CN211107667U - 一种后轮主动转向器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种后轮主动转向器，包括：控制器、电机和丝杠螺母减速机构，所述控制器与所述电机信号连接；所述电机的动力输出端通过一传动机构与所述丝杆螺母减速机构的动力输入端连接；所述丝杠螺母减速机构的左、右动力输出端分别与左拉杆和右拉杆连接，以驱动所述左拉杆和所述右拉杆沿轴向做直线运动。该后轮主动转向器实现后轮主动转向，能够减小车辆转弯直径，加强车辆行驶的循迹性，使得转向更加精准，同时避免高速回正超调。

Description

一种后轮主动转向器

技术领域

本实用新型涉及一种转向器，尤其涉及一种后轮主动转向器。

背景技术

随着现代汽车技术的发展和道路条件的改善，对于汽车的舒适性、操控性以及安全性的要求越来越高，在现有技术中为了改善转弯灵活性、车辆直线行驶的稳定性和车辆舒适性等，在车辆转向技术中增加了后轮随动转向技术。

现有的后轮随动转向技术由于是根据汽车转向横向力的作用，被动发生转向，实现减小车辆转向半径的目的；这种后轮转向技术存在以下问题：1、车辆在高速回正超调；2、随着车辆轴距的加长，车辆行驶循迹性不好；3、转弯直径较大，转弯不灵活；4、转向精准度差。

实用新型内容

本实用新型提供了一种后轮主动转向器，实现后轮主动转向，能够减小车辆转弯直径，加强车辆行驶的循迹性，使得转向更加精准，同时避免高速回正超调。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种后轮主动转向器，包括：控制器、电机和丝杠螺母减速机构；所述控制器与所述电机信号连接；所述电机的动力输出端通过一传动机构与所述丝杆螺母减速机构的动力输入端连接；所述丝杠螺母减速机构的左、右动力输出端分别与左拉杆和右拉杆连接，以驱动所述左拉杆和所述右拉杆沿轴向做直线运动。

进一步的，所述丝杠螺母减速机构包括螺母和丝杠，所述螺母借由所述传动机构与所述电机传动连接，所述螺母与丝杠之间通过齿形结构传动连接。

进一步的，还包括用于容纳丝杠的套筒，所述丝杠上设有导向花键，所述套筒内壁设有与所述导向花键相配合的内花键。

进一步的，所述控制器与所述电机形成一整体，构成一体式结构。

进一步的，所述左拉杆连接有左后轮前束调节拉杆，所述右拉杆连接有右后轮前束调节拉杆。

进一步的，所述丝杠螺母减速机构与左拉杆的连接部、以及与右拉杆的连接部均外套设有防尘罩。

进一步的，所述后轮主动转向器还包括用于监测丝杠螺母减速机构的丝杠移动距离的位移传感器，所述位移传感器安装于转向器的壳体上，所述位移传感器与所述控制器通过线束连接。

进一步的，所述位移传感器安装于所述壳体的中间位置。

进一步的，所述左拉杆和右拉杆以转向器的壳体中部径向为对称轴呈对称分布。

进一步的，还包括壳体，所述丝杠螺母减速机构安装于所述壳体上；所述壳体的四个边角部均设有用于将壳体固定安装于车辆上的安装盘。

本实用新型实施例一种后轮主动转向器与现有技术相比，其有益效果在于：

本实用新型的后轮主动转向器包括控制器、电机和丝杠螺母减速机构，所述控制器与所述电机信号连接；所述电机的动力输出端通过一传动机构与所述丝杆螺母减速机构的动力输入端连接；当车辆行驶转弯时，控制器控制电机输出旋转力矩，并通过丝杠螺母减速机构驱动左拉杆和右拉杆移动，实现后轮主动转向，增加了后轮转向角度，减小转弯直径，加强车辆行驶的循迹性，同时通过控制器对后轮转向的主动控制，使得转向更加精准，避免高速回正超调。

附图说明

附图示出了本实用新型的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本实用新型的原理，其中包括了这些附图以提供对本实用新型的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1是本实用新型后轮主动转向器的结构示意图；

图2是本实用新型的控制器和电机的结构示意图；

图3是本实用新型的位移传感器与壳体和控制器的连接结构示意图；

图4是本实用新型壳体与安装盘结构示意图；

图5是本实用新型后轮主动转向器的工作原理示意图；

控制器1、电机2、丝杠螺母减速机构3、壳体4、套筒41、安装盘42、支撑座43、左拉杆51、右拉杆52、防尘罩6、左后轮前束调节拉杆71、右后轮前束调节拉杆72、位移传感器8、线束9。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本实用新型。

