專利名稱：泊車輔助裝置及具有該裝置的電動車輛的制作方法
技術領域：
本發明涉及車輛底盤技術領域，特別涉及車輛自動泊車技術領域，具體是指一種可減小泊車時車輛轉向半徑的泊車輔助裝置，特別適用于電動車輛。
背景技術：
泊車是一種復雜的過程，需要駕駛員對車位和車輛之間的相對位置進行不斷評估和調整。車輛在狹小空間里進行縱向和橫向移動要求駕駛員具有豐富的經驗，在幾次倒車和轉向操作中完成。這個過程中，不與臨近車輛發生擦碰是最基本的要求，此外，倒車和轉向的次數越少越好。顯然，車輛轉向半徑越小，越易于在狹小空間內泊車，特別地，如果車輛瞬心在車輛內，則可以獲得極小的轉向半徑。但是，現有的產品化的自動泊車裝置都不能減小車輛轉向半徑，各種傳感器和電子裝置的應用只是簡化了泊車操作過程，使駕駛員的雙手解放了，只需要控制腳剎。泊車時采用輔助輪來獲得極小的轉向半徑是一種有效的手段。美國專利US7921952B2公開了一種橫向泊車輔助系統，其包括布置在前后車輪附近的四個輔助輪，用于驅動輔助輪的電機及其控制器，布置在車身上的輔助輪折疊機構和升降機構，以及傳感器和泊車控制器。泊車時，輔助輪折疊機構將輔助輪放下接地，升降機構將輔助輪繼續降下，將車身撐起直到車輪離開地面，四個輔助輪在其驅動電機的作用下轉動，帶動車輛橫向移動。PCT專利申請W003/091087A1公開了另外一種用于前輪驅動車輛的泊車輔助系統，其包括固接在后懸架橫臂中間的一個電動升降平臺，其下端連接一電動轉動平臺，在該平臺的下部安裝有輔助輪。泊車時，電動升降平臺的下端下降，直至輔助輪將車輛后部舉起到后輪離開地面的高度，電動轉向平臺根據需要轉動以調整輔助輪的方向，配合前輪轉向和驅動，可實現極小的車輛轉向半徑。在上述的第一種技術方案中，采用了四個電動輔助輪及其折疊和升降機構，系統復雜而笨重，雖然可以添加輔助輪轉向機構，使得車輛具有更靈活的泊車轉向性能，但這也將進一步增加系統的復雜程度和質量。上述的第二種技術方案中，輔助輪只有升降運動而無折疊運動，因此，為了保證車輛的離地間隙，輔助輪的升降行程比較長，而且在垂直方向上占據了較大的空間，不利于車輛布置。因此，還存在著提供一種結構簡單而緊湊的泊車輔助裝置，其有利于減小泊車時的車輛轉向半徑，特別適用于電動車輛。
發明內容
本發明的目的是為了克服上述現有技術中的缺點，提供一種結構簡單而緊湊的泊車輔助裝置，其有利于減小泊車時的車輛轉向半徑，特別適用于電動車輛。本發明提供了一種泊車輔助裝置，其特點是，用于減小泊車時的車輛轉向半徑，并包括，電動輔助輪，其用于泊車時支撐并驅動車輛后部橫向運動；輔助輪支撐機構，其用于連接所述電動輔助輪和后部車身，并用于驅動所述電動輔助輪收起離地或放下接地；以及后輪升降機構，其用于拉升或降下后輪。根據本發明的泊車輔助裝置，所述電動輔助輪處于接地狀態時，其旋轉軸線與擺正的前輪的旋轉軸線相交于前輪距中點；以及所述電動輔助輪處于離地狀態時，其旋轉軸線與地面基本垂直。根據本發明的泊車輔助裝置，所述輔助輪支撐機構包括輔助輪支架和支架轉動機構，其中，所述輔助輪支架的一端支撐所述電動輔助輪，另一端與后部車身鉸接于平行于后輪旋轉軸線的軸線，并與布置在車身上的所述支架轉動機構連接，所述支架轉動機構用于收起和放下所述輔助輪支架，為氣動、液壓或機電線性或角度執行器。