轮毂电机驱动电动汽车的分时四轮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CN110466602A(43)申请公布日2019.11.19(21)申请号201910820810.4B62D137/00(2006.01)(22)申请日2019.08.29(71)申请人南京林业大学地址210037江苏省南京市玄武区龙蟠路159号(72)发明人田杰杨标丁洁王群姚嘉凌(74)专利代理机构南京灿烂知识产权代理有限公司32356代理人朱妃(51)Int.Cl.B62D6/00(2006.01)B60L15/20(2006.01)B62D11/02(2006.01)G06F17/50(2006.01)B62D113/00(2006.01)权利要求书5页说明书13页附图7页(54)发明名称轮毂电机驱动电动汽车的分时四轮转向系统及其控制方法(57)摘要本发明公开了一种轮毂电机驱动电动汽车差动驱动转向及稳定性的控制方法，通过对运行车辆的相轨迹是否超出稳定域的判断，将处于稳定域内的车辆视为线性模型，对其进行线性模型的差动驱动转向控制；将处于稳定域外的车辆，利用产生的直接横摆力矩对车辆转向进行主动干预，使其从不稳定状态回到稳定状态。本发明采用联合控制，使依靠差动驱动转向的非线性车辆在转向轮允许的转角范围内，在不同附着系数路面上都能够很好地跟踪参考模型的质心侧偏角和横摆角速度，有效地提高整车的稳定性，保证行车的安全性。CN110466602ACN110466602A权利要求书1/5页1.一种轮毂电机驱动电动汽车的分时四轮转向系统，其特征在于，包括：检测模块，用于检测电动汽车的行驶参数，并将行驶参数输入给整车控制器；其中，行驶参数包括方向盘转角信号、加速踏板的踏板位置信号、行驶车速信号、前轮转角信号和后轮转角信号；转向模式选择开关，用于驾驶员人为地选择转向模式，转向模式包括前轮转向和四轮转向，并将所选择的转向模式输入给整车控制器；车速跟踪模块，用于根据加速踏板的踏板位置信号计算得到电动汽车的行驶速度和所需要的前轮驱动力矩，并控制轮毂电机执行驾驶员的行驶车速信号，以及将行驶速度输入给整车控制器；整车控制器，用于接收行驶速度，在所选择的转向模块为前轮转向时，将方向盘转角信号输送给前轮线控转向控制模块，并输出后轮锁止信号给后轮转向锁止模块；以及，在所选择的转向模式为四轮转向时，计算获得四轮转向所需要的理想前后轮转角和输出后轮解除锁止信号给后轮转向锁止模块，其中的理想前后轮转角包括理想前轮转角和理想后轮转角，并将理想前轮转角输送给前轮线控转向控制模块、将理想后轮转角输送给后轮差动转向控制模块；前轮线控转向控制模块，用于根据方向盘转角信号和前轮转角信号或理想前轮转角驱动前轮转向执行电机进行前轮转向，并向驾驶员提供相应的转向路感，以及将转向路感反馈给整车控制器；后轮差动转向控制模块，用于根据理想后轮转角计算得到后轮差动力矩，根据该后轮差动力矩驱动后轮轮毂电机进行后轮转向；后轮转向锁止模块，用于根据后轮锁止信号和后轮转角信号驱动转向锁止机构将后轮回正后禁止后轮发生转向，并根据后轮解除锁止信号驱动转向锁止机构解除转向锁止。2.根据权利要求1所述的轮毂电机驱动电动汽车的分时四轮转向系统，其特征在于：所述转向锁止机构包括回正电机和对称安装在车架上且结构完全相同的两组转向机构，回正电机与后轮转向锁止模块相连，两组转向机构均与回正电机相连、并分别作用于左后轮和右后轮；所述转向机构包括依次相连的电磁离合器、回正齿轮、锁止拉杆、前束杆、第一转向节臂和第二转向节臂，搭接在锁止拉杆表面并与安装在车架上的电磁铁，均与第一转向节臂一端和第二转向节臂一端相连的转向主销，均安装在车架上的上横臂和下横臂，以及用于检测后轮转角并位于锁止拉杆上的锁止拉杆位移传感器；所述电磁离合器与回正电机相连、并与后轮转向锁止模块相连，所述锁止拉杆通过杆面齿条与回正齿轮相连，所述锁止拉杆和前束杆之间、前束杆和第一转向节臂之间均通过球铰相连，所述转向主销的两端通过球铰分别与上横臂和下横臂相连，所述电磁铁用于通电后产生吸力吸合于锁止拉杆上而使得锁止拉杆锁止于车架上，所述锁止拉杆位移传感器用于实时检测锁止拉杆与车身之间的位移参数并将该位移参数反馈给整车控制器来确定后轮转角。3.根据权利要求1所述的轮毂电机驱动电动汽车的分时四轮转向系统，其特征在于：所述前轮转向执行电机通过驱动前轮转向传动件使得前轮转向，所述驱动前轮转向传动件包括依次相连的左前轮转向节臂、左前轮转向横拉杆、齿条、转向齿轮、右前轮转向横拉杆和右前轮转向节臂，所述左前轮转向节臂作用于左前轮，所述右前轮转向节臂作用于右前轮，2CN110466602A权利要求书2/5页所述转向齿轮与前轮转向执行电机相连。4.根据权利要求3所述的轮毂电机驱动电动汽车的分时四轮转向系统