轮毂电机和转向电机互为冗余的车轮总成及其控制方法技术

本发明专利技术涉及轮毂电机和转向电机互为冗余的车轮总成及其控制方法，车轮总成包括车轮、轮毂电机、转向电机、减速器和悬架系统，轮毂电机与车轮的轮毂传动连接以驱动车轮转动，转向电机通过减速器与悬架系统传动连接以驱动车轮转向，所述轮毂电机和转向电机同轴地并排设置在车轮的轮毂腔内，所述减速器是直角减速器以将转向电机输出的动力进行90度变向后传递至悬架系统。本发明专利技术将轮毂电机和转向电机同轴并排设置在车轮的轮毂腔内，有效利用了轮毂腔的内部空间，使轮毂电机和转向电机的布置十分紧凑，减小了车轮总成的空间占用。减小了车轮总成的空间占用。减小了车轮总成的空间占用。

【技术实现步骤摘要】
轮毂电机和转向电机互为冗余的车轮总成及其控制方法


[0001]本专利技术涉及电动轮
，具体涉及一种轮毂电机和转向电机互为冗余的车轮总成。

技术介绍

[0002]电动车轮总成是电动汽车的核心装置之一，电动车轮总成将轮毂电机与传动、制动、转向装置都合并为一体，简化掉了传统汽车中的变速器、离合器、传动轴、差速器等，直接将驱动力传递给车轮，使得车辆的空间利用率和传动效率大大提高。但是电动车轮总成的技术难点在于安装空间狭小，部件的安装需要耗费较大的工时，尤其是目前的电动车轮总成大多数将转向电机布置在悬架的支撑臂附近，占用了大量的安装空间，不利于电动车轮总成的集成化。
[0003]另外，现有的电动车轮总成中，车轮的转动和转向分别只由一个轮毂电机和一个转向电机驱动，如若电机出现故障，则会对驾驶员的安全带来严重的后果。而如果单纯地为轮毂电机和转向电机都增加备用电机的话，又需要很大的安装空间来进行布局，与电动车轮总成集成化、紧凑化的设计理念相悖。

技术实现思路

[0004]因此，针对上述问题，本专利技术提出一种轮毂电机和转向电机互为冗余的车轮总成，基于该车轮总成，还提出其控制方法。
[0005]本专利技术采用如下技术方案实现：
[0006]本专利技术提出轮毂电机和转向电机互为冗余的车轮总成，包括车轮、轮毂电机、转向电机、减速器和悬架系统，轮毂电机与车轮的轮毂传动连接以驱动车轮转动，转向电机通过减速器与悬架系统传动连接以驱动车轮转向，所述轮毂电机和转向电机同轴地并排设置在车轮的轮毂腔内，所述减速器是直角减速器以将转向电机输出的动力进行90度变向后传递至悬架系统。
[0007]其中，优选还包括第一电控离合装置、第二电控离合装置和第三电控离合装置，车轮的轮毂包括转轴，轮毂电机包括输出其转矩的第一电机轴，转向电机包括输出其转矩的第二电机轴，减速器包括动力输入轴，所述转轴、第一电机轴、第二电机轴和动力输入轴依次同轴设置，转轴和第一电机轴第一端通过第一电控离合装置可分离地传动连接，第一电机轴第二端和第二电机轴第一端通过第二电控离合装置可分离地传动连接，第二电机轴第二端和动力输入轴通过第三电控离合装置可分离地传动连接。
[0008]其中，优选车轮总成还包括电机壳体和制动器，所述轮毂电机和转向电机均容置在所述电机壳体内，所述制动器安装在所述电机壳体与车轮的轮毂之间。
[0009]其中，优选所述轮毂电机和转向电机的外径相当，所述电机外壳呈一圆柱形结构。
[0010]其中，优选所述减速器包括箱体，所述箱体固定安装在所述电机壳体上。
[0011]其中，优选所述悬架系统包括上摆臂、上支撑臂、下摆臂和下支撑臂，所述上摆臂
和下摆臂在竖直方向上一上一下布置，所述上摆臂一端与车架固定连接，另一端与上支撑臂通过球头连接，所述上支撑臂还与电机壳体固定连接；所述下摆臂一端与车架固定连接，另一端与下支撑臂铰接且铰接轴为沿水平方向，所述下支撑臂和减速器输出轴通过轴销连接，在所述下支撑臂和减速器输出轴之间设有止推轴承。
[0012]本专利技术还提出轮毂电机和转向电机互为冗余的车轮总成的控制方法，采用如上所述的轮毂电机和转向电机互为冗余的车轮总成，首先判断轮毂电机和转向电机是否正常工作，若轮毂电机和转向电机均正常工作，则常闭的第一电控离合装置和第三电控离合装置保持在结合状态，常开的第二电控离合装置保持在分离状态，轮毂电机驱动车轮转动，转向电机驱动车轮转向；若轮毂电机出现故障，而转向电机正常工作，则控制常闭的第三电控离合装置切换至分离状态，常开的第二电控离合装置切换至结合状态，第一电控离合装置继续保持在结合的状态，由转向电机临时驱动车轮转动；若转向电机出现故障，而轮毂电机正常工作，则控制常闭的第一电控离合装置切换至分离状态，常开的第二电控离合装置切换至结合状态，第三电控离合装置继续保持在结合的状态，由轮毂电机临时驱动车轮转向。
[0013]其中，优选地，若轮毂电机出现故障，而转向电机正常工作，且发生故障的是后车轮时，则判断后车轮是否处在转向的状态，若车轮处在转向的状态，则先控制转向电机先驱动车轮摆正，之后控制常闭的第三电控离合装置切换至分离状态，常开的第二电控离合装置切换至结合状态，第一电控离合装置继续保持在结合的状态，由转向电机临时驱动车轮转动；若车轮不处在转向的状态，则直接控制常闭的第三电控离合装置切换至分离状态，常开的第二电控离合装置切换至结合状态，第一电控离合装置继续保持在结合的状态，由转向电机临时驱动车轮转动。
[0014]本专利技术具有以下有益效果：本专利技术将轮毂电机和转向电机同轴并排设置在车轮的轮毂腔内，有效利用了轮毂腔的内部空间，使轮毂电机和转向电机的布置十分紧凑，减小了车轮总成的空间占用。通过设置第一电控离合装置、第二电控离合装置和第三电控离合装置，在保持轮毂电机和转向电机布局紧凑的情况下轮毂电机和转向电机还能互为安全冗余备份，大幅提高了车辆驾驶的安全性。
附图说明
[0015]图1是实施例中轮毂电机和转向电机互为冗余的车轮总成的示意图；
[0016]图2实施例中轮毂电机和转向电机互为冗余的逻辑表格图。
具体实施方式
[0017]为进一步说明各实施例，本专利技术提供有附图。这些附图为本专利技术揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本专利技术的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
[0018]现结合附图和具体实施方式对本专利技术进一步说明。
[0019]参阅图1所示，作为本专利技术的优选实施例，提供一种轮毂电机和转向电机互为冗余的车轮总成，包括车轮1以及用于驱动车轮1进行转动的轮毂电机2、用于驱动车轮1进行转向的转向电机3，其中，轮毂电机2和转向电机3同轴地并排设置在车轮1的轮毂腔15内，转向
电机3的输出轴与减速器5传动连接，该减速器5是直角减速器，即减速器5的输入轴和输出轴呈90度直角分布，从而减速器5不仅能够能将转向电机3输出的力矩增扭、减速，还能将转向电机3输出的动力进行90度变向后传动给悬架系统，从而实现车轮1的转向功能。本实施例将轮毂电机2和转向电机3同轴并排设置在车轮1的轮毂腔15内，有效利用了轮毂腔15的内部空间，使轮毂电机2和转向电机3的布置十分紧凑，减小了车轮总成的空间占用，有利于车轮总成的制造、装配和运输。且由于轮毂电机2和转向电机3并排设置，二者的径向空间互不干涉，轮毂电机2和转向电机3的电机定子、转子都可以以较大的直径规格来设计，能够提高轮毂电机2和转向电机3的输出转矩。本实施例中，轮毂电机2和转向电机3的外径相当，既保证轮毂电机2和转向电机3具有较大的输出转矩，两者的安装和配合也更为容易。
[0020]本实施例的车轮总成还包括第一电控离合装置16、第二电控离合装置6和第三电控离合装置7，车轮1的轮毂包括转轴101，轮毂电机2包括输出其转矩的第一电机轴201，转向电机3包括输出其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.轮毂电机和转向电机互为冗余的车轮总成，包括车轮、轮毂电机、转向电机、减速器和悬架系统，轮毂电机与车轮的轮毂传动连接以驱动车轮转动，转向电机通过减速器与悬架系统传动连接以驱动车轮转向，其特征在于：所述轮毂电机和转向电机同轴地并排设置在车轮的轮毂腔内，所述减速器是直角减速器以将转向电机输出的动力进行90度变向后传递至悬架系统。2.根据权利要求1所述的轮毂电机和转向电机互为冗余的车轮总成，其特征在于：还包括第一电控离合装置、第二电控离合装置和第三电控离合装置，车轮的轮毂包括转轴，轮毂电机包括输出其转矩的第一电机轴，转向电机包括输出其转矩的第二电机轴，减速器包括动力输入轴，所述转轴、第一电机轴、第二电机轴和动力输入轴依次同轴设置，转轴和第一电机轴第一端通过第一电控离合装置可分离地传动连接，第一电机轴第二端和第二电机轴第一端通过第二电控离合装置可分离地传动连接，第二电机轴第二端和动力输入轴通过第三电控离合装置可分离地传动连接。3.根据权利要求1所述的轮毂电机和转向电机互为冗余的车轮总成，其特征在于：还包括电机壳体和制动器，所述轮毂电机和转向电机均容置在所述电机壳体内，所述制动器安装在所述电机壳体与车轮的轮毂之间。4.根据权利要求3所述的轮毂电机和转向电机互为冗余的车轮总成，其特征在于：所述轮毂电机和转向电机的外径相当，所述电机外壳呈一圆柱形结构。5.根据权利要求3所述的轮毂电机和转向电机互为冗余的车轮总成，其特征在于：所述减速器包括箱体，所述箱体固定安装在所述电机壳体上。6.根据权利要求5所述的轮毂电机和转向电机互为冗余的车轮总成，其特征在于：所述悬架系统包括上摆臂、上支撑臂、下摆臂和下支撑臂，所述上摆臂和下摆臂在竖直方向上一上一下布置，所述上摆臂一端与车架固定连接，另一端与上支撑臂通过球头连接，所述上...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏亮，白学森，刘建峰，林银聚，龚刚，郑沛琪，李勇，
申请(专利权)人：厦门金龙联合汽车工业有限公司，
类型：发明
国别省市：