根據本發明的泊車輔助裝置，所述輔助輪支架處于收起狀態時，所述電動輔助輪離地；以及所述輔助輪支架處于放下狀態時，所述電動輔助輪接地。根據本發明的泊車輔助裝置，所述后輪升降機構包括懸架拉索和拉索收放機構，其中，所述懸架拉索的一端固接在后懸架彈簧附近的結構上，另一端固接到布置在車身上的所述拉索收放機構，所述拉索收放機構用于拉緊或放松所述懸架拉索，為氣動、液壓或機電線性或角度執行器。根據本發明的泊車輔助裝置，所述懸架拉索處于拉緊狀態時，后輪離地；以及所述懸架拉索處于放松狀態時，后輪接地并可上下自由跳動。本發明還提供了一種電動車輛，其特點是，包括所述的泊車輔助裝置。根據本發明的電動車輛，在遇到橫向停車位時，驅動車輛前移使得前輪距中點基本在停車位縱軸線延長線上，擺正前輪，所述輔助輪支撐機構將所述電動輔助輪放下接地，所述后輪升降機構將后輪拉升離地，所述電動輔助輪旋轉，驅動車輛繞前輪距中點轉動，當車輛縱軸線與停車位縱軸線基本重合時，踩下腳剎車，所述后輪升降機構將后輪降下接地，所述輔助輪支撐機構將所述電動輔助輪收起離地，踩下油門驅動車輛移到停車位。根據本發明的電動車輛，在遇到縱向停車位時，前輪轉向并驅動車輛前移使得前輪距中點基本在停車位縱軸線上，擺正前輪，所述輔助輪支撐機構將所述電動輔助輪放下接地，所述后輪升降機構將后輪拉升離地，所述電動輔助輪旋轉，驅動車輛繞前輪距中點轉動，當車輛縱軸線與停車位縱軸線基本重合時，踩下腳剎車，所述后輪升降機構將后輪降下接地，所述輔助輪支撐機構將所述電動輔助輪收起離地。根據本發明的電動車輛，在遇到斜向停車位時，驅動車輛前移使得前輪距中點基本在停車位縱軸線延長線上，擺正前輪，所述輔助輪支撐機構將所述電動輔助輪放下接地，所述后輪升降機構將后輪拉升離地，所述電動輔助輪旋轉，驅動車輛繞前輪距中點轉動，當車輛縱軸線與停車位縱軸線基本重合時，踩下腳剎車，所述后輪升降機構將后輪降下接地，所述輔助輪支撐機構將所述電動輔助輪收起離地，踩下油門驅動車輛移到停車位。因此，根據本發明可以得到一種結構簡單而緊湊的泊車輔助裝置，其有利于減小泊車時的車輛轉向半徑，特別適用于電動車輛。
圖1是本發明實施例的泊車輔助裝置的軸測示意圖2是安裝圖1所示的泊車輔助裝置的電動車輛的俯視透視示意圖；圖3是圖2所示的電動車輛泊入橫向泊車位的俯視示意圖；圖4是圖2所示的電動車輛泊入縱向泊車位的俯視示意圖；以及圖5是圖2所示的電動車輛泊入斜向泊車位的俯視示意圖。圖中1，1A，IB分別是電動輔助輪及其接地和收起狀態；2，21，22分別是輔助輪支撐機構、輔助輪支架和支架轉動機構；3，31，32分別是后輪升降機構、懸架拉索和拉索收放機構；4前輪；5，51分別是后輪和后懸架彈簧；6電動車輛；Y1、Y2、Y3分別是擺正前輪的旋轉軸線、后輪的旋轉軸線以及輔助輪支架與后部車身的鉸接軸線；X，Xl分別是車輛縱軸線 和接地的電動輔助輪旋轉軸線；Χ2、Χ3和Χ4分別是橫向、縱向和斜向停車位縱軸線；0前輪距中點。
