四轮独立转向四轮驱动电动汽车的研制
机动车短时四轮全驱动前后独立轴输出分动器设计应用

式结构复杂成本高 ,且这两种驱动方式仅有两种模 式驱动。现研发 出来 的分动器提供一种全新的, 能够 分 动 出三 种 模 式 控 制 方式 : 前 轮 驱 动 +前 后 四轮 驱 动 +后 轮驱 动 方 式 的短 时 四轮全 驱 动前 后 独 立轴 输 出分 动器 。这 个设 计 不 但是 目前 国 内机 动 车 发展 史 的首创 , 乃至在世界机动车发展史上也是独一无二 。 分 动 功 能设 计 可使 驾 驶 员根 据 道 路路 况 ,选 择 更适合 的作业驱动力 ,提高机动车的整体性能 和适 用性 。当机动车空载或轻载时 , 路面对车前轮轮胎的 摩 擦 力 大 ,动力 驱 动前 轮 效 率高 更 省 油 ;车 辆重 载 时, 又可 调 整 为后 轮 驱 动模 式 , 这 时 动力 驱 动 后 轮 比 驱 动 前 轮 的效 率 要 高 ; 路 面泥 泞 或 湿滑 时 , 四轮 驱动 增 加 地面 附着 力 , 提高 车辆 的通 过 能力 。该输 出分动
器具有结构简单紧凑 、 体积小 、 操作方便 、 噪音小 、 传 动效率高 、 造价成本低等优点 , 适合多种类型机动车 轮 驱 动 +前 后 四轮驱 动 和 前 轮驱 动 +前 后 四轮驱 动 配备 使 用 , 可安装于农用机械 、 交通运输机 械 、 矿 山 两种 , 其前后输 出轴动力输 出连接方式也有两种: 齿 运输 机械 以及 各 种轮 式工 程机 械 车 。 轮啮合和中间差速器连接 。齿轮啮合方式通 过控制 其构 造 和原理 :机 动 车前 后 短 时 四轮 全 驱 动 同 前后传动轴齿轮 啮合在一起达 到四轮驱动 的 目的 , 轴 输 出分 动器 基本 结 构 , 如图 l 所示。
第七节 四轮驱动(全轮驱动)系统

7.1 概述
而全轮驱动系统(AWD),驾驶员不能选择两轮或四轮驱动。 全时四驱的差速器可以是粘结耦合式,也可以是多离合式,但 相同的是都可以允许前后轮、左右轮之间有一个转速差。发动 机的动力通过轴间差速器、粘液耦合器把动力同时送给前桥和 后桥,再通过前轴和后轴的独立差速器,把驱动力分配到四个 轮胎,始终为四轮驱动行驶。这种传动系统可经由前后驱动力 的分配,达到更完美的驱动力及转向力的最佳化配置,属于高 性能传动系统。车辆是否是全时四驱完全取决于分动器的构造
电子控制的四轮驱动系统,在正常的路面,车辆一 般会采用后轮驱动的方式。一旦遇到路面不良或驱动轮 打滑,电脑会自动检测并立即将发动机输出转矩分配给 两个前轮,自然切换到四轮驱动状态。 电子控制的四轮驱动系统由输入装置、电子控制单 元和输出装置组成。输入装置包括一系列传感器,如档 位选择、发动机转速、发动机负荷、驱动轮转速传感器。 根据传感器输入的电信号,电控单元确定如何控制分动 器的工作。如图8-13所示为四轮驱动装置电路。
7.2 四轮驱动(4WD)系统 7.2.1 四轮驱动系统的组成
7.2 四轮驱动(4WD)系统 7.2.2 四轮驱动系统主要部件的工作原理
1.分动器 分动器主要功用是将变速器输出的动力分配到 各个驱动桥。此外,由于大多数分动器都有两个档 位,所以它还兼起副变速器的作用。分动器可用齿 轮传动(图8-3)或链传动(图8-4)方式将转矩从 后轮传递到前轮。
7.4 电子控制的四轮驱动/全轮驱动系统 7.4.2 电子控制的全轮驱动系统
7.4 电子控制的四轮驱动/全轮驱动系统 7.4.2 电子控制的全轮驱动系统
7.4 电子控制的四轮驱动/全轮驱动系统 7.4.2 电子控制的全轮驱动系统
谢谢观赏
主讲 闭荣富
第三章汽车发展简史

3.3 汽车的完善过程
3.3 汽车的完善过程 现代汽车日趋多样化,汽车结构不断完善,汽车类 型日益繁多,汽车技术不断发展,这些都凝结着无 数发明者的智慧和心血。 在汽车诞生之前,汽车的能源问题已经解决。1859 年,美国耶鲁大学的教授西利曼建立了最早的石油 分馏装置,能够分馏出煤油、汽油和柴油。1859年 8月27日,在美国宾夕法尼亚的提达斯维尔等人打 出了第一口具有商业价值的油井。石油的出现为汽 车工业带来了生命力。 汽车发展历程分为四个阶段:汽车发明实验阶段 (1886年-1910年);汽车技术不断完善阶段(1911年1940年);汽车工业迅速发展阶段(1941年-1960年); 汽车高科技广泛应用阶段(1961年至今)。
3.1.2 蒸汽机的发明
1769年,瓦特与博尔顿合作, 发明了装有冷凝器的蒸汽机。 1774年11月.他俩又合作制 造了真正意义的蒸汽机(图35)。蒸汽机曾推动了机械工 业甚至社会的发展,并为汽轮 机相内燃机的发展奠定了基础。
