專(zhuān)利名稱(chēng)：電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的差力主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車(chē)，具體涉及電動(dòng)汽車(chē)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，特別是電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電動(dòng)汽車(chē)具有節(jié)能和環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)前汽車(chē)技術(shù)發(fā)展的一種趨勢(shì)。電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)汽車(chē)是一種新型的電動(dòng)汽車(chē)。驅(qū)動(dòng)電機(jī)直接或通過(guò)減速機(jī)構(gòu)安裝在車(chē)輪上，構(gòu)成電動(dòng)輪。電動(dòng)輪的布置非常靈活，可作為電動(dòng)汽車(chē)的兩個(gè)前輪、兩個(gè)后輪或四個(gè)車(chē)輪，相應(yīng)使電動(dòng)汽車(chē)成為前輪驅(qū)動(dòng)、后輪驅(qū)動(dòng)或四輪驅(qū)動(dòng)汽車(chē)。與內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)和單電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)相比，電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)汽車(chē)在動(dòng)力源配置、底盤(pán)結(jié)構(gòu)等方面有獨(dú)特的技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。電動(dòng)輪車(chē)中由于電機(jī)可直接驅(qū)動(dòng)車(chē)輪，故可實(shí)現(xiàn)各電動(dòng)輪從零到最大速度的無(wú)級(jí)變速和各電動(dòng)輪間的差速要求，從而省略了內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)所需的機(jī)械式操縱換檔裝置、離合器、變速器、傳動(dòng)軸和機(jī)械差速器等，使得驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和整車(chē)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，有效可利用空間增大，傳動(dòng)鏈縮短，傳動(dòng)效率提高。輕量化、集成化、高性能的電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)汽車(chē)是未來(lái)理想的一種清潔、節(jié)能、安全型電動(dòng)汽車(chē)。通過(guò)對(duì)本領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀分析，可得出以下轉(zhuǎn)向方式。( 1)滑動(dòng)轉(zhuǎn)向滑動(dòng)轉(zhuǎn)向是履帶式車(chē)輛常用的轉(zhuǎn)向方式?；瑒?dòng)轉(zhuǎn)向通過(guò)控制一側(cè)履帶驅(qū)動(dòng)力增加，另一側(cè)履帶驅(qū)動(dòng)力減小，形成兩側(cè)驅(qū)動(dòng)力差，造成地面對(duì)車(chē)輛的橫擺力矩， 該力矩為驅(qū)動(dòng)車(chē)輛轉(zhuǎn)彎的轉(zhuǎn)彎力矩，用于克服由于履帶和地面滑動(dòng)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)彎阻力以及車(chē)輛橫擺旋轉(zhuǎn)慣性的影響。滑動(dòng)轉(zhuǎn)向需克服較大阻力，轉(zhuǎn)向能耗大。(2)差動(dòng)助力轉(zhuǎn)向差動(dòng)助力轉(zhuǎn)向利用左、右轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)輪的輸出轉(zhuǎn)矩差，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向力矩(左、右轉(zhuǎn)向輪的驅(qū)動(dòng)力產(chǎn)生的繞各自主銷(xiāo)軸線力矩的差值)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向助力的作用，從而達(dá)到減小駕駛員轉(zhuǎn)向手力的最終目的。(3)主動(dòng)轉(zhuǎn)向與線控轉(zhuǎn)向主動(dòng)轉(zhuǎn)向與線控轉(zhuǎn)向通過(guò)在轉(zhuǎn)向系中安裝轉(zhuǎn)向伺服電機(jī)而促動(dòng)轉(zhuǎn)向輪自行轉(zhuǎn)向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的差力主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及其控制方法，采用轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪轉(zhuǎn)向角和車(chē)速雙PID控制算法確定左、右轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪中左、右輪轂電機(jī)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)值，進(jìn)而利用左、右轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)力差引起轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪轉(zhuǎn)向的新型轉(zhuǎn)向方法。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案為電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的差力主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于它由左轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪、右轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪、差力主動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和差力主動(dòng)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)組成；左轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪、右轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪與差力主動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)連接；差力主動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)與汽車(chē)轉(zhuǎn)向橋連接；其中左轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪為與方向盤(pán)同側(cè)的轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪；
