电动轮驱动汽车的差力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*CN102167082A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102167082A(43)申请公布日2011.08.31(21)申请号201110067566.2B62D113/00(2006.01)(22)申请日2011.03.21B62D109/00(2006.01)(71)申请人武汉理工大学地址430070湖北省武汉市洪山区珞狮路122号(72)发明人喻厚宇黄妙华李波田哲文张振国陈湘云颜犇犇(74)专利代理机构湖北武汉永嘉专利代理有限公司42102代理人唐万荣(51)Int.Cl.B62D11/04(2006.01)B62D7/00(2006.01)B62D7/18(2006.01)B62D6/00(2006.01)B62D101/00(2006.01)权利要求书3页说明书8页附图1页(54)发明名称电动轮驱动汽车的差力主动转向系统及其控制方法(57)摘要本发明提供电动轮驱动汽车的差力主动转向系统及其控制方法，差力主动转向系统由左、右转向电动轮、差力主动转向机构和差力主动转向控制系统组成，差力主动转向控制方法采用转向电动轮转向角和车速双PID控制算法确定左、右转向电动轮中左、右轮毂电机转矩目标值。本发明提出了新的转向方法，用于有转向机构的车辆，通过左、右转向电动轮的驱动力差和转向梯形机构的约束使各转向电动轮绕各自主销转动形成协调的转向角而使车辆转向行驶，主动转向机构简单，转向能耗小。CN102678ACCNN110216708202167087A权利要求书1/3页1.电动轮驱动汽车的差力主动转向系统，其特征在于：它由左转向电动轮、右转向电动轮、差力主动转向机构和差力主动转向控制系统组成；左转向电动轮、右转向电动轮与差力主动转向机构连接；差力主动转向机构与汽车转向桥连接；其中左转向电动轮为与方向盘同侧的电动轮；所述的左转向电动轮内置左轮毂电机，右转向电动轮内置右轮毂电机，左、右轮毂电机由差力主动转向控制系统控制；所述的差力主动转向控制系统包括：用于测量汽车的实际纵向行驶速度的车速传感器；用于测量左转向电动轮实际转向角的转向角传感器；用于测量驾驶员操纵方向盘转角并将其作为驾驶员转向指令、以用于确定左转向电动轮的目标转向角的方向盘转角传感器；用于测量驾驶员踩下加速踏板的开度电压值、确定驾驶员车速指令的电子加速踏板；根据接收到的驾驶员转向指令、车速指令以及左转向电动轮实际转向角和实际纵向行驶速度，确定左、右轮毂电机转矩指令的差力主动转向控制器；和根据接收到的差力主动转向控制器的左、右轮毂电机转矩指令，通过调节左、右轮毂电机工作电流，控制左、右轮毂电机输出目标转矩的左、右轮毂电机控制器。2.根据权利要求1所述的电动轮驱动汽车的差力主动转向系统，其特征在于：所述的汽车转向桥为采用非独立悬架的转向桥，汽车转向桥包括前梁；所述的差力主动转向机构由转向梯形机构和左、右转向节及左、右主销组成，转向梯形机构由转向横拉杆和左、右梯形臂组成；左转向节与左梯形臂前端固定连接，右转向节与右梯形臂前端固定连接，转向横拉杆两端分别与左、右梯形臂后端通过球头销相连；左、右主销分别固定在前梁两端的主销孔中，左转向节和与之固连的左梯形臂绕左主销转动，右转向节和与之固连的右梯形臂绕右主销转动；所述的左转向电动轮安装在左转向节上随左转向节绕左主销转动，所述的右转向电动轮安装在右转向节上随右转向节绕右主销转动。3.根据权利要求1所述的电动轮驱动汽车的差力主动转向系统，其特征在于：所述的汽车转向桥为采用独立悬架的转向桥，汽车转向桥安装在车架上；所述的差力主动转向机构由转向梯形机构，左、右转向节，左、右主销，摇杆和悬架左、右摆臂组成，转向梯形机构由左、右转向横拉杆和左、右梯形臂组成；摇杆前端铰接在车架上，摇杆后端通过球头销与左、右转向横拉杆内端相连；左转向横拉杆外端通过球头销与左梯形臂后端铰接，右转向横拉杆外端通过球头销与右梯形臂后端铰接；悬架左、右摆臂内端通过铰链与车架铰接；左转向节与左梯形臂前端固定连接，左主销固定在悬架左摆臂外端的主销孔中，左转向节和与之固连的左梯形臂绕左主销转动，所述的左转向电动轮安装在左转向节上随左转向节绕左主销转动，右转向电动轮、右转向节、右梯形臂、右主销和悬架右摆臂之间的连接关系与前述左转向电动轮、左转向节、左梯形臂、左主销和悬架左摆臂相同。4.根据权利要求1或2或3所述的电动轮驱动汽车的差力主动转向系统，其特征在于：所述的差力主动转向控制器和轮毂电机控制器通过CAN模块经CAN总线通讯连接。5.电动轮驱动汽车的差力主动转向控制方法，其特征在于：它包括以下步骤：1）通过方向盘转角传感器采集方向盘转角值φ，得到左转向电动轮的目标转向角值θ1,d：2CCNN110216708202167087A权利要