一种安全冗余的电动汽车双电机转向系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种安全冗余的电动汽车双电机转向系统及其控制方法，转向系统包括：第一转向电机；第一太阳轮、第一行星轮和第一行星架；第一太阳轮与第一转向电机的动力输出轴连接；第一主动齿轮与第一行星架连接；第一从动齿轮，其与第一主动齿轮啮合；第一蜗杆，其与第一从动齿轮连接；第一蜗轮，其与第一蜗杆啮合传动；第一蜗轮的动力输出端选择性的连接转向节；第二转向电机；第二太阳轮、第二行星轮和第二行星架；第二太阳轮与第二转向电机的动力输出轴连接；第二主动齿轮与第二行星架连接；第二从动齿轮，其与第二主动齿轮啮合；第二蜗杆，其与第二从动齿轮连接；第二蜗轮，其与第二蜗杆啮合传动；第二蜗轮的动力输出端选择性的转向节。转向节。转向节。

【技术实现步骤摘要】
一种安全冗余的电动汽车双电机转向系统及其控制方法


[0001]本专利技术属于电动汽车转向
，特别涉及一种安全冗余的电动汽车双电机转向系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]汽车从最初作为人的代步工具发展到现在已有百余年历史，如今的汽车已经不仅局限于代步这一功能。从用途上来讲，除了基本的运输等作用，更是成为了人们娱乐、工作必不可少的产品之一；汽车产业的进步也极大促进了国民经济的发展，带动着制造业、服务业、旅游业等等产业的兴起，也越来越成为衡量一个国家制造乃至科技水平的重要依据。
[0003]进入新时代，人们对于物质生活的追求没有减少，但同时也注意到资源节约和环境保护。传统内燃机汽车有着难以改善的高污染、低效率、强噪声的缺点，已经不能满足新时代人们的需求。在此背景之下，新能源汽车应运而生。经过多年的发展，纯电动汽车应用越来越广泛，它大大简化了传统汽车复杂的机械结构，噪声低，效率高，也为汽车系统集成化提供了可能。
[0004]将轮毂电机应用到汽车上后，不仅保留了以上电机固有优点，还省去了传统燃油汽车的机械传动装置，扩大了车内可利用空间，使整车布置更加容易。其次，轮毂电机的动力经减速装置直接传递给车轮，传动效率较传统车提高很多。另外，轮毂电机驱动系统不仅本身具有高集成度，它还可以与转向、制动等系统结合，将这些硬件集成在一个模块内，单个模块即可实现驱动、转向、制动功能，成为一种面向未来汽车的新构型。
[0005]由轮毂电机为车辆提供所需的驱动转矩，车轮与轮毂电机之间没有传统车辆的机械传动系。轮毂电机整合了离合器、变速器、传动轴、差速器以及万向节等传动系中的多个部件的特点，因此电动轮驱动汽车上并无该类部件，所以在很大程度上简化了汽车的结构。
[0006]而在轮毂电机驱动的电动轮技术背景下，多种系统集成的车轮模块在行业热门的滑板式底盘、车辆角模块、未来智能化的
，有广阔的应用前景。将制动、转向、悬架全部集中在车轮和转向节上，集成度高，功能丰富，经过合理的设计，可以实现车辆的斜向行驶、横向行驶等功能，同时极大节省了车辆的布置空间。
[0007]对于车轮模块的研究，在转向系统与轮毂电机集成部分，多是采用单转向电机布置在转向节上方，同时，由于转向电机输出轴线与车辆转向主销轴线重合，转向电机高度超出车轮，给车架的设计和布置增添了困难；还有些转向电机布置在转向节上下羊角之间，转向电机容易与悬架运动产生干涉。对于转向部分容错考虑也较为欠缺，单轮单转向电机驱动转向时，若转向电机出现故障，则难以较好地控制整车转向，汽车安全性和操纵稳定性得不到有效的保障。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的之一是提供一种安全冗余的双电机线控转向系统，其便于布置，占用空间小；正常工作时两个电机共同控制车轮转向，当某个电机突然发生故障而失效时，由
另外一个电机单独驱动车轮转向，保证车辆的正常转向功能。
[0009]本专利技术的目的之二是提供一种安全冗余的双电机线控转向系统的转向控制方法，通过控制两个转向电机减速器与转向节端离合器的通断来实现断开故障电机，能够安全有效的控制车轮转向。
[0010]本专利技术提供的技术方案为：
[0011]一种安全冗余的电动汽车双电机转向系统，包括：
[0012]转向节，其一端与车轮连接，转向主销轴线后倾角为0；
[0013]第一转向电机；
[0014]第一行星齿轮机构，其包括：第一太阳轮、第一行星轮和第一行星架；
[0015]其中，所述第一太阳轮的动力输入轴与所述第一转向电机的动力输出轴连接；
[0016]第一主动齿轮，其齿轮轴与所述第一行星架连接；
[0017]第一从动齿轮，其与所述第一主动齿轮啮合；
[0018]第一蜗杆，其与所述第一从动齿轮连接；
[0019]第一蜗轮，其与所述第一蜗杆啮合传动；所述第一蜗轮的动力输出端选择性的连接所述转向节的另一端；
[0020]第二转向电机；
[0021]第二行星齿轮机构，其包括：第二太阳轮、第二行星轮和第二行星架；
[0022]其中，所述第二太阳轮的动力输入轴与所述第二转向电机的动力输出轴连接；
