[發明專利]一種適時四驅復合轉向系統及其多目標優化方法

有效

• 申請號: 201710895060.8
• 申請日: 2017-09-28
• 公開（公告）號: CN107738691B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發明（設計）人: 王云琦;趙萬忠;王春燕
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B62D5/04
• 分類號: B62D5/04;B62D11/06
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

本發明公開了一種適時四驅復合轉向系統及其多目標優化方法，該系統包括差動轉向系統和線控四輪轉向系統，采用四個獨立的輪轂電機實現轉向助力。本發明在差動轉向系統的基礎上，增設線控四輪轉向系統和電子輔助系統，使適時四驅復合轉向系統可以根據車輛的不同工況，在兩驅差動轉向和線控四輪轉向兩種模式間切換，完成汽車轉向。本發明基于該適時四驅復合轉向系統提出一種多目標優化方法，選取轉向系統的部分參數作為優化變量，建立目標函數，設置約束條件，搭建適時四驅復合轉向系統的模型，采用和聲搜索算法對一種適時四驅復合轉向系統進行多目標優化。

技術領域

本發明涉及轉向系統技術領域，尤其涉及一種適時四驅復合轉向系統及其多目標優化方法。

背景技術

差動轉向系統通過調節左右轉向輪的驅動轉矩，進而改變左右轉向輪的驅動力，產生驅動轉向力矩完成轉向。差動轉向系統采用輪轂電機技術，將動力、傳動、制動裝置都整合在輪轂內，省略了復雜的機械傳動系統，大大簡化了車輛結構，節省了布置空間，轉矩響應準確、迅速，使汽車轉向的完成更易精準實現。但是差動轉向的輪胎磨損大，在砂石路面或雨雪天氣下，難以保證輪胎都處于滾動狀態，且前輪差動易影響整車穩定性。

線控四輪轉向系統同樣采取輪轂電機完成驅動、轉向、制動，避免系統的重復布置，節約成本。線控四輪轉向系統控制單元根據各傳感器檢測的數據信號，發出指令，進行轉向操作。四輪轉向一般處于四輪驅動狀態，相較兩輪驅動，操控能力出眾、穩定性高、堅固耐用，有更好的動力、牽引力和駕駛體驗，尤其在劇烈駕駛情況下更安全，行駛更加穩定，彌補了差動轉向不穩定的不足。但無法根據路面情況作出扭矩分配的調整，油耗偏大，經濟性差。

適時四驅的設計，使車輛在不同工況下采用不同的驅動模式，保證車輛的動力性和通過性，又兼顧了燃油經濟性。

但適時四驅復合轉向系統不僅融合了差動轉向系統和線控四輪轉向系統，而且驅動方式在兩驅和四驅之間轉換，增加了車輛布置的復雜程度，且系統、工況的切換必然會影響系統工作狀態的穩定性，所以需對適時四驅復合轉向系統進行多目標優化。

發明內容

針對于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種適時四驅復合轉向系統及其多目標優化方法，以解決現有技術中復合轉向系統使車輛布置的復雜程度增加和系統、工況的切換影響系統工作狀態的穩定性的問題。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：

本發明的一種適時四驅復合轉向系統，包括差動轉向系統及線控四輪轉向系統；

所述差動轉向系統包括轉向盤、車速傳感器、車身側向加速度傳感器、橫擺角速度傳感器、轉矩轉角傳感器、轉向軸、齒輪齒條轉向機構、連桿機構、差動轉向控制單元、左前輪輪轂電機、右前輪輪轂電機；

所述線控四輪轉向系統包括轉向盤、車速傳感器、車身側向加速度傳感器、橫擺角速度傳感器、轉矩轉角傳感器、轉向軸、轉向伺服電機、線控四輪轉向控制單元、連桿機構、左前輪輪轂電機、右前輪輪轂電機、左后輪輪轂電機、右后輪輪轂電機；

所述車速傳感器用于測量汽車當前駕駛車速；

所述車身側向加速度傳感器用于測量汽車當前的車身側向加速度；

所述橫擺角速度傳感器用于測量汽車當前的橫擺角速度；

所述轉向盤、轉矩轉角傳感器、轉向軸、齒輪齒條轉向機構相互連接，形成轉向盤系統，完成轉矩傳遞，同時接收路面及車輛的反饋信息，提供給駕駛員相應路感；

所述轉矩轉角傳感器安裝在轉向軸上，用以測量駕駛員的轉向軸轉矩輸入和轉角輸入；

所述連桿機構包括轉向主銷及轉向橫拉桿，二者連接；