[實用新型]線控雙電機耦合轉向裝置

有效

• 申請號: 201921695864.4
• 申請日: 2019-10-11
• 公開（公告）號: CN212220364U
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 王安;趙萬忠;陳莉娟;馮建;匡登明
• 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;B62D6/00;B62D119/00;B62D137/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 韓天宇

本實用新型提供了一種線控雙電機耦合轉向裝置，包括采集單元、轉向盤總成、ECU控制模塊、主輔雙電機執行單元，采集單元與ECU控制模塊、轉向盤總成及主輔雙電機執行單元分別連接，ECU控制模塊與采集單元、主輔雙電機執行單元、轉向盤總成分別連接，主輔雙電機執行單元包括主轉向電機控制器，主轉向電機，主離合器，輔轉向電機控制器，輔轉向電機，輔離合器，齒輪齒條機構，前輪，轉矩耦合器。本實用新型在滿足車輛穩定性的前提上，控制器可以由汽車的狀態在線選擇最優的轉向模式，并實現電機間能量的優化分配。

技術領域

本實用新型涉及線控轉向系統及轉向能耗系統技術領域，具體是一種線控雙電機耦合轉向裝置。

背景技術

線控轉向作為一種智能化電子控制技術日益凸顯出其獨特的優勢。線控轉向系統可以實現主動轉向，顯著提高了轉向系統的操作穩定性。機械連接的取消提高了汽車穩定性與操作穩定性，但采用線控代替機械連接的方式，使容錯控制變成了確保線控轉向汽車安全的關鍵。轉向執行電機作為系統的執行機構，在轉向過程中充當重要的組成部分，它的狀態對汽車轉向有極大影響。在轉向過程中，轉向電機是轉向的動力源，一旦電機出現故障，電機的轉向特性就很難保證，可能會出現較大的安全隱患。因此，為了預防單轉向執行電機失效而引起系統失效的問題，雙執行電機被引入到線控轉向系統。

雙電機系統的冗余特性極大地提高了系統的可靠性和安全性。一方面，雙電機的容錯策略的研究提高了轉向系統的安全性，另一方面，為了充分挖掘雙電機系統的潛力，有些學者對正常轉向工況下雙電機的協調控制進行了研究。汽車正常轉向時，一部分研究者們會采用傳統單電機轉向，僅把另一個電機當作備份。一部分研究者會采用兩個相同的電機共同承擔負載的形式，通過相應的控制策略使兩個電機盡量工作在相同的狀態，以此降低單個電機的負載，提高電機的壽命和降低電機的故障率。

引入冗余電機為轉向電機的容錯提供了保證，但會使車輛轉向能耗發生變化。研究者們在考慮正常轉向工況下雙電機的工作狀態時忽視了引入冗余電機導致的能耗變化問題，以及由能耗變化引起的雙電機協調工作問題。當一個電機單獨工作時，電機的工作點完全由外界負載決定。在外界負載不變的情況下，當汽車采用兩個相同的執行電機進行轉向時，單個電機的能耗工作點會發生改變。但此時兩個電機處在相同的狀態，它們的工作點仍只由外界負載決定且電機的工作點與電機能耗直接相關，所以這種結構很難發揮雙電機轉向系統的節能潛力。

實用新型內容

本實用新型為了解決現有技術的問題，提供了一種線控雙電機耦合轉向裝置，在滿足車輛穩定性的前提上，控制器可以由汽車的狀態在線選擇最優的轉向模式，并實現電機間能量的優化分配。

本實用新型包括采集單元、轉向盤總成、ECU控制模塊、主輔雙電機執行單元。

采集單元與ECU控制模塊、轉向盤總成及主輔雙電機執行單元分別連接。所述采集單元包括轉向盤轉角傳感器，轉向盤力矩傳感器，主電機扭矩和轉速傳感器，輔助電機扭矩和轉速傳感器，車速傳感器，橫擺角速度傳感器。

ECU控制模塊與采集單元、主輔雙電機執行單元、轉向盤總成分別連接。

主輔雙電機執行單元包括主電機控制器，主轉向電機，主離合器，輔轉向電機控制器，輔轉向電機，輔離合器，齒輪齒條機構，前輪，轉矩耦合器。

所述的主轉向電機及主離合器分別連接主電機控制器，輔轉向電機及輔離合器分別連接輔轉向電機控制器，主轉向電機通過主離合器與轉矩耦合器的一個輸入扭矩端相連、輔轉向電機通過輔離合器與轉矩耦合器的另一個輸入扭矩端相連，轉矩耦合器的輸出扭矩端與齒輪齒條機構相連，前輪安裝在齒輪齒條機構的兩側。

主電機扭矩和轉速傳感器安裝在主轉向電機上，輔助電機扭矩和轉速傳感器安裝在輔轉向電機上，主電機扭矩和轉速傳感器與輔助電機扭矩和轉速傳感器連接總線，將主電機控制器及輔轉向電機控制器的信號輸入到總線中，再通過總線傳輸到ECU控制模塊中。