CN109664702B - 汽车悬架系统及四轮独立转向的分布式驱动底盘平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车悬架系统及其四轮独立转向的分布式驱动底盘平台。悬架系统包括悬架机构和EPS转向机总成，悬架机构中，异形羊角位于车轮总成上方，异形羊角下端连接车轮总成，异形羊角经下摆臂、上横臂连接到车身骨架，异形羊角中部经电动推杆总成接到EPS转向机总成的一侧输出端部，柱状减震器两端支撑安装在车身骨架和上横臂之间；底盘平台包括四个所述悬架系统安装于车身骨架和四个车轮总成之间，在车身骨架分别和四角的四个车轮总成之间均安装有一个悬架机构。本发明支持四轮独立驱动和四轮独立转向，实现整车原地转向、水平横移和驻车功能，转弯时实现超小的转弯半径，转向角度大，结构与性能可靠，拓展性强。

Description

汽车悬架系统及四轮独立转向的分布式驱动底盘平台

技术领域

本发明涉及新能源汽车领域，具体涉及新能源汽车悬挂和转向系统，尤其是涉及了一种汽车悬架系统和一种四轮独立转向的分布式驱动底盘平台。

背景技术

目前随着新能源汽车的快速发展，国内出现了很多不同品牌的纯电动汽车。但主要还是将发动机直接替换为中央电机，整车结构和传动方式并未做出任何改变。同时沿用传统的悬挂方式和转向机构，每个车轮没法实现独立转向，车辆转弯半径大，在狭窄区域转弯、掉头等操作非常困难。

随着轮毂电机技术的发展，出现了一种分布式驱动的新能源汽车。如何合理设计悬挂和转向系统，使轮毂电机和悬挂、转向机构有效集成，增大车轮转向角，减小整车转弯半径，提升整车操控的灵活性，成为当前急需解决的问题。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明要解决的技术问题就是提出了一种汽车悬架系统和一种四轮独立转向的分布式驱动底盘平台，采用了特殊结构设计的悬架系统，底盘平台下的车辆可实现整车原地掉头、水平横移功能，转弯时实现超小的转弯半径。

本发明支持四轮独立驱动和四轮独立转向，这些功能可通过整车控制系统操作，车辆自动实现上述特殊功能。

为了实现上述整车智能控制系统，本发明采用的核心技术方案具体如下：

一、一种汽车悬架系统：

悬架系统包括安装于单个车轮总成和车身骨架之间的一个悬架机构以及安装于车身骨架两侧的两个车轮总成之间的EPS转向机总成，悬架机构包括异形羊角、上横臂、柱状减震器、电动推杆总成和下摆臂，异形羊角位于车轮总成上方，异形羊角下端连接车轮总成，异形羊角中部和上部分别经下摆臂、上横臂连接到车身骨架，异形羊角中部经电动推杆总成连接到EPS转向机总成的一侧输出端部，柱状减震器两端支撑安装在车身骨架和上横臂之间。

所述的上横臂主要由圆柱销球头、摆臂主体、两个上臂衬套组装而成，摆臂主体呈人字形，摆臂主体人字形的集合端经圆柱销球头和异形羊角上端球铰连接，摆臂主体人字形的两个分叉端经上臂衬套和车身骨架中部上侧单轴转动铰接；所述的下摆臂主要由鱼眼式球头、焊接管主体和两个下臂衬套组装而成，焊接管主体呈人字形，焊接管主体人字形的集合端经鱼眼式球头和异形羊角中部球铰连接，焊接管主体人字形的两个分叉端经下臂衬套和车身骨架中部下侧单轴转动铰接；所述的上横臂的圆柱销球头位于下摆臂的鱼眼式球头正上方，圆柱销球头和鱼眼式球头的中心连线作为虚拟主销，虚拟主销穿过车轮总成的轮心；本发明中，虚拟主销穿过车轮总成轮心的结构，相比麦佛逊式悬架等现有悬架结构的未穿过轮心结构，结构对称稳定，能更好地支撑稳定。