[0023]第二主动齿轮，其齿轮轴与所述第二行星架连接；
[0024]第二从动齿轮，其与所述第二主动齿轮啮合；
[0025]第二蜗杆，其与所述第二从动齿轮连接；
[0026]第二蜗轮，其与所述第二蜗杆啮合传动；所述第二蜗轮的动力输出端选择性的所述转向节的另一端；
[0027]其中，所述第一蜗轮和所述第二蜗轮的输出端轴线方向与所述转向主销轴线重合；所述第一转向电机和所述第二转向电机的动力输出轴的轴线方向与所述转向主销轴线垂直。
[0028]优选的是，所述的安全冗余的电动汽车双电机转向系统，还包括：
[0029]第一离合器，其设置在所述第一蜗轮与所述转向节之间，用于实现所述第一蜗轮的动力输出端与所述转向节的接合或分离；以及
[0030]第二离合器，其设置在所述第二蜗轮与所述转向节之间，用于实现所述第二蜗轮的动力输出端与所述转向节的接合或分离。
[0031]优选的是，所述第一太阳轮的动力输入轴与所述第一转向电机的动力输出轴通过第一花键连接；第二太阳轮的动力输入轴与所述第二转向电机的动力输出轴通过第二花键连接。
[0032]优选的是，所述的安全冗余的电动汽车双电机转向系统，还包括：转向系统箱体；
[0033]其中，所述第一行星齿轮机构、所述第一主动齿轮、所述第一从动齿轮，所述第一蜗杆、所述第一蜗轮、所述第二行星齿轮机构、所述第二主动齿轮、所述第二从动齿轮，所述第二蜗杆及所述第二蜗轮容纳于转向系统箱体内；
[0034]所述第一转向电机和所述第二转向电机设置在所述转向系统箱体的外部，并且分
别通过电机座固定在所述转向系统箱体上。
[0035]优选的是，所述第一转向电机和所述第二转向电机均为直流无刷电机。
[0036]一种安全冗余的电动汽车双电机转向系统的控制方法，包括如下步骤：
[0037]步骤一、采集方向盘的转角信号、第一转向电机的转速信号、第二转向电机的转速信号和车轮的转角信号，并传输给整车控制器；
[0038]步骤二、整车控制器判断所述第一转向电机和所述第二转向电机是否正常，确定转向工作模式：
[0039]其中，当所述第一转向电机和第二转向电机都正常时，控制第一离合器和第二离合器同时闭合；
[0040]当所述第一转向电机正常，第二转向电机异常时，控制所述第一离合器闭合，所述第二离合器断开，同时增大第一转向电机的输出扭矩；
[0041]当所述第一转向电机异常，所述第二转向电机正常时，控制所述第一离合器断开，所述第二离合器闭合，同时增大所述第二转向电机的输出扭矩。
[0042]优选的是，在所述步骤二中，判断所述第一转向电机和所述第二转向电机是否正常的方法为：
[0043]当所述转向盘传感器有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种安全冗余的电动汽车双电机转向系统，其特征在于，包括：转向节，其一端与车轮连接，转向主销轴线后倾角为0；第一转向电机；第一行星齿轮机构，其包括：第一太阳轮、第一行星轮和第一行星架；其中，所述第一太阳轮的动力输入轴与所述第一转向电机的动力输出轴连接；第一主动齿轮，其齿轮轴与所述第一行星架连接；第一从动齿轮，其与所述第一主动齿轮啮合；第一蜗杆，其与所述第一从动齿轮连接；第一蜗轮，其与所述第一蜗杆啮合传动；所述第一蜗轮的动力输出端选择性的连接所述转向节的另一端；第二转向电机；第二行星齿轮机构，其包括：第二太阳轮、第二行星轮和第二行星架；其中，所述第二太阳轮的动力输入轴与所述第二转向电机的动力输出轴连接；第二主动齿轮，其齿轮轴与所述第二行星架连接；第二从动齿轮，其与所述第二主动齿轮啮合；第二蜗杆，其与所述第二从动齿轮连接；第二蜗轮，其与所述第二蜗杆啮合传动；所述第二蜗轮的动力输出端选择性的所述转向节的另一端；其中，所述第一蜗轮和所述第二蜗轮的输出端轴线方向与所述转向主销轴线重合；所述第一转向电机和所述第二转向电机的动力输出轴的轴线方向与所述转向主销轴线垂直。2.根据权利要求1所述的安全冗余的电动汽车双电机转向系统，其特征在于，还包括：第一离合器，其设置在所述第一蜗轮与所述转向节之间，用于实现所述第一蜗轮的动力输出端与所述转向节的接合或分离；以及第二离合器，其设置在所述第二蜗轮与所述转向节之间，用于实现所述第二蜗轮的动力输出端与所述转向节的接合或分离。3.根据权利要求2所述的安全冗余的电动汽车双电机转向系统，其特征在于，所述第一太阳轮的动力输入轴与所述第一转向电机的动力输出轴通过第一花键连接；第二太阳轮的动力输入轴与所述第二转向电机的动力输出轴通过第二花键连接。4.根据权利要求3所述的安全冗余的电动汽车双电机转向系统，其特征在于，还包括：转向系统箱体；其中，所述第一行星齿轮机构、所述第一主动齿轮、所述第一从动齿轮，所述第一蜗杆、所述第一蜗轮、所述第一离合器、所述第二行星齿轮机构、所述第二主动齿轮、所述第二从动齿轮，所述第二蜗杆、所述第二蜗轮及所述第二离合器容纳于转向系统箱体内；所述第一转向电机和所述第二转...

【专利技术属性】
技术研发人员：靳立强，姜越，董增辉，樊佳鹏，靳博豪，邱能，
申请(专利权)人：吉林大学深圳研究院，
类型：发明
国别省市：