种后桥用数控变速器机械传输的四轮转向汽车的智能转向系统。采用转向传动分动箱将转向盘、转向管柱输入的转向运动分别传递给前桥转向传动轴和后桥转向传动轴，前桥转向传动轴经前桥动力转向机带动前转向垂臂和转向直拉杆驱动前转向轮，后桥转向传动轴经数控变速器变速后传给后桥动力转向机带动后转向垂臂驱动转向直拉杆来带动后转向轮转向。
[0007]所述数控变速器由行星变速器和控制装置构成。行星变速器内设置有两组参数完全相同的输入行星排和输出行星排。在两行星排的太阳轮中间分别固定有输入轴和输出轴从行星变速器两端伸出并与后桥前后转向传动轴相连接。所述输入行星排和输出行星排上共用一个行星架。所述输入行星排和输出行星排上的行星轮两两共轴，行星轮套装在同一行星架上。所述输出行星排上的输出内齿圈固定在箱体上。输入行星排的输入内齿圈上固定设置有一个蜗轮，与蜗轮啮合的蜗杆与步进电机相连。步进电机的运转受控于控制装置。
[0008]所述控制装置由电控单元、车速传感器、转角传感器构成。所述转角传感器设置在转向管柱上检测转向盘转角。所述转角传感器、车速传感器和步进电机分别与电控单元相连。所述转角传感器、车速传感器把数字信号输送给电控单元，经电控单元运算，输出控制信号给步进电机控制其运转。
[0009]所述后桥转向传动轴由若干段万向联轴节传动轴串接组成，并且可以根据整车各部件的结构空间来进行布置安装。
[0010]本发明具有以下有益效果:
[0011]通过本技术方案，改变了原先通过机械传动方式实现四轮转向的车辆前后桥转向角只能保持一定的比例，而不能随车速而改变转向角比例的现实，使得通过机械传动方式实现四轮转向的车辆其前后桥转向角比例能随车速改变而改变。从而既可提高低速行驶的机动性，又可提高高速行驶的操稳性。
【附图说明】
[0012]为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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。
[0013]图1为本发明实施例提供的四轮转向汽车转向机构传输系统示意图。
[0014]图2为本发明实施例提供的四轮转向汽车低速转向时转向车轮示意图。
[0015]图3为本发明实施例提供的四轮转向汽车中速转向时转向车轮示意图。
[0016]图4为本发明实施例提供的四轮转向汽车高速转向时转向车轮示意图一。
[0017]图5为本发明实施例提供的四轮转向汽车高速转向时转向车轮示意图二。
[0018]图6为本发明实施例提供的数控无级变速器原理示意图。
[0019]图7为本发明实施例提供的数控无级变速器控制示意图。
[0020]标号说明:
[0021]1、前后桥转向车轮2、前桥转向垂臂3、前桥动力转向机4、前桥转向传动轴
[0022]5、转向传动分动箱6、转向管柱及其转向传动轴7、转向盘
[0023]8、后桥前转向传动轴9、数控无级变速器10、步进电机
[0024]11、数控无级变速器控制单元12、车速传感器13、数控无级变速器输入轴
[0025]14、数控无级变速器输出轴15、转向转角传感器16、数控无级变速器蜗杆
[0026]17、后桥后转向传动轴18、后桥动力转向机19、后桥转向垂臂
[0027]20、数控无级变速器蜗轮21、前后桥转向直拉杆22、数控无级变速器壳体
[0028]23、数控无级变速器输入内齿圈24、数控无级变速器输入行星排
[0029]25、数控无级变速器输出行星排26、数控无级变速器行星轮
[0030]27、数控无级变速器输出内齿圈28、数控无级变速器行星架。
【具体实施方式】
[0031]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
[0032]如图1所示，本发明涉及的四轮转向汽车转向机构传输系统，采用转向传动分动箱5将转向盘7、转向管柱及其转向传动轴6输入的转向运动分别传递给前桥转向传动轴4和后桥前转向传动轴8。前桥转向传动轴4的转向运动经前桥动力转向机3带动前转向垂臂2和转向直拉杆21驱动前转向轮I转向。后桥前转向传动轴8的转向运动经数控无级变速器9变速后通过后桥后转向传动轴17传给后桥动力转向机18带动后转向垂臂19驱动转向直拉杆21来带动后转向轮I转向。
[0033]如图6数控无级变速器原理示意图所示，所述数控无级变速器9内设置有两组参数完全相同的数控无级变速器输入行星排24和数控无级变速器输出行星排25，在数控无级变速器9中间两端分别设置有数控无级变速器输入轴13和数控无级变速器输出轴14，在数控无级变速器输入轴13和数控无级变速器输出轴14上分别固定设置有数控无级变速器输入行星排24和数控无级变速器输出行星排25的太阳轮，所述数控无级变速器输入行星排24和数控无级变速器输出行星排25上共用一个数控无级变速器行星架28，所述数控无级变速器输入行星排24和数控无级变速器输出行星排25上的数控无级变速器行星轮26两两共轴，所述数控无级变速器行星轮26套装在数控无级变速器行星架28上，所述数控无级变速器输出行星排25上的数控无级变速器输出内齿圈27固定在数控无级变速器壳体22上，数控无级变速器输入行星排24的数控无级变速器输入内齿圈23上固定设置有一个数控无级变速器蜗轮20，与数控无级变速器蜗轮20啮合的数控无级变速器蜗杆16与步进电机10相连。
[0034]参看图7，所述步进电机10的控制装置由数控无级变速器电控单元11、车速传感器12、转向转角传感器15构成，所述转向转角传感器15设置在转向管柱上检测转向盘7的转向转角，所述转向转角传感器15、车速传感器12和步进电机10分别与数控无级变速器电控单元11用电缆相连，所述转向转角传感器15、车速传感器12把数字信号输送给数控无级变速器电控单元11，经数控无级变速器电控单元11运算，输出控制信号给步进电机10控制其运转。
[0035]下面结合附图和一个具体实施例对本发明做进一步说明。
[0036]参看图2，四轮转向汽车低速转向时后桥转向车轮转向角相对前轮转向角有较大比例，使前后车轮的瞬时转动中心汇聚到一个点，从而达到减小最小转弯半径，提高机动性，同时减小轮胎磨损。
[0037]随着车速的提高，转向时后桥轮