适时四轮驱动电动轮汽车自适应转向系统技术方案

一种适时4WD电动轮汽车自适应转向系统，属于4WD电动轮汽车差动助力转向系统。本实用新型专利技术在主转向管柱与后转向管柱间安装有转向离合器，转向伺服电机，以及在转向离合器与转向伺服电机间安装有行星齿轮机构，适时4WD电动轮汽车自适应转向系统可在完成原有电动轮汽车差动助力转向的基础上，实现转向模式的自适应选择、适时4WD的自适应变传动比的四轮差动助力转向功能，实现变传动比控制和主动转向干预。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种适时4WD (四轮驱动Four-Wheel Drive)电动轮汽车自适应转向系统，属于4WD电动轮汽车差动助力转向系统。
技术介绍
线控转向系统利用控制器综合驾驶员转角输入、车辆状态和路面状况确定合理的前轮转角，并决定位移控制电机的输出电流，最终驱动前轮转动并完成转向操作，实现转向系统的智能控制。线控转向与前轮主动转向系统的最大区别在于取消了方向盘与车轮间的机械联接，完全摆脱了传统转向系统的各种限制，可以更加自由地设计汽车转向系统的力矩传递特性和角位移传递特性。但线控转向系统发生故障时，转向系统就不能进行有效的转向操作。此外，线控转向系统只能通过系统主要零部件的冗余设计来保证车辆的安全性，且由于存在安全性和可靠性方面的缺陷，现有的法规至今还不允许线控转向系统实现广品化。电动助力转向系统通过助力、回正及阻尼控制，控制系统的力传递特性，使汽车的转向轻便性和路感协调统一；而前轮主动转向系统通过变传动比控制和主动转向干预控制，控制系统的位移传递特性，使汽车获得较理想的转向特性，改善汽车的操纵稳定性。但无论是电动助力转向，还是主动转向，都不能使汽车的转向轻便性、驾驶员路感和汽车操纵稳定性得到协调统一；此外，两种转向系统均须增加助力或位移执行机构，这会使系统结构复杂、成本提高。
技术实现思路
本技术提出了一种适时4WD电动轮汽车自适应转向系统，在实现原有电动轮汽车差动助力转向的基础上，实现转向模式的自适应选择、适时4WD的自适应变传动比的四轮差动助力转向功能、变传动比控制和主动转向干预，提高了汽车的操纵稳定性和行车安全性，实现汽车安全性和灵活性的完美融合。本技术为解决其技术问题采用如下技术问题一种适时4WD电动轮汽车自适应转向系统，包括转向盘、主转矩传感器、转向伺服电机、行星齿轮机构、转向离合器、后转向一级小齿轮、前齿条、电子控制单元 ECU (Electronic Control Unit)、前轮轮毂电机、后轮轮毂电机、前转向摇臂、后齿条、后转矩传感器、主转向管柱、后转向管柱、万向节、行星轮、太阳轮、齿圈；主转矩传感器位于转向盘的下方并与转向盘相连，转向离合器的主动盘与后转向一级小齿轮啮合，转向伺服电机通过行星齿轮机构与转向离合器的从动盘相连，后转向管柱上的万向节与行星齿轮机构相连，在主转向管柱与后转向管柱间安装有转向离合器，在转向离合器与后转向管柱间安装有行星齿轮机构，该行星齿轮机构由行星轮、太阳轮、齿圈组成，行星轮与齿圈内啮合，太阳轮与行星轮外啮合，行星轮为公用齿轮，行星齿轮机构太阳轮与转向离合器的从动盘相连、 行星齿轮机构行星轮与后转向管柱相连、行星齿轮机构齿圈与转向伺服电机相连，前、后轮的轮毂电机分别安装于电动轮汽车前轮、后轮内，前齿条通过前转向摇臂与前轮内的轮毂电机相连，后转向管柱上的后转矩传感器与万向节相连，后齿条通过后转向摇臂与后轮内的轮毂电机相连，电子控制单元ECU通过信号分别与主转矩传感器、转向伺服电机、转向离合器、前、后轮的轮毂电机、后转矩传感器相连。本技术的有益效果如下1、该系统在主转向管柱与后转向管柱间安装有转向离合器、转向伺服电机，在转向离合器与转向伺服电机间安装有行星齿轮机构，因此，该转向系统可在完成原有电动轮汽车差动助力转向的基础上，实现转向模式的自适应选择、适时4WD的自适应变传动比的四轮差动助力转向功能，实现变传动比控制和主动转向干预。2、在电动轮汽车和传统动力转向技术基础上，发展电动轮汽车差速助力转向系统，不仅能实现汽车转向轻便性和转向路感的完美融合，而且还能将汽车的安全性与灵活性有机的融合在一起，是一种理想的汽车动力转向技术，具有广阔的应用前景。附图说明图1为适时4WD电动轮汽车自适应转向系统前视图。图2为适时4WD电动轮汽车自适应转向系统俯视图。图3适时4WD电动轮汽车自适应转向控制方法。图1中标号名称1.转向盘，2.主转矩传感器，3.转向伺服电机，4.行星齿轮机构，5.转向离合器，6.后转向一级小齿轮，7.前齿条，8.电子控制单元ECU，、前轮轮毂电机，92..后轮轮毂电机，10.前转向摇臂，11.转向盘转角信号，12.主转矩信号，13.转向离合器控制信号，14.转向伺服电机控制信号，15.传动比信号，16.电流信号，17.电压信号， 18.横摆角速度信号，19.侧向角速度信号，20.后转角信号，21.后转矩信号，22.后齿条， 23.后转矩传感器，24.万向节，25.行星齿轮机构行星轮，26.