具體實施例方式為了能夠更清楚地理解本發明的技術內容，特舉以下實施例詳細說明。應理解，實施例僅是用于說明本發明，而不是對本發明的限制。圖1是本發明實施例的泊車輔助裝置的軸測示意圖。圖2是安裝圖1所示的泊車輔助裝置的電動車輛的俯視透視示意圖。參考圖1和圖2，一種泊車輔助裝置，用于減小泊車時的車輛轉向半徑，其包括，電動輔助輪I，其用于泊車時支撐并驅動車輛后部橫向運動；輔助輪支撐機構2，其用于連接電動輔助輪I和后部車身，并用于驅動所述電動輔助輪I收起離地或放下接地；以及后輪升降機構3，其用于拉升或降下后輪5。電動輔助輪I處于接地狀態IA時，其旋轉軸線Xl與擺正的前輪4的旋轉軸線Yl相交于前輪距中點O ;以及電動輔助輪I處于離地狀態IB時，其旋轉軸線與地面基本垂直。傳統車輛的前輪4是轉向輪，后輪5是非轉向輪，其旋轉軸線的交點構成了車輛轉動瞬心，而這一瞬心位于后輪旋轉軸線上，限制了泊車時轉向半徑進一步減小。為了減小轉向半徑，必須將后輪5的運動學限制消除，構成新的轉動瞬心，特別地，使轉動瞬心位于車輛平面內以實現定點轉動可以大大減小轉向半徑。首先，考慮兩前輪4旋轉軸線交點，只有當前輪4擺正時，其旋轉軸線的交點才有可能位于車輛平面內，為構造新的轉動瞬心提供可能，此時，如果有一輪的旋轉軸線與上述旋轉軸線相交于車輛平面內，則可以構造所需的新轉動瞬心，實現定點轉動。因此，設置了電動輔助輪1，其接地時旋轉軸線Xl將與擺正的前輪4的旋轉軸線Yl相交于前輪距中點O0電動輔助輪I不應對車輛最小離地間隙產生任何不利的影響，所以正常行駛時，應將其收起，貼放在后部車身地板下方。輔助輪支撐機構2，其包括輔助輪支架21和支架轉動機構22，其中，輔助輪支架21的一端支撐電動輔助輪1，另一端與后部車身鉸接于平行于后輪旋轉軸線Υ2的軸線Υ3，并與布置在車身上的支架轉動機構22連接。支架轉動機構22用于收起和放下輔助輪支架21，可為氣動、液壓或機電的線性或角度執行器。輔助輪支架21處于收起狀態時，電動輔助輪I離地；以及輔助輪支架21處于放下狀態時，電動輔助輪I接地。后懸架的安裝位置略高于后輪5的旋轉軸線Υ2，后部車身地板比后懸架的安裝位置略高，因此，設置于此的電動輔助輪I的直徑基本等于車輪半徑，當其放下時基本接觸到地面。驅動車輛6定點轉動的動力由電動輔助輪I提供，其作用力臂基本等于軸距，因此，對于電動輔助輪I的功率和轉矩的需求大大降低，上述直徑的電動輔助輪I足以提供所需的動力。此外，電動輔助輪I支撐著車身后部的重量，尺寸和體積受到一定限制，但無動力學特性要求，因此，不必采用充氣輪胎，具有足夠承載能力的實心輪胎和輕量化車輪即可滿足要求，并將增加的質量控制在最小的范圍內。后輪升降機構3，其包括懸架拉索31和拉索收放機構32，其中，懸架拉索31的一端固接在后懸架彈簧51下端附近的懸架結構上，另一端固接到布置在車身上的拉索收放機構32，拉索收放機構32用于拉緊或放松懸架拉索31，可為氣動、液壓或機電線性或角度執行器。懸架拉索31處于拉緊狀態時，后輪5離地；以及懸架拉索31處于放松狀態時，后輪5接地。由于后輪5 —般具有上跳80mm和下跳60mm的行程,如果不米用后輪升降機構3,則需要將車身后部支起至少8(Tl00mm以上，才能保證后輪5離地，而這消耗的功率和時間都較多，不利于縮短泊車時間。采用后輪升降機構3后，后輪5只需要繼續提升l(T20mm，即可保證完全離地。后輪升降機構3也不應對車輛正常行駛造成任何影響，因此，采用了懸架拉索31和拉索收放機構32來實現。當懸架拉索31完全放松時，后輪5可以上下自由跳動。電動車輛6，其包括上述泊車輔助裝置。傳統車輛由于發動機排氣管通過車身后部地板下方，因此，不利于布置上述泊車輔助裝置。而電動車輛，取消了排氣管，車身后部可以提供較大的空間布置上述裝置。因此，上述泊車輔助裝置特別適用于電動車輛6。