前轮后轮分别协同转向车辆的底盘系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108608846A(43)申请公布日2018.10.02(21)申请号201810374641.1(22)申请日2018.04.24(71)申请人清华大学地址100084北京市海淀区清华园(72)发明人李博鑫施炯明赵雪轩杨昊光郑钢铁(74)专利代理机构北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)11201代理人黄德海(51)Int.Cl.B60K1/02(2006.01)B60L15/32(2006.01)B62D5/04(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称前轮后轮分别协同转向车辆的底盘系统(57)摘要本发明公开了一种前轮后轮分别协同转向车辆的底盘系统，所述底盘系统包括前轮转向系统、后轮转向系统、前轮转向电机、后轮转向电机、驱动电机、车轮、悬架和车架。前后轮转向系统分别与前后轮转向电机总成输出端连接，驱动电机固定在车架上，通过半轴驱动车轮进行转动。本发明实现了前轮后轮分别协同转向车辆底盘的设计，进而在实现普通轿车的所有行驶功能的基础上，增加后轮协同转向，在保证车辆稳定性的同时减小汽车的转弯半径，增加多种转向模式，并采用四轮独立驱动，提高整体效率和加速性能，同时尽可能地保留了与现行汽车悬架系统通用的接口与元件，实现了良好的可移植性。CN108608846ACN108608846A权利要求书1/2页1.一种前轮后轮分别协同转向车辆的底盘系统，其特征在于，包括：车架、车轮、驱动电机、前轮转向系统、后轮转向系统、悬架和控制系统，所述车轮设在所述车架的底部，所述悬架连接在所述车架和所述车轮之间；其中，所述车轮为四个，每个所述车轮均采用一个独立的所述驱动电机来驱动行驶，位于所述车架前部的两个所述车轮通过前轮转向系统与前轮转向电机相连以同步转向，位于所述车架后部的两个所述车轮通过后轮转向系统与后轮转向电机相连以同步转向；所述控制系统包括：与所述每个驱动电机电连接的驱动电机驱动控制子系统、以及与所述前轮转向电机、所述后轮转向电机电连接的转向电机驱动控制子系统。2.根据权利要求1所述的前轮后轮分别协同转向车辆的底盘系统，其特征在于，每个所述驱动电机均对应设置有用于测量转角和转速的第一检测件，每个所述驱动电机与所述车轮之间可设置减速器、也可不设置减速器，每个所述驱动电机均安装在所述车架的邻近对应所述车轮位置处，每个所述驱动电机与所述车轮之间均通过半轴连接驱动，每个所述车轮通过配置所述第一检测件、所述驱动电机、所述半轴实现独立驱动，所述第一检测件与所述驱动电机驱动控制子系统电连接。3.根据权利要求1所述的前轮后轮分别协同转向车辆的底盘系统，其特征在于，每个所述驱动电机均通过半轴与所述车轮相连，所述半轴包括连接所述驱动电机与所述车轮相连的万向节及短轴。4.根据权利要求1所述的前轮后轮分别协同转向车辆的底盘系统，其特征在于，所述前轮转向电机和所述后轮转向电机上均设有用于测量转角和转速的第二检测件，所述第二检测件与所述转向电机驱动控制子系统电连接，所述前轮转向电机、所述后轮转向电机通过所述转向电机驱动控制子系统电连接的控制实现位于所述车架前部的两个所述车轮的协同转向，及位于所述车架后部的两个所述车轮的协同转向。5.根据权利要求1所述的前轮后轮分别协同转向车辆的底盘系统，其特征在于，所述前轮转向系统和所述后轮转向系统均包括转向器和转向传动机构，所述前轮转向电机和所述后轮转向电机分别通过对应的所述转向器传递给对应的所述转向传动机构，由所述转向传动机构带动与其相连的两个所述车轮转动。6.根据权利要求1所述的前轮后轮分别协同转向车辆的底盘系统，其特征在于，每个所述车轮对应设置有一个独立的刹车组件；所述控制系统还包括与所述刹车组件电连接的刹车控制子系统。7.根据权利要求1所述的前轮后轮分别协同转向车辆的底盘系统，其特征在于，所述驱动电机驱动控制子系统包括：生成驱动电机控制信号的脚踏板、与车辆自主驾驶系统连接的通讯接口、电机控制器和下位机。8.根据权利要求1所述的前轮后轮分别协同转向车辆的底盘系统，其特征在于，所述转向电机驱动控制子系统包括：生成车轮转向信号的方向盘、转向模式选择器、与车辆自主驾驶系统连接的通讯接口、电机控制器和下位机。9.根据权利要求7与8所述的前轮后轮分别协同转向车辆的底盘系统，其特征在于，所述控制系统包括上位机，每个所述下位机与所述上位机通过通讯接口连接，并接受所述上位机的指令、反馈给所述上位机单轮的运动信息。10.根据权利要求6所述的前轮后轮分别协同转向车辆的底盘系统，其特征在于，所述2CN108608846A权利要求书2/2页刹车控制子系统包括：刹车脚踏板、与所述刹车脚踏板联动的车轮驱动电源开关、以及由车辆自主驾驶系统控制的刹车控制装置