所述的左轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪內(nèi)置左輪轂電機(jī)，右轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪內(nèi)置右輪轂電機(jī)，左、右輪轂電機(jī)由差力主動(dòng)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)控制；所述的差力主動(dòng)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)包括
用于測(cè)量汽車(chē)的實(shí)際縱向行駛速度的車(chē)速傳感器；
用于測(cè)量左轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪實(shí)際轉(zhuǎn)向角的轉(zhuǎn)向角傳感器；
用于測(cè)量駕駛員操縱方向盤(pán)轉(zhuǎn)角并將其作為駕駛員轉(zhuǎn)向指令、以用于確定左轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪的目標(biāo)轉(zhuǎn)向角的方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器；
用于測(cè)量駕駛員踩下加速踏板的開(kāi)度電壓值、確定駕駛員車(chē)速指令的電子加速踏板； 根據(jù)接收到的駕駛員轉(zhuǎn)向指令、車(chē)速指令以及左轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪實(shí)際轉(zhuǎn)向角和實(shí)際縱向行駛速度，確定左、右輪轂電機(jī)轉(zhuǎn)矩指令的差力主動(dòng)轉(zhuǎn)向控制器；和
根據(jù)接收到的差力主動(dòng)轉(zhuǎn)向控制器的左、右輪轂電機(jī)轉(zhuǎn)矩指令，通過(guò)調(diào)節(jié)左、右輪轂電機(jī)工作電流，控制左、右輪轂電機(jī)輸出目標(biāo)轉(zhuǎn)矩的左、右輪轂電機(jī)控制器。按上述方案，所述的汽車(chē)轉(zhuǎn)向橋?yàn)椴捎梅仟?dú)立懸架的轉(zhuǎn)向橋，汽車(chē)轉(zhuǎn)向橋包括前梁；所述的差力主動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)由轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)和左、右轉(zhuǎn)向節(jié)及左、右主銷(xiāo)組成，轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)由轉(zhuǎn)向橫拉桿和左、右梯形臂組成；左轉(zhuǎn)向節(jié)與左梯形臂前端固定連接，右轉(zhuǎn)向節(jié)與右梯形臂前端固定連接，轉(zhuǎn)向橫拉桿兩端分別與左、右梯形臂后端通過(guò)球頭銷(xiāo)相連；左、右主銷(xiāo)分別固定在前梁兩端的主銷(xiāo)孔中，左轉(zhuǎn)向節(jié)和與之固連的左梯形臂繞左主銷(xiāo)轉(zhuǎn)動(dòng)，右轉(zhuǎn)向節(jié)和與之固連的右梯形臂繞右主銷(xiāo)轉(zhuǎn)動(dòng)；所述的左轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪安裝在左轉(zhuǎn)向節(jié)上隨左轉(zhuǎn)向節(jié)繞左主銷(xiāo)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述的右轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪安裝在右轉(zhuǎn)向節(jié)上隨右轉(zhuǎn)向節(jié)繞右主銷(xiāo)轉(zhuǎn)動(dòng)。按上述方案，所述的汽車(chē)轉(zhuǎn)向橋?yàn)椴捎锚?dú)立懸架的轉(zhuǎn)向橋，汽車(chē)轉(zhuǎn)向橋安裝在車(chē)架上；所述的差力主動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)由轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)，左、右轉(zhuǎn)向節(jié)，左、右主銷(xiāo)，搖桿和懸架左、 右擺臂組成，轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)由左、右轉(zhuǎn)向橫拉桿和左、右梯形臂組成；搖桿前端鉸接在車(chē)架上，搖桿后端通過(guò)球頭銷(xiāo)與左、右轉(zhuǎn)向橫拉桿內(nèi)端相連；左轉(zhuǎn)向橫拉桿外端通過(guò)球頭銷(xiāo)與左梯形臂后端鉸接，右轉(zhuǎn)向橫拉桿外端通過(guò)球頭銷(xiāo)與右梯形臂后端鉸接；懸架左、右擺臂內(nèi)端通過(guò)鉸鏈與車(chē)架鉸接；左轉(zhuǎn)向節(jié)與左梯形臂前端固定連接，左主銷(xiāo)固定在懸架左擺臂外端的主銷(xiāo)孔中，左轉(zhuǎn)向節(jié)和與之固連的左梯形臂繞左主銷(xiāo)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述的左轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪安裝在左轉(zhuǎn)向節(jié)上隨左轉(zhuǎn)向節(jié)繞左主銷(xiāo)轉(zhuǎn)動(dòng)，右轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪、右轉(zhuǎn)向節(jié)、右梯形臂、右主銷(xiāo)和懸架右擺臂之間的連接關(guān)系與前述左轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪、左轉(zhuǎn)向節(jié)、左梯形臂、左主銷(xiāo)和懸架左擺臂相同。按上述方案，所述的差力主動(dòng)轉(zhuǎn)向控制器和輪轂電機(jī)控制器通過(guò)CAN模塊經(jīng)CAN 總線通訊連接。電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的差力主動(dòng)轉(zhuǎn)向控制方法，其特征在于它包括以下步驟
