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专利号: 2018104997614
申请人: 江苏大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-04-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.轮毂电机驱动电动汽车的大角度全线控转向系统,其特征在于,包括执行机构、检测机构、转向模式选择按钮和电子控制单元(1);

所述执行机构包括T型轴(901)、齿圈(902)、驱动装置、转动机构(12)和电磁离合器(13);所述T型轴(901)的上端的一侧与车架(6)铰接,另一侧与轮毂电机(4)连接,下端与齿圈(902)连接;所述转动机构(12)包括第三齿轮(1201)、轴承(1202)和第二齿轮(1203);所述第三齿轮(1201)安装在轴承(1202)的上端外圈、且与齿圈(902)啮合,所述轴承(1202)的下端依次安装第二齿轮(1203)和电磁离合器(13),所述第二齿轮(1203)与驱动装置转动轴上的第一齿轮(16)啮合,驱动装置与车架(6)连接,所述轴承(1202)的上端与车架(6)连接,所述电磁离合器(13)控制转动机构(12)的末端与车架(6)的结合与断开;

所述检测机构检测车轮转过的角度和方向盘转过的角度,并将所检测的信号传输给电子控制单元(1);

当方向盘转角大于预设值b°时,电子控制单元(1)生成常规转向指令,自动进入常规转向模式,否则维持常规直线行驶模式;

当需要车轮转过的角度大于预设的常规转向模式下理论车轮极限转角时,通过转向模式选择按钮选择进入非常规转向模式,电子控制单元(1)控制执行机构的驱动装置和电磁离合器(13)进行转向;

所述电子控制单元(1)根据接收到的方向盘转角信号计算出理论的车轮转角;所述电子控制单元(1)将实际的车轮转角与计算的理论车轮转角相比较,如果实际的车轮转角小于理论的车轮转角,则继续进行转向,直至理论车轮转角与实际的车轮转角相等,转向停止。

2.根据权利要求1所述的轮毂电机驱动电动汽车的大角度全线控转向系统,其特征在于,所述检测机构包括车轮转角传感器和方向盘转角传感器;

所述车轮转角传感器安装在车轮轮毂(2)上;所述方向盘转角传感器安装在与方向盘相连的转向轴顶端;所述车轮转角传感器用于检测车轮转过的角度;所述方向盘转角传感器用于检测方向盘转过得角度。

3.根据权利要求1所述的轮毂电机驱动电动汽车的大角度全线控转向系统,其特征在于,

所述电子控制单元(1)包括依次连接的输入模块、运算模块、电机控制模块和输出模块;

所述输入模块用于接收检测机构检测的车轮转角和方向盘转角信号;运算模块用于处理输入模块的接收信号,然后根据接收到的方向盘转角信号计算出理论的车轮转角,并将结果发送给电机控制模块,电机控制模块生成指令发送到输出模块,输出模块将指令发送给执行机构的驱动装置和电磁离合器(13)。

4.根据权利要求1所述的轮毂电机驱动电动汽车的大角度全线控转向系统,其特征在于,所述转向模式包括常规转向模式和非常规转向模式;所述非常规转向模式包括零半径原地掉头、大角度转向和横向泊车模式。

5.根据权利要求1所述的轮毂电机驱动电动汽车的大角度全线控转向系统,其特征在于,所述驱动装置安装在支撑架(14)上,所述支撑架(14)与车架(6)连接。

6.根据权利要求1或5所述的轮毂电机驱动电动汽车的大角度全线控转向系统,其特征在于,所述驱动装置为直线电机(15);所述直线电机(15)的输出轴带有螺纹,并与第一齿轮(16)通过螺母(17)拧紧连接。

7.根据权利要求1所述的轮毂电机驱动电动汽车的大角度全线控转向系统,其特征在于,所述T型轴(901)上端的一侧与车架(6)通过销钉(8)连接;所述销钉(8)的上端设有垫圈(7)、并和螺母拧紧;

所述T型轴(901)上端的另一侧与轮毂电机(4)的定子连接,轮毂电机(4)的转子与安装有轮边减速器(3)的轮胎轮毂(2)连接。

8.根据权利要求7所述的轮毂电机驱动电动汽车的大角度全线控转向系统,其特征在于,所述第三齿轮(1201)安装在轴承(1202)的上端外圈,所述销钉(8)的下端通过轴承(1202)内圈的通孔并与套筒(11)和螺母(5)连接。

9.一种根据权利要求1所述轮毂电机驱动电动汽车的大角度全线控转向系统的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:所述检测机构检测车轮转过的角度和方向盘转过的角度,并将所检测的信号传输给电子控制单元(1);

所述电子控制单元(1)包括依次连接的输入模块、运算模块、电机控制模块和输出模块;

所述输入模块接收检测机构检测的车轮转角和方向盘转角信号,并传送到运算模块;

当方向盘转角传感器检测方向盘转角大于预设值b°时,电机控制模块生成常规转向指令,自动进入常规转向模式,否则维持常规直线行驶模式;

当需要车轮转过的角度大于预设的常规转向模式下理论车轮极限转角时,通过转向模式选择按钮选择进入非常规转向模式:零半径原地掉头、大角度转向或横向泊车模式并发送给电机控制模块,电机控制模块生成零半径原地掉头、大角度转向或横向泊车指令,否则生成常规转向指令自动进入常规转向行驶模式;

运算模块根据接收到的方向盘转角信号和转向模式信号计算出理论的车轮转角,并将结果发送给电机控制模块电机控制模块将指令发送到输出模块,输出模块将指令发送给执行机构的驱动装置和电磁离合器(13)进行转向;

所述输入模块实时接收检测机构检测到的车轮转角信号并发送给运算模块,运算模块将实际的车轮转角与计算的理论车轮转角相比较,如果实际的车轮转角小于理论的车轮转角,则继续进行转向,直至理论车轮转角与实际的车轮转角相等,转向停止。

10.根据权利要求9所述轮毂电机驱动电动汽车的大角度全线控转向系统的控制方法,其特征在于,所述运算模块的计算过程包括以下步骤:当方向盘转过的角度θ′大于预设值b°时,常规转向模式自动开启,根据θ=θ′·i1,计算出车轮转角θ,其中,θ为车轮转角,θ′为方向盘转过的角度,i1为常规转向模式下的车轮理论极限转角与方向盘理论极限转角的比值;

当需要车轮转过的角度大于车轮理论极限转角时,通过转向模式选择按钮选择零半径原地掉头、大角度转向或横向泊车模式,根据θ=θ′·i2,计算出车轮转角θ,其中,θ为车轮转角,θ′为方向盘转过的角度,i2=非常规转向模式下的车轮理论极限转角与方向盘理论极限转角的比值。