[發明專利]一種電動車輛改輪轂電機驅動的線控助力轉向改裝方法

在審

• 申請號: 202010130199.5
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN111301516A
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 王耀;陳慶樟;高琳琳;張文俊;王尚;葉甜;吳文葉;王謝璁;丁向
• 申請（專利權）人: 常熟理工學院
• 主分類號: B62D5/04
• 分類號: B62D5/04;B62D6/00;B62D113/00;B62D119/00
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 滕詣迪

本發明公開了一種電動車輛改輪轂電機驅動的線控助力轉向改裝方法，涉及電動汽車技術領域。本發明包括方向盤、方向盤轉角傳感器、轉矩傳感器、加裝助力電機、方向盤立柱離合、輪胎、原助力電機、分布式驅動線控轉向ECU、原車助力轉向ECU和CAN信號線路，加裝助力電機在分布式驅動線控轉向ECU的控制下，通過蝸輪蝸桿機構對轉向管柱直接施加助力矩，原助力電機則在原車助力轉向ECU的控制下通過齒輪齒條機構直接對橫拉桿施加助力矩，本發明通過新增線控助力轉向控制器與CAN局域網通訊，實現對立柱上新增的助力電機進行控制，在加裝輪轂電機后無法輸出足夠的力矩時，快速有效的克服增大的轉向阻力，以改善車輛的轉向響應。

技術領域

本發明涉及電動汽車技術領域，具體為一種電動車輛改輪轂電機驅動的線控助力轉向改裝方法。

背景技術

在環境問題日益嚴重的大背景下，電動汽車相關技術處于高速發展時期。電動汽車不僅具有零碳排放，環境的友好的優點，在動力學控制層次，電動車輛具有控制響應快，控制力拒可知可控的特點。目前的電動汽車的動力系統設計方案主要有兩種：一是基于中央電機的動力系統方案，二是基于輪轂電機或輪邊電機的分布式驅動方案。相比中央電機方案，采用輪轂電機或輪邊電機的分布式驅動方案具有車輛四輪輸出扭矩可獨立控制的特點。在這樣的特點下，汽車可操控性，操縱穩定性得到了顯著的提高。車輛可以通過內外輪反轉等靈活的控制方法完成諸如原地轉向，蟹行等傳動車輛難以企及的動作。

基于上述技術原理，通過卸除原有中央電機，加裝輪轂電機(或輪邊電機)來構建分布式驅動系統，可以顯著提高電動汽車的操控性能。但由于分布式驅動車輛所采用輪轂電機(或輪邊電機)需要安裝在輪轂中或輪邊上，原本部署在懸架之上的動力系統被轉移到了懸架之下，車輛的簧下質量大幅度增加，這使得被改裝車輛原有的助力轉向系統很難適應和滿足加裝輪轂電機后的轉向需求。并且車用輪轂電機具有一定的體積，改裝復雜，安裝時為了不與懸架等機構發生干涉沖突，常常需要對車輛輪距做加寬處理，輪距加寬后的轉向阻力增大，助力電機需要輸出給更大的轉矩才能滿足轉向需求，這加重了助力電機的負擔同時也降低了汽車轉向系統的響應速度。在這樣的背景下，迫切需要一種針對中央電機驅動改裝分布式驅動的電動車輛的線控助力轉向再設計方法來解決上述的技術問題。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種電動車輛改輪轂電機驅動的線控助力轉向改裝方法，涉及到分布式驅動電動汽車的的線控助力系統改裝，是針對加裝輪轂電機后的普通電動車輛的線控助力轉向系統再設計方法，解決了上述背景技術中提出的問題。

為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：一種電動車輛改輪轂電機驅動的線控助力轉向改裝方法，包括方向盤、方向盤轉角傳感器、轉矩傳感器、加裝助力電機、方向盤立柱離合、輪胎、原助力電機、分布式驅動線控轉向ECU、原車助力轉向ECU和CAN信號線路；

所述加裝助力電機在分布式驅動線控轉向ECU的控制下，通過蝸輪蝸桿機構對轉向管柱直接施加助力矩，原助力電機則在原車助力轉向ECU的控制下通過齒輪齒條機構直接對橫拉桿施加助力矩，方向盤立柱離合受分布式驅動線控轉向ECU的控制，通過液壓機構實現離合器的開閉，近而實現線控狀態的進入與退出，方向盤轉角傳感器與轉矩傳感器直接套裝在轉向管柱上；

所述方向盤轉角傳感器與轉矩傳感器采集轉向管柱上的轉角和轉矩信息，采集的信號分別傳輸至分布式驅動線控轉向ECU與原車助力轉向ECU的同時與CAN信號線路構成的局域網互通共享；分布式驅動線控轉向ECU通過CAN信號線路構成的局域網從原車助力轉向ECU中下載車速信號和原助力電機控制信號T₁；

分布式驅動線控轉向ECU根據原助力電機的控制信號T₁和車速信號、方向盤轉角傳感器中的方向盤轉角信號、轉矩傳感器中的力矩信號計算加裝助力電機的輸出力矩。

進一步地，所述轉矩傳感器的信號反應駕駛員的轉向需求，即轉矩傳感器扭矩值等于駕駛員輸出力矩，其滿足如下公式：