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一种非独立悬架自适应转向梯形及其实现方法

阅读：898发布：2023-01-14

专利汇可以提供一种非独立悬架自适应转向梯形及其实现方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种非独立悬架自适应转向梯形包含左梯形臂、右梯形臂、前梁、自适应转向横拉杆，所述左、右梯形臂安装在转向节上，转向节通过转动副安装到前梁上，所述自适应转向横拉杆的两端通过转动副分别与左、右梯形臂连接，自适应转向横拉杆为长度可调的转向横拉杆，包含缸体、推杆，所述缸体与推杆通过移动副连接，推杆相对缸体的直线伸缩运动由伺服电机驱动。所述非独立悬架自适应转向梯形的控制方法为：当汽车转向时，通过传感器实时测得左或右梯形臂相对前梁偏转角度，为满足另一侧梯形臂相对前梁按理想角度偏转，依据阿克曼转向原理，通过计算获得自适应转向横拉杆的理想长度，再通过伺服电机控制调节自适应转向横拉杆的长度，使两转向轮纯滚动过弯。，下面是一种非独立悬架自适应转向梯形及其实现方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种非独立悬架自适应转向梯形，其特征在于：包含左梯形臂、右梯形臂、前梁、自适应转向横拉杆，所述左梯形臂、右梯形臂、前梁、自适应转向横拉杆组成四杆机构，所述自适应转向横拉杆为长度可调的转向横拉杆。
2.根据权利要求1所述的一种非独立悬架自适应转向梯形，其特征在于：所述左梯形臂安装在左转向节上，所述左转向节通过第一转动副与前梁连接，所述右梯形臂安装在右转向节上，所述右转向节通过第二转动副与前梁连接，所述自适应转向横拉杆一端通过第三转动副与左梯形臂连接，另一端通过第四转动副与右梯形臂连接；
所述自适应转向横拉杆包含缸体、推杆，所述缸体与推杆通过移动副连接，所述推杆通过第三转动副与左梯形臂连接，所述缸体通过第四转动副与右梯形臂连接，推杆相对缸体的直线伸缩运动由伺服电机驱动。
3.适合于权利要求1所述的非独立悬架自适应转向梯形的实现方法，其特征在于：该方法是利用长度可调的自适应转向横拉杆来调节左、右梯形臂相对角度关系，使两转向轮偏转角的定量变化关系式复合阿克曼转向原理，进而实现车辆纯滚动转向，具体步骤为：
（1）当汽车转向时，通过传感器实时测得左或右梯形臂相对前梁的偏转角度；
（2）计算两转向轮偏转角的定量变化关系式复合阿克曼转向原理时，自适应转向横拉杆的理想长度；
（3）将自适应转向横拉杆的理想长度作为目标值，计算推杆的伸长或回缩量，并换算为伺服电机的控制参数，通过实时调节自适应转向横拉杆的长度，实现两转向轮纯滚动过弯。

说明书全文

一种非独立悬架自适应转向梯形及其实现方法

技术领域

[0001] 本发明涉及汽车非独立悬架转向传动机构领域，特别是一种非独立悬架自适应转向梯形及实现方法。

背景技术

[0002] 转向传动机构的功用是将转向器输出的力和运动传到转向桥两侧的转向节，使转向轮偏转，并使两转向轮偏转角按一定关系变化，以保证汽车转向时车轮与地面的相对滑动尽可能小。非独立悬架转向传动机构由转向摇臂、转向直拉杆、转向节臂和转向梯形等零部件共同组成，其中转向梯形是转向传动机构中最关键的传动机构，由左梯形臂、右梯形臂、转向横拉杆和前梁共同构成。为了保证车辆可以顺畅的转弯，应保证外转向轮偏角的余切值和内转向轮偏角的余切值之间的差值恒定不变，此时四个轮子路径的圆心大致上交会于后轴的延长线上瞬时转向中心，车辆做纯滚动转向，两转向轮偏转角的定量变化关系式，即为阿克曼转向原理。

[0003] 根据阿克曼转向几何设计的转向梯形解决汽车在转向时，由于左、右转向轮的转向半径不同所造成的左、右转向轮转角不同的问题，虽然汽车的发展已经经历了几个世纪，但在转向中的一些问题仍然没有得到解决，汽车在进行转向运动时，没有任何的转向机构能够完全满足阿克曼转向原理，也就是不能满足全部的车轮在转向时绕瞬时中心转动，进而也不能彻底的减少汽车在行进中或者转向中的侧滑现象，也就是说汽车的边滚边滑的现象仍然存在，没有消除，利用阿克曼转向原理来设计汽车的转向机构也是很多的专家学者研究的重点和对象。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种非独立悬架自适应转向梯形以及适合于非独立悬架自适应转向梯形的实现方法，能够克服现有非独立悬架转向梯形设计不足造成的两转向轮偏转角定量变化关系式与理想阿克曼转向关系式偏差较大的问题，解决汽车过弯边滚边滑现象，以及因此产生的车辆转向不足或转向过度问题。

[0005] 一种非独立悬架自适应转向梯形，包含左梯形臂、右梯形臂、前梁、自适应转向横拉杆，所述左梯形臂、右梯形臂、前梁、自适应转向横拉杆组成四杆机构，所述自适应转向横拉杆为长度可调的转向横拉杆。