3.1.2 蒸汽机的发明 2.蒸汽汽车的诞生
法国陆军工程师,炮兵大尉尼古拉斯· 古诺(1725—1804)从 小天资聪明,勤于思考,对机械颇感兴趣。青年时期曾在 德国军队担任技师,由于他刻苦钻研,技术精湛,得到皇 帝的赏识和援助,开始研制汽车的工作。1763年,古诺返 回法国,在陆军任技术军官,获得法国外务、海军和陆军 大臣肖瓦兹尔公爵拨款2万英镑研究经费,用于研制牵引大 炮的蒸汽机汽车。经过6年的苦心研究,他终于把蒸汽汽车 的热能转换成机械能,并在1769年研制成功世界上第一辆 “卡布奥雷”牌蒸汽发动机汽车(图3-6),这是汽车发展 史上的第一个里程碑。
3.1.2 蒸汽机的发明
1757年,木匠出身的技工詹姆斯·瓦特被 英国格拉斯戈大学聘为实验室技师,有机 会接触纽科门蒸汽机,并对纽科门的蒸汽 机产生了兴趣。1763年,他在修理蒸汽机 模型中发现,纽科门蒸汽机只利用了气压 差,没有利用蒸汽的张力,因此热效率低, 燃料消耗大,他下决心对纽科门蒸汽机进 行改进。首先,他认为将气缸里的蒸汽送 到另一个容器中去冷却,既可以获得能做 功的真空,又使气缸中的温度下降不多, 可大大提高热效率。另外,为防止空气冷 却气缸,必须使用空气的张力作为动力。
基于NMPC的智能汽车纵横向综合轨迹跟踪控制

2021年(第43卷)第2期汽车工程Automotive Engineering2021(Vol.43)No.2 doi:10.19562/j.chinasae.qcgc.2021.02.001基于NMPC的智能汽车纵横向综合轨迹跟踪控制*陈龙1,邹凯2,蔡英凤1,滕成龙2,孙晓强1,王海2(1.江苏大学汽车工程研究院,镇江212013;2.江苏大学汽车与交通工程学院,镇江212013)[摘要]本文中针对大曲率转弯工况下,智能汽车纵横向动力学特性的耦合和动力学约束导致轨迹跟踪精度和稳定性下降的问题,提出一种基于非线性模型预测控制(NMPC)的纵横向综合轨迹跟踪控制方法,通过NMPC和障碍函数法(BM)的有效结合,提高了跟踪精度,改善了行驶稳定性。
首先建立四轮驱动-前轮转向智能汽车动力学模型和轨迹跟踪模型,采用非线性模型预测控制计算出期望的纵向力、侧向力和横摆力矩;然后基于轮胎动力学模型建立带约束的非线性规划数学模型,利用障碍函数法求解出四轮轮胎力的最优分配,并最终实现四轮驱动智能汽车纵横向综合轨迹跟踪控制。
最后进行Carsim和Simulink联合仿真,结果表明,与传统的预瞄PID控制相比,所提方法可在考虑纵横向动力学耦合的情况下明显改善跟踪精度和行驶稳定性。
关键词:智能汽车;轨迹跟踪;非线性模型预测控制;障碍函数法Longitudinal and Lateral Comprehensive Trajectory Tracking Control ofIntelligent Vehicles Based on NMPCChen Long1,Zou Kai2,Cai Yingfeng1,Teng Chenglong2,Sun Xiaoqiang1&Wang Hai21.Automotive Engineering Research Institute,Jiangsu University,Zhenjiang212013;2.School of Automotive and Traffic Engineering,Jiangsu University,Zhenjiang212013[Abstract]Aiming at the lowering of the trajectory tracking accuracy and stability caused by the coupling of longitudinal and lateral dynamic characteristics and the dynamic constraints of intelligent vehicles under large‑cur‑vature turning conditions,a longitudinal and lateral comprehensive trajectory tracking control method based on non‑linear model predictive control(NMPC)is proposed in this paper.Through the effective combination of NMPC and barrier(function)method(BM),the tracking