所述的电动推杆总成主要由电动推杆主体、位移传感器、螺纹转换套筒、锥面销球头组装而成，位移传感器通过位移传感器安装支架固定连接到电动推杆主体，位移传感器的探头杆和电动推杆主体的推杆平行布置，且之间通过位移传感器驱动支架固接，电动推杆主体的推杆端伸出后与螺纹转换套筒的一端固接，螺纹转换套筒的另一端安装锥面销球头，锥面销球头球铰于异形羊角侧部设有的L型支架上；电动推杆主体经螺纹转换支架和EPS转向机总成两端输出端的其中一端固接；

所述的柱状减震器包括包括螺旋弹簧和减震器，柱状减震器连接在车身骨架和上横臂之间，减震器外套装螺旋弹簧，减震器下端和上横臂的摆臂主体中部铰接，减震器上端铰接于车身骨架顶部，车身骨架向上延伸出于上横臂和异形羊角的顶部。

当车轮受到垂直路面方向的冲击和跳动时，横置板簧作为弹性元件可以有效的起到缓冲作用，但其本身不具有减震的效果，且横向空间占用大。柱状减震器中的螺旋弹簧作为弹性元件可以实现横置板簧的功能，且结构紧凑；同时减震器可以抑制螺旋弹簧的跳动，吸收由此产生的震动，提高车辆行驶的平顺性。柱状减震器结构能利用很小的整车布置空间，既满足整车载重需求，又有效抑制路面对车身的冲击，提供缓冲减震的功能，提升整车行驶的舒适性。

所述的EPS转向机总成主要由齿轮齿条转向机、万向节、EPS驱动电机组装而成，EPS驱动电机固定于车身骨架上，EPS驱动电机输出轴经万向节和齿轮齿条转向机的输入端连接，齿轮齿条转向机输出端。

所述的异形羊角是通过多个分体支架组装连接而成，分为Z形的三段，上段的下端和下段的上端之间通过水平段连接，上段和下段均竖直并和水平段垂直，下段位于车轮总成内侧方并连接车轮总成，经水平段弯折后上段位于车轮总成上方。

所述的车轮总成主要由轮胎、轮辋和轮毂电机组装而成，轮辋外安装轮胎，轮辋中央安装轮毂电机，轮毂电机的定子部分连接到异形羊角的底端。

二、一种汽车分布式驱动底盘平台：

所述的底盘平台主要由四个所述悬架系统安装于车身骨架和四个车轮总成之间构成，具体包括车身骨架、四个悬架机构以及安装于车身骨架前后部两侧的两个车轮总成之间的EPS转向机总成，在车身骨架分别和四角的四个车轮总成之间均安装有一个悬架机构。

本发明悬架系统实现下的汽车底盘具有两种转向控制途径，一种通过EPS转向机总成进行转向控制，另一种通过电动推杆主体进行转向控制，前后两种控制分别独立进行，分别针对汽车行驶状态和停止状态，不同时存在。即EPS转向机总成工作时，电动推杆主体固定锁死不工作；电动推杆主体工作时，EPS转向机总成固定锁死不工作。

在汽车行驶状态下，车身骨架前部/后部两侧的两个车轮总成共同通过一个EPS转向机总成进行同步转向控制，能够实现汽车行驶的转向。

在汽车停止非行驶状态下，各个车轮总成通过各自的电动推杆主体进行转向控制，能够实现汽车的原地转向和换向平移行驶。

通过本发明特殊设计的悬架系统安装于汽车上，能够实现汽车原地转向，方便停车入库，大大便捷了停车的方式，能有助于提高停车空间的利用率。

采用本发明悬架系统下，驾驶员也采用常规车辆的操控方式来驾驶车辆，手握方向盘、脚踏制动踏板和油门踏板。其中智能控制系统和人工操控系统是集成式方案，可根据驾驶员需求，由驾驶员主动进行两种系统的自由切换，实现对整车的控制。

通过本发明特殊设计的悬架系统安装于汽车上，能够实现汽车原地转向、水平横移和驻车，方便停车入库，大大便捷了停车的方式，能有助于提高停车空间的利用率。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是：

