專利名稱：機動車轉向控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及車輛轉向控制領域，特別涉及一種機動車轉向控制裝置。
背景技術：
機動車在行駛過程中，經常需要換車道和轉彎。駕駛員通過專門的轉向裝置使汽車改變行駛方向。轉向裝置還可以修正因路面傾斜等原因引起的機動車跑偏。轉向裝置不僅關系到機動車行駛的安全，還關系到延長輪胎壽命、降低油耗等。隨著科學技術的發展，市場對機動車性能的要求也越來越高，特別是機動車的操縱穩定性，成為當代汽車研究的一個重要方面。轉向裝置的好壞直接影響到汽車的操縱穩定性、轉向輕便性以及駕駛員的工作強度和工作效率，因此轉向裝置的設計是汽車設計中很重要的一個部分。現有的機動車轉向裝置通過把駕駛員轉動方向盤的操縱力傳給轉向器，由轉向器通過轉向拉桿以及平面四連桿機構推動車輪產生轉向。這樣的轉向裝置中的平面四連桿機構不能模型化，所以占用空間大，響應速度慢，而且對駕駛員的操作要求高，通常還要設置助力轉向裝置，因而上述轉向裝置機械結構復雜，轉向控制精度和自動化程度不高。

實用新型內容本實用新型提供了一種機動車轉向控制裝置，用以解決現有技術中機動車轉向控制裝置機械結構復雜，自動化程度不高的問題。一種機動車轉向控制裝置，包括設于機動車的車架上的、用于控制車輪偏轉方向的執行機構，還包括:設于車架上的、用于驅動機動車轉向的驅動機構；以及連接于驅動機構并在驅動機構控制下生成車輪的偏轉角度信號以使執行機構控制車輪進行相應角度的偏轉的轉角檢測機構。進一步地，所述驅動機構包括方向盤、平面四連桿機構及連接于方向盤和平面四連桿機構之間以在方向盤帶動下進一步帶動所述平面四連桿機構偏轉的傳動副。進一步地，所述平面四連桿機構包括長度可調以調節車輪內外轉角差的橫拉桿、分別以一端鉸接于橫拉桿的對應末端的兩搖桿以及兩端分別鉸接于兩搖桿的對應末端且長度根據車輛的軸距和輪距預先確定的固定桿，所述固定桿的兩端和所述兩搖桿的鉸接點形成支點。進一步地，所述轉角檢測機構包括:分別設于所述平面四連桿機構的兩支點上并由所述平面四連桿機構帶動使滑動端滑動地電性接觸于電阻的兩旋轉電位器；電連接于所述旋轉電位器的滑動端以實時檢測滑動端所在位置的電壓值的電壓檢測模塊；預存有電壓值與轉角和轉向對應關系表的存儲器；以及[0015]電連接于所述電壓檢測模塊的、根據所述電壓檢測模塊測得的電壓值從所述關系表確定對應的轉角和轉向并生成車輪的偏轉角度信號的控制器。進一步地，所述執行機構集成于一用于傳送并實時跟蹤控制所述車輪的偏轉與所述偏轉角度信號保持一致的伺服系統中。進一步地，所述執行機構包括連接并由轉角檢測機構控制的動力源、由動力源帶動并傳動至車輪以進行轉向的傳動組件，其中，所述動力源包括電機驅動電路和連接于所述電機驅動電路的電機，所述傳動組件包括連接于電機輸出軸的蝸輪蝸桿及嚙合于所述蝸輪蝸桿及車輪的齒輪組。進一步地，所述轉角檢測機構還包括連接于控制器和動力源之間的用于傳送并實時跟蹤控制所述車輪的偏轉與所述偏轉角度信號保持一致的PID控制器。進一步地，所述傳動副包括一安裝在所述方向盤上的第一鏈輪、安裝于所述平面四連桿機構上的第二鏈輪以及鏈條。本實用新型實施例中，機動車轉向控制裝置的整個裝置機械結構簡單可行，并且通過電子化控制汽車轉動方向，裝置自動化程度更高，控制更精準。

圖1為本實用新型一實施例的機動車轉向控制裝置的結構示意圖；圖2為本實用新型一實施例的轉向控制裝置控制具有伺服系統的機動車轉向的流程圖；圖3為本實用新型另一實施例的轉向控制裝置控制具有PID控制的機動車轉向的流程圖。
具體實施方式
需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互結合，
