[實(shí)用新型]一種電動(dòng)汽車四輪線控獨(dú)立轉(zhuǎn)向架構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201820783018.7
• 申請(qǐng)日: 2018-05-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN208774866U
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張輝;孫鵬;張喬喬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B62D5/04
• 分類號(hào): B62D5/04;B62D6/00;B62D113/00
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 韓玙

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種電動(dòng)汽車四輪線控獨(dú)立轉(zhuǎn)向架構(gòu)，包括依次連接的轉(zhuǎn)向盤總成、ECU單元和轉(zhuǎn)向執(zhí)行總成三部分組成，以CAN總線協(xié)議實(shí)現(xiàn)整車網(wǎng)絡(luò)通信，轉(zhuǎn)向盤總成包括轉(zhuǎn)向盤，轉(zhuǎn)向盤的輪轂內(nèi)設(shè)有花鍵，輪轂通過(guò)花鍵與轉(zhuǎn)向軸一端相同規(guī)格的花鍵嵌入固定，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)同步帶動(dòng)轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)動(dòng)相同角度，轉(zhuǎn)向軸上固定有轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器通過(guò)轉(zhuǎn)接件固定在轉(zhuǎn)向軸上，轉(zhuǎn)向軸底部還設(shè)置有路感電機(jī)，路感電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)而帶動(dòng)轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)動(dòng)將路感力矩傳遞給轉(zhuǎn)向盤，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器和路感電機(jī)均與ECU單元連接，本實(shí)用新型解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的線控轉(zhuǎn)向中車輪間轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)機(jī)械耦合不具備獨(dú)立轉(zhuǎn)向功能、轉(zhuǎn)向輪動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力較差的問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于新能源電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)向技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電動(dòng)汽車四輪線控獨(dú)立轉(zhuǎn)向架構(gòu)。

背景技術(shù)

電動(dòng)汽車以電為動(dòng)力能源，具有零排放、能量傳遞效率高等優(yōu)點(diǎn)，其關(guān)鍵技術(shù)不斷突破，正挑戰(zhàn)著傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車的市場(chǎng)地位。分布式驅(qū)動(dòng)及獨(dú)立線控轉(zhuǎn)向使得整車底盤空間利用效率和傳動(dòng)效率得到提高，為汽車的電動(dòng)化、智能化、輕量化發(fā)展提供更廣闊的空間。

線控轉(zhuǎn)向取消了傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)復(fù)雜機(jī)械結(jié)構(gòu)，各部分通過(guò)信號(hào)傳輸線連接，由轉(zhuǎn)向盤總成、轉(zhuǎn)向執(zhí)行總成和中央控制器(Electronic Control Unit，ECU)三個(gè)主要部分等組成。目前針對(duì)線控轉(zhuǎn)向架構(gòu)大都采用單臺(tái)轉(zhuǎn)向電機(jī)通過(guò)齒輪、齒條控制同軸相連車輪進(jìn)行轉(zhuǎn)向，此設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單且轉(zhuǎn)向輪同步工作，但輪間依靠機(jī)械傳動(dòng)，執(zhí)行速度較遲緩，無(wú)法實(shí)現(xiàn)大角度獨(dú)立轉(zhuǎn)向且不符合線控轉(zhuǎn)向發(fā)展趨勢(shì)。或直接將轉(zhuǎn)向執(zhí)行總成集成于各轉(zhuǎn)向輪內(nèi)，可實(shí)現(xiàn)獨(dú)立轉(zhuǎn)向，增強(qiáng)駕駛機(jī)動(dòng)性，但大大增加了汽車簧下質(zhì)量，動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力變差，不利于車輛穩(wěn)定性行駛。

線控轉(zhuǎn)向完全擺脫了傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系各種制約，可采用多種控制策略和優(yōu)化算法，使轉(zhuǎn)角輸入指令更合理精確，提升電動(dòng)汽車操控穩(wěn)定性，優(yōu)化駕駛員路感，使駕駛過(guò)程人性化、智能化。變角傳動(dòng)比控制是線控轉(zhuǎn)向最大特點(diǎn)之一，可以提升低速轉(zhuǎn)向機(jī)動(dòng)性和中高速轉(zhuǎn)向時(shí)的操縱穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)低速轉(zhuǎn)向更輕便靈敏，高速轉(zhuǎn)向更穩(wěn)重安全，防止轉(zhuǎn)向過(guò)度。分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車前輪轉(zhuǎn)角采用變角傳動(dòng)比控制，其控制方法包括：①參數(shù)擬合法，對(duì)駛狀態(tài)參數(shù)擬合，建立車輛狀態(tài)信息與角傳動(dòng)比的非線性函數(shù)關(guān)系。②以車輛行駛狀態(tài)參數(shù)為控制變量智能控制法，如模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等。相較于第一種方法，該類方法無(wú)需建立很精確的模型，魯棒性和動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性更好。但控制復(fù)雜。③基于轉(zhuǎn)向增益不變確定角傳動(dòng)比，該方法減少了汽車非線性特性對(duì)駕駛員的影響，提高了汽車操縱性和舒適性，設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單實(shí)用。常用方法有：基于橫擺角速度增益不變、基于側(cè)向加速度增益不變。定橫擺角速度增益確定的角傳動(dòng)比在高速會(huì)存在下降趨勢(shì)，不滿足在高速時(shí)轉(zhuǎn)向盤靈敏度應(yīng)適當(dāng)降低的設(shè)計(jì)要求。定側(cè)向加速度增益確定的角傳動(dòng)比會(huì)隨車速一直增加且趨勢(shì)較快，不能達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。基于轉(zhuǎn)向增益不變確定變角傳動(dòng)比，是一種穩(wěn)態(tài)控制策略。但車輛在實(shí)際的行駛過(guò)程中工況復(fù)雜，以及路況、車況影響，使得轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)角和汽車行駛狀態(tài)之間不能夠同步。主動(dòng)轉(zhuǎn)向控制根據(jù)車輛實(shí)時(shí)狀態(tài)，確保操縱穩(wěn)定性，主動(dòng)對(duì)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角輸入信號(hào)增大或減小，進(jìn)行動(dòng)態(tài)校正，是提高“人—車—路”閉環(huán)系統(tǒng)主動(dòng)安全性的重要手段。目前常用方法采用單一車輛狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行反饋，對(duì)車輛行駛狀態(tài)描述不足，且在主動(dòng)轉(zhuǎn)向控制器的設(shè)計(jì)方面，都避開(kāi)傳統(tǒng)PID控制，采用自適應(yīng)PID控制、模糊PI控制、滑模控制等現(xiàn)代智能控制。控制器設(shè)計(jì)十分復(fù)雜，且不符合車輛行駛過(guò)程安全可靠設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種電動(dòng)汽車四輪線控獨(dú)立轉(zhuǎn)向架構(gòu)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的線控轉(zhuǎn)向中車輪間轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)機(jī)械耦合不具備獨(dú)立轉(zhuǎn)向功能、轉(zhuǎn)向輪動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力較差的問(wèn)題。

本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是，一種電動(dòng)汽車四輪線控獨(dú)立轉(zhuǎn)向架構(gòu)，包括依次連接的轉(zhuǎn)向盤總成、ECU單元和轉(zhuǎn)向執(zhí)行總成三部分組成。

本實(shí)用新型的特點(diǎn)還在于，