圖3是圖2所示的電動車輛泊入橫向泊車位的俯視示意圖。參考圖3，電動車輛6在遇到橫向停車位時，驅動車輛6前移使得前輪距中點O基本在停車位縱軸線X2的延長線上，擺正前輪4，輔助輪支撐機構2將電動輔助輪I放下接地，后輪升降機構3將后輪5拉升離地，電動輔助輪I旋轉，驅動車輛6繞前輪軸距中點O轉動，當車輛縱軸線X與停車位縱軸線X2基本重合時，踩下腳剎車，后輪升降機構3將后輪5降下接地，輔助輪支撐機構2將電動輔助輪I收起離地，踩下油門驅動車輛6移到停車位。圖4是圖2所示的電動車輛泊入縱向泊車位的示意圖。參考圖4,電動車輛6在遇到縱向停車位時，前輪4轉向并驅動車輛6前移使得前輪距中點O基本在停車位縱軸線X3上，擺正前輪4，輔助輪支撐機構2將電動輔助輪I放下接地，后輪升降機構3將后輪5拉升離地，電動輔助輪I旋轉，驅動車輛6繞前輪軸距中點O轉動，當車輛縱軸線X與停車位縱軸線X3基本重合時，踩下腳剎車，后輪升降機構3將后輪5降下接地，輔助輪支撐機構2將電動輔助輪I收起離地。圖5是圖2所示的電動車輛泊入斜向泊車位的示意圖。參考圖5，電動車輛6在遇到斜向停車位時，驅動車輛6前移使得前輪距中點O基本在停車位縱軸線X4的延長線上，擺正前輪4，輔助輪支撐機構2將電動輔助輪I放下接地，后輪升降機構3將后輪5拉升離地，電動輔助輪I旋轉，驅動車輛6繞前輪軸距中點O轉動，當車輛縱軸線X與停車位縱軸線X4基本重合時，踩下腳剎車，后輪升降機構3將后輪5降下接地，輔助輪支撐機構2將電動輔助輪I收起離地，踩下油門驅動車輛6移到停車位。
車輛6定點轉動時，駕駛員可以輕易地確定車輛縱軸線X與停車位縱軸線X2、X3或X4是否基本重合，以及車輛6前移后是否會與鄰近車輛發生擦碰。此外，車輛6在進行定點轉動前時，駕駛員也能輕易地判斷車輛是否已停靠在合適的位置，確保前輪軸距中點O基本位于停車位縱軸線X2、X3或X4上或其延長線上，然后擺正前輪4。車輛6定點轉動后，其停止可依靠腳剎車制動前輪3來保證，因此，不需要再添加電動輔助輪I制動機構。顯然，本發明的泊車輔助裝置在車輛6進入定點轉動前，所需要的只是正常行駛的駕駛技巧和經驗，在進入定點轉向后，駕駛員的雙手可以離開方向盤，只需要控制腳剎車或油門，大大簡化了操作過程。此外，由于以上泊車過程操作簡單，也易于實現車外的遙控泊車。因此，根據本發明可以得到一種結構簡單而緊湊的泊車輔助裝置，其有利于減小泊車時的車輛轉向半徑，特別適用于電動車輛。本發明并不局限于上述實施例，而是覆蓋在不脫離本發明的精神和范圍的情況下所進行的所有改變和修改。這些改變和修改不應被認為是脫離了本發明的精神和范圍，并且所有諸如對于本領域技術人員來說顯而易見的修改均應被包括在所附權利要求的范圍內。
權利要求
1.一種泊車輔助裝置，其特征在于，用于減小泊車時的車輛轉向半徑，并包括， 電動輔助輪，其用于泊車時支撐并驅動車輛后部橫向運動； 輔助輪支撐機構，其用于連接所述電動輔助輪和后部車身，并用于驅動所述電動輔助輪收起離地或放下接地；以及 后輪升降機構，其用于拉升或降下后輪。
2.根據權利要求1所述的泊車輔助裝置，其特征在于， 所述電動輔助輪處于接地狀態時，其旋轉軸線與擺正的前輪的旋轉軸線相交于前輪距中點；以及 所述電動輔助輪處于離地狀態時，其旋轉軸線與地面基本垂直。