1.传统的悬挂、转向和传动机构集成方案能实现车轮束角-45°至35°左右的转角变化区间，该自主研发的穿过轮心的虚拟主销悬架系统可以实现车轮束角-90°至35°的转向角。

2.传统的悬挂、转向和传动机构集成方案通过一个转向机实现左右车轮的联动，该自主研发的穿过轮心的虚拟主销悬架系统不但具有传统的转向功能，还在传统的转向功能基础上创新设计了单轮转向独立控制系统，其中EPS转向机总成31控制系统支持传统转向功能；电动推杆总成6控制系统支持特殊转向功能，两个控制系统集成在一个悬架系统下，由整车控制器控制，两个系统互不干扰，并且结构与性能可靠。

3.传统的悬挂方案中虚拟主销的设计导致车轮的内外磨损状态不一致，常见为外侧严重磨损，内侧轻度磨损，减小轮胎使用寿命，影响行车安全。该自主研发的穿过轮心的虚拟主销悬架系统通过结构设计，将虚拟主销延长线穿过车轮中心点，这样减小了车轮转向摩擦力，降低EPS转向机总成31和电动推杆总成6的功率输出和零件受力，节能且延长零部件受用寿命。同时轮胎内外侧的磨损状态几乎保持一致，延长轮胎使用寿命。

4.本发明自主研发的穿过轮心的虚拟主销悬架系统异形羊角与分布式驱动电机的选配接口的结构可支持多种型号电机的选配，底盘平台化拓展能力强，减少不同动力需求的平台车型的基础研发成本。

5.本发明自主研发的穿过轮心的虚拟主销悬架系统可实现四种特殊模式的转向功能。

附图说明

图1为悬架系统的结构示意图。

图2为图1的局部放大结构示意图。

图3为异形羊角的结构示意图。

图4为上横臂的结构示意图。

图5为柱状减震器的结构示意图。

图6为电动推杆总成的结构示意图。

图7为下摆臂的结构示意图。

图8为车轮总成的结构示意图。

图9为本发明悬架系统下单车轮90度转角状态图。

图10为EPS转向机总成的结构示意图。

图11为悬架系统构成的底盘平台结构示意图。

图12为普通转向模式工作状态图。

图13为原地转向模式工作状态图。

图14为水平移动模式工作状态图。

图15为驻车模式工作状态图。

图中：1、异形羊角，3、上横臂，4、车身骨架，5、柱状减震器，6、电动推杆总成，7、下摆臂，8、车轮总成，9、虚拟主销(由上、下摆臂球头点的连线构成的旋转中心线)；10、圆柱销球头，11、摆臂主体，12、上臂衬套；51、螺旋弹簧，52、减震器，17、螺纹转换支架，18、电动推杆主体，19、位移传感器，20、位移传感器安装支架，21、螺纹转换套，22、位移传感器驱动支架，23、螺纹转换套筒，24、锥面销球头；25、鱼眼式球头，26、焊接管主体，27、下臂衬套；28、轮胎，29、轮辋，30、轮毂电机；31、EPS转向机总成，32、齿轮齿条转向机，33、万向节，34、EPS驱动电机。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

具体实施悬架系统包括安装于单个车轮总成8和车身骨架4之间的一个悬架机构以及安装于车身骨架4前部/后部两侧的两个车轮总成8之间的EPS转向机总成31，车身骨架4四角均安装有一个车轮总成8。

如图1和图2所示，每个悬架机构包括异形羊角1、上横臂3、柱状减震器5、电动推杆总成6和下摆臂7，异形羊角1位于车轮总成8上方，异形羊角1下端连接车轮总成8的轮轴轮毂电机的定子部分，异形羊角1和车轮总成8绕虚拟主销9旋转，车轮总成8绕自身电机的轴旋转，旋转部分为轮毂电机转子和与转子固定连接的轮辋和轮胎异形羊角1中部和上部分别经下摆臂7、上横臂3平行连接到车身骨架4，异形羊角1中部经电动推杆总成6连接到EPS转向机总成31的一侧输出端部，柱状减震器5两端支撑安装在车身骨架4和上横臂3之间。具体如图1所示，异形羊角1中部经下摆臂7一端球铰接，下摆臂7另一端和车身骨架4旋转轴铰接，异形羊角1上部经上横臂3一端球铰接，上横臂3另一端和车身骨架4旋转轴铰接。