accuracy and driving stability are improved.Firstly,a dynamics mod‑el for a four‑wheel drive and front wheel steering vehicle and its trajectory tracking model are established and the NMPC is adopted to calculate the desired longitudinal force,lateral force and yaw moment.Then a nonlinear pro‑gramming mathematical model with constraints is constructed based on tire dynamics model and the BM is used to solve out the optimal distribution of the tire forces of four‑wheels,and finally the longitudinal and lateral comprehen‑sive trajectory tracking control for a four‑wheel drive intelligent vehicle is achieved.In the end,a Carsim and Simu‑link joint simulation is conducted with a result showing that compared with the traditional preview PID control,the method proposed can significantly improve the tracking accuracy and driving stability with consideration of the cou‑pling between longitudinal and lateral dynamics characteristics.Keywords:intelligent vehicles;trajectory tracking;nonlinear model predictive control;barrier method*国家重点研发计划(2018YFB0105000,2017YFB0102603)、国家自然科学基金(51875255,61601203,61773184,U1564201,U1664258,U1764257,U1762264)、江苏省自然科学基金(BK20180100)、江苏省六大人才高峰项目(2018‑TD‑GDZB‑022)、江苏省战略性新兴产业发展重大专项(苏发改高技发(2016)1094号)和镇江市重点研发计划(GY2017006)资助。
分动器和差速器

• 车轮对路面的滑动不仅会加速轮胎磨损,增加汽车的动力消 耗,而且可能导致转向和制动性能的恶化。若主减速器从动 齿轮通过一根整轴同时带动两侧驱动轮,则两侧车轮只能同 样的转速转动。
• 为了保证两侧驱动轮处于纯滚动状态,就必须改用两根半轴 分别连接两侧车轮,而由主减速器从动齿轮通过差速器分别 驱动两侧半轴和车轮,使它们可用不同角速度旋转。这种装 在同一驱动桥两侧驱动轮之间的差速器称为轮间差速器。如 托森轮间差速器如图1-5.7 所示。
•
M2 = 0.5
(M0+Mt)
轮上总的的 内摩擦力矩 Mf与输入
差速器壳的
转矩M0之
比叫作差速
• 目前广泛使用的锥齿轮差速器,其内摩擦力矩 很小,锁紧系数K为1.1~1.4。因此可以认为差 速器总是将转矩近似平均分配给左右驱动轮的。 这样的转矩分配特性对于汽车在良好路面上行 驶是完全可以的,但当汽车在坏路面行驶时, 却会严重影响其通过能力。例如当汽车的一侧 驱动车轮驶入泥泞路面,由于附着力很小而打 滑时,即使另一车轮是在好路面上,汽车往往 不能前进。这是因为对称式锥齿轮差速器平均 分配转矩的特点,使在好路面上车轮分配到的 转矩只能与传到另一侧打滑驱动轮上很小的转 矩相等,以致使汽车总的牵引力不足以克服行 驶阻力而不能前进。
液力离合器结构与动作原1-叶轮 2-输出轮 3-油 4-油的流向
液力偶合器靠工作 液(油液)传递转矩, 外壳与泵轮连为一体, 是主动件;涡轮与泵轮 相对,是从动件。当泵 轮转速较低时,涡轮不 能被带动,主动件与从 动件之间处于分离状态; 随着泵轮转速的提高, 涡轮被带动,主动件与 从动件之间处于接合状 态.