3.根據權利要求1所述的泊車輔助裝置，其特征在于， 所述輔助輪支撐機構包括輔助輪支架和支架轉動機構，其中，所述輔助輪支架的一端支撐所述電動輔助輪，另一端與后部車身鉸接于平行于后輪旋轉軸線的軸線，并與布置在車身上的所述支架轉動機構連接，所述支架轉動機構用于收起和放下所述輔助輪支架，為氣動、液壓或機電線性或角度執行器。
4.根據權利要求3所述的泊車輔助裝置，其特征在于， 所述輔助輪支架處于收起狀態時，所述電動輔助輪離地；以及 所述輔助輪支架處于放下狀態時，所述電動輔助輪接地。
5.根據權利要求1所述的泊車輔助裝置，其特征在于， 所述后輪升降機構包括懸架拉索和拉索收放機構，其中，所述懸架拉索的一端固接在后懸架彈簧下端附近的懸架結構上，另一端固接到布置在車身上的所述拉索收放機構，所述拉索收放機構用于拉緊或放松所述懸架拉索，為氣動、液壓或機電線性或角度執行器。
6.根據權利要求5所述的泊車輔助裝置，其特征在于， 所述懸架拉索處于拉緊狀態時，后輪離地；以及 所述懸架拉索處于放松狀態時，后輪接地并可上下自由跳動。
7.一種電動車輛，其特征在于，包括， 根據權利要求1-6中任一項所述的泊車輔助裝置。
8.根據權利要求7所述的電動車輛，其特征在于， 在遇到橫向停車位時，驅動車輛前移使得前輪距中點基本在停車位縱軸線延長線上，擺正前輪，所述輔助輪支撐機構將所述電動輔助輪放下接地，所述后輪升降機構將后輪拉升離地，所述電動輔助輪旋轉，驅動車輛繞前輪距中點轉動，當車輛縱軸線與停車位縱軸線基本重合時，踩下腳剎車，所述后輪升降機構將后輪降下接地，所述輔助輪支撐機構將所述電動輔助輪收起離地，踩下油門驅動車輛移到停車位。
9.根據權利要求7所述的電動車輛，其特征在于， 在遇到縱向停車位時，前輪轉向并驅動車輛前移使得前輪距中點基本在停車位縱軸線上，擺正前輪，所述輔助輪支撐機構將所述電動輔助輪放下接地，所述后輪升降機構將后輪拉升離地，所述電動輔助輪旋轉，驅動車輛繞前輪軸距中點轉動，當車輛縱軸線與停車位縱軸線基本重合時，踩下腳剎車，所述后輪升降機構將后輪降下接地，所述輔助輪支撐機構將所述電動輔助輪收起離地。
10.根據權利要求7所述的電動車輛，其特征在于，在遇到斜向停車位時，驅動車輛前移使得前輪距中點基本在停車位縱軸線延長線上，擺正前輪，所述輔助輪支撐機構將所述電動輔助輪放下接地，所述后輪升降機構將后輪拉升離地，所述電動輔助輪旋轉，驅動車輛繞前輪軸距中點轉動，當車輛縱軸線與停車位縱軸線基本重合 時，踩下腳剎車，所述后輪升降機構將后輪降下接地，所述輔助輪支撐機構將所述電動輔助輪收起離地，踩下油門驅動車輛移到停車位。
全文摘要
本發明提供了一種泊車輔助裝置，用于減小泊車時的車輛轉向半徑，其包括，電動輔助輪，其用于泊車時支撐并驅動車輛后部橫向運動；輔助輪支撐機構，其用于連接所述電動輔助輪和后部車身，并用于驅動所述電動輔助輪收起離地或放下接地；以及后輪升降機構，其用于拉升或降下后輪。所述電動輔助輪處于接地狀態時，其旋轉軸線與擺正的前輪的旋轉軸線相交于前輪距中點；以及所述電動輔助輪處于離地狀態時，其旋轉軸線與地面基本垂直。
文檔編號B60S9/215GK103010181SQ201210560269
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月21日 優先權日2012年12月21日
發明者夏承鋼, 孫江明 申請人:上海中科深江電動車輛有限公司