一种车轮大行程调节转向的模块化底盘系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术属于汽车底盘技术领域，公开了一种车轮大行程调节转向的模块化底盘系统及其控制方法，油气弹簧设置有油气弹簧外缸体和套设在油气弹簧外缸体里侧的油气弹簧支撑杆，油气弹簧支撑杆下端与轮毂电机连接；油气弹簧外缸体下端通过转向臂安装座安装有转向臂，转向臂一端通过转轴与油气弹簧支撑杆外侧下端连接，转向臂另一端通过转轴与转向动力源连接。本发明专利技术将油气弹簧导向臂与转向节臂进行集成并布置在油气弹簧外缸体下部，整个悬架跳动和主动调节过程中转向节臂与车身始终相对静止，外缸体与车身的连接更充分，受力更好，结构简单，方便布置，车轮跳动与车轮转向运动相互独立，互不影响，为高性能越野车提供更好的越障能力和高速行驶稳定性。高速行驶稳定性。高速行驶稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种车轮大行程调节转向的模块化底盘系统及其控制方法


[0001]本专利技术属于汽车底盘
，尤其涉及一种车轮大行程调节转向的模块化底盘系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]目前，高性能越野车在复杂地形行驶时，为提高跨越沟壕和垂直墙体的能力，要求底盘系统在自由行程或是主动行程调节下具备足够的地面下压力来获得较好的驱动力；同时，在铺装路面行驶时，底盘可主动降低重心，让车辆具备高速行驶能力。目前的高性能越野车主要采用传统悬架导向臂配合油气弹簧来控制轮系的自由跳动行程和主动调节行程，受结构空间影响，随着轮系跳动行程的增加，导向臂引起的轮距变化较大，使得油气弹簧的主动调节行程受到限制，无法跨越较大沟壕和垂直墙面。悬架系统运动几何中最关键的2个运动指标就是车轮的跳动行程与车轮的转向角度，传统汽车车轮在跳动的过程中通常伴随着跳动转向，容易让车辆出现跑偏和失稳。
[0003]专利CN202111020226.4是一种导向臂与油气弹簧集成的结构，其转向机构设计在顶端，虽然可以实现较大的轮系行程调节，但是其固定机构在顶端，轮系举升后受力力臂增长，顶部安装面受力增加，不适合载重较大的车型；其次，转向装置为独立蜗轮蜗杆式且布置在顶部，占用较多顶部空间，不利于驾驶室及座椅等的布置；其次，采用独立车轮转向的机构，在左右车轮联动转向时存在控制误差和延迟，车辆高速行驶时存在安全隐患，且无法与传统梯形转向机构等进行匹配；其次，导向臂的导向点由油气弹簧外缸顶部和油气弹簧支撑杆底部两点组成，主动调节行程过大时会导致导向臂增长，因此主动调节长度较小。
[0004]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
[0005](1)现有的汽车转向机构的轮系提升后受力力臂增长，顶部安装面受力增加，不适合载重较大的车型。
[0006](2)现有的汽车转向机构占用较多顶部空间，不利于驾驶室及座椅等的布置。
[0007](3)现有的汽车转向机构在左右车轮联动转向时存在控制误差和延迟，车辆高速行驶时存在安全隐患，且无法与传统梯形转向机构等进行匹配。
[0008](4)现有的汽车转向机构在主动调节行程过大时会导致导向臂增长，主动调节长度较小。
[0009]解决以上问题及缺陷的难度为：从汽车设计经验看，该专利适用于无人车辆底盘及载重较低的铺装路面或专用路面。不适合载人车辆的驾驶室人机工程布置，同时，独立转向系统的车辆行驶速度较低，无法适应高速驾驶及非铺装路面的越野。
[0010]解决以上问题及缺陷的意义为：随着人类社会经济的持续发展，各国对自然灾害预警响应机制的完善及大自然探险爱好者的增多，提高了对高性能越野车的需求。本专利的意义在于提供一种车轮大行程调节转向的模块化底盘系统及其控制方法，可根据使用需求配置不同的转向系统，达到其高速行驶和极地地形的越野。