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細說明。本實用新型提供了一種機動車轉向控制裝置，解決了現有技術中轉向控制結構復雜，自動化程度不高的問題。請參考圖1，本實用新型實施例的機動車轉向控制裝置100包括分別設于車架上的、用于控制車輪轉向的執行機構和用于驅動轉向的驅動機構，以及連接于驅動機構并在驅動機構控制下生成車輪的偏轉角度信號以使執行機構控制車輪進行相應角度的偏轉的轉角檢測機構。所述驅動機構包括方向盤1、平面四連桿機構7及連接于方向盤I和平面四連桿機構7之間以在方向盤I帶動下進一步帶動所述平面四連桿機構7偏轉的傳動副20,所述方向盤I帶動所述傳動副20運轉，所述傳動副20帶動所述平面四連桿機構7偏轉。平面四連桿機構7為平面四連桿機構，其包括一橫拉桿6、分別以一端鉸接于橫拉桿6的對應末端的搖桿以及兩端分別鉸接于兩搖桿9、10的對應末端且長度根據車輛的軸距和輪距預先確定的固定桿19，固定桿19的兩端和兩搖桿9、10的鉸接點形成兩支點，所述橫拉桿6的長度可調，以用于調節車輪內外轉角差。本實施例中的平面四連桿機構7遠小于傳統機動車中采用的平面四連桿機構，從而控制輕松、靈活。[0029]傳動副20包括一安裝在方向盤I上的第一鏈輪2、安裝于平面四連桿機構7上的第二鏈輪4以及連接于第一鏈輪2和第二鏈輪4之間的鏈條3，所述兩鏈輪之間的傳動比可為5:1、6:1或者7:1，也可以隨機動車的轉向性能不同設計不同調整傳動比。另外，傳動副20并不局限于鏈傳動副，還可以為蝸輪蝸桿傳動或者皮帶傳動。所述轉角檢測機構30與所述傳動副20相連，所述轉角檢測機構30包括:分別設于所述平面四連桿機構7兩支點上并由所述平面四連桿機構7帶動使滑動端滑動地電性接觸于電阻的兩旋轉電位器5、8 ;電連接于所述旋轉電位器5、8的滑動端以實時檢測滑動端所在位置的電壓值的電壓檢測模塊；預存有電壓值與轉角和轉向對應關系表的存儲器；以及電連接于所述電壓檢測模塊的、根據所述電壓檢測模塊測得的電壓值從所述關系表確定對應的轉角和轉向并生成車輪的偏轉角度信號的控制器。具體地，兩旋轉電位器5、8的電阻一端接地，一端接高電平，當方向盤I轉動帶動傳動副20轉動時，傳動副20帶動平面四連桿機構7偏轉時，平面四連桿機構7帶動兩旋轉電位器5、8的滑動端沿著旋轉電位器的電阻滑動，滑動端所在位置的電壓值發生改變，控制器根據所述電壓檢測模塊測得的電壓值從所述存儲模塊的關系表中確定對應的轉角和轉向并生成車輪的偏轉角度信號，從而實現了機械控制的輸入到電控制信號的輸出。機動車包括用于傳送并實時跟蹤控制所述車輪的偏轉與所述偏轉角度信號保持一致的伺服系統或者 PID 控制器(Proportion Integration Differentiation,比例-積分-微分控制器)，其中，PID控制器是一個應用在工業控制應用中的反饋回路部件。作為一種實施方式，機動車包括伺服系統，所述執行機構集成于所述伺服系統中。請一并參考圖2，使用本轉向控制裝置100的轉向控制方法一包括:信號傳遞步驟:轉角檢測機構在驅動機構控制下生成車輪的偏轉角度信號并傳送給機動車中伺服系統；控制步驟:所述伺服系統根據偏轉角度信號控制車輪偏轉；跟蹤步驟:所述車輪將自身的轉動結果反饋給所述伺服系統，由所述伺服系統跟蹤控制所述車輪的轉向與所述偏轉角度信號保持一致。作為另一種實施方式，與上述實施例基本相同，區別在于偏轉角度信號的接收者不同。所述執行機構包括連接并由轉角檢測機構30控制的第一動力源11和第二動力源15、由所述動力源帶動并分別傳動至第一車輪14和第二車輪18以進行轉向的傳動組件，其中，所述動力源包括電機驅動電路和連接于所述電機驅動電路的電機，所述傳動組件包括連接于電機輸出軸的第一蝸輪蝸桿12、第二蝸輪蝸桿16及嚙合于所述蝸輪蝸桿及車輪的第一齒輪組13、第二齒輪組17。所述轉角檢測機構30還包括連接于控制器和動力源之間的用于傳送并實時跟蹤控制所述車輪的偏轉與所述偏轉角度信號保持一致的PID控制器。請一并參考圖3，使用本轉向控制裝置100的轉向控制方法二包括:信號傳遞步驟:轉角檢測機構在驅動機構控制下生成車輪的偏轉角度信號并傳送給機動車中PID控制器；控制步驟:所述PID控制器根據偏轉角度信號控制動力源工作；驅動步驟:所述動力源驅動車輪偏轉；跟蹤步驟:所述車輪將自身的轉動結果反饋給所述PID控制器，由所述PID控制器跟蹤控制所述車輪的偏轉與所述偏轉角度信號保持一致。