电动轮前轴独立驱动汽车差动协同主动转向系统及其控制方法.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CN110861706A(43)申请公布日2020.03.06(21)申请号201911238318.2B62D113/00(2006.01)(22)申请日2019.12.06B62D137/00(2006.01)(71)申请人吉林大学地址130000吉林省长春市前进大街2699号(72)发明人王军年郭德东高守林罗正(74)专利代理机构北京远大卓悦知识产权代理事务所(普通合伙)11369代理人许小东(51)Int.Cl.B62D5/04(2006.01)B62D11/04(2006.01)B62D15/02(2006.01)B62D6/00(2006.01)B62D119/00(2006.01)权利要求书4页说明书10页附图8页(54)发明名称电动轮前轴独立驱动汽车差动协同主动转向系统及其控制方法(57)摘要本发明公开了一种电动轮前轴独立驱动汽车差动协同主动转向系统，包括：转向齿条，其设置在左转向轮和右转向轮之间，能够产生横向位移，并拉动所述左转向轮和所述右转向轮转向；行星齿轮机构，其包括：第一输入端、第二输入端和输出端，其中所述输出端连接所述转向齿条，能够驱动所述转向齿条产生横向位移；转角耦合电机，其输出轴连接所述第一输入端；转向盘输入轴，其连接所述第二输入端；其中，所述的行星齿轮机构能够实现转向盘输入轴的输入转角和转角耦合电机的输入转角之间的耦合；左轮边独立驱动系统和右轮边独立驱动系统，实现车辆的驱动并提供转向助力，本发明还公开了一种电动轮前轴独立驱动汽车差动协同主动转向系统控制方法。CN110861706ACN110861706A权利要求书1/4页1.一种电动轮前轴独立驱动汽车差动协同主动转向系统，其特征在于，包括：转向齿条，其设置在左转向轮和右转向轮之间，能够产生横向位移，并拉动所述左转向轮和所述右转向轮转向；行星齿轮机构，其包括：第一输入端、第二输入端和输出端，其中所述输出端连接所述转向齿条，能够驱动所述转向齿条产生横向位移；转角耦合电机，其输出轴连接所述第一输入端；转向盘输入轴，其连接所述第二输入端；其中，所述行星齿轮机构能够实现转向盘输入轴的输入转角和转角耦合电机的输入转角之间的耦合；左轮边独立驱动系统，其包括：左轮毂电机支撑轴；左侧转向节，其可拆卸设置在所述左轮毂电机支撑轴一端，所述左侧转向节一端连接所述转向齿条，另一端固定在左侧悬架上；左轮毂电机定子，其固定套设在所述左轮毂电机支撑轴上；左轮毂电机绕组，其设置在所述左轮毂电机定子上；左轮毂电机永磁体，其设置在所述左轮毂电机转子上；左轮毂电机转子，其可旋转套设在所述左轮毂电机支撑轴上，且可拆卸连接左侧车轮轮辋，能够带动左侧车轮旋转；右轮边独立驱动系统，其包括：右轮毂电机支撑轴；右侧转向节，其可拆卸设置在所述右轮毂电机支撑轴一端，所述右侧转向节一端连接所述转向齿条，另一端固定在右侧悬架上；右轮毂电机定子，其固定套设在所述右轮毂电机支撑轴上；右轮毂电机绕组，其设置在所述右轮毂电机定子上；右轮毂电机永磁体，其设置在所述右轮毂电机转子上；右轮毂电机转子，其可旋转套设在所述右轮毂电机支撑轴上，且可拆卸连接右侧车轮轮辋，能够带动右侧车轮旋转。2.根据权利要求1所述的电动轮前轴独立驱动汽车差动协同主动转向系统，其特征在于，还包括转向操纵机构，其包括：转向轴，其一端连接所述转向盘，能够接收所述转向盘的旋转动力；转向传动轴，其一端通过万向节连接所述转向轴另一端，所述转向传动轴另一端通过万向节连接所述转向盘输入轴；其中，所述转向传动轴长度可调。3.电动轮前轴独立驱动汽车差动协同主动转向系统控制方法，其特征在于，包括：步骤一、采集转向盘转角信号和转矩信号，并根据所述转向盘转角信号和转矩信号判断车辆行驶状态；其中，所述行驶状态包括：转向状态、回正状态和直行状态；步骤二、若车辆处于转向状态，计算转向时转角耦合电机输出转角和转向时两驱动轮驱动转矩差；若车辆处于回正状态，计算回正时转角耦合电机转角信号和回正时两驱动轮驱动转矩2CN110861706A权利要求书2/4页差；步骤三、将所述转角耦合电机输出转角、内外侧驱动轮轮毂电机转矩信号分别发送到转角耦合电机控制器和两个轮毂电机控制器实现汽车转向系统的控制。4.根据权利要求3所述的电动轮前轴独立驱动汽车差动协同主动转向系统控制方法，其特征在于，所述步骤一中的车辆行驶状态判断过程为：将转向盘转矩与助力门限值作比较，并计算转向盘转角与转向盘角速度的乘积；若转向盘转矩不小于助力门限值或者转向盘转角与转向盘角速度的乘积不为负，则将时间值设置为0，并判定车辆处于转向状态；若转向盘转矩不小于助力门限值且转向盘转角与转向盘角速度的乘积为负，开始计时，并将时间值与时间门限值作比较，若时间