技术实现思路

[0011]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种车轮大行程调节转向的模块化底盘系统及其控制方法。
[0012]本专利技术是这样实现的，一种车轮大行程调节转向的模块化底盘系统包括：
[0013]缓冲模块，用于通过油气弹簧对车轮进行支撑并进行振动缓冲；
[0014]转向模块，用于通过转向臂将转向动力源和车轮连接，带动车轮进行转向动作；
[0015]转向动力源，用于通过转向动力组件提供转向动力。
[0016]进一步，所述油气弹簧设置有油气弹簧外缸体和套设在油气弹簧外缸体里侧的油气弹簧支撑杆，所述油气弹簧支撑杆下端与轮毂电机连接。
[0017]进一步，所述转向臂通过转向臂安装座安装在油气弹簧的油气弹簧外缸体下端，所述转向臂一端通过转轴与油气弹簧的油气弹簧支撑杆外侧下端连接，所述转向臂另一端通过转轴与转向动力源连接，所述转向臂下端设置有与转向臂安装座配合的固定盖板。
[0018]进一步，所述转向臂与转向臂安装座为滑动配合，所述转向臂上下两端分别设置有上端端面轴承和下端端面轴承。
[0019]进一步，所述油气弹簧外缸体底部开设有若干安装孔，所述转向臂安装座设有若干与安装孔对应的螺纹孔，所述转向臂安装座通过螺纹孔内穿设的螺栓与油气弹簧外缸体固联。
[0020]进一步，所述转向臂设置有依次通过销轴连接的转向节臂、上稳定臂和下稳定臂，所述转向节臂套设在转向臂安装座外侧，所述下稳定臂外端通过转轴与油气弹簧支撑杆外侧下端连接。
[0021]进一步，所述油气弹簧外缸体整个外结构面设置有车身安装支架，所述车身安装支架根据车布置空间进行安装匹配。
[0022]本专利技术的另一目的在于提供一种车轮大行程调节转向的模块化底盘系统的控制方法，所述车轮大行程调节转向的模块化底盘系统的控制方法包括：
[0023]步骤一，当车轮受到垂直载荷冲击时，路面的垂直冲击通过车轮与轮毂电机传递至油气弹簧支撑杆，并沿油气弹簧支撑杆的轴向通过油气弹簧内部油气液压均匀传递至油气弹簧外缸体，再由油气弹簧外缸体外侧的车身安装支架传递到车身；
[0024]步骤二，当车轮受到侧向载荷冲击时，路面的侧向冲击通过车轮与轮毂电机传递至油气弹簧支撑杆，再由油气弹簧支撑杆、上稳定臂与下稳定臂组成的三角稳定结构传导至油气弹簧外缸体，再由车身安装支架传递到车身；
[0025]步骤三，当车轮需要转向时，转向器通过转向节臂一端推动转向节臂绕油气弹簧轴线旋转，进而带动上稳定臂与下稳定臂联动，使油气弹簧支撑杆相对油气弹簧外缸体旋转，实现车轮的转向。
[0026]进一步，当转向动力源为齿轮齿条或循环球转向的阿克曼梯形转向几何时，左右车轮为联动转向；
[0027]转向时，转向推杆推动转向节臂，使转向节臂在转向臂安装座上旋转，进而带动上稳定臂、下稳定臂与油气弹簧支撑杆组成的动态三角稳定机构旋转，实现轮毂电机与车轮的旋转，实现整车的转向。
[0028]进一步，当转向动力源为电动推杆、液压推杆、齿轮或是蜗轮蜗杆机构时，可单轮
独立转向并实现原地转向，转向时推杆不受左右轮联动影响，可实现单轮更大角度的转向，进而实现原地转向。
[0029]结合上述的所有技术方案，本专利技术所具备的优点及积极效果为：
[0030]本专利技术将油气弹簧导向臂与转向节臂进行集成并布置在油气弹簧外缸体下部，整个悬架跳动和主动调节过程中转向节臂与车身始终相对静止，解决了车轮跳动转向的问题，同时，外缸体与车身的连接更充分，受力更好。
[0031]本专利技术将车轮跳动与车轮转向的运动几何进行分离，整个车轮跳动和主动调节过程中转向节臂与车身始终相对静止，解决了车轮跳动过程中的跳动转向问题，同时，转向系统只在车轮转向时存在空间运动，运动幅度小。因此，在不改变硬点的情况下，可匹配多种结构形式的转向机构且与悬架系统其他部件无运动干涉。
[0032]本专利技术结构简单，方便布置，安装受力分布均匀，车轮跳动与车轮转向运动相互独立，互不影响。适用于高性能越野车，为高性能越野车提供更好的越障能力和高速行驶稳定性。
[0033]本专利技术中的油气弹簧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车轮大行程调节转向的模块化底盘系统，其特征在于，所述车轮大行程调节转向的模块化底盘系统包括：缓冲模块，用于通过油气弹簧对车轮进行支撑并进行振动缓冲；转向模块，用于通过转向臂将转向动力源和车轮连接，带动车轮进行转向动作；转向动力源，用于通过转向动力组件提供转向动力。2.如权利要求1所述的车轮大行程调节转向的模块化底盘系统，其特征在于，所述油气弹簧设置有油气弹簧外缸体和套设在油气弹簧外缸体里侧的油气弹簧支撑杆，所述油气弹簧支撑杆下端与轮毂电机连接。3.如权利要求1所述的车轮大行程调节转向的模块化底盘系统，其特征在于，所述转向臂通过转向臂安装座安装在油气弹簧的油气弹簧外缸体下端，所述转向臂一端通过转轴与油气弹簧的油气弹簧支撑杆外侧下端连接，所述转向臂另一端通过转轴与转向动力源连接，所述转向臂下端设置有与转向臂安装座配合的固定盖板。4.如权利要求3所述的车轮大行程调节转向的模块化底盘系统，其特征在于，所述转向臂与转向臂安装座为滑动配合，所述转向臂上下两端分别设置有上端端面轴承和下端端面轴承。5.如权利要求3所述的车轮大行程调节转向的模块化底盘系统，其特征在于，所述油气弹簧外缸体底部开设有若干安装孔，所述转向臂安装座设有若干与安装孔对应的螺纹孔，所述转向臂安装座通过螺纹孔内穿设的螺栓与油气弹簧外缸体固联。6.如权利要求1所述的车轮大行程调节转向的模块化底盘系统，其特征在于，所述转向臂设置有依次通过销轴连接的转向节臂、上稳定臂和下稳定臂，所述转向节臂套设在转向臂安装座外侧，所述下稳定臂外端通过转轴与油气弹簧支撑杆外侧下端连接。7.如权利要求1所述的车轮大行程调节转向的模块化底盘系统，其特征在于，所述油...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴文泽，赵新元，
申请(专利权)人：武汉智创全域汽车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：