五、防滑差速器
• 为了提高汽车在坏路上的通过 能力,可采用各种型式的防滑 差速器。防滑差速器的共同特 点是在一侧驱动轮打滑时,能 使大部分甚至全部转矩传给不 打滑的驱动轮,充分利用另一 侧不打滑驱动轮的附着力而产 生足够的牵引力,使汽车继续
四驱电动汽车变附着路面行驶操稳性控制研究

四驱电动汽车变附着路面行驶操稳性控制研究
顾柳恒;张军
【期刊名称】《机械设计与制造》
【年(卷),期】2024()2
【摘要】针对四轮驱动电动汽车行驶时路面峰值附着系数和附着利用率变化的问题,提出利用直接横摆力矩控制提高操纵稳定性的控制策略。
该策略采用分层控制,上层控制器负责目标车速的追踪、滑移率调整力矩的计算、以及根据行驶危险程度实现对质心侧偏角和横摆角速度的协调控制,下层控制器包括以轮胎利用率最优为目标的分配算法及集成滑移率控制的分配算法,根据滑移率大小实时切换。
Carsim-Simulink联合仿真结果表明,在对开路面行驶时,相比于转矩平均分配控制策略,该控制策略能够使车辆具有良好操稳性的同时保持各车轮处于最佳滑移率区间内,有效改善了车辆性能。
【总页数】5页(P36-40)
【作者】顾柳恒;张军
【作者单位】北京理工大学机械与车辆学院
【正文语种】中文
【中图分类】TH16
【相关文献】
1.分布式电动汽车行驶状态与路面附着系数估计
2.分布式电动汽车行驶状态与路面附着系数估计
3.考虑路面附着条件影响的电动汽车制动力变比值优化分配算法研
究4.分布式驱动电动汽车操稳性鲁棒增益调度控制研究5.低附着路面下四轮独立驱动电动汽车稳定性控制
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关于四驱技术特点的描述中-概述说明以及解释
关于四驱技术特点的描述中-概述说明以及解释1.引言1.1 概述四驱技术是指车辆通过四个车轮驱动力来提供动力的一种技术。
相比于普通的两驱车辆,四驱技术具有更强的抓地力和稳定性,在各种路况下表现更出色。
四驱技术广泛应用于越野车、SUV以及高性能轿车等车型中,为驾驶者带来更好的操控感和驾驶体验。
四驱技术的优势主要在于其出色的操控性和车辆动力的平衡性。
通过四个车轮分别提供驱动力,四驱车辆能够更好地适应各种复杂路况,如雨雪、泥泞或崎岖山路等。
这是因为四驱车辆可以通过调节四个车轮的扭矩分配,将动力传递给抓地能力较好的车轮,从而提高车辆的牵引力和通过能力。
此外,四驱技术还可以提升车辆的稳定性和操控性。
在高速行驶或急转弯时,四驱车辆能够更好地分配车辆的重量,保持车辆的平衡状态,提高行驶的稳定性。
同时,四驱技术还能够提供更大的侧向抓地力,减少车辆在转弯时的侧滑风险,使驾驶者更有信心和掌控力。
总而言之,四驱技术通过四个车轮的驱动力分配和调节,能够提供更好的抓地力、稳定性和性能操控,成为越野车、SUV以及高性能轿车等车型中的重要技术。
未来,随着科技的不断进步,四驱技术还有望进一步完善和创新,为驾驶者提供更卓越的驾驶体验。
1.2文章结构文章结构部分描述了整篇文章的组织和内容安排。
在本篇长文中,文章结构可以按照以下方式进行描述:文章结构部分:本文将按照以下结构来展开对四驱技术特点的描述:1. 引言部分1.1 概述:对四驱技术进行简要介绍,说明其在汽车行业中的重要性和应用范围。
1.2 文章结构:介绍本文的组织结构和内容安排,包括各个章节的主题和要点。
1.3 目的:明确本文的写作目的,阐述作者对四驱技术特点描述的目标和意义。
2. 正文部分2.1 四驱技术的定义:详细解释四驱技术的概念和定义,并介绍其基本原理和工作方式。
2.2 四驱技术的优势:探讨四驱技术的优势和特点,包括增强车辆驱动力和操控性、提高行驶稳定性和通过性等方面。
混合动力车四轮驱动控制策略研究