如图3所示，异形羊角1是通过多个分体支架组装连接而成，呈竖直延伸的Z形。分为Z形的三段，上段的下端和下段的上端之间通过水平段连接，上段和下段均竖直并和水平段垂直，下段位于车轮总成8内侧方并连接车轮总成8，经水平段弯折后上段位于车轮总成8上方。

如图4所示，上横臂3主要由圆柱销球头10、摆臂主体11、两个上臂衬套12组装而成，摆臂主体11呈人字形，摆臂主体11人字形的集合端经圆柱销球头10和异形羊角1上端球铰连接，摆臂主体11人字形的两个分叉端经上臂衬套12和车身骨架4中部上侧单轴转动铰接；车身骨架4顶部设有沿车身方向/行驶方向的水平铰接轴，摆臂主体11人字形的两个分叉端经上臂衬套12铰接于水平铰接轴。

如图7所示，下摆臂7主要由鱼眼式球头25、焊接管主体26和两个下臂衬套27组装而成，焊接管主体26呈人字形，焊接管主体26由多根管件焊接构成，焊接管主体26人字形的集合端经鱼眼式球头25和异形羊角1中部球铰连接，焊接管主体26人字形的两个分叉端经下臂衬套27和车身骨架4中部下侧单轴转动铰接；车身骨架4中部设有沿车身方向/行驶方向的水平铰接轴，焊接管主体26人字形的两个分叉端经下臂衬套27铰接于水平铰接轴。

具体实施中，如图3所示，异形羊角1中部设有凸耳结构，焊接管主体26人字形的集合端经鱼眼式球头25连接于凸耳结构处。上横臂3的圆柱销球头10位于下摆臂7的鱼眼式球头25正上方，圆柱销球头10和鱼眼式球头25的中心连线作为虚拟主销9，虚拟主销9穿过车轮总成8的轮心。

如图6所示，电动推杆总成6主要由电动推杆主体18、位移传感器19、螺纹转换套筒23、锥面销球头24组装而成，位移传感器19通过位移传感器安装支架20固定连接到电动推杆主体18，位移传感器19的探头杆和电动推杆主体18的推杆平行布置，且之间通过位移传感器驱动支架22固接，电动推杆主体18的推杆输出端口设有螺纹转换套21，电动推杆主体18的推杆端从螺纹转换套21伸出后与螺纹转换套筒23的一端固接，螺纹转换套筒23的另一端安装锥面销球头24，锥面销球头24螺纹旋入螺纹转换套筒23另一端的螺纹孔中；异形羊角1侧部设有L型支架，锥面销球头24球铰于异形羊角1侧部设有的L型支架上；电动推杆主体18推杆端的相反一端经螺纹转换支架17和EPS转向机总成31的齿轮齿条转向机32两端输出端的其中一端固接。

电动推杆主体18运行，推杆端伸缩带动螺纹转换套筒23以及位移传感器19的探头杆移动，螺纹转换套筒23移动经锥面销球头24推动异形羊角1绕虚拟主销9旋转，进而实现车轮总成8的转向。进一步，分别通过控制车身骨架4两侧车轮总成8各自对应悬架机构的电动推杆主体18，实现车身骨架4两侧的车轮总成8各自不同转向，不同步转向。

如图5所示，柱状减震器5包括包括螺旋弹簧51和减震器52，柱状减震器连接在车身骨架4和上横臂3之间，减震器52外套装螺旋弹簧51，减震器52下端和上横臂3的摆臂主体11中部铰接，减震器52上端铰接于车身骨架4顶部，车身骨架4向上延伸出于上横臂3和异形羊角1的顶部。

