一种适时四驱复合转向系统及其多目标优化方法.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CN107738691A(43)申请公布日2018.02.27(21)申请号201710895060.8(22)申请日2017.09.28(71)申请人南京航空航天大学地址210016江苏省南京市秦淮区御道街29号(72)发明人王云琦赵万忠王春燕(74)专利代理机构江苏圣典律师事务所32237代理人贺翔(51)Int.Cl.B62D5/04(2006.01)B62D11/06(2006.01)权利要求书5页说明书10页附图2页(54)发明名称一种适时四驱复合转向系统及其多目标优化方法(57)摘要本发明公开了一种适时四驱复合转向系统及其多目标优化方法，该系统包括差动转向系统和线控四轮转向系统，采用四个独立的轮毂电机实现转向助力。本发明在差动转向系统的基础上，增设线控四轮转向系统和电子辅助系统，使适时四驱复合转向系统可以根据车辆的不同工况，在两驱差动转向和线控四轮转向两种模式间切换，完成汽车转向。本发明基于该适时四驱复合转向系统提出一种多目标优化方法，选取转向系统的部分参数作为优化变量，建立目标函数，设置约束条件，搭建适时四驱复合转向系统的模型，采用和声搜索算法对一种适时四驱复合转向系统进行多目标优化。CN107738691ACN107738691A权利要求书1/5页1.一种适时四驱复合转向系统，其特征在于，包括差动转向系统及线控四轮转向系统；所述差动转向系统包括转向盘(1)、车速传感器、车身侧向加速度传感器、横摆角速度传感器、转矩转角传感器(2)、转向轴(3)、齿轮齿条转向机构(4)、连杆机构、差动转向控制单元(13)、左前轮轮毂电机(10)、右前轮轮毂电机(6)；所述线控四轮转向系统包括转向盘(1)、车速传感器、车身侧向加速度传感器、横摆角速度传感器、转矩转角传感器(2)、转向轴(3)、转向伺服电机(5)、线控四轮转向控制单元(9)、连杆机构、左前轮轮毂电机(10)、右前轮轮毂电机(6)、左后轮轮毂电机(8)、右后轮轮毂电机(7)；所述车速传感器用于测量汽车当前驾驶车速；所述车身侧向加速度传感器用于测量汽车当前的车身侧向加速度；所述横摆角速度传感器用于测量汽车当前的横摆角速度；所述转向盘、转矩转角传感器、转向轴、齿轮齿条转向机构相互连接，形成转向盘系统，完成转矩传递，同时接收路面及车辆的反馈信息；所述转矩转角传感器(2)安装在转向轴(3)上，用以测量驾驶员的转向轴转矩输入和转角输入；所述连杆机构包括转向主销(11)及转向横拉杆(12)，二者连接；所述差动转向控制单元(13)与转矩转角传感器(2)、车速传感器、车身侧向加速度传感器、横摆角速度传感器、左前轮轮毂电机(10)、右前轮轮毂电机(6)相连，根据接收到的转向轴转矩、转角、车速、车身侧向加速度、横摆角速度，向左前轮轮毂电机(10)、右前轮轮毂电机(6)发送指令，以分配相应驱动力矩；所述齿轮齿条转向机构(4)通过连杆机构分别与左前轮轮毂电机(10)、右前轮轮毂电机(6)的车轴相连；所述线控四轮转向控制单元(9)与转矩转角传感器(2)、车速传感器、车身侧向加速度传感器、横摆角速度传感器、四个转向伺服电机(5)相连，根据接收到的转向轴转矩、转角、车速、车身侧向加速度、横摆角速度，向四个转向伺服电机(5)发送指令；所述四个转向伺服电机(5)分别与四个转向横拉杆(12)相连，接收线控四轮转向控制单元(9)的控制指令，控制车轮转向。2.根据权利要求1所述的适时四驱复合转向系统，其特征在于，所述系统还包括电子辅助系统，其包括车速传感器、车身侧向加速度传感器、横摆角速度传感器、电子辅助控制单元ECU、左前轮轮毂电机(10)、右前轮轮毂电机(6)、左后轮轮毂电机(8)、右后轮轮毂电机(7)；所述电子辅助控制单元ECU的输入端与车速传感器、车身侧向加速度传感器、横摆角速度传感器的输出端连接，电子辅助控制单元ECU根据各传感器传输的数据综合判断当前路况，并发出相应指令给轮毂电机；所述电子辅助控制单元ECU的输出端与左前轮轮毂电机、右前轮轮毂电机、左后轮轮毂电机、右后轮轮毂电机相连，四个轮毂电机根据接收指令，实现车辆两驱或四驱。3.一种适时四驱复合转向系统的多目标优化方法，其特征在于，基于上述权利要求1-2任意一项的适时四驱复合转向系统，包括以下步骤：步骤1)：建立整车三自由度模型、差动转向系统模型、线控四轮转向系统模型；2CN107738691A权利要求书2/5页步骤2)：基于差动转向系统模型和线控四轮转向系统模型，建立适时四驱复合转向系统模型；步骤3)：基于已建立的整车三自由度模型和适时四驱复合转向系统模型，推导适时四驱复合转向系统的性能指标；步骤4)：选取优化变量，建立适时四驱复合转向系统进行多目标优化的目标函数，设置