混合动力车四轮驱动控制策略研究
邓 琦. 皮 俊. 肖人杰
( 长丰汽车制造 股份有 限公司 研发 中心 , 湖南 湖南 长沙 40 1) 104
摘 要 : 文章从提 高燃 油经济性和降低排放 的角度 出发 , 确立 了以动力输 出力矩 为主要 参数 , 并以油 门踏板和节
气 门开 度 的 变化 率 为 控 制 变 量 的 控 制 策 略 设计 方 案 , 保 发 动 机 始 终 工 作 在 高 效 区 , 而 实现 发 动 机 的 燃 油 经 确 从 济性 和 低 排 放 。采 用 内燃 机 和 电机 分 别单 独 驱 动 前 后 轮 的 并 联 式混 合 动 力 车 , 车底 盘 结 构 紧 - , 汽 套 降低 了制 造 成 本 , 易 实现 产 业 化 。 容 关键词: 合动 力丰; 混 随选 四驱 ; 制 策略 控 中 图分 类号 : 497 U 6. 文献标识码: A 文 章 编 号 :06 8 3 (0 6 0 — 0 8 0 10 — 9 7 20 )7 0 6 — 3
Ab t a tB sd n h p r oe f rd cn fe c n u t n n v hce miso , we e in d u h sr c: a e o te up s o e u ig u l o s mpi a d e il e sin o d sg e s c a c n rl o t mo e:tkn h oso up t a i aa tr n a ig te c a g ae o S a d a — o d l a ig te trin o tu s a man p r mee .a d tkn h h n e rt f n) n c c lrtr e a a o told aibe .t k h e gn Fn f ce t . P rl l y rd lcr v h ce eeao p d l s c nrl v ra ls o ma e t e n ie u e inl e i y aal h b ee t c e il e i i wi o a t c a ss tu t r f f n — e l d o e b itr a— o u t n e gn n ℃ r w e l d o e t a c mp c h si r cue o r t wh e r v y nen l c mb si n ie a d ra — h e r v h s o o b lcrmoo ,t e c s a e w l c nr l d n h e il S e s o p tit rd cin y ee t o tr h ot c n b el o tol ,a d te v hce i a y t u no p o u t . e o Ke wo d : y r s HEV;u e— ee t4 D ;o to tae y s p r s lc W c nrl s tg r
独立驱动电动汽车的转矩优化分配策略研究
Ab ta t Ano tmia inm eh d o o q ed srb to o o rwh esc n r l d id p n e ty sr c : p i z t t o ft r u iti u in f rf u e l o to l n e e d n l o e w a r p s d t m p o e t e d ie s s e ef in y u d r t e sa l o d t n . Bo h ee ti sp o o e o i r v h rv y tm fi e c n e h t be c n i o s c i t lc rc v h ce ( e il EV ) sa it n tb l y a d EV u l c n my we e c n i ee n t e e f in y tr e id x i r e e o o r o sd r d i h fi e c a g t n e. c