具体实施中，柱状减震器5可进一步替换为横置板簧总成，横置板簧总成主要由钢板板簧、吊耳支架组装而成，钢板板簧的中部两侧经两个板簧车身固定支架水平固定于车身骨架4上，钢板板簧的端部为板簧末端安装支架，板簧末端安装支架经吊耳支架和上横臂3的摆臂主体11铰接，吊耳支架一端和板簧末端安装支架铰接，吊耳支架另一端铰接到摆臂主体11人字形的中部。通过横置板簧总成5支撑上横臂3，进而承载车轮总成8颠簸跳动。相比于柱状减震器，横置板簧结构可以满足整车载重需求，能有效抑制路面对车身的冲击，提供缓冲减震的功能，提升整车行驶的舒适性。

如图10所示，EPS转向机总成31主要由齿轮齿条转向机32、万向节33、EPS驱动电机34组装而成，EPS驱动电机34固定于车身骨架4上，EPS驱动电机34输出轴经万向节33和齿轮齿条转向机32的输入端连接，齿轮齿条转向机32输出端。EPS驱动电机34运行带动齿轮齿条转向机32中的齿条杆在车身骨架4两侧的两个车轮总成8之间水平来回移动，进而经电动推杆主体18(此时可看作刚性杆)推动两侧的车轮总成8同步转向。

如图8所示，车轮总成8主要由轮胎28、轮辋29和轮毂电机30组装而成，轮辋29外安装轮胎28，轮辋29中央安装轮毂电机30，轮毂电机30的定子部分固定连接到异形羊角1的底端，轮毂电机的转子部分和轮辋29固定连接。轮毂电机30运行时转子和轮辋29固定连接，进而带动轮辋29和轮胎28构成的车轮旋转。

车轮总成8连接整车控制器，通过牵引力控制、扭矩矢量控制等方式，实时控制每个电机的扭矩和转速，保证在不同模式下电机转动方向和驱动扭矩的正确性。

本发明中各主要零部件装配工艺为(车架两侧左右对称，以左侧为例)：

1)将上横臂3人字形集合端的圆柱销球头10插入异形羊角1顶面设有的空槽孔中，通过螺栓与螺母侧向固定锁紧，使得上横臂3经圆柱销球头10和异形羊角1上端球铰连接；将上横臂3人字形两个分叉端的两个上臂衬套12安装在车身骨架4的两个竖直支架的顶部上，通过螺栓螺母固定锁紧，使得上横臂3经上臂衬套12和车身骨架4顶部绕水平轴转动铰接。

2)将下横臂7人字形集合端的鱼眼球头25安装在异形羊角1中间位置的支架中，通过螺栓螺母固定锁紧，使得下横臂7经鱼眼球头25和异形羊角1中部球铰连接；将下横臂7人字形两个分叉端的两个下臂衬套27安装在车身骨架4的两个竖直支架的中部上，通过螺栓螺母固定锁紧，使得下横臂7经下臂衬套27和车身骨架4中部绕水平轴转动铰接。

3)将柱状减震器5的两端铰接固定在车身骨架4和上横臂3之间。

4)将EPS转向机总成31的齿轮齿条转向机32装在车身骨架4上，通过螺栓螺母固定锁紧；将EPS转向机总成31的EPS驱动电机34安装在车身骨架4上，通过螺栓螺母固定锁紧。

5)将电动推杆总成6的锥面销球头24插入异形羊角1侧部L型支架开设的安装孔中，通过螺母固定锁紧；将电动推杆总成6的螺纹转换支架17安装在齿轮齿条转向机32末端的螺柱上，通过螺母固定锁紧。

如图11所示，在底盘平台四角的四个车轮处均设置为本发明的悬架系统，构成了实现四轮独立转向的分布式驱动底盘平台。底盘平台工作下具有两种转向控制的工作模式，一种通过EPS转向机总成31进行转向控制，另一种通过电动推杆主体18进行转向控制，前后两种控制分别独立进行，分别针对汽车行驶状态和停止状态，不同时存在。即EPS转向机总成31工作时，电动推杆主体18固定锁死不工作；电动推杆主体18工作时，EPS转向机总成31固定锁死不工作。

