專利名稱：一種四輪驅動機構的制作方法
一種四輪驅動機構
一、 技術領域 本發(fā)明涉及電動汽車領域的一種四輪驅動機構。
二背景技術：
現(xiàn)有的四輪驅動方案，其四輪都必須各自配備極其復雜的電子監(jiān)控和 調控電路，才引入四輪獨立驅動方案。使設置難度增大，制造成本較高。 又由于電子電路受溫度、濕度、電壓、電磁輻射及負載等因素的影響較大， 及易損壞，故障率較髙，沒有較高素質的維修人員和網(wǎng)絡難以修復，必須 以更換組件的方式維修，造成維修費用較高，嚴重影響了電動車的普及和
發(fā)展。而高深復雜的電子監(jiān)控和調控電路至今沒有得到徹底的完善和改進; 因同側輪電機有著相互牽制的作用，所以對同側輪電機不必采用獨立調控 方式即可達到四輪驅動的目的。以往電動汽車，又采用單純的電瓶電源供 電，而驅動電機產生的反電動勢小于等于電源的供電電壓，電瓶對電能的 吸收速率較低，難以使汽車的慣能和減速剎車的能量得到有效的深度的吸 收。而通過串并聯(lián)組合而成的法拉電容供電，雖然充電速度快但其體積較 大，儲存量低。
三、 實施內容
本發(fā)明的發(fā)明目的是簡化電子調控和監(jiān)控電路，減小故障范圍和維 修難度，降低制造成本，高效回收電能，輕松的實現(xiàn)四輪驅動，使電動車 能在復雜的環(huán)境下長途行駛，達到節(jié)能、節(jié)資、實用的目的。
為達到上述目的，本發(fā)明釆用以下技術方案采用一種無刷直驅直流電動機，作為四個輪的驅動電機。四個驅動電
機的同側輪之間實行并聯(lián)，兩側輪之間實行串聯(lián)；再利用兩側電機串接點 電壓的變化和轉向機構附設的電橋平衡電位器設置的電橋平衡電路，自動 調制兩側驅動輪的速度，消除因側偏、懸空打滑及轉向而引起方向的偏離 和吃胎現(xiàn)象，實現(xiàn)良好的差速效果；供電電源釆用電瓶和法拉電容組合， 且采用自舉電路將驅動電機產生的反電動勢升壓，使回收電壓髙于電源的 供電電壓，達到高效快速回收電能的目的和較強的減速剎車能力；實現(xiàn)減 速剎車共享的操作過程。
四

圖l為本驅動機構電路方塊圖，
圖1中D表示正轉狀態(tài)換極控制信號、d表示反轉狀態(tài)換極控制信號、 粗黑線為電能供給線路、細黑線為調控線路。 圖2為電路原理圖，
圖2中Wl為調速脈寬控制電位器、W2為倍壓脈寬控制電位器。
五、 實施方式
下面結合圖1、圖2具體說明本發(fā)明一種四輪驅動機構的具體實施方
式
圖1中，粗黑線為電能供給線路，細黑線為信號控制線，同側電機并 聯(lián)后與兩側電機進行串聯(lián)，兩側驅動電機串接線和轉向信號輸入電橋平衡 電路，電橋平衡電路將自動調整兩側輪的供電量，達到自動差速的目的； 速度控制機構的調速脈寬控制電位器用來調制脈寬信號，使電源電壓變成 脈寬調制電壓對驅動電機的速度實現(xiàn)統(tǒng)一控制，在減速剎車時，電能回收脈寬控制電路的電位器開始按由小到大的方向滑行，使電能回收脈寬控制 電路輸出一定的脈寬，通過升壓電路給法拉電容充電。同時法拉電容又通 過穩(wěn)壓電路將電能以直流脈沖和直流電壓的形式回贈給電瓶。
圖2中CS2018為霍爾傳感器，通過倒車控制桿調整霍爾傳感磁體的 位置使倒車控制信號d和行車控制信號D的電位發(fā)生反轉，當d為高電位 時，為倒車狀態(tài)；當D為高電位時，為行車狀態(tài)。
圖2中，RW為可隨方向盤左右滑動的電橋電位器，它與Rl、 R2串 聯(lián)后再與左右兩側的驅動電機串接點構成一電子平衡橋，V25、 V26、 V27、 V28為電橋平衡自動控制電路，A點電壓是由電位器RW中心抽頭的滑變 位置而決定，電橋平衡自動控制電路將自動調整左右兩側的驅動電壓，使 B點的電壓等于A點電壓，當一側發(fā)生側偏、打滑或懸空時，電橋的平衡 狀態(tài)被打破，橋連電阻R兩端就會有壓降產生，當右側負載過重，A點電 壓高于B點電壓，這一電壓信號經V25放大，V26將一定幅度的電源電壓 饋贈給右側驅動電路以增強其速度和驅動扭矩，直至電橋達到平衡；當左 側負載過重，B點電壓高于A點電壓，這一電壓信號經V27放大，V28將 一定幅度的脈沖與地短路，使左側驅動電路驅動電壓升高，速度和扭矩增 大，直至電橋達到平衡；在左轉向時，電橋電位器向左滑動，在V25、 V26 的作用下，使左側的驅動扭矩和速度減小，右側的驅動扭矩和速度增大， 直到B點電壓等于A點電壓，使電橋達到平衡狀態(tài)，當在右轉向時，電橋 電位器向右滑動，在V27、 V28的作用下，使右側的驅動扭矩和速度減小， 左側的驅動扭矩和速度增大，使電橋達到平衡，充而達到了自動差速的目 的。 '
