一种电动轮驱动汽车的多模式转向系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种电动轮驱动汽车的多模式转向系统，包括：转向轴；助力转向电机，包括转子，其连接所述转向轴；电磁离合器，包括能够选择性结合或分离的输入端和输出端，所述输入端连接所述转子；转向器，其与所述输出端固定连接；轮毂电机，其驱动轮毂，用于驱动车轮转动；ECU，其连接轮毂电机、助力转向电机和电磁离合器，并控制输出五种转向模式。本实用新型专利技术的多模式转向系统具有多重工作模式，大大提高了转向系统的可靠性和安全性。

Multi mode steering system of electric wheel driven automobile

The utility model discloses a multi mode electric wheel drive vehicle steering system, including steering shaft; power steering motor includes a rotor, which is connected with the steering shaft; the electromagnetic clutch, including input and output can be combined or separated selectively, the input end is connected with the rotor; steering gear. With the output end is fixedly connected; the wheel motor, the drive hub for driving wheel; ECU, connected to the hub motor, steering motor and electromagnetic clutch, and control the output of five steering modes. The multi-mode steering system of the utility model has multiple working modes, and greatly improves the reliability and the safety of the steering system.

【技术实现步骤摘要】
一种电动轮驱动汽车的多模式转向系统
本技术涉及汽车
更具体地说，本技术涉及一种用于电动轮驱动汽车的多模式转向系统。
技术介绍
电动轮是指将轮毂电机直接集成在车轮中，电机直接驱动车轮，省去了传统汽车的复杂的机械传动机构，使空间布置更加灵活，同时对于四个车轮都可以进行独立控制，便于实现复杂的动力学和稳定性协调控制。现有的汽车转向系统中，无助力机械转向系统占用空间大，转向操纵费力，现在已经基本被淘汰；其替代产品液压助力转向系统可以很好解决转向轻便性问题，但是其助力特性固化，传动比固定，不能协调转向轻便性和路感之间的矛盾；其继任者电动助力转向系统可以实现随速可调助力大小，确保了高速行驶的路感回馈。但是由于其无法改变传动系统角传动比，故无法从根本上解决转向的“轻与灵”之间的矛盾，难以适应不同车速下对转向灵敏度的不同要求。线控转向系统取消了转向盘和转向轮的机械连接，通过电子控制可以实现在不同车速下角传动比的变化，解决了转向“轻与灵”的矛盾，大大提高了在不同车速下的转向灵活性和操纵稳定性，但也由于转向盘和转向车轮之间没有机械连接,当系统出现故障时,车辆将无法保证可靠转向,有失控危险。专利CN100572165C提出了一种用于转向轮独立驱动的差动助力系统，该系统充分利用了电动轮驱动汽车各车轮可独立控制的特点，利用两转向轮产生的转矩差来实现转向助力作用，替代了助力电机，使转向系统进一步简化。但该系统无法改变角传动比，仍然无法从根本上解决转向“轻与灵”之间的矛盾。
技术实现思路
本技术目的是提供一种电动轮驱动汽车的多模式转向系统，轮毂电机和转向电机输出不同的转矩从而进行转向。为了实现根据本技术的这些目的和其它优点，提供了一种电动轮驱动汽车的多模式转向系统，包括：转向轴；助力转向电机，包括转子，其连接所述转向轴；电磁离合器，包括能够选择性结合或分离的输入端和输出端，所述输入端连接所述转子；转向器，其与所述输出端固定连接；轮毂电机，其驱动轮毂，用于驱动车轮转动；ECU，其连接轮毂电机、助力转向电机和电磁离合器。优选的是，所述转向电机包括：外壳，其内中空；定子，其固定在所述外壳内表面上；定子励磁绕组，其固定在所述定子上，通以电流用以产生磁场；转子，其可旋转的支撑在所述中空外壳内；永磁体，其安装在所述转子上，用于在磁场作用下带动转子转动；输出轴，其与所述转子花键配合连接。优选的是，所述电磁离合器还包括：磁轭，其固定在所述输入端的外周缘上，所述磁轭内开设第一容置空间；线圈，其布设在所述第一容置空间中，用于通电产生电磁力；以及衔铁，其套设在所述输入端远离磁轭的一端，所述衔铁在电磁吸引力作用下向磁轭滑动；多个主动摩擦片，其通过花键配合可滑动设置在所述输入端上；多个从动摩擦片，其交替设置在所述主动摩擦片之间，并通过花键配合可滑动设置在所述输出端上；所述输入端设置内花键，所述输出轴设置外花键，所述输入端和输出轴通过花键配合；所述输出端与转向器花键配合连接；其中，主动摩擦片和从动摩擦片布设在所述衔铁和磁轭之间，当衔铁在电磁力作用下向磁轭滑动至使主动摩擦片和从动摩擦片压紧时，电磁离合器结合。优选的是，还包括：转矩传感器，其用于检测方向盘的转矩；转角传感器，其用于检测方向盘的转角；所述转矩传感器和转角传感器集合成传感器模块，所述传感器模块固定在所述转向轴上并与ECU连接。优选的是，还包括：转向横拉杆，其通过球头副对称连接在所述转向器两端，用于带动车轮平面转动；左前轮，其通过转向节连接在转向横拉杆一侧，其内具有固定轮毂电机的容置空间；右前轮，其通过转向节连接在转向横拉杆另一侧，其内具有固定轮毂电机的容置空间。本技术至少包括以下有益效果：本技术所述的电动轮驱动汽车单电机线控转向系统及多模式控制方法与传统的线控转向系统相比，不仅可根据车速等因素改变角传动比，从根本上解决了“轻与灵”的矛盾，同时省去了转向执行电机，利用电动轮独立驱动汽车各车轮可独立控制的特点，利用左右前轮产生的转矩差来实现转向执行电机的功能，大大简化了系统结构，同时便于实现整车更加复杂的动力性及稳定性控制。当驾驶员实施危险误操作或处于危险转向工况，电控系统能主动介入对转向实现控制，大大提高了转向安全性。同时，由于有多重工作模式的存在，当转向电机损坏时，系统仍可实现差动助力转向；当两前轮轮毂电机有任意一个损坏或者同时损坏时，系统仍可以实现电动助力转向,在这两种故障情况下，系统依然能保持可靠而又稳定的助力；当转向电机和前轮轮毂电机都损坏时，可恢复机械连接，实现机械转向，这就大大提高了系统的可靠性和安全性，使系统总能完成转向的功能。本技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1为本技术所述的电动轮驱动汽车的多模式转向系统的结构组成简图；图2为本技术所述的电动轮驱动汽车的多模式转向系统的电磁离合器的全剖视图；图3为本技术所述的电动轮驱动汽车的多模式转向系统的右前轮系统结构图；具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。图1示出了本技术的一种实现形式，一种电动轮驱动汽车的多模式转向系统，包括：转向盘100、转向电机200、电磁离合器300、转向执行机构400、中央控制单元(ECU)500。转向盘100输入驾驶员的转向意图，转向轴110的上端通过花键与转向盘100相连，用于输出转向意图。转向电机200包括转子220和输出轴260，所述转子220为转轴结构，其上端花键连接所述转向轴110；输出轴260为转轴结构，其上轴端加工有内花键槽以与转子220花键连接，输出轴260下轴端加工有外花键，通过花键与传动轴套310相连接。转子220下端花键连接所述输出轴260；电磁离合器300包括能够选择性结合或分离的输入端和输出端，所述输入端为传动轴套310、所述输出端为外连接件360，所述传动轴套310花键连接所述输出轴260。转向执行机构400包括转向器410、右前轮轮毂电机440和左前轮轮毂电机460；转向器410为齿轮齿条转向器，包括转向输入小齿轮、齿条、转向器壳体，所述转向器410与所述传动轴套310花键连接，用于控制所述转向执行机构400带动右前轮430和左前轮450偏转；右前轮轮毂电机440和左前轮轮毂电机460分别固定在右前轮430和左前轮450的轮毂里，用于驱动右前轮430和左前轮450偏转；ECU500为整车控制器的一个软件控制子模块，其需与整车其他电子控制系统进行协调控制，其连接右前轮轮毂电机440、左前轮轮毂电机460、转向电机200和电磁离合器300，并控制输出如下模式：第一模式，ECU500控制电磁离合器300断开，转向电机200与转向器410断开；ECU500控制转向电机200形成路感反馈阻力转矩；同时，ECU500控制轮毂电机输出差动力矩，驱动车轮进行转向；第二模式，ECU500控制电磁离合器300结合，转向电机200与转向器410连接；ECU500控制转向电机200形成电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动轮驱动汽车的多模式转向系统，其特征在于，包括：转向轴；助力转向电机，包括转子，其连接所述转向轴；电磁离合器，包括能够选择性结合或分离的输入端和输出端，所述输入端连接所述转子；转向器，其与所述输出端固定连接；轮毂电机，其驱动轮毂，用于驱动车轮转动；ECU，其连接轮毂电机、助力转向电机和电磁离合器。