参照图1，一种后轮主动转向器，包括：壳体4、控制器1、电机2和丝杠螺母减速机构3，所述丝杠螺母减速机构3安装于所述壳体4上；所述控制器1与所述电机2信号连接；所述电机2的动力输出端通过一传动机构(未图示)与所述丝杆螺母减速机构3的动力输入端连接；所述丝杠螺母减速机构3的左、右动力输出端分别与左拉杆51和右拉杆52连接，以驱动所述左拉杆51和所述右拉杆52沿轴向做直线运动。所述控制器1设有用于获取车辆方向盘转角传感器信号、车速信号、方向盘扭矩传感器信号等的线束或接口；所述控制器1可与整车控制器连接，以获取上述信号。本实用新型将电机2的旋转力矩通过丝杠螺母减速机构3转化为拉杆的推理，最终作用在左、右后轮实现后轮转向的功能。本实施例采用拉杆替代传统的带有衬套的前束调节杆，以达到对车轮的大转角控制。

参照图1，所述丝杠螺母减速机构3包括螺母和丝杠，所述螺母借由所述传动机构与所述电机2传动连接，所述螺母与丝杠之间通过齿形结构传动连接，电机扭矩通过传动机构带动螺母转动，从而驱动所述丝杠左右移动，进而带动左拉杆51、右拉杆52移动。本实施例中，所述传动机构优选为皮带传机构，但并不限于使用皮带传动机构，也可以采用齿轮传动机构等。本实用新型采用螺母丝杠结构，在特殊紧急工况下，丝杠可以实现自锁功能，防止出现误动作，防止丢失电力时后轮发生自转的情况发生。

参照图1，本实用新型优选的，所述丝杠上设有导向花键，所述壳体4包括一容纳丝杠的套筒41，所述套筒41内壁设有与所述导向花键相配合的内花键。这样可以保证丝杠只能轴向移动而不会旋转。

参照图1和图2，本实用新型优选的，所述控制器1与所述电机2形成一整体，构成一体式结构。大大的降低了对布置空间的要求，所述壳体4的强度和刚度较高，壳体4为整个后轮转向器提供位置安装在车辆上，所述控制器1、电机2均固定安装于所述壳体4上。

参照图1，所述左拉杆51连接有左后轮前束调节拉杆71，所述右拉杆52连接有右后轮前束调节拉杆72。左、右后轮前束调节拉杆分别装配在左、右后转向节，车辆下线前通过拉杆调节螺母进行后轮前束的调节。在四轮定位时，可以通过调节拉杆长短实现四轮定位的要求，以使得后轮满足一定的前束值。

参照图1，所述丝杠螺母减速机构3与左拉杆51的连接部、以及与右拉杆52的连接部均外套设有防尘罩6。防尘罩能够隔离车辆行驶过程中可能飞溅上去的泥水和灰尘，确保拉杆正常工作。

参照图1和图3，所述后轮主动转向器还包括用于监测丝杠螺母减速机构的丝杠移动距离的位移传感器8，所述位移传感器8安装于所述壳体4上，所述位移传感器8与所述控制器1通过线束连接。位移传感器能够记录后轮转向器内部齿条的移动距离。

参照图1和图3，所述位移传感器8安装于所述壳体4的中间位置。并通过线束9与控制器1连接，大大减小了位移传感器8连接的线束长度，降低内阻，使得位移传感器8工作更加可靠。

参照图1，所述左拉杆51和右拉杆52以壳体4中部径向为对称轴呈对称分布。本实用新型采用执行机构中置布置的方式，左、右拉杆弯曲对称，减少零件开发数量，降低开发成本，同时更好的保证后轮左右转向的刚度一致性。

参照图1和图4，本实施例中，所述壳体4的四个边角部均设有用于将壳体固定安装于车辆上的安装盘42。后轮主动转向器通过四个安装盘42以硬安装方式安装在后副车架上，保证后轮转向的刚度足够大，使得轮胎偏转在很短的时间内进行，更大的提升车辆方向稳定性，同时能降低开发成本。四个安装盘对角连线呈现X向分布，使得后轮主动转向器安装更牢靠，维修更方便。所述四个安装盘42分别通过支撑座43固定连接于所述壳体上，支撑座43可确保四个安装盘在安装后拉杆的水平度。

