[發明專利]一種輪轂電機驅動電動車轉向實驗臺

在審

• 申請號: 201611260657.7
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106872188A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 陳無畏;孫曉文;汪洪波;胡延平;王曉;林澍
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G01M17/06
• 分類號: G01M17/06;G01D21/02
• 代理公司: 合肥市長遠專利代理事務所(普通合伙)34119
• 代理人: 屈科輝,傅磊

技術領域

本發明涉及車輛實驗檢測實驗臺技術領域，尤其涉及一種輪轂電機驅動電動車轉向實驗臺。

背景技術

將新能源汽車的發展作為推動汽車產業技術創新與轉型升級的重要舉措，可有效緩解日益增加的能源與環境壓力。電動汽車作為新能源汽車的重要組成部分，對環境保護以及節能減排有著顯著的作用。而輪轂電機驅動則能夠簡化汽車結構、節省空間，使驅動方式靈活多變，逐漸成為人們關注的熱點。輪轂電機驅動電動汽車除了具有簡化汽車結構、節能減排等優點，還能夠通過改變電機輸出轉矩直接調節車輪驅動轉矩，不僅具有與傳統的汽車電子穩定系統相同的功能，還能夠避免因制動導致的車速降低，故四輪輪轂電機驅動電動汽車在汽車穩定性控制方面具有明顯優勢。除此之外，在進行差速轉向控制時，可通過反饋車輪轉速，調節輪轂電機輸出轉速，實現安全轉向，保證汽車按照期望路徑行駛，并且省去差速器，簡化結構；還可通調節前輪輪轂電機輸出轉矩，改變左右轉向輪的驅動力，使驅動力繞各自主銷力矩不同，進而產生轉矩差，在低速時，該轉矩差通過轉向系作用在轉向盤上，可使轉向更加輕便，減輕駕駛員負擔；高速時，該轉矩差能夠改變路感，提高轉向安全性。

輪轂電機輸出轉矩或轉速的改變不僅對整車穩定性產生影響，還會對轉向系產生影響，此外，整車穩定性及轉向特性之間存在的耦合關系使輪轂電機驅動電動汽車動力學特性的研究更加復雜。而且當一個或多個輪轂電機出現故障時，還需要采取相應的控制策略以最大可能地保證汽車行駛安全，即需要進行容錯控制策略的研究。

綜上所述，輪轂電機驅動電動汽車的動力學特性導致了在其研究初期，若貿然進行實車試驗，可能有一定的危險，并造成經濟損失。故首先需要進行臺架實驗，保證策略的安全性。輪轂電機驅動電動車能夠改變輪轂電機輸出轉矩，通過輪胎與路面的接觸，間接改變路面作用在車輪的驅動力，進而實現整車穩定性控制或差速轉向控制。所以在進行臺架實驗時還需要考慮路面對汽車的反饋，以獲得較為真實的控制效果。

對輪轂電機驅動電動汽車穩定性的研究需要考慮輪轂電機輸出轉矩變化對整車穩定性的影響，需要結合路面反饋情況進行研究。對差速轉向控制的研究包括：通過調節轉向輪電機的輸出轉矩來提轉向供助力，同時考慮驅動力的改變對整車穩定性的影響；另外，還需研究輪轂電機輸出轉速對轉向性能的影響。為了能夠最大程度地反映實車行駛情況，本發明設計了一種輪轂電機驅動電動車轉向實驗臺，以模擬車輪與路面的接觸狀況，同時還能模擬汽車轉向驅動行駛工況，并且轉向系及懸架采用實車部件，使實驗效果可以盡量逼近實車試驗。

發明內容

為了解決背景技術中存在的技術問題，本發明提出了一種輪轂電機驅動電動車轉向實驗臺，效果好。

一種輪轂電機驅動電動車轉向實驗臺，包括上位機、支架、車體、四個支撐機構；

車體包括車架、轉向盤、轉矩傳感器、轉角傳感器、四個車輪、四個轉速轉矩傳感器、動力單元，車架安裝在支架上；轉向盤安裝在車架上；轉矩傳感器、轉角傳感器均與上位機通訊連接，轉矩傳感器、轉角傳感器均與轉向盤連接，轉矩傳感器用于測量轉向盤的轉矩；轉角傳感器用于測量轉向盤轉動的角度；四個車輪均安裝在車架上；四個轉速轉矩傳感器均與上位機連接，四個轉速轉矩傳感器分別與四個車輪連接，轉速轉矩傳感器用于測量車輪的轉速和轉矩；動力單元用于驅動車輪轉動；

四個支撐機構分別與四個車輪一一對應設置，支撐機構包括升降單元、底座、支撐軸、轉盤，升降單元用于驅動底座沿豎直方向移動；支撐軸豎直轉動安裝在底座上；轉盤水平安裝在支撐軸上，轉盤置于車輪的正下方。

優選的，支撐機構還包括多個支撐單元，多個支撐單元均勻分布于以支撐軸為中心的圓周上，支撐單元包括支撐桿、支撐輪，支撐桿安裝在底座上；支撐輪置于轉盤的正下方，支撐輪轉動安裝在支撐桿上，支撐輪的周向表面與轉盤的下表面接觸。

優選的，支撐輪的軸線與支撐軸的軸線垂直并相交。

優選的，支撐單元的數量為3個。

優選的，動力單元包括四個輪轂電機，四個輪轂電機分別與四個車輪一一對應設置，輪轂電機用于驅動車輪轉動。

本發明與現有實驗臺相比，能夠通過支撐機構模擬路面對汽車行駛時的作用力，進而模擬汽車直線行駛和轉向行駛工況，可用于研究四輪輪轂電機驅動電動汽車穩定性控制策略、差速轉向控制策略、容錯控制策略等等，能盡可能地接近實車行駛狀況，為輪轂電機驅動電動汽車的實車試驗積累經驗，奠定基礎，提高了實車試驗的安全性。

附圖說明

圖1為本發明的軸測圖；

圖2為本發明的支撐機構的軸測圖。

具體實施方式