行星齿轮机构太阳轮，27. 行星齿轮机构齿圈，28.前转向小齿轮，29.转向伺服电机转角转矩，30.转向离合器转角转矩，31.齿条位移转矩，32.电动轮汽车驱动模式信号，33.车速信号，34.主转向管柱，35.后转向管柱，36.前轮，37.后轮。具体实施方式以下结合附图对本专利技术创造做进一步详细说明。如图1、图2所示，适时4WD电动轮汽车自适应转向系统，其特征在于包括转向盘 1、主转矩传感器2、转向伺服电机3、行星齿轮机构4、转向离合器5、后转向一级小齿轮6、前齿条7、电子控制单元ECU8、前轮轮毂电机Q1、后轮轮毂电机％、前转向摇臂10、后齿条22、 后转矩传感器23、主转向管柱34、后转向管柱35、万向节M、行星轮25、太阳轮沈、齿圈27 ； 主转矩传感器2位于转向盘1的下方并与转向盘1相连，转向离合器5的主动盘与后转向一级小齿轮6啮合，转向伺服电机3通过行星齿轮机构4与转向离合器5的从动盘相连，后转向管柱35上的万向节M与行星齿轮机构4相连，在主转向管柱34与后转向管柱35间安装有转向离合器5，在转向离合器5与后转向管柱35间安装有行星齿轮机构4，该行星齿轮机构4由行星轮25、太阳轮沈、齿圈27组成，行星轮25与齿圈27内啮合，太阳轮沈与行星轮25外啮合，行星轮25为公用齿轮，行星齿轮机构太阳轮沈与转向离合器5的从动盘相连、行星齿轮机构行星轮25与后转向管柱35相连、行星齿轮机构齿圈27与转向伺服电机3相连，前、后轮的轮毂电机Q1A2分别安装于电动轮汽车前轮36、后轮37内，前齿条7 通过前转向摇臂10与前轮36内的前轮轮毂电机％相连，后转向管柱35上的后转矩传感器 23与万向节M相连，后齿条22通过后转向摇臂与后轮37内的后轮轮毂电机92相连，电子控制单元ECU8通过信号分别与主转矩传感器2、转向伺服电机3、转向离合器5、前、后轮的轮毂电机％、92、后转矩传感器23相连。 如图3所示，适时4WD电动轮汽车自适应转向系统的控制方法是车辆行驶中，电子控制单元ECU8根据路况信息以及车速传感器获得的车速信号33判断电动轮汽车进行两驱或四驱模式，电子控制单元E⑶8通过控制前、后轮的轮毂电机9”92的电流信号17，实现电动轮汽车驱动模式的选择；当驾驶员转动转向盘1时，车速信号33、电动轮汽车驱动模式信号32、主转矩传感器2获得的主转矩信号12以及方向盘转角传感器获得的转向盘转角信号11、横摆角速度传感器获得的横摆角速度信号18和侧向角速度传感器获得的侧向角速度信号19，传递给电子控制单元ECU8，电子控制单元ECU8根据上述信号给转向离合器5发送一个转向离合器控制信号13，即通过控制转向离合器5的接合与断开实现适时4WD电动轮汽车自适应转本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种适时４ＷＤ电动轮汽车自适应转向系统，其特征在于包括转向盘（１）、主转矩传感器（２）、转向伺服电机（３）、行星齿轮机构（４）、转向离合器（５）、后转向一级小齿轮（６）、前齿条（７）、电子控制单元ＥＣＵ（８）、前轮轮毂电机（９１）、后轮轮毂电机（９２）、前转向摇臂（１０）、后齿条（２２）、后转矩传感器（２３）、主转向管柱（３４）、后转向管柱（３５）、万向节（２４）、行星轮（２５）、太阳轮（２６）、齿圈（２７）、前轮（３６）、后轮（３７）；主转矩传感器（２）位于转向盘（１）的下方并与转向盘（１）相连，转向离合器（５）的主动盘与后转向一级小齿轮（６）　啮合，转向伺服电机（３）　通过行星齿轮机构（４）与转向离合器（５）的从动盘相连，后转向管柱（３５）上的万向节（２４）　与行星齿轮机构（４）相连，在主转向管柱（３４）与后转向管柱（３５）间安装有转向离合器（５），在转向离合器（５）与后转向管柱（３５）间安装有行星齿轮机构（４），该行星齿轮机构（４）由行星轮（２５）、太阳轮（２６）、齿圈（２７）组成，行星轮（２５）与齿圈（２７）内啮合，太阳轮（２６）与行星轮（２５）外啮合，行星轮（２５）为公用齿轮，行星齿轮机构太阳轮（２６）与转向离合器（５）的从动盘相连、行星齿轮机构行星轮（２５）与后转向管柱（３５）相连、行星齿轮机构齿圈（２７）与转向伺服电机（３）相连，前、后轮的轮毂电机（９１、９２）分别安装于电动轮汽车前轮（３６）、后轮（３７）内，前齿条（７）通过前转向摇臂（１０）与前轮（３６）内的前轮轮毂电机（９１）相连，后转向管柱（３５）上的后转矩传感器（２３）与万向节（２４）相连，后齿条（２２）通过后转向摇臂与后轮（３７）内的后轮轮毂电机（９２）相连，电子控制单元ＥＣＵ（８）通过信号分别与主转矩传感器（２）、转向伺服电机（３）、转向离合器（５）、前、后轮的轮毂电机（９１、９２）、后转矩传感器（２３）相连。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘顺，赵万忠，孙培坤，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：实用新型
国别省市：84