本实用新型的后轮主动转向器的工作原理如下：

参照图5，本实用新型通过控制器实时收集车速、方向盘转角、方向盘扭矩等信号，控制器通过对信号的处理，最终判断丝杠向左、向右还是不移动。假设控制器给电机指令使得丝杠左移，那么电机会通过特定的旋转方向和转速来实现丝杠的移动，最终实现后轮的偏转。在车辆行驶过程中，根据车辆稳定性调校结果，可以分车速、转角等对电机转速和助力大小进行实时控制，以达到提升车辆方向稳定性的作用。

在原地或低速下，本实用新型的后轮主动转向器的控制器根据实时收集的车速、前轮转角等信号，控制电机输出方向和输出一定的旋转力矩，驱动丝杠移动，使得后轮转向的角度根据前轮的转角自动转动相对应角度，具体转动角度按照车辆调校结果查表得出；减小转向半径，使得低速转弯或泊车更加顺畅。

参照图2，在中高速下，后轮主动转向器的控制器根据车辆速度、方向盘转角等输入信号，计算偏航率和侧向加速度等，控制器内的PID模块根据上述信息对电机进行控制，进而控制电机输出方向和输出一定的旋转力矩，驱动丝杠移动，对后轮转动角度进行输出，此时为了提升车辆方向稳定性，最终使得车辆后轮实现需求转角。

本实用新型后路主动转向器控制左后轮和右后轮状态，存在三种转角状态，具体如下：

1、后轮转向与前轮反相位，在该状态下，能够大幅度减小转弯直径，提升泊车、城市工况操纵性和轻便性，改善现有车辆转向不足的问题，附加横摆力矩控制，提高方向稳定性。

2、后轮转向与前轮同相位，在状态下，能够提高车辆稳定性和安全性，防止转向过度，附加横摆力矩控制，提高方向稳定性。

3、直行不偏转，在该状态下，后轮转向电机无需输出旋转力矩，不消耗能源，降低能耗。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本实用新型，而并非是对本实用新型的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本实用新型的范围内。

Claims (10)

1.一种后轮主动转向器，其特征在于，包括：控制器、电机和丝杠螺母减速机构；所述控制器与所述电机信号连接；所述电机的动力输出端通过一传动机构与所述丝杠螺母减速机构的动力输入端连接；所述丝杠螺母减速机构的左、右动力输出端分别与左拉杆和右拉杆连接，以驱动所述左拉杆和所述右拉杆沿轴向做直线运动。

2.如权利要求1所述的一种后轮主动转向器，其特征在于：所述丝杠螺母减速机构包括螺母和丝杠，所述螺母借由所述传动机构与所述电机传动连接，所述螺母与丝杠之间通过齿形结构传动连接。

3.如权利要求2所述的一种后轮主动转向器，其特征在于：还包括用于容纳丝杠的套筒，所述丝杠上设有导向花键，所述套筒内壁设有与所述导向花键相配合的内花键。

4.如权利要求1-3任一项所述的一种后轮主动转向器，其特征在于：所述控制器与所述电机形成一整体，构成一体式结构。

5.如权利要求1-3任一项所述的一种后轮主动转向器，其特征在于：所述左拉杆连接有左后轮前束调节拉杆，所述右拉杆连接有右后轮前束调节拉杆。

6.如权利要求1-3任一项所述的一种后轮主动转向器，其特征在于：所述丝杠螺母减速机构与左拉杆的连接部、以及与右拉杆的连接部均外套设有防尘罩。

7.如权利要求1-3任一项所述的一种后轮主动转向器，其特征在于：还包括用于监测丝杠螺母减速机构的丝杠移动距离的位移传感器，所述位移传感器安装于转向器的壳体上，所述位移传感器与所述控制器通过线束连接。

8.如权利要求7所述的一种后轮主动转向器，其特征在于：所述位移传感器安装于所述壳体的中间位置。

9.如权利要求1-3任一项所述的一种后轮主动转向器，其特征在于：所述左拉杆和右拉杆以转向器的壳体中部径向为对称轴呈对称分布。

10.如权利要求1-3任一项所述的一种后轮主动转向器，其特征在于：还包括壳体，所述丝杠螺母减速机构安装于所述壳体上；所述壳体的四个边角部均设有用于将壳体固定安装于车辆上的安装盘。

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