在汽车行驶状态下，车身骨架4前部/后部两侧的两个车轮总成8共同通过一个EPS转向机总成31进行同步转向控制，能够实现汽车行驶的转向。

在汽车停驶状态下，各个车轮总成8通过各自的电动推杆主体18进行转向控制，能够实现汽车的原地转向和换向平移行驶。

具体两种工作模式的原理过程如下：

1、汽车行驶状态下，EPS转向机总成31控制系统工作模式：

整车控制器输入控制EPS驱动电机34，使之产生确定大小和方向的转向助力扭矩，该扭矩传递到万向节33上，再由万向节33带动齿轮齿条转向机32，使齿轮齿条转向机32内部齿条机构实现横向滑动，输出经电动推杆总成6推动异形羊角1绕虚拟主销9转动，进而推动车身骨架4两侧的两个车轮总成8之间水平来回移动。具体是电动推杆总成6的锥面销球头24将拉动/推动异形羊角1，异形羊角1绕虚拟主销9进行旋转，异形羊角1再带动车轮总成旋转，实现车轮转向。

本工作模式时，电动推杆总成6是不工作且电动推杆主体18是处于自锁状态，电动推杆总成6整体尺寸不会变化，其当前的功能为一根固定长度的杆件。

2、汽车停驶状态下，电动推杆总成6控制系统：

整车控制器输入控制电动推杆主体18，电动推杆主体18内部的电机将带动电动推杆主体18本身的推杆伸出或者缩回，实现电动推杆总成6的整体尺寸的伸长或缩短，电动推杆总成6的锥面销球头24将拉动异形羊角1，异形羊角1将以虚拟主销9进行旋转，异形羊角1再带动车轮总成旋转，实现车轮转向。

通过位移传感器19检测推杆伸出或者缩回的位移量，监测电动推杆主体18的伸缩量是否达到中央控制器输入的目标值。如果没达到，根据位移传感器19提供的监测数值把电动推杆主体18的伸缩量调教到与目标值一致为止。

本工作模式时，EPS转向机总成31中的EPS驱动电机是处于自锁状态且处于零点位置，无任何转角状态，齿轮齿条转向机32内部的齿条不可移动。

在第2种工作模式下，本发明具体实施的底盘平台由于采用全新设计的悬架和转向系统，使得每个车轮都可以实现独立的、互不干涉的转向，包含带后轮随动转向的普通转向模式、原地转向模式、水平横移模式和驻车模式。

A、带后轮随动转向的普通转向模式

如图12所示，车架4前部两侧的两个车轮总成8向左旋转(旋转角度可不同)，车架4后部两侧的两个车轮总成8向右旋转(旋转角度可不同)，此时四个轮围绕车身左侧一个点为圆心转动，实现普通转向功能。

设向上为车辆正前方，该模式下电动推杆控制系统始终不工作，由前后EPS电机模块来完成整个转向的执行动作。

当需求转角信号传递到整车控制器，再经过处理后的信号传递到EPS控制器，EPS控制器控制EPS电机工作，根据EPS电机模块上带有的转角传感器实时反馈的转角信号，当达到目标转角之后EPS电机停止工作。此时电机输出转角经过万向节传递到转向机输入轴，输入轴发生转动，因转向机内部为齿轮齿条结构，齿轮齿条式的方向机使旋转副转变为平移副，所以有输入轴输入角度变化，而齿条输出位移变量，再通过转向拉杆带动异形转向节及车轮绕虚拟主销转动实现转向动作，此时实现了在普通模式下的前轮转向功能。

该模式还带有后轮随动转向功能，转角信号经整车控制器处理后输出新的信号给后轮EPS控制器。假设前轮需要左转，前轮EPS电机控制前轮方向机齿条向右移动实现左转，此时后轮EPS电机接收到信号后，控制后轮方向机齿条向右移动实现随动转向功能。