[0042]綜上，所述轉向控制裝置100中的轉角檢測機構30將檢測到的車輪的偏轉角度信號以電信號的形式輸出，發送至伺服系統或PID控制器，伺服系統或PID控制器控制車輪按照預設角度轉動。使用本機動車轉向控制裝置100其內的平面四連桿機構更加小型化，整個裝置機械結構簡單可行，并且通過電子化控制汽車轉動方向，裝置自動化程度更高，控制更精準。采用所述機動車轉向控制裝置的轉向控制方法，因為應用了機械結構簡單的轉向控制裝置以及電子控制汽車轉向的方法，使得機動車轉向控制自動化程度更高，控制更準確。盡管已經示出和描述了本實用新型的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本實用新型的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本實用新型的范圍由所附權利要求及其等同范圍限定。
權利要求1.一種機動車轉向控制裝置，包括設于機動車的車架上的、用于控制車輪偏轉方向的執行機構，其特征在于，所述轉向控制裝置還包括: 設于車架上的、用于驅動機動車轉向的驅動機構；以及 連接于驅動機構并在驅動機構控制下生成車輪的偏轉角度信號以使執行機構控制車輪進行相應角度的偏轉的轉角檢測機構。
2.如權利要求1所述的轉向控制裝置，其特征在于，所述驅動機構包括方向盤、平面四連桿機構及連接于方向盤和平面四連桿機構之間以在方向盤帶動下進一步帶動所述平面四連桿機構偏轉的傳動副。
3.如權利要求2所述的轉向控制裝置，其特征在于，所述平面四連桿機構包括長度可調以調節車輪內外轉角差的橫拉桿、分別以一端鉸接于橫拉桿的對應末端的兩搖桿以及兩端分別鉸接于兩搖桿的對應末端且長度根據車輛的軸距和輪距預先確定的固定桿，所述固定桿的兩端和所述兩搖桿的鉸接點形成支點。
4.如權利要求3所述的轉向控制裝置，其特征在于，所述轉角檢測機構包括: 分別設于所述平面四連桿機構的兩支點上并由所述平面四連桿機構帶動使滑動端滑動地電性接觸于電阻的兩旋轉電位器； 電連接于所述旋轉電位器的滑動端以實時檢測滑動端所在位置的電壓值的電壓檢測模塊； 預存有電壓值與轉角和轉向對應關系表的存儲器；以及 電連接于所述電壓檢測模塊的、根據所述電壓檢測模塊測得的電壓值從所述關系表確定對應的轉角和轉向并生成車輪的偏轉角度信號的控制器。
5.如權利要求4所述的轉向控制裝置，其特征在于，所述執行機構集成于一用于傳送并實時跟蹤控制所述車輪的偏轉與所述偏轉角度信號保持一致的伺服系統中。
6.如權利要求4所述的轉向控制裝置，其特征在于，所述執行機構包括連接并由轉角檢測機構控制的動力源、由動力源帶動并傳動至車輪以進行轉向的傳動組件，其中，所述動力源包括電機驅動電路和連接于所述電機驅動電路的電機，所述傳動組件包括連接于電機輸出軸的蝸輪蝸桿及嚙合于所述蝸輪蝸桿及車輪的齒輪組。
7.如權利要求6所述的轉向控制裝置，其特征在于，所述轉角檢測機構還包括連接于控制器和動力源之間的用于傳送并實時跟蹤控制所述車輪的偏轉與所述偏轉角度信號保持一致的PID控制器。
8.如權利要求2所述的轉向控制裝置，其特征在于，所述傳動副包括一安裝在所述方向盤上的第一鏈輪、安裝于所述平面四連桿機構上的第二鏈輪以及鏈條。
專利摘要本實用新型公開一種機動車轉向控制裝置。所述機動車轉向控制裝置，包括設于機動車的車架上的、用于控制車輪偏轉方向的執行機構，還包括設于車架上的、用于驅動機動車轉向的驅動機構；以及連接于驅動機構并在驅動機構控制下生成車輪的偏轉角度信號以使執行機構控制車輪進行相應角度的偏轉的轉角檢測機構。本實用新型實施例的機動車轉向控制裝置其內的平面四連桿機構更加小型化，整個裝置機械結構簡單可行，并且通過電子化控制汽車轉動方向，裝置自動化程度更高，控制更精準。
文檔編號B62D113/00GK203064022SQ201220510198
公開日2013年7月17日 申請日期2012年9月29日 優先權日2012年9月29日
發明者梁松峰, 董鑄榮, 鄧志君, 李占玉, 邱浩, 朱小春 申請人:深圳職業技術學院