转 矩分 配策 略 , 采用 MAT AB软 件进行 了仿 真. 并 L
力矩 具有 独立 可控 的特点 , 在满 足整 车控制 要求 下 , 通过 转矩 优化 分配 策略可 进一 步改善 直接 横摆 力矩 控 制 ( C 车 体 的稳 定性 和系 统效率 . DY )
中图分 类号 :T 2 3 文献 标志 码 :A 文章 编号 : 2 39 7 2 1 ) 30 4 —5 P 7 0 5 —8 X( 0 2 0 —0 20 S u y o tm i i r e Dit i u i n S r t g o t d n Op i z ng To qu s r b to t a e y f r I de n e W D e t i hi l n pe d nt4 El c r c Ve c e
四轮轮毂电机驱动电动汽车建模与联合仿真
四轮轮毂电机驱动电动汽车建模与联合仿真
葛平淑;张涛;赵秀春;崔艳秋
【期刊名称】《大连民族学院学报》
【年(卷),期】2017(019)005
【摘要】利用Carsim和Matlab/Simulink搭建驾驶员闭环控制的四轮轮毂电机独立驱动电动汽车仿真模型;根据轮毂电机驱动电动汽车特点,建立轮毂电机模型、速度控制模型和整车模型;设计横摆力矩控制器和力矩分配控制策略,实现联合仿真的接口设置;最后利用双移线工况验证了所开发模型的正确性和转矩分配策略的有效性.
【总页数】5页(P451-455)
【作者】葛平淑;张涛;赵秀春;崔艳秋
【作者单位】大连民族大学机电工程学院,辽宁大连116605;大连民族大学机电工程学院,辽宁大连116605;大连民族大学机电工程学院,辽宁大连116605;大连民族大学信息与通信工程学院,辽宁大连116605
【正文语种】中文
【中图分类】U469.72
【相关文献】
1.四轮轮毂电机驱动电动汽车电机/液压系统联合控制策略 [J], 杨鹏飞;熊璐;余卓平
2.基于ADAMS/Simulink联合仿真的电动汽车四轮轮毂电机驱动控制 [J], 余波
3.分布式电动汽车四轮轮毂电机驱动系统开发 [J], 刘文超;陈国迎;宗长富;李春善;张冰
4.四轮轮毂电机驱动电动汽车建模与联合仿真 [J], 葛平淑;张涛;赵秀春;崔艳秋;
5.轮毂电机驱动电动汽车的四轮转向操纵稳定性分析 [J], 李安
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创新项目:四轮独立转向四轮驱动电动汽车的研制
信息调研概况表
信息调研主题了解四轮独立转向四轮驱动电动汽车的设计方案及研发现状
项目背景研究目的
设计出适合电动汽车的底盘系统,使电动汽车底盘实现电子化、
主动化,提高电动汽车性能。
研究内容
收集并分析国内外研究现状,为设计一种四轮独立转向四轮驱
动的电动汽车方案提供信息参考和数据支持。
信息收集参考书
[1]史文库主编. 现代汽车新技术. 北京市:国防工业出版社,
2011.02.
[2]胡骅,宋慧主编. 电动汽车. 北京市:人民交通出版社,
2003.
[3]苗丽芬主编. 青春创想曲深圳职业技术学院学生科技创新
优秀作品集. 广州市:华南理工大学出版社, 2008.
[4]吴光强主编. 汽车理论. 北京市:人民交通出版社, 2007.
(摘自图书信息调研结果,列举3-4个即可。
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