B、原地转向模式

如图13所示，车架4左前和右后的两个车轮总成8向右旋转，车架4左后和右前的两个车轮总成8向左旋转，此时四个轮围绕车身中央的一个点为圆心转动，实现原地转向功能。

设向上为车辆正前方，在进入该模式前，前后轮应处于直行的位置，此时EPS转角传感器处于标零位置。同时在此模式中，EPS电机无法执行其它动作，始终处于标零位置。该模式下，通过控制推杆电机来实现电动推杆总成的伸长。

当启动原地转向功能，整车控制器VCU得到目标转角后，四个推杆电机同步开始工作，执行电动推杆伸长的动作。当控制器检测到传感器输出的信号满足所需伸长量时，相应的推杆电机停止工作并锁死机构。此时四轮与同一圆相切，圆心为前后轴中心点连线的中点。随后驱动电机控制四个轮以相应的扭矩和旋转方向转动，当旋转角度到达目标转角后，执行制动动作，车辆停止。

C、水平横移模式

如图14所示，车架4前后左右的四个车轮总成8均旋转成垂直于原正常行驶的方向，此时四个轮沿垂直于车身长度方向水平横向运动，实现水平横移功能。

设向上为车辆正前方，在进入该模式前，前后轮应处于直行的位置，此时EPS转角传感器处于零标位置。同时在此模式中，EPS电机无法执行其它动作，始终处于标零位置。该模式下，通过控制推杆电机来实现电动推杆总成的伸长。

当启动水平横移功能，整车控制器VCU得到方向信号后，四个推杆电机同步开始工作，执行电动推杆伸长的动作。当控制器检测到传感器输出的信号满足所需伸长量时，相应的推杆电机停止工作并锁死机构。此时四轮相对于初始状态都旋转了90°，处于水平位置。随后驱动电机控制四个轮以相应的扭矩和旋转方向转动，当平台水平移动到达目标位置后，执行制动动作，车辆停止。

D、驻车模式

如图15所示，车架4左前和右后的两个车轮总成8向左旋转，车架4左后和右前的两个车轮总成8向右旋转，此时四个轮均沿径向方向，均无法转动，实现驻车功能。

设向上为车辆正前方，在进入该模式前，前后轮应处于直行的位置，此时EPS转角传感器处于零标位置。同时在此模式中，EPS电机无法执行其它动作，始终处于标零位置。该模式下，通过控制推杆电机来实现电动推杆总成的缩短。

当启动驻车功能，整车控制器VCU得到控制信号后，四个推杆电机同步开始工作，执行电动推杆的缩短动作。当控制器检测到传感器输出的信号满足所需缩短量时，相应的推杆电机停止工作并锁死机构。当完成该模式的执行动作后，四轮的机构位置形成机械锁死，车辆无法在原地移动。

由此可见，本发明技术方案实现四种特殊模式的转向功能，而且比传统的转向系统有更大的转向角，以左前轮轮束角为例，其转角范围为-90°至35°，其中-35°至35°满足普通模式转向需求，-90°至-35°满足原地转向和水平横移模式。

Claims (3)

1.汽车悬架系统，其特征在于：包括安装于单个车轮总成(8)和车身骨架(4)之间的一个悬架机构以及安装于车身骨架(4)两侧的两个车轮总成(8)之间的EPS转向机总成(31)，

悬架机构包括异形羊角(1)、上横臂(3)、柱状减震器(5)、电动推杆总成(6)和下摆臂(7)，异形羊角(1)位于车轮总成(8)上方，异形羊角(1)下端连接车轮总成(8)，异形羊角(1)中部和上部分别经下摆臂(7)、上横臂(3)连接到车身骨架(4)，异形羊角(1)中部经电动推杆总成(6)连接到EPS转向机总成(31)的一侧输出端部，柱状减震器(5)两端支撑安装在车身骨架(4)和上横臂(3)之间；

所述的上横臂(3)主要由圆柱销球头(10)、摆臂主体(11)、两个上臂衬套(12)组装而成，摆臂主体(11)呈人字形，摆臂主体(11)人字形的集合端经圆柱销球头(10)和异形羊角(1)上端球铰连接，摆臂主体(11)人字形的两个分叉端经上臂衬套(12)和车身骨架(4)中部上侧单轴转动铰接；