【技术特征摘要】
1.一种电动轮驱动汽车的多模式转向系统，其特征在于，包括：转向轴；助力转向电机，包括转子，其连接所述转向轴；电磁离合器，包括能够选择性结合或分离的输入端和输出端，所述输入端连接所述转子；转向器，其与所述输出端固定连接；轮毂电机，其驱动轮毂，用于驱动车轮转动；ECU，其连接轮毂电机、助力转向电机和电磁离合器。2.如权利要求1所述的电动轮驱动汽车的多模式转向系统，其特征在于，所述转向电机包括：外壳，其内中空；定子，其固定在所述外壳内表面上；定子励磁绕组，其固定在所述定子上，通以电流用以产生磁场；转子，其可旋转的支撑在所述中空外壳内；永磁体，其安装在所述转子上，用于在磁场作用下带动转子转动；输出轴，其与所述转子花键配合连接。3.如权利要求2所述的电动轮驱动汽车的多模式转向系统，其特征在于，所述电磁离合器还包括：磁轭，其固定在所述输入端的外周缘上，所述磁轭内开设第一容置空间；线圈，其布设在所述第一容置空间中，用于通电产生电磁力；以及衔铁，其套设在所述输入端远离磁轭的一端，所述衔铁在电磁吸引力作用下向磁轭滑动；多...

【专利技术属性】
技术研发人员：王军年，罗正，郭德东，王凯，杨斌，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：新型
国别省市：吉林,22