[发明专利]一种具有可变动力学特性的全线控电动车

说明书

技术领域

本发明涉及一种全线控电动车辆，更具体地说，本发明涉及一种具有可变动力学特性的全线控的四轮独立驱动、独立转向、独立制动、独立主动悬架的电动车辆(以下简称全线控电动车)。

背景技术

传统的汽车(以燃油为燃料，以发动机作为动力源的车辆)在出厂成为产品后，在不发生故障的情况下，能够确保汽车按照驾驶员的意愿行驶，即车辆会按照车辆本身的动力学特性对驾驶员的输入给出一定的输出响应，包括转向、加/减速、制动。即车辆本身成为产品后，在不考虑车本身故障和驾驶环境的条件下，汽车的动力学响应特性应当是固定的。但是对于不同的驾驶员具有不同的驾驶风格和需求，包括转向特性、加/减速特性、制动特性。因此对于传统车而言，车辆的动力学特性无法去适应每个驾驶员的驾驶风格和需求；驾驶员必须去适应不同车的不同动力学特性，并对特性差别作出适应和补偿，从而保证不同的汽车在不同的工况下都能按考虑驾驶员意愿的安全路径行驶。这给驾驶员造成了很大负担，从而影响了汽车的驾驶安全性和驾驶舒适性，并且无法做到对驾驶者个性化驾驶风格和需求的适应。此外，传统车辆的悬架系统主要是被动悬架，不能为汽车的稳定性控制提供动力学上的辅助控制，而且目前对于电动车的研究还是围绕在传统车的稳定性控制方法，而实际上新一代轮毂电机电动车与传统车的控制算法应该有很大区别。目前的电动车研发并没有充分发挥出新一代电动车的结构特点和可控自由度多等优势。

发明内容

本发明旨在解决传统车辆的动力学特性，包括加/减速特性、转向特性、制动特性、悬架特性不能根据驾驶员的驾驶风格和需求改变的弊端。针对这些弊端，本发明提出了一种全线控的四轮独立驱动、独立转向、独立制动、独立主动悬架的全新电动车。电动车的全线控体现在驾驶员的转向、加速、制动操纵仅是产生相应的操作信号，并不直接作用于相应的执行机构，对于转向系统，由转角传感器采集到驾驶员的输入转角，并传给转向控制器，由转向控制器按照预定的算法，控制四个转向电机实现一定的转角。对于驱动系统，由驱动控制器采集电子加速踏板的踏板位移，控制器按照预定的算法，控制四个轮毂电机实现一定的驱动电流。对于制动系统，由制动控制器采集电子制动踏板的踏板位移信号，控制器按照预定的算法，控制四个制动电机(驱动时为驱动轮毂电机)实现一定的制动力。电动车的可变动力学特性是在电动车的独特的机械结构基础上实现的。本发明主要是基于传统车只能前轮转向，而且传动比固定，加速特性也在出厂之后无法改变，制动特性无法对驾驶员风格作出适应性的改变，悬架特性无法对车辆稳定性控制提供动力学辅助控制的缺点，提出了一种全线控的四轮独立驱动、独立转向、独立制动、独立主动悬架的全新电动车辆。

本发明所提出的电动车可由多个车轮组成，每个车轮内都有轮毂电机，各个轮毂电机用来驱动电动车、制动电动车，而且各个车轮之间的驱动力或制动力的大小相互独立，可以按照控制需求合理分配各个车轮的驱动力或制动力，即加速踏板的位移与四个车轮的驱动力的关系，制动踏板位移与车轮制动力的关系，都是可以按照控制需求随时调整的，已达到电动车更满足个性化需求的驾驶效果。各个车轮都通过车轮轴和主销连接到车架上，每个主销轴上都连接一个转向电机，每一个转向电机的轴与对应主销轴同轴，并通过连接件连接起来，各个转向电机也相互独立，可以按照驾驶需求任意分配四个转向电机的转角，即转向盘到各个车轮的各个转角传动比是可以按照控制要求随时改变，以完成驾驶员喜爱的驾驶效果。在主销轴下安装有刚度和阻尼可调的主动悬架。该主动悬架的刚度和阻尼可以随时按控制要求做出调整。由此可以看出，本发明所提及的全线控电动车通过如上所述的机械设计结构，实现了各个车轮的转角传动比、各个车轮的驱动力、各个车轮的制动力、各个车轮的悬架的阻尼和刚度的实时控制，实现了全线控电动车的多自由度控制，通过以上多个量的协调控制以及实时控制，实现了传统车辆无法实现的可变动力学特性。

具体结构特点：

本发明所论述的全线控电动车采用多个独立车轮，每个车轮都有一个轮毂电机，每个轮毂电机的运动都是相互独立的，每一个轮毂电机为各自所在的车轮提供驱动力或制动力。

本发明所论述的全线控电动车采用多个独立车轮，每个车轮都有一个转向电机，每个转向电机的运动都是相互独立的，每个转向电机都用来提供各自所在车轮的转向转角。

本发明所论述的全线控电动车采用多个独立的车轮，每个车轮都有一个刚度和阻尼可调的主动悬架，每个悬架的刚度和阻尼的大小都是相互独立的，每个悬架的刚度和阻尼都可以按照车辆的控制要求为所在的车轮提供适合的刚度和阻尼。