[0006] 所述左梯形臂安装在左转向节上，所述左转向节通过第一转动副与前梁连接，所述右梯形臂安装在右转向节上，所述右转向节通过第二转动副与前梁连接，所述自适应转向横拉杆一端通过第三转动副与左梯形臂连接，另一端通过第四转动副与右梯形臂连接。

[0007] 所述自适应转向横拉杆包含缸体、推杆，所述缸体与推杆通过移动副连接，所述推杆通过第三转动副与左梯形臂连接，所述缸体通过第四转动副与右梯形臂连接，推杆相对缸体的直线伸缩运动由伺服电机驱动。

[0008] 一种适合于非独立悬架自适应转向梯形的实现方法，该方法是利用长度可调的自适应转向横拉杆来调节左梯形臂、右梯形臂相对角度关系，使两转向轮偏转角的定量变化关系式复合阿克曼转向原理，进而实现车辆纯滚动转向，具体步骤为：（1）当汽车转向时，通过传感器实时测得左或右梯形臂相对前梁的偏转角度；
（2）计算两转向轮偏转角的定量变化关系式复合阿克曼转向原理时，自适应转向横拉杆的理想长度；
（3）将自适应转向横拉杆的理想长度作为目标值，计算推杆的伸长或回缩量，并换算为伺服电机的控制参数，通过实时调节自适应转向横拉杆的长度，实现两转向轮纯滚动过弯。

[0009] 本发明能解决的技术问题是：采用可调尺度转向梯形设计，引入可调长度的自适应转向横拉杆，使转向梯形根据转向轮偏转角度，自动改变尺度关系，从而使转向梯形满足阿克曼转向原理，进而消除或减少汽车转向中的侧滑现象。

[0010] 本发明的突出优点在于：1. 可调尺度转向梯形设计，通过引入自适应转向横拉杆，使该种自适应转向梯形通过转向横拉杆尺度变化满足阿克曼转向原理，克服现有转向梯形不完全满足阿克曼转向原理的问题，有效消除或减少非独立悬架汽车转向中的侧滑现象。

[0011] 2.该种非独立悬架自适应转向梯形采用伺服电机驱动，不仅响应速度快、精度高，而且结构简单，控制容易，从而使此种非独立悬架自适应转向梯形更易于推广。附图说明

[0012] 图1为本发明所述非独立悬架自适应转向梯形主视图。

[0013] 图2为本发明所述非独立悬架自适应转向梯形立体图。

[0014] 图3为本发明所述自适应转向横拉杆示意图。

[0015] 图4为转向传动机构中阿克曼转向几何设计原理示意图。

具体实施方式

[0016] 以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

[0017] 对照图1、图2，一种非独立悬架自适应转向梯形，包含左梯形臂1、右梯形臂2、前梁3、自适应转向横拉杆4，所述左梯形臂1、右梯形臂2、前梁3、自适应转向横拉杆4组成四杆机构，所述自适应转向横拉杆4为长度可调的转向横拉杆。

[0018] 对照图1、图2、图3，所述左梯形臂1安装在左转向节7上，所述左转向节7通过第一转动副5与前梁3连接，所述右梯形臂2安装在右转向节8上，所述右转向节8通过第二转动副6与前梁3连接，所述自适应转向横拉杆4一端通过第三转动副9与左梯形臂1连接，另一端通过第四转动副10与右梯形臂2连接。

[0019] 对照图1、图3，所述自适应转向横拉杆4包含缸体13、推杆12，所述缸体13与推杆12通过移动副14连接，所述推杆12通过第三转动副9与左梯形臂1连接，所述缸体13通过第四转动副10与右梯形臂2连接，推杆12相对缸体13的直线伸缩运动由伺服电机11驱动。

[0020] 对照图1、图4，根据阿克曼转向几何设计的转向梯形解决汽车在转向时，由于左、右转向轮的转向半径不同所造成的左、右转向轮转角不同的问题，虽然汽车的发展已经经历了几个世纪，但在转向中的一些问题仍然没有得到解决，本发明所述的非独立悬架自适应转向梯形采用可调尺度转向梯形设计，引入可调长度的自适应转向横拉杆4，使转向梯形根据转向轮偏转角度，自动改变尺度关系，从而使转向梯形满足阿克曼转向原理，进而消除或减少汽车转向中的侧滑现象。

[0021] 对照图1、图2、图3、图4，一种适合于非独立悬架自适应转向梯形的实现方法，该方法是利用长度可调的自适应转向横拉杆4来调节左梯形臂1、右梯形臂2相对角度关系，使两转向轮偏转角的定量变化关系式复合阿克曼转向原理，进而实现车辆纯滚动转向，具体步骤为：（1）当汽车转向时，通过传感器实时测得左梯形臂1或右梯形臂2相对前梁4的偏转角度。

[0022] （2）计算两转向轮偏转角的定量变化关系式复合阿克曼转向原理时，自适应转向横拉杆4的理想长度。

[0023] （3）将自适应转向横拉杆4的理想长度作为目标值，计算推杆12的伸长或回缩量，并换算为伺服电机的控制参数，通过实时调节自适应转向横拉杆4的长度，实现两转向轮纯滚动过弯。

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