一种多轴轮毂电机驱动车辆后轮线控转向驱动装置及其转向方法.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CN107685767A(43)申请公布日2018.02.13(21)申请号201710699258.9(22)申请日2017.08.16(71)申请人吉林大学地址130000吉林省长春市前进大街2699号(72)发明人靳立强田端洋张志阳褚学聪彭祥龙(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代理人周明飞(51)Int.Cl.B62D7/14(2006.01)B62D5/04(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称一种多轴轮毂电机驱动车辆后轮线控转向驱动装置及其转向方法(57)摘要本发明公开了一种多轴轮毂电机驱动车辆后轮线控转向的驱动装置，包括：后轴转向梯形臂，其分别与所述后轴相对转动连接；后轴转向横拉杆，其分别与所述后轴转向梯形臂相对转动连接；转角传感器，其分别安装于转向系中的转向柱和各后轮转向主销上；后轮转向控制器，其分别电联所述转角传感器和后轴轮毂电机，用于对后轮转角进行控制；其中，所述后轴转向梯形臂与所述后轴转向横拉杆形成可变形梯形，所述后轴上的后轮在所述可变形梯形的作用下进行偏转，所述转角传感器用于监测转向盘转角以及后轮的偏转角度，并将信号传递给所述后轮转向控制器。本发明公开了多轴轮毂电机驱动车辆后轮线控转向的转向方法。CN107685767ACN107685767A权利要求书1/2页1.一种多轴轮毂电机驱动车辆后轮线控转向驱动装置，其特征在于，包括：后轴转向梯形臂，其分别与所述后轴相对转动连接；后轴转向横拉杆，其分别与所述后轴转向梯形臂相对转动连接；转角传感器，其分别安装于转向系中的转向柱和各后轮转向主销上；后轮转向控制器，其分别电联所述转角传感器和后轴轮毂电机，用于对后轮转角进行控制；其中，所述后轴转向梯形臂与所述后轴转向横拉杆形成可变形梯形，所述后轴上的后轮在所述可变形梯形的作用下进行偏转，所述转角传感器用于监测转向盘转角以及后轮的偏转角度，并将信号传递给所述后轮转向控制器。2.如权利要求1所述的多轴轮毂电机驱动车辆后轮线控转向驱动装置，其特征在于，前轴与所述后轴数量设置为2组。3.如权利要求1或2所述的多轴轮毂电机驱动车辆后轮线控转向驱动装置，其特征在于，所述后轴转向梯形臂与所述后轴转向横拉杆相连，进行相对转动连接。4.一种多轴轮毂电机驱动车辆后轮线控转向驱动装置的转向方法，其特征在于，使用如权利要求1-3中任一项所述的多轴轮毂电机驱动车辆后轮线控转向驱动装置，包括如下步骤：步骤一、转角传感器采集转角信号、根据方向盘转角信号值及各轮轮速信号值，得出实际车速；步骤二、后轮转向控制器根据转向柱上转角传感器的信号值及各轴与整车质心的位置关系，计算各后轮实际需要的偏转角度；步骤三、根据所述转角信号变化方向判断驾驶员行驶状态：若驾驶员为转向过程：则后轮转向控制器中驱动助力转向模块依据当前实际车速和计算得到的各后轮偏转角信号，经助力特性曲线插值获得各后轴驱动转向力矩；若驾驶员为回正过程：则驱动助力转向模块根据后轮实际偏转信号与转向盘转角信号的实时差值，经PID控制器计算，输出对应的差动回正转矩；其中，后轮实际偏转信号来自各后轮转向主销上的转角传感器，转向盘转角信号来自转向系中转向柱上的转角传感器；步骤四、若为所述转向过程，根据所述驱动转向力矩得到各后轴两侧车轮分别绕各自转向主销轴线的驱动力转矩差值，平分后与根据整车动力性及安全性计算得出的后轴各车轮驱动电机目标转矩分别求代数和，之后作为两侧后轮电机控制器的目标输出转矩；步骤五、在车辆行驶过程中，各后轮转向主销上的转角传感器实时向后轮转向控制器反馈各后轮的实际角度偏转情况，以确保各后轴车轮能够时刻与各前轴车轮的偏转相适应，完成随动转向。5.如权利要求4所述的多轴轮毂电机驱动车辆后轮线控转向驱动装置的转向方法，其特征在于，在所述步骤二中对后轮实际需要的偏转角度的计算过程包括如下步骤：步骤a、采集车辆行驶的纵向速度u、车身的质心侧偏角β、第一前轴上前轮转角δm以及第二前轴上前轮转角δn；步骤b、建立后轮偏移角度操纵模型：2CN107685767A权利要求书2/2页式中，m为车辆总质量，u为车辆行驶的纵向速度，Iz为车辆绕z轴的转动惯量，Ci为i轴的侧偏刚度，Li为第i轴到质心的距离，ωr为车身的横摆角速度，β为车身的质心侧偏角，δi为i轴上车轮转角；步骤c、通过所述操纵模型得出后轴上后轮转角公式为式中，Lp为后轴到质心的距离，Lm为第一前轴到质心的距离，Ln为第二前轴到质心的距离，δp为后轴上后轮转角，δm为第一前轴上前轮转角，δn为第二前轴上前轮转角。6.如权利要求5所述的多轴轮毂电机驱动车辆后轮线控转向驱动装置的转向方法，其特征在于，在所述步骤c中