1)通過(guò)方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器采集方向盤(pán)轉(zhuǎn)角值Φ，得到左轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪的目標(biāo)轉(zhuǎn)向角值
ΘΜ
0M = Φ/iwo(2)，
式(2)中iw(l為轉(zhuǎn)向系角傳動(dòng)比；
2)通過(guò)電子加速踏板采集加速踏板開(kāi)度電壓值Up，得到車(chē)速目標(biāo)值Vd Vd=aUp+b (3)，
式(3)中，a、b為Vd與仏線性函數(shù)的系數(shù)；
3)通過(guò)轉(zhuǎn)向角傳感器采集左轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪的實(shí)際轉(zhuǎn)向角值Q1，通過(guò)車(chē)速傳感器采集汽車(chē)的實(shí)際縱向行駛速度值V，與左轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪的目標(biāo)轉(zhuǎn)向角值θ ld和車(chē)速目標(biāo)值Vd進(jìn)行比較，通過(guò)轉(zhuǎn)向角和車(chē)速雙PID控制算法，確定左、右轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪中左、右輪轂電機(jī)的轉(zhuǎn)矩指令 Tm 和 T2,d;
根據(jù)轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)的設(shè)置，左、右轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪的實(shí)際轉(zhuǎn)向角值θ:、θ2滿(mǎn)足如下關(guān)系
ctg θ i- ctg θ 2 = 士 K/L(1)
式(1)中，K為左、右主銷(xiāo)中心線的延長(zhǎng)線與地面交點(diǎn)之間的距離，L為汽車(chē)軸距，右轉(zhuǎn)向時(shí)式(1)等號(hào)右側(cè)取“ + ”，左轉(zhuǎn)向時(shí)式(1)等號(hào)右側(cè)取“-”
4)左、右輪轂電機(jī)控制器根據(jù)左、右輪轂電機(jī)的轉(zhuǎn)矩指令Tlid和T2,d，按式(4)調(diào)節(jié)左、 右輪轂電機(jī)工作電流，以使左、右輪轂電機(jī)輸出目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Tlid和T2,d
IM = f(TM)(4)；
式(4)中，Ii,d(i=lj)為左、右輪轂電機(jī)工作電流目標(biāo)值，函數(shù)f(TM)為對(duì)輪轂電機(jī)進(jìn)行測(cè)試后經(jīng)分析所得的輪轂電機(jī)工作電流和輸出轉(zhuǎn)矩的擬合函數(shù)；
5)左、右轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪依照左、右輪轂電機(jī)輸出目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Tlid和T2,d進(jìn)行差力驅(qū)動(dòng)，在轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)的約束下使左、右轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪繞左、右主銷(xiāo)轉(zhuǎn)動(dòng)形成協(xié)調(diào)的轉(zhuǎn)向角而使車(chē)輛轉(zhuǎn)向行駛。 按上述方案，所述的左、右轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪為可轉(zhuǎn)向和驅(qū)動(dòng)的兩前輪，兩后輪為不可轉(zhuǎn)向的從動(dòng)輪，汽車(chē)行駛驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩全由左、右輪轂電機(jī)提供，所述的步驟3)具體為
a、根據(jù)左轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪的目標(biāo)轉(zhuǎn)向角值θ l d與實(shí)際轉(zhuǎn)向角值91的偏差^=91,(1- Θ” 確定左、右轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩差目標(biāo)值
權(quán)利要求
1.電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的差力主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于它由左轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪、右轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪、差力主動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和差力主動(dòng)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)組成；左轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪、右轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪與差力主動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)連接；差力主動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)與汽車(chē)轉(zhuǎn)向橋連接；其中左轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪為與方向盤(pán)同側(cè)的電動(dòng)輪；所述的左轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪內(nèi)置左輪轂電機(jī)，右轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪內(nèi)置右輪轂電機(jī)，左、右輪轂電機(jī)由差力主動(dòng)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)控制；所述的差力主動(dòng)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)包括用于測(cè)量汽車(chē)的實(shí)際縱向行駛速度的車(chē)速傳感器；用于測(cè)量左轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪實(shí)際轉(zhuǎn)向角的轉(zhuǎn)向角傳感器；用于測(cè)量駕駛員操縱方向盤(pán)轉(zhuǎn)角并將其作為駕駛員轉(zhuǎn)向指令、以用于確定左轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪的目標(biāo)轉(zhuǎn)向角的方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器；用于測(cè)量駕駛員踩下加速踏板的開(kāi)度電壓值、確定駕駛員車(chē)速指令的電子加速踏板；根據(jù)接收到的駕駛員轉(zhuǎn)向指令、車(chē)速指令以及左轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪實(shí)際轉(zhuǎn)向角和實(shí)際縱向行駛速度，確定左、右輪轂電機(jī)轉(zhuǎn)矩指令的差力主動(dòng)轉(zhuǎn)向控制器；和根據(jù)接收到的差力主動(dòng)轉(zhuǎn)向控制器的左、右輪轂電機(jī)轉(zhuǎn)矩指令，通過(guò)調(diào)節(jié)左、右輪轂電機(jī)工作電流，控制左、右輪轂電機(jī)輸出目標(biāo)轉(zhuǎn)矩的左、右輪轂電機(jī)控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的差力主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于所述的汽車(chē)轉(zhuǎn)向橋?yàn)椴捎梅仟?dú)立懸架的轉(zhuǎn)向橋，汽車(chē)轉(zhuǎn)向橋包括前梁；所述的差力主動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)由轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)和左、右轉(zhuǎn)向節(jié)及左、右主銷(xiāo)組成，轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)由轉(zhuǎn)向橫拉桿和左、右梯形臂組成；左轉(zhuǎn)向節(jié)與左梯形臂前端固定連接，右轉(zhuǎn)向節(jié)與右梯形臂前端固定連接，轉(zhuǎn)向橫拉桿兩端分別與左、右梯形臂后端通過(guò)球頭銷(xiāo)相連；左、右主銷(xiāo)分別固定在前梁兩端的主銷(xiāo)孔中，左轉(zhuǎn)向節(jié)和與之固連的左梯形臂繞左主銷(xiāo)轉(zhuǎn)動(dòng)，右轉(zhuǎn)向節(jié)和與之固連的右梯形臂繞右主銷(xiāo)轉(zhuǎn)動(dòng)；所述的左轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪安裝在左轉(zhuǎn)向節(jié)上隨左轉(zhuǎn)向節(jié)繞左主銷(xiāo)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述的右轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪安裝在右轉(zhuǎn)向節(jié)上隨右轉(zhuǎn)向節(jié)繞右主銷(xiāo)轉(zhuǎn)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的差力主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于所述的汽車(chē)轉(zhuǎn)向橋?yàn)椴捎锚?dú)立懸架的轉(zhuǎn)向橋，汽車(chē)轉(zhuǎn)向橋安裝在車(chē)架上；所述的差力主動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)由轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)，左、右轉(zhuǎn)向節(jié)，左、右主銷(xiāo)，搖桿和懸架左、右擺臂組成，轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)由左、右轉(zhuǎn)向橫拉桿和左、右梯形臂組成；搖桿前端鉸接在車(chē)架上，搖桿后端通過(guò)球頭銷(xiāo)與左、 右轉(zhuǎn)向橫拉桿內(nèi)端相連；左轉(zhuǎn)向橫拉桿外端通過(guò)球頭銷(xiāo)與左梯形臂后端鉸接，右轉(zhuǎn)向橫拉桿外端通過(guò)球頭銷(xiāo)與右梯形臂后端鉸接；懸架左、右擺臂內(nèi)端通過(guò)鉸鏈與車(chē)架鉸接；左轉(zhuǎn)向節(jié)與左梯形臂前端固定連接，左主銷(xiāo)固定在懸架左擺臂外端的主銷(xiāo)孔中，左轉(zhuǎn)向節(jié)和與之固連的左梯形臂繞左主銷(xiāo)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述的左轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪安裝在左轉(zhuǎn)向節(jié)上隨左轉(zhuǎn)向節(jié)繞左主銷(xiāo)轉(zhuǎn)動(dòng)，右轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪、右轉(zhuǎn)向節(jié)、右梯形臂、右主銷(xiāo)和懸架右擺臂之間的連接關(guān)系與前述左轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪、左轉(zhuǎn)向節(jié)、左梯形臂、左主銷(xiāo)和懸架左擺臂相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的差力主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于 所述的差力主動(dòng)轉(zhuǎn)向控制器和輪轂電機(jī)控制器通過(guò)CAN模塊經(jīng)CAN總線通訊連接。
5.電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的差力主動(dòng)轉(zhuǎn)向控制方法，其特征在于它包括以下步驟1)通過(guò)方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器采集方向盤(pán)轉(zhuǎn)角值Φ，得到左轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪的目標(biāo)轉(zhuǎn)向角值ΘΜ0M = Φ/iwo(2)，式(2)中iw(l為轉(zhuǎn)向系角傳動(dòng)比；2)通過(guò)電子加速踏板采集加速踏板開(kāi)度電壓值Up，得到車(chē)速目標(biāo)值VdVd=aUp+b(3)，式(3)中，a、b為Vd與仏線性函數(shù)的系數(shù)；3)通過(guò)轉(zhuǎn)向角傳感器采集左轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪的實(shí)際轉(zhuǎn)向角值Q1，通過(guò)車(chē)速傳感器采集汽車(chē)的實(shí)際縱向行駛速度值V，與左轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪的目標(biāo)轉(zhuǎn)向角值θ ld和車(chē)速目標(biāo)值Vd進(jìn)行比較，通過(guò)轉(zhuǎn)向角和車(chē)速雙PID控制算法，確定左、右轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪中左、右輪轂電機(jī)的轉(zhuǎn)矩指令 Tm 和 T2,d;根據(jù)轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)的設(shè)置，左、右轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪的實(shí)際轉(zhuǎn)向角值θ:、θ2滿(mǎn)足如下關(guān)系ctg θ i- ctg θ 2 = 士 K/L(1)式(1)中，K為左、右主銷(xiāo)中心線的延長(zhǎng)線與地面交點(diǎn)之間的距離，L為汽車(chē)軸距，右轉(zhuǎn)向時(shí)式(1)等號(hào)右側(cè)取“ + ”，左轉(zhuǎn)向時(shí)式(1)等號(hào)右側(cè)取“-”4)左、右輪轂電機(jī)控制器根據(jù)左、右輪轂電機(jī)的轉(zhuǎn)矩指令Tlid和T2,d，按式(4)調(diào)節(jié)左、 右輪轂電機(jī)工作電流，以使左、右輪轂電機(jī)輸出目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Tlid和T2,d IM = f(TM)(4)；式(4)中，Ii,d(i=lj)為左、右輪轂電機(jī)工作電流目標(biāo)值，函數(shù)f(TM)為對(duì)輪轂電機(jī)進(jìn)行測(cè)試后經(jīng)分析所得的輪轂電機(jī)工作電流和輸出轉(zhuǎn)矩的擬合函數(shù)；5)左、右轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪依照左、右輪轂電機(jī)輸出目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Tlid和T2,d進(jìn)行差力驅(qū)動(dòng)，在轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)的約束下使左、右轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪繞左、右主銷(xiāo)轉(zhuǎn)動(dòng)形成協(xié)調(diào)的轉(zhuǎn)向角而使車(chē)輛轉(zhuǎn)向行駛。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的差力主動(dòng)轉(zhuǎn)向控制方法，其特征在于所述的左、右轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪為可轉(zhuǎn)向和驅(qū)動(dòng)的兩前輪，兩后輪為不可轉(zhuǎn)向的從動(dòng)輪，汽車(chē)行駛驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩全由左、右輪轂電機(jī)提供，所述的步驟3)具體為a、根據(jù)左轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪的目標(biāo)轉(zhuǎn)向角值eld與實(shí)際轉(zhuǎn)向角值Q1的偏差e0=eld- θ” 確定左、右轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩差目標(biāo)值1\ d
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的差力主動(dòng)轉(zhuǎn)向控制方法，其特征在于 所述的左、右輪轂電機(jī)為永磁無(wú)刷直流電機(jī)，所述的步驟4)中的式(4)具體為 Im = (TM + T0) / (0τΦδ)(11)，式(11)中Tc^Ct和Φ s分別為永磁無(wú)刷直流電機(jī)的摩擦轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)矩常數(shù)和每極磁通量。
全文摘要
本發(fā)明提供電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的差力主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及其控制方法，差力主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由左、右轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪、差力主動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和差力主動(dòng)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)組成，差力主動(dòng)轉(zhuǎn)向控制方法采用轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪轉(zhuǎn)向角和車(chē)速雙PID控制算法確定左、右轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪中左、右輪轂電機(jī)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)值。本發(fā)明提出了新的轉(zhuǎn)向方法，用于有轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的車(chē)輛，通過(guò)左、右轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)力差和轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)的約束使各轉(zhuǎn)向電動(dòng)輪繞各自主銷(xiāo)轉(zhuǎn)動(dòng)形成協(xié)調(diào)的轉(zhuǎn)向角而使車(chē)輛轉(zhuǎn)向行駛，主動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)向能耗小。
文檔編號(hào)B62D101/00GK102167082SQ20111006756
公開(kāi)日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2011年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月21日
發(fā)明者喻厚宇, 張振國(guó), 李波, 田哲文, 陳湘云, 顏犇犇, 黃妙華 申請(qǐng)人:武漢理工大學(xué)