所述的下摆臂(7)主要由鱼眼式球头(25)、焊接管主体(26)和两个下臂衬套(27)组装而成，焊接管主体(26)呈人字形，焊接管主体(26)人字形的集合端经鱼眼式球头(25)和异形羊角(1)中部球铰连接，焊接管主体(26)人字形的两个分叉端经下臂衬套(27)和车身骨架(4)中部下侧单轴转动铰接；所述的上横臂(3)的圆柱销球头(10)位于下摆臂(7)的鱼眼式球头(25)正上方，圆柱销球头(10)和鱼眼式球头(25)的中心连线作为虚拟主销(9)，虚拟主销(9)穿过车轮总成(8)的轮心；

所述的电动推杆总成(6)主要由电动推杆主体(18)、位移传感器(19)、螺纹转换套筒(23)、锥面销球头(24)组装而成，位移传感器(19)通过位移传感器安装支架(20)固定连接到电动推杆主体(18)，位移传感器(19)的探头杆和电动推杆主体(18)的推杆平行布置，且之间通过位移传感器驱动支架(22)固接，电动推杆主体(18)的推杆端伸出后与螺纹转换套筒(23)的一端固接，螺纹转换套筒(23)的另一端安装锥面销球头(24)，锥面销球头(24)球铰于异形羊角(1)侧部设有的L型支架上；电动推杆主体(18)经螺纹转换支架(17)和EPS转向机总成(31)两端输出端的其中一端固接；

所述的柱状减震器(5)包括包括螺旋弹簧(51)和减震器(52)，柱状减震器连接在车身骨架(4)和上横臂(3)之间，减震器(52)外套装螺旋弹簧(51)，减震器(52)下端和上横臂(3)的摆臂主体(11)中部铰接，减震器(52)上端铰接于车身骨架(4)顶部；

所述的EPS转向机总成(31)主要由齿轮齿条转向机(32)、万向节(33)、EPS驱动电机(34)组装而成，EPS驱动电机(34)固定于车身骨架(4)上，EPS驱动电机(34)输出轴经万向节(33)和齿轮齿条转向机(32)的输入端连接，齿轮齿条转向机(32)输出端；

所述的异形羊角(1)是通过多个分体支架组装连接而成，分为Z形的三段，上段的下端和下段的上端之间通过水平段连接，上段和下段均竖直并和水平段垂直，下段位于车轮总成(8)内侧方并连接车轮总成(8)，经水平段弯折后上段位于车轮总成(8)上方；

所述汽车悬架系统在水平横移模式下工作：开始前前后轮处于直行的位置，EPS转角传感器处于零标位置，然后EPS驱动电机不执行动作，始终处于标零位置；通过控制所述的电动推杆总成中的四个推杆电机同步开始工作，执行电动推杆伸长的动作直到车架(4)前后左右的四个车轮总成(8)均旋转成垂直于原正常行驶的方向，进而来实现电动推杆总成的伸长：随后驱动轮毂电机(30)控制四个轮以扭矩和旋转方向转动水平移动到达目标位置，从而实现水平横移功能。

2.根据权利要求1所述的汽车悬架系统，其特征在于：

所述的车轮总成(8)主要由轮胎(28)、轮辋(29)和轮毂电机(30)组装而成，轮辋(29)外安装轮胎(28)，轮辋(29)中央安装轮毂电机(30)，轮毂电机(30)的定子部分连接到异形羊角(1)的底端。

3.根据权利要求1-2任一所述悬架系统的汽车分布式驱动底盘平台，其特征在于：所述的底盘平台主要由四个所述悬架系统安装于车身骨架(4)和四个车轮总成(8)之间构成，具体包括车身骨架(4)、四个悬架机构以及安装于车身骨架(4)前后部两侧的两个车轮总成(8)之间的EPS转向机总成(31)，在车身骨架(4)分别和四角的四个车轮总成(8)之间均安装有一个悬架机构。