5圖2中，在加速時，電能回收電位器W2已減小為零，而加速脈寬控 制電位器隨加速踏板的下壓脈寬控制電路的脈寬增強，在V29、 V30、 V31、 V32組成的開關電路的作用下，使電源變?yōu)槊}寬控制電壓驅動電機運行； 在減速時，加速脈寬控制電位器Wl減為零，電能回收電位器W2將隨剎 車踏板(機動剎車的自由行程活動范圍內)的下壓向增大脈寬幅度的方向滑 行，慣能回收脈寬控制電路輸出的脈寬信號加入到由V33—V37及電容C 和二極管D組成的倍壓電路中，將電源的反電動勢升壓后給法拉電容充電， 法拉電容再通過穩(wěn)壓電路將電能回贈給電瓶。當倍壓電路的電壓小于穩(wěn)壓 電路的穩(wěn)壓值時，穩(wěn)壓電路將輸出一直流脈沖經V38放大后給電瓶充電， 且對電瓶具有良好的修復性能；當倍壓電路的電壓高于穩(wěn)壓電路的穩(wěn)壓值 時，穩(wěn)壓電路將以高于電源電壓的有效直流充電電壓給電瓶充電，同時給 電機提供供電電壓；在升壓電路中，當脈沖信號為低電平時，V33、 V34、 V35截止，V36、 V37導通，電容C負極通過V33接地，反電動勢通過V37 給電容C充電，當脈沖信號為高電平時，V33、 V34、 V35導通，V36、 V37 截止，反電動勢與電容C串聯(lián)產生高于電源的供電電壓，經二極管D給電 源充電，電源中的法拉電容起到快速有效的回收電能的作用。
由于無刷直驅直流電動機采用了遮光式環(huán)形光槽的換極控制方式，恢 復了有刷電動機的本來面目，使電動機具有以下特性(一)換極電路不受 任何高次諧波的干擾而能準確的換極；(二)換極驅動電路消去了 PWM電 路、相位識別、倒相、抗干擾等復雜的電子電路使換極驅動電路十分簡潔， 可實現(xiàn)驅動電路和電機一體化，減小了電機的外出引線；(三)可采用PWM、 DC、 DC/DC多種方式對驅動電機進行控制；(四)各驅動電機可自由的實行串并聯(lián)進行統(tǒng)一控制，消除了四輪驅動方案復雜的監(jiān)控電路，減小了故障 率，降低了制造成本，使電動車的結構十分簡潔。很輕松的實現(xiàn)了四輪驅 動方式。
利用并聯(lián)電路中各支路互不影響的特點，使左右側不會因某輪在發(fā)生 懸空打滑時而影響運行，且在正常的行駛過程中同側輪電機的速度和扭矩 有著相互牽制和助力的作用，不需要對同側輪的速度和扭矩進行單獨的調 整，由此消除了為實行四輪驅動而難以設置的檢測調控電路。
說明
本電路只是本方案的特征電路，在實質應用中應加入欠壓保護電路和 過載保護電路。 元件的選則-
脈寬控制電位器和電橋電位器RW可采用非滑動觸點的非階梯電位 器。倒車控制可采用電子互鎖開關電路。因本方案的脈寬控制電路只是用 來控制電動機的供電量，所以其脈寬控制電路的選用不需特別的要求。三 端穩(wěn)壓器的穩(wěn)壓值應為電瓶電壓的115%左右。
要件說明
電橋平衡電路中R的阻值過大，會使某一側輪再發(fā)生嚴重阻停時發(fā)生 過載而燒毀，阻值過小時，會使控制側偏的靈敏度不夠；Rl、 R2及RW阻
值的大小又會直接影響到車輛在轉向時的差速性能。
權利要求
1、一種四輪驅動機構，其特征在于采用一種無刷直驅直流電動機，作為四個輪的驅動電機。四個驅動電機的同側輪之間實行并聯(lián)，兩側輪之間實行串聯(lián)；再利用兩側電機串接點電壓的變化和轉向機構附設的電橋平衡電位器設置的電橋平衡電路，自動調制兩側驅動輪的速度，消除因側偏、懸空打滑及轉向而引起方向的偏離和吃胎現(xiàn)象，實現(xiàn)良好的差速效果；供電電源采用電瓶和法拉電容組合，且采用自舉電路將驅動電機產生的反電動勢升壓，使回收電壓高于電源的供電電壓，達到高效快速回收電能的目的和較強的減速剎車能力；實現(xiàn)減速剎車共享的操作過程。
2、 根據(jù)權利要求1所述的一種四輪驅動機構，其特征在于利用法拉 電容器進行快速高效回收電能，利用三端穩(wěn)壓和V38給電瓶提供修復性脈 沖充電。
全文摘要
本發(fā)明涉及電動汽車領域的一種四輪驅動機構。其特征在于采用一種無刷直驅直流電動機，作為四個輪的驅動電機。四個驅動電機的同側輪之間實行并聯(lián)，兩側輪之間實行串聯(lián)；再利用兩側電機串接點電壓的變化和轉向機構附設的電橋平衡電位器設置的電橋平衡電路，自動調制兩側驅動輪的速度，消除因側偏、懸空打滑及轉向而引起方向的偏離和吃胎現(xiàn)象，實現(xiàn)良好的差速效果；供電電源采用電瓶和法拉電容組合，且采用自舉電路將驅動電機產生的反電動勢升壓，使回收電壓高于電源的供電電壓，達到高效快速回收電能的目的和較強的減速剎車能力；實現(xiàn)減速剎車共享的操作過程。使電動車能在復雜的環(huán)境下長途行駛，達到節(jié)能、節(jié)資、實用的目的。
文檔編號B60K7/00GK101524968SQ20081001444
公開日2009年9月9日 申請日期2008年3月5日 優(yōu)先權日2008年3月5日
發(fā)